通用機(jī)械臂設(shè)計(jì)說明書

目:通用機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)*g 0目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"緒論 1\o"CurrentDocument"選題背景 1\o"CurrentDocument"國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì) 1\o"CurrentDocument"機(jī)械臂的組成 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)目的 3\o"CurrentDocument"研究?jī)?nèi)容 4\o"CurrentDocument"機(jī)械臂的總體設(shè)計(jì)方案 4\o"CurrentDocument"機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)的類型 4\o"CurrentDocument"機(jī)械臂主要部件及其運(yùn)動(dòng) 5\o"CurrentDocument"驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇 6\o"CurrentDocument"機(jī)械臂技術(shù)參數(shù) 6\o"CurrentDocument"機(jī)械臂手部計(jì)算 7\o"CurrentDocument"手部設(shè)計(jì)基本要求 7\o"CurrentDocument"典型手部結(jié)構(gòu) 7\o"CurrentDocument"機(jī)械臂手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算 7\o"CurrentDocument"腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 12\o"CurrentDocument"腕部設(shè)計(jì)基本要求 12\o"CurrentDocument"腕部結(jié)構(gòu) 13\o"CurrentDocument"腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 13\o"CurrentDocument"臂部設(shè)計(jì)以及有關(guān)計(jì)算 17\o"CurrentDocument"5.1臂部設(shè)計(jì)的基本要求 18\o"CurrentDocument"手臂的典型機(jī)構(gòu)及其選擇 19\o"CurrentDocument"6機(jī)座設(shè)計(jì) 24\o"CurrentDocument"結(jié)論 24\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 25緒論選題背景機(jī)械臂是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械臂的發(fā)展，使得機(jī)械臂能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械臂能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械臂越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械臂已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械臂共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對(duì)路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。而目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械臂的研究和開發(fā)直接影響到我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械臂的研究設(shè)計(jì)是非常有意義的。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)目前，在國(guó)內(nèi)外各種機(jī)器人和機(jī)械臂的研究成為科研的熱點(diǎn)，其研究的現(xiàn)狀和大體趨勢(shì)如下：機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。機(jī)械臂中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)成為智能化機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式，噴涂機(jī)械臂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)；柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā)，柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)；焊接、搬運(yùn)、裝配、切割等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真?？偟膩碚f，大體是兩個(gè)方向：其一是機(jī)器人的智能化，多傳感器、多控制器，先進(jìn)的控制算法，復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，滿足相對(duì)具體的任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人，主要采用性價(jià)比高的模塊，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場(chǎng)化、模塊化的元件。機(jī)械臂的組成機(jī)械臂由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三部分組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)（1） 手部既直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動(dòng)型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單）。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負(fù)壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸附光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式教多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜槭杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。（2） 腕部是連接手部和臂部的部件，并可用來調(diào)節(jié)被抓物體的方位，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕有獨(dú)立的自由度。有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下擺動(dòng)、左右擺動(dòng)。一般腕部設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足工作要求，有些動(dòng)作較為簡(jiǎn)單的專用機(jī)械手，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)腕部，而直接用臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手部搬運(yùn)工件。目前，應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓（氣）缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊，靈巧但回轉(zhuǎn)角度?。ㄒ话阈∮?700）,并且要求嚴(yán)格密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭矩。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動(dòng)或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。（3）臂部手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng)。臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來說臂部具有三個(gè)自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較為多，受力復(fù)雜。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機(jī)械手的工作性能。（4） 行走機(jī)構(gòu)有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu)，我國(guó)的正處于仿真階段。1.3.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。根據(jù)動(dòng)力源的不同,工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等四類。采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便。設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械臂的設(shè)計(jì)，能夠比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。目前，在國(guó)內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機(jī)床裝卸工件仍由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn),針對(duì)具體生產(chǎn)工藝,利用機(jī)器人技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)裝卸機(jī)械臂代替人工工作，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本機(jī)械臂主要與數(shù)控車床（數(shù)控銑床，加工中心等）組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的自動(dòng)化、無人化。目前，我國(guó)的制造業(yè)正在迅速發(fā)展，越來越多的資金流向制造業(yè)，越來越多的廠商加入到制造業(yè)。本設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用到加工工廠車間，滿足數(shù)控機(jī)床以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求，從而減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約加工輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力。研究?jī)?nèi)容本文研究了國(guó)內(nèi)外機(jī)械臂發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí)機(jī)械臂的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了搬運(yùn)機(jī)械臂的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)搬運(yùn)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的力學(xué)模型分析，完成了機(jī)械手機(jī)械方面的設(shè)計(jì)工作（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）的設(shè)計(jì)工作。機(jī)械臂的總體設(shè)計(jì)方案機(jī)械臂總體結(jié)構(gòu)的類型機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn)，分別介紹如下。直角坐標(biāo)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)直角坐標(biāo)機(jī)械臂的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖a2-l.。由于直線運(yùn)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標(biāo)機(jī)械臂有可能達(dá)到很高的位置精度（口m級(jí)）。但是，這種直角坐標(biāo)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)尺寸來講，是比較小的。因此，為了實(shí)現(xiàn)一定的運(yùn)動(dòng)空間，直角坐標(biāo)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。直角坐標(biāo)機(jī)械臂的工作空間為一空間長(zhǎng)方體。直角坐標(biāo)機(jī)械臂主要用于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè)，直角坐標(biāo)機(jī)械臂有懸臂式，龍門式，天車式三種結(jié)構(gòu)。圓柱坐標(biāo)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)圓柱坐標(biāo)機(jī)械臂的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1.b。這種機(jī)械臂構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，精度還可以，常用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空 間是一個(gè)圓柱狀的空間。球坐標(biāo)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)球坐標(biāo)機(jī)械臂的空間運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1.c。這種機(jī)械臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，但精度不很高。主要應(yīng)用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。關(guān)節(jié)型機(jī)械臂結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)械臂的空間運(yùn)動(dòng)是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如圖2-1.d。關(guān)節(jié)型機(jī)械臂動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。相對(duì)機(jī)器人本體尺寸，其工作空間比較大。此種機(jī)械臂在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機(jī)械臂。關(guān)節(jié)型機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，有平面關(guān)節(jié)型和垂直關(guān)節(jié)型兩種。：）肖申生卻?也 ：：H塵標(biāo)壬. -球絲聽也 d巴圖2-1四種機(jī)械臂坐標(biāo)形式由要求可知本設(shè)計(jì)是一個(gè)用于搬運(yùn)的機(jī)械臂，要有三自由度的空間位置改變、三自由度的姿態(tài)變化，為了滿足設(shè)計(jì)要求，我們綜合以上幾種坐標(biāo)形式的不同特點(diǎn)，最終選用平面關(guān)節(jié)型機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。機(jī)械臂主要部件及其運(yùn)動(dòng)在平面關(guān)節(jié)型機(jī)械臂的基本方案選定后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，為了滿足設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)械臂具有6個(gè)自由度既：手抓張合；腕部翻轉(zhuǎn)；腕部俯仰；腕部偏轉(zhuǎn)；手臂升降；小臂回轉(zhuǎn)；大臂回轉(zhuǎn)7個(gè)主要運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的機(jī)械臂由5個(gè)大部件和7個(gè)伺服電機(jī)組成：（1）手部，采用一個(gè)伺服電機(jī)，通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手抓的張合。（2）腕部，采用三個(gè)伺服電機(jī)分別控制腕部的三種回轉(zhuǎn)形式回轉(zhuǎn)一定角度。（3）臂部，采用伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)手臂伸縮、回轉(zhuǎn)。（4）機(jī)身采用鑄件穩(wěn)定整個(gè)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械臂的重要組成部分,工業(yè)機(jī)械臂的性能價(jià)格比在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)方案及其裝置。根據(jù)動(dòng)力源的不同,工業(yè)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等四類。由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩的交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器（交流變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器）的廣泛采用，這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)器人中被大量采用。這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換，使用方便，噪聲較低，控制靈活。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。直流有刷電機(jī)不能直接用于要求防爆的工作環(huán)境中，成本上也較其他兩種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高。但因?yàn)檫@類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)比較突出，因此在機(jī)器人中被廣泛的使用。2.4機(jī)械臂技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):抓重：100g（夾持式手部）自由度數(shù):6個(gè)自由度座標(biāo)型式：平面關(guān)節(jié)型工作空間:200X200X200mm手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)最大運(yùn)動(dòng)范圍：大臂回轉(zhuǎn)：180°小臂回轉(zhuǎn)：180°手腕伸縮：220mm腕部翻轉(zhuǎn)：180°腕部俯仰：180°腕部偏轉(zhuǎn)：180°最大角速度180°/s最大升降速度：300mm/s機(jī)械臂手部計(jì)算3.1手部設(shè)計(jì)基本要求（1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。應(yīng)當(dāng)考慮到在一定的夾緊力下，不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)力大小是不同的。（2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度）人丫，以便于抓取工件。（3） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。（4） 應(yīng)保證手抓的夾持精度。典型手部結(jié)構(gòu)（1） 回轉(zhuǎn)型包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。（2） 移動(dòng)型移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3） 平面平移型。機(jī)械臂手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇手爪的類型及夾緊裝置本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)搬運(yùn)機(jī)械臂，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角人丫=600，夾取重量為100g。常用的工業(yè)機(jī)械臂手部，按握持工件的原理，分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計(jì)機(jī)械臂采用夾持式手爪，夾持式手爪按運(yùn)動(dòng)形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng)，這種手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適于夾持平板方料，且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置，其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指，驅(qū)動(dòng)力需加在手指移動(dòng)方向上，這樣會(huì)使結(jié)

構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用齒輪齒條這種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在伺服電機(jī)的作用下控制機(jī)械臂手爪張開、閉和。3.3.2手爪計(jì)算下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：齒輪齒條圖3.1(a)為常見的齒輪齒條手部結(jié)構(gòu)。(a)(a)圖3.1滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析

1——手指2——銷軸3——杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F,并通過銷軸中心O點(diǎn)，兩手指1的滑槽對(duì)銷軸的反作用力為F和F其力的方向垂直于滑槽的中心線ooi和oo212，并指向o點(diǎn)，交F1和尸2的延長(zhǎng)線于A及B。由Y二=0得F=F12YFy=0 得f=-2cosaF=-F'II

由EM01（F）=0 得F=Fh1N3.1）a3.1）一h=—cosa式中a 手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心的距離（mm）.a工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力F一定時(shí)，a角增大，則握力Fn也隨之增大，但a角過大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好a=30°-40°3.3.3夾緊力及驅(qū)動(dòng)力計(jì)算手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算：F>KKKGN123（3.2）式中K——安全系數(shù)，通常1.2“2.0；k2——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響?？山瓢聪率焦浪鉑2=K2=1+1其中a，重力方向的最大上升加速度;va—―max

t響vmax運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度L——系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，一般選取0.03…0.5sK3——方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件位置不同進(jìn)行選擇。G——被抓取工件所受重力（N）。A27.5B37.5計(jì)算：設(shè)a=100mm,b=50mm,100<a<400;機(jī)械臂達(dá)到最高響應(yīng)時(shí)間為0.5s，求夾緊力Fn，驅(qū)動(dòng)力F，齒條，齒輪以及電機(jī)。（1）設(shè)K—1.51b0.1K—1+—=1+ 05=1.02a9.8K—0.53

根據(jù)公式，將已知條件帶入：???F二1.5x1.02x0.5x0.98二0.75NN(2)根據(jù)驅(qū)動(dòng)力公式得：F=2X37.5(cos30°)2x0.75=1.53N

計(jì)算27.5取"=0-85F 1.53F 算二二1.8N實(shí)際耳 0.85T=F-L=1.8x0.01Nm=1.8x10-2Nm轉(zhuǎn)由于手爪張開閉合有一定的速度，要求齒條升降的速度在一定范圍內(nèi)，v<30mm/s，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速比較低，可以選取n<120r/min。T.n根據(jù)公式P=—kw=(1.8x10-2x120)一9550kw=0.23x10-3kw9550可以選取西安創(chuàng)聯(lián)超聲技術(shù)有限公司生產(chǎn)的USM20-1超聲電機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如下：P=0.6w n=100r/min T額定二0?019N.m根據(jù)公式d根據(jù)公式d>仏彳二5唄可以選?、?的齒條。3.3.4手爪夾持范圍計(jì)算為了保證手抓張開角為600，齒條運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度為34mm。手抓夾持范圍，手指長(zhǎng)50mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候，如圖3.2(a)所示,根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑R=25，當(dāng)張開600時(shí)，如圖3.2(b)所示,1最大夾持半徑R計(jì)算如下：R=50xtg30。+25cos30。二502???機(jī)械臂的夾持半徑從25-50mm

（a）（b）圖3.2手抓張開示意圖3.4機(jī)械臂手爪夾持精度計(jì)算機(jī)械臂的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確,抓取精度高,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能力。機(jī)械臂能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械臂的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件來決定），而且也于機(jī)械臂夾持誤差大小有關(guān)。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械臂的夾持誤差。圖3.3手抓夾持誤差分析示意圖圖3.3手抓夾持誤差分析示意圖該設(shè)計(jì)以棒料來分析機(jī)械臂的夾持誤差精度。機(jī)械臂的夾持范圍為50mm-100mm。一般夾持誤差不超過1mm,分析如下：工件的平均半徑：R=25+50=37.5mmcp2手指長(zhǎng)l=50mm,取V型夾角20=1200偏轉(zhuǎn)角卩按最佳偏轉(zhuǎn)角確定:R 60p=cos—i cp=cos—i =460lsin0 100xsin60。計(jì)算R=/sin0cos0=50xsin60。cos46。=30.102“Rq-21-.m￡axcosp-a22“Rq-21-.m￡axcosp-a2—=0.678(r) max—(2sin0丿夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1腕部設(shè)計(jì)基本要求（1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（2） 結(jié)構(gòu)考慮，合理布局腕部作為機(jī)械臂的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。（3）必須考慮工作條件對(duì)于本設(shè)計(jì)，機(jī)械臂的工作條件是在工作場(chǎng)合中搬運(yùn)加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對(duì)機(jī)械臂的腕部沒有太多不利因素。腕部結(jié)構(gòu)典型的腕部結(jié)構(gòu)具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩M,需要克服以下幾種阻力：克服啟動(dòng)慣性所用。回轉(zhuǎn)角由動(dòng)片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定(一般小于270°)。齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。在要求回轉(zhuǎn)角大于270°的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。機(jī)-電結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn)1800，夾取工件重量100g,綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有三個(gè)自由度的翻轉(zhuǎn)，俯仰，偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算選取的電機(jī)③的計(jì)算為代表。根據(jù)計(jì)算可得電機(jī)三的轉(zhuǎn)矩T<l.ON.m,n<120r/min根據(jù)公式P= kw=5x10-3kw，西安創(chuàng)聯(lián)超聲技術(shù)有限公司生產(chǎn)的USM9550系列超聲電機(jī)可滿足要求。對(duì)于電機(jī)伸出軸的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于機(jī)身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個(gè)問題。對(duì)于本設(shè)計(jì)，采用一個(gè)支點(diǎn)，雙固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)的支撐結(jié)構(gòu)。作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向全要固定。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)深溝球軸承，面對(duì)面或者背對(duì)背的組合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以承受雙向軸向載荷。4.3.1齒輪計(jì)算材料：小齒輪選取40C調(diào)質(zhì)HB二280HBS，大齒輪選取45調(diào)質(zhì)r1HB=240HBS2齒輪齒數(shù)的選擇：根據(jù)教材閉式小齒輪齒數(shù)一般為20-40，可選取小齒輪齒數(shù)Z=24，則Z=24X3.37=80.88，取88,12由于高速軸轉(zhuǎn)速較高因此為了傳動(dòng)平穩(wěn)選用直齒輪，再者腕部速度也不高故選用7級(jí)精度(GB10095-88)。試選K二1.3t根據(jù)資料【1】圖10-30取Z二2.430HP—o033）由資料【1】圖10-26查得由―?￡二0.77a2￡=￡+￡=1.60a a1 a2小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩L797X103，有資料【"0-1可知道齒寬系數(shù)①'二。7由資料表10-6得材料的彈性影響系數(shù)Z二189.8MPai/2E由資料10-21d按齒輪硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限b 二600MPa大Hlim1齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度為b 二550MPaHlim2由資料【1】中式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL二2.085x109hihNN=一^=6.187x108h3.37由資料【1】10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K二0.92K二1.03HN1 HN24）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率1%安全系數(shù)S=1由資料⑴式10-12得Kb[b]=- =552MPaH1 SKb[b] N2―Hlim2 =566.5MPaH2 S許用接觸應(yīng)力c=◎H嚴(yán)H2=559.25MPaH2貝Ud>3-二x（/E）2=10.87mmit3①sn [c]1da h5）計(jì)算圓周速度V=竺乂=0.8m/s60x1006）計(jì)算齒寬b和模數(shù)mntb二①xd=37.9d 1tdcosBm--it-ntZ1-1.525h-2.25m-3.43mmntb-11.04h7） 計(jì)算縱向重合度e-0.318①ZtanB-2.04498B d18） 計(jì)算載荷系數(shù)K已知K=1根據(jù)v=2.75級(jí)精度由資料⑴圖10-8查得K=11.1Av表10-14查得K=1.419HB由資料表10-13查得K=1.30由資料【1】表10-3查得K-FB Ha以K-KKKK-2.8096AvHaHB9）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計(jì)算的分度圓直徑由資料【1】-1，所Fa、 1K由資料【1】式10-10a得d—d3 —11.61 it3K't計(jì)算模數(shù)mndcosBm——1—nZ-2.8210）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由2KTYcos2卩YY資料【1】10-17得公式m>3 —XFa^an3 ①Z28 Q]1 d1a F計(jì)算載荷系數(shù)K二KKKK二2.574AvHaH卩根據(jù)縱向重合度8二2.04498從資料【1】圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)PY^=0.85，安全系數(shù)S=1.3。由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限c二500MPq =380MP,FE1 FE2由圖10-18得K二0.83,K二0.85FN1 FN2Kc[c]=fni—fei=319.2MPaF1SKc[c]=FN2_FE2=248MPaF2S計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z=一么=26.63V1 COS3BZZ= 2 =89.878V2cos3B查取齒形系數(shù)由資料【1】表10-5查得Y=2.58Fa1查取應(yīng)力校正系數(shù)由資料【1表10-5查得Y=1.597sa1Y=1.782sa2YY計(jì)算大、小齒輪的T—的大小并加以比較[c]FYY YYFa^sa!=0.0129 Fa^sa2=0.01578大齒輪的大TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"[c] [c]F1 F211）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力\o"CurrentDocument"、|2X2.574X77970x0.85xCOS15。001578 4756m>3 x0.01578=1.756n3 0.7X24X24X1.6對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度n

計(jì)算的法面模數(shù)取m=2.0，已經(jīng)可以滿足彎曲強(qiáng)度，但是為了同時(shí)滿足接觸疲n勞強(qiáng)度，需根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑dl=70.14mm來計(jì)算齒數(shù)，于是由d二diC0S卩二29，則Z2=581mn（12）幾何尺寸計(jì)算中心距a=19（14）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑：zm■n二12zm■n二zm■n二12zm■n二24cosB(15)計(jì)算齒輪寬度b=Odxd=12，則取B=12,B=10112同理可以得出電機(jī)@同理可以得出電機(jī)@的基本參數(shù)P=5wT=1.0n.mn=100r/min電機(jī)Q的基本參數(shù)P=8w T=1.5n.mn=100r/min臂部設(shè)計(jì)以及有關(guān)計(jì)算手臂部件是機(jī)械臂的主要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括3個(gè)運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和升降。臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備3個(gè)自由度才能滿足基本要求，既手臂左右回轉(zhuǎn)、和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較多。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械臂的工作性能。5.1臂部設(shè)計(jì)的基本要求一、 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕（1） 根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。（2） 提高支撐剛度和合理選擇支撐點(diǎn)的距離。（3） 合理布置作用力的位置和方向。（4） 注意簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。（5） 提高配合精度。二、 臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要小機(jī)械臂手部的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械臂的主要參數(shù)之一，它反映機(jī)械臂的生產(chǎn)水平。對(duì)于高速度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械臂，其最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在1000-1500mm/s，最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計(jì)在180°/s以內(nèi)，大部分平均移動(dòng)速度為1000mm/s，平均回轉(zhuǎn)角速度在90°/s。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機(jī)械臂臂部要盡可能的輕。減少慣量具體有3個(gè)途徑：（1） 減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金材料。（2） 減少臂部運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。（3） 減少回轉(zhuǎn)半徑，再安排機(jī)械臂動(dòng)作順序時(shí)，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸縮），盡可能在較小的前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。（4） 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。三、手臂動(dòng)作應(yīng)該靈活為減少手臂運(yùn)動(dòng)之間的摩擦阻力，盡可能用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。對(duì)于懸臂式的機(jī)械臂，其傳動(dòng)件、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運(yùn)動(dòng)盡可能平衡，以減少對(duì)升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。為此，必須計(jì)算使之滿足不自鎖的條件?？偨Y(jié)：以上要求是相互制約的，應(yīng)該綜合考慮這些問題，只有這樣，才能設(shè)計(jì)出完美的、性能良好的機(jī)械臂。手臂的典型機(jī)構(gòu)及其選擇5.2.1手臂的典型機(jī)構(gòu)常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種：（1）雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。（2）手臂的典型運(yùn)動(dòng)形式有：直線運(yùn)動(dòng)，如手臂的伸縮，升降和橫向移動(dòng)；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如手臂的左右擺動(dòng)，上下擺動(dòng)；符合運(yùn)動(dòng)，如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合，兩直線運(yùn)動(dòng)的雙層液壓缸空心結(jié)構(gòu)。（3）雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。（4）活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇電機(jī)-軸-齒輪機(jī)構(gòu)，使用電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)選取特微電機(jī)。通過計(jì)算可以選擇出電機(jī)，選用西安創(chuàng)聯(lián)超聲技術(shù)有限公司生產(chǎn)的USM系列超聲電機(jī)可滿足要求。根據(jù)公式d>A諾=20mm,可以選?、?4的齒條。o?n與齒條配合的齒輪計(jì)算如下：齒輪的設(shè)計(jì)（直齒輪）1）材料：選取40C調(diào)質(zhì)HB二280HBSr1齒輪齒數(shù)的選擇：根據(jù)教材閉式小齒輪齒數(shù)一般為20-40，可選取齒輪齒數(shù)Z=24。由于高速軸轉(zhuǎn)速較高因此為了傳動(dòng)平穩(wěn)選用直齒輪，手爪張開閉合速度1很慢故選用7級(jí)精度（GB10095-88）試選K二1.3t根據(jù)資料圖10-30取Z二2.430H/O033）由資料【1】圖10-26查得由一?_0.77a28_8+8_1.60aa1a2齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=2N.m1由資料10-1可知道齒寬系數(shù)①二0.7d由資料【1】表10-6得材料的彈性影響系數(shù)Z二189.8MPai/2E由資料【1】10-21d按齒輪硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限bHlim1由資料【1】中式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=600MPaN=60njLh二2?°85%109h由資料10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K二0.92HN14）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率1%安全系數(shù)S=1由資料⑴式10-12得H]廣KbHN1―Hliml=552MPaS許用接觸應(yīng)力b+bb=—hi H2=559.25MPaH 22KTn土1 /ZZ貝Ud>3rxx（He）2=18.1mm

1t3①sn [b]丫da H5）計(jì)算圓周速度v= 04t1=0.7m/s60x1006）計(jì)算齒寬b和模數(shù)mntb二①xd=37.9d 1tdcosBm=-1t-ntZ1=1.525h=2.25m=3.43mmntb-=11.04h7） 計(jì)算縱向重合度e=0.318①ZtanB=2.04498B d18） 計(jì)算載荷系數(shù)已知K=1根據(jù)v=2.75級(jí)精度由資料【1】圖10-8查得K=11.1Av由資料【1】表10-14查得K=1.419H0由資料⑴表10-13查得K=1.30由資料⑴表10-3查得KF0 Ha所以K二KKKK二2.8096AvHaH09）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計(jì)算的分度圓直徑=K=1，F(xiàn)a由資料【1】式10-10a得d1計(jì)算模數(shù)mndcos0m=

nZ1=2.82按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由資料10-17得公式'2KTYcos20yYm?3 1~~0 XFa~~sa-n3 ①Z28 [a]1 d1a F計(jì)算載荷系數(shù)K=KKKK=2.574AvHaH0根據(jù)縱向重合度8=2.04498從資料圖10-28查得影響系數(shù)Y。00系數(shù)S=1.3,由圖10-20c查的齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限0.85,安全aFEI=500MP由圖10-18得K=0..83FN1Ka[a]=fni—fei=319.2MPaF1 SZ計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z= 1 =26.63V1cos30查取齒形系數(shù)由資料表10-5查得Y =2.58Fa1查取應(yīng)力校正系數(shù)由資料表10-5查得Y=1.597sa1YY計(jì)算齒輪的-Ff的大小[a]FYYFa1sal二0.0129 符合要求0]F15.2.3軸的設(shè)計(jì)1） 軸上的功率P=20w轉(zhuǎn)速n=60r/min轉(zhuǎn)矩T=3N.m1112） 初步確定軸的最小直徑取45號(hào)鋼調(diào)制處理~P~d=A3，—=15min0\niA型鍵槽L=26mm3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)123軸段1是與聯(lián)軸器相配合的，直徑16軸段1的長(zhǎng)度取64m軸段2是支撐架相配合的，根據(jù)指導(dǎo)書上的相關(guān)要求取軸段2的長(zhǎng)度為50mm，直徑20mm軸段3是與軸承相配合的軸段，根據(jù)軸承的相關(guān)尺寸取直徑17mm，長(zhǎng)度12.8mm，5）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸之間用鍵連接按d=32mm查資料表6-1得bxhxl=10x8x801（單位：mm），軸與齒輪的鍵選bxhxl=14x9x36，用同時(shí)保證了齒輪和軸的良好的對(duì)中性所以選擇輪轂和軸的配合為H7，滾動(dòng)軸承與軸的同向定位為過h6渡配河來保證，此處軸的尺寸公差為m6確定軸上的圓角和倒角尺寸參考資料【1】取軸端倒角為1.5x45°，各軸肩的圓角半徑取1.6軸上受力分析并作出受力圖及彎矩圖

軸的校核：Wca二12.26MPa軸的校核：Wca二12.26MPa<60Mp因此所選用的軸安全軸上鍵的校核支撐板相嚙合的軸段上鍵：14X9X36（平頭鍵）2T乂103根據(jù)教材6-1得校核公式：b=3 =19.2MPa<Q]PkldP[b]在100-120Mpa之間；與聯(lián)軸器向配合鍵為6X6X26（圓頭平鍵）P2Tx103 /b=— =18.45MPa<[b]P