第八屆機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽說(shuō)明書-資料下載頁(yè)
2025-08-03 06:35本頁(yè)面
【正文】 m50mm木塊取出放置于預(yù)先移除的有機(jī)玻璃板上，機(jī)械臂取出100mm100mm10mm木塊然后轉(zhuǎn)向，駛上有機(jī)玻璃板，利用撥叉將其余木塊推送至安全區(qū)域。圖433 完成④區(qū)取木塊后直接將木塊推送至安全區(qū)域 ③區(qū)救援目標(biāo)的取出與放置設(shè)計(jì)的機(jī)械臂完全伸展開(kāi)長(zhǎng)度達(dá)到近400mm，且各關(guān)節(jié)電機(jī)均具有15kgcm以上的扭矩，可以將覆蓋在③區(qū)救援目標(biāo)上的10mm的有機(jī)玻璃板從靠近安全區(qū)的位置繞底邊頂起（依次如圖44圖442所示），使抓?、蹍^(qū)救援目標(biāo)時(shí)無(wú)障礙物。 圖441 機(jī)械臂預(yù)備 圖442 利用機(jī)械臂將蓋板頂起第五章 設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要技術(shù)參數(shù)：車輪電機(jī)：轉(zhuǎn)速150r/min；額定電壓24V；伸縮輪電機(jī)：轉(zhuǎn)速15r/min；額定電壓12V；底盤旋轉(zhuǎn)電機(jī)：轉(zhuǎn)速15 r/min；額定電壓12V；機(jī)械臂電機(jī)：轉(zhuǎn)速5 r/min，3 r/min；額定電壓12V；機(jī)械抓手電機(jī)：轉(zhuǎn)速100r/min；額定電壓12V；軸：45調(diào)質(zhì)鋼 許用彎曲應(yīng)力σ1=60MPa；鋁合金材料：許用彎曲應(yīng)力σ1=25MPa。相關(guān)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1 速度計(jì)算 車前進(jìn)速度 輪伸縮速度 機(jī)械臂橫向旋轉(zhuǎn)角速度2 鋼絲繩強(qiáng)度校核3 過(guò)橋分析4 拉4區(qū)板分析5 抓取橡膠棒分析6 機(jī)械臂強(qiáng)度校核7 機(jī)械臂頂三區(qū)板分析輪傳動(dòng)電機(jī)功率為4W，轉(zhuǎn)速130r/min鏈輪傳動(dòng)傳動(dòng)比為1:1，∴車輪轉(zhuǎn)速為n=130r/min，車輪直徑為d=22mm車速v=πd/1000n/60=繞鋼絲繩的滑輪工作直徑為10mm電機(jī)n=15r/minv=rw=5/1000m(30π/60)rad/s=底盤齒輪模數(shù)m=1，兩小齒輪d1=d2=32mm，大齒輪d3=64mmD=mzz1=z2=d1/m=32z3=d3/m=64傳動(dòng)比i=z1z2/z2z3=電機(jī)轉(zhuǎn)速為15r/min機(jī)械臂橫向旋轉(zhuǎn)角速度w=（152π/60）rad/s=ABDv1FEC120176。30176。圖51如圖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖51，DE為螺桿，帶動(dòng)CF以如圖51所示速度v1方向（或相反方向）運(yùn)動(dòng)，螺距P=1mm，為單線螺紋，導(dǎo)程s=1mm，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=100r/min, AB=110mm,BC=21mm,CE=20mmV1=nS=100mm/min=C點(diǎn)速度vc=v1=AB,CB均繞B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)vccosA/BC=w=dA/dt代入數(shù)據(jù)得 =dA/dt用分離變量法解此微分方程得：At=（secA+tanA）從張開(kāi)到閉合的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖可測(cè)得A轉(zhuǎn)過(guò)了50176。，帶入得t=20176。，效率較高。 圖52對(duì)上述微分方程的解對(duì)角A求導(dǎo)得（sinA+1）/(cosA+sinAcosA)由此得AB轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=dA/dt=(cosA+sinAcosA)/（sinA+1）已知車m=8kg，G=履帶與場(chǎng)地之間的動(dòng)摩擦因素為1，鋼絲繩直徑1mm。鋼絲繩安全系數(shù)k約為5。則車左輪撐開(kāi)的滑動(dòng)摩擦力大小為：F1=μFn=1=鋼絲繩近似破斷拉力F破斷=500dd（N）其中d為鋼絲繩直徑，單位mm則F破斷=500N鋼絲繩能承受的極限拉力F極限=F破斷/kF極限=100N，則車在橋上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力F1=μ1Fn==橋與場(chǎng)地之間的摩擦力F2=μ2Fn2=(+)F2=∵F1F2∴車在行駛過(guò)程中，橋不會(huì)出現(xiàn)滑落情況F1F2圖534區(qū)板為40040010的矩形有機(jī)玻璃板，板與底部木頭間的摩擦因素為μ=，輪動(dòng)力電機(jī)為150r/min，4W，工作時(shí)約為130r/min。鏈條與電機(jī)軸中心距離a為13mm。，G=拉板過(guò)程中，板受到的摩擦力為F1=μG=電機(jī)扭矩：T=9550p/n=m鏈條上產(chǎn)生的力為F2=T/a=車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小Ff=F2Ff+F1所以車能拉動(dòng)4區(qū)板機(jī)械臂底部行星電機(jī)功率為18W，轉(zhuǎn)速為5r/min，抓取物體時(shí)主要靠行星電機(jī)抬起。（高80mm）時(shí)機(jī)械臂位置如圖54，重心距行星電機(jī)的距離為480mm可得尼龍棒質(zhì)量m1=442g480圖54可得尼龍棒質(zhì)量m2=691gG1=對(duì)行星電機(jī)中心的扭矩為T2==m行星電機(jī)扭矩：T=9550p/n=mTT2所以能抬起（高80mm）時(shí)機(jī)械臂位置如圖，重心距行星電機(jī)的距離為320mm，可得尼龍棒質(zhì)量m2=691gG1=對(duì)行星電機(jī)中心的扭矩為T2==m行星電機(jī)扭矩：T=9550p/n=mTT2所以能抬起320圖55如圖56的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖經(jīng)分析抓80mm尼龍棒機(jī)械臂受彎矩最大G=FGCXBAM1538根據(jù)受力平衡，以如圖所示x方向，得彎矩方程為圖56M=，B點(diǎn)處彎矩最大M=m機(jī)械臂寬h=40mm，厚2mm，由兩塊板組成，總厚b=4mm，如圖57所示抗彎截面系數(shù)W=bhh/6=由此可得最大彎曲正應(yīng)力σmax=Mmax/W=[σ]=25MPa安全bh 圖57，m，此時(shí)可承受最大力為F=m/=所以足以頂起板時(shí)間t=角速度w=dA/dt=(cosA+sinAcosA)/（sinA+1）安全能安全過(guò)橋能拉動(dòng)4區(qū)板能提起直徑80mm尼龍棒能提起直徑為100mm的尼龍棒安全能頂起有機(jī)玻璃蓋板參考文獻(xiàn)[1] 孫桓，陳作模，葛文杰. 機(jī)械原理. 第七版. 北京：高等教育出版社，2006.[2] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 8版. 北京：高等教育出版社，2006.[3] [美]Neil Sclater，Niecholas . 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊(cè). 鄒平譯. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.[4] 曲繼方，安子軍，曲志剛. 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新原理. 北京：高等教育出版社，2001.[5] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組. 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994。[6] 劉鴻文. 材料力學(xué)Ⅰ. 5版. 北京：高等教育出版社，2010.[7] 林瑞光. 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ). 第二版. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2010.[8] 顧偉駟．現(xiàn)代電工學(xué). 第二版. 北京：高等教育出版社，2009.[9] 趙明巖. 大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽指導(dǎo). 杭州：浙江大學(xué)出版社，2008.[10] 王晶. 第二屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集. 北京：高等教育出版社，2007.26 /
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