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（独家原创）冲床上料机械手设计（全套CAD图纸完整版）

的等效转动惯量最小，各级传动比也是按照“先小后大”的次序分配，以使其结构紧凑。具体而言对要求运动平稳，起停频繁和动态性能好的伺服系统，按最小等效转动惯量和总转角误差最小的原则来处理。对于变负载的传动齿轮系统的各级传动比最好采用不可约的比数，避免同期啮合以降低噪音和振动。对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系统，按总转角误差最小原则对于增速传动，由于增速时容易破坏传动齿轮系工作的平稳性，应在开始几级就增速，并且要求每级增速比最好大于，以有利于增加轮系的刚度，减小传动误差。对以比较大传动比传动的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮系结合为混合轮系。对于相当大大传动比并且要求传动精度与传动效率高，传动平稳以及体积小重量轻时。可选用新型的谐波齿轮传动。．谐波齿轮传动谐波齿轮传动具有结构简单体积小重量轻，传动比大几十到几百，传动精度高回程误差小噪音低传动平稳，承载能力强效率高等系列优点。故在工业机器人系统中得到广泛的应用。谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似，它是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力与运动的，故谐波齿轮传动与般的齿轮传动具有本质上的差别。．螺旋传动螺旋传动及丝杠螺母，它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。螺旋传动有传递能量为主的，如螺旋压力机千斤顶等有以传递运动为主的，如机床工作台的进给丝杠。丝杠螺母传动分为普通丝杠滑动摩擦和滚珠丝杠滚动摩擦，前者结构简单加工方便制造成本低，具有自锁能力但是摩擦阻力矩大传动效率低。后者虽然结构复杂制造成本高，但是其最大的优点是摩擦阻力矩小传动效率高，其运动平稳性好，灵活度高。通过预紧，能消除间隙提高传动刚度进给精度和重复定位精度高。使用寿命长而且同步性好，使用可靠润滑简单，因此滚珠丝杠在机器人中应用很多。由于滚珠丝杠传动返行程不能自锁因此在用于垂直方向传动时，须附加自锁机构或制动装置。在选用滚珠丝杠要考虑以下几项指标滚珠丝杠的精度等级滚珠丝杠的传动间隙允许值和预加载荷的期望值载荷条件静动载荷以及载荷允许值滚珠丝杠的工作寿命滚珠丝杠的临界转速滚珠丝杠的刚度减小滚珠丝杠空回行程的方法，多是采用双螺母结构，使螺母与丝杠之间有定的预加载荷。这样可以消除传动间隙，提高传动精度与刚度。但是预加载荷会使滚珠丝杠寿命下降，所以，预加载荷不应超过工作载荷的。．同步带传动同步带传动是综合了普通带传动和链轮链条传动优点的种新型传动，它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿，通过带齿与轮齿作啮合传动。为保证带和带轮作无滑动的同步传动，齿形带采用了承载后无弹性变形的高强力材料，无弹性滑动，以保证节距不变。同步带具有传动比准确传动效率高可达节能效果好能吸振噪声低不需要润滑传动平稳，能高速传动可达传动比可达，结构紧凑维护方便等优点，故在机器人中使用很多。其主要缺点是安装精度要求高中心距要求严格，同时具有定的蠕变性。同步带带轮齿形有梯形齿形和圆弧齿形。．钢带传动钢带传动的特点是钢带与带轮间接触面积大，是无间隙传动摩擦阻力大，无滑动，结构简单紧凑运行可靠噪声低，驱动力矩大寿命长，钢带无蠕变传动效率高。．链传动在机器人中链传动多用于腕传动上，为了减轻机器人末端的重量，般都将腕关节驱动电机安装在小臂后端或大臂关节处。由于电机距离被传动的腕关节较远，故采用精密套筒滚子链来传动。．钢丝绳轮传动钢丝绳轮传动具有结构简单传动刚度大结构柔软，成本较低等优点。其缺点是带轮较大安装面积大加速度不宜太高。具体到本设计，因为选用了螺栓调节来调节机械手的水平手臂和垂直手臂，故不需要中间传动机构，这既简化了结构，同时又提高了精度。而机械手腰部的回转运动采用气动驱动，必须采用传动机构来减速和增大扭矩。经分析比较，选择圆柱齿轮传动，为了保证比较高的精度，尽量减小因齿轮传动造成的误差同时大大增大扭矩，同时较大的降低电机转速，以使机械手的运动平稳，动态性能好。这里只采用级齿轮传动，采用大的传动比大于，齿轮采用高强度高硬度的材料，高精度加工制造。.机械手手臂的结构设计机器人手臂的作用，是在定的载荷和定的速度下，实现在机器人所要求的工作空间内的运动。在进行机器人手臂设计时，要遵循下述原则应尽可能使机器人手臂各关节轴相互平行相互垂直的轴应尽可能相交于点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。机器人手臂的结构尺寸应满足机器人工作空间的要求。工作空间的形状和大小与机器人手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。但机器人手臂末端工作空间并没有考虑机器人手腕的空间姿态要求，如果对机器人手腕的姿态提出具体的要求，则其手臂末端可实现的空间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。为了提高机器人的运动速度与控制精度，应在保证机器人手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上材料上设法减轻手臂的重量。力求选用高强度的轻质材料，通常选用高强度铝合金制造机器人手臂。目前，在国外，也在研究用碳纤维复合材料制造机器人手臂。碳纤维复合材料抗拉强度高，抗振性好，比重小其比重相当于钢的，相当于铝合金的，但是，其价格昂贵，且在性能稳定性及制造复杂形状工件的工艺上尚存在问题，故还未能在生产实际中推广应用。目前比较有效的办法是用有限元法进行机器人手臂结构的优化设计。在保证所需强度与刚度的情况下，减轻机器人手臂的重量。机器人各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠便于调整的轴承间隙调整机构。机器人的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡，这对减小气缸负载和提高机器人手臂运动的响应速度是非常有利的