45kg工業(yè)機(jī)器人底座及上臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、45kg工業(yè)機(jī)器人底座及上臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制功能來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)ieee的科學(xué)家在對(duì)未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測(cè)中提出了4個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。本文主要介紹了45kg工業(yè)機(jī)器人底座及上臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括電機(jī)的選擇、齒輪的選用、r-v減速器簡(jiǎn)介、齒輪與軸承的強(qiáng)度校核以及底座、回轉(zhuǎn)臺(tái)、上臂、臂膀座的結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵字：工業(yè)機(jī)器人、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、齒輪、校核、r-v減速器the structure design of 45kg industrial robotbase and armabstractindustrial robots are robots, which usually consist several mechanical arms or multiple degrees of freedom, generally used in industrial areas.industrial robot is a kind of machine,which usually achieve

3、s its purpose relying on its own power and control functions, works automatically.not only can it work under humancommand, but also it can run according to pre-arranged procedure. the modern industrial robot can also run under the principles developed according to artificial intelligence technique.r

4、obotics is a forward-looking and strategic high-tech fields. the scientists of international electrical and electronics engineers(ieee) propose four key development directions in the prediction of technological development in the future. robotics is one of them. this paper mainly describes the struc

5、ture design of 45kg industrial robot base and arm.it includes the choice of motor, gear selection, brief introduction of r-v reducer, gear and bearing strength check and structure design of base,rotary table, arm,arm seat and so on. keywords: industrial robots, structure, design, gear, checking, r-v

6、 reducer目 錄前言1 第1章 設(shè)計(jì)總述.1 概述.2 1.2 工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述.2 1.2.1 底座.4 1.2.2 回轉(zhuǎn)臺(tái).5 1.2.3 上臂.6 1.2.4 臂膀座.7第 2 章 電機(jī)與齒輪的選擇.8 2.1 電機(jī)的選擇.8 2.2 齒輪的選擇.10 2.2.1 1軸齒輪.10 2.2.2 2軸齒輪.11 2.2.3 3軸齒輪.12第 3 章 r-v減速器簡(jiǎn)介.13 3.1 r-v減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介.13 3.2 r-v減速器的傳動(dòng)特點(diǎn).14 3.3 r-v減速器的選用.14第 4 章 強(qiáng)度校核.17 4.1 齒輪的強(qiáng)度校核.17 4.2 軸承的壽命計(jì)算.18結(jié)論.20參考文獻(xiàn)2

7、1致謝.22前言工業(yè)機(jī)器人（industrial robot )誕生于20世紀(jì)60年代，在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展，是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù)。它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。在我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。隨著我國(guó)改革開放的逐漸深入，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對(duì)越來越大的競(jìng)爭(zhēng)與沖擊，因此掌握國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市

8、場(chǎng)的實(shí)際情況把握我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)與研究進(jìn)展，顯得十分重要。工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的

9、特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。 第 1 章 設(shè)計(jì)總述1.1 概述機(jī)器人是近40年來發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一個(gè)重要分支，它的特點(diǎn)是可通過編程完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器人各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其是體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性，機(jī)器作業(yè)的準(zhǔn)確性和在各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力。因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。 機(jī)器人技術(shù)

10、涉及力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)。而機(jī)器人機(jī)構(gòu)技術(shù)是機(jī)器人研究的主要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)，也是現(xiàn)代機(jī)械原理研究的主要內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也日漸廣泛，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已在越來越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在毛坯制造、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)。隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高，機(jī)器人的應(yīng)用也隨之在不斷地?cái)U(kuò)大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機(jī)器

11、人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修機(jī)器人等各種非制造行業(yè)。此外，在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多，如無人偵察機(jī)、警備機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家政服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用實(shí)例。機(jī)器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。因而，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究也更加需要深入而廣泛的開展。介于本設(shè)計(jì)所用的時(shí)間及設(shè)計(jì)者本人水平有限，本設(shè)計(jì)僅主要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和探討，包括底座、回轉(zhuǎn)臺(tái)、上臂、臂膀座等四個(gè)部分，以及齒輪、軸承等傳動(dòng)和支撐機(jī)構(gòu)。由于作者水平有限，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)一定的疏漏和錯(cuò)誤，不當(dāng)之處還請(qǐng)讀者批評(píng)指正，不吝賜教。 1.2 工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述 工業(yè)機(jī)器人主要由四個(gè)部分組

12、成，包括操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元、控制裝置和為使工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)而要求的外部設(shè)備等。操作機(jī) 操作機(jī)時(shí)工業(yè)機(jī)器人完成作業(yè)的實(shí)體，它具有和人手臂相似的動(dòng)作功能。通常由以下幾個(gè)部分組成：1. 末端執(zhí)行器 又稱手部，是工業(yè)機(jī)器人直接執(zhí)行工作的裝置，并可設(shè)置夾持器、工具、傳感器等，是工業(yè)機(jī)器人直接與工作對(duì)象接觸以完成作業(yè)的機(jī)構(gòu)。2. 手腕 是支承和調(diào)整末端執(zhí)行器姿態(tài)的部件，主要用來確定和改變末端執(zhí)行器的方位和擴(kuò)大手臂的動(dòng)作范圍，一般有23個(gè)回轉(zhuǎn)自由度以調(diào)整末端執(zhí)行器的姿態(tài)。有些專用工業(yè)機(jī)器人可以沒有手腕而直接將末端執(zhí)行器安裝在手臂的端部。3. 手臂 它由工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力關(guān)節(jié)和連接桿件等構(gòu)成，是用于支承和調(diào)整手

13、腕和末端執(zhí)行器位置的部件。手臂有時(shí)包括肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)，即手臂與手臂間、手臂與機(jī)座間用關(guān)節(jié)連接，因而擴(kuò)大了末端執(zhí)行器姿態(tài)的變化范圍和運(yùn)動(dòng)范圍。4. 底座 有時(shí)稱為立柱，是工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中相對(duì)固定并承受相應(yīng)的力的基礎(chǔ)部件?？煞譃楣潭ㄊ胶鸵苿?dòng)式兩類。5. 回轉(zhuǎn)臺(tái) 有一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度，是連接底座和手臂即上臂的回轉(zhuǎn)部件，回轉(zhuǎn)臺(tái)的作用主要是擴(kuò)大了上臂的動(dòng)作范圍。6. 臂膀座 是連接上臂和前臂的關(guān)節(jié)部件，主要是固定前臂的位置，其上裝配電機(jī)，是連接前端機(jī)械手的基礎(chǔ)部件。驅(qū)動(dòng)單元 驅(qū)動(dòng)單元是由驅(qū)動(dòng)器、檢測(cè)單元等組成的部件，是用來為操作機(jī)各部件提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置，在本設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)為伺服電機(jī)和轉(zhuǎn)速傳感器?？刂蒲b置

14、 它是由人對(duì)工業(yè)機(jī)器人的啟動(dòng)、停機(jī)及示教進(jìn)行操作的一種裝置，它指揮工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定的要求動(dòng)作，在此設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)為控制柜。人工智能系統(tǒng) 它由兩部分組成，一部分是感覺系統(tǒng)，另一部分是決策-規(guī)劃智能系統(tǒng)，在本設(shè)計(jì)中不涉及。 1.2.1 底座 圖1-1 底座回轉(zhuǎn)臺(tái)裝配 圖1-2 底座回轉(zhuǎn)臺(tái)剖視圖 工業(yè)機(jī)器人底座的設(shè)計(jì)主要考慮機(jī)器人的承重、散熱、節(jié)省材料、合理裝配等設(shè)計(jì)出此種結(jié)構(gòu)，此底座為固定式底座，通過底座四個(gè)角上的螺釘孔固定于地面，底座上端有凸臺(tái)，通過凸臺(tái)上的螺釘孔與r-v減速器固定，起到了對(duì)r-v減速器的固定作用。底座上還固定一個(gè)限位塊，與回轉(zhuǎn)臺(tái)上另一限位塊配合，主要是限定r-v減速器在底座上的

15、空間位置，防止其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中偏離原來的位置而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。 由于底座基本承擔(dān)了工業(yè)機(jī)器人的所有重量，因此在材料的選取上要選取強(qiáng)度高，抗震性強(qiáng)，耐疲勞的材料，本設(shè)計(jì)中選用ht250作為底座材料。又考慮到底座為鑄件，為避免鑄造過程中出現(xiàn)縮孔、縮松等鑄造缺陷，因此將底座設(shè)計(jì)成內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，這樣又節(jié)省了材料，降低了制造成本。 1.2.2 回轉(zhuǎn)臺(tái) 圖1-3 底座回轉(zhuǎn)臺(tái)剖視圖 回轉(zhuǎn)臺(tái)中包含兩個(gè)電機(jī)，圖1-3中所示電機(jī)為其1軸電機(jī)，電機(jī)通過齒輪帶動(dòng)r-v減速器的中心太陽輪，太陽輪為一雙聯(lián)齒輪，其中大齒輪與電機(jī)齒輪嚙合，小齒輪與減速器中的三個(gè)行星輪嚙合，實(shí)現(xiàn)一級(jí)減速，而另一級(jí)減速則通過擺線針輪減速器實(shí)

16、現(xiàn)，在第三章中將做詳細(xì)介紹，這里不再贅述?？傊姍C(jī)通過電機(jī)齒輪、中心太陽輪、r-v減速器將轉(zhuǎn)速傳給回轉(zhuǎn)臺(tái)（r-v減速器的外殼通過螺釘連接與回轉(zhuǎn)臺(tái)相連），回轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，回轉(zhuǎn)臺(tái)的齒輪和軸承受了較大的轉(zhuǎn)矩，在進(jìn)行齒輪和軸承的校核時(shí)要特別注意其抗彎、抗扭的能力。因回轉(zhuǎn)臺(tái)為鑄件，因此其材料選用ht250，外形設(shè)計(jì)為薄壁式結(jié)構(gòu)，以減少其自身的重量。1.2.3 上臂 圖1-4 上臂 上臂作為連接回轉(zhuǎn)臺(tái)與臂膀座的一個(gè)部件，其主要作用是為前臂及末端執(zhí)行器提供了更加廣闊的姿態(tài)變化范圍和動(dòng)作范圍，其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。為了減輕整個(gè)機(jī)身的重量，但又不減弱其強(qiáng)度，上臂的材料選用鋁-6061.回轉(zhuǎn)臺(tái)與上

17、臂的連接圖如圖1-5. 圖1-5 回轉(zhuǎn)臺(tái)與上臂連接圖 1.2.4 臂膀座 圖1-6 上臂與前臂連接圖臂膀座主要是為前臂提供的一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)座，是一個(gè)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，起連接上臂與前臂的作用。臂膀座上裝有四個(gè)電機(jī)，是工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)中裝入電機(jī)最多的一個(gè)部件。其中一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)臂膀座回轉(zhuǎn)，另外三個(gè)電機(jī)帶動(dòng)前臂和末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)。如此，可知本工業(yè)機(jī)器人一共包含六個(gè)電機(jī)，為六自由度工業(yè)機(jī)器人。臂膀座的結(jié)構(gòu)也為薄壁式中空結(jié)構(gòu)，其材料仍選用鋁-6061. 圖1-7 臂膀座與前臂連接圖第 2 章 齒輪和電機(jī)的選擇 2.1 電機(jī)的選擇 由于本設(shè)計(jì)中工業(yè)機(jī)器人總重500kg，機(jī)械手可搬運(yùn)的最大負(fù)載為45kg，最大展臂距離為170

18、6mm,經(jīng)粗略估算，初步選定1軸、2軸、3軸電機(jī)為分別為安川旋轉(zhuǎn)型伺服電機(jī)sgmsv-30a、sgmsv-40a、sgmsv-30a，電機(jī)額定輸出分別為3.0kw、4.0kw、3.0kw，保持轉(zhuǎn)矩均為20nm，額定轉(zhuǎn)矩分別為9.8nm、12.6nm、9.8nm，列圖如下： 圖2-1 安川電機(jī)樣本 圖2-2 安川電機(jī)參數(shù)圖表 圖2-3 安川電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性 圖2-4 安川電機(jī)尺寸參數(shù) 2.2 齒輪的選擇2.2.1 1軸齒輪的選擇 1軸，也就是連接底座與回轉(zhuǎn)臺(tái)的所有部件的總稱，其中包括電機(jī)齒輪，回轉(zhuǎn)臺(tái)太陽輪及一個(gè)r-v減速器，rv減速器在第3章中將著重討論，這里不再贅述，本節(jié)只討論電機(jī)齒輪和回轉(zhuǎn)臺(tái)

19、太陽輪的選擇。 考慮到1軸電機(jī)軸線與r-v減速器中心軸線的實(shí)際間距，選定電機(jī)齒輪m=2mm，z=45，回轉(zhuǎn)臺(tái)太陽輪m=2mm，大齒輪z=134，小齒輪z=43. 圖2-5 1軸電機(jī)齒輪 圖2-6 回轉(zhuǎn)臺(tái)太陽輪2.2.2 2軸齒輪的選擇2軸，也就是回轉(zhuǎn)臺(tái)與上臂通過r-v減速器連接的那個(gè)軸，與1軸類似，仍然是通過電機(jī)帶動(dòng)太陽輪與r-v減速器相連，r-v減速器外殼與上臂相連，從而帶動(dòng)上臂轉(zhuǎn)動(dòng)。2軸的電機(jī)齒輪選擇m=2mm，z=29；太陽輪仍為雙聯(lián)齒輪，其中大齒輪與電機(jī)齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其中m=2，大齒輪z=89，小齒輪z=31. 圖2-7 2軸電機(jī)齒輪 圖2-8 2軸太陽輪2.2.3 3軸齒輪的選

20、擇 由于3軸r-v減速器與1軸rv減速器的型號(hào)一致，所以3軸電機(jī)齒輪與太陽輪和1軸的齒輪基本一致，其各方面尺寸都一樣，所以在此不再贅述，所有尺寸參數(shù)參照1軸即可。第 3 章 r-v減速器簡(jiǎn)介3.1 r-v減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 r-v（rotate vector）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種新型的二級(jí)封閉行星輪系，是在擺線針輪傳動(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型傳動(dòng)，經(jīng)常作為各種需要具有緊密運(yùn)動(dòng)的裝置牽系減速器，在機(jī)器人領(lǐng)域占著主導(dǎo)地位。 r-v傳動(dòng)裝置是由第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)和第二級(jí)擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組成，為一封閉差動(dòng)輪系如圖2.2為其結(jié)構(gòu)示意圖。主動(dòng)的太陽輪1與輸入軸相連，如果漸開線中心輪1順時(shí)針

21、方向旋轉(zhuǎn)，它將帶動(dòng)三個(gè)呈120布置的行星輪2在繞中心輪軸心公轉(zhuǎn)的同時(shí)還有逆時(shí)針方向自轉(zhuǎn)，三個(gè)曲柄軸3與行星輪2相固連而同速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩片相位差180的擺線輪4鉸接在三個(gè)曲柄軸上，并與固定的針輪相嚙合，在其軸線繞針輪軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還將反方向自轉(zhuǎn)，即順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出機(jī)構(gòu)(即行星架)6由裝在其上的三對(duì)曲柄軸支撐軸承來推動(dòng)，把擺線輪上的自轉(zhuǎn)矢量以1:1的速比傳遞出來。圖3-1 r-v減速器結(jié)構(gòu)示意圖 圖3-2 r-v減速器減速原理圖3.2 r-v減速器的傳動(dòng)特點(diǎn)r-v傳動(dòng)是新興起的一種傳動(dòng)，它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，而且因?yàn)榫哂畜w積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、

22、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，日益受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。它較機(jī)器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，而且回差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)精度就會(huì)顯著降低，故世界上許多國(guó)家高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用r-v減速器，因此，該種r-v減速器在先進(jìn)機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢(shì)。其傳動(dòng)特點(diǎn)如下：(l)傳動(dòng)比范圍大；(2) 扭轉(zhuǎn)剛度大，輸出機(jī)構(gòu)即為兩端支承的行星架，用行星架左端的剛性大圓盤輸出，大圓盤與工作機(jī)構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié)，其扭轉(zhuǎn)剛度遠(yuǎn)大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機(jī)構(gòu)。在額定轉(zhuǎn)矩下，彈性回差??；(3)只要設(shè)計(jì)合理，制造裝配精度保證，就可獲得

23、高精度和小間隙回差；(4)傳動(dòng)效率高；(5)傳遞同樣轉(zhuǎn)矩與功率時(shí)的體積小(或者說單位體積的承載能力小)，rv減速器由于第一級(jí)用了三個(gè)行星輪，特別是第二級(jí)，擺線針輪為硬齒面多齒嚙合，這本身就決定了它可以用小的體積傳遞大的轉(zhuǎn)矩，又加上在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，讓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于行星架的支承主軸承內(nèi)，使軸向尺寸大大縮小，所有上述因素使傳動(dòng)總體積大為減小。3.3 r-v減速器的選用根據(jù)本章前兩節(jié)所述r-v減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及傳動(dòng)特點(diǎn)，依據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，選定1軸、2軸、3軸所用r-v減速器分別為rv-200c、rv-320c、rv-200c。關(guān)于rv-200c、rv-320c兩種r-v減速器的結(jié)構(gòu)和尺寸參

24、數(shù)介紹如圖3-3、3-4所示如下： 圖3-3 rv-200c結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 圖3-4 rv-320c結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 圖3-5 rv減速器無負(fù)載轉(zhuǎn)矩輸出圖 圖3-6 rv減速器傳動(dòng)效率與輸出轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖 第4章 強(qiáng)度校核4.1 齒輪的強(qiáng)度校核1.根據(jù)實(shí)際調(diào)研結(jié)果，考慮到本次設(shè)計(jì)的具體要求定義齒輪模數(shù) m=2mm。2.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，(2)選用7級(jí)精度（gb1009588）；(3)材料選擇。由文獻(xiàn)6表101,選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，二者材料硬度差為40hbs。(4)初選小齒齒數(shù)=24

25、，大齒輪齒數(shù)為=104。3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 (1) 載荷系數(shù)kt=1.6，由文獻(xiàn)6圖1030選取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh=2.433(2) 計(jì)算載荷系數(shù) k已知使用系數(shù)ka=1，根據(jù)v=0.935m/s ，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)6圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv=1.042；由文獻(xiàn)6表10-4查得查文獻(xiàn)6圖10-13得；查文獻(xiàn)6表10-3得所以載荷系數(shù) k =1.866（3）外嚙合齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)=0.1（4）查文獻(xiàn)6表106得材料的彈性影響系數(shù) =189.8（5）由文獻(xiàn)6圖1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 = 600；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 = 550因?yàn)榻佑|強(qiáng)度相等，因此只需

26、即可，故齒面接觸強(qiáng)度合格9。4.校核齒根彎曲觸疲勞強(qiáng)度齒根合格應(yīng)滿足公式（1）查取齒形系數(shù)由文獻(xiàn)6表10-5查得齒形系數(shù)； ，應(yīng)力校正系數(shù)； =1.779。（2）由文獻(xiàn)6圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；。（3）由文獻(xiàn)6圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ；（4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4；則； 同理=257.86故齒根合格。4.2 軸承的壽命計(jì)算 以底座軸軸承6007為例。6007（從計(jì)算機(jī)調(diào)取代號(hào)為jis b 1521 skf 6205）的主要性能參數(shù)如下：（可查閱相關(guān)手冊(cè)）基本額定動(dòng)載荷：基本額定靜載荷：軸承面對(duì)面安裝，由于軸的設(shè)計(jì)中已求出支反力，則軸承受

27、力為：由于由表13-5得：e=0.4當(dāng)量動(dòng)載荷p為：（由表13-6，?。┹S承壽命計(jì)算：由于只需驗(yàn)算2處軸承即可軸承預(yù)期使用五年壽命為：顯然：即低于預(yù)算壽命，所選軸承合格。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不僅是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的綜合檢查，更是對(duì)我們作為一名技術(shù)設(shè)計(jì)人員素質(zhì)的基本訓(xùn)練。在這兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識(shí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識(shí)，努力做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，不僅達(dá)到了鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)的目的，而且也拓寬了我的知識(shí)面，提高了思想認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的過程中，遇到困難虛心向老師和同學(xué)請(qǐng)教，認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)環(huán)節(jié)，不僅增強(qiáng)了我刻苦鉆研、認(rèn)真

28、學(xué)習(xí)的能力，也培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)合作精神。通過這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)加工中心的設(shè)計(jì)有了一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)和提高，我從中掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和要領(lǐng)，培養(yǎng)了我的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，提高了分析問題和解決問題的能力，為即將走上工作崗位的我提供了一個(gè)良好的開端。同時(shí)，通過這次設(shè)計(jì)，也使我更清醒地認(rèn)識(shí)到自己作為一個(gè)工程技術(shù)人員對(duì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的匱乏與欠缺。理論基礎(chǔ)的不扎實(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為我敲響了警鐘，我必在以后的工作學(xué)習(xí)中努力彌補(bǔ)這些方面的缺陷，做一名合格的工程技術(shù)設(shè)計(jì)人員。參考文獻(xiàn)1、吳瑞詳機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19942、朱世強(qiáng)，王宣銀機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用杭州：浙江大學(xué)出版社，20003、徐元宣工業(yè)機(jī)器人北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，19994、蔣新松機(jī)器人與工業(yè)自動(dòng)化石家莊：河北教育出版社，20035、王田苗走向產(chǎn)業(yè)化的先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)中國(guó)制造業(yè)信息化，2005（10）：2425世界工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向今日科技，2001，11,416、王握文. 世界機(jī)器人發(fā)展歷程j . 國(guó)防科技, 2001, (01)7、 陳愛珍. 日本工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀j . 機(jī)械工程師, 2008, (07)8、 陳愛珍. 國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀j . 機(jī)械工程師, 2008, (07)9、 陳