【正文】 校核完畢 下表35為選擇軸和心軸材料一覽表:表35 轉軸和心軸的許用彎曲應力（） 400130704050017075456002009555700230110658002701307510003301509040010050305001207040 車輪軸承的受力分析和校核疲勞點蝕是引起很多滾動軸承出現(xiàn)故障以致失效的主要因素。軸承的基本額定壽命是指非常可靠，還有材料和加工質量以及運轉條件下的壽命，一般以或表示。軸承由于振動和沖擊影響，其當量動載荷應按下式計算：由于不受軸向力，所以 式中 ——沖擊載荷系數。齒輪傳動相比較于其它的機械傳動與其它機械傳動相比，其傳動非常的穩(wěn)定，更換周期長，傳動效率高，以及齒輪的瞬時傳動比恒定等優(yōu)點，再加上齒輪的結構緊湊，所以它傳動能夠適用很多的的速度和功率。錐齒輪的標準模數和基本齒廓的確定如表37和表38：表37 標準模數錐齒輪GB 12368901 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20表38 直齒錐齒輪基本齒廓基本參數齒形角齒頂高工作齒高頂隙齒根圓角半徑錐齒輪GB 123699020176。錐距齒寬分錐角根錐角根據以上的參數，達到所要求的輪齒的選擇。本次設計所采用的為差速型，即從動輪為轉向輪，驅動輪為定向輪。AGV小車其整車的動力性是由減速器的規(guī)格型號與電動機的性能參數來決定的，也就是整車的動力性是由小車的驅動力和運行速度來決定的。無刷交流電動機有三個部分組成，電子開關線路、轉子位置傳感器以及電動機是構成分別是，其無刷交流電機框圖如圖41。所以在其整個行駛過程中自動導引小車所受的總的阻力是： （41）(1)AGV小車的滾動阻力的計算 （42）式中: 為滾動阻力系數。由公式： （43）式中：—空氣阻力系數，這里?。? —迎風面積； —在無風條件下的汽車的行駛速度。 —AGV小車質量（）； —為行駛加速度（）。因此由（41）式，再根據（42）、（44）、（46）、（47）在行駛過程中自動導引小車所受的總的阻力是： AGV小車行駛驅動力的計算要保證自動導引小車的正常運行，其驅動力必須要與行駛阻力相等，由前面求的AGV小車行駛的總阻力為 。要使驅動輪不發(fā)生滑轉，則必需使作用在驅動輪上的轉矩所引起的地面切向反作用不能大于附著力。 所以，上式（48）還可寫成：表42給出了輪胎在不同路面上附著系數的數值。輪胎氣壓適度的降低會增大附著力，當輪胎氣壓過低時,由于滾動阻力的增加，反而會引輪胎的變形和胎壁內部摩擦加速縮短輪胎的壽命。有花紋的輪胎比無花紋的輪胎的附著性能好。由車輪半徑，電機轉速，主減速比，則: （412）由,但小車的速度是可以控制的，所以該電機可以選用。 通過得出小車所用的電機的型號為，減速器的型號是螺旋錐齒輪減速器，車輪半徑為，所以可以得到做出小車行駛的驅動系統(tǒng)。鎳氫蓄電池鎳氫電池的能量比鎳鎘電池大很多，它有一個專用的充電器可以快速充電在一小時內，放電特性比鎳鎘電池更好，而且鎳氫電池持續(xù)時間較長，可連續(xù)充放電多次。鉛酸蓄電池鉛酸電池通常以負極為鉛，正極為二氧化鉛，電解液為硫酸水溶液，充電過程是化學能量轉化為電能，放電過程是電能轉化為化學能量。 本章小節(jié)本章這一章主要是電機的設計過程和驅動力，AGV小車驅動過程中的附著條件與附著率進行了分析，驅動電源，電機的轉矩和電池容量的計算進行了詳細的討論。最后，通過本次自動導引小車的設計，能夠進一步對小車的控制單元以及實施措施進行全新的研究，最終設計出一個方便、安全、快捷的自動化的小車，使小車更能趨近于智能化，滿足AGV小車在人們生活中的需求，使其得到更為廣泛的應用，遍及各個方面。 Jackson, M. R. The use of low cost FMCW radar sensors in navigationMicroprocessors and Microsystems Volume: 21, Issue: 6, March,1998, [18] Moore K L Flann N S .A six wheeled omnidirectional autonomous mobile Robot[J] IEEE Control System Magazine. 2000 20(6): 5366謝 辭畢業(yè)設計終于結束了，我感到十分的充實,這是對所學知識的歸納和總結,在這次設計中我們學到了很多的專業(yè)知識，在老師的指導下和同學的幫之下自己刻苦獨立完成了本次畢業(yè)設計，心里也覺得比較踏實；這次設計讓我充分懂得不論做什么事情都要認真，不要三心二意；老師的諄諄教導讓我的得到了好多的知識，如果沒有老師的幫助我的設計是一定會走許多的彎路的。Industrial Engineering Volume: 30, Issue: 4,September,1996, pp. 647658[16] Carter B. Good M, Dorohoff M} etc. Mechanical design and modeling of an omnidrectional RoboCup player[ A].RoboCup Al Conference[ C]. Seattle WA: 2001 .110[17] Parkin, R. M.。第五章 結論本論文第一章說明了自動導引小車的發(fā)展歷史，種類，結構設計和小車的技術參數，還有本次AGV小車設計的研究內容；第二章講了自動導引小車總體設計，詳細說明其傳感器的選用及規(guī)格參數；第三章是自動導引小車的機械設計部分，它也是本次設計的主要部分，從小車的結構出發(fā)，然后再用Pro/E對其進行三維建模，詳細說明了伺服驅動電動機的選取，車輪軸和軸承的受力分析和校核，齒輪的設計與選取，驅動方式和車輪的選擇，以及傳感器的布置；第四章主要對自動導引小車的驅動系統(tǒng)和行駛過程進行了詳細的分析論述，分析了小車在行駛過程中的驅動力，行駛阻力，行駛的附著條件與附著率，以及主減速比的選擇和電源部分選擇，提高小車的性能。所以鉛酸蓄電池應用范圍特別廣在生活的各個領域都能看到。電壓也是比較高的，鋰電池的平均使用電壓是，是前兩種電池的三倍，其使用溫度范圍是。鎳鎘蓄電池鎳鎘蓄電池內阻比較小，它跟其它種類電池相比之下其放電時電壓變化比較小，而且過量充電或者過量放電都對其影響不大，操作也比較簡單。(5)啟動時加速度的校核AGV小車啟動時的驅動阻力，即滾動阻力為: 。 主減速比的選擇(1)AGV小車主減速比滿足驅動能力的計算通過前一章車輪是直徑為的驅動輪，小車總的行駛阻力為,那么小車說受的總的行駛阻力矩是:電機的轉矩是，驅動系統(tǒng)的電機驅動力矩為:只有確定AGV小車最小主減速比，小車才能夠正常行駛，所以其最小主減速比為: (49)(2）AGV小車的主減速比滿足運動速度時的計算因為AGV小車車輪半徑，最高運行速度為 ，所以車輪的轉速是: （410） 已知電機的轉速為 ，AGV小車的最大主減速比為:　得出： （411）　即：由上面的得出本次設計取并且使用螺旋錐齒輪減速器。子午線輪胎的附著性能相對于斜交輪胎其附著性能較好。當在比較松軟的地面上時,附著力隨著負荷超過一定值時不但沒有增加反而下降了,所對應的滾動阻力的增加會對小車的運行產生不利的影響。 —驅動輪上的地面法向作用力。由此可見，自動導引小車的動力性受到兩個方面的限制:第一個是驅動力；第二個是輪胎與地面附著力的大小。設AGV小車從原地起步經過的位移時，其車速達到則AGV的加速度為: 把數據帶入（35）式得加速阻力為: (46)(4)坡度阻力的計算自動導引小車的坡度阻力是指其在上坡行駛的時候自身的重量沿坡道的分力。(3)加速阻力的計算自動導引小車所受到的加速阻力是指其在加行駛的過程中需要克服小車質量加速運動時的慣性力。滾動阻力系數跟路面的種類，行駛的車速和車輪的構造以及材料等有很大關系。霍爾元件具有“霍爾效應”，再加上“霍爾無刷交流電動機”轉子是永磁的，所以可以轉子的位置可以用“霍爾效應”來進行檢測。在這里，AGV小車使用的驅動電機是低速性能很好的兩個外轉子無刷交流電機，外轉子無刷交流電機的特點是能使小車運行可靠，而且維護也比較的方便，最重要的是外轉子無刷交流電機不需要配備減速系統(tǒng)，其可以直接作為車輪來使用，而且無刷交流電動機結構簡單，它的轉速不受機械換向的限制，也可作為一般的交流電機、力矩電動機和伺服電動機來使用，在各種場合得到了廣泛的應用。本章中主要是對自動導引小車車體結構的尺寸設計作了說明和兩種不同結構的AGV小車的建模進行了說明，伺服電機，減速器，軸的設計及其參數的計算及齒輪的設計和選取，還有小車的驅動方式和車輪的選擇作了論述。圖318 差速型轉向圖差速型和舵輪型的控制過程是不一樣的，差速型的控制轉向如圖318所示，從圖中看出傳感器是用來接收信號的，當傳感器根據地面的軌道路徑接收到信號，然后通過控制系統(tǒng)來判斷是否要進行轉向，當判斷到小車不需要轉向，則是圖中的，小車將按原路徑繼續(xù)前進，當判斷出需要轉向時，則是圖中的，小車則利用兩獨立電機以差速方式驅動轉向直到傳感器接收到直線路徑軌道。查《機械設計手冊》，取錐齒輪類型幾何參數，取變位后強度影響系數，齒寬比系數。二是承載能力要比較大，在保證齒輪輕量化和體積小的條件下，還要求齒輪的高強度，強耐磨性以及不會在使用周期內出現(xiàn)齒輪齒斷裂的現(xiàn)象。表36 沖擊載荷系數載荷性質 機器舉例 平穩(wěn)運轉或輕微沖擊 電機、水泵、通風機、汽輪機 ~中等沖擊 車輛、機床、起重機、內燃機、冶金設備 ~強大沖擊 破碎機、軋鋼機、振動篩、工程機械、石油鉆機 ~當軸承的當量動載荷為時以轉速為的基本額定壽命為： 式中 —當量動載荷，N； —基本額定壽命，常以為單位（當壽命為萬轉時，）； —壽命指數，球軸承； —基本額定動載荷，查表取?？梢哉f是軸承在基本額定動載荷作用下可以工作100萬轉而不出現(xiàn)點飾的失效現(xiàn)狀，并且軸承的可靠度是。軸承的額定壽命是用來選擇軸承的基礎，軸承以此作為標準。 驅動后輪軸的設計根據前面的計算，因為AGV小車由驅動電機來驅動其運行，所以可以得到：車輪軸轉速　　　　　　驅動電機的額定功率　　輪軸傳遞功率為受轉矩（）的實心圓軸，其切應力：軸的最小直徑：軸的材料取45鋼，上兩式中 —軸的抗扭截面系數，； —軸傳遞的功率，； —軸的轉速，； —許用切應力，； —與軸的材料有關的系數，可由表34查得。軸的設計必需要滿足所使用的強度要求，使其具有良好的工藝性和合理的結構。減速器輸入端的鍵：；減速器輸出端的鍵：； —鍵的寬度，； —鍵的長度，； —鍵的厚度，；（1）適用范圍ZDY、ZLY、ZSY外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速器，可用于冶金、礦山、起重運輸、水泥、建筑、化工、紡織、輕工等行業(yè)。下圖311是ACH13150A交流伺服電機實物圖：圖311 所以電動機轉速的可選范圍為:—AGV小車車輪前進所需功率，；— 電動機到AGV小車輪軸的總效率；—AGV小車的運行阻力，即牽引力，；（由第四章計算的到為）— AGV小車輪的線速度，；— AGV小車車輪直徑。交流電機的控制系統(tǒng)比較簡單，速度也比較方便調節(jié)，不需要逆變器，由于自動導引小車在工作的時候所需的功率并不是特別的大，所以本次設計采用的是交流伺服電機。小車車身外部周圍應盡量不要有突出的部分，這樣可以避免不必要的碰撞。還有為了減少小車的轉彎半徑，所以后面的兩個輪子即從動輪不能同軸轉動，必須使內側和外側的車輪存在速度差可以解決這一問題，因而這種四輪布置的