四轴码垛机器人主要结构件有限元静力分析.pdf

四轴码垛机器人铸件

有限元分析报告

1、底座分析

底座受力分析，底座受力位置主要在底座与减速机连接处

（1）、底座上部结构载荷F=(m-m)g=2349.3N

01

（2）、底座上部结构载荷力矩M=FL=513Nm

（3）、二、三轴电机力矩对底座的作用，作用于底座质心处。由于Workbench

中无法在质心处直接施加力矩，因此将作用力矩转换成角加速度施加于底座质心

2

处。相应轴的转动惯量Ip=6.9096E+005kg·mm，则角加速度

2

TT

=231.45rad/s

Ip

2

图1-1底座模型图1-2底座模型网格划分

图1-3底座固定方式图1-4底座所受重力载荷

图1-5底座所受载荷（1/2）图1-6底座所受载荷（2/2）

图1-7底座所受结构载荷力矩（1/2）图1-8底座所受结构载荷力矩（2/2）

图1-9底座所受一轴电机扭矩（1/2）图1-10底座所受其他轴电机扭矩角加速度

图1-11底座总变形云图（1/3）

图1-12底座总变形云图（2/3）图1-13底座最大变形处（3/3）

图1-14底座应变云图（1/3）

图1-15底座应变云图（2/3）图1-16底座应变最大处（3/3）

图1-17底座应力云图（1/3）

图1-18底座应力云图（2/3）图1-19底座应力最大处（3/3）

表-3底座分析结果数据列表

结果最小值最大值单位

变形总量05.0627e-003mm

等效应变3.3584e-0097.5558e-005mm/mm

等效应力1.4482e-00411.837MPa

结果分析：按当前受力状况底座最大变形5.0627e-003mm，最大应力为11.837MPa小于许

用应力。

总结：底座总体变形不大，应力也比较小也主要集中在底部固定减速机部位的周围，所以原

设计应该有很多冗余量，改进设计时可以考虑减小外壁及边缘部分的厚度，或者是在连接尺

寸不变的情况下整体尺寸做小一些。

2、转盘分

转盘受力分析，转盘受力位置主要在与一、二、三轴电机相连接处

（1）、底座上部结构载荷F=(m-m-m)g=883N

012

（2）、一轴电机对转盘的反作用力矩M=T=1348.3Nm

1

（3）、二轴电机对转盘的作用力矩M=T=665Nm

2

（4）、三轴电机对转盘的作用力矩M=T