【正文】 19 ③ 彎曲壽命系數(shù) 1eN =?108 ； 2eN =?108 ； K 1FN =K 2FN =。 所以 校 驗合格 。 耐磨性條件計算 d2 = ? ?pF? (539) 式中 ? =2dH =3 ； Fmax =；查表 512 ??p =11；代入計算 d2 ≧ ，故耐磨性滿足要求。管道機器人實現(xiàn)在管內行走必須滿足機器人移動載體對管壁的附著力 ,既牽引力 eF ，大于移動載體的阻力 fF ： efFF? 。對于履帶式管道機器人基于履帶的結構特點，它在單個電機驅動的情況下，正壓力 eN 等于載體與管壁產生的正壓力，因此有大的附著力。履帶行走系的裝置包括履帶 ,驅動輪，張緊機構，傳動機構，原動件，張緊緩沖裝置 (本設計中將此機構設置在機架上 )組成。它噪聲小，不損壞路面，接地壓力均勻。同時，由于不是靠摩擦傳遞動力，帶的預張緊力可以很小，因此作用于軸和軸承上的力也就很小。由 機械設計??3 表 12155可查得現(xiàn)有的模數(shù)制同步帶產品，選取 2 6 5 1 1 5bsm z b? ? ? ? ?，節(jié)線長 mm? 。 選普通 V 帶型號 因為 用于履帶傳動 ，所以根據(jù)機械設計 3 表 87得 AK ＝ ； cP ＝ AIKP＝ ； 模數(shù)制同步帶產品： 2 6 5 1 1 5bsm z b? ? ? ? ?節(jié)線長度 mm? 。 （ 63） 帶寬 sb bs? ?? vFFk pcaz ?1 ?103? （根據(jù) 機械設計 ??3 表 122） （ 64） 式中 aF 為單位帶寬的許用應力， 根據(jù) 機械設計 ??3 表 121 模數(shù) 2m? 時，單位帶寬許用拉力 16aF N mm?? 。 （ 66） 根據(jù) 機械設計 ??3 表 12178可得許用壓強 22 N mm ?? 。校驗符合實際情況。 接觸疲勞強度設計計算 根據(jù)推薦，按接觸疲勞強度設計計算 2231 24 ()(1 0 . 5 ) [ ]EHd d HK T Z Zd u? ? ?? ? (71) 26 （ 1） 齒數(shù)比 u=i=。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 表 102） ② 動載荷系數(shù) VK 。 ④ 載荷分布系數(shù) K? a） 大齒輪齒數(shù) 21z iz? ＝ 20＝ 30； 取 2z ＝ 30。 ⑤ 載荷系數(shù) K＝ 。 標準直齒 （ 7） 許用接觸疲勞應力 ? ?H? ＝ ? ?minlimHHNHS K? (74) ① 小齒輪接觸疲勞極限應力 lim1H? ＝ 720 2/Nmm 。 (75) 1n ＝ 200r/min； J=1； Lh =30000h； max1 1TT? ； 1eN ＝ 810 。 (76) 大齒輪許用接觸疲勞應力： ? ?2H? = ? ?min2lim2HHHNSK ? = =575(N/mm2 )。 R = ， 齒寬 18. 03 09( )db R m m?? ? ? ?；取小齒輪寬度 1 mm? ，大齒輪寬度為 2 5b mm? 。 （ 3） 直齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸及參數(shù)保持不變 。 1 1 1/ c o s 2 4 .0 4ezz ???； 2 2 2/ c o s 9 4 .8 8ezz ??? （ 711） （ 3) 齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) （根據(jù)機械設計 ??3 表 105） 小齒輪齒形系數(shù) 1 ? ，大齒輪齒形系數(shù) 2 ? 小齒輪應力校正系數(shù) 1 ? ，大齒輪應力校正系數(shù) 2 ? 。 （ 713） ? ?2F? = ? ?min22limFFNFS K? = ? =(N/mm2 )。 30 選用材料 采用 7級精度軟齒閉式圓柱直齒 輪：小齒輪 40Cr 鋼，鍛件，調質， 1 270H HB? ； 大齒輪 45 鋼，鍛件，調質， 2 250H HB? ；齒面粗糙度 。 （ 根據(jù)機械設計 ??3 表 107） （ 3） 載荷系數(shù) 。 vK ＝ 1。 b） 螺旋角 0?? 。 ⑤ 載荷系數(shù) K＝ 。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應力 lim2H? ＝ 575 2/Nmm 。 （ 719） 1n ＝ 267 r/min； J=1； Lh =30000h； 1eN ＝ 810 。 （ 720） 大齒輪許用接觸疲勞應力： ? ?2H? = ? ?min2lim2HHHNSK ? = =575(N/mm2 )。 小齒輪實際圓周速度 v1 = 100060 11?nd? = 100060 26712???? = m/s 與初估 1v = /ms相符， vK 值無需修正。 b=5mm； 1d =12mm； 2d ＝ 30mm； nm =m=1mm。 ③ 彎曲壽命系數(shù) （根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1018） 1eN = 108 ； 2eN = 108 ； K 1FN =K 2FN =。 （ 726） 2F? =nmbdKT112 Y 2sa Y 2Fa = ?? ?? =。 選用材料 采用 7級精度軟齒閉式圓柱直齒輪 ； 小齒輪 40Cr 鋼，鍛件，調質， 1 270H HB? ； 大齒輪 45 鋼，鍛件，調質， 2 250H HB? ；齒面粗糙度 。 取小齒輪齒數(shù) 1z ＝ 16；初估小齒輪圓周速度 1v ＝ 。 a） 大齒輪齒數(shù) 21z iz? ＝ 16＝ 40； 取 2z ＝ 40。 （直齒） e） 總重合度 ? ? ?? ? ???＝ ； K? ＝ 。 （ 根據(jù)機械設計 ??3 表 106） （ 6） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ? 。 ④ 小齒輪接觸應力當量循環(huán)次數(shù) N1e =60n1 jLh 。（根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1019） 小齒輪許用接觸疲勞應力： ? ?1H? = ? ?min1lim1HHHNSK ? = =720 (N/mm2 )。 參數(shù)的修正 （ 1）動載荷系數(shù) vK 。 彎曲強度校驗計算
。 （ 2）載荷系數(shù) K及其他參數(shù)均未變，均無需修正 。 （ 734） 從上兩式中取小者作為許用接觸疲勞應力： ? ? ? ? 22 5 7 5 ( / )HH N m m????。 ⑤ 大齒輪接觸應力當量循環(huán)次數(shù) N2e = 1eN /i = 8? = 108 。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應力 lim2H? ＝ 575 2/Nmm 。 （ 4） 小齒輪轉矩 T1 =1125（ ） 。 （直齒） c） 端面重合度12111 . 8 8 3 . 2 ( ) c o szz?????? ? ?????＝ 。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 圖 108） ③ 齒向載荷分布系數(shù) ? ? 。 （ 根據(jù)機械設計 ??3 表 107） （ 3） 載荷系數(shù) AVK K K K K??? （ 729） ① 工況系數(shù) ? 。 標準齒輪 h*a =1， C? =； 小齒輪的變?yōu)橄禂?shù) x= 1717 1Z? =； 齒頂圓直徑da =Zm+2（ h*a +x） m； 齒根園直徑 df=Zm2（ h*a + C? x） m； 齒全高 h=（ 2 h*a + C? ） 根據(jù)上述計算，齒輪數(shù)據(jù)如 表 72。 （ 724） ? ?1F? = ? ?min11limFFNFS K? = ? =(N/mm2 )。 （ 3） 許用彎曲疲勞應力 ? ?F? = ? ?minlimFFNFS K? （ 723） ① (根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1020) 小齒輪彎曲疲勞極限應力 2lim 1 2 8 0 /F N mm? ? ，大齒輪彎曲疲勞極限應力 2lim 2 2 1 0 /F N mm? ? 。 （ 3） 直齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸及參數(shù)保持不變 。 （ 8） 中心距 a ，小、大齒輪的分度圓直徑 12,dd，齒寬 12,bb和模數(shù) m d 1min = ? ?3 21 12 ??????????HEHdZZuukT ? = 3 2575 )( ?????? ?? ???? ?取12mm；中心距 a? 21d (1+i)=21 12（ 1+ ） = 21mm 圓整為 a=21mm；模數(shù) m＝122azz?＝ ；取 m＝ 1mm； Z1 = iZZ ??1 21 =12 取 1z? 12，初選正確； Z2 =30；于是 1d ＝ 1mz＝ 12mm； 2d ＝ 2mz ＝ 30mm；齒寬 b= 1dd? = 12=；取小齒輪寬度 b1 =5mm，大 32 齒輪寬度為 b2 =。 ⑥ 大、小齒輪接觸壽命系數(shù) k 1HN =k 2HN =1 。 設失效概率 ? 1/100； ? ? ? ?m in m in 1 .0 0HFSS??。 （ 根據(jù)機械設計 ??3 表 106） （ 6） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ? 。 （ 717） d） 縱向重合度 ?? ＝ 0。（ 根據(jù) 機械設計 ??3 表 104） ④ 載荷分布系數(shù) K? 。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 表 102） ② 動載荷系數(shù) VK 。 d1 ? ? ?3 21 12 ??????????HEHdZZuukT ? （ 715） （ 1） 齒數(shù)比 u=i=。 根據(jù)上述計算，齒輪數(shù)據(jù)如 表 71。 ② 最小許用彎曲安全系數(shù) 保失效概率 1/100? ，選擇最小安全系數(shù) ? ? ? ?m in 1 m in 2 1FFSS??.3。 （ 2) 當量齒數(shù) ① 小、大齒輪的分錐角 12,??。 （ 78） 與初估 1v = /ms相符， vK 值無需修正。 （ 8） 中心距 a ，小、大齒輪的分度圓直徑 12,dd，齒寬 12,bb和模數(shù) m 2131 24 ()(1 0 . 5 ) [ ]EHd d HK T Z Zd u? ? ?? ? )( 22 ??????? ????? ??? 取 20mm 取 m=1mm。 ⑥ 大、小齒輪接觸壽命系數(shù) k 1HN =k 2HN =1 。 （ 根據(jù) 機械設計 ??3 圖 1021） 27 ③ 最小許用接觸安全系數(shù) 設失效概率 ? 1/100； ? ? ? ?m in m in 1 .0 0HFSS??。 （ 5） 材料彈性系數(shù) ? 。 (73) e） 縱向重合度 ?? ＝ 0。 vK ＝ 1。 （ 3） 載荷系數(shù) 。 圖 71 行走系傳動系統(tǒng)的三維圖 Ⅰ級圓 錐 齒輪傳動系齒輪的設計計算 壽命要求和初步數(shù)據(jù) Ⅰ級直齒錐齒輪傳動的傳動扭矩 1 300T N mm??，高速軸轉速 1 400n rpm? ，傳動比 ? ，使用壽命為 30000 小時，工作時有輕度振動。 （ 67） 同步帶輪型號選擇和參數(shù) 選擇同步帶中的階梯齒形的模數(shù)制同步帶產品。 剪切應力驗算 ? d smPmb z v? ?= 11 ???? =(N/mm2 ) （ 65） 根據(jù)機械設計 ??3 表 121 可得許用剪切應力 20 .5 0 .8p N mm? ?? 可得 p??? 符合剪切應力的要求 。 驗算帶速 v