【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)軸用彈性擋圈為標準件。30dm?Ⅰ Ⅲ Ⅴ右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。因軸承同時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 進行強度校核，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????因此該軸滿足強度要求，故安全。 McFF1 F2M圖 29 前輪軸的載荷分析圖 ???1239Lm? ???進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面強度。首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。 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(標準鍵長見 GB/T 10961979),同時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)軸用彈性擋圈為標準件。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考慮到所設計的自動導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，故無須熱平衡計算。180。1039。彎曲疲勞強度條件設計的公式為 [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算為 （219）??? （220）2130..at13 （221）???? 根據(jù)開式蝸桿傳動的設計準則，按齒根彎曲疲勞強度進行設計。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 滿足剪切強度要求。maxT （214） Nmt????????加速時間 （215）4..aMTs其中 機械時間常數(shù) 19Ms?由于電動機軸直徑為 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)設計如圖 26 所示。4） 快移時的加速性能最大空載加速轉(zhuǎn)矩發(fā)生在自動導引小車攜帶工件，從靜止以階躍指令加速到伺服電機最高轉(zhuǎn)速 時。電機型號及參數(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） 求換算到電機軸上的負荷力矩（ ）LT （210）???20WDG????? ..?取 =, = , =??2） 求換算到電機軸上的負荷慣性（ ）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，選擇伺服電動機并不按功率，而是更根據(jù)下列三個指標選擇。因此，采用方案二作為本課題的設計方案。方案一有差速器和轉(zhuǎn)向機構(gòu)，故機械傳動誤差大。傳動系統(tǒng)如圖 22 所示。自動導引小車采用兩后輪獨立驅(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。本設計采用 AT89C51 單片機作為控制系統(tǒng)來控制小車的行駛，從而實現(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雜系統(tǒng)計算機控制；從原始的段點定期通訊到先進的實時通訊等方向發(fā)展；從落后的現(xiàn)場控制到先進的遠程圖形監(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，物品倉儲，商品配送等行業(yè)發(fā)展。但從應用的行業(yè)分析，分布面非常廣闊，有汽車工業(yè)，飛機制造業(yè)，家用電器行業(yè)，煙草行業(yè)，機械加工，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)也有廣泛的應用 。但是，其發(fā)展速度是非?？斓?。AGV 是伴隨著柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)、計算機集成制造系統(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、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。步進電機經(jīng)減速器后通過驅(qū)動輪提供驅(qū)動力，當兩輪運動速度不同時就可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。因此 AGV 自動導引小車行走過程中，需不斷地根據(jù)輸入的位置偏差信號調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，對系統(tǒng)進行實時控制。此外，AGV還具有清潔生產(chǎn)的特點，AGV依靠自帶的蓄電池提供動力，運行過程中無噪聲、無污染，可以應用在許多要求工作環(huán)境清潔的場所。AGV的另一個特點是柔性好，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，并且運行路徑改變的費用與傳統(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)物流費用的重要部分。30 mm，精確定位的AGV其定位精度可達到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算機發(fā)出信號，報告小車的狀態(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，可以實現(xiàn)AGV和計算機之間的雙向通訊。 由于控制計算機實時地對AGV進行監(jiān)視，如果FMS控制系統(tǒng)根據(jù)某種需要，要求改變進度表或作業(yè)計劃，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，標志著科技突飛猛進的大中華，讓現(xiàn)代化工業(yè)城市又向前邁進了一大步，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 施的支持下，按工序完成一定的物料輸送任務就構(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、感應通訊、無線電通訊等。 AGV系統(tǒng)組成現(xiàn)今的AGV基本上由導向模塊、行走模塊、導向傳感器、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。無徑引導自主導向方式中，地圖導向方式是在無軌小車的計算機中預存距離表（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出發(fā)到目的點的行駛方向。3無軌小車按引導方式和控制方法的分為有徑引導方式和無徑引導自主導向方式。無軌小車是一種利用微機控制的，能按照一定的程序自動沿規(guī)定的引導路徑行駛，并具有停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種移載裝置的輸送小車。有軌小車由于需要機械式導軌，其系統(tǒng)的變更性、擴展性和靈活性不夠理想。高架有軌小車（空間導軌）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，造價低廉，技術(shù)成熟，可靠性好，定位精度高。2 AGV自動導引小車的分類自動導引小車分為有軌和無軌兩種。最早期的 AGV 是鋪軌式的，車體在預設的鐵軌上行駛，利用通信設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)得到廣泛應用。60年代AGVS從自動化倉庫進入到柔性加工系統(tǒng)(FMS)。1956年英國人組成了以電磁感應導向的簡易AGVS，從此60年代傳到了美國。主要應用于柔性加工系統(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)作為搬運設備。自動導引車（automatic guided vehicle，AGV） ，是一種集聲、光、電、計算機為一體的簡易移動機器人。裝卸搬運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)物流費用的重要部分。關(guān)鍵詞：自動導引小車，單片機控制，設計，PWM 技術(shù)IIIAbstractThe AGV namely Automatic