《SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 前言 2 第一章 緒論 3 1.1 引言 3 1.2 工業(yè)機(jī)器人的含義及技術(shù)概述 4 1.3 機(jī)器人的組成及分類 4 1.4 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 6 第二章 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì) 10 2.1 機(jī)器手的設(shè)計(jì)方法 10 2.1.1 機(jī)械手的選擇與分析 10 2.1.2 直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法 11 2.2 機(jī)器手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 2.2.1 機(jī)械手的選擇與分析 15 2.2.2 機(jī)械手的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 16 2.2.3

2、 機(jī)械手的臀部設(shè)計(jì) 17 2.3 SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 18 第三章 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 19 3.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述 19 3.2 SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制 21 3.1.1 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式 21 第四章 SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人典型零件的設(shè)計(jì) 22 4.1 伺服電機(jī)的選擇 22 4.2 減速機(jī)的選擇 24 4.3 齒輪齒條的選擇 25 4.4 導(dǎo)軌的選擇 33 第五章 結(jié)論 37 致謝 38 參考文

3、獻(xiàn) 39 附件：SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)總裝配圖 附件：SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的零件圖 附件： 畢業(yè)論文光盤資料 前 言 20世紀(jì)中葉之后，生產(chǎn)力已高度發(fā)展，已有了高度自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備。但由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，只有產(chǎn)品多樣化和不斷更新?lián)Q代，才能適應(yīng)人們更高的現(xiàn)代需要。1961年美國(guó)Unimation公司推出第一部實(shí)用的工業(yè)機(jī)器人，由于它適應(yīng)柔性自動(dòng)化要求，因而得到了很快的發(fā)展。今天的機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上。機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，對(duì)人類社會(huì)的影響決不亞于蒸汽機(jī)出現(xiàn)對(duì)人類的影響，它極大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本，還極大的減輕了人的

4、勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，所以世界上先進(jìn)國(guó)家都在努力發(fā)展機(jī)器人技術(shù)。[1] 機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。一方面，機(jī)器人在制造業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣闊，其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，并向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展；另一方面，機(jī)器人向著非制造業(yè)應(yīng)用發(fā)展以及微小型方向發(fā)展，并將服務(wù)于人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。[2] 機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛：（1）建造旋轉(zhuǎn)

5、體零件（軸類、盤類、環(huán)類）自動(dòng)線；（2）在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面；（3）鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工方面。還有具有感知能力并能對(duì)感知的信息作出反應(yīng)的工業(yè)機(jī)械手稱為智能機(jī)械手，它是現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展方向。利用機(jī)械手或類似機(jī)械設(shè)備節(jié)省人力和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合理化的要求，機(jī)械手的應(yīng)用必將飛躍發(fā)展。[3]智能機(jī)器人的開發(fā)是機(jī)器人應(yīng)用的全新領(lǐng)域。[4] 工業(yè)機(jī)器人是一種提高制造業(yè)生產(chǎn)力的工具。它可以承擔(dān)那些對(duì)人類可能有危險(xiǎn)的工作。最早的工業(yè)機(jī)器人就曾用來(lái)在核能發(fā)電廠中更換核燃料棒。工業(yè)機(jī)器人也能在裝配線上工作，如安裝印刷電路板上的電子元器件。這樣，人們就可以從這種單調(diào)的工作中解脫出來(lái)。機(jī)器人還能拆除炸彈，為傷殘人服

6、務(wù)，為我們的社會(huì)做各種各樣的工作。[5] 第1章 緒 論 1.1引言 工業(yè)機(jī)器人誕生于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。 機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中

7、發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來(lái)的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。 當(dāng)代柔性自動(dòng)化生產(chǎn)的建立和廣泛應(yīng)用，取決于作為科技進(jìn)步的催化劑的機(jī)床制造、機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、儀器制造等技術(shù)的加速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人是多品種的經(jīng)常更換產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的通用手段。在機(jī)

8、械制造中，工業(yè)機(jī)器人既有效地用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)組成工藝裝備的基本工序中，也有效地用于輔助操作中。工業(yè)機(jī)器人與傳統(tǒng)自動(dòng)化手段不同之處，首先在于它在各種生產(chǎn)功能上的通用性和重新調(diào)整的柔性。在柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、鍛壓機(jī)床、鑄造機(jī)械和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備上，以完成傳送裝備和其它操作。工業(yè)機(jī)器人和基本工藝裝備、輔助手段以及控制裝置一起形成各種不同形式的機(jī)器人技術(shù)綜合體—柔性生產(chǎn)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)模塊。 機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，

9、因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。一方面，機(jī)器人在制造業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣闊，其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，并向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展；另一方面，機(jī)器人向著非制造業(yè)應(yīng)用發(fā)展以及微小型方向發(fā)展，并將服務(wù)于人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。[6] 在理論上，隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展，人類活動(dòng)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人應(yīng)有正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，也從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。[7]SA700單軸伺服機(jī)械手的設(shè)計(jì)，不但在技術(shù)上可以追蹤機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，而且還可以填補(bǔ)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用的空白，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平的提高和產(chǎn)業(yè)化

10、水平的發(fā)展。[8] 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)工業(yè)三自由度機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和探討，進(jìn)行三自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵在于三軸（臂）的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.2 工業(yè)機(jī)器人的含義及技術(shù)概述 工業(yè)機(jī)器人的定義為：一種能夠自動(dòng)定位控制，可重復(fù)編程的，多功能的，多自由度的操作機(jī)。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái)，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。

11、 機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序軌跡極其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取，搬運(yùn)工件或操做工具的自動(dòng)化裝置。在我國(guó)由于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作，因而通常把工業(yè)機(jī)器人稱做操作機(jī)械手。 智能機(jī)器人是機(jī)器人的發(fā)展方向，它具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。具有觸覺、力覺或簡(jiǎn)單的視覺的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識(shí)別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動(dòng)完成更為復(fù)雜的工作。 1.3 工業(yè)機(jī)器人的組成 工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)

12、動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)組成。如圖1-1所示。目前，具有人工智能系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人還處于研究實(shí)驗(yàn)階段。而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人。 圖1-1 機(jī)器人的一般組成 要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡(jiǎn)單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。 對(duì)于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語(yǔ)言識(shí)別

13、裝置等。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”，使它能識(shí)別物體和躲避障礙物，以及機(jī)器人的觸覺裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的，或者說(shuō)并不是簡(jiǎn)單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能，機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1-2 所示。 圖1-2 機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系 機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)提供

14、動(dòng)力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)(Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。 1.4 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 一、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程 早在1954 年美國(guó)喬治德沃爾首次設(shè)計(jì)出第一臺(tái)電子程序可編的工業(yè)機(jī)器人，并于 1961 年發(fā)表了該項(xiàng)專利。1962年美國(guó)通用汽車公司投入使用，標(biāo)志著第一代機(jī)器人誕生。 從此

15、機(jī)器人開始成為人類生活中的現(xiàn)實(shí)。 之后日本使工業(yè)機(jī)器人得到迅速的發(fā)展。目前，日本已成為世界上工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量和擁有量最多的國(guó)家。 80 年代，世界上生產(chǎn)技術(shù)的高度自動(dòng)化和集成化，使工業(yè)機(jī)器人得以進(jìn)一步發(fā)展，并在這個(gè)時(shí)代起著十分重要的作用。 第一代機(jī)器人，一般指工業(yè)上大量使用的可編程機(jī)器人及遙控操作機(jī)?？删幊虣C(jī)器人可根據(jù)操作人員所編程序完成一些簡(jiǎn)單重復(fù)性作業(yè)。遙控操作機(jī)制每一步動(dòng)作都要靠操作人員發(fā)出。1982年，美國(guó)通用汽車公司在裝配線上為機(jī)器人裝備了視覺系統(tǒng)，從而宣告了第二代機(jī)器人—感知機(jī)器人的問(wèn)世。這代機(jī)器人，帶有外部傳感器，可進(jìn)行離線編程。能在傳感系統(tǒng)支持下，具有不同程度

16、感知環(huán)境并自行修正程序的功能。第三代機(jī)器人為自治機(jī)器人，正在各國(guó)研制和發(fā)展。它不但具有感知功能，還具有一定決策和規(guī)劃能力。能根據(jù)人的命令或按照所處環(huán)境自行做出決策規(guī)劃動(dòng)作即按任務(wù)編程。 我國(guó)機(jī)器人研究工作起步較晚，從“七五”開始國(guó)家投入資金，對(duì)工業(yè)機(jī)器及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)和研制。1986 年國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過(guò)幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)

17、期和90年代的適用化期。 70年代是世界科技發(fā)展的一個(gè)里程碑：人類登上了月球，實(shí)現(xiàn)了金星、火星的軟著陸。我國(guó)也發(fā)射了人造衛(wèi)星。世界上工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用掀起一個(gè)高潮，尤其在日本發(fā)展更為迅猛，它補(bǔ)充了日益短缺的勞動(dòng)力。在這種背景下，我國(guó)于1972年開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。 進(jìn)入80年代后，在高技術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持?！捌呶濉逼陂g，國(guó)家投入資金，對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。1986年國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）開始實(shí)施，智能

18、機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過(guò)幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。 從90年代初期起，中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變時(shí)期，掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過(guò)“七五”攻關(guān)計(jì)劃、“九五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì)劃的支持已經(jīng)取得了較大進(jìn)展,工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)也已經(jīng)成熟,應(yīng)用上已經(jīng)遍及各行各業(yè)。 雖然中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步

19、中，但和國(guó)際同行相比，差距依舊明顯。從市場(chǎng)占有率來(lái)說(shuō)，更無(wú)法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。 我國(guó)未來(lái)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有:第一,危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境作業(yè)機(jī)器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測(cè)、油汽管道等機(jī)器人;第二,醫(yī)用機(jī)器人:主要有腦外科手術(shù)輔助機(jī)器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機(jī)器人:主要有移動(dòng)機(jī)器人,網(wǎng)絡(luò)遙控操作機(jī)器人等。其發(fā)展趨勢(shì)是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)、生產(chǎn)中的應(yīng)用 工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)惡劣環(huán)境下

20、的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工、金屬制品業(yè)和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。在日、美、西歐等一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 三、 工業(yè)機(jī)器人在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域日益在擴(kuò)大，其應(yīng)用范圍已不限于工業(yè)，還用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、原子能工業(yè)、醫(yī)療、福利事業(yè)、海洋和深空探測(cè)等事業(yè)中。 四、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到

21、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)主要有： （一） 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機(jī)價(jià)格不斷下降。 （二）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；有關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人。 （三）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，控制柜日漸小巧，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

22、可維修性。 （四） 機(jī)器人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，視覺、力覺、聲覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 （五）機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國(guó)開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來(lái)這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。 總體趨勢(shì)是，從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)?靈活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧，控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，其智能也越來(lái)越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。

23、 五、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與前景 自從20世紀(jì)60年代人類制造了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái)，機(jī)器人就顯示出了極強(qiáng)的生命力。經(jīng)過(guò)40年的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流、制造業(yè)等諸多領(lǐng)域中。 盡管如此，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化卻存在著巨大的問(wèn)題。除了眾多歷史原因造成制造業(yè)水平低下的原因外，更多的是對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)和定位上存在著不同觀點(diǎn)。 首先，我國(guó)基礎(chǔ)零部件制造能力差。雖然我國(guó)在相關(guān)零部件方面有了一定的基礎(chǔ)，但是無(wú)論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列全面，還是批量化供給方面都與國(guó)外存在較大的差距。特別是

24、在高性能交流伺服電機(jī)和精密減速器方面的差距尤其明顯，因此造成關(guān)鍵零部件的進(jìn)口，影響了我國(guó)機(jī)器人的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。 第二，中國(guó)的機(jī)器人還沒(méi)有形成自己的品牌。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機(jī)器人的開發(fā)，但是都沒(méi)有形成較大的規(guī)模，缺乏市場(chǎng)的品牌認(rèn)知度，在機(jī)器人市場(chǎng)方面一直面臨國(guó)外機(jī)器人品牌的打壓。國(guó)外機(jī)器人作為成熟的產(chǎn)業(yè)采用整機(jī)降價(jià)，吸引國(guó)內(nèi)企業(yè)購(gòu)買，而在后續(xù)的維護(hù)備件費(fèi)用很高的策略，逐步占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)。 第三，國(guó)家認(rèn)識(shí)不到位，在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品方面的政策少。工業(yè)機(jī)器人的制造及應(yīng)用水平，代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平，我們必須從國(guó)家高度認(rèn)識(shí)發(fā)展中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重要性，這是我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的重要

25、手段和途徑。 第二章 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì) 機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括建筑、醫(yī)療、采礦、核能、農(nóng)牧漁業(yè)、航空航天、水下作業(yè)、救火、環(huán)境衛(wèi)生、教育、娛樂(lè)、辦公、家用、軍用等方面，工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于危險(xiǎn)、有毒、有害的工作環(huán)境以及產(chǎn)品質(zhì)量要求高（超潔、同一性）的重復(fù)性作業(yè)場(chǎng)合，如焊接、噴涂上下料、插件、防爆等。 2.1 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方法 機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序軌跡極其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取，搬運(yùn)工件或操做工具的自動(dòng)化裝置。在我國(guó)由于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作

26、，因而通常把工業(yè)機(jī)器人稱做操作機(jī)械手。 機(jī)械手的特點(diǎn)： （1） 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng) 能代替人從事危險(xiǎn)，有害的工作。在長(zhǎng)時(shí)間工作對(duì)人體有害的場(chǎng)所，機(jī)械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫，異常壓力和有害氣體，粉塵，放射線作用下，以及沖壓，滅等危險(xiǎn)環(huán)境中勝任工作。 （2） 機(jī)械手能持久，耐勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，并能擴(kuò)大和延伸人的功能。 （3） 由于機(jī)械手的動(dòng)作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)又可以避免人為的操作錯(cuò)誤。 （4） 機(jī)械手特點(diǎn)是通過(guò)用工業(yè)機(jī)械手的通用性，靈活性好，能很好的

27、適應(yīng)產(chǎn)品的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。 2.1.1 機(jī)械手的選擇與分析 為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的末端執(zhí)行器在空間的位置而提供的3個(gè)自由度，可以有不同的運(yùn)動(dòng)組合，通常可以將其設(shè)計(jì)成圓柱坐標(biāo)型、直角坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)型 、平面關(guān)節(jié)型五種形式。 直角坐標(biāo)型 直角坐標(biāo)型機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)部分的三個(gè)相互垂直的直線組成，其工作空間為長(zhǎng)方體，它在各個(gè)軸向的移動(dòng)距離可在坐標(biāo)軸上直接讀出，直觀性強(qiáng)，易于位置和姿態(tài)的編程計(jì)算，定位精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但機(jī)體所占空間大，靈活性較差。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，三軸同時(shí)可以模擬操作員取出動(dòng)作，并可以沿著規(guī)定路徑連續(xù)運(yùn)動(dòng)，因此選擇直角坐標(biāo)型。 2.1.2

28、直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法 (一) 直角坐標(biāo)機(jī)器人概念： 工業(yè)應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度建成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。他能夠搬運(yùn)物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關(guān)于機(jī)器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標(biāo)機(jī)器人作為機(jī)器人的一種，其含義也在不斷的完善中。 圖2-2 典型直角坐標(biāo)機(jī)器人 （二） 直角坐標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)： 1、自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角； 2、自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程，所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行； 3、一般由控制系統(tǒng)

29、、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成。 4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。 5、高可靠性、高速度、高精度。 6、可用于惡劣的環(huán)境，可長(zhǎng)期工作，便于操作維修。 （三）直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用： 因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)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。 圖2-3直角

30、坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用 隨著直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，直角坐標(biāo)機(jī)器人的設(shè)計(jì)工作日益顯得重要。成功的設(shè)計(jì)一臺(tái)直角坐標(biāo)機(jī)器人涉及到很多方面的工作，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、伺服控制等等。 （四）機(jī)器人設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1、機(jī)器人的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，工作量很大，涉及的知識(shí)面很多，往往需要多人完成。 　　2、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向客戶的設(shè)計(jì)，不是閉門造車。設(shè)計(jì)者需要經(jīng)常和用戶在一起，不停分析用戶要求，尋求解決方案。 　　3、機(jī)器人設(shè)計(jì)是面向加工的設(shè)計(jì)，再好的設(shè)計(jì)，如果工廠不能加工出產(chǎn)品，設(shè)計(jì)也是失敗的，設(shè)計(jì)者需要掌握大量的加工工藝及加工手段。 　　4、機(jī)器人設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷

31、完善的過(guò)程。 （五）機(jī)器人設(shè)計(jì)流程： 1、使用要求的分析：每一個(gè)機(jī)器人都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)的第一步就是要將使用要求分析清楚，確定設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的參數(shù)，包括： 機(jī)器人的定位精度，重復(fù)定位精度； 　　機(jī)器人的負(fù)載大小，負(fù)載特性； 　　機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)量，每自由度的運(yùn)動(dòng)行程； 　　機(jī)器人的工作周期或運(yùn)動(dòng)速度，加減速特性； 　　機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，動(dòng)作的關(guān)聯(lián)； 　　機(jī)器人的工作環(huán)境、安裝方式； 　　機(jī)器人的運(yùn)行工作制、運(yùn)行壽命； 　　其他特殊要求； 　　2、 機(jī)械模型初建：機(jī)器人從機(jī)械結(jié)構(gòu)分大體可分為龍門結(jié)構(gòu)、壁掛結(jié)構(gòu)，垂掛結(jié)構(gòu)，根據(jù)安

32、裝空間的要求選擇不同的結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、運(yùn)動(dòng)特性都是不一樣的。后續(xù)的設(shè)計(jì)必須是基于一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)。 圖2-4機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)圖 3、 運(yùn)動(dòng)性能計(jì)算：有關(guān)該性能的參數(shù)有： 　　平均速度：V=S/t 最大速度：Vmax=at 　　加速度/減速度：a=F/m 　　其中：S為運(yùn)動(dòng)行程 　　t為定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間 　　F加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力 　　M運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量和 　　4、力學(xué)特性分析 　　一個(gè)機(jī)器人是由許多定位單元組成的，每根定位系統(tǒng)都要分析。需要分析的項(xiàng)目如下： 圖2-5力學(xué)分析圖 水平推力Fx

33、 　　正壓力Fz 　　側(cè)壓力Fy 　　Mx、My、Mz 　　5、機(jī)械強(qiáng)度校核： 　　每個(gè)定位單元，每個(gè)梁都要進(jìn)行校核，尤其雙端支撐梁和懸臂梁。 　　1） 撓度變形計(jì)算 圖2-6撓度變形圖 F：負(fù)載（N）； 　　L：定位單元長(zhǎng)度（mm）； 　　E：材料彈性模量； 　　I：材料截面慣性矩(mm4)； 　　f：撓度形變（mm） 　　注意：在計(jì)算撓度形變時(shí)，梁的自重產(chǎn)生的變形不能忽視，梁的自重按均布載荷計(jì)算。 　　以上公式計(jì)算的是靜態(tài)形變，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)闄C(jī)器人一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須計(jì)算

34、加速力產(chǎn)生的形變，形變直接影響機(jī)器人的運(yùn)行精度。 　　2）扭轉(zhuǎn)形變計(jì)算： 　　當(dāng)一根梁的一端固定，另一端施加一個(gè)繞軸扭矩后，將產(chǎn)生扭曲變形。實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生該形變的原因一般是負(fù)載偏心或有繞軸加速旋轉(zhuǎn)的物體存在。 6、 驅(qū)動(dòng)元件選擇 　　常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有：交流/直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直線伺服電機(jī)/直線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 　　每一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成。驅(qū)動(dòng)器的作用是將弱電信號(hào)放大，將其加載在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的強(qiáng)電上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)則是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成精確的速度及角位移。 需要計(jì)算的項(xiàng)目如下： 　　電機(jī)功率： 　　電機(jī)扭矩： 　　電機(jī)轉(zhuǎn)速：

35、　　減速機(jī)減速比 　　電機(jī)慣量/負(fù)載慣量的匹配關(guān)系 圖2-7 扭轉(zhuǎn)力矩分析圖 　　 7、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　在完成了前面六項(xiàng)工作后，一個(gè)直角坐標(biāo)機(jī)器人定位系統(tǒng)的雛形就已經(jīng)在設(shè)計(jì)者的頭腦中形成了，接下來(lái)的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產(chǎn)。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡具有不確定性，靈活多變，往往在一個(gè)位置不存在位置干涉，但到下一個(gè)位置就干涉了。 　　8、設(shè)備壽命校核 　　機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)整臺(tái)設(shè)備進(jìn)行壽命計(jì)算，核心元件的壽命到要計(jì)算，如機(jī)器人軌道的壽命，減速機(jī)的壽命，伺服電機(jī)的壽命等。 　　機(jī)器人的運(yùn)行壽命與運(yùn)行速度、負(fù)載大小、結(jié)構(gòu)形式、

36、工作環(huán)境、工作制等有關(guān)。 　　如果發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)行壽命太短，需要重新調(diào)整設(shè)計(jì)。 　　以上為一個(gè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)方法，至于控制系統(tǒng)部分這里不加說(shuō)明。 2.2 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 機(jī)器人的總體設(shè)計(jì) (一) 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是選擇由連桿件和運(yùn)動(dòng)副組成的坐標(biāo)形式。本次設(shè)計(jì)的三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的坐標(biāo)形式是直角坐標(biāo)式機(jī)器人，主要完成3軸可以同時(shí)模擬操作員取出動(dòng)作，能連續(xù)運(yùn)動(dòng)并有C軸水平旋轉(zhuǎn)功能。 （二）傳動(dòng)方式 傳動(dòng)方式選擇是指選擇驅(qū)動(dòng)源及傳動(dòng)裝置與關(guān)節(jié)部件的連接形式和驅(qū)動(dòng)形式，主要包括：（1

37、）直接連接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源或帶有機(jī)械傳動(dòng)裝置直接與關(guān)節(jié)相連。（2）遠(yuǎn)距離連接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源通過(guò)遠(yuǎn)距離機(jī)械傳動(dòng)后與關(guān)節(jié)相連。（3）間接驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源經(jīng)一個(gè)速比遠(yuǎn)大于1的機(jī)械裝置與關(guān)節(jié)相連。（4）直接傳動(dòng)：驅(qū)動(dòng)源不經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)或經(jīng)過(guò)一個(gè)速比等于1的機(jī)械傳動(dòng)這樣的中間環(huán)節(jié)與關(guān)節(jié)相連。 （三）模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模塊化機(jī)器人是有一些標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的模塊件通過(guò)具有特殊功能的結(jié)合部用積木拼接的方式組成一個(gè)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。模塊化設(shè)計(jì)是指基本模塊設(shè)計(jì)和結(jié)合部設(shè)計(jì)。模塊化工業(yè)機(jī)器人主要的特點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)性、靈活性。 （四）材料的選擇 與一般機(jī)械設(shè)備相比，機(jī)器人結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是十分重要的，這是材料選擇的出

38、發(fā)點(diǎn)。材料選擇的基本要求是：強(qiáng)度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料價(jià)格低。 2.2.2 機(jī)械手的傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 傳動(dòng)部件是驅(qū)動(dòng)源和機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)連接的橋梁，是工業(yè)機(jī)器人的重要部件。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、加速度（減速度）特性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、精度、承載能力很大程度上是取決于傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)的合理性和優(yōu)劣。因此，關(guān)節(jié)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。 1）移動(dòng)關(guān)節(jié)導(dǎo)軌 工業(yè)機(jī)器人對(duì)移動(dòng)導(dǎo)軌的要求 移動(dòng)關(guān)節(jié)導(dǎo)軌的目的是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保證位置精度和導(dǎo)向,對(duì)移動(dòng)導(dǎo)軌有如下要求: 1． 間隙小或者能消除間隙； 2． 再垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的剛度高； 3． 摩擦系數(shù)低并不隨速

39、度變化; 4． 高阻尼； 5． 移動(dòng)導(dǎo)軌和其輔助元件尺寸小、慣量低。 移動(dòng)關(guān)節(jié)導(dǎo)軌主要分類：普通滑動(dòng)導(dǎo)軌、液壓動(dòng)壓滑動(dòng)導(dǎo)軌、液壓靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌、氣浮導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。 上面介紹的導(dǎo)軌中，前兩種具有結(jié)果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，但是必須有間隙以便潤(rùn)滑，但是間隙的存在又將會(huì)引起坐標(biāo)的變化和有效負(fù)載的變化，在低速時(shí)候容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。第三種靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生預(yù)載荷，能完全消除間隙，具有高剛度、低摩擦、高阻尼等優(yōu)點(diǎn)，但是它需要單獨(dú)的液壓系統(tǒng)和回收潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)。第四種氣浮導(dǎo)軌不需要回收潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)，但是剛度和阻尼較低。第五種滾動(dòng)導(dǎo)軌在工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)軌種用的是最廣泛，具有很多的優(yōu)點(diǎn) :1摩擦小,特別是

40、不隨速度變化;2尺寸小;3剛度高承載能力大;4精度和精度保持度高;5潤(rùn)滑簡(jiǎn)單;6容易制造成標(biāo)準(zhǔn)件;7易加預(yù)載，消除間隙，增加剛度等等。但是,滾動(dòng)導(dǎo)軌用在機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)也存在著缺點(diǎn):1阻尼低;2對(duì)臟物比較敏感. 2）傳動(dòng)件的定位及消隙 傳動(dòng)件的定位主要有： 1． 電氣開關(guān)定位 2． 機(jī)械擋塊定位 3． 伺服定位系統(tǒng)定位 傳動(dòng)件的消隙主要有： 1． 消隙齒輪 2． 柔性齒輪消隙 3． 對(duì)稱傳動(dòng)消隙 4． 偏心機(jī)構(gòu)消隙 5． 齒廓彈性覆層消隙 2.2.3 機(jī)械手的臂部設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)器人臂部設(shè)計(jì)的基本要求： 1、剛度高。為了防止臂部在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的變形，手臂的截

41、面形狀要合理選擇。工字形截面彎曲剛度一般比截面大；空心管的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都比實(shí)心軸大得多，所以常用鋼管作臂桿及導(dǎo)向桿，用工字鋼和槽鋼作支撐板。 2、導(dǎo)向性好。為防止手臂在直線運(yùn)動(dòng)中，沿運(yùn)動(dòng)軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，或設(shè)置導(dǎo)向裝置，或設(shè)計(jì)方形，花鍵等形式的臂桿。 3、重量輕。為提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度，要盡量減小臂部運(yùn)動(dòng)部分的重量，以減小整個(gè)手臂對(duì)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 4、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)定位精度高。 除了臂部設(shè)計(jì)上要求力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕外，同時(shí)要采用一定形式的緩沖措施。 常用的臂部結(jié)構(gòu)有： 1、手部直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 機(jī)器人手臂的伸縮，橫向移動(dòng)均屬于直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手臂往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式比

42、較多，常用的有活塞油（氣）缸，齒輪齒條機(jī)構(gòu)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)等。由于活塞（氣）缸的體積小，重量輕，因而在機(jī)器人結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的比較多。 2、手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多樣的，常用的有葉片式回轉(zhuǎn)缸，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，活塞缸和連桿機(jī)構(gòu)等。 　　 2.3 SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 1、完美的重現(xiàn)性和定位精度。SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)采用先進(jìn)的高精度的主要機(jī)構(gòu)部件。三軸采用最先進(jìn)的伺服馬達(dá)和最高等級(jí)低背隙減速機(jī)。 2、具有高剛性，高精度，防塵防落物，經(jīng)濟(jì)耐用等特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，運(yùn)動(dòng)響應(yīng)

43、快，速度高?？梢蕴峁┒喾N組合方式，裝配和維護(hù)簡(jiǎn)單，操作容易。 3、三軸運(yùn)動(dòng)采用最先進(jìn)的伺服馬達(dá)和最高等級(jí)低背隙的減速機(jī)（展現(xiàn)出完美的重現(xiàn)性與定位精度）三軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)皆采用高剛性的齒輪加齒排的機(jī)構(gòu)。 第三章 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 3.1.1機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，可從工業(yè)機(jī)器人的自由度，工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型等三方面來(lái)討論。 1、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 所謂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指確定一個(gè)機(jī)器人操作位置時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，它是表示機(jī)

44、器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)。 本設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人具有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種運(yùn)動(dòng)副，具有Y軸手臂垂直伸降運(yùn)動(dòng)，C軸水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，X軸和Z軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)三自由度。 2、機(jī)器人的工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型 （1） 工作空間 工作空間是指機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)，手部參考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍，是機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。本次設(shè)計(jì)所用的Apexrobot 技術(shù)參數(shù)及Apexrobot 機(jī)構(gòu)圖如下： （2）機(jī)械結(jié)構(gòu)類型 直角坐標(biāo)型機(jī)器

45、人為本設(shè)計(jì)所采用方案，這種運(yùn)動(dòng)形式是自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)之間都是直角關(guān)系，共三個(gè)自由度組成的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，工作空間是垂直的。它是自動(dòng)控制的，可以通過(guò)編程使各部分協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活，有高可靠性、高速度和高精度。同時(shí)它們還可以在惡劣環(huán)境下工作，可長(zhǎng)期工作，便于操作與維修。 3.2 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制 3.1.2 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)分為液壓,氣動(dòng)和電動(dòng)三種形式. 1、液壓驅(qū)動(dòng) 分類: 從運(yùn)動(dòng)形式來(lái)分分為直線驅(qū)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)液壓缸和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)如液壓馬達(dá),擺動(dòng)液壓缸. 從控制水平的高低來(lái)分分為開環(huán)控制液壓系統(tǒng)和閉環(huán)控制液壓系統(tǒng).適用范圍: 液壓系統(tǒng)具有較大的功率體積比,適合于大

46、負(fù)載的情形. 液壓驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)在于它的安全性. 2、氣壓驅(qū)動(dòng): 分類:直線氣缸,擺動(dòng)汽缸及旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)馬達(dá).適用范圍: 適合于節(jié)拍快,負(fù)載小且精度要求不高的場(chǎng)合(因?yàn)榭諝饩哂锌蓧嚎s性). 3、電力驅(qū)動(dòng): 分類: 按照電機(jī)的工作原理不同分為步進(jìn)電機(jī),直流伺服電機(jī),無(wú)刷電機(jī)等.按照控制水平的高低來(lái)分分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng).適用范圍:適合于中等負(fù)載,特別適合于動(dòng)作復(fù)雜,運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)格的各類機(jī)器人.對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求驅(qū)動(dòng)裝置的質(zhì)量盡可能要輕.單位質(zhì)量的輸出功率要高,效率高.反應(yīng)速度要快.要求力質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比要大. 動(dòng)作平滑,不產(chǎn)生沖擊.控制靈活,位移偏差和速度偏差小.安全可

47、靠. 操作維修方便等. 一般情況下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇是物料搬運(yùn)用有限點(diǎn)位控制的程序控制機(jī)器人，重負(fù)載用液壓驅(qū)動(dòng)，中等載荷可選用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輕載荷可選用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沖壓機(jī)器人多用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 電動(dòng)驅(qū)動(dòng) 隨著低慣量、直流伺服電機(jī)及配套的伺服驅(qū)動(dòng)器的廣泛采用，這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被大量選用 。 本次設(shè)計(jì)所采用的驅(qū)動(dòng)方式有兩種。其中X軸和Y軸是使用電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力,電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)齒條分配各軸直線移動(dòng)；另外Z方向是通過(guò)直線氣缸直接驅(qū)動(dòng)Z軸工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。 第4章 SC900三軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)器人典型零件的設(shè)計(jì) 4.1 伺服電機(jī)的選擇

48、 伺服電機(jī)是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。 交流伺服電機(jī)是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。主要優(yōu)點(diǎn)有： 1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題； 2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)； 3、適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用； 4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合； 5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)； 6、舒適

49、性：發(fā)熱和噪音明顯降低。 伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域很多。只要是要有動(dòng)力源的，而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。 根據(jù)以上所述的伺服電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，本次設(shè)計(jì)采用了交流伺服電機(jī)可以滿足設(shè)計(jì)要求。這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾Kw以上的同步伺服電機(jī)價(jià)格很貴，故多采用交流異步伺服電機(jī)。 本次所采用的是110ST-M型號(hào)的交流伺服電機(jī)，其外形及相關(guān)尺寸如下圖 所選的110ST-M4

50、010型號(hào)的交流伺服電機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如表4-1 表 4-1 1、一般伺服電機(jī)選擇考慮的問(wèn)題 （1）電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 　 電機(jī)選擇首先依據(jù)機(jī)械手快速行程速度?？焖傩谐痰碾姍C(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)嚴(yán)格控制在電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速之內(nèi)。 式中，為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（rpm）；n為快速行程時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（rpm）；為直線運(yùn)行速度（m/min）；u為系統(tǒng)傳動(dòng)比，u=n電機(jī)/n絲杠；絲杠導(dǎo)程（mm）。（2）慣量匹配問(wèn)題及計(jì)算負(fù)載慣量 為了保證足夠的角加速度使系統(tǒng)反應(yīng)靈敏和滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求, 負(fù)載慣量應(yīng)限制在2.5倍電機(jī)慣量之內(nèi)，即<2.5jm。 式

51、中， Jj為各轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg.m2； wj為各轉(zhuǎn)動(dòng)件角速度，rad/min； mj為各移動(dòng)件的質(zhì)量，kg； vj為各移動(dòng)件的速度，m/min； w為伺服電機(jī)的角速度，rad/min。 （3）空載加速轉(zhuǎn)矩 　　空載加速轉(zhuǎn)矩發(fā)生在執(zhí)行部件從靜止以階躍指令加速到快速時(shí)。一般應(yīng)限定在變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大輸出轉(zhuǎn)矩的80% 以內(nèi)。 式中, 為與電機(jī)匹配的變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大輸出轉(zhuǎn)矩（N.m）； 為空載時(shí)加速轉(zhuǎn)矩（N.m）； 為快速行程時(shí)轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸上的載荷轉(zhuǎn)矩（N.m）； 為快速行程時(shí)加減速時(shí)間常數(shù)（ms）。 （4）切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 在正常工作狀態(tài)下，切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tms

52、 不超過(guò)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩TMs 的80%。 式中， 為最大切削轉(zhuǎn)矩（N.m）；D為最大負(fù)載比。 （5）連續(xù)過(guò)載時(shí)間 連續(xù)過(guò)載時(shí)間 應(yīng)限制在電機(jī)規(guī)定過(guò)載時(shí)間 之內(nèi)。 4.2 減速機(jī)的選擇 在選好電機(jī)后，為了增大扭矩和速比，一般在電機(jī)后接上減速機(jī)，這樣也能提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 可以假設(shè)電機(jī)與減速機(jī)是通過(guò)鍵連接來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的，可以通過(guò)已經(jīng)選好的電機(jī)的型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速選擇合適的減速機(jī)。選擇Apexrobot中的AB系列的減速機(jī)，其中的AB142P0403500401系列減速機(jī)適合與之前所選的電機(jī)相匹配。其外形及相關(guān)尺寸如圖4-2： 圖4-2 4.3 齒輪齒條的

53、選擇 如上所述，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是直角坐標(biāo)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要三軸直線運(yùn)動(dòng)。故采用齒輪齒條傳動(dòng)將電機(jī)的選擇運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成齒條的直線運(yùn)動(dòng)。齒輪齒條傳動(dòng)具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且它們的結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，使用壽命也很長(zhǎng)。齒輪齒條傳動(dòng)時(shí)使用最普遍的一種傳動(dòng)方式。 假設(shè)所選齒輪的參數(shù)如下： 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 模數(shù)m = 3.5 （m是決定齒輪尺寸的基本參數(shù)，已標(biāo)準(zhǔn)化） 齒數(shù)Z = 42 因?yàn)樗x為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，故壓力角 變位系數(shù) 齒頂高系數(shù) 齒頂隙系數(shù) 齒頂過(guò)渡圓角半徑0 齒根過(guò)渡圓角半徑1.14 有效齒輪42 精

54、度0.01 有效齒起始角0。以下是齒輪的設(shè)計(jì)報(bào)告。 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)報(bào)告 1、 設(shè)計(jì)信息 設(shè)計(jì)者 Name=hsy 設(shè)計(jì)單位 Comp=njit 設(shè)計(jì)日期 Date=2010-5-31 設(shè)計(jì)時(shí)間 Time=16:22:41 二、設(shè)計(jì)參數(shù) 傳遞功率 P=7.50(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T=49.05(Nm) 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1=1460(r/min) 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=500(r/min) 傳動(dòng)比 i=2.92 　　原動(dòng)機(jī)載荷特性 SF=輕微振動(dòng) 　　工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn) 　　預(yù)定壽命 H=1

55、0000(小時(shí)) 三、布置與結(jié)構(gòu) 　　結(jié)構(gòu)形式 ConS=開式 　　齒輪1布置形式 ConS1=對(duì)稱布置 　　齒輪2布置形式 ConS2=對(duì)稱布置 四、材料及熱處理 　　齒面嚙合類型 GFace=軟齒面 　　熱處理質(zhì)量級(jí)別 Q=ML 齒輪1材料及熱處理 Met1=34CrNi3Mo<調(diào)質(zhì)> 齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=269～341 齒輪1硬度 HBS1=305 　　齒輪1材料類別 MetN1=0 　　齒輪1極限應(yīng)力類別 MetType1=5 齒輪2材料及熱處理 Met2=45<正火> 　　齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=162～217 　　齒輪2硬度

56、 HBS2=190 　　齒輪2材料類別 MetN2=0 　　齒輪2極限應(yīng)力類別 MetType2=7 五、齒輪精度 　　齒輪1第Ⅰ組精度 JD11=7 　　齒輪1第Ⅱ組精度 JD12=7 　　齒輪1第Ⅲ組精度 JD13=7 　　齒輪1齒厚上偏差 JDU1=F 　　齒輪1齒厚下偏差 JDD1=L 齒輪2第Ⅰ組精度 JD21=7 　　齒輪2第Ⅱ組精度 JD22=7 　　齒輪2第Ⅲ組精度 JD23=7 　　齒輪2齒厚上偏差 JDU2=F 　　齒輪2齒厚下偏差 JDD2=L 六、齒輪基本參數(shù) 　　模數(shù)(法面模數(shù)) Mn=3.5(2)(mm) 　　端面模數(shù) Mt=

57、3.50000(mm) 　　螺旋角 β=0.000000(度) 　　基圓柱螺旋角 βb=0.0000000(度) 齒輪1齒數(shù) Z1=42 　　齒輪1變位系數(shù) X1=0.00 　　齒輪1齒寬 B1=40(mm) 　　齒輪1齒寬系數(shù) Φd1=0.272 齒輪2齒數(shù) Z2=123 　　齒輪2變位系數(shù) X2=0.00 　　齒輪2齒寬 B2=40(mm) 　　齒輪2齒寬系數(shù) Φd2=0.093 總變位系數(shù) Xsum=0.000 　　標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=288.75000(mm) 　　實(shí)際中心距 A=288.75000(mm) 　　中心距變動(dòng)系數(shù) yt=0

58、.00000 　　齒高變動(dòng)系數(shù) △yt=0.00000 　　齒數(shù)比 U=2.92857 　　端面重合度 εα=1.79833 　　縱向重合度 εβ=0.00000 總重合度 ε=1.79833 齒輪1分度圓直徑 d1=147.00000(mm) 　　齒輪1齒頂圓直徑 da1=154.00000(mm) 　　齒輪1齒根圓直徑 df1=138.25000(mm) 　　齒輪1基圓直徑 db1=138.13482(mm) 　　齒輪1齒頂高 ha1=3.50000(mm) 　　齒輪1齒根高 hf1=4.37500(mm) 　　齒輪1全齒高 h1=7.87500(mm) 　　齒輪

59、1齒頂壓力角 αat1=26.236191(度) 齒輪2分度圓直徑 d2=430.50000(mm) 　　齒輪2齒頂圓直徑 da2=437.50000(mm) 　　齒輪2齒根圓直徑 df2=421.75000(mm) 　　齒輪2基圓直徑 db2=404.53767(mm) 　　齒輪2齒頂高 ha2=3.50000(mm) 　　齒輪2齒根高 hf2=4.37500(mm) 　　齒輪2全齒高 h2=7.87500(mm) 　　齒輪2齒頂壓力角 αat2=22.383229(度) 齒輪1分度圓弦齒厚 sh1=5.49651(mm) 　　齒輪1分度圓弦齒高 hh1=

60、3.55140(mm) 　　齒輪1固定弦齒厚 sch1=4.85467(mm) 　　齒輪1固定弦齒高 hch1=2.61645(mm) 　　齒輪1公法線跨齒數(shù) K1=5 　　齒輪1公法線長(zhǎng)度 Wk1=48.55488(mm) 齒輪2分度圓弦齒厚 sh2=5.49764(mm) 　　齒輪2分度圓弦齒高 hh2=3.51755(mm) 　　齒輪2固定弦齒厚 sch2=4.85467(mm) 　　齒輪2固定弦齒高 hch2=2.61645(mm) 　　齒輪2公法線跨齒數(shù) K2=14 　　齒輪2公法線長(zhǎng)度 Wk2=145.51759(mm) 齒頂高系數(shù) ha*=1

61、.00 　　頂隙系數(shù) c*=0.25 　　壓力角 α*=20(度) 　　端面齒頂高系數(shù) ha*t=1.00000 　　端面頂隙系數(shù) c*t=0.25000 　　端面壓力角 α*t=20.0000000(度) 　　端面嚙合角 αt=20.0000001(度) 七、檢查項(xiàng)目參數(shù) 　　齒輪1齒距累積公差 Fp1=0.06294 　　齒輪1齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr1=0.04566 　　齒輪1公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw1=0.03419 　　齒輪1齒距極限偏差 fpt()1=0.01708 　　齒輪1齒形公差 ff1=0.01334 　　齒輪1一齒切向綜合公差 fi1=0.018

62、25 　　齒輪1一齒徑向綜合公差 fi1=0.02416 　　齒輪1齒向公差 Fβ1=0.01421 　　齒輪1切向綜合公差 Fi1=0.07628 　　齒輪1徑向綜合公差 Fi1=0.06393 　　齒輪1基節(jié)極限偏差 fpb()1=0.01605 　　齒輪1螺旋線波度公差 ffβ1=0.01825 　　齒輪1軸向齒距極限偏差 Fpx()1=0.01421 　　齒輪1齒向公差 Fb1=0.01421 　　齒輪1x方向軸向平行度公差 fx1=0.01421 　　齒輪1y方向軸向平行度公差 fy1=0.00710 　　齒輪1齒厚上偏差 Eup1=-0.06831 　　齒輪

63、1齒厚下偏差 Edn1=-0.27325 齒輪2齒距累積公差 Fp2=0.10132 　　齒輪2齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr2=0.06257 　　齒輪2公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw2=0.04471 　　齒輪2齒距極限偏差 fpt()2=0.01902 　　齒輪2齒形公差 ff2=0.01688 　　齒輪2一齒切向綜合公差 fi2=0.02154 　　齒輪2一齒徑向綜合公差 fi2=0.02686 　　齒輪2齒向公差 Fβ2=0.00630 　　齒輪2切向綜合公差 Fi2=0.11820 　　齒輪2徑向綜合公差 Fi2=0.08759 　　齒輪2基節(jié)極限偏差 fpb()2

64、=0.01787 　　齒輪2螺旋線波度公差 ffβ2=0.02154 　　齒輪2軸向齒距極限偏差 Fpx()2=0.00630 　　齒輪2齒向公差 Fb2=0.00630 　　齒輪2x方向軸向平行度公差 fx2=0.00630 　　齒輪2y方向軸向平行度公差 fy2=0.00315 　　齒輪2齒厚上偏差 Eup2=-0.07607 　　齒輪2齒厚下偏差 Edn2=-0.30429 中心距極限偏差 fa()=0.03868 八、強(qiáng)度校核數(shù)據(jù) 　　齒輪1接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σHlim1=594.4(MPa) 　　齒輪1抗彎疲勞基本值 σFE1=465.6(MPa) 　

65、　齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度許用值 [σH]1=0.0(MPa) 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 [σF]1=0.0(MPa) 　　齒輪2接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σHlim2=427.1(MPa) 　　齒輪2抗彎疲勞基本值 σFE2=311.1(MPa) 　　齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度許用值 [σH]2=0.0(MPa) 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 [σF]2=0.0(MPa) 　　接觸強(qiáng)度用安全系數(shù) SHmin=1.00 　　彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù) SFmin=1.40 　　接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σH=0.0(MPa) 　　接觸疲勞強(qiáng)度校核 σH≤[σH]=滿足 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σF1

66、=0.0(MPa) 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σF2=0.0(MPa) 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度校核 σF1≤[σF]1=滿足 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度校核 σF2≤[σF]2=滿足 九、強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù) 　　齒形做特殊處理 Zps=特殊處理 　　齒面經(jīng)表面硬化 Zas=不硬化 　　齒形 Zp=一般 　　潤(rùn)滑油粘度 V50=120(mm^2/s) 　　有一定量點(diǎn)饋 Us=不允許 　　小齒輪齒面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm(Ra≤1μm) 　　載荷類型 Wtype=靜載荷 　　齒根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm(Ra≤2.6μm) 　　刀具基本輪廓尺寸 圓周力 Ft=0(N) 　　齒輪線速度 V=(m/s) 使用系數(shù) Ka=1.100 　　動(dòng)載系數(shù) Kv=0 　　齒向載荷分布系數(shù) KHβ=0 　　綜合變形對(duì)載荷分布的影響 Kβs= 　　安裝精度對(duì)載荷分布的影響 Kβm= 　　齒間載荷分布系數(shù) KHα=0 　　節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh=0 　　材料的彈性系數(shù) ZE=0 　　接觸