【正文】 ? （表 ） ? （ ） ? m1m 13 . 1 4 d 3 . 1 4 2 7 . 3 4 7 5 0v = 1 . 0 7 m /sn 6 0 1 0 0 0???? ? （與估計(jì)值接近） 1tm12 2 3 9 2 1 . 8 7= = 2 8 6 . 9 Nd 2 7 . 3 4TF ?? （式 ） d11dd 21 1ddb s in 2 1 c o sR ? ??? ? ? ? ? ?? 20 .3 3 2 .1 6 1 5 .4 52 1 0 .9 5???? mm min ? ?? ? ?1H? =676 aMP ? ?2H? =648 aMP d? = 9 tAKF/b = = ＜ 100 N/mm （與原估計(jì)相符） 大端模數(shù) m ： 1z = 1dm= 24 ? mm 由表 ，并考慮到爬樓車行駛系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取 m = 實(shí)際大端分度圓直徑 d： 11dzm? = 24=60mm 22dzm? = 72=180mm 齒高： afh = h h m +1 .2m =5 .5?? mm 分錐角 ： 39。 考慮到爬樓車及載荷的 重量 (75千克 )， 三角 輪 系翻轉(zhuǎn)所需的最大 扭矩值 已算出 為： T= N 傳動(dòng)系統(tǒng)是靠電機(jī)帶動(dòng)行星齒輪來實(shí)現(xiàn)爬樓車 在水平面以及斜坡面環(huán)境下行駛的目的，其中前后軸交叉使用動(dòng)力裝置，也就是前軸的左三角輪系和后軸的右三角輪系有動(dòng)力裝置，相反另外兩個(gè)三角輪系 僅為從動(dòng)輪，對(duì)爬樓車起支撐的 3 作用， 在 行駛時(shí) 它們 是自由的這樣既節(jié)省了電機(jī) 數(shù)量 又減少了 爬樓車的 重量。行駛系統(tǒng)采用三角輪系方式，在平整路面行駛時(shí)，每組輪系中有兩個(gè)輪著地；在爬樓梯上爬行時(shí)，通過三角輪系的 翻滾實(shí)現(xiàn)爬樓功能。綜合各方面的優(yōu)缺點(diǎn)，輪式機(jī)器人是比較合理的。眾所周知機(jī)器人自主爬樓梯是移動(dòng)機(jī)器人完成危險(xiǎn)環(huán)境探查、偵察、救災(zāi)等任務(wù)需要具備的基本智能行為之一。在很多危險(xiǎn)場(chǎng)所，如戰(zhàn)場(chǎng)、核生化災(zāi)害地、恐怖爆炸地等需要愈來愈多的移動(dòng)機(jī)器人搭載機(jī)械手等設(shè)備代替人去執(zhí)行任務(wù)。橢圓輪、半球輪和無轂輪的爬坡和越障性能及耐磨損性能均較好 ,但其行駛穩(wěn)定性較差 ,機(jī)械可靠性最低。傳動(dòng)系統(tǒng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可雙向行駛，可手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，要求傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小、安全可靠。具體方案 是通過一根有足夠強(qiáng)度的軸實(shí)現(xiàn)的，軸的下端與爬樓車的前軸裝置的殼體相連，上端與一塊轉(zhuǎn)向板通過軸承連接，軸中間安裝一大圓錐齒輪，選一合適電機(jī)固定在上端板上面，并通過聯(lián)軸器使一齒輪軸與電機(jī)相連，同時(shí)齒輪軸與大圓錐齒輪以一定的轉(zhuǎn)動(dòng)比嚙合 傳動(dòng) ，當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，感應(yīng)系統(tǒng)和控制裝置根據(jù)實(shí)際需要 控制轉(zhuǎn)過的角度。 4 圖 1 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 圖 2 三角輪系 5 4 設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇電動(dòng)機(jī) 結(jié)合該課題的實(shí)際情況，需要用一個(gè)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)主軸上的齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng) 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及 三角輪系 翻滾 從而 實(shí)現(xiàn)爬樓功能 。小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 260HBS， 大齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 230HBS。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 109a）進(jìn)行試算，即 2t131tdu1d 2. 32u []EHZKT?????????? 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) tK = （ 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 51 1 1539 .5 5 1 0 /9 .5 5 1 0 9 7 .5 7 1 0 / 7 8 m m1 1 9 4 6 .1 m mT P nNN???? ? ? ?? （ 3）由表 107，小圓錐齒輪作懸臂布置， 選取齒寬系數(shù) ： d? = （ 4）由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) 1/ 218 9. 8 aEZ MP? （ 5）由圖 1021d 按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ： lim1H? =600 aMP ； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ： lim2H? =520 aMP （ 6）由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK =； 2HNK = （ 7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 1z =21， 2z =68 tK = 1T mmN? d? = 1/ 218 9. 8 aEZ MP? lim1H? =600 aMP lim2H? =520 aMP 13 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S = 1， 由 式 （ 1012）得 ： ? ? 1 lim11 HN HH K S?? ? = 600 aMP =540 aMP ? ? 2 lim 22 HN HH K S?? ? = 520 aMP = aMP 2）計(jì)算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 [ H? ]中較小的值 2t131td23u1d 2. 32u1. 3 11 94 6. 1 4. 2 18 9. 82. 32 m m0. 4 3. 2 47 8. 4= 48 .7 1m m[]EHZKT????? ??? ? ? ? ?????????? （ 2）計(jì)算圓周速度 v v = 1t n60 1000? = 3 .1 4 4 8 .7 1 7 8 m / s6 0 1 0 0 0??? =（ 3）計(jì)算齒寬 b b = d 1td? = = （ 4）計(jì)算齒寬與齒高直之比 b/h 模數(shù) ： t 1t 1d / zm ? = 齒高 ： h = tm = = b/h =／ = （ 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v = ， 8級(jí)精度，由圖 10— 8查得 動(dòng)載系數(shù) ： VK? ； 直齒輪， 假設(shè) tAKF/b＜ 100N/mm 。 代入數(shù)據(jù)得 ，主軸外徑 ： ? ?33 42 2 3 .6 1 01 1 2 2 3 .7 m m2 6 1 0 .5 6d??? ? ?? 取 d =25mm ， 則主軸內(nèi)徑： 1 25 14 m mdd?? ? ? ? （材料為 45 鋼） 計(jì)算方法同上，此軸采用實(shí)心軸，則 3330 9 7 . 5 7 1 01 0 6 1 0 . 6 2 m m78PdA n??? ? ? ? 應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)， 應(yīng)增大軸徑 以考慮鍵槽對(duì)軸的削弱。 m。 5 爬樓車的總體設(shè)計(jì) 行駛系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是爬樓車的三個(gè)大 系統(tǒng)，三者缺一不可。 這段設(shè)計(jì)的時(shí)間內(nèi)，我們從方案論證報(bào)告 、前期的理論學(xué)習(xí)、到中期的計(jì)算與畫圖，后期的整理、校改，遇到了很多的困難、很多的問題，甚至有些困難是我們沒有估計(jì)到的。而此次設(shè)計(jì)用到了多個(gè)方面的知識(shí)，并且根據(jù)課題的要求先確定整體的方案，然后是具體如何實(shí)現(xiàn)，用什么方法去實(shí)現(xiàn)，這就要求我們有設(shè)計(jì)一個(gè)課題的整體思路和解決 23 問題、分析問題的能力。 在以后的學(xué)習(xí)中，我應(yīng)該吸取教訓(xùn)，再也不能將學(xué)到的知識(shí)孤立起來，應(yīng)該多想一想學(xué)到的知識(shí)可以用到哪里，可以與其他的哪些知識(shí)聯(lián)系起來，完成 什么作用，做到融會(huì)貫通。 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)， 2021， 18（ 4）： 8