【正文】 ，主要受轉(zhuǎn)距，受很小的彎矩，所以利用根據(jù)按轉(zhuǎn)距計算軸徑的計算公式， 由 參考書 [2]中表 2010知： 對于實心軸： d 3NPA? （ ） 式中： P? 軸的輸出功率 N? 軸的轉(zhuǎn)速 A? 與軸材料及其相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力有關(guān)的設(shè)計系數(shù)，選取 A=1058（ 由參考書 [2]表 2011 查得），計算得： d ? 。同時為了增大摩擦力，適當(dāng)增大其高度（ 15mm）及直徑（ 5mm），加工好之后再在導(dǎo)向輪外面纏上一層工業(yè)橡膠。 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 因此選擇了圓弧齒同步帶（ HTD） ,它能在低速下傳遞較大功率，預(yù)緊力小，結(jié)構(gòu)緊湊，而且它的耐磨性好，工作時噪音小，不需要潤滑，可用于有粉塵的惡劣環(huán)境，已在食品、汽車、紡織、制藥、印刷、造紙等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 雖然輕型 V 帶系列，尺寸小，傳動功率大，但是它適合傳動中高速轉(zhuǎn)速，即小帶輪轉(zhuǎn)速在 100— 5000r/min 之間。電動機的性能參數(shù)和尺寸如表 31： 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 31電機性能參數(shù) 輸出功率 P 電壓 U 頻率 f 電流 I 輸出轉(zhuǎn)速 N 允許負載 T 6W 220V 50Hz 50r/min 圖 34機器人在管道中前進示意圖 傳動帶的選擇 由于驅(qū)動電機與導(dǎo)向輪是遠距離傳動，所以采用傳動帶，并且?guī)鲃泳哂薪Y(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，且造價低廉，不需要潤滑，維護容易等特點。 在此選用小型交流減速電機，因為它結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價格低，且購買方便。這樣完全可以旨在導(dǎo)向輪的輔助作用下即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。但考慮到這樣會使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，同時增加車重，會帶來一系列的問題。其左轉(zhuǎn)的原理相同。清掃工程中，兩 導(dǎo)向輪分別以大小相同，方向相反的速度旋轉(zhuǎn)（其中左導(dǎo)向輪逆時針旋轉(zhuǎn)，右導(dǎo)向輪順時針旋轉(zhuǎn)），其旋轉(zhuǎn)速度比機器人前進速度略大 （如圖 34） 。 系統(tǒng) 導(dǎo)向輪系統(tǒng)原理 為控制機器人在管道中前進方向， 在機 器人前方左右兩端各安裝一個導(dǎo)向輪。 4） 軸承的選擇 由于滾動軸承與滑動軸承相比，具有 ① 摩擦阻力矩較??； ② 徑向有隙較小、運轉(zhuǎn)精度較高； ③ 結(jié)構(gòu)緊湊簡單等優(yōu)點，而軸承主要須傳遞徑向載荷，所以選用應(yīng)用廣泛的深溝球軸承。故經(jīng)校核該設(shè)計可用。mm T? 軸所受的扭矩，單位為 N 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 ? 是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 則常不是對稱循環(huán)便應(yīng)力。 3）校核軸的強度 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面做彎矩合成強度校核計算。 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 32齒輪軸 （ 4） 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度 1） 計算各力的大小 由估算的車的重量和阻力得 NFF NHNH 21 ??, NFF NVNV 21 ??, NFF NVNV 43 ??。 根據(jù) 參考書 [1]表（ 153）取 A 1000? 則 )(100)/( 31310m i n ????? nTAd 又軸 端 安裝車輪需用鍵槽應(yīng)擴大 7%8% 故 %81( in ??d ） =， 圓正為 8mm。 通過以上方案設(shè)計初選車輪直徑 d=110mm， 第二級齒輪轉(zhuǎn)速 N2 =， 傳動比u=。 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。由 參考書 [1]表 103查得 FaKK?? 由 參考書 [1]表 102查得使用系數(shù) ? 由 參考書 [1]表 104查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時： 2 2 31. 12 0. 18 ( 1 0. 6 ) 0. 23 10H d dKd? ?? ?? ? ? ? ? ? 將數(shù)據(jù)代入后得： ? ? 由 參考書 [1]圖 1013 查得 ? ? 則有載荷系數(shù) V H HK K K K K???? ⑥ 按實際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由 參考書 [1]式（ 1010a）得： 1311 ( / )td d K Vt?? =30 ()? = ⑦ 計算模數(shù) m 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 11/ 7 / 24 d z m m? ? ? (3)按齒根彎曲強度設(shè)計： 由 參考書 [1]式 （ 105）得彎曲強度計算公式： ? ?13 22 ()Fa SadFYYKTm z??? （ ） 式中： m....代表齒輪模數(shù) k....代表載荷系數(shù) 1T ? 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 d?? 齒寬系數(shù) 1)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 ① 由 參考書 [1]圖 1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 590FE MPa? ? 大齒輪彎曲疲勞強度極限 2 590FE MPa? ? ② 由 參考書 [1]圖 1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)： 1 ? 2 ? ③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=， 由 參考書 [1]式 1012 得 ? ? 111 / 0 .9 7 5 9 0 / 1 .4 4 0 8 .7 9F F N F EK S M P a??? ? ? ? ? ? 222 / 0. 98 59 0 / 1. 4 41 3F F N F EK S M P a??? ? ? ? ④ 計算載荷系數(shù) K 1 .0 0 1 .0 0 1 .1 1 .1 5 1 .2 6 6A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? ⑤ 查得齒形系數(shù) 由 參考書 [1]表 105 查得：1 ? 2 ? ⑥ 查得應(yīng)力校正系數(shù) 由 參考書 [1]表 105 查得：1 ? 2 ? 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 ⑦ 計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ?111 2 . 8 0 1 . 5 5 / 4 0 8 . 7 9 0 . 0 1 0 6 2F a S aFYY? ? ? ? ? ?222 2 . 7 2 1 . 5 7 / 4 2 4 . 3 0 . 0 1 0 0 9F a S aFYY? ? ? ? 可知小齒輪的數(shù)值大 。 ⑥ 由 參考書 [1]式 1013 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 11160 hn jLNn? ， 21/N N u? 71 10N??， 72 10N ??。 1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù) ? ② 計算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 541 1 195 .5 10 / 1. 91 10T P n N m m? ? ? ? ? ③ 由 參考書 [1]表 107 選取齒寬系數(shù) ? ? ④ 由 參考書 [1]表 106 查德材料的彈性影響系數(shù) 9 MPaZ E ? ⑤ 由 參考書 [1]圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限1limH?，大齒輪的接觸疲勞強度極限2limH?。 初選減速交流電機，型號： 70YN152 的減速單相電容可逆電動機，生產(chǎn)廠家江蘇無錫紅湖電機有限公司。大體估計總重為 15kg。 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 22驅(qū)動機構(gòu) 示意圖 圖 23導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)圖 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第三章 行走機構(gòu)設(shè)計 驅(qū)動 機構(gòu)（如圖 22） 所示， 根據(jù)任務(wù)書的要求機器人在管道中的前進速度為4— 12m/min，即速度在 — 。 綜合考慮這兩個方案的優(yōu)缺點，我決定采用方案二。清掃管道之前，調(diào)整兩個導(dǎo)向輪之間的橫向距離比管道寬度略窄，以大小相同方向相反的轉(zhuǎn)速與機器人驅(qū)動輪同時啟停，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動線速度比驅(qū)動輪線速度略大，當(dāng)某一導(dǎo)向輪碰到管壁時，導(dǎo)向輪的切向力和電機的牽引力的合力會迫使機器人轉(zhuǎn)向，從而保證機器人始終運行在管道的中央并能完成自動轉(zhuǎn)向。 整體 方案選擇 本次 設(shè)計的主要難題是機器人的前進后退及轉(zhuǎn)向控制，為此 兩個比較成熟的方案： 方案一：雙電機各驅(qū)動機器人兩個前輪，工作人員通過攝像頭觀察機器人在管道中的運行情況，適時調(diào)整兩電機的速度，對機 器人進項轉(zhuǎn)向控制。 機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 （ 工藝性原則 ） ：機器人是一種高精度、高集成度的自動機械系統(tǒng)，良好的加工和裝配工藝性是設(shè)計時要體現(xiàn)的重要原則之一。一般來說，元器件的可靠性應(yīng)高于部件的可靠性，而部件的可靠性應(yīng)高于整機的可靠性。 （ 剛度設(shè)計的原則 ） ： 機器人 設(shè)計中，剛度是比強度更重要的問題，要使剛度最大，必須恰當(dāng)?shù)剡x擇桿件剖面形狀和尺寸，提高支承剛度和接觸剛度，合理地安排作用在臂桿上的力和力矩，盡量減少桿件的彎曲變形。 （ 尺度規(guī)劃優(yōu)化原則 ） ：當(dāng)設(shè)計要求滿足一定工作空間要求時，通過尺度優(yōu)化以選定最小的臂桿尺寸，這將有利于 機器人 剛度的提高， 使運動慣量進一步降低。 設(shè)計原則 （ 最小運動慣量原則 ） ： 由于機器人 運動部件多，運動狀態(tài)經(jīng)常改變，必然產(chǎn)生沖擊和振動，采用最小運動慣量原則，可增加 機器人 運動平穩(wěn)性，提高 機器人 動力學(xué)特性。 目前全國共有上百萬臺中央空調(diào)亟待清洗保養(yǎng) ,空調(diào)清洗行業(yè)正在悄悄興起。 清潔過程中，通過監(jiān)視系統(tǒng)可以方便的對清掃情況進行實時監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)清掃效果不理想時可以操縱機器人后退再清掃一次。不銹鋼刷適用于鈦合金