【正文】 由機械設計中表107中選取齒寬系數(shù)=；由表10——6種選用材料的彈性影響系數(shù)=；由圖1021按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600Mpa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=550Mpa；接觸疲勞壽命系數(shù)=，==1，可以得到=540Mpa=； 2）計算 計算小齒輪分度圓尺寸，代入中的最小值： =；計算圓周速度v =；計算齒寬b， =*=；計算齒寬于尺高之比； 模數(shù) =，齒高h==。采用直齒圓柱齒輪傳動，由于行走機器人為作速度不高的傳動，所以采用7級精度，（GB1009588）；由機械設計手冊中可知小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪采用45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。 減速齒輪的設計 為了保證電機傳動的精度，滿足運動的可靠性，在電機和兩輪之間采用了一個一級開式齒輪減速裝置。按照扭轉(zhuǎn)強度計算 30Mpa其中 P=4Kw ，n=24r/min，d=30mm。為了定位鏈輪，在軸端，采用螺紋軸端利用緊定螺母進行緊定。因為它不是承載重量的主要部件，它主要是滿足傳動要求和速度要求。并且要求滿足手冊中規(guī)定的尺寸要求和技術要求。4）剛性（凸緣）聯(lián)軸器 構造簡單，成本低，能傳遞大的扭矩。3）彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性較好能緩沖減震，不須潤滑。2）彈性柱銷齒式聯(lián)軸器 具有制造容易，維護，更換方便，結構簡單具有一定的補償軸位移的功能。一般有以下幾種：1）彈性柱銷聯(lián)軸器 它有容易制造，維護方便，結構簡單，壽命較長， 允許有較大的軸向竄動，能緩沖減震。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是連接從動軸和主動軸之間的連接元件。如圖3—4所示 圖3——4 附板由節(jié)距P的要求所定。 鍵長?？捎小对O計手冊》查得鍵寬。 圓角半徑=，齒寬==。 鏈傳動鏈輪的齒型設計軸面齒形圓弧半徑=。齒側輪緣最大直徑=。根圓直徑其中。 ?？伤愠? 。所以由可計算出實際中心距=800 。初定中心距由可得出中心距為800 （大約為63 ）。根據(jù)以上系數(shù)，由公式可算出工作條件下單排鏈傳遞的功率=。由于機器人為輕載，最低破壞載荷很小。電動機為Y112M4三相異步電動機,功率P=4KW,轉(zhuǎn)速ｎ=1500ｒｐｍ,≤800ｍｍ鏈輪中心線為水平線. 履帶鏈傳動為等直徑主從動輪，所以它的傳動比為1。 ，所以為低速鏈傳動設計，低速鏈傳動一般按靜強度計算。我們這里用的是大節(jié)距鏈，所以采用開口銷。 套筒滾子鏈連接鏈節(jié)形式有兩種。電機履 帶 履 帶軸承支 撐 架圖3—1 套筒滾子鏈的結構設計 普通套筒滾子鏈是由套筒1，滾子2，銷軸3，內(nèi)鏈板4，外鏈板5組成（如圖2—2）。在從動輪上，只裝有兩個軸承，中間也沒有聯(lián)系（詳見圖2—1）。在主動輪上，左右分別由兩個步進電機控制，在兩個電機之間沒有任何聯(lián)系。在以上的基礎上，為了保證設計的經(jīng)濟性，我選用了在傳動鏈里應用最廣泛的套筒滾子鏈。因為雙排鏈最低破壞載荷比較大，穩(wěn)定性也比單排鏈好。經(jīng)過綜合考慮，我選用了和履帶最匹配的鏈傳動。首先考慮的是滿足行走機器人的穩(wěn)定性和保證行走機器人的行走速度?？蛰d起動頻率為1000PPS空載運行頻率1300PPS。額定電壓50V。由傳動所需的動力要求，及電動機的安裝尺寸和裝配要求。 步進電機的選擇結果 選用Y系列籠型三相異步電機，因為這種電機高效，節(jié)能，啟動轉(zhuǎn)矩高，噪聲低，振動小，運行安全可靠。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。其基本原理作用如下：(1)控制換相順序 通電換相這一過程稱為脈沖分配。步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。為了保證機器人行走的速度和承載的重量以及所要滿足的控制要求，滿足慣性小，動力大，體積小，質(zhì)量輕，便于計算機控制，成本低，便于安裝和維修的特點，這里選用步進電機。2 電動機的選擇 電機的選擇原則 電機是一種執(zhí)行元件，是在控制裝置的控制下，將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置。減振主要采用圓柱壓縮彈簧完成減振。機械部分主要是鏈傳動和減震的設計及各部件的裝配。是高科技的計算機技術和機械的有機結合。而且它采用步進電機進行驅(qū)動，利用單片機接口，使用C語言編程控制。能夠在較惡劣的環(huán)境下進行工作。 履帶式行走機器人概述所謂履帶式行走機器人（我們這里指的是普通的履帶式行走機器人）利用兩條履帶進行支撐機體進行移動的機器人。履帶式行走機器人是一種利用履帶進行支撐機器人機體的移動機器人目前我國發(fā)展了多履帶式機器人，有四條和六條履帶的移動機器人。行走機器人分很多種，不僅有直立式，還有履帶式，多支點式等等。對于行走機器人而言，最引起大多數(shù)科學家注意的是對于視覺識別方面的研究。現(xiàn)在國外大多都在致力于直立行走機器人和微型機器人的研究。機器人開始在工業(yè)生產(chǎn)的各種場合中，起到了置關重要的作用。國際標準化組織(1SO)的定義：“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能操作機，這種操作機具有幾個軸，能夠借助可編程操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行各種任務”。這些機器人系統(tǒng)盡管有不同的應用領域，但它們所從事的工作僅限于維護保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、保安、救援及數(shù)據(jù)采集等方面。由干傳感器、控制、驅(qū)動及材料等領域的技術進步，通過智能機器人系統(tǒng)首次在制造領域以外的服務行業(yè)，開辟了機器人應用的新領域，讓機器人作為“人的助手”，使人們的生活質(zhì)量得以提高。長春工業(yè)大學畢業(yè)設計論文1 緒 論 在工業(yè)機器入問世30多年后的今天；機器人己被人們看作是一種生產(chǎn)工具。在制造、裝配及服務行業(yè)，機器入的應用取得了明顯的進步。目前在許多領域己經(jīng)進行了很大的努力來開發(fā)服務機器入系統(tǒng)，并力爭在較大范圍內(nèi)使用它們。機器人是一個通用的自動化裝置?！哆m用重復作業(yè)的通用性工業(yè)機器人》論文開始，到1962年美國聯(lián)合控制公司推出第一臺機器人“尤尼麥特”為止。而在所有的機器人研究中，尤使日本的機器人研究最為突出。特別是注重對于機器人控制和視覺識別方面的研究。并且也取得了許多可人的成果。而這里只談談履帶式行走機器人。他們的優(yōu)點是轉(zhuǎn)向方便移動穩(wěn)定的特點，所以適合在惡劣的條件下進行工作。它具有運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向靈活，能夠越過較小的障礙，并且承載重量較大的特點。是一種較穩(wěn)定的承載載體。所以在某一方面來說，履帶式機器人是笨重機械結構和先進的高級控制語言的結合。 履帶式行走機器人的結構概述履帶式行走機器人包括機械部分和電控部分。鏈傳動采用套筒滾子鏈傳動。電控部分主要是步進電機的選擇和51系列單片機的選擇及C語言編程。伺服系統(tǒng)中所用的電機主要有步進電動機，直流伺服電動機，交流伺服電動機等。 步進電機又稱電脈沖馬達，是伺服電動機的一種。步進電機可分為反應式步進電機（簡稱VR）、永磁式步進電機（簡稱PM）和混合式步進電機（簡稱HB）。步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為ABC－D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C，D相的通斷。(3)控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。安裝尺寸和功率等級完全符合國際標準（IEC）。選用型號為120BF41型的步進電動機。靜態(tài)時電流為6A，步距角3/。3 底 盤 的 設 計在底盤設計上，第一步是設計傳動方式。為了保證穩(wěn)定性，我先考慮了幾種傳動方式，比較了他們傳動的穩(wěn)定性。為了使履帶的運行更加平穩(wěn)我選用雙排鏈傳動。在保證行走速度上，也能夠更好的匹配一定功率的電動機。第二步是設計底盤的結構布局。在機體中間裝一個支撐，為了承載單片機和控制元件。這主要是為了減輕機器人本身的重量，也為了更好的滿足機器人的行走。因為我們是用他來帶動履帶，所以還需要附板，附板一般都是標準件，所以并不要求設計，只要滿足一定的節(jié)距和載荷即可。大節(jié)距鏈一般用開口銷，小節(jié)距鏈一般用彈簧卡片。 套筒滾子鏈傳動的設計計算 套筒滾子鏈輪的結構設計應滿足以下基本要求：鏈輪齒廓形狀應保證鏈條的滾子能順利地嚙入就位和退出嚙合，不發(fā)生干涉現(xiàn)象；應具有較大的容納鏈條的節(jié)距增長的能力；應具有合理的作用角，避免鏈輪齒受載過大；便于滾子嚙進時導入和防止振動時脫鏈，便于制造和測量。設計時，因為結構