【正文】 履帶式機器人機構設計 56 致 謝 參考文獻 [1] 鄭文偉，吳克堅 .機械原理（第七版） .北京：高等教育出版社 .2020 [2] 濮良貴 ,紀名剛 .機械設計（第八版） . 北京：高等教育出版社 .2020 [3] 涂建平，徐雪紅，夏忠義．秸稈還田機刀片及刀片優(yōu)化排列的研究．農(nóng)機化研究， 2020， (2)： 102— 104． [3] 王大康，盧頌峰 .機械設計課程設計 . 北京工業(yè)大學出版社 .2020 [4] 吳宗澤 .機械設計實用手冊 .化學工業(yè)出版社 .1999 [5] 李艷 .多功能玉米秸稈還田機的研制 .山東農(nóng)業(yè)大學碩士論文 .2020 [6] 姬江濤，李慶軍，蔡葦．甩刀布置對莖桿切碎還田機振動得影響分析 [J]． 農(nóng)機化研究， 2020， (2)： 63— 64． [7] 劉世祥 .秸稈粉碎還田機的正確使用及操作要點 .現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)2020 年第 11 期： 5354 [8] 陳小兵，陳巧敏 .我國機械化秸稈還田技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．農(nóng)業(yè)機械， 2020， (4)： 14— 15． [9] 張銀霞 ,曾憲陽 . 秸稈粉碎滅茬還田機的試驗研究 .河南農(nóng)業(yè)大學學報 2020 年 6 月第二期 [10] 王勇 ,周魯進 .玉米秸稈粉碎還田技術 .《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》 2020 年第 20 期 履帶式機器人機構設計 57 [11] 李寶筏 .農(nóng)業(yè)機械學 . 中國農(nóng)業(yè)出版社 .2020 [12] 沈再春 .農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設備 . 中國農(nóng)業(yè)出版社 . 2020 [13] 李艷等 .新型玉米滅茬旋耕機的設計 .農(nóng)機化研究 . 。另外，為確保設計出的 履帶機器人能達到越障過坑等功能 ，我們勢必還要對 履帶機器人 的相關部件進行一些必要的校核，以最終確定此 設計 是否可以 完成這些功能 。3 ??? 副履帶的重心坐標 對于 x軸 履帶式機器人機構設計 54 ?? ????? ?? P xPx i ii副 ?副x 對于 y軸 ???副y 綜上所述副履帶的重心坐標為 {,0} 主履帶及其搖臂也就是副履帶總部分的重心計算 很顯然主履帶的重量為 1 5 2 ?????aG 副履帶的重量為 ?bG 重心的坐標計算為 ??? ??? ?? P xPxiiiz ???? ?? P yPyiiiz? ? ?????? ?? P zPziiiz 履帶及其搖臂部分重心坐標 {,， } 履帶式機器人機構設計 55 總 結 在設計的過程中涉及到大學四年所學的知識 ， 首先明確了自己的設計思路 ， 然后邊設計一點點撿回以前的 知識 ， 在學習的過程中再慢慢改善自己的設計思路。2 cmV ?????????? ??? 從動輪的質(zhì)量計算 kgG 4 7 1 7 639。1 24283812161825478 cmV ???????? ???????????? ?? ???? 主動輪的質(zhì)量 kgG 39。 圖 103 重心坐標圖 （ 1）翼板質(zhì)量及重心位置： KgG ? 0x1? 0y1? 0z1? )(mm （ 2）履帶主動輪和從動輪質(zhì)量及重心位置： ?G 履帶式機器人機構設計 52 02?x 02?y 0z2? )(mm （ 3）張緊輪，調(diào)節(jié)輪質(zhì)量及重心位置： 由于把三個輪看成等腰三角形的模型，其重心位置在 中心線上。 履帶式機器人機構設計 51 重心分割法原理：設物體由若干部分組成，其第 i 部分的重為Pi ，重心為 ),( zyx iii ，則由公式?????? ??? FzFzFyFyFxFx iiiciiiciiic ,，可得物體的重心為 ?????? ??? P zPzP yPyP xPx i iici iici iic , （ 101） 如果物體是均質(zhì)的，由上式可得 Vz d vVy d vVx d v vcvcvc zyx ??? ??? , （ 102） 式中 V為物體的體積。 張緊輪在翼板的中心面上，兩個調(diào)節(jié)輪相對于翼板中心面對稱，故在求這三個輪的重心時，可以把它們看成等邊三角形模型。 2222 cm0 0 7 8 ???????? ???張V kgVG 3 2 2 2 ??? 張張 32221 cm9 3 ??????? ??調(diào)調(diào) VV ???? 調(diào)調(diào)調(diào) VGG 求履帶驅(qū)動裝置重心 對于整個履帶驅(qū)動裝置，求解其重心比較復雜，通過分析可以看出履帶驅(qū)動裝置是由三個簡單形狀的部分組成的，故可以用重心分割法首先分別求出簡單形狀的重心，再通過公式算出履帶驅(qū)動裝置的重心位置。 當履帶驅(qū)動裝置工作時，由于梯形雙面齒同步帶具有彈性，履帶轉(zhuǎn)動與路面接觸難以形成有效的摩擦力，在履帶 主動輪和履帶從動輪之間增加 兩個調(diào)節(jié)輪，可以有效地增加履帶與路面的接觸面積，從而增大履帶的摩擦力，提高履帶驅(qū)動裝置工作效率。 圖 101 翼板的三維效果圖 履帶式機器人機構設計 49 圖 102 求解翼板體積 KgVG 9 4 4 ????? ? 履帶從動輪質(zhì)量 由 前 面 選 擇 的 履 帶 從 動 輪 型 號 為 24XH ， 徑 圓 直 徑d2 =，則 R2 =，從動輪通過圓柱滾子軸承與翼板連接，選擇圓柱滾子軸承外徑 D=90mm，輪寬履帶從動輪材料選擇硬質(zhì)合金，其密度 3cmg/ 。 履帶翼板 設計 翼板的主要尺寸見圖 91 所示，履帶主動輪，從動輪，張緊輪和調(diào)節(jié)輪在翼板上的位置見圖 91 上部的一個圓孔和下部的兩個圓孔所示，張緊輪翼板設計厚度為 18mm。 根據(jù) 任務 221 ??ttddi 推出 副履帶從動輪直徑 12 ?? tt dd 副履帶主動輪齒數(shù) 401 ?tz 副履帶從動輪齒數(shù) 202 ?tz 表 815 標準同步帶的直徑 履帶式機器人機構設計 43 計算副履帶的帶寬 根據(jù)前面的表 87 查得到 ： H 帶 ?sotb 選擇標準帶由表 89 差查得 H 帶 ?stb 履帶式機器人機構設計 44 計算 H 帶的基準額定功率 計 算 所 選 用 型 號 同 步 帶 的 基 準 額 定 功 率 P0 1 0 0 0/)( 20 vmvT attP ?? 其中 ??mTat 得出 kwpot ? 而由 otdtsotst ppbb ?? 反推得到設計功率為 kwpd ? 中心距的選擇 )(2)( 2121 dddd tdtdtdtd a ???? 1 1 8 57 8 6 9 ?? oa 則確定中心距 280?oa 計算副履帶節(jié)線長度 根據(jù)帶傳動總體尺寸和中心距的要求，帶的節(jié)線長度可由帶圍繞兩帶輪的周長來計算，根據(jù)下式求得： ?? 221210 422 d a dddL t tdtdtdtdttd a????? ）（π 代入數(shù)據(jù) 履帶式機器人機構設計 45 ? ? ? ?2804 2??????? ?dotL ?dotL 根據(jù)表 816可選帶長為 ?TL 783 ?tz 816周節(jié)制梯形齒同步帶節(jié)線長度及齒數(shù) 長度代號 基本尺寸 極限偏差 L H XH XXH 345 ? 92 360 72 367 98 390 104 78 420 0 ? 112 84 履帶式機器人機構設計 46 9 履帶翼板部分設計 履帶翼板的作用 履帶翼板是整個履帶驅(qū)動裝置中的基礎部分，主要起支撐張緊作用，履帶從動輪，張緊輪和過度輪分別安裝在翼板上。自然它的環(huán)境不如主履帶惡劣，并且所承受的載荷也比較輕一些，所以我給予選擇 H 帶。副履帶的設計是依照主履帶的設計進行的，具有異曲同工之妙。傳動效率高，結構緊湊，適宜于多軸傳動，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。 表 812 梯形雙面齒同步輪齒形尺寸 型號 節(jié)距Pb bW hg ?51.?? rb rt ?2 MXL ?0.05 9 20 5 8 XL ?0.05 5 25 1 8 L ? 20 H ?0.13 5 20 0 2 XH 5 ?0.15 4 20 8 4 XXH 0 ?0.18 10.31 20 6 8 根據(jù)前面確定的寬度為 ，及所選擇的無檔邊帶輪查表813 可得到梯形雙面齒同步帶輪齒面寬度 b=。 主動輪 24XH，齒數(shù) 24，徑節(jié) d1 =，外徑 d1o = 主動輪初選兩個雙邊擋圈的帶輪，用于設計中將其組合。 圖 83 同步帶輪外徑徑節(jié)示意圖 履帶式機器人機構設計 39 同步帶分為 AS 型， BS 型， AF 型， BF 型， WS 型，其中 AF 型和 BF 型為雙邊檔邊，由于本設計采用的是電動機、減速器動力總成放在翼板內(nèi)，直接通過錐齒輪傳遞用后驅(qū)動輪輪軸。 履帶輪形狀及主要尺寸的確定 履帶和帶輪的嚙合方式見圖 83 所示，圖中 Pb 為同步帶輪節(jié)圓或 同步帶節(jié) 線上測得 相鄰兩齒的 距離即節(jié) 距。 表 86 XH 型同步帶節(jié)線型號 XH型（節(jié)距 =） 規(guī)格 節(jié)線長 mm 齒數(shù) 463XH 53 508XH 58 履帶式機器人機構設計 34 560XH 64 570XH 65 580XH 66 630XH 72 700XH 80 735XH 84 752XH 86 770XH 88 785XH 90 確定設計功率為 Pd 時所需的帶寬 計算同步帶的基準額定功率 P0 1 00 0200 /)( vmvTP ?? kw 式中 T0 許用工作拉力，查表 84 得 T0 = m單位長度質(zhì)量，查表 87 得 m=線速度 m/s 表 87 七種同步帶型號的主要參數(shù) 帶型號 節(jié)距 Pb 基 準 寬bso 拉力T0 質(zhì)量 G 帶寬 ba MXL ， ， XXL 31 ， ， XL ， ， L 6 ， ， H 2100.85 ， ， 履帶式機器人機構設計 35 XH 4048.90 ， ， XXH 6398.03 ， ， 帶入上式得 kwp o 2 ????? 計算主動輪嚙合齒數(shù) Zm 小帶輪的嚙合齒數(shù)為 ? ?11 212 1222 bm pzzz e nt z za???? ? ? ????? 6?mz 確定實際所需帶寬 bs 00 pKpbbzdss ? 其中 zk 為嚙合系數(shù)由表 88 查的 zk =1 表 88 嚙合齒數(shù)系數(shù) mz 6? 5 4 zK 1 履帶式機器人機構設計 36 式中 P0 帶所傳遞的功率 P0 = 本履帶選用為 XH 帶，可以由表 89 查的基準帶寬 如下 mmbs ? 表 89 周節(jié)制梯形齒同步帶的寬