【四自由度关节型搬运机器人结构设计17000字（论文）】

四自由度关节型搬运机器人结构设计目录 2 21.2选题意义 41.3国内外发展现状 4 4 6 7 92.1机器人系统设计任务 92.2机器人系统设计技术参数 9 3.3大臂活动关节 3.4机器人驱动方案的对比分析及选择 4.1基座电机选型 4.2大臂电机选型 4.3小臂电机选型 4.4手腕电机选型 5底座关节锥齿轮设计 5.1直齿锥齿轮传动的几何计算 5.1.1选取精度等级、材料及齿数 5.1.2按齿面接触强度设计 5.1.3按齿根弯曲强度设计 2 6.1高速级直齿圆柱齿轮传动 297行星减速器结构设计 347.1基本参数要求与选择 7.1.2基本参数要求 7.2方案设计 7.2.1机构简图 7.2.2齿轮材料及性能 7.2.3传动比分配 7.2.4齿形及精度 7.3齿轮的计算与校核 7.3.1配齿数 7.3.3按弯曲强度初算模数m 7.3.4啮合效率计算 7.3.5齿轮疲劳强度校核 7.4轴上部件的设计计算与校核 457.4.1轴的计算 457.4.2行星架设计 481.1选题背景工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。作为一种高技术含量的机械产品，工业机器人具备其本身所独有的特点，首先工业机器人可以实现自动化控制，并且其控制精度足以完成许多精细重复的工作，其次，工业机器人对环境的适应性好，可以完成一些工人无法或者不方便完成的工作即机器人操作的正确性和在不同环境中工作的能力，这在经济的各个领域都有广阔的发展前景。自从1960年代初期建造了第一个工业机器人以来，机器人发挥了各种各样的作用。仅仅40年的开发后，工业机器人在许多国家地区应用十分广泛，并且应用于各行各业，包括汽车、化工、焊接、电子、车间、食品行业等。工业机器人的主要种类一般可以分为电弧焊接机器人、组装机器人以及操作机器人等。如图1.1所示而根据相关权威组织的统计，从1960年到2011年底，全世界安装了230万人以上的工业机器人，世界的工业机器人市场迎来了光明的未来。据德国经济周刊2013第一、第二期报道，IFF做过预估，到了2014年中国很有可能会成为亚洲乃至全球最大的最有潜力的工业机器人市场。近年来，川崎，松下以及KUKA这样的老牌的工业机器人公司，看重并开始着手开发中国机器人市场。甚至ABB公司做出了将机器人事业总部迁往中国的决策，也行占领一部分市场。如图1.2所示，它们是由ABB和KUKA生产的机器人。几十年来，中国经济和制造产业快速发展，生产产品领域逐渐拓宽，慢慢成为一个涉及全领域全行业的全面化制造工厂，但是在工业机器人方面，中国目前所生产的，所拥有的工业机器人并且已经投入使用的都要远远低于日本，美国以及一些欧洲的发达国家。这对中国的机器人企业是一种挑战和机遇，因为工业机器人毫无疑问未来必定会慢慢替换掉工厂工人成为生产线上最不可或缺的重要设备。这就是自动化生产线可以预见的将来。长时间以来，中国制造业一直以低成本，多人口，劳动密集型产业为主，技术含量不高，技术性人才也有很大的缺口，产品大多是靠更低的价格在国际贸易市场中占据一部分市场，但是机器人发展需要一定的必要专业只是储备，所以工业机器人的发展和普及一直迟滞不前。按绝对值计算，中国使用的机器人数量在日本，德国为40%;但是在有些重要的行业领域例如汽车产业，中国应用的工业机器人数量是日本的1/12,为德国的1/10。但是，随着价格的连续削减和工业机器人性能的提高，劳动成本的上升，劳动环境的变化，市场竞争的多样化，企业面临着重压。家庭作业和机器人的成本也在上升和下降。因此，中国对机器人的需求是非常有可能的。1.2选题意义研究工业机器人的生产效益非常大。1980年代初，与在日，德，美，英四国之15%左右。可以看出，工业机器人的普及对提高制造业的生产率、减少生产成本、改溯控制策略等一系列共同的理论与技术。由于对几何形状复杂多样的4自由度串行式1.3国内外发展现状比较著名的公司企业有OTC、发那科、松下、安川、川崎等，日本企业主要有优傲、德国的库卡、瑞士的史陶比尔以及瑞典的ABB,这些公司都是一及欧美等国家地区生产销售，在各行各业应用非常广泛，普及程度比较高。在2011年，世界上工业机器人的库存量大概在100万到150万台之间，主要分布在上述国家世界经济霸主美国是最先开始研究制造工业机器人的国家。1961年美国研发了第一台正式的工业机器人，如图1.3所示。在工业机器人开发的历史上，美国强调理出来面世并投入使用，这体现了技术知识产业技术人才的先天优势。另外，美国机器人的智能技术也进展迅速。其各种人工智能技术广泛应用于航空宇宙和汽车产业。目前，高度精密的军用以及航空航天机器人发展迅岗哨和太空探测。为了雇佣，放过工业机器人的开发机会是课题。虽然美国最先发展机器人工业，但在1960年代到1970年代，美国并没有足够重视工业机器人，对其的研发投入并不多。主要原因有政府认为工业机器人的普及会占领工人的岗位使工厂的失业人口增加。相比美国而言，当时的日本工厂工人劳动力有不小的缺口，很多工作岗位都找不到工人，所以工业机器的出现和发展很好的弥补了这一缺点，工业机器人一直发展到现在，日本技术已经相当成熟，在当今世界市场也占据着领先地位。安川川崎等机器人公司实力雄厚。大约在上世纪60年代，日本一些技术人才看上了美国的工业机器人的发展前景，开始着手开展工业机器人项目，也正是在此时，日本川崎公司抓住了机会，开始重视工业机器人的研发.派遣技术人才前往美国机器人公司学习.掌握了一部分相关的机器人研发技术，逐渐模仿改进，不久就开始制造工业机器人，1969年川崎开发了“Unymart”机器人。而一直延续到今天的日本工业机器人的发展，主要受益于第二次世界大战后日本劳动力急剧减少，特别是日本的男性人口，这使的工厂的岗位有很大的缺口。机器人的发展是当时日本的未来和机遇。在这些年生产销售的工业机器人总数中，日本的占比很大，远远超过了中国。尽管目前不是工业机器人的最大制造国家，但至少是销量最大的国家。作为scara工业机器人面向世界的第一个品牌，爱普生企业不久前发布会上推出了新款H8机器人，搬运重量为6kg,但性能有了很大提升。,体积小，结构紧凑，重量也比较轻，节约了不少空间占据体积。爱普生工业机器人大多数会应用在一些工厂产业中生产线的运输、部件组装等地方，以高速、高精度、稳定运行著称。充分吸纳厂商用户的需求并对其工况进行考察，h系列机器人的功能技术参数有了很大的提高。除了包含了该集团本身现有的优秀数字控制技术，集团加了一些新的技术理念，这个系列的机器人装配上了特殊的传感装置。这些新型理念知识使机器人性能更加的优越，结构更加的紧凑合理，满足厂商要求的同时也给机器人带来了更高速和低振动的特性。由于紧靠日本，并大力引进日本机器人研发技术和人才，韩国机器人产业在上世纪九十年代发展迅速，目前工业机器人的研制数量居世界第三。韩国工业机器人在汽车领域比较普及，涉及全行业的各个领域，几乎覆盖整个工业领域。从上世纪80年开使，韩国就开始重视工业机器人的研发，并且发展速度非常迅速。国家政府也有意扶持机器人行业发展，技术人才和科研知识的不断积累使韩国飞速追赶日美，在机器人领域拥有多个关键的机器人发明专利。21世纪初期韩国研发的液晶机器人面世，向世界各国展现了韩国多年以来研发掌握的尖端机器人技术，这次亮相受到了世界各国的广泛关注，同时也确定了韩国在机器人领域的尖端地位，技术实力的展示使得韩国机器人销量大幅度增加并且韩国有意扬长避短继续扩大这种技术优势。2003年韩国再次指定了一系列国家发展政策，其中包括了关于韩国未来工业机器人的主要研发方向和发展思路，毫无疑问，该方案将指引韩国工业机器人的前进方向，并进一步扩大技术领先的优势。之后几年韩国制定了促进机器人技术发展的一系列政策。在2009年颁布的“韩国第一机器人的基本计划”为韩国机器人产业发展并在2018年成为机器人大国做了一系列规划。韩国政府在机器人领域的研发和突破非常有信心，并且规划很明确也很详细。1.3.2国内发展背景及现状国内机器人研究时间比较晚，技术水平落后国外不少。1972年，沈阳自动化研究所，中国科学院开始了机器人的研究。1985年，作为“第七五年”科学技术研究计划的研究焦点，列出了工业机器人。其目的是研究开发工业机器人的基础技术、基本部件、操作、喷雾和旋转机器人。上世纪90年代起，由于国家制定了863计划，在一系列政策支持下，上海交通大学研制出国内第一个高精密度高性能智能机器人“精密1号”。如图1.5所示，在第九个五年计划期间，中国在Shenyaxinsong机器人自动化有限公司HalHaboxi自动化设备co.之间具有成熟的技术，着手研发第二代工业机器人。作为智能机器人主题工业化基地，10年5期计划对国内机器人领域的发展具有不可磨灭的重要作用，但可惜国内企业没有很好的把握住这个发展机会。中国的机器人研究缺乏基本产业的支持，智能机器人需要很多伺服电动机和各种传感器，各种各样的电子零件和特殊材料等，现在中国只有20%的机器人是在中国制造的，剩下的都是从国外的一些机器人生产大国例如日本、韩国购买的。“十二五年计划”的推动实施，对国内工业机器人市场造成巨大冲击，国内工业机器人生产厂家产品难以售出，国外高性能高技术含量的工业机器人占据了国内机器人市场。到2015年，中国的年安装能力将达到35000台。在国内，目前只有少数几家中国工业机器人企业能够在国际市场中有点声音，勉强和欧洲和日本的一些知名的机器人公司竞争。但是，从整体来看，国内工业机器人的技术水平与国外还是有一定差距，毕竟发展时间和环境都处于劣势。中国的工业机器人公司还需要在技术改革和创新方面多下功夫。中国是工业机器人最大的消费者，也是工业机器人最快速成长的消费者。2010年世界上安装的工业机器人总数接近12万台，2009年几乎翻了一番。汽车产业和电磁场是主要原因。在设备总数之间，亚洲第一，排名第一，达到70000。工业机器人的开发前景非常明朗。1.4设计内容以四自由度关节型机器人为设计对象，如图1.6所示，机械结构部分一般可以分成6个部分，分别是手爪、手腕、小臂、大臂、腰部、基座，如图1.6所示。手部机体手腕主要技术参数：(1)自由度：一般对于机器人自由度的定义是指机器人相对于机器人坐标系进行独立运动的数目，不包括手爪(末端执行器)的开合，自由度数目的多少与机械手能完成工作任务的复杂程度息息相关，所以自由度数目的确定一般根据机器人的作业任务来决定。虽然机器人所拥有的自由度与人类的手相近，但更为复杂。在要根据实际要求生产情况来选择机器人的自由度。通常情况下工业机器人自由度数目(2)工作范围：也叫工作区域，是指机器人手臂或手部安通常情况下，机械手手部的形状和结构尺寸不是固定的，工作环境和工作要求不同，手部也会不一样，所以机械手工作范围不包括机械手手部，这样可以统一标准，方便生产。在机械手工作过程中，工作范围的形状和大小对工作完成度有很大影响，不同的工况环境对工作范围有硬性指标，因为机械手在进行某工作任务或许会有执行手爪触及不到的作业死区，而不能够正常完成工作。(3)最大工作速度：对于最大工作速度的定义，不同地区，不同国家，不同厂家都有所区别。但通常情况下，最大工作速度是指机械手手臂末端能够达到的最大转动速度，如果有特殊定义，一般会在产品的相关技术参数中做出解释说明。最大工作速度对工业机器人的影响为工作效率通常随着转动速度的增加或减少而进行增减。但是需要注意的是转速越大的话，如果加速度大小不变，达到目标速度的时间就越长，如果要求加速时间不发生大的变化，那么机器人回转部位的加速度大小就要做出相应的调整，来满足实际情况要求。(4)承载能力：指机械手在作业范围内的所有位置上可以负载的最大重量。工业机器人的负载水平一般来说与机械本体的质量，机器人各转动部位的最大工作速度和达到目标速度的时间即响应时间相关。从实际情况考虑，承载能力是指机械手正常的运(5)定位精度：定位精度是指工业机器人手部运行之后实际的工作位置与理想目(6)驱动方式：目前机器人行业领域内对工业机器人的(7)控制方式：主要对机器人的轴进行控制，从而得到正确的手部运动，对手部机器人运动要求的自由度为4自由度，因此无需增加自由度，不需要复杂的设计和控制。为了使机器人随时保持独特的位置和姿势，需要提供电源以减少其自由度。4使用可自由度对机器人自由旋转的4台步进电机和伺服电机，只要按照步进电机和伺服电机的控制规则进行控制，就可以实现机器人的4轴链接。另外，可以实现机器人在本次设计任务是关于用于皮带运输的搬运机械手，要求负载03千克，搬运机械手的最大工作半径为500毫米，即要求当机械手大臂、小臂、手腕、手爪处于水平位置即与地面平行时的臂展为500毫米。自由度数目：4个最大负荷质量(含末端执行器):3kg重复定位精度：正负0.05mm工作范围和最大工作转速如下表2-1所示：工艺描述动作范围最大速度长度分配1轴(腰部回转)2轴(大臂俯仰)3轴(小臂俯仰)4轴(手腕俯仰)动关节以及手腕驱动关节处的锥齿轮传动在改变方向的同承受载荷更大。本次设计任务要求为用于皮带输送的搬运机械手，最大负载仅为3千传动方案(1):电机安装在底座下面，横着安装，其输出轴先经一对锥齿轮传动传动方案(2):电机竖直安装在底座下面，电机轴与底座回转中心重合，电机的2.3.2手腕和小臂转动关节传动方案(1):如图3-1所示，小臂转动先通过行星减速器减速，然后通过锥齿轮传动转换方向带动小臂摆动，手腕摆动与之相似。传动方案(2):如图3-2所示，小臂和手腕转动都是只用谐波减速器减速从而带动小臂和手腕摆动。方案二的结构设计相较方案一简单，但是整体的结构尺寸变大了，不够紧凑。方案一布局较方案二更加合适，故选择方案一。传动方案(1):电机先经过同步带传动减速，再通过锥齿轮传动换向后带动大臂传动方案(2):电机直接经过两级齿轮传动减速，带动大臂上下摆动。(1)步进电机：步进电机按功能来说是一种将接受脉冲信号转变为角位移的机(2)气压驱动：气压驱动是以气体为运动介质通过气体压缩和膨胀时压力的变化来传递动力。气压驱动一般适用于小功率的传动，也可以用于高速的运动，但是在速度较高时会有波动，速度不是很稳定。相比于电机驱动，气压传动的控制要更加简单，但精度不是很理想。其次，气压传动的效率比较低，一般为0.15左右，但安全性能好，安装和维护都很简单方便，最关键的时成本低，通常用于小型工业机器人的手爪部分。(3)液压伺服驱动：液压驱动是以油液为运动介质通过油液的流动性传递控制压力的变化来传递动力。由于油液的压缩性远远低于气体，所以相比气压传动，液压传动比较的平稳，使用于低速、大功率的机械传动，同样，相比于电机驱动，液压传动的控制要更加简单，但控制精度比较高，具有很好的快速响应性能。但是液压传动存在油液泄露的隐患，对装备的密封性能要求很高，而且出现故障后不易排除。一般用在负载比较大的工业机器人身上。根据设计任务书要求可以看出本次设计的四轴搬运机械手的负载比较小，最大为3千克，所以对于结构尺寸和质量都要求比较小，而且对位移点的控制不多，所以比较上述四种驱动方式后，底座、大臂、小臂、手腕可以选择步进电机驱动，手爪部分采用气压驱动。根据启动时产生的惯性力矩和关节回转部为产生的摩擦力矩之和乘以一个系数加上一个合适的安全系数1.3,因为实际的大小应该比计算驱动力矩要大一些。实际Mg指的是开始启动加速时的惯性力矩，单位是牛每米。Mg的表达式3.1基座部位电机选择可以根据任务要求自行选择基座的角速度响应时间是0.5秒，因此Mq=1.3(Mm+Mg)=1.3×(0.1+10.472)=13设计传动比为M₀=M:/u₁=13.214/10=1.3214Nm从上面的计算可知，可以选用电机EMMS为1940r/min保持扭矩为1.4N·m,其质量为1.1kg。3.2大臂部位电机选择可以根据任务要求自行选择大臂的角速度为响应时间是0.5秒，因此Mq=1.3(Mm+Mg)=1.3×(0.1+12.341)=16M₀=M:/u₂=16.043/12=1.337Nm为1940r/min保持扭矩为1.4N·m,其质量为1.1kg。3.3小臂部位电机选择可以根据任务要求自行选择小臂的角速度为响应时间是0.5秒，因此Mq=1.3(Mm+Mg)=1.3×(0.1+3.9)M₀=M:/u₃=5.2/6=0.86Nm从上面的计算可知，可以选用电机EMMS-ST-为1940r/min保持扭矩为1.4N·m,其质量为1.1kg。3.4手腕部位电机选择可以根据任务要求自行选择手腕的角速度响应时间是0.5秒，因此Mq=1.3(Mm+Mg)=1.3×(0.1+0.689)=1.M₀=M;/u₄=1.0257/6=0.171Nm从上面的计算可知，可以选用电机EMMS-ST-42-S-S-G2,其参数为：最大转速4底座回转关节锥齿轮设计mdZbR底座回转锥齿轮传动如图5.1所示是直齿圆锥齿轮和弧齿圆锥齿轮传动啮合的简图，选用标准直齿锥(2)主动轮的材料可以选择40Cr,材料经过调质处理后能够达到280HBS的硬度，从动齿轮的材料可以选择45号，材料经过调质处理后能够达到240HBS的硬度，通常齿轮传动中两软齿面之间应该要有硬度差，此处差(3)按照国家标准规定，根据任务要求选择压力角大小α=20°,其他机械参数例如齿顶高系数可选择h1,顶隙系数可选择c*=0.2,传动比按照设计为i=1,两锥齿轮的分锥角可选择δ₁=δ₂=δ=45°,除此之外，锥齿轮齿宽中点处的当令分度圆直径为d₁和d₂,令平均分度圆直径为dm1和dm₂,脚标m表示齿宽中点。如图5.2锥齿轮参数所示：以中R=b/R来表示齿宽系数，一般令中R在0.25-0.35之间取值，此处可以取rmv表示的是锥齿轮齿宽中点处的当量直尺圆柱齿轮的分度圆半径，dm表示的是锥齿轮齿宽中点处的平均分度圆直径。换算公式为：mm表示的是锥齿轮齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮的模数，脚标m表示齿宽中点，当量齿数zv的表达公式为：当量齿轮的齿数比u,表达公式为：要避免锥齿轮在传动时产生根切现象，必须对齿轮的齿数有一定要求，查阅资料可以得出要使直齿圆柱齿轮不会产生根切现象时最低的齿轮齿数≥两个锥齿轮当量圆柱齿轮的齿数，只要满足这个条件，锥齿轮的根切现象就能够被避免从而进行正常传动工作。除此之外，锥齿轮大端模数m和平均模数mm(脚标m表示齿宽中点)之间有一定的换算关系，通过查阅相关资料可以得到：试算小齿轮分度圆直径，即：1)确定上述计算不等式各个数值：根据设计要求选择载荷系数为Kt=1.3。2)按照转矩公式算出主动轮的转矩：P₁表示的是所需的传递功率，可以用步进电机的额定输出功率数值来代替，P₁=0.008kW,根据上述设计可以得出锥齿轮转速n₁=400r/min,所以把计算数值带入上式可得：3)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-7可以按照实际设计要求确定选择齿4)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-6可以按照实际设计要求确定选择弹5)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-21(d)可以按照实际设计要求确定6)可以按照实际设计要求确定计算应力循环次数：N₁=N₂=60n₁jL=60×400×1×24×365×10=2.1×17)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-19自行选择接触疲劳寿命系数KHN1=8)根据公式计算接触疲劳许用应力：可以选择失效概率是百分之一，可以选择安全系数是S=1,所以可以求得许用(2)各个计算参数的确定：2)根据公式可以求出齿轮圆周速度v:3)根据公式可以求出齿宽b:v=0.166m/s,齿轮为四级精度，根据《机械设计》齿轮传动部分图10-8选K=KAK,KHaKHβ=1×1.07×1×1.2K=KAK,KFaKFβKFα=1,KFβ=1.5KHβbe=1.5×1.25=1.875K=KAK,KFaKFβ=1×1.07×1×1.5)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-17可以选择齿形系数为YFa1=2.85,上述选取的模数为平均模数mm(脚标表示齿宽中点),所以根据公式可以求出锥(3)直齿锥齿轮传动几何参数的确定：根据图5.3:1)两锥齿轮的分锥角选择δ1=δ₂=δ=45°,2)根据公式可以求出分度圆直径d=mz=2×13=26mm,3)根据公式可以求出分度圆锥距R=d/(2sinδ)=18.38mm,4)根据实际设计要求选择齿宽系数中R,由于锥齿小端齿顶过隙太小会影响锥正5)根据公式可以求出齿宽b=中RR=18.38/3=6.13mm,选择b=6.2mm,6)根据公式可以求出齿顶高h7)根据公式可以求出齿8)根据公式可以求出齿根高h=h-ha=2.2-1=2.2mm,9)根据公式可以求出齿顶圆直径da=d+2hacosδ=26+2×cos45°=5.1高速级直齿圆柱齿轮传动从动大齿轮的材料可以选择ZG35CrMo5,材料经过调质处理后最高能够达到240HBS精度等级为8级。根据设计要求可以主动小齿轮齿数为Z₁=20,Z₂=i₁Z₁=3×20=60,从动(1)根据公式可以求出计算转矩：(2)根据实际设计要求选择载荷系数：(3)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-7可以按照实际设计要求确定选择(4)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-6可以按照实际设计要求确定选择(5)根据实际设计要求选择节点区域系数：(6)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-23可以按照实际设计要求确定主动锥齿轮材料接触疲劳强度极限σHlim1=1150MPa,而从动锥齿轮材料接触疲劳强度N2=N1/5=6.6×10⁸(8)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-19自行选择接触疲劳寿命系数：(9)选择安全系数：(2)按载荷系数K值对d₁进行修正(4)根据公式可以求出模数m、中心距a以及分度圆直径d;根据公式求出齿宽b=φa×d₁=20mm,可以选择主动小齿轮齿宽为b₁=根据公式求出齿根高h(1)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-22选择弯曲疲劳寿命系数(2)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-17和10-18选择齿形系数以及应力(2)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-24选择弯曲疲劳极限：OFlim1=710MPa、Flim2(4)选择齿轮弯曲疲劳系数为SF=1.25(5)校核齿根弯曲疲劳强度：OF1=K·Ft·YF1·Ys₁/(bm)=2K·T₁·YF1·Ys₁/(bmd₁)=1OF2=OF1·YF2·Ys₂/(YF1·Ys₁)=17.主动小齿轮的材料可以选择40Cr,材料经过调质处理后能够达到280HBS的硬度，从动大齿轮的材料可以选择ZG35CrMo5,材料经过调质处理后最高能够达到240HBS精度等级为8级。取小齿轮齿数Z₁=16,则Z₂=i₁Z₁=4×16=64,大齿轮齿数Z₂=64初选螺旋角β=17(1)根据公式可以求出计算转矩：(2)根据实际设计要求选择载荷系数：(3)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-7可以按照实际设计要求确定选择(4)根据《机械设计》齿轮传动部分表10-6可以按照实际设计要求确定选择(5)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-20可以按照实际设计要求选择节点(6)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-23可以按照实际设计要求确定主动锥齿轮材料接触疲劳强度极限σHlim1=1150MPa,而从动锥齿轮材料接触疲劳强度N1=60n1jLhN2=N1/4=1.65×10⁸(8)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-19选择接触疲劳寿命系数：(9)选择安全系数：(2)按载荷系数K值对d₁t进行修正，根据《机械设计》齿轮传动部分选取动载荷系数为Kv=1.根据《机械设计》齿轮传动部分选取齿间载荷分布根据《机械设计》齿轮传动部分选取使用系故可以求出载荷系数为k=KA×K×Ka×K=1.43,(4)根据公式可以求出模数m、中心距a以及分度圆直径d根据公式求出齿宽b=φa×d₁=16mm,可以选择主动小齿轮齿宽为b₁=根据公式求出齿顶高(1)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-22选择弯曲疲劳寿命系数：(2)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-17和10-18选择齿形系数以及应力(3)根据《机械设计》齿轮传动部分图10-24选择弯曲疲劳极限：(3)选择齿轮弯曲疲劳系数为：(5)校核齿根弯曲疲劳强度：OF1=K·Ft·YF1·Ys₁/(bm)=2K·T₁·YF1·Ys₁/(bmd₁)=2OF2=0F1·YF2·Ys₂/(YF1·Ys1)=28.根据计算结果得出弯曲疲劳强度足够。6小臂驱动行星减速器设计6.1行星减速器参数计算总减速比：36.2整体结构设计轮为软齿面，软齿面可以方便进行加工切齿。各齿轮材料选取如表7-1所示。齿轮热处理加工精度太阳轮渗碳淬火6级行星轮内齿轮调质7级根据传动要求分配第I级与第Ⅱ级的传动比，第I级传动比i₁=0.5,第二级传动比in=4。因属于低速运动，采用压力角α=20的直齿轮传动，精度等级为6级。6.3齿轮的计算与校核配齿结果：Za=64,Z=128,Zc=32,i₁=36.3.2初步计算齿轮主要参数(1)计算式中系数，KA、中a、KHE、KHP如表7-2电机与输入轴间联轴器之间的效率为η₁=0.99。直齿轮算式系数Ka=768,则太阳轮分度圆直径表7-2接触强度有关系数代号名称说明取值使用系数行星轮间载荷分配不均系数行星架浮动，6级精度表7-4接触强度有关系数综合系数中a齿宽系数取模数m=0.5mm.几何尺寸计算：将计算结果列于表7-3表7-3高速级齿轮基本几何尺寸单位：mm齿轮分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽行星轮内齿轮代号名称说明取值算式系数直齿轮行星轮间载荷分布系数综合系数齿形系数n₁=nacnb=0.988×0.966=0则(1)外啮合计算接触应力σH,并计算其许用应力σH,参数和数值如表7-4表7-4外啮合接触强度有关参数和系数代号名称说明取值使用系数动载系数精度齿向