機械設計機械手畢業(yè)論文

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　20世紀中葉之后，生產力已高度發(fā)展，已有了高度自動化的機械設備。但由于市場的激烈競爭，只有產品多樣化和不斷更新?lián)Q代，才能適應人們更高的現(xiàn)代需要。1961年美國Unimation公司推出第一部實用的工業(yè)機器人，由于它適應柔性自動化要求，因而得到了很快的發(fā)展。今天的機器人已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)生產上。機器人的廣泛應用，對人類社會的影

2、響決不亞于蒸汽機出現(xiàn)對人類的影響，它極大提高了勞動生產率，提高了產品質量，降低了成本，還極大的減輕了人的勞動強度，改善了勞動條件，所以世界上先進國家都在努力發(fā)展機器人技術。[1]</p><p>　　機器人是先進制造技術和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡等多個學科和領域，是多種高新技術發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學科發(fā)展密

3、切相關。一方面，機器人在制造業(yè)應用的范圍越來越廣闊，其標準化、模塊化、網(wǎng)絡化和智能化的程度也越來越高，功能越來越強，并向著成套技術和裝備的方向發(fā)展；另一方面，機器人向著非制造業(yè)應用發(fā)展以及微小型方向發(fā)展，并將服務于人類活動的各個領域。[2] 機械手在工業(yè)生產中的應用極為廣泛：（1）建造旋轉體零件（軸類、盤類、環(huán)類）自動線；（2）在實現(xiàn)單機自動化方面；（3）鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工方面。還有具有感知能力并能對感知的信息作出反應的

4、工業(yè)機械手稱為智能機械手，它是現(xiàn)代機器人的發(fā)展方向。利用機械手或類似機械設備節(jié)省人力和實現(xiàn)生產合理化的要求，機械手的應用必將飛躍發(fā)展。[3]智能機器人的開發(fā)是機器人應用的全新領域。[4] </p><p>　　工業(yè)機器人是一種提高制造業(yè)生產力的工具。它可以承擔那些對人類可能有危險的工作。最早的工業(yè)機器人就曾用來在核能發(fā)電廠中更換核燃料棒。工業(yè)機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

5、以從這種單調的工作中解脫出來。機器人還能拆除炸彈，為傷殘人服務，為我們的社會做各種各樣的工作。[5]</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　工業(yè)機器人誕生于20世紀60年代,在20世紀90年代得到迅速發(fā)展,是最先產業(yè)化的機器人技術。它是綜合了計算機

6、、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術,是當代研究十分活躍、應用日益廣泛的領域。它的出現(xiàn)是為了適應制造業(yè)規(guī)?；a,解決單調、重復的體力勞動和提高生產質量而代替人工作業(yè)。在我國,工業(yè)機器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了,已經(jīng)基本實現(xiàn)了試驗、引進到自主開發(fā)的轉變,促進了我國制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　機械手是在機械化、自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝

7、置。在現(xiàn)代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，機械人的研制和生產已成為高技術鄰域內，迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。</p><p>　　當代柔性自動化生產

8、的建立和廣泛應用，取決于作為科技進步的催化劑的機床制造、機器人技術、計算機技術、微電子技術、儀器制造等技術的加速發(fā)展。工業(yè)機器人是多品種的經(jīng)常更換產品的生產過程自動化的通用手段。在機械制造中，工業(yè)機器人既有效地用于柔性生產系統(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)機器人與傳統(tǒng)自動化手段不同之處，首先在于它在各種生產功能上的通用性和重新調整的柔性。在柔性生產系統(tǒng)中，工業(yè)機器人廣泛應用于數(shù)控機床、鍛壓機床、鑄造機械和倉儲設備

9、上，以完成傳送裝備和其它操作。工業(yè)機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器人技術綜合體—柔性生產系統(tǒng)基本結構模塊。 機器人是先進制造技術和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡等多個學科和領域，是多種高新技術發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學科發(fā)展密切相關。一方面，機器人在制造業(yè)應用的范圍越來越廣闊，其標準化、模塊化、網(wǎng)

10、絡化和智能化的程度也越來越高，功能越來越強，并向著成套技術和裝備的方向發(fā)展；另一方面，機器人向著非制造</p><p>　　本次設計是根據(jù)對工業(yè)三自由度機器人的總體結構及傳動系統(tǒng)的分析和探討，進行三自由度工業(yè)機器人的結構設計。關鍵在于三軸（臂）的傳動系統(tǒng)的設計以及整體的結構設計。</p><p>　　1.2 工業(yè)機器人的含義及技術概述</p><p>　　工業(yè)機器人

11、的定義為：一種能夠自動定位控制，可重復編程的，多功能的，多自由度的操作機。工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業(yè)機器人以來，機器人技術及其產品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動化工具。</p><p>　　機械手是一種能模擬人的手臂的部分動作，

12、按預定的程序軌跡極其它要求，實現(xiàn)抓取，搬運工件或操做工具的自動化裝置。在我國由于大多數(shù)工業(yè)機器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作，因而通常把工業(yè)機器人稱做操作機械手。</p><p>　　智能機器人是機器人的發(fā)展方向，它具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業(yè)機器人，能在較為復雜的環(huán)境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能，即成為智能型工業(yè)機器人。它

13、能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應環(huán)境，并自動完成更為復雜的工作。</p><p>　　1.3 工業(yè)機器人的組成</p><p>　　工業(yè)機器人一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(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)機器人即智能機器人還處于研究實驗階段。而應用于生產實際的多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的工業(yè)機器人。</p><

14、;p>　　圖1-1 機器人的一般組成</p><p>　　要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關節(jié)等部分組成的抓取和移動機構——執(zhí)行機構；像肌肉那樣使手臂運動的驅動－傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。</p><p>　　對于現(xiàn)代智能機器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。目前

15、研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。機器人的這些組成部分并不是各自獨立的，或者說并不是簡單的疊加在一起，從而構成一個機器人的。要實現(xiàn)機器人所期望實現(xiàn)的功能，機器人的各部分之間必然還存在著相互關聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關系如圖1-2 所示。</p><p>　　圖1-2 機器人各組成部分之間的關系</p><p>　　機器人的機械

16、系統(tǒng)主要由執(zhí)行機構和驅動－傳動系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構是機器人賴以完成工作任務的實體，通常由連桿和關節(jié)組成，由驅動－傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務。驅動－傳動系統(tǒng)主要包括驅動機構和傳動系統(tǒng)。驅動機構提供機器人各關節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅動力轉換為滿足機器人各關節(jié)力矩和運動所要求的驅動力或力矩。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機(Manipulator)，相當于本文中的執(zhí)行

17、機構部分。</p><p>　　1.4 工業(yè)機器人的發(fā)展及國內外發(fā)展趨勢 </p><p>　　一、工業(yè)機器人的發(fā)展歷程</p><p>　　早在1954 年美國喬治·德沃爾首次設計出第一臺電子程序可編的工業(yè)機器人，并于 1961 年發(fā)表了該項專利。1962年美國通用汽車公司投入使用，標志著第一代機器人誕生。 從此機器人開始成為人類生活中的現(xiàn)實。 之后日本

18、使工業(yè)機器人得到迅速的發(fā)展。目前，日本已成為世界上工業(yè)機器人產量和擁有量最多的國家。 80 年代，世界上生產技術的高度自動化和集成化，使工業(yè)機器人得以進一步發(fā)展，并在這個時代起著十分重要的作用。 第一代機器人，一般指工業(yè)上大量使用的可編程機器人及遙控操作機。可編程機器人可根據(jù)操作人員所編程序完成一些簡單重復性作業(yè)。遙控操作機制每一步動作都要靠操作人員發(fā)出。1982年，美國通用汽車公司在裝配線上為機器人裝備了視覺系統(tǒng)，從而

19、宣告了第二代機器人—感知機器人的問世。這代機器人，帶有外部傳感器，可進行離線編程。能在傳感系統(tǒng)支持下，具有不同程度感知環(huán)境并自行修正程序的功能。第三代機器人為自治機器人，正在各國研制和發(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)劃動作即按任務編程。</p><p>　　我國機器人研究工作起步較晚，從“七五”開始國家投入資金，對工業(yè)機器及其零部件進行攻關，完成了示教

20、再現(xiàn)式工業(yè)機器人成套技術的開發(fā)和研制。1986 年國家高技術研究發(fā)展計劃開始實施，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，經(jīng)過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機器人。 我國工業(yè)機器人起步于70年代初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。</p><p>　　70年代是世界科技發(fā)展的一個里程碑：人類登上了月球，實現(xiàn)了金星、

21、火星的軟著陸。我國也發(fā)射了人造衛(wèi)星。世界上工業(yè)機器人應用掀起一個高潮，尤其在日本發(fā)展更為迅猛，它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業(yè)機器人。</p><p>　　進入80年代后，在高技術浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我國機器人技術的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持?！捌呶濉逼陂g，國家投入資金，對工業(yè)機器人及其零部件進行攻關，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機器人成套技術的開發(fā)，研制

22、出了噴涂、點焊、弧焊和搬運機器人。1986年國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）開始實施，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，經(jīng)過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機器人。</p><p>　　從90年代初期起，中國的國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本轉變時期，掀起了新一輪的經(jīng)濟體制改革和技術進步熱潮，我國的工業(yè)機器人又在實踐中邁進一大步，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等

23、各種用途的工業(yè)機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產業(yè)化基地，為我國機器人產業(yè)的騰飛奠定了基礎。</p><p>　　中國工業(yè)機器人經(jīng)過“七五”攻關計劃、“九五”攻關計劃和863計劃的支持已經(jīng)取得了較大進展,工業(yè)機器人市場也已經(jīng)成熟,應用上已經(jīng)遍及各行各業(yè)。</p><p>　　雖然中國的工業(yè)機器人產業(yè)在不斷的進步中，但和國際同行相比，差距依舊明顯。從市場占有率來說，更無法

24、相提并論。工業(yè)機器人很多核心技術，目前我們尚未掌握，這是影響我國機器人產業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。</p><p>　　我國未來工業(yè)機器人技術發(fā)展的重點有:第一,危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二,醫(yī)用機器人:主要有腦外科手術輔助機器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機器人:主要有移動機器人,網(wǎng)絡遙控操作機器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。<

25、;/p><p>　　二、工業(yè)機器人在工業(yè)、生產中的應用 工業(yè)機器人在工業(yè)生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業(yè)，或是危險惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工、金屬制品業(yè)和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。在日、美、西歐等一些工業(yè)發(fā)達的國家中，工業(yè)機器人得到越來越廣泛的應用。</p><p&

26、gt;　　三、 工業(yè)機器人在其他領域中的應用 隨著科技的發(fā)展，機器人功能和性能的不斷改善和提高，機器人的應用領域日益在擴大，其應用范圍已不限于工業(yè)，還用于農業(yè)、林業(yè)、交通運輸業(yè)、原子能工業(yè)、醫(yī)療、福利事業(yè)、海洋和深空探測等事業(yè)中。</p><p>　　四、工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢 機器人是先進制造技術和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感

27、器、通訊與網(wǎng)絡等多個學科和領域，是多種高新技術發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學科發(fā)展密切相關。當今工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢主要有： （一） 工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降。 （二）機械結構向模塊化可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；有關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人。 （三）工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 PC機的開放型控制器方

28、向發(fā)展，便于標準化，網(wǎng)絡化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結構，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 （四） 機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在產品化系統(tǒng)中已有成熟應用。 （五）機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實</p><p&

29、gt;　　五、我國工業(yè)機器人發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與前景</p><p>　　自從20世紀60年代人類制造了第一臺工業(yè)機器人以來，機器人就顯示出了極強的生命力。經(jīng)過40年的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家，機器人已經(jīng)廣泛應用于汽車工業(yè)、機械加工行業(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)等諸多領域中。</p><p>　　盡管如此，我國工業(yè)機器人產業(yè)化卻存在著巨大的問題。除了眾多歷史原因造成

30、制造業(yè)水平低下的原因外，更多的是對工業(yè)機器人產業(yè)的認識和定位上存在著不同觀點。 </p><p>　　首先，我國基礎零部件制造能力差。雖然我國在相關零部件方面有了一定的基礎，但是無論從質量、產品系列全面，還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機和精密減速器方面的差距尤其明顯，因此造成關鍵零部件的進口，影響了我國機器人的價格競爭力。</p><p>　　第二，中國

31、的機器人還沒有形成自己的品牌。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機器人的開發(fā)，但是都沒有形成較大的規(guī)模，缺乏市場的品牌認知度，在機器人市場方面一直面臨國外機器人品牌的打壓。國外機器人作為成熟的產業(yè)采用整機降價，吸引國內企業(yè)購買，而在后續(xù)的維護備件費用很高的策略，逐步占領中國市場。</p><p>　　第三，國家認識不到位，在鼓勵工業(yè)機器人產品方面的政策少。工業(yè)機器人的制造及應用水平，代表了一個國家的制造業(yè)水平，我們必須從國

32、家高度認識發(fā)展中國工業(yè)機器人產業(yè)的重要性，這是我國從制造大國向制造強國轉變的重要手段和途徑。</p><p>　　第二章 工業(yè)機器人的設計</p><p>　　機器人應用領域廣泛，包括建筑、醫(yī)療、采礦、核能、農牧漁業(yè)、航空航天、水下作業(yè)、救火、環(huán)境衛(wèi)生、教育、娛樂、辦公、家用、軍用等方面，工業(yè)機器人在國內主要應用于危險、有毒、有害的工作環(huán)境以及產品質量要求高（超潔、同一性）的重復性作業(yè)場

33、合，如焊接、噴涂上下料、插件、防爆等。</p><p>　　2.1 機械手的設計方法</p><p>　　機械手是一種能模擬人的手臂的部分動作，按預定的程序軌跡極其它要求，實現(xiàn)抓取，搬運工件或操做工具的自動化裝置。在我國由于大多數(shù)工業(yè)機器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作，因而通常把工業(yè)機器人稱做操作機械手。</p><p>　　機械手的特點： （1） 對環(huán)境

34、的適應性強 能代替人從事危險，有害的工作。在長時間工作對人體有害的場所，機械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進行合理的設計，選擇適當?shù)牟牧虾徒Y構，機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，滅等危險環(huán)境中勝任工作。 （2） 機械手能持久，耐勞，可以把人從繁重單調的勞動中解放出來，并能擴大和延伸人的功能。 （3） 由于機械手的動作準確，因此可以穩(wěn)定和提高產品的質量，同時又可以避免人為的操作錯誤

35、。 （4） 機械手特點是通過用工業(yè)機械手的通用性，靈活性好，能很好的適應產品的不斷變化，以滿足柔性生產的需要。</p><p>　　2.1.1 機械手的選擇與分析</p><p>　　為實現(xiàn)機器人的末端執(zhí)行器在空間的位置而提供的3個自由度，可以有不同的運動組合，通常可以將其設計成圓柱坐標型、直角坐標型、球坐標型、關節(jié)型 、平面關節(jié)型五種形式。 直角坐標型 直角坐標型機器人，

36、其運動部分的三個相互垂直的直線組成，其工作空間為長方體，它在各個軸向的移動距離可在坐標軸上直接讀出，直觀性強，易于位置和姿態(tài)的編程計算，定位精度高，結構簡單，但機體所占空間大，靈活性較差。 根據(jù)本次設計的要求，三軸同時可以模擬操作員取出動作，并可以沿著規(guī)定路徑連續(xù)運動，因此選擇直角坐標型。</p><p>　　2.1.2 直角坐標機器人的設計方法</p><p>　　(一) 直角坐

37、標機器人概念：</p><p>　　工業(yè)應用中，能夠實現(xiàn)自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度建成空間直角關系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關于機器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標機器人作為機器人的一種，其含義也在不斷的完善中。</p><p>　　圖2-2 典型直角坐標機器人</p><p>　　

38、（二） 直角坐標機器人的特點：</p><p>　　1、自由度運動，每個運動自由度之間的空間夾角為直角；</p><p>　　2、自動控制的，可重復編程，所有的運動均按程序運行；</p><p>　　3、一般由控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、操作工具等組成。</p><p>　　4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。</p>

39、<p>　　5、高可靠性、高速度、高精度。</p><p>　　6、可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作，便于操作維修。</p><p>　?。ㄈ┲苯亲鴺藱C器人的應用：</p><p>　　因末端操作工具的不同，直角坐標機器人可以非常方便的用作各種自動化設備，完成如焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂

40、、目標跟隨、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)，對于穩(wěn)定提高產品質量，提高勞動生產率，改善勞動條件和產品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。</p><p>　　圖2-3直角坐標機器人的應用</p><p>　　隨著直角坐標機器人的應用越來越廣泛，直角坐標機器人的設計工作日益顯得重要。成功的設計一臺直角坐標機器人涉及到很多方面的工作，包括機械結構、動力驅動、伺服控制等等。

41、</p><p>　?。ㄋ模C器人設計特點： 1、機器人的設計是一個復雜的工作，工作量很大，涉及的知識面很多，往往需要多人完成?！　?、機器人設計是面向客戶的設計，不是閉門造車。設計者需要經(jīng)常和用戶在一起，不停分析用戶要求，尋求解決方案?！　?、機器人設計是面向加工的設計，再好的設計，如果工廠不能加工出產品，設計也是失敗的，設計者需要掌握大量的加工工藝及加工手段?！　?、機器人設計是一個不斷完善的

42、過程。</p><p>　?。ㄎ澹C器人設計流程： 1、使用要求的分析：每一個機器人都是根據(jù)特定的要求的產生而設計的，設計的第一步就是要將使用要求分析清楚，確定設計時需要考慮的參數(shù)，包括： </p><p>　　機器人的定位精度，重復定位精度； 　　機器人的負載大小，負載特性；　　機器人運動的自由度數(shù)量，每自由度的運動行程；　　機器人的工作周期或運動速度，加減速特性；

43、　　機器人的運動軌跡，動作的關聯(lián)；　　機器人的工作環(huán)境、安裝方式；　　機器人的運行工作制、運行壽命；　　其他特殊要求；　　2、 機械模型初建：機器人從機械結構分大體可分為龍門結構、壁掛結構，垂掛結構，根據(jù)安裝空間的要求選擇不同的結構，每種結構的力學特性、運動特性都是不一樣的。后續(xù)的設計必須是基于一個確定的結構。</p><p>　　圖2-4機器人的基本結構圖</p><p>　　運

44、動性能計算：有關該性能的參數(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為運動行程　　t為定位運動時間　　F加速時的驅動力　　M運動物體質量和　　4、力學特性分析　　一個機器人是由許多定位單元組成的，每根定位系統(tǒng)都要分析。需要分析的項目如下：</p><p><b>　　圖2-5力學分析圖</b

45、></p><p>　　水平推力Fx 　　正壓力Fz　　側壓力Fy　　Mx、My、Mz　　5、機械強度校核：　　每個定位單元，每個梁都要進行校核，尤其雙端支撐梁和懸臂梁?！　?） 撓度變形計算</p><p><b>　　圖2-6撓度變形圖</b></p><p>　　F：負載（N）；　　L：定位單元長度（m

46、m）；　　E：材料彈性模量；　　I：材料截面慣性矩(mm4)；　　f：撓度形變（mm）　　注意：在計算撓度形變時，梁的自重產生的變形不能忽視，梁的自重按均布載荷計算。　　以上公式計算的是靜態(tài)形變，實際應用中，因為機器人一直處于運動狀態(tài)，必須計算加速力產生的形變，形變直接影響機器人的運行精度?！　?）扭轉形變計算：　　當一根梁的一端固定，另一端施加一個繞軸扭矩后，將產生扭曲變形。實際應用中產生該形變的原因一般是負載偏心或有繞

47、軸加速旋轉的物體存在。</p><p>　　驅動元件選擇 　　常用的驅動系統(tǒng)有：交流/直流伺服電機驅動系統(tǒng)、步進電機驅動系統(tǒng)、直線伺服電機/直線步進電機驅動系統(tǒng)。　　每一個驅動系統(tǒng)都由電機和驅動器兩部分組成。驅動器的作用是將弱電信號放大，將其加載在驅動電機的強電上，驅動電機。電機則是將電信號轉化成精確的速度及角位移。</p><p>　　需要計算的項目如下：　　電機功率：　　

48、電機扭矩：　　電機轉速：　　減速機減速比　　電機慣量/負載慣量的匹配關系 圖2-7 扭轉力矩分析圖　　 7、機械結構設計　　在完成了前面六項工作后，一個直角坐標機器人定位系統(tǒng)的雛形就已經(jīng)在設計者的頭腦中形成了，接下來的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產。機器人的運動軌跡具有不確定性，靈活多變，往往在一個位置不存在位置干涉，但到下一個位置就干涉了。　　8、設備壽命校核　　機械

49、結構設計完成后，要對整臺設備進行壽命計算，核心元件的壽命到要計算，如機器人軌道的壽命，減速機的壽命，伺服電機的壽命等?！　C器人的運行壽命與運行速度、負載大小、結構形式、工作環(huán)境、工作制等有關?！　∪绻l(fā)現(xiàn)機器人的運行壽命太短，需要重新調整設計?！　∫陨蠟橐粋€機器人機械結構部分的設計方法，至于控制系統(tǒng)部分這里不加說明。</p><p>　　2.2 機械手的結構設計</p><p>　

50、　2.2.1 機器人的總體設計</p><p>　　(一) 主體結構設計</p><p>　　工業(yè)機器人主體結構設計的主要問題是選擇由連桿件和運動副組成的坐標形式。本次設計的三軸伺服驅動機器人的坐標形式是直角坐標式機器人，主要完成3軸可以同時模擬操作員取出動作，能連續(xù)運動并有C軸水平旋轉功能。</p><p><b>　?。ǘ﹤鲃臃绞?lt;/b>

51、</p><p>　　傳動方式選擇是指選擇驅動源及傳動裝置與關節(jié)部件的連接形式和驅動形式，主要包括：（1）直接連接傳動：驅動源或帶有機械傳動裝置直接與關節(jié)相連。（2）遠距離連接傳動：驅動源通過遠距離機械傳動后與關節(jié)相連。（3）間接驅動：驅動源經(jīng)一個速比遠大于1的機械裝置與關節(jié)相連。（4）直接傳動：驅動源不經(jīng)過中間環(huán)節(jié)或經(jīng)過一個速比等于1的機械傳動這樣的中間環(huán)節(jié)與關節(jié)相連。</p><p>

52、　?。ㄈ┠K化結構設計</p><p>　　模塊化機器人是有一些標準化、系列化的模塊件通過具有特殊功能的結合部用積木拼接的方式組成一個工業(yè)機器人系統(tǒng)。模塊化設計是指基本模塊設計和結合部設計。模塊化工業(yè)機器人主要的特點是：經(jīng)濟性、靈活性。</p><p><b>　?。ㄋ模┎牧系倪x擇</b></p><p>　　與一般機械設備相比，機器人結構的

53、動力特性是十分重要的，這是材料選擇的出發(fā)點。材料選擇的基本要求是：強度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料價格低。</p><p>　　2.2.2 機械手的傳動部件設計</p><p>　　傳動部件是驅動源和機器人各個關節(jié)連接的橋梁，是工業(yè)機器人的重要部件。機器人的運動速度、加速度（減速度）特性、運動平穩(wěn)性、精度、承載能力很大程度上是取決于傳動部件設計的合理性和優(yōu)劣。因此，關節(jié)傳動部件的設

54、計是工業(yè)機器人設計的關鍵之一。</p><p><b>　　1）移動關節(jié)導軌</b></p><p>　　工業(yè)機器人對移動導軌的要求</p><p>　　移動關節(jié)導軌的目的是在運動過程中保證位置精度和導向,對移動導軌有如下要求:</p><p>　　間隙小或者能消除間隙；</p><p>　　再垂

55、直于運動方向上的剛度高；</p><p>　　摩擦系數(shù)低并不隨速度變化;</p><p><b>　　高阻尼；</b></p><p>　　移動導軌和其輔助元件尺寸小、慣量低。</p><p>　　移動關節(jié)導軌主要分類：普通滑動導軌、液壓動壓滑動導軌、液壓靜壓滑動導軌、氣浮導軌和滾動導軌。</p><

56、p>　　上面介紹的導軌中，前兩種具有結果結構簡單、成本低的特點，但是必須有間隙以便潤滑，但是間隙的存在又將會引起坐標的變化和有效負載的變化，在低速時候容易產生爬行現(xiàn)象。第三種靜壓滑動導軌結構能產生預載荷，能完全消除間隙，具有高剛度、低摩擦、高阻尼等優(yōu)點，但是它需要單獨的液壓系統(tǒng)和回收潤滑油的機構。第四種氣浮導軌不需要回收潤滑油的機構，但是剛度和阻尼較低。第五種滾動導軌在工業(yè)機器人導軌種用的是最廣泛，具有很多的優(yōu)點 :1摩擦小,特別

57、是不隨速度變化;2尺寸小;3剛度高承載能力大;4精度和精度保持度高;5潤滑簡單;6容易制造成標準件;7易加預載，消除間隙，增加剛度等等。但是,滾動導軌用在機器人機械系統(tǒng)也存在著缺點:1阻尼低;2對臟物比較敏感.</p><p>　　2）傳動件的定位及消隙</p><p>　　傳動件的定位主要有：</p><p><b>　　電氣開關定位</b>

58、</p><p><b>　　機械擋塊定位</b></p><p><b>　　伺服定位系統(tǒng)定位</b></p><p>　　傳動件的消隙主要有：</p><p><b>　　消隙齒輪</b></p><p><b>　　柔性齒輪消隙</

59、b></p><p><b>　　對稱傳動消隙</b></p><p><b>　　偏心機構消隙</b></p><p><b>　　齒廓彈性覆層消隙</b></p><p>　　2.2.3 機械手的臂部設計</p><p>　　工業(yè)機器人臂部設計

60、的基本要求：</p><p>　　1、剛度高。為了防止臂部在運動過程中產生過大的變形，手臂的截面形狀要合理選擇。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剛度都比實心軸大得多，所以常用鋼管作臂桿及導向桿，用工字鋼和槽鋼作支撐板。</p><p>　　2、導向性好。為防止手臂在直線運動中，沿運動軸線發(fā)生相對轉動，或設置導向裝置，或設計方形，花鍵等形式的臂桿。</p>

61、<p>　　3、重量輕。為提高機器人的運動速度，要盡量減小臂部運動部分的重量，以減小整個手臂對回轉軸的轉動慣量。</p><p>　　4、運動平穩(wěn)定位精度高。</p><p>　　除了臂部設計上要求力求結構緊湊，重量輕外，同時要采用一定形式的緩沖措施。</p><p><b>　　常用的臂部結構有：</b></p>&

62、lt;p>　　1、手部直線運動機構；</p><p>　　機器人手臂的伸縮，橫向移動均屬于直線運動。實現(xiàn)手臂往復直線運動的機構形式比較多，常用的有活塞油（氣）缸，齒輪齒條機構，絲杠螺母機構以及連桿機構等。由于活塞（氣）缸的體積小，重量輕，因而在機器人結構中應用的比較多。</p><p>　　2、手臂回轉運動機構</p><p>　　實現(xiàn)機器人手臂回轉運動的機構

63、形式是多樣的，常用的有葉片式回轉缸，齒輪傳動機構，鏈輪傳動機構，活塞缸和連桿機構等。</p><p>　　2.3 SC900三軸伺服驅動機器人機構的特點</p><p>　　1、完美的重現(xiàn)性和定位精度。SC900三軸伺服驅動機器人機構采用先進的高精度的主要機構部件。三軸采用最先進的伺服馬達和最高等級低背隙減速機。</p><p>　　2、具有高剛性，高精度，防塵防

64、落物，經(jīng)濟耐用等特點，而且結構緊湊輕巧，運動響應快，速度高。可以提供多種組合方式，裝配和維護簡單，操作容易。</p><p>　　3、三軸運動采用最先進的伺服馬達和最高等級低背隙的減速機（展現(xiàn)出完美的重現(xiàn)性與定位精度）三軸運動的傳動皆采用高剛性的齒輪加齒排的機構。</p><p>　　第三章 工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)分析</p><p>　　3.1 工業(yè)機器人的運動系

65、統(tǒng)分析</p><p>　　3.1.1機器人的運動概述</p><p>　　工業(yè)機器人的運動，可從工業(yè)機器人的自由度，工作空間和機械結構類型等三方面來討論。</p><p>　　1、工業(yè)機器人的運動自由度</p><p>　　所謂機器人的運動自由度是指確定一個機器人操作位置時所需要的獨立運動參數(shù)的數(shù)目，它是表示機器人動作靈活程度的參數(shù)。<

66、;/p><p>　　本設計的工業(yè)機器人具有轉動副和移動副兩種運動副，具有Y軸手臂垂直伸降運動，C軸水平旋轉運動，X軸和Z軸往復運動三自由度。</p><p>　　2、機器人的工作空間和機械結構類型</p><p>　　工作空間 工作空間是指機器人正常運行時，手部參考點能在空間活動的最大范圍，是機器人的主要技術參數(shù)。本次設計所用的Apexrobot 技術參數(shù)及Apex

67、robot 機構圖如下：</p><p><b>　　（2）機械結構類型</b></p><p>　　直角坐標型機器人為本設計所采用方案，這種運動形式是自由度運動，每個運動之間都是直角關系，共三個自由度組成的運動系統(tǒng)，工作空間是垂直的。它是自動控制的，可以通過編程使各部分協(xié)調運動，這種機器人運動靈活，有高可靠性、高速度和高精度。同時它們還可以在惡劣環(huán)境下工作，可長期工

68、作，便于操作與維修。</p><p>　　3.2 工業(yè)機器人運動控制</p><p>　　3.1.2 機器人的驅動方式</p><p>　　機器人驅動分為液壓,氣動和電動三種形式.</p><p><b>　　1、液壓驅動</b></p><p>　　分類: 從運動形式來分分為直線驅動如直線運動液

69、壓缸和旋轉驅動如液壓馬達,擺動液壓缸. 從控制水平的高低來分分為開環(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,適合于大負載的情形. 液壓驅動的本質優(yōu)點在于它的安全性.</p><p><b>　　2、氣壓驅動:</b></p><p>　　分類:直線氣缸,擺動汽缸及旋轉氣動馬達.適用范圍: 適合于節(jié)拍快,負載小且精度要求不高的場合(因為

70、空氣具有可壓縮性). </p><p><b>　　3、電力驅動:</b></p><p>　　分類: 按照電機的工作原理不同分為步進電機,直流伺服電機,無刷電機等.按照控制水平的高低來分分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng).適用范圍:適合于中等負載,特別適合于動作復雜,運動軌跡嚴格的各類機器人.對驅動裝置的要求驅動裝置的質量盡可能要輕.單位質量的輸出功率要高,效率高.反應

71、速度要快.要求力質量比和力矩轉動慣量比要大. 動作平滑,不產生沖擊.控制靈活,位移偏差和速度偏差小.安全可靠. 操作維修方便等.</p><p>　　一般情況下機器人驅動系統(tǒng)的選擇是物料搬運用有限點位控制的程序控制機器人，重負載用液壓驅動，中等載荷可選用電動驅動系統(tǒng)，輕載荷可選用氣動驅動系統(tǒng)。沖壓機器人多用氣動驅動系統(tǒng)。 電動驅動 隨著低慣量、直流伺服電機及配套的伺服驅動器的廣泛采用，這種驅動系統(tǒng)被大量

72、選用 。</p><p>　　本次設計所采用的驅動方式有兩種。其中X軸和Y軸是使用電機來提供動力,電動機經(jīng)減速器帶動齒輪轉動，齒輪帶動齒條分配各軸直線移動；另外Z方向是通過直線氣缸直接驅動Z軸工作臺的運動。</p><p>　　SC900三軸伺服驅動機器人典型零件的設計</p><p>　　4.1 伺服電機的選擇</p><p>　　伺服電機

73、是在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機，是可以連續(xù)旋轉的電－機械轉換器。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確。</p><p>　　交流伺服電機是無刷電機，分為同步和異步電機，伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確。主要優(yōu)點有：</p><p>　　1、精度：實現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進電機失步的問題；</p><p>　　2、轉速：高速性能好，一

74、般額定轉速能達到2000～3000轉；</p><p>　　3、適應性：抗過載能力強，能承受三倍于額定轉矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用；</p><p>　　4、穩(wěn)定：低速運行平穩(wěn)，適用于有高速響應要求的場合；</p><p>　　5、及時性：電機加減速的動態(tài)相應時間短，一般在幾十毫秒之內；</p><p>　　6、舒

75、適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。 </p><p>　　伺服電機的應用領域很多。只要是要有動力源的，而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備。</p><p>　　根據(jù)以上所述的伺服電機的特點及應用場合，本次設計采用了交流伺服電機可以滿足設計要求。這種電機受工藝限制，

76、很難做到很大的功率，十幾Kw以上的同步伺服電機價格很貴，故多采用交流異步伺服電機。</p><p>　　本次所采用的是110ST-M型號的交流伺服電機，其外形及相關尺寸如下圖</p><p>　　所選的110ST-M4010型號的交流伺服電機的有關技術數(shù)據(jù)如表4-1</p><p><b>　　表 4-1</b></p><

77、p>　　1、一般伺服電機選擇考慮的問題（1）電機的最高轉速 　 電機選擇首先依據(jù)機械手快速行程速度。快速行程的電機轉速應嚴格控制在電機的額定轉速之內。 </p><p>　　式中，為電機的額定轉速（rpm）；n為快速行程時電機的轉速（rpm）；為直線運行速度（m/min）；u為系統(tǒng)傳動比，u=n電機/n絲杠；絲杠導程（mm）。（2）慣量匹配問題及計算負載慣量 為了保證足夠的角加速

78、度使系統(tǒng)反應靈敏和滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求, 負載慣量應限制在2.5倍電機慣量之內，即<2.5jm。 </p><p>　　式中， Jj為各轉動件的轉動慣量，kg.m2； wj為各轉動件角速度，rad/min； mj為各移動件的質量，kg； vj為各移動件的速度，m/min； w為伺服電機的角速度，rad/min。（3）空載加速轉矩　　空載加速轉矩發(fā)生在執(zhí)行部件從靜止以階躍指令加速到快速時。一般應限定在變

79、頻驅動系統(tǒng)最大輸出轉矩的80% 以內。 </p><p>　　式中, 為與電機匹配的變頻驅動系統(tǒng)的最大輸出轉矩（N.m）； 為空載時加速轉矩（N.m）； 為快速行程時轉換到電機軸上的載荷轉矩（N.m）； 為快速行程時加減速時間常數(shù)（ms）。（4）切削負載轉矩 在正常工作狀態(tài)下，切削負載轉矩Tms 不超過電機額定轉矩TMs 的80%。 </p><p>　　式中， 為最大切削

80、轉矩（N.m）；D為最大負載比。（5）連續(xù)過載時間 連續(xù)過載時間 應限制在電機規(guī)定過載時間 之內。</p><p>　　4.2 減速機的選擇</p><p>　　在選好電機后，為了增大扭矩和速比，一般在電機后接上減速機，這樣也能提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　可以假設電機與減速機是通過鍵連接來傳遞運動的，可以通過已經(jīng)選好的電機的型號、功率、轉矩和轉速

81、選擇合適的減速機。選擇Apexrobot中的AB系列的減速機，其中的AB142P0403500401系列減速機適合與之前所選的電機相匹配。其外形及相關尺寸如圖4-2：</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　4.3 齒輪齒條的選擇</p><p>　　如上所述，采用電機驅動，因為本次設計是直角坐標機器人機構設計，需要三

82、軸直線運動。故采用齒輪齒條傳動將電機的選擇運動轉變成齒條的直線運動。齒輪齒條傳動具有傳動比準確，傳動效率高的優(yōu)點，而且它們的結構緊湊，工作可靠，使用壽命也很長。齒輪齒條傳動時使用最普遍的一種傳動方式。</p><p>　　假設所選齒輪的參數(shù)如下：</p><p>　　標準直齒圓柱齒輪 模數(shù)m = 3.5 （m是決定齒輪尺寸的基本參數(shù)，已標準化） </p><

83、p><b>　　齒數(shù)Z = 42 </b></p><p>　　因為所選為標準齒輪，故壓力角 變位系數(shù) 齒頂高系數(shù) 齒頂隙系數(shù) 齒頂過渡圓角半徑0 齒根過渡圓角半徑1.14 有效齒輪42 精度0.01 有效齒起始角0。以下是齒輪的設計報告。</p><p>　　漸開線圓柱齒輪傳動設計報告</p><p><b>　　設計信息

84、</b></p><p>　　設計者 Name=hsy</p><p>　　設計單位 Comp=njit</p><p>　　設計日期 Date=2010-5-31</p><p>　　設計時間 Time=16:22:41</p><p><b>　　二、設計參數(shù)</b></p&

85、gt;<p>　　傳遞功率 P=7.50(kW)</p><p>　　傳遞轉矩 T=49.05(N·m)</p><p>　　齒輪1轉速 n1=1460(r/min)</p><p>　　齒輪2轉速 n2=500(r/min)</p><p>　　傳動比 i=2.92</p><p>　　原動機

86、載荷特性 SF=輕微振動</p><p>　　工作機載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)</p><p>　　預定壽命 H=10000(小時)</p><p><b>　　三、布置與結構</b></p><p>　　結構形式 ConS=開式</p><p>　　齒輪1布置形式 ConS1=對稱布置</p

87、><p>　　齒輪2布置形式 ConS2=對稱布置</p><p><b>　　四、材料及熱處理</b></p><p>　　齒面嚙合類型 GFace=軟齒面</p><p>　　熱處理質量級別 Q=ML</p><p>　　齒輪1材料及熱處理 Met1=34CrNi3Mo<調質><

88、/p><p>　　齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=269～341</p><p>　　齒輪1硬度 HBS1=305</p><p>　　齒輪1材料類別 MetN1=0</p><p>　　齒輪1極限應力類別 MetType1=5</p><p>　　齒輪2材料及熱處理 Met2=45<正火></p>

89、<p>　　齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=162～217</p><p>　　齒輪2硬度 HBS2=190</p><p>　　齒輪2材料類別 MetN2=0</p><p>　　齒輪2極限應力類別 MetType2=7</p><p><b>　　五、齒輪精度</b></p><p&

90、gt;　　齒輪1第Ⅰ組精度 JD11=7</p><p>　　齒輪1第Ⅱ組精度 JD12=7</p><p>　　齒輪1第Ⅲ組精度 JD13=7</p><p>　　齒輪1齒厚上偏差 JDU1=F</p><p>　　齒輪1齒厚下偏差 JDD1=L</p><p>　　齒輪2第Ⅰ組精度 JD21=7</p>

91、<p>　　齒輪2第Ⅱ組精度 JD22=7</p><p>　　齒輪2第Ⅲ組精度 JD23=7</p><p>　　齒輪2齒厚上偏差 JDU2=F</p><p>　　齒輪2齒厚下偏差 JDD2=L</p><p><b>　　六、齒輪基本參數(shù)</b></p><p>　　模數(shù)(法面

92、模數(shù)) Mn=3.5(2)(mm)</p><p>　　端面模數(shù) Mt=3.50000(mm)</p><p>　　螺旋角 β=0.000000(度)</p><p>　　基圓柱螺旋角 βb=0.0000000(度)</p><p>　　齒輪1齒數(shù) Z1=42</p><p>　　齒輪1變位系數(shù) X1=0.00<

93、/p><p>　　齒輪1齒寬 B1=40(mm)</p><p>　　齒輪1齒寬系數(shù) Φd1=0.272</p><p>　　齒輪2齒數(shù) Z2=123</p><p>　　齒輪2變位系數(shù) X2=0.00</p><p>　　齒輪2齒寬 B2=40(mm)</p><p>　　齒輪2齒寬系數(shù) Φd2=

94、0.093</p><p>　　總變位系數(shù) Xsum=0.000</p><p>　　標準中心距 A0=288.75000(mm)</p><p>　　實際中心距 A=288.75000(mm)</p><p>　　中心距變動系數(shù) yt=0.00000</p><p>　　齒高變動系數(shù) △yt=0.00000</

95、p><p>　　齒數(shù)比 U=2.92857</p><p>　　端面重合度 εα=1.79833</p><p>　　縱向重合度 εβ=0.00000</p><p>　　總重合度 ε=1.79833</p><p>　　齒輪1分度圓直徑 d1=147.00000(mm)</p><p>　　齒輪1

96、齒頂圓直徑 da1=154.00000(mm)</p><p>　　齒輪1齒根圓直徑 df1=138.25000(mm)</p><p>　　齒輪1基圓直徑 db1=138.13482(mm)</p><p>　　齒輪1齒頂高 ha1=3.50000(mm)</p><p>　　齒輪1齒根高 hf1=4.37500(mm)</p>

97、<p>　　齒輪1全齒高 h1=7.87500(mm)</p><p>　　齒輪1齒頂壓力角 αat1=26.236191(度)</p><p>　　齒輪2分度圓直徑 d2=430.50000(mm)</p><p>　　齒輪2齒頂圓直徑 da2=437.50000(mm)</p><p>　　齒輪2齒根圓直徑 df2=421.

98、75000(mm)</p><p>　　齒輪2基圓直徑 db2=404.53767(mm)</p><p>　　齒輪2齒頂高 ha2=3.50000(mm)</p><p>　　齒輪2齒根高 hf2=4.37500(mm)</p><p>　　齒輪2全齒高 h2=7.87500(mm)</p><p>　　齒輪2齒頂壓

99、力角 αat2=22.383229(度)</p><p>　　齒輪1分度圓弦齒厚 sh1=5.49651(mm)</p><p>　　齒輪1分度圓弦齒高 hh1=3.55140(mm)</p><p>　　齒輪1固定弦齒厚 sch1=4.85467(mm)</p><p>　　齒輪1固定弦齒高 hch1=2.61645(mm)</p&g

100、t;<p>　　齒輪1公法線跨齒數(shù) K1=5</p><p>　　齒輪1公法線長度 Wk1=48.55488(mm)</p><p>　　齒輪2分度圓弦齒厚 sh2=5.49764(mm)</p><p>　　齒輪2分度圓弦齒高 hh2=3.51755(mm)</p><p>　　齒輪2固定弦齒厚 sch2=4.85467(mm

101、)</p><p>　　齒輪2固定弦齒高 hch2=2.61645(mm)</p><p>　　齒輪2公法線跨齒數(shù) K2=14</p><p>　　齒輪2公法線長度 Wk2=145.51759(mm)</p><p>　　齒頂高系數(shù) ha*=1.00</p><p>　　頂隙系數(shù) c*=0.25</p>

102、<p>　　壓力角 α*=20(度)</p><p>　　端面齒頂高系數(shù) ha*t=1.00000</p><p>　　端面頂隙系數(shù) c*t=0.25000</p><p>　　端面壓力角 α*t=20.0000000(度)</p><p>　　端面嚙合角 αt'=20.0000001(度)</p><p

103、><b>　　七、檢查項目參數(shù)</b></p><p>　　齒輪1齒距累積公差 Fp1=0.06294</p><p>　　齒輪1齒圈徑向跳動公差 Fr1=0.04566</p><p>　　齒輪1公法線長度變動公差 Fw1=0.03419</p><p>　　齒輪1齒距極限偏差 fpt(±)1=0.01

104、708</p><p>　　齒輪1齒形公差 ff1=0.01334</p><p>　　齒輪1一齒切向綜合公差 fi'1=0.01825</p><p>　　齒輪1一齒徑向綜合公差 fi''1=0.02416</p><p>　　齒輪1齒向公差 Fβ1=0.01421</p><p>　　齒輪1

105、切向綜合公差 Fi'1=0.07628</p><p>　　齒輪1徑向綜合公差 Fi''1=0.06393</p><p>　　齒輪1基節(jié)極限偏差 fpb(±)1=0.01605</p><p>　　齒輪1螺旋線波度公差 ffβ1=0.01825</p><p>　　齒輪1軸向齒距極限偏差 Fpx(±

106、;)1=0.01421</p><p>　　齒輪1齒向公差 Fb1=0.01421</p><p>　　齒輪1x方向軸向平行度公差 fx1=0.01421</p><p>　　齒輪1y方向軸向平行度公差 fy1=0.00710</p><p>　　齒輪1齒厚上偏差 Eup1=-0.06831</p><p>　　齒輪1

107、齒厚下偏差 Edn1=-0.27325</p><p>　　齒輪2齒距累積公差 Fp2=0.10132</p><p>　　齒輪2齒圈徑向跳動公差 Fr2=0.06257</p><p>　　齒輪2公法線長度變動公差 Fw2=0.04471</p><p>　　齒輪2齒距極限偏差 fpt(±)2=0.01902</p>

108、<p>　　齒輪2齒形公差 ff2=0.01688</p><p>　　齒輪2一齒切向綜合公差 fi'2=0.02154</p><p>　　齒輪2一齒徑向綜合公差 fi''2=0.02686</p><p>　　齒輪2齒向公差 Fβ2=0.00630</p><p>　　齒輪2切向綜合公差 Fi'

109、2=0.11820</p><p>　　齒輪2徑向綜合公差 Fi''2=0.08759</p><p>　　齒輪2基節(jié)極限偏差 fpb(±)2=0.01787</p><p>　　齒輪2螺旋線波度公差 ffβ2=0.02154</p><p>　　齒輪2軸向齒距極限偏差 Fpx(±)2=0.00630<

110、;/p><p>　　齒輪2齒向公差 Fb2=0.00630</p><p>　　齒輪2x方向軸向平行度公差 fx2=0.00630</p><p>　　齒輪2y方向軸向平行度公差 fy2=0.00315</p><p>　　齒輪2齒厚上偏差 Eup2=-0.07607</p><p>　　齒輪2齒厚下偏差 Edn2=-0.

111、30429</p><p>　　中心距極限偏差 fa(±)=0.03868</p><p><b>　　八、強度校核數(shù)據(jù)</b></p><p>　　齒輪1接觸強度極限應力 σHlim1=594.4(MPa)</p><p>　　齒輪1抗彎疲勞基本值 σFE1=465.6(MPa)</p><

112、;p>　　齒輪1接觸疲勞強度許用值 [σH]1=0.0(MPa)</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度許用值 [σF]1=0.0(MPa)</p><p>　　齒輪2接觸強度極限應力 σHlim2=427.1(MPa)</p><p>　　齒輪2抗彎疲勞基本值 σFE2=311.1(MPa)</p><p>　　齒輪2接觸疲勞強度許用

113、值 [σH]2=0.0(MPa)</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度許用值 [σF]2=0.0(MPa)</p><p>　　接觸強度用安全系數(shù) SHmin=1.00</p><p>　　彎曲強度用安全系數(shù) SFmin=1.40</p><p>　　接觸強度計算應力 σH=0.0(MPa)</p><p>　　接觸