【正文】 日期： 日期： 注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等）。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。另外，在我設(shè)計(jì)期間，同組同學(xué)也給了我很多的幫助，在此我也向他們表達(dá)我真誠(chéng)的謝意。參考文獻(xiàn)[1] 劉建華，[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011: 76～103[2] 劉傳紹，[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011: 56～73[3] 濮良貴，[M].北京：高等教育出版社，2010: 60～213[4] 成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本（軸承)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005: 101～106[5] 郭朝勇，AutoCAD 2008[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008: 1～123[6] 孫恒，陳作模，[M].北京:高等教育出版社，2010: 56～90[7] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990: 67～86[8] 趙大興，工程制圖第二版[M].北京：高等教育出版社，2009: 78～145[9] 楊正新，[期刊論文][J]中國(guó)機(jī)械工程,2000: 9～15[10] 朱敬德，周明，應(yīng)金貴，在役石油管道檢測(cè)機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)上海大學(xué)學(xué)報(bào)[J]（自然科 學(xué)版）,2002: 3～23[11] 王云亮，電力電子技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008：21～32[12] 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滾動(dòng)軸承基本額定壽命的檢驗(yàn)預(yù)計(jì)壽命30000h（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表16－11）查附表22－3：軸承的基本額定動(dòng)載荷C=；溫度系數(shù)=1（假定工作時(shí)溫度100度）；載荷系數(shù)=（由題目給定有輕微振動(dòng)）；。 圖813 錐齒輪軸的水平面彎矩圖 M=FL1= (Nmm)； M=RL3= (Nmm)。 圖89 錐齒輪軸的受力圖 直齒輪(為一對(duì)齒輪中的主動(dòng)輪)：圓周力F===75N；徑向力F=Ftg=75tg20=；軸向力=0 。（2）錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮軸上零件的固定及便于軸系零件的裝拆，采用階梯軸結(jié)構(gòu)如圖87所示。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表16－11） 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)附表22－3：軸承的基本額定動(dòng)載荷C=。 ④ 4段軸的直徑為20mm。 圖81 驅(qū)動(dòng)輪軸的三維圖 圖82 從動(dòng)輪軸的三維圖 履帶軸系驅(qū)動(dòng)輪軸零件設(shè)計(jì)計(jì)算 驅(qū)動(dòng)輪軸的計(jì)算（1）概略計(jì)算軸徑 ① 驅(qū)動(dòng)輪軸選用40Cr鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)則整根高速軸都使用材料40Cr，調(diào)質(zhì)。 彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算 （735）（1）具體數(shù)據(jù)K=；＝1125；＝ 。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1019） 小齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力：===720 (N/mm)。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表106）（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 a）大齒輪齒數(shù)＝16＝40；取＝40。 選用材料 采用7級(jí)精度軟齒閉式圓柱直齒輪；小齒輪40Cr鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；大齒輪45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；。 ③ 彎曲壽命系數(shù)（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1018）= 10；=10； K=K=。小齒輪實(shí)際圓周速度v== = m/s與初估=，值無(wú)需修正。 （719） ＝267 r/min；J=1；L=30000h；＝。 ⑤ 載荷系數(shù)K＝。 ＝1。 選用材料 采用7級(jí)精度軟齒閉式圓柱直齒輪：小齒輪40Cr鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；大齒輪45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；。 ； （711） （3) 齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表105） 小齒輪齒形系數(shù)，大齒輪齒形系數(shù) 小齒輪應(yīng)力校正系數(shù)，大齒輪應(yīng)力校正系數(shù)。 R = ，齒寬；取小齒輪寬度，大齒輪寬度為。 (75)＝200r/min；J=1；L =30000h；；＝。 ⑤ 載荷系數(shù)K＝。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 表102） ② 動(dòng)載荷系數(shù)。校驗(yàn)符合實(shí)際情況。 （63） 帶寬 bs10（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表122） （64）式中為單位帶寬的許用應(yīng)力，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表121模數(shù)時(shí)，單位帶寬許用拉力。由機(jī)械設(shè)計(jì)表12155可查得現(xiàn)有的模數(shù)制同步帶產(chǎn)品，選取，節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)。它噪聲小，不損壞路面，接地壓力均勻。對(duì)于履帶式管道機(jī)器人基于履帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它在單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，正壓力等于載體與管壁產(chǎn)生的正壓力，因此有大的附著力。 耐磨性條件計(jì)算 d= (539)式中==3 ；F=；查表512 =11；代入計(jì)算d≧，故耐磨性滿(mǎn)足要求。 ③ 彎曲壽命系數(shù) =；=；K=K=。 參數(shù)的修正（1）動(dòng)載荷系數(shù)k 小齒輪實(shí)際圓周速度v== (534) 與初估=，值無(wú)需修正。 (527) 從上兩式中取小者作為許用接觸疲勞應(yīng)力：。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力＝575 。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表104） ④ 載荷分布系數(shù)。 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)槭擒淉X輪，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 d (521)（1）齒數(shù)比 u=i=2。 (517) ===(N/mm)。 彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算 （515）（1）基本尺寸 K=；＝300；＝600。 （510） ，取14，初選正確；Z=28。 ⑤ 大齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù)N=/i=。（4）小齒輪轉(zhuǎn)矩。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖108） ③ 齒向載荷分布系數(shù)。圖51 機(jī)架部分傳動(dòng)系統(tǒng)三維圖 I級(jí)傳動(dòng)系齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù) Ⅰ級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)扭矩，高速軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i=2，使用壽命為30000小時(shí)，工作時(shí)有輕度振動(dòng)。采用的是履帶中驅(qū)動(dòng)的同種電機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩,額定輸出轉(zhuǎn)速為。 （47）式中為滾珠絲杠的螺母副的傳動(dòng)效率。 （41）隨著管道機(jī)器人在管內(nèi)移動(dòng)的距離的增加，或者在爬坡的時(shí)候，機(jī)器人可能由于自身重量所提供的附著力不夠時(shí)，導(dǎo)致打滑，這就需要管道機(jī)器人提供更大的牽引力來(lái)支持機(jī)器的行走。在42中，當(dāng)時(shí)，機(jī)架適應(yīng)管道半徑的范圍在。攝象頭：CCD探頭，具體尺寸可選。以最小管徑200mm作為尺寸控制的參數(shù)，履帶行走機(jī)構(gòu)的高度50mm，所用電動(dòng)機(jī)直徑大約20mm。盡管某些科研單位己經(jīng)研制出了幾種功能樣機(jī)，但它們只能對(duì)空管道進(jìn)行檢測(cè)，難以滿(mǎn)足工程上的要求。近幾十年來(lái)，核工業(yè)、石油工業(yè)的迅猛發(fā)展為管道探傷機(jī)器人提供了廣闊的應(yīng)用前景。既然管道在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中有著如此廣泛的應(yīng)用，其安全運(yùn)行問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的重視。axle.第1章 引言隨著城市化和工業(yè)化步伐地不斷加快，管道作為一種運(yùn)輸工具在人們的生活和工作中出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)有：運(yùn)行阻力的計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇、減速比的計(jì)算、齒輪強(qiáng)度的計(jì)算、軸強(qiáng)度的計(jì)算、四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。管道在使用的過(guò)程中，由于環(huán)境條件的影響，必定會(huì)造成一定的腐蝕和損壞，如果不及時(shí)修理，必定會(huì)造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。然而由于管道埋地較深，通過(guò)常規(guī)的巡線(xiàn)檢測(cè)方法很難步到泄漏點(diǎn)，另外長(zhǎng)輸管道距離長(zhǎng)，沿途多為荒漠、沼澤或河流，而檢測(cè)方法多為人工定期巡檢，這都限制了泄漏檢測(cè)與定位的實(shí)時(shí)性,準(zhǔn)確性。目前，各國(guó)的研究學(xué)者已經(jīng)研制出了滿(mǎn)足不同需要的管道探傷機(jī)器。（2）管道探傷機(jī)人履帶移動(dòng)部分的研究該部分主要是由減速器、驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、履帶組成，驅(qū)動(dòng)輪主要是帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，履帶和管道接觸產(chǎn)生移動(dòng)。最后由于設(shè)計(jì)要求中規(guī)定了每分鐘的行程，所以電動(dòng)機(jī)應(yīng)該轉(zhuǎn)速適中，既與整個(gè)電機(jī)的功率和扭矩相匹配，又能滿(mǎn)足行進(jìn)速度的要求。第4章 機(jī)架部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)圖21的設(shè)想知機(jī)架部分的初步構(gòu)想圖如圖41所示。附著力主要與履帶對(duì)管壁的正壓力和摩擦系數(shù)有關(guān)。將各個(gè)履帶由于重力而產(chǎn)生的作用反力定義為,由附加正壓力所產(chǎn)生的作用反力定義為，絲杠螺母桿的推力為，由力平衡原理可得： （）cot=F （42）由Lsin+h+h=R得 cot= （43）絲杠螺母需施加的推力F為：F=（） （44）式中L、R、h、h如圖42所示。 (48) 式中為履帶的附著系數(shù)，近似于摩擦系數(shù)，因管道內(nèi)部環(huán)境條件，故按油潤(rùn)滑條件來(lái)取值u=。由式（46）計(jì)算tan（）=。（2）齒寬系數(shù)：直齒取＝。 b）螺旋角。（標(biāo)準(zhǔn)直齒）（7）許用接觸疲勞應(yīng)力 ＝ （54） ① 小齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 ＝720 。 （56） 大齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力：===575（N/mm）。 （513）取小齒輪寬度b=12mm，大齒輪寬度為b=。 小齒輪應(yīng)力校正系數(shù)，大齒輪應(yīng)力校正系數(shù)。 (520)因?yàn)椋?；所以校?yàn)合格 。 (522) ① 工況系數(shù)。（直齒） c）端面重合度＝。