【正文】 （719） ＝267 r/min；J=1；L=30000h；＝。 設(shè)失效概率1/100；。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力＝575 。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表106）（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 ⑤ 載荷系數(shù)K＝。 （717） d）縱向重合度＝0。 b）螺旋角。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表104） ④ 載荷分布系數(shù)。 ＝1。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表102） ② 動(dòng)載荷系數(shù)。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表107）（3）載荷系數(shù) 。 d （715）（1）齒數(shù)比 u=i=。 選用材料 采用7級(jí)精度軟齒閉式圓柱直齒輪：小齒輪40Cr鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；大齒輪45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)，；。根據(jù)上述計(jì)算，齒輪數(shù)據(jù)如表71。 （713）===(N/mm)。 ② 最小許用彎曲安全系數(shù) 保失效概率。 ； （711） （3) 齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表105） 小齒輪齒形系數(shù)，大齒輪齒形系數(shù) 小齒輪應(yīng)力校正系數(shù)，大齒輪應(yīng)力校正系數(shù)。（2) 當(dāng)量齒數(shù) ① 小、大齒輪的分錐角。（3）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。 （78）與初估=，值無(wú)需修正。 R = ，齒寬；取小齒輪寬度，大齒輪寬度為。（8）中心距，小、大齒輪的分度圓直徑，齒寬和模數(shù)取20mm 取m=1mm。 (76) 大齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力：===575(N/mm)。 ⑥ 大、小齒輪接觸壽命系數(shù)k=k=1 。 (75)＝200r/min；J=1；L =30000h；；＝。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 圖1021） ③ 最小許用接觸安全系數(shù)設(shè)失效概率1/100；。標(biāo)準(zhǔn)直齒（7）許用接觸疲勞應(yīng)力 ＝ (74) ① 小齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力＝720 。（5）材料彈性系數(shù)。 ⑤ 載荷系數(shù)K＝。 (73) e）縱向重合度＝0。 ④ 載荷分布系數(shù) a）大齒輪齒數(shù)＝20＝30；取＝30。 ＝1。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 表102） ② 動(dòng)載荷系數(shù)。（3）載荷系數(shù)。 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)推薦，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 (71)（1）齒數(shù)比 u=i=。圖71 行走系傳動(dòng)系統(tǒng)的三維圖 Ⅰ級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)系齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù)Ⅰ級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)扭矩，高速軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，使用壽命為30000小時(shí)，工作時(shí)有輕度振動(dòng)。校驗(yàn)符合實(shí)際情況。 （67） 同步帶輪型號(hào)選擇和參數(shù) 選擇同步帶中的階梯齒形的模數(shù)制同步帶產(chǎn)品。 （66） 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表12178可得許用壓強(qiáng)。 剪切應(yīng)力驗(yàn)算 ==(N/mm) （65） 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表121可得許用剪切應(yīng)力 可得 符合剪切應(yīng)力的要求。 （63） 帶寬 bs10（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表122） （64）式中為單位帶寬的許用應(yīng)力，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表121模數(shù)時(shí)，單位帶寬許用拉力。 驗(yàn)算帶速v v== Vmax （61） 求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距初步選取中心距；?。?50mm。 選普通V帶型號(hào) 因?yàn)橛糜诼膸鲃?dòng)，所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表87得 ＝；＝＝； 模數(shù)制同步帶產(chǎn)品：節(jié)線長(zhǎng)度。為了增大履帶的接觸地面的摩擦力，將另一段帶的背面和在帶輪上的帶的背面用強(qiáng)力膠水粘和。由機(jī)械設(shè)計(jì)表12155可查得現(xiàn)有的模數(shù)制同步帶產(chǎn)品，選取，節(jié)線長(zhǎng)。梯形齒中按齒距可分為周節(jié)制，模數(shù)制，特殊節(jié)距制。同時(shí)，由于不是靠摩擦傳遞動(dòng)力，帶的預(yù)張緊力可以很小，因此作用于軸和軸承上的力也就很小。同步帶傳動(dòng)是靠帶上的齒和帶輪的齒相互嚙合來(lái)傳動(dòng)的，因此工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，能獲得準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。它噪聲小，不損壞路面，接地壓力均勻?？紤]到在輸油管道中行走，金屬履帶的抗腐蝕性較差，并且對(duì)管道的壁面產(chǎn)生一定的損壞，管道機(jī)器人的履帶行走系中的履帶部分采用橡膠履帶。履帶行走系的裝置包括履帶,驅(qū)動(dòng)輪，張緊機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件，張緊緩沖裝置(本設(shè)計(jì)中將此機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上)組成。因此，本次機(jī)械設(shè)計(jì)采用履帶式行走系的模塊設(shè)計(jì)。對(duì)于履帶式管道機(jī)器人基于履帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它在單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，正壓力等于載體與管壁產(chǎn)生的正壓力，因此有大的附著力。輪式管道機(jī)器人的行走輪可按空間或平面配制．一般取46輪，其驅(qū)動(dòng)方式有獨(dú)輪或多輪驅(qū)動(dòng)。管道機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在管內(nèi)行走必須滿(mǎn)足機(jī)器人移動(dòng)載體對(duì)管壁的附著力,既牽引力，大于移動(dòng)載體的阻力：。第6章 履帶行走系設(shè)計(jì) 履帶行走系的初步構(gòu)想圖如圖61所示。 耐磨性條件計(jì)算 d= (539)式中==3 ；F=；查表512 =11；代入計(jì)算d≧，故耐磨性滿(mǎn)足要求。根據(jù)上述計(jì)算，齒輪數(shù)據(jù)如表52。所以校驗(yàn)合格。 (537)===(N/mm)。 ③ 彎曲壽命系數(shù) =；=；K=K=。（3）許用彎曲疲勞應(yīng)力 = (536) ① (根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1020)小齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力，大齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力。 =14mm； ＝28mm；=m=1mm。（3）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。 參數(shù)的修正（1）動(dòng)載荷系數(shù)k 小齒輪實(shí)際圓周速度v== (534) 與初估=，值無(wú)需修正。 (532)齒寬b===。 (530) Z==14，取14，初選正確；Z=28。 (528) 中心距 a(1+i)=14（1+2）=21mm圓整為a=21mm。 (527) 從上兩式中取小者作為許用接觸疲勞應(yīng)力：。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1019） 小齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力：===720 (N/mm)。 ⑤ 大齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù)N=/i=。 ④ 小齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù)N=60njL。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力＝575 。 ⑤ 載荷系數(shù)K＝。 (523) d）縱向重合度＝0。 b）螺旋角。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表104） ④ 載荷分布系數(shù)。＝1。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表102） ② 動(dòng)載荷系數(shù)。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表107）（3）載荷系數(shù)。 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)槭擒淉X輪，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 d (521)（1）齒數(shù)比 u=i=2。 表51 一級(jí)齒輪組的具體數(shù)據(jù)項(xiàng)目單位小齒輪大齒輪中心距模數(shù)1傳動(dòng)比2端面壓力角20齒數(shù)1428齒寬12分度圓直徑1428齒高齒頂圓直徑30齒根圓直徑節(jié)圓直徑 Ⅱ級(jí)傳動(dòng)系齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù)Ⅱ級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)扭矩，高速軸轉(zhuǎn)速n=200rpm，傳動(dòng)比i=2，使用壽命為30000小時(shí)，工作時(shí)有輕度振動(dòng)。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪h=1，C=；小齒輪的變?yōu)橄禂?shù)x==；齒頂圓直徑d=Zm+2（ h+x）m；齒根園直徑d=Zm2（ h+ Cx）m；齒全高h(yuǎn)=（2 h+ C）m。 (519) =YY=（N/mm）。 (517) ===(N/mm)。 ③ 彎曲壽命系數(shù) =；=；K=K=。（3）許用彎曲疲勞應(yīng)力 = （516） ① (根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1020)小齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力，大齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力。（2）齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表105） 小齒輪齒形系數(shù)，大齒輪齒形系數(shù)。 彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算 （515）（1）基本尺寸 K=；＝300；＝600。（2）載荷系數(shù)K及其他參數(shù)均未變，均無(wú)需修正。 參數(shù)的修正（1）動(dòng)載荷系數(shù)k 小齒輪實(shí)際圓周速度 。 （512）齒寬。 （510） ，取14，初選正確；Z=28。 （58） 中心距a(1+i)=14(1+2)=21mm；圓整為a=21mm。 （57） 從上兩式中取小者作為許用接觸疲勞應(yīng)力：。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1019） 小齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力：===720（N/mm）。 ⑤ 大齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù)N=/i=。 ④ 小齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù) N=60njL。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 ＝575 。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表106）（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。（4）小齒輪轉(zhuǎn)矩。（直齒） e）總重合度＝；＝ 。（直齒） c）端面重合度＝。 a）大齒輪齒數(shù)＝214＝28?。?8。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖108） ③ 齒向載荷分布系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)＝14；初估小齒輪圓周速度＝。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表107）（3）載荷系數(shù) （52） ① 工況系數(shù)。 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 軟齒輪，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 d （51）（1）齒數(shù)比 u=i=。圖51 機(jī)架部分傳動(dòng)系統(tǒng)三維圖 I級(jí)傳動(dòng)系齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù) Ⅰ級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)扭矩，高速軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i=2，使用壽命為30000小時(shí)，工作時(shí)有輕度振動(dòng)。由式(48)可求出管道機(jī)器人的牽引力的范圍為[85N,110N]。帶入式(45)可算出需要輸入的切向力F。帶入式(44), 由，可算出所需要的推力的范圍為。采用的是履帶中驅(qū)動(dòng)的同種電機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩,額定輸出轉(zhuǎn)速為。 下面是在管徑R=100mm時(shí)的，機(jī)架的力學(xué)分析的計(jì)算。 由(44),(45)，(47)可知，隨著能所適應(yīng)的管道半徑的減小，機(jī)架部分所需要的推力和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是逐漸增大的。以符號(hào)表示機(jī)器人的提供的牽引力，當(dāng)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力足夠大的時(shí)候，牽引力為： F=（）u。 （47）式中為滾珠絲杠的螺母副的傳動(dòng)效率。 （46）式中p、d分別為滾珠絲杠的導(dǎo)程 、大徑：u為絲杠與螺母之間的摩擦系數(shù)。 絲杠螺母所產(chǎn)生的切向力