,产生附加的正压力。Р将各个履带由于重力而产生的作用反力定义为,由附加正压力所产生的作用反力定义为,丝杠螺母杆的推力为,由力平衡原理可得:Р ()cot=F (4-2)Р由Lsin+h+()。(4-5)Р其中=arctan;arctanu 。(4-6)Р式中p、d分别为滚珠丝杠的导程、大径:u为丝杠与螺母之间的摩擦系数。Р 电机需要输出的扭矩为T=F 。(4-7)Р式中为滚珠丝杠的螺母副的传动效率。查表知:u=0.13;=80%。Р以符号表示机器人的提供的牵引力,当运动驱动电机的驱动力足够大的时候,牵引力为: F=()u。(4-8)Р 式中为履带的附着系数,近似于摩擦系数,因管道内部环境条件,故按油润滑条件来取值uР=0.5。Р 由(4-4),(4-5),(4-7)可知,随着能所适应的管道半径的减小,机架部分所需要的推力和电机的转矩是逐渐增大的。因此,选择机器人能所适应的最小管道半径R=100mm做力学分析,可以保证大管径时管道机器人的强度和刚度条件。Р 下面是在管径R=100mm时的,机架的力学分析的计算。估算的范围在之间。采用的是履带中驱动的同种电机,额定转矩,额定输出转速为。Р 由设计的尺寸可得h=23mm,h=51mm,L=88mm,L=L=42.5 ,p=3mm,d2=11mmР由式(4-3)可算出cot=3.23351。Р带入式(4-4), 由,可算出所需要的推力的范围为。Р由式(4-6)计算tan()=0.2。Р带入式(4-5)可算出需要输入的切向力F。Р带入式(4-7)可计算出所需要的转矩为TN.mm。Р由式(4-8)可求出管道机器人的牵引力的范围为[85N,110N]。Р第5章机架部分传动系统的设计计算Р 根据管道机器人在管道中的运行,传动螺杆转速不宜过高,所以总传动比:i=4 ;Ⅰ级传动比:i=2;Ⅱ级传动比:i =2,传动部分的初步构想如图5-1所示。
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