【某高楼爬壁机器人清洗系统的设计分析计算1700字】

某高楼爬壁机器人清洗系统的设计分析计算目录TOC\o"1-3"\h\u3270某高楼爬壁机器人清洗系统的设计分析计算 176451.1清洁方式的选择 1104081.2行星齿轮组的设计 31.1清洁方式的选择目前的清洁机器人主要有以下几种清洁方式：纤维布、毛刷、海绵刮条等，本设计为了使成本降低，选择了毛刷的机械式清洗方式。多毛刷比单毛刷的清洁效果更好，因此选择多毛刷共三个的清洁方式。用一个电机驱动行星齿轮组，同时带动底部毛刷进行旋转。本设计中，毛刷的转速为100rpm，直径为95mm。通过查阅相关资料得知，为了达到理想的清洁效果在1.2×0.6m2的面积上要施加150N的力。而毛刷与墙面的接触面积为3×(95当电机转动时，带动太阳齿轮旋转，随后由太阳轮带动行星轮旋转，毛刷与行星轮连接。为了保证毛刷的转速，传动比选择为μ=0.8，传动效率根据表1.1，将每个结构效率相乘得η=0.94。电动机轴为1，毛刷轴为2根据以下公式可求得电动机轴的功率和扭矩。ni=nmPi=PTi=9550P可得到：nn根据扭转强度对轴进行计算：τT=TW其中：τTT——扭转轴所受的扭矩WTn——轴的转速P——轴传递的功率τT轴的材料选择45钢，通过查询资料，45钢的许用扭转切应力为25~45MPa。通过公式（1.35）可计算出轴的直径：d≥A3P其中A=3d1=9.013mm，d人造纤维与玻璃的摩擦系数为0.25，根据所受摩擦力就可以求出转矩和功率：Pw=Tn9550Kw考虑传动损耗后功率为：Pd=Pwη（其中η为传动效率，η=η1∙Pd=0.327kW电动机选择为D80ST-M01330LB。额定功率为0.4kW,满载转速为3000r/min，额定力矩为1.27N∙m，重量为1.78kg。表1.1机械传动效率类别传动效率齿轮传动圆柱齿轮闭式：0.96~0.98（7~9级精度）开式：0.94~0.96圆锥齿轮闭式0.94~0.97（7、8级精度）开式：0.92~0.95轴承（一对）滑动轴承润滑不良0.94~0.97润滑良好0.97~0.99滚动轴承0.97~0.99联轴器0.991.2行星齿轮组的设计齿轮的传动使用直齿圆柱齿轮组成的行星齿轮组，压力角为20∘，选用7级精度，材料选择为40Cr（调制）。初选太阳齿轮齿数z1=45,行星齿轮齿数z2=z1∙u=45(1)根据齿面接触疲劳强度的分析根据公式计算分度圆直径：dit≥32其中KHt=1.3,ϕd=1，u为传动比，ZH区域系数根据ZH=2cosβsin2α计算得出Z将数据带入式（1.40）就可得出太阳齿轮的分度圆直径：d1调整分度圆直径。根据：v=πd根据b=ϕ根据KH=KAKvKHαKHβ可计算实际载荷系数。其中：按照实际载荷系数算的分度圆直径：d1H=d1t及相应的齿轮模数：mH=d1H(2)根据齿根弯曲疲劳强度试算模数:mt≥32式中：试选KFtYε=0.25+0.75ε通过查阅资料可知齿形系数2.23；应力修正系数1.58；齿根弯曲疲劳强度1320MPa,弯曲疲劳寿命系数0.85，弯曲疲劳安全系数1.4，可计算得到：YFaYSaσ根据公式(1.44)计算模数：调整齿轮的模数：d1=mtzv=πd1nb=ϕdd1宽高比：h=2ha∗+bh=19.31（计算实际载荷KF通过以上数据可以计算出KF按照实际载荷系数算得齿轮模数：mF=m以及相应齿轮的分度圆直径：d1F通过对比，由齿面接触疲劳强度计算的模数和齿轮分度圆直径分别大于由齿根弯曲疲劳强度计算的。由于齿轮模数的大小主要取决于齿根弯曲疲劳强度，而齿轮直径得大小主要取决于齿面接触疲劳强度，可取由弯曲疲劳强度计算得到得模数1.42mm并就近取1.5mm，按接触疲劳强度计算得到的分度圆直径71.5mm,算得齿轮齿数z=d取z1=49，则太阳齿轮齿数由此可以得出：表1.1行星齿轮数据齿数模数(mm)压力角°