【正文】 ② 2段軸為軸肩，固定滾動(dòng)軸承，并裝有軸承蓋。軸直徑略大于軸頸，取11mm。 ③ 3段為軸頸，直徑取6mm，故支承用深溝球軸承6308。采用油脂潤滑。并和圓柱齒輪間有過盈連接。321 圖87 錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖 錐齒輪軸校驗(yàn)（1）計(jì)算支反力和繪制彎矩圖及扭矩圖 ① 求軸上各力，受力示意圖如圖89所示。 圖89 錐齒輪軸的受力圖 直齒輪(為一對齒輪中的主動(dòng)輪)：圓周力F===75N；徑向力F=Ftg=75tg20=；軸向力=0 。(直齒輪無軸向力) 圓錐齒輪(為一對齒輪總的從動(dòng)輪)：圓周力 。徑向力 。 （84）軸向力 。 （85） ② 垂直平面內(nèi)支承點(diǎn)得支反力，如圖810所示。 圖810 錐齒輪軸的支點(diǎn)受力圖 L1=, L2=, L3= R=－； R= ③ 水平面支承反力，如圖811所示。 圖811 錐齒輪軸的支點(diǎn)受力圖 R=－； R= ④ 垂直面彎矩圖，如圖812所示。 圖812 錐齒輪軸的垂直面彎矩圖A,B截面的彎矩大小為： M=FL1= (Nmm) （86） M=RL3==(Nmm) （87） ⑤ 水平面產(chǎn)生的彎矩圖，如圖813所示。 圖813 錐齒輪軸的水平面彎矩圖 M=FL1= (Nmm)； M=RL3= (Nmm)。 （88） ⑥ 合成彎矩 最不利的情況： 將相疊加；= （89） ⑦ 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（2）強(qiáng)度校驗(yàn) ① 危險(xiǎn)截面為a面 其當(dāng)量彎矩為 =；其中，取折合系數(shù) ＝。 ② 軸為40Cr，調(diào)質(zhì)；由表14－1查得＝750；根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表14－3 查得 =70 =；此截面處直徑為6mm，故滿足要求。 ③ 2段軸為非危險(xiǎn)截面，同時(shí)直徑也要大，所以軸強(qiáng)度較和滿足。（3）軸的剛度校驗(yàn)： ① 軸的彎曲變形計(jì)算 =；==34mm。材料彈性模量光軸剖面的慣性矩＝ 由P590對齒輪軸許用撓度；為齒輪模數(shù)3；許用偏轉(zhuǎn)角＝；許用扭轉(zhuǎn)角，所以，；偏轉(zhuǎn)角l＝；故滿足變形條件。 ② 軸的扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算 材料的切變模量。 ，所以滿足條件。 錐齒輪軸承的壽命計(jì)算（1）錐齒輪上軸承的計(jì)算 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)）；。由上面軸的力學(xué)分析可得: F==；。 由=，可得徑向載荷系數(shù)； 軸向載荷系數(shù)。 故其當(dāng)量動(dòng)載荷取最大值P=。 =10h 軸承的預(yù)期壽命30000 h ，因此滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)合理。（1）軸徑的尺寸的初訂 ① 從動(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)。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查表20－2；材料的拉伸強(qiáng)度限，拉伸屈服限，彎曲疲勞限，扭轉(zhuǎn)疲勞限。 ② 從動(dòng)輪軸固定在履帶板上，靜止不動(dòng)，并不具有傳遞功率的作用。相當(dāng)與軸承的作用，支撐驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）從動(dòng)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)；軸結(jié)構(gòu)和和從動(dòng)輪的中心相對稱結(jié)構(gòu)圖如圖814所示。 ：圖814 從動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)圖 ① 為軸頭1，上開有張緊的螺釘孔，并和履帶帶板相接觸，取軸直徑為6mm。 ② 2段的為軸身，裝軸承蓋，取軸直徑為13mm。 ③ 3段為軸頸，直徑取15mm，故支承用深溝球軸承61802，采用油脂潤滑。 ④ 4段軸為軸肩，起到固定軸承的作用，直徑為19mm。 ⑤ 5段軸為軸身，連接兩邊軸肩的作用，取直徑為24mm。（3）計(jì)算支反力和繪制彎矩圖 由于驅(qū)動(dòng)輪軸并不傳遞功率，只是起到支撐的作用，所以只用校驗(yàn)驅(qū)動(dòng)輪軸的強(qiáng)度，而且沒有扭矩的存在，如圖815所示。 4圖815 從動(dòng)輪軸的受力圖 ①152 F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力，如圖816所示。 圖816 從動(dòng)輪的支點(diǎn)受力圖 圖中F1,F2為螺母所施加的張緊力?？梢宰龊喕幚硭愠? 軸承支反力：； ② 垂直面彎矩圖，如圖817所示。 圖817 從動(dòng)輪的彎矩圖 （810） 高速軸校驗(yàn)（1）強(qiáng)度校驗(yàn) ① 危險(xiǎn)截面為Mv最大的一段軸面；其當(dāng)量彎矩為 ② 軸為40Cr，調(diào)質(zhì)； ＝750；=70 =，遠(yuǎn)滿足要求。（2）軸上軸承的計(jì)算 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） 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=。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表16－10得溫度系數(shù)=1（假定工作時(shí)溫度100度） 載荷系數(shù)=1 驅(qū)動(dòng)軸只受徑向力F的作用,； 故其當(dāng)量動(dòng)載荷取P=36N。 軸承的預(yù)期壽命30000 h ，因此滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)合理。第9章 履帶架部分的零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù)：沿桿最大力出現(xiàn)在管道直徑d=200mm時(shí)；此時(shí) F=。 （91） 履帶架部分彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧鋼絲的直徑暫取d=；C=5；曲度系數(shù)K=+=。（92） 彈簧鋼絲的拉伸強(qiáng)度極限=2360mpa （根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表163）；許用切應(yīng)力==1180mpa 。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表162） =。 （93）根據(jù)上述計(jì)算，將彈簧數(shù)據(jù)如表91。表91 彈簧的具體數(shù)據(jù)項(xiàng)目 單位 彈簧中經(jīng)Dmm6內(nèi)徑Dmm4外徑Dmm8自由高度Hmm節(jié)距Pmm4軸向間隙Cmm2螺旋角（）總?cè)?shù)n6 履帶架部分的螺栓設(shè)計(jì) 螺栓選擇GB/T57802000 M327 按松螺栓連接設(shè)計(jì)；安全系數(shù)S= S= 。 （根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表510） 需用應(yīng)力==256mpa；==512mpa。 （94） 螺栓的危險(xiǎn)載面直徑d許滿足d==。 （95） 3=d故所選擇的螺栓滿足要求。 螺栓與孔壁聯(lián)接的長度滿足 因?yàn)長≧== 履帶架部分的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)闂U的最小載面滿足 S≧=。第10章 結(jié) 論本設(shè)計(jì)是基于直流電機(jī)的管道探傷機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)。首先該系統(tǒng)用電池提供動(dòng)力，避免了老式的管道探傷機(jī)器人因?yàn)殡娎|線的重量而使得機(jī)器人的承載能力和行走距離收到限制，其次該系統(tǒng)是利用直流電機(jī)提供動(dòng)力，通過減速器傳遞給驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)機(jī)器人行走。通過傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制plc進(jìn)而控制電源的開關(guān)和電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，達(dá)到具有前進(jìn)和后退能力，以及精準(zhǔn)定位。最后該系統(tǒng)具有效率高，性能好，精度高，工作穩(wěn)定，大大節(jié)省了機(jī)器人的本身成本。因此，應(yīng)有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)然本設(shè)計(jì)只是理論上的研究，有待進(jìn)一步的開發(fā)、研究實(shí)際應(yīng)用。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] 減速器實(shí)用技術(shù)手冊編委會[M].減速器實(shí)用技術(shù)手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992: 76～83[13] 章日進(jìn)，機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987: 89～132[14] 陳榕林，機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2010: 36～58[15] 武覆鋼鐵設(shè)計(jì)院扳帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)(下冊)[M].北京：冶金工業(yè)出版杜；1984: 23～45[16] 裴先茹，[J]. 安徽化工，2010: 4～6.[17] 胡柳，[J].綠色科技，2010: 165～167[18] 張彥芳，壓電發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢[J].科技資訊，2010: 102～150[19] 楊正新，[期刊論文][J]中國機(jī)械工程2000: 23～32致 謝時(shí)光如梭，轉(zhuǎn)眼之間四年的學(xué)習(xí)生活在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)后將畫上圓滿的句號。在這四年中，感謝各位領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)對我的學(xué)習(xí)上的支持和幫助。老師們對我的悉心栽培不僅帶給我知識的雨露，更教會我做人的道理。此外，在生活中，老師也給予我極大的幫助，我不僅感受到集體生活的樂趣，還學(xué)會了如何關(guān)心他人。本論文的完成是在楊老師的精心指導(dǎo)和幫助下完成的，在這幾個(gè)月的時(shí)間里，老師在我對課題的學(xué)習(xí)和研究中都給與了無微不至的關(guān)心和幫助。楊老師淵博的學(xué)識，敏銳的科學(xué)洞察力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，強(qiáng)烈的創(chuàng)新思想和對科研教育事業(yè)的執(zhí)著追求都給我留下了深刻的印象，并將激勵(lì)我在今后的工作中勇敢地面對困難和挑戰(zhàn)。在論文完成過程中，參考和吸收了許多前人的研究成果，在此一并向他們表示感謝。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，還得到了許多其他老師的關(guān)心和支持，是他們無私的愛才使我能夠在學(xué)習(xí)上不斷進(jìn)取。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)我真誠的謝意。最后，我要感謝擔(dān)任我論文評審和評閱的各位老師，謝謝他們提出的寶貴意見和建議。55