轴的材料为45号钢,其允许扭转切应力为   
由第二章可知,转向机构选择的电机型号为35BYG103,经蜗轮蜗杆减速器减速后,其静力矩可达1.4 。即  T=1400  。
由于此段轴中有键,其截面如图4.1所示:
 抗扭截面系数: (4-2)
图中
图4.1 轴截面
将数值带入公式计算得:        
则:           
由此可知,设计的转轴强度满足要求,可以使用。
   (3)车轮的校核
车轮是整个机械部分的支撑,也是整个结构受力最大的部分。这里从材料经济性和强度等方面选择45号钢来制造。加工时为了增大车轮与接触面的摩擦力,车轮表面要滚花处理,这样更有利于机器人的移动。
整个车轮部分承载的重量为30Kg。由于整个移动机构有四个车轮,这样每个轮子受到的重量只有7.5Kg。受到的重力仅为75N。轮子的直径为110mm,整个移动部分的强度是非常大的,完全满足设计的要求。
B).齿轮系材料的选择与强度校核
   (1)齿轮材料的选择
齿轮的主要失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形 。因此设计齿轮时要使齿面具有较高的抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力,齿根则要有较高的抗折断能力。为此,对齿轮材料性能的基本要求为齿面要硬,齿心要韧。钢材韧性好,耐冲击,容易通过热处理来改善其机械性能和提高硬度,是制造齿轮最常用的材料。
对于强度、速度和精度要求不高的齿轮传动,可以采用软齿面齿轮。软齿面齿轮的齿面硬度低于350HBS,热处理方法为调制或正火,常用材料有45号钢和40Cr等。加工方法一般为热处理后切齿,切制后即为成品,精度一般为8级。本文设计的齿轮副速度要求不高,所以设计选用40Cr为材料,软齿面即可满足传动要求。
(2)齿轮副的强度校核
    轮齿在受载荷时,齿根所受的弯矩最大,因此齿根出的弯曲疲劳强度最弱。对于制造精度较低的传动齿轮,由于制造误差大,实际上多由在齿顶处咬合的轮齿分担较多的载荷,为便于计算,通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根的弯曲强度。
本文设计的是直齿圆柱齿轮,齿数Z=30,模数 =2mm,齿宽b=4mm,节圆直径 ,齿形角度 ,齿轮副的传动比u=1:1。电机传动的转矩T=90 。那么齿轮所受的圆周力
                     (4-3)
对于齿轮的校核将从两方面来计算:
1) 齿面接触疲劳强度的校核
齿面接触疲劳强度的校核公式为;
                                   (4-4)
式中:   为区域系数,标准直齿轮 =2.5;
         K为载荷系数,此处取K=1.8;
         为弹性影响系数,查得 =188 ;
         为接触疲劳许用应力
                                                 (4-5)
        其中:  为接触疲劳寿命系数,取 =0.95;
                齿轮接触疲劳强度极限,查得 =550 ;
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