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所以设计功率Pd?KAP?0.012?1.3?0.0156kw， 其中：KA－工况系数，查表选取KA=1.3。 （3）选取带型
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由此可算得，传动功率P?Fv?483?0.025?12.075W?0.012kw，
根据设计功率和带轮转速，查手册可知，选取圆弧齿行同步带带型为8M。 （4）选取带轮直径
根据机器人工作空间的要求，优化后的腰部回转运动空间设计为?90?,所以带轮同步带装配后，带节线之间的宽度为B?2L??2?100??63.66mm，综合考虑机器人的
工作空间的需要，查表后选取齿数为26，带轮直径节径d=66.21mm，外径为
d0?64.85mm。 （5）初定中心距
根据气缸的外形尺寸，初估中心距a0?380mm。 （6）确定带长
初定同步带节线度:
1Lop?2a0??(d1?d2)?2a0??d?2?380???66.21?968.004mm,
2查表选取最接近的带长Lp=1000,带长代号为1000，齿数Zb?125。 （7）确定中心距
a?a0?Lp?Lop2?380?1000?968?396mm， 2（8）同步带与带轮的啮合齿数
Zm?z26??13 22（9）基准额定功率
查表可查得基准额定功率P0?0.02kw。 （10）计算带轮带宽
bs?bs01.14Pd0.0156?201.14?15.07mm，
KLKZP01?1?0.02其中:bs0－选定型号的基准宽度，8M型圆弧带bs0?20；
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KL－圆弧齿形带长系数，查表得KL?1； KZ－啮合齿数系数，这里KZ=1.0。 查表后选取带宽为25，带宽代号为25。 （11）计算作用在轴上的力
带传动作用在轴上的力为：
Fr?KF?第18 页共46 页
Pd0.0156?1155?1??1155?720.72N， V0.025其中:KF－矢量相加修正系数，查图可得KF?1。 3.2.2 机架轴承的选用
根据同步带传动的特点，轴承主要承受的是径向载荷，因此轴承应选用深沟球轴承为宜。
对于低速旋转的轴承应分别计算轴承的额定动载荷和额定静载荷，根据其中较大的值来选用轴承。 （1）计算额定动载荷C
其中：fh－寿命因数；
C?fhfmfdP fnf?(3.1)
fm－力矩载荷因数，这里选fm?2； fd－冲击载荷因数； fn－速度因数； fT－温度因数；
P－量动载荷，这里即为轴承承受的轴向力F。
C?2.71?2?1720.72??2.615kN
1.494?11000（2）计算额定静载荷C0
C0?S0Po
(3.2)
其中：S0－安全因数，查表得S0?2，
C0?2?0.72?1.44kN
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选取轴承时应使得C?Cr ,C0?Cor， 其中：Cr－基本额定动载荷,kN；
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Cor－基本额定静载荷,kN。
查表的当轴的设计直径d=30mm时,根据结构的总体尺寸我们选取的轴承型号为61806。其主要参数如表3.2：
表3.2 61806轴承主要参数
内径d 30mm 外径D 42mm 轴承厚度 7mm 基本额定动载荷Cr 4.70kN 基本额定静载荷Cor 3.60kN
3.3 机械结构的强度校核
3.3.1 带轮轴的强度校核
优化后结构只是改变了机器人本体以下的结构，机器人工作部分的结构没有改变，这里沿用原有系统的静力计算公式，通过受力分析，如图 3.4，估算出机器人本体对同步带轮轴的作用力。
DCBG6EFG5G4G3G2G1G7A
G1—G7对B点的力臂分别为L1—L7
图 3.4 气动机器人静力学结构受力分析
通过估算对B点的弯矩约为：
MB?G1?L1?G2?L2?G3?L3?G4?L4?G5?L5?G6?L6
=9.8×0.82+1.3×9.8×0.72+9.8×0.6
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=51.8224Nm
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+1.5×9.8×0.52+3.4×9.8×0.33+3×9.8×0.23+3.4?9.8?0.10
为了校核同步带轮轴的强度，首先需要对轴进行受力分析，对于同步带后轮轴，其受到的主要力即同步带在传动时作用在轴上的力。其受力图如下：
F l1 l2 R1
R2
图 3.5 同步带后轮轴受力分析
图中，F－带轮轴传动时受到的径向力，F=720.72N, l1?68.5mm,l2?65.5mm。 由此可计算出支反力：
R1?F?l2720.72?65.5??352.29N， l1?l268.5?65.5R2?F?R1?720.72?352.29?368.43N，
由此画出轴受的弯矩图为：
M1
+
图 3.6 同步带后轮轴弯矩图
Mca?M1?352.29?68.5?24131.865Nmm，
对于实心轴，计算准则为：
?ca?Mca?[??1] W(3.3)
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查表得[??1]b?60MPa，
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d?3Mca 0.1[??1]b(3.4)
d?324131.865?15.9mm，
0.1?60这里危险点处的轴的直径为64.85mm，符合强度要求。
同步带前轮轴是驱动气动机器人工作部分进行旋转的，因此它除了受到带传动时的轴向力外，还受到机器人本体对它产生的弯矩。其受力分析图如图3.7所示。
F l1 P1
l2 P2
M R1
图 3.7 同步带前轮轴受力分析
R2
此时求支反力：
R2?Fl1?M720.72?68.5?51822.4??755.16N， l1?l2134R1?F?R2?720.72?755.16??34.44N，
画出弯矩图为：
M2 +-M1
图 3.8 同步带前轮轴弯矩图