Z1536-五自由度焊接机械手的设计 下载积分：60　资料编号： Z1536

作品包括:

Word版设计说明书1份，共49页，约16000字

CAD版本图纸，共25张

摘要：五自由度焊接机械手具有焊接质量稳定，改善工人劳动条件，提高劳动生产率等特点，广泛应用于各个行业。本文结合实际生产中的应用设计一种简易的五自由度焊接机械手，分析传动系统方案的选择，给出了机械手的总体结构和工作原理，使焊接机械手具有结构紧凑、精度高、制造成本低廉等优点。

关键词：机械手；步进电动机；五自由度;焊接

目录

1  绪论 1

1.1  前言 1

1.2　国内外机械手的研究现状 1

1.3  机械手的发展趋势 2

2  机械手总体设计方案 3

2.1  机械手的设计任务 3

2.2  机械手形式的选择 3

2.3  驱动方式的选择 3

2.4  机械手的主要运动方式和部件 3

2.5  机械手主要设计参数 4

3　手部的设计 5

3.1  焊枪的选择 5

3.2  焊枪安装方式 5

4　腕部的设计 6

4.1  基本要求 6

4.2  腕部的设计方案 6

4.3  同步带的设计 7

4.3.1  电动机输出功率的选择 7

4.3.2  同步带各参数的计算 7

4.4  直齿锥齿轮的设计及强度校核 9

        4.4.1  直齿锥齿轮传动几何参数和尺寸计算 9

4.4.2  齿根弯曲疲劳强度的校核 11

4.4.3  齿面接触疲劳强度校核 13

4.5  两个轴的直径估算 13

4.6  轴承的选择及校核 14

4.6.1轴承的选择 14

4.6.2轴承的校核 15

4.7  控制腕部回转的步进电动机的选型 15

4.7.1  步进电动机转轴上的总转动惯量 的计算 15

4.7.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩 的计算 17

4.7.3　步进电动机最大静转矩的选定 17

4.7.4　步进电动机的性能校核 18

4.7.5　同步带传递功率的校核 19

4.8　控制腕部摆动的步进电动机的选型 19

4.8.1　步进电动机转轴上的总转动惯量 的计算 19

        4.8.2　步进电动机转轴上等效负载转矩 的计算 20

4.8.3　最大静转矩的选定 20

4.8.4　步进电动机的性能校核 21

5　小臂的设计 22

5.1　设计方案 22

5.2　谐波齿轮减速器的选择 22

5.3　小臂质量的计算 23

5.4　小臂步进电动机的选择 23

5.4.1　步进电动机转轴上的总转动惯量 的计算 23

5.4.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩 的计算 24

5.4.3　步进电动机最大静转矩的选择 25

6　大臂的设计 26

6.1　设计方案 26

6.2　谐波齿轮减速器的选择 26

6.3　大臂质量的计算 26

6.4　大臂步进电动机的选型 27

6.4.1　步进电动机转轴上的总转动惯量 的计算 27

6.4.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩 的计算 27

6.4.3　步进电动机最大静转矩的选择 28

6.4.4　起动频率的校核 28

7　底座的设计 29

7.1  设计方案 29

7.2　谐波齿轮减速器的选择 29

7.3　齿轮的设计 30

7.3.1　选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 30

7.3.2　按齿面接触强度进行设计计算 30

7.3.3　按齿根弯曲强度进行设计 32

7.3.4　几何尺寸计算 33

7.4　阶梯轴的设计 33

7.4.1　设计要求 33

7.4.2　初步确定阶梯轴的最小直径 33

7.4.3　轴上零件的装配方案 34

7.4.4　根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 34

7.4.5　轴上零件的周向定位 35

7.4.6　轴上的载荷 35

7.4.7　按弯扭合成应力校核轴的强度 36

7.5　底座步进电动机的选型 37

7.5.1　步进电动机转轴上的总转动惯量 的计算 37

7.5.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩 的计算 39

7.5.3　最大静转矩的选择 39

7.5.4　步进电动机起动频率的校核 39

8　全文总结和展望 40

参考文献 41

致谢 42

附录 43

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