河南科技大学毕业设计（论文)
45kg工业机器人底座及上臂结构设计
摘要
自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制功能来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智工业机器人是面向工业领域的多机械手或多自由度的机器人。工业机器人是能技术制定的原则纲领行动。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。
本文主要介绍了45kg工业机器人底座及上臂的结构设计，包括电机的选择、齿轮的选用、R-V减速器简介、齿轮与轴承的强度校核以及底座、回转台、上臂、臂膀座的结构设计等。
关键字：工业机器人、结构、设计、齿轮、校核、R-V减速器
THE STRUCTURE DESIGN OF 45KG INDUSTRIAL
ROBOT’BASE AND ARM
ABSTRACT
Industrial robots are robots, which usually consist several mechanical arms or multiple degrees of freedom, generally used in industrial areas..Industrial robot is a kind of machine,which usually achieves its purpose relying on its own power and control functions, works automatically.Not only can it work under human’command, but also it can run according to pre-arranged procedure. The modern industrial robot can also run under the principles developed according to artificial intelligence technique.Robotics is a forward-looking and strategic high-tech fields. The scientists of International Electrical and Electronics Engineers(IEEE) propose four key development directions in the prediction of technological development in the future. Robotics is one of them.
This paper mainly describes the structure design of 45kg industrial robot’ base and
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arm.It includes the choice of motor, gear selection, brief introduction of R-V reducer, gear and bearing strength check and structure design of base,rotary table, arm,arm seat and so on.
Keywords: industrial robots, structure, design, gear, checking, R-V reducer
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目 录
前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
第1章 设计总述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２
§１.1 概述..................................2 § 1.2 工业机器人结构简述....................2 § 1.2.1 底座...............................4
§ 1.2.2 回转台.............................5 § 1.2.3 上臂...............................6 § 1.2.4 臂膀座.............................7 第 2 章 电机与齿轮的选择.........................8 § 2.1 电机的选择............................8 § 2.2 齿轮的选择............................10 § 2.2.1 1轴齿轮..........................10 § 2.2.2 2轴齿轮..........................11 § 2.2.3 3轴齿轮..........................12 § 3.1 R-V减速器的结构简介..................13 § 3.2 R-V减速器的传动特点..................14 § 3.3 R-V减速器的选用......................14 第 4 章 强度校核.................................17 § 4.1 齿轮的强度校核.......................17 § 4.2 轴承的寿命计算.......................18 结论.............................................20 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 致谢.............................................22
第 3 章 R-V减速器简介............................13
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前言
工业机器人（Industrial robot )诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产，解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了，已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变，促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国改革开放的逐渐深入，国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击，因此掌握国内工业机器人市场的实际情况把握我国工业机器人的相关技术与研究进展，显得十分重要。
工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
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第 1 章 设计总述 1.1 概述
机器人是近40年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机器人是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编程完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器人各自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性和在各种环境中完成作业的能力。因而在国民经济各个领域中具有广阔的应用前景。
机器人技术涉及力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感技术和
计算机技术等学科领域，是一门跨学科的综合技术。而机器人机构技术是机器人研究的主要基础和关键技术，也是现代机械原理研究的主要内容。
工业机器人的应用领域也日渐广泛，经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用也随之在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。因而，对工业机器人的研究也更加需要深入而广泛的开展。
介于本设计所用的时间及设计者本人水平有限，本设计仅主要对工业机器人的结构进行了研究和探讨，包括底座、回转台、上臂、臂膀座等四个部分，以及齿轮、轴承等传动和支撑机构。由于作者水平有限，设计中难免出现一定的疏漏和错误，不当之处还请读者批评指正，不吝赐教。
1.2 工业机器人结构简述
工业机器人主要由四个部分组成，包括操作机、驱动单元、控制装置和为使工业机器人进行作业而要求的外部设备等。