【正文】 （ i屬于 740，這里取 20） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 5 圓錐直齒輪呈 90176。能承載 200Kg 重量，能實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動(dòng)。但車(chē)輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)顯得尤其突出，與步行式移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，它的優(yōu)點(diǎn)很多 :能高速穩(wěn)定地移動(dòng)、能源利用率高，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、能借鑒至今已很成熟的汽車(chē)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等等，它的缺點(diǎn)是移動(dòng)場(chǎng)所限于平面。在民用服務(wù)領(lǐng)域，美國(guó)和日本處于遙遙領(lǐng)先的地位，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于車(chē)站清掃、大面積割草、商場(chǎng)導(dǎo)游導(dǎo)購(gòu)、導(dǎo)盲和保安巡邏等各個(gè)方面。 omnidirectional mobile chassis 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 2 目 錄 摘 要 .............................................................. ? Abstract .............................................................?? 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)背景和意義 ....................................... 1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路 ............................................... 2 第 2 章 機(jī)器人全向移動(dòng)底盤(pán)總體設(shè)計(jì)方案 ............................... 2 功能要求 ...................................................... 2 指標(biāo)要求 ...................................................... 2 總體方案設(shè)計(jì) .................................................. 3 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................. 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 ................................................. 4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)的選擇 ............................................. 4 第 4 章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................... 6 圓柱齒輪的設(shè)計(jì) ................................................. 6 錐齒輪的設(shè)計(jì) .................................................. 10 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) ................................................ 16 軸的設(shè)計(jì) ..................................................... 21 第 5 章 其它零件的選取 .............................................. 33 聯(lián)軸器的選取 .................................................. 33 軸承的選取 .................................................... 33 鍵的選取 ..................................................... 33 第 6 章 UG 運(yùn)動(dòng)仿真 ................................................ 33 UG 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 ............................................... 33 基于 UG 的運(yùn)動(dòng)仿真 ............................................. 34 第 7 章 SolidWorks 有限元分析 ........................................ 34 有限元分析簡(jiǎn)介 ................................................ 34 基于 SolidWorks 的有限元分析 ..................................... 35 參考文獻(xiàn) ........................................................... 39 致 謝 ............................................................. 41 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 1 第 1 章 緒論 移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)背景和意義 機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎滲透所有領(lǐng)域。因?yàn)槿蛞苿?dòng)機(jī)器人具有平面運(yùn)動(dòng)的全部三個(gè)自由度，前后、左右和自轉(zhuǎn)，所以 理論上在機(jī)器人所處的運(yùn)動(dòng)平面上它可以向任何方向運(yùn)動(dòng)，并且它的機(jī)動(dòng)性要優(yōu)于非 全向移動(dòng)機(jī)器人。目前，在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人已應(yīng)用于商場(chǎng)導(dǎo)購(gòu)、物品移送、家居服務(wù)、展廳保安和大面積清掃等多個(gè)服務(wù)領(lǐng)域。 上述移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場(chǎng)合靈活快捷地自由運(yùn)動(dòng)的性能，這也成為了機(jī)器人研究和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問(wèn)題。 本課題將對(duì)全向移動(dòng)機(jī)器人底盤(pán)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究。 該機(jī)器人底盤(pán)的結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、圓柱直齒輪傳動(dòng)裝置、錐齒輪傳動(dòng)裝置、滾動(dòng)軸承以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。 參數(shù)： u=24V，有效功率 250w，轉(zhuǎn)速 2400r/min－ 3000r/min,額定轉(zhuǎn)矩 mmN? 。3239。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié) 構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 3）由 [1]圖 10— 20c 按齒面硬度查得齒輪的彎曲疲勞極限 a7001 MPFE ?? 。 2） m / nd v 1 ?????? ?? ，再根據(jù) 7 級(jí)精度按 參考文獻(xiàn) [1]由圖 108 計(jì)算載荷系數(shù) K， 查 [1]由表 102 查得：使用系數(shù)使用系數(shù) 1?AK ；根據(jù) v=、 7 級(jí)精度，查 [1]由圖 108 查得：動(dòng)載系數(shù) ?VK ；由 參考文獻(xiàn) [1]表 103 查得：齒間載荷分配系數(shù) ?K = 1??? ??? FH KKK ；由 [1]表 103取軸承系數(shù) ??HK ， 齒向載荷分布系數(shù)?K= ????? beHHH KKKK ???? 3)所以： 1 .8 91 .8 7 511 .0 11 ?????? ?? HHVA KKKKK 4)校核分度圓直徑 查 [1]由表 1026 得： ? ? ? ? ? ? mmKTZ RRHE 0 8 0 3 2423 2121t ?????????????????????????? ? 5)計(jì)算兩齒輪的 ? ?FSFYY? aa 并加以比較 ? ? 1a1a1 ???F SF YY ?， ? ? 460 2a2a2 ???F SF YY ? ，兩齒輪的數(shù)值一樣大。 ?? 。 分度圓直徑： mmmmmzd ???? 喉圓直徑： mmmmhdd aa )(2 222 ?????? 齒根圓直徑： mmmmhdd aff )(2 222 ??????? 咽喉母圓半徑： mmmmdar ag )(21 22 ?????? 寬度： mmdB a 1 ???? ；故取 B=20mm 頂圓直徑： mmmdd ae ????? ；故取 mmde 902 ? ； 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 221 當(dāng)量齒數(shù) : ? ? os 51c os 3322 ??? ??zz v 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 20 根據(jù) ?x ， ?vz ，查 [1]圖 1119中可查得齒形系數(shù) ?FaY 。? ； vv farctan?? ； vf 與相對(duì)滑速度 sv 有關(guān)。選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 3）軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算筒圖，如下圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置的，作為筒支梁的軸的支撐跨距 mm90 。因軸承同時(shí)受有徑向力的作用，故選用與蝸桿軸一樣的單列圓錐滾子軸承。根據(jù)式 155 及上列的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 ? ? MP aw TMca ??? ?? 已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 [1]表 151 查得 ? ? MPa601 ?? ，因此 ? ?1?? ?ca ，故安全。 （ 3）軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。半聯(lián)軸器的孔徑 d Ⅰ mm14? ，故取 d Ⅰ Ⅱ=14mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 mmL 18? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度mmL 161? 軸承的選取 初步選擇滾動(dòng)軸承。運(yùn)動(dòng)仿真是 UG 的主要部分，它能對(duì)任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力分析和設(shè)計(jì)仿真。其中對(duì)頂盤(pán)中的零件（軸、軸輪、軸上零件及圓錐齒輪）設(shè)置了第二連桿（頂盤(pán)的外框架），使之各自轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還隨著頂盤(pán)的外框架一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所代替。 圖 軸 3 的有限元分析 按設(shè)計(jì)要求，選用材料為 45 鋼，蝸桿軸受到的的應(yīng)力為 。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 1 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京 :高等教育出版社， 2020. [2] 朱家誠(chéng) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M].合肥 :合肥工業(yè)大學(xué)出版社， 2020. [3] 成大先等 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. [4] 付京遜等 .機(jī)器人學(xué) [M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社， 1989. 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