【正文】 周長，所以小車要走過的距離為mml 25142 ? 而繩子所下降的距離為 400mm. 根據(jù)摩擦理論可知：摩擦力矩和正壓力的關(guān)系為： ???NM .................................................................................② 而滾動(dòng)摩擦所受的阻力為： RNRMf ???? .............................................................................③ 根據(jù)上述公式我們可以初步判定我們無碳小車的設(shè)計(jì)原則，即小車質(zhì)量要輕，輪體直徑應(yīng)盡可能的大。 小車至少要完整的走過一圈的距離，所以車輪要轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為： dln ?2? ..........................................................................................④ 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 4 頁 式中： mmd 150? , 將以上數(shù)據(jù)代入公式 ④ 中： ?n 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)即無碳小車的傳動(dòng)路線，小車采用的是重塊通過繩索直接與滾筒相連，由滾筒驅(qū)動(dòng)與之同軸的齒輪，齒輪再驅(qū)動(dòng)后面的小齒輪。 近似的我們圓整為 2 圈，又因?yàn)樾≤嚿系闹貕K需要下降 mm400 ，據(jù)此根據(jù)公式 ① 我們可以估算出小車滾筒的直徑： ?d 在繪圖過程中，根據(jù)裝配的要求我們?nèi)∏拜喼睆綖?mm30 。 mmd 150? ?n 前輪直徑 mm30 4?ai 21?i 22?i 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 5 頁 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 min572 rn ? m in11 425711 rinn ??? m in/11441 rnn ?? 各軸輸入功率 5kwB?P kwPPA ＝??? ??? ?IPPC 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 nPT 9550? （ 1）輸入轉(zhuǎn)矩 mNnPT BB ????? mNnPT AA ????? 50 5095 50 1 mNnPT CC ????? 50 5095 50 3 min/572 rn ? min1141 rn ? min/1144 rn ? 5kwB?P kwPA ＝ ?CP mNTB ?? mNTA ??? mNTC ?? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 6 頁 設(shè)計(jì) 選定轉(zhuǎn)向裝置 該自行小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)避開賽道上設(shè)置的兩個(gè)障礙物（每間隔mm300 到 mm500 ，放置一個(gè)直徑 mm20 、高 mm200 的彈性障礙圓棒），并在半個(gè)乒乓球案長 mm1525 ，寬 mm1370 中，繞兩個(gè)障礙物走 8 字型，不完全齒輪具有轉(zhuǎn)向功能。 確定轉(zhuǎn)向裝置的基本參數(shù) 小車行走時(shí)的軌跡如圖可知，用滑塊連桿實(shí)現(xiàn)表示出來可得 桿件的基本參數(shù)：擺桿長 ，寬度 6mm，厚度 3mm,滑桿長 56mm，寬度 6mm，厚度 3mm,支撐架高 51mm，寬度 4mm，厚度 4mm，連桿高 30mm,厚度 5mm，寬度 10mm,轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)軸高 69mm，直徑 8mm. 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)桿如圖 支撐架 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 擺桿 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 7 頁 滑桿 連桿 前輪最大轉(zhuǎn)角： 13 度 最大轉(zhuǎn)角： 13 度 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 8 頁 設(shè)計(jì)計(jì)算一級齒輪 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按照我們的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為 ?20 。 （ 3）材料選擇。 （ 4）選小齒輪齒數(shù)為 191?z ,大齒輪齒數(shù) 3819212 1 ???? ziz ， 因?yàn)?1z 與 2z 要互質(zhì) ,所以取 . 392?z 。2239。 由圖 1025d① 查 得兩齒輪的接觸疲勞極限為 M P aHH 5502lim1lim ?? ?? 由式（ 1015） ① 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ? ? 6712 71 )1300802(1576060 ????? ?????????? ?NN nj hN 由圖 1023 查取接觸疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? HNHN KK 。 ① 圓周速度 v。 mmd t 2 . 9 7 m m1b 1d ???? ? 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) HK 。 ③ 齒輪圓周力 NNdTF tt 2 ???? mmNmmNmmNbFK tA /100/9 3 9 9 ???? 查 表 103① 得齒間載荷分配系數(shù) ??HK 。 ????? ?? ?Y ③ 計(jì)算 ? ?FSaFaYY? 。 ① 圓周速度 v。 mmmmdb d 5 4 4 ???? ? ③ 寬高比 hb 。 ① 根據(jù) smv ? ,7 級精度，由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) ?vK 。 ③ 由表 104 用插值法查得 ??HK ,結(jié)合 ?hb 查圖 1013，得??FK 則載荷系數(shù)為 8 7 ?????? ?? FFVAF KKKKK 3）由式（ 1013），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模 數(shù) )( 33 mmmmmmKKmmFtFt 取??? 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 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(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)。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即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)。 上述齒輪副的中心距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)和制造。采用變位法將中心距就近圓整至mma 2539。在圓整時(shí)，以變位系數(shù)和不超出圖 1021a 中推薦的合理工作范圍為宜。 齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。 （ 1）計(jì)算變位系數(shù)和 ① 計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。 ② 分配變位系數(shù) 1x 、 2x 。按這兩條線作射線，再從橫坐標(biāo)的 1z 、 2z 處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是 ?x ， ?x 。 計(jì) 算 結(jié)果 為。 （ 2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 按前述類似做法，先計(jì)算式（ 106）中的各參數(shù)。 （從略） 齒數(shù) 321?z 、 652?z ，模數(shù) mmm ? ,壓力角 ?20?? ，變位系數(shù)?x 、 ?x ，中心距 mma 25? ，齒寬 mmb 241? 、 mmb 162 ? 。齒輪按 7 級精度設(shè)計(jì)。 （ 2）無碳小車為一般工作機(jī)器，參考表 106，選用 7 級精度。由表 101，大齒輪與小齒輪均選擇 選擇 45 剛 (調(diào)質(zhì) )，硬度為 240HBS。 321?z 652?z mmm ? ?20?? mma 25? mmb 241? mmb 162 ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 15 頁 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1)由 下 式試算小齒輪分度圓直徑，即 3 244 )][(11HEHdtZZZuuTKd H ?? ????? 1) 確定公式內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù) ?HtK ② 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNmmNnPT WPP ????????? ????? ? 66257/ ③ 由表 107① 選取齒寬系數(shù) ?d? ④ 由圖 1020① 查得區(qū)域系數(shù) ?HZ ⑤ 由表 105① 查得材料的彈性影響系數(shù)（大小齒輪均采用鍛造）為MPazE ? . ⑥ 由式（ 109） ① 計(jì) 算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ?Z ? ?? ? ? ?? ? ?? ??????? ?aa hzz ?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ??????? ?aa hzz ?? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? 39。44 ??????? ???? ??????? ?????aa zz ????? ???z ⑦ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ?H? 。 取失效概率 為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由 下 式得 171?z 352?z ? ?a? ? ?a? ??? ??z 74 ??N63 ??N 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院 2021 級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 頁 第 16 頁 ? ? MP aMP aSK HHNH 6271 i m44 ???? ?? MP aMP aSK HHNH 7431 ][ 3l i m33 ???? ?? 取 ? ?4H? 和 ? ?3H? 中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞