多功能實驗臺設計【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設計(論文)</p><p><b>　　（二零 屆）</b></p><p><b>　　多功能實驗臺設計</b></p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設計制造及自動化

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p>&

3、lt;p>　　多功能實驗臺是教師提升教學質量的重要輔助平臺，教師通過這個多功能實驗臺媒介平臺，將原先略顯乏味呆板的理論知識以實驗操作的方式生動形象地表述給學生，營造出新型的課堂教育氛圍。多功能實驗臺與原先的教學實驗臺相比有著其獨特的功能，所占的空間不大，并且有著綠色環(huán)保的特點。</p><p>　　本論文中多功能實驗臺的設計考慮了成本開銷，以此達到更好的經濟性，在原來的基礎上改進實驗臺的性能，不僅滿足教師學

4、生的教學科研要求，還能提高安全系數(shù)，保護師生的安全。</p><p>　　本文較詳細的說明了多功能實驗臺的設計過程，介紹了主要部件的設計，實驗臺裝配圖及主要零件圖的繪制，該實驗臺的基本原理是通過液壓系統(tǒng)提供動力帶動剪式升降機對實驗平臺進行升降，電機帶動齒輪傳動進行平臺的旋轉。</p><p>　　關鍵詞：多功能，綠色環(huán)保，液壓系統(tǒng)。</p><p>　　Design

5、 of multi-functional bench</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Multi-function bench is an important auxiliary platform for teachers to upgrade teaching quality, Teachers through this m

6、ulti media platform bench, originally slight dull boring theoretical knowledge by operation expressed to the students, Creating a new atmosphere of classroom education Multi-function bench compared with the original teac

7、hing bench having its unique features, Occupies little space, and has environmental protection.</p><p>　　In this paper multi-function bench is designed with the cost of overhead, In order to achieve better e

8、conomy,Improvements on the basis of the original performance bench, not only meets theteachers and students in teaching and research requirements, also improves the safety factor to protect the safety of students and tea

9、chers. </p><p>　　This paper describes the design process of multi-function bench in detail, introduces the main components of the design, bench assembly drawing and mapping of the main parts, The basic princ

10、iple of the bench is driven by hydraulic system powered scissor lift platform for lifting the experiment, motor drives the rotation of the platform gear.</p><p>　　Keywords: multi-function ,environmental prot

11、ection,hydraulic system.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　

12、　1.1多功能實驗臺的來源1</p><p>　　1.2多功能實驗臺的意義2</p><p>　　1.3多功能實驗臺市場發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　2多功能實驗臺結構分析與總體設計3</p><p>　　2.1多功能實驗臺的方案設計4</p><p><b>　　2.2方案評價4</b&

13、gt;</p><p>　　2.3多功能實驗臺的總體設計5</p><p>　　3液壓升降臺設計計算和校核6</p><p>　　3.1液壓動力系統(tǒng)計算和校核6</p><p>　　3.2 液壓傳動及連桿機構系統(tǒng)的計算與校核7</p><p>　　3.2.1 液壓傳動設計7</p><p&

14、gt;　　3.2.2 連桿機構系統(tǒng)的計算與校核7</p><p>　　3.3電機旋轉傳動系統(tǒng)的設計與校核10</p><p>　　3.3.1 電機的選型與校核10</p><p>　　3.3.2 圓錐齒輪的設計與校核12</p><p>　　3.4總裝圖及工作原理17</p><p><b>　　4

15、結論18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　附錄21</b></p><p>　　附錄圖1 多功能實驗臺裝配圖</p><p>　　附

16、錄圖2 剪式升降機構裝配圖</p><p>　　附錄圖3 實驗臺平臺圖</p><p>　　附錄圖4 小錐齒輪圖</p><p>　　附錄圖5 大錐齒輪圖</p><p>　　附錄圖6 長軸零件圖</p><p>　　附錄圖7 短軸零件圖</p><p>　　附錄圖8 連桿零件圖&

17、lt;/p><p>　　附錄圖9 機座零件圖</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1多功能實驗臺的來源</p><p>　　最初的實驗臺只是多個實驗儀器的簡單的集合，計算機技術的出現(xiàn)使得實驗臺在集成性、可靠性方面有了質的發(fā)展，目前先進的實驗臺大多是集計算機硬件、軟件模塊和相關實驗儀器為一體

18、的綜合實驗裝置，有的實驗臺還采用了虛擬仿真技術和網(wǎng)絡技術，使實驗臺有了很高的科技含量。學科以及專業(yè)的不同，相應實驗臺的構建原理和組成部分也是不相同的，但大部分的實驗臺都有兩個重要的組成部分，即控制部分和數(shù)據(jù)采集部分。不同時期的實驗臺的控制方式和數(shù)據(jù)采集方式是不同的。現(xiàn)在實驗臺的設計都加強了計算機技術的應用，其中PLC技術和單片機技術是最常用的技術之一。目前的實驗臺大致可分為三大類：數(shù)據(jù)檢測類實驗臺、演示類實驗臺、裝置檢驗類實驗臺。<

19、;/p><p>　　多功能實驗臺將會向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，虛擬實驗和虛擬儀器技術代表了未來實驗技術的發(fā)展方向，工業(yè)發(fā)達的國家已經將虛擬儀器技術廣泛應用于航天、通訊、生物醫(yī)學、地球物理、電子、機械等各個領域，進行工程技術工作和科學研究。具有虛擬仿真技術的實驗臺具有以下幾種優(yōu)點：(1)可操作性用計算機虛擬儀器代替昂貴易損的實驗設備，使用者操縱計算機鍵盤可反復調整儀器各部位，屏幕實時以動畫畫面顯示儀器的各種指示及儀器內

20、部結構的動作。(2)可設計性在利用虛擬儀器進行實驗時，允許用戶自行設定各種實驗的初始參數(shù)，調整儀器進行實驗，通過屏幕觀察實驗現(xiàn)象，分析判斷。良好的交互性實驗不是一種單純的操作訓練，操作者通過實驗需要理解實驗思想，在做仿真實驗時，對參數(shù)的不同設定和操作儀器過程中，能很直觀地觀察和理解其物理意義。同時還可調用專家系統(tǒng)對操作者的操作、參數(shù)設定進行指導和評估，使專家的指導與學生的獨立思考步步緊扣,生動地把教與學融于一體。仿真實驗雖然能夠較好地滿

21、足新的教育需求，但由于受虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展的限制，這種實驗模式在目前還難以完全取代真實的實驗，由于實驗具有很強的實踐性。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　二十一世紀社會對人才的需求不僅要求專業(yè)知識扎實、知識面廣，而且要求解決實際問題的能力強。在工程型、研究型大學的教學注重知識的積累同時，還要加強學生的思維能力、實踐能力、開拓創(chuàng)新

22、能力的培養(yǎng)。實驗室作為高等教學和科研的重要基地，承擔著培養(yǎng)國家專門人才對學生進行實踐能力培養(yǎng)和實施全面教育、創(chuàng)新教育的重要任務。如何把學生推到實驗主體的位置上，充分挖掘和發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，引導他們向自己的未知領域邁進是至關重要的。隨著我國經濟的快速可持續(xù)發(fā)展，教育部對科教事業(yè)的經費投入逐漸增加，高校作為培養(yǎng)人才的重要基地，有著極為重要的地位，在教育師資力量不斷提升的同時，學校的硬件設施也在不斷完善，其中實驗室有著重要的作用，而實

23、驗臺作為實驗室的主要設備扮演著關鍵角色。通過系統(tǒng)的教學訓練使學生掌握各種機械傳動裝置,構筑產品研發(fā)的工程思維,對工程問題綜合分析和評估。豐富和鞏固理論知識的同時,確立和強化了學生的工程回歸意識，激發(fā)了學生的求知欲,體現(xiàn)了“以人為本”的教育理念。由此可見多功能實驗臺在當今的素質教育中有著重要的作用，因此開發(fā)出新型的多功能實驗臺有著重大的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.3多功能實驗臺市場發(fā)展現(xiàn)狀</p>

24、;<p>　　目前較為先進的是PLC控制的氣動實驗臺，它結合了氣動、電子和計算機技術的優(yōu)點，以PLC作為主控單元的電一氣動閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而大大簡化了老式氣動實驗臺的結構，提高了可靠性，增加了擴展、開發(fā)的柔性度。液壓與氣動控制一樣在工業(yè)中有著廣泛的應用，液壓實驗臺通過對泵和閥的控制實現(xiàn)液壓傳動，傳統(tǒng)的液壓實驗設備大多由繼電器電路控制，自動化程度低，而且液壓回路實現(xiàn)單一。為適應各類教學科研及機械工程對液壓實驗臺要求的也不斷提

25、高，利用先進的控制技術(如PLC技術、單片機技術，微機控制技術等)開發(fā)新實驗臺或對原有實驗臺進行技術改造。將液壓技術與先進的控制技術有機結合，實驗臺自動化程度極大提高。</p><p>　　2多功能實驗臺設計與總體設計</p><p>　　2.1多功能實驗臺的方案設計</p><p>　　伴隨科技迅速發(fā)展，與之匹配的相關科學實驗的硬件設施都得以提升，當今的實驗臺較多

26、注重考慮機電一體化，不論是實驗者實驗過程體驗，還是實驗效果，都是比常規(guī)實驗臺有質的區(qū)別。</p><p>　　要確定多功能實驗臺的方案設計，首先我們確認了傳動機械多功能實驗臺采用機械上模塊化組合（如設計中中升降與旋轉符合一起構成一個模塊組合）、電器上單元獨立于集中控制的總體方案設計。</p><p>　　多功能實驗臺的結構組成</p><p>　　傳動機械多功能實驗

27、臺的結構如下圖所表示，尺寸寬大的操作實驗臺中間開剖了一個空缺，在空缺之處放置了一臺“剪叉式垂直升降機構”，是有液壓系統(tǒng)配備液壓缸來實現(xiàn)此功能，在平臺上可以根據(jù)設計行程任意升降，升降機構上面配置了升降小平臺，小平臺上安裝一電機（三相異步單機即可，可帶變頻調速），通過圓錐齒輪實現(xiàn)十字交叉式傳動，從而推動上面的小托板360°旋轉。見圖2-1。</p><p>　　該系統(tǒng)主要是有三個部分組成：一是機械傳動部分；

28、二是控制部分；三是檢測部分。</p><p>　　在機械傳動部分，電機直連兩配對的圓錐齒輪，帶動轉盤；控制部分由計算機，PKSF晶閘管整流調速設備以及其他操作臺組成。檢測部分主要是有光電開關與機械行程控制開關來實現(xiàn)。</p><p>　　圖2-1多功能實驗臺總體設計方案</p><p><b>　　2.2方案評價</b></p>

29、<p>　　符合市場需求，同時又能符合教學實際使用的多功能實驗臺應該不僅在外觀包裝上能讓人耳目一新，同時又要在整體結構布置上與原有常規(guī)實驗臺有質的區(qū)別。因此本設計方案評價重點應該在機電一體化部分上。</p><p>　　2.3多功能實驗臺的總體設計</p><p>　　（1）總體設計的內容</p><p>　　總體設計是機械系統(tǒng)內部設計的主要任務之一，也是

30、進行系統(tǒng)技術設計的依據(jù)?？傮w設計對機械的性能、尺寸、外形、質量及生產成本具有重大的影響。</p><p>　　總體設計的主要內容有：</p><p>　　本多功能實驗臺采用橫向與縱向結合布置的模式，為拓展學生思維留有余地。</p><p><b>　　本實驗臺主要參數(shù)：</b></p><p>　　平臺尺寸：長度3000

31、mm×寬度2000mm×750mm</p><p>　　總體可升降高度相較于實驗臺平面：上升高度差1600mm，下降230mm。</p><p>　　總體方案設計如下圖：</p><p>　　本實驗臺總體方案設計思路見下圖2-2</p><p>　　圖2-2 多功能實驗臺總體方案設計</p><p>

32、;　　具體參數(shù)見后邊第三部分。</p><p><b>　?。?）總體布置設計</b></p><p>　　本多功能實驗臺主要考慮為學院級教師輔導使用，首先充分考慮外觀性，</p><p>　　不管是尺寸上，還是高度都能適合各老師的使用，同時將剪叉式升降機構置入 </p><p>　　實驗臺中間，充分節(jié)省了空間，同時為學

33、生展示實驗時觀摩具有較大意義，</p><p>　　按照要求，實驗臺表面要求拋光處理，然后用804強力膠粘接EPAM膠，考慮了實驗臺的使用壽命。同時本實驗臺在機構布置上，以搭載式展示于教師前面。</p><p>　?。?）總體主要參數(shù)的確定 參數(shù)主要涉及機械功能參數(shù)，以及電氣控制與檢測部分：</p><p><b>　　1）機械參數(shù)化設計</b&g

34、t;</p><p>　　實驗臺主要技術性能指標應滿足有關傳動機械產品性能實驗的標準要求，如“圓錐齒輪”結構與強度，電機輸出轉速等。</p><p>　　本次設計主要數(shù)據(jù)如下（含不確定設計部分）：</p><p>　　輸出轉速為200-360轉/分，因此考慮相應的電機與齒輪的參數(shù)；</p><p><b>　　電機功率；</b

35、></p><p><b>　　液壓缸參數(shù)設計；</b></p><p>　　2）控制系統(tǒng)參數(shù)設計</p><p><b>　　a.供電系統(tǒng)</b></p><p>　　三相四線制AC380V經空氣開關，送至交流接觸器，小空氣開關分別將電能分配到整流主電路、電機勵磁電路，輔助控制及繼電操作回路

36、中去。</p><p>　　b.電動機主電路供電系統(tǒng)</p><p>　　三相AC380V經接觸器，整流變壓器，快速熔斷器送至三相全控橋式電路，其輸出端經平波電抗器及用于正反轉切換的接觸器送至電動機電樞回路，兩相AC380V直徑接送至電機勵磁主電路中去。</p><p>　　3液壓升降臺設計計算和校核</p><p>　　3.1液壓動力系統(tǒng)計

37、算和校核</p><p>　　液壓系統(tǒng)的設計在本升降臺的設計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設計，它與主機的設計是緊密相關的，往往要同時進行，所設計的液壓系統(tǒng)應符合主機的拖動、循環(huán)要求。還應滿足組成結構簡單，工作安全可靠，操縱維護方便，經濟性好等條件。 本升降臺對液壓系統(tǒng)的設計要求可以總結如下：</p><p>　　升降臺的升降運動采用液壓傳動，可選用遠程或無線控制，升降機的升降運動由液壓缸的伸縮運

38、動經轉化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為 0~2500，負載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件選擇液壓缸。</p><p>　　液壓缸實現(xiàn)兩側擺臂同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結構合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般，滿足自重所傳遞的載荷力。</p><p>　　3.2 液壓傳動及連桿機構系統(tǒng)的計算與校核</p><p>

39、　　本設計主要考慮機械參數(shù)是液壓泵站連接液壓缸設計，同時考慮與之匹配的連桿機構的強度計算與校核。</p><p>　　3.2.1 液壓傳動的計算與校核</p><p>　　1）速度和載荷計算 </p><p>　　參考國內升降臺類產品的技術參數(shù)可知，最大起升高度為1500時，其平均起升時間，液壓升降臺設計時間為45，就是從液壓缸活塞開始運動到活塞行程末端所用時間大約

40、為45，設本升降臺的最小氣升降時間為40,最大起升時間為50，由此便可以計算執(zhí)行元件的速度值，=0.15。</p><p>　　液壓缸的速度在整個行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度比較小，因此速度變化不明顯，形成終了時有一個減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機在整個工作過程中無明顯的加減速階段，其運動速度比較平穩(wěn)。</p>

41、;<p>　　2）執(zhí)行元件的載荷計算及變化規(guī)律 </p><p>　　執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運動必須克服其阻力才能運行，因此在本次計算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運動的切削力，運動部件之間的摩擦阻力，密封裝置的摩擦阻力，起動制動或換向過程中的慣性力，回油腔因被壓作用而產生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力。</p><p>　　液壓

42、缸的有效工作壓力可查詢手冊獲取： </p><p>　　由于該液壓缸的推力即牽引力為10，這樣我們可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2。 </p><p>　　液壓缸的作用力及時液壓缸的工作是的推力或拉力，該升降臺工作時液壓缸產生向上的推力，因此計算時只取液壓油進入無桿腔時產生的推力：F= PA。</p><p>　　3）液壓缸體尺寸的確定</p>

43、<p>　　1.根據(jù)液壓缸的實際工況，計算出外負載的大小，然后參考如下表格選用合適的工作力。</p><p>　　表3-1液壓缸工作壓力的確定</p><p>　　2.活塞桿直徑與缸筒內徑的計算：</p><p>　　受拉時：=（0.3-0.5）</p><p>　　受壓時：=（0.5-0.55） （<5）</p>

44、<p>　　=（0.6-0.7） （57）</p><p><b>　　=0.7（>7）</b></p><p>　　經過如上公式計算，最終確定我選用液壓缸直徑為100，活塞桿直徑為60。</p><p>　　3.2.2 連桿機構的計算與校核</p><p>　　所有連桿采用鉸鏈式連接，所有力集中在最

45、后一根短軸上。因此可以做出如下的計算與校核</p><p>　　3.2.2.1用戶參數(shù)：</p><p><b>　　載荷：P 200</b></p><p>　　臺面尺寸：AB 600400</p><p>　　垂直行程： 150 </p><p>　　最低高度： 30</

46、p><p>　　起升速度 無特殊要求以4-6設計，載荷大時取小值，反之取大值。</p><p>　　下降速度 一般情況取，為計算方便，選擇=6，取=4.8。</p><p>　　根據(jù)臺面長度選臂連桿中心距：</p><p>　　臂連桿最大中心距=A-</p><p>　　——固定鉸耳側距離 320</p>

47、<p>　　——滾輪側距離 160</p><p>　　得到=600-（320+160）=120</p><p>　　根據(jù)垂直行程確定連桿數(shù) </p><p>　　連桿數(shù)n=（+）/=4 （n為整數(shù)）</p><p>　　材料屈服極限 Σs </p><p><b>　　臂管最大受力

48、</b></p><p><b>　　臂管截面模量 </b></p><p>　　臺面重量 600N</p><p>　　臂架重量 200N</p><p><b>　　臂管強度計算</b></p><p><b>　　σs (-)/</b&g

49、t;</p><p><b>　　=(++)</b></p><p>　　3.2.2.2油缸受力計算</p><p><b>　　油缸受力 </b></p><p><b>　　垂直行程</b></p><p><b>　　油缸行程</

50、b></p><p>　　=(++/2)/0.6</p><p>　　=(2009.8+600+200/2)/2150/600.6=7980N （3-1）3.2.2.3油缸支點的確定</p><p>　　上下鉸耳點應在閉合時選取，上點盡量朝上選、下點應盡量朝下選，增大起升角、減小起升力。起升角應大于等于200(有規(guī)定>150)

51、。油缸閉合時不干涉則不干涉，方鋼應在打開時選?。ù蜷_最大角度550），打開時不干涉閉合時則不干涉。</p><p><b>　　=2+-</b></p><p><b>　　=++ </b></p><p><b>　　——油缸行程</b></p><p><b>

52、　　——油缸固定行程</b></p><p><b>　　——油缸前備量</b></p><p><b>　　——油缸后備量</b></p><p>　　油缸行程初估： 垂直行程油缸行程</p><p>　　1-3連桿 31 </p><p

53、>　　4連桿 4.5:1</p><p>　　5連桿 6.1:1</p><p>　　電機功率計算：N=(QP/612)1.1</p><p><b>　　N——功率</b></p><p><b>　　Q——流量 L/</b></p><p>

54、<b>　　P——壓力Bar</b></p><p>　　剪叉式臂桿帶鉸斜置油缸舉升力計算；</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　=450 （3-3）</p><p><b>　　額定起升重量

55、（t）</b></p><p><b>　　工作臺重量 （t）</b></p><p><b>　　升降機構重量（t）</b></p><p><b>　　升降機構級數(shù)N</b></p><p>　　, ,d,a按結構需要確定，AB，AO，BO，，可根據(jù)已定參數(shù)求得

56、。角為變量。</p><p>　　3.3電機旋轉部分設計與校核</p><p>　　升降臺上搭載的電機旋轉平臺部分是采用三相異步電機帶動圓錐尺寸來傳動，因此需要做電機與圓錐齒輪的計算與校核。</p><p><b>　　圖3-1 電機圖</b></p><p>　　3.3.1 電機的設計與校核</p>&l

57、t;p>　　3.3.1.1電動機的功率確定</p><p>　　應根據(jù)生產機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。選擇時應注意以下兩點：</p><p>　　(1)如果電動機功率選得過小，就會出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動機被燒毀。</p><p>　　(2)如果電動機功率選得過大，就會出現(xiàn)“大馬拉小車

58、”現(xiàn)象，其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶電網(wǎng)不利，而且還會造成電能浪費。</p><p>　　要正確選擇電動機的功率，必須經過以下計算或比較：對于恒定負載連續(xù)工作方式，如果知道負載的功率(即生產機械軸上的功率)(kw)，可按下式計算所需電動機的功率P(kw)：P=/式中 為生產機械的效率，為電動機的效率，即傳動效率。</p><p>　　按上式求出的功率，不

59、一定與產品功率相同。因此，所選電動機的額定功率應等于或稍大于計算所得的功率。</p><p>　　3.3.1.2電動機類型和結構的選擇：</p><p>　　選擇Y系列三相異步電動機，此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結構簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械中。 </p><p>　　3.3.1.3電

60、動機容量選擇：</p><p>　　電動機所需工作功率為：</p><p>　?。?　 () （3-4）</p><p>　　＝V/1000 () （3-5）</p><p>　　因此=FV/（1000）(

61、) （3-6）由電動機至運輸帶的傳動總效率為：</p><p>　　=×××××× （3-7）</p><p>　　分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動、軸承、鏈傳動、軸承和鏈傳動的傳動效率。</p><p

62、>　　取=0.99，＝0.99，＝0.95，＝0.99，，=0.99，=0.96。則：0.99×0.99×0.95×0.99×0.96×0.99×0.99=0.867 （3-8） </p><p>　　所以：電機所需的工作功率：</p><p>　　= FV

63、/(1000) </p><p>　　=(2500×1.45)/(1000×0.867)=4.181 () （3-9）</p><p>　　因此根據(jù)如上計算，我們電動機選擇功率為</p><p><b>　　=4.18 ()</b></p><p>　　3.3.1.4確定電動機轉

64、速</p><p><b>　　由公式 得：</b></p><p>　　鏈輪工作轉速為： </p><p>　　r/min （3-10） </p><p>　　=135.9375r/min</p

65、><p><b>　　而鏈傳動比=2，</b></p><p>　　根據(jù)機械設計手冊推薦的傳動比合理范圍，取齒輪傳動比一級減速器傳動比范圍3。則總傳動比理論最大值為：。</p><p>　　故電動機轉速的可選范為</p><p><b>　　×</b></p><p>

66、　　=6 135.9375 r/min （3-11）</p><p>　　=815.625 r/min</p><p>　　則符合這一范圍的同步轉速且額定功率大于4.18的只有：Y160M2-8。</p><p>　　額定功率：=5.5 </p><p>　　滿載轉速：=720r

67、/min</p><p>　　電動機主要外形和安裝尺寸：如下圖所示</p><p>　　圖3-2 電機外形和安裝尺寸</p><p>　　因此我們選擇YC-90L-4電機作為動力源。</p><p>　　3.3.2 圓錐齒輪的設計與校核</p><p>　　3.3.2.1圓錐齒輪設計</p><p&

68、gt;　　與圓柱齒輪相比，圓錐齒輪其制造、裝配都比較復雜，所以除布置和其它特殊要求外盡量少用，兩圓錐齒輪軸線間夾角一般為90°，否則箱體加工和安裝調整都比較困難。 圓錐齒輪傳動振動和噪聲都比較大，應用于速度較低的傳動中，一般情況下速度V≤5，傳動比 i3，但是經研磨可用于高速傳動。 輪齒分布在截錐體上，垂直于輪齒的各剖面，齒廊大小是變化的，與其到錐頂?shù)木嚯x成正比。大端剛度大，小端剛度小，圓錐齒輪沿齒寬的載荷

69、分布不均勻。為簡化計算假定圓錐齒輪的強度與其當量齒輪相等，該當量齒輪是以圓錐齒輪齒寬中點處的參數(shù)為參數(shù)，這樣借助于當量齒輪把圓錐齒輪轉化為直齒圓柱齒輪，將當量齒輪參數(shù)代入圓柱齒輪強度計算公式。 </p><p>　　3.3.2.2設計參數(shù) 1) 以大端參數(shù)為標準參數(shù) m、α 、 2) 齒數(shù)比 u 3) 錐距R 4) 齒寬中點處平均分度圓直徑 d 5) 齒寬中點處當量齒輪dmv和當量齒數(shù)Z

70、mv </p><p>　　3.3.2.3輪齒的受力分析 在強度計算中，通常假設載荷沿齒寬均勻分布，并設其合力集中作用于齒寬中點。 </p><p>　　3.3.2.4本方案圓錐齒輪設計</p><p>　　由選定的電動機滿載轉速和工作機主動軸轉速</p><p>　　1.可得傳動裝置總傳動比為：</p><p&

71、gt;　　= (3-12)</p><p><b>　　2.接觸強度計算：</b></p><p>　　=95500 （Kw） （r/min）</p><p><b>　　=0.99</b></p><p>&

72、lt;b>　　(3-13)</b></p><p><b>　　3.計算</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　1)選用系數(shù)，=1.0</p><p>　　2)選動載荷系數(shù)，記為，=1.1</p><p><b>　　

73、3)取值，一般取</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　得到0.500</b></p><p>　　4)查得齒向載荷分布系數(shù)，=1.03</p><p><b>　　5)計算</b></p><p&

74、gt;<b>　　=，取= </b></p><p>　　故== （3-15）</p><p>　　4.彈性系數(shù)由機械手冊查得=188.9</p><p>　　5.節(jié)點系數(shù)由機械手冊查得=2.6</p><p><b>　　(1)查得=336</b>&

75、lt;/p><p>　　(2)由已知條件計算</p><p><b>　　=60r</b></p><p><b>　　=/</b></p><p>　　式中： n----嚙和次數(shù)</p><p>　　-----r/min</p><p>　　----每天

76、工作小時</p><p>　　N-----年300天/年小時/天</p><p><b>　　(3)計算 </b></p><p><b>　　(4)計算</b></p><p><b>　　(3-16)</b></p><p><b>　

77、　試選=, 則可得到</b></p><p><b>　　3.3.2.5校核</b></p><p>　　因為試選的Kv可能與實際不符合。</p><p>　　(1)模數(shù) 取標準值。可改變而達到選用適當m的目的，但u有變則需重新計算。

78、 </p><p>　　(2)按幾何關系計算</p><p>　　=m= (3-17)</p><p>　　= (1-) (3-18) </p><p>　　圓周速度Vm（平均直徑）</p><p><b>　　(

79、3-19)</b></p><p><b>　　由可以計算得到=</b></p><p><b>　　(4)校核</b></p><p>　　= （3-20）</p><p>　　與相差太大，則需重新選，再計算。</p><p>

80、;　　3.3.2.6校核齒根彎曲強度</p><p><b>　　(1)計算公式</b></p><p><b>　　（3-21）</b></p><p>　　(2)當量齒數(shù)計算 </p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　（

81、3-23） </p><p>　　（3-24） </p><p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　由當量齒數(shù)Zv查得齒形系數(shù)=2.57，=2.16</p><p>　　根據(jù)機械手冊查得齒根應力修正系數(shù)=1.60，=1.81</p>

82、<p><b>　　確定=Y </b></p><p><b>　　查得和</b></p><p><b>　　查得, </b></p><p><b>　　查得尺寸系數(shù)Yx</b></p><p><b>　　查得安全系數(shù)<

83、;/b></p><p>　　由此通過計算 和可比較 ， 的大小，取其中的</p><p><b>　　較大值。</b></p><p><b>　　校核彎曲強度</b></p><p><b>　　，符合要求。</b></p><p>　　3.3

84、.2.7幾何尺寸計算</p><p><b>　　1.分度圓直徑d</b></p><p><b>　　=m</b></p><p><b>　　=m</b></p><p><b>　　2.節(jié)錐</b></p><p><b

85、>　　=arctan</b></p><p><b>　　=-</b></p><p><b>　　3.節(jié)錐距R</b></p><p><b>　　4.齒寬b=</b></p><p><b>　　5.周節(jié)P=</b></p>

86、;<p>　　6.齒頂高 =1m</p><p>　　7.齒根高 =1.2m</p><p>　　8.齒頂間隙 =0.2m</p><p><b>　　9.齒頂圓直徑</b></p><p>　　m(Z+)=152 （3-26）</p&

87、gt;<p>　　m(Z+)=153 （3-27）</p><p><b>　　10.齒根圓直徑</b></p><p>　　m(Z-)=147 （3-28）</p><p>　　m(Z-)=146

88、 （3-29）</p><p>　　3.3.2.8受力分析</p><p>　　受力分析是比較重要，對于力學上的東西，受力圖可以直觀的讓我們進行計算，而且能加快計算的速度，提高效率。</p><p>　　下圖3-3就是一個受力分析圖。</p><p>　　圖3-3 受力分析圖</p><p&g

89、t;　　=-8062 （3-30）</p><p>　　=-= （3-31）</p><p>　　=-= （3-32）</p><p>　　最后確定兩個配對圓錐齒輪如下：大齒輪Z=50，小齒輪Z=25，通過電機驅動，外加變頻實現(xiàn)

90、速度微調。</p><p>　　3.4總裝圖及工作原理</p><p><b>　　圖4-1 </b></p><p>　　實驗臺工作原理:液壓系統(tǒng)通過執(zhí)行元件液壓缸將液壓能轉換成機械能，而控制調節(jié)元件可以對液體壓力、流量以及運動方向進行控制和調節(jié)，通過溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等閥操作液壓系統(tǒng)，提供動力由此帶動剪式升降機對實驗平臺進行升降，可以根

91、據(jù)實際情況，控制升降高度，而電機則可以帶動齒輪傳動使實驗平臺進行旋轉，由此實驗臺既可以升降又可以旋轉，達到了設計的最初設想。</p><p><b>　　4結 論</b></p><p>　　歷經數(shù)月時間本課題的畢業(yè)設計，在老師的指導和自己的努力奮斗下，最終完成了三維建模,實驗臺的總圖，主要零部件圖繪制及技術參數(shù)的設計，并順利地完成了說明書，通過本次設計，我發(fā)現(xiàn)多功

92、能實驗臺中的液壓缸和剪式升降機可以配合完成升降動作，而電機可以提供齒輪傳動使實驗平臺進行360°旋轉。</p><p>　　這次設計包括了多學科知識的運用，在設計過程中，我查閱了相關的書籍資料，提高了自己查閱資料獲得知識的學習能力，同時也加強我的思考能力，有助于以后的工作。</p><p>　　由于水平有限，必然有錯誤，希望各位老師和領導給予糾正和指導。</p>&

93、lt;p>　　以上是本人對這一個學期所完成的畢業(yè)設計的總結。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 黎望懷．旋轉透明式電子類多功能實驗臺的設計與實現(xiàn)[J]．實驗技術與管理．2009,(10)7:67-68</p><p>　　[2] 鄭玉巧，趙榮珍．自動化立體倉庫實驗臺的設計[J]．起重運輸機械．201

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99、</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄圖1 多功能實驗臺裝配圖</p><p>　　附錄圖2 剪式升降機構裝配圖</p><p>　　附錄圖3 實驗平臺圖</p><p>　　附錄圖4 小錐齒輪圖</p><p>　　附錄圖5 大錐齒輪圖<