（毕业设计图纸全套）SMART机器人结构设计（含说明书）

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机器人结构设计摘要满足设计的最小轴径三轴的结构造型如下轴各段直径长度长度直径轴的总长度轴的段数轴段的载荷信息直径距左端距离垂直面剪力垂直面弯矩水平面剪力水平面弯矩轴向扭矩••••••轴所受支撑的信息直径距左端距离四支反力计算距左端距离水平支反力垂直支反力.距左端距离水平支反力垂直支反力.五内力••六弯曲应力校核如下危险截面的坐标直径危险截面的弯矩•扭矩•截面的计算工作应力.许用疲劳应力处弯曲应力校核通过.齿轮的设计选择材料选择齿轮材料为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高,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,大齿轮齿数取.,轴上齿轮齿数，大齿轮齿数，模取。齿宽系数查表可知，取齿宽系.根据公式计算结果圆整为的整数倍,作为小齿轮的齿宽,大齿轮齿宽取以补偿加工装配误差。轴上小齿轮,与之啮合的大齿轴上大齿轮齿宽轴上齿轮齿宽，与之啮合的小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。本设计选用级精度的齿轮。表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圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚齿槽宽中心距顶隙表二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圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚齿槽宽中心距顶隙齿轮的校核设计信息设计者束瑜杰设计单位设计日期设计时间二设计参数传递功率.传递转矩.•齿轮转速.齿轮转速.传动比.原动机载荷特性轻微振动工作机载荷特性均匀平稳预定寿命小时三布置与结构结构形式开式齿轮布置形式悬臂布置齿轮布置形式对称布置四材料及热处理齿面啮合类型软齿面热处理质量级别齿轮材料及热处理调质齿轮硬度取值范围齿轮硬度齿轮材料类别齿轮极限应力类别齿轮材料及热处理调质齿轮硬度取值范围齿轮硬度齿轮材料类别齿轮极限应力类别五齿轮精度齿轮第Ⅰ组精度齿轮第Ⅱ组精度齿轮第Ⅲ组精度齿轮齿厚上偏差齿轮齿厚下偏差齿轮第Ⅰ组精度齿轮第Ⅱ组精度齿轮第Ⅲ组精度齿轮齿厚上偏差齿轮齿厚下偏差六齿轮基本参数模数法面模数端面模数.螺旋角.度基圆柱螺旋角.度齿轮齿数齿轮变位系数.齿轮齿宽.齿轮齿宽系数.齿轮齿数齿轮变位系数.齿轮齿宽.齿轮齿宽系数.总变位系数.标准中心距.实际中心距.中心距变动系数.齿高变动系数.齿数比.端面重合度ε.纵向重合度ε.总重合度ε.齿轮分度圆直径.齿轮齿顶圆直径.齿轮齿根圆直径.齿轮基圆直径.齿轮齿顶高.齿轮齿根高.齿轮全齿高.齿轮齿顶压力角.度齿轮分度圆直径.齿轮齿顶圆直径.齿轮齿根圆直径.齿轮基圆直径.机器人结构设计摘要关节型机器人腰部结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。所设计的腰关节部分采用二级齿轮减速传动。.电动机的选择设两臂和腕部水平展开时对于腰部关节的主轴的转动惯量为,根据平行轴定理可得绕腰部关节轴的转动惯量为，分别为,分别为重心到第关节轴的距离，其值分别为，在式中故可忽略不计。所以绕第关节轴的转动惯量为因为绕第关节的转动惯量是最大的，所以其他的转动惯量就不要计算了。设主轴速度为，则旋转开始时的转矩可表示如下式中旋转开始的转矩⋅角加速度使机械手主轴从到所需时间为则⋅若考虑绕机械手手臂的各部分重心轴的转动惯量及摩擦力矩，则旋转开始时的启动转矩可假定为⋅电动机的功率可按下式估算..式中电动机功率负载力矩⋅负载转速η传动装置的效率，初步估算取.系数为经验数据，取.⋅估算后就可选取电机，使其额定功率满足下式选择系列直流伺服马达表直流电动机伺服马达技术数据型号力矩转矩功率电压电流计算传动装置的总传动比和分配各级传动通过电机的主轴转速和腰部旋转的做大角速度可求得大概的总传动比.取带轮传动的传动比，二级圆柱齿轮减速器传动比，按展开式分布，由展开式曲线查得.，则。轴的设计计算轴转速转矩和输入功率计算.各轴转速轴.Ⅱ轴.Ⅲ轴.Ⅳ轴各轴输入功率Ⅰ轴⋅.Ⅱ轴⋅.Ⅲ轴.Ⅳ轴各轴输入扭矩Ⅰ轴.⋅Ⅱ轴.⋅Ⅲ轴.⋅Ⅳ轴.⋅轴尺寸的确定两实心轴的材料均选用号钢，查表知轴的许用扭剪应力，由许用应力确定的系数为第根轴设计及校核按扭转强度条件计算由材料力学可知，轴受扭矩时的强度条件为.输出轴的最小轴颈处取同理Ⅱ轴取最小轴颈为Ⅲ轴取最小轴颈为Ⅳ轴腰部主轴取最小轴颈为轴的设计校核轴的总体设计信息如下轴的编号轴的名称阶梯轴轴的转向方式双向旋转轴的工作情况无腐蚀条件轴的转速.功率.转矩•所设计的轴是实心轴材料牌号调质硬度抗拉强度屈服点弯曲疲劳极限扭转疲劳极限许用静应力许用疲劳应力二确定轴的最小直径如下所设计的轴是实心轴值为许用剪应力范围最小直径的理论计算值.满足设计的最小轴径三轴的结构造型如下轴各段直径长度长度直径轴的总长度轴的段数轴段的载荷信息直径距左端距离垂直面剪力垂直面弯矩水平面剪力水平面弯矩轴向扭矩••••••轴所受支撑的信息直径距左端距离四支反力计算距左端距离水平支反力垂直支反力.距左端距离水平支反力垂直支反力.五内力••六弯曲应力校核如下危险截面的坐标直径危险截面的弯矩•扭矩•截面的计算工作应力.许用疲劳应力处弯曲应力校核通过.齿轮的设计选择材料选择齿轮材料为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高,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,大齿轮齿数取.,