关节型机器人腕部结构及控制系统设计
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?d139.1z?mm?1.95mm 120取标准模数m?2mm。 c.计算基本尺寸
d1?mz1?2?20?40mmd2?mz2?2?140?280mm
a?m?z1?z2??40?28022?160mmd. 校核齿根弯曲疲劳强度
复合齿形系数YFS1?4.1，YFS2?3.8
取 Y??0.7 校核两齿轮的弯曲强度
?KT1YFS1F1?4?R(1?0.5?R)2z231m1?u2 ?4?1.03?9550?4.10.8(1?0.5?0.8)2?202?231?52MPa
?21MPa???F1?
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4-6）
（关节型机器人腕部结构及控制系统设计
?F2??F1?YFS23.8?21?MPa?19MPa???F2? YFS14.1所以齿轮完全达到要求。 表5－7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?140?280mm 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??282mm 齿顶圆直径 齿根圆直径 df df1?d1?2hfcos??37mmdf2?d2?2hfcos??277mm tan?a?ha/R?0.01959 齿顶角 ?a 齿根角 ?f ? tan?f?hf/R?0.0235 sin??mz/2R?0.196 分度圆锥角 顶锥角 ?a ?a????a?10.3? 根锥角 ?f R b ?f????f?10? R?mz/2sin??102mm 锥距 齿宽 b?(0.2~0.35)R?20.4mm
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6轴的设计和校核
轴的结构决定于受力情况、轴上零件的布置和固定方式、轴承的类型和尺寸、轴的毛坯，制造和装配工艺、以及运输、安装等条件。轴的结构，应使轴受力合理，避免或减轻应力集中，有良好的工艺性，并使轴上零件定位可靠、装配方便。对于要求刚度大的轴，还应该从结构上考虑减少轴的变形。 6.1摆腕输入轴的设计
a:轴的材料为45号刚，调制处理。 （1）求输入功率，转速和转矩。 根据电机的基本参数可以知道p1=0.6kw
n1=2000r/min T1=9550000?0.6?2000?2860N/mm 2初步确定轴的最小直径。
取A0=112，于是得dmin=A03P0.6=112?3=10mm n2000根据联轴器的型号选轴的最小直径是12mm b: 各段轴径和长度的确定
初估轴径后，就可按照轴上零件的安装顺序从dmin处开始逐段确定轴径，上面计算的dmin是轴段1的直径d1=12mm，L1=10mm。
轴段2要起到过度作用，所以取d2=22mm,L2=33mm。 轴段3的d3=30mm,L3=5mm。
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轴段4要做成齿轮轴所以取d4=44mm,L4=42mm。 轴段5，d5=d3=30mm,L5=20mm。
轴段6考虑要安装轴承，内径要符合轴承安装条件，所以取d6=25mm,L6=16mm。
（2）轴的强度校核
轴在初步完成结构设计后，进行校核计算。计算准则是满足轴的强度或刚度要求。进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的方法，并恰当地选取其许用应力，对于用于传递转矩的轴应按扭转强度条件计算，对于只受弯矩的轴（心轴）应按弯曲强度条件计算，两者都具备的按疲劳强度条件进行精确校核等。
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