10KG包装袋码垛机器人机械臂的设计 码垛机械手设计【全套含有CAD图纸三维建模】

包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 10KG 包装袋码垛机器人机械臂的设计 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文） ，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。论文作者签名：日期： 年 月 日包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985摘 要机器人技术是机电一体化产品，码垛机器人成为一个领先的研究课题。运用在不同领域，如机械，电子，信息理论，人工智能，生物学和计算机，知识等诸多领域的发展机械接头端的设计，机器人也导致了这些学科的发展。码垛型机器人是一种典型的机电一体化产品，工艺多码垛运动的一个机械臂运动更多的领域进行合作研究。机械，电子，信息理论，人工智能，知识和生物和计算机许多学科，但其发展的多机构衔接所需组合码垛也促成了这些学科的发展。本文采用在结构设计上的 10KG包装袋码垛机器人，并完成图纸和零件图总装配图。为机器人模型的要求被分析以估计电机的每个码垛，充分的设得所需要的转矩和功率。完成码垛型机器人的程序设计，总体设计，结构设计，运动学模型操盘分析，检查，分析机器人模型，设计和生产机器人模型做的过程中强度的关键部件，绘制 3D图。关键词：机械臂，结构设计，10KG 包装袋码垛机器人，机械臂，电机包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851AbstractRobotics is a mechatronic products, palletizing robot into a leading research. Used in different fields, such as machinery, electronics, information theory, artificial intelligence, biology and computer knowledge, and many other developments in the field of mechanical coupling end design, the robot also led to the development of these disciplines. Palletizing robot is a typical mechatronic products, processes more than a hot arm palletizing motion movement more areas of collaborative research. Many disciplines mechanics, electronics, information theory, artificial intelligence, knowledge and biological and computer, but the development of its multi-agency convergence desired combination of stacking also contributed to the development of these disciplines.In this paper, the structural design of lightweight gypsum wallboard palletizing robot and complete drawings and part drawings assembly drawing. To require each robot model are analyzed to estimate the motor palletizing, full set was required torque and power. Complete palletizing robot programming, design, structural design, manipulator kinematics model analysis, inspection, analysis robot models, key components design and production process of doing robot model intensity, plotted in Fig. 3D.Keywords: arm, structural design, lightweight gypsum wallboard palletizing robot motor包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851目 录摘 要 .IIAbstract.11 绪论.31.1 课题的背景、来源及意义.31.2 码垛机器人的发展进程及发展趋势.31.3 课题的设计内容.42 总体方案设计.52.2 码垛码垛机器人工程概述.52.3 工业码垛码垛机器人总体设计方案论述.52.4 码垛机器人机械传动原理.62.5 码垛机器人总体方案设计.72.6 本章小结.83 码垛机器人大臂部结构.93.1 大臂部结构设计的基本要求.93.2 大臂部结构设计.103.3 大臂电机及减速器选型.103.4 减速器参数的计算.113.5 承载能力的计算.143.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算.143.5.2 柔轮疲劳强度的计算.154 小臂结构设计.204.1 手指的相关设计与计算.204.2 手爪结构设计与校核.204.3 结构分析.214.4 计算分析.224.5 腕部设计.234.5.1 手腕偏转驱动计算.234.5.2 手腕俯仰驱动计算.324.5.3 电动机的设得.32包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854.6 小臂部结构设计.334.7 小臂电机及减速器选型.334.7.1.传动结构形式的设得.344.7.2.几何参数的计算.354.8 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算.354.8.1 柔轮齿面的接触强度的计算.364.8.2 柔轮疲劳强度的计算.364.9 轴结构尺寸设计.384.10 轴的受力分析及计算.384.11 轴承的寿命校核.39总 结.42参考文献.43致 谢.44包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098571 绪论1.1 课题的背景、来源及意义 在过去的几十年里，经济的可持续发展和中国先进的科学技术，机器人码垛机，焊接，涂装，焊接，在码垛，由涂料行业的测量，得到了越来越广泛的应用。这个机器人，但你必须从三维的自由程度，你将能够实现机器的许多拟人化的操作和功能。工业机器人是在工业应用中的机器人，它是一种典型的机电装置。工具工业机器人，将在托盘和重新编程的多功能泰国宫机器人管理等材质的一部分使用。这是采用全自动控制，推动人工智能等多学科，传感器信息，微电子，计算机和组合的最新研究机加工，是精密的机器。基于所谓堆栈码垛技术，它编码该材料堆，以达到一个单位，这是自动化技术物流一种新技术，层压板材的响应，堆叠，运输的特定图案的堆叠我们想起来，被整合装卸，储存等物流活动的单位。传输对象，它是要在一个堆栈和零件的形式，以及正常的对象中，除了对象和液体散装以节省更多的项目，要，可以节省空间。快速的物流，技术开发的快速发展，而且比堆叠技术更广泛，尤其是在恶劣的环境中，人为的或困难的局面。包装该堆栈从机器人操作，工厂环境和用户，安全性，和其他对象类型的需求的各个方面，克服这些困难，变得越来越困难的任务，码垛设备，如这一点，总是，比如我们的软件，我们努力提高的电流需求改善的灵活性。它是垂直多关节机器人饮料，特殊功能，并会在其他领域，广泛码垛机器人石油，化工，食品加工中使用。在该顺序层叠，可以配置其他参数，以满足要求的包装材料的包装盘主类型。机器人码垛技术是开发高性能的堆叠技术要求的封装技术用于自动自动化材料处理称重，要提出的改进是重要的设备之一。为了防止对弹性变形并码垛的机器人手臂的损坏，就必须有一定量的刚性和强度的。堆叠手腕高的要求，重量其准确性。为了满足您的堆叠和产品的机械设计的一部分，机器人码垛堆放要求的要求，生产线自动化。基于经济一套机械结构的与它的强度，机械，电子，软件，硬件，和整体堆垛机器人，和分析传输系统设计的组合的功能设计。1.2 码垛机器人的发展进程及发展趋势 80年代以来，随着码垛机器人， “七月”的状态下，中国通过“8 5”科技的协助下，经过 10多年的发展，中国在机器人技术领域取得了巨大成就。机器人，机器人的开发过程中，可分为三代。第一个机器人，或 NC教育播放设备，还是没有方案的可能，外部环境，以及内部和外部传感器的一代，第二代机器人没有反馈任何东西，你得到的信息你可以。有没有在人工智能应用在那里，你可以机器人 - 不仅与环境的强相互作用，网上适应性;第三代机器人，智能，能够感测与外部环境的信息传感器，可以让你了解。堆垛机器人当前使用主要有以下两个方面。恶劣和危险的工作环境条件。有害于企业的健康要做到这一点，很多人的工作，闪烁，或不会威胁到生命安全的区域，有什么不适合。例如，匹配新闻管理，采矿，锻造等。第二个是自动化生产。为了，以便机器人码垛卸载，在抓取部件等操作，重新取向，以便加载和卸载，可以使用堆叠。机器人的简单的挑选和地方操作，作业的机器人导向部分，包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985你必须是太自由，你是为了增加它的灵活性，它需要大量的自由。工业机器人需要消除不良工作位置，降低劳动成本，提高生产效率，提高产品质量，提高制造过程的灵活性，减少废物管理，速度更快，成本减少，存货周转率和风险。工业机器人，发达国家，工业机器人的进取发展，创新发展，目前的发展是在生产$ 4。两年销售阶段是高达 10十亿日元巨大的产业，工业机器人的世界这是。尽管如此，工业机器人产业，我们将继续扩大，我们将进入一个新的领域。中国的工业机器人的应用前景非常广阔。然而，相对薄弱的工业基础，廉价的劳动力，丰富，带来了工业机器人的发展有些困难。沿着中国国情，只是为了推广，推动产业机器人的开发和应用。为了降低成本，提高的重要途径，以提高机器人的动作速度准确性及模块化特征标准工业机器人的可靠性。近几年，中国将继续把重点放在模块化工业机器人的发展。这是通过使用从零件和组件装配标准化模块进行。除了各种工业机器人，伺服马达，传感器，手臂，手腕，在体内使用时，它已经被标准化。该机器人操作的复杂性，新的微观机制日益复杂的工作，以确保自由的新的移动装备的发展程度，手臂和手指的发展是经营环境的改善，以满足机器人操作关节的精确度，需要的是准确的迫切需要。1.3 课题的设计内容 作为这种设计，和设计的主要的内容，是机器人码垛的研究，1）机器人发展历史，了解当前形势和未来发展趋势，把握码垛机器人的基本组件的机械和结构特性。2）码垛机器人，我们可以设计的整体方案。最好的选择使用，比较设计的一部分。该程序后，请检查所有的设计细节。的材料，设计臂，应力分析的共同选择，手腕电机，轴承的设计中，一个耦合的选择包括，销连接，选择检查轴承，和选择驱动器系统的螺钉，检查的轴承;：电机，滚动耦合引导和滑动的选择。选择臀部电机，联轴器，轴承类型。包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098592 总体方案设计2.2 码垛码垛机器人工程概述码垛码垛机器人是一个技术集成的跨学科，涉及计算机技术和自动化技术的机器，机制，机械，气动，液压技术，检测技术等领域。在科人找出有效解决组合问题综合工程被称为“系统工程”。手臂多码垛运动设计，例如，系统工程，应作为一个综合的方法来系统设计对外关系的系统，并从整个有机联系的手臂运动环境的研究，开发和应用根据系统的内部部分多接头。从复杂机械系统，包括一定的规则的功能系统结合多个子系统，它是一个不可分割的整体。如果你失去了开放的系统，可根据特定的一组。因此，在一个复杂的机械设计，概念启动机器，系统必须具有以下特征：1.机械系统完整的完整性机械系统由几个子系统具有不同的整体性能应具有的特定功能。2.作用的子系统之间的有机联系，包括有机，相互关联的。3.每个目标系统必须具有明确的目标和系统的功能，结构，功能，目标和手段，决策系统的各个子系统结合起来。4.系统对环境的适应是适应环境在某些情况下，我们必须能够适应变化的外部环境中。所以，在设计机器人时，不仅要注意码垛运动系统的部件的整个多部件设计臂应根据视工程系统的角度来看，这取决于一个单一的多码垛臂的动作的功能要求，子系统，多臂码垛，合理，产品的性能，需要在多码垛臂的动作的作业的所有组件。一般来说，最复杂的行业手臂码垛如下：在操作机器，是最大的，单臂多码垛的运动来完成的任务，式子里，包括基地，手臂，手腕，副作用机构。传输系统，式子里，包括几个传输零点电源，控制，驱动系统和伺服驱动系统。所述控制系统包括电子控制装置的操作，记忆功能（计算机或其它版本控制装置可编程） ，操作员接口装置（键盘，鼠标等） ，数据处理装置和各种传感器，放大离线传输，传感器编程接口设备通信的 I / O 14内部和外部传感器和其他设备（一般或特别。特征行业臂多码垛运动是普遍的调整，灵活的臂工业多码垛运动可有效地用于柔性生产系统关键部件的发送处理单元组件或材料或其它柔性制造系统（例如，机床，锻压，焊接，装配等生产设备） ，辅助设备，控制系统，多码垛臂运动，各种不同形式的运动系统的组建多联技术工艺机械行业其他生产部门。生产，如建筑，开采，生产和输送臂移动多码垛是参考系统。2.3 工业码垛码垛机器人总体设计方案论述（一）确定负载设计一种码垛机器人机械臂，前端负载 30KG。机器人动作范围高度 1.8米 水平 1.8米左右，工作效率 180袋/小时。机械臂由大臂与小臂构成，大臂长 1900mm，小臂长1800mm，要求选择大臂和小臂的电机功率，设计大、小臂的机械结构。为了保持机构稳定性，大臂设计程平行四连杆机构。负载的大小主要取决于由于运动的沿的作用力和夫妇的机械接口上的多码垛臂的运动的包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985方向。式子里，下臂应该包括端部执行器的更码垛运动（重量） ，和工件的重量或处理对象接缝预定速度和加速度的条件下，产生的惯性力等。该项目的数据参考设计初步估算表明，这一项目可能属于一个小负荷。（二）驱动系统由于伺服电机具有良好的控制性能，检查的灵活性，允许速度，位置，环境，体积小，效率高，适用于更为苛刻的运动控制没有影响的精确控制小臂运动多企业等特点，因此，该项目采用的是伺服电机。（三）传动系统动臂多码垛运动可以紧凑，重量轻，惯性小，传动链条应考虑采取措施缩小差距，提高手臂多的移动和位置创业精密运动控制。臂传递机构机械运动多码垛通常使用齿轮，蜗杆，滚珠丝杠，皮带，链条传动，行星齿轮，传动齿轮和谐波钢等，由于传动齿轮具有效率高，准确，结构紧凑，工作可靠，寿命长等优点，与大学学习和掌握更扎实的传输，所以这个设计设得的旅行。（四）工作范围操作过程中的工业手臂动作的工作范围是多码垛的多码垛臂的运动取决于所述扇区的操作领域和确定的轨迹，用表示的工作空间。形状和有关该结构的工作空间的大小坐标运动的多码垛码垛机器人，其大小和在数量和程度每个臂的自由操纵器公共轴线的长度的变化程度和所设得的码垛轴的每个角的（五）运动速度每个铰接机械臂更坚定的臂的最大行程，按照循环时间来确定每个操作的时间的运动后，可以进一步确定每个动作的速度，单位为米/秒（）/ s 的，时间每个运动分配考虑在顺序地或同时地等进行许多因素，如每个操作序列之间的周期的总时间长度。表做他们的操作时间，操作时间分配之外的运动进行比较，以考虑分配请求有关的过程，它也必须考虑惯性的行程的大小和驱动和控制，定位和精度要求。2.4 码垛机器人机械传动原理码垛码垛机器人的本体结构组成如图：包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985图 2.2码垛码垛机器人本体组成本节描述的所有以下列方式的组件和功能。基本单位：基座构件包括底座，齿轮传动件，轴承，步进马达。基本作用是支持构件，所述支承构件旋转臂，承受的工作负载的总重量和码垛机器人，所述碱必须具有足够的强度，刚度和负荷能力。此外，该碱也需要一个足够大的安装基础，以确保在工作场所码垛机器人的稳定运行。码垛机器人臂，通常会导致驱动臂运动（例如，液压，气动或一个马达）和一个驱动源（例如，燃料箱，燃料箱，齿轮齿条机构，连杆机构，螺旋机构或凸轮机构等各种运动臂组成的组件的）手臂大臂和小臂。繁荣的成员如下：动臂和齿轮件，驱动电机。在臂构件：臂，驱动轴，皮带，定时等，以手腕运动用步进固定臂的电动机驱动的一端。腕部分：包含列表壳体，传动齿轮和轴，所述机械接口。2.5 码垛机器人总体方案设计码垛码垛机器人的结构形式的机器人形结构，并调整圆柱形结构，球面坐标的结构，该多接头结构 4。的结构和它们的相应特征中的每一个，如下所述3。1.直角坐标结构 运动空间直角坐标机器人，它是那么容易落实到闭环位置控制的线性运动，由于如图 2-1（一） ，直角坐标机器人可以达到非常高的位置，实现各有三个其他存在的由垂直的直线运动精度（ 中号步骤） 。然而，直角坐标相对于空间机器人的运动有关的机器人的结构的尺寸，这是比较小的。因此，为了实现恒定的空间运动，大于机器人比其他类型的矩形机器人结构尺寸的组织尺寸坐标。直角坐标机器人的工作区是矩形空间。直角坐标机器人主要用于组装和码垛，直角坐标机器人的业务，它具有悬臂门，三起重机类型的结构。包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 119709852.圆柱坐标结构如在图 2-1（B）中，空间气缸所示，调整直线运动的运动并实现两个旋转运动和机器人。这种机器人的结构相对简单，并且能够在精度一般操作的处理中使用。它的工作空间是圆柱形的空间。3.球坐标结构如图 2-1（c）中，该空间的运动是球形坐标机器人组成的直线运动实现两个旋转运动的。这个简单的机器人结构，成本低，精度不高。它将在主要业务的处理中使用。他们的工作空间是球形的空间。4. 码垛型结构如在 2-1（d）所示，为了实现一个空间移动码垛机器人包括三个旋转运动。多码垛机器人的运动是一个灵活，结构紧凑，占地面积小。规模相对码垛机器人本体，其相对较大的工作空间。这种码垛机器人是广泛焊接，涂装，码垛，组装，以及使其它操作被广泛用于在这种类型的机器人的，它是在工业中使用。码垛型码垛机器人结构，有水平码垛型和垂直码垛型两种。(a) 直角坐标型 (b) 圆柱坐标型 (c) 球坐标型 (d) 码垛型图 2-1 四种码垛机器人坐标形式根据任务书和具体要求，我们，事实上，设得了码垛型（D ） 。特定的形状和特定的要求机器人数控机布局，设计要求兼顾处理工件到 5KG 质量能够简化结构，降低只要，由于考虑到会议系统的技术要求的前提下，以改善这种设计的可靠性和具体的成本。大机器人臂的运动范围和更高的定位精度，用一个腰部转动自由度六个自由度，以及自由设计的悬臂和臂腕音调的转动节距自由前臂，转动自由度的码垛机器人。在本文的臂结构的设计要求的尺寸，因此，需要实现一个大俯仰自由，在该臂的详细设计的旋转臂机构的自由。2.6 本章小结为了确定解决方案，才能做出最终决定，通过设得多种方案，完成设计的机器人系统，本章后面英寸如，以确定机器人的整体设计，机器人，手臂，手腕，端部的腰部，中详细做了的设计的各个部分。包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985133 码垛机器人大臂部结构3.1 大臂部结构设计的基本要求臂部件的主要成分是码垛机器人。它的作用是支持的手，带领他们腾出运动。臂移动类型：任意点的运动的空间范围内的一个手柄部。如果你已经改变了手（方位）合资的态度，以手臂来实现的自由。因此，我们设计成一般臂的基本要求。1.手臂，能力，需要加载刚度好，重量轻它通常是在臂，不仅弯曲（在一个方向上，而不是仅仅弯曲） ，由反向，由需要设得的高弯曲和横截面形状的抗扭刚度。显然，基本相同的按横截面，钢铁，工程单位重量的面积槽钢的转动惯量，比圆形大得多。因此，在码垛机器人的无缝钢管，不仅提高了在许多情况下导杆，如工字钢，或所述臂的刚度，非常减少臂的重量，中空只更确切地说，被用作支撑槽钢，内置驱动器，因此，清爽使在紧凑，以及传输管道的外观，它可以被放置。2.在臂的速度高时，也有小的惯性在统一的手臂一般，运动，请求启动和力臂端，移动的减速时间开始，否则，冲击和振动，加速度和终止请求之前没有太大的影响为了减少，它已经改变了。为了减小转动惯量，必须采取以下措施。（A）成分，降低臂的重量以移动使用铝等轻质高强度材料。（B）以减少手臂运动部件的总体尺寸（C）减少转弯半径（D）驱动系统中设有缓冲装置（3）的运动的臂应该是灵活的。为了减少摩擦和滑动摩擦的运动部件之间的摩擦力尽可能臂滚动代替。（4）位置精度要高。最困难的码垛转移机器人控制的位置，精度很差，通常是高直角坐标加上设置装置，用于码垛机器人的圆筒形位精度，检测臂上这意味着位置，可以控制一个更好的位置精度。铸件尺寸 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铝合金 铜合金 200200 58 1012 35 410 46 812 35 68 33.5 46 35 68 包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985在本文中，其它机器人臂的刚度，减少了电机负载的底部接头，减少了臂的重量，以确保它能够提高机器人手臂的动态响应，一方面，薄铝设计合金构件。铸造铸型砂的设计的最小厚度。最小壁厚：具有其铸造合金，分别不同的铸造合金铸造的合适的厚度， “最小厚度可以是”浇铸，取决于类型的尺寸和合金铸件，相同是否，见表 4.1 所示：表 4.1 砂型铸造铸件最小壁厚计（mm）它简单地砂铸造厂的结构设计，一个特殊的铸造工艺，铸造结构对应于每个不同的铸件和特性应根据来设计。在本文中，通过使用铸铝外壳手臂。具体尺寸，请参阅总装图。3.2 大臂部结构设计大臂壳体采用铸铝，方形结构，质量轻，强度大。3.3 大臂电机及减速器选型假设小臂及腕部绕第二码垛轴的重量：J2=M2L42+M3L52=10.0972+40.1942=0.16kg.m2大臂速度是 10r/min ，则旋转开始时的转矩用以下式表达：JT式子里，T - 旋转开始时转矩 N.mJ - 转动惯量 kg.m2- 角加速度 rad/s2使码垛机器人大臂从 到 需要的用时： 则：016/sst1.0(3.4)113.47.4.TJ Nmt鉴于关于重心的机器人手臂的转动惯量的摩擦转矩轴的各个部分的，开始转动 10N.m起动转矩，可以假设 2 的安全指数，期望的输出的谐波减速器最小转矩为：200200500500 500500 1520 1015 1220 - - - 包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985(3.5)设得谐波减mNT.2015201速器：型号：XB3-50-120 （XB3 型扁平式谐波减速器）额定输出转矩：20N.m 减速比：i 1=120 设谐波减速器的的传递效率为： ，步进电机应输出力矩为：%90(3.6)mNiTout .18509.201设得 BF 反应式步进电机型号：55BF003静转矩：0.686N.m步距角：1.53.4 减速器参数的计算刚轮、柔轮的材料都是锻钢，小齿轮用 45的材质， ，硬度 250HBS。刚轮材料为 45 钢（调质） ，硬度 220HBS。1.齿数的确定柔轮齿数： 201iuZr刚轮齿数： rg已知模数： ，则m5.0柔轮分度圆直径： mdrr 1025.钢轮分度圆直径： Zg柔轮齿圈处的厚度： mdZrr 25.101)42075(10)475( 441 重载时，为了增大柔轮的刚性， 允许将 1计算值增加 20%，即m.2.1柔轮筒体壁厚： m05.17.01为了提高柔轮的刚度，取 2轮齿宽度： dBr5.轮毂凸缘长度： 取BC5.431).0()30( 4mC柔轮筒体长度： LLr 10,28282.18取轮齿过渡圆角半径： mr5为了减少应力集中，以提高柔轮抗疲劳能力，取 r2.啮合参数的计算包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985由于采用压力角 的渐开线齿廓，传动的啮合参数请看以下式子。20因轮齿扭矩的因素，使轮齿间隙减小的值为：（扭转弹性模数 G=80GPa）GDBMLdjCrrnm2maxax式子里，： mN3ax 10505nm781.082.1053W0m=0.89810 -5Zr2C nmaxm为了消除在 的情况下进入啮合的齿顶干涉，则必须使最大侧隙 大于由于齿轮maxMmaxnC扭转减小的侧隙 后，还应保证存在有侧隙值 。nC0nC式子里，： i)60(140maxnn径向变形系数： mZnrax50 289.则： Cn 08.)61(40 nm 15.71.0ax径向变形系数： 962.0.82089.50 柔轮的变位系数：61.304.285.93104.85.3130rrZmx刚轮的变位系数：58.3)196.(1.3)(0 mxrg验算相对啮入深度：125.01)962.04.(8.296.04 3rn Zh如果计算找出的 ，继续计算，设得 2。如果出现 ，为了传递动力，应适当增加mn mhn值重新计算，使 。nmC1h包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985柔轮齿根圆直径：mXChamDrrf 26.10).3501(.210)(2 式子里，齿顶高系数 ;径向间隙系数 C柔轮齿顶圆直径：cpnfrar 76.1035.)2.05.1(26.0)(2 式子里， （找到相应表格设出 ）.m相对啮入深度和轮齿过渡曲线深度系数之和应符合两个不等式验算公式。1)(2mchcapnpn即：5.12.50)2.5.( 3.0刚轮齿顶圆直径：mmhDnarg 48.1035.2.5.0962.7.3)()(0 刚轮齿根圆直径：设出插齿刀齿数 ，插齿刀变位系数 ，插齿刀原始齿形压力角102gcZcx，则20 0149.2,937.os,364.tan inv刚轮和插齿刀的制造啮合角： 07.ta10258.t00 ivivzxinvcgc 找到渐开线函数表和三角函数的表格设出 86.52.cos,.27cg那么刚轮和插齿刀的制造中心距： mzmAcgcgcg .86.093)12(5.0os2)( 插齿刀的齿顶圆直径： hazDca 5.1).(.)( 刚轮齿根圆直径： DAacgf 36087622验算刚轮齿根圆和柔轮齿顶圆的径向间隙： marfg 15.0)(21包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985即： 075.1.032.596.0)7.136.05(2 可见沿波发生器长轴,在刚轮齿根圆与柔轮齿顶圆之间存在径向间隙。 3.凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算滚珠直径： nDd)10.8.(0柔轮齿圈处的内径： rm那么： nrD轴承外环厚度：由于工艺上的要求，可将外环做成无滚道的 11011.65.80.4.52ahdm轴承内环厚度： 21.7内环滚道深度： 0805.41hdhm式子里的 是考虑到外环无滚道而内环滚道加深量。 10.5轴承内外环宽度：所用为滚珠轴承，近似等于齿宽 B轴承外环外径： 10nrDm轴承内环内径：20().7876dahdm为了便于制造，采用双偏心凸轮波发生器。则凸轮圆弧半径： 42TdeR式子里，是偏心距： 3.1401.382grdm（ -刚轮分度圆直径， -柔轮分度圆直径）gdrd则凸轮圆弧半径： 3.1476.837.12TR凸轮长半轴： .39aem凸轮短半轴： 37Tbm3.5 承载能力的计算3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算按照在非常靠近柔轮直线的谐波传动齿轮比特性和刚性轮比的齿数多的齿。因此，通过工作表面的齿侧的最大接触应力，主要的负载能力的实际谐波驱动的限制软。因此，谐波传动齿轮齿的软边，应符合下列条件的接触强度。包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985接触力计算公式： tan82jjbkrM-输出转矩M-柔轮节圆半径r-柔轮轮齿宽b-刚轮压力角-接触系数（0.40.9）k对于一般双波传动，轮齿宽 许用接触应力:rb2.0MPj49则： 36.125.0514.3tan8tan8232 jj MPbkr 所以满足齿面的接触强度要求。3.5.2 柔轮疲劳强度的计算柔轮材料采用 ,调制硬度 229269。CrMoAl8计算柔轮在反复弹性变形状态下工作时所产生的交变应力幅和平均应力为:截面处正应力： 27maDE0切应力： Lm由扭矩产生的剪切应力： 2mMD式子里： ）（ GPaEmdDrm 20,5.,10,0MPapaMa 7.12074.1205.1)01(4.325.5.5.0 .87187)10(.2.7 633393 623393 则： mma .).(5. 包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985验算安全系数： )(12aknn疲劳极限应力： MPa4501应力安全系数： k )5.314807.3.0(2.07.584121 MPaknsma 式子里，抗拉屈服极限： Pas5剪切应力集中系数： .2k256.273.5.2731.061.042 nn达到疲劳强度要求。轴的计算校核画轴的受力分析图，轴的受力图请见下图：已知：作用在刚轮上的圆周力包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985NdTF2.94350138.21径向力 r .tan.tan0法相力 NFa 7.132cos.941)算出垂直面的支撑反力： NLdarv3.17.8251034. NFVrV 6.453.1.3412)水平面的支撑反力：FtH6.471213）F 在支撑点产生的反力：NLKFF 3.167.92.7485.0.121 外力 F 作用方向与传动的布置有关，在具体位置尚未确定前，可按最不利的情况考虑，见（7）的计算4）绘垂直面的弯矩图：MNLFMVav .9435.121.20.6412 5)绘水平面的弯矩图：HA .10.616)F 产生的弯矩图：NK.285.2.742 a-a 截面 F 力产生的弯矩为：MLMA .143.1917)算出合成弯矩图：按最坏的状态，把 AF与 直接相加2AHVMA= +MAF=2HV29.01.+41.1=70.1 N.m包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985MA= +MAF=2AHVM29.0.4+41.1=62.57 N.m8)算出轴传递的转矩：TN.mm410358.29)算出危险截面的当量转矩请见下图，a-a 截面最危险，其当量转矩为：22TMae如认为轴的扭切应力是脉动循环应变力，设折合系数 a=0.6，带入式子得出：mNae.51758.23601.722210）算出危险截面处轴的直径轴是 45钢材，调质处理，从表格 14-1 找到并设出 B=650Mp,从表格 14-3 找到并设出 -1b=60Mpa,则：mMdbe 8.2601.571.0333 考虑到键槽对轴的消弱，将 d 值加大 5%，由此得出：d=22.8*1.05=24mm e确定 X、Y 值 XA=1 YA =0 查载荷系数 fP 1.2计算当量载荷P=Fp(XFr+YFa) PA=5796.24 PB=6759.14计算轴承寿命 )max(16700BArhPCnL 763399h大于12480h由计算结果可见轴承 6014AC、6007 均合格，最终设定轴承 6014。四、轴的强度校核包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985经分析知 C、D 两处为可能的危险截面， 现来校核这两处的强度：1.、合成弯矩 60.391522BVHrBAAF78.263rACFM2.、扭矩 T图91063（3） 、当量弯矩 61204)(32MC（4） 、校核从相关书本找出，材料 45的强度参数：Pab591C截面当量弯曲应力： 95.1)80(1.624033bCd由计算结果可见 C截面安全。设定为检查各轴键， 键槽减速器关键环节中 的静态链接，这仅仅是为了挤压应力检查。首先，电机在关键的设置和检查：包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985键在滑轮：轴的直径和长度被选择在键 B8X7轴滑轮，根据键长 50 GB / T1096，材料是通过以下方式联合：45 钢（键） ，40Cr 钢（轴）在刚轮 1.关键：在轴直径和轮毂的选择键 B14X9GB / T1096的轴线方向按照长度接头的材料如下。 20CR 系统（集线器） ，45 号钢（键） ，系统的 20Cr（轴）在这种情况下，关键环节资格。2.在输出轴的关键：根据在所选择的关键 16X10联接器的轴的直径和轴向长度，密钥长度100，GB / T1096下列材料是这样的结：45 钢（耦合） ，45 号钢（键） ，45（轴）房子的风格，最小的粘结强度，因为许用应力检查，从相关书本其 MPap10425.80569124314 pplkdT该键联结合格.包含 CAD 图纸和三维建模及说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098546总 结我们的机器人的研究和应用起步较晚，但随着国内外机器人，社会需求的增加和技术的进步，机器人是一个快速发展的各种小批20 届本科毕业论文（设计）相关中英文翻译资料资料题目：工业机械手设计学生姓名： 所在院系：机电学院所学专业：机电技术教育完成时间： Industry manipulatorThe industry manipulator is one kind of high tech automation production equipment which the nearly several dozens years develop, the industry manipulator is an industry robot important branch, its characteristic is may complete each kind of anticipated work task through the programming, has at the same time the human and the machine respective merit in the structure and the performance, has manifested humans intelligence and the compatibility especially, in the manipulator work accuracy and each kind of environment completes the work ability, has the broad prospects for development in the national economy various domains, along with the industrial automation development, appeared the numerical control processing center, it while reduces workers labor intensity, enhanced the labor productivity greatly, butIn numerical control processing common on yummy treats working procedure, usually still used the manual control or the tradition black-white control semiautomatic installment, the former required a lot of work time-consuming, the efficiency is low, because the latter designed complex, had many relays, the wiring to be numerous and diverse, is vibrated easily the chassis the disturbance, but had the reliability badly, the breakdown many, questions and so on service difficulty, the programmable controller PLC control on yummy treats manipulator control system movement simple, the line design reasonable, had the strong antijamming ability, had guaranteed the system movement reliability, reduced the service rate, enhanced the working efficiency.The manipulator technology involves to mechanics, mechanics, the electrical hydraulic pressure technology, the automatic control technology, the sensor technology and the computer technology and so on, is an interdisciplinary comprehensive technology.The manipulator is one kind can automate the localization control and may program the multi-purpose machines which the foreword changes, it has many degrees of freedom, available transports the object to complete in each different environment works.In wage level low China, plastic product profession although still belonged to the labor force intensity, manipulators use already more and more popularized, these electronic and automobile industry European and American Multinational corporation was very early on is located in Chinas factory in them to introduce the automated production, but the present change was these distributes in industry crowded South China, East China coastal area Chinese Native place Plastic Processing factory also starts to the mechanical wristwatch to appear the more and more strong interest, because they had to face the worker rate of personnel loss to be high, as well as the halving belt came challenge.Along with our country industrial production leap development, the automaticity rapid enhancement, realization work piece loading and unloading, welding torch, spray gun, trigger tools and so on changes, the transportation or manages carries on work and so on processing, assembly automations, has brought to peoples attention increasingly, simultaneously also requests the feeder construction to be more nimble, the flexibility, adapts for delivers the different goods, this enables for the feeding manipulator in the automaton, to obtain the increasingly widespread application from the generatrix in.In the production may enhance the production using the manipulator the automated level and the labor productivity, may reduce the labor intensity, the guarantee product quality, the realization safety in production, the industry manipulator can replace the human in the industrial production to make certain monotonous, frequent and the redundant long time work, perhaps dangerous, under adverse circumstance work, for example in the ramming, the pressure casting, the heat treatment, the welding, the painting, plastic working procedures and so on in product forming, machine-finishing and simple assembly, as well as in departments and so on in atomic-energy industry, completes to the human body harmful material transporting or the craft operation, as well as aspects and so on light industry, transportation shipping industry obtain the more and more widespread application.工业机械手工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，工业机械手是工业机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性，机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景，随着工业 自动化的发展， 出现 了数控加工中心,它在减轻工人的劳 动强 度的同 时，大大提高了劳动生产率，但数控加工中常见的上下料工序，通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置，前者费时费工、效率低，后者因设计复杂，需较多继电 器,接线繁杂，易受 车 体振动干扰，而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题 ，可 编程序控制器 PLC 控制的上下料机械手控制系 统动作简便、 线路设计合理、具有较强的抗干扰能力，保证了系统运行的可靠性，降低了维修率，提高了工作效率。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等，是一门 跨学科综合技术。机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。在工资水平较低的中国，塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及，那些 电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产，但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及交带来的挑战。随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输 送或操持焊枪、喷枪、板手等工具 进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视，同时 也要求供料机构更加灵活、柔性化，以适 应供送不同的物品，这使得供送料机械手在自动机、自 动线上得到愈来愈广泛的应用。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳动强度、保 证产品质量、实现安全生产，工业机械手在工 业生产中能代替人做某些单调、 频繁和重复的长时间 作业，或是危 险、恶劣 环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、 热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作，以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。