1、计制造和使用的全过程中，在设计机器时要全面综合的进行考虑。设计的经济性体现为合理的功能定位实现使用要求的最简单的技术途径和最简单合理的结构。.对零件设计的基本要求机械零件是组成机器的基本单元，对机器的设计要求最终都是通过零件的设计来实现，所以设计零件时应满足的要求是从设计机器的要求中引申出来的，即也应从保证满足机器的使用功能要求和经济性要求两方面考虑。要求在预定的工作期限内正常可靠的工作，从而保证机器的各种功能的正常实现。这就要求零件在预定的寿命内不会产生各种可能的失效，即要求零件在强度刚度震动稳定性耐磨性和温升等方面必须满足的条件，这些条件就是判定零件工作能力的准则。要尽量降低零件的生产成本，这要求从零件。

2、应力集中的敏感性较低，还可通过热处理改变其综合性能，价格也比合金钢低廉，因此应用较为广泛，常用号钢。合金钢则具有更高的机械性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。在般工作温度下碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同。因此，用合金钢代替碳素钢并不能提高周的刚度。鉴于此，全方位移动结构中的车轮，转轴机械手传动机构，螺纹轴采用号钢，就完全能够满足设计要求的需要。转向机构的转向轴强度校核由于此轴最小轴径是直径为的那段,所以只对这段进行校核就可以了。轴的运动主要受到扭转力,所以只对其扭转强度进行校核。轴的扭转校核公式为式中扭转切应力，。

3、合格的。齿根弯曲疲劳强度的校核本文设计中的齿轮为悬臂梁。其齿根应力图如.所示。图.齿根应力图齿根危险截面的弯曲强度条件式为式中为齿根危险截面处的理论弯曲应力为载荷作用于齿顶时的应力校正系数，取.为载荷作用于齿顶时的齿形系数，取.为弯曲疲劳许用应力零转角轮式机器人底座机电传动结构设计摘要对机器整机的设计要求和对组成零件的设计要求两个方面，两者相互联系相互影响。.对机器整机设计的基本要求对机器使用功能方面的要求实现预定的使用功能是机械设计的最基本的要求，好的使用性能指标是设计的主要目标。另外操作使用方便工作安全可靠体积小重量轻效率高外形美观噪声低等往往也是机械设计时所要求的。对机器经济性的要求机器的经济性体现在。

4、零转角轮式机器人底座机电传动结构设计摘要，以提高产量和产品质量，应考虑零件材料的易切削性能切削后能达到的表面粗糙度和表面性质的变化等，应选用切削性能好的材料，如易削断加工表面光洁刀具磨损小的材料。.经济性要求经济性首先表现为材料的相对价格。当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应该选用价格高的材料。这对大批量制造的零件尤为重要。.零件材料选择与强度校核从材料选用原则的使用要求加工要求和经济要求出发，选择机械本体个零部件的材料。在机械手臂中各传动件是关键性零件，如传动轴和齿轮系，它们的强度刚度等机械性能直接影响机械手的工作质量。.轴类零件材料的选择与校核轴材料的选择传动轴的常用材料有碳素钢和合金钢。碳素钢对。

5、，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，模数，齿宽,节圆直径，齿形角度，齿轮副的传动比。电机传动的转矩。那么齿轮所受的圆周力对于齿轮的校核将从两方面来计算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式中为区域系数，标准直齿轮.为载荷系数，此处取.为弹性影响系数，查得为接触疲劳许用应力其中为接触疲劳寿命系数，取.齿轮接触疲劳强度极限，查得为安全系数，取。从而求得.将所有已知量带入式，求得从齿面接触疲劳强度上来说，齿轮。

6、设计和制造等多方面加以考虑。设计时合理的选择材料和毛坯的形式设计简单合理的零件结构合理规定零件加工的公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性等。另外要尽量采用标准化系列化和通用化的零部件。任何种机器都有动力机传动装置和工作机组成。动力机是机器工作的能量来源，可以直接利用自然资源也称为次能源或二次能源转换为机械能，如内燃机气轮机电动机电动马达水轮机等。工作机是机器的执行机构，用来实现机器的动力和运动能力，如机器人的末端执行器就是工作机。传动装置则是种实现能量传递和兼有其它作用的装置。.轮式机器人底座的研制在机器人本体时应遵循以下设计原则总体结构应容易拆卸，便于平时的实验调试和修理。应给机器人暂时未安装。

7、位为轴的抗扭截面系数，单位为轴的材料为号钢,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，其静力矩为.。即。由于此段轴中有键，其截面如图.所示抗扭截面系数图中图.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。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。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。受到的重力仅为.。轮子的直径为，整个移动部分的强度是非常大的，完全满足设计的要求。.齿轮系材料的。

8、承作为径向支承，方面避免了车轮对电机产生弯矩另方面保证了车轮的刚度。轴承外圈与车轮内表面配合，由于内圈并不能与电机直接配合，设计了个电机壳结构，作电机和轴承的连接。图.旋转部分示意图图.旋转部分机构图车轮旋转部分的具体结构分为五个部分两个轴承由弹性挡圈和电机壳轴肩轴向定位通过电机壳外表面径向定位通过电机轴外表面径向定位。此外,此处选用深沟球轴承作为支撑.深沟球轴承主要承载径向载荷,同时也可以承载小的轴向载荷。选用它就可以达到设计的要求,而且深沟球轴承经济性好,方便购买。而作为径向支撑,它主要避免了车轮对电机产生弯矩。电机预装在电机壳上，依靠电机壳凸缘轴向定位但径向定位不能利用电机定位止口定位，只能采用车轮调。

9、择与强度校核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，热处理方法为调制或正火，常用材料有号钢和等。加工方法般为热处理后切齿，切制后即为成品，精度般为级。本文设计的齿轮副速度要求不高，所以设计选用为材料，软齿面即可满足传动要求。齿轮副的强度校核轮齿在受载荷。

10、器人采用前后轮成对驱动来控制转向，以及控制每轮旋转来实现全方位移动。图.全方位轮式移动机构示意图.轮式机器人底座旋转机构设计在车轮旋转机构设计过程中，主要考虑了以下模型，如.图所示。由图可以看出，模型结构简单，但是车轮与地面接触面积小，可能产生打滑现象，且对电机轴形成个弯矩，容易对电机轴造成破坏。模型采用电机内嵌式结构，增大了车轮与地面接触面积，减小了打滑现象，但电机固定比较困难。综合两种模型的优缺点，设计如图.，图.中所示结构，将电机内嵌在车轮内部，既增大车轮与地面的接触面积，又缩短了整个结构的轴向距离。为了保持轮子受力平衡使整个机构可以平稳运动，将轮子设计为两个组来实现。图.旋转部分结构图采用了个深沟球。

11、电机轴的同心完成径向定位。车轮依靠轴承的外圈定位，然后再通过车轮自有联轴器与电机轴联接。这个过程也是调整电机轴同心，然后从车轮侧面的预留安装孔将电机紧固在电机壳上。整个车轮分为两部分组合而成。个是带有轴径的车轮,另个是不带轴径的轮子,两者相配合使用组成组完整的车轮。而车轮轴径与车体支撑件以滚动摩擦的形式配合使用,并且作为两车轮的轴向定位件。车轮最终的固定是通过外侧的螺钉来顶紧挡板实现的。具体结构如图.所示。整个旋转部分结构设计完成,但它必须与转向机构连接起来才能实现全方位移动。后小节转向机构的设计中设计有转向轴,为了使转动部分和转向部分的转向轴连接以实现全方位运动,此处设计了类似于半圆的固定件。如图.所示。。

12、传感器功能元件等预留安装位置，以备将来功能改进与扩展。对比绪论中各转向机构的优缺点，本文选用全方位轮式机构来设计。全方位轮式机器人的运动包括纵向和度旋转的运动。车轮形移动机构的特征与其他移动机构相比车轮形移动机构有下列些优点能高速稳定的移动，能量利用率高，机构的控制简单，而且它可以能够借鉴日益完善的汽车技术和经验等。它的缺点是移动只限于平面。目前，需要机器人工作的场所，如果不考虑特殊环境和山地等自然环境，几乎都是人工建造的平地。所以在这个意义上车轮形移动机构的利用价值可以说是非常高的。图.是全方位轮式移动机构的示意图。轮式移动机构预期设计要求实现零半径回转，便于控制。车轮的旋转和转向是独立控制的，全方位移动。

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