頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　誠(chéng)信申明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本設(shè)計(jì)及其研究工

2、作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成設(shè)計(jì)時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)

3、計(jì)題目： 頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間伏案工作的人，尤其是電腦使用者。頸部按摩器可在工作時(shí)使用，要求安全、輕便、舒適；由于是針對(duì)頸部，因此按摩器工作時(shí)還必須輕柔、舒緩，且不影響使用者低頭工作。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　根據(jù)

4、課題要求進(jìn)行調(diào)查研究，了解按摩器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；</p><p>　　擬定并論證方案，確定主要技術(shù)參數(shù)；</p><p>　　成按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制結(jié)構(gòu)裝配圖；</p><p>　　按摩器主要零件設(shè)計(jì)，繪制零件圖。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[

5、1]濮良貴，紀(jì)名剛，等.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，2008.4</p><p>　　[2]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.3</p><p>　　[3]吳宗澤主編.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988</p><p>　　[4]卜炎主編.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[5]

6、謝聯(lián)先著.機(jī)械零件的承載能力和強(qiáng)度計(jì)算. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984</p><p>　　[6]王秀芝， 徐靜 領(lǐng)子造型與頸部運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性研究[J] 1 國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)， 2005</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

7、t;　　摘要：頸部按摩器是指專門針對(duì)頸部按摩的頸枕類產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)通過對(duì)頸部按摩器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使之能適應(yīng)不同人群需要且便于攜帶。本頸部按摩器包括包覆層、殼體、馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、控制電路、直流電源及一對(duì)按摩頭，馬達(dá)、電池及傳動(dòng)裝置均安置在殼體內(nèi)，傳動(dòng)裝置包括蝸桿，一對(duì)嚙合于蝸桿左右兩側(cè)的蝸輪和齒輪系，馬達(dá)的輸出軸與蝸桿同軸相連，驅(qū)動(dòng)該對(duì)輸出軸旋轉(zhuǎn)，該對(duì)按摩頭對(duì)應(yīng)安裝在所述傳動(dòng)輸出軸上，并突出于殼體外，殼體分別收容一齒輪傳動(dòng)系的左右傳動(dòng)裝置，左右

8、傳動(dòng)裝置均嚙合與蝸桿上，一扭簧也樞接于蝸桿上，且其末端分別抵于左右傳動(dòng)裝置安裝部，這樣，左右傳動(dòng)裝置便可繞馬達(dá)及蝸桿軸心作一定幅度的選裝，所以該按摩器可以根據(jù)頸部粗細(xì)對(duì)按摩頭艱巨進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，達(dá)到更好的按摩效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：頸部按摩，強(qiáng)度校核，便攜性</p><p>　　Neck message structure design</p><p>

9、　　Abstract:Neck massager refers to special neck massage neck pillow products.This design through the design of neck massager structure to meet the needs of different populations and easy to carry. The neck massager inclu

10、des a coating layer，shell，motor，transmission device， control circuit，DC power supply and a pair of massage head，motor，battery and transmission device are arranged in the casing body，driving device comprises a worm， worm

11、wheel and worm gear system to engage to the left and right sid</p><p>　　Keywords: transmission scheme neck massage，strength check，portability</p><p>　　目 錄 </p><p>&

12、lt;b>　　前言1</b></p><p><b>　　1緒論2</b></p><p>　　1.1本次設(shè)計(jì)的來源2</p><p>　　1.2本次設(shè)計(jì)研究背景及目的2</p><p>　　1.3本次設(shè)計(jì)研究的意義2</p><p>　　1.4有關(guān)頸部按摩器結(jié)構(gòu)及成本

13、國(guó)內(nèi)概況3</p><p>　　1.5本文研究的主要內(nèi)容4</p><p>　　2總體傳動(dòng)方案確定5</p><p>　　2.1傳動(dòng)類型的確定5</p><p>　　2.2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的確定5</p><p>　　3動(dòng)力裝置的選擇7</p><p>　　3.1確定電動(dòng)機(jī)功率7</

14、p><p>　　3.2電源的確定7</p><p>　　4傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比9</p><p>　　4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)9</p><p>　　4.3蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　4.4齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)

15、算13</p><p>　　5.0軸的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　5.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)18</p><p>　　5.2高速軸的設(shè)計(jì)18</p><p>　　5.3低速軸的設(shè)計(jì)20</p><p>　　5.4軸的校核21</p><p>　　5.4.1蝸桿軸的校核21</p

16、><p>　　5.4.2高速軸的校核23</p><p>　　5.4.3低速軸的校核25</p><p>　　5.5軸承的校核27</p><p>　　5.5.1蝸桿軸承的計(jì)算27</p><p>　　5.5.2高速軸軸承的計(jì)算27</p><p>　　5.5.3低速軸軸承的計(jì)算28&l

17、t;/p><p>　　5.6校核鍵連接的強(qiáng)度28</p><p>　　6按摩頭的設(shè)計(jì)30</p><p>　　6.1按摩頭外包覆層的選擇30</p><p>　　6.2按摩頭材料選擇30</p><p>　　6.3按摩頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)30</p><p>　　7整體結(jié)構(gòu)及控制調(diào)速電路設(shè)計(jì)32

18、</p><p>　　7.1調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)32</p><p>　　7.2外殼材料的選擇32</p><p>　　7.3整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32</p><p>　　7.4控制電路的設(shè)計(jì)33</p><p>　　7.5使用注意說明34</p><p><b>　　結(jié)論36<

19、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　按摩器是近幾年才出現(xiàn)的，隨著現(xiàn)在生活壓力的增大，現(xiàn)在市場(chǎng)上的按摩器材越來受到歡迎，其中的一

20、個(gè)原因就是保健按摩器材可以很方便的進(jìn)行按摩，省去了去保健按摩院的時(shí)間了?，F(xiàn)在的按摩器的主要原理就是根據(jù)物理學(xué)，仿生學(xué)，生物電學(xué)、中醫(yī)學(xué)以及多年臨床實(shí)踐而研制開發(fā)出的一種可以模仿保健按摩醫(yī)師的多種按摩手法的保健按摩器材。</p><p>　　頸部按摩器是指專門針對(duì)頸部按摩的頸枕類產(chǎn)品，通過或震動(dòng)或敲打或揉捏的按摩方式促進(jìn)頸部血液循環(huán)，緩解因長(zhǎng)期保持某一固定姿勢(shì)導(dǎo)致的頸部不適，從而達(dá)到緩解疲勞、有效預(yù)防頸椎病的功效。

21、目前市場(chǎng)上的頸部按摩器主要有振動(dòng)式、脈沖式和揉捏式幾種按摩方式。由于市場(chǎng)上頸部按摩器大多數(shù)體積較大且采用交流供電方式，這樣頸部按摩器攜帶不方便，為克服這些缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于改進(jìn)按摩器的便攜性，其次在于按摩機(jī)構(gòu)的工作原理設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算及校核。通過調(diào)查市場(chǎng)按摩器的各相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)主要包括動(dòng)力元件、傳動(dòng)原件、執(zhí)行原件及外殼，使按摩器使用時(shí)調(diào)整方便，且成本不高。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了所有課

22、程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們?cè)诋厴I(yè)前對(duì)所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，更是一次畢業(yè)總結(jié)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)在這四年的學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位，要求每位畢業(yè)生都能發(fā)揮所能，做好自己的設(shè)計(jì)，給自己的學(xué)業(yè)劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。在參加畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程中，指導(dǎo)老師梁雅琴老師給予了大力的支持和指導(dǎo)，在此，向梁老師表示衷心的感謝！</p><p>　　由于水平有限，設(shè)計(jì)中難免

23、有許多不足之處，敬請(qǐng)老師同學(xué)給予批評(píng)指正。</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1本次設(shè)計(jì)的來源</p><p>　　本課題屬于太原工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)指定設(shè)計(jì)內(nèi)容。是根據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的最新形勢(shì)和市場(chǎng)需求而確定的研究課題。對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)和生活有很大的實(shí)際意義。</p><p>　　1

24、.2本次設(shè)計(jì)研究背景及目的</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及人們生活節(jié)奏的不斷加快，人們?cè)絹碓街匾暽硇慕】?。目前我?guó)的“亞健康”人群的比重已達(dá)到70%左右，超過了9億人，而用推拿按摩進(jìn)行保健是我國(guó)中華醫(yī)學(xué)的傳統(tǒng)項(xiàng)目，因?yàn)槔嫌捉砸?，?yīng)用范圍十分廣泛。隨著具有保健功能的各種按摩器等產(chǎn)品出現(xiàn)。也因?yàn)樵谑婢弶毫?，緩解疲勞等方面的效果顯著而備受處于“亞健康”生活狀態(tài)的消費(fèi)者歡迎。巨大的需求與發(fā)展空間一定會(huì)讓各種類型

25、的家用按摩機(jī)械發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，成為健康產(chǎn)業(yè)的新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在豐厚的利潤(rùn)和發(fā)展空間的吸引下，我國(guó)的不少企業(yè)紛紛涉足按摩器具生產(chǎn)領(lǐng)域。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間伏案工作的人，尤其是電腦使用者。頸部按摩器可在工作時(shí)使用，要求安全、輕便、舒適；由于是針對(duì)頸部，因此按摩器工作時(shí)還必須輕柔、舒緩，且不影響使用者低頭工作。</p><p>　　1.3本次設(shè)計(jì)研究的意義</p>

26、<p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，相應(yīng)的社會(huì)節(jié)奏和工作壓力也隨之增大，人民需要放松自己來緩減工作的壓力和身心疲憊，因此各種人體保健機(jī)械走入大眾家庭。人民在長(zhǎng)時(shí)間的看書、寫字或在電腦前工作時(shí)，常常感到頸部肌肉酸痛，嚴(yán)重時(shí)還導(dǎo)致頸部不能轉(zhuǎn)動(dòng)，領(lǐng)用戶甚為煩惱和痛苦，因此，頸部按摩器應(yīng)運(yùn)而生。目前，對(duì)于人體的頸部的按摩主要有人為按摩和機(jī)械按摩，人為按摩為人工勞動(dòng)，其受人為因素影響較大，按摩質(zhì)量上很難到達(dá)保證，而且需要到制定的服務(wù)

27、場(chǎng)所，且還需要有專業(yè)的人士方可，不能隨時(shí)隨地的按摩；而對(duì)于機(jī)械按摩，現(xiàn)有的頸部按摩器的結(jié)構(gòu)大多都不能根據(jù)用戶頸部的粗細(xì)來適應(yīng)地調(diào)整兩按摩頭間的距離，而使用者的頸部有粗有細(xì)，若兩按摩頭間的距離相對(duì)使用者的頸部來說偏大，會(huì)按摩不到或按摩力度不夠，若偏小，會(huì)使得按摩力度太大，從而不能到達(dá)很好的按摩效果。</p><p>　　關(guān)鍵在于現(xiàn)有的頸部按摩器一般以按摩頭的側(cè)面對(duì)頸部進(jìn)行擠壓式按摩，這種按摩方式需要的動(dòng)力較大，所以

28、需要配置的馬達(dá)及其他結(jié)構(gòu)都比較笨重，從而是整體結(jié)構(gòu)笨重，不方便使用和攜帶。本設(shè)計(jì)可用按摩頭進(jìn)行接觸揉捏式按摩，可根據(jù)不同人需要調(diào)整按摩頭間的距離，且成本較低，可以滿足大眾需要。</p><p>　　1.4有關(guān)頸部按摩器結(jié)構(gòu)及成本國(guó)內(nèi)概況</p><p><b>　?。?）按摩椅</b></p><p>　　按摩椅制造商主要集中在廣東、浙江和福建

29、，山東和北京的產(chǎn)量也在上升。價(jià)格從400元到35000元都有，但是大多都在3000到20000元之間，一般采用鐵管架、PU革。低端產(chǎn)品具有基本結(jié)構(gòu)和按摩功能，采用PVC革，靠背可手動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)埋按摩頭，僅有背部振動(dòng)按摩，價(jià)格介乎500到10000元。除了振動(dòng)，中端產(chǎn)品還有揉捏、滾法、輕拍等按摩手法。有些產(chǎn)品小腿架內(nèi)置氣囊按摩小腿。坐椅可通過氣舉泵調(diào)節(jié)高度和角度。椅身采用PU革或PVC革。有些產(chǎn)品還具有MP3播放等娛樂功能。高端產(chǎn)品價(jià)格介于2

30、0000至35000美元之間，除了中端產(chǎn)品的所有功能，還在扶手處內(nèi)置氣囊以按摩胳膊。有些產(chǎn)品還能配合按摩的速度和強(qiáng)度播放音樂，具有熱療、紅外功能。椅身采用高檔PU革和真皮。有些高檔產(chǎn)品裝有傳感器，能根據(jù)用戶的身體曲線量身按摩，還提供同時(shí)指壓、拍打與振動(dòng)等按摩手法。采用通過RoHS認(rèn)證的馬達(dá)。新推出的按摩椅還有手狀塑料裝置用以按摩肩部。多數(shù)中高端產(chǎn)品都有USB接口、因特網(wǎng)連接線、收音機(jī)、揚(yáng)聲器、MP3及DVD播放器。</p>

31、<p><b>　?。?）按摩墊、枕</b></p><p>　　頸部按摩墊使用方便，可以和按摩椅相媲美，同時(shí)小巧輕便，受歡迎程度不斷升溫，產(chǎn)品線年增一到二成。此類產(chǎn)品具有振動(dòng)、撫推、輕拍等按摩手法，通常帶有汽車電源插頭。有時(shí)為了促銷，會(huì)做成色彩豐富的心型和水果造型。低端產(chǎn)品在100元以下，僅有振動(dòng)功能，表面采用PVC、T/C或者等級(jí)較低的桃皮絨，縫紉粗糙易破損。采用低密度海綿填

32、充，長(zhǎng)久使用后會(huì)變形。馬達(dá)和電子元件在本地采購、產(chǎn)品無認(rèn)證、使用壽命不到一年。中端產(chǎn)品介乎100到300元之間，采用PU革面或柔軟桃皮絨及高回彈海綿。有些產(chǎn)品具有收音機(jī)、MP3播放器等娛樂功能，按摩手法包括振動(dòng)、揉捏、輕拍等。馬達(dá)和電子元件有質(zhì)量認(rèn)證，壽命可達(dá)兩年。高端按摩墊在300元以上，采用真皮和記憶海綿，后者能夠迎合人體曲線，不易變形?？刹捎脽o線遙控器設(shè)置多種按摩程序，內(nèi)置收音機(jī)和MP3播放器。</p><p&

33、gt;　　1.5本文研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本文從利用仿生學(xué)入手模仿人手揉捏動(dòng)作，研究頸部按摩器結(jié)構(gòu)基本方案，重點(diǎn)在按摩機(jī)構(gòu)的工作原理設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算及校核。</p><p>　　（1）根據(jù)課題要求進(jìn)行調(diào)查研究，了解按摩器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；</p><p>　?。?）擬定并論證方案，進(jìn)行工作裝置關(guān)鍵部分機(jī)械工作原理設(shè)計(jì)，確定主要技術(shù)參數(shù)；&

34、lt;/p><p>　?。?）完成按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行工作裝置關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及強(qiáng)度計(jì)算繪制結(jié)構(gòu)裝配圖；</p><p>　?。?）按摩器主要零件設(shè)計(jì)，繪制零件圖。</p><p><b>　　2總體傳動(dòng)方案確定</b></p><p>　　2.1傳動(dòng)類型的確定</p><p>　　常見的傳動(dòng)形式有

35、機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)。其中：</p><p>　　機(jī)械傳動(dòng)主要有齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)。不同的傳動(dòng)方式有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　液壓傳動(dòng)傳遞相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、慣性小，速度、扭矩、功率均可無級(jí)調(diào)節(jié)，動(dòng)作響應(yīng)性快。液壓傳動(dòng)因有相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面不可避免地存在泄漏，液流動(dòng)過程中存在沿?fù)p失、局部損失和泄漏損失，傳動(dòng)效率較低

36、。</p><p>　　氣壓傳動(dòng)以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越，成本低，過載能自動(dòng)保護(hù)。但是由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差，噪聲較大。</p><p>　　電氣傳動(dòng)精確度高、節(jié)省能源、精密控制、改善環(huán)保水平、降低噪音、節(jié)約成本。但是其機(jī)械特性小，穩(wěn)定性差、傳遞功率小且

37、只能用于調(diào)速要求不高的場(chǎng)合。</p><p>　　因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)和液壓傳動(dòng)僅動(dòng)力原件就要占用很大的體積，電氣傳動(dòng)需要較高電壓來滿足工作條件，且設(shè)計(jì)成本有限采用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)就可以滿足要求。</p><p>　　2.2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的確定 </p><p>　　頸部按摩器結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)機(jī)械領(lǐng)域減速器結(jié)構(gòu)，可采用多種傳動(dòng)方案，采用如齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)均可以。但由

38、于鏈傳動(dòng)噪聲較大且有多邊形效應(yīng)，帶傳動(dòng)效率很低故均不采用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)一亮點(diǎn)為便攜性，故要合理安排各傳動(dòng)零件。若采用單極蝸桿或齒輪傳動(dòng)，首先按摩頭距離難以滿足要求，若加大零件尺寸則傳動(dòng)所占體積較大，而且與電動(dòng)機(jī)相連接會(huì)使按摩器過寬。所以采用考慮兩級(jí)傳動(dòng)，若采用兩級(jí)齒輪傳動(dòng)同樣與電動(dòng)機(jī)輸出軸相連接也會(huì)使得按摩器過寬。要克服這一問題考慮蝸輪蝸桿傳動(dòng)，它適用于空間垂直而不相交的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，這樣可

39、以使電動(dòng)機(jī)縱向放置。利用錐齒輪也可以將電動(dòng)機(jī)橫向放置，但兩個(gè)按摩頭需要兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)，為節(jié)省成本和空間不采用錐齒輪傳動(dòng)。故擬采用蝸桿減速和齒輪減速的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置一端連接動(dòng)力裝置，另一端連接按摩頭。</p><p>　　為了改善靈活性，即可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)按摩頭的距離，擬采用類似于門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可繞合頁轉(zhuǎn)動(dòng)的形式。按摩器由“兩翼”組成，兩按摩頭分別裝在“兩翼”兩翼可按軸心旋轉(zhuǎn)一定的角度，軸心處裝有扭矩彈

40、簧，用以恢復(fù)原來的角度。</p><p><b>　　3動(dòng)力裝置的選擇</b></p><p>　　3.1確定電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，市場(chǎng)上大部分各類按摩器均為交流電源，所以功率較大。本設(shè)計(jì)考慮到為便攜式按摩器，擬采用直流電源，而且頸部為人體較為敏感的部位，所需力度不是很大。</p><p>　　選

41、取電動(dòng)機(jī)功率時(shí)根據(jù)按摩器能達(dá)到的最大力度來設(shè)計(jì)計(jì)算，初擬頸部按摩頭的最大轉(zhuǎn)速為150，根據(jù)所設(shè)計(jì)按摩頭，與頸部所接觸的部分轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　按摩頭頭部與頸部皮膚接觸，查閱相關(guān)資料，根據(jù)人體皮膚的阻尼系數(shù)，需要克服摩擦力和壓力，每個(gè)單個(gè)按摩頭頭部大致需要25N的力[17]。</p><p>　　工作裝置所需功率： [1] &l

42、t;/p><p>　　其中，，工作裝置的效率本例考慮蝸輪蝸桿齒輪及其軸承的效率雙頭蝸桿效率為0.80，齒輪傳動(dòng)效率為0.96，滾動(dòng)軸承的效率為0.99，電動(dòng)機(jī)輸出軸與蝸桿軸的效率0.97。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以工作裝置所需的功率為： </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，為防止皮膚粗糙

43、或按摩器佩戴不當(dāng)引起過載，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.0w。所以電動(dòng)機(jī)選擇“華銳”牌型號(hào)545，額定功率為5w，其額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，基本尺寸為37.5*30。電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)型式以及其中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可由表查得。</p><p><b>　　3.2電源的確定</b></p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率選擇可以反復(fù)充電放電的鋰電池供電，因?yàn)殇囯姵啬芰勘?/p>

44、較高、使用壽命長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有可以使用10，000次的記錄，自放電率很低，重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5，綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)，使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5--2.5個(gè)小時(shí)內(nèi)就充滿電。</p><p>　　所以選取“3.7V

45、、2000mAh”的電池，并選配與之適應(yīng)的充電器。</p><p>　　4傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　從電動(dòng)機(jī)3000rpm到按摩頭轉(zhuǎn)速150rpm，總傳動(dòng)比達(dá)到1：20，直接利用單機(jī)減速（蝸輪蝸桿減速）可達(dá)到要求，但是這中方案會(huì)使傳動(dòng)零件過大，且兩按摩頭間距離達(dá)不到要求，所以采用蝸輪蝸桿

46、減速和圓柱齒輪減速的二級(jí)減速裝置。蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比可以大一些，傳動(dòng)比為1：10，為避免傳動(dòng)效率過小，所以采用雙頭蝸桿傳動(dòng)。圓柱直齒輪傳動(dòng)比為1：2。</p><p>　　4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)</p><p><b>　　各軸的轉(zhuǎn)速如下：</b></p><p><b>　　蝸桿軸</b></p>&l

47、t;p><b>　　高速軸</b></p><p><b>　　低速軸</b></p><p>　　4.3蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型</p><p>　　根據(jù)GB/T10085—1988的推薦，采用漸開線蝸桿(ZI) 。</p><p&g

48、t;<b>　?。?）選擇材料</b></p><p>　　考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿采用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先

49、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由傳動(dòng)中心距：</p><p><b>　　[1]</b></p><p>　?、俅_定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　按，估取效率=0.8，則</p><p><b>　?、诖_定載荷系數(shù)K</b></p><p>　

50、　因工作載荷有輕微沖擊，取載荷分布不均系數(shù)=1[1]；</p><p><b>　　取使用系數(shù)[1]；</b></p><p>　　由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)[1]；</p><p><b>　　則由 [1]。</b></p><p><b>　?、鄞_定彈性影響系數(shù)</b&

51、gt;</p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=160[1]。</p><p><b>　?、艽_定接觸系數(shù)</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值=0.25，取=3.33[1]。</p><p><b>　?、荽_定許用接觸應(yīng)力</b></p&g

52、t;<p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，砂模鑄造， 蝸桿螺旋齒面硬度小于45HRC，可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=150[1]。</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</b></p><p><b>　　[3]</b></p><p><b>　　壽命系數(shù)</b>&

53、lt;/p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?、抻?jì)算中心距</b></p><p>　?、呷≈行木郺=20mm，因i=10，取模數(shù)m=1mm， 蝸桿分度圓直徑=8mm這時(shí)=0.4查得接觸系數(shù)=2.74[1]。因?yàn)?lt;，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。</p><p>　?。?）蝸桿與

54、蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸</p><p><b>　?、?蝸桿</b></p><p>　　軸向尺距mm[4]；</p><p><b>　　直徑系數(shù)；</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑[4]；</b></p><p><b>　

55、　齒根圓直徑[4]；</b></p><p>　　分度圓導(dǎo)程角[4]；</p><p>　　蝸桿軸向齒厚mm[4]。</p><p><b>　?、?蝸輪</b></p><p><b>　　蝸輪齒數(shù) ；</b></p><p><b>　　變位系數(shù)mm

56、；</b></p><p>　　演算傳動(dòng)比，這時(shí)傳動(dòng)誤差比為，是允許的；</p><p>　　蝸輪分度圓直徑mm[4]；</p><p>　　蝸輪喉圓直徑=20+2[1×(1.5-0.5)]=22mm[4]；</p><p>　　蝸輪齒根圓直徑[4]；</p><p>　　蝸輪咽喉母圓半徑[4]。

57、</p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　[1]</b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù)[1]；</b></p><p>　　根據(jù)查得齒形系數(shù):[1]；</p><p><b>　　螺旋角系數(shù)；</b></

58、p><p>　　許用彎曲應(yīng)力:[4]；</p><p>　　由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=29[1]；</p><p><b>　　壽命系數(shù)[1]；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　所以可見彎曲強(qiáng)度是滿足的。</p&g

59、t;<p><b>　?。?）驗(yàn)算效率</b></p><p><b>　　[4]；</b></p><p>　　已知=21.8°；；與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。</p><p>　　用插值法查得=0.0268[1]， 代入式中得=0.93，大于原估計(jì)值，因此不用重算。</p><p&g

60、t;　?。?）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定</p><p>　　考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089—1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB/T10089—1988。查得蝸桿的齒厚公差為 =71μm[4]， 蝸輪的齒厚公差為 =140μm[4]；蝸桿的齒面和頂圓的表面粗糙度均為1.6μm[4]， 蝸輪的齒面和頂圓的表面粗糙度為1.6μm和

61、3.2μm[4]。</p><p>　?。?）計(jì)算蝸輪上的力</p><p>　　4.4齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　?。?）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；</p><p>　?。?）選用8級(jí)精度；</p><p>　?。?）材料選擇：

62、選擇小齒輪材料為HT250，硬度為170HBS，大齒輪材料為HT300，硬度為210BS[1]，二者材料硬度差為40HBS；</p><p>　?。?）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　按設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 </p><p><b>　　≥2.32[1]&l

63、t;/b></p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　?、僭囘x載荷系數(shù)Kt＝1.3</p><p>　?、谟?jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　③選取尺寬系數(shù)φd＝0.5[1]</p><p>　?、懿榈貌牧系膹椥杂绊懴禂?shù)[1]</p><p>　?、莅待X面

64、硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa，大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限MPa[1]；</p><p><b>　?、抻?jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　?。?0n1jLh＝603001（43652）＝5.256</p><p>　?、卟榈媒佑|疲勞壽命系數(shù):＝1，＝1[1]</p><p>　?、嘤?jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力&l

65、t;/p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，</p><p><b>　　（2）計(jì)算</b></p><p>　?、僭囁阈↓X輪分度圓直徑d1t，代入中較小的值。由</p><p><b>　　≥ [1]</b></p><p><b>　　==10.91mm

66、</b></p><p><b>　?、谟?jì)算圓周速度V</b></p><p>　　V===0.17m/s [4]</p><p><b>　?、塾?jì)算齒寬b</b></p><p>　　b=φd=0.5×10.91mm=5.455mm</p><p>　

67、?、苡?jì)算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù) ===0.5455mm</p><p>　　齒高 =2.25×0.545mm=1.227mm</p><p><b>　　=4.445</b></p><p><b>　?、萦?jì)算載荷系數(shù)。</b></p><

68、p>　　根據(jù)v=0.17m/s，8級(jí)精度，動(dòng)載系數(shù)=1.05[1]；</p><p><b>　　直齒輪=1；</b></p><p>　　查得使用系數(shù)KA=1[1]；</p><p>　　8級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， =1.450[1]；</p><p>　　由b/h，=1.450；</p>

69、<p><b>　　=1.40[1]；</b></p><p>　　故載荷系數(shù)==1×1.03×1×1.450=1.49。</p><p>　?、薨磳?shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：</p><p>　　==mm=11.41mm [1]</p><p><b>　　

70、⑦計(jì)算模數(shù)m </b></p><p>　　m=mm=0.57mm</p><p>　　3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><b>　　m≥ [1]</b></p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p

71、>　?、俨榈眯↓X輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=100Mpa、大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=110MPa[1]；</p><p>　?、趶澢鷫勖禂?shù)=0.97、=0.98[1]；</p><p>　?、塾?jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 </p><p>　　=（）/S==69.28Mpa</p>

72、<p>　　= （）/S==77Mpa [1]。</p><p><b>　?、苡?jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　==1×1.03×1×1.450=1.49</p><p><b>　?、莶槿?yīng)力校正系數(shù)</b></p><p>　　查得 =1.55

73、；=1.67 [1]</p><p><b>　?、薏槿↓X形系數(shù)</b></p><p>　　查得； =2.40 [1]</p><p>　?、哂?jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　==0.0626</b></p><p><b>　　==0.05

74、20</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　(2)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　m≥=0.49mm [1]</p><p>　　對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=0.6mm</p><p>　　小齒輪齒數(shù) =/m=

75、10.91/0.6=18.18（取20）</p><p>　　大齒輪齒數(shù) ==220=40</p><p>　　4、幾何尺寸和力的計(jì)算</p><p><b>　　(1)計(jì)算中心距</b></p><p>　　a=(+)/2=(12+24)/2=18mm</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪相關(guān)

76、直徑</p><p>　　小齒輪分度圓直徑 =m=200.6=12mm [3] ；</p><p>　　大齒輪分度圓直徑 =m=400.6=24mm [3]；</p><p>　　小齒輪齒頂圓直徑 [3]；</p><p>　　小齒輪齒根圓直徑 [3]；</p><p>　　大齒頂圓直徑 [3]；</p>

77、<p>　　大齒根圓直徑 [3]；</p><p><b>　　(3)計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　b=φd=6mm</b></p><p><b>　?。?）力的大小</b></p><p><b>　　5、小結(jié)</b>&

78、lt;/p><p><b>　　由此設(shè)計(jì)有</b></p><p><b>　　5.0軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　5.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）蝸桿軸與電機(jī)輸出軸可與電動(dòng)機(jī)輸出軸用聯(lián)軸器相聯(lián)，采用微型膜片聯(lián)軸器，具體型號(hào)為EKL型緊湊型

79、。在蝸桿軸的另一端采用帶有外環(huán)的套筒通過殼體定位，滾動(dòng)軸承裝在套筒內(nèi)，通過蝸桿軸軸肩固定。右側(cè)軸承右端通過殼體固定，左側(cè)通過軸肩固定。為保證蝸桿與蝸輪具有足夠的接觸長(zhǎng)度，以及避免安裝誤差，所以傳動(dòng)螺旋線部分取15mm。套筒外裝有扭矩彈簧，用于調(diào)節(jié)按摩器角度。</p><p><b>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖5.1 蝸桿軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</

80、p><p>　　1-2段用于安裝聯(lián)軸器3mm，軸頸為3mm；</p><p>　　2-3段用于安裝深溝球軸承，型號(hào)選為1000084，軸承左端通過軸肩固定，右端通過軸承端蓋固定。取本段長(zhǎng)度為5mm，與深溝球軸承相配合的軸頸為4mm；</p><p>　　3-4段、5-6段為避免與蝸桿嚙合蝸輪與殼體相觸且要求蝸桿與蝸輪嚙合位置居中，各取4mm，1mm軸頸為5mm；<

81、/p><p>　　4-5段為蝸桿螺旋線部分取17mm。</p><p><b>　　所以高速軸總長(zhǎng)為:</b></p><p>　　取軸端倒角為1.2*45°，各軸肩處的圓角為1.6。</p><p><b>　　5.2高速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、總結(jié)

82、以上的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2、初步確定軸的直徑</p><p>　　初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼。</p><p>　　由公式 ，但傳遞功率很小，所以初選軸頸4mm.</p><p><b>　　3、選軸承</b></p><p>　　根據(jù)軸頸選深溝球軸承1000084，

83、通過查手冊(cè)[5]得d=4mm，B=3mm。</p><p>　　4、由于軸上小齒輪e1.6，所以將軸做成齒輪軸[10]。</p><p><b>　　5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　由于小齒輪做成齒輪軸，軸上只需安裝蝸輪和定位套筒以及軸承。</p>

84、;<p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　圖5.2 高速軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　L=++=18mm</b></p><p>　　1-2段軸我們?nèi)?mm ，直徑4mm ，與1-2相配合的為深溝球軸承，右端用殼體定位，左端通過軸肩定位。</p><p>

85、;　?、冢?-3段取1mm，直徑6mm；</p><p>　　4-5段取1mm，直徑6mm。</p><p>　?、郏?-6段取4mm，直徑5mm，蝸輪左端用套筒定位，右端通過軸肩進(jìn)行定位。</p><p>　?、埽?-7段取4mm，直徑4mm，與6-7段相配合的為深溝球軸承，左端通過軸承定位，右端用軸肩定位。</p><p>　?。?）軸上

86、零件得周向定位</p><p>　　本軸上需要周向定位的零件為蝸輪，通過平鍵連接，根據(jù)軸段直徑5mm取平鍵bh=22。</p><p>　　同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾 動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸的的倒角和圓角</p>&

87、lt;p>　　取軸端倒角為1.2*45°[1]，各軸肩處的圓角為1.6。</p><p><b>　　5.3低速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2、初步確定軸的直徑</p><p>　　初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼。</p>

88、<p>　　由公式 ，但傳遞功率很小，所以初選軸頸5mm。</p><p>　　為保證大齒輪和小齒輪充分嚙合，所以距離一定要準(zhǔn)確。根據(jù)高速軸上小齒輪的分布狀況合理布置低速軸上大齒輪。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖5.3 低速軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1-2段與

89、軸承配合，選用型號(hào)為1000084的深溝球軸承，取為3mm，軸承左側(cè)通過套筒位，右側(cè)通過殼體定位，軸頸為4mm；</p><p>　　2-3段為了與高速軸的長(zhǎng)度保持一致，取為5mm，軸頸為5mm；</p><p>　　3-4段為軸環(huán)取為1mm；</p><p>　　4-5段安裝大齒輪并安裝軸承，且配合軸承型號(hào)為1000086的深溝球軸承，軸承左端靠軸承端蓋定位，右端

90、靠套筒定位。齒輪左側(cè)用套筒固定，右側(cè)通過軸環(huán)定位，套筒高度低于軸承內(nèi)圈的高度，否則不便于安裝拆卸，且為了與小齒輪能夠嚴(yán)格的嚙合，取套筒長(zhǎng)為2mm，軸頸為6mm。長(zhǎng)度取為11mm；</p><p>　　5-6段與軸承配合而要伸出殼體外與按摩頭配合取為5mm，軸頸取為6mm。與軸頸配合的軸承型號(hào)選為100086深溝球軸承，5-6段取1mm的退刀槽。</p><p><b>　　5.4

91、軸的校核</b></p><p>　　5.4.1蝸桿軸的校核</p><p>　　與電動(dòng)機(jī)相連的蝸桿軸,蝸桿上的力可有蝸輪軸上力推出。</p><p><b>　　切向力： </b></p><p><b>　　軸向力： </b></p><p><b&g

92、t;　　徑向力： </b></p><p>　　2、首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值，計(jì)算跨距為28mm。</p><p>　　3、根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，計(jì)算支反力。</p><p>　　由于蝸桿兩側(cè)均有蝸輪嚙合，所以蝸桿兩側(cè)的徑向力抵消，且軸向力方向相同，將軸向力簡(jiǎn)化到軸上后轉(zhuǎn)矩也相互抵

93、消，所以蝸桿軸彎矩為零</p><p>　　圖5.4 蝸桿軸扭矩圖</p><p>　　4、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩和最大扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度），≈0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取≈0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取≈0.6）</p><p&g

94、t;<b>　　計(jì)算軸的應(yīng)力</b></p><p><b>　　[1]</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，由軸常用材料性能表查得[]=60MPa,<[]因此故安全。</p><p>　　5.4.2高速軸的校核</p><p>　　1、計(jì)算高速軸的上的載荷(上文已經(jīng)求出）

95、。 </p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值，計(jì)算跨距為17mm[3]。</p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　圖5.5 高速軸扭矩圖</p><p>　　圖5.6 高速軸彎矩圖</p><p>　　4、按彎扭合成應(yīng)

96、力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩和最大扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度），≈0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取≈0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取≈0.6）</p><p><b>　　計(jì)算軸的應(yīng)力</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，由軸常用材料性能表查

97、得[]=60MPa因此 <[]，故安全。</p><p>　　5.4.3低速軸的校核</p><p><b>　　1、計(jì)算軸上載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值，計(jì)算跨距為16mm。</p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭

98、矩圖</p><p>　　圖5.7 低速軸彎矩圖</p><p>　　圖5.8 低速軸扭矩圖</p><p>　　(負(fù)號(hào)表示方向相反）</p><p>　　按摩頭連接軸處存在的扭矩</p><p><b>　　所以。</b></p><p>　　4、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)

99、度</p><p><b>　　計(jì)算軸的應(yīng)力</b></p><p><b>　　[1]</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，由軸常用材料性能表查得[]=60MPa，因此<[]，故安全。</p><p><b>　　5.5軸承的校核</b></p

100、><p>　　5.5.1蝸桿軸承的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)槲仐U上支反力為零，所以軸承必定安全，不需要校核。</p><p>　　5.5.2高速軸軸承的計(jì)算</p><p>　　在前面計(jì)算蝸輪軸時(shí)采用1000086號(hào)深溝球軸承，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　基本額定靜載荷： </p>&l

101、t;p>　　基本額定動(dòng)載荷： </p><p>　　由上可知右端軸承所受的載荷與左端軸承相差不多，所以對(duì)受力較大軸承進(jìn)行校核，如果該軸承滿足要求，則另一端端軸承必滿足要求。</p><p><b>　?。?）：求比值</b></p><p><b>　　軸承所受徑向力 </b></p><

102、;p>　　(2)查表得，X=1，Y=0，，取 [1]。則</p><p>　?。?）：驗(yàn)算軸承的壽命</p><p>　　按要求軸承的最短壽命為（工作時(shí)間）</p><p>　　根據(jù)公式（對(duì)于球軸承取 ） 所以所選的軸承滿足要求。</p><p>　　5.5.3低速軸軸承的計(jì)算</p><p>　　在前面計(jì)算低速

103、時(shí)采用1000084號(hào)深溝球軸承和100085號(hào)深溝球軸承，按照承受能力較小的軸承計(jì)算，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　基本額定靜載荷： </p><p>　　基本額定動(dòng)載荷： </p><p>　　(負(fù)號(hào)表示方向相反）</p><p><b>　　（1）求比值</b></p>&

104、lt;p><b>　　軸承所受徑向力</b></p><p>　　(2)查表得，X=1，Y=0，，取。則</p><p>　　（3）驗(yàn)算軸承的壽命</p><p>　　按要求軸承的最短壽命為（工作時(shí)間）</p><p>　　根據(jù)公式（對(duì)于球軸承?。┧运x軸承滿足要求。</p><p>　　

105、5.6校核鍵連接的強(qiáng)度</p><p>　　軸和輪一般7級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。</p><p>　　轂的材料都是鑄鐵，鍵的材料為鋼，由表查鑄鐵的許用擠壓用力[3]取中間值，。</p><p>　　鍵的工作長(zhǎng)度取為4mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 。由式可得：</p><p>

106、;<b>　　[3]</b></p><p>　　同理低速軸上的強(qiáng)度為 [3]</p><p><b>　　故各鍵均滿足要求。</b></p><p><b>　　6按摩頭的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1按摩頭外包覆層的選擇</p><p>　

107、　按摩器的工作性能即舒適性直接取決于工作時(shí)人體的舒適性，按摩器中的按摩頭與人體接觸界面是影響舒適性的一個(gè)重要因素，它主要取決于按摩頭上包覆層的配置。在按摩器的使用過程中，人體與按摩頭不能夠直接接觸，必須增加耐磨層和軟墊層，其中耐磨層可用耐磨網(wǎng)布，避免按摩頭在使用過程中與衣物纏繞。海綿厚度對(duì)按摩器的使用性能要求很大，軟墊層使用海面層來分散按摩頭的壓力，隨著包覆層中的軟墊層的厚度的增加，按摩的舒適度也隨之同時(shí)上升，但是當(dāng)海面層厚度超過2cm

108、時(shí)，過厚的海面層會(huì)導(dǎo)致按摩頭對(duì)人體的壓力過于分散，從而使按摩效果不明顯。</p><p>　　按摩器在頸部進(jìn)行揉捏式按摩時(shí)，猶豫頸部較為敏感需要采用0.5cm左右的海面層。通過這些按摩觸頭的按摩手法可以對(duì)肌肉進(jìn)行放松，起到促進(jìn)血液循環(huán)、緩解神經(jīng)緊張、緩解疲勞以及促進(jìn)新陳代謝等功能。同時(shí)由于促進(jìn)了血液的循環(huán)，對(duì)減少皮膚皺紋還很有幫助。</p><p>　　6.2按摩頭材料選擇</p&g

109、t;<p>　　由于按摩頭外已經(jīng)選取各種包覆層，所以按摩頭材料選擇比較簡(jiǎn)單，選擇強(qiáng)度夠高的硬質(zhì)塑料就可以。因?yàn)榘茨︻^與包覆層接觸，所以材料要求耐磨且具有良好的剛性，所以根據(jù)查閱相關(guān)資料選擇價(jià)廉的POM塑料。</p><p>　　POM （Polyoxymethylene）：聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛（簡(jiǎn)稱POM） 又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等為原料聚合所得，是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程材料。具有良好的

110、物理、機(jī)械和化學(xué)性能，尤其是有優(yōu)異的耐摩擦性能。聚甲醛是一種沒有沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。聚甲醛是一種表面光滑，有光澤的硬而致密的材料，淡黃或白色，可在-40- 100°C溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。它的耐磨性和自潤(rùn)滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油，耐過氧化物性能。</p><p>　　6.3按摩頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖6.1 按

111、摩頭結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　按摩部位每側(cè)各有一個(gè)按摩頭，各按摩頭圓盤上分別有兩個(gè)按摩觸頭，兩個(gè)按摩觸頭相隔180度，按摩頭每旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)觸頭旋轉(zhuǎn)360度。每個(gè)按摩出頭底部均通過類似于加強(qiáng)肋板的結(jié)構(gòu)連接，這樣可以進(jìn)一步提高按摩頭的強(qiáng)度。</p><p>　　7整體結(jié)構(gòu)及控制調(diào)速電路設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)</p><p&

112、gt;　　對(duì)于機(jī)械裝置的傳統(tǒng)調(diào)速裝置主要通過改變傳動(dòng)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，如改變齒輪傳動(dòng)比，但本設(shè)計(jì)采用這種方式顯然操作不方便而且空間結(jié)構(gòu)會(huì)很大。此外還有利用變頻器通過調(diào)整電源頻率來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變按摩頭轉(zhuǎn)速，但本設(shè)計(jì)采用直流電源，不存在變頻問題。故本設(shè)計(jì)的變速裝置采用微型PWM調(diào)速器，直流電機(jī)調(diào)速器（PWM調(diào)速器）就是調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)速度的設(shè)備，由于直流電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速大力矩的特點(diǎn)，是交流電動(dòng)機(jī)無法取代的， 因此調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)速度的設(shè)備—直

113、流調(diào)速器，由于它的特殊性能、常被用于直流負(fù)載回路中、燈具調(diào)光或直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速，直流電機(jī)的調(diào)速方案一般有下列3種方式：1、改變電樞電壓；2、改變激磁繞組電壓；3、改變電樞回路電阻。 最常用的也就是本設(shè)計(jì)可以采用的方式是調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，即1（改變電樞電壓）。</p><p>　　HW-1020微型調(diào)速器就是利用脈寬調(diào)制(PWM)原理制作的馬達(dá)調(diào)速器。它可以滿足體積小調(diào)速方便的需要。</p><p&g

114、t;　　7.2外殼材料的選擇</p><p>　　按摩器外殼可以用廉價(jià)金屬制造便可以滿足要求，但是金屬外殼會(huì)對(duì)電路的控制產(chǎn)生一定的影響，所以選擇塑料外殼，選用性價(jià)比比較好的聚苯硫醚（PPS），其性能如下：PPS，中文名稱叫聚苯硫醚。它具有硬而脆、結(jié)晶度高、難燃、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度較高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。PPS是工程塑料中耐熱性最好的品種之一，熱變形溫度一般大于260度、抗化學(xué)性僅次于聚四氟乙烯，流動(dòng)性僅次于尼龍

115、。此外，它還具有成型收縮率?。s 0.08%），吸水率低（約0 .02%），防火性好、耐震動(dòng)疲乏性好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　7.3整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　按摩器的電動(dòng)機(jī)、各傳動(dòng)軸等均裝在殼體內(nèi)，按摩頭裝在殼體之外。為便于使按摩器的按摩部位與人體接觸，不用人為控制按摩器的工作，在按摩器外部包裹一層與人體貼合的包布層，整個(gè)包布層覆蓋頸部上側(cè)，并通過肩頸部，穿過腋下最后連接在背

116、部，用粘扣帶固定，而且可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)粘扣帶粘扣位置來改變按摩頭對(duì)頸部的壓力，用戶可以根據(jù)自己的需要調(diào)整，但不能過松或過緊以免按摩沒有效果或力道過重。這樣使整個(gè)按摩器裝置固定在頸部。直流充電電池和控制電路安裝在肩部前側(cè)以便于使用者進(jìn)行控制。</p><p>　　在按摩器外殼上要留有散熱的通風(fēng)口，用彼此平行的縫隙組成。而且還要留有與電池連接的充電器接口。</p><p>　　圖7.1 按摩器外

117、形圖</p><p>　　7.4控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　按摩器的控制部分固定在肩部前側(cè)，包括電源開關(guān)、正反轉(zhuǎn)按鈕、力度調(diào)節(jié)按鈕?？刂撇糠值目刂齐娐穲D如下：</p><p>　　圖7.2 控制電路示意圖</p><p>　　按下開關(guān)可以使按摩器運(yùn)行，本控制裝置中有正反裝按鈕，按下正反轉(zhuǎn)按鈕可以使按摩頭向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)速器設(shè)有兩個(gè)

118、檔位，一個(gè)“強(qiáng)”檔，一個(gè)“弱”檔。</p><p><b>　　7.5使用注意說明</b></p><p>　　（1）本頸部按摩器以模擬人體手部按摩，通過機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)促進(jìn)人體按摩部位的肌肉放松，促進(jìn)血液循環(huán)，加速新陳代謝、并調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)從而達(dá)到健身，理療的目的。但是只能用于舒緩人體頸部長(zhǎng)期勞累造成的疲勞，主要針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間伏案工作的人，尤其是電腦使用者。并不能到達(dá)醫(yī)療的目的，

119、所以本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于按摩保健領(lǐng)域，若有頸椎病患者使用本按摩器并不能達(dá)到治療疾病的效果。</p><p>　?。?）在使用前一定要檢查按摩器的導(dǎo)線、插頭、外殼等是否完好，使用電壓與市電壓是否一致。</p><p>　　（3）每次使用按摩器時(shí)間一般最多30分鐘。若在按摩過程中或在按摩后，身體感覺不適，應(yīng)暫停使用。</p><p>　?。?）根據(jù)需要，選擇開關(guān)“強(qiáng)”、“弱

120、”位置，開始使用時(shí)，可先把開關(guān)調(diào)至“弱”檔，待按摩少許時(shí)間后，若無不適感覺，可調(diào)至“強(qiáng)”檔。</p><p>　?。?）若按摩時(shí)出汗大多，應(yīng)用毛巾擦干后再按摩，這樣即安全，效果又好。</p><p>　?。?）不宜在洗澡時(shí)以及較潮濕的地方使用按摩器以及對(duì)按摩器進(jìn)行充電，也不要讓水濺到按摩器上，以兔發(fā)生電擊的危險(xiǎn)。</p><p>　?。?）在按摩過程中，如出現(xiàn)按摩頭

121、不動(dòng)、劇振松脫或響聲過大等不正常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)掉開關(guān)，仔細(xì)檢查，排除故障后方能再使用。</p><p>　?。?）在空腹、飽食、醉酒和劇烈運(yùn)動(dòng)后，嚴(yán)禁使用按摩器。</p><p>　　（9）只能使用220V交流電對(duì)按摩器進(jìn)行充電，要注意操作時(shí)的用電安全；按摩器不應(yīng)受到撞擊、受潮，更不能讓水濺到按摩器上。</p><p><b>　　結(jié)論</b>

122、</p><p>　　光陰荏苒，轉(zhuǎn)眼間四年的大學(xué)就要結(jié)束了。作為畢業(yè)之前的最后一次練兵，也為了把所有的知識(shí)串聯(lián)起來，我們進(jìn)行了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。為我們的大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)，也為我們即將開始的工作提供了很好的練兵機(jī)會(huì)。</p><p>　　頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是在調(diào)查了市場(chǎng)上現(xiàn)有按摩器種類的基礎(chǔ)上，了解各類按摩器的工作原理后，主要對(duì)頸部按摩器內(nèi)部各傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，從而提高效率

123、、降低經(jīng)濟(jì)成本，節(jié)約工裝費(fèi)用。其最大的特性是便攜性，即用戶在頸部疲勞酸痛的時(shí)候可以使用它，其工作時(shí)不需要接交流電源，而且不用手扶，佩戴方便安全。頸部按摩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于傳動(dòng)的工作原理分析，進(jìn)行工作裝置關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算及校核。所以本身設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)有采用直流電源（充電鋰電池），功率低節(jié)能，不用一次性電池供電經(jīng)濟(jì)低碳方便；通過蝸桿軸上的扭矩彈簧可以調(diào)整兩按摩頭的距離，因此可以適應(yīng)不同用戶的需要；利用微型PWM調(diào)速器就可以進(jìn)行