人人文库网 > 毕业设计 > 毕业论文 > 工业机器人专用减速器的设计【7张图/16600字【优秀机械毕业设计论文】

说明书.doc

工业机器人专用减速器的设计【7张图/16600字【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

工业机器人专用减速器的设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

说明书.doc---(点击预览)

计划周记进度检查表.xls---(点击预览)

开题报告.doc---(点击预览)

A0-第三臂装配.dwg

A0-第二轴装配图.dwg

A2-摆线轮.dwg

A2-摆线轮第二臂.dwg

A3-偏心套1.dwg

A3-偏心套2.dwg

A4-柱销套.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共44页)

编号：611045 类型：共享资源大小：5.41MB 格式：RAR 上传时间：2016-03-01 上传人：木*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 工业机器人专用减速器设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。44页。16600字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共7张，如下所示
A0-第三臂装配.dwg
A0-第二轴装配图.dwg
A2-摆线轮.dwg
A2-摆线轮第二臂.dwg
A3-偏心套1.dwg
A3-偏心套2.dwg
A4-柱销套.dwg

毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目　　工业机器人专用减速装置的设计　　
2、专题　　
二、课题来源及选题依据
来源于毕业设计指导老师布置的课题。
减速器的设计是机械工程及其自动化专业所包含的一个较为基础的内容，选择减速器方向的毕业设计题目完全符合本专业的要求，从应用性方面来说，减速器又是很多机器所必不可少的一个部分。有效保证产品速度能够达到设计的要求，具有很好的发展前途和应用前景。摆线针轮减速器制造成本高，加工工艺复杂制，因此本课题研究摆线针轮减速机的工作原理，摆线针轮行星减速机的构及其齿轮的啮合原理，同时要求学生要有良好的心理素质和仔细认真的作风，对学生也是一次很好的练习机会。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
综合应用各种所学的专业知识，查阅相关资料选择齿轮的材料齿数，计算各齿轮的相关半径，并对其进行强度和刚度的校核，确定摆线针轮减速机的各相关尺寸。绘制出主要的零件图跟装配图并达

到毕业设计所要求的图纸数量跟质量。具体内容如下：
1．完成工业机器人专用减速装置二套（第二，三臂各一套），绘制摆线针轮减速器装配图（二份）。
2．完成部分零件图设计，绘制零件图3～4份。
3．完成设计说明一份。分析明晰，计算正确，阐述清楚。

摘要

工业机器人专用减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高等特点。本设计全面考虑到运转平稳、多齿啮合、轮齿均载等运动学和动力学的要求，从而实现承载能力高、传递效率高、可靠性高和动力学性能优良等指标，并且要便于制造、装配和检修，设计了具有合理结构的工业机器人专用减速器即摆线针轮行星减速器。
本论文所涉及的科研项目主要通过对摆线针轮行星减速器的主要零件的概念进行详细阐述，给出了摆线针轮减速器的用途，使用说明以及注意事项。列出了摆线针轮行星减速机的构造即输出部分，输入部分。通过对针摆行星传动减速器传动工作原理和特点进行分析，对针轮输出机构及针摆行星传动这种传动方式进行分析，以获得其理论设计和方法。从摆线针轮行星传动的共同点出发以及针摆轮行星减速器相对于少齿差行星减速器的优点提出针摆行星传动形式的设计计算方法。
本论文主要从以下方面出发对摆线针轮行星传动进行了研究:参照传统针摆行星传动基本设计计算方法以及对摆线针轮行星传动主要零部件的基本参数设计计算，并对摆线轮、柱销，针轮进行受力分析最终计算出转臂轴承和各支撑轴承所能承受的载荷大小，完成包括摆线轮、柱销等主要零件强度校核计算和轴承的寿命计算，给出主要零件机械加工的工艺过程，然后利用CAD画出了主要零件的草图和最后的装配图。

关键词：摆线传动；摆线轮；受力分析

Abstract
The cycloid—gear reducer is one of the most important transmission components of the pumping unit by its smaller volume，lighter weight and effective transmission. In order to realize four targets which include high transmission efficiency, high reliability and the excellent dynamics performance and guarantee credible lubricate ability, receive high efficiency of transmission, and make it easy for manufacture, assembly and inspection, we thought over all the requests in the round and design the rational structure cycloid—gear reducer.
By analyzing characteristics and working principle of cycloid drive, and the output pin wheel cycloid drive’s working principle, we obtion the design theory and method of this new kind of reduce. This paper mainly complete works include that provide the design method and complete the prototype design and dynamics analysis of virtual prototype.
This paper researches the following aspects of the output pin wheel cycloid drive. First, the basic parameters and dimensions of main parts of the output pin wheel cycloid drive are designed referring to design and calculation methods of the traditional cycloid drive, and mechanical analysis of the transmission system and the load condition and life of rotary arm bearings and steady bearings of each shafts are calculated, and at the same time the calculations including the strength of cycloid wheel, pins and other major parts are completes. Then, using CAD to draw sketches of the main components and final assembly drawing.

Keywords：Planet—cycloid Reducer; Cycloid ;force analysis

目录

摘要 III
Abstract IV
目录 V
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景和依据 1
1.2 本课题的研究意义 1
1.3 课题国内外研究现状及发展趋势 1
2 摆线针轮行星传动的简介 4
2.1摆线针轮的概念 4
2.2 摆线针轮减速机的用途，使用说明和注意事项 4
2.2.1 用途 4
2.2.2 使用条件 4
2.2.3 润滑 4
2.2.4 安装 5
2.3 摆线针轮行星减速器的构造 5
2.4 齿廓曲线的形成及其啮合原理 6
2.5 摆线针轮行星传动的特点及应用 8
3工业机器人的总体设计 9
3.1工业机器人的组成 9
3.1.1 工业机器人的系统组成 9
3.1.2 工业机器人的基本机能组成 9
3.2 机器人的结构分析 9
3.2.1 机器人的总体结构的概念 9
3.2.2机器人的传动结构 10
3.3机器人的设计分析及总体方案的确定 11
3.3.1 设计的任务要求 11
3.3.2总体方案的确定 12
3.3.3 工业机器人的主要技术参数 12
4 摆线针轮行星齿轮传动的传动比计算和传动特点 12
4.1摆线针轮行星齿轮传动的传动比计算 13
4.2啮合的齿廓形成原理 14
5 摆线针轮行星齿轮传动设计 15
5.1针轮行星轮系的材料 15
5.2 第一套摆线针轮加速器的设计 15
5.2.1 选择结构形式，齿数及材料 15

5.2.2 强度计算针齿中心圆半径 15
5.2.3计算摆线轮和针轮的几何尺寸 16
5.2.4 转臂轴承的选择计算 17
5.2.5 针齿销弯曲强度计算 18
5.2.6 W输出机构销轴弯曲强度计算 19
5.3 第二套摆线针轮减速器的设计 20
5.3.1 选择结构形式，齿数及材料 20
5.3.2 接触强度计算针齿中心圆半径 20
5.3.3 计算摆线轮和针轮的几何尺寸 20
5.3.4 转臂轴承的选择计算 21
5.3.5 针齿销弯曲强度计算 22
5.3.6 W输出机构销轴弯曲强度计算 22
6行星齿轮传动输出轴的轴承选择 24
7 主要零件的机械加工工艺规程 25
7.1 摆线轮的加工工艺路线 25
7.2 针齿壳的加工工艺路线 26
7.3 输出轴加工工艺 26
7.4 偏心套加工工艺 27
8结论与展望 29
8.1 结论....................................................................29
8.2 展望................................................................29
致谢 .30
参考文献 31

课题来源
导师布置的任务
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
减速器是各种机械设备中最常见的部件,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速, 摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。
摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特点。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，实现高承载能力、高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理结构的摆线针轮行星减速器。

（2）摆线针轮减速器的研究状况及其发展前景
摆线针轮传动较之普通渐开线齿轮或蜗轮传动的优点是：高传动比和高效率；同轴输出，结构体积小和重量轻；传动平稳和噪声低。由于摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿轮传动同时啮合的齿数多，因而承载能力较大，啮合效率要高；还由于摆线轮和针轮的轮齿均可淬硬、精磨，较渐开线少齿差传动中内齿轮的被加工性能要好，齿面硬度更高，因而使用寿命要长；加上摆线轮的加工技术已经过关，专业加工设备齐全，摆线轮已纳入专业通用件，在国内已做到通用化批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮传动的减速器当前广为应用。摆线针轮减速技术至今，虽在品种、规格等方面做了不少改进，但再没有作本质、原理上的创新。现今摆线针轮减速器，其原理和结构还是1926年德国的原型。
研究内容
① 了解工业机器人的总体设计的相关内容；
② 熟悉摆线针轮行星减速器的各个部分；
③ 熟练摆线针轮行星减速器的传动比的计算；
④ 掌握摆线轮行星曲线齿廓形成原理；
⑤ 掌握对摆线轮、针轮及其他只要零件尺寸的计算及校核

拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）技术路线：电动机的选择及其基本参数计算；摆线轮材料的选择；摆线轮、针轮、销轴尺寸的计算；根据所得尺寸对零件进行校核。

（2）研究方法
研究方法：理论计算、校核、计算机绘图；

研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关
2012年12月3日-2013年1月20日：专业实训。
2013年1月21日-2013年3月1日：按照要求修改毕业设计开题报告
2013年3月1日-2013年3月8日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文资料
2013年3月11日-2013年3月15日：分析资料，分析比较各种设计方案。
2013年3月25日-2013年3月29日：总体设计。
2013年4月8日-2013年4月12日：毕业论文撰写和修改工作。
2013年4月29日-2013年5月3日：整理说明书。
2013年5月6日-2013年5月10日：完成设计说明书。
预期成果：
1.完成工业机器人专用减速器装置二套（第二，三臂各一套），绘制摆线针轮
减速器装配图（两份）。
2.完成部分零件图设计，绘制零件图4份。
3.完成设计说明书一份。

特色或创新之处
传动比大，结构紧凑，传动效率高，传动稳定，使用寿命长，与渐开线少齿差行星传动相比无齿顶相碰和齿廓重叠现象。
已具备的条件和尚需解决的问题
① 理论设计较为成熟，生产设备条件能够得到满足，材料的选择能够满足要求。

② 制造成本高：摆线针轮行星减速器对材料的要求较高，因而增加了制造成本。
加工工艺复杂：加工摆线针轮需要专门的加床，对装配工艺也有较严格的工艺要求。

工业窑炉输送装置的设计

内容简介：: 编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：工业机器人专用减速器的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923229 学生姓名：贲素东指导教师：许菊若（职称：副教授）（职称：） 2013年 5月 25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：工业机器人专用减速器的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923229 学生姓名：贲素东指导教师：许菊若（职称：副教授）（职称：） 2012年 11 月 25日课题来源导师布置的任务科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（ 1）课题科学意义减速器是各种机械设备中最常见的部件 ,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速 , 摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特点。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，实现高承载能力、高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理结构的摆线针轮行星减速器。（ 2）摆线针轮减速器的研究状况及其发展前景摆线针轮传动较之普通渐开线齿轮或蜗轮传动的优点是：高传动比和高效率；同轴输出，结构体积小和重量轻；传动平稳和噪声低。由于摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿轮传动同时啮合的齿数多，因而承载能力较大，啮合效率要高；还由于摆线轮和针轮的轮齿均可淬硬、精磨，较渐开线少齿差传动中内齿轮的被加工性能要好，齿面硬度更高，因而使用寿命要长；加上摆线轮的加工技术已经过关，专业加工设备齐全，摆线轮已纳入专业通用件，在国内已做到通用化批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮传动的减速器当前广为应用。摆线针轮减速技术至今，虽在品种、规格等方面做了不少改进，但再没有作本质、原理上的创新。现今摆线针轮减速器，其原理和结构还是 1926 年德国的原型。研究内容了解工业机器人的总体设计的相关内容；熟悉摆线针轮行星减速器的各个部分；熟练摆线针轮行星减速器的传动比的计算；掌握摆线轮行星曲线齿廓形成原理；掌握对摆线轮、针轮及其他只要零件尺寸的计算及校核拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（ 1）技术路线：电动机的选择及其基本参数计算；摆线轮材料的选择；摆线轮、针轮、销轴尺寸的计算；根据所得尺寸对零件进行校核。（ 2）研究方法研究方法：理论计算、校核、计算机绘图；研究计划及预期成果研究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 2 日：按照任务书要求查阅论文相关 2012 年 12 月 3 日 1 月 20 日：专业实训。 2013 年 1 月 21 日 3 月 1 日：按照要求修改毕业设计开题报告 2013 年 3 月 1 日 3 月 8 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文资料 2013 年 3 月 11 日 3 月 15 日：分析资料，分析比较各种设计方案。 2013 年 3 月 25 日 3 月 29 日：总体设计。 2013 年 4 月 8 日 4 月 12 日：毕业论文撰写和修改工作。 2013 年 4 月 29 日 5 月 3 日：整理说明书。 2013 年 5 月 6 日 5 月 10 日：完成设计说明书。预期成果：二，三臂各一套），绘制摆线针轮减速器装配图（两份）。制零件图 4 份。特色或创新之处传动比大，结构紧凑，传动效率高，传动稳定，使用寿命长，与渐开线少齿差行星传动相比无齿顶相碰和齿廓重叠现象。已具备的条件和尚需解决的问题理论设计较为成熟，生产设备条件能够得到满足，材料的选择能够满足要求。制造成本高：摆线针轮行星减速器对材料的要求较高，因而增加了制造成本。加工工艺复杂：加工摆线针轮需要专门的加床，对装配工艺也有较严格的工艺要求。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日英文原文 of on is is a of to to be 1) at by by be to 2) at of to We at a of of a , a a VT 1) is of a be a is in is is 2) is to is of 3) is a be a of 1. to by 2. a of 1. be at to mm 2. of be as .4 3. of or be on of is 4. 1. be or to 2. me 3. to be in 1. of 2. in / 2 / 3. 3. be of 14 to be 1. at 2. at to On is 5 no 0 0 of 0 3. 1. 2. of by by 1. of is 2. of of 3. of by 0% of on 0 be or to 4. be 40 0.1 55 5. to or of 6. to 100 by is or in is is 00 so 0s so on to be be 0in to in a 0s is of it is is is or is on do in in to or as as on is at to in in of is to in a a in to or to be be in of As a of is In a of in in by 1. in (1) is up =10, 2) is a (3) is (4) is 5) on in in is ? of 93 820 95 40 77 90 300 100 30 400 is in EW , is by 2, 1 of is a it to 612) to to to be .? 995 (=32), of 1) on 50W, =26, is as (2) 70W, =17.(3) of of 70W, =of 70W, =103 of 4) =64.(5) =11. In of 000at is a a of 1 W; 2 15 3 by of of 00 4 of 20 is 50 mm of 90 be to of a To of (L) to of (2) of or of (3) of (4) of (5) to of (6) by (7) of of (8) a 0), 3), of a (0,000 of n of to in a We in in of is to of in of to as we to is on a a of is an If a of in of a is a of a If we on an on an is an of is a of of is a a as In of is to of in is of It is of of to to at to or it be to A is to of by on or on of be so as to or in of to as t周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注11月 12日 2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书对相关资料不能准确定位；耐心查找4012年 12月 3日月 20日指导专业实训掌握机床的基本操作不能熟练掌握，需要勤加练习11013年 1月 21日日指导毕业实习在无锡驰新机械厂实习不太熟悉数控机床的操作13 2013年 3月 4日日继续整理资料、分析、比较各种设计方案在导师的帮助下熟悉机械设计中的各种设计方案不能区分各种方案间的不同点，对各方案中的有些概念感到模糊；需要仔细阅读，认真研究14 2013年 3月 11日 5日确定最合适的总设计方案确定了总设计方案很那最终确定总设计方案；根据实际对最后的可能方案作最后的研究15 2013年 3月 18日 2日总体设计（包括参数计算及结构分析计算）进行参数计算及结构分析对计算公式比较陌生；回顾有关专业知识16 2013年 3月 25日 9日总体设计（完成参数计算及结构分析计算后绘制草图：总装配图）绘制了总装配图有些方面的图不是很清楚地画出来17 2013年 4月 1日日总体设计（最后完成部件装配图）绘制了部件装配图有些图的部位不是很清楚18 2013年 4月 8日 2日零件设计进行零件设计上网查阅资料进行改进存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系班级：机械 95 学生姓名：贲素东课题（设计）名称：工业机器人专用减速器的设计开始日期：周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注19 2013年 4月 15日 9日零件设计进行零件设计上网查阅资料进行改进20 2013年 4月 22日 6日零件设计进行零件设计上网查阅资料进行改进21 2013年 4月 29日日整理设计说明书整理了设计说明书排版先后问题22 2013年 5月 6日 0日完成设计说明书完成说明书的设计排版及格式的整理23 2013年 5月 13日 7日对图和说明书完善、定稿完善图和说明书排版及格式问题24 2013年 5月 20日 5日排版、打印、装订、答辩准备做最后的准备认真回看自己的设计，准备答辩更顺利编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：工业机器人专用减速器的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923229 学生姓名：贲素东指导教师：许菊若（职称：副教授）（职称：） 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）工业机器人专用减速器的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 95 学号： 0923229 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目工业机器人专用减速装置的设计 2、专题二、课题来源及选题依据来源于毕业设计指导老师布置的课题。减速器的设计是机械工程及其自动化专业所包含的一个较为基础的内容，选择减速器方向的毕业设计题目完全符合本专业的要求，从应用性方面来说，减速器又是很多机器所必不可少的一个部分。有效保证产品速度能够达到设计的要求，具有很好的发展前途和应用前景。摆线针轮减速器制造成本高，加工工艺复杂制，因此本课题研究摆线针轮减速机的工作原理，摆线针轮行星减速机的构及其齿轮的啮合原理，同时要求学生要有良好的心理素质和仔细认真的作风，对学生也是一次很好的练习机会。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：综合应用各种所学的专业知识，查阅相关资料选择齿轮的材料齿数，计算各齿轮的相关半径，并对其进行强度和刚度的校核，确定摆线针轮减速机的各相关尺寸。绘制出主要的零件图跟装配图并达毕业设计所要求的图纸数量跟质量。具体内容如下： 1完成工业机器人专用减速装置二套（第二，三臂各一套），绘制摆线针轮减速器装配图（二份）。 2完成部分零件图设计，绘制零件图 3 4 份。 3 完成设计说明一份。分析明晰，计算正确，阐述清楚。四、接受任务学生：机械 95 班姓名贲素东五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012 年 11 月 15 日要工业机器人专用减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高等特点。本设计全面考虑到运转平稳、多齿啮合、轮齿均载等运动学和动力学的要求，从而实现承载能力高、传递效率高、可靠性高和动力学性能优良等指标，并且要便于制造、装配和检修，设计了具有合理结构的工业机器人专用减速器即摆线针轮行星减速器。本论文所涉及的科研项目主要通过对摆线针轮行星减速器的主要零件的概念进行详细阐述，给出了摆线针轮减速器的用途，使用说明以及注意事项。列出了摆线针轮行星减速机的构造即输出部分，输入部分。通过对针摆行星传动减速器传动工作原理和特点进行分析，对针轮输出机构及针摆行星传动这种传动方式进行分析，以获得其理论设计和方法。从摆线针轮行星传动的共同点出发以及针摆轮行星减速器相对于少齿差行星减速器的优点提出针摆行星传动形式的设计计算方法。本论文主要从以下方面出发对摆线针轮行星传动进行了研究 :参照传统针摆行星传动基本设计计算方法以及对摆线针轮行星传动主要零部件的基本参数设计计算，并对摆线轮、柱销，针轮进行受力分析最终计算出转臂轴承和各支撑轴承所能承受的载荷大小，完成包括摆线轮、柱销等主要零件强度校核计算和轴承的寿命计算，给出主要零件机械加工的工艺过程，然后利用出了主要零件的草图和最后的装配图。关键词：摆线传动；摆线轮；受力分析 he is of of by In to of it we in By of s we of of of of of of to of of of of at of AD to of V 目录摘要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 题研究的背景和依据 . 1 课题的研究意义 . 1 题国内外研究现状及发展趋势 . 1 2 摆线针轮行星传动的简介 . 4 线针轮的概念 . 4 线针轮减速机的用途，使用说明和注意事项 . 4 途 . 4 用条件 . 4 滑 . 4 装 . 5 线针轮行星减速器的构造 . 5 廓曲线的形成及其啮合原理 . 6 线针轮行星传动的特点及应用 . 8 3 工业机器人的总体设计 . 9 业机器人的组成 . 9 业机器人的系统组成 . 9 业机器人的基本机能组成 . 9 器人的结构分析 . 9 器人的总体结构的概念 . 9 器人的传动结构 . 10 器人的设计分析及总体方案的确定 . 11 计的任务要求 . 11 体方案的确定 . 12 业机器人的主要技术参数 . 12 4 摆线针轮行星齿轮传动的传动比计算和传动特点 . 12 线针轮行星齿轮传动的传动比计算 . 13 合的齿廓形成原理 . 14 5 摆线针轮行星齿轮传动设计 . 15 轮行星轮系的材料 . 15 一套摆线针轮加速器的设计 . 15 择结构形式，齿数及材料 . 15 强度计算针齿中心圆半径 . 15 算摆线轮和针轮的几何尺寸 . 16 臂轴承的选择计算 . 17 齿销弯曲强度计算 . 18 输出机构销轴弯曲强度计算 . 19 二套摆线针轮减速器的设计 . 20 择结构形式，齿数及材料 . 20 触强度计算针齿中心圆半径 . 20 算摆线轮和针轮的几何尺寸 . 20 臂轴承的选择计算 . 21 齿销弯曲强度计算 . 22 输出机构销轴弯曲强度计算 . 22 6 行星齿轮传动输出轴的轴承选择 . 24 7 主要零件的机械加工工艺规程 . 25 线轮的加工工艺路线 . 25 齿壳的加工工艺路线 . 26 出轴加工工艺 . 26 心套加工工艺 . 27 8 结论与展望 . 29 论 .望 .谢 . 考文献 . 31 工业机器人专用减速器的设计 1 1 绪论题研究的背景和依据减速器是连接动力机部分和工作机部分的应用最为广泛的通用传动机械，行星齿轮减速器对齿轮的齿廓曲线的主要要求是保证瞬时传动比是常数。目前，满足这一要求的常用于齿轮传动的齿廓曲线主要是渐开线和摆线。 1926 年明了摆线针轮减速器，在少齿差行星传动结构上，将变幅外摆线的内侧等距曲线首先用于行星轮廓曲线并且把圆弧作为中心轮齿廓曲线以及渐开线少齿差行星传动模式，保留 N 型行星齿轮传动。此发明专利被日本住友公司于 1938 年买断，当时日本人执行的是 “引进消化创新 ”技术路线。摆线针轮传动与普通渐开线齿轮或蜗轮传动相比的主要优点有：高传动比和高效率，一级减速时传动比范围是 11 87，两级减速时的传动比范围是 20 128；同轴输出机构重量轻和体积小；传动平稳且噪音低；因为针摆传动同时啮合的齿数要比渐开线齿轮传动同时啮合的齿数多，所以承载能力较大，啮合效率较高。课题的研究意义减速器是各种机械设备中最常见的部件 ,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速 , 摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特点。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，现高承载能力、高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理结构的摆线针轮行星减速器。题国内外研究现状及发展趋势针摆齿轮传动与普通渐开线齿轮或蜗轮传动相比的优点有：传动比高和高效率高；同轴输出结构体积小和重量轻；传动平稳和噪声低。因为摆线针轮传动同时啮合的齿对数要比渐开线齿轮传动同时啮合的齿对数多，所以承载能力更大，啮合效率更高；由于摆线轮以及针轮轮齿均可精磨、淬硬，比渐开线少齿差传动内齿轮的被加工性好，齿面硬度要更高，因而使用寿命更长；摆线轮的加工技术已经成熟，专业加工设备齐全，因此摆线轮已纳入通用件，在国内已做到通用化大批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮专用减速器当前得到广泛应用。摆线针轮减速技术到现在，虽在品种、规格等许多方面做了改进，但在本质、原理上没有创新。现如今摆线针轮减速机，其原理和结构依然是 1926 年德国的原型。无锡太湖学院学士学位论文 2 图线针轮减速器的应用目前，摆线针轮减速器的研究在国内外都得到了积极发展，从 1990年开始，住友机械株式会社在 “80系列 ”的基础上推出最新 “90样本 ”的摆线针轮减速器，它的机型由 15种扩大到 21种，传动比由 8种扩大到 16种。我国对日本提高摆线针轮减速器性能的主要措施已进行较深入的分析，并且在赶超世界水平的同时也有了自己的创新成果，如与工程实际相符的摆线轮与输出机构受力分析以及对摆线轮齿形的优化设计等。摆线针轮减速器所能传递的最大功率为 132入轴的最高转速为 1800r/国研发直升飞机传动装置所做的摆线针轮传动装置试验样机，采用的是四片摆线轮，可以达到输入轴动平衡的新结构，输入转速达到 2000r/动功率达到 205 这些年来国内对摆线针轮传动的研究一直在不断发展，并且也取得了一些成果。主要如下： (1) 中国农业大学何胜勇对行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与有限元分析进行了研究； (2）哈尔滨工业大学于影，于波，陈建新对摆线针轮行星减速器进行优化设计； (3）天津工程师范学院的戚厚军建立的 2K v 型摆线针轮行星减速器的动力学模型是以 2摆线针轮行星减速器为研究对象，在不改变减速器的外形尺寸及结构的情况下，分析了摆线轮修形和短幅系数对摆线轮齿啮合刚度的影响规律，和传动系统中的各种零件的刚度及针径系数对机器整机振动性能的影响； (4）大连交通大学何卫东教授主持的国家自然科学基金资助的项目高承载能力高传动效率高可靠性新型针摆行星传动的研究的科研成果双曲柄四环板针摆行星传动于2005 年 4 月通过鉴定； (5）浙江大学吕方教授开发了一种新型的传动机械长幅外摆线针轮行星传动减速机； (6) 大连铁道学院张动生采用非线性有限元分析软件立了摆线轮与各受力齿接触模型；首次对针齿和摆线轮齿面接触进行静态有限元分析，得出了摆线轮和针齿间的接触状态； (7) 四川大学张流俊在首次应用有限元法取代传统的经验法进行摆线针轮减速器的结构设计，并提供了一个通用的摆线针轮减速机结构设计计算软件包。 (8）大连铁道学院关天民和万朝燕对新型摆线针轮传动进行理论及受力分析； (9) 大连铁道学院关天民教授提出了一种较为准确的针摆轮行星传动销孔式输出机构的受力分析理论，利用此理论可以得到整个工作过程中输出机构和柱销的受力情况； (10）鞍山钢铁学院高兴蚊、黄秋波对具有双面支撑输出机构以及多齿差齿形摆线针轮行星传动的齿廓曲线形状和啮合特性进行了理论分析。摆线针轮减速器的发展趋势是达到更高的运动精度，更高的传递功率和更广的传动范围。自 20 世纪 90 年代以来来，在工业专用机器人回转装置选择中。摆线轮传动作为一种比较理想的传动形式应用其中。如日本住友重机械工业株式会社研发成功的机器人用 R 列及列产品均采用了摆线针轮传动结构形式，由于采用了最新的设计理论。从而产品外型美观大方、结构合理、传递功率得到提高。工业机器人专用减速器的设计 3 近年来出现了数种在摆线针轮行星传动基础上的新型传动型式，使其能够更好适应高精度的运动传递和控制，用于机器人关节驱动、精密机床等高精度摆线轮传动技术的研究，其中常用的有以下几种： (1). 速器近来由斯洛伐克的一家公司推出，这种轴承式减速器不仅能承受非常大的径向力而且还能承受轴向力，并且使用寿命和传动效率也有所提高。 (2) 速器。速器是近年来由日本帝人公司推出的一种摆线传动，是由第一级普通渐开线直齿轮减速器部分和第二级针摆轮减速器部分组合成的两级行星传动机构。 (3) 由日本著名的住友重机械工业株式会社推出的产品，在此传动中采用了三片相互呈 0120 角布置的摆线轮结构，增加了摆线轮的数量提高了传动效率。 (4). 速器由美国司生产，传动机构采用了机芯式设计，每个针齿都采用悬臂方式，在针齿另一端加工有锥度，和机壳上的锥孔相配合，能自动定心，不仅能保证顺利装配又能消除全部间隙。 (5). 摆线球齿减速器，是一种将外摆线、内摆线轮结合起来的双摆线减速器，既将针轮改为钢球齿轮，又将两摆线轮改为摆线沟槽，因而是摆线针轮减速器的一种变形。精度减速器是当今世界上最新的传动装置，它具有体积小传动比范围大寿命长、稽度保持稳定、效率高等一系列的优点由于它与机器人中常用的谐波传动相比有较高的疲劳强度、大的刚度和长的寿命。两且回差耪度高，因此速机在工业专用机器人传动中正在得到越来越广泛的的应用：它还广泛用于测量装置，微型大传动比减速装置、办公设备、摆线传动装置，智能住宅传动装置等机械系统中由于在这些精密传动中，通常传递的载荷不大，但要求传动精度高，传递运动准确，因而对其传动链的设计要求较高。无锡太湖学院学士学位论文 4 2 摆线针轮行星传动的简介线针轮的概念本课题研究的是工业机器三自由度手臂采用摆线针轮行星轮传动的第二和第三臂。摆线针轮行星传动的齿廓是一种星传动。行星的齿廓不是线而是摆线。中心内齿采用了针轮。图星齿轮传动结构简图行星齿轮减速机：主要传动结构为：行星轮，太阳轮，外齿圈。行星减速机因为结构原因单级减速最小为 3，最大一般不超过 10,常见减速比为 :3、 4、 5、 6、 8、 10,减速机级数一般不超过 3，胆有大部分减速机比定制减速机有 4 级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性，高精度，高传动比，高的扭矩 /体积比，终身免维修等特点。因为这些特点，行星减速机是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。线针轮减速机的用途，使用说明和注意事项途摆线针轮减速机采用摆线针齿啮合，行星式传动原理，所以通常也叫行星摆线减速机，行星摆线针轮减速机可以广泛应用于石油、环保、化工、水泥、输送、纺织、制药、食品、印刷、起重、矿山、冶金、建筑、发电等行业，作为驱动或减速装置其独特的平稳结果在许多情况下可以替代普通圆柱齿轮减速机及蜗轮蜗杆减速机，因此行星摆线针轮减速机在各个行业和领域被广泛应用，受到广大用户的普遍欢迎。用条件（ 1）摆线针轮减速机允许使用在连续工作的场合，同时允许正反两个方向运转。（ 2) 输入轴的转速额定转数为 1500 转 /分，在输入功率大于瓦时建议采用 960转 /分的 6 级电机配套使用。（ 3）卧式安装摆线针轮减速机的工作位置均为水平位置。在安装是最大的水平倾斜角一般小于 015 ，在超过 015 时应采用其他措施保证润滑充足和防止漏油。（ 4）摆线针轮减速机的输出轴不能受较大的轴向力和径向力，在有较大轴向力和径向力时须采取其他措施。滑（ 1) 卧式摆线减速机在正常情况下采用油池润滑，油面高度保持在视油窗的中部即工业机器人专用减速器的设计 5 可，在工作条件恶劣，环境温度处于高温时可采用循环润滑。（ 2）摆线针轮减速机在常温下一般选用 40或 50机械润滑油，为了提高减速机的性能、延长摆线针轮减速机的使用寿命，建议采用 70或 90极压齿轮油，在高温情况下高温情况下工作时也可应重新考虑润滑油。（ 3）立式安装行星摆线针轮减速机要严防油泵断油，一避免减速机的部件损坏。（ 4）加油时可旋开几座上部的通气帽即可加油。放油时旋开机座下部的油塞，即可放出油污，该减速机出厂时内部无润滑油。（ 5）第一次加油运转 100 小时应跟换新油，以后再连续工作，每半年跟换一次，如果工作条件恶劣可适当宿短换油时间，实践证明减速机的经常换油对于延长减速机的寿命有着重要作用，在使用过程中应经常补充润滑油。装（ 1）在摆线针轮减速机的输出轴上安装联轴器、皮带轮、链轮等连接件时不允许采用直接锤击方式，因为减速机的输出轴结构不能承受轴向的锤击力，可用轴端螺孔旋入螺钉压入联结件。（ 2）输出轴输入轴的轴径选用合。（ 3）减速机上的吊环螺钉只限起吊减速机。（ 4）在基础上安装减速机时应校准减速机的安装中心线标准你高，水平度及其相连部分的相关尺寸。校准装动轴的同心度不应超过联轴器所允许的范围。（ 5）减速机校准时可用钢制垫块或铸铁垫块进行，垫块在高度方面不超过三块，胆减速机校准后应换入平垫块。线针轮行星减速器的构造行星摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、输出部分、减速部分。在输出轴上安装有一错位 0180 的双偏心套，在偏心套上安装有两个滚珠轴承，形成 H 结构，两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的真齿轮相啮合，以组成少齿差啮合减速机构。从结构上讲，摆线针轮行星传动由四部分组成，即针轮、摆线行星轮、系杆 H 和输出机构 W。无锡太湖学院学士学位论文 6 图线针轮行星减速器的结构图廓曲线的形成及其啮合原理摆线行星轮的齿廓曲线为短幅外摆线的等距曲线，这种曲线的形成如图示。图中圆 1 称为滚圆，半径为 2 称为基圆，半径为滚圆 1 套在基圆 2 上并相对于基圆 2 作无滑动的纯滚动，则滚圆 1 上的 P 在基圆 2 上所形成的轨迹一条外摆线。而在滚圆外与滚圆相固连的一点 M 在基圆上所描述的轨迹称为短幅外摆线。图轮齿廓齿廓的啮合原理上述两圆纯滚动所产生的短幅外摆线从属于圆 2 的，而 M 点则是从属于圆 1 上的点；如果将 M 分别作为圆 2 与圆 1 上的齿廓，那么可将圆 2、圆 1 作为保持纯滚动的两个节圆，而用线和 M 两齿廓的啮合运动来实现两轮的定传动比传动。但是由于工业机器人专用减速器的设计 7 与线相啮合的是圆 1 上的 M 点，而实际齿廓不可能做成一点，所以要实现两齿廓的啮合传动，可以以 M 点位圆心，以半径的小圆柱针销代替 M 点作为圆 1 上的齿廓相应与之啮合的圆 2 上的齿廓将是上述短幅外摆线的等距曲线的齿廓，一针销作为固定中心内齿廓 1 的针齿而形成的一种行星传动装置。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线特点及其受针轮上针齿限制之故，摆线轮的运动称为既有公转，又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套也转动一周，摆线轮由于相反方向上转过一个齿差从而的到减速，再借助 W 输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。图线行星轮的齿廓曲线由图中可以看出，在圆滚 1 开始滚动时，滚圆上的 P 点与基圆上的 A 点相接触，接着点滚圆滚过一周时，滚圆上的 P 点再次与基圆相接触，接触点已到了基圆上的 B 点，从点 A 到点 B 是一个完整的摆线齿廓，从是一个完整的短幅外摆线齿廓。整个过程中，滚圆 1 滚过的弧长为 2 基圆滚过的弧长为 2 2r +于是纯滚动，故有 2212 （无锡太湖学院学士学位论文 8 即 2212 （式中 a 为两轮的中心距又由于 222 （故联立（式可解得行星轮的齿数 2 （而针齿的齿数 121212121 （这说明针轮和摆线行星轮的齿数差只能为 1，即摆线针轮传动只能是一齿差行星传动。由于是一齿差行星传动，故其传动比 2。线针轮行星传动的特点及应用由以上所述可知，摆线针轮行星传动具有以下主要特点 : (1) 减速比大。一级减速比 687，二级，三级串联可获得更大的减速比（ 2) 结构紧凑。由于采用内啮合行星传动，加之摆线行星轮的齿廓曲线为短幅外曲线，使得整个机构结构紧凑，体积和重量均大大减小。（ 3) 传动效率高。由于摆线轮和针轮啮合处输出机构上均装有滚套，使工作表面相对滑动小，因此减少了功率损耗；又由于其啮合角较小，减轻了轴承的载荷，从而提高了效率。其效率一般可达 90 94%。（ 4）传动稳定，载荷能力较高。由于采用短幅外摆线作为行星轮的齿廓，增大了齿廓的曲率半径，从而使轮齿的接触强度得到提高，使其比渐开线少齿差传动更能承受过载和冲击。（ 5）使用寿命长。由于摆线轮和针轮均采用优质材料，又经过淬火处理提高了机械性能；加之针齿上加有套筒，使针齿与摆线轮之间的滚动摩擦减小，故磨损小，寿命长。（ 6）与渐开线少齿差行星传动相比，无齿顶相碰和啮合重叠干涉的现象。其缺点在于 : (1) 制造成本高。材料的优质本质就是对材料的要求高，从而增加成本。（ 2) 加工工艺复杂。加工摆线轮需要专门的机床，对装配工艺也有较严格的工艺要求。摆线轮行星传动以其多方面的有点取代了一些笨重庞大的传动装置，在机械传动中具有及其重要的作用，从而日益受到世界各国的重视，在军工、矿山、冶金、化工、造船等工业部门的机械设备中得到了广泛的应用。工业机器人专用减速器的设计 9 3 工业机器人的总体设计业机器人的组成业机器人的系统组成工业机器人一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成。目前具有人工智能系统的工业机器人即智能机器人还处于研究实验阶段。而应用于生产实际的多数是那些具有执行系统、驱动系统和控制系统的工业机器内人。（ 1) 执行系统执行系统是工业机器人完成握取工件实所需的各种运动的机械部件，包括；手部、腕部、臂部，还有机身和行走机构。（ 2）驱动系统驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置。采用的动力源不同，驱动系统的传动方式也不同。驱动系统的传动系统有四种

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。