三自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(參考版)
2024-11-09 18:00本頁面
【正文】 M 索爾 編，工業(yè)機器人圖冊， 機械工業(yè)出版社， 1991 年 。 S 由于受時間和水平的限制，現(xiàn)代機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在著不夠完善的方面甚至有些錯誤，懇請老師和專家指教，能使本設(shè)計更完善并能付諸于實際，制造出所設(shè)計的機器人，將是很欣慰的事情。 致 謝 本設(shè)計得到 趙勇彪 老師的全過程的耐心指導(dǎo)和大力幫助，使得設(shè)計能夠順利地完成。在朱曉華老師的指導(dǎo)和一些同學(xué)的幫助下，我也盡自己的努力去克服困難，最后順利地完成了整個設(shè)計。 通過這次設(shè)計，使我綜合運用機械設(shè)計的理論和實際知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)的知識得到進一步鞏固、深化和擴展；通過設(shè)計，使我掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力；學(xué)會從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動機構(gòu)類型，制定設(shè)計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安全等問題，培 養(yǎng)獨立設(shè)計能力。經(jīng)過努力，我國已研制了許多 示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人以及噴涂、焊接裝配等機器人。 底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 如圖 53 圖 52 53 總 結(jié) 通過這次設(shè)計，使我對工業(yè)機器人有了感性的認(rèn)識，同時對國內(nèi)外的工業(yè)機器人的發(fā)展也有所了解。這里用擋塊結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)角范圍。主要控制內(nèi)容有動作的順序、動作的位置與路徑、動作的時間。 第三軸的從動齒輪受力為： 切向力為： 1 1 ?????? dTF t N 徑向力為： ?? o s/ 5 0 4c o s/ tgtgFF ntr ??? ?? ? N 軸向力為： 4 5 0 4 ???? ?tgtgFF ta ? N 根據(jù) ???? eFF ra， 則 軸 承 的 名 義 載 荷 P 為： 3 9 9) 4 6 ()( ??????? ar YFXFfP N 則，軸承的壽命為： 531063106 )( 10)(6010 ??????? PCnL hh 因為，這里軸承的預(yù)期壽命為 ?hL =15000h，而 ?? hh LL ，故所選的軸承可滿足壽命要求。 5. 針齒銷彎曲強度計算 1）針齒結(jié)構(gòu)尺寸 ??????????? ?CbL mm ????????????? ??cbL mm （ 132033 ????? cbb? ） 71521921 ????? LLL mm 2) 最大彎矩 1077271 17 95 211 ????????? LLLzrK TM cp VM ax Nmm 3) 許用彎曲應(yīng)力 150?FP? MPa 4) 校核彎曲應(yīng)力 33 ???? zpW axF dM? MPa 因為 F? ＞ [ FP? ]，所以滿足要求。 （ 2） .由區(qū)域系數(shù)分布圖，選取區(qū)域系數(shù) ?HZ 。初選螺旋角 ??14? 。 4) 選小齒輪齒數(shù) Z1=35，大齒輪齒數(shù) Z2=uZ1=?35=84。 3) 選用精度等級。 2) 考慮減速設(shè)計的要求，故大、小齒輪都選用硬齒面。 第四章 傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 第一軸的傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一軸的傳動方案已確定， 采用三級斜齒輪傳動，且電動機的功率為 P=3KW，n=1000r/min，則傳動比 u=1000/15=。 第三章 設(shè)計計算 電動機的選擇 第一軸的電動機的選擇 根據(jù)設(shè)計方案可知，第二軸、第三軸的所有重量都是第一軸的負(fù)荷，所以說，第一軸的轉(zhuǎn)動慣量是很大的，必須計算各零部件的轉(zhuǎn)動慣量，計算出最終動力源軸上所需要的最大的轉(zhuǎn)動慣量，再根據(jù)動力源軸上的轉(zhuǎn)動慣量進行選擇電動機。 總上所述，選擇方案一為最佳。一般效率為 ～ ，最高可 達 ； 4）傳動平穩(wěn)，過載能力較大，承受沖擊和振動的性能較好； 5）工作可靠，壽命長。一級傳動比為 11～ 87，二級傳動比為 121～ 7569，三級傳動比可達 446571； 2）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。 第二軸傳動的確定：由各傳動系統(tǒng)的傳動比可知，第二軸的傳動應(yīng)該采用擺線針輪行星齒輪傳動。要實現(xiàn)設(shè)計要求，如采用圓柱直齒輪傳動則需要四級傳動，而采用斜齒輪則需要三級就可以，并且知道在相同的條件下，采用斜齒輪傳動比圓柱齒輪傳動，在結(jié)構(gòu)上尺寸要小得多，由此可知，采用斜齒輪傳動。而在這里采用此傳動，則需要兩級傳動才能滿足要求，蝸桿蝸輪的傳動是兩軸交錯的，這樣一來也就增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，且同時也增加了轉(zhuǎn)動時的負(fù)荷；
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