scara工业机器人设计计算说明书

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1、HarbinInstituteofTechnology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级：*******姓名：****学号：***********指导教师：***哈尔滨工业大学2017年10月26日综合课程设计（Ⅱ）目录第1章SCARA机器人简介1第2章SCARA机器人的总体设计22.1SCARA机器人的驱动方式22.1.1液压驱动22.1.2气压驱动22.1.3电力驱动32.2SCARA机器人驱动方式的确定42.3SCARA机器人的减速器选择52.4SCARA机器人传动机构的对比与分析52.5SCARA机器人机构杆件参数初定62.6SCARA机器人运

2、动空间计算72.7SCARA机械臂材料初定9第3章SCARA机器人关节元件设计计算10IV综合课程设计（Ⅱ）3.1滚珠丝杆滚珠花键的计算及选型103.1.1计算滚珠丝杆花键的负载103.1.2计算滚珠丝杠花键的转速113.1.3螺母的选择113.1.4计算滚珠丝杠花键的最大动载荷113.1.5刚度的验算123.1.6计算传动效率123.1.7滚珠丝杠花键选择133.1.8滚珠丝杠花键驱动电机的选择与计算133.23轴同步齿形带的设计与选型143.2.1确定同步齿形带的计算功率143.2.2选定带型和节距153.2.3大小带轮齿数及节圆半径。153.2.4同步带带速计算17IV综合课程设计

3、（Ⅱ）3.2.5初选中心距173.2.6带长及齿数确定173.2.7基本额定功率183.2.8带宽计算183.2.9作用于轴上的力计算193.34轴同步齿形带的设计与选型193.3.1确定同步齿形带的计算功率193.3.2选定带型和节距203.3.3大小带轮齿数及节圆半径。203.3.4同步带带速计算203.3.5带长及齿数确定213.3.6基本额定功率213.3.7带宽计算213.3.8作用于轴上的力计算22IV综合课程设计（Ⅱ）第4章1轴和2轴电机及减速器的选择与计算234.1小臂驱动电机（2轴）及减速器的计算与选择234.2大臂驱动电机（1轴）及减速器的计算与选择24第5章刚度校核

4、265.1大臂的刚度校核265.2小臂的刚度校核27附录1滚珠丝杠花键28附录2安川伺服电机30附录3谐波减速器41参考文献46IV综合课程设计（Ⅱ）第1章SCARA机器人简介（老师评价：设计的很笨。嘤嘤嘤。。。。。。）SCARA机器人，又称选择顺应性装配机器手臂，是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。手腕参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2，及移动关节的位移z决定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如图所示。这类机器人的结构轻便、响应快，例如Adept1

5、·用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。1978年，日本山梨大学牧野洋发明SCARA，该机器人具有四个轴和四个运动自由度，(包括沿X,Y,Z方向的平移和绕Z轴的旋转自由度)。SCARA系统在x,y方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合于装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，故SCARA系统首先大量用于装配印刷电路板和电子零部件；SCARA60综合课程设计（Ⅱ）的另一个特点是其串接的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回，适合于搬动和取放物件，如集成电路板等。如今SCARA机器人还广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。

6、它的主要职能是搬取零件和装配工作。它的第一个轴和第二个轴具有转动特性，第三和第四个轴可以根据工作的需要的不同，制造成相应多种不同的形态，并且一个具有转动、另一个具有线性移动的特性。由于其具有特定的形状，决定了其工作范围类似于一个扇形区域。SCARA机器人可以被制造成各种大小，最常见的工作半径在100毫米至1000毫米之间，此类的SCARA机器人的净载重量在1千克至200千克之间。60综合课程设计（Ⅱ）第2章SCARA机器人的总体设计SCARA机器人之所以能够在平面内灵活定位，依靠的是三个轴线相互平行的旋转关节。同理，之所以能够在垂直方向上定位是因为拥有一个移动自由度。SCARA机器人的1

7、个移动自由度和3个旋转自由度使其能满足要求的情况下完成一系列复杂的运动。2.1SCARA机器人的驱动方式SCARA机器人的驱动方式可分为液压，气动和电动三种基本类型。2.1.1液压驱动液压传动机械手有很大的抓取能力，抓取力可高达上百公斤，液压力可达7MPa，液压传动平稳，动作灵敏，但对密封性的要求高，不宜在高或低温现场工作，需配备一套液压系统。液压驱动有以下特点：（1）输出功率大；（2）控制精度较高，可无极调速，反应灵敏，可实现连续