毕业设计论文--机器人(5)

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第17页 360SXP-CM02技术数据：

额定功率/kw 额定电压 ／V 4.5 165 额定电流 ／I 32 输出转速瞬时最大r/min 1800 转矩N.m 99.3

⑶传动比的分配与各轴传动参数计算 ①传动比的分配

图3-5 主传动系统原理图

主传动系统的总传动比为：

np1800 i???30 (3-7)

vmax603.14?0.32??D根据两级减速的不同特点，将传动比分配如下： 直齿圆柱齿轮的传动比 i1?3 行星齿轮减速器的传动比 i2?10 ②各轴传动参数的计算

转速计算 ：

n1800??1800r (3-8)

mini01n1800?600r第Ⅱ轴转速 n???? (3-9)

mini13第Ⅰ轴转速 n??

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第18页 功率计算：

第Ⅰ轴功率 p??p??1?3.2?0.99?3.17kw (3-10) 第Ⅱ轴功率 pⅡ?pⅡ??2??3?3.17?0.992?0.97?3.01kw (3-11) 各轴扭矩计算：

p3.17Ⅰ?9550??16.82N?m (3-12) n1800Ⅰp3.01第Ⅱ轴扭矩 TⅡ?9550?Ⅱ?9550??47.90N?m (3-13 )

nⅡ600第Ⅰ轴扭矩 TⅠ?9550?

⑷ 直齿圆柱齿轮的设计计算

①选择齿轮材料，确定许用应力

由《机械设计》表6.2选 小齿轮 40Cr 调质 HBS1=260HBS 大齿轮 45 正火 HBS2=260HBS

许用接触应力??H?，由《机械设计》式6-6 ??H???HlimSHlim?ZN

接触疲劳极限?Hlim 查《机械设计》图6-4得

?Hlim1?700N/mm2,?Hlim2?550N/mm2

接触强度寿命系数ZN 假设清车机每年工作300天，预期寿命10年 应力循环次数N 由《机械设计》式6-7

N1?60n2jLh?60?1800?1?10?300?8?2.6?109 (3-14)

N2?N2/i?2.6?109/3?8.7?108 (3-15)

查《机械设计》图6-5得ZN1?1 ZN2?1.05 接触强度最小安全系数SHlim?1

2则??H1??700?1?700N/mm

2 ??H2??550?1.051?577N/mm

所以??H??660N/mm2 许用弯曲应力??F?由《机械设计》式6-12 ??F???FlimSFlim?YNYX(3-16) 弯曲疲劳极限?Flim 查《机械设计》图6-7得

?Flim1?378N/mm2?Flim2?294N/mm2

弯曲强度寿命系数YN 查《机械设计》图6-8得YN1?YN2?1 弯曲强度尺寸系数YX 查《机械设计》图6-9（设模数m小于5mm） 得YX?1

弯曲强度最小安全系数SFlim SFlim?1.4

2则 ??F1??378?1?11.4?270N/mm

2 ??F2??294?1?1.041.4?210N/mm

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第19页

②齿面接触疲劳强度设计计算

确定齿轮传动精度等级，按?1?(0.013~0.022)n2P2n2估取圆周速度?t?4m/s，参考《机械设计》表6.7、6.8选取Ⅱ公差组8级。

小轮大端分度圆直径d1，由《机械设计》式6-5得 d1?3(ZEZHZ??H)2?2KT1(u?1)(?du)(3-17)

齿宽系数?d 查《机械设计》表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置 ?d?0.8

??小轮齿数z1 选z1=27

大论齿数z2 z2?iz1?3?27?81 齿数比u u?z2z1?8127?3

传动比误差?uu ?uu?（3?3）3.96?0?0.05 小轮转矩T1

6T1?9550P1n1?9550?10?3.171800?16818.6N?mN·㎜

(3-18)

KA—使用系数 查《机械设计》表6.3得KA?1.25 KV—动载系数 由推荐值1.05~1.4得KV?1.2

K?—齿间载荷分布系数 由推荐值1.0~1.2得K??1.1 K?—齿向载荷分布系数 由推荐值1.0~1.2得K??1.1 载荷系数K K?KAKVK?K??1.2?1.2?1.1?1.1?1.74

材料弹性系数ZE 查《机械设计》表6.4得ZE?189.8N/mm2 节点区域系数ZH 查《机械设计》图6-3得ZH?2.5 重合度系数Z? 由推荐值0.85~0.92得Z??0.87 2故d1?3(189.8?2.5?0.87570)?2?1.74?16818.6??3?1?(0.8?3)?36.82mm

载荷系数K K?KAKVK?K?齿轮模数m m?d1z1?36.8227?1.36mm

按《机械设计》表6.6圆整m=2mm

小轮大端分度圆直径d1 d1?mz1?2?27?54mm

圆周速度? ???d1n260000???54?180060000?4.3m/s 标准中心距a a?m?z1?z2?2?2??27?81?2?108mm

齿宽b b??dd1?0.8?36.82?29.46mm 大轮齿宽b2 b2?b?30mm

小轮齿宽b1 b1?b2?(5~10)?35mm

③齿根弯曲疲劳强度校核计算

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第20页 由《机械设计》式6-10 ?F?(2KT1bd1m)YFaYSaY????F? (3-19)

齿形系数YFa 查《机械设计》表6.5得小轮YFa1?2.57 大轮YFa2?2.22 应力修正系数YSa 查《机械设计》表6.5得，

小轮：YSa1?1.60

大轮：YSa2?1.77

重合度?a

?a?(12?)?z1(tan?a1?tan?)?z2(tan?a2?tan?)? ??12??[27?（tan(arccos(2?27?cos20?(2?27?2?2)))?tan20?）

?81?（tan(arccos(2?27?cos20?(2?81?2?2)))?tan20?）]?1.73 重合度系数

Y??0.25?0.75?a?0.68

2故，?F1?2?1.74?16818.6?2.57?1.60(30?54?2)?132.05N/mm

2 ?F2?2?1.74?16818.6?2.22?1.77(35?54?2)?108.1N/mm 齿根弯曲强度满足。

④齿轮其它主要尺寸计算

大轮大端分度圆直径d2 d2?mz2?2?81?162mm

根圆直径df df1?d1?2hf?54?2?1.25?2?50.25mm df2?d2?2hf?162?2?1.25?2?158.25mm 顶圆直径da da1?d1?2ha?54?2?2?58mm da2?d2?2ha?162?2?2?166mm

⑸2K—H型行星齿轮传动系统的设计计算 ①齿轮的设计

1）基本参数选择

太阳轮和行星轮 材料为20CrNiMoA，表面渗碳淬火处理，表面硬度为57~61HRC。

试验齿轮齿面接触疲劳极限 ?Hlim?1450MPa 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限 太阳轮 ?Flim?320MPa 行星轮 ?Flim?400?0.7MPa?254MPa (对称载荷)

齿形为渐开线直齿。最终加工为磨齿，精度为6级。 内齿圈 材料为42CrMo，调质处理，硬度为262~302HBS 试验齿轮的接触疲劳极限 ?Hlim?750MPa 试验齿轮的弯曲疲劳极限 ?Flim?280MPa

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第21页 齿形的最终加工为插齿，精度为7级。 传动比 i?10

n?3行星轮数目 p

K载荷不均衡系数 p

低速级采用太阳轮浮动的均载机构，查表7-3，取KHP?KFP?1.15 2) 配齿计算

用比例法配齿，由传动比条件、同心条件和装配条件，联立得：

za:zg:zb:M?za:(?10i?22)za:(i?1)za:izizn

ap，带入上式得

103za

za:zg:zb:M?za:4za:9za:a?18，zg?72,zb?162

实际传动比i1?1?3)、齿轮模数m及中心距a

3da?Ktdzb?10 zaTKAKHKP2?d?Hlim?H 首先计算太阳轮分度圆直径

式中 u——齿数比为：72/18?4 KA——使用系数为1.1

K td——算式系数为768 KH?——综合系数为2.0

T——太阳轮单个齿传递的转矩

KT?(P)?Tanp

1.15?()?47.N9m.3

7m . ?18.3N? 其中 d——齿宽系数暂取：b /da?0.75 ?Hlim?1300MPa 代入

u?1u (3-20)

da?Ktd3TKAKHPKH?u?12u?d?Hlim

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