【正文】 ?? 則： 01 1 1 1 . 2 23 0 . 2 5 1 1 5 . 61wwT J w J N mt ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 若考慮繞機器人手臂的各部分重心軸的轉動慣量及摩擦力矩，則旋轉 開始時的啟動轉矩可假定為 120Nm? 電動機的功率可按下式估算 ? LPLPmP ?? M)( ～ （ 34） 式中： mP —— 電動機功率 W ； LPM —— 負載力矩 mN? ； LP? —— 負載轉速 srad/ ； ? —— 傳動裝置的效率，初步估算取 ； 系數(shù) ～ ，取 1 2 0 3 .8 21 .5 0 .9mP ??? ? 764Nm? 估算 mP 后就可選取電機，使其額定功率 rP 滿足下式 rP ? mP （ 35） 選擇 QZD08串勵直流電動機 表 31 QZD08串勵直流電動機技術數(shù)據(jù) 功率（ W） 額定電壓 （ V） 額定電流 額定轉速 （ r/min） 濾磁方式 絕緣等級 工作制 （ min） 本科生畢業(yè)設計 18 （ A） 800 24 1750 串勵 B 60 計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 根據(jù)經(jīng)驗取主軸的轉速≤ 4rad/s。 齒輪的分度圓直徑為 50mm,齒輪兩端裝有軸承 ,加工一段軸肩來定位軸承 .齒輪軸上裝型號為 滾動軸承 7206AC,內徑為 30mm。 圖 32 第一級齒輪軸結構圖 ，進行校核計算。進行軸的強度校核計算時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力，對于用于傳遞轉矩的軸應按扭轉強度 條件計算，對于只受彎矩的軸（心軸）應按彎曲強度條件計算，兩者都具備的按疲勞強度條件進行精確校核等。39。NFFNdTFmmzmdtrtt?????????????? (317) 畫軸的受力簡圖 見圖 3－ 3 計算軸的支承反力 在水平面上 Nll F r lF HR 31 ?? ???? (318) NFFrF HRHR 0 . 0 7 12 ??? (319) 在垂直面上 NFFF tVRVR 110212 ??? (320) 本科生畢業(yè)設計 21 畫彎矩圖 見圖 3－ 3 在水平面上， aa— 剖面左側 mmNlFM HRaH ?????? (321) aa— 剖面右側 mmNlFM HRaH ?????? 1 4 39。 (322) 合成彎矩， aa— 剖面左側 mmNMMMa aVaH ?????? 2222 (323) aa— 剖面右側 mmNMMaM aVaH ?????? 39。39。 軸的彎扭合成強度校核 許用彎曲應力 [ ] [ ] M pab 601 == σσ ， [ ] Mpab 1000 =σ ， [ ][ ] 10 06001 === bbσσα aa— 截面左側 333 12500105010 mmdW ??? (326) ? ???? ??????? MpaW TMe )()(2222 (327) 查得抗拉強度 MpaB 650=σ ，彎曲疲勞強度 Mpa3001 ?? ，剪切疲勞極限Mpa1551 ?? ，等效系數(shù) =σψ ， =τψ 本科生畢業(yè)設計 22 aa— 截面左側 333 2500 05505 mmdW T ??? (328) 查得 1=σK ， =τK ；查得絕對尺寸系數(shù) ??? ， ??? ；軸經(jīng)磨削加工，表面質量系數(shù) =β 。其它軸用相同方法計算，結果都滿足要求。中間軸大體結構及尺寸如本科生畢業(yè)設計 23 圖 34所示。主軸材料選用型號為 ZAlCu5Mn的鑄鋁合金。 壓力角 ? 的選擇 由機械原理知識可知 ,增大壓力角 ,能使輪齒的齒厚和節(jié)點處的齒廓曲率半徑增大 ,可提高齒輪的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度。 齒數(shù)和模數(shù)的選擇 對軟齒面的閉式齒輪傳動 ,其承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強度。因此在滿足彎曲疲勞強度的前提下 ,宜選擇較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)。 ? 軸上齒輪齒數(shù) 1z 取 25,小齒輪齒數(shù) 2z 取 100,? 軸上軸齒輪齒數(shù) 3z 取25,大齒輪齒數(shù) 4z 取 300,模數(shù) m取 2。本科生畢業(yè)設計 24 但增大齒寬 ,齒面上的載荷分布不均勻性也將增大。懸臂上的齒輪與小齒輪嚙合時取 39。根據(jù)公式1db d?? ,計算結果圓整為 5 的整數(shù)倍 ,作為大齒輪的齒寬 2b ,小齒輪齒寬取mmbb )105(21 ～?? ,以補償加工裝配誤差。1 ? ,與之嚙合的大齒輪齒寬 mmb 4539。根據(jù)表 78 選用 7 級精度的齒輪。 m。 頂隙 c mmmcc ???? ? 名稱 符號 公式 分度圓直徑 d mmmzd 5025211 ????mmmzd 600300222 ???? 齒頂高 ah mmmhaha 221 ???? ? 齒根高 fh mmmchahf )()( ?????? ?? 齒全高 h mmhhh fa ????? 齒頂圓直徑 1ad mmhdd aa 54211 ??? mmhdd aa 604222 ??? 齒根圓直徑 1fd mmhdd ff 45211 ??? mmhdd ff 595222 ??? 基圓直徑 1bd mmdd b o s11 ?? ?mmdd b 6 3c o s22 ?? ? 齒距 p mmmp ???? ? 齒厚 s mmms ?? ? 齒槽寬 e mmme ?? ? 中心距 a mmdda 3252/)( 21 ??? 頂隙 c mmmcc ???? ? 本科生畢業(yè)設計 26 ? ?3 12112 ???? ? ??????????dHEHt KTZZZd 。 選擇材料的接觸疲勞極限應力為： MPaH 580lim1 ?? MPaH 560lim2 ?? 選 擇齒根彎曲疲勞極限應力為： MPaF 230lim1 ?? MPaF 210lim2 ?? 應力循環(huán)次數(shù) N計算可得 6060 11 ?? atnN 16 300 8= 810 （ 336） 則 8812 ????? ?NN （ 337） 查得接觸疲勞壽命系數(shù)為 , 21 ?? NN ZZ 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為 121 ?? NN YY 查得接觸疲勞安全系數(shù) 1min ?HS ，彎曲疲勞安全系數(shù) ?FS ，又 STY 為試 驗齒輪的應力修正系數(shù)，按國家標準取 ，試選 ?tK ， 求許用接觸應力和許用彎曲應力： ? ? MP aZS NHHH inlim11 ???? ?? （ 338） 本科生畢業(yè)設計 27 ? ? MP aZS NHHH inlim22 ???? ?? （ 339） ? ? 1l i m11m i n 2 3 0 2 1 3 0 6 . 6 71 . 5F S TFNF Y Y M P aS?? ?? ? ? ? （ 340） ? ? MP aYS Y NF STFF 22102m i nlim22 ????? ?? （ 341） 將有關值帶入公式（ 335）得： ? ?3 122112 uuTKZZZddtHEHt ?????????? ?? ?= 3 2 12 1121 . ??????????? ?? = 則 smndv t / 111 ?? ????? ?? （ 342） smvz / 13 ??? （ 343） 查圖得 ?vK ；查得 ?AK ， 查得 ??K ，取 ?aK ，則 ?????? aVAH KKKKK ? （ 344） 修正 mmKKdd tHt 3311 ????， ??? zdmmm 取標準模數(shù) m=2mm，與前面選定的模數(shù)相同，所以 m=2mm 符合要求。 圖 35 大齒輪結構圖 圖 36 小齒輪結構圖 殼體設計 基座部分采用球墨鑄鐵材料 ,方形結構 ,壁厚在 15mm 左右。其他部分具體尺寸由結構確定 ,這里不一一敘述 ,詳見圖紙。通過校核可知設計的齒輪、軸均符合強度要求。機器人在輕型、較簡單且要求機器人價格較低的焊接作業(yè)中大顯了身手。本文主要完成了如下工作 : 進行了機器人總體設計及腰關節(jié)的詳細設計 機器人應該具有外形簡單、傳動原理簡單等特點，為此機器人設計成具有六自由度的結構，由機身、大臂、小臂、腕部組成。機器人六個 關節(jié)均選直流電機驅動。其他五個關節(jié)都采用了錐齒輪與直齒輪的傳動結構，充分利用了大臂和小臂的空間，結構緊湊