1、轴的疲劳强度安全系数校核查得抗拉强度，弯曲疲劳强度，剪切疲劳极限，等效系数，截面左侧查得查得绝对尺寸系数，轴经磨削加工，表面质量系数。则弯曲应力，应力幅平均应力切应力安全系数查许用安全系数，显然，则剖面安全。其它轴用相同方法计算，结果都满足要求。中间轴设计此轴传递扭矩,转速,传递功率为,则安装轴承部分轴径最小,由于整个轴上零件较复杂,在两轴承之间有车在轴上的齿轮,还有安装在轴上的小齿轮,以及轴套和轴承,所以可取大点,这里取,轴承部分,轴承选为单列角接触球轴承,轴承型号为滚动轴承,其余根据结构确定由于载荷不大,轴承选的较大,强度足够,这里不。
2、,从而减小金属的切削量,减少滑动速度,减少磨损,提高抗胶合能力。轴上齿轮齿数取,小齿轮齿数取,轴上轴齿轮齿数取,大齿轮齿数取,模数取。齿宽系数由强度公式可知,当载荷定时,增大齿宽可以减小齿轮直径,降低齿轮圆周速度。但增大齿宽,齿面上的载荷分布不均匀性也将增大。查表,中间轴上的齿轮与大齿轮啮合时取齿宽系数为悬臂上的齿轮与小齿轮啮合时取为。根据公式,计算结果圆整为的整数倍,作为大齿轮的齿宽,小齿轮齿宽取,以补偿加工装配误差。所以轴上齿轮与之啮合的小齿轮齿宽轴上的齿轮齿宽,与之啮合的大齿轮齿宽确定齿轮传动的精度根据规定,齿轮精度等级分为级,级最高,级最低,常用级。根据表选用级精度的齿轮。表第级啮合齿轮的几何尺寸名称符号公式分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶。
3、点其他五个关节都采用了锥齿轮与直齿轮的传动结构，充分利用了大臂和小臂的空间，结构紧凑。对机器人位姿问题进行了详细分析运用方法建立了杆件坐标系，完成了机器人的运动学分析，包括正运动学方程的推导和逆运动学解的求取。参考文献汪恺机械设计标准应用手册机械工业出版社成大先机械设计手册化学工业出版社徐灏机械设计手册北京机械工业出版社徐锦康机械设计机械工业出版社殷际英,何广平关节型机器人北京化学工业出版社周伯英工业机器人设计北京机械工业出版社陈秀宁,施高义机械设计课程设计浙江大学出版社王宗荣工程图学机械工业出版社费仁元,张慧慧机器人设计和分析北京工业大学出版社龚振邦机器人机械设计北京电子工业出版社吴相宪,王正为,黄玉堂实用机械设计手册中国矿业大学出版社庞启淮小功率电动机应用技术手册机械工业出版社马香峰工业机器人的操作机设计冶金工业出版社附录序号图名图。
4、详算。中间轴大体结构及尺寸如图所示。图中间轴结构图主轴的设计主轴是连接腰关节与大臂的结构，因结构体积比较大,为节省材料减轻重量,故需设计成空心轴,主要承受轴向拉力,取内径,外径,用圆锥滚子轴承支承,轴承型号为滚动轴承。主轴材料选用型号为的铸铝合金。确定齿轮的参数选择材料根据表,选择齿轮的材料为钢,经调质硬度可达。压力角的选择由机械原理知识可知,增大压力角,能使轮齿的齿厚和节点处的齿廓曲率半径增大,可提高齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。此处，压力角可取。齿数和模数的选择对软齿面的闭式齿轮传动,其承载能力主要取决于齿面接触疲劳强度。而齿面接触应力的大小与小齿轮的分度圆直径有关,即与齿数和模数的积有关。因此在满足弯曲疲劳强度的前提下,宜选择较小的模数和较多的齿数。这样除能增大重合度,改善传动的平稳性外,还因模数的减小而降低齿。
5、知，则可反向求出各关节变量，的值。为此，可用相应的逆变换矩阵左乘式两边，以将指定的关节变量分离出来，从而求解，具体步骤如下。求可用逆变换左乘式两边，得利用式，可以求出逆矩阵，从而可将上式改写为令矩阵方程式两端的元素对应相等，可得利用三角代换和得代入式中，得的解为式中第二项的正负号因子表明，有两个解。求在选定的个解之后，再令矩阵方程式两端的元素，和，分别对应相等，得两方程为式与式的平方和为式中已经消去,且式与式具有相同形式,因而可由三角代换求解出为式中的正负号对应的两种可能。
6、表示为而手部坐标系对基座坐标系的总变换关系即可以表示为对于个较复杂的连杆系统，采用所谓有向变换图方法有助于列出正确的齐次变换方程表达式。例如，设关节机器人基坐标系与绝对固定参考坐标系的相对关系由变换表示，机器人基坐标系与其端部的工具端坐标系的关系由变换表示，工具端坐标系对绝对固定参考坐标系的位姿可由总变换表示，则相应于该例的有向变换图如图所示，总变换与其他局部变换采取相反箭头形式。利用有向变换图可以直接写出个变换与其他变换之间的表达式关系。如欲求总变换，就将置于等号左边，在等号右边的其他变换为倒序连乘形式，即沿箭头反向环行，最先遇到的变换则最后相乘，反之亦然，而且凡与箭头方向相同者，均采取逆变换形式。因此总变换的齐次变换方程表达式为用同样的规则，不难给出变换齐次变换方程表达式为图广义有向变换图关节型机器人运动方程关节型机器。
7、式两端左乘逆变换,，即得,因式，，和均已解出，则逆变换,为,此外，方程式的右边,，也可由式给出。令式两边矩阵中的元素，和，分别对应相等，可得由此可得的封闭解求将改写为,令矩阵方程两边元素，和，分别对应相等，可得从而可以求出的封闭解综上所述，再考虑到等于，或不等于的两种情况，自由度关节型机器人对于同手部位姿可能存在种关节转角组合。至此，已求出了全部的关节变量，即求得位姿矩阵的逆解。可以看出，只有,,三式中有，和,故它们确定了手部坐标系原点的空间位置。,,三式中有，和,所以它们确定了手部坐标系的姿态方位。由此可以得出当关节机器人。
8、距离④两连杆法线长度与的夹角由方向绕轴逆时针转向方向为连杆夹角。类似地，也可以定义连杆出广义连杆的四个特征参数。使用坐标变换的方法可以从其中个坐标系转换出另个坐标系的位置和姿态。为此，按照下列顺序由两个旋转和两个平移来将连杆的坐标系转换到连杆的坐标系上。绕轴旋转角,使轴转到与轴同直线上沿轴平移距离把移到与同高度上沿轴平移距离，把连杆的坐标系原点移到上绕轴旋转角,使转到与同平面内。这种关系可由四个齐次变换矩阵来描述，此关系为,,式即关节型机器人的广义连杆变换齐次矩阵,利用适当数量的该矩阵乘积,就可以描述具有任意复杂程度的连杆坐标系统之间的变换。例如，连杆基座为连杆关节型机器人的末端即为连杆的坐标系手坐标系，它与连杆坐标系的变换关系可由。
9、解。求为求解，在矩阵方程式两边左乘逆变换，即有或上式等号右边的变换由式给出。令矩阵方程式两边的元素，和，分别对应相等，可得联立求解得和，即和表达式的分母相等，且为正，于是根据和解的四种可能组合，由式可以得到相应的四种可能值，于是可得到的四种可能解其中，求因为式的左边均为已知，令两边元素，和，分别对应相等，则只要≠，亦即≠或，便可求出来。将上二式两边同除以但当时，有，这时即与轴重合，与的转动效果相同，所以这时可任取，再算出相应的。求根据求出的，可进步解出，。
10、号纸张总体尺寸图腰关节装配图电机联接板基座轴承支承板基座底板中间轴小齿轮大齿轮主轴立柱时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的方法，并恰当地选取其许用应力，对于用于传递转矩的轴应按扭转强度条件计算，对于只受弯矩的轴心轴应按弯曲强度条件计算，两者都具备的按疲劳强度条件进行精确校核等。图轴的受力分析和弯扭矩图求作用在齿轮上的力画轴的受力简图见图计算轴的支承反力在水平面上在垂直面上画弯矩图见图在水平面上，剖面左侧剖面右侧在垂直面上合成弯矩，剖面左侧剖面右侧画转矩图见图判断危险截面截面左右的合成弯矩左侧相对右侧大些，扭矩为，则判断左侧为危险截面，只要左侧满足强度校核就行了。轴的弯扭合成强度校核许用弯曲应力截面左侧。
11、关节轴线交于点时，前后个关节具有不同的功用。前关节连同它的杆件，称作位置机构后关节连同它的杆件，称作姿态机构。结论我国机器人的研究和应用起步较晚，但是随着国内外机器人的快速发展社会需求的增大和技术的进步，焊接机器人得到了迅速的发展，多品种少批量生产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，是推动装焊接机器人发展的直接动力。关节型机器人在轻型较简单且要求机器人价格较低的焊接作业中大显了身手。本课题正是在这种背景下提出来的，这是项具有重要意义的课题。本文主要完成了如下工作进行了机器人总体设计及腰关节的详细设计关节型机器人应该具有外形简单传动原理简单等特点，为此机器人设计成具有六自由度的结构，由机身大臂小臂腕部组成。六个自由度均为旋转关节。关节型机器人六个关节均选直流电机驱动。第个关节采用二级齿轮传动，这种传动方式具有精度高定位安装方便等。
12、圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚齿槽宽表第二级啮合齿轮的几何尺寸齿轮的校核已选定齿轮采用钢，锻造毛坯，软齿面，齿轮渗碳淬火杆件与相邻杆件,以及与这两个杆件相连的关节,和来研究其几何关系。首先建立连杆和的参考坐标系,然后再确定两个坐标系之间的位置和姿态关系。图广义连杆变换的个特征参数如图所示,连杆的参考坐标系的原点位于关节和关节两轴的公共法线与关节的交点上,参考坐标系的轴就是关节的轴线,轴沿关节和关节两轴线的公共法线,方向由关节指向关节。类似地，也可以定义出参考坐标系和。接下来，定义广义连杆的个特征参数广义连杆两端关节转轴之间的公共法线距离为连杆的法线长度在垂直于的平面内两端关节轴线投影的夹角为连杆的扭角和两杆公共法线之间在轴上的相对位置差为连。
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六自由度焊接机器人的设计