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机械臂转动及摆臂部分原理与设计
为使控制部分简化,机械臂的转动采用蜗轮蜗杆传动,它有以下特点:1可使整个机
23
械臂三百六十度旋转;、通过与小齿轮触碰的计数器计数实现转动角度的精确控制;、转
动平稳,齿轮较大,可承受整个机械臂的重量。转动部分是机械臂三个自由度中较重要的部分,其设计过
程也是整个设计过程较重要的一环。
蜗轮蜗杆传动分析
电机通过蜗轮输出,蜗轮选择普通圆柱蜗杆
考虑到齿轮齿条转速较低,承载不大,采用45号碳素钢调制处理,硬度为
200:300HBS
蜗杆传动的受力分析:
蜗杆传动的受力分析和斜齿圆柱齿轮传动相似。为简化起见,通常不考虑摩擦力的影
响。作用在蜗杆上的轴向力和蜗轮上的圆周力、蜗杆上的圆周力和蜗轮上的轴向力、蜗杆上
的径向力和蜗轮上的径向力,分别大小相等而方向相反。
各力的大小分别为:
2T
Fal--Ft2
d
2
F「二—F「二Ftan-
i212
FF2T
ait22
coscoscoscosdcoscos
n2n
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TTT^Tii
式中,、――蜗杆、蜗轮上的工作转矩(,为传动比,为传动效率);
i2i
初步设计,由于蜗杆头数z1-1,因而取r=0.7,传动比i=40。
Ti=28
二「「
2
dd
、——蜗杆、蜗轮的分度圆直径;
12
a——蜗杆法面压力角;
n
――蜗杆分度圆导程角。
蜗轮接触齿面解除疲劳强度计算
蜗杆的传动可以近似地看作齿条与斜齿圆柱齿轮的啮合传动。以赫兹公式为原始公式,
1/8
按照节点啮合的条件进行计算,作用在齿面上的最大接触应力按照式子计算,即
式中,PCa――齿面接触线单位长度上的计算载荷;
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