【正文】 效率入出入出電動(dòng)機(jī)軸693000 輸入軸69輸出軸60 高速級齒輪傳動(dòng)選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）選擇直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）機(jī)器人為一般工作及其，速度不高，故選用7級精度 3）材料選擇，小齒輪材料為45剛，硬度為200HBS，大齒輪材料問哦QT5005，硬度為160HBS，二者材料硬度差為40HBS 4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由（1） 確定供室內(nèi)的隔計(jì)算數(shù)值1） 試選動(dòng)載荷系數(shù)2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 選取齒寬系數(shù)4） 彈性影響系數(shù)5） 根據(jù)齒面硬度查得小齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（工作5年，每年300天，每天2小時(shí)） 7） 取接觸疲勞壽命系數(shù)8） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1%，安全系數(shù)S=1 （2） 計(jì)算1） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的2） 計(jì)算圓周速度 3） 計(jì)算齒寬b 4） 計(jì)算齒寬與齒高之比，b/h模數(shù)齒高 5） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=2m/s，7級精度，動(dòng)載荷系數(shù)，直齒輪使用系數(shù)；小齒輪相對支撐對稱布置時(shí)，由b/h=, ,查得故載荷系數(shù) 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7） 計(jì)算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）差的小齒輪的玩去疲勞強(qiáng)度極限 2）彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計(jì)算疲勞許用應(yīng)力 取疲勞安全系數(shù)S= 4）計(jì)算載荷系數(shù)k 5）查取齒形校正系數(shù) 6） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 7） 計(jì)算大小齒輪，并加以比較 大齒輪的值大（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根玩去疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于玩去強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，=，按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 取這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。(2)采用2節(jié)12V可充電式鋰電池為直流電機(jī)供電(3)采用直流電機(jī)(4)采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（5）采用二個(gè)驅(qū)動(dòng)輪兩側(cè)驅(qū)動(dòng)，前后各置一個(gè)萬向輪第三章機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 整體重量 1）電動(dòng)機(jī)選取ZYT型永磁直流電動(dòng)機(jī)，其最大質(zhì)量不超過8kg 2）2節(jié)12V可充電式鋰電池為直流電機(jī)供電，3）機(jī)器人的基本骨架都是用鋅鋁合金，其密度ρ在 壁厚l1=1/6inc=1/6=,去l1= 假設(shè)機(jī)器人的模型為圓柱形，500500500 mm離地間隙初步估計(jì)為50mm 根據(jù)壁厚l=1/4inc=1/4=,取 l=取 d=40cm，則 h=，取 h=16cm4）存儲罐中存儲的主要是一些灰塵及紙屑，預(yù)估記能存儲的雜物質(zhì)量為10kg5）軸類元件選取材料45剛（調(diào)質(zhì)），預(yù)計(jì)重量為5kg6）其他電器元件多數(shù)為輕質(zhì)材料，預(yù)計(jì)重量為20kg綜上所述，整個(gè)機(jī)器人預(yù)計(jì)總質(zhì)量m=50kg 參數(shù)計(jì)算車輪直徑300mm，速度v,取v=由于摩擦系數(shù)，機(jī)械效率等隨條件的變化不同，所以對電機(jī)的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算只能是估算。 綜合上述三個(gè)方案的比較以及清掃機(jī)器人的實(shí)際工作情況，采用的是方案3的思想，將2個(gè)驅(qū)動(dòng)輪放在兩側(cè)，前后各有一個(gè)萬向輪，這樣就保證了即使在任何一個(gè)輪子發(fā)生意外都能保證機(jī)器人不會發(fā)生翻到的情況發(fā)生。根據(jù)機(jī)器人完成指定任務(wù)要求, 機(jī)器人必須具備轉(zhuǎn)向靈活, 轉(zhuǎn)彎半徑盡可能小, 即轉(zhuǎn)向過程中機(jī)器人本身幾何中心偏移量盡可能小, 因此選擇三輪式作為機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu), 在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候, 由左、右輪進(jìn)行差動(dòng)轉(zhuǎn)彎。 方案3：三輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu): 三輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)一般在兩輪式的基礎(chǔ)上增加一個(gè)萬向輪或驅(qū)動(dòng)輪, 有兩種驅(qū)動(dòng)方式, 它們分別是兩后輪驅(qū)動(dòng), 前輪導(dǎo)向和前輪作為驅(qū)動(dòng)輪, 而兩后輪為轉(zhuǎn)向輪, 用一根軸連在一起。 方案2：四輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)：四輪機(jī)構(gòu)和全方位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向比較復(fù)雜, 四輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)是典型的汽車運(yùn)動(dòng)的主要構(gòu)成部分, 一般分為三種轉(zhuǎn)向方式: 它們分別是兩前輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向、兩后輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向和四輪互相配合轉(zhuǎn)向, 車輪的連接比較復(fù)雜, 不適合一般的家用機(jī)器人移動(dòng), 而且造成機(jī)器人結(jié)構(gòu)繁瑣。因此我們選用了方案1。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生大扭力。方案2：采用直流減速電機(jī)。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 電機(jī)本系統(tǒng)為智能電動(dòng)車，對于電動(dòng)車來說，其驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得十分重要。采用此種供電方式后，單片機(jī)和傳感器工作穩(wěn)定，舵機(jī)直流電機(jī)工作互不影響，且電池的體積較小，能夠滿足系統(tǒng)的要求。方案3：采用2節(jié)12V可充電式鋰電池為直流電機(jī)供電，用2節(jié)鋰電池經(jīng)過7805的電壓變換為單片機(jī)和傳感器供電。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)電池為直流電機(jī)供電時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。因此我們放棄了此方案。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。綜上考慮，我們選擇了方案2. 電源系統(tǒng)由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。對于車架材料的選擇，經(jīng)過比較選擇了鋁合金。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)前后兩輪過低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。 在安裝時(shí)并不把兩個(gè)萬向輪裝在一個(gè)平面上。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，前后裝兩個(gè)萬向輪。 方案2：自己制作電動(dòng)車。而且這種電動(dòng)車一般都價(jià)格不扉。其次，這種電動(dòng)車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實(shí)現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn)90度甚至180度的彎角。購買的玩具電動(dòng)車具有組裝完整的車架車輪、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。（1）設(shè)計(jì)傳動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的機(jī)械零件 （2）熟悉單片機(jī)技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用 （3）熟練掌握CAD 機(jī)器人的基本參數(shù)（1）路況為平整、堅(jiān)硬地面，（2）車體尺寸不大于LWH=500500500mm（3）車體離地間隙不低于40mm（4）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)靈活可靠（5）相互運(yùn)動(dòng)部分應(yīng)設(shè)潤滑及密封裝置 系統(tǒng)方案比較與論證