電動輪椅車設(shè)計

《電動輪椅車設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電動輪椅車設(shè)計（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、-電動輪椅車設(shè)計eeee指導(dǎo)教師：ee 摘要：文中首先分析了國內(nèi)外各種輪椅的狀況，在比照總結(jié)各自優(yōu)缺點的根底上，由于直流電機的額定輸出轉(zhuǎn)矩較低，缺乏以驅(qū)動后輪抑制地面摩擦阻力傳動，根據(jù)國內(nèi)實際情況，提出了一種含有機械傳動減速機構(gòu)的電動輪椅，基于這種方案，設(shè)計了與之相匹配的減速器及其他傳動機構(gòu)，該方案采用直流電機經(jīng)減速器與鏈條連接到后軸，以減低輸出轉(zhuǎn)速，增大輸出轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計理論及方法、對驅(qū)動方式進展分析和再設(shè)計，優(yōu)化車身骨架構(gòu)造，添加必要的輔助功能裝置，利用計算機輔助設(shè)計軟件構(gòu)建輪椅及各零部件三維模型，為新型低本錢電動輪椅的設(shè)計開發(fā)打下了一定根底，提供了一種供參考的驅(qū)動方案和骨架構(gòu)造。 關(guān)

2、鍵字：電動輪椅；設(shè)計；機械系統(tǒng)；. z.-The design of electric wheelchairee(ee)Tutor : eeAbstract: This paper first analyzes the domestic and foreign various wheelchair status, based on paring the advantages and disadvantages, because the rated output torque DC motor is low, not enough to drive the rear wheel to overe

3、 the ground friction transmission, according to the actual situation, proposed the electric wheelchair with a mechanical reduction gear mechanism, based on this driving scheme, design of the reducer and other transmission mechanism is matched, the DC motor through reducer and the chain is connected

4、to the rear a*le, so as to reduce the output rotation speed, increase the output torque. Use the modern mechanical design theory and method, analyze and re-design the drive mode.Optimize the body frame structure. And add some necessary accessibility devices. Use puter aided designsoftware to build a

5、 three-dimensional model of the wheelchair and its ponents. This design of the electric wheelchairs mechanical systems has lay a certain foundationfor the new type low-cost electric wheelchair and has given a reference scheme about drive modeand body frame structure.Keywords:wheelchair; design; mech

6、anical system. z.-目 錄1 序言11.1選題的目的及其研究意義11.2課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和開展趨勢11.2.1電動輪椅的現(xiàn)狀11.2.2電動輪椅的開展趨勢21.2.3研究方法21.2.4應(yīng)用領(lǐng)域21.3主要研究內(nèi)容、途徑及技術(shù)路線32 電動輪椅驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及主要參數(shù)42.1設(shè)計內(nèi)容42.2驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計42.2.1輪椅驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案分析及選擇42.2.2前輪轉(zhuǎn)向式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計62.3 主要尺寸73 驅(qū)動電機選型84蓄電池選用125 減速器設(shè)計145.1計算傳動裝置的參數(shù)145.2齒輪的設(shè)計計算155.2.1齒輪材料和熱處理的選擇155.2.2按齒面接觸

7、強度計算15. z.-5.2.3齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算165.2.4按齒根彎曲強度設(shè)計齒輪175.2.5幾何尺寸計算196 鏈輪設(shè)計217 電動輪椅整體設(shè)計237.1車身骨架設(shè)計237.2控制系統(tǒng)設(shè)計248 總結(jié)26致謝28參考文獻29. z.-1 序言 電動輪椅是一種以蓄電池為能源、電子裝置控制驅(qū)動的動力輪椅車。使用者可通過控制裝置自行驅(qū)動輪椅車行進。適用于高位截癱、偏癱及下肢功能障礙者使用，是一種比較理想的康復(fù)和代步工具。1.1選題的目的及其研究意義隨著生活水平的提高，人們對老年人和殘疾人的關(guān)注度日漸提高，各種各樣的電動式輪椅進入消費者的視線。我國的輪椅開展比較緩慢，直到20世紀90年代后

8、，隨著中國人口的老齡化越來越嚴重，輪椅才有了較快的開展。輪椅是老年人和肢體傷殘者不可缺少的康復(fù)和代步工具?，F(xiàn)有的輪椅以手動居多，存在一定缺乏，缺乏動力效能不能滿足使用者日常生活和出行需要，長時間使用會讓人感到疲勞，而且在實際使用中通常需要人員輔助。目前市面上的電動輪椅價格不菲，普通家庭消費不起，局部是以改變電機的電流來實現(xiàn)控制輪椅速度，這不僅對電機損耗較大，而且功能不夠全面，平安系數(shù)較低，實用性不強。如當(dāng)遇到刮風(fēng)或者爬坡時，有時會很難前進。由于直流電機的額定轉(zhuǎn)速一般較高，遠高于輪椅平穩(wěn)行駛時后輪所要求的轉(zhuǎn)速，而直流電機的額定輸出轉(zhuǎn)矩又較低，缺乏以驅(qū)動后輪抑制地面摩擦阻力轉(zhuǎn)動，所以，必須在直流電

9、機輸出端設(shè)置減速器，以減低輸出轉(zhuǎn)速，增大輸出轉(zhuǎn)矩。1.2課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和開展趨勢1.2.1電動輪椅的現(xiàn)狀1.國內(nèi)電動輪椅開展簡況 國內(nèi)對電動輪椅的研究較晚，尤其是智能電動輪椅，研究還不完善，但近幾年開展很快。國內(nèi)廠商生產(chǎn)的電動輪椅大局部為四輪式和六輪式，一般都具有調(diào)速、翻越簡單路障和防傾倒等功能。雖然國內(nèi)電動輪椅研究還不太完善，但在一定的根底上還是有所提高的。例如有些生產(chǎn)商在原有輪椅的研究上，創(chuàng)造出利用驅(qū)動左、右動力后輪的左、右電機串聯(lián)連接設(shè)計，從而具有差動速度功能，使電動輪椅行駛時穩(wěn)定舒適、轉(zhuǎn)向可靠。近幾年，還出現(xiàn)了手扶電動、可爬梯以及站立式電動輪椅。2.國外電動輪椅開展簡況自198

10、6年英國開場研制第一輛智能輪椅以來，許多國家投入較多資金研究智能輪椅。如美國麻省理工學(xué)院WHEELESLEY工程、法國VAHM工程、德國烏爾姆大學(xué)MAID老年人及殘疾人助動器工程、Bremen Autonomous Wheelchair工程、西班牙STAMO工程、加拿大AAI公司TAO工程、歐盟TIDE工程等。1989年法國開場研究VAHM工程，第一階段的智能輪椅由輪椅、pc486、超聲波傳感器、人機界面和一個可匹配用戶身體能力轉(zhuǎn)換的圖形屏幕組成設(shè)置為手動、自動、半自動三種模式，手動時輪椅執(zhí)行用戶具體指令和行動任務(wù)；自動狀態(tài)時用戶只需選定目標，輪椅控制整個系統(tǒng)，此模式需要高度的可靠性；半自動模

11、式下用戶與輪椅分享控制。為了更好適應(yīng)用戶需求，研究者在康復(fù)中心進展了一系列調(diào)查，得出結(jié)論：系統(tǒng)必須是多功能的，不僅應(yīng)適應(yīng)殘障人士的生理和認知能力，也應(yīng)適應(yīng)環(huán)境的構(gòu)造和形態(tài)。在此根底上，經(jīng)改良后研制出第二代產(chǎn)品，相對于第一代產(chǎn)品，其功能更豐富，面向用戶范圍更廣，性價比更好，改良了大量控制。高性能電動輪椅的生產(chǎn)廠家集中在國外，技術(shù)較先進的國家有美國、德國、英國、瑞典、日本和比利時等。生產(chǎn)的電動輪椅功能強大，除一般功能外，還有可記憶地圖、自動導(dǎo)航、避障、自動行走、與用戶交互等功能，構(gòu)造也多種多樣，有四輪式、三輪式、六輪式和履帶式等多種多樣，性能也較優(yōu)秀，除能適應(yīng)城市中平坦路況外，有些還能登山越野，適

12、應(yīng)較大坡度和不平度的路況。近幾年，國外在高檔輪椅方面又有了很大的開展，例如IBOT智能輪椅，不僅能夠輕松平穩(wěn)地在崎嶇和很大坡度的路面行駛，還能夠上下樓梯，而且可以利用2個后輪站立或行走。在日本，還創(chuàng)造了一種靠臉部表情來控制的高級電動輪椅，使用者只需在頭上系上一根特殊的帶子，然后通過改變表情就可以實現(xiàn)輪椅的運動。1.2.2電動輪椅的開展趨勢隨著機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)的進步，電動輪椅的研究朝著高性能、多功能、智能化和人性化的方向開展。智能輪椅不但可以為老年人和殘疾人提供一種良好的代步工具，而且可以具有自主導(dǎo)航、自主避障、人機對話等效勞機器人所具有的各種功能，因而可以幫助殘疾人和老年人

13、提高自己的生活自理能力和工作能力，使他們更好地融入社會.1.2.3研究方法初期的研究，賦予輪椅的功能一般都是低級控制，如簡單的運動、速度控制及避障等。隨著機器人控制技術(shù)的開展，移動機器人大量技術(shù)用于輪椅，電動輪椅在更現(xiàn)實的根底上，有更好的交互性、適應(yīng)性、自主性。1.2.4應(yīng)用領(lǐng)域隨著科學(xué)技術(shù)的開展，電動輪椅的強大功能不僅適用于年老體弱的老年人和重度殘疾的傷患，同樣的，它也適合于大型車間工人的代步工具。1.3主要研究內(nèi)容、途徑及技術(shù)路線為了改變我國輪椅的現(xiàn)狀，解決人們對高品質(zhì)生活的追求，因此，設(shè)計一款含有減速器裝置以減低輸出轉(zhuǎn)速，增大輸出轉(zhuǎn)矩的電動輪椅有很重要的意義，并將給老年人和殘疾人士的生活

14、帶來極大的幫助。1.31具體研究內(nèi)容1.充分了解電動輪椅的構(gòu)造特點及構(gòu)造，并進展市場調(diào)查，分析研究現(xiàn)有電動輪椅的優(yōu)缺點以及可改良之處。特別是調(diào)速原理。2.搜集各類電動輪椅的資料，包括相關(guān)國家標準及最新成果。3.設(shè)計多個方案，并從選出總體設(shè)計方案后對總體設(shè)計進展細化。1輪椅驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計。 包括驅(qū)動及轉(zhuǎn)向方案的分析和選擇、驅(qū)動及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體設(shè)計、電動機選型、減速器設(shè)計、其他傳動裝置設(shè)計、蓄電池選擇等。重點是減速器的設(shè)計，計算減速范圍以及車輪輸出轉(zhuǎn)矩。 2輪椅車身骨架設(shè)計。 包括人體坐姿分析、前后輪布置、骨架各組成部件形狀和尺寸設(shè)計等。3輪椅整體三位建模。 包括各零部件的建模和裝配，總裝配和生

15、成二維工程圖。4.對設(shè)計進展校核，確保方案的可行性。1.32主要研究途徑和技術(shù)路線利用所學(xué)知識和參考國內(nèi)外電動輪椅文獻資料，對輪椅機械系統(tǒng)進展討論、畫草圖、分析、減速器設(shè)計，初步確定多種方案，計算減速器的轉(zhuǎn)矩范圍并進展校核來確定最終方案。優(yōu)化車身骨架構(gòu)造，添加必要的輔助功能裝置，利用計算機輔助設(shè)計軟件構(gòu)建輪椅及各零件三維模型。2.電機選擇2.1電動機選擇倒數(shù)第三頁里有東東選擇電動機類型選擇電動機容量電動機所需工作功率為：；工作機所需功率為：；傳動裝置的總效率為：；傳動滾筒滾動軸承效率閉式齒輪傳動效率聯(lián)軸器效率代入數(shù)值得：所需電動機功率為：略大于即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級；型號

16、 Y160M-4.功率為11kW確定電動機轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動比1總傳動比(2)分配動裝置各級傳動比取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比則低速級的傳動比2.1.4 電機端蓋組裝CAD截圖圖2.1.4電機端蓋2.2 運動和動力參數(shù)計算電動機軸高速軸中間軸低速軸滾筒軸3.齒輪計算3.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一般工作機器，速度不高，應(yīng)選用7級精度GB 10095-88。3材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)

17、。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強度設(shè)計由機械設(shè)計設(shè)計計算公式10-21進展試算，即確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1試選載荷系數(shù)1。2由機械設(shè)計第八幅員10-30選取區(qū)域系數(shù)。3由機械設(shè)計第八幅員10-26查得，則。4計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。5由機械設(shè)計第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)6由機械設(shè)計第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7由機械設(shè)計第八幅員10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。9由機械設(shè)計第八幅員10-19取接觸疲勞壽命系數(shù);。10計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，平安系數(shù)S=1，由機械設(shè)計第八版式10-12得1

18、1許用接觸應(yīng)力計算1試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm2計算圓周速度3計算齒寬及模數(shù)=2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.014計算縱向重合度0.318124tan=20.735計算載荷系數(shù)K。使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級精度，由機械設(shè)計第八幅員10-8查得動載系數(shù)由機械設(shè)計第八版表10-4查得的值與齒輪的一樣，故由機械設(shè)計第八幅員 10-13查得由機械設(shè)計第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.26按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式10-10a得7計算模數(shù)3.3按齒根彎曲強度設(shè)計由式10-17確定計算參數(shù)1計算載荷系數(shù)。

19、=2.092根據(jù)縱向重合度，從機械設(shè)計第八幅員10-28查得螺旋角影響系數(shù)3計算當(dāng)量齒數(shù)。4查齒形系數(shù)。由表10-5查得5查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機械設(shè)計第八版表10-5查得6由機械設(shè)計第八幅員10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；7由機械設(shè)計第八幅員10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；8計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞平安系數(shù)S1.4,由機械設(shè)計第八版式10-12得9計算大、小齒輪的并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算比照計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒面齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸

20、疲勞強度得的分度圓直徑100.677mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 ，則 取3.4幾何尺寸計算計算中心距a=將中以距圓整為141mm.按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。計算大、小齒輪的分度圓直徑計算齒輪寬度圓整后取.低速級取m=3;由取圓整后取表 1高速級齒輪：名稱代號計算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑表 2低速級齒輪：名稱代號計算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計4.1低速軸求輸出軸上的功率

21、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 假設(shè)取每級齒輪的傳動的效率,則求作用在齒輪上的力因低速級大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力 及軸向力 的初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機械設(shè)計第八版表15-3,取 ,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標準GB/T 5014-2003或手冊,選用L*4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 L=112mm

22、,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.軸的構(gòu)造設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案圖4-12根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 根本游子隙組 、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm14

23、0mm36mm，故 ；而。3取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。4軸承端蓋的總寬度為20mm由減速器及軸承端蓋的構(gòu)造設(shè)計而定。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長49.5mm3-4段直徑

24、65mm4-5段軸長85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長54.5mm6-7段直徑65mm3軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩求作用在齒輪上的力1因低速級小齒輪的分度圓直徑為：2因高速級

25、大齒輪的分度圓直徑為：初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-2初步選擇滾動軸承.1因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 根本游子隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；2取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，

26、軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。3取安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直徑齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-

27、2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩假設(shè)取每級齒輪的傳動的效率,則求作用在齒輪上的力因低速級大齒輪的分度圓直徑為初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很

28、小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標準GB/T 5014-2003 或手冊,選用L*2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.4軸的構(gòu)造設(shè)計擬定軸上零件的裝配方案圖4-3根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸

29、承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 根本游子隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故；而，mm。3取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4軸承端蓋的總寬度為20mm由減速器及軸承端蓋的構(gòu)造設(shè)計而定。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取。5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=14mm*9m

30、m ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=45mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：表4-3功率10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長80mm1-2段直徑30mm2-3段軸長45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長45mm3-4段直徑31.75mm4-5段軸長99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長26.75mm6-7段直徑45

31、mm5.齒輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建模1在上工具箱中單擊按鈕，翻開新建對話框，在類型列表框中選擇零件選項，在子類型列表框中選擇實體選項，在名稱文本框中輸入dachilun_gear，如圖5-1所示。圖5-1新建對話框2取消選中使用默認模板復(fù)選項。單擊確定按鈕，翻開新文件選項對話框，選中其中mmns_part_solid選項，如圖5-2所示，最后單擊確定按鈕，進入三維實體建模環(huán)境。圖5-2新文件選項對話框2設(shè)置齒輪參數(shù)1在主菜單中依次選擇工具關(guān)系選項，系統(tǒng)將自動彈出關(guān)系對話框。2在對話框中單擊按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi)容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊確定按

32、鈕，關(guān)閉對話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)3繪制齒輪根本圓在右工具箱單擊，彈出草繪對話框。選擇FRONT 基準平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個圓。4設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1按照如圖5-5所示，在關(guān)系對話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2雙擊草繪根本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為、修改的結(jié)果如圖5-6所示。圖5-4草繪同心圓圖5-5關(guān)系對話框圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7曲線：從方程對話框5創(chuàng)立齒輪齒廓線1在右工具箱中單擊按鈕翻開菜單管理器菜單，在該菜單中依次選擇曲線選項從方程完成選項，翻開曲線：從方程對話框，如圖5-7所示

33、。2在模型樹窗口中選擇坐標系，然后再從設(shè)置坐標類型菜單中選擇笛卡爾選項，如圖5-8所示，翻開記事本窗口。3在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取文件保存選項保存設(shè)置。圖5-8菜單管理器對話框 圖5-9添加漸開線方程4選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)立過兩曲線交點的基準點PNTO。參照設(shè)置如圖5-10所示。曲 線1曲 線 2圖5-11基準點參照曲線的選擇圖5-10基準點對話框5如圖5-12所示，單擊確定按鈕，選取基準平面TOP和RIGHT作為放置參照，創(chuàng)立過兩平面交線的基準軸A_1，如圖6-13所示。圖5-12基準軸對話框 圖5-13基準軸A_16如

34、圖5-13所示，單擊確定按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準點PNTO和基準軸A_1的基準平面DTM1,如圖5-14所示。5 5-15基準平面對話框 5-15基準平面DTM17如圖5-16所示，單擊確定按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準軸A_1，并由基準平面DTM1轉(zhuǎn)過-90/z的基準平面DTM2，如圖5-17所示。圖5-16基準平面對話框 圖5-17基準平面DTM28鏡像漸開線。使用基準平面DTM2作為鏡像平面基準曲線，結(jié)果如圖5-18所示。圖5-18鏡像齒廓曲線6創(chuàng)立齒根圓實體特征1在右工具箱中單擊按鈕翻開設(shè)計圖標版。選擇基準平面FRONT作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認選項放置草繪平面。2在右工具箱中單擊按鈕翻開類型對話框，選

35、擇其中的環(huán)單項選擇按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標中輸入拉伸深度為b，完成齒根圓實體的創(chuàng)立，創(chuàng)立后的結(jié)果如圖5-20所示。圖5-19草繪的圖形5-20拉伸的結(jié)果7創(chuàng)立一條齒廓曲線1在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出草繪對話框，選取基準平面FRONT作為草繪平面后進入二維草繪平面。2在右工具箱單擊按鈕翻開類型對話框，選擇單個單項選擇按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。圖 5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑3翻開關(guān)系對話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為sd0，在對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。圖5-23關(guān)系對話框8復(fù)制齒廓曲線

36、1在主菜單中依次選擇編輯特征操作選項，翻開菜單管理器菜單，選擇其中的復(fù)制選項，選取移動復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)立的齒廓曲線作為復(fù)制對象。圖5-24依次選取的 菜單2選取平移方式，并選取基準平面FRONT作為平移參照，設(shè)置平移距離為B，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3繼續(xù)在移動特征菜單中選取旋轉(zhuǎn)方式，并選取軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為asin(2*b*tan(beta/d)，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)立另一端齒廓曲線9創(chuàng)立投影曲線1在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出草繪對話框。選取RIGUT面作為草繪平

37、面，選取TOP面作為參照平面，參照方向為右，單擊草繪按鈕進入草繪環(huán)境。2繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕完成草繪的繪制。圖5-27繪制二維草圖3主菜單中依次選擇編輯投影選項，選取拉伸的齒根圓曲面為投影外表，投影結(jié)果如以下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果10創(chuàng)立第一個輪齒特征1在主菜單上依次單擊插入掃描混合命令，系統(tǒng)彈出掃描混合操控面板，如圖5-29所示。2在掃描混合操控面板內(nèi)單擊參照按鈕，系統(tǒng)彈出參照上滑面板，如圖6-30所示。圖5-29 掃描混合操作面板圖5-30參照上滑面板3在參照上滑面板的剖面控制下拉列表框內(nèi)選擇垂直于軌跡選項，在水平/垂直控制下拉列表框內(nèi)選擇垂直于曲

38、面選項，如圖5-30示。4在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖5-31示。掃描引線圖5-31選取掃描引線5在掃描混合操作面板中單擊剖面按鈕，系統(tǒng)彈出剖面上滑面板，在上方下拉列表框中選擇所選截面選項，如圖5-32所示。圖5-32剖面上滑面板圖5-33 選取截面6在繪圖區(qū)單擊選取掃描混合截面，如圖5-33所示。7在掃描混合操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個齒的創(chuàng)立，完成后的特征如圖5-34所示。圖5-34完成后的輪齒特征 圖5-35選擇性粘貼對話框(11)陣列輪齒1單擊上一步創(chuàng)立的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出選擇性粘貼對話框，如圖5-35所示。在該對話框中

39、勾選對副本應(yīng)用移動/旋轉(zhuǎn)變換，然后單擊確定按鈕。圖5-36 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個輪齒2單擊復(fù)制特征工具欄中的變換，在設(shè)置下拉菜單中選取旋轉(zhuǎn)選項，方向參照選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度360/z,如圖6-36所示。最后單擊按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個輪齒。3在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)立的第二個輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單中單擊編輯陣列命令，系統(tǒng)彈出陣列操控面板，如圖6-38所示。圖5-38 陣列操控面板圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終構(gòu)造4在陣列操控面板內(nèi)選擇軸陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心

40、軸作為陣列參照，輸入陣列數(shù)為88偏移角度為360/z。在陣列操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)立，如圖5-39所示。5最后拉伸、陣列輪齒的構(gòu)造，如圖5-40所示. z.-. z.-致謝本論文是在ee教師的悉心指導(dǎo)下完成的。e教師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標、掌握了根本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹向e教師表示崇高的敬意和衷心的感謝！本論文的順利完

41、成，離不開各位教師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。感謝CAD培訓(xùn)中心教師的指導(dǎo)和幫助。后文是被我人為屏蔽掉了，想要原版嗎.小伙伴，在第2章電機選擇中CAD圖里找我聯(lián)系方式吧參考文獻1王定.礦用小絞車M.:煤炭工業(yè),1981.2程居山.礦山機械M.*:中國礦業(yè)大學(xué),2005.8.3王洪欣,李木,*秉忠.機械設(shè)計工程學(xué)M.*;中國礦業(yè)大學(xué),2001.4唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿. 機械設(shè)計工程學(xué)M.*;中國礦業(yè)大學(xué),2001.5成大先.機械設(shè)計手則M.;化學(xué)工業(yè),2002.6壽楠椿,彈性薄板夸曲M.;高等.1987.7*鴻文.材料力學(xué)M. ;高等.2004.8夏榮海,赫玉深.礦井提升設(shè)備M. *:中國礦業(yè)大

42、學(xué),1987.9國家開展和改革委員會.調(diào)度絞車M.：機械工業(yè) ，2007. 10編委會，新編機械設(shè)計知識百科-常用技術(shù)資料、計算方法、標準數(shù)據(jù)速查手冊M.工業(yè)，2000.11李潔，最新國內(nèi)外起重機械使用技術(shù)性能及平安管理規(guī)章制度實務(wù)全書M.：機械工業(yè)，2001.12編委會，煤礦機械設(shè)備選型、安裝、檢修維護技術(shù)守則M.：機械工業(yè)，2003.13李潔，煤礦機械設(shè)備設(shè)計方法、機械制圖、制造加工與故障排除實用手冊M.：機械工業(yè)，2005.14于文景、李富群，現(xiàn)代化煤礦機械設(shè)備安裝調(diào)試、運行監(jiān)測、故障診斷、維護保養(yǎng)與標準標準全書M.：機械工業(yè)，2003.15編委會，煤礦機械設(shè)備選型安裝檢修維護技術(shù)手冊M

43、.：機械工業(yè)，2001.16 羅名佑.行星齒輪傳動M.：高等教育，1984.17 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M. 第五版.：高等教育，2006.18 孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理M. 第七版.：高等教育，2006.19 濮良貴，紀明剛.機械設(shè)計M 第八版.：高等教育，2006.20 付豐禮，唐孝稿.異步電動機設(shè)計手冊M. 第二版.：機械工業(yè)，2007.21 日本機械學(xué)會.齒輪強度設(shè)計資料M.：機械工業(yè)，1984.22 *鴻文.材料力學(xué)M.4版.：高等教育，2004.23 曹惟慶，徐曾萌.機構(gòu)設(shè)計M.：機械工業(yè)，1995.24 李發(fā)海，陳湯佑.電機學(xué)M. 第二版.：高等教育，2000

44、.25 *勇.電機拖動與控制M.：機械工業(yè)，2003.26 馬從謙.漸開線行星齒輪傳動設(shè)計M.：機械工業(yè)，1993.27 齒輪手冊編委會.齒輪手冊M.：機械工業(yè)，1990.28 佟純厚.近代交流調(diào)速M. 第二版.：冶金工業(yè)，1995.29 *競成. 交流調(diào)速系統(tǒng)M.*交通大學(xué)，1984.30 韓安榮.通用變頻器及應(yīng)用M.第二版.：機械工業(yè)，2000.31 楊興瑤. 電動機調(diào)速的原理及系統(tǒng)M. 第二版.：水利電力，1979.32 B.H.魯堅科.行星與諧波傳動構(gòu)造圖冊M.：機械工業(yè)，1986.33 HuI1 CChapter l，Rapid prototyping and manufacturing：fundamentals of stereolithography(J)SME Dearborn MI，l992，l.23.34 KarrerP,Corbels，Ander C J ，et al. Containingfilling agents :application to stereophotolithography. J Polym Sci Polym Chem Ed ，1992,30:2715. z.