五自由度焊机机械手的设计详解.doc

本 科 生 毕 业 设 计（论文） （届） 工程学院 题 目： 简易五自由度焊接机械手的设计 学 号： 姓 名： 专业班级：机械设计制造及其自动化 班 指导教师： 职称： 年 月 日 本科生毕业设计（论文）简易五自由度焊接机械手的设计 工程学院 指导老师： 摘要：五自由度焊接机械手具有焊接质量稳定，改善工人劳动条件，提高劳动生产率等特点，广泛应用于各个行业。本文结合实际生产中的应用设计一种简易的五自由度焊接机械手，分析传动系统方案的选择，给出了机械手的总体结构和工作原理，使焊接机械手具有结构紧凑、精度高、制造成本低廉等优点。 关键词：机械手；步进电动机；五自由度;焊接 The Design of Simple Welding Manipulator with Five Degrees of Freedom Abstract：mproving the working conditions of workers and raising labors productivity, it is widely used in various industries. In this paper, I combined with the practical application in the production of the design of a five degrees of freedom simple welding manipulator, analysis the selection of transmission system scheme, giving the overall structure and working principe of manipulator, let the welding manipulator has the advantages of compact structure, high precision, low manufacturing cost etc. Key word : manipulator, stepper motor, five degrees of freedom, welding 目录 1 绪论 1 1.1 前言 1 1.2　国内外机械手的研究现状 1 1.3 机械手的发展趋势 2 2 机械手总体设计方案 3 2.1 机械手的设计任务 3 2.2 机械手形式的选择 3 2.3 驱动方式的选择 3 2.4 机械手的主要运动方式和部件 3 2.5 机械手主要设计参数 4 3　手部的设计 5 3.1 焊枪的选择 5 3.2 焊枪安装方式 5 4　腕部的设计 6 4.1 基本要求 6 4.2 腕部的设计方案 6 4.3 同步带的设计 7 4.3.1 电动机输出功率的选择 7 4.3.2 同步带各参数的计算 7 4.4 直齿锥齿轮的设计及强度校核 9 4.4.1 直齿锥齿轮传动几何参数和尺寸计算 9 4.4.2 齿根弯曲疲劳强度的校核 11 4.4.3 齿面接触疲劳强度校核 13 4.5 两个轴的直径估算 13 4.6 轴承的选择及校核 14 4.6.1轴承的选择 14 4.6.2轴承的校核 15 4.7 控制腕部回转的步进电动机的选型 15 4.7.1 步进电动机转轴上的总转动惯量的计算 15 4.7.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩的计算 17 4.7.3　步进电动机最大静转矩的选定 17 4.7.4　步进电动机的性能校核 18 4.7.5　同步带传递功率的校核 19 4.8　控制腕部摆动的步进电动机的选型 19 4.8.1　步进电动机转轴上的总转动惯量的计算 19 4.8.2　步进电动机转轴上等效负载转矩的计算 20 4.8.3　最大静转矩的选定 20 4.8.4　步进电动机的性能校核 21 5　小臂的设计 22 5.1　设计方案 22 5.2　谐波齿轮减速器的选择 22 5.3　小臂质量的计算 23 5.4　小臂步进电动机的选择 23 5.4.1　步进电动机转轴上的总转动惯量的计算 23 5.4.2　步进电动机转轴上的等效负载转矩的计算 24 5.4.3　步进电动机最大静转矩的选择 25 6　大臂的设计 26 6.1　设计方案 26 6.2　谐波齿轮减速器的选择 26 6.3　大臂质量的计算 26 6.4　大臂步进电动机的选型 27 6.4.1