机器人链式越障轮组机构设计（机械CAD图纸）

1、机器人链式(行星)越障轮组机构设计摘 要本次设计的工程根据实际设计工作的需要，对机器人链式(行星)越障轮组机构主要的零部件进行设计。对机构各局部的零件进行设计布局,算出齿轮的齿数、模数、齿宽、变位系数和中心距等关键参数，设计轴的结构及尺寸,链轮等.并进行几何尺寸计算、强度计算和平安系数计算。全方位越障车轮组由动力装置、转向装置和驱动轮系组成。框架上安装了中心轴，中心轴上设有驱动离合器、转向离合器、转臂和中心链轮。每组车轮组的个车轮轴线呈等角分布。当驱动离合器闭合、制动器制动，转向离合器脱开时，且路面对车轮作用力变化的情况下，驱动轮系亦相应转化构成定轴轮系或行星轮系，实现车轮的驱动或越障。而当制

2、动器脱开，转向离合器闭合时，动力通过啮合齿轮副、转向链轮副和锥齿轮副，使框架相对于车体转动。按轮系传动时齿轮的轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为定轴线齿轮传动和动轴线齿轮传动两大局部。整个机构结构简单且行之有效，可广泛用于排爆，救援等危险行业，也可用于高层建筑的外壁清洗，以及管道等狭小空间的作业等。而其未来的开展方向是趋于机械与自动控制，传感技术，PC微机技术相结合，使其逐渐具有信息的收录，分析，和判断能力，真正实现独立自主。关键词：行星车轮, 越障, 机构设计, 机器人 Robot Chain Structure Design Of Climbing Obatacle With Pla

3、netary WheelABSTRACTThe design is made on the basis of the demand of the progect .Our task is the designing of crucial part of the planetary reducer ,calculating the value of special parameters .Especially , the parameters of sun gear,planetary gear and ring gear,such as gear ratio, module, facewidt

4、h, modification coefficient,center distance,and physical dimension, strength and safety factor.are designed.For determination of perpendicular climbing obstacle capability of lunar rover with planetary wheel , based on simplified mechanics mobel of rover the paper gives the relations between rover p

5、arameters and perpendicular climbing obstacleheight under three conditions: simultaneously climbing obstacle by two front wheels, simultaneously climbing obstacle by two rear wheels and climbing obstacle by single wheel. Then maximum perpendicular climbing obstacle height of this rover is calculated

6、. Simulation analysis to above three conditions is done. The simulation analysis gives conclusion that theoy inference result is reliable. The organization structure is simple and effective, and can be widely used in such industries, rescue explosive-handling danger, also can used for the high-rise

7、building exteriors cleaning and pipeline etc of narrow space, etc. And its future development direction are mechanical and automatic control, sensing technology, microcomputer technology, combined with the PC has gradually to the information collected, analysis, and judgment, true independence. KEY

8、WORDS: planetary wheel , climbing obstacle, structure design, robot目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264051930 前言 PAGEREF _Toc264051930 h 1 HYPERLINK l _Toc264051931 第1章 设计概述 PAGEREF _Toc264051931 h 2 HYPERLINK l _Toc264051932 1.1 越障机器人的现状及开展 PAGEREF _Toc264051932 h 2 HYPERLINK l _Toc264051933 1.2

9、越障机器人的功能及结构分析 PAGEREF _Toc264051933 h 2 HYPERLINK l _Toc264051934 1.3 越障能力分析 PAGEREF _Toc264051934 h 4 HYPERLINK l _Toc264051935 第2章 传动机构及部件设计 PAGEREF _Toc264051935 h 12 HYPERLINK l _Toc264051936 2.1 齿轮传动设计 PAGEREF _Toc264051936 h 12 HYPERLINK l _Toc264051937 2.1.1.选择齿轮精度等级，材料及齿数 PAGEREF _Toc2640519

10、37 h 12 HYPERLINK l _Toc264051938 2.1.2.按齿面接触疲劳强度设计公式 PAGEREF _Toc264051938 h 12 HYPERLINK l _Toc264051945 2.2 中心传动链轮的设计 PAGEREF _Toc264051945 h 15 HYPERLINK l _Toc264051946 2.2.1 初链条类型 PAGEREF _Toc264051946 h 15 HYPERLINK l _Toc264051947 2.2.2 确定链轮齿数 PAGEREF _Toc264051947 h 16 HYPERLINK l _Toc26405

11、1950 2.3 转向链轮设计 PAGEREF _Toc264051950 h 17 HYPERLINK l _Toc264051951 2.3.1. 确定传动比 PAGEREF _Toc264051951 h 17 HYPERLINK l _Toc264051952 确定链节数 PAGEREF _Toc264051952 h 17 HYPERLINK l _Toc264051953 计算实际中心距 PAGEREF _Toc264051953 h 18 HYPERLINK l _Toc264051955 锥齿轮设计 PAGEREF _Toc264051955 h 19 HYPERLINK l

12、_Toc264051966 2.5 中心轴的设计 PAGEREF _Toc264051966 h 22 HYPERLINK l _Toc264051969 第3章 其他标准件附件的选择及校核 PAGEREF _Toc264051969 h 29 HYPERLINK l _Toc264051970 3.1 轴承的选用 PAGEREF _Toc264051970 h 29 HYPERLINK l _Toc264051971 3.1.1 载荷条件 PAGEREF _Toc264051971 h 29 HYPERLINK l _Toc264051972 3.1.2 转速条件 PAGEREF _Toc2

13、64051972 h 29 HYPERLINK l _Toc264051973 3.1.3 装调性能 PAGEREF _Toc264051973 h 30 HYPERLINK l _Toc264051974 3.1.4 调心性能 PAGEREF _Toc264051974 h 30 HYPERLINK l _Toc264051975 3.1.5 经济性 PAGEREF _Toc264051975 h 30 HYPERLINK l _Toc264051976 3.2 键的选用及校核 PAGEREF _Toc264051976 h 31 HYPERLINK l _Toc264051977 电磁离合

14、器的选用 PAGEREF _Toc264051977 h 31 HYPERLINK l _Toc264051978 链条的选用 PAGEREF _Toc264051978 h 32 HYPERLINK l _Toc264051979 结 论 PAGEREF _Toc264051979 h 33 HYPERLINK l _Toc264051980 谢 辞 PAGEREF _Toc264051980 h 34 HYPERLINK l _Toc264051981 参考文献 PAGEREF _Toc264051981 h 35 HYPERLINK l _Toc264051982 外文资料翻译 PAGE

15、REF _Toc264051982 h 36前言机器人是20世纪人类最伟大的创造之一。从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的上下反映了这个国家综合技术实力的上下。机器人已在工业领域得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、效劳、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑，21世纪机器人技术必将 得到更大的开展，成为各国必争之知识经济制高点。在计算机技术和人工智能科学开展的 根底上，产生了智能机器人的概念。智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，

16、自主地完成较为复杂 的操作任务，比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域。智能机 器人作为新一代生产和效劳工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，如 核工业、水下、空间、农业、工程机械地上和地下、建筑、医用、救灾、排险、军事、效劳、娱乐等方面，可代替人完成各种工作。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进入网络世界，发挥更多、更大的作用，这对人类开辟新的产业，提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。因此，面向先进制造的工业机器人和面向非制造业的 先进机器人的研究、开发和应用将成为21世纪智能机器人的两个重要开展方向。 第1章 设计概述 越障

17、机器人的现状及开展现有的越障车轮组，如爬楼机器人JSME Series C，Vol.39,No.3，1996，采用平面布置的两轮结构，越障时运动起伏大，且不具备全方位运动的车辆，采用外滚子式车轮，可实现全方位运动，但其根本上不具备越障功能。且承载能力小，只适合于在平坦的路面上实现全方位运动。今后这类机器人的开展方向是实现全方位的自主越障。 越障机器人的功能及结构分析由动力装置、转向装置和驱动轮系组成全方位越障车轮组。动力装置由电机、啮合齿轮、驱动离合器和转向离合器组成。驱动轮系由转臂、小链轮、中心链轮组成，小链轮分别与每个车轮组上相应的3个车轮固定连接，3个车轮的轴线呈等角分布。框架上安装了中

18、心轴，中心轴上设有驱动离合器、转向离合器、转臂和中心链轮。当驱动离合器闭合，制动器制动，转向离合器脱开时，且路面对车轮作用力变化的情况下，驱动轮系亦相应地转化构成定轴轮系或行星轮系。当路面平坦时，两个车轮将同时着地，由转臂、小链轮、中心链轮组成的驱动轮系构成定轴轮系，在电机的驱动下，车轮组以滚动方式运动。而当前进的车轮遇到障碍时，前轮静止不动，定轴轮系自行转化为行星轮系，实现越障。而当制动器脱开，转向离合器闭合时，由转向链轮、传动链轮和一对相互啮合的转向锥齿轮组成的转向装置开始运动。在电机的驱动下，动力通过啮合齿轮传送到安置在中心轴上的转向链轮，并通过传动链轮、锥齿轮副，使框架相对于车体进行转

19、动。主要机构：如图1-1所示图1-1 结构图图1-2 行星结构图一种由动力装置、转向装置和驱动轮系组成的全方位越障车轮组，其特征在于所述的动力装置由电机(1)、啮合齿轮(16)、(17)、驱动离合器(15)和转向离合器(9)组成，所述的驱动轮系由转臂(11)、小链轮(13)、中心链轮(14)组成，小链轮(13)分别与每个车轮组上相应的3个车轮(12)固定连接3个车轮(12)的轴线呈等角分布，框架(2)上安装了中心轴10，中心轴10上设有驱动离合器15、转向离合器9、转臂11和中心链轮14，当驱动离合器15闭合，制动器4制动，转向离合器9脱开时，且路面对车轮作用力变化的情况下，驱动轮系亦相应转化

20、构成定轴轮系或行星轮系。中心链轮14、小链轮13(包括车轮12)、转臂11组成一周转轮系,该周转轮系随着车轮12所受外力情况的改变而相应地演变成不同的轮系,或演变成定轴轮系或演变成行星轮系.当该周转轮系演变成定轴轮系时,能实现机器人在平坦路面上快速行驶,当该周转轮系演变成行星轮系时,能实现机器人爬坡越障运动。转向锥齿轮6(包括转向链轮8)、转向锥齿轮5、框架2、车身本体3组成一行星轮系,转向离合器9、制动器4的接合状态的不同组合决定运动是否传递到该行星轮系,从而决定车轮是否相对于车身本体3转过一个角度。 1.3 越障能力分析 13为单个车轮组的受力分析图。 图1-3 行星轮受力图(b)(c)图

21、14 行星轮受力分析图由于6、7、8、9组成一个自由度为2的周转轮系,应用轮系的相关公式3,4可以得到 (11)其中e=N/n为小齿轮8与中心齿轮6的齿数比;Mx为驱动力矩;M11为传递到前轮的驱动力矩;M12为传递到后轮的驱动力矩;Ma1(c)得 (12)前轮能滚动爬上障碍时,F11=0,那么M11=P11R sin +Q11R cos .随着障碍高度的增加,角也随之增加,由于P11R sin 增加量大于Q11R cos 的减少量,所以要使前轮能滚动爬上障碍所需的力矩M11也随着角的增加而增加,根据(11)式可以知道Ma、Mx亦随之增加;当角增加到max时,Ma到达极限值,即Ma=P1R c

22、os +Q1R sin ,此时转臂9将绕着前轮的中心轴回转,轮变前轮,到达翻越障碍的目的。机器人在平壁面上运动或跨越较低的障碍时(max),由于障碍物的阻碍作用,前轮停止向前滚动,此时周转轮系演变成行星轮系,转臂9将缭绕着前轮的中心轴回转,轮变前轮,到达翻越障碍的目的.在这种情形下由于轮脱离地面,故F12=0,N1211(a)的受力分析并结合(11)(12)等式,可以列出如下方程组： (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19)其中为车轮与壁面之间的摩擦系数,为转臂与水平面的夹角.方程组中未知量:,F11,N11,F12,N12,F13,N13,Mx;参变量:R,r,e

23、,Q1,P1,求取max.当Ma=P1R cos +Q1R sin 时,即为max.改写方程(3)至(9)得 (110) (111)解得 (112) (113) (114)其中由(114)式可知,e、R/r、P1/Q1增加,都将引起max12所示。图15max的变化曲线图当max时,有F12=0,N12在机构的受力情况和结构参数不变的条件下,即R,r,e,P1,Q1x随的变化曲线如图1313可以看出:图16驱动力矩Mx随变化的曲线图(1) 在机构结构参数不变(即R,r,e,保持不变)和受力情况不变(即P1,Q1一定)的前提下,驱动力矩Mx随着的增大而增加,如图13 的曲线局部所示,此时车轮组采

24、取车轮滚动方式前进或越障;当增大到某一值max之后,Mx为一固定值,如图13的水平线局部所示,此时车轮组采取转臂回转爬行方式越过较高的障碍物。(2) 随着角的增加,阻碍车轮组越过障碍物的外力随之增加,从而使Mx,Ma随之增大,如图1311(b)可看出,当MaP1R cos +Q1R sin 时,转臂保持不动,车轮组按车轮在壁面上作纯滚动的方式前进。(3) Mx随着P1/Q11/Q1,R/r较小和n/N较大的情况下,都能获得较小的max图14为机构尺寸关系图,为保证安装于中心轴4上的中心齿轮6,在越障时不碰障碍物,应满足 从而可得图17机构尺寸关系图为保证越障时,障碍物不卡死于两车轮之间,并且越

25、障后的前轮能与障碍可靠接触,障碍物的宽度要满足如下要求: 所以应用以上不等式,根据具体结构尺寸,就可以确定机构的越障能力,或根据工作性能要求的越障能力来设计机构具体尺寸。 第2章 传动机构及部件设计 齿轮传动设计传递功率p=100w,小齿轮转速n1=26.25r/min，传动比i=4。2.1.1.选择齿轮精度等级，材料及齿数1此车轮组转速不高，应选择8级精度。2因载荷平稳,传递功率小,可以采用软齿面齿轮。小齿轮选用45钢，调质处理，大齿轮选用45钢，正火处理，取小齿轮的硬度为217-255HBS；大齿轮的硬度为162-217HBS。计算时取小齿轮硬度为240HBS，大齿轮硬度为190HBS。选

26、取小齿轮齿数Z1=20，那么Z2=80。因为所选齿面为软齿面，故应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。2.1.2.按齿面接触疲劳强度设计公式：(9)计算载荷系数按使用系数表，取根据v=/s和8级精度，查得按齿宽系数表，由软面，8 级精度，非对称支承， 齿宽b=根据查使用系数表得(10)主要尺寸计算1)模数m=对于开式齿轮传动,设计时,只按齿根弯曲疲劳强度的设计式。3结构设计小齿轮：因150mm,可做成实心结构的齿轮；大齿轮：因与150mm相近，所以也做成实心结构的齿轮。4具体结构尺寸计算 齿轮结构如图图21 齿轮零件图 中心传动链轮的设计 初链条类型由于此链传动是低速传动v/s的动载，冲

27、击小，小链轮齿数允许小于17但不得少于9，可选用较大节矩链条。 确定链轮齿数中心链轮为三排链轮，因为所选节距p=12.7,故查表得，排距，齿宽b=6.8。图2-2 中心链轮2.3 转向链轮设计. 确定传动比转向链轮传动同样为低速传动0.6m/s的动载，冲击小，小链轮齿数允许小于17但不得小于9，且可选用较大节距链条。又因为此对链轮只起转向作. 初选中心距中心距小，传动装置紧凑。但中心距过小，链的总长度太短，单位时间内每一链节参与啮合的次数过多，传动寿命降低；中心距过大，链条松边下垂量大，传动时链条颤抖加剧。一般取=30-50p,最大中心距=80p。即=30-5012.7=(381-635),最

28、大中心距=8012.7=1016mms，取=200，考虑到所设计车轮组结构。确定链节数x初选链条节数。计算实际中心距a图2-3 转向链轮：大齿轮转大约需要6秒，即；而小齿轮转速为，所以传动比载荷有微小冲击，小齿轮悬臂布置，原动机为电动机，选齿轮精度等级，材料和齿数直齿圆锥齿轮加工多位刨齿，选用8级精度小齿轮选用40Gr，调质，硬度大齿轮用，调质到计算时，小齿轮取大齿轮取小齿轮齿数那么大齿轮的齿数齿面接触疲劳强度设计mm试取载荷系数小齿轮传递的转矩取齿宽系数 2.5 中心轴的设计 轴的结构设计1拟定轴上零件的装配方案轴上左端轴承和大圆柱齿轮以及驱动离合器由轴左端装入，其余零件均由右端装入2根据轴

29、向定位及固定要求，确定轴的各段直径和长度。表25 轴段结构设计轴段位置直径和长度 (mm)说明左轴承段=35；=35选角接触球轴承GB292-83宽B=17K，保证齿轮不与左框架接触大齿轮段=40; =40齿轮总宽度L=B+=30+10=40左离合器段=52；=52为了防止离合器与大齿轮磨擦，故需要一定宽度的轮毂，为了有更好的轴向固定，故此段直径取的稍大一些。中心链轮段=45；=100由于所设计的链轮为多排链，节距p=,b=6.8,故链轮总宽=,考虑到紧固联接，增大几毫米，故取50mm转臂段=40；=80考虑到轴向固定，故直径比上一段少5mm，由于转臂需要强度较大，故转臂取28，总宽B=80m

30、m轴最右端=35；=6+30+20+47+23=126考虑到框架不能与套环接触，其间距定为6，定框架宽度为25mm；考虑到右离合器不能与框架接触及固定，定其间距为20；由于所选离合器为DLY1-10型，宽度为47；转向链轮选p=12.7,b=5.2,考虑到与轴承配合，取总宽25mm，轴段23mm轴上零件的周向固定 齿轮段选取普通平键blh=12828; 驱动离合器段选取普通平键blh=14925； 转向离合器段选取普通平键blh=10822。轴承与轴的周向固定采用过盈配合来保证的，此均选H7/r6。5选择轴的材料，确定许用应力轴的材料：该轴列特殊要求，因而选用45钢，调质处理。由于轴的尺寸不大

31、，性能数据按毛坏直径100mm的选用，查表由轴的结构简图，可确定出轴承支点跨距7.画弯矩图、扭矩图1水平面弯矩图在载面B处从上图可看出截面D处的弯矩最大，应校核该截面处的强度 第3章 其他标准件附件的选择及校核 轴承的选用滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、旋转精度高、润滑简便和易于互换等优点。所以在各种机械中获得了广泛应用。滚动轴承已经标准化，并由专业轴承厂大批量生产，所以设计人员的任务主要是熟悉标准，能够根据具体工作条件正确选用并进行必要的强度计算和组合设计。选用轴承时，首先是选择轴承的类型。滚动轴承的类型选择应考虑多种因素，如轴承所受载荷的大小、方向和性质，转速条件，装调性能，调心

32、性能，经济性和其他特殊要求等。3 载荷条件轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。在同样外形尺寸下，滚子轴承比球轴承的承载能力大，所以在载荷较大或冲击载荷时，宜选用滚子轴承。受纯径向载荷时，应选用径向接触向心轴承；受纯轴向载荷时，应选用轴向接触推力轴承；同时承受径向和轴向载荷时，那么应根据轴向载荷和径向载荷的相对大小选用深沟球轴承或不同公称接触角的角接触轴承；当轴向载荷比径向载荷大很多时，常采用推力轴承和深沟球轴承的组合结构。应该注意的是推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承和滚针轴承不能承受轴向载荷。3 转速条件中同样条件下，球轴承的极限转速比滚子轴承的极限转速高，所以在转速

33、较高且旋转精度要求较高时，应优先选用球轴承。受不太大的纯轴向载荷作用且转速较高时，可用深沟球轴承或接触球轴承代替推力轴承。如轴承的工作转速超过其极限转速时，还可通过提高轴承的公差等级、适当增大径向游隙等措施来满足要求。 装调性能当轴承的径向尺寸受安装条件限制时，应选用径向尺寸较小的窄系列轴承或滚针轴承；轴向尺寸受安装条件限制时，应选用轴向尺寸较小的窄系列轴承；为便于安装、拆卸和调整轴承间隙，还可以选用内外圈可别离的轴承，如圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承滚针轴承等。 调心性能对刚度较差或安装时难以精确对中的轴系，应选用具有调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承支承。 经济性在满足使用要求的情况下应尽量选

34、用价格低廉的轴承。一般球轴承的价格低于滚子轴承，公差等级越高价格越昂贵，在同精度的轴承中深沟球轴承的价格最低。选用高精度轴承时应进行性能价格比的分析。分析可得，此设计中心轴端的轴承选用角接触球轴承36307GB292-83;中心链轮处选用深沟球轴承6009，即109GB27689；转臂处选用深沟球轴承6008，即108GB27689；转向链轮1 处选用深沟球轴承6007，即107GB276-89;转向链轮2处选用深沟球轴承1005，即105GB105276-89;车体与框架连接处所选轴承为圆锥滚子轴承7206E29784；以深沟球轴承6009为例，校核其寿命由轴的设计可知，此轴承的工作载荷为1

35、484N=1.484KN,查表得，其根本额定动载荷为Cr=36000KN,又其轴承寿命指数3，那么其可能到达的工作根本额定寿命3.2 键的选用及校核转向离合器段选取普通平键blh=10822。齿轮段选取普通平键blh=12828;驱动离合器段选取普通平键blh=14925； 以齿轮段的普通平键为例，校核其强度设载荷沿键长均匀分布，那么挤压强度条件为离合器的根本要求接合平稳，别离彻底，动作准确可靠。质量轻、外形小，惯性小，结构简单，工作平安。操作方便、省力，散热性好，寿命长。因此，根据所设计的机械的特性，选择牙嵌式离合器。电磁离合器是利用激磁线圈电流产生的电磁力来操纵接合元件，使离合器接合或脱开

36、。其优点为启动转矩在，离合迅速，结构简单，安装维修方便，使用寿命长，还可实现集中控制和远距离操纵。缺点是有剩磁，影响主从动摩擦片别离的彻底性，对相邻件有磁化，吸引铁屑，影响传动系统的精度和工作寿命。电磁离合器一般用于环境温度2050，湿度小于85%，无爆炸危险的介质中，其线圈电压波动不超过额定电压的5%。结合设计，所选驱动器为线圈静止电磁离合器，转向离合器为DLY1型电磁离合器。在选用链条时，一定要和设计的链轮相配合，长短和张紧程度一定要合理，防止出现张紧力过大或过松。结 论1 机构整体设计，根据行星轮系的运动原理，利用传动链代替中间轮，使中心轮与行星轮间实现柔性传动，利用行星轮系公转与自转的

37、原理从而实现翻越障碍。2 各个部件的设计，各链轮，齿轮，轴，从确定材料，到力学分析，结构尺寸设计，最后通过验算满足设计条件与强度要求，如不满足，那么要通过修改相对参数来修正设计，以到达最终正确的设计方案。3 其他及标准件的选择，主要包括螺纹连接，离合器，垫圈，电机，轴承等。要根据相应的选择条件和使用场合，在满足使用条件的情况下，本着降低设计本钱的原那么来选用。4 相关资料以及软件的翻阅和使用，明确自己所需要的资料，通过图书馆，网络来查询自己所需要的资料。相关软件涉及到Word以及CAD等相关软件的使用和操作。谢 辞尊敬的党老师：你好！我的毕业设计已经圆满完成，在此期间我不会忘记你在背后给我的默

38、默支持和悉心指导。通过你的指导，再加上我的不懈努力，使我对所学的知识有了系统的全面的认识和了解；不但提高了自主学习的能力，更提高了我分析问题，解决问题的能力。在整个设计过程中，我遇到的困难有很多，但是在你的帮助和指导下，我克服了这一切困难。最终完成了我的设计。最后，通过这次的毕业设计，提高了自己的设计能力，扩展了自己的设计思路。在整个设计过程中，通过对所给条件的分析，手头资料的查阅，提出解决的方法。通过对大量数据的处理和计算，反复校正所得结论，确保结论的正确性和合理性。通过这次设计也表达出一些问题，主要反响在对细节问题的处理，对整体全局的把握，及对时间的合理安排和有效应用。希望在以后的工作和学

39、习中能够对所发现的问题加以改正，对学科知识有更加深入和全面的认识和理解。此刻，在我即将离开这所学校的时候，在我即将离开这个我所眷恋的地方时。我真心的对你道声谢谢。感谢你在这段我值得珍藏的记忆中对我的给予的帮助和关心。同时，我也送上我最真诚的祝福，祝你身体健康，工作顺利!参考文献1 徐灏主编. 机械设计手册1.第二版. 北京：机械工业出版社,2007 2 徐灏主编. 机械设计手册4 . 北京：机械工业出版社,2005 3 沈鸿主编.机械工程手册5. 北京: 机械工业出版社,2002 4 张展主编. 联轴器、离合器与制动器设计选用手册. 北京：中国劳动社会保障出版社,20045 朱龙根主编. 简明

40、机械零件设计手册. 北京: 机械工业出版社,2002 6 胥宏主编. 机械设计根底. 北京: 科学出版社,2003 7 徐锦康 张磊主编. 机械零件. 北京：高等教育出版社 , 2004 8 马永林主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社,2002 9 刘小年主编. 机械制图. 北京: 机械工业出版社2007 10 王昆 何小柏 汪信远主编. 机械设计课程设计指导书. 北京： 机械工业出版社,2021 11 陈于萍 周兆远主编. 互换性与测量技术根底. 北京：机械工业出版社,2005 12 许德珠主编. 机械工程材料. 北京: 高等教育出版社,2005 13 徐嘉元 曾家驹主编. 机械制造工艺

41、学. 北京: 机械工业出版社,2005 14 纪炳炎主编. 工程力学材料力学. 北京： 高等教育出版社，200115 谈力士 张海洪 龚振邦主写 爬壁机器人全方位移动机构研制 论文,200116 其它网上资料: 外文资料翻译摘自: ?制造工程与技术机加工?英文版 ?Manufacturing Engineering and TechnologyMachining? 机械工业出版社 2004年3月第1版 美 s. 卡尔帕基安(Serope kalpakjian) s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著原文：20.9 MACHINABILITYThe machinability of

42、 a material usually defined in terms of four factors:Surface finish and integrity of the machined part;Tool life obtained;Force and power requirements;Chip control. Thus, good machinability good surface finish and integrity, long tool life, and low force And power requirements. As for chip control,

43、long and thin (stringy) cured chips, if not broken up, can severely interfere with the cutting operation by becoming entangled in the cutting zone.Because of the complex nature of cutting operations, it is difficult to establish relationships that quantitatively define the machinability of a materia

44、l. In manufacturing plants, tool life and surface roughness are generally considered to be the most important factors in machinability. Although not used much any more, approximate machinability ratings are available in the example below. Machinability Of SteelsBecause steels are among the most impo

45、rtant engineering materials (as noted in Chapter 5), their machinability has been studied extensively. The machinability of steels has been mainly improved by adding lead and sulfur to obtain so-called free-machining steels.Resulfurized and Rephosphorized steels. Sulfur in steels forms manganese sul

46、fide inclusions (second-phase particles), which act as stress raisers in the primary shear zone. As a result, the chips produced break up easily and are small; this improves machinability. The size, shape, distribution, and concentration of these inclusions significantly influence machinability. Ele

47、ments such as tellurium and selenium, which are both chemically similar to sulfur, act as inclusion modifiers in resulfurized steels.Phosphorus in steels has two major effects. It strengthens the ferrite, causing increased hardness. Harder steels result in better chip formation and surface finish. N

48、ote that soft steels can be difficult to machine, with built-up edge formation and poor surface finish. The second effect is that increased hardness causes the formation of short chips instead of continuous stringy ones, thereby improving machinability.Leaded Steels. A high percentage of lead in ste

49、els solidifies at the tip of manganese sulfide inclusions. In non-resulfurized grades of steel, lead takes the form of dispersed fine particles. Lead is insoluble in iron, copper, and aluminum and their alloys. Because of its low shear strength, therefore, lead acts as a solid lubricant (Section 32.

50、11) and is smeared over the tool-chip interface during cutting. This behavior has been verified by the presence of high concentrations of lead on the tool-side face of chips when machining leaded steels.When the temperature is sufficiently high-for instance, at high cutting speeds and feeds (Section

51、 20.6)the lead melts directly in front of the tool, acting as a liquid lubricant. In addition to this effect, lead lowers the shear stress in the primary shear zone, reducing cutting forces and power consumption. Lead can be used in every grade of steel, such as 10 xx, 11xx, 12xx, 41xx, etc. Leaded

52、steels are identified by the letter L between the second and third numerals (for example, 10L45). (Note that in stainless steels, similar use of the letter L means “low carbon, a condition that improves their corrosion resistance.)However, because lead is a well-known toxin and a pollutant, there ar

53、e serious environmental concerns about its use in steels (estimated at 4500 tons of lead consumption every year in the production of steels). Consequently, there is a continuing trend toward eliminating the use of lead in steels (lead-free steels). Bismuth and tin are now being investigated as possi

54、ble substitutes for lead in steels.Calcium-Deoxidized Steels. An important development is calcium-deoxidized steels, in which oxide flakes of calcium silicates (CaSo) are formed. These flakes, in turn, reduce the strength of the secondary shear zone, decreasing tool-chip interface and wear. Temperat

55、ure is correspondingly reduced. Consequently, these steels produce less crater wear, especially at high cutting speeds.Stainless Steels. Austenitic (300 series) steels are generally difficult to machine. Chatter can be s problem, necessitating machine tools with high stiffness. However, ferritic sta

56、inless steels (also 300 series) have good machinability. Martensitic (400 series) steels are abrasive, tend to form a built-up edge, and require tool materials with high hot hardness and crater-wear resistance. Precipitation-hardening stainless steels are strong and abrasive, requiring hard and abra

57、sion-resistant tool materials.The Effects of Other Elements in Steels on Machinability. The presence of aluminum and silicon in steels is always harmful because these elements combine with oxygen to form aluminum oxide and silicates, which are hard and abrasive. These compounds increase tool wear an

58、d reduce machinability. It is essential to produce and use clean steels.Carbon and manganese have various effects on the machinability of steels, depending on their composition. Plain low-carbon steels (less than 0.15% C) can produce poor surface finish by forming a built-up edge. Cast steels are mo

59、re abrasive, although their machinability is similar to that of wrought steels. Tool and die steels are very difficult to machine and usually require annealing prior to machining. Machinability of most steels is improved by cold working, which hardens the material and reduces the tendency for built-

60、up edge formation.Other alloying elements, such as nickel, chromium, molybdenum, and vanadium, which improve the properties of steels, generally reduce machinability. The effect of boron is negligible. Gaseous elements such as hydrogen and nitrogen can have particularly detrimental effects on the pr