【正文】 選擇了上述氣缸和各種閥后，便可以畫出氣動系統(tǒng)原理回路如 圖 ： 圖 氣動系統(tǒng)原理 機械手的具。 啟動輔助元件和回路的選擇設(shè)計 為實現(xiàn)汽缸的來回動作，氣動回路中必須有換向閥，這里的換向閥應為兩位三通換向閥，查閱手冊，選擇無錫市華通氣動制造有限公司生產(chǎn)的 PC 系列二位四通 直動式電磁閥，其技術(shù)規(guī)格如下表 34： 表 34 型號 工作介質(zhì) 工作壓力/MPa 額定流量 / 31mh?? 最高換向頻率 /Hz 允許泄漏量/ 31mincm ?? 工作壓力/V PC241/2 潔凈壓縮空氣 10 4? 100? 110 另外，在氣缸的使用中，安裝的氣源進口必須設(shè)置有氣源調(diào)節(jié)裝置，過濾器減壓閥 油霧器，在市場中吧這三種裝置做成一個組合件，即三聯(lián)件，它在氣動系統(tǒng)中起著過濾、調(diào)壓 及油霧的作用。 由于這里對氣缸的動態(tài)參數(shù)要求低，且氣缸的工作頻率低，其載荷率 ? 取為，取氣壓 P 為 ，則有： ? ?1 64 1 4 7 04 6 0 . 60 . 6 1 0 0 . 8 5FD m mP?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 查閱手冊選取廣東肇慶方大氣動有限公司生產(chǎn)的氣缸內(nèi)徑為 63mm? 的10A5系列氣缸，該系列產(chǎn)品引進日本 TAIYO 株 式會社技術(shù)，主要零部件用鋁合金制造，重量輕，無給油潤滑。 1 1 2 211。 撐緊啟動系統(tǒng)的設(shè)計計算 氣缸的 選擇 機器人垂直上爬時，對其各輪子進行受力分析，如圖 ： 圖 機器人垂直上升輪子受力 G為機器人自重， 50Kg； G1 為垂直攀爬載重， 10Kg。它由薄壁沖壓外圈、塑料保持架、鑲嵌于保持架中的金屬異型 彈簧和裝于保持架兜孔中武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 25 的滾針組成，滾針是鎖緊原件。選擇超越離合器時應該以計算出的車輪的扭矩 Tw 作為主要指標，同時還應該考慮蝸輪直徑和車軸的直徑。 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 24 蝸桿傳動效率 1( 5 6)???? 查表得 2 9`v? ?? ? ?1 0 . 1 7 8 6 0 . 8 2 10 . 2 1 7 6vtgtg ?? ??? ? ?? 傳動效率 (0 . 9 5 0 . 9 6 ) 0 . 8 2 1 0 . 7 7 9 0 . 7 8 8? ? ? ? ? ?初選 ?? 吻合。 D． 演算初設(shè)參數(shù) 渦輪圓周速度 222 5 0 1 2 0 0 .3 1 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ? ??? ? ??? 原估計 2 1/v m s? ，選 VK 值，相符。dm m m d m m Z Z q m ?? ? ? ? ? ? ? ? 中心距 ? ?2 1 (1 0 5 0 ) 3 022ma q z m m? ? ? ? ? 由于 a=30mm 不是標準推薦中心距，如選擇標準中心距，渦輪將變位。 mm 查表得： 155EZ MPa? ； 將這些數(shù)據(jù)帶入接觸強度計算公式，求得： ? ?2 2231221559 9 0 . 8 8 1 1 0 2 . 5 4 . 45 0 1 3 7 . 5EHZm d K T m mZ ??? ??? ? ? ? ? ??? ??????? 按接觸強度要求， 2 1 ? ，因此可以選?。? 11 1 21 , 1 0 , 2 , 5 0 , 1 0 , 1 0 0 7 39。 由于 2 1/V m s? ，取 ? ； 因載荷平穩(wěn)， 取 1K?? ； 則載荷系數(shù) 0 .8 1 .1 1AVK K K K ?? ? ? ? ? ?=。即： 1 2 4 5 2 4 5 ( )fNM F N m m?? ? ? ? ? ? 0. 1 24 5 24 .5 ( )Nf F u N? ? ? ? ? 則輪子行走過程中所受的阻力矩： 32 4 . 5 3 5 1 0 0 . 2 4 5 1 . 1 0 2 5 ( )WfT f R M N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 工作機要求的功率 9550WWW WTnP ??? 式中： 25wT N m?? 由 0 . 4 42 2 ( / ) 1 2 0 ( / m in )2 2 0 . 0 3 5wwVVn n r s rRR? ??? ? ? ? ? ?? 取 ? ? 則有： ? ?31 . 1 0 2 5 1 2 0 1 0 1 9 . 89 5 5 0 9 5 5 0 0 . 7WwW wTnPW?? ??? ? ??? 電機所需的輸出的功率 Wd PP ?? 由傳動方案圖可知： w r g? ???? 式中： w? 為渦輪嚙合效率，取為 . r? 為軸承的傳動效率，取為 ； g? 為齒輪嚙合的效率，取為 ； 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 22 故有： 0 . 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 7 6 8w r g? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 則有： 1 9 .8 2 5 .8 ( )0 .7 6 8wd PPW?? ? ? 查閱《新編非標準設(shè)備設(shè)計手冊》，選擇直流伺服電機 55SZ51，電機的技術(shù)參數(shù)如 表 33所示： 表 33 型號 電壓 (V) 電流 (A) 功率 (W) 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 轉(zhuǎn)矩 (Ncm) 電樞 勵磁 電樞 勵磁 55SZ51 24 29 3000 2）渦輪蝸桿的計算 由于渦輪軸即為車輪軸，因此渦輪轉(zhuǎn)速即為輪子的轉(zhuǎn)速，為 120r/min，渦輪軸為電機軸，轉(zhuǎn)速為 3000r/min，則傳動比為 3000 25120i ?? A．選擇渦輪﹑蝸桿材料，確定許用應力 由于該傳動作為應急傳動，要求其要可靠，所以蝸桿材料為 40Cr，表面淬火，硬度 45～ 50HRC；由于該渦輪蝸桿傳動只是備用傳動，并且轉(zhuǎn)速不高，因為渦輪材料為 ZcuA110Fe3Mn2,金屬模鑄造。 根據(jù)同樣的計算步驟可以計算出該傳動方案中其他齒輪的各參數(shù)，現(xiàn)將計算結(jié)果列表如下表 32： 表 32 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 齒數(shù) Z 20 56 20 56 20 56 22 70 19 58 分度圓直徑 d（ mm） 20 56 20 56 20 56 齒寬 B（ mm） 12 10 12 10 12 10 7 5 9 7 模數(shù)m(mm) 1 1 1 1 1 1 后萬向輪傳動計算 1）電機的選擇 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 21 A．電機類型的選擇 由于傳動性質(zhì)與左右兩驅(qū)動輪傳動性質(zhì)相同，因此這里的電機仍選用直流伺服電機 C． 選擇電機的容量 輪子的直徑選為 70mm，即 D=70mm， R=35mm，此時移動速度設(shè)為 。 mm 有公式12111 .8 8 3 .2 c o sa ZZ??????? ? ????????? 得： 121 1 1 11 .8 8 3 .2 c o s 1 .8 8 3 .2 c o s 0 1 .6 62 0 5 6ZZ??? ??? ?? ?? ??? ? ? ? ? ? ??? ?? ???? ???????? 由公式 aY? ???可得重合度系數(shù) 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 71 . 6 6Y ???? ? ? ? ? 再通過查表?。?? ? 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? 有公式 N=60njLk（按設(shè)備每天工作 8 小時，年限為 10 年），算得齒輪工作應力循環(huán)次數(shù)分別為： 9116 0 6 0 3 0 0 0 1 ( 8 3 0 0 1 0 ) 4 . 3 2 1 0kN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 912 10 i ?? ? ? ? 再由上面所求的 N1,N2查得： ? ?2222 . 3 0 1 . 7 2 0 . 0 4 2 79 2 . 5 6F a F aFYY? ? ???, 2 ? 按一般可靠度查表選擇 SFmin=； 按齒輪材料聚碳酸脂（ PC），查得其彎曲疲勞極限 lim 1 lim 2 130FF M pa???? 則有： ? ? l i m 1 11 m i n 1 3 0 0 . 8 7 9 0 . 4 81 . 2 5FNF F Y M p aS?? ? ?? ? ? 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 19 ? ? l i m 2 22 m i n 1 3 0 0 . 8 9 9 2 . 5 61 . 2 5FNF F Y M p aS?? ? ?? ? ? ? ?1112 . 8 1 1 . 5 6 0 . 0 4 8 49 0 . 4 8F a F aFYY? ? ??? ? ?2222 . 3 0 1 . 7 2 0 . 0 4 2 79 2 . 5 6F a F aFYY? ? ??? 取 ? ?111 FaFYY?? ? 設(shè)計齒輪模數(shù) ： 將確定后 的各項參數(shù)代入設(shè)計公式，求得： ? ?1 33 2212 2 1 . 5 1 1 4 . 6 0 . 7 0 . 0 4 8 4 0 . 3 8 8 ( )0 . 5 2 0t F a S at d FK T Y Y Ym m mZ ? ?? ?? ? ? ?? ? ? ??? ??? 修正 tm ： 11 3 .1 4 0 .3 8 8 2 0 3 0 0 0 1 .2 ( / )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tmznv m s? ? ? ? ? ? ?? ? ??? 再經(jīng)過查表得： ? ? ? ? ? ； 則 1 . 1 0 1 . 1 1 1 . 1 8 1 . 2 1 . 7 3VK K K K K???? ? ? ? ? ? ? ? ? 33 1 . 7 30 . 3 8 8 0 . 4 1 ( )1 . 5ttKm m m mK? ? ? ? 為提高安全性和便于計算，按第一系列取標準模數(shù) m=1mm 則齒輪的主要幾何尺寸如下： 11 1 20 20( )d m z m m? ? ? ? ? 22 1 56 56 ( )d z m m? ? ? ? ? 12 1( ) ( 2 0 5 6 ) 3 8 ( )22ma z z m m? ? ? ? ? 0 .5 2 0 1 0 ( )b d m m?? ? ? ? ? 取 2 10( )B mm? 1 12( )B mm? C. 校核齒面接觸疲勞強度 齒面接觸疲勞強度校核公式： ? ?1212 1HHHKT uZ Z Z ubd???? ?? ? ? ? ? ? 經(jīng)過查表得： 30EZ MPa? ； ? 。 齒根彎曲疲勞強度 設(shè)計公式如下： 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 18 ? ?1212 g F a Sad PK T Y YYmZ ????? ???? 確定式中各項數(shù)值 。 初選小齒輪齒數(shù) Z1 =20，則 Z 2 =i 1 通過查閱設(shè)計手冊，本級齒輪材料選用聚碳酸脂（ PC），其抗彎強度為 130 MPa，齒面硬度 45～ 50HRC。下面以高速級傳動齒輪 Z1， Z2為例說明齒輪尺寸計算的具體過程。 36( )IdP P W?? 3 6 0 .9 9 0 .9 7 3 4 .5 7IIP ? ? ? ? （ W ） 34 .5 7 0. 99 0. 97 33 .2 ( )IIIPW? ? ? ? 33 .2 0. 99 0. 97 31 .8 8 ( )IV ? ? ? ? ( )VPW? ? ? ?