展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計_本科畢業(yè)設(shè)計說明書-wenkub.com
2025-06-23 21:45 本頁面
【正文】 同時在本次設(shè)計過程中，也得到了同組的徐博倫、丁彪、陳羅庚、左莊舉的幫助，在此也一并相他們表示衷心的感謝。 由于 這是我 第一次 完成一個比較完整 的設(shè)計程序，加 上我我的 水平有限，設(shè)計中難免有不 盡如人意的地方 處，還請各位老師給予批評、指正。從開始接到設(shè)計的題目到方案的確定，再到設(shè)計的完成，我花費(fèi)了大量的時間來查閱資料和設(shè)計，并對以前學(xué)過的知識進(jìn)行了一次系統(tǒng)性的總結(jié)。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XXVI 頁 共 XXVI頁 圖 底板的三維造型圖 該底板的結(jié)構(gòu)分兩部分，后半部分是驅(qū)動機(jī)構(gòu)的安裝部分，中間凹下去的是減速器的安裝位置，由于有高度的限制，減速器就只好向下凹一點(diǎn)，同時為了減輕重量，將中間部分掏空。見圖 。安裝螺釘為 M6。支架的彎曲部分尺寸由輪的安裝軸的安裝尺寸確定，軸的安裝尺寸前面已給出。 計算支架組件中軸的最小直徑 通過扭矩來計算軸的最小的直徑 , 考慮到安裝了聯(lián)軸器的軸段僅僅受到扭矩。 7 220 57BYGH103 4 176。 12 3 60 57BYG009 2 176。 1700 38 42BYG032 2 176。 9 18 42BYG005 4 176。 表 步進(jìn)電機(jī)選用略表 型號 相數(shù) 步距角 電壓 (V) 電流 (A) 最大靜轉(zhuǎn)矩 (Nm= 最大靜力矩大的電機(jī)，負(fù)載力矩 一般都是比較 大 的，所以選用的電機(jī)的依據(jù)可以是最大靜力矩。底板與支架之間承接采用的是推力球軸承，這樣轉(zhuǎn)向過程中支架所受到的摩擦力就很小了，轉(zhuǎn)向輪的選用和安裝與前面設(shè)計的驅(qū)動輪副輪完全相似，只是轉(zhuǎn)向輪的直徑要比驅(qū)動副輪的直徑小一些， D=140mm,故不在此贅述。 第 6 段的直徑由軸承來確定， D6=15，長度尺寸由軸承 和擋油環(huán)確定， L6=13。 第 3 段的直徑由軸承的安裝尺寸來確定 D3=21，長度尺寸由與軸上輪配合的齒輪離箱體的內(nèi)壁的距離（取 10）以及大小齒輪的寬度差△ =5，得出 L3=33。 按扭矩來計算軸的最小直徑 ,取系數(shù) A0=106 至 125,考慮到安裝了聯(lián)軸器的軸段僅僅受到扭矩，故取 A0=110 則 : 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XIX 頁 共 XIX頁 3331 m i n 0 3 5 . 6 4 1 01 1 0 8 . 5 5 m m76pdA n ?? ? ? ? 考慮到螺紋，鍵槽在一定程度上對軸的強(qiáng)度的削弱，同時考慮啟動轉(zhuǎn)矩、安全、美觀等方面的原因，在導(dǎo)師的建議下，選用的軸的最小直徑比 1mind 大很多， 1 10d? ，故軸的直徑完全能滿足設(shè)計的需要，也就不用校核軸的強(qiáng)度了。 軸Ⅱ的尺寸圖如圖 所示。 第 5 段得直徑與第三段相同， D5=D3=10,長度尺寸由軸Ⅱ上的大小齒輪間距△ 以及大小齒輪離箱體內(nèi)壁的距離等確定， L5=。 最小的直徑已經(jīng)在前面確定了，后面的就可以按照軸上面安裝的各個零件的尺 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XVII 頁 共 XVII頁 寸和位置，來一步一步的確定軸的尺寸了， 第 1 段按聯(lián)軸器確 定過， D=6,L1=18。 （ 3）聯(lián)軸器和軸承的選擇。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XVI 頁 共 XVI頁 由以上計算所得的齒輪參數(shù)如表 。 11 2 1 .1 1 2 1 .1 11dZ m? ? ?,故取小齒輪齒數(shù)為 22。 由齒向載荷分布系數(shù)表，用插值法查得 7 級精度，小齒輪（硬齒面）相對布置時 HβK ? 。 ⑧ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概念為 1%，安全系數(shù) S=1,則： 1 l i m 11[ ] 0 . 9 3 3 8 0 3 5 3 . 4 M p aHNH K S?? ? ? ? ? 2 l im 22[ ] 0 . 9 6 3 8 0 3 6 1 M p aHNH K S?? ? ? ? ? （ b）齒輪參數(shù)的計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 t1d ,代人 H[]? 中較小的值 ? ? 2131 12 .3 2 σ Et KT ud u HZd ? ??? ?? ? ????? 32321 . 3 1 . 3 6 1 0 ( 3 . 7 1 ) 1 8 8= 2 . 3 2 1 9 . 9 5 m m1 3 . 7 3 5 3 . 4? ? ? ? ? ??? ② 計算齒輪轉(zhuǎn)動時的圓周速度 v 1 t 1π d 3 . 1 4 1 9 . 9 5 2 8 0v 0 . 2 9 m /s6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0n ??? ? ??? 計算齒輪輪齒的齒寬 b 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XV頁 共 XV頁 d1b Φ d 1 mt? ? ? ? ③ 計算齒寬與齒高之比 b/h 齒輪的模數(shù)： 11d 1 9 .9 5m 0 .8 3 m mZ 2 4tt ? ? ? 輪齒的高度： h 2. 25 1. 87 m mtm?? 輪齒的寬度和高度之比： b 5 7h 7?? ④ 計算載荷系數(shù) 根據(jù) V=， 7級精度。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XIV 頁 共 XIV頁 ② 小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩 113 9 . 8 69 . 5 5 1 . 3 62801 pT = 9 . 5 5 N . mn? ? ? ?。 減速器傳動軸及齒輪一般選用經(jīng)正火處理的 45 鋼，硬度200HBS。 二、低速級減速齒輪設(shè)計 （ 1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。 2 22 5 11 0Z ? ? ? ，取 2 110Z ? 。 因?yàn)槭侵饼X輪，所以 1KK FαHα == 。 ④ 計算齒輪的齒寬 與齒高之比 b/h 齒輪的模數(shù)： 11d 12m 0 .5Z 2 4tt mm? ? ?； 輪齒的高度： h 2. 25 1. 12 5tm mm?? ； 齒高與齒寬之比： b 12 7h 25??。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XII 頁 共 XII 頁 選取的失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則： 1 l i m 11[ ] 0 . 8 8 3 8 0 3 3 4 . 4 M p aHNH K S?? ? ? ? ?； 2 l i m 22[ ] 0 . 9 3 3 8 0 3 5 3 . 4 M p aHNH K S?? ? ? ? ?。 ⑤ 由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限圖可以得到： 小齒輪的接觸疲勞極限 lim 1 38 0 Mp a? ? ； 大齒輪的接觸疲勞極限 lim 2 3 8 0 M p a? ? 。 ① 試選的載荷系數(shù) Kt = 。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 XI 頁 共 XI 頁 （ c）減速器的傳動軸以及齒輪按一般情況選用經(jīng)正火處理的 45 鋼，硬度200HBS。4? = = ?Nm 運(yùn)動和動力參數(shù)結(jié)果如下表 。2? 2? = 9550 = ?Nm 軸Ⅱ ⅡT = ⅠT 3? ＝ ＝ 軸Ⅳ ⅣP ＝ ⅢP 2? ＝ ＝ 軸Ⅱ ⅡP ＝ Ⅰp 圖 減速器的三 維透視圖 機(jī)器人行進(jìn)速度： ； 車輪直徑： 150mm ； 車輪角速度： 0 .6 4/150v ra d sr? ? ? ? ； 車輪轉(zhuǎn)速：2 1 . 2 7 / 7 7 / m inn r s r??? ? ?； 總減速比： 1400= 1 8 .477ni n??1總 2； 展開式二級圓柱齒輪減速器，考慮潤滑條件，應(yīng)使兩個大齒輪的直徑相近，高速級略小一些，按 12(~)ii? ，所以取 1 5i? ， 2 ? 。 減速器的設(shè)計 計算總的減速比和各級的傳動比 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 IX 頁 共 IX 頁 減速器的設(shè)計步驟是先用 PRO/E 軟件三維造型。 轉(zhuǎn)向電機(jī)和轉(zhuǎn)向輪之間用兩個相同的齒輪來傳動，齒輪傳動平穩(wěn)可靠、傳動比精度高、工作效率好、使用壽命長。它的 角位移或線位移 是通過脈沖信號控制的 。 圖中驅(qū)動電機(jī)為伺服電機(jī)， 伺服電機(jī) 的 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 比較 簡單、 比較的 堅固 能用
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