（定稿）黔西御庄农业产业园建设建议书（喜欢就下吧）

考虑到步进电机通过改变脉冲频率来调速。

能够快速启动制动，有较强的阻碍偏离稳定的抗力。

又由于这里的位置精度要求并不高，而步进电机在机器人无位置反馈的位置控制系统中得到了广泛的应用。

这里选定步进电机为驱动电机，考虑到在实际的选择中应考虑到定的裕度。

这里选用的是杭州日升生产的永磁感应子式步进电机型号步距角度电压相数电流静转矩空载运行频率转动惯量齿轮齿条传动的校核这里齿轮齿条的传动是按照结构联系上来设计的，故这里对齿轮进行弯曲强度校核接触强度校核。

其参数为齿轮直径，齿宽为，模数为，齿数为。

前面也对驱动力矩做出估计并给出转速，，。

这里参考机械设计里的带式输送机减速器的高级级齿轮传动设计进行校核。

由于这里的齿条可以理解为半径无穷大的圆柱齿轮，故不存在疲劳强度是否符合要求，对齿条的强度无需校核，这里只需校核齿轮的弯曲疲劳强度接触疲劳强度。

选定齿轮类型精度等级材料这里以直齿圆柱齿轮齿条传动。

该焊接机器人速度不高，故选用级精度。

由表选择齿轮材料为调质，硬度为，齿条材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。

按齿面接触强度校核按照公式进行校核确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据，级精度，由表查得动载系数由表查得使用系数直齿轮，调质，及。

查表的由表查的级精度小齿轮相对支承非对称布置时，将数据带入后得由，计方案选择功率估计电机选择校核。

第四章结论对该集装箱波纹板三自由度焊接机器人进行了方案设计，并对机构进行运动学逆解，证明该方案可行，能够满足集装箱波纹板焊接的要求，能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的致性，提高集装箱的生产质量。

完成了车体结构设计车体结构方案的比较与选择驱动电机功率的估计计算与选择齿轮齿条传动的接触疲劳强度与弯曲疲劳强度校核。

还有摆动关节驱动电机的选择。

其它方面车轮与选用导轨的匹配设计，关节间的联接匹配设计。

这些都是直接在图纸上设计出来了。

查图得故载荷系数。

齿宽系数。

由表查得材料的弹性影响系数。

由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限。

由式计算应力循环次数。

由图查得接触疲劳系数。

计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数，由式得由于这里是齿轮齿条传动，故可认为传动比计算将上面计算的各项数据带入式得而这里设计该传动的齿轮半径，显然满足接触疲劳强度。

按齿根弯曲疲劳强度校核这里按照公式进行校核确定公式内各计算数值由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限由图查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式得计算载荷系数查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表可查的得计算而这里设计的是，显然满足弯曲疲劳强度，故校核结果符合要求。

结论综上，所设计的齿轮参数符合要求，校核完毕。

摆动关节电机选择考虑到摆动关节的实际情况，对电机的要求质量轻，体积小，频繁的正反转，换向性能好，较好的运动控制精度，功率为二十多瓦。

故这里选择直流伺服电机中的印刷绕组直流永磁式。

该类型直流伺服电机又称盘式电机，有特点快速响应性能好可以频繁的起动制动正反转工作转子无铁损，效率高换向性能好寿命长负载变化时转速变化率小，输出力矩平稳。

这里选择的型号是组合体系电机功率为行星轮减速箱传动比约为编码器。

本章小结这里主要是进行了车体结构设位移分析速度分析及加速度分析。

根据机器人各个关节变量的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的运动学分析正向运动学反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这过程称为运动学逆解。

从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。

在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点焊枪的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。

运动学分析数学基础其次变换变换齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量来表示前述三维空间的直角坐标的点，它们的关系为则，称为三维空间点的齐次坐标。

这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值，故，为三维空间点。

齐次变换对于任意齐次变换，可以将其分解为式表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，即坐标变换中的旋转量而式表示活动坐标系原点在参考系中的位置，即坐标变换中的平移量。

特殊情况有平移变换和旋转变换平移变换旋转变换，变换方程的建立机构运动原理图三自由度焊接机器人运动简图俯视图如图所示，机器人采用三个运动关节左右平移的焊接机器人本体，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效应器。

通过三个关节之间的协调运动，来保证末端效应器的姿态发生变化时，焊接速度保持不变，焊枪与焊缝间的夹角保持垂直关系，来做到直线段与波内斜边段焊缝成形的致。

运动学模型此处省略字图移动效率高点，精度要求并不是很高，。

故可从表可选择出方案作为该小车的设计结构方案。

小车驱动电机功率的确定电机功率的估计根据机器人的重量小车运行速度轮胎直径来确定驱动电机的功率。

假定小车在轨道上行走，不考虑小车行驶中的空气阻力，分析小车的受力情况，以便估计小车所需的驱动力矩。

此时，应把轮胎看成个弹性体来考虑。

前面也提到了，在这里，由于电机的驱动是通过齿轮齿条的啮合来驱动，故该小车的四轮都为从动轮。

这里先分析车轮的受力情况图车轮受力简图假设在运动过程中，轮子做纯滚动。

设小车运动时的加速度为，相应的车轮角加速度为。

根据可推得其中为小车速度，为车轮角速度，为车轮的半径。

图画出了该小车的车轮在运动过程中的受力简图，图中车轮上的载荷，车轮的质量，地面对车轮的法向反作用力，为车轮的切向反作用力，车轮轴的车的推键根部齿厚，加大齿根圆角半径，采用高齿，提高重合度，增多同时啮合的轮齿对数，提高轮齿柔度，采用优质材料等，都是提高轮齿弯曲强度的措施。

合理选择齿轮参数及变位系数，增大齿廓曲率半径，降低接触应力，提高齿面硬度等，可提高齿面的接触强度。

采用黏度大而高温而高压的润滑油，提高油膜强度，提高齿面硬度，选择适当的齿面表面处理和镀层等，是防止齿面胶合的措施。

齿轮的强度需经对轮齿应力的计算来检验齿轮弯曲强度校核直齿轮弯曲应力式中计算载荷，应力集中影响系数，因主被动齿轮在啮合点处的摩擦力方向不同，故对弯曲应力的影响也不同主动齿轮取，被动齿轮取齿轮齿数齿宽系数，对直齿轮取齿形系数见下页图齿轮弯曲应力当时，直尺的许用应力为齿轮模数。

斜齿轮弯曲应力式中计算载荷，应力集中系数，直齿轮取斜齿轮螺旋角齿轮齿数齿宽系数，对斜齿轮取齿形系数，按当量齿数由图查得轮齿弯曲应力对货车斜齿轮取斜齿轮法向模数。

直齿轮的弯曲应力为圆周力计算载荷取节圆直径应力集中系数，取摩擦力影响系数，主动齿轮取，从动轮取齿宽端面齿距，齿形系数斜齿轮的弯曲应力为圆周力计算载荷取应力集中系数，取重合度影响系数法向齿距，计算载荷取作用到变速器第轴上的最大扭矩时，对货车常啮合齿轮和高档齿轮的许用应力在范围。

齿轮弯曲强度校核结果列表许用值动而无转速差，滚针仅仅承受径向载荷。

由于经常换档，每档连续工作时间不长，故极少有表面点蚀损坏，多由于间隙不当或者润滑不良而卡住或烧坏。

键的校核花键的主要实效形式是工作表面被压溃静联接或者工作面过度磨损动联接。

在变速器二轴上的花键都是静联接，主要是校核挤压应力。

其中齿侧面工作挤压应力，传递扭矩按照发动机最大扭矩计算键的工作长度键的工作高度键的平均直径不均匀系数花键齿数因为本变速器中的两个同步器结构尺寸完全相同，由于所受转矩较大，因而只要对同步器与轴联结的花键进行校核。

对于同步器，其中许用应力为，同步器的挤压应力远小于许用应力，故其都含合格。

第章工艺性与经济性分析工艺性与经济性特点本变速箱为五档变速器，有五个前进档，个倒档。

在工艺上采取了以下几个特点变速箱壳体为对分式，操纵机构布置在壳体侧面，使变速箱高度降低，使其刚度增大，重心降低，便于车辆变型。

变速箱结构紧凑，空间尺寸小。

各档齿轮的模数和螺旋角尽量相同，减少刀具的数量，便于加工。

同步器尺寸参数相同，这样既减少了加工设备，又可以广泛的通用，减少零件数量。

变速箱中间轴支撑在两个圆锥滚子轴承上，其直径小，容量大，对中性好，承载能力高，轴承寿命长。

采用远距离操纵机构这意味着在换档的瞬间输出端转速保持不变，而输入端靠摩擦作用达到与输出端同步。

输入端惯性质量的运动方程通过积分等些数学公式代换，最后可以得到其中同步时间发动机转速，当低档换入高档取，其它时候取摩擦面所受的轴向力同步器摩擦轮机交流伺服电机等。

考虑到步进电机通过改变脉冲频率来调速。

能够快速启动制动，有较强的阻碍偏离稳定的抗力。

又由于这里的位置精度要求并不高，而步进电机在机器人无位置反馈的位置控制系统中得到了广泛的应用。

这里选定步进电机为驱动电机，考虑到在实际的选择中应考虑到定的裕度。

这里选用的是杭州日升生产的永磁感应子式步进电机型号步距角度电压相数电流静转矩空载运行频率转动惯量齿轮齿条传动的校核这里齿轮齿条的传动是按照结构联系上来设计的，故这里对齿轮进行弯曲强度校核接触强度校核。

其参数为齿轮直径，齿宽为，模数为，齿数为。

前面也对驱动力矩做出估计并给出转速，，。

这里参考机械设计里的带式输送机减速器的高级级齿轮传动设计进行校核。

由于这里的齿条可以理解为半径无穷大的圆柱齿轮，故不存在疲劳强度是否符合要求，对齿条的强度无需校核，这里只需校核齿轮的弯曲疲劳强度接触疲劳强度。

选定齿轮类型精度等级材料这里以直齿圆柱齿轮齿条传动。

该焊接机器人速度不高，故选用级精度。

由表选择齿轮材料为调质，硬度为，齿条材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。

按齿面接触强度校核按照公式进行校核确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据，级精度，由表查得动载系数由表查得使用系数直齿轮，调质，及。

查表的由表查的级精度小齿轮相对支承非对称布置时，将数据带入后得由，计方案选择功率估计电机选择校核。

第四章结论对该集装箱波纹板三自由度焊接机器人进行了方案设计，并对机构进行运动学逆解，证明该方案可行，能够满足集装箱波纹板焊接的要求，能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的致性，提高集装箱的生产质量。

完成了车体结构设计车体结构方案的比较与选择驱动电机功率的估计计算与选择齿轮齿条传动的接触疲劳强度与弯曲疲劳强度校核。

还有摆动关节驱动电机的选择。

其它方面车轮与选用导轨的匹配设计，关节间的联接匹配设计。

这些都是直接在图纸上设计出来了。

查图得故载荷系数。

齿宽系数。

由表查得材料的弹性影响系数。

由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限。

由式计算应力循环次数。

由图查得接触疲劳系数。

计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数，由式得由于这里是齿轮齿条传动，故可认为传动比计算将上面计算的各项数据带入式得而这里设计该传动的齿轮半径，显然满足接触疲劳强度。

按齿根弯曲疲劳强度校核这里按照公式进行校核确定公式内各计算数值由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限由图查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式得计算载荷系数查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表可查的得计算而这里设计的是，显然满足弯曲疲劳强度，故校核结果符合要求。

结论综上，所设计的齿轮参数符合要求，校核完毕。

摆动关节电机选择考虑到摆动关节的实