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[A0118]四轴联动促动器的设计【优秀含10张CAD图纸+机械设备全套课程毕业设计】,A0118,优秀含10张CAD图纸+机械设备全套课程毕业设计,联动,促动,设计,优秀,优良,10,cad,图纸,机械设备,全套,课程,毕业设计

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四轴联动促动器的设计【优秀含10张CAD图纸+机械设备全套课程毕业设计】【带任务书+开题报告】【37页正文12000字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ】任务书.doc四轴联动促动器.doc外文文献.pdf外文翻译.doc开题报告.doc4轴促动器A0.DWG4轴齿轮箱A1.dwgSW三维建模【参考学习，可进一步完善】四轴联动促动器.PDF电机法兰A3.dwg设计文档谐波减速器凸轮定位套A3.DWG谐波减速器安装支架A2.DWG谐波减速器箱体A0.dwg谐波减速器输出轴 A3.DWG齿轮箱输出轴A3.dwg齿轮轴上端盖A3.dwg齿轮轴下端盖A3.dwg洛阳理工学院任务书 题目四轴联动促动器的设计主要研究目标(或研究内容)研究内容：1.技术领域:本装置涉及到一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器，属电动执行器技术领域。2.背景技术:大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点：1.功率重量比大；2. 定位精度高；3. 承受侧向力 4.可靠性高；5. 防水防尘 6. 防电磁辐射；7.掉电可自锁；8.能通过现场总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用电动执行器。新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。3.传动器技术要求：a)传动形式：直线式b)有效行程：60 mmc)最大行程：60 mmd)额定出力（N）：1200e)额定速度（mm/sec）：0.36f)定位精度（mm）：0.5（负载不变的情况下）g)内部防转机构：有h)防护等级：IP67i)使用温度范围（）：-40 - +60j)抗侧向负载能力（N）：2200k)垂直破坏负载力（N）：3000课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）目标：培养学生具有独立完成较复杂的电动传动器的能力。要求：1. 分析题目和设计技术要求，查阅18篇以上的相关文献资料。2. 图纸量不少于3张A0（至少1张中等难度的计算机绘图、1号图幅量的手工绘图）装配和零件图总量。验算设计参数并进行主要有零部件的强度校核；3. 英文翻译一篇、撰写12000字的毕业设计论文、开题报告各一份。进度计划第3周 第 5周 查阅资料，撰写开题报告第 6周 第11周 进行结构分析，确定设计方案；对传动系统进行设计、计算，并对重要零部件进行安全与疲劳校核，最后绘制传动器零件图及装配图。第12周 第14周 完善设计，审查图纸，翻译外文文献，写设计说明书(论文)，写中文摘要并翻译。第15周 毕业设计论文定稿，打印。第1617周：答辩。主要参考文献1) 机械设计课程设计 于惠力等 科学出版社，2007?2) 机械设计课程设计 杨光等 高等教育出版社 20103) 简明机械设计手册 宋宝玉等 哈尔滨工业大学出版社2008?4) 机械设计手册第3卷：机械零部件设计(轴系、支承与其他),?机械工业出版社，20105) 机械设计手册：单行本减速器和变速器 机械设计手册编委会编?机械工业出版社，20076) 机械设计课程设计图册 向敬忠等 化学工业出版社 2009?7) 机械设计课程设计手册 张龙 国防工业出版社，20068) 机械原理 （第六版）孙桓主编，北京：高等教育出版社， 2001年四轴联动促动器摘 要该毕业设计是一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器。一般由电动机、减速器、制动装置这三大部件组成。大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用，且能用制动器单独调节的四轴联动促动器。关键词：四轴联动促动器，减速机构，电动机，制动器FOUR AXIS LINKAGE ACTUATORABSTRACTThis means designing a new type of electric actuators, electric actuators dedicated particularly to large radio telescope main reflector initiative to adjust the system to use. Generally it consists of motor, reducer, brakes these three components.Large radio telescope due to its own weight and wind load influence, its main reflector deviate from standard parabolic shape, which would seriously reduce the efficiency of the radio telescope, which will attenuate high frequency efficiency more than 5 times. In order to improve the efficiency of its high frequency, it needs to be the main reflector surface into many small pieces, each piece by an electric actuator control, electric actuators using active movement to compensate for the amount of deformation of the main reflector, this technique is called the main reflection surface active adjustment technology. The core of the system is the main reflection surface active adjustment, and can be individually adjusted with the four axis linkage brake actuator.Keywords: four axis linkage actuator, the speed reduction mechanism, the electric motor, the brake目录前言1第一章 设计方案的确定51.1 设计要求51.2电动执行器的结构51.2.1电动执行器的结构51.2.2电动执行器的运动5第2章 电动机62.1 集成步进电机特性和安装62.11电动机的特性62.12电动机的安装62.2功率选择8第3章 齿轮的设计和校核103.1 锥齿轮的概要103.1.1设计参数103.1.2轮齿的受力分析103.2锥齿轮的设计与校核113.2.1按照齿面接触疲劳强度设计113.2.2齿根弯曲疲劳强度的设计133.2.3几何尺寸计算143.2.4设计主要结论143.3直齿轮的设计与校核143.3.1轮齿的受力分析153.3.2直齿轮的设计153.3.3主要结论设计19第4章 轴的设计与校核204.1 轴设计主要内容204.2传动轴的结构设计204.2.1输出轴204.2.2作用在齿轮上的力 204.2.3先确认轴的最小直径204.2.4现在根据轴向定位确定轴的各段长度和直径214.3齿轮箱轴的设计224.3.1输出轴上224.3.2确定最小轴直径234.3.3轴上各段尺寸234.4丝杠套的设计234.5轴的强度校核244.5.1轴上的载荷244.5.2弯矩合成应力校核轴的强度25第5章 制动器265.1制动器的原理265.2制动器的组成265.3制动器的优点265.4制动器的选择26第6章 谐波减速器286.1谐波减速器的原理286.2谐波减速器的特点286.3谐波减速器的优点286.4谐波减速器的选择29结论30谢 辞31前言 世界上第一台电动执行器被制造出来的时候，世界上的科技发展制造水平提高一个新的台阶。工业方面的需求让它的发展有毋庸置疑的速度，各个国家的发展已经让需要完整的规范来衡量，纷纷推出自己的要求规范，来满足工业的应用。后来智能电动执行器的出来以让电子微控技术得到长足发展，可以说是一大创新。智能化的电动执行器有智能通信，且功能强大，能可靠的应用在各种环境下安全的工作，变位变频技术使阀门在生产中不同的反响，支持现场总线的电动执行器技术先进，简便可靠，具有自我监控的技术，自主的检测调试把不安全因素总结去除。双密封的功能包含智能通信，在黑暗环境中能够检测红外线的功能。再后来的发展因特网的加入，动作频率和安全简便系数在提高中庚人性化。总监标准也发展过快提高精度水平。在1929年由LIMITORQUE公司制造出来，电动执行器的制造水平发展迅速。世界先进水平的公司智能化因特网合为一体。1. 智能电动执行器的发展趋势1.1 国内电动执行器的发展趋势国家这方面的设计应用比较迟，起步的时候国外已经发展一段时间啦，刚开始还是引进其他国家的技术学习研发自主的电动执行器。由于网络技术的发展，现在制造精密仪器的制造水平有很大的发展，在仪表又创新很多专业用的微控微电型产品，制造的智能电动执行器不仅体积小而且容易装在一个小的体积重，现在电子一体化技术已经有让我国自主研发精度高的仪表，而且还能持续很长时间的稳定性，制造误差也在减少，不过还有发展技术非常好的公司上海光辉自动化阀门有限公司，生产的种类繁多，各式各样，有专门的承载类型的，传动平稳性。这下技术在创造和社会发展中已经占据一个重要的地位，人性化的设计，智能化的简便很多繁琐的过程，还轻松的达到目的。不过需求到各种工业机器中，电子技术越来越重要的体现在控制中，普通的电动执行器它不仅重复性误差大，全封闭的电动执行器还有一定好处，就是拆装麻烦，更换检测零件不能得到很好的解决。有控制心法发送和接受信号的电动执行器已经算得上国内不错的技术，仿制国外的先进技术。可以总结我国的智能电动执行器的现状，非常不容乐观，常常引进国外的技术可以将降低自己自主创新能力，控制技术也没有高端科技人才，寿命也随着磨损度的提上而降低，安全保护能力还不是很好，无法满足国内的发展需求，工业中生产的没有规范的数据来作为标准化制作的规范，力矩和行程的自我保护机制，限制电动执行器的应用。革新技术还得培养技术人员去学习研发，早日为国内电动执行器的发展迈向前端一步。 参考文献l于惠力等， 机械设计课程设计，科学出版社，2007?2龙得云彭孟成张鞍山，执行器的理论研究与实践 J，中国仪 器仪表，2004 (15 ) : 30-333宋宝玉等， 简明机械设计手册，哈尔滨工业大学出版社2008?4机械设计手册，第3卷：机械零部件设计(轴系、支承与其他),?机械工业出版社，20105机械设计手册：单行本减速器和变速器 机械设计手册编委会编?机械工业出版社，20076向敬忠等，机械设计课程设计图册，化学工业出版社 2009?7王晓芳，电动控制器的设计J，装备制造技术;2009年03期8孙桓主编，机械原理 （第六版），北京：高等教育出版社， 2001年9张世荣李昌禧，基于DeviceNet的智能执行器设计J，电力自动化设备，2005, 25 (1 ): 19-20.10高天云，史家林，RK-Z系列智能电动执行机构性能的特点及 应用月，自动化与仪器仪表2004 (1 ): 57-58.11杨光等，机械设计课程设计 高等教育出版社 201012赵晋梅贾宝风问奴虎，智能电动执行器的应用J，中国仪器 仪表，2004 (6 ): 37-38.13祝荣荣张士文，智能型阀门电动执行机构控制器的设计J . 工业仪表与自动化装置2005 (4 ) : 26-28.14张龙，机械设计课程设计手册 国防工业出版社，200615温和；滕召胜；陈良柱；高云鹏，网络化电动执行器设计J;湖南大学学报(自然科学版);2008年05期16杨新志；唐华，电动执行机构的变频调速控制J;电机与控制应用;2006年08期17寇晓婷；电动执行器伺服控制系统的研究D;天津大学;2007年18董春利；庄梅.?国内外执行器研究的最新发展J.?自动化仪表.?2003(03)19李福进，智能电动执行器的研制J.?仪表技术与传感器.?2004(06)20刘欣；张勇东；孙铁兵；徐飞；曾子围，?智能化阀门电动装置的开发J.?自动化与仪表.?2001(06)洛阳理工学院毕业设计（论文）任务书 填表时间：2015 年 3 月 5 日 （指导教师填表）学生姓名慕亮亮专业班级B110208指导教师杨奎民课题类型科研题目四轴联动促动器的设计主要研究目标(或研究内容)研究内容：1.技术领域:本装置涉及到一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器，属电动执行器技术领域。2.背景技术:大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点：1.功率重量比大；2. 定位精度高；3. 承受侧向力 4.可靠性高；5. 防水防尘 6. 防电磁辐射；7.掉电可自锁；8.能通过现场总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用电动执行器。新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。3. 传动器技术要求：a) 传动形式：直线式b) 有效行程：60 mmc) 最大行程：60 mmd) 额定出力（N）：1200e) 额定速度（mm/sec）：0.36f) 定位精度（mm）：0.5（负载不变的情况下）g) 内部防转机构：有h) 防护等级：IP67i) 使用温度范围（）：-40 - +60j) 抗侧向负载能力（N）：2200k) 垂直破坏负载力（N）：3000课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）目标：培养学生具有独立完成较复杂的电动传动器的能力。要求：1. 分析题目和设计技术要求，查阅18篇以上的相关文献资料。2. 图纸量不少于3张A0（至少1张中等难度的计算机绘图、1号图幅量的手工绘图）装配和零件图总量。验算设计参数并进行主要有零部件的强度校核；3. 英文翻译一篇、撰写12000字的毕业设计论文、开题报告各一份。进度计划第3周 第 5周 查阅资料，撰写开题报告第 6周 第11周 进行结构分析，确定设计方案；对传动系统进行设计、计算，并对重要零部件进行安全与疲劳校核，最后绘制传动器零件图及装配图。第12周 第14周 完善设计，审查图纸，翻译外文文献，写设计说明书(论文)，写中文摘要并翻译。第15周 毕业设计论文定稿，打印。第1617周：答辩。主要参考文献1) 机械设计课程设计 于惠力等 科学出版社，20072) 机械设计课程设计 杨光等 高等教育出版社 20103) 简明机械设计手册 宋宝玉等 哈尔滨工业大学出版社20084) 机械设计手册第3卷：机械零部件设计(轴系、支承与其他),机械工业出版社，20105) 机械设计手册：单行本减速器和变速器 机械设计手册编委会编机械工业出版社，20076) 机械设计课程设计图册 向敬忠等 化学工业出版社 20097) 机械设计课程设计手册 张龙 国防工业出版社，20068) 机械原理 （第六版）孙桓主编，北京：高等教育出版社， 2001年）机械设计课程设计于惠力等.科学出版社，2007机械设计课程设计杨光等.高等教育出版社,2010指导教师签字： 教研室主任签字： 年 月 日洛阳理工学院毕业设计（论文）四轴联动促动器摘 要该毕业设计是一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器。一般由电动机、减速器、制动装置这三大部件组成。大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用，且能用制动器单独调节的四轴联动促动器。关键词：四轴联动促动器，减速机构，电动机，制动器FOUR AXIS LINKAGE ACTUATORABSTRACTThis means designing a new type of electric actuators, electric actuators dedicated particularly to large radio telescope main reflector initiative to adjust the system to use. Generally it consists of motor, reducer, brakes these three components.Large radio telescope due to its own weight and wind load influence, its main reflector deviate from standard parabolic shape, which would seriously reduce the efficiency of the radio telescope, which will attenuate high frequency efficiency more than 5 times. In order to improve the efficiency of its high frequency, it needs to be the main reflector surface into many small pieces, each piece by an electric actuator control, electric actuators using active movement to compensate for the amount of deformation of the main reflector, this technique is called the main reflection surface active adjustment technology. The core of the system is the main reflection surface active adjustment, and can be individually adjusted with the four axis linkage brake actuator.Keywords: four axis linkage actuator, the speed reduction mechanism, the electric motor, the brake18目录前言1第一章 设计方案的确定51.1 设计要求51.2电动执行器的结构51.2.1电动执行器的结构51.2.2电动执行器的运动5第2章 电动机62.1 集成步进电机特性和安装62.11电动机的特性62.12电动机的安装62.2功率选择8第3章 齿轮的设计和校核103.1 锥齿轮的概要103.1.1设计参数103.1.2轮齿的受力分析103.2锥齿轮的设计与校核113.2.1按照齿面接触疲劳强度设计113.2.2齿根弯曲疲劳强度的设计133.2.3几何尺寸计算143.2.4设计主要结论143.3直齿轮的设计与校核143.3.1轮齿的受力分析153.3.2直齿轮的设计153.3.3主要结论设计19第4章 轴的设计与校核204.1 轴设计主要内容204.2传动轴的结构设计204.2.1输出轴204.2.2作用在齿轮上的力 204.2.3先确认轴的最小直径204.2.4现在根据轴向定位确定轴的各段长度和直径214.3齿轮箱轴的设计224.3.1输出轴上224.3.2确定最小轴直径234.3.3轴上各段尺寸234.4丝杠套的设计234.5轴的强度校核244.5.1轴上的载荷244.5.2弯矩合成应力校核轴的强度25第5章 制动器265.1制动器的原理265.2制动器的组成265.3制动器的优点265.4制动器的选择26第6章 谐波减速器286.1谐波减速器的原理286.2谐波减速器的特点286.3谐波减速器的优点286.4谐波减速器的选择29结论30谢 辞31前言 世界上第一台电动执行器被制造出来的时候，世界上的科技发展制造水平提高一个新的台阶。工业方面的需求让它的发展有毋庸置疑的速度，各个国家的发展已经让需要完整的规范来衡量，纷纷推出自己的要求规范，来满足工业的应用。后来智能电动执行器的出来以让电子微控技术得到长足发展，可以说是一大创新。智能化的电动执行器有智能通信，且功能强大，能可靠的应用在各种环境下安全的工作，变位变频技术使阀门在生产中不同的反响，支持现场总线的电动执行器技术先进，简便可靠，具有自我监控的技术，自主的检测调试把不安全因素总结去除。双密封的功能包含智能通信，在黑暗环境中能够检测红外线的功能。再后来的发展因特网的加入，动作频率和安全简便系数在提高中庚人性化。总监标准也发展过快提高精度水平。在1929年由LIMITORQUE公司制造出来，电动执行器的制造水平发展迅速。世界先进水平的公司智能化因特网合为一体。1. 智能电动执行器的发展趋势1.1 国内电动执行器的发展趋势国家这方面的设计应用比较迟，起步的时候国外已经发展一段时间啦，刚开始还是引进其他国家的技术学习研发自主的电动执行器。由于网络技术的发展，现在制造精密仪器的制造水平有很大的发展，在仪表又创新很多专业用的微控微电型产品，制造的智能电动执行器不仅体积小而且容易装在一个小的体积重，现在电子一体化技术已经有让我国自主研发精度高的仪表，而且还能持续很长时间的稳定性，制造误差也在减少，不过还有发展技术非常好的公司上海光辉自动化阀门有限公司，生产的种类繁多，各式各样，有专门的承载类型的，传动平稳性。这下技术在创造和社会发展中已经占据一个重要的地位，人性化的设计，智能化的简便很多繁琐的过程，还轻松的达到目的。不过需求到各种工业机器中，电子技术越来越重要的体现在控制中，普通的电动执行器它不仅重复性误差大，全封闭的电动执行器还有一定好处，就是拆装麻烦，更换检测零件不能得到很好的解决。有控制心法发送和接受信号的电动执行器已经算得上国内不错的技术，仿制国外的先进技术。可以总结我国的智能电动执行器的现状，非常不容乐观，常常引进国外的技术可以将降低自己自主创新能力，控制技术也没有高端科技人才，寿命也随着磨损度的提上而降低，安全保护能力还不是很好，无法满足国内的发展需求，工业中生产的没有规范的数据来作为标准化制作的规范，力矩和行程的自我保护机制，限制电动执行器的应用。革新技术还得培养技术人员去学习研发，早日为国内电动执行器的发展迈向前端一步。 1.2 国外电动执行器的发展趋势与国内相比，国外的总线技术水平已经早早超过国内，电动执行器的因特网机电一体化技术术水平也一直超过了国内。世界上的科技发展制造水平提高一个新的台阶。工业方面的需求让它的发展有毋庸置疑的速度，各个国家的发展已经让需要完整的规范来衡量，纷纷推出自己的要求规范，来满足工业的应用。后来智能电动执行器的出来以让电子微控技术得到长足发展，可以说是一大创新。智能化的电动执行器有智能通信，且功能强大，能可靠的应用在各种环境下安全的工作，变位变频技术使阀门在生产中不同的反响，支持现场总线的电动执行器技术先进，简便可靠，具有自我监控的技术，自主的检测调试把不安全因素总结去除。双密封的功能包含智能通信，在黑暗环境中能够检测红外线的功能。再后来的发展因特网的加入，动作频率和安全简便系数在提高中庚人性化。总监标准也发展过快提高精度水平。在1929年由LIMITORQUE公司制造出来，电动执行器的制造水平发展迅速。世界先进水平的公司智能化因特网合为一体。1总线化、网络化在这些年网络的发展让自动化纪录更加的便捷，通过一个光缆就让自动化仪表连接起来，电动执行器明显适应这发展，通过自动控制装置在总线化生产数字式的智能通信方式来控制设备。现在的可靠性提高，风险降低，网络化的优点逐渐体现出来，穿行通信接口让设备有互联能力，多点通信可以远程监控设备是否发生故障，是否可以继续工作，工作精度由于磨损降低，传动的平稳性如何。和因特网一样的发展是总线化，系统简化，成本降低，随着这种技术的逐渐广泛使用，我国也自主研发许多电动执行器来控制总线化和网络化。2数字化、智能化智能化实在模拟电子元件为主的控制，传统的电动执行器智能进行简单的运算，线性系统的有点逐渐取代。工业设备的发展已经产生新型的模拟器来卫星处理，有简单的硬件控制办成神经元智能化，现在的可靠性提高，风险降低，网络化的优点逐渐体现出来，软件控制来应用数据参数，非常适应发展中的电动执行器。总线化的启动让接线容易，功能强大的智能化。3小型化、机电一体化现在仪器仪表的体积小型化，在安装时候可以非常快速，提高效率，节省时间，电子电路的集成，让以前非常大的体积才能完成的工作量，只需要一个芯片就可以完成。机电一体化给电动执行器的外形和电气控制回路放到输出的干扰的信号降低，调试简单，在传送信号过程中减小流失，微型化的发展已经让电动执行器更加稳定。简化的执行器用的精密电子设备更好的融合因特网，让其在使用过程中系统更加安全可靠。国际上，电动执行器发展已经在精度可靠性方面取得很大的成功，总线一体化的也越来越勇，同时，带动的国内电动执行器的发展智能化水平提高，也慢慢拥有自主研发的产品，高性能的电动执行器会让差距越来越小，质量工艺也能适应任何环境，网络化虽说有差距，与时俱进的同时增强和国外的电动执行器的对比，在这三个方面的趋势水平也会得到很大提升。总之，在世界上最高端的智能电动执行器所有的特点，在国内基本上可以实现，除了最先进的电动执行器，包含机电一体化，集成模块结构简单，控制系统控制性好，控制策略的改变，有先进的掌控局面，能够定位更加精确，在外国的智能通信能够实现双向通信，可以很好地检测仪器，无时不刻的反馈信息，掌握仪器的使用情况。现场通信技术也在这方面有很大的作用，在线能够自动标定，这是很多仪器不能达到的水平。国产的电动执行器定位精度不够，在使用过程中容易产生残次品，还得修正。况且结构复杂，不能很好地认识设备，在拆卸修理过程中费时费工。电动执行器的结构里面有减速器，其中减速器较为精密，在出现问题时，无法保证安全，没有完整的检测和诊断系统来实现智能化，在输出转速和减速比无法保障情况下，不可调整的固定因素让国内电动执行器无法满足精密仪器的工业。如果还用以前的大流量的设备，现场总线的功能也跟随性的减少，因特网带来的技术机电一体化和智能化可靠性差。必须在整个国际化趋势中改变。课题研究的可行性分析大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点：1.功率重量比大；2. 定位精度高；3. 承受侧向力 4.可靠性高；5. 防水防尘 6. 防电磁辐射；7.掉电可自锁；8.能通过现场总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用四轴联动电动执行器。 新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。传动器技术要求：传动形式：直线式有效行程：60 mm最大行程：60 mm额定出力（N）：1200额定速度（mm/sec）：0.36定位精度（mm）：0.5（负载不变的情况下）内部防转机构：有防护等级：IP67使用温度范围（）：-40 - +60抗侧向负载能力（N）：2200垂直破坏负载力（N）：3000第1章 设计方案的确定1.1 设计要求传动形式：直线式；有效行程：60 mm；最大行程：60 mm；额定出力（N）：1200；额定速度（mm/sec）：0.36；定位精度（mm）：0.5（负载不变的情况下）；内部防转机构：有；防护等级：IP67；使用温度范围（）：-40 - +60；抗侧向负载能力（N）：2200；垂直破坏负载力（N）：30001.2电动执行器的结构1.2.1电动执行器的结构图1.1电动执行器结构1.2.2电动执行器的运动电动执行器由电机输出功率转矩，经过联轴器和轴的传递，在锥齿轮上作用；第二大部分，减速器减速传送到四个轴上，可单独控制各个轴的转动情况。第2章 电动机2.1 集成步进电机特性和安装2.11电动机的特性 可编程、细分型集成式步进电机+驱动器 工作电压肖流12-70V 速度、位置模式 抗共振算法、抑制系统中频共振 可只能通信，接受数字信号和模拟信号 输入信号能够星星解决计算，细分下也能在平稳中运动 KS-422/485通讯模式 可选的内置编码器反馈 STM23S/Q-2可输出最大0. 9N. m的力矩 STM23S/Q-3可输出最大1. 5N. m的力矩 3个光隔5-24V数字输入 输入信号的波可以过滤 1个光隔，30V, 100mA的数字输出 1个用于速度及位置控制的0-5V模拟输入2.12电动机的安装任何型号的STM23驱动产品的安装环境必须具备良好的散热条件及空气流通。STM23驱动产品周围必须留有空问以保证空气对流。不要在没有空气对流以及环境温度超过40的场合使用。不要在潮湿或者可能引起短路的场合使用。始终保持STM周围良好的空气流通。选择合适的电源为了最大目的的降低所谓的安全隐患造成的后果，要根据你用的地方的使用的功率，采取相应的因地制宜。不一样的环境有不一样的安装规则条例。系统错误也可能造成设备的损坏或者人身伤害。我们不保证此产品适合您的特定应用，我们也无法为您系统设一的可靠性承担责任。图2-1电动机的功能结构 安装时候要防止不规范使用造成伤害。也要阅读检查使用手法是否规范，尽可能在知道如何操作情况下安装，遵守相关技术要求。请一定要先确认这个设备的安放情况，是否接地，如果没有接地的系统是不能正常使用的。STM23内部的元件很多，为防止一些不正常的操作而影响使用，必须要保证不受外部的静电干扰，旁边的操作人员要确认安全后才能接触。一定不要将产品放在能够导电的平台上，这样可以避免接触静电而产生火灾。在控制设备中，保持控制设备外盖，柜门的关闭一定在运行过程中，不然，很大一部分会造成设备伤害。在设备工作过程中，可能会因为其他设备的影响而断电，要防止是不是带有高压触电，产生事故，为防止发生必须依据周围环境采用不同的设备保护，彼此之间有一定的间隔。绝对禁止在这杯运行时候无故做切断设备电源的事情，避免因为设备突然停转而产生电弧再生人身危害。在设备切断电源停止一段时间后，才可将与设备相关的电线收起来，其中容性器件可能带有部分电能，在保证安全的情况下，先用测量万用表来检测是否带有电，才能接触。一定要在安全规范的方法下进行操作，同时对不明显的安全提示做出警告标志，在设备工作前做这些安全措施。在使用设备前，一定要了解这些规范，知道安全的操作方法，这样才能减少事故的发生，或者设备的损坏，这些风险都有可能造成不可避免的人身和财产损失。2.2功率选择选择电源需要考虑很多因素。再生产设备的时候，需要在一个安全精确的前提下，电压稳定，结构合理布局，重量把握的合理，避免开着电源检查设备。根据你所要用到的情况选择你需要的功率来满足这些要求。 电压STM23系列驱动产品在使用直流24V-48V输入时有最佳的表现。电压的选择取决于所需要的运行力矩以及可以接受的电机/驱动器发热(不应导致驱动器过热)。电源使用接近于驱动器最大电压的输出电压可以有效地降低占空比。下而是不同电压下的占一空比US速度曲线图。如果设备在不是稳定电压下工作，不要超过最大的输入电压。表2-1电机的占空比的速度2.3电机尺寸图2-2电机的尺寸选用STN23S-2A如图2-2电机输出最大力矩0.9N.M,转速为950r/min第3章 齿轮的设计和校核3.1 锥齿轮的概要 锥齿轮在运动中提供传递，用于相错轴和相交轴的运动。3.1.1设计参数根据直齿锥齿轮的小端和大端的模数和几何尺寸不同，国家标准中规定标准值用大端参数。几何参数如下图3.1图3-1直齿锥齿轮传动的几何参数3.1.2轮齿的受力分析和圆柱齿轮相似，在小齿轮的平均分度圆处把名义上的法向载荷分解为径向力和圆周力，各力的方向如图3.2然后再通过各力之间的力平衡计算条件进行几何计算，即图3-2轮齿受力分析3.2锥齿轮的设计与校核 选定齿轮类型、齿数及材料、精度等级1.选择标准直齿锥齿轮传动，压力角取。2.齿轮精度选择7级精度，材料选择45钢（调质），硬度齿面240HBS3. 选用齿轮齿数3.2.1按照齿面接触疲劳强度设计（1） 先算小齿轮分度圆直径 1）确认各个参数公式中。 选择 计算主动齿轮传递的转矩。 齿宽系数选择=0.3。 区域系数选择=2.5。 材料的弹性影响系数=189.8。 计算许用应力接触疲劳查的齿轮的接触疲劳极限为=550Mpa2） 试着先算算齿轮的分度圆直径。 （2）齿轮分度圆直径的调整 1)数据的准备实际载荷系数前 圆周速度v。 =26.8（1-0.50.3）=22.76mm=1.1m/s 齿轮的当量齿宽系数。 =0.326.8=9.8mm =9.8/22.76=0.433 2）载荷系数的实际值。 使用系数=1。 根据=1.1m/s。降低一级精度八级精度，动载系数=1.053。 由于锥齿轮精度降低齿间载荷分配系数=1。 七级精度小齿轮悬臂时，齿向载荷分布系数=1.140。 实际载荷系数=11.05311.040=1.095 3）分度圆直径有实际载荷系数得到=26.8=25.3mm相应的齿轮模数m=25.3/20=1.266mm3.2.2齿根弯曲疲劳强度的设计（1） 模数的计算各参数的数值 =1.3。 计算。 由分锥角=arctan（1）=4=4 齿形系数=2.55。 应力修正值=1.62。 两齿轮的齿根弯曲疲劳强度极限=380Mpa 弯曲疲劳寿命系数=0.86 弯曲疲劳安全系数S=1.7得Mpa=192Mpa计算模数。 = =1.59mm（2） 调整齿轮模数 1）数据实际载荷系数的准备 圆周速度v。 =1.5920mm=31.8mm=31.8（1-0.50.3）mm=27.03mm=1.34m/s齿宽b。 2）实际载荷系数。根据v=1.34m/s 八级精度，动载系数1.10。锥齿轮精度较低齿间载荷分配系数。查表的=1.230，=1.150。载荷系数为=1.1011.231.150=1.556齿轮模数由实际载荷系数算的mm=1.69mm选取m=2.5mm3.2.3几何尺寸计算分度圆直径的计算 =2.520mm=50mm分锥角的计算=arctan（1/u）=arctan1=齿轮宽度=11mm3.2.4设计主要结论齿数=20，模数m=2.5mm，压力角=，变位系数，分锥角，齿宽=11mm。齿轮采用45调质钢，齿轮按七级精度设计。3.3直齿轮的设计与校核3.3.1轮齿的受力分析 为知道齿轮强度，需要把齿轮上的力计算出来，另外，计算安装齿轮的轴和轴承中齿轮传动的力分析必不可少。 齿轮传动的方式加以润滑，摩擦力一般很小在啮合齿轮间，可不给考虑。在小齿轮的平均分度圆处把名义上的法向载荷分解为径向力和圆周力，各力的方向如图2.3然后再通过各力之间的力平衡计算条件进行几何计算，即图3.3直齿轮圆柱齿轮轮齿的受力分析3.3.2直齿轮的设计（1）选定齿轮类型、齿数及材料、精度等级 选择标准直齿锥齿轮传动，压力角取。 齿轮精度选择7级精度，材料选择45钢（调质），硬度齿面240HBS 选用齿轮齿数（2）按照齿面接触疲劳强度设计 1）先算小齿轮分度圆的直径 公式的参数的确定 选择=1.3。计算传递的转矩= 齿宽系数。 区域系数选择=2.5。 材料的弹性影响系数=189.8。 计算接触疲劳重合系数。 计算接触疲劳许用应力。 大小齿轮的接触疲劳极限为=550Mpa 失效概率为1%，安全系数S=1 齿轮分度圆直径 = =59.123mm 2）齿轮分度圆直径的调整 载荷计算的前提准备 圆周速度v。 齿宽b。 计算实际载荷系数。 系数。 从上面v=0.045m /s。七级精度，得到动载系数。 齿轮圆周力。 齿间载荷的分配系数 齿轮相对支承非对称布置时，得七级精度，载荷齿向分布系数得实际载荷系数由实际载荷得到的分度圆直径mm齿轮模数为（3） 齿根弯曲疲劳强度设计模数公式确定各个参数的数值选取=1.3。弯曲疲劳强度用重合度系数计算。齿形系数应力修正值齿轮的齿根疲劳弯曲极限为弯曲疲劳寿命系数K=0.87。弯曲安全系数疲劳S=1.4得试算模数调整齿轮模数计算数据准备圆周速度v。齿宽b。齿高比b/h。b/h=14.67实际载荷系数的结果计算。由于速度v=3.03mm/s.七级精度，动载系数。根据齿间载荷分派系数插值法得，结合b/h=14.67得载荷系数实际载荷系数得到的模数模数m=2.5mm设计的齿轮传动，可以满足齿根弯曲疲劳强度，也可以满足齿面接触疲劳强度，结构同样紧凑。（4）几何尺寸计算计算分度圆直径d=mz=2.533mm=82.5mm计算中心距计算齿轮宽b=18mm大齿轮的齿宽为18mm小齿轮的齿宽为15mm（5）齿面接触疲劳强度校核 和前面类似， 满足要求，和标准齿轮相比齿面接触应力有所下降。（6）齿根弯曲疲劳强度校核计算各个参数值齿轮抵抗弯曲疲劳破坏能力大于齿轮，疲劳强度满足要求3.3.3主要结论设计齿数z=33，模数m=2.5mm，压力角，变位系数x=0.5，中心距82.5mm，主动齿轮齿宽18mm，从动齿轮15mm，选用调质45钢，齿轮按7级精度。洛阳理工学院毕业设计（论文）第4章 轴的设计与校核4.1 轴设计主要内容轴设计包含工作能力和结构设计两方面。轴的结构设计是整个设计的重中之重，确定合理的结构能让轴的寿命周期延长，可靠性增加，在轴上面零件的定位也得合理选择，轴的制造工艺要求匹配，不然户造成制造成本过高，零件装配不合理。轴的工作能力是指轴的强度能满足工件工作需要，在工作中不会发生断裂和变形，轴的震动不会影响轴的传动精度，稳定性好。有的轴根据工作情况需要长度太长，上面的压力过大而弯曲，提高轴的刚度，防止在运动中产生大的弹性变形，高速旋转的轴，还要防止共振带来的影响。4.2传动轴的结构设计4.2.1输出轴上的功率，转矩，转速包含轴承效率在内=0.99，得4.2.2作用在齿轮上的力 4.2.3先确认轴的最小直径选择45钢为轴的材料，调质处理。先确定=112，可以得到为了安装在联轴器的直径为最小直径，所以最小直径要和联轴器的孔径合适，所以还要选择联轴器来配合。联轴器的转矩算的结果应该小于联轴器的公称转矩，选用弹性爪型联轴器，型号U-cplc20-BL-L6.5-R6.5，半联轴器的孔径d为6.5mm半联轴器和轮毂配合的长度。拟定轴的结构如图4.1图4.1轴的结构4.2.4现在根据轴向定位确定轴的各段长度和直径（1） 半联轴器要轴向定位，满足这个要求第一段轴需要先制定出一个轴肩，所以第二段的直径，半联轴器和轮毂的长度，为了保证不影响联轴器工作，所以第一段的长度应该短点，取。（2） 根据制动器来确定第二段轴的长度，制动器右端有轴肩，取，选择深沟球轴承GB276-1994，内径17mm，外径35mm，宽度8mm。第三段轴长度为=8mm。（3） 轴环处轴肩高度h=（2-3）R，轴经，R=0.8mm。所以h=1.5mm，轴环处直径，轴环宽度，取。轴环右端有轴承，轴承同时受径向力和轴向力的作用所以选用角接触球轴承GB292-1994，根据工作需要，内径17mm，外径35mm，宽度10mm，（4） 安装锥齿轮的轴段直径，锥齿轮右端采用圆螺母和止动垫圈定位，圆螺母定位可承受较大的轴向力，但轴上的螺纹处有较大的应力集中，会降低轴的疲劳强度。确定。圆螺母采用GB 810-1988M121.25得到。3.2.5轴上零件的轴向定位 轴的轴向定位和锥齿轮、半联轴器的全部采用平键连接。由各段的直径可的平键为保持锥齿轮和轴有良好的配合采用，同样，半联轴器和轴的配合用。轴承和轴的轴向定位是由过渡配合来保证的，在此选择轴的直径公差m6。4.3齿轮箱轴的设计4.3.1输出轴上的功率，转矩，转速包含轴承效率在内=0.99，得作用在齿轮上的力4.3.2确定最小轴直径选取调质45钢取先确定=112，可以得到轴的装配方案如图4-2如图4-2齿轮箱轴4.3.3轴上各段尺寸选择滚动轴承轴上收到两种力的作用，选角接触轴承GB292-1994内径15mm，外径35mm，宽度11mm，轴承端盖便于拆装的装配往里面注入加润滑脂，对称的同样直径长度。轴承右边轴肩高度用轴肩定位，锥齿轮两边用圆螺母和止动垫片来定位，小圆螺母选择GB810 1988M201.5，此段直径，长度，安装锥齿轮轴段，长度，轴环处轴肩高度h=（2-3）R，h=3mm，轴环直径，长度，为了让轴输出到谐波减速器的凸轮定位套上，采用，中间传动4.4丝杠套的设计丝杠套用来传递丝杠上下运动，根据其功率和转速，确定各个阶段的尺寸。输出轴上的功率，转矩，转速包含轴承效率在内=0.99，得作用在齿轮上的力如图4-3丝杠套确定轴的最小直径16mm，采用小圆螺母和止动垫片定位，根据圆锥滚子轴承GB297-1994可以知道直径，。箱体和制动器确定丝杠套直径，。摩擦盘来带动传递断开动力，直径。螺栓与骨架油封组件可以知道。4.5轴的强度校核4.5.1轴上的载荷由于轴较长，容易产生轴的轴的扭矩和弯曲，且键槽的集中应力比过盈配合小，危险截面时候轴应力集中容易断裂。应力不对称可以省去静强度校核没问题。减小轴的输入传送，便面用加工工艺可与强化处理提高疲劳强度，轴得应压力抗疲劳强度能力不在抵消。再水平截面计算轴的各面转矩，弯曲截面载荷平衡，用挠度来测量，精度要求不高，齿轮和角接触轴承稳定性也不造成影响。表4-1轴的载荷表载荷水平面H垂直面V支撑反力F 弯矩M总弯矩扭矩T负值为反方向。4.5.2弯矩合成应力校核轴的强度在校核时候，只需要校核轴上承受的最大弯矩的扭矩的截面强度，根据上面的表格数据，还有轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力得到，这时候轴的计算应力在前面已经选定材料为调质处理45钢，得到。因此，所以是安全的。第5章 制动器5.1制动器的原理 制动器是工件在运动过程中用来切断动力来阻碍工件的运动趋势，不同的使用功能的位置不同，在轿车上用摩擦片来实现减速制动，不过机械零件有的目的是停止的工件，减小结构尺寸也可以降低它的载荷，运动的工件为降低制动力矩，会在中间采用相应的方法来降低工件的损伤，调节制动所带来的损耗，不过制动采用的能量可以传递，整体制动器简单，方便安装，灵敏度好，可以用到多种设备中来制动。5.2制动器的组成四个基本组成部分组成制动器：1）传动零件，可以将制动所需要的动力传给其他零件供能装置。2）功能组件，能够将需要的能量为下一部件工作提供。3）控制设备，能够控制切断和传递动力的控制制动。4）减速装置，还有来阻碍工件运动的辅助制动减速装置制动器。5.3制动器的优点1）制动器质量轻便，整体占据空间不大；2）自动化性好，适用各种设备；3）安装和拆卸方便，便于维修；4）制动能力强；5）反应迅速，传动快，冲击力低。5.4制动器的选择为了满足设计的四轴联动促动器的设计要求，需要精度制动性快的，占据空间下，能够在整体中协调整体空间布局，达到结构简单的目的，且对其他零件冲击力不强，不会造成设备故障，不会损耗零件寿命，维修也能简易，能准确知道故障地方，带来节省工时，提高效率，且能智能控制的制动器，如图5-1选择昕芙旎雅无励磁制动器SBR-60-127EZ图5-1昕芙旎雅制动器26第6章 谐波减速器6.1谐波减速器的原理谐波减速器中一般分为三部分，在构件之间传递动力是其中一种形式，同时让其有可控弹性变形，靠波发生器来调节，柔性齿轮在这样作用会发生弹性形变，在和刚性齿轮起到不同的作用，刚性齿轮来传递动力的可控弹性变形结合。6.2谐波减速器的特点1）谐波减速器在零件之间传动的效率高，且历时时间长。2）占空间小，质量轻便小巧。3）能够给输入和输出产生巨大传动比。4）在传动中声音小，运动稳定性高，对其他损伤小，准确传送。5）柔轮的材料工艺要求高，表面需热处理，增加疲劳强度，做工复杂。6）在和普通的减速器上相比，因为齿之间的是面与面的接触，加上重叠系数多，同样的情况下载荷小，承载能力相比较好。6.3谐波减速器的优点1）结构明了，安装方便。谐波减速器的组成构件不多，三个零件在输入和输出之间不存在其他多余的零件，给安装和拆修维护带来很大的方便。2）传动精度高。在谐波减速器传动中传动空程小可以做到无侧隙啮合，由于里面齿轮齿数多，在相对运动过程中微量的改变可以达到齿隙减小，误差能平分到各个齿轮上，实现互补。在精度差不多一样的条件时候，多齿啮合还对他们之间的误差有减小作用，能转却的达到