【正文】 取彈性系數為ZE=（5）查表取節(jié)點區(qū)域系數為=（6）根據齒輪的硬度查表取小齒輪的接觸疲勞強度極限為=1150 MPa，大齒輪的接觸疲勞強度極限為=1120MPa。中心距a=m()/2==180mm 分度圓直徑==60mm，==300mm齒寬b==60mm，取小齒輪齒寬=70mm，大齒輪齒寬=65mm齒頂高===3mm，齒根高===按齒根彎曲疲勞強度校核確定各個參數數值（1）查表取彎曲疲勞壽命系數=，=　?。?）查表取齒形系數和應力校正系數27哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文=，==，=（3）查表取彎曲疲勞極限=710MPa，=710MPa（4）取彎曲疲勞系數 =可得== ==（5）驗算齒根彎曲疲勞強度===432MPa==388MPa彎曲疲勞強度足夠[2630]。腰部主軸與腰部回轉盤的通過螺釘連接在一起，電機帶動腰部主軸旋轉，從而使腰部回轉盤繞其中心旋轉完成所要求的動作。此外還要求腰部回轉盤的運動精度較高，要在驅動元件上安裝傳感器，檢測電機的旋轉精度?！‰姍C的選擇力矩的計算：，故==：腰部回轉盤的轉動慣量。其中永磁式力矩電機的定子是永久磁鐵，轉子是線圈繞組，通過電樞為轉子線圈供電，產生旋轉磁場驅動轉子運動。具有低轉速、大力矩、過載能力強、響應快、特性線性度好、力矩波動小等特點。綜合考慮，這里選用成都電機長生產的永磁式直流力矩電動機，型號為J200LYX17，峰值堵轉電壓為60V，轉矩為100 Nm，連續(xù)堵轉電壓為30V ，轉矩50Nm，轉速150r/min，重量18 kg。電機需要調速，調速后轉速為15min，減速比為10。各個關節(jié)所作的運動都是回轉運動，綜合考慮各種傳感器，選用增量型編碼器。增量型編碼器主要應用于數控機床及機械附件、機器人、自動裝配機、包裝機械等, 所以大臂、小臂、。大臂轉速=/2 rad/s，長為1m, 傳感器線數為：ns=2/(i)=2/()=524大臂選用南京中科天文儀器有限公司的增量編碼器YGM610，ns=600。　本章小結本章首先用簡單的空間立體幾何方法建立了噴漆機器人的工作空間的數學模型，驗證了假設條件中的噴漆機器人的各個關節(jié)的尺寸是符合工作要求的。選擇了驅動元件之后計算了大臂和小臂傳動機構的尺寸，包括鉸鏈四桿機構的尺寸以及兩個齒輪組的尺寸的計算和強調度校核。30第4章 軸、螺釘的設計與校核第4章　軸、螺釘的設計與校核　大軸1的結構設計與校核　大軸1的結構設計　大軸1的傳動方案 確定大軸1上的零件的裝配方案。由于密封箱的壁厚為45mm，孔徑為150mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以ab段的長度為41mm，直徑為85mm,裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7217C。由于大齒輪的齒寬為65mm，軸頭的長度應該小于輪轂的長度，所以de段的長度為60mm，直徑為90mm。根據這段軸的直徑和長度，鍵槽的寬度為25mm，長度為50mm，鍵槽的鍵槽深為7mm。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7217C。gh段與大臂相連，大臂在此處的厚度為39mm，孔徑為90mm。因此這段軸的長度為32第4章 軸、螺釘的設計與校核60mm，直徑為60mm。 大軸1的強度校核 計算齒輪的受力大齒輪和小齒輪的受力大小相等，方向相反。轉矩T=10=10(3/75) =378180Nmm圓周力==12606N徑向力== 計算支撐反力(a)所示。++F=(+)=0故=，=畫軸彎矩圖(c)圖。(e)圖，合成彎矩M=。(a)31第4章 軸、螺釘的設計與校核(b)33哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文(c)(d)(e)(f)　大軸1的受力分析32哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文按彎扭合成應力進行強度校核de段的中間截面為危險截面。當量轉矩=378180=226908 Nmm=，查表知=70MPa，所以 ?！〈筝S2的結構設計與校核　大軸2的結構設計　大軸2的傳動方案確定大軸2上的零件的裝配方案。由于密封箱的壁厚為45mm，孔徑為150mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以gh段的長度為41mm，直徑為85mm,裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7217C。由于大齒輪的齒寬為75mm，軸頭的長度應該小于輪轂的長度，所以de段的長度為60mm，直徑為90mm。根據這段軸的直徑和長度，鍵槽的寬度為25mm，長度為50mm，鍵槽的鍵槽深為7mm。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7217C。33第4章 軸、螺釘的設計與校核ab段與鉸鏈四桿機構的底桿相連，并且穿過大臂末端的通孔，大臂在此處的厚度為39mm，孔徑為95mm，底桿的厚度為40mm，孔徑為90mm，這段軸與底桿的連接方式是脹緊聯結，通過脹緊套使大軸2與底桿連接在一起。脹緊套選用Z2型脹緊套。從第三章可知大軸1受到的轉矩是378180 Nmm，而且同時承受大臂和小臂的總重量。兩根軸的主體機構和材料以及熱處理方式一樣，大軸2的受力比大軸1的受力小得多，當大軸1滿足強度條件時，大軸2必然滿足強度條件。確定小軸1的材料以及各段直徑和長度小軸1的材料為40Cr，調制處理。這一段由于和聯軸器連接，所以開有鍵槽，具體尺寸和電機輸出端的一樣。由于密封箱的壁厚為45mm，孔徑為62mm，因為外部還要裝端蓋，這段軸頸上還要裝配軸承，所以cd段的長度為25mm，直徑為30mm，裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7206C。34哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文ef段為過渡段，長度為95mm，直徑38mm。為了齒輪的周向定位，這段軸上還要開有鍵槽，來安裝平鍵。36第4章 軸、螺釘的設計與校核。裝配的軸承為角接觸球軸承，型號是7206C。+=153=(67+153)故=，=(b)所示。(d)圖。畫軸轉矩圖軸受轉矩T= T，(f)圖。取=。因此小軸1的強度滿足要求，故安全。上面校核的小軸1的強度滿足要求，故小軸2的強度必然滿足要求。選取的螺釘材料為Q235，直徑為12mm，固定用的螺栓數目為6。預緊力==查表取材料屈服極限=240MPa查表取安全系數S=故需用應力==160MPa由此螺釘的直徑=所以預選取的螺釘滿足強度要求。對大軸1同時根據腰部的運動形式對腰部回轉底盤處的連接螺釘強度校核。37噴漆機器人結構設計結 論本文完成了6自由度關節(jié)式噴漆機器人的結構的設計，達到了預期目標。機器人可實現6個自由度的運動，分別為：腕部噴槍的回轉運動，腕部回轉套的回轉運動，小臂的俯仰運動，大臂的俯仰運動，腰部的回轉運動。論證分析過程用到極限點法，即證明能夠滿足各個極限點，則其它各點必然滿足。完成了驅動元件和傳感器的選擇。驅動大臂、小臂關節(jié)的電機選用Z2系列直流伺服電機，驅動腰關節(jié)的電機選用直流力矩電機，腕關節(jié)處三個自由度選用小功率直流電機。主體采用鋁合金材料大大減輕總體質量，有利于提高其動態(tài)特性。這種結構的好處是避免把驅動元件直接安裝到關節(jié)上，從而解決了小臂質量大、轉矩大的缺點。39哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文參考文獻[1] 杜祥瑛．工業(yè)機器人及其應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991:5257P．[2] 曲道奎 張念哲．機器人技術的新進展[EB]，20040323/2013529．[3] 羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹．機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢[J]．機床與液壓，2006，9(1)：2528P．[4] 卞正崗．動化技術和機電一體化技術發(fā)展趨勢[J]．國內外機電一體化技術，2006，9(1)：2528P．[5] 歐鋆．機電一體化技術的現狀和發(fā)展趨勢[J]．廣西電業(yè)，2005，10(10)：99100P．[6] 黃純穎．設計方法學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：1226P．[7] 馬香峰．機器人結構學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991：2340P．[8] 蔣新松．工業(yè)機器人[M]．北京：科學出版社，1997：8892P．[9] 高峰，劉辛軍．機器人機構CAD的研究[J]．機械工程報：2000，36(4)：913P．[10] 王天然．機器人[M]．北京：化工業(yè)出版社，2002：29P．[11] ，and ，A framework to planning robotic flexible assembly cells，in 32nd International Conference on Computers and Industrial Engineering，Limerick，Ireland，pp．2003:607615P．[12] 蔡自興．機器人學[M]．北京：清華大學出版社，2000：2030P．[13] 周伯英．工業(yè)機器人設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1995：815P．[14] 殷際英，何廣平．關節(jié)型機器人[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2003：120P．[15] 孫迪生，王炎．機器人控制技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998：2556P．[16] 龐啟淮．小功率電動機應用技術手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996：112121P．[17] 朱喜林，張代治．機電一體化設計基礎[M]．北京：科學出版社，2004：211215P.[18] 徐世昌．機電系統設計[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005：305312P．[19] 方大千等．電動機速查速算手冊[M]．北京：中國水利水電出版社，2004：3339P．[20] [日]三浦宏文．機電一體化實用手冊[M]．北京：科學出版社，2001：169188．[21] 成大先．機械設計手冊[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2004：466572P．[22] 商大中．理論力學[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2007：122132P．[23] 劉艷磊，張建中．大學物理教程[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2010：5167P．[24] 楊在林．工程力學[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2010：1324P．[25] 武清璽，許慶春，趙引．動力學基礎[M]．江蘇：河海大學出版社，2003：2736P．[26] 楊恩霞．機械設計[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2008：126234P．40噴漆機器人結構設計[27] 曾光奇，胡均安．工程測試技術基礎[M]．武漢：華中科技大學出版社，2000：59113P．[28] 鄭文緯，吳克堅．機械原理[M]．北京：高等教育出版社，1996：67103P．[29] 李廣君，王鋼，石鈴．機械工程制圖[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2005：185319P．[30] 劉品 陳軍．機械精度設計與檢測基礎[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2010：37154P．41哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文攻讀學士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果42噴漆機器人結構設計致 謝此畢業(yè)設計工作和論文撰寫是在指導教師xxxxxx的悉心指導和熱心幫助下完成的。特在此衷心地向xxxxxx致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。同時也要感謝xxx實驗室里的研究生和同組其它各位同學在這個過程中的指點和幫助。4