1、目来源与分析随着现代科技的迅猛发展，机器人机械手技术已广泛应用于人类社会的各个领域。在制造业中诞生的工业机器人是继动力机计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智力的新代生产工具。应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之，也是新技术革命的个重要内容。机器人机械手的应用是个国家工业自动化水平的重要标志。我国机器人机械手的应用数量增长异常迅猛。专家预测，到年拥有量将达到台，到年，市场容量将达十几万台套。其中焊接机器人占据了整个工业机器人总量的以上。弧焊技术作为现代焊接技术的重要组成部分，其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域。近年来随着市场竞争的日趋激烈，提高焊接生产的生产率保证产品质量实现焊接生产的自动化智能化越来越得到焊接生产企业。

2、个关节都是回转关节，这种机器人般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂间形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂作回转运动和使大臂作俯仰摆动，小臂作俯仰摆动。其特点使工作空间范围大，动作灵活，通用性强能抓取靠进机座的物体。.平面关节型采用两个回转关节和个移动关节两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间的轨迹图形，它的纵截面为矩形的同转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体横截面的大小形状。在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配。对以上五种方案进行比较方案不能够完全实现本课题所要求的动作方案二体积大，灵活性差方案三结构复杂方案五无法实现本课题的动作。结合本课。

3、参照国内外已成功研制的机械手本体部分的设计，依照机械手的设计要求和准则，在此基础上进轴的设计校核.齿轮的设计选择材料压力角的选择齿数和模数的选择齿宽系数确定齿轮的传动精度齿轮的校核第四章关节型机器人大臂结构设计.电动机的选择.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比.轴的设计计算轴转速转矩和输入功率计算轴尺寸的确定轴的设计校核.齿轮的设计选择材料压力角的选择齿数和模数的选择齿宽系数确定齿轮的传动精度齿轮的校核第五章关节型机器人小臂结构设计.电动机的选择.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比.轴的设计计算轴转速转矩和输入功率计算轴尺寸的确定轴的设计校核.齿轮的设计选择材料压力角的选择齿数和模数的选择齿宽系数确定齿轮的传动精度齿轮的校核第六章总结与展望参考文献致谢附录第章引言.。

4、坐标型这种运动形式是通过个转动，两个移动，共三个自由度组成的运动系统，工作空间图形为圆柱型。它与直角坐标型比较，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大。.直角坐标型直角坐标型工业机器人，其运动部分由三个相互垂直的直线移动组成，其工作空间图形为长方体。它在各个轴向的移动距离，可在各坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高结构简单，但机体所占空间体积大灵活性较差。.球坐标型又称极坐标型，它由两个转动和个直线移动所组成，即个回转，个俯仰和个伸缩运动组成，其工作空间图形为个球形，它可以作上下俯仰运动并能够抓取地面上或较低位置的工件，具有结构紧凑工作空间范围大的特点，但结构复杂。.关节型关节型又称回转坐标型，这种机器人的手臂与人体上肢类似，其前三。

5、，从体积重量及要求的驱动功率这几项关键技术考虑，不失为个合适的选择方案。但是，其费用较高，其液压系统经常出现漏油现象。为避免本系统也出现同类问题，在可能的前提下，本,机器人,结构设计,毕业设计,全套,图纸毕业设计题目型机器人结构设计学生姓名学号学院机电工程系专业机械工程及自动化班级指导教师型机器人结构设计摘要本课题的提出来源于生产实践中。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,般工人已难以胜任这工作此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因而,此此题的提出就有十分重要的意义。此次设计主要研究设计关节型弧焊机械手的机械本体部分，即由腰部大臂和小臂组成的个关节的机械本体的结构设计。设计主要通过腰部的旋转和大小臂的俯仰来实现机械手的空间自由度的运动。在设计过程中主。

6、的重视。归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义稳定和提高焊接质量,保证其均性。焊接参数采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量稳定。产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。改善了工人的劳动条件。提高劳动生产率。正文是作者对研究工作的详细表述。.研究目的本课题型机器人结构设计来源于生产实践中。由于对许多构件的焊接精度和速度等提出越来越高的要求,般工人已难以胜任这工作此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因而,此课题的提出就有十分重要的意义。课题要求设计的机器人具有个自由度。

7、综合考虑决定采用方案四关节型机器人。此方案所占空间少，工作空间范围大，动作灵活，工艺操作精度高。额定负载目前,国内外使用的工业机器人中,其负载能力的范围很大,最小的额定负载在以下,最大可达。负载大小的确定主要是考虑沿机器人各运动方向作用于机械接口处的力和扭矩。其中应包括机器人末端执行器的重量抓取工件或作业对象的重量和在规定速度和加速度条件下，产生的惯性力矩。本课题的任务要求是保证手腕部能承受的最大载荷是。操作机的驱动系统设计关节型机器人本体驱动系统包括驱动器和传动机构，它们常和执行机构联成体，驱动臂杆和载荷完成指定的运动。通常的机器人驱动方式有以下四种.步进电机可直接实现数字控制，控制结构简单，控制性能好，而且成本低廉通常不需要反馈就能对位置和速度进行控制。但是由于采用开环。

8、抗弯强度螺旋角系数.抗弯强度重合螺旋角系数ε.寿命系数.齿根圆角敏感系数.齿根表面状况系数.尺寸系数.齿轮复合齿形系数.齿轮应力校正系数.齿轮复合齿形系数.齿轮应力校正系数.第五章关节型机器人小臂结构设计通过总体分析后,确定了机器人的结构。所设计的小臂关节部分采用二级齿轮减速传动。.电动机的选择设腰部，大臂和腕部水平展开时对于小臂关节的主轴的转动惯量为,根据平行轴定理可得绕小臂关节轴的转动惯量为，分别为,分别为重到第关节轴的距离，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。

9、制，没有误差校正能力，运动精度较差，负载和冲击震动过大时会造成“失步”现象。.直流伺服电机直流伺服电机具有良好的调速特性，较大的启动力矩，相对功率大及快速响应等特点，并且控制技术成熟。其安装维修方便，成本低。.交流伺服电机交流伺服电机结构简单，运行可靠，使用维修方便，与步进电机相比价格要贵些。随着可关断晶闸管，大功率晶闸管和场效应管等电力电子器件脉冲调宽技术和计算机控制技术的发展，使交流伺服电机在调速性能方面可以与直流电机媲美。采用位位三环位置速度电流全数字控制，增量式码盘的反馈可达到很高的精度。三倍过载输出扭矩可以实现很大的启动功率，提供很高的响应速度。.液压伺服马达液压伺服马达具有较大的功率体积比，运动比较平稳，定位精度较高，负载能力也比较大，能够抓住重负载而不产生滑动。

10、用值.接触强度用安全系数.弯曲强度用安全系数.接触强度计算应力.接触疲劳强度校核满足齿轮弯曲疲劳强度计算应力.齿轮弯曲疲劳强度计算应力.齿轮弯曲疲劳强度校核满足齿轮弯曲疲劳强度校核满足九强度校核相关系数齿形做特殊处理特殊处理齿面经表面硬化不硬化齿形般润滑油粘度有定量点馈不允许小齿轮齿面粗糙度载荷类型静强度齿根表面粗糙度.刀具基本轮廓尺寸圆周力.齿轮线速度.使用系数.动载系数.齿向载荷分布系数.综合变形对载荷分布的影响.安装精度对载荷分布的影响.齿间载荷分布系数.节点区域系数.材料的弹性系数.接触强度重合度系数ε.接触强度螺旋角系数.重合螺旋角系数ε.接触疲劳寿命系数.润滑油膜影响系数.工作硬化系数.接触强度尺寸系数.齿向载荷分布系数.齿间载荷分布系数.抗弯强度重合度系数ε.。

11、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三相异步电动机表三相异步电动机技术数据电动机型号额定功率转速电流功率因素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.••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••。

12、关节回转大臂关节俯仰小臂关节俯仰。其工作指标为腕部最大负载，腰部旋转范围在之间，大臂和小臂的轴向平行度公差.齿轮齿厚上偏差.齿轮齿厚下偏差.齿轮齿距累积公差.齿轮齿圈径向跳动公差.齿轮公法线长度变动公差.齿轮齿距极限偏差.齿轮齿形公差.齿轮齿切向综合公差.齿轮齿径向综合公差.齿轮齿向公差.齿轮切向综合公差.齿轮径向综合公差.齿轮基节极限偏差.齿轮螺旋线波度公差.齿轮轴向齿距极限偏差.齿轮齿向公差.齿轮方向轴向平行度公差.齿轮方向轴向平行度公差.齿轮齿厚上偏差.齿轮齿厚下偏差.中心距极限偏差.八强度校核数据齿轮接触强度极限应力.齿轮抗弯疲劳基本值.齿轮接触疲劳强度许用值.齿轮弯曲疲劳强度许用值.齿轮接触强度极限应力.齿轮抗弯疲劳基本值.齿轮接触疲劳强度许用值.齿轮弯曲疲劳强度。

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