AGV自动导引小车结构系统全设计

Ψ=35% ?k?0.39MJm2 硬度217～255HBS

销钉的许用切应力为

?????0.7~0.8??B?0.75?637?477.75MPa （2-17）

[4] 过载限制系数k值 查表14-4 T=0.321N?m d? 取k=1.6

8?1.6?578?0.646mm

3.14?12?1?477.75选用d=5mm满足剪切强度要求。

2.5蜗杆传动设计

1.选择蜗杆的传动类型

根据GB/T 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆(ZI)。 2.选择材料

蜗杆要求表面硬度和耐磨性较高，故材料选用40Cr。蜗轮用灰铸铁HT200制造，采用金属模铸造。

3.蜗杆传动的受力分析 确定作用在蜗轮上的转矩T2

按Z=1，估取效率[4]η=0.7,则

T2?9.55?106P2P?0.08?0.7 ?9.55?106??9.55?106??23508N?mm （2-18）

n2n1i1222.75

图2-7 蜗轮-蜗杆受力分析

各力的大小计算为

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Ft1?Fa2?2T12?587??65.22N （2-19） d118 Fa1?Ft2?2T22?23508??606.66N （2-20） d277.5 Fr1?Fr2?Ft2tan200?606.66?tan200?220.8N （2-21） 4.按齿根弯曲疲劳强度进行设计

根据开式蜗杆传动的设计准则，按齿根弯曲疲劳强度进行设计。蜗轮轮齿因弯曲强度不足而失效的情况，多数发生在蜗轮齿数较多或开式传动中。

弯曲疲劳强度条件设计的公式为[4]

md1?21.53KT2YFa2?Y? （2-22）

z2??F?确定载荷系数K[4]

由于工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1，由表11-15[4]选取使用系数KA=1.15。由于转速不高，冲击不大，可取动载系数KV=1.1,则

K?KA?K??KV?1.15?1?1.1?1.265 （2-23）

由表11-8[4]得，蜗轮的基本许用弯曲应力??F??34MPa 假设 z2?62 γ=3°10'48\，蜗轮的当量齿数

zV2?z262??62.29 （2-24）

cos3?cos33°10′48?根据x2?0，zV2?62.29，从图11-19[4]中可查得齿形系数YFa2?2.3

3°1′048??0.97 73 （2-25）

140°140?1.53?1.265?235082?2.3?0.9773?34.37mm3 md1?62?48由表11-2[4]得

中心距a=50mm 模数m=1.25mm 分度圆直径d1?22.4mm

螺旋角系数 Y??1???1?m2d1?35mm3

蜗杆头数z1?1 直径系数17.92 分度圆导程角γ=3°11′38″ 蜗轮齿数z2?62 变位系数x2??0.04

5.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸

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1）蜗杆

轴向齿距 pa??m?3.14?1.2?5 5 （2-26） 3.m9m2齿顶圆直径 da1?d1?2ha*m?22.4?2?1?1.25?24.9mm （2-27） 齿根圆直径

df1?d1?2?ha*m?c??22.4?2??1?1.25?0.25?1.25??19.275mm （2-28）

11蜗杆轴向齿厚 sa??m??3.14?1.25?1.9625mm （2-29）

222）蜗轮

传动比 i?z262??62 （2-30） z11蜗轮分度圆直径 d2?mz2?1.25?62?77.5mm （2-31） 蜗轮喉圆直径 da2?d2?2m?*ha?（2-32）

蜗轮齿根圆直径

** df2?d2?2mha?x2?c?77.5?2?1.25??1?0.04?0.25??74.475mm

?2x?77.5?2?1?.2?5??10.?0480.1 mm??（2-33）

蜗轮咽喉母圆半径

11rg2?a?da2?50??80.1?9.95mm

22（2-34）

6.精度等级公差和表面粗糙度的确定

考虑到所设计的自动导引小车属于精密传动，从GB/T 10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择6级精度，侧隙种类为

7.热平衡核算

由于该蜗轮-蜗杆传动是开式传动，蜗轮-蜗杆产生的热传递到空气中，故无须热平衡计算。

2.6轴的设计 2.6.1前轮轴的设计

前轮轴只承受弯矩而不承受扭矩，故属于心轴。

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图2-8 前轮轴结构

1.求作用在轴上的力

自动导引小车的前轮受力，受力如图2-9a)所示。 F?FC

11F′?F?=FC??80.84?40.42N

222.轴的结构设计

1）拟定轴上零件的装配方案

装配方案是：左轮辐板、右轮辐板、螺母、套筒、滚动轴承、轴用弹性挡圈依次从轴的右端向左安装，左端只安装滚动轴承和轴用弹性挡圈。这样就对各轴段的粗细顺序作了初步安排。

2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

(1)初步选择滚动轴承。自动导引小车前轮轴只受弯矩的作用，主要承受径向力而轴向力较小，故选用单列深沟球轴承。由轴承产品目录中初步选取单列深沟球轴承6004，其尺寸为d×D×T=20mm×42mm×12mm,故dⅠ?dⅢ?dⅨ?20mm。

右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得6004型轴承的定位轴肩高度h=2.5mm，因此取dⅣ?25mm。

(2)取安装左、右轮辐处的轴段Ⅵ的直径dⅥ?30mm;轮辐的左端采用轴肩定位，右端用螺母夹紧轮辐。已知轮辐的宽度为34mm，为了使螺母端面可靠地压紧左右轮辐，此轴段应略短于轮辐的宽度，故取lⅥ?32mm。左右轮辐的左段采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，取h=3mm，则轴环处的直径dV?36mm。轴环宽度

b≥1.4h，取lV?5mm。

(3)轴用弹性挡圈为标准件。选用型号为GB 894.1-86 20，其尺寸为d0?20mm,故

dⅡ?dⅩ?19mm,lⅡ?lⅩ?1.1mm ,lⅢ?13?1.1?11.9mm。

其余尺寸根据前轮轴上关于左右轮辐结合面基本对称可任意确定尺寸，确定了

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