【正文】 16 能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關， 可取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù) 并就近圓整為 ： m =2mm ， 按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 ： 1d = ， 算出 ： 小齒輪齒數(shù) ： 1z = 1dm=2=34 大齒輪齒數(shù) ： 2z = u1z = 34=，取 2z =109 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲 勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構 緊湊，避免了浪費 。 的 設 計計算 的設計計算 （材料為 45鋼） 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 ， 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 ? ?639 .5 5 1 00 .2TTTPTnWd???? ? ? 式中 : T? —— 扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 aMP ； T —— 軸所受的扭矩，單位為 mmN ； TW —— 軸的抗扭截面系數(shù)，單 位為 3mm ； n —— 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min ； P —— 軸傳遞的功率， 單位為 KW 。 由上式 可得軸的直徑 ? ?6 3309 .5 1 00 .2TPPdAnn???? 式中 0A = ? ?63 10 T??， 我們所設計的軸的材料選用 45鋼，查機械設計手冊相表： 18 表 1 軸的材料 Q235— A、 20 Q23 35 (1Cr18Ni9Ti) 45 40 Cr、 35SiMn 38SiMnMo、 3Cr13 ??T? (Mpa ) 15— 25 20～ 35 25～ 45 35～ 55 0A 149— 126 135～ 112 126～ 103 112～ 97 得 45 鋼： 0A =103～ 126 。 代入數(shù)據(jù)得 ，主軸外徑 ： ? ?33 42 2 3 .6 1 01 1 2 2 3 .7 m m2 6 1 0 .5 6d??? ? ?? 取 d =25mm ， 則主軸內(nèi)徑： 1 25 14 m mdd?? ? ? ? （材料為 45 鋼） 計算方法同上，此軸采用實心軸，則 3330 9 7 . 5 7 1 01 0 6 1 0 . 6 2 m m78PdA n??? ? ? ? 應當指出，當軸截面上開有鍵槽時， 應增大軸徑 以考慮鍵槽對軸的削弱。 此行星輪系軸截面上開有兩個鍵槽， 設軸徑增大 12%，則 d = = ，圓整為 12mm 。 圖 3 行星輪系軸 鍵 聯(lián)接 的校核 強度 平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時，對于采用常見的材料組合和按標準選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。 假定載荷在鍵的工作面上均勻分布 ，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為 ? ?332 10 2 57 10 pa 1202 6 12PPT M M pak ld??? ? ?? ? ? ? ??? 可見鍵聯(lián)接的擠壓強度足夠 。 m。 l—— 鍵的工作長度，單位為 mm，圓頭平鍵 l = L－ b，這里 L為鍵的公稱長度，單位為 mm； b為鍵的寬度，單位為 mm。 ? ?P? —— 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠應力，單位為 aMP 。如圖 4： 已知銷聯(lián)接校核公式為：扭轉(zhuǎn)204 []TdD?? ?，剪切0d??? ?4F= [ ] 圖 4 銷聯(lián)接示意圖 已計算出爬樓車主軸傳遞的扭矩為 T= N? m, 0d =8mm， D=25mm， 圓錐銷的材料為 45 鋼，許用切應力 []? =80MPa，許用擠壓應力 ?p[]查表得 6090MPa 故204TdD?= 924 10 pa8 25? ? ???=≤ []? 。 5 爬樓車的總體設計 行駛系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是爬樓車的三個大 系統(tǒng)，三者缺一不可。 裝配時，我們考慮了各方面的因素，最后將行駛系統(tǒng)放在中間位置，而傳動系統(tǒng)就是輪子的水平轉(zhuǎn)動，必須放在兩邊；轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)放在中間上部位置，空余還 21 留有足夠的空間放置感應系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 。 本次設計 我 主要 做的是爬樓車機器人的行駛系統(tǒng) 設計 ， 如何實現(xiàn)爬樓車自動跨 統(tǒng) 越障礙和爬樓功能這個問題是最關鍵的 。具體方案是靠電機帶動一個 一級圓錐齒輪傳動和兩個一 級圓柱齒輪傳動 來實現(xiàn)減速和增大扭矩，并帶動 整個主軸轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)三角 輪系的翻轉(zhuǎn) ，三角輪系的翻轉(zhuǎn) 也就實現(xiàn)了 爬樓功能。 這段設計的時間內(nèi)，我們從方案論證報告 、前期的理論學習、到中期的計算與畫圖，后期的整理、校改，遇到了很多的困難、很多的問題，甚至有些困難是我們沒有估計到的。 作為四年來的一個總結(jié)和體現(xiàn)，畢業(yè)設計是大學四 年來最為重要、最能體現(xiàn)一個大學生對本專業(yè)知識的了解與掌握、對機械的制造與生產(chǎn)的認識、面對新問題的承受心理和解決新問題的能力、搜尋和整理資料的能力以及 利用計算機的能力，使我對自己有了一個綜合認識。經(jīng)過這次的設計，學到了很多書上沒有的知識和經(jīng)驗，也學會了如何將學到的知識應用于實際工作中去。 此次的設計與以往的課程設計有很大的不同，以往的課程設計所要完成的任務較少 ，用到的知識也是某一方面的專業(yè)知識，且都是理論上的設計 ，最重要的是，以前的設計都是在有參考圖的情況下設計，而且是大家一起作一個設計。而此次設計用到了多個方面的知識，并且根據(jù)課題的要求先確定整體的方案，然后是具體如何實現(xiàn)，用什么方法去實現(xiàn)，這就要求我們有設計一個課題的整體思路和解決 23 問題、分析問題的能力。而且在思考問題時，想得比較簡單，考慮 的不夠周到，經(jīng)常過于理論化，而現(xiàn)實中的問題要復雜的多，這需要在工作中慢慢的積累和總結(jié)經(jīng)驗。在以往的學習中，比較很重視自己的專業(yè)知識，只是學習理論上的知識。在設計中，我發(fā)覺自己缺少了整體設計概念，在解決問題時不知如何去下手。 在以后的學習中，我應該吸取教訓，再也不能將學到的知識孤立起來，應該多想一想學到的知識可以用到哪里，可以與其他的哪些知識聯(lián)系起來，完成 什么作用，做到融會貫通。由于這是一個新題目，剛開始 我 都不知道如何下手 ， 但 老師 沒直接告訴我應該怎么做，而只是給我一些提示，讓我有足夠的空間去發(fā)揮，查 資料，按著自己的思路去考慮問題，解決問題，這樣的指 導使我受益匪淺。 我們每次去問 老師，他總是耐心的指導，面對我們所問到的問題也進行了一絲不茍的回 答，直到我們理解為 止，并推薦一些書讓我們?nèi)ゲ?。在此我由衷的感謝 岳 老師這 13 周以來的辛勤勞動， 使我 能 順利的完成這次畢業(yè)設計！ 同時也要感謝和我一組的 其他兩個 同學， 每當遇到難題， 他們 都會和我一起討論 ，直到找到解決方法為止，并給了我極大的幫助和支持，沒有他們的合作和幫助，我這次畢業(yè)設計也不會這么順利，再次 謝謝同學們！ 25 參考資料 [1] 唐鴻儒，宋愛國，章小兵 。 傳感技術學報， 2021， 18（ 4）： 828833 [2] 章小兵，宋愛國 。 安徽工業(yè)大學學報， 2021， 23（ 2）： 186188 [3] 武明，項?；I，張濟川 。 甘肅工業(yè)大學學報， 1998， 24（ 1）： 4045 [4] 烏蘭本其 。 北京：清華大學， 1994 [5] 項?；I，烏蘭術其，張濟川 。中國康復醫(yī)學雜志， 1994， 9(2)： 6266 [6] 武明 。 北京：清華大學， 1996 [7] 張海洪，談士力，龔振邦 。 機械設計與制造工程， 2021， 29（ 3）： 1213 [8] 宋家成 。 山東科學技術出版社， 1997， 3（ 1） [9] 徐灝 。 機械工業(yè)出版社 。 Development of a stairclimbing mobile robot with legs and wheels。機械設計。機械設計。機械精度設計與檢