发布时间 : 星期一 文章机器人腕部结构设计说明书更新完毕开始阅读479096de6c85ec3a86c2c571
关节型机器人腕部结构及控制系统设计
齿根圆直径 df1 df1?d1?2hf?33.75mm df2?d2?2hf?158.75mm 基圆直径 db1 db1?d1cos??37.56mmdb2?d2cos??150.24mm p??m?3.14?2?6.28mm s??m/2?3.14mm e??m/2?3.14mm 齿距 p 齿厚 齿槽宽 中心距 s e a a?(d1?d2)/2?100mm c?c?m?0.25?2?0.5mm 顶隙 c
a. 设计准则
按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 b. 按齿面接触疲劳强度设计 齿面接触疲劳强度的设计表达式
2?ZHZE3d1t???[?]H??4KT1??0.85?(1?0.5?)2u （4－4）
RR?其中， ?d?0.8，u?5，
ZE?189.8MPa，ZH?1.8，
T1?9.55?106P0.2?9.55?106?9550N?mm n20013
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选择材料的接触疲劳极根应力为：
?H1lim?580MPa ?H2lim?560MPa
选择材料的接触疲劳极根应力为：
?F1lim?230MPa ?F2lim?210MPa
应力循环次数N由下式计算可得
N1?60n1at （4-5） ?60?2000?300?8?16
?4.23?109
N14.23?109??0.846?109 则 N2?u5接触疲劳寿命系数ZN1?1.1,
ZN2?1.02
弯曲疲劳寿命系数YN1?YN2?1
接触疲劳安全系数SHmin?1，弯曲疲劳安全系数SFmin?1.5,又YST?2.0，试选Kt?1.3。 求许用接触应力和许用弯曲应力：
??H1???H1limZN1?580?1.1?638MPaSHmin1??H2???HlimZN2?580?1.02?591.6MPaSHmin1??F1???F1limYSTSFminSFmin230?2YN1??1MPa?306.67MPa1.51.5
??F2???F2limYSTYN2?210?2?1MPa?280MPa14
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将有关值代入（4－4）得：
2?ZHZE3d1t???[?]H??4KT1??0.85?(1?0.5?)2uRR?24?1.3?9550?1.8?189.8??3?mm ?2?591.6?0.85?0.3(1?0.5?0.3)?2?43.3mm则 v1??d1tn160?1000???43.3?200060?1000?4.53m/s
z1v120?4.53?m/s?0.96m/s 100100动载荷系数Kv?1.0；使用系数KA?1；齿向载荷分布不均匀系数K??1.02；齿间载荷分配系数取Ka?1，则KH?KAKvK?Ka?1.01?1.0?1.02?1.0?1.03
修正d1?d1t3KH1.03?43.3?3?39.1mm Kt1.3m?d139.1?mm?1.95mm z120取标准模数m?2mm。 c.计算基本尺寸
d1?mz1?2?20?40mmd2?mz2?2?100?200mma?m
?z1?z2?2?40?200?120mm2d. 校核齿根弯曲疲劳强度
复合齿形系数YFS1?4.1，YFS2?3.8
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取 Y??0.7 校核两齿轮的弯曲强度
?F1?4KT1YFS1?R(1?0.5?R)z1m1?u2232 （4-6）
?4?1.03?9550?4.10.8(1?0.5?0.8)?20?22231?52MPa
?21MPa???F1?
?F2??F1?YFS23.8?21?MPa?19MPa???F2? YFS14.1所以齿轮完全达到要求。
表5－3齿轮的几何尺寸 · 分度圆直径 符号 公式 d d1?mz1?2?20?40mmd2?mz2?2?100?200mm 齿顶高 ha ha?ha?m?1?2?2mm 齿根高 hf da hf?(ha??c?)m?(1?0.2)?2?1.6mm da1?d1?2hacos??44mmda2?d2?2hacos??202mm 齿顶圆直径 齿根圆直径 df df1?d1?2hfcos??37mmdf2?d2?2hfcos??197mm tan?a?ha/R?0.01959 16
齿顶角 ?a