仿生尺蠖

《仿生尺蠖》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械原理课程设计仿生尺蠖姓名：班级:学号:指导老师：目录1、仿生尺蠖功能及设计要求·························2、工作原理和工艺动作分解·······················3、执行机构的选型·······························4、传动机构的选择与比较·························5、运动方案的选择和评定·························6、传动方案的设计·················7、机械传动系统和执行机构的尺寸·······

2、··········8、方案评价·····································9、小结····································爬行仿生尺蠖一.仿生尺蠖功能及设计要求设计仿生尺蠖，模拟自然界尺蠖的爬行方式，在管道内爬行实现爬行运动，达到探测管道内部情况的目的。要求结构简单紧凑，布局合理。技术要求：1、管道内径80-100㎜；2、管道为金属管道；3、管道总体呈现直线形状。设计任务：⑴按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案；⑵画出机构运动方案简图；⑶分配不完全齿轮齿条

3、、齿轮、锥齿轮、棘轮传动比，确定他们的基本参数，设计计算几何尺寸；⑷论文答辩；⑸编写设计计算说明书。二.工作原理和工艺动作分解为实现仿生尺蠖在金属直线管道爬行而设计：为实现不完全齿轮的减速转动，需要设计定传动比的齿轮传动，设计锥齿轮传动；为实现仿生尺蠖的爬行前进，需要设计驱动装置，设计不完全齿轮齿条传动；为实现仿生尺蠖不会后退，需要设计制动装置，设计棘轮装置。三.执行机构的选型驱动方式采用电动机驱动。其他选择如下1.锥齿轮减速机构：图1：锥齿轮减速机构选用锥齿轮为了减速，还用于改变传动的方向，直齿锥齿轮机构制造容易，成本低，

4、对于安装和变形敏感，承载能力低，噪音大，而斜齿和曲齿锥齿轮机构可以克服直齿锥齿轮的缺点。所以选用斜齿锥齿轮。2.棘轮自锁结构：选用棘轮用于后轮和箱体下面的轮子之间，棘轮的作用用于前进顺利，后退的时候挡条挡住齿轮齿阻碍棘轮运动，棘轮与轮子不可动连接，致使装有棘轮的轮子在后退的时候因为棘轮的作用，是轮子不可懂，因为摩擦力的作用使装有棘轮的轮子无法后退。图2：棘轮机构1.不完全齿轮齿图3：不完全齿轮齿条机构选用不完全齿轮齿条机构，目的在不完全齿轮顺时针旋转的时候，不完全齿轮的齿与上齿条接触啮合，使齿条向右运动，当齿轮的齿啮合结束后

5、，齿轮的齿与下齿条的齿啮合使齿条向左运动。完成齿条的往复的运动。四.传动机构的选择与比较通过不完全齿轮齿条的驱动和棘轮的阻碍，完成仿生尺蠖的前进：图4：仿生尺蠖总体设计图齿条右行左行后轮前进锁死箱体支撑轮前进锁死表1：运动循环表五．运动方案的选择和评定仿生尺蠖有电动机、锥齿轮机构、不完全齿轮齿条机构等组成具体分为：1)减速机构：采用锥齿轮机构实现，电机轴高速旋转的降速以带动不完全齿轮的传动.2)驱动机构：采用不完全齿轮齿条的左右运行而实现总体的前进。3)制动机构：采用棘轮机构来实现，棘轮阻碍机构的左行，实行机构总体的右行。4

6、)不完全齿轮的旋转：不完全齿轮通过锥齿轮的二次变速和变向，实现不完全齿轮在齿条间的运转。六．传动方案设计经过电动机的运转，所有动力都来源于电动机，再经过二对锥齿轮机构的传动和变向，实现减速将动力传动给不完全齿轮，由不完全齿轮齿条机构的运动带动前后轮的运动。再通过后轮的棘轮机构阻碍后轮的左行。七．机械传动系统和执行机构的尺寸本设计方案最大的特点是它采用一对锥齿轮机构实现运动的改变和减速作用。锥齿轮减速和变向将驱动力传动给不完全齿轮。采用不完全齿轮结构，结构比较简单，使用方便，经济又实惠。且采用棘轮结构可以实现机构的前进，而且制

7、作简单方便实惠。1.电动机的选择：本设计要求在于在80—100㎜金属管道内爬行，所以电机采用微型电机。考虑总体的运作问题采用功率为0.6W。具体如下：1.锥齿轮机构的选择：名称符号计算公式分度圆锥角d　分度圆半径r    ；    齿顶高haha=m齿根高hfhf=1.2m齿顶圆半径rara1=r1+mcosd1；    ra2=r2+mcosd2 齿根圆半径rfrf1=r1-1.2mcosd1；  rf2=r2-1.2mcosd2 锥距R齿宽BB=(0.25~0.30)R齿顶角qa　齿根角qf顶圆锥角da不等顶隙收缩齿制 

8、  da1=d1+qa1 ；da2=d2+qa2 等顶隙收缩齿制     da1=d1+qf2 ；da2=d2+qf1 根圆锥角dfdf1=d1-qf1 ；df2=d2-qf2 当量齿数zv1.不完全齿轮齿条的选择不完全齿轮设置为分度圆半径为15㎜，齿数为6，齿轮宽度为2㎜。齿轮齿条的齿条