老年助力車的設計【說明書+CAD+三維】

老年助力車的設計【說明書+CAD+三維】,說明書+CAD+三維,老年,助力車,設計,說明書,仿單,cad,三維 XX學院學士學位論文（設計） 本 科 畢 業(yè) 設 計 題 目 老年助力車的設計 學 院 工業(yè)制造學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 年級 11 指導教師 職稱 講師 2015年5月4日 老年助力車的設計 專 業(yè)： 學 號： 學 生： 指導教師： 摘要：隨著科技和社會的發(fā)展和進步，各種各樣的車輛將會陸續(xù)出現(xiàn)在公路上面，與此同時，隨著生活水平的提高，針對老年人所開發(fā)的車輛也日益普遍，老年助力車也越來越得到廣泛的應用，但傳統(tǒng)的老年助力車的結構陳舊，笨重且行駛速度慢，制動性能差，所以開發(fā)出新式的結構簡潔，運行平穩(wěn)的老年人助力車是當今必須要解決的問題。對這個問題解決的程度如何，反映著一個社會從科技水平到人文關懷等各方面的發(fā)達程度。我國對這種現(xiàn)狀的重視程度還是不夠，即在交通工具上沒有安裝各種有效的節(jié)能設施，這種現(xiàn)狀存在著許多不和諧因素，更使群體分化加劇，社會人文關懷程度的下降。 實現(xiàn)綠色駕車無污染化，并實現(xiàn)通過司乘人員，以及經(jīng)過專門培訓的人員對此類老年人助力車的簡單輔助操作，即可完成的老年助力車的制動、行駛等等方面的控制，達到環(huán)保節(jié)能無污染的目的。首先應該從機理的可行性方案上進行深入討論，通過對動力單元研究著手，然后經(jīng)過反復細致的可行性，安全性分析以及對整個系統(tǒng)的運動校核，功能分析，而得到并形成系統(tǒng)的整體的結構，并且針對本系統(tǒng)的特點，來選擇最適合的系統(tǒng)方案。 因此，本文首先就方案的選擇進行了研究，通過設計者掌握的專業(yè)基礎知識，互聯(lián)網(wǎng)上的相關資料以及國內(nèi)外已有的設計種類的現(xiàn)狀，經(jīng)過詳細的方案調(diào)查，為本次畢業(yè)設計設計出了一套環(huán)保節(jié)能的老年助力車。 關鍵詞： 老年助力車；結構；制動；調(diào)查 ??????? The design of old bicycle Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：With the aging of the population?problem is becoming more and more?serious,?the elderly and disabled?travel,?there is a?problem?in any country.?How?to solve this problem,?which reflectsthe?developed?degree of a?society from the?level of science and technology?to the humanistic care?and other aspects of the.?Our?attention to?this situation?or?not,?that is?no?easy installation?in?vehicles?off?disabilities?on facilities,?this situation?there are many inharmonious?factors,?more?make the?populationdifferentiation,?a decline in social?humanistic concern?degree.?The?arrangement oflifting?system for?disabled people?in the car,?can improve?the above situation. The?disabled?to pedal?accessibility,?and realize the?company by personnel,?andtrained personnel?to operate this set of machinery,?control?to complete the?disabledspecial automobile?seat lifting?system,?to?enable the disabled?smoothly on the trainobjective.?Should first?in-depth discussion?from the?feasibility?scheme of the mechanism,?through the?hands?of?the power unit,?and then after?repeated?and carefulfeasibility,?safety analysis?and?correction of motion,. the system?function analysis,?and get?and the formation of?system's overall?structure,?and?according to the characteristics of the system,?to select the?most suitable?system?scheme?the. Key words：Electric vehicle；Environmental protection and energy saving；Car door 目 錄 緒論 1 1. 老年助力車發(fā)展概述 1 2. 課題研究的背景及意義 2 3. 老年助力車的發(fā)展趨勢 4 4. 本課題的主要研究內(nèi)容 6 5. 老年助力車總體方案結構的設計 9 5.1 老年助力車的總體方案圖 10 5.2 老年助力車的工作原理 10 6. 機械結構的設計 11 6.1電機的選型計算 12 6.2齒輪傳動的設計計算 13 6.3 傳動軸的設計計算 15 6.4 軸承的選擇 18 6.5 鍵的選擇 19 6.6 齒輪的強度校核 20 6.7 傳動軸強度的校核 20 7. 三維軟件設計總結 21 結論 22 參考文獻 23 致謝 24 緒論 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 1 老年助力車發(fā)展概述 汽車是現(xiàn)代社會的重要交通工具，為人們提供了便捷、舒適的出行服務，然而車輛對環(huán)境造成的污染問題也越來越嚴重，嚴重影響了人們的生活環(huán)境和起居環(huán)境。所以鑒于這些歷史原因，老年助力車車以其環(huán)保節(jié)能，經(jīng)久耐用，外觀多樣化等等諸多特點文明于世。以鋰電池為主要電動來源的特征使得老年助力車車能夠在任何時候，任何地方只要有充電樁的地方都能夠充電。目前，我國正在大力研發(fā)高徐電能的鋰電子充電樁。通過在指定的區(qū)域設置一定數(shù)量的充電樁，使得老年助力車車的使用率將會大大提高，并且由于鋰電池蓄電能力強，經(jīng)久耐用，所以一般人們只要偶爾幾天充一次電就能夠保持一段時間，這對于汽油，柴油等傳動的動力源泉來說，是一場歷時性的變革。 在未來的幾年里，老年助力車車的使用將會越來越普遍，越來越多的人們將會選擇老年助力車，與此同時，充電樁的使用數(shù)量將會普及到我國的各個角落，由于電能便宜，綠色無污染，所以人們將會越來越喜歡這種方式，長此以往，我國的環(huán)境，氣候將會得到更一步的改變。 老年助力車的發(fā)展離不開人們思想覺悟的提升，相信在不久的將來，老年助力車的普及度和量產(chǎn)性將會越來越高。 2 課題研究的背景及意義 近年以來，隨著我國經(jīng)濟的高速增長，老年助力車在汽車工業(yè)中的地位也日益顯著，?當今世界電子技術迅速發(fā)展，微處理器、微型計算機在各技術領域得到了廣泛應用，對各領域技術的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統(tǒng)技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。 對于選擇老年助力車左前 的設計作為這次的題目，我覺得當今各大汽車公司所生產(chǎn)的老年助力車，都耗時，成本高，使用不靈活等等，存在著各種各樣的缺陷。因此，好的老年助力車 的設計可以提高老年助力車的使用年限，降低老年助力車 的維修成本，保證人身安全和大力地倡導了環(huán)保節(jié)能等等當今社會汽車工業(yè)發(fā)展主題。 當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對老年助力車的設計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。 傳統(tǒng)的老年助力車 ，結構簡單，門鎖安裝繁瑣，且安全系數(shù)不高，而本課題所設計的新型老年助力車 ，能夠實現(xiàn) 的自鎖和無人時報警等等諸多功能，與傳統(tǒng)的老年助力車 相比，各方面功能得到了顯著的提高。但從另一方面來說，特別與發(fā)達國家的老年助力車 相比，還是有一定的差距，因此新型老年助力車 的設計具有重要意義。 老年助力車體積小，變速靈活，價格成本低廉很受歡迎，越來越多的人們選擇老年助力車作為載人的工具。根據(jù)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老年助力車必須滿足當今人們對節(jié)能，環(huán)保等方面的需求，能夠在不污染大氣環(huán)境的情況下，能夠很好地替代機動車輛的不足，以及結合機動車輛的所有優(yōu)勢。目前市面上的老年助力車大多都是采用傳統(tǒng)的 結構，在某些特定的區(qū)域，這種結構形式的老年助力車非常不受歡迎。由于以往的老年助力車 采用傳統(tǒng)的結構形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護費用較高;同時存在一定的安全隱患。因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動，使得操作很不舒服。所以研究開發(fā)出一種新式的老年助力車 勢在必行！ 3 老年助力車的發(fā)展趨勢 現(xiàn)今，發(fā)展以老年助力車為代表的新能源汽車是我國汽車產(chǎn)業(yè)提升國際地位，特別是提升國際競爭力的重要舉措。過去的幾年中，政府有關部門為了鼓勵老年助力車的發(fā)展，相繼出臺了一批扶植措施，這些政策不但對老年助力車技術研發(fā)起到了積極的作用，還對我國老年助力車的產(chǎn)業(yè)化有著不小的推動。如此優(yōu)良的政策環(huán)境和市場預期下，我國目前的老年助力車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展熱情不斷高漲，這也帶動了以上游供應、關鍵零部件制造、整車組裝和配套設施建設為主的老年助力車體產(chǎn)業(yè)系的孵化。中國是當今世界第一的汽車消費大國，世紀之交的2000年10月“鼓勵轎車進入家庭”第一次被堂堂正正的寫入“十五”規(guī)劃的建議中，短短十年的發(fā)展，中國汽車行業(yè)的發(fā)展讓世界矚目。隨著，越來越多的人開始關注地球環(huán)境，全球汽車產(chǎn)業(yè)的風向標也集體指向了“環(huán)保、節(jié)能、高效”。中國大力扶植發(fā)展老年助力車的產(chǎn)業(yè)政策更是引領了世界汽車行業(yè)的發(fā)展走勢。4月22日是“世界地球日”，2011國際老年助力車示范城市及產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上午在滬開幕，國家科技部部長萬鋼和上海市市長韓正上午共同為“中國（上海）老年助力車國際示范城市”揭牌。上海成為中國首個老年助力車國際示范城市，嘉定區(qū)被指定為老年助力車國際示范區(qū)，以嘉定為核心的老年助力車國際示范城市規(guī)劃和實施方案同時公布。現(xiàn)代老年助力車一般可分為三類：純老年助力車（PEV）、混合動力汽車（HEV）、燃料電池老年助力車（FCEV）。但是近幾年在傳統(tǒng)混合動力汽車的基礎上，又派生出一種外接充電式（Plug-In）混合動力汽車，簡稱PHEV。純老年助力車（PEV）是指完全由動力蓄電池提供電力驅動的老年助力車，雖然它已有134年的悠久歷史，但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應用，市場較小。主要原因是由于各種類別的蓄電池，普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。 混合動力老年助力車（HEV）由于完全由動力蓄電池驅動的純老年助力車，其性能/價格比長期以來都遠遠低于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車，難于與傳統(tǒng)汽車相競爭，上個世紀90年代以來各大汽車公司都著手開發(fā)混合動力汽車。豐田在1997年率先向市場推出Prius混合動力汽車，并在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功，累計產(chǎn)銷量已超過60萬輛。隨后本田、福特、通用和歐洲一些大公司，也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。 特別要說的是混合動力老年助力車是指具備兩個動力總成、而其中有一個可以釋放電能的汽車?；旌蟿恿ζ嚢椿旌戏绞讲煌煞譃榇?lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種；按混合度的不同，又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。目前我國若干汽車企業(yè)研制的混合動力汽車，大多采用輕度混合或微混合方案，主要是考慮這二種方案的技術難度較小，生產(chǎn)成本也較低。但是根據(jù)研究表明，混合動力汽車的節(jié)油率幾乎與汽車功率的混合度和汽車的生產(chǎn)成正比上升。因此，從長遠來看，研制全混合老年助力車是一種必然趨勢。 外接充電式混合動力汽車（PHEV）是最新的一代混合動力汽車類型，近年來受到各國政府、汽車企業(yè)和研究機構的普遍關注。國內(nèi)外專家認為，PHEV有望在幾年后得到廣泛的推廣使用。 據(jù)統(tǒng)計，法國城鎮(zhèn)居民80%以上日均駕車里程少于50km，在美國，汽車駕駛者也有60%以上日均行駛里程少于50km，80%以上日均行駛里程少于90km。PHEV特別適合于一周有5天僅駕車用于上下班，行駛里程50～90km之間的工薪族使用。PHEV是在混合動力汽車上增加了純電動行駛工況，并且加大了動力電池容量，使PHEV采用純電動工況可行駛50～90km，超過這一里程，即必須起動內(nèi)燃機，采用混合驅動模式。所以PHEV的電池容量一般達5～10kW·h，約是純老年助力車電池容量的30～50%，是一般混合動力汽車電池容量的3～5倍，可以說它是介于混合動力汽車與純老年助力車之間的一種過渡性產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車和一般混合動力汽車（HEV）對比，PHEV由于更多的依賴動力電池驅動汽車，因此它的燃油經(jīng)濟性進一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于動力電池容量的加大，每輛車的售價至少比一般HEV高2000美元左右。 而最后將要提到的是燃料電池老年助力車（FCEV）。國家科技部將研發(fā)燃料電池客車和燃料電池轎車列為“十五”和“十一五”計劃“863”重大科技項目。并已取得一系列重大科技成果，但是在多年實踐中，也暴露出：燃料電池發(fā)動機的耐久性壽命短；燃料電池發(fā)動機的制造成本居高不下；燃料電池發(fā)動機對工作環(huán)境的適應性很差；燃料電池汽車的使用成本過于高昂等一系列技術、經(jīng)濟詬病。即便存在如此多的問題，從環(huán)境效應和長遠利益考慮，燃料電池汽車是未來老年助力車的發(fā)展方向是無需置疑的。燃料電池雖然是理想的清潔能源，但是目前它的性價比太低，要達到可以進入市場的性價比，可說是任重而道遠，必須從基礎材料和基本理論上有重大突破，才可能進入汽車市場。但目前燃料電池技術尚未成熟，產(chǎn)品還沒有一個可以被市場接受的價值等式，安全供給氫氣仍是一個技術難題，其市場前景既決定于技術、成本的突破程度，政府行為和產(chǎn)業(yè)政策對市場的影響更具有決定性作用 但是，我們注意到，早在鼓勵老年助力車政策出臺之前，社會上就存在著這樣一種討論：究竟是在現(xiàn)有的技術基礎上發(fā)展柴油汽車還是從“0”開始做老年助力車呢？對于這個問題，至今我們還在爭論不休。 簡單來說，相比老年助力車，柴油動力的發(fā)展可在政府政策的鼓勵下快速形成市場響應，市場推廣難度小，消費者認知度高，技術成熟，結構簡單、維修保養(yǎng)費用低，產(chǎn)品適應度強，但限于國內(nèi)油品的品質較差，柴油車的推廣還是受了一定的束縛。 我國目前的老年助力車示范推廣財政補助政策，主要對代表未來老年助力車發(fā)展方向的混合動力、純電動和燃料電池汽車給予補貼。在這3種類型中，由于混合動力汽車技術基本成熟、生產(chǎn)成本較低、基本不需要另行建設配套基礎設施，并且企業(yè)適應性較強，基本可以實現(xiàn)規(guī)?；⑴炕a(chǎn)，因而是示范推廣的重點。對純電動和燃料電池汽車，由于技術復雜，生產(chǎn)成本高，并且需要另行建設有關充電裝置、加氫站等配套基礎設施，短期內(nèi)還不具備大規(guī)模推廣的條件。我認為，為形成相關技術儲備、搶占未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點，有必要進行小規(guī)模的商業(yè)化示范推廣。 4 本課題的主要研究內(nèi)容 本課題是針對老年助力車的畢業(yè)設計。具體包括以下內(nèi)容： (1)查閱各種關于老年助力車的資料和各種參考文獻，確定老年助力車的結構原理和組成部分。 (2)對確定好方案的老年助力車利用Solidworks、CAD制圖軟件進行設計和繪制，設計出老年助力車的裝配圖和零件圖。 (3)老年助力車結構零部件的設計和繪制，圖紙符合國家標準規(guī)范。 (4)編寫設計說明書。 ? 5 老年助力車總體方案結構的設計 5.1 老年助力車的總體方案圖 本次設計的老年助力車采取的方案布局圖如下： 5.2 老年助力車的工作原理 本次設計的老年助力車的工作原理為：通過電動機通過傘齒輪傳動控制動力輪轉動來實現(xiàn)老年助力車的行駛，根據(jù)控制方法的不同，老年助力車的轉速或者方向也有所不同。駕駛人員只需要操作方向盤就能夠控制車輛行駛了，該車環(huán)保，節(jié)能，并且運行平穩(wěn)。 6 機械結構的設計 6.1電機的選型計算 已知整個老年助力車中車身的重量，我們?nèi)】傊亓繛?200Kg，動力輪轉速為1~2r/min。即： 具體的電機設計計算如下: N=＝0.18(KW) G－電機的負載 －傳動效率，取0.75 所以根據(jù)N＝0.10kw，n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機的結構。 6.2齒輪的設計計算 1初步計算 （1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用45#(調(diào)質），硬度241HB~286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質），硬度229HB~286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級。 （2）節(jié)錐角的計算 （3.11） （3.12） （3.13） 由文獻[2]表可知， （3.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。 （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18） （5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻[3]表可知， 齒頂高 mm （3.20） 齒頂圓直徑 mm （3.21） mm （3.22） 齒根高 mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25） （7）齒寬 由文獻[2]表可知，， mm （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27） 6.3 傳動軸的設計計算 軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作為回轉運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負荷比較小，尺寸也比較小，制造精度高，要求材料具有足夠高的機械強度和良好的加工性能。因此，選用材料45#，傳動軸最大外圓直徑25，熱處理為對軸進行調(diào)質處理。 此轉軸大致圖形如下： 6.4 軸承的選擇 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因為調(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承。 6.5 鍵的選擇 鍵聯(lián)結是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉矩。其中有類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現(xiàn)傳遞轉矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結的結構特點，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標準中選取，鍵的b×h根據(jù)徑來確定。 6.6 齒輪的強度校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （1）接觸應力的計算 由文獻[4]表可知，齒面接觸應力計算公式，即 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 電動機驅動，載荷平穩(wěn)，由文獻[4]表可知，取 平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s 由文獻[4] 圖（a）可知，按，得； 由文獻[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，； 由文獻[4]表可知，； ② 由文獻[1]表可知，彈性系數(shù)； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 計算得， MPa （1） 接觸疲勞強度的許用應力 由文獻[4] 表可知，許用接觸應力計算公式，即 （3.29） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限MPa ②最小安全系數(shù) ③由文獻[1，10-13]可知，計算應力循環(huán)系數(shù) 由文獻[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ④尺寸系數(shù) ⑤工作硬化系數(shù)，按 ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， 計算得， MPa （3）由于MPaMPa，故安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強度 （1）齒根應力的計算 由文獻[4]表可知，彎曲應力計算公式，即 （3.30） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由文獻[1]表可知， ， ② 由文獻[1]表可知， ， 計算得， MPa （2）彎曲強度的齒根許用應力 由文獻[4]表可知，齒根許用應力計算公式，即 （3.31） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 彎曲疲勞極限MPa ③ 齒輪的應力修正系數(shù) ④ 彎曲強度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ④ 彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 計算得， （3） 由于MPaMpa，故安全。 6.7 傳動軸強度的校核 軸的強度計算一般可分為三種：1）按扭轉強度或剛度計算；2）按彎扭合成強度計算；3）精確強度校核計算。 當軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。 由于本設計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉強度，是根據(jù)扭轉強度設計，應校核軸的彎曲強度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設圓錐篩為實心，對軸的作用力取其重力的。 篩的材料為不銹鋼，密度是=7.38㎏/,錐篩大端直徑為D=，小端直徑是d=360，H=1140，h=510，所以錐篩的體積 即0.2; 所以,篩的重力約為 故取G==3846.5N。 軸徑是按扭轉強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應力不超過許用彎曲應力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉矩圖應用公式繪出當量彎矩圖，式中是根據(jù)轉矩性質而定的應力校正系數(shù)。對于不變的轉矩，取；對于脈動的轉矩，??；對于對稱循環(huán)的轉矩取。 是材料在對稱循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 是材料在靜應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 是材料在脈動循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力； 在錐篩的設計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)； 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 由材料力學的相關知識可得： 解得： 由 得： 軸所受的轉矩如下： =； 所以，= 可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據(jù)校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。 7 三維軟件設計總結 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，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計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是20噸老年助力車的優(yōu)化設計，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 通過此次設計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗，總結為一下幾點。 有零件圖紙作圖與空想設計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸，再進行修改，直到滿足配合要求。 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 規(guī)則的零件，要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 關于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設定。因為一旦設定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出 零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結構，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。進行零件建模前，一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。 尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。 由于此設計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令，而且很多零件都是擁有對稱關系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應具備以下4方面的內(nèi)容。 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達零件各部分的結構形狀。 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 技術要求：表明零件在制造和檢驗是應達到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標等。 標題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內(nèi)容。 單擊【新建文件】圖標，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進入裝配體工作模式。 調(diào)入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。調(diào)入一個與第一個零件模型有裝配關系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關系，然后選取相應的約束選項進行零件操作。 結 論 通過本次畢業(yè)設計，使我們充分掌握了設計一個項目的步驟和需要掌握的知識點，不僅需要復習所學的知識，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計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是老年助力車的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 在這里，向所有幫助我的老師和同學表示由衷的感謝，謝謝你們，因為有你們的幫助和指導，我才能完成論文，謝謝大家。 參考文獻 [1] 張軍 機械設計理論研究與探討 北京：科學出版社，2004.5 [2] 黃長藝 老年助力車操作系統(tǒng)概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 周宏甫 老年助力車的創(chuàng)新設計.高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 老年助力車工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設計.機械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 電動汽車應用技術 機械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠. 老年助力車的設計與實現(xiàn). 機械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝，嚴普強.機械工程測試技術基礎. 機械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠. 老年助力車原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機械設計. 高等教育出版社，2004.4 [13] 鄧星鐘.機電傳動控制.華中科技大學出版社，2001.3 [14] 劉延俊.液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版社，2002.12 [15] 章宏甲，黃誼，王積偉. 老年助力車的逆向設計.機械工業(yè)出版社，2000.5 [16] 胡泓，姚伯威.機電一體化原理及應用. 北京：國防工業(yè)出版社，2000.6 [17] 陳鐵鳴 老年助力車的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.7 [18] 孫靖民.機械優(yōu)化設計. 機械工業(yè)出版社，2005.1 [19] 王勇領.系統(tǒng)分析與設計.北京:清華大學出版社，1991.7 [20]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space 致 謝 直到今天，老年助力車的設計總算是完成了，心里一下子輕松了很多。至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的老年助力車的設計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。因為有你們的幫助，我的論文才能夠順利完成，也讓我從中學到了很多知識，謝謝所有幫助我的老師和同學們。 19