小型多自由度机械手主体设计+CAD图纸+答辩PPT(9)
考虑到功率不大，故大小齿轮都选用45钢调质处理，齿面硬度分别为220HBS、260HBS，属软齿面闭式传动，载荷平稳，齿轮速度不高，初选7级精度，小齿轮齿数Z1=60，大齿轮齿数Z2=uZ1=4/3×60=80，安小齿轮悬臂布置查表，去齿宽系数φd=0.5
按齿面接触疲劳强度设计 （4.5）
查表的使用系数KA=1，动载荷系数KV=1，齿间载荷分配系数Kα=1，齿向载荷分布系数Kβ=0.5
载荷系数K=KA KV KαKβ=1×1×1×0.5=0.5
小齿轮传递的最大转矩T1=20Nm
查表的材料系数
按齿面硬度查图得 、
应力循环次数 （4.7）
查图得接触疲劳寿命系数
确定许用接触应力，取安全系数SH=1取
小齿轮分度圆直径
计算模数 ，按需要和标准取模数m=5mm
分度圆直径
齿宽 齿高
h=2.25m=2.25×5=11.25mm （4.11）
校核齿根弯曲疲劳强度 （4.12）
查图得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限
查图得弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数 ，应力修正系数
许用弯曲应力
查表得齿形系数 ，
应力修正系数
小齿轮的数值较大，应按照小齿轮校核齿根弯曲疲劳强度
弯曲疲劳强度足够
（5）带动底盘转动的轴按扭转的强度和刚度的校核设计轴的最小直径
由电机最大扭矩和齿轮传动比得
材料选取45钢，G=80GPa， ，
由强度条件
由刚度条件4.17）
D=60mm
这里由于整体尺寸较大，取小齿轮D=65mm,大齿轮D=110mm。
4.5.3回转机构与纵向机构连接设计
回转机构与纵向机构是一个固定连接，由地盘与纵向法兰盘螺钉连接。示意图如下：
图4.11 回转机构与纵向机构连接示意图
4.5.4底盘设计
底盘设计考虑三个问题：
1. 是否能支撑整个手的重量。
2. 以简单方便为主。
3. 容易与轴承连接。
根据以上三点，该机械手设计一个圆形底盘，厚度为15mm，直径为1000mm。经过验算，有足够的面积放下机械手的各个部件，能有效的支撑整个机械手。
4.6. 执行系统的选择
内容 机械联动 电力式 液压式 气压式
操纵力 较大 小到中等，一般为回转力 可获得很大的回转力或直线运动的力 操纵力大小视气体压力而定，可很大
反应速度 可很高，决定于机构 较快 快 慢
定位精度 精度高，同步性好 一般较差 较好 精确定位困难
尺寸 范围宽 范围宽 动力装置占用空间大 动力装置占用空间大
重量 范围宽 范围宽 动力装置较重 动力装置重
安全性 安全 过载安全性差，在一些场合使用要采取防爆措施 容易发热，易造成火灾，但过载安全性好 不会发热，但要注意安全压力，过载安全性最好
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