防護(hù)欄自動清洗車行走裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13252防護(hù)欄自動清洗車行走裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計案例 -1-320221.1底座板的設(shè)計 -1-188291.1.1底座板的材料選取 -1-269631.1.2底座板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 -1-161811.2前車輪組裝的設(shè)計 -2-40671.3后車輪的組裝設(shè)計和計算 -3-43611.3.1后輪固定支架的裝配 -3-136821.3.2蝸輪蝸桿傳動設(shè)計 -4-31581.3.3直流電動機的裝配選用和計算 -5-184971.3.4后輪的整體裝配 -7-276341.4行走裝置的整體模型 -8-1.1底座板的設(shè)計1.1.1底座板的材料選取清洗車的工作流程就是清洗防護(hù)欄，這就要求清洗車的載重要符合要求。底座的厚度應(yīng)該保證在一定范圍內(nèi)。設(shè)計厚度過薄時，上面的裝置的重力大于底座板承載的重力，會導(dǎo)致整個設(shè)計結(jié)構(gòu)的不合理；厚度要是過于厚時，底座板下的行走機構(gòu)就會變得比較笨重，運行會不穩(wěn)定，也會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計的不理想。底座的制造工藝支撐著上面的裝置和配合底座板在的行走裝置，采用型鋼的材質(zhì)是比較牢固和合理的。1.1.2底座板的結(jié)構(gòu)設(shè)計在設(shè)計底座時，根據(jù)底座設(shè)計的強度需求，在底座板受到的強度可以平均分配各個集中點，從而滿足剛度的要求下。底座各部位的變形量的需求也要控制在較低水平。所以設(shè)計參數(shù)規(guī)格為1196mm×300mm×60mm。底座的示意圖1.1和圖1.2所示：圖1.1底座板圖1.2底座板1.2前車輪組裝的設(shè)計（1）前車輪軸承的安裝要求，可以直接安裝，不用考慮它會影響到其它的工件安裝，而且在配合車輪連接時，也是比較常見的軸承，裝配也比較簡單。它的作用就是連接車輪，帶動車輪旋轉(zhuǎn)工作。如圖1.3：圖1.3前車輪軸（2）前輪固定架設(shè)計的三維圖如圖1.4：前車輪的固定支架是根據(jù)前車輪軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單化來截取的，能夠安裝牢固就可以。同時安裝的時候，兩側(cè)加兩個車輪端蓋固定。前輪固定板上端的設(shè)計是連接底座板是根據(jù)前輪固定架和方向軸之間的連接。采用的材質(zhì)是Q235。圖1.4前輪固定架（3）整個前輪的組裝也比較簡單。三維圖模型如圖1.5：只有前輪、方向軸、軸套、固定架和前軸端蓋以及安裝時所需的螺栓。因為沒有太大的要求。能夠在工作時行走即可。圖1.5前輪組裝圖1.3后車輪的組裝設(shè)計和計算1.3.1后輪固定支架的裝配后車輪相對于前車輪要求的安裝精度要求就比較高，而且后輪支撐架的安裝成功與否，關(guān)系著后續(xù)小車能否正常運行，所以支架與車身安裝適用H7k6式配合。后輪固定支架跟前車輪的設(shè)計也差不多，但是后車輪需要安裝驅(qū)動裝置，支架頂上的設(shè)計采用長方體形狀，工作行走時能更加的穩(wěn)固。而它的材質(zhì)也是采用Q235碳素鋼。如圖1.6所示：圖1.6后車輪固定支架1.3.2蝸輪蝸桿傳動設(shè)計蝸輪蝸桿的傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)?？梢詠磉B接兩交錯軸彼此間的傳送運動。在設(shè)計蝸輪蝸桿時，一般都采取蝸桿是主動形式，而蝸輪是從動形式。它們的作用用于減速，可以取得較高的傳動比。蝸輪和蝸桿在中間平面內(nèi)類似于齒輪和齒條，蝸桿又與螺桿形狀相類似。（1）蝸桿的特點1）可選用具有減速傳動的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，它在運轉(zhuǎn)工作時，可以起到含有剎車裝置的效果。2）蝸輪蝸桿運行時穩(wěn)定且安靜，零部件間連接緊密，轉(zhuǎn)速比值大。3）為降低成本，選用能批量生產(chǎn)的、可直接下滾刀銑切的國標(biāo)產(chǎn)品漸開線蝸桿替代業(yè)內(nèi)慣用的右旋式蝸桿4）蝸桿傳動相當(dāng)于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，其傳動平穩(wěn)、噪音很小。（2）蝸桿蝸輪材料的選用1）設(shè)計蝸桿時，考慮在運轉(zhuǎn)工作時的速度比較大，而且它運轉(zhuǎn)時的載荷也變大。蝸桿因為是安裝在行走裝置連接傳動的作用，它選取的材料比較有說法。要求它的選用材料的剛度比較的高。綜合依照上面的上述條件，選取表面經(jīng)過淬火處理的45號鋼較為合理。2）蝸輪的選用是因為考慮小車的行駛速度為1~3m/s，安裝在底座下的。所以在制造方面的抗壓能力要比較好，耐沖擊。所以采用蝸輪材料質(zhì)是由45號鋼鑄造的。和蝸桿的材質(zhì)匹配。（3）聯(lián)軸器是根據(jù)蝸輪蝸桿和連接電機而選定的。蝸桿蝸輪的三維模型如圖1.7：圖1.7蝸輪蝸桿機構(gòu)1.3.3直流電動機的裝配選用和計算（1）確定參數(shù)設(shè)定清洗車驅(qū)動的速度為3m/s，所以車輪的轉(zhuǎn)速為：n=60vπd=式中d表示的是底座后輪直徑。（2）電動機的轉(zhuǎn)速運算設(shè)定蝸輪蝸桿傳動是的運動是減速比：i=10n電=in=10×191=1910r/min式（底座所重的力為P：P=ρab?g=7.85×103清洗車的載荷為G：G=mg=200×9.8=1960N式（1.4）即G>P=1960N>1422N，符合要求。式中，a指的是底座長度；b指的是底座的寬度；?指的是底座的高度；m指的是清洗車的質(zhì)量；由于底座的所受的重力為P=1422N，所以車輪所受到的重力FN滾動摩阻力偶矩Mf0≤Mf≤其中δ為滾動摩阻系數(shù)，查機械設(shè)計手冊可得，δ=40~60，取δ=50mm。Mmax=δF牽引力F為：F=Mmaxd式中d指的是后輪直徑。（3）電動機的負(fù)荷力矩計算TL=(F+μ=取η=0.7，F(xiàn)N=1422N，μ在式中可以看出，μ指的是摩擦系數(shù)；F指的是表示牽引力；FN指的是表示重物的重力；d指的是后輪的直徑；η指的是傳送效率；i指的是運動的減速比。（4）電動機的負(fù)荷慣性計算JL==0.0000349+在式中的計算中，J1指的是車輪的轉(zhuǎn)動慣量；J2指的是蝸桿的轉(zhuǎn)動慣量；J3指的是蝸輪的轉(zhuǎn)動慣量；J4指的是車軸的轉(zhuǎn)動慣量。（5）電機的型號的選定1）依照轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量的計算，采用直流伺服電動機。如表4-1：表4-1電機型號和參數(shù)型號電刷材料額定功率轉(zhuǎn)子慣量電機直徑電機軸直徑電機長度效率MAXONF2260石墨1KW1290g?c320mm20mm200mm70%2）電機的驗算由上式得：JL=J0.25<JLmaxJ即0.25<JM由式1.11得對比數(shù)據(jù)的得電機滿足設(shè)計需求。（6）直流電動機的裝配直流電動機的裝配是用一個凸型支架固定在后車輪固定支架的側(cè)邊。它與蝸輪蝸桿以及聯(lián)軸器連接在后車輪，從而驅(qū)動行走。電動機的固定支架的模型如圖1.8：圖1.8蝸輪固定支架1.3.4后輪的整體裝配后車輪的組裝模型如圖1.9和如圖1.10所示：它是由后車輪固定支架、蝸輪蝸桿、聯(lián)軸器