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查手册 高速轴选用深沟球轴承6209

腰部轴承选用环性交叉滚子轴承CRB12025 3.轴承的校核计算

两个6012型轴承转速1460r/min,径向载荷Fr1=672N Fr2=356N 轴向载荷Fa=0,工作时无冲击，温度低于100?C,预寿命10000h. 解：轴承1承受的负载较重，经验算轴承1的当量载荷为P=xFr+yFa 查机械设计手册6012形轴承Cr=31500N C0r=24200N 深沟球轴承 X0=0.6 Y0=0.5 P1= xFr1+yFa1=376N 轴承的寿命由公式计算得

16667/n(ftC/fpP)3=16667/1460(1x31500/1.2x376)3 寿命足够。

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第3章 焊接机器人大臂的设计

3.1 大臂的工作方式

手臂结构设计要求

1)手臂的结构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求。工作空间的形状和大小与手臂的长度、手臂关节的转角范围密切相关

2)根据手臂所受载荷和结构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料，如常采用空心的薄壁矩形框体或圆管以提高其抗弯刚度和扭转刚度，减轻自身的重量。空心结构内部可以方便地安置机器人的驱动系统。

3)尽量减小手臂重量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏重力矩，以减小驱动装置的负荷；减少运转的动载荷与冲击，提高手臂运动的响应速度。

4)要设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动的精确性和运动刚度，采用缓冲和限位装置提高定位精度。

焊接机器人的大臂采用电机、谐波减速器和关节轴线同轴的传动方式，结构简单，传动路线最短。

大臂上的谐波减速器采用的是柔轮不动，刚轮动的方式；谐波减速器的刚轮与机器人的大臂用螺栓相连，柔轮通过支撑法兰固定在臂座上，驱动电机的输出轴用键与驱动轴相连，轴与套筒用键连接，并一同转动。波发生器与套筒用法兰刚性连接，套筒通过键与固定 在支撑法兰盘上的电磁制动器相联。带内圈的从动刚轮与大臂壳体相固联。因此大臂壳体与刚轮一起在轴承上转动。这种伺服电机经谐波减速器减速后驱动的手臂关节结构紧凑，手臂的转角范围大。

电动机驱动的关节型机器人的大臂是用高强度铝合金材料制成的薄壁框形结构，其运动都是采用齿轮传动，传动刚性较大。

3.2 大臂电动机的选择

大臂电动机是驱动大臂做摆动，选用75BYG4501型号，如下表：

驱动相型号 步距角 数 /V /A /N·M /P·P·S /K·P·P·S /kg·cm2 相电（流） 静转距 空载启 动频率 空载运 行频率 转动 惯量 相电重量 感 /kg /mH 电压 16

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75BYG 4501 0.9/1.8 4 50 3 1.5 1200 ≥15 0.9 2.5 1.5 3.3 大臂上谐波齿轮传动的设计

（1）谐波减速器在机器人中的应用

由于谐波减速器装置具有传动比大、承载能力强、传动精度高、传动平稳、效率高，体积小，量轻等优点，已广泛用于工业机器人中。此次设计中分别在，大臂上用了一个谐波减速器。

目前工业机器人中常用的谐波减速器有三种型式。此次设计选用的是带杯形柔轮的谐波传动 如图4—18a所示，是由三个基本构件组成的，带凸缘的环型刚轮6，杯形柔轮1和由柔性轴承5、椭圆盘4构成的波发生器，它通过端面牙嵌式联轴器3与输出轴套2相连。这种没有单独外壳的由三大基本构件形成一个组合件的结构形式，使传动装置的结构更为简化和紧凑。

（2）谐波减速器工作原理

谐波齿轮传动的工作原理如图4—16所示，若刚轮G为固定件，波发生器／／为 主动件，柔轮R为从动件。当将波发生器装入柔轮内孔时．由于波发生器两滚子外侧之间的距离略大于柔轮内孔直径，使原为圆形的柔轮产生弹性变形成为椭圆，使其长轴两端的齿与刚轮齿完全啮合。同时，变形后柔轮短轴两端的齿则与刚轮齿完全脱开，其余各处的齿，则视回转方向不同分别处于“啮人”或“啮出”状态，当波发生器连续回转时，啮人区和啮出区将随着椭圆长短轴相位的变化而依次变化。于是柔轮就相对于不动的刚轮沿与波发生器转向相反的方向作低速回转，柔轮长轴和短轴相位的连续变化，使柔轮的变形在其圆周上是连续的简谐波形，因此，这种传动称为谐波传动。

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根据大臂的这种运动要求，以及大臂运动的转动惯量，我们选用标准的谐波减速器，其性能参数如下表所示： 规格 产品型号 模数m 减速比i 额定输入转额定输出力速r/min 矩N·m ８０ ＸＢ－８００．２ －２０２Ｂ 其外形及安装尺寸如下表：

２０２ ≤３０００ １２０ 机型 Ａ 115 ８０ Ｊ 14

Ｂ 77 Ｋ 5 Ｃ Ｄ Ｅ 80 Ｐ 5 Ｆ 3 Ｑ 6 Ｇ 4 Ｒ 5．5 Ｈ 6.5 Ｓ 36 Ｉ 105 Ｔ 45 81．6 15 Ｌ Ｏ 16．3 26

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