相给定的技术要求和参数进行结构设计与计算。最后，就是要确定腕部的回转力矩选用回转液压缸动静载荷以及选取各关键部位螺栓的强度计算。第章焊接机器人臂部结构的设计及计算机器人的手臂是机械手的主要握持部件以及输出动力的部件。其作用是支撑腕部和手部并且为手部和腕部提供动力的重要部件，当中包括了工件或工具，而且需要带动它们在空间中运动旋转和移动。本次毕业设计所设计的手臂运动包括了个运动伸缩回转以及升降。本章详细叙述手臂的伸缩运动手臂的回转以及升降运动装置安装在机身处，将会在下章纤细叙述。手臂部分运动的主要功能是要将手部运送到所能达到空间运动范围内任意点。例如如果改变手部的方位，就只要运用腕部的自由度就可以加以实现。所以，般来说手臂部分最少也应该具备个自由度以上才可以满足设计的基本要求，不仅要实现手臂伸缩左右回转还要实现升降运动。手臂的各个方向和位置姿态的运动需要使用驱动机构以及机器人的传动机构来加以实现。但是从臂部的受力情况以及载荷情况分析，手臂部分在工作中的受力情况既有来自承受腕部手部和工件的静动载荷，而且自身运动较多，所以承受的力多而且复杂。因而，在设计与研究臂部的结构灵活性工作范围工作性能以及受力都会直接影响到机械手的工作性能工作范围以及工作效率。焊接机器人臂部研究与设计的基本要求臂部设计是第个要求是要实现所要求的运动手臂伸缩回转和升降，因此就必须满足下几点要求第臂部应承载能力大力矩大刚度好自重轻对于机械手臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。以臂部为例，般结构上较多采用悬臂梁形式水平或垂直悬伸。显然伸缩臂杆的悬伸长度愈大，则刚度愈差。而且其刚度随着臂杆的伸缩不断变化。对机械手的运动性能位置精度和负荷能力影响很大。为提高刚度，除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外，尚应注意以下几方面根据受力情况，合理科学的选择截面形状和轮廓尺寸提高支撑刚度提升机构的强度以及合理选择支撑点的距离科学合理布置作用力的位置方向和大小注重机械结构的简化提高工件的精度和配合精度。二臂部运动速度要高，惯性要小机械手的其手臂的运动速度是机械手的最主要参数之，其速度直接的反映出了机械手的生产水平和效率。对于输出高速度运动的机械手，其最大移动速度是设计在最大回转角速度设计范围以内，本次别业设计采取的是平均移动速度，平均回转角速度。在保证能够达到速度和回转角速度定的情况下，适当的减小自身重量是减小惯性的最有效也是最直接的办法，因此，机械手臂部重量要尽可能的轻。下就是减少机构惯性量的具体个有效途径,未找到引用源。减少手臂运动件的重量，采用铝合金材料减少臂部运动件的轮廓尺寸减少回转半径，再安排机械手动作顺序时，先缩后回转或先回转后伸缩，尽可能在较小的前伸位置下进行回转动作在驱动系统中设缓冲装置。三手臂动作应该尽可能的灵巧为减少手臂机构运动之间的摩擦阻力，尽将滑动摩擦转换为滚动摩擦。对于工业上悬臂式的机械手，它的传动件导向件和定位件布置定要科学合理的分布，要使手臂运动尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩和偏心重力，特别要防止发生机构卡死和自锁现象。为此，设计是就必须计算使之达到不形成自锁的条件,未找到引用源四位置精度要求高般来说，直角和圆柱坐标式机械手位置精度要求较高关节式机械手的位置精度最难控制，故精度差在手臂上加设定位装置和检测结构，能较好地控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动啮合件间的间隙。总结除此之外，要求机械手的通用性要好，能适合多种作业的要求工艺性好，便于加工和安装用于热加工的机械手，还要考虑隔热冷却用于作业区粉尘大的机械手还要设置防尘装置等。以上要求是相互制约的，应该综合考虑这些问题，只有这样，才能设计出完美的性能良好的机械手。焊接机器人工业上典型手臂机构以及结构的选择手臂的典型运动机构常见的手臂伸缩机构有以下几种双导杆手臂伸缩机构手臂的典型运动形式有直线运动，如手臂的伸缩，升降和横向移动回转运动，如手臂的左右摆动，上下摆动符合运动，如直线运动和回转运动组合，两直线运动的双层液压缸空心结构双活塞杆液压缸结构活塞杆和齿轮齿条机构。手臂运动机构的选择通过以上，综合考虑，本次设计选择液压缸伸缩机构，使用液压驱动,水平伸缩液压缸选用伸缩式液压缸竖直伸缩液压缸选用双作用活塞缸。机器人手臂直线运动时的驱动力计算首先进行粗略的估算，或类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，再进行校核计算，修正设计。如此反复，绘出最终的结构图。作水平伸缩直线运动的液压缸的驱动力，应根据液压缸运动时所要克服的摩擦力和惯性力等几个方面的阻力进行确定。液压缸活塞的驱动力的计算公式可表示为η手臂摩擦力的分析与计算摩擦力的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力是不同的，要根据具体情况进行估算。图机械手臂部受力示意图计算如下总得总得摩摩摩总摩式中参与运动的零部件所受的总重力含工件手臂与运动的零部件的总重量的重心到导向支撑的前端的距离,参考上节的计算导向支撑的长度当量摩擦系数，其值与导向支撑的截面有关对于圆柱面摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时钢对青铜取钢对铸铁取选取,导向支撑设计为。将有关数据代入进行计算摩手臂惯性力的计算本设计要求手臂平动是假定在计算惯性力的时候,设置启动时间，启动速度总惯总惯密封装置的摩擦阻力不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用型密封，当液压缸工作压力小于。液压缸处密封的总摩擦阻力可以近似为摩。经过以上分析计算最后计算出液压缸的驱动力机器人液压缸正常工作时压力以及结构的确定经过上面的计算，确定了液压缸的驱动力，根据表选择液压缸的工作压力。确定液压缸的结构尺寸液压缸内径的计算，如图所示图双作用液压缸示意图当油进入无杆腔η当油进入有杆腔中环境下，运用对该机器人的正运动学逆运动学工作空间和轨迹规划等进行仿真机器人动学分析内容与方法机器人运动学包括正运动学正解逆运动学逆解雅可比矩阵工作空间和轨迹规划等。方法为描述邻杆退刀槽半精车左端外圆各段及倒角半精车车右端外圆各段及倒角车车螺纹铣粗铣花键铣铣键槽磨磨各轴段外圆。磨磨花键。清理去毛刺检验入库工序尺寸及其公差确定加工表面加工内容加工余量精度等级基本尺寸工序尺寸及公差粗车半精车精车磨削基准重合时工序尺寸确定基准不重合时工序尺寸确定宋体加黑小四设备及其工艺装备确定选择机床。选择夹具夹具有铣床专用夹具车床专用夹具卡盘，型块选择刀具在车床上加工的工序，均选用硬质合金车刀。铣花键用矩形齿花键滚刀，端面用直柄立铣刀。磨削外圆磨花键用。选择量具本零件属于中批量生产，般情况下尽量采用通用量具，根据零件表面的精度要求和形状特点，参考有关资料选择如下外圆表面的公差等级为级，在粗车半精车中使用读数值测量范围游标卡尺，在精车中因为批量较大，为提高测量效率，故采用专用卡规测量。切削用量及工时定额确定宋体加黑四号因表面粗糙度和尺寸有定的要求故分粗车，半精车，粗铣花键，磨花键，粗车选择切削深度单边总余量为，粗车工序中留下给半精车，给粗铣，给磨选择进给量考虑刀杆尺寸，工件直径及定的切削深度。从表移动，移动，转动，用型块接触限制移动转动移动转动，挡块限制的移动。定位元件确定由图可知本道工序工件的定位面是外圆，所以夹具上相应的定位元件选为型块和压板。定位误差分析计算工序基准为左端面，定位基准为外圆中心线，其联系尺寸为定位尺寸，引起工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上产生的最大变化量为，所以工件以中心孔定位，定位基准是中心孔所以即满足要求夹紧方案及元件确定工件在定位时为了保证定位的精度需要在外圆面上加个压板。夹具总装草图第三部分第号工序刀具设计说明书工序尺寸精度分析本工序的加工要求比较底，工序尺寸为，表面粗糙度为，加工精度为。刀具类型确定本工序为粗车，强度大，材料为钢，所以刀具选用焊接式外圆车刀刀具设计参数确定序号项目数据来源或公式计算采用值刀具类型来源于刀具课程设计指导书表焊接式度强力外圆车刀刀片材料硬质合金刀杆材料结构钢钢几何角度表κκε断削参数前刀面型式来源于刀具课程设计指导书表估计带倒棱曲面圆弧卷削槽前面过渡刃表直线过渡刃ξε刀片型号表ξ车刀外型结构尺寸表度外圆车刀刀槽型式表半封闭槽中选选择切削速度根据工件材料热处理正火及选定切削深度和进给量，从表中选确定机床主轴转速机床主轴转速的计算值为从表机床主轴箱表牌上查得实际的主轴转速取故实际的切削速度计算切削公时取切入长度，切出长度则切削工时，半精车择切削深度择进给速度根据工件材料及选定切削深度及进给量从表中选取定机床主轴转速从主轴箱表牌上查实际主轴转速取为算切削工时粗铣花键定铣削深度由于加工余量不大，故可次走刀完成，则确定每齿进给量计算切削速度根据表选刀具耐用度由表确定,,,,,选定机床主轴转速根据机床说明书选实际切削速度为计算基本工时，首先计算每分钟进给量根据机床说明书选基本工时机第二部分第号工序夹具设计说明书工序尺寸精度分析本工序加工键槽，保证轴肩与键槽右端的长度为，和外圆到键槽底部的距离及键宽相给定的技术要求和参数进行结构设计与计算。最后，就是要确定腕部的回转力矩选用回转液压缸动静载荷以及选取各关键部位螺栓的强度计算。第章焊接机器人臂部结构的设计及计算机器人的手臂是机械手的主要握持部件以及输出动力的部件。其作用是支撑腕部和手部并且为手部和腕部提供动力的重要部件，当中包括了工件或工具，而且需要带动它们在空间中运动旋转和移动。本次毕业设计所设计的手臂运动包括了个运动伸缩回转以及升降。本章详细叙述手臂的伸缩运动手臂的回转以及升降运动装置安装在机身处，将会在下章纤细叙述。手臂部分运动的主要功能是要将手部运送到所能达到空间运动范围内任意点。例如如果改变手部的方位，就只要运用腕部的自由度就可以加以实现。所以，般来说手臂部分最少也应该具备个自由度以上才可以满足设计的基本要求，不仅要实现手臂伸缩左右回转还要实现升降运动。手臂的各个方向和位置姿态的运动需要使用驱动机构以及机器人的传动机构来加以实现。但是从臂部的受力情况以及载荷情况分析，手臂部分在工作中的受力情况既有来自承受腕部手部和工件的静动载荷，而且自身运动较多，所以承受的力多而且复杂。因而，在设计与研究臂部的结构灵活性工作范围工作性能以及受力都会直接影响到机械手的工作性能工作范围以及工作效率。焊接机器人臂部研究与设计的基本要求臂部设计是第个要求是要实现所要求的运动手臂伸缩回转和升降，因此就必须满足下几点要求第臂部应承载能力大力矩大刚度好自重轻对于机械手臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。以臂部为例，般结构上较多采用悬臂梁形式水平或垂直悬伸。显然伸缩臂杆的悬伸长度愈大，则刚度愈差。而且其刚度随着臂杆的伸缩不断变化。对机械手的运动性能位置精度和负荷能力影响很大。为提高刚度，除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外，尚应注意以下几方面根据受力情况，合理科学的选择截面形状和轮廓尺寸提高支撑刚度提升机构的强度以及合理选择支撑点的距离科学合理布置作用力的位置方向和大小注重机械结构的简化提高工件的精度和配合精度。二臂部运动速度要高，惯性要小机械手的其手臂的运动速度是机械手的最主要参数之，其速度直接的反映出了机械手的生产水平和效率。对于输出高速度运动的机械手，其最大移动速度是设计在最大回转角速度设计范围以内，本次别业设计采取的是平均移动速度，平均回转角速度。在保证能够达到速度和回转角速度定的情况下，适当的减小自身重量是减小惯性的最有效也是最直接的办法，因此，机械手臂部重量要尽可能的轻。下就是减少机构惯性量的具体个有效途径,未找到引用源。减少手臂运动件的重量，采用铝合金材料减少臂部运动件的轮廓尺寸减少回转半径，再安排机械手动作顺序时，先缩后回转或先回转后伸缩，尽可能在较小的前伸位置下进行回转动作在驱动系统中设缓冲装置。三手臂动作应该尽可能的灵巧为减少手臂机构运动之间的摩擦阻力，尽将滑动摩擦转换为滚动摩擦。对于工业上悬臂式的机械手，它的传动件导向件和定位件布置定要科学合理的分布，要使手臂运动尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩