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工业机器人臂部设计-交叉滚子轴承应用计算

工业机器人的臂部般具有2～3个自由度，即伸缩、回转或俯仰。臂部总重量较大，受力般较复杂，在运动时，直接承受腕部、手部和工件(或工具)的静、动载荷，尤其高速运动时，将产生较大的惯性力(或惯性力矩)，引起冲击，影响定位的准确性。

臂部设计的基本要求

臂部的结构形式必须根据机器人的运动形式、抓取重量、动作自由度、运动精度等因素来确定。同时,设计时必须考虑到手臂的受力情况、油(气)缸及导向装置的布置、内部管路与手腕的连接形式等因素。因此设计臂部时般要注意下述要求：

1.刚度要求高：为防止臂部在运动过程中产生过大的变形，手臂的截面形状要合理选择。工字形截面弯曲刚度般比圆截面大；空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比实心轴大得多，所以常用钢管作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢作支承板。

2.导向性要好：为防止手臂在直线运动中，沿运动轴线发生相对转动，所以要设置导向装置，或设计方形、花键等形式的臂杆。

3.重量要轻：为提高机器人的运动速度，要尽量减小臂部运动部分的重量，以减小整个手臂对回转轴的转动惯量。

4.运动要平稳、定位精度要高：由于臂部运动速度越高，惯性力引起的定位前的冲击也就越大，运动既不平稳，定位精度也不高。因此，除了臂部设计上要力求结构紧凑、重量轻外，同时要采用定形式的缓冲措施。

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