某機械臂的手腕關(guān)節(jié)設(shè)計計算過程案例 1 1 2 4 41.2.2腕部回轉(zhuǎn)齒輪傳動設(shè)計 51.1手腕擺動參數(shù)設(shè)計腕部自重及負載機構(gòu)總負載為15kg。則驅(qū)動回轉(zhuǎn)力F=mg=15×9.8=電機功率根據(jù)技術(shù)指標要求最大旋轉(zhuǎn)速度為163度/秒。所以旋轉(zhuǎn)一圈需要電機選擇機械伺服電機，伺服電機額定轉(zhuǎn)速nm=1500rpm。所以總的減速比伺服電機選擇60型，電機輸出扭矩T=2.8大于工作所需1.5N.m,所以滿足電機功率所以根據(jù)速比和扭矩要求選擇電機和減速器型號如下，伺服電機選擇60型，型號為60HBM00630CBM,電機功率0.2KW電機扭矩T=1.9N.m。分配速比取減速器速比i1=27.5,則齒輪速比i2=2。所以選擇精密行星減速機PF60-30型伺服減為了減少膠合危險，并且使兩齒輪使用時長接近，所以大齒輪材料為45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)處理。大齒輪與小齒輪硬度差為40HBS。1)選用直齒圓柱齒輪傳動。3)試選Kt=1.3。4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=31483N·mm。6)由文獻查得材料的Zg=189.8MPa2。7)查得小齒輪的qHlim1=600MPa;8)由下式計算：N?=60n?jLh=60×54.6×1×(2×8×300×10)=1.57×1N?=N?=0.79×10?10)計算。取大部分情況下穩(wěn)定，失效概率為1%,,低可靠度最小安全系數(shù)S=1,2.計算1)試算d1t,代入[oH]2。2)計算v。3)計算b。b=×dit=0.5×19.5mm=9.4)計算K。根據(jù)v=0.27m/s,齒輪裝置精度等級為7,查得Ky=1.1;查得KHα=KF。=1;查得調(diào)質(zhì)齒輪裝置精度等級為7、結(jié)構(gòu)布局為非對稱布置的情況下，KHβ=1.411。由b/h=9.83KH=1.411,查圖得KFβ=1.2;故K:K=KAKvKHKHβ=1×1.1×1×1.6)計算d?1,由式得：7)計算m。d?=Z?m=32×2.0mm=64mm;3.計算b1.2腕部回轉(zhuǎn)設(shè)計腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)負載為10kg。則驅(qū)動回轉(zhuǎn)力F=mg=10×9.8=98N轉(zhuǎn)動扭矩根據(jù)技術(shù)指標要求最大旋轉(zhuǎn)速度為300度/秒。所以旋轉(zhuǎn)一圈需要電機選擇機械手常用伺服電機，伺服電機額定轉(zhuǎn)速nm=1500rpm。所以總得伺服電機選擇60型電機功率電機選擇機械臂伺服電機，型號為60HBM00630CBM,伺服電機額定轉(zhuǎn)速電機和減速器型號如下，伺服電機選擇60型，電機功率0.2KW電機扭矩T=1.9N.m。分配速比取減速器速比i1=24,則齒輪速比i2=1.25。所以選擇減速機PF60-25型伺服減速機。1.2.2腕部回轉(zhuǎn)齒輪傳動設(shè)計齒輪傳動效率不大，速度一般，小齒輪材料為40Cr鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)處理。為了減少膠合危險，并且使兩齒輪使用時長接近，所以大齒輪材料為45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)處理。大齒輪與小齒輪硬度差為40HBS。1.2.2.2設(shè)計腕部回轉(zhuǎn)傳動齒輪由齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算公式進行計算，即1.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值。1)選用直齒圓柱齒輪傳動。4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=11460N·mm。6)由文獻查得Zg=189.8MPa?。8)由下式計算：N?=60n?jLh=60×120×1×(2×8×300×10)=3.46×1N?=N?=1.73×10?10)計算。取大部分情況下穩(wěn)定，失效概率為1%,低可靠度最小安全系數(shù)S=1,1)試算d1t,代入[oHl2。2)計算v。3)計算b。4)計算K。根據(jù)v=0.27m/s,齒輪裝置精度等級為7,查得Kv=1.1;查得調(diào)質(zhì)齒輪裝置精度等級為7、結(jié)構(gòu)布局非對稱布置的情況下，KHβ=1.411。由b/h=9.83,KHβ=1.411,查圖得KFβ=1.2;故K