码垛机器人毕业设计说明书(3)

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P——传递的功率（kW）；

n——工作转速（

rmin）。

带入数据得 T?95500.18?59.276N?m。 292. 联轴器的计算转矩

TC?TKwKKzKt (3-2)

式中：Kw——动力机系数，电动机透平机的Kw=1.0；

K——工况系数，由《机械设计书册第五版第2卷》表6-2-2，查得K=1.5；

Kz——起动系数，由制造商确定，与启动频率f有关，选取Kz=1.0；

Kt——温度系数,由《机械设计书册第五版第2卷》表6-2-3查得，Kt=1.0。

带入公式得Tc?59.276?1.0?1.50?1.0?1.0?88.914N?m。

联轴器选用A型平键套筒联轴器，查《机械设计手册第五版第3卷》，因联轴器的许用转矩要大于计算转矩，而且减速机输出轴的轴径为25mm，所以由表15,1-10确定联轴器的有关参数如下：

表3-4 联轴器的具体参数

Dh7轴许用转矩直径/N.m /mm 25 125 40 75 20 1 8x25 1 M6x10 D0 L l C GB/T10996-2003 平键C1 GB/T117-2000 紧定螺钉套筒联轴器与轴间的定位靠平键连接，紧定螺钉也起定位作用。套筒联轴器与轴的装配如图3-1所示。

图3-1 II型平键套筒联轴器与轴的装配图

3. 验算套筒的扭矩强度和键的挤压强度 套筒的扭转强度：

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?T?16Tc??d?D3?1??4?D??????? (3-3)

式中 D——套筒外径，由表3-4得到D?40mm；

d——轴径，d?25mm。

将数值带入公式得到

?T?16?88.914??25??3.14?403??1??4????40???0.0083538MPa

由套筒的材料为45号钢，由《机械设计》课本表15-3查得，许用切应力为25～45Mpa，则所选套筒满足强度要求。

平键的挤压强度：

?P?式中 k——键工作高度；

2Tc?103kdl (3-4)

l——键工作长度。

由表15,1-10确定k?4mm，l?28mm，d=25mm，带入公式得到

32?88.914?10?P?4?25?28?63.51MPa，

由《机械设计》课本P106,许用挤压应力应为键，轴，轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，由表6-2，取许用挤压应力为120～150Mpa。

因此平键满足强度条件。 3.1.3轴承的选型

由于腕部的转速并非高转速，并且承受的载荷为轴向载荷，因此选用角接触球轴承，且成对使用。由《机械设计课程设计指导手册》中国标准出版社，选择轴承型号为7305C,具体参数如下表：

表3-5 轴承的具体参数

轴承型号 7305C d 25 D 62 B 17 a 13.1 基本额定动载荷/KN 21.5 额定静载/KN 15.8 轴承的布置形式选用预紧布置，用以提高轴承的旋转精度，增加刚性和减小轴的振动。

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3.2 码垛机器人腰部设计

3.2.1腰部电机选型

因为腰部的回转速度较低，所以此处的驱动电机选用一般的电机转速太大，而选择中低速电机较为合适。选择淮安正福科技有限公司的YD系了电机，电机型号为YD112，其额定功率为1.1kW，额定转速为17.5r/min，额定扭矩为600N.m。由于电机要竖直安装，因此电机的外形图如图3-2。

图3-2 电机的外形图

YD系列低速电机的安装尺寸如表3-6。

表3-6 电机的安装尺寸

YD系列低速电机的性能参数如表3-7。

表3-7 电机的性能参数

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3.2.2腰部联轴器计算选型

1. 联轴器的理论转矩

T?9550式中 T——理论转矩（N?m）；

P (3-5) nP——传递的功率（kW）；

。 n——工作转速（rmin）

1.1?600.2857N?m。 带入数据得 T?955017.52. 联轴器的计算转矩

TC?TKwKKzKt (3-6)

式中 Kw——动力机系数，电动机、透平机取Kw=1.0；

K——工况系数，由《机械设计手册第五版第2卷》表6-2-2查得，取K=1.5。

Kz——起动系数，取Kz=1.0；

，表6-2-3查得，取Kt=1.0。 Kt——温度系数。由《机械设计手册第五版第2卷》

带入公式得Tc?600.2857?1.0?1.50?1.0?1.0?900.42857N?m。

由《机械设计手册第五版第2卷》选用凸缘联轴器，由表6-2-8选型号为GYS7，公称扭矩为1600 N·m。凸缘联轴器结构原理，如图3-3。

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图3-3 GYS7型-凸缘联轴器结构原理图

GYS7型-凸缘联轴器基本参数和主要尺寸如下表：

表3-8 GYS7型-凸缘联轴器基本参数和主要尺寸

轴孔直许用转速径公称扭矩型号 Tn(N·m) ) Y钢 钢 型 GYS7 1600 6000 55 型 160 n 6(4) M M12 13.1 J1数量直径[n]r/min d(H7) L D (kg.m3轴孔长度螺栓 重量 112 84 3.3 本章小结

搬运机器人腕部的运动相对简单，只有一个旋转运动。设计的关键是要保证轴的转速和旋转精度。通过本章对腕部的详细设计计算，确定了腕部采用减速机，联轴器选用套筒联轴器，轴承选择角接触球轴承轴承。

腰部的设计计算主要是为了实现腰部带动整个搬运机器人的回转运动。由于腰部回转速度较低，选用YD系列低速电机.通过对电动机的选择、联轴器的计算选型，最终确定了搬运机器人腰部的设计方案。

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