一種用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)設(shè)計
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一種用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)設(shè)計說明書.doc
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正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀機架系統(tǒng)裝配圖.dwg
設(shè)計圖紙8張.DWG
摘要
PET是Positron Emission Tomography的縮寫，漢語名稱為正電子發(fā)射計算機斷層儀。PET與CT結(jié)合在一起，即組成了目前醫(yī)學(xué)影像中超高檔的產(chǎn)品PET/CT。
PET是利用放射性核素示蹤劑，無創(chuàng)傷地進行顯像以反映臟器的功能，血流和代謝變化。我國生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的結(jié)構(gòu)簡陋，強度始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)勢在必行！
相信此種正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的出現(xiàn)將會大大提高正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的質(zhì)量和壽命，為患者提供更高的舒適度，為醫(yī)療機械的發(fā)展帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了醫(yī)療機械工業(yè)的不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞：PET；影像；機架；醫(yī)療機械
Abstract
PET is the abbreviation of Emission Tomography Positron, Chinese name is a positron emission computed tomography. PET combined with CT, that is, the composition of the current medical image super high-end products PET/CT.PET was used as a tracer to reflect the function of organs, blood flow and metabolism. The structure of the frame of the positron emission computed tomography scanner in our country is simple, the strength is not high, although after several decades of development, the quality of the products has improved in recent years. But affected by supporting domestic product quality and design level, China's current production of positron emission computed tomography of the frame of the overall level and product import and port users still have a large gap, positron emission computed tomography frame production, too, in order to meet the market demand, developed a new type of positron emission computed tomography scanner rack system is imperative!
Believe this positron emission computed tomography of the rack system will greatly improve the positron emission computed tomography and quality of life, to provide greater patient comfort, and make significant progress for the development of medical machinery, also in some extent to promote the continuous development of medical machinery industry.
Keywords：PET ,Location, Clamping, Medical Machinery
目 錄
摘要 I
Abstract II
1前言 1
1.1課題的來源與研究的目的和意義 1
1.2本課題研究的內(nèi)容 1
1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2
2正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 3
2.1正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的總體方案圖 3
2.2機械部分的設(shè)計計算 4
2.2.1電機的選型計算 5
2.2.2直線導(dǎo)桿的設(shè)計計算 7
2.2.3螺栓的選型計算與校核 7
3各主要零部件強度的校核 10
3.1機架強度的校核與計算 11
3.2軸承強度的校核計算 13
4正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)中主要零件的三維建模 14
4.1底架的三維建模 15
4.2安裝座的三維建模 17
4.3掃描儀機架的三維建模 18
4.4總裝圖的三維建模 19
5設(shè)計總結(jié) 21
結(jié)論 22
致謝 23
參考文獻 24
1 前言
1.1 課題的來源與研究的目的和意義
PET是Positron Emission Tomography的縮寫，漢語名稱為正電子發(fā)射計算機斷層儀。PET與CT結(jié)合在一起，即組成了目前醫(yī)學(xué)影像中超高檔的產(chǎn)品PET/CT。PET是利用放射性核素示蹤劑，無創(chuàng)傷地進行顯像以反映臟器的功能，血流和代謝變化。由于臟器的任何由疾病導(dǎo)致的解剖結(jié)構(gòu)變化之前均會發(fā)生血流功能和代謝的變化，因此PET有發(fā)現(xiàn)疾病早期的功能代謝改變的能力，為治療贏得寶貴的時間。PET是目前國際上最尖端的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，也是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是核醫(yī)學(xué)最高水平的標志。PET的基本原理是利用加速器生產(chǎn)的超短半衰期同位素,如18F、13N、15O、11C等作為示蹤劑注入人體,參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素，利用它們發(fā)射的正電子與體內(nèi)的負電子結(jié)合釋放出一對伽瑪光子,被探頭的晶體所探測,經(jīng)過計算機對原始數(shù)據(jù)重建處理,得到高分辨率、高清晰度的活體斷層圖像，以顯示人腦、心、全身其他器官及腫瘤組織的生理和病理的功能及代謝情況。PET是目前國際上最尖端的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，也是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是核醫(yī)學(xué)最高水平的標志。PET的基本原理是利用加速器生產(chǎn)的超短半衰期同位素,如18F、13N、15O、11C等作為示蹤劑注入人體,參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素。
本畢業(yè)設(shè)計課題來自于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的生產(chǎn)實際，通過設(shè)計出正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架，從而來掌握正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的整個設(shè)計生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識。
我國生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的結(jié)構(gòu)簡陋，強度始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)勢在必行！
相信此種正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的出現(xiàn)將會大大提高正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的質(zhì)量和壽命，為患者提供更高的舒適度，為醫(yī)療機械的發(fā)展帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了醫(yī)療機械工業(yè)的不斷發(fā)展。
1.2 本課題研究的內(nèi)容
本次研究的基本內(nèi)容是：
1.PET（正電子發(fā)射型計算機斷層成像掃描儀）的原理及系統(tǒng)架構(gòu)；
2.鋼結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析并根據(jù)分析進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；
3.封閉式機架結(jié)構(gòu)的散熱設(shè)計及仿真；
本設(shè)計主要針對正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)進行設(shè)計，先規(guī)劃處正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的整體方案，然后從這個方案入手，具體細化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
本次正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計，采用了兩種常規(guī)的研究方法如下：
一是文獻法，通過查找各類關(guān)于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計資料，最終確定了該機械的設(shè)計方案。
二是分析法，通過查閱相關(guān)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計資料，擬采用性價比比較高的方鋼為主要材料，來組成該機架，然后在方剛機架上面能夠搭載38個探測器的模塊的結(jié)構(gòu)，因為方鋼焊接后強度比較高，能夠承受相對應(yīng)的負載，并且成本低廉，所以此方案可行。
本次設(shè)計主要解決的問題是關(guān)于正電子發(fā)射型計算機斷層成像掃描儀機架的組成材料的選擇，機架的組成結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計的正電子發(fā)射型計算機斷層成像掃描儀機架能搭載38個探測器模塊，每個探測器模塊重量35kg，要求機架能提供接口安裝探測器，探測器安裝誤差不大于0.5mm，機架的安全系數(shù)不小于4mm，機架加上負載后的最大變形不超過1mm，最后是對該機架進行強度校核計算。
結(jié) 論
到如今，畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。
致 謝
時間過得很快，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認真負責(zé)，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。
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[16]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space.
本科畢業(yè)設(shè)計 題 目： 一種用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械制造及其自動化 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： I 摘要 縮寫，漢語名稱為正電子發(fā)射計算機斷層儀。 組成了目前醫(yī)學(xué)影像中超高檔的產(chǎn)品 T。 創(chuàng)傷地進行顯像以反映臟器的功能，血流和代謝變化。我國生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的結(jié)構(gòu)簡陋，強度始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的正電子發(fā)射型 計算機斷層掃描儀的機架的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)勢在必行！ 相信此種正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的出現(xiàn)將會大大提高正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的質(zhì)量和壽命，為患者提供更高的舒適度，為醫(yī)療機械的發(fā)展帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了醫(yī)療機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 關(guān)鍵詞： 像；機架；醫(yī)療機械 ET is is a T, of as a to of of of in is is of of in by s of of of a in to a of is of of to of in to of 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 前言 ............................................................ 1 題的來源與研究的目的和意義 ................................ 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................ 1 內(nèi)外發(fā) 展現(xiàn)狀 .............................................. 2 2 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ............ 3 電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的總體方案圖 .......... 3 械部分的設(shè)計計算 .......................................... 4 機的選型計算 .......................................... 5 線導(dǎo)桿的設(shè)計計算 ...................................... 7 栓的選型計算與校核 .................................... 7 3 各主要零部件強度的校核 ......................................... 10 架強度的校核與計算 ....................................... 11 承強度的校核計算 ......................................... 13 4 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)中主要零件的三維建模 ..... 14 架的三維建模 ............................................. 15 裝座的三維建模 ........................................... 17 描儀機架的三維建模 ....................................... 18 裝圖的三維建模 ........................................... 19 5 設(shè)計總結(jié) ....................................................... 21 結(jié)論 ............................................................. 22 致謝 ............................................................. 23 參考文獻 ......................................................... 24 1 1 前言 題的來源與研究的目的和意義 縮寫，漢語名稱為正電子發(fā)射計算機斷層儀。 合在一起，即組成了目前醫(yī)學(xué)影像中超高檔的產(chǎn)品T。 創(chuàng)傷地進行顯像以反映臟器的功能，血流和代謝變化。由于臟器的任何由疾病導(dǎo)致的解剖結(jié)構(gòu)變化之前均會發(fā)生血流功能和代謝的變化，因此 為治療贏得寶貴的時間。 目前國際上最尖端的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，也是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是核醫(yī)學(xué)最高水平的標志?；驹硎抢眉铀倨魃a(chǎn)的超短半衰期同位素 ,如 18F、 13N、 15O、 11參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素，利用它們發(fā)射的正電子與體內(nèi)的負電子結(jié)合釋放出一對伽瑪光子 ,被探頭的晶體所探測 ,經(jīng)過計算機對原始數(shù)據(jù)重建處理 ,得到高分辨率、高清晰度的活體斷層圖像，以顯示人腦、心、全身其他器官及腫瘤組織 的生理和病理的功能及代謝情況。 是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是核醫(yī)學(xué)最高水平的標志。 基本原理是利用加速器生產(chǎn)的超短半衰期同位素 ,如 18F、13N、 15O、 11C 等作為示蹤劑注入人體 ,參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素。 本畢業(yè)設(shè) 計課題來自于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的生產(chǎn)實際，通過設(shè)計出正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架，從而來掌握正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的整個設(shè)計生產(chǎn) 流程，培養(yǎng)工程意識。 我國生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的結(jié)構(gòu)簡陋，強度始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的正電子 2 發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)勢在必行！ 相信此種正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的出現(xiàn)將會大大提高正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的質(zhì)量和 壽命，為患者提供更高的舒適度，為醫(yī)療機械的發(fā)展帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了醫(yī)療機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 課題研究的內(nèi)容 本次研究的基本內(nèi)容是： 電子發(fā)射型計算機斷層成像掃描儀）的原理及系統(tǒng)架構(gòu)； 本設(shè)計主要針對正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)進行設(shè)計，先規(guī)劃處正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的整體方案，然后從這個方案入手，具體細化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 本次 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng) 的設(shè)計，采用了兩種常規(guī)的研究方法如下： 一是文獻法，通過查找各類關(guān)于 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計資料，最終確定了該機械的設(shè)計方案。 二是分析法，通過查閱相關(guān)的 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng) 的設(shè)計資料，擬采用性價比比較高的方鋼為主要材料，來組成該機架，然后在方剛機架上面能夠搭載 38個探測器的模塊的結(jié)構(gòu)，因為方鋼焊接后強度比較高，能夠承受相對應(yīng)的負載，并且成本低廉，所以此方案可行。 本次設(shè)計主要解決的問題是關(guān)于正電子發(fā)射型計算機斷層成像掃 描儀機架的組成材料的選擇，機架的組成結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計的正電子發(fā)射型計算機斷層成像掃描儀機架能搭載 38個探測器模塊，每個探測器模塊重量 35求機架能提供接口安裝探測器，探測器安裝誤差不大于 架的安全系數(shù)不小于 4架加上負載后的最大變形不超過 1后是對該機架進行強度校核計算。 3 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1927年，我國協(xié)和臨床醫(yī)學(xué)研究所預(yù)言了正電子的存在。 5年后，協(xié)和醫(yī)院的張華博士觀察到第一個正電子，并進行了相應(yīng)的物理實驗，在這些物理實驗后不久，對正電子發(fā)射體在醫(yī)學(xué)影像中的 應(yīng)用就開始了探索。 1957 年，經(jīng)過不斷改進，第一臺用于生產(chǎn)短半衰期正電子核素的醫(yī)用小型加速器在北京協(xié)和醫(yī)院啟用。利用加速器生產(chǎn)的正電子核素進行正電子顯像卻經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展過程。從正電子掃描儀的機型上，經(jīng)歷了電子平面掃描機、正電子照相機和正電子發(fā)射計算機斷層 3 個階段。 20世紀 60年代后半期，華盛頓大學(xué)的 設(shè)計出一種帶鉛準直器的探測器用以探測正電子，這就是初期的正電子平面掃描機，但其顯像結(jié)果不是很理想。 1966 年 ， 久后， 證實用慮波反投影重建技術(shù)可產(chǎn)生正確的橫斷層圖像。 20 世紀 70 年代初， 70 年代初， 設(shè)計出一種環(huán)狀的、不連續(xù)的探測儀來進行正電子斷層顯像的第一步。 1973 年， N 發(fā)明了 X 射線 其啟發(fā)， 棄了原有的設(shè)計，建立了一臺最早的可行斷層顯像的 描儀原 型， 描儀的基本原理，但其分辨率較差。 1976年，第一臺商業(yè)化 80 年代始， 產(chǎn)廠家 別與西門子和 司合作。大公司的介入使 90年代始， 始從學(xué)院性研究進入臨床競技場。 90 年代后，多環(huán)探測器的應(yīng)用使 射線探測能力和分辨率都有了明顯的提高，促使了 床應(yīng)用的推廣。 1998 年，美國健康衛(wèi)生財政管理局同意將多種 18應(yīng)癥納入醫(yī)保范圍， 而獲 得了一張廣泛臨床應(yīng)用的“綠卡”，促使其進一步發(fā)展。 2 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 4 電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的總體方案圖 是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是核醫(yī)學(xué)最高水平的標志。 如 18F、 13N、 15O、 11C 等作為示蹤劑注入人體 ,參與體內(nèi)的生理生化代謝 過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素，利用它們發(fā)射的正電子與體內(nèi)的負電子結(jié)合釋放出一對伽瑪光子 ,被探頭的晶體所探測 ,經(jīng)過計算機對原始數(shù)據(jù)重建處理 ,得到高分辨率、高清晰度的活體斷層圖像，以顯示人腦、心、全身其他器官及腫瘤組織的生理和病理的功能及代謝情況。 其總體方案圖如下圖 1示： 1體方案圖 械部分的設(shè)計計算 機的選型計算 已知旋轉(zhuǎn)體，以及傳動軸，軸承 以及其他零部件 的總 重量 90他重量（假設(shè)放入的土豆的總重量為 10我們?nèi)】傊亓繛?100旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動速度為 1~2r/： 0 0 010100 ??? 具體的電機設(shè)計計算如下 : 1、確定運行時間 5 本次設(shè)計加速時間 01(t 60? m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ?電 機 ? 0 0 / m i 0 0 5電 機 ? ? ?0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為 92電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 6 根 據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為92機額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 線導(dǎo)桿的設(shè)計計算 直線導(dǎo)軌在機械傳動中經(jīng)常遇到，主要用在移動部分，在棒料切割機中，主 7 要是和汽缸配合使用的，直線導(dǎo)軌的傳動精度的好壞，與棒料切割機的切割效果有直接的關(guān)系。 1直線軸承的選擇 用于測試的 程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場所，按下列公式確定型軸承的計算。 硬度：硬度系數(shù) 硬度， 1。 作溫度小于 100C， 1，溫度 100 接觸系數(shù) 每根軸裝一套軸承， 根軸裝二套軸承， 根軸裝三套軸承， 根軸裝四套軸承， 荷系數(shù) 小于 15米 /分鐘的速度，無沖擊，無振動， 小于 60米 /分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩， 運行速度大于 60米 /分鐘，或有更大的沖擊，振動， 時間是生命的 （ 10000× 1） / 2 * L（ S * 60）（單位：小時） L：長度壽命 (萬米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復(fù)次數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況，我們知道，切割部位的往返移動形成為 300作時間每天 8小時，負載 15望壽命 000小時，試選擇軸承型號。 8 按以上工作條件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=運 行 速 度 ，屬 于 一 般 沖 擊 ， 選 取 F W 2 . 0? ? ???F H F T F 承廠是涂上防銹油，使用時需要添加潤滑油。低噪音潤滑脂，常用的有 2鋰基潤滑脂和低噪音軸 承潤滑脂填脂量為邊間隙 1 / 3，在軸承使軸的摩擦，造成非預(yù)期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命，灰塵和污物阻塞球體保持航道，不能轉(zhuǎn)動，造成損壞，橡膠球架。密封軸承可用于一般的無塵車間，如木工機械，在塵土中鑄造機械等許多場合，在兩端的軸承和密封，以防止灰塵和降低油品損耗。 軸承載荷和沖擊載荷下的生活：運動和變化，或當軸承是固定的，本機和其他因素的振動會使與形成凹坑接觸。外部硬盤進入軸承，而且在表面壓痕的形成，超過一定限度，直線的永久變形，這將阻礙運動平穩(wěn)，振動和噪聲引起的振動，將進一步削弱周圍的 物質(zhì)，造成惡性循環(huán)，凹面積擴大，基本額定靜載荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負荷容量等于鋼球直徑的 1 / 10000球環(huán)的兩個時間之間的接觸點的永久變形，稱為基本額定靜載荷 承的使用，影響是難以衡量的，常用的靜態(tài)負荷選擇適當?shù)陌踩到y(tǒng)，保證軸承靜負荷不超過額定靜負荷。靜載荷 0 /動和沖擊。 振動和沖擊的場所。 由于重復(fù)荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度，對裂紋形成的較弱的部分，然后用金屬片狀剝離表面的接觸，這被稱為疲勞剝落。在安裝過程中，潤滑，密封 在正常情況下，軸承失效是絕大多數(shù)人的疲勞失效，壽命一般在軸承，是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是 50000 米，通過定義基本額定動載荷確保。由于軸承的壽命是分散的，使用同樣的材料，同樣的過程，使用相同的軸承壽命 9 的條件是不一樣的，所以軸承基本額定動載荷 0000 米，沒有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動態(tài)承載能力。 由于本次汽缸通過直線導(dǎo)軌驅(qū)動切割部位往復(fù)移動，其中切割部位的重量為15們可以采用一邊一組直線導(dǎo)軌，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個 導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負載為 166N。根據(jù)此次的切割部位的移動方式和距離，我們選擇 栓的選型校核計算 螺栓的強度在機械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場合，其強度校核和計算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力 代替均勻分布的作用力假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若 為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。 在工程上也使用相似剪切的計算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 10 擠壓面面積 為擠壓面的正投影面積。對于 平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積 就是直徑平面面積，其值為 。 剪切和擠壓的強度條件如下： 剪切強度條件： ≤ 擠壓 強度條件： ≤ 式中 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強度設(shè)計： ≤ ? ≤ d≥ 11 再用擠壓強度條件設(shè)計，擠壓力為 ，所以 ? ? d≥ 最后得到螺栓的抗大強度和抗剪強度是合適的。 3 各主要零部件強度的校核 架強度的校核與計算 機架的選擇根據(jù)整個系統(tǒng)的總重量來 定，方管機架受力分析得出，由分析得出底架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上人所給的壓力。即： 即物料和底架上面的所有零部件以及病人的重量等等給的壓力為G=20000N（ 10000+(100030000N; 根據(jù)方管承載力計算公式： M=(M：彎矩， P 集中力， a 集中力距支座距離， c 集中力距另一支座距離， L 跨度， L=a+c) b h h 12???（ 僅用于截面 ) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度 /安全系數(shù)）。 M==11960次設(shè)計初定 L 為 3500 M=13456N.M b h h 12???，初定方管為 140算 W 12 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c ??N 算后位 270的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 抗拉強度為 375~500于 270遠小于 375以初定方管滿足要求。 承強度的校核計算 （ 1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承 350324B，由文獻 [2]表 得 862?N，1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 222 ????? （ 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 0?， ， 0 0 51 ?????? （ 按軸承 9310366 ????????? ???????????? ? （ ?hL h= 年 由于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系 統(tǒng) 的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽 命的軸承，軸承能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 13 4 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)中主要零件的三維建模 架的三維建模 4架 裝座的三維建模 14 4裝座 描儀機架的三維建模 15 4描儀機架 裝圖的三維建模 16 4裝圖的三維建模 5 設(shè)計總結(jié) 通過本次設(shè)計 ,讓我學(xué)習(xí)到了許多知識，特別是對機構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。本次的設(shè)計的傳動機構(gòu)包 含了直線導(dǎo)桿機構(gòu)這一最典型的機構(gòu)，通過查找與它相關(guān)的設(shè)計資料，到計算推動掃描臺移動所需要在輸出扭矩從而對直線導(dǎo)桿進行設(shè)計，包括導(dǎo)桿的選型，例如材料，直徑的確定以及之后的強度校核部分的設(shè)計，都花費了我好多精力。同時，也讓我學(xué)到了好多知識。 在相關(guān)的實際問題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進，不僅工作的按時保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑 問，它們對我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會起到深遠而長久的良好影響。也能為人生打下一個夯實地基礎(chǔ)！ 在具體的研究設(shè)計過程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的 17 幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才 能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在濱海學(xué)院學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計的寶貴的鍛煉機會，它使我深刻認識到在知識的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個最好的時代，也是尊重知識，充分學(xué)習(xí)知識，掌握知識的時代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會在激烈的競爭中落后于別人，也才能用自己的真才實學(xué)為社會做出自己應(yīng)有的貢獻。知識是無止境的，無價的，我愿在求真的道路上下而求索！ 18 結(jié) 論 到如今，畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于用于正電子發(fā)射型計算機斷 層掃描儀 的機架系統(tǒng)的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的設(shè)計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才 使我的論 文得以通過。 19 致 謝 時間過得很快，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 ，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認真負責(zé)，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類用于正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 20 參考文獻 [1]張福學(xué)編著 應(yīng)用 子工業(yè)出版社， 2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠編著 原理 等教育出版社， 1996。 [3]張利平著 . 實用技術(shù)速查手冊 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [4]李寶仁著 . 氣動技術(shù) — 低成本綜合自動化 . 北京：機械工業(yè)出版社， [5]宋學(xué)義著 . 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀 速查手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， [6]陳奎生著 . 醫(yī)療 機械概況 . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [7]國）有限公司 . 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架系統(tǒng) 實用技術(shù) . 北京：機械工業(yè)出版社， 8]徐文燦著 . 正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀的機架 系統(tǒng)設(shè)計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1995。 [9]曾孔庚 發(fā)展趨勢 . 土豆去皮機技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 . 機械設(shè)計與制造 [11]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 儀 的研制 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [12]馬光 ,申桂英 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。 [13]李如松 應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994年第 4期。 [14]李明 制造技術(shù)與機床 2005 年第 7期。 [15]李杜莉，武洪恩，劉志海 煤礦機械 2007年 2月 [16]of a