（毕业设计全套）工业机器人设计（打包下载）

驱动系统设计.轴承的设计轴承的选择轴承所受的载荷的大小方向性质，是选择轴承类型的主要依据。

由轴承的负荷的大小，类型的选择，因为主要的元件是个滚子轴承的线接触，应该被用来承受较大载荷，加载变形后也较小。

和主要为点接触球轴承为承受轻微或中度。

根据承载类型选择为纯轴向载荷的方向，般用在止推轴承。

较小的纯轴载荷可选用推力球轴承较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。

如果我们遇到纯径向力时，通常用于深沟球轴承，圆柱滚子轴承或滚针轴承。

当轴承的径向负荷和轴向负荷不会太大，可以选用深沟球轴承，角接触球轴承接触角小。

当轴向载荷较大时可选用角接触球轴承和圆锥滚子轴承。

在内径相同的条件下，直径越小，较小的滚动体，做外圈滚道面的滚动运动，离心力也较小，因此，更适合于在较高的转速下工作。

故在高速下时，可再并装个相同的轴承，或者考虑采用宽系列的轴承。

外径较大的轴承，宜用于低载的场合。

保持架的材料和结构对轴承的影响极大。

实体保持架比冲压保持架允许高些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速度。

如果运行速度略超过样本中指明的速度限制，您可以选择更高级别的公差轴承，或使用更大的轴承游隙，使用循环润滑，加强流通和些冷却等措施，以提高轴承的高速性能。

若工作转速超过极限转速较多，应选用告诉滚动轴承。

当角度误差是因为中心线与轴承的中心线不重合，因为轴向力，或由弯曲或倾斜，从而，两个内圈和外圈，将导致轴承的轴线的位置的偏转发生。

所以需要我们应该选着既能够能够承受较大轴向力和又能承受径向力的圆锥滚子轴承。

选择的圆锥滚子轴承尺寸尺寸尺寸轴承的计算已知载荷。

设手爪从个传送带转到另条传送带所需的时间为，则转速取预期计算寿命小时连续工作的机械，则基本额定动载.那么。

对滚子轴承则表轴承工作温度和温度系数关系轴承工作温度温度系数根据表取温度系数，则。

滚动轴承的当量载荷轴向载荷，.查机械设计知不论都有.载荷性质为无冲击或轻微冲击，则可取载荷系数.故实际的当量动载荷。

因为实际驱动力小于额定动载荷所以可以使用。

轴承的寿命校核轴承的寿命计算公式如下轴承的额定寿命当量动负荷，寿命指数，对滚子轴承，额定动负荷，.表示寿命系数，取滚子轴承，表示温度系数，取表示温度系数，取工作温度表示负载荷系数，取无冲击或轻微冲击所以符合要求。

.电机的基本情况和选择电机的选则与计算两种电动机是直流电动机和交流电动机。

这是按电源分类的。

在两个电机中交流电动机还有单相电动机和三相电动机。

如果要按电动机的结构或者说工作原理的话，那么我们把电机分为了两种味异步电机和同步电机。

同步电动机还可分为永磁同步电动机磁阻同步电动机和磁滞同电动机。

异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。

感应电动机又分为三相异步电动机单相异步电动机和罩极异步电动机。

单相串励电动机交直流两用电动机和推斥电动机这三个电机又是由交流换向器电动机分成。

直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。

电磁直流电动机又分为串励直流电动机并励直流电动机他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

按照电动机的启动和运行的方式则有容动式电动机电容盍式电动机分相是电动机以及电容启动运转式电动机。

按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。

驱动电机分为电机，家用电器，电动工具，用小型电机和其他通用机械设备包括各种小工具，小型的机械，医疗设备，电子设备等的电动马达。

分为电机控制步进电机和伺服电机。

步进电动机和伺服电动机等为控制用的电机。

根据转子的结构分类，可分为转子鼠笼式感应电动机旧标准称为鼠笼型异步电动机和绕线式异步电动机旧标准称为绕线式异步电动机的结构。

运行速度可分为高速电机，低速马达，恒定速度电机，变速电动机。

分为低齿轮减速电机电磁电机，齿轮减速电机，力矩电机和爪极同步电动机。

除了电机的转速恒定的速度可分为类，无级恒速电机变速电动机和电机无级调速电机，它也可以被分为电磁调速电动机，直流电动机，逆变器电机和开关磁阻电机。

腰座作回转运动时，其主要转矩是由轴承的摩擦力产生的。

查机械设计手册知推力轴承摩擦系数。

则摩擦力转矩考虑到加速力矩附加摩擦力矩等因素，取。

根据最大静转矩，先取型号为的步进电机。

表步进电机参数步进电机技术参数如下电机型号相数步距角电压电流最大静转矩分配方式质量外形尺寸外径长度轴径五相十拍.步进电机的结构图.图.步进电机的结构注意事项驱动电源的好坏对步进电动机所控制的那个系统的运行影响很大，在使用时应该要特别的加以注意，我们需要的是根据运行的要求，尽可能的去采用先进的驱动电源，来满足步进电机它的性能的运行。

如果电机所带负载转动惯量较大，那么应该用比较低频来启动，接下来再慢慢上升到工作频率，如汽车在停车时也应该工让电机降到适当的频率然后再停车。

在工作过程中，应当尽可能的去避免因为负载的突然变化而引起的误差。

如果在电机工作的过程中发生了失步的现象，那么，应该检查负载是否过大了，电源的电压是不是处于正常状态然后检查驱动电源的输出波形是不是正常但要注意在处理问题的过程中不应该随意的变换元件。

工作原理步进电机的种类有很多，通常可分为三种类型混合式步进电机，反应式步进电机和永磁式步进电机。

反应式步进电机可以将其简单的分为三种电机，反应式混合式和永磁式步进电机。

永磁式步进电机是使用永磁材料的步进电动机。

混合式步进电机是在变磁和永磁阻两个原理下作用下运行的。

步进电机的特点步进电机受数字脉冲信号的控制，输出角位移与输入脉冲数成正比。

步进电机的转速与输入的脉冲频率成正比。

步进电机的转向可以通过通电顺序来改变。

对于步进电机它可以保持在固定位置，即使在种情况下停止脉冲的输入，只仅仅需要使绕组继续通电。

.谐波减速器谐波减速器的简介谐波谐波齿轮传动减速器谐波传动是种较为新型的行星齿轮减速器是使用开发的原则。

它主要由谐波发生器，柔性和刚性齿轮三个基本部分组成，其中主要依靠灵活的部分产生的弹性机械波的发射功率谐波齿轮传动运动。

传动原理用薄臂滚动的轴承凸轮式波发生器为主要的元件，刚轮固定，柔轮为从动元件。

当波发生器安装车轮时柔轮柔性力为圆形变为椭圆形，其轴齿轮和齿轮啮合的两端附近发生完全啮合，刚性齿轮齿的短轴两端附近的齿完全脱开。

谐波产生时开始旋转，柔轮的变形开始依次进入啮合后退出然后在啮合状态。

实现波谐波减速器啮合齿轮啮合。

波发生器般是具有椭圆形状的凸轮机构，把这凸轮装入到薄壁的轴承内部，然后再将其起装入到柔轮机构内部。

在这个时间从原来的圆形变成椭圆形柔，柔轮的齿的两端与刚性的充分参与，即外齿柔轮圆内齿沿齿高度啮合的状态。

这个是啮合区域，般情况下大概有的齿处于啮合的状态柔轮齿在椭圆短轴两端与刚轮齿处于完全的脱开的状态，简称为脱开在波发生器的短轴的部分和长轴的部分之间的柔轮齿，在柔轮的周长所处于的不同的区域内，有的慢慢的退出了刚轮齿间，就处于半脱开的状态，称它为啮出。

这钢轮和柔轮两个元件，他们把啮合过程就像是两个像纯滚圈里，无论什么时候，都必须在弧长等分分度圆。

因为柔轮比刚轮少了两个齿距，所以柔轮在齿发生啮合的过程中，相对于刚轮来说必须转过两个齿距的角位移，这么个角位移就是减速器输出轴的转动，因此他实现了减速的目的。

谐波齿轮传动柔轮和刚性的齿距相同，但具有不相等的齿数，通常是由刚性轮和软齿数差等于波数，即型分别为柔轮和刚轮的齿数。

是固定的，当刚性轮驱动发电机的有功功率，柔轮谐波齿轮传动比的。

双波传动中柔轮齿数很多。

上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。

由此可看出，谐波减速器可获得很大的传动比。

特点高容量谐波传动，啮合齿与齿面接触，接触齿数重叠系数，所以单位面积的负荷，承载能力比其他的高传输形式。

传动比大单级谐波齿轮传动的传动比，可达。

体积小重量轻。

传动效率高寿命长。

传动平稳无冲击，无噪音，运动精度高。

由于在交变载荷下柔轮较大，所以疲劳强度，加工和热处理的要求更高的耐柔轮的材料，工艺复杂。

谐波减速器在六七十年代就开始在家里发展，已经有很多厂家专业生产，形成系列。

广泛应用于电子，航空航天，机器人等行业，由于其独特的优点，在化学工业中的应用也逐渐增加。

谐波减速器的设计采用外球面球轴承的机器人腰座支承结构。

有电动机驱动谐波减速器。

这种谐波减速器只有刚轮柔轮和谐波发生器三大件，而无单独的外壳这种结构有利于传动系统的小型化轻量化。

由柔轮输出低速的回转运动带动与之相固联的腰座回转壳体实现手臂的回转运动。

齿形皮带传动和位置传感器用来检测手臂腰座的角位移。

根据传动比结构尺寸额定输出力矩选用。

波发器输入。

柔轮固定刚论输出。

根据到腰部用座椅结构，系列的轴向尺寸水平谐波减速器。

额定输出力矩应满足。

.式中根据以上条件，选取。

意义如下单级卧式谐波传动减速器，杯型柔轮结构机型号，即柔轮公称内径为减速比三大件订货整机订货，三大件订货。

精度等级，最大空回小于分角最大传动误差小于分角结构简图如图图.谐波减速器简图.腰座的结构采用圆锥滚子轴承的机器人腰座支承结构。

由电动机直接驱动杯形柔轮谐波减速器。

这谐波减速机，有刚轮圆柔轮和谐波发生器三块，但没有单壳结构紧凑，重量轻，传输系统。

灵活的齿轮转速驱动的输出与固体腰座椅壳旋转臂运动与实施。

齿形皮带传动和位置传感器用来检测手臂腰座的角位移。

腰座得有足够大的安装基面，以保证机器人在工作时整体的稳定性。

腰围机器人轴承的结构和轴必须有足够的强度和刚度，以确保它的承载能力，因为在腰部，承担所有的负载和重量。

腰身是旋转关节机器人，有端部执行器的机器人，所以对运动精度影响最大的设计为腰部轴和传动链的刚性和精度，确保没有纰漏。

相应的驱动装置来确保腰部做回转运动，它包括驱动装置和减速装置。

驱动装置般是带有位置与速度传感装置。

腰部结构定要方便于安装和调整。

可靠的定位基准面使腰部和机器人手臂保证的组合，因此，它可以确保每个关节的相对位置的准确性。

机器人运动的部分的惯量需要减轻，机器人的控制精度需要提高，腰部的回转运动部分的壳体是比重比较小的铝合金制成，基座则是用铸铁或铸钢制成。

位置传感器的无刷直流电动机系统的部分，区别于有刷直流电动机主要的指标。

它的主要功能是检测运动中的物体的位置的磁极位置信号并将其转换成电信号，提供信号为正确的逻辑电路的切换，导通与截止以这种方式来控制它的电枢绕组电机中的电流根据转子位置的顺序换向，在气隙和步进的旋转磁场，驱动永久磁铁转子连续旋转。

步进电动机我们需要的是通过位置传感器来进行测量其转子的位置，电机的控制装置那么需要的是通过它的接受位置传感器传来的信号来让逆变器的换相和转子的同步来驱动电机的持续的运转。

省去传感器，通过定子绕组产生反感生电动势进行检测转子的位置，但是