【正文】 第一組精度88第一組精度88第一組精度88側(cè) 隙ff1．許用接觸應(yīng)力 2．計算接觸應(yīng)力 (滿足)3．許用彎曲應(yīng)力 4．計算彎曲應(yīng)力 (滿足)5．許用撓度值 6．計算撓度值 (滿足)1．蝸桿圓周力Ft1 2．蝸桿軸向力Fx1 3．蝸桿徑向力Fr1 4．蝸輪圓周力Ft2 5．蝸輪軸向力Fx2 6．蝸輪徑向力Fr2 7．蝸輪法向力Fn 8．滑動速度Vs 9．蝸桿傳動當(dāng)量摩擦角 176。3 鏈傳動的設(shè)計計算鏈輪設(shè)計的初始條件如圖31所示表31初始條件經(jīng)過設(shè)計手冊的計算，得到的鏈輪計算結(jié)果如：表32設(shè)計結(jié)果由上面我們得到鏈輪的基本尺寸：排距 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 由手冊計算我們的歷史結(jié)果如表：表33 歷史結(jié)果4 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 ：普通圓柱蝸桿傳動設(shè)計結(jié)果報告在輸入基本數(shù)據(jù)之前，我們要知道作用在蝸桿上的功率蝸桿的轉(zhuǎn)矩應(yīng)該是電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速器后的力矩，則：傳遞轉(zhuǎn)矩 輸入計算如下： 蝸輪蝸桿基本參數(shù)設(shè)計 圖41蝸桿設(shè)計參數(shù)1．傳遞功率P （ ） 8．傳動比誤差 2．蝸桿轉(zhuǎn)矩T1 ( ) 9．預(yù)定壽命H 4800（小時）3．蝸輪轉(zhuǎn)矩T2 () 電動機(jī)4．蝸桿轉(zhuǎn)速n1 ( ) 平穩(wěn)5．蝸輪轉(zhuǎn)速n2 ( ) 噴油6．理論傳動比 漸開線蝸桿7．實際傳動比 3側(cè)1．蝸桿材料牌號 45（表面淬火） 3．蝸桿材料硬度 HRC45～552．蝸桿熱處理 表面淬火 4．蝸桿材料齒面粗糙度 ～ 對渦輪蝸桿精度等級我們都選為8級得出：5．蝸輪材料牌號及鑄造方法 ZCuSn10P1(砂模)6．蝸輪材料許用接觸應(yīng)力 200 7．蝸輪材料許用接觸應(yīng)力 2008．蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力 329．蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力 30圖42蝸桿蝸輪設(shè)計參數(shù) 2 (mm) 40 (mm) 數(shù)m (mm) (mm) (mm) (mm)5．蝸桿分度圓直徑dl (mm) 176。根據(jù)以上所選電機(jī)和減速器的性能指針，可知電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，減速器的傳動比是，以及機(jī)器人所要求的主動輪半徑，可以計算出機(jī)器人在確定電機(jī)和減速器后的最高車速 。得：轉(zhuǎn)速為 額定功率為 額定電流為 效率為 功率因數(shù)為 額定轉(zhuǎn)矩為 表21 YS系列電機(jī)技術(shù)參數(shù)表21 YS系列電機(jī)技術(shù)參數(shù)續(xù)在選擇了電機(jī)型號之后，需要選擇與之相應(yīng)的減速器。時候，系統(tǒng)的阻力最大。∑NG為機(jī)器人輪子負(fù)荷之和。從上邊的式子可以看出，彈簧壓緊力f只是位移函數(shù)，因此該機(jī)構(gòu)具有負(fù)反饋作用，在一定的管徑變化范圍內(nèi)，封閉力之和N變化不大。當(dāng)管徑發(fā)生變化時，作用在從動輪上的壓力變化，使得壓緊彈簧產(chǎn)生伸縮，而帶動推桿運動，進(jìn)而推動連桿AB繞支點A轉(zhuǎn)動，使車輪撐開或者緊縮以達(dá)到適應(yīng)不同的管徑的目的。 是電機(jī)軸的輸出扭矩。(1)滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式自適應(yīng)方案。該裝置主要是針對相同管徑或管徑變化范圍不是很大的情況下，當(dāng)管徑變化范圍較大時，則應(yīng)使用支腿的整體調(diào)整方式。有了自適應(yīng)性，機(jī)器人就能穿過一個個變形部位，以達(dá)到對管道進(jìn)行有效清洗的目的，在本設(shè)計中，對于自適應(yīng)性的設(shè)計主要包括兩種方式：各支腿單獨調(diào)整和支腿整體調(diào)整。同步鏈傳動設(shè)計由于設(shè)計的機(jī)器人具備在一定的管徑變化范圍內(nèi)行走的能力，在管徑發(fā)生變化的時候，主動輪與管道中心的距離也相應(yīng)發(fā)生改變，在現(xiàn)有的相關(guān)管道機(jī)器人傳動方案中，更多的是采用全齒輪傳動方式，即動力經(jīng)變換后，通過增加惰輪的方式，將動力傳遞到主動輪，雖然該方案的傳動效率較高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對環(huán)境的適應(yīng)能力較差，可適應(yīng)管徑變化范圍較小，在本設(shè)計中，動力經(jīng)蝸輪蝸桿裝置變換后，通過傳動比為1：1的齒輪傳動，將動力傳遞到各支腿，因為空間尺寸關(guān)系，在兩者之間增加一惰輪機(jī)構(gòu)，再應(yīng)用同步鏈將動力傳送到主動輪1和輪3。蝸桿傳動是空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯的夾角可為任意值，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒數(shù)又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。結(jié)合管道機(jī)器人的結(jié)構(gòu)布局方式的特點，在本設(shè)計中主要通過一套動力變換裝置和同步鏈傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。電動驅(qū)動主要有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。所以合理地設(shè)計傳動系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)計工作地重要組成部分。機(jī)器通常是由原電機(jī)、和工作機(jī)三部分所組成。在現(xiàn)有的管道機(jī)器人設(shè)計中，移動型本體結(jié)構(gòu)，主要有履帶式、支腿式、輪式結(jié)構(gòu)以及蛇行、蠕動、變形運動等幾種形式。在進(jìn)行清洗時候，要求系統(tǒng)必須保證噴頭具備一定的對中性能，能適應(yīng)不同的管徑變化，對于在行進(jìn)過程中，管內(nèi)可能出現(xiàn)凸凹不平情況，機(jī)器人還應(yīng)具備一定的越障能力。2 管道機(jī)器人總體設(shè)計 管道清洗機(jī)器人應(yīng)用于管道直徑248。機(jī)器人移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動特性的研究。本文的主要研究內(nèi)容是:管道機(jī)器人的總體設(shè)計。目前管道機(jī)器人的驅(qū)動方式有自驅(qū)動（自帶動力源）、利用流體推力、通過彈性桿外加推力三種方式。油煙管道機(jī)器人圖112煙道機(jī)器人如圖112所示，是一款由武漢亞伯機(jī)電有限公司生產(chǎn)的煙道機(jī)器人，該機(jī)器人自身尺寸280mm260mm270mm，重量18kg，爬坡≤30176。移動機(jī)構(gòu)為差動式雙寬履帶，密封式水下結(jié)構(gòu)；移動速度為5～10m/min；負(fù)重能力大于10kg，如圖110所示。載體采用了輪式行走機(jī)構(gòu)、四輪驅(qū)動方式、以三相異步電機(jī)做原動機(jī)。機(jī)器人采用多電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好。東華大學(xué)研制的“自主變位四履帶足機(jī)器人，如圖19所示。清華大學(xué)研制的通風(fēng)管清掃機(jī)器人MDCRI尺一寸為520mm290mm270mm是一種可在通風(fēng)管內(nèi)行走的移動機(jī)器人。國內(nèi)自主研發(fā)的這種清潔機(jī)器人具有在管道內(nèi)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎等功能。其他國家也研究了用于排水管道清理的機(jī)器人，但都有各自的優(yōu)缺點，目前，這些機(jī)器人仍不能用于清洗油煙管道的頑固油垢。風(fēng)管內(nèi)的污染診斷由機(jī)載攝像頭進(jìn)行記錄，裝備有在無電源場所也能自由行走的機(jī)能。日本大阪燃?xì)庵晔綍缪兄频膬?nèi)置磁鐵輪式煤氣管道檢測機(jī)器人可沿直管和彎管行走，適于管徑248。 圖15 月球車（適應(yīng)管徑范圍300900mm） 圖16 MAKRO管道機(jī)器人二十世紀(jì)80年代，計算機(jī)、傳感器、現(xiàn)代控制理論和技術(shù)的發(fā)展為管內(nèi)機(jī)器人的應(yīng)用與研究提供了有力的技術(shù)支持，國外相繼開發(fā)、研制了多種類型的管內(nèi)檢測移動機(jī)器人。2000年德國研制成功世界第一個鏈?zhǔn)轿鬯艿罊z查機(jī)器人—MAKRO管道機(jī)器人，如圖16所示。 m/s的速度向前行駛，有大功率燈泡照明，攝像機(jī)通過向不同的方向旋轉(zhuǎn)可以判斷故障點。俄羅斯“塔里斯”公司的“月球車”，如圖15所示，即機(jī)器人維修車。軟軸采用65Mn特質(zhì)彈簧鋼絲為原材料經(jīng)特殊工藝加下而成，堅固而有韌性，可以順利通過180176。圖13美國RIGID(里奇)管道疏通機(jī) 圖14 EverstVit公司管道檢測機(jī)器人美國RIGID(里奇)管道疏通機(jī)如圖13所示，其基本原理是利用機(jī)械裝置帶動軟軸(彈簧軟管)旋轉(zhuǎn)深入管道進(jìn)行管道疏通。驅(qū)動部分主要有兩個功用是適當(dāng)?shù)尿?qū)動運動；二是可以根據(jù)障礙物的尺寸來調(diào)節(jié)輪的角度，通過螺旋運動來清理障礙物。 S管道清理機(jī)器人，如圖12所示。如圖11，其研制的管道射流清洗機(jī)器人采用履帶驅(qū)動方式，但管徑適應(yīng)能力較差，射流對中性差，清洗效果不理想。法國的J. Vertut是較早從事管道機(jī)器人理論和樣機(jī)研制的人，他于1978年研制了一種輪腿式管內(nèi)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，成功地實現(xiàn)了機(jī)器人在管內(nèi)的自主行走。為了較好地解決管道的清洗難題，開發(fā)和研制管道清洗機(jī)器人勢在必行。檢測作業(yè)項目包括防腐狀況檢測、對接管道焊縫質(zhì)量、管道內(nèi)腐蝕程度、防腐層厚度、管壁缺陷等檢測。通過更換機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、作業(yè)工具等可實現(xiàn)空調(diào)管道的清掃、船體表面的清洗、檢測、噴漆等任務(wù)。賓館飯店常常位于高層建筑物中，豎直煙道的清洗是管道清洗的重要任務(wù)。本課題的研究目的是設(shè)計一種應(yīng)用于清洗油煙管道的機(jī)器人，解決單獨靠人力很難完成，甚至不可能完成的油煙管道清洗任務(wù)。利用行星磨頭清洗是一種新的清洗方法。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）運用機(jī)器人進(jìn)行管道清理的畢業(yè)論文目錄1 緒 論 1 1 2 82 管道機(jī)器人總體設(shè)計 9 9 9 9 11 15 15 18 19 19 193 鏈傳動的設(shè)計計算 20 20 21 214 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 23 蝸輪蝸桿基本參數(shù)設(shè)計 23 23 24 24 25 26 26 27 27 31 325 過彎道能力和其他部件設(shè)計 33 彈簧的設(shè)計 33 34 34 346 管道機(jī)器人建模與仿真分析 3