【導(dǎo)讀】的成果,所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知,除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工。作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體,均已在文中以明確的方式標(biāo)明。識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。的指導(dǎo)和幫助以及本次選題的支持。對(duì)于不了解的問題細(xì)心指導(dǎo),使我對(duì)機(jī)電有更加充分的認(rèn)識(shí)。要感謝同班同學(xué)的相互幫助,使我能夠有一個(gè)很愉快的大學(xué)。的幫助使我順利地完成任務(wù)。而至今仍無(wú)以為報(bào)。今后我會(huì)用自己的行動(dòng)報(bào)答您們。最后,向細(xì)心審閱本論文的的專家教授衷心的說聲謝謝。有自動(dòng)控制的的操作和移動(dòng)功能,能夠完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。本論文主要針對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)的介紹與設(shè)計(jì)。計(jì)進(jìn)行各部件的強(qiáng)度的校核。整個(gè)機(jī)器人可分為腰、大臂、小臂、腕四個(gè)部分,具有6個(gè)自由度。在科技日益發(fā)達(dá)的今天,機(jī)器人已逐步進(jìn)入人類的生產(chǎn)生活當(dāng)中。

　　

【正文】 材料選擇 中心齒輪材料選擇 40Cr調(diào)質(zhì) ,硬度 286HBS。內(nèi)嚙合齒輪材料選擇 45 鋼 (調(diào)質(zhì) ),硬度 240HBS。 尺寸選擇為表 所示。 表 各組齒輪設(shè)計(jì) 組別 第一組 第二組 第三組 第四組 第五組 第六組類型 參數(shù) 主 動(dòng) 輪 A1 從 動(dòng) 輪 A2 主 動(dòng) 輪 B1 從 動(dòng) 輪 B2 主 動(dòng) 輪 C1 從 動(dòng) 輪 C2 主 動(dòng) 輪 D1 從 動(dòng) 輪 D2 主 動(dòng) 輪 E1 從 動(dòng) 輪 E2 主動(dòng)輪 F1 從動(dòng)輪 F2 分度圓直徑 d(mm) 80 200 80 120 60 120 42 84 36 72 36 72 齒數(shù) 40 100 40 60 30 60 24 48 24 48 24 48 模數(shù) 2 2 2 2 2 2 齒輪強(qiáng)度校核 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度需要用到赫茲公式 。 .() 式中 :彈性系數(shù) ,其數(shù)值與材料有關(guān) 。 區(qū)域系數(shù) ,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ,。 載荷系數(shù) 。 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 。 小齒輪的分度圓直徑 。 傳動(dòng)比 考慮電動(dòng)機(jī)載荷均勻 ,取載荷系數(shù) K1。以鑄鋼為原料 ,所以去彈性系數(shù) 。齒寬 b20mm。小齒輪分度圓直徑 mm。傳動(dòng)比 。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 , 將以上數(shù)據(jù)代 入公式 ,得。 再由許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式 :..() 式中 :許用接觸應(yīng)力 。 接觸疲勞強(qiáng)度極限值 ,與齒面硬度有關(guān) 。 安全系數(shù)。 齒輪進(jìn)行調(diào)制處理 ,硬度為 286HBS。取接觸疲勞極限 。安全系數(shù)。 將以上數(shù)據(jù)代入式 ,得。 顯然 ,齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。 第 2 組 ,3 組 ,4 組 ,5 組 ,6 組用以上方法校核 ,結(jié)果同樣符合要求。 2)齒輪彎曲疲勞的校核 齒輪彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算公式 :.() 式中 :齒輪彎曲強(qiáng)度 。 K載荷系數(shù) 。 b齒寬 。 T齒輪上的轉(zhuǎn)矩 。 m齒輪模數(shù) 。 z齒輪齒數(shù) 。 齒形系數(shù) 。 應(yīng)力集中系數(shù)。 取載荷系數(shù) K1。齒寬 b20。小齒輪齒數(shù) z40。齒輪模數(shù) m2。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 。取齒形系數(shù) 。取應(yīng)力集中系數(shù)。 將以上數(shù)據(jù)代入公式 得。 再由許用彎曲應(yīng)力計(jì)算公式 :.() 式中 :許用彎曲應(yīng)力 。 載荷系數(shù) 。 安全系數(shù) 。 齒輪進(jìn)行調(diào) 制處理 ,硬度為 286HBS。取齒根彎曲疲勞極限 。安全系數(shù)。 將以上數(shù)據(jù)代入式 ,得 :。 顯然齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。 第 2 組 ,3 組 ,4 組 ,5 組 ,6 組用以上方法校核 ,結(jié)果同樣符合要求。 減速器的選擇 通過以上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ,發(fā)現(xiàn)齒輪傳動(dòng) ,僅靠小齒輪內(nèi)嚙合大齒輪的減速時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出焊接機(jī)器人的轉(zhuǎn)速要求的。根據(jù)要求 ,焊接機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求是比較低的 ,所選電機(jī)的轉(zhuǎn)速在 3000rpm 左右 ,需要通過較大的減速比的減速器減速后才能達(dá)到焊接機(jī)器人速度的要求 ,所以減速器選擇減速范圍比較 大的諧波減速器。圖 為諧波減速器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 諧波減速器機(jī)構(gòu)圖 諧波齒輪傳動(dòng)式近代新發(fā)展起來(lái)的一種靠柔性齒輪來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。諧波傳動(dòng)主要有波發(fā)生器 ,柔輪和鋼輪三部分組成。柔輪輪體很薄 ,上有一段為特制的完整的 360 度齒圈。波發(fā)生器的徑向最大尺寸稍大于柔輪內(nèi)直徑 ,裝配時(shí)把它放入柔輪內(nèi)孔 ,是柔輪齒圈段變?yōu)闄E圓形 ,并使橢圓長(zhǎng)軸出兩點(diǎn)的齒輪和鋼輪相嚙合 ,二端州出的輪齒脫開 ,若發(fā)生器旋轉(zhuǎn) ,則鋼輪嚙合區(qū)也隨著變化 ,輪齒依次幫助嚙合和脫離。 通過設(shè)計(jì)設(shè)定該焊接機(jī)器人的腰部最大 轉(zhuǎn)速為 ,電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速為 3000r/min。由于在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中 ,腰部的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)里已經(jīng)有了傳動(dòng)比 。故經(jīng)過減速器輸出的轉(zhuǎn)速可為 ,則計(jì)算傳動(dòng)比 : . 通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)諧波減速器 R 系列中的 XB1 諧波傳動(dòng)減速器的減速比范圍為 :i63~符合設(shè)計(jì)要求 ,通過查詢過具體型號(hào)得出 XB160120,符合要求。通過相同方法的計(jì)算的出所需諧波減速器的型號(hào)為表 所示。 類別 腰部旋轉(zhuǎn) 大臂俯仰 小臂俯仰 小臂旋轉(zhuǎn) 手腕俯仰 手腕旋轉(zhuǎn) 設(shè)定的轉(zhuǎn)速 已有傳動(dòng)比 2 2 2 2 所需傳動(dòng)比 所選型號(hào) XB1120120 XB110083 XB110083 XB13264 XB13264 XB12563 表 諧波減速器選型 焊槍的選擇 焊接過程中執(zhí)行焊 接操作的部分叫做焊槍。焊槍工作原理 :焊槍利用焊機(jī)的高電流 ,高電壓產(chǎn)生的熱量聚集在焊槍終端 ,融化焊絲 ,融化的焊絲滲透到需焊接的部位 ,冷卻后 ,被焊接的物體牢固的連接成一體。 對(duì)于焊槍市場(chǎng)上均可購(gòu)買到各式各樣的。根據(jù)焊接工藝的要求 ,可以選擇不同形狀的焊槍。所以焊接部分設(shè)計(jì)就相對(duì)比較簡(jiǎn)單 ,只要在機(jī)器人的腕部聯(lián)接上一把焊槍 ,焊槍由通過電線聯(lián)接焊機(jī)。而焊機(jī)的控制也是通過控制臺(tái)跟機(jī)器人達(dá)到同步控制。 焊接方式種類繁多 ,此設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人腕部頂端聯(lián)接的是的法蘭 ,可以聯(lián)接不同的焊接工具 ,這邊就以氬弧焊為例 ,來(lái)說明 焊接機(jī)器人工作原理。圖 為氬弧焊焊接機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 圖 為氬弧焊焊接機(jī)構(gòu) 1?焊絲盤 2?送絲機(jī)構(gòu) 3?焊絲 4?焊槍 5?噴嘴 6?焊接電弧 7?金屬熔池 8?氬氣流 9?氬氣 10?焊接方向 送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 送絲機(jī)構(gòu)主要是由送絲頭、送絲管和送絲輪 3 部分組成。整個(gè)送絲機(jī)構(gòu)是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)送絲輪把焊絲從送絲盤的焊絲一點(diǎn)點(diǎn)帶進(jìn)送絲管 ,其中送絲輪上帶有一個(gè)壓絲輪 ,能夠使焊絲不會(huì)走樣。送絲管是通過夾持體固定 ,在焊嘴部分還有一個(gè)固定環(huán) ,兩者配合能夠和好的將焊絲送達(dá)焊接處。送絲管采用的是 具有拉伸彈簧的送絲管 ,這樣可以調(diào)整送絲口的角度。圖 為送絲機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。 圖 送絲機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 1焊絲 2固定環(huán) 3絕緣套 4夾持體 5拉伸彈簧 6壓絲輪 7焊絲盤 8送絲盤固定架 9垂直壓絲機(jī)構(gòu) 10送絲輪 11進(jìn)絲口管套 12送絲管 13送絲嘴 5 結(jié)論與展望 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)小型焊接機(jī)器人 ,完成對(duì)焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 通過查閱焊接機(jī)器人相關(guān)資料文獻(xiàn) ,設(shè)計(jì)出了焊接機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)。此焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 由四個(gè)部分組成具有六個(gè)自由度的機(jī)器人。 根據(jù)機(jī)器人的需求完成了對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、軸、軸承、焊槍等相關(guān)零件的設(shè)計(jì)與選型。 就針對(duì)于所選的零件、機(jī)構(gòu)完成了疲勞強(qiáng)度 ,彎曲強(qiáng)度的校核 ,通過計(jì)算改善零件的設(shè)計(jì)與選型。 通過對(duì)繪圖軟件的學(xué)習(xí)完成了對(duì)部分零件圖的繪制 ,以及對(duì)焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖的繪制。 本次設(shè)計(jì)基本完成了對(duì)焊接機(jī)器人相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。將焊接機(jī)器人引入焊接系統(tǒng)中 ,基本上可以符合焊接需求。 展望 雖然此次焊接機(jī)器人的設(shè)計(jì)基本上可以滿足焊接所需的要求 ,但是由于時(shí)間關(guān)系 ,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上還 有許多不足之處。例如此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)著重于傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ,還未對(duì)機(jī)器人的布局進(jìn)行很好的處理 ,具體體現(xiàn)在控制機(jī)器人的電線等小部件的安置。另一方面還未對(duì)焊接機(jī)器人各個(gè)部分的尺寸的精確設(shè)計(jì) ,為了使此機(jī)器人能夠應(yīng)用于生產(chǎn)生活還需要進(jìn)行不足之處的改善。本次設(shè)計(jì)應(yīng)該還增加對(duì)控制的的方式的選擇 ,是機(jī)器人更加完整。 參考文獻(xiàn) 孫樹棟 .工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) [M].西安 :西安工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021. 毛鵬軍 .黃石生 .薛家 祥 弧焊機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [期刊論文 ]電焊機(jī) 202110. 毛鵬軍 .黃石生 .李陽(yáng) 焊接機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的回顧與展望 [期刊論文 ]焊接 202108. 熊震宇 .張華 .潘際鑾 電弧傳感器的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用前景 [期刊論文 ]焊接技術(shù)