scara工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(參考版)
2025-05-26 18:08本頁面
【正文】 滿足精度要求。滿足精度要求。借助SolidWorks的應(yīng)力分析功能分析大臂及小臂的變形。第5章 剛度校核我們需要關(guān)注SCARA機(jī)器人工作過程中的剛度，以確保安全準(zhǔn)確運(yùn)行。減速機(jī)輸入力矩即電機(jī)輸出力矩T2=Tmin/i=選擇電機(jī)為安川SGM7A系列，詳細(xì)代號(hào)為SGM7A15A7A61。減速比i=33。/s，選擇加速時(shí)間為t=，則角加速度：α=ωt=450176。詳細(xì)數(shù)據(jù)見附錄2。詳細(xì)數(shù)據(jù)見附錄3。/=則所需扭矩為T=Jα==考慮到摩擦力矩，則減速機(jī)輸出的最小轉(zhuǎn)矩為Tmin=選擇斯諾伐克Spinea諧波減速機(jī)TS110 Eseries。第4章 1軸和2軸電機(jī)及減速器的選擇與計(jì)算 小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2軸）及減速器的計(jì)算與選擇SCARA機(jī)器人小臂設(shè)計(jì)如圖41所示圖41 SCARA機(jī)器人小臂設(shè)計(jì)利用SolidWorks將此模型的質(zhì)量及繞2軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算得出：質(zhì)量為m1=繞2軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=由任務(wù)書可知，關(guān)節(jié)2最大運(yùn)動(dòng)速度w=450176。選擇MXL（超輕型），算得 帶寬計(jì)算同步帶帶寬計(jì)算公式如下式取bs=8mm。取小帶輪的齒數(shù)=25則小帶輪節(jié)圓直徑為則大帶輪的齒數(shù)=50則大帶輪節(jié)圓直徑為 同步帶帶速計(jì)算 帶長及齒數(shù)確定帶長的計(jì)算公式如下根據(jù)圓弧齒同步帶長度系列查得，其節(jié)線長，節(jié)線上齒數(shù)同步帶的實(shí)際中心距為 計(jì)算得a=。選定同步齒形帶帶型為3M。 4軸同步齒形帶的設(shè)計(jì)與選型計(jì)算和選型過程基本與3軸相同。項(xiàng)目帶型參數(shù)MXLXXLXLLHXHXXHbs0/mmTa/N273150245210040505400m/kgm1表 33 同步帶的基準(zhǔn)寬度、許用工作拉力和單位長度的質(zhì)量選擇L（輕型），算得 帶寬計(jì)算同步帶帶寬計(jì)算公式如下式其中： ——嚙合系數(shù)，因，取 =1； ——帶長系數(shù)，按表可查得=1； ——帶基準(zhǔn)寬度，查表確定；算得： 取bs=19mm。帶輪轉(zhuǎn)速（r/min1）帶型3M5M8M14M20M9001014222834900~120014202828341200~180016243232381800~3600202836——3600~48002230———表 32 帶輪的最小齒數(shù)取小帶輪的齒數(shù)=25則小帶輪節(jié)圓直徑為則大帶輪的齒數(shù)=50則大帶輪節(jié)圓直徑為 同步帶帶速計(jì)算 初選中心距中心距滿足下述條件根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸要求取 帶長及齒數(shù)確定帶長的計(jì)算公式如下根據(jù)圓弧齒同步帶長度系列查得，其節(jié)線長，節(jié)線上齒數(shù)同步帶的實(shí)際中心距為 計(jì)算得a=。根據(jù)帶輪轉(zhuǎn)速和帶型，根據(jù)表32可確定小帶輪的最小齒數(shù)。 確定同步齒形帶的計(jì)算功率 考慮到速度增減、功率的高低、載荷的大小和預(yù)緊力對(duì)帶輪的影響，其功率計(jì)算公式為式中： ——考慮載荷性質(zhì)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的工況修正系數(shù)； ——傳遞的功率載荷變化情況瞬時(shí)峰值載荷及額定工作載 荷每天工作小時(shí)數(shù)/h1010~1616平穩(wěn)—小150%較大150%~250%很大250%~450%2大而且頻繁450%2表 31 同步帶的工況修正系數(shù)由表31 得=2，根據(jù)所選用電機(jī)得傳遞功率P=230w，計(jì)算得 選定帶型和節(jié)距參考如圖 31 所示的圓弧齒同步帶選型圖，依據(jù)上述計(jì)算的功率 Pd，轉(zhuǎn)速 n， 據(jù)此可以選擇同步齒形帶。 3軸同步齒形帶的設(shè)計(jì)與選型為了減小機(jī)器人總體設(shè)計(jì)外形尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊，3軸和4軸均通過同步帶傳遞運(yùn)動(dòng)與力矩，下面進(jìn)行他們的選擇與計(jì)算。.4軸選擇安川SGM7J系列，詳細(xì)代號(hào)為SGM7JA5A7A61。因此 3 軸和 4 軸可以不采用減速器，采用同步帶傳動(dòng)同時(shí)利用其減速，減速比均為2。詳細(xì)數(shù)據(jù)由附錄1給出。 傳動(dòng)效率較高。為摩擦角，一般取10176。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)平穩(wěn)或輕度沖擊—中等沖擊—較大沖擊或振動(dòng)—代入公式計(jì)算 剛度的驗(yàn)算由于滾珠絲杠花鍵部和滾珠絲杠部間距很小，且滾珠絲杠長度受行程限制長度不會(huì)太長，且沒有兩軸端壓力的產(chǎn)生，不會(huì)有失穩(wěn)的可能性，所以剛度不驗(yàn)算。 為硬度系數(shù)。 計(jì)算滾珠絲杠花鍵的最大動(dòng)載荷根據(jù)負(fù)載力的大小，可由下列式子計(jì)算出滾珠絲桿的最大動(dòng)載荷：式中：為滾珠絲桿的壽命，且，其中，T為使用壽命普通機(jī)械 取，設(shè)計(jì)任務(wù)書要求年限壽命為3年，按一年365天， 每天3班制，計(jì)算得26280h；n為絲桿的轉(zhuǎn)速1500(r/min) ；為載荷系數(shù)。由于絲桿中的鋼球在螺母與絲桿之間來回滑動(dòng)，保證了其傳動(dòng)的高效性，與過去的滑動(dòng)絲桿相比，其驅(qū)動(dòng)扭矩僅占傳統(tǒng)絲
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