集中空调管道自动清洁机器人设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 集中空调管道自动清洁机器人设计 摘 要： 目前我国的中央空调大多采用“间接式盘管换热” ,这种设计会在凝结水盘内形成高湿环境 ,如果施工不当或设计不周 ,甚至会造成凝结水聚积。一旦室外空气中致病微生物通过新风入口由灰尘带入 ,或者室内空气中的致病微生物从回风口盘旋而上 ,就会粘附在盘管上 ,沉降在凝结水盘中。再加上中央空调生产企业为价格竞争 ,在过滤设备上“偷工减料” ,造成大量垃圾有隙可入 ,中央空调管道内成了许多有害颗粒和灰尘、病菌、病毒、尘螨及碳放射物的藏身之所 ,威胁着人类的健康。这个忧虑已唤起社会有识之士 ,政府部门 对中央空调管道清洁的重视。为此我们研制了专门清理空调管道的机器人解决清洁问题。 关键词： 机器人，自动，清洁，设计，集中空调 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of t s be of if or of to of in by or in of we to of In of in in a of in a to of of To we a to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 题目 摘要及关键 词 1绪论 1 意义及要求 2 外、国内研究概况 3 4 5 2总体方案设计 8 9 10 11 紧机构方案设计 12 案设计 由度分配方案设计 3 具体设计计算 动载体传动计算 右驱动轮传动计算 万向轮传动计算 紧气动系统的设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸的选择 动辅助元件和回路的选择设计 械手的具体设计计算 机的选择及传动比的分配 动齿轮、蜗轮蜗杆的尺寸计算 的设计、计算与校核 承的寿命计算 4结构设计 参考文献 17 致谢 18 附录 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪 论 设计题目、意义及要求 本次设计题目是集中空调管道自动清洁设备 设计（轮式结构）。 随着社会的发展，人们的生活水平逐步提高，对办公室环境和家居环境要求的标准也越来越高，趋于舒适和环保。因此，中央空调逐步走入办公楼、商城、学校、医院、饭店及家庭等场所 。空调给人们带来了工作环境和家居环境的舒适，改善了人们工作和生活的条件，但是如果只知道使用空调，而不定期对空调进行清洁，脏兮兮的空调是不能改善室内空气，给人们带来惬意的、舒适的、清新的空气。 人的一生约有 70% 90%的时间是在室内度过的， 室内空气环境是影响人们身体健康和生活工作质量的主要因素。中央空调系统主宰着楼宇中的空气新陈代谢，如果中央空调卫生状况不佳，不仅会影响出入这些场所的人们健康，还会导致人群感染和中毒。经权威部门测试，空调系统存在的感染菌有：好氧性夹膜细菌、好氧芽孢细菌、好氧硫细菌、厌氧硫酸盐 还原菌、铁细菌、丝状型真菌、酵母真菌、担子型真菌。在封闭的空调环境中，因新风不足或冷空气被污染而产生疲劳、头昏、口干、胸闷、眼痒、嗜睡、易交叉感染病毒、烦躁、注意力不集中等到人体产生的病态建军筑综合症，俗称 ” 空调病 ” 。 据了解， 我国 卫生部 2004年对 30个省、自治区、直辖市开展了公共场所集中空调通风系统卫生状况监督检查。在这次检查中，全国共抽检了 60多个城市具备集中空调设施的 937家公共场所，其中宾馆饭店 540家，大型商场、超市 397家，检测样品 5600件。调查结果显示，接受检查的所有中央空调中，有 90%以上 达不到国家相关卫生标准 。 因此，空调管道的清洗问题不容忽视， 但中央空调的清洗一直以来是个难题 。 传统 的 人工清洗只能清洗部分换热面 ,过滤器 ,清洗效率低质量差 ,大部分管道无法清洗 ，并且工人工作 危险性大、劳动量大 。 中央空调风管清洗设备主要是为替代人工，用于清洗黑暗、潮湿、结构复杂、人力无法触及的中央空调通风管道 。中央空调的清洗技术国外早就有了，但是国内一直是空白。非典前上海曾有两家公司以每套 100多万元人民币的价格进口过国外的清洗设备。但是由于我国中央空调的生产规格统一程度较低，各生产厂家的产品规格不尽相同，而国外 的产品规格比较统一，使得国外进口的清洗设备对于国内很多中央空调来说并不适用。因此我国迫切需要进行中央空调管道清洗设备的研发，这是很有意义的。 本设计要求达到指标： 可清洁水平、垂直管道 ； 水平最高行进速度 ： 1 m/s； 垂直攀爬速度： 100 mm/s； 垂直攀爬载重： 10 回转半径 ： 0；机械手自由度 ： 4； 监视器回转速度 ： 20 / 秒 ； 监视器水平回转范围 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 360 度 ； 监视器俯仰回转范围 ： 240 度 ； 供电方式：电缆 ； 具备自动故障诊断和报警功能 。 国外、国内研究概况 空调清洁技术起源于 60余年前，是随着中央空调技术同时诞生的。 国外从 20世纪 70年代末 80年代初开始重视中央空调的风道清洗，直到 1990年前后中央空调清洗才得以普遍实施，并建立了相应行业及国家标准。目前在所有发达国家无一例外地实施了中央空调的清洗。风管清洗在国外是一个比较成熟的市场，其清洗机器人设备的研究和开发也相应地比较成熟。据统计，国际上生产清洗机器人的厂家不下 20家，其中比较著名的有瑞典的 价 100万元），丹麦的 价 80万元），加拿大的 价 60万元），还 有美国的 价均为 40万元）等。这些国外管道机器人，其外形结构大同小异，性能也大致相当。空调管道机器人应具备的功能清扫管道灰尘、喷消毒药水、携带 此机器人必须拥有的“器官”有移动载体、安装清洗工具的部件、 讯系统、操纵控制系统和其他一些辅助设备等。 我国对 中央空调风管清洗 的重要性认识较晚，对 中央空调风管清洗设备 的研制起步也较晚。 目前我国对集中式空调的管理尚属空白 。 据了解，有关清洁公共场所空调的规定和措施，只有卫生部在 2003 年 6 月发出的公共场所集中空调通风系统卫生规范的通知，这还是因为受非典的启示。该规范对公共场所的空调系统卫生提出了检测标准，并规定公共场所要定期更换或清洗空调通风系统的过滤器 (网 )、冷却塔等。 在 颁布公共场所集中空调通风系统卫生规范 后，我国的 中央空调风管清洗市场急速升温 ，全国各科研机构、企业单位纷纷投入到 中央空调风管清洗设备 的研究中 ,并取得了很好的成果 。 据报道 ,东华大学在该校的一项 “自主变位四履带足机器人行走机构”发明专利基础上，首先二次开发了一种具有自主知识产权的新型管道机器人行走机构，能很好地解决管道机器人适 应非等径、变截面管道环境难题。然后再在此基础上研制成功一种可用于矩形和圆形通风管道的清扫、视频检测、喷涂消毒的多功能管道清洗机器人产品。该机器人和家用的吸尘器差不多大小，四个脚上有四条履带，能够在9厘米高的台阶上上下下 。 它的最大的本领就是能顺畅自如地爬到中央空调的各个角落，甚至到各种形状的通风管道中清扫管道中的垃圾，并且通过视频系统清除各个角落里的细菌、病毒，喷涂各种消毒液。该机器人具有以下几个特点和优势 ： 1)行走机构具备自主管内越障和防倾覆功能，适应复杂的矩形管道或圆形管道环境清扫作业要求（国外产品大多仅 适用于矩形管道，不具备管内越障功能）； (2) 管道清洗机器人能进入圆管 260形管道 140尘管道进行清洗（国外产买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 品仅适用于 300上高度矩形管道）； (3) 机器人采用模块化结构设计和多电机驱动技术，结构简单、维护方便； (4) 机器人采用计算机图像处理技术，拍摄资料便于保存、播放、携带（国外产品大多采用录像机储存资料）。 中国科学院兰州分院科研人员研制 成功 的 清洁机器人样机是根据 400毫米 400 毫米和 500毫米 500 毫米空调通风管道设计的，具有在管道中行走、对管道内污 染情况进行观察和对污染物进行清洁的功能。中国科学院兰州分院科技合作处工作人员介绍，国内自主研发的这种清洁机器人具有在管道内前进、后退和转弯等功能，行走速度在每分钟 米之间；清洁系统主要是安装在机器人上、可在管道外部控制的清洁动力刷；电缆长度超过 30米，不易损害，能够满足基本需要。同国外同类装置相比，该机器人具有尺寸小、成本低、行动灵活、操作可靠、清洁效率高和应用领域广等特点，并且在移动机构的驱动系统、主动控制臂系统、照明系统和清洁系统的设计上均有创新。 国内在中央空调管道清洁设备方面的研究越来越多 ,并取得了一定的突破性成果 。 但是 ,包括以上所叙述的设备在内 ,目前国内研制出来的中央空调管道清洁设备还仅限于水平管道或有小坡度管道的清洗 ,至今还没有发现可用于垂直管道清洗的中央空调管道清洁设备 。 市场需求预测 据介绍我国有超过 500万个各类中央空调需清洗保养，而且每年正在以 10%的速度递增，而这些中央空调大部分运行了 20年以上却从未清洗 。就目前而言无论从中央空调风道专业清洗服 务公司来讲还是从国内外空调风道清洗机器人设备厂家来看，都不能 应付 这一庞大的清洗市场 。 从国内方面来说， 国内空调管道清洗行业市场还 未形成， 空调风道清洗行业刚刚起步， 国内几乎没有 清洗公司能够具备一流的清洗服务队伍，满足各类客户需求，而设备生产厂家除了国外发达国家的成熟产品外，国内能够适应各类风道特点并且技术成熟，实用性强的清洗机器人设备厂家更是凤毛麟角。 所以我国目前许多地区的中央空调通风管道清洗市场是一片空白！从国外方面来说， 虽然国外厂家的机器人性能成熟，但是它是根据自身 的 中央空调风道的 而 制造的， 但 国外的中央空调风道是标准和规范的，而我国的中央空调风道是根据建筑面积设计安装的，各个风道不尽相同， 生产规格统一程度较低，各生产厂家的产品规格 不尽相同， 属非标产品 。使得国外进口的清洗设备对于国内很多中央空调来说并不适用， 很大一部分不能对我国中央空调风道产生作用 。 从以上分析可以看出，我国的中央空调通风管道清洗市场是有很大潜力的，尤其是在 2003 年 “ 非典 ” 疫情传播 后 ，人们对中央空调给人们带来的疾病隐患有了相当大的认识，国家 相应地 出台 了 强制性 空调清洗的 法买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 规 ，使得 风道清洗行业将成为中国一个新兴的有着巨大潜力的发展行业。开发适合我国中央空调管道清洗机器人产品有很大的经济价值。 设计的重点和难点 本次设计主要由三大主要部分的设计构成：（ 1）移动载 体的设计，（ 2）撑紧装置的设计，（ 3）机械手的设计。 对于管道机器人，移动载体的设计是一个重点。由于机器人工作于空间狭小的管道中，要求其移动载体具有很好的转弯能力。 国内清洗市场的产品仅适于水平管道的清洗 ，而 本设计要求机器人 同时 还要能清洗垂直管道 。 因此，怎样使 中央空调管道清洁设备具有能攀爬垂直管道的能力并具有良好的转弯能力是该产品设计的一个 重点也是 难点 。 压紧装置和机械手的设计也是该课题的重点。压紧装置与移动载体相配合，使得机器人具有垂直上爬能力，因此，压紧装置的设计合理与否，直接关系到机器人的工作能力。机械手 的设计关系到机器人的工作质量。 机器人的工作管道截面面积小，同时机器人的垂直上爬是依靠摩擦力实现的，这对整机的空间尺寸大小和自身重量提出了严格限制。这要求机器人的各部件空间尺寸要尽量地小、质量要尽量地轻。这给机器人的结构设计提出了很大的难题。 2 总体方案设计 机器人移动载体方案设计 总体方案设计 机器人 移动载体的设计是本次设计的难点之一 。 如果仅限于地面移动，机器人的移动载体形式有车轮形、履带形、腿脚形、躯干形等四种形态。与其他移动机构相比，车轮形移动机构具有以下一些优点：高速稳定地移动、能量利用率高、机构和控制简单、能借鉴当今已积累的汽车技术与经验等。因此本设计采用轮式结构。按照车轮数目的不同，轮式载体可分为单轮至四轮及五轮以上等几种。其中单轮与两轮主要是用来进行直立稳定移动控制问题的基础研究，而不是着眼于机器人移动机构的实用化问题。如果单考虑平面移动的话，三轮机构已经可以了，但从加强移动过程中的稳定性角度来考虑，目前多数采用的是四轮机构。五轮以上的机构的提出，是因为它在装载重物时具有较大的稳定性，而且适用于台阶、阶梯等非平地状态的移动。因此，本设计采用四轮机构的移动载体。 典型的 四轮移动机构有如下几种： 1) 两轮独立驱动方式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 如下图 （ 1）所示： (1) 两轮独立驱动 前后两个 为辅助轮（万向轮），左右两轮为独立驱动轮，其自转中心与车体中心重合。它的转向不是通过操舵机构的动作，而是依靠左右两轮的差速实现的，当两轮以相反速度方向转动时，车体能饶自身中心自转，以便在狭窄场合改变方向。这种车轮布置方式在灵活性和稳定性上都是比较好的，由于没有操舵机构，因此该机构也比较简单，可以减轻重量，适合空调管道机器人要求体积小重量轻的要求。它的缺点是当遇到沟槽使得左右两驱动轮被架空时，由于 驱动轮不着地不能产生动力，这样的话整个机器人便不能移动了。 2) 汽车车轮配置方式 见下图 （ 2）所示： （ 2）汽车车轮配置方式 两 个 操舵轮需要同一个操舵机构来协调转向，此外后轮配有差动齿轮装置，增加了机构的复杂性。由于它的结构比较复杂，所以仅用于智能汽车等的研究方面，而在机器人的移动机构中不太采用。 3) 全方位移动车方式（ 三轮车或四轮车基本是 2 自由度的，不能进行任意的定位和定向。提出就是为了实现机器人任意方向的运动而开发的， 它的移动机构具有原地改变方向或以一定姿态角度移动等多种功能。这种 构买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 需要有转向操舵机构和多个离合器，因此，虽然其性能很优越，但机构很复杂，并不适合本设计对移动机构的要求。 由于本设计的空调管道清洗机器人要求在管道中行走，对其自身的空间尺寸和自重提出了严格的限制。因此要求机器人的各部分结构要尽量简单。综合考虑上面的方案，结合本设计要求，本设计选用两轮独立驱动方式的移动载体。为了克服上述所提到的该机构的缺点，可以在后万向轮中安装一应急电机，同时在轮轴中安装一超越离合器，机器人正常时应急电机不工作，超越离合 器处于超越状态，当遇到左右两个驱动轮被架空时，超越离合器处于啮合状态，应急电机工作。 传动方案设计 由于齿轮传动具有结构紧凑、工作可靠、使用寿命长、效率高、传动比准确等优点，因此在考虑具体的 传动方案 时，应该选用齿轮传动。由于两电机独立驱动，两驱动轮的传动 方案 是一样的，下面以一轮为例来讨论。 在查阅了大量资料之后同时考虑到机器人的水平行走速度和垂直行走速度，经过反复的计算 ，确定驱动轮的传动 方案 如下图 （ 3） 所示： （ 3）驱动轮传动方案 7器人水平行进时，其速度较高，牙嵌离合器啮合，传力路线为：电机 齿轮 1Z 齿轮 2Z 齿轮3Z 齿轮 4Z 齿轮5Z 齿轮6Z 齿轮7Z 齿轮10Z 车轮；机器人垂直行走时速度较低，牙嵌离合器脱离啮合，传力路线为：电机 齿轮 1Z 齿轮 2Z 齿轮3Z 齿轮 4Z 齿轮5Z 齿轮6Z 齿轮7Z 齿轮8Z 齿轮买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9Z 齿轮10Z 车轮。 由于后万向轮电机仅在特殊情况下工作，对其传动要求并不很严格，再考虑到安装的难易程度，该传动选为蜗轮蜗杆传动，其传动比大、所采用的零件数目少、结构紧凑，其传动方案如下图（ 4）所示： （ 4）后万向轮传动方案 撑紧机构方案设计 在设计撑紧机构的过程中，我首先从动力源开始考虑。按照动力源的不同，撑紧机构可 分为两种： 1) 电气撑紧 动力由电机提供， 考虑理由是 电气驱动应用普遍、噪声小、提供动力大 。 在电机作为 动力源的前提下，传动方案又有两种： A） 丝杠螺母传动 如下图 (5)： （ 5）丝杠螺母传动 轮子固定在螺母上， 电机带动丝杠转动，使得螺母连同轮子往上移动实现撑紧。这个方案的缺点是机构比较复杂，增加了载重。 B）齿轮齿条传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 如下图 (6)： （ 6）齿轮齿条传动 轮子固定在齿条上，通过电机带动齿轮转动，使得轮子连同齿条往上移动实现撑紧。这个方案的缺点除了结构复杂外还有摩擦很大。 2) 气 动撑紧 由压缩空气驱动气缸提供动力， 考虑理由是 在所有的驱动方式中，气压驱动操作简单、成本低、易于编程，并且气动能很容易地保持输出压力不变。 考虑方案如 下 图 (7)： （ 7）气动撑紧 由于气缸 的活塞要求直线往复运动同时又要有轻微的圆弧摆动，因此气缸的安装方式为单耳尾座式 。 另外，气缸活塞杆承受的力应作用在杆轴线上，不允许有偏载，因此采用连杆机构既可避免活塞杆偏载 也能起到增力的作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械手方案设计 自由度分配方案设计 本设计要求的机械手自由度数为 4。 4 自由度机械手的自由度分配方案很多 ，在进行本环节的设计时，一开始考 虑了如下图 （ 8） 所示 的方案： （ 8）机械手自由度分配方案 1 该方案机械手可以像人的手臂那样通过大臂和小臂关节的转动来实现手爪（对本设计是刷子）的移动来进行工作，而机器人本体可以静止。但该方案只能实现刷子的平动，不能很好地适应有倾斜面情况的清洗。为了克服这个缺点，经过与老师讨论，采用自由度 分配如下图 （ 9） 所示的机械 手臂。 （ 9）机械手自由度分配方案 2 该手臂腕关节可以转动，刷子装在手腕上实现转动很好地适应了斜面清洗的情况。刷子依 靠机器人的前进后退来实现移动。 关节传动方案设计 查阅了有关专业资料后确定本设计机械手关节采用“齿轮式机器人关节”，其结构紧凑简单。由于机器手关节要求具有自锁功能，因此再加一级蜗轮蜗杆传动，其传动 方案 如下图 （ 10） ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 10）机械手关节传动方案 3 具体设计计算 移动载体传动计算 左右驱动轮传动计算 在前面的方案设计中已经对驱动轮的传动方案进行了讨论，经过反复的计算对比，我选 轮子的尺寸为 ，即 D=140R=70 1）电机的选择 此电机用于驱动机器人行走机构，要求对速度和位移形成反馈，为便于控制，本设计选用直流伺服电机。 根据同类产品估计机器的重量为 50 g 取 g ，则 9 。 1 机器水平行走 机器水平行走时分配到每个轮子上的载荷为： 对驱动轮进行受 力分析如 下 图（ 11）： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 11）车轮受力 其中： f 按照实心橡胶轮胎在优质路上时取 ，则： )(1 2 2 21 f 为轮子与管道面之间的摩擦力， 按照塑料与硬橡胶的摩擦取摩擦系数 ，则： )( 则轮子行走过程中所受的阻力矩： )( 2 工作机要求的功率 9550式中： m i n)/(22 取 7.0w则： )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电机所需的输出的功率 水平行走的 动力传递路线： 电机 齿轮 1Z 齿轮 2Z 齿轮3Z 齿轮 4Z 齿轮5Z 齿轮6Z 齿轮7Z 齿轮10Z 车轮； 34式 中： r 为轴承的传动效率，取为 g为齿轮啮合效率，取为 l为离合器效率，取为 故有： 434 则有： )(0 2 机器垂直行走 机器垂直上爬时除了机器自重外还加上电缆等垂直攀爬载重 10总重量为 60 机器垂直上爬的理论功率 )( 。 工作机要求的功率 )( w 电机所需的功率： 其中： m ( w 垂直 行走路线： 电机 齿轮 1Z 齿轮 2Z 齿轮3Z 齿轮 4Z 齿轮5Z齿轮6Z 齿轮7Z 齿轮8Z 齿轮9Z 齿轮10Z 车轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 555 故有： )(WP d 由于单级圆柱齿轮传动传动比范围为 15，则有： 水平行走总传动比： 12 5151 33 ，电机的转速范围： mi n )/(1 7 0 6 2251(r 垂直行走总传动比： 15 625151 55 ，电机的转速范围： m (2 1 3 2 8156251(r 查手册选直流伺服电机 40 40，其 额定功率 0， 额定转速 000 其技术参数如下表 （ 1）： 型号 额 定 功率 W 额定力矩 定转速 1 定 电流 A 转 动 惯 量2510 重 量 400 000 3 （ 1）行走电机技术参数 2） 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 水平行走总传动比： 垂直行走总传动比： 因为垂直行走的传动路线包括水平行走路线，所以可以先按水平行走计算，再加上两级传动成为垂直行走的传动路线。 水平行走时平均分配传动比： i ，即： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则垂直行走时的传动比10,98,7 总总，0,9， 8和齿轮 9， 10 的传动比。因为 22总i，故有： 1010,98,7 均分配传动比： 8,7 计算传动装置的运动和动力参数 1 各轴转速 m 000 w m i n/ 7 0 0 m 7 1 rn m i n/ 2 m 2 各轴功率 )(PP d , )(PP ,)(PP ,)(PP )(PP 1 各轴转速 由以上的计算可得 : (3000 ( ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (rn m ( rnn m i n )/( rnn 2 各轴功率 )(36 d )(P )(P )(P )(P )(P 3 各轴转矩 由以上计算可以看出 ,机器人垂直行走时各轴的功率均比水平行走各轴功率大 ,故计算各轴扭矩时应以垂直行走时的功率计算 .: 轴 (电机轴 ): )( 轴 : )( 轴 : )( 轴 : )( 轴 : )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴 : )( 把以上的计算数据整理如下表（ 2）所示： 轴（电机轴 ） ） 轴 轴 轴 轴 轴（工 作机轴） 转速 n（ r/ 3000 率 P（ W） 36 矩 T (N m) 动比 i （ 2）各轴计算数据 4） 传动齿轮尺寸计算 在该传动系统中 虽然齿轮的位置、功能有所不同， 并且材料也有所不同，但都是直齿圆柱齿轮传动，都采用的硬齿面，因此这些齿轮 的计算方式是相同的 。下面以高速级传动齿轮 1Z ， 2Z 为例说明 齿轮尺寸计算的具体过程 。 度等级、齿轮齿数 考虑到齿轮传递的功率和扭矩不大，并且 机器人 的设计 要求 机器人各部件在满足使用要求的前提下质量要轻， 齿轮结构紧凑，所以 考虑本级齿轮材料采用工程塑料。通过查阅设计手册，本级齿轮 材料选用 聚碳酸脂（ 其抗弯强度为 130 齿面硬度 45 50机器人行走机构传动齿轮对载荷分布均匀性要求高，故 选择齿轮精度为 8 初选小齿轮齿数 20，则 20=56 对闭式硬面齿轮传动，承载能力一般取决于齿根弯曲疲劳强度，故按弯曲强度设计， 再 校核 其 接触强度 是否满足。 齿根弯曲疲劳强度设计公式如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m 3 2112 确定式中各项数值： 按载荷有轻微冲击 ，查得 初选载荷系数 由公式= c o = o o 由公式 Y , 可得 重 合 度 系 Y 再通过查表取 ：d= 1 1 2 2 由公式 N =60设备每天工作 8小时，年限为 10年）， 算得齿轮工作应力循环次数分别为： 1N =60 60 3000 1（ 8 300 10） =109 2N = 991 再由上面所求得的 1N ， 2N 查得： , 按一般 可靠度查表选择 S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按 齿轮材料聚碳酸脂（ 查得 其弯曲疲劳极限 1= 2=130有： 1F = 2F = Y= 1 11 F Y = 2 22 F Y = 取 1 11 F Y =计齿轮模数； 将确定后的各项参数代入设计公式，求得： 3 2112 =3 2 0 4 8 1 = 修正 v=100060 11 100060 =m/s） 再经过查表得： K= K= 则 K= KK=m=33 为提高安全性和便于计算 ，按第一系列取标准模数 m=1 齿轮的主要几何尺寸 如下 ： m 1 20=20（ m 1 56=56（ a= 212 = 562021 =38（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 b=1= （ 取 10（ 12（ 齿面 接触疲劳强度校核 公式： H 经过查表得： 30 ； Z= 按不允许出现点蚀，查得： 查出 ： M P 002 ； 查表选取 1 则有： 6 81 0l i i ； M P 801 l i i 将确定出的各项数值代入接触强度校核公式，得： 12211p 因此齿轮的接触强度满足要求。 根据同样的 计算步骤可以计算出该传动方案中其他齿轮的各参数，现将计算结果列 表如下表（ 3）： 1Z 2Z 35 20 56 20 56 20 56 22 70 19 58 分度圆 直径 d（ 20 56 20 56 20 56 宽 B（ 12 10 12 10 12 10 7 5 9 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模数 m（ 1 1 1 1 1 1 （ 3）行走传动齿轮计算结果 后万向轮传动计算 1）电机的选择 由于传动性质与左右两驱动轮传动性质相同，因此这里 的电机仍选用直流伺服电机。 轮子的直径选为 70 D=70R=35s。 这时分配到每个轮子上的载荷为： 454902121 滚动摩阻f