scara工業(yè)機器人設(shè)計計算說明書-閱讀頁
2025-06-07 18:08本頁面
【正文】 0 1 0 0 0 0 1 d4 0 0 0 1]。 a=[a T04*A]。%繪三維散點圖axis equal。通常情況下，可以從以下大類材料中選取: （1）合金鋼（2）經(jīng)過熱處理的優(yōu)質(zhì)鋼（3）輕型合金，如鋁合金綜上，本次設(shè)計擬定大臂、小臂材料為鋁合金1060。 滾珠絲桿滾珠花鍵的計算及選型相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，新一代的SCARA機器人使用了滾珠絲桿花鍵由絲桿螺母、花鍵螺母、絲桿三部分組成。如前所述， ，第3軸的運動直線加速度最大設(shè)為a=25m/s，則機器人手腕加速度時產(chǎn)生的慣性力為 手腕的重力為 聯(lián)立式子可得絲杠軸所受的最大負載力為 計算滾珠絲杠花鍵的轉(zhuǎn)速設(shè)計要求3軸的直線運動速度500mm/s ，取絲杠導程為20mm ，則絲杠的轉(zhuǎn)速由 計算得出 螺母的選擇根據(jù)滾珠絲桿中鋼球循環(huán)方式的不同，絲桿螺母分為:彎管式、循環(huán)器式、端蓋式，這里選擇彎管式，它通過彎管讓鋼球進行循環(huán)，鋼球經(jīng)過絲桿軸的溝槽滑 入彎管，接著滾進溝槽中，循環(huán)往復。參考表，這里取=1。當絲桿硬度58HRC 時，取=；當絲桿的硬度55 HRC 時，取=；當絲桿的硬 度 50HRC時，取=；當絲桿的硬度45HRC 時，取=；Fm為滾珠絲桿的最大工作載荷(N)。 計算傳動效率滾珠絲桿的傳動效率一般在 ~，可計算得出: 式中：為絲杠的螺旋升角，為導程，為滾珠絲杠軸外徑。由此可以計算出滾珠絲杠花鍵的傳動效率。綜上，選擇THK公司的BNS2020A型的滾珠絲杠花鍵。 滾珠絲杠花鍵驅(qū)動電機的選擇與計算由于負載力不大，動絲桿進行直線運動。根據(jù)功率相等的原則，有如下式子： 式中： ——軸向力； ——電機力矩； ——直線運動速度； ——電機轉(zhuǎn)速； ——絲杠的傳動效率；又由式子： 最終推導如下公式： 代入公式計算的（3軸）（4軸） 考慮到同步帶的傳動效率，安全系數(shù)為2，則電機的最小轉(zhuǎn)矩（3軸）（4軸）所需功率為P=230W（3軸）P=（4軸）3軸選擇安川SGM7J系列，為了保持絲杠斷電后的狀態(tài)，選擇帶保持制動器的電機，詳細代號為SGM7J04A7C6E。詳細數(shù)據(jù)見附錄2。根據(jù)選擇的關(guān)節(jié) 3 軸的電機型號，結(jié)合同步帶不僅改變傳動方向的作用而且改變了輸出力矩的特性可以計算功率等參數(shù)。圖31 圓弧齒同步帶選型圖選定同步齒形帶帶型為3M 大小帶輪齒數(shù)及節(jié)圓半徑。此設(shè)計中， 由于安裝尺寸限制，3 軸選擇小帶輪。 基本額定功率基本額定功率是各種帶型對應于基準寬度的額定功率，為各帶型的許 用工作拉力，m 為寬度為的帶單位長度的質(zhì)量，各參數(shù)見表 33 所示。 作用于軸上的力計算 緊邊張力松邊張力最終根據(jù)以上計算參數(shù)選取寧波伏龍同步帶公司的2613M同步帶。 確定同步齒形帶的計算功率 功率計算公式為式中： ——考慮載荷性質(zhì)和運轉(zhuǎn)時間的工況修正系數(shù)； ——傳遞的功率由表31 得=，根據(jù)所選用電機得傳遞功率P=，計算得 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)上述計算的功率 Pd，轉(zhuǎn)速 n， 據(jù)此可以選擇同步齒形帶。 大小帶輪齒數(shù)及節(jié)圓半徑。 基本額定功率基本額定功率是各種帶型對應于基準寬度的額定功率，為各帶型的許用工作拉力，m 為寬度為的帶單位長度的質(zhì)量，各參數(shù)見表 33 所示。 作用于軸上的力計算 緊邊張力松邊張力最終根據(jù)以上計算參數(shù)選取寧波伏龍同步帶公司的2613M同步帶。/s，選擇加速時間為t=，則角加速度：α=ωt=450176。減速比i=33。減速機輸入力矩即電機輸出力矩T2=Tmin/i=選擇電機為安川SGM7J系列，詳細代號為SGM7J04AC6S。 大臂驅(qū)動電機（1軸）及減速器的計算與選擇SCARA機器人大臂（加小臂）設(shè)計如圖42所示圖42 SCARA機器人大臂設(shè)計利用SolidWorks將此模型的質(zhì)量及繞1軸轉(zhuǎn)動慣量計算得出：質(zhì)量為m1=繞1軸轉(zhuǎn)動慣量J1=由任務書可知，關(guān)節(jié)1最大運動速度w=450176。/=則所需扭矩為T=Jα==考慮到摩擦力矩，則減速機輸出的最小轉(zhuǎn)矩為Tmin=選擇斯諾伐克Spinea諧波減速機TS140 Eseries。詳細數(shù)據(jù)見附錄3。詳細數(shù)據(jù)見附錄2。為此，需要對其進行簡單的強度校核，確保其在規(guī)定的工作范圍內(nèi)能夠正常工作，而不會出現(xiàn)變形過大的問題。末端加載力為100N。末端加載力為70N。附錄1滾珠絲杠花鍵附錄2安川伺服電機附錄3諧波減速器參考文獻[1] [M].北京:化學工業(yè)出版社，1999[2] [M].北京:化學工業(yè)出版社，2004[3] [M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008[4] 王黎欣，[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2010[5] [M].北京:.46
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