【文章內容簡介】 所以所選的電機符合條件。此測量裝置在500mm/min的速度下前進，速度比較低。初選車輪直徑為40mm則此時車輪的角速度以及減速后最終的角速度為： ω=60v/(πd)=60500/4060=由于電機的初速度為14 r/min，由傳動比公式i=14/w=14/= 所以傳動比i=我選用直齒圓錐齒輪來傳遞能量和動力。因為其可以實現(xiàn)兩相交軸之間的傳動。錐齒輪設計、制造及安裝均較簡單，用于低速傳動，非常適合此裝置的要求?？紤]到機器人在前進過程中要托纜，因此將此機器人設計成前后輪共同驅動的方式，以獲得較大的牽引力。由于尺寸限制，只能將輪放在另外一根軸上，用皮帶將兩軸連接起來，它沒有調速的作用，只需使兩軸具有同樣的旋轉速度。壓緊裝置主要是為了讓機器人能夠撐緊管壁，從而達到平穩(wěn)前進的目的。我所設計的壓緊裝置是通過一個扇形齒輪和一個齒條的相互嚙合實現(xiàn)的。具體如圖6所示： 圖6 壓緊裝置此結構的原理非常簡單，但卻很實用。當管壁直徑變化時，壓緊輪就會以銷軸為中心，進行旋轉，同時齒條就會因為嚙合的作用前后移動，彈簧也跟著壓縮或拉長。以此來調節(jié)適當?shù)膲壕o力，保證車體的平衡。計程輪的設計是為了知道車體在管道中行進的距離，已達到正確測量管道中某點涂層厚度的目的。計程輪設計如圖6所示，它的結構比較簡單，是用四個導向螺釘將輪固定在支撐體上，導向螺釘上裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的一端連在支架上，另一端連在支撐體上，由此支架可以沿著導向螺釘?shù)姆较蛏舷乱苿樱囕喭ㄟ^銷軸連在支架上，可以隨支架一起運動，以保證計程輪始終與地面接觸。計程輪上安裝有霍爾傳感器?；魻杺鞲衅骶褪抢没魻栃?，通過磁場、電流對被測量的控制，使包含有被測量變化信息的霍爾電壓發(fā)生變化，在利用后繼的信號檢索和信號放大電路，就可以得到被測量脈沖信號的信息。正因為霍爾傳感器的基本原理霍爾效應只包含了磁場、電流、電壓三個常用物理量，使得采用霍爾傳感器的被測量的測量簡單易行，而磁場強度、電流、電壓是磁場、電場的基本物理量，所以霍爾傳感器可以進行精確的非接觸測量。 圖 7計程輪它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點，在機車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。本裝置中選用霍爾元件DN6837，它是一個開關集成霍爾傳感器，其輸出的脈沖信號經過一級三極管放大，在送到單片機的輸入口。軸的材料是決定其承載能力的重要因素，制造軸的主要材料是碳素鋼及合金鋼。45號優(yōu)質中碳鋼是最常用的材料。Q235A等普通碳素鋼用于不重要的軸或受載較小的軸；合金鋼具有較高的機械強度用于受載荷較大、結構尺寸受限制、需提高軸頸耐磨性及處于高溫或腐蝕等條件下的軸；球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵一般用于鑄成外形復雜的軸，他們吸振性好，對應力集中敏感性低。一般機器中的軸常用優(yōu)質中碳鋼制造，這類鋼比合金鋼廉價，對應力集中的敏感性較低，其中45號鋼最為常用。為了提高材料的力學性能，通常進行調質或正火處理。由于振動磨的主軸旋轉會產生高頻率的振動，且產生的離心力相當大，所以應選45號鋼作為此傳動軸的材料。一般常見的軸按其軸線的形狀和功用分為直軸、曲軸兩大類，因為本次設計只涉及直軸，所以我們在此只討論直軸。直軸一般都做成實心，若因機器特殊需要也可制成空心軸?？紤]到應加工方便，軸的截面多為圓形，為了使軸上零件定位及裝拆方便，軸多做成階梯軸。一些結構簡單或特殊要求在軸中裝設其它零件或者減小軸的質量具有重大作用的場合，軸才做成等直徑的軸（光軸）或空心軸。～，以保證軸的剛度及扭轉穩(wěn)定性。根據(jù)軸的承載情況，可分為：轉軸——工作中既受彎矩又受轉矩的軸；有時還受較大軸向力的作用，這類軸在各種機器種最常見；心軸——工作中只承受彎矩、不受轉矩或轉矩較小的軸，心軸又分為轉動心軸（軸轉動）和固定心軸（軸不轉動）兩種；傳動軸——工作中只傳遞轉矩、不承受彎矩或受彎矩很小的軸。下面首先通過扭轉強度對軸進行設計，然后再用彎扭組合進行校核。按扭轉強度條件計算選擇軸的材料為45鋼，經調質處理，首先估算最小軸徑，根據(jù)下列公式進行計算，d ——截面處軸的直徑，單位mm，p ——軸的傳遞功率，單位kw；n ——軸的轉速，單位r/min，——許用扭轉切應力，單位MPa，45鋼的值為25～45；——其中45鋼的的取值為126～103。因選擇的電動機功率為30kw，即p=20w，轉速n=14r/min，把數(shù)據(jù)帶入上式有：=因軸上開有兩個鍵槽，所以軸徑應當增大5%～7%，則有d≥（1+）=圓整后可取d=12mm。但是這樣求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑dmin。按彎扭合成條件校核軸軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段的中點。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂的中點算起。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，這是建立力學模型的一種形式，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關。在做計算簡圖時，應先求出軸上受力零件的載荷（若為空間力系，應把空間里分解為圓周力、徑向力和軸向力，然后把他們全部轉化到軸上），并將其分解為水平分力和垂直分力。然后求出各支承處的水平反力FHN和垂直反力FNV。我所校核的這根軸是錐齒輪傳動的從動軸如圖7。其上主要有齒輪，帶輪和兩個軸承。另外一根軸的受力分析和計算在這里就不再闡述。下面進行軸的設計計算和強度校核。根據(jù)設計要求可知：，則齒輪在此軸上的扭矩為：P1=p== n1=4r/min=9550000P1/n1=mm, 因大齒輪的分度圓直徑為d=mz=246=92mm，所以Ft=2T1/d=,Fr=Fttan20/cos8= N Fa=Fttan= N皮帶的初拉力為Fe=1000p/v=。下面利用靜平衡原理計算F1和F2其上所受彎矩圖和剪力圖如圖9列出靜平衡方程:在垂直面內：Fv1106=Fr75+Fa Fv1=278 NFv2106=Fr31+Fa Fv2=125 N在水平面內： Fh1106=Ft75 Fh1= N Fh2106=Ft31 Fh2=294 N 圖8水平面內剪力彎矩圖 圖9垂直面內剪力彎矩圖 圖10彎矩扭矩合成圖所以： M==23709 根據(jù)第四強度理論對危險截面進行校核,又 ，===代入數(shù)據(jù)得=60MPa所以軸的強度足夠。軸的結構設計軸結構設計原則：（1） 軸上零件布置應