机器人腕部结构设计说明书

关节型机器人腕部结构及控制系统设计

M2?(?T)216102?(0.6?2280)2?e??????

W889.5h. 轴的疲劳强度安全系数校核

σ查得抗拉强度

B=650Mpa，弯曲疲劳强度?1?300Mpa，剪切疲劳极限

?1?155Mpa，等效系数ψσ=0.2， ψτ=0.1

a—a截面左侧

2bl(d?t)2342?70?(40-3)W?0.2d-?0.2?44-?1369.9mm3

2d2?443ετ=0.92；轴经磨削加工，表查得Kσ=1，Kτ=1.8；查得绝对尺寸系数???0.95，

面质量系数β=1.0。则

弯曲应力 ?b?M1369.9??1.53MPa， W889.5应力幅 ?a??b?1.53Mpa

σm=0 平均应力

切应力 ?T?T2292??2.46Mpa WT818.4 ?a??m??T2?0.74Mpa

安全系数 S???K?1?3001?1.53?0.2?01.0?0.95?186.4

????a????m S???K?1?1551.8?0.74?0.1?0.741.0?0.9241

?99

???

?a????m关节型机器人腕部结构及控制系统设计

S?S?S?S??S?22?186.4?99186.4?9922?86.75

查许用安全系数[S]=1.3～1.5，显然S>[S]，则a—a剖面安全。

6.3提腕的输出轴的设计。 a:轴的材料为45号刚，调制处理。

（1）. 求输出轴上的功率P3，转速n3和转矩T3

取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）??????，则

P3?P???0.6?0.97?0.97?0.564KW

1i1?125 r/min 16 n3?n1?2000? T3?9550000P30.564?9550000??43089.6N?mm N3125

（2）初步确定轴的最小直径

取A0=112，于是得dmin=A030.564P3=112?3=18mm n3125输出轴的最小直径显然是安装轴承的直径d1=20mm,L1=16mm。 轴段2的直径d2根据齿轮的尺寸选择d2=39mm,L2=36mm。

轴段3由于轴段3要固定在箱体上而且要起到连接转腕部分的箱体，所以考虑下来选择d3=20mm,L3=65mm。

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（3）轴的强度校核

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a． 轴上的转矩T： 主轴上的传递的功率：

P3?P???0.6?0.97?0.97?0.564KW

1i1?125 r/min 16 n3?n1?2000?

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