发布时间 : 星期日 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
齿全高 h h?ha?hf?2?2.5?4.5mm da1?d1?2ha?44mm da2?d2?2ha?164mm 齿顶圆直径 da1 df1 齿根圆直径 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 齿距 p 齿厚 齿槽宽 中心距 s e a e??m/2?3.14mm a?(d1?d2)/2?100mm c?c?m?0.25?2?0.5mm 顶隙 c 表5－4齿轮的几何尺寸
第二级传动使用圆柱齿轮传动，齿轮采用45号钢，调质处理后齿面硬度180~190HBS，齿轮精度等级为7极。取z1?20,则z2?4?20?80。经计算齿轮满足要求。
21
关节型机器人腕部结构及控制系统设计
表5－5齿轮的几何尺寸
名称 分度圆直径 符号 公式 d d1?mz1?2?20?40mmd2?mz2?2?80?160mm 齿顶高 ha ha?ha?m?1?2?2mm 齿根高 hf h hf?(ha??c?)m?(1?0.25)?2?2.5mm h?ha?hf?2?2.5?4.5mm da1?d1?2ha?44mm da2?d2?2ha?164mm 齿全高 齿顶圆直径 da1 df1 齿根圆直径 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 齿距 p 齿厚 齿槽宽 中心距 s e a e??m/2?3.14mm a?(d1?d2)/2?100mm c?c?m?0.25?2?0.5mm 顶隙 c
22
关节型机器人腕部结构及控制系统设计
5.3摆腕腕部分齿轮设计
第一极圆柱齿轮传动：齿轮采用45号钢，调质处理后齿面硬度180~190HBS，齿轮精度等级为7极。取z1?20,则z2?2?20?40。经计算齿轮满足要求。小齿轮作成齿轮轴。 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
齿面接触疲劳强度条件的设计表达式
2?ZHZEZ?3d1t???[?]H??2KT1u?1? （4－1） ??ud?其中， ?d?0.8，u?2，
Z??0.90，ZE?189.8MPa，ZH?1.8，
P=mgV=10*10*3=300w/s n=150r/s
T1?9.55?106P0.3?9.55?106?12100N?mm n150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由下列公式计算可得
N1?60n1at （4-2）
23
关节型机器人腕部结构及控制系统设计
?60?2000?300?8?16
?4.23?109
N14.23?109??2.16?109 则 N2?u2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???F1limYSTYN1?230?2?1MPa?306.67MPaSFmin1.5
??F2???F2limYSTYN2?210?2?1MPa?280MPaSFmin1.5将有关值代入（4－1）得：
?ZHZEZ?d1t?3?????H2??2KtT1u?1???ud?22?1.8?189.8?0.9?2?1.3?121002?1?3??mm ?591.60.82???45.45mm则v1??d1tn160?1000???45.65?200060?1000?4.552m/s
z1v120?4.752?m/s?0.936m/s 100100
24