移动机械臂论文2

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1、3驱动力矩计算3.1功率计算参数车体总质量：m=45kg,其中底盘本体为30kg,负载为15kg车体总重量:G=34X10=450N驱动轮直径:D1=250mm平地最大速度：Vi=1.5m/s,3]=12rad/s,n1=115rpm爬坡最大速度：V2=lm/s,32=8rad/s,n2=76rpm爬坡最大角度：0=30°驱动轮中心距：L2=450mm履带牵引效率：0.92〜0.96传动效率:H=0.83.2行驶驱动力矩(1)越野环境行走时(安装两个摆臂的履带)受力图如图3-1所示：车体以1.5m/s的最快速度行

2、驶。图3-1越野环境行走受力图(I)加速阻力。假设车体在5秒内达到最大速度，则加速度为：a=1.5—5=0.3血，惯，

3、性力为:Fi=ma/2=6.75N。惯性力偶是由旋转部件产生的，计算困难,可将惯性力偶等效为一定的惯性力，取系数为0.3,所以总的惯性力为：F^lJma/2=8.78N。Mi=F

4、D]/2=l.l(Nm)(II)滚动摩擦力矩。假设静滚动摩阻系数：U=0.004,则滚动摩阻力矩：M2=PG/2=0.9Nm。总阻力力矩为：M=M

5、+M2=2(Nm)。(2)城市环境中爬坡车体以lm/s的速度爬坡行驶。

6、图3-2爬坡时受力图(I)加速阻力。假设车体在5秒内达到最犬速度，则加速度为:a=14-5=0.2m/s2,惯性力为：Fl=ma/2=4.5No惯性力偶是由旋转部件产生的，计算困难，可将惯性力偶等效为一定的惯性力,取系数为0.3,所以总的惯性力为:Fl=1.3ma/2=5.85NO(II)爬坡阻力。爬坡阻力来自重力沿斜坡的分量为：F2=GXsin()/2=112.5N。阻力力矩为：Ml=(Fl+F2)Dl/2=(4.42+83.3)X0.19/2=14.79Nmo(III)滚动摩擦力矩。假设静滚动摩擦系数u=0.

7、004m,则滚动摩擦阻M2=uG/2cos0=1.04N。总阻力力矩为：M=15.83Nm。3.3选取行驶驱动电机(1)选择电机根据综合分析平地行走和爬坡情况，单个驱动轴总阻力力矩为：M=15.83Nmo单个电机减速器输出端所需最大功率为爬坡状况：n=0.72,col=8rad/s,P=Mcol/n=175.9W(平地行走较小)。速度和转矩折算到电机输出轴：平地最大速度：Vl=1.5m/s,G)l=12rad/s,nl=115rpm；爬坡最大速度：V2=lm/s,^2=8rad/s,n2=76卬m。设减速箱的输入

8、转速为:lOOOOrpm,减速比为：=10000/115=86.96,选i=86.4。则电机：平地行走最大转速：nO=nlxi=200x43=9936rpm爬坡行走最大转速：n0=n2xi=6566rpm爬坡时阻力矩最大：M0Max=M/(ixn)=15.83/(86.4x0.72)=255mNm即要求：nmot=ixn1=86.4x115=9936rpmMmot,max=Ml/ixr

9、=255mNm根据电机特性曲线，并保有一定的余量，初步选择电机型号为MAXON电机：EC45250Wo(1)MAXON电机EC4

10、5性能参数表4・1MAXON电机EC45项目指标说明标称功率250W最人输出功率额定电压36V空载转速llOOOrpm堵载转矩5260mNm堵转条件下的转矩值，即起动转矩最大允许转速12000rpm最大连续电流(5000rpm)10.6A最大连续转矩(5000rpm)303mNm电机可以连续工作的转矩最大效率85%转矩常数31.2mNm/A转矩与有效电流值之比重量1150g4行星减速器设计3.1设计计算4.1.1选择行星齿轮传动的类型根据设计要求，对减速器的要求是传动比大，结构紧凑，外形尺寸较小，参照相关书籍选取

11、3Z(II)型的结构。其结构简图如下:图5.13Z(II)型行星传动结构简图a输入齿轮b固定内齿轮c行星齿轮e输出内齿轮4.1.2配齿计算选取行星轮数口忙3,查表3-6®)可得各齿的齿数为：Za=20,Zb=61,Zc=21,Ze=644.1.3初步计算齿轮的主要参数齿轮材料和热处理的选择：屮心轮a和行星轮c均采用20CrMnTi,渗碳淬火，齿而硬度58〜62HRC,取oHiim=1400N/mm2和OFiim=340N/mn?,中心轮a和行星轮c的加工精度8级；内齿轮b和e均采用42CrMo,调质硬度217〜2

12、59HB,取5iiim=780N/mm2和oFHm=260N/mm2,内齿轮b和e的加工精度8级。根据设计指标，驱动系统的总体尺寸不超过320x90x90mm的要求，结合已确定的齿数，初步选取模数m=l4.1.4啮合参数计算在三个啮合齿轮副a-c,b-c,e-c屮，其标准中心距a为:a(K.=0.5x/?7x(z“+zc)=0.5x1x(20+21)=20.5mmahc=