SMART机器人结构设计（全套含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985I毕业设计题目SMART型机器人结构设计学生姓名学号学院机电工程系专业机械工程及自动化班级指导教师下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IISMART型机器人结构设计摘要本课题的提出来源于生产实践中。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,一般工人已难以胜任这一工作此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因而,此此题的提出就有十分重要的意义。此次设计主要研究设计关节型弧焊机械手的机械本体部分，即由腰部、大臂和小臂组成的3个关节的机械本体的结构设计。设计主要通过腰部的旋转和大、小臂的俯仰来实现机械手的空间3自由度的运动。在设计过程中主要参照国内外已成功研制的机械手本体部分的设计，依照机械手的设计要求和准则，在此基础上进行改进和优化，使其结构设计合理、简单、紧凑，动作灵活，能够应用于弧焊作业及搬运与装配作业。关键词三自由度，弧焊，关节型，工业机器人下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IIISMARTDESIGNOFARCWELDINGROBOTABSTRACTTHETOPICSRAISEDFROMTHEPRODUCTIONPRACTICEBECAUSEOFTHEMANYCOMPONENTSOFWELDINGPRECISIONANDSPEEDTOTHEGROWINGDEMANDS,THEGENERALCOMPETENCEOFWORKERSHASBEENDIFFICULTTHISWORKINADDITION,WHENWELDINGSPARKSANDSMOKE,CAUSINGHARMTOTHEHUMANBODY,THUS,THETITLEOFTHISHASMADEVERYIMPORTANTSIGNIFICANCETHEDESIGNOFTHEMAINJOINTRESEARCHANDDESIGNOFARCWELDINGROBOTMECHANICALBODYPART,THATIS,BYTHEWAIST,THEBOOMANDARMCOMPOSEDOFTHREEJOINTBODYOFTHEMECHANICALSTRUCTUREDESIGNDESIGN,MAINLYTHROUGHTHEWAISTANDTHEROTATION,THEPITCHINGARMMANIPULATORTOACHIEVETHESPACEOFTHREEDEGREESOFFREEDOMMOVEMENTINTHEPROCESSOFDESIGNINGTHEMAINREFERENCEATHOMEANDABROADHAVESUCCESSFULLYDEVELOPEDTHEROBOTBODYPARTSOFTHEDESIGN,INACCORDANCEWITHTHEMECHANICALHANDTHEDESIGNREQUIREMENTSANDCRITERIAONTHEBASISOFTHISIMPROVEMENTANDOPTIMIZATIONOFITSSTRUCTURALDESIGNREASONABLE,SIMPLE,COMPACTANDFLEXIBLEACTION,CANBEUSEDINARCWELDINGANDASSEMBLYOPERATIONSANDHANDLINGOPERATIONSKEYWORDSFREEDOMARCWELDINGJOINTTYPEINDUSTRIALROBOTS下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IV目录摘要ABSTRACT第一章引言111题目来源与分析112研究目的213国内外发展及研究现状2131国内外焊接机器人技术的发展2132国内外焊接机器人的应用状况2第二章关节型机器人总体设计421确定基本技术参数4211机械结构类型的选择4212额定负载5213操作机的驱动系统设计5214确定关节型机器人手臂的配置形式622关节型机器人本体结构设计7221机器人本体结构的传动设计7222所设计机器人本体结构的特点7第三章关节型机器人腰部结构设计931电动机的选择932计算传动装置的总传动比和分配各级传动比1033轴的设计计算10331轴转速、转矩和输入功率计算10332轴尺寸的确定11333轴的设计校核1134齿轮的设计13341选择材料13下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985V342压力角的选择13343齿数和模数的选择13344齿宽系数13345确定齿轮的传动精度14346齿轮的校核15第四章关节型机器人大臂结构设计2141电动机的选择2142计算传动装置的总传动比和分配各级传动比2243轴的设计计算22431轴转速、转矩和输入功率计算22432轴尺寸的确定23433轴的设计校核2344齿轮的设计25441选择材料25442压力角的选择25443齿数和模数的选择25444齿宽系数25445确定齿轮的传动精度26446齿轮的校核27第五章关节型机器人小臂结构设计3351电动机的选择3352计算传动装置的总传动比和分配各级传动比3453轴的设计计算34531轴转速、转矩和输入功率计算34532轴尺寸的确定35533轴的设计校核3554齿轮的设计37541选择材料37542压力角的选择37下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VI543齿数和模数的选择37544齿宽系数37545确定齿轮的传动精度38546齿轮的校核39第六章总结与展望46参考文献XX致谢XX附录XX下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VII下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VIII下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851第一章引言11题目来源与分析随着现代科技的迅猛发展，机器人（机械手）技术已广泛应用于人类社会的各个领域。在制造业中诞生的工业机器人是继动力机、计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具。应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。机器人（机械手）的应用是一个国家工业自动化水平的重要标志。我国机器人（机械手）的应用数量增长异常迅猛。专家预测，到2010年拥有量将达到17300台，到2015年，市场容量将达十几万台（套）。其中焊接机器人占据了整个工业机器人总量的40以上。弧焊技术作为现代焊接技术的重要组成部分，其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。近年来随着市场竞争的日趋激烈，提高焊接生产的生产率、保证产品质量、实现焊接生产的自动化、智能化越来越得到焊接生产企业的重视。归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义1稳定和提高焊接质量,保证其均一性。焊接参数采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量稳定。2产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。3可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。4改善了工人的劳动条件。5提高劳动生产率。正文是作者对研究工作的详细表述。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985212研究目的本课题SMART型机器人结构设计来源于生产实践中。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,一般工人已难以胜任这一工作此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因而,此课题的提出就有十分重要的意义。课题要求设计的机器人具有3个自由度腰关节回转；大臂关节俯仰；小臂关节俯仰。其工作指标为腕部最大负载6KG，腰部旋转范围在0300之间，大臂和小臂的运动范围在0300之间，三个关节的最大线速度为2M/S，工作空间球体半径为1500MM。此次设计主要研究设计关节型弧焊机械手的机械本体部分，即由腰部、大臂和小臂组成的3个关节的机械本体的结构设计。设计主要通过腰部的旋转和大、小臂的俯仰来实现机械手的空间3自由度的运动。在设计过程中主要参照国内外已成功研制的机械手本体部分的设计，依照机械手的设计要求和准则，在此基础上进行改进和优化，使其结构设计合理、简单、紧凑，动作灵活，能够应用于弧焊作业及搬运与装配作业。13国内外发展及研究现状131国内外焊接机器人技术的发展我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代。早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，全国没有一台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。132国内外焊接机器人的应用状况国际上80年代是焊接机器人在生产中应用发展最快的10年。我国工厂从90年代开始，应用焊接机器人的步伐也显著加快。进入21世纪由于国外汽车巨头的不断涌入，汽车行业迅猛发展，我国汽车行业的机器人安装台数迅速增加。目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709853川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。（一）目前国内外应用较多的焊接机器人系统有如下几种形式1焊接机器人工作站（单元）通过变位机与机器人协调运动实现焊接。2焊接机器人生产线焊接机器人生产线比较简单的是把多台工作站（单元）用工件输送线连接起来组成一条生产线。3焊接柔性生产线（FMSW）。柔性线也是由多个站组成，不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上，而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。（二）目前焊接机器人的结构形式焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。机器人结构包含手臂、手腕、手抓、和行走机构等部分，它实现机器人的运动机能，完成规定的各种操作。操作臂通常是由一系列连杆通过关节顺次相连的开链式。工业机器人常用的两种关节是旋转关节和移动关节。机器人的运动是由手臂和手腕的运动组合而成的。通常手臂部分有3个关节，用以改变手腕参考点的位置成为定位机构；手腕部分也有3个关节，通常这3个关节轴线相交，用来改变末端件（如手爪）的姿态，称为定向机构，整个操作臂可以看成是定位机构连接定向机构。目前世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节式机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。机器人手臂的前3个关节顺次连接的3个连杆，形成定位机构。3个关节的种类决定了操作臂工作空间的形式。通常分为直角坐标式机器人，圆柱坐标式机器人，球（极）坐标式机器人，SCARA机器人和关节式机器人五种形式。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854第二章关节型机器人总体设计21确定基本技术参数211机械结构类型的选择为实现总体机构在空间的位置提供的3个自由度，可以有不同的运动组合，根据本课题可以将其设计成以下五种方案A圆柱坐标型这种运动形式是通过一个转动，两个移动，共三个自由度组成的运动系统，工作空间图形为圆柱型。它与直角坐标型比较，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大。B直角坐标型直角坐标型工业机器人，其运动部分由三个相互垂直的直线移动组成，其工作空间图形为长方体。它在各个轴向的移动距离，可在各坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高、结构简单，但机体所占空间体积大、灵活性较差。C球坐标型又称极坐标型，它由两个转动和一个直线移动所组成，即一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动组成，其工作空间图形为一个球形，它可以作上下俯仰运动并能够抓取地面上或较低位置的工件，具有结构紧凑、工作空间范围大的特点，但结构复杂。D关节型关节型又称回转坐标型，这种机器人的手臂与人体上肢类似，其前三个关节都是回转关节，这种机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂间形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂作回转运动和使大臂作俯仰摆动，小臂作俯仰摆动。其特点使工作空间范围大，动作灵活，通用性强、能抓取靠进机座的物体。E平面关节型采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后、左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间的轨迹图形，它的纵截面为矩形的同转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体横截面的大小、形状。在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配。对以上五种方案进行比较方案一不能够完全实现本课题所要求的动作；方案二体积大，灵活性差；方案三结构复杂；方案五无法实现本课题的动作。结合本课题综合考下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855虑决定采用方案四关节型机器人。此方案所占空间少，工作空间范围大，动作灵活，工艺操作精度高。212额定负载目前,国内外使用的工业机器人中,其负载能力的范围很大,最小的额定负载在5N以下,最大可达9000N。负载大小的确定主要是考虑沿机器人各运动方向作用于机械接口处的力和扭矩。其中应包括机器人末端执行器的重量、抓取工件或作业对象的重量和在规定速度和加速度条件下，产生的惯性力矩。本课题的任务要求是保证手腕部能承受的最大载荷是6KG。213操作机的驱动系统设计关节型机器人本体驱动系统包括驱动器和传动机构，它们常和执行机构联成一体，驱动臂杆和载荷完成指定的运动。通常的机器人驱动方式有以下四种A步进电机可直接实现数字控制，控制结构简单，控制性能好，而且成本低廉；通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制。但是由于采用开环控制，没有误差校正能力，运动精度较差，负载和冲击震动过大时会造成“失步”现象。B直流伺服电机直流伺服电机具有良好的调速特性，较大的启动力矩，相对功率大及快速响应等特点，并且控制技术成熟。其安装维修方便，成本低。C交流伺服电机交流伺服电机结构简单，运行可靠，使用维修方便，与步进电机相比价格要贵一些。随着可关断晶闸管GTO，大功率晶闸管GTR和场效应管MOSFET等电力电子器件、脉冲调宽技术PWM和计算机控制技术的发展，使交流伺服电机在调速性能方面可以与直流电机媲美。采用16位CPU32位DSP三环位置、速度、电流全数字控制，增量式码盘的反馈可达到很高的精度。三倍过载输出扭矩可以实现很大的启动功率，提供很高的响应速度。D液压伺服马达液压伺服马达具有较大的功率/体积比，运动比较平稳，定位精度较高，负载能力也比较大，能够抓住重负载而不产生滑动，从体积、重量及要求的驱动功率这几项关键技术考虑，不失为一个合适的选择方案。但是，其费用较高，其液压系统经常出现漏油现象。为避免本系统也出现同类问题，在可能的前提下，本系统将尽量避免使用该种驱动方式。常用的驱动器有电机和液压、气动驱动装置等。其中采用电机驱动是最常用的驱动方式。电极驱动具有精度高，可靠性好，能以较大的变速范围满足机器人应用要求等特下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856点。所以在这次设计中我选择了直流电机作为驱动器。因为它具有体积小、转矩大、输出力矩和电流成比例、伺服性能好、反应快速、功率重量比大，稳定性好等优点。本课题的机器人将采用直流伺服电动机。因为它具有体积小、转矩大、输出力矩和电流成比例、伺服性能好、反应快速、功率重量比大，稳定性好等优点。214确定关节型机器人手臂的配置形式手臂的配置形式反映了机器人操作机的总体布局。根据任务要求,要实现机器人焊接功能,则机器人的工作范围要广,所以我选择了立柱式的配置方式。其特点是占地面积小,工作范围大,机器人手臂可绕立柱回转。根据分析,可将机器人的参数列在表21中表21关节型机器人的主要参数项目技术要求结构型式关节型自由度数3123运动范围300300300最大速度2MS腕部最大负荷6驱动方式直流伺服驱动重复定位精度04MM控制方式PTPCP操作方式示教再现，离线编程存储容量16256K质量操作机1670KG控制柜640KG输入输出3216位电源3相；380V、50HZ,440V/60HZ,550V/50HZ14KVA安装环境05022关节型机器人本体结构设计221机器人本体结构的传动设计机械手的3个传动系统分别实现了腰部与底座的回转以及大臂的俯仰和小臂的俯仰。腰部的回转，大臂和小臂的俯仰都是通过电机带动二级齿轮减速器传动来实现的。机器人主要由腰部与基座组成的回转基座以及大臂、小臂组成。回转基座是一个铝下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709857制的整体铸件。大臂和小臂的结构形式相似，都由铝制的整体铸件骨架组成。铸件既作臂的承力骨架，又作电机和内部二级减速器以及转轴的支承座。大臂上装有大臂和小臂的驱动电机，电机输出端装有对应的二级减速器组件。大臂和小臂关节都采用了二级圆柱减速器直接驱动。222所设计机器人本体结构的特点所设计的机器人本体结构特点如下A腰部回转由V带轮和二级减速器传动组成。在结构布置上，电机、二级减速器均固定在基座上。这样布局对装修、润滑方便，但增大了腰部回转的转动惯量。大臂和小臂的传动原理相同，均采用电机，二级减速器和关节轴线同轴的传动方式。这样结构简单，传动路线最短。B底座铸件结构形状简单，既用作内部大齿轮的安装固定与主轴的支承座，又兼作承力骨架，传递集中载荷。这样不仅节省材料，减少加工量，又使整体质量减轻。腰部及大小臂机构同样采用结构简单的铸件。C腰关节和大、小臂关节处结构密度大，多余空隙比较少，结构紧凑。这样使总的尺寸减少，质量减少。D工作范围大，适应性广。PT600型，它的工作空间几乎是他的长臂所能达到的全球空间。再加以腕部的配合使它工作时位姿的适应性强。E机器人手臂材料的选择机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择。根据设计要求，机器人手臂要完成各种运动。因此，对材料的一个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料。而另一方面，手臂在运动过程中往往会产生振动，这将大大降低它的运动精度。因此，在选择材料时，需要对质量、刚度、阻尼进行综合考虑，以便有效地提高手臂的动态性能。机器人手臂材料首先应是结构材料。手臂承受载荷时，不应有变形和断裂。从力学角度看，即要具有一定的强度。手臂材料应选择高强度材料，如钢、铸铁、合金钢等。机器人手臂是运动的，又要具有很好的受控性，因此，要求手臂比较轻。综合而言，应该优先选择强度大而密度小的材料做手臂。在我们的设计中为减轻机器人本体的重量选用铸铝材料。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709858第三章关节型机器人腰部结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。所设计的腰关节部分采用二级齿轮减速传动。31电动机的选择设两臂和腕部水平展开时对于腰部关节的主轴的转动惯量为,根据平行轴定1GJ23理可得绕腰部关节轴的转动惯量为（31）1JG1M2LGJ2L3GJM2L、，分别为15KG、30KG、50KG,、分别为重心到第一关节轴的距离，23123L其值分别为1000MM、1000MM、900MM，在式（31）中齿轮1硬度取值范围HBSP1269341齿轮1硬度HBS1305齿轮1材料类别METN10齿轮1极限应力类别METTYPE15齿轮2材料及热处理MET234CRNI3MO齿轮2硬度取值范围HBSP2269341齿轮2硬度HBS2305齿轮2材料类别METN20齿轮2极限应力类别METTYPE25齿距PMP286143齿厚SS/齿槽宽EE中心距ADA0/21顶隙CC5下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098515五、齿轮精度齿轮1第组精度JD117齿轮1第组精度JD127齿轮1第组精度JD137齿轮1齿厚上偏差JDU1F齿轮1齿厚下偏差JDD1L齿轮2第组精度JD217齿轮2第组精度JD227齿轮2第组精度JD237齿轮2齿厚上偏差JDU2F齿轮2齿厚下偏差JDD2L六、齿轮基本参数模数法面模数MN2MM端面模数MT200000MM螺旋角000000度基圆柱螺旋角B00000000度齿轮1齿数Z125齿轮1变位系数X1000齿轮1齿宽B125000MM齿轮1齿宽系数D10500齿轮2齿数Z2163齿轮2变位系数X2000齿轮2齿宽B225000MM齿轮2齿宽系数D20077总变位系数XSUM0000标准中心距A018800000MM实际中心距A18800000MM中心距变动系数YT000000齿高变动系数YT000000齿数比U652000端面重合度175464纵向重合度000000总重合度175464齿轮1分度圆直径D15000000MM齿轮1齿顶圆直径DA15400000MM齿轮1齿根圆直径DF14500000MM齿轮1基圆直径DB14698463MM下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098516齿轮1齿顶高HA1200000MM齿轮1齿根高HF1250000MM齿轮1全齿高H1450000MM齿轮1齿顶压力角AT129531394度齿轮2分度圆直径D232600000MM齿轮2齿顶圆直径DA233000000MM齿轮2齿根圆直径DF232100000MM齿轮2基圆直径DB230633980MM齿轮2齿顶高HA2200000MM齿轮2齿根高HF2250000MM齿轮2全齿高H2450000MM齿轮2齿顶压力角AT221828281度齿轮1分度圆弦齿厚SH1313953MM齿轮1分度圆弦齿高HH1204933MM齿轮1固定弦齿厚SCH1277410MM齿轮1固定弦齿高HCH1149511MM齿轮1公法线跨齿数K13齿轮1公法线长度WK11546093MM齿轮2分度圆弦齿厚SH2314154MM齿轮2分度圆弦齿高HH2200757MM齿轮2固定弦齿厚SCH2277410MM齿轮2固定弦齿高HCH2149511MM齿轮2公法线跨齿数K219齿轮2公法线长度WK211379467MM齿顶高系数HA100顶隙系数C025压力角20度端面齿顶高系数HAT100000端面顶隙系数CT025000端面压力角T200000000度端面啮合角T200000001度七、检查项目参数齿轮1齿距累积公差FP1004046齿轮1齿圈径向跳动公差FR1003366齿轮1公法线长度变动公差FW1002803齿轮1齿距极限偏差FPT1001459齿轮1齿形公差FF1001063齿轮1一齿切向综合公差FI1001513下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098517齿轮1一齿径向综合公差FI1002071齿轮1齿向公差F1001255齿轮1切向综合公差FI1005109齿轮1径向综合公差FI1004712齿轮1基节极限偏差FPB1001371齿轮1螺旋线波度公差FF1001513齿轮1轴向齿距极限偏差FPX1001255齿轮1齿向公差FB1001255齿轮1X方向轴向平行度公差FX1001255齿轮1Y方向轴向平行度公差FY1000627齿轮1齿厚上偏差EUP1005836齿轮1齿厚下偏差EDN1023346齿轮2齿距累积公差FP2008933齿轮2齿圈径向跳动公差FR2005519齿轮2公法线长度变动公差FW2004143齿轮2齿距极限偏差FPT2001706齿轮2齿形公差FF2001408齿轮2一齿切向综合公差FI2001868齿轮2一齿径向综合公差FI2002414齿轮2齿向公差F2000630齿轮2切向综合公差FI2010341齿轮2径向综合公差FI2007726齿轮2基节极限偏差FPB2001603齿轮2螺旋线波度公差FF2001868齿轮2轴向齿距极限偏差FPX2000630齿轮2齿向公差FB2000630齿轮2X方向轴向平行度公差FX2000630齿轮2Y方向轴向平行度公差FY2000315齿轮2齿厚上偏差EUP2006825齿轮2齿厚下偏差EDN2027300中心距极限偏差FA003201八、强度校核数据齿轮1接触强度极限应力HLIM15944MPA齿轮1抗弯疲劳基本值FE14656MPA齿轮1接触疲劳强度许用值H100MPA齿轮1弯曲疲劳强度许用值F100MPA齿轮2接触强度极限应力HLIM25944MPA齿轮2抗弯疲劳基本值FE24656MPA齿轮2接触疲劳强度许用值H200MPA齿轮2弯曲疲劳强度许用值F200MPA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098518接触强度用安全系数SHMIN100弯曲强度用安全系数SFMIN140接触强度计算应力H00MPA接触疲劳强度校核HH满足齿轮1弯曲疲劳强度计算应力F100MPA齿轮2弯曲疲劳强度计算应力F200MPA齿轮1弯曲疲劳强度校核F1F1满足齿轮2弯曲疲劳强度校核F2F2满足九、强度校核相关系数齿形做特殊处理ZPS特殊处理齿面经表面硬化ZAS不硬化齿形ZP一般润滑油粘度V50120MM2/S有一定量点馈US不允许小齿轮齿面粗糙度Z1RRZ6MRA1M载荷类型WTYPE静载荷齿根表面粗糙度ZFRRZ16MRA26M刀具基本轮廓尺寸圆周力FT0N齿轮线速度VM/S使用系数KA1100动载系数KV0齿向载荷分布系数KH0综合变形对载荷分布的影响KS安装精度对载荷分布的影响KM齿间载荷分布系数KH0节点区域系数ZH0材料的弹性系数ZE0接触强度重合度系数Z接触强度螺旋角系数Z重合、螺旋角系数Z0接触疲劳寿命系数ZN0润滑油膜影响系数ZLVR0工作硬化系数ZW0接触强度尺寸系数ZX0齿向载荷分布系数KF0齿间载荷分布系数KF0抗弯强度重合度系数Y0抗弯强度螺旋角系数Y0下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098519抗弯强度重合、螺旋角系数Y0寿命系数YN0齿根圆角敏感系数YDR0齿根表面状况系数YRR0尺寸系数YX0齿轮1复合齿形系数YFS10齿轮1应力校正系数YSA10齿轮2复合齿形系数YFS20齿轮2应力校正系数YSA20第四章关节型机器人大臂结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。所设计的大臂关节部分采用二级齿轮减速传动。41电动机的选择设腰部，小臂和腕部水平展开时对于大臂关节的主轴的转动惯量,根据平行1GJ23轴定理可得绕大臂关节轴的转动惯量为（41）1JG1M2LGJ2L3GJM2L、分别为20KG、15KG、50KG,、分别为重心到第一关节轴的距离，23123L其值分别为500MM、1000MM、1000MM，在式（31）中齿轮1硬度取值范围HBSP1269341齿轮1硬度HBS1305齿轮1材料类别METN10齿轮1极限应力类别METTYPE15齿轮2材料及热处理MET234CRNI3MO齿轮2硬度取值范围HBSP2269341齿轮2硬度HBS2305齿轮2材料类别METN20齿轮2极限应力类别METTYPE25五、齿轮精度齿轮1第组精度JD117齿轮1第组精度JD127齿轮1第组精度JD137齿轮1齿厚上偏差JDU1F齿轮1齿厚下偏差JDD1L齿轮2第组精度JD217齿轮2第组精度JD227齿轮2第组精度JD237齿轮2齿厚上偏差JDU2F齿轮2齿厚下偏差JDD2L六、齿轮基本参数模数法面模数MN2MM端面模数MT200000MM螺旋角0000000度基圆柱螺旋角B00000000度齿轮1齿数Z125齿轮1变位系数X1000下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098527齿轮1齿宽B12500MM齿轮1齿宽系数D10500齿轮2齿数Z2163齿轮2变位系数X2000齿轮2齿宽B22000MM齿轮2齿宽系数D20061总变位系数XSUM0000标准中心距A018800000MM实际中心距A18800000MM中心距变动系数YT000000齿高变动系数YT000000齿数比U652000端面重合度175464纵向重合度000000总重合度175464齿轮1分度圆直径D15000000MM齿轮1齿顶圆直径DA15400000MM齿轮1齿根圆直径DF14500000MM齿轮1基圆直径DB14698463MM齿轮1齿顶高HA1200000MM齿轮1齿根高HF1250000MM齿轮1全齿高H1450000MM齿轮1齿顶压力角AT129531394度齿轮2分度圆直径D232600000MM齿轮2齿顶圆直径DA233000000MM齿轮2齿根圆直径DF232100000MM齿轮2基圆直径DB230633980MM齿轮2齿顶高HA2200000MM齿轮2齿根高HF2250000MM齿轮2全齿高H2450000MM齿轮2齿顶压力角AT221828281度齿轮1分度圆弦齿厚SH1313953MM齿轮1分度圆弦齿高HH1204933MM齿轮1固定弦齿厚SCH1277410MM齿轮1固定弦齿高HCH1149511MM齿轮1公法线跨齿数K13齿轮1公法线长度WK11546093MM齿轮2分度圆弦齿厚SH2314154MM下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098528齿轮2分度圆弦齿高HH2200757MM齿轮2固定弦齿厚SCH2277410MM齿轮2固定弦齿高HCH2149511MM齿轮2公法线跨齿数K219齿轮2公法线长度WK211379467MM齿顶高系数HA100顶隙系数C025压力角20度端面齿顶高系数HAT100000端面顶隙系数CT025000端面压力角T200000000度端面啮合角T200000001度七、检查项目参数齿轮1齿距累积公差FP1004046齿轮1齿圈径向跳动公差FR1003366齿轮1公法线长度变动公差FW1002803齿轮1齿距极限偏差FPT1001459齿轮1齿形公差FF1001063齿轮1一齿切向综合公差FI1001513齿轮1一齿径向综合公差FI1002071齿轮1齿向公差F1001255齿轮1切向综合公差FI1005109齿轮1径向综合公差FI1004712齿轮1基节极限偏差FPB1001371齿轮1螺旋线波度公差FF1001513齿轮1轴向齿距极限偏差FPX1001255齿轮1齿向公差FB1001255齿轮1X方向轴向平行度公差FX1001255齿轮1Y方向轴向平行度公差FY1000627齿轮1齿厚上偏差EUP1005836齿轮1齿厚下偏差EDN1023346齿轮2齿距累积公差FP2008933齿轮2齿圈径向跳动公差FR2005519齿轮2公法线长度变动公差FW2004143齿轮2齿距极限偏差FPT2001706齿轮2齿形公差FF2001408齿轮2一齿切向综合公差FI2001868齿轮2一齿径向综合公差FI2002414齿轮2齿向公差F2000630齿轮2切向综合公差FI2010341下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098529齿轮2径向综合公差FI2007726齿轮2基节极限偏差FPB2001603齿轮2螺旋线波度公差FF2001868齿轮2轴向齿距极限偏差FPX2000630齿轮2齿向公差FB2000630齿轮2X方向轴向平行度公差FX2000630齿轮2Y方向轴向平行度公差FY2000315齿轮2齿厚上偏差EUP2006825齿轮2齿厚下偏差EDN2027300中心距极限偏差FA003201八、强度校核数据齿轮1接触强度极限应力HLIM15944MPA齿轮1抗弯疲劳基本值FE14656MPA齿轮1接触疲劳强度许用值H17341MPA齿轮1弯曲疲劳强度许用值F18314MPA齿轮2接触强度极限应力HLIM25944MPA齿轮2抗弯疲劳基本值FE24656MPA齿轮2接触疲劳强度许用值H27341MPA齿轮2弯曲疲劳强度许用值F28314MPA接触强度用安全系数SHMIN100弯曲强度用安全系数SFMIN140接触强度计算应力H6251MPA接触疲劳强度校核HH满足齿轮1弯曲疲劳强度计算应力F11594MPA齿轮2弯曲疲劳强度计算应力F21457MPA齿轮1弯曲疲劳强度校核F1F1满足齿轮2弯曲疲劳强度校核F2F2满足九、强度校核相关系数齿形做特殊处理ZPS特殊处理齿面经表面硬化ZAS不硬化齿形ZP一般润滑油粘度V50120MM2/S有一定量点馈US不允许小齿轮齿面粗糙度Z1RRZ6MRA1M载荷类型WTYPE静强度齿根表面粗糙度ZFRRZ16MRA26M刀具基本轮廓尺寸圆周力FT1100000N下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098530齿轮线速度V2182M/S使用系数KA1100动载系数KV1249齿向载荷分布系数KH1000综合变形对载荷分布的影响KS1000安装精度对载荷分布的影响KM0000齿间载荷分布系数KH1336节点区域系数ZH2495材料的弹性系数ZE189800接触强度重合度系数Z0865接触强度螺旋角系数Z1000重合、螺旋角系数Z0865接触疲劳寿命系数ZN130000润滑油膜影响系数ZLVR095000工作硬化系数ZW100000接触强度尺寸系数ZX100000齿向载荷分布系数KF1000齿间载荷分布系数KF1477抗弯强度重合度系数Y0677抗弯强度螺旋角系数Y1000抗弯强度重合、螺旋角系数Y0677寿命系数YN250000齿根圆角敏感系数YDR100000齿根表面状况系数YRR100000尺寸系数YX100000齿轮1复合齿形系数YFS1422020齿轮1应力校正系数YSA1158584齿轮2复合齿形系数YFS2385703齿轮2应力校正系数YSA2177976第五章关节型机器人小臂结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。所设计的小臂关节部分采用二级齿轮减速传动。51电动机的选择设腰部，大臂和腕部水平展开时对于小臂关节的主轴的转动惯量为,根据平行1GJ23下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098531轴定理可得绕小臂关节轴的转动惯量为（51）1JG1M2LGJ2L3GJM2L、，分别为20KG、30KG、50KG,、分别为重到第一关节轴231L23L的距离，其值分别为300MM、300MM、1000MM，在式（31）中齿轮1硬度取值范围HBSP1269341齿轮1硬度HBS1305齿轮1材料类别METN10齿轮1极限应力类别METTYPE15齿槽宽EME1432/中心距ADA01顶隙CC5下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098538齿轮2材料及热处理MET234CRNI3MO齿轮2硬度取值范围HBSP2269341齿轮2硬度HBS2305齿轮2材料类别METN20齿轮2极限应力类别METTYPE25五、齿轮精度齿轮1第组精度JD117齿轮1第组精度JD127齿轮1第组精度JD137齿轮1齿厚上偏差JDU1F齿轮1齿厚下偏差JDD1L齿轮2第组精度JD217齿轮2第组精度JD227齿轮2第组精度JD237齿轮2齿厚上偏差JDU2F齿轮2齿厚下偏差JDD2L六、齿轮基本参数模数法面模数MN2MM端面模数MT200000MM螺旋角0000000度基圆柱螺旋角B00000000度齿轮1齿数Z125齿轮1变位系数X1000齿轮1齿宽B12500MM齿轮1齿宽系数D10500齿轮2齿数Z2163齿轮2变位系数X2000齿轮2齿宽B22000MM齿轮2齿宽系数D20061下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098539总变位系数XSUM0000标准中心距A018800000MM实际中心距A18800000MM中心距变动系数YT000000齿高变动系数YT000000齿数比U652000端面重合度175464纵向重合度000000总重合度175464齿轮1分度圆直径D15000000MM齿轮1齿顶圆直径DA15400000MM齿轮1齿根圆直径DF14500000MM齿轮1基圆直径DB14698463MM齿轮1齿顶高HA1200000MM齿轮1齿根高HF1250000MM齿轮1全齿高H1450000MM齿轮1齿顶压力角AT129531394度齿轮2分度圆直径D232600000MM齿轮2齿顶圆直径DA233000000MM齿轮2齿根圆直径DF232100000MM齿轮2基圆直径DB230633980MM齿轮2齿顶高HA2200000MM齿轮2齿根高HF2250000MM齿轮2全齿高H2450000MM齿轮2齿顶压力角AT221828281度齿轮1分度圆弦齿厚SH1313953MM齿轮1分度圆弦齿高HH1204933MM齿轮1固定弦齿厚SCH1277410MM齿轮1固定弦齿高HCH1149511MM齿轮1公法线跨齿数K13齿轮1公法线长度WK11546093MM下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098540齿轮2分度圆弦齿厚SH2314154MM齿轮2分度圆弦齿高HH2200757MM齿轮2固定弦齿厚SCH2277410MM齿轮2固定弦齿高HCH2149511MM齿轮2公法线跨齿数K219齿轮2公法线长度WK211379467MM齿顶高系数HA100顶隙系数C025压力角20度端面齿顶高系数HAT100000端面顶隙系数CT025000端面压力角T200000000度端面啮合角T200000001度七、检查项目参数齿轮1齿距累积公差FP1004046齿轮1齿圈径向跳动公差FR1003366齿轮1公法线长度变动公差FW1002803齿轮1齿距极限偏差FPT1001459齿轮1齿形公差FF1001063齿轮1一齿切向综合公差FI1001513齿轮1一齿径向综合公差FI1002071齿轮1齿向公差F1001255齿轮1切向综合公差FI1005109齿轮1径向综合公差FI1004712齿轮1基节极限偏差FPB1001371齿轮1螺旋线波度公差FF1001513齿轮1轴向齿距极限偏差FPX1001255齿轮1齿向公差FB1001255齿轮1X方向轴向平行度公差FX1001255齿轮1Y方向轴向平行度公差FY1000627齿轮1齿厚上偏差EUP1005836齿轮1齿厚下偏差EDN1023346下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098541齿轮2齿距累积公差FP2008933齿轮2齿圈径向跳动公差FR2005519齿轮2公法线长度变动公差FW2004143齿轮2齿距极限偏差FPT2001706齿轮2齿形公差FF2001408齿轮2一齿切向综合公差FI2001868齿轮2一齿径向综合公差FI2002414齿轮2齿向公差F2000630齿轮2切向综合公差FI2010341齿轮2径向综合公差FI2007726齿轮2基节极限偏差FPB2001603齿轮2螺旋线波度公差FF2001868齿轮2轴向齿距极限偏差FPX2000630齿轮2齿向公差FB2000630齿轮2X方向轴向平行度公差FX2000630齿轮2Y方向轴向平行度公差FY2000315齿轮2齿厚上偏差EUP2006825齿轮2齿厚下偏差EDN2027300中心距极限偏差FA003201八、强度校核数据齿轮1接触强度极限应力HLIM15944MPA齿轮1抗弯疲劳基本值FE14656MPA齿轮1接触疲劳强度许用值H17341MPA齿轮1弯曲疲劳强度许用值F18314MPA齿轮2接触强度极限应力HLIM25944MPA齿轮2抗弯疲劳基本值FE24656MPA齿轮2接触疲劳强度许用值H27341MPA齿轮2弯曲疲劳强度许用值F28314MPA接触强度用安全系数SHMIN100弯曲强度用安全系数SFMIN140接触强度计算应力H5223MPA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098542接触疲劳强度校核HH满足齿轮1弯曲疲劳强度计算应力F11113MPA齿轮2弯曲疲劳强度计算应力F21017MPA齿轮1弯曲疲劳强度校核F1F1满足齿轮2弯曲疲劳强度校核F2F2满足九、强度校
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