【正文】 求出支座 A、B 的支反力20 ?180。L1=L2= L3=41mm1)在水平面上后輪軸的受力簡圖為 211b)。各軸肩處的圓角半徑為 R1。輪輻與軸的配合為 H8/h7。3)軸上零件的周向定位蝸輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。26lm?Ⅵ其余尺寸根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)可任意選取。?Ⅱ Ⅱ(3)取安裝輪輻處的軸段Ⅵ的直徑 。36d?Ⅳ(2)軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件。30dm?Ⅰ Ⅲ Ⅴ右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列深溝球軸承。26d?Ⅵ1)擬定軸上零件的裝配方案裝配方案是：蝸輪、套筒、深溝球軸承、軸用彈性擋圈依次從軸的左端向右安裝；右端安裝深溝球軸承、透蓋、內(nèi)輪輻、軸端擋圈從右端向左安裝。[4]根據(jù)表 153 ，取 =115，于是得[]0A （238）???后輪軸的最小直徑是安裝輪輻處軸的直徑 。 圖 210 后輪軸結(jié)構(gòu) 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T取蝸輪蝸桿傳動的效率 =,則? （237）??? .5minr238Nm? ?18先按式（152 初步估算軸的最小直徑。???MNm對截面 C 進(jìn)行強(qiáng)度校核，由公式 [4] （235）??1caMW????由表 151 得，45 鋼 調(diào)質(zhì) [4] 60Pa由表 154 得，[] （236）????2 23 3 ??????? ??1576..9caMPa????因此該軸滿足強(qiáng)度要求，故安全。 McFF1 F2M圖 29 前輪軸的載荷分析圖 ???1239Lm? ???進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面強(qiáng)度。首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 145176。按 dⅥ由手冊查得平鍵截面bh=8mm7mm(GB/T 10951979),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 28mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見 GB/T 10961979),同時(shí)為了保證左右輪輻與軸配合有良好的對中性，故選擇左右輪輻與軸的配合為 H7/n6。19Ⅱ Ⅹ Ⅱ Ⅹ ??Ⅲ其余尺寸根據(jù)前輪軸上關(guān)于左右輪輻結(jié)合面基本對稱可任意確定尺寸，確定了軸上的各段直徑和長度如圖 28 所示。5Vlm?(3)軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件。左右輪輻的左段采用2lⅥ軸肩定位，軸肩高度 ，取 h=3mm，則軸環(huán)處的直徑 。輪輻的左端采用軸肩定位，30dm?Ⅵ右端用螺母夾緊輪輻。由手冊上查得 6004 型軸承的定位軸肩高度 h=，因此取 。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列深溝球軸承 6004，其尺寸為 dDT=20mm42mm12mm,故 。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度(1)初步選擇滾動軸承。? =1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案是：左輪輻板、右輪輻板、螺母、套筒、滾動軸承、軸用彈性擋圈依次從軸的右端向左安裝，左端只安裝滾動軸承和軸用彈性擋圈。 圖 28 前輪軸結(jié)構(gòu) 自動導(dǎo)引小車的前輪受力，受力如圖 29a)所示。11′38″ z蝸輪齒數(shù) ??1）蝸桿軸向齒距 （226）??齒頂圓直徑 （227）*????齒根圓直徑 （2????*1 .. m????28）蝸桿軸向齒厚 （229）???2）蝸輪傳動比 （230）21zi蝸輪分度圓直徑 （231）???蝸輪喉圓直徑 ????* m????（232 ）蝸輪齒根圓直徑 ???**????（233 ）蝸輪咽喉母圓半徑 （??34）15考慮到所設(shè)計(jì)的自動導(dǎo)引小車屬于精密傳動，從 GB/T 100891988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇 6 級精度，側(cè)隙種類為由于該蝸輪蝸桿傳動是開式傳動，蝸輪蝸桿產(chǎn)生的熱傳遞到空氣中，故無須熱平衡計(jì)算。180。1039。彎曲疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)的公式為 [4] （222）??????確定載荷系數(shù) K[4]由于工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) Kβ=1，由表 1115 選取使用[4]系數(shù) KA=。確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2按 Z=1，估取效率 η=,則 [4] （266622 Nmnni?????????18）圖 27 蝸輪蝸桿受力分析各力的大小計(jì)算為 （219）??? （220）2130..at13 （221）???? 根據(jù)開式蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。蝸桿要求表面硬度和耐磨性較高，故材料選用 40Cr。查表 52 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB 69988）[5]45 調(diào)質(zhì) ≤200mm =637MPa =353MPa =17% b?s?s?Ψ=35% 硬度 217～255HBS ?? 銷釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 （217）????.7~??? 過載限制系數(shù) k 值 查表 144 取 k= [4] T=?m ???選用 d=5mm 滿足剪切強(qiáng)度要求。maxT （214） Nmt????????加速時(shí)間 （215）4..aMTs其中 機(jī)械時(shí)間常數(shù) 19Ms?由于電動機(jī)軸直徑為 Φ8mm，并且輸出軸削平了一部分與蝸桿軸聯(lián)接部分軸徑為 Ф12mm，故其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 26 所示。4） 快移時(shí)的加速性能最大空載加速轉(zhuǎn)矩發(fā)生在自動導(dǎo)引小車攜帶工件，從靜止以階躍指令加速到伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 時(shí)。電機(jī)型號及參數(shù)：MAXON F2260 216。 牽引力 F N 重物的重力 W N滾子直徑 D mm 傳遞效率 ? 傳動裝置減速比 1/G1） 求換算到電機(jī)軸上的負(fù)荷力矩（ ）LT （210）???20WDG????? ..?取 =, = , =??2） 求換算到電機(jī)軸上的負(fù)荷慣性（ ）LJ （211）??21234LZJ????????? ???kgm 其中 為車輪的轉(zhuǎn)動慣量； 為蝸桿的轉(zhuǎn)動慣量；1JJ為蝸輪的轉(zhuǎn)動慣量； 為蝸輪軸的轉(zhuǎn)動慣量。但是，選擇伺服電動機(jī)并不按功率，而是更根據(jù)下列三個(gè)指標(biāo)選擇。因此，采用方案二作為本課題的設(shè)計(jì)方案。方案一有差速器和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，故機(jī)械傳動誤差大。傳動系統(tǒng)如圖 22 所示。自動導(dǎo)引小車采用兩后輪獨(dú)立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向，兩前輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。傳動系統(tǒng)如圖 21 所示。直流伺服電動機(jī)經(jīng)過減速器和差速器，通過兩半軸將動力傳遞到兩后輪。本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)作為控制系統(tǒng)來控制小車的行駛，從而實(shí)現(xiàn)小車的左、右轉(zhuǎn)彎，直走，倒退，停止功能。AGV 從技術(shù)的發(fā)展看，主要是從國家線路向可調(diào)整線路；從簡單車載單元控制向復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制；從原始的段點(diǎn)定期通訊到先進(jìn)的實(shí)時(shí)通訊等方向發(fā)展；從落后的現(xiàn)場控制到先進(jìn)的遠(yuǎn)程圖形監(jiān)控；從領(lǐng)域的發(fā)展看，主要是從較為集中的機(jī)械制造、加工、裝配生產(chǎn)線向廣泛的各行業(yè)自動化生產(chǎn)，物料搬運(yùn)，物品倉儲，商品配送等行業(yè)發(fā)展。但從應(yīng)用的行業(yè)分析，分布面非常廣闊，有汽車工業(yè)，飛機(jī)制造業(yè)，家用電器行業(yè)，煙草行業(yè)，機(jī)械加工，倉庫，郵電部門等 。資料表明歐洲 40%的 AGV 用于汽車工業(yè)，日本 15%的 AGV用于汽車工業(yè)，也就是說 AGV 在其他行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用 。但是，其發(fā)展速度是非常快的。AGV 是伴隨著柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、自動化立體倉庫而產(chǎn)生并發(fā)展起來的。根據(jù)車型、運(yùn)行及載荷量而采用不同功率的蓄電他，一般都是蓄電池組合體。AGV周邊設(shè)施使用一般工業(yè)電力，根據(jù)用途而有不同要求。6 （6） 動力系統(tǒng) 蓄電池是目前AGV使用的唯一電源。主要包括電機(jī)、減速器、驅(qū)動器、控制與驅(qū)動電路等。 （4）載荷傳送裝置 AGV 的載荷傳送裝置為一平板，其作用為運(yùn)輸箱體類零件到指定工位。車體后面兩主動輪為固定式驅(qū)動輪，與輪轂式電機(jī)相連。其中 6061 質(zhì)量比較輕，焊接性好。車架上面安裝伺服電機(jī)驅(qū)動器、PCD 板和電瓶。板上常安置移載裝置、電控系統(tǒng)、按鍵、顯示屏等。具有電動車輛的結(jié)構(gòu)特征和無人駕駛自動作業(yè)的特殊要求。步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速器后通過驅(qū)動輪提供驅(qū)動力，當(dāng)兩輪運(yùn)動速度不同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。因此 AGV 自動導(dǎo)引小車行走過程中，需不斷地根據(jù)輸入的位置偏差信號調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。此外，AGV還具有清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)，AGV依靠自帶的蓄電池提供動力，運(yùn)行過程中無噪聲、無污染，可以應(yīng)用在許多要求工作環(huán)境清潔的場所。AGV的另一個(gè)特點(diǎn)是柔性好，自動化程度高和智能化水平高，AGV的行駛路徑可以根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變，并且運(yùn)行路徑改變的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和剛性的傳送線相比非常低廉。裝卸搬運(yùn)是物流的功能要素之一，在物流系統(tǒng)中發(fā)生的頻率很高，占據(jù)物流費(fèi)用的重要部分。30 mm，精確定位的AGV其定位精度可達(dá)到177。通常AGV有微處理器控制，能同本區(qū)的控制器通訊，可以防止相互之間的碰撞。另一方面小車向能向計(jì)算機(jī)發(fā)出信號，報(bào)告小車的狀態(tài)、小車故障、蓄電池狀態(tài)等(3)安全可靠。如果采用的是無線電控制，可以實(shí)現(xiàn)AGV和計(jì)算機(jī)之間的雙向通訊。 由于控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)地對AGV進(jìn)行監(jiān)視，如果FMS控制系統(tǒng)根據(jù)某種需要，要求改變進(jìn)度表或作業(yè)計(jì)劃，則可很方便地重新安排小車路線。如果改變固定的傳送帶運(yùn)輸線或有軌小車的軌道，相比之下改造的工作量要大得多。AGV的上市，標(biāo)志著科技突飛猛進(jìn)的大中華，讓現(xiàn)代化工業(yè)城市又向前邁進(jìn)了一大步，也將是現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè) 自動化發(fā)展的必然趨勢(1)較高的柔性。一定數(shù)量的AGV在地面設(shè) 施的支持下，按工序完成一定的物料輸送任務(wù)就構(gòu)成AGV系統(tǒng)。通訊裝置根據(jù)車的通訊方式不同可以是：紅外通訊、感應(yīng)通訊、無線電通訊等。 AGV系統(tǒng)組成現(xiàn)今的AGV基本上由導(dǎo)向模塊、行走模塊、導(dǎo)向傳感器、微處理器、通訊裝置、移載裝置和蓄電池等構(gòu)成，如圖1所示。無徑引導(dǎo)自主導(dǎo)向方式中，地圖導(dǎo)向方式是在無軌小車的計(jì)算機(jī)中預(yù)存距離表（地圖） ，通過與測距法所得的方位信息比較，小車自動算出從某一參考點(diǎn)出發(fā)到目的點(diǎn)的行駛方向。3無軌小車按引導(dǎo)方式和控制方法的分為有徑引導(dǎo)方式和無徑引導(dǎo)自主導(dǎo)向方式。無軌小車是一種利用微機(jī)控制的，能按照一定的程序自動沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的輸送小車。有軌小車由于需要機(jī)械式導(dǎo)軌，其系統(tǒng)的變更性、擴(kuò)展性和靈活性不夠理想。高架有軌小車（空間導(dǎo)軌）相對于地面有軌小車，車間利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊，速度高，有利于把人和輸送裝置的活動范圍分開，安全性好，但承載力小。地面有軌小車結(jié)構(gòu)牢固，承載力大，造價(jià)低廉，技術(shù)成熟，可靠性好，定位精度高。2 AGV自動導(dǎo)引小車的分類自動導(dǎo)引小車分為有軌和無軌兩種。最早期的 AGV 是鋪軌式的，車體在預(yù)設(shè)的鐵軌上行駛，利用通信設(shè)備控制它的行駛或停止，并沒有涉及到傳感器。我國臺灣省曾委托ADLITTLE咨詢公司編制“2022年新興工業(yè)規(guī)劃” ，把開發(fā)研制AGVS列為第一類出口導(dǎo)向型優(yōu)先發(fā)展的自動化產(chǎn)業(yè)。特別在汽車制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用。60年代AGVS從自動化倉庫進(jìn)入到柔性加工系統(tǒng)(FMS)。1956年英國人組成了以電磁感應(yīng)導(dǎo)向的簡易AGVS，從此60年代傳到了美國。主要應(yīng)用于柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)（以AGV作為活動裝配平臺） 、自動化立體倉庫以及其他一些行業(yè)作為搬運(yùn)設(shè)備。自動導(dǎo)引車（automatic guided vehicle，AGV） ，是一種集聲、光、電、計(jì)算機(jī)為一體的簡易移動機(jī)器人。裝卸搬運(yùn)是物流的功能要素之一，在物流系統(tǒng)中發(fā)生的頻率很高，占據(jù)物流費(fèi)用的重要部分。關(guān)鍵詞：自動導(dǎo)引小車，單片機(jī)控制，設(shè)計(jì)，PWM 技術(shù)IIIAbstractThe AGV namely Automatic