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管道智能機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-04 01:32本頁(yè)面
  

【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
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