焊接机器人腕小臂结构设计说明书

焊接机器人小臂腕部结构设计 要 介绍了焊接机器人技术发展的历程及我国焊接机器人技术研究的现状和发展前景。针对焊接机器人产业化中涉及到的新型结构本体设计、高性能机器人控制器技术及免维护系统设计等关键技术进行了研究，结合 接机器人，介绍了采用谐波齿轮减速器及交流伺服电机等精密传动部件进行机器人小臂和腕部结构设计，使得机器人结构变得越来越简单 ,传动环节减少，提高了系统的精度，减少维护，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。 我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在 70 年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。我国到 1997 年底仅有焊接机器人 500 台，多为弧焊和点焊机器人，而且集中于汽车、摩托车和工程机械三个制造行业，因此我国焊接机器人的发展应首先扩大应用数量和应用领域。同时也要尽快建立有我国自主知识产权的机器人生产产业。 关键词：弧焊焊接机器人、小臂腕部结构、交流伺服系统 a s on in of of C as of he of s in of in 970s, of in of to to 997 00 on s of At as as s of AC 录 第一章 前言 .题背景 . 研究的基本内容，拟解决的主要问题 . 研究步骤、方法 .二章 焊接机器人结构设计. 6 . 焊接机器人小臂及腕部结构设计方案 .臂及腕部整体机构的工作原理 . 传动比的选择 . 渐开线直齿圆锥齿轮几何计算 . 传动的特点 . 传动链的分类 . 链的选择 . . 14 . 16 锥齿轮强度校核 . 轴的强度校核 .三章 谐波减速器 .波减速器的组成及工作原理 . 柔轮常见的结构形式 . 波发生器常见的结构型 . 谐波减速器的工作原理 . 双刚轮谐波减速器 .此设计所需系列）.四章 经济性分析. 38 致谢. 39 参 考 文 献. 40 声明. 42 一章 前 言 机器人是一种在生产中能灵活完成特定操作，并有多种功能的机器。机器人一般由以下几部分组成：控制系统，驱动系统，执行(运动)装置，检测系统。机器人的控制系统包括：控制电脑和伺服控制器。机器人的动力驱动主要有：电动、气动、液压驱动等。机器人的执行(运动)部分主要指机器人用于完成任务的机体装置，主要由机械传动系统和末端执行器组成。传动机构用于把驱动器产生的动力传递到机器人的各个关节和动作部位，实现机器人平稳运动。常见的传动机构有以下几种：a、齿轮传动b、丝杠传动机构c、皮带传动和链传动机d、流体传动e、连杆传动：机器人的检测系统是指机器人身上的各种传感器。机器人最常采用的基本传感器有：视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。传感器是机器人的感觉器官机器人工作时，电脑根据传感器获得的信息控制机器人动作。它主要分为内部传感器和外部传感器两大类。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、具有多功能多自由度的操作机，是机器人家族中最重要的成员，主要由机械手臂、控制装置、机座、能源装置和驱动装置等几部分构成从结构上分为：模仿人类关节结构的关节型工业机器人、直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、球坐标机器人。从用途上可分为：焊接机器人、机器加工机器人、装配机器人、喷漆机器人、检查、测量机器人、移动式搬运机器人等等。焊接机器人主要包括弧焊机器人和点焊机器人。有用于大工件焊接的大型焊接机器人，也有用于 小工件焊接的精巧小型焊接机器人；有单台操作，也有两台以上的组合操作。 经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业12。 题背景 随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统 维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用- 1 例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。 据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。这两种焊接机器人在工业机器人中所占的大致比例。我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，机器人可以根据程序要求和任务性质，自动更换机器人手腕上的工具，完成相应的任务。因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。 工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。原因在于电阻点焊的过程相对比较简单，控制方便，且不需要焊缝轨迹跟踪，对机器人的精度和重复精度的控制要求比较低。点焊机器人在汽车装配生产线上的大量应用大大提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量，同时又具有柔性焊接的特点，即只要改变程序，就可在同一条生产线上对不同的车型进行装配焊接。 在西方国家，由于劳动力成本的提高为企业带来了不小的压力，而机器人价格指数的降低又恰巧为其进一步推广应用带来了契机。减少员工与增加机器人的设备投资，在两者费用达到某一平衡点的时候，采用机器人的利显然要比采用人工所带来的利大，它一方面可大大提高生产设备的自动化水平，从而提高劳动生产率，同时又可提升企业的产品质量，提高企业的整体竞争力。虽然机器人一次性投资比较大，但它的日常维护和消耗相对于它的产出远比完成同样任务所消耗的人工费用小。因此，从长远看，产品的生产成本还会大大降低。而机器人价格的降低使一些中小企业投资购买机器人变得轻而易举。因此，工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。根据001年全世界有75万台工业机器人用于工业制造领域，万在北美，2004年底全世界在役的工业机器人至少有约100万。 我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在 70 年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业，1984起先后从 司引进了 3 台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986 年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线 。 - 2 前，焊接机器人的发展主要集中于提高智能化水平。通过在机器人上安装如视觉、力觉、听觉等传感器，使机器人能根据工件和环境的变化，自动修正运动路径、焊枪姿态、焊接参数，使之具有更强的自适应能力。另一一方面是开发功能更多、更强的机器人离线编程软件。随着机器人在生产中应用的增多，离线编程变得十分必要。当前，国际市场上出售的焊接机器人离线编程软件功能还不多离线编程过程操作人员需要较多地参与。今后的发展方向，主要是赋予软件更多的自主功能，如具有优化避免碰撞的路径、焊枪姿态、焊接参数的自主规划的功能，并使焊枪能连续而稳定地运动，即机器人的关节在运动时尽可能远离其极限位置和奇异空间。焊接机器人的发展还需依赖工业机器人本身的发展，这方面主要是提高机器人运动轨迹的精度和稳定性，特别是用于精密激光焊接与切割的机器人对这些性能要求更高。众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。 然而，焊接又与其它工业加工过程不一样，比如，电弧焊过程中，被焊工件由于局部加热熔化和冷却产生变形，焊缝的轨迹会因此而发生变化。手工焊时有经验的焊工可以根据眼睛所观察到的实际焊缝位置适时地调整焊枪的位置、姿态和行走的速度，以适应焊缝轨迹的变化。然而机器人要适应这种变化，必须首先像人一样要“看”到这种变化，然后采取相应的措施调整焊枪的位置和状态，实现对焊缝的实时跟踪。由于电弧焊接过程中有强烈弧光、电弧噪音、烟尘、熔滴过渡不稳定引起的焊丝短路、大电流强磁场等复杂的环境因素的存在，机器人要检测和识别焊缝所需要的信号特征的提取并不像工业制造中其它加工过程的检测那么容易。焊接机器人的应用，不但改善了劳动环境、减轻劳动强度、提高升产效率，更主要原因是焊接机器人工作的稳定性和焊接产品质量的一致性，这对于保证批量生产的产品焊接质量至关重要。因此，汽车制造业成为焊接机器人应用的主要行业。国外一些年产 20 万辆以上的大型汽车制造厂及其不见生产厂，一般都有 300各种类型的机器人在生产中服务。在汽车行业的机器人应用中以焊接机器人和喷涂机器人为主，其 中焊接机器人占 75以上。国际上发达工业国家的机器人使用密度非常高，在汽车行业尤其如此，它是一般制造业机器人使用密度的 510 倍。由于我国机器人技术发展的时间较短，无论是一般制造业还是汽车制造业，其机器人的使用密度都非常低，所拥有的机器人数量与工业发达国家的平均水平相比都还具有相当大的发展空间。由于机器人控制速度和精度的提高，尤其是电弧传感器的开发并在机器人焊接中得到- 3 用，使机器人电弧焊的焊缝轨迹跟踪和控制问题在一定程度上得到很好解决，机器人焊接在汽车制造中的应用从原来比较单 一的汽车装配点焊很快发展为汽车零部件和装配过程中的电弧焊。机器人电弧焊的最大的特点是柔性，即可通过编程随时改变焊接轨迹和焊接顺序，因此最适用于被焊工件品种变化大、焊缝短而多、形状复杂的产品。这正好又符合汽车制造的特点。尤其是现代社会汽车款式的更新速度非常快，采用机器人装备的汽车生产线能够很好地适应这种变化。另外，机器人电弧焊不仅用于汽车制造业，更可以用于涉及电弧焊的其它制造业，如造船、机车车辆、锅炉、重型机械等等。因此，机器人电弧焊的应用范围日趋广泛，在数量上大有超过机器人点焊之势34。 接机器人毕业设计问题的提出 究的基本内容，拟解决的主要问题 机器人主体的关节结构由腰部、大臂、小臂、腕部等几部分组成，如图 计任务主要是焊接机器人小臂和腕部结构的设计，莫托曼焊接机器人外形尺寸的基础上，设计其内部结构。 机器人的小臂和腕部结构主要包括 :电机、谐波减速器、圆锥齿轮、链轮、链、谐波减速器几个部分组成。 对机器人的电机进行选择，电机是机器人运转的动力源，机器人最早使用的电机是步进电机，后来又发展到直流伺服电机。焊接机器人每一个关节旋转速度均较低，所以在电机选择过程中功率要求小，主要考虑电机的尺寸是否满足焊接机器人外形尺寸的要求。 由于焊接机器人要求速度较低，由电机转速要经过大减速比的减速器减速后才能达到焊接机器人速度要求，因此减速器选择减速比范围较大的。谐波减速器具有结构简单，重量轻，体积小，传动比范围大，承载能力高，损耗小，效率高，齿的磨损小且均匀等许多特点。 链的选择及链轮的设计，链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动，主要由主动链轮、链条和从动链轮组成，链传动的制造与安装精度要求低，安装与维修简便，链轮齿受力较小、强度较高、磨损较轻，有较好的缓冲、吸振能力。 最后是对小臂和腕部结构设计中必要的地方，进行强度校核。 究步骤、方法 1、首先确定设计课题：焊接机器人小臂腕部 结构设计，机器人本体结构分析； - 4 、通过互联网、图书馆书库、图书馆数据库 和实地调研等等手段查询相关资料，了解国内外的研究情况； 3、机器人小臂系统设计； 4、焊接机器人手部的逆运算程序及结果仿真， 5、进行总体价格估计，对其经济性进行分析。 图 接机器人 - 5 二章 焊接机器人结构设计 臂及腕部结构设计 接机器人小臂及腕部结构设计方案 以前我们所接触到型号较老的焊接机器人,所需的电机由于型号类型比较少,体积和重量都比较大,所以安装的位置大部分都选择在机器人的后部和结构腹腔内,但是随着进口品牌的进驻,国外的许多型 号先进的电机被引入,完全可以满足现在工业设计中,各种不同的需求。我在设计中所选取的电机是由兰州电机厂经德国西门子公司许可，按其技术制造的各种型号的电机，电机的功率从几十瓦到上千瓦，尺寸从几十毫米到上百毫米，可以满足不同领域的不用需求，所以在机器人小臂及腕部的设计中，选择了适合的电机，安装在了关节的附近，可以更好的实现焊接过程中，机器人的传动。避免了使用以前体积和重量都很大的电机，减化了设计的过程，也是结构设计更为合理。 我们所设计的焊接机器人是关节结构，每一部分都采取关节设计，有六个不同的自由度，每一关节都装置有角度零位及正负方向限位开关。 设计任务主要是焊接机器人小臂和腕部结构的设计，已知实验室莫托曼焊接机器人外形尺寸的基础上，设计其内部结构。第一种小臂和腕部设计方案：小臂和腕部部分共有三个自由度，小臂的旋转、腕部的仰摆、腕部的旋转。小臂旋转处结构采用交流伺服电机经谐波减速器减速直接驱动小臂旋转，腕部仰摆采用交流伺服电机经谐波减速器驱动圆锥齿轮轴转动，由与之啮合的圆锥齿轮带动套在轴上的腕部旋转，腕部的旋转直接由交流伺服电机经谐波减速器驱动，与小臂旋转结构类似，如图 示。 1电机 2. 谐波减速器 3. 圆锥齿轮 4. 谐波减速器 5. 电机 图 计方案一 - 6 二种小臂和腕部设计方案：手腕的仰摆采用交流伺服电机经谐波减速器减速，带动圆锥齿轮轴转动，再经过链轮、链传动驱动安装了手腕的轴旋转，使腕部与轴一起转动，从而达到腕部的仰摆。此方案中小臂旋转和腕部旋转的结构与设计方案一中相同，如图 示。 1电机 2. 谐波减速器 3. 圆锥齿轮 4. 齿轮 5. 链条 7. 电机 图 计方案二 对两种方案进行比较后得知：第一种方案的结构简单，需要的零部件少，圆锥齿轮传动精确，从腕部旋转的驱动器交流伺服电机到腕部仰摆处距离大，需要设计一根细长轴，造成小臂外壳材料的浪费，而且直接啮合的圆锥齿轮会影响到腕部仰摆的角度范围。第二种方案是在第一种方案的基础上，在圆锥齿轮传动后增加了链传动，结构复杂，但在腕部旋转处可以为手腕留出一定的空间，保证腕部仰摆的角度范围。所以从结构设计合理和经济的两方面综合考虑，选择第二种方案来进行结构设计56。 臂及腕部整体机构的工作原理 大部分机器人腕关节是由伺服电机带动谐波减速器直接驱动的。这时由于腕关节中的每一个转动轴都是直接由各作动器驱动的, 因而腕关节的各个转动轴都彼此独立, 于是腕关节的姿态、方位控制就变得比较容易 解决。腕关节能完成摆动、附仰、转动运动,如图 示,小臂连接一个转动副,使其手部实现摆动。接着再与转动副连接, 使其手部实现附仰。然后,再与转动副连接, 实现手部的转动。实现手部摆动的具体结构。如该图所示,电机2与刚轮5固连在小臂1上, 摆动轴6与转动的小臂7相固连;实现手部俯仰的具体结构又如该图所示,电机8与摆动的小臂 7 相固连,经谐波减速器 9、圆锥齿轮 10,运动改变方向。输出轴11在附仰的小臂12上转动。 - 7 柔轮固连); 臂及腕关节传动示意图 如果输出轴11与附仰的小臂12传动距离太远,可用齿形链传动来加长距离;实现手部转动具体结构再如该图所示, 电机18与转动的小臂19(即手部)及复波式谐波减速器的刚轮 16相固连,另一刚轮13(刚轮13与 16是分离的) 与附仰的小臂 12 相固连。当电机 18 轴转动时, 复波式谐波减速器的发生器 15 转动,柔轮14和15(柔轮14和15相固连)转动,由于受到与附仰的小臂12相固接的刚轮13传动的干扰, 刚轮 16 运动,转动小臂19(手部)也运动。由上分析可知,当伺服电机 2、8、18转动时, 转动小臂19(手部)就可以获得摆动、附仰、转动的运动。 机的选择 在本次设计中，我所设计部分所采取的电机是 1列交流伺服电机。它包括电机的定子、转子和一个检测电机转速和转子位置的无刷反馈系统。采用稀土电磁材料（釤钴合金）形成转子中的激磁磁场。高质量材料的应用带来以下优点： （1） 高功率密度，长度短和重量轻 （2） 转子惯性小 （3） 抗退磁性高 （4） 扭矩的温度稳定性高 （5） 电流一扭矩关系在很大范围内为线性 - 8 机的连续扭矩和过载 力几乎在整个扭矩范围内为常数，采用相应的6的过载能力可适应驱动装置的动态需求和驱动装置的总惯性矩。 1列交流伺服电机的静扭矩范围从 90定转速从 1200 到6000r/了适应 不同的安装条件，这种电机具有标准型和短型两种不同的结构形式。 在标准型和短型电机没有风冷，于有个别需求的，可以加风冷装置，以获得较大的扭矩。 1以获得较高的齿轮传动降速比。且质量平衡，因而传动平稳，振动小，输出轴的轴承能承受径向和轴向载荷，润滑脂能维持 200000 工作或五年以内，外形尺寸小，重量轻的多重特点。 小臂及腕部所用的三个电机型号选择如下： 小臂旋转处选用 1 功率为 400w 转速 3000腕仰俯所用电机选用 1率为 200w 转速 3000腕旋转所用电机选用 1此款电机为 1列交流伺服电机中的短型电机，体积小，适合放在手腕处)，功率为 50w 转速 3000齿圆锥齿轮设计 动比选择 因为手腕部俯仰 B 轴允许的最大转速为 s,电机转速为 3000谐波减速器 0 以 80 的减速比减速后，速度已经满足 B 轴转速要求，所以在齿轮传动处选择较小的传动比， 5.1=i 。 开线直齿圆锥齿轮几何计算 表 开线直齿圆锥齿轮几何计算 名称 代号 小齿轮 大齿轮 分度圆直径 d 0 060 齿数 Z 0 0 - 9 端模数 m m122 节锥角 11)=290距 R R高 b b=RR=节 P P=m=位系数 X (2) 齿顶高 ha fa m(1m(1根高 hf m(1.2m(1.2顶间隙 e e=根角 f f1=）=f2=）=顶角 (正常收缩齿) a1=）=a2=）=a 齿顶圆锥角 (正常收缩齿) 1=12根圆锥角 f 11顶圆直径 da 4.2 锥顶点到轮冠距离 k k2= 端分度圆弧齿厚 S S1=m（2+21=度圆弦齿厚 S (12=度圆齿高 1haha于小齿轮总体尺寸很小，所以将圆锥齿轮中的小齿轮直接设计成齿轮轴，以满足齿轮的强度要求，大齿轮则通过键与轴连接固定。 - 10 的选择及链轮设计 传动的特点 链传动是一种应用较广的一种机械传动。它是由链条和主、从动链轮所组成。链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 链传动是属于带有中间扰性的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比，传动效率较高；又因链条不需要象带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉；在远距离传动（中心距离最大可达十多米）时，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。 链传动主要在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如：在摩托车上应用了链传动，结构上大为简化，而且使用方便可靠。链传动还可用于低速重型及极为恶劣的工作条件下，例如掘土机的运行机构，虽受到土块、泥浆及瞬时过载等影响，但仍能很好的工作。 按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，而在一般机械传动中，常用的是传动链。 传动链传递的功率一般在 100下，链速一般不超过 15m/s ，推荐使用的最大传动比 距精密滚子链（简称滚子链） 、齿形链等类型。其中滚子链使用最广，齿形链使用较少。 1与齿轮传动比较： （1）链传动的制造与安装精度要求低，安装与维修简便。 （ 2）链轮齿受力较小、强度较高、磨损 较轻。通常链轮由较多的齿同时与链条啮合，接触位置接近结根，而且齿槽圆弧半径大，齿根应力集中小，所以链轮齿承载能力较大，齿面磨损也比齿轮轻。 （3）链传动有较好的缓冲、吸振能力。 （ 4）链传动中心距适应范围大，特别在 中心距较大或在多轴传动中，链传动易于布置、安装、调节。 （ 5）在链条上安装适当的附件可以实现 输送功能。但在要求中心距小，瞬- 11 传动比恒定，传动比大、转速高、噪声小时，链传动的使用性能不如齿轮传动。 2与带传动比较： （1）链传动的转速比准确，传动效率高。 （2）链条对轴的作用力小。 （ 3）链传动的尺寸较紧凑，在传递功率 相同的情况下，链条传动比常用的胶带要窄些，链轮直径也比带轮直径要小，所以机构尺寸比带传动紧凑。 （4）链条拆装方便。 （5）链传动能在较大的传动比和较大的中心距下工作。 （6）链传动的环境适应能力强。 （7）链条的磨损伸长比较缓慢。 （ 8）链传动在可燃气体下工作安全可靠，因为不易发生摩擦生电现象，不会引起燃烧。但是在要求噪声小，不准有润滑油，中心距大，转动速度很高的情况下，链传动的使用性能不如带传动。综上所述，在手腕仰摆处选用链传动。 动链的分类 传动链按传递方式分摩擦传动与啮合传动两大类，按产品结构分传动用短节距滚子链、传动用双节距滚子链、传动用套筒链、重载传动用弯板滚子链、传动用齿形链、销合链和无级变速链等。 3C）2B），横跨排以及多排，是应用最为广泛的链条。根据不同用途，配上各种附件，也可作为输送链用。用在发动机里，又派生出摩托车传动链、发动机正时用链、以及石油钻机传动链等产品系列。 双节距滚子链是短节距滚子链派生出来的一种轻型链条（节距增大一倍，滚子套筒销轴都不变） 。传动用双节距滚子链链板多为形，应用在中小载荷、中低速和中心距较大的传动装置中。随着链传动的推广，传动用双节距滚子链派生出了一些特殊场合用链条，如不锈钢链、高耐磨链、工程塑料链等。等，传动链加上不同 的附件可作为输送链用，并且这种传动链正越来越多地被运用在输送设备上。 重载传动用弯板滚子链适用于低速重载、有冲击传动工况，链板为弯链板，- 12 于拆装，无内外节之分。由于这种链条工作于重载工况下，多为大节距链。国内这种链条节距在 间。销合链链节由可锻铸铁铸成并用销轴连接起来，没有内外链节之分，易于拆装。由于结构简单，成本低廉，销合链是早期使用较为广泛的一种传动链。加上特殊附件，也可作输送链用。适用于中低速、重低载荷以及工作环境比较脏污的工况。由于铸件疲劳寿命较短，这种链条逐渐地被重载弯板滚子链取代。 传动用齿形链结构简单，没有套筒和滚子，只有销轴和链板。用于高速、低噪声等工况，按导向形式分内导式和外导式，按接触方式分内接触式和外接触式两种。数从547片不等。 无级变速链包括滑片链、摆销链、滚柱链、套环链等四个种类，其中以滑片式无级变速链使用较为广泛，应用在各种型式的链式无级变速器内。摆销式无级变速链主要应用在国外一些轿车链式无级变速器及其他精密、大功率、高速机械上。无级变速链由于其高强度、低噪音、耐磨损、寿命长等优点，在无级变速的应用中正越来越多地扩大应用领域。 的选择 本次设计中，所选的传动链是齿形传动链，齿形链上设有导板，可以防止链条在工作时发生侧向窜动，导板有内导板和外导板两种。内导板可以较为精确的把链定位于适当的位置，所以导向性好，工作可靠，适用于高速及重载传动，外导板齿形链，没有开导向槽，结构简单，导向性差，外导板容易在销轴连结处出现松动。 齿形链按铰接结构不同可分为：圆销式、轴瓦式和滚柱式三种，如图 形链的分类 - 13 销式齿形链，铰链承压面积小，压力大，磨损严重，所以不采用，轴瓦式齿形链承压面积大，压力小，但因为轴瓦与销轴表面是滑动摩擦，所以磨损也较为严重，经过比较还是选用滚柱式齿形链，它的载荷沿全链均匀分布，以滚动摩擦代替滑动摩擦，所以显著地减小了有害阻力。 根据手册查阅，选择 内导式滚柱式齿形链，基本参数和主要要求尺寸，选择链的型号为 排，节距 p 承的分类介绍 最具代表性的滚动轴承，用途广泛，可承受径 向负荷与双向轴向负荷 ，适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合 ，带钢板防尘盖或橡胶密封圈的密封型轴承内预先充填了适量的润滑脂 外圈带止动环或凸缘的轴承，即容易轴向定位，又便于外壳内的安装 最大负荷型轴承的尺寸与标准轴承相同，但内、外圈有一处装填槽，增加了装球数，提高了额定负荷 。 套圈与球之间有接触角，标准的接触角为15、30和40 ，接触角越大轴向负荷能力也越大 ，接触角越小则越有利于高速旋转 ，单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷 ，角接触球轴承适用于高速及高精度旋转 ，结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷 ，无装填槽轴承也有密封型。 可承受径向负荷与双向轴向负荷 , 单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承 ,适用于承受纯轴向负荷或轴向负荷成份较 大的合成负荷 ,该类轴承承受任何方向的轴向负荷时都能形 成其中的一个接触角（） ，因此套圈与球总在任一接触线上的两面三刀点接触 ,主要适用的保持架：铜合金切制保持架 . 由于外圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正 ,圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上 . 圆柱滚子与滚道呈线接触，径向负荷能力大，即适用于承受重负荷与冲击负荷，大多用于机床主轴 主要适用的保持架：钢板冲压保持架（铜合金切制保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架。 - 14 该类轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大 挡边引导 ，设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点 ，单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷 ，适用于承受重负荷与冲击负荷 。 该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为R、由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的 挠曲或不同心引起的轴心不正 ,可承受径向负荷与双向轴向负荷。特别是径向负荷能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷 。 由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成 ,与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承则将中圈秘轴配合 ,单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷） 由垫圈形滚道圈（轴圈、座圈）与圆柱滚子和保持架组件构成。圆柱滚子采用凸面加工，因此滚子与滚道面之间的压力分布均匀 ,可承受单向轴向负荷 ,轴向负荷能力大，轴向刚性也强。 分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成，可与冲压加工的薄型滚道圈（W）或切制加工的厚型滚道圈（意组合 ,非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承 ,可承受单向轴向负荷 ,该类轴承占用空间小，有利于机械的紧凑设计 ,大多仅采用滚针和保持架组件，而把轴及外壳的安装面作为滚道面使用。 该类轴承装有圆台形滚子（大端为球面），滚子由滚道圈（轴圈、座圈）挡边准确引导 设计上使得轴圈和座圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点 ，单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷 ，双向轴承将中圈与轴配合，但由于采用间隙配合，因此必须用轴套等使中圈轴向定位 主要适用的保持架：铜合金切制保持架。 该类轴承中球面滚子倾斜排列，由于座圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可- 15 许轴有若干倾斜 ,轴向负荷能力非常大，在承受轴向负荷的同时还可承受若干径向