Φ700mm-Φ1000mm管道機(jī)器人設(shè)計(jì)——移動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 學(xué)生 學(xué)號(hào) 專業(yè) 指導(dǎo)老師 論文提交日期 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目錄 前言 目錄 中文摘要 第一章 概述 1 機(jī)器人概述 1 管道機(jī)器人概述 3 國內(nèi)外管道機(jī)器人的發(fā)展 4 內(nèi)管道機(jī)器人的發(fā)展 4 外管道機(jī)器人的發(fā)展 6 器人的發(fā)展景 8 第二章 總體方案的制定與比較 10 管道機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo) 10 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和較 10 第三章 部件的設(shè)計(jì)和算 15 管道機(jī)器人工作量算 15 撐開機(jī)構(gòu)和放大桿組的計(jì) 24 第四章 其他 32 小錐齒輪的設(shè)計(jì)和核 32 的設(shè)計(jì)和核 35 的校核 44 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，管道應(yīng)用范圍極為廣泛。在管道的使用過程中，會(huì)產(chǎn)生管道堵塞與管道故障和損傷，需要定期維護(hù)、檢修等。但管道所處的環(huán)境往往是人們不易達(dá)到或者不允許人們直接進(jìn)入，所以開發(fā)管道機(jī)器人就顯得尤為重要。 以金屬冶煉廠管道清潔機(jī)器人為研究目標(biāo)，根據(jù)其工作環(huán)境和技術(shù)要求設(shè)計(jì)了一種可適應(yīng) 700000管道機(jī)器人采用三履帶式的可伸縮行走裝置，操作裝置為 2 個(gè)自由的的操作臂，末端操作器上安裝有吸塵頭，吸塵頭吸起的灰塵通過吸塵軟管收集在裝灰箱體內(nèi)。當(dāng)灰塵裝滿后，機(jī)器人行走到倒灰口，打開卸料門，將灰塵倒掉。本次設(shè)計(jì)主要對(duì)管道清潔機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用三維參數(shù)化特征建模軟件 立了管道清潔機(jī)器人的三維模型，生成了機(jī)器人主要零部件的工程圖。對(duì)管道機(jī)器人中的主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的正確性。最后對(duì)主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核計(jì)算，并簡單敘述了該機(jī)器人控制 方案。 第一章 概述 1. 1 機(jī)器人概述 機(jī)器人 920年至 1930年期間在捷克作家凱勒爾 * 凱佩克（ 名為 羅莎姆的萬能機(jī)器人 的幻想劇中，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 一些小的人造的和擬人的傀儡絕對(duì)地服從其主人的命令。這些傀儡被稱為 “ 機(jī)器人 ” 。該單詞起源于捷克語 “。意思是 “ 強(qiáng)制的勞動(dòng) ” 。 機(jī)器人的組成與人類相似 。舉例說，人搬運(yùn)某一物體的運(yùn)動(dòng)過程可用圖（ a）所示的方塊圖來說明。首先，人聽到外部的命令或用眼睛看到外部的指令，并由眼睛測(cè)量出距離。感受到這兩種信息 經(jīng)過感覺神經(jīng)送到大腦中，大腦經(jīng)過分析計(jì)算，然后通過運(yùn)動(dòng)神經(jīng)發(fā)出指令，手臂用最好的方式伸向物體，并將物體抓住，手上的感覺神經(jīng)，感覺物體已經(jīng)抓牢了，把信息傳給大腦。大腦命令手抓起物體，同時(shí)指令腳移動(dòng)到所要求到達(dá)的地點(diǎn)，最后放下物體。 一般包括以下幾個(gè)部分見圖（ b） ： 道機(jī)器人概述 20世紀(jì) 70年代以來 , 石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展 , 各買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 種管道作為一種重要的物料輸送設(shè)施 , 得到了廣泛應(yīng)用。由于腐蝕、重壓等作用 , 管道不可避免地會(huì)出現(xiàn)漏孔、裂紋等現(xiàn)象。同時(shí)多數(shù)管道安裝環(huán)境人們不能直接到 達(dá)或不允許人們直接進(jìn)入 , 為進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和故障診斷 , 采用傳統(tǒng)的全面挖掘法、隨機(jī)抽樣法工程量大 , 準(zhǔn)確率低 , 管道機(jī)器人就是為解決這一實(shí)際問 題產(chǎn)生的。它是由可沿管道內(nèi)部或外部自動(dòng)行走裝置、攜有一種或多種傳感器及操作裝置如：機(jī)械手、噴槍、焊槍、刷子。管道機(jī)器人的工作空間是復(fù)雜、封閉的各種管道 , 包括水平直管、各角度彎管、斜坡管、垂直管以及變徑管接口等 , 所以需要 在操作人員的遙控操作或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下 , 進(jìn) 行一系列管道作業(yè)。管道機(jī)器人可完成的管道作業(yè)有以下幾類： 裝過程中的管內(nèi)外質(zhì)量檢測(cè) 。 涂、焊接、內(nèi)部拋光等維護(hù)。 面腐蝕、裂縫破損等故障診斷。 救等其它用用途。 內(nèi)外管道機(jī)器人的發(fā)展 內(nèi)管道機(jī)器人的發(fā)展 國內(nèi)在管道機(jī)器人方面的研究起步較晚 , 而且多數(shù)停留在實(shí)驗(yàn)室階段。哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄧宗全教授在國家“ 863”計(jì)劃課題“ 支持下 , 開展了輪式行走方式的管道機(jī)器人研制 , 實(shí)現(xiàn)了管內(nèi)外機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動(dòng) 作業(yè)無纜操作技術(shù) , 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 并研制了鏈?zhǔn)胶弯搸絻煞N新型管外旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)由六大部分組成 (1)移動(dòng)載體 (2)視覺定位 (3)收放線裝置 (4) (5)檢測(cè)控制 ,系統(tǒng)控制 (6)防護(hù)系統(tǒng) 西安交通大學(xué)設(shè)計(jì)制作了蠕動(dòng)式微動(dòng)直線自行走機(jī)構(gòu)。這種行走機(jī)構(gòu)以電致伸縮微位移器做驅(qū)動(dòng)器，以電磁鐵機(jī)構(gòu)作為可吸附于行走表面的保持器。 上海交通大學(xué)研發(fā)了小口徑管道內(nèi)蠕動(dòng)式移動(dòng)機(jī)構(gòu)。它是模仿昆蟲在地面上爬行時(shí)蠕動(dòng)前進(jìn)與后退的動(dòng)作設(shè)計(jì)的。其主要機(jī)構(gòu)由撐 腳機(jī)構(gòu)、三個(gè)氣缸（前氣缸、中氣缸、后氣缸）、軟軸、彈簧片、法蘭盤組成。針對(duì)微小空間、微小管道實(shí)時(shí)探測(cè)的要求，研制成電磁驅(qū)動(dòng)微小型管道機(jī)器人樣機(jī)。微小管道機(jī)器人由四個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)單元組成。其驅(qū)動(dòng)機(jī)理模擬生物體的蠕動(dòng)爬行。它是通過給線圈加一系列的時(shí)序脈沖進(jìn)行控制，依次使各單元?jiǎng)幼?，達(dá)到蠕動(dòng)爬行的運(yùn)動(dòng)。 外管道機(jī)器人的發(fā)展 國外關(guān)于燃?xì)夤艿罊C(jī)器人的研究始于 20世紀(jì) 40年代 , 由于 70年代的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 , 管道檢測(cè)機(jī)器人技術(shù)于 90 年代初，得到了迅猛發(fā)展并接近于應(yīng)用水平。 器人的發(fā)展前景 展望 21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，明顯地向著智能化（ 向發(fā)展，包括機(jī)器人本身向智能機(jī)器人買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 進(jìn)化和實(shí)現(xiàn)機(jī)器人化（ 產(chǎn)系統(tǒng)。具體地說，傳感型智能機(jī)器人發(fā)展較快，新型智能技術(shù)（如臨場(chǎng)感、虛擬現(xiàn)實(shí)、記憶材料、多智能體系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等）在機(jī)器人上得到開發(fā)與應(yīng)用，采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)器人工程，注意開發(fā)微型和小新機(jī)器人，重視研制行走機(jī)器人，研制應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)環(huán)境下工作地非制造業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，開發(fā)敏捷 制造系統(tǒng)，軍用機(jī)器人將用于裝配部隊(duì)等?？偟恼f來，雖然存在不少難關(guān)，甚至出現(xiàn)某些陰影，但新世紀(jì)機(jī)器人學(xué)的發(fā)展前景是十分光明和充滿希望。 第二章 總體方案的制定及比較 道機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo) （ 1）管道機(jī)器人的工作環(huán)境 a管道為金屬冶煉廠煙氣輸送管道，管道為圓管，管道直徑為 700000道底部每周可形成厚約 100 b；管道底部每隔 50機(jī)器人傾倒垃圾； c煙灰密度 d管道中有水平 、小于 30。 傾斜， 3倍管道直徑彎曲三種形式； （ 2）管道機(jī)器人的技術(shù)要求 a. 機(jī)器人自動(dòng)化程度高，控制方便靈活； b機(jī)器人必須小巧、靈活、拆卸方便； c機(jī)器人在工作過程中，其結(jié)構(gòu)可適應(yīng)應(yīng)不同管徑的變化情買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 況； d生產(chǎn)能力高，每小時(shí)清潔能力應(yīng)在 40m 左右； 體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和比較 （ 1）行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)國內(nèi)外的管道機(jī)器人的移動(dòng)方式大致可分為六種： 滾輪移動(dòng)式優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)速度快，轉(zhuǎn)彎容易，結(jié)構(gòu)簡單，易小型化，采用多輪方式時(shí)牽引力隨輪數(shù)增加而增加。缺點(diǎn)是著地面積小 ，維持一定的附著力較困難，這使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，越障能力有限。 履帶移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是著地面積大，易產(chǎn)生較大的附著力，對(duì)路面的適應(yīng)性強(qiáng)，牽引性能好，越障能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是體積大不易小型化，拐彎半徑大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還要保持履帶的張緊。 活塞移動(dòng)式依靠其首尾兩端管內(nèi)流體形成的壓差為驅(qū)動(dòng)力，隨著管內(nèi)流 體的流動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，其原理類似于活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，即把管道看作汽缸， 把具有一定彈性和硬度的 缺點(diǎn)是：越障能力和拐彎能力差。 蠕動(dòng)移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)微小管徑，越障能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是移動(dòng)速度慢， 控制復(fù)雜。 足腿移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)粗糙路面適應(yīng)性能較好，越障能力極強(qiáng)，可適應(yīng)不同管徑的變化。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，行走速度慢。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求，所要研制的管道機(jī)器人必須要有高可靠性，高效率。所以采用上述行走機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方式的組合來實(shí)現(xiàn)行走，這樣可利用其綜合優(yōu)點(diǎn)避免單一移動(dòng)方式的缺點(diǎn)。由于管道存在不同的彎管，這就要求機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)有一定的拐彎能力和越障能力。所以，設(shè)計(jì)了一種如下頁圖所示的可伸縮的三只履帶腿式（三只腿成120分布）組合行走機(jī)構(gòu)。 其特點(diǎn)是：移動(dòng)速度快、轉(zhuǎn)彎比較容易、有較大牽引力、對(duì)粗糙路面適應(yīng) 性好 、越障能力強(qiáng)；同時(shí)，可伸縮性使得機(jī)器人對(duì)變徑管道有較好的自適應(yīng)性。 （ 2）操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)管道機(jī)器人的操作對(duì)象是一些堆積的灰塵，并且灰塵在管道底部堆積，同時(shí)成疏松狀，所以操作機(jī)構(gòu)有以下兩種方案： 借鑒吸塵器的工作原理。利用帶有操作臂的吸塵器的吸頭，灰塵通過 吸塵管道到主體內(nèi)部，設(shè)計(jì)箱體的容積比較大，最后，移動(dòng)到垃圾開口處傾倒垃圾，從而減少在往返的次數(shù)來提高工作效率。 借鑒挖掘機(jī)的工作原理。利用鏟斗鏟起灰塵，然后行走到管道底部的垃圾開口，傾倒灰塵。這種方案簡單，可靠；但是由于管道直徑的限制，其鏟斗的容積比 較小，同時(shí)垃圾開口每隔 50大部分時(shí)間都在行走上，所以機(jī)器人的工作買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 效率很低。 所以才用具有兩個(gè)自由度的機(jī)械臂，臂末端附上吸塵器頭，臂上附上塑料軟管，軟管最終以主體的垃圾箱密封連接。 （ 3）撐開機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于管徑的變化，需要撐開機(jī)構(gòu)來適應(yīng)管徑的變化。在本機(jī)器人設(shè)計(jì)中，采用滾珠絲杠螺母副來和放大桿組來實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)絲杠 4旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠螺母 5在絲杠上左右移動(dòng)，從而拉動(dòng)撐開桿 3，撐開桿 3鉸接在放大桿組 2上，從而改變其傾角來適應(yīng)管徑的變化。 （ 4）最終方案的確定 根據(jù)以上的分析和比較，最后得出最終方案。 設(shè)計(jì)的管道清潔機(jī)器人包括以下五部分： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 行走裝置 （為整個(gè)行走提供動(dòng)力）； 撐開桿組 （適應(yīng)管徑的變化）； 操作臂裝置（操作臂包括吸塵器的操作部分和傾倒垃圾部分）； 信號(hào)采集裝置（為控制提供信號(hào)和圖像）； 控制裝置（控制管道清潔機(jī)器人行走和動(dòng)作）。 行走裝置 撐開桿組 操作臂裝置 信號(hào)采集裝置 控制裝置 第三章 總體方案的制定及比較 道機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo) （ 1）管道機(jī)器人的工作環(huán)境 a管道為金屬冶煉廠煙氣輸送管道，管道為圓管，管道直徑為 700道底部每周可形成厚約 100 b煙灰密度 ； c管道中有水平、小于 30。 傾斜， 3倍管道直徑彎曲三種形式； d管道底部每隔 50機(jī)器人傾倒垃圾； （ 2）管道機(jī)器人的技術(shù)要求 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 a. 機(jī)器人必須小巧、靈活、拆卸方便； b生產(chǎn)能力高，每小時(shí)清潔能力應(yīng)在 40 c機(jī)器人在工作過程中，其結(jié)構(gòu)可適應(yīng)應(yīng)不同管徑的變化情況； d機(jī)器人自動(dòng)化程度高，控制方便靈活； 體結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)和比較 （ 1）行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)國內(nèi)外的管道機(jī)器人的移動(dòng)方式大致可分為六種： 活塞移動(dòng)方式 滾輪移動(dòng)方式 履帶移動(dòng)方式 足腿移動(dòng)方式 蠕動(dòng)移動(dòng)方式 螺旋移動(dòng)方式 其各有優(yōu)缺點(diǎn)。以下分別介紹。 活塞移動(dòng)式依靠其首尾兩端管內(nèi)流體形成的壓差為驅(qū)動(dòng)力，隨著管內(nèi)流 體的流動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，其原理類似于活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，即把管道看作汽缸， 把具有一定彈性和硬度的 缺點(diǎn)是：越障能力和拐彎能力差。 滾輪移動(dòng)式優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)速度快，轉(zhuǎn)彎容易，結(jié)構(gòu)簡單，易小型化，采用多輪方式時(shí)牽引力 隨輪數(shù)增加而增加。缺點(diǎn)是著地面積小，維持一定的附著力較困難，這使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，越障能力有限。 履帶移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是著地面積大，易產(chǎn)生較大的附著力，對(duì)路面的適應(yīng)性強(qiáng)，牽引性能好，越障能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是體積大不易小型化，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 拐彎半徑大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還要保持履帶的張緊。 足腿移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)粗糙路面適應(yīng)性能較好，越障能力極強(qiáng)，可適應(yīng)不同管徑的變化。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，行走速度慢。 蠕動(dòng)移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)微小管徑，越障能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是移動(dòng)速度慢， 控制復(fù)雜。 螺旋移動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是有一定的越障能力，可適應(yīng)不同管徑的變化 ，可在垂直管道中行進(jìn)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移動(dòng)速度慢，驅(qū)動(dòng)力要求高。 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求，所要研制的管道機(jī)器人必須要有高可靠性，高效率。所以采用上述行走機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方式的組合來實(shí)現(xiàn)行走，這樣可利用其綜合優(yōu)點(diǎn)避免單一移動(dòng)方式的缺點(diǎn)。由于管道存在不同的彎管，這就要求機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)有一定的拐彎能力和越障能力。所以，設(shè)計(jì)了一種如下頁圖所示的可伸縮的三只履帶腿式（三只腿成120分布）組合行走機(jī)構(gòu)。 其特點(diǎn)是：移動(dòng)速度快、轉(zhuǎn)彎比較容易、有較大牽引力、對(duì)粗糙路面適應(yīng) 性好、越障能力強(qiáng)；同時(shí)，可伸縮性使得機(jī)器人對(duì)變徑管道 有較好的自適應(yīng)性。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 2）操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)管道機(jī)器人的操作對(duì)象是一些堆積的灰塵，并且灰塵在管道底部堆積，同時(shí)成疏松狀，所以操作機(jī)構(gòu)有以下兩種方案： 借鑒挖掘機(jī)的工作原理。利用鏟斗鏟起灰塵，然后行走到管道底部的垃圾開口，傾倒灰塵。這種方案簡單，可靠；但是由于管道直徑的限制，其鏟斗的容積比較小，同時(shí)垃圾開口每隔50大部分時(shí)間都在行走上，所以機(jī)器人的工作效率很低。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 借鑒吸塵器的工作原理。利用帶有操作臂的吸塵器的吸頭，灰塵通過 吸塵管道到主體內(nèi)部，設(shè)計(jì)箱體的容積比較大，最后，移動(dòng) 到垃圾開口處傾倒垃圾，從而減少在往返的次數(shù)來提高工作效率。 所以才用具有兩個(gè)自由度的機(jī)械臂，臂末端附上吸塵器頭，臂上附上塑料軟管，軟管最終以主體的垃圾箱密封連接。 （ 3）撐開機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于管徑的變化，需要撐開機(jī)構(gòu)來適應(yīng)管徑的變化。在本機(jī)器人設(shè)計(jì)中，采用滾珠絲杠螺母副來和放大桿組來實(shí)現(xiàn)。其機(jī)構(gòu)簡圖如下圖所示： 1 基 座 2 放大桿組 3 撐開桿 4 絲 杠 5 絲杠螺母 6 行走機(jī)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 基座 2 放大桿組 3 撐開桿 4 絲 杠 5 絲杠螺母 6 行走機(jī)構(gòu) 當(dāng)絲杠 4旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠螺母 5在絲杠上左右移動(dòng)，從而拉動(dòng)撐開桿 3，撐開桿 3鉸接在放大桿組 2上，從而改變其傾角來適應(yīng)管徑的變化。 （ 4）最終方案的確定 根據(jù)以上的分析和比較，最后得出最終方案。 設(shè)計(jì)的管道清潔機(jī)器人包括以下五部分： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 行走裝置 （為整個(gè)行走提供動(dòng)力）； 撐開桿組 （適應(yīng)管徑的變化）； 操作臂裝置（操作臂包括吸塵器的操作部分和傾倒垃圾部分）； 信號(hào)采集裝置（為控制提供信號(hào)和圖像）； 控制裝置（控制管道清潔機(jī)器人行走和動(dòng)作）。 第四章 部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 道機(jī)器人工作量計(jì)算 由于管道直徑是變化的，變化范圍為（ 7001000通過計(jì)算當(dāng)管道直徑為 1000堆積相對(duì)底部為 100圖下圖所示；每 50 其中 h=100d=1000 R=d/2=1000/2=500 a=0000 2 2 2 25 0 0 4 0 0 3 0 0b R a mm a r c t a n ( / ) a r c t a n ( 3 0 0 / 4 0 0 ) 3 6 . 8 7 22922123 6 0 22 3 6 . 8 7 15 0 0 2 4 0 0 3 0 03 6 0 24 . 0 8 8 1 0s R a 由于每隔 50一開口，所以總的工作量： 4 3 9 35 0 1 04 . 0 8 8 1 0 5 0 1 0 2 . 0 4 1 0l m l m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 又因?yàn)闊熁业拿芏葹?33 g 9 3 6 33 . 5 2 . 0 4 1 0 1 0 7 . 1 5 1 0 7 . 1 5 1 0m V g k g h=100mm d=1000=50000b 0s 3935 0 1 02 . 0 4 1 0l m mV m m 33 g 37 1 0m 開機(jī)構(gòu)和放大桿組的設(shè)計(jì) 撐開機(jī)構(gòu)采用絲杠螺母和放大桿組的結(jié)合，來適應(yīng)管徑的變化。通過作圖法來模擬最?。▓D a）、最大管徑（圖 b）時(shí)的情況（在 比例1： 1）如下圖所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （圖 a） h 105 9 3 fd m m 100a 圖（ b） 最后量出各桿件的長度： 撐開桿桿長： 200cl 放大桿桿長： 300fl 由于 在其之上安裝了壓力彈簧，其實(shí)際桿長為 330 380 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 鉸接處的位置：在放大桿組 90。 第四章 其它 小錐齒輪的設(shè)計(jì)和校核 選擇齒輪的類型 ,精度等級(jí) ,材料和齒數(shù) 選擇直齒圓錐齒輪 8級(jí)精度齒輪 ,軟齒面 小齒輪的材料為 40制處理，硬度為 280齒輪的材料為 45鋼，調(diào)制處理 初選小齒輪的齒數(shù)1 21z ；大齒輪的齒數(shù)為2 27z 。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 131 21 9 5 . 1t 根據(jù)軸承布置方式和載荷的沖擊情況，取 K= 查附錄 2（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)）得小齒輪的接觸疲勞極限為： li m 1 600H M p a 大齒輪的接觸疲勞極限為： li m 2 550H M p a 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： l i m 11 0 . 9 0 . 9 6 0 0 5 4 0 p a l i m 22 0 . 9 0 . 9 5 5 0 4 9 5 p a 12 5 4 0 4 9 5 5 1 7 . 522 p a 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 540H M 2H 495計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 131 21 9 5 . 1t =3 21 . 8 3 6 . 11 . 3 0 4 5 1 7 . 5 中 109 5 5 0 / n9 5 5 0 0 . 8 2 1 1 . 0 6 =按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 13 2 2 213 . 2 1 K T 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)并查取齒形系數(shù)，兩齒輪的分度圓錐角分別為： 12227c o t c o t 5 2 0 7 2 5 21za r c a r 1 37 52 35 當(dāng)量齒數(shù)為： 1 1 1/ c o s 2 1 / c o s ( 3 7 5 2 3 5 ) 2 6 . 6 3 1 2 2 2/ c o s 2 7 / c o s ( 5 2 0 7 2 5 ) 4 3 . 9 0 4 查附錄 2得：124 . 5 8 ; 4 . 7 5F S F 由附錄 2得，小齒輪的彎曲疲勞極限為： li m 1 280F M p a 大齒輪的彎曲疲勞極限為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1T= 2=52 0725 1 3 7 5 2 3 5 1 2 1 2 li m 1 280F M p a l i m 2 220F M p a 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： l i m 11 1 . 4 1 . 4 2 8 0 3 9 2 p a l i m 22 1 . 4 1 . 4 2 2 0 3 0 8 p a 1 1/ 4 . 5 8 / 3 9 2 0 . 0 1 1 6 8 ;F S 2 2/ 4 . 7 5 / 3 0 8 0 . 0 1 5 4 2 2 ;F S 大齒輪數(shù)值大，代入計(jì)算 計(jì)算： 13 2 2 213 . 2 1 K T =3 2 2 21 . 8 3 6 . 1 4 . 5 83 . 22 7 1 . 3 0 4 1 3 0 8= m=： 11 5 3 . 8 5 6 2 1 . 5 42 . 5 2 . 5 取1 23z 21 2 3 1 . 3 0 4 2 9 . 9 9 2 ，取2 30z ； 錐距為： 22122mR z z = 分度圓直徑為： 11 2 . 5 2 3 5 7 . 5d m z m m 22 2 . 5 3 0 7 5d m z m m 分度圓錐角為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 2 1a r c t a n ( / ) a r c t a n ( 3 0 / 2 3 ) 52 3126，1 3 7 2 8 3 4 li m 2 220F M p a 1 392F M 2 308F M 1 1/ 0 1 6 8F S 2 2/ 0 5 4 2 2F S m 1 23z 2 30z 1d 2d 75 52 31261 3 7 2 8 3 4 齒 寬 ： b=25的設(shè)計(jì)和校核 1. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，初步估計(jì)軸徑： 300中0A=110，查機(jī)械設(shè)計(jì)（ 15得。 0 . 8 0 . 9 5 0 . 7 6 k w 1 6 1 . 8 5 7 /n r m 代入上面得值，計(jì)算可得： 0 1 8 3d m m由于軸上有一鍵槽，所以：0( 1 0 . 0 7 ) 1 9 . 7 7 4d d m m ，取軸的最小直徑為： d=20 2. 軸的結(jié)構(gòu)簡圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3. 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核 做出軸的計(jì)算簡圖 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸，做出其受力簡圖如下圖所示： b=25 P 1 6 1 7 /n r m 0 1 8 3d m md d=20 校核所需要的基本參數(shù) 20 48 62 計(jì)算齒輪的嚙合力： A: 直齒輪的齒輪嚙合力 1. 齒輪圓周力： 2122TF 32 3 6 . 1 1 0 0 . 9 5100 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 = 20 48 62 直齒輪： t a n 6 8 5 . 9 t a n 2 0 2 4 9 . 6 4 7B r B t N B: 錐齒輪的齒輪嚙合力 1. 齒輪圓周力： 2122TF 32 3 6 . 1 1 0 0 . 9 575 = 2. 齒輪徑向力：1t a n c o sC r C 9 1 4 . 5 3 3 t a n 2 0 c o s 5 2 3 1 2 6 = 3. 齒輪軸向力：1t a n s i nC a C = 9 1 4 . 5 3 t a n 2 0 s i n 5 2 3 1 2 6 = 求水平面的支反力和做出彎矩圖 : 1. 其受力分析圖如下圖所示 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 齒輪： 2. 對(duì) A 點(diǎn)求矩： ()0則有： 1B t A B N H A D C t A CF l F l F l 1 ( ) ( )B t A B N H A B B C C D C t A B B CF l F l l l F l l 1()C t A B B C B t A B B C C DF l l F l l 9 1 4 . 5 3 3 ( 2 0 4 8 ) 6 8 5 . 9 2 02 0 4 8 6 2 = 3. 對(duì) B 點(diǎn)求矩： ()0則有： 2 0N H A D B t B D C t C DF l F l F l 2()()C t C D B t B C C B B C C DF l F l l l = 9 1 4 . 5 3 6 2 6 8 5 ( 4 8 6 2 )2 0 4 8 6 2 = 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4. 根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，畫出彎矩圖。 1 2 1 4 4 . 2 1 6 求垂直面內(nèi)的支反力，并作出彎矩圖 1. 受力分析如圖所示： 2. 對(duì) ()0則有：（其中2） 1 0B r A B C a C r A C N V A DF l M F l F l 1 C r A C C a B r A DF l M F 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ()()C r A B B C C a B r A B C C DF l l M F ll l l 2 6 4 . 0 7 8 7 52 0 2 . 6 3 4 ( 2 0 4 8 ) 2 4 9 . 6 4 7 2 02( 2 0 4 8 6 2 ) = 2. 對(duì) D 點(diǎn)求 矩： ()0則有： 2 0N V A D B r B D C a C r C DF l F l M F l 1 2 C a C r C D B r B l F 2 6 4 . 0 7 8 7 5 2 0 2 . 6 3 4 6 2 2 4 9 . 6 4 7 ( 4 8 6 2 )2( 2 0 4 8 6 2 ) = 3. 做出對(duì)應(yīng)彎矩圖 求支反力 22A N H N F22( 1 4 4 . 2 1 6 ) ( 3 8 . 4 2 3 ) = 2211D N H N F2 3 8 31 4 9 6 3 1 2 5 22( 3 7 2 . 8 4 8 ) ( 8 . 5 9 0 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 = 合成彎矩圖 22( 2 8 8 4 . 3 2 ) ( 1 7 1 . 8 )= 22( 2 3 1 1 6 . 3 1 2 ) ( 1 1 3 9 8 . 9 3 6 )左= 22( 2 3 1 1 6 . 3 1 2 ) ( 2 3 8 2 . 2 2 6 )左= 根據(jù)已知條件，做出扭矩 2 8 8 9 2 = 2 5 7 7 4 . 1 9 8 2 3 2 3 8 . 9 5 6 左 校核危險(xiǎn)截面 綜上所知， C 面為