关 键 词：

旋转 阵列 结构 激光 杀灭 设计

资源描述：

旋转式阵列结构激光杀灭器设计,旋转,阵列,结构,激光,杀灭,设计

内容简介：

指导教师：姚明印,旋转式阵列结构激光杀灭器,设计人：严军学号：（20055025）,1旋转式阵列结构激光杀灭器11设计目的旋转式阵列结构激光杀灭器设计是机械设计和机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要教学环节,是学完技术基础课及有关专业课的一次专业课内容的综合设计.通过设计提高学生的机构分析与综合的能力,机械结构设计的能力,此次设计要求设计学生能够实现设计装置的三个方面的独立运动。1，底座的独立旋转运动；2，大臂的独立上升下降运动；3，小臂的独立左右运动。要实现第一个运动依靠电动机带动减速器旋转并且通过法兰连接来带动大臂的旋转；要实现第二及第三个运动依靠液压装置的活塞推动杆来推动大臂的上下运动和横臂的左右运动。,1.2设计机构工作原理,此设计的目的是完成三个运动1,底座的旋转运动2,大臂的升降运动3,小臂的左右运动。步骤:1.直流伺服电动机通过皮带轮把转速传动的蜗杆;2.通过蜗轮蜗秆传动把转速传动的蜗轮;3.主动齿轮和蜗杆同轴,转动再次传递到从动齿轮上;4.由于法兰的连接作用,从动齿轮带动底座旋转运转;5.通过拉杆式油缸的作用控制大臂的升降运动;6.通过拉杆式油缸的作用控制小臂的左右运动;7.激光杀灭器安装在小臂上。,1.3设计内容及要求,（1.2.1原始数据自由度（三自由度）上下运动范围100mm左右运动范围200mm旋转范围3600.5r/min1.2.2设计要求a、结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、旋转式阵列结构激光杀灭器造型图(一套)d、设计计算说明书（一份）,2.1旋转式阵列结构杀灭器简图,2.液压油缸的设计,2.1液压缸装配图2.1.1液压油缸类型选择根据设计要求可知，该机构所用到的液压系统需要两边都可以通入液压油，因此两油缸都选用双作用单活塞式液压缸。2.1.2安装方式升降油缸缸底用法兰安装，头部用内螺纹安装；左右移动油缸缸底和头部都用内螺纹连接。,左右移动液压缸,2.2缸压缸设计,2.1油泵的选用单作用式叶片泵，由于可以采用改变定子和转子间偏心距的方法来调节流量，并且叶片泵结构紧凑，外形尺寸运行平稳，输油量均匀，脉动及噪音小，耐久性好，使用寿命长，价格较柱塞泵便宜；效率比齿轮泵高，吸油高度不大500mm,适用于中小流量的节流调节的液压系统中，因此选用:YB-A6B-FL-Y1型油泵YB-A6B-FL-Y1型油泵,2.4液压系统原理图1-油箱2-滤油器3定量泵4单向顺序阀5三位四通阀6伸缩液压油缸7-平衡保压回路8-升降液压油缸9-溢流阀,2减速器设计,2.1电动机的选用因为设计中要求大臂的旋转速度为0.5r/min为了更好的调整传动速度选用伺服电动机。额定功率300W额定电压220V额定电流2.0A额定转速300r/min,回转体设计,2.2传动设计,2.2.1蜗轮蜗杆传动优点：传动比大，结构紧凑；传动平稳，噪音小；具有自锁性；因为线接触，所以有较大的承载力。蜗轮蜗杆参数i=80模数m=2.5头数z=1直径系数q=12蜗轮齿数z=80蜗杆分度圆半径30蜗轮半径200蜗杆齿顶高2.5齿形角20选用45号钢,并进行调质处理使硬度达到HB250300。,2.3直齿圆柱齿轮,2.3.1直齿圆柱齿轮各部分的名称，符号及参数基本参数主动轮齿数20从动轮齿数300模数3齿形角20齿顶高系数1顶隙系数0.25。选用45号钢,调质处理。,4总结,大学中的最后一次课程设计让我学到了许多东西，总结起来有以下几点：1巩固了机械理论知识，在姚明印老师的精心指导下，补充了许多遗漏的知识，让我体会到理论知识的重要性，知识越完整设计就更全面。2了解了设计中必不可少的几个阶段。毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面的全面培养学生的整体素质。通过这次毕业设计，我熟悉对模具进行设计和生产的基本过程，这些对我以后的工作和学习将起到非常大的作用。3学会了对一些基本资料和工具书的查阅。作为机械专业，都是要靠数据说话的，每个细节都是有强大的实践和理论数据作为依据的，所以学会使用这些资料和查阅相关工具书显得极其重要。4毕业设计培养和锻炼了我严肃认真、实事求是的严谨科学态度。也体会到了饿作为老师的不易和艰辛，增进了师生之间的交流。,致谢,这次设计可以较顺利地完成首先要感谢姚明印导师的精心和耐心指导，在他不断的鼓励和要求下，我懂得了毕业设计的重要性，之前总觉得时间还多不急。与他相处的这几个月里，不仅学到了许多有关的专业知识，还学会了做人的道理，让我充分理解了严于利己、态度端正的涵义，对我以后的学习生活将受益匪浅。再次,我还要特别感谢各位评委老师对我的提问和纠正，这让我对所学专业有了更好的提高，让我更有信心迎接未来的工作。能完成设计还必须得益于学校完整的图书和网络资料，图书馆提供了大量供我查阅的资料和手册，为我的设计提供非常重要的砝码，农大网络资料也帮助了我许多，可以方便的获得所需珍贵资料。这次毕业设计我也深刻体会到的学生友谊情深，大家的相互帮组和讨论使得设计犯错更少，设计才更准确。最后，衷心感谢江西农大给我四年学习的机会，这将是我人生中非常重要的四年，我将永远记住培养我四年的母校。, 编 号 20055025 江西农业大学 工学院毕业设计材料题 目旋转式阵列结构激光杀灭器 专 业机械设计制造及其自动化学生姓名严军材 料 目 录序号附 件 名 称数量备注1毕业设计论文12图纸18二九年五月毕业论文题目学校代码：10410 序 号：05025本 科 毕 业 设计题目： 旋转式阵列结构激光杀灭器设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 严 军 学 号： 20055025 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 机制052 指导教师： 姚明印 二OO九年 五 月摘要关键字 旋转结构，AutoCAD，减速器，液压装置。本课题是为农业激光杀虫作业而设计的自动扫描机械。它能方面地在田间按照我们所设计的动作快速高效地作业，对减轻劳动人民的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平，实现生产自动化发展有着重要作用。本课题通过应用AutoCAD 技术对其进行结构设计和液压传动原理设计，使其能将基本的结构更具体的展现在人们面前。它能实行左右移动，上下升降及360度旋转。 Scanning laser display structure designed to kill Abstract This issue is for agricultural pesticides laser operation designed to automatically scan machine. It easily in the field designed in accordance with the action we have to work quickly and efficiently, to reduce the labor intensity of the working people to improve working conditions and raise the level of labor productivity and automation, production automation plays an important role in development. Issues through the application of this technology for its AutoCAD design and structural design of hydraulic principle to the basic structure can be more specific in people before the show. Implement it about moving up and down movements and 360-degree rotation. ii旋转式阵列结构激光杀灭器目 录1 绪论11.1旋转式阵列结构激光杀灭器设计目的11.2本课题的内容和要求11.2.1 原始数据11.2.2 设计要求11.3旋转式阵列结构激光杀灭器简图22 液压油缸的设计32.1 油泵32.1.1 油泵的选用32.1.2 油泵选用型号32.2 液压油选用42.3 液压油缸选用42.3.1 液压油缸类型选择42.3.2 安装方式42.3.3 液压油缸的主要参数42.3.4 液压油缸的一般性能计算52.3.5液压缸壁厚度计算62.4活塞杆稳定性验算72.5活塞杆最大容许行程82.6缸底厚度计算92.7 缸筒与缸底连接计算92.8活塞与活塞杆的连接102.9缸体材料的选用及要求112.10活塞122.11活塞杆122.12缸体端部和安装联结部分122.13选择液压辅助元件122.14液压系统原理图133 回转体设计143.1电动机的选用1432蜗轮蜗杆143.2.1蜗轮蜗杆传动特点143.2.2圆柱蜗轮蜗杆参数(GB 10085-88)143.2.3圆柱蜗杆蜗轮传动的几何计算153.2.4圆柱蜗杆传动的受力分析163.2.5圆柱传动强度计算和刚度验算163.2.6圆柱蜗杆传动滑动速度计算和传动效率估算173.2.7圆柱蜗杆传动精度(GB 10089-88)173.3直齿圆柱齿轮183.3.1 直齿圆柱齿轮特点183.3.2 直齿圆柱齿轮各部分名称及符号183.3.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算183.3.4轮齿受力分析和计算载荷193.4轴的设计及计算. 23 3.4.1轴的最小尺寸的初步确定. 23 3.4.2轴承的选择. 24 3.4.3轴的强度校核. 244 总结.27参考文献28致谢29291 绪 论1.1旋转式阵列结构激光杀灭器设计目的旋转式阵列结构激光杀灭器设计是机械设计和机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要教学环节,是学完技术基础课及有关专业课的一次专业课内容的综合设计.通过设计提高学生的机构分析与综合的能力,机械结构设计的能力,此次设计要求设计学生能够实现设计装置的三个方面的独立运动。1，大臂的独立旋转运动；2，大臂的独立上升下降运动；3，横臂的独立左右运动。要实现第一个运动依靠电动机带动减速器旋转并且通过法兰连接来带动大臂的旋转；要实现第二及第三个运动依靠液压装置的活塞推动杆来推动大臂的上下运动和横臂的左右运动。1.2本课题的内容和要求 1.2.1 原始数据 自由度（三自由度） 上下运动范围 100mm 左右运动范围 200mm 旋转范围 360 0.5r/min1.2.2 设计要求a、结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、旋转式阵列结构激光杀灭器造型图(一套)d、设计计算说明书（一份）1.3旋转式阵列结构激光杀灭器简图 图1-1旋转式阵列结构激光杀灭器简图 2 液压油缸的设计 2.1油泵图2-1液压缸装配图2.1.1 油泵的选用 单作用式叶片泵，由于可以采用改变定子和转子间偏心距的方法来调节流量，所以一般适宜做成变量泵。叶片泵结构紧凑，外形尺寸运行平稳，输油量均匀，脉动及噪音小，耐久性好，使用寿命长，价格较柱塞泵便宜；效率比齿轮泵高，吸油高度不大于500mm，适用于中小流量的节流调节的液压系统中，常用于起重等机械中。2.1.2 油泵选用型号图2-2 油泵实物图 YB-A6B-FL-Y1其中：YB-级叶片泵 A-50系列 6-排量为6ml/n B-压力分级B:2580kg/mm2 F-法兰安装 L-螺纹连接 Y1-榆1型2.2 液压油选用一般来说，该系统所用液压油应该符合的条件为：有高度的化学稳定性，良好的润滑性能，有很高的液膜强度，不侵蚀几件及破坏密封装置2，适宜的粘度和良好的粘温性能，在工作温度变化范围内，粘度变化量小，防火、防爆。在通常用油中选用20号机械油（HJ-20） GB443-6450C时 运动粘度系数为：1723 恩氏粘度（E）：2.63.31 2.3 液压油缸选用 2.3.1 液压油缸类型选择 根据设计要求可知，该机构所用的到液压系统需要两边都可以通入液压油，因此选取用两油液缸都选用双作用单杆活塞式液压油缸。 2.3.2 安装方式 根据系统设计要求可以知道，升降液压油缸缸底可以用圆形法兰安装，头部内螺纹安装；左右移动液压油缸用缸底内螺纹安装，头部使用内螺纹安装。2.3.3 液压油缸的主要参数 根据设计要求及查询国家标准液压油缸的主要参数可以选用如下：锻钢=11001200kg/cm2 无缝钢管=10001100kg/cm2 油缸工作压力P=25kg/cm2 螺纹间距t11； T3小齿轮所传递的转矩(N.mm)； K载荷系数，见表； b齿宽(mm)； a中心距(mm)； b齿宽系数；b=0.9 H齿轮材料许用接触应力(MPa)，H=250MPa 因此有： 因此可以选用 齿根弯曲疲劳强度计算 轮齿在受载时，齿根所受的弯矩最大。因此齿根处的弯曲疲劳强度最弱。齿根的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点处。为了方便计算，通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根的弯曲强度。齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断. 轮齿可看作为一悬臂梁，根据力学的相关理论并结合齿轮的传动的特点，可得齿根弯曲疲劳强度的校核公式为： （3.28） 查表有: 使用系数 动载系数 齿向载荷分布系数 齿形系数 应力修正系数 齿形修正系数 螺旋角系数 从合度系数 合格 3.4轴的设计和计算 该轴在此传动设计中是承受扭矩作用的传动轴，所以应该在扭转强度条件下 计算轴的直径。扭转强度条件为： (4.1)式中:轴的扭转切应力 轴所受的扭矩 轴的抗扭截面模量 轴的转速 轴的许用扭转切应力 轴所传递的功率 已知该轴为实心轴，所以 3.4.1轴的最小直径的初步的确定公式： (4.2)考虑到经济效益和生产成本等因素和工作情况的要求，所以选择轴的材料为碳钢 45# 正火处理（硬度），则可知轴的一些强度如下：抗拉强度极限 屈服强度极限 弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 轴的许用扭转切应力 ，根据所选择的材料确定的。 已知条件： 轴所受的力: 轴的转速: 式中：电机传到各轴的功率 通过计算可知各轴的最小直径,根据实际要求可以取: 3.4.2轴承的选择该轴承的选择是要与传动轴配合使用的，所以选用滚动轴承。通过对轴的要求和工作情况的考虑，轴承主要受径向力和轻微的轴向力，且该轴转速比较低，同时考虑到经济效益和生产成本等因素的影响，所以选择用圆柱和圆锥滚子轴承。分别选用：轴承6204、轴承6010、轴承2007110和轴承62063.4.3轴的强度校核 已知该轴受到轴向力和径向力的共同作用，所以应该采用弯扭合成应力校核该轴的强度。已知条件：轴所受的力，,轴的剪切疲劳极限 ,轴的许用扭转切应力: ，轴的大小, , .则对轴上的力分析：图3-4 轴2受力分析由上图知蜗轮Z2所在轴的面为危险截面,如下图所示:图3-5 蜗轮Z2受力情况画出弯矩图： 图3-6 弯矩图由前面计算可得： 又通过公式可知: 可得到公式: 又有 由于轴受到弯扭组合的共同作用，按第三理论强度进行校核，则由公式： (4.3)而： 合格4 总结 大学中的最后一次课程设计让我学到了许多东西，总结起来有以下几点：1 巩固了机械理论知识，在姚明印老师的精心指导下，补充了许多遗漏的知识，让我体会到理论知识的重要性，知识越完整设计就更全面。2 了解了设计中必不可少的几个阶段。毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面的全面培养学生的整体素质。通过这次毕业设计，我熟悉对液压装置和回转体设计和生产的基本过程，这些对我以后的工作和学习将起到非常大的作用。3 学会了对一些基本资料和工具书的查阅。作为机械专业，都是要靠数据说话的，每个细节都是有强大的实践和理论数据作为依据的，所以学会使用这些资料和查阅相关工具书显得极其重要。4 毕业设计培养和锻炼了我严肃认真、实事求是的严谨科学态度。也体会到了作为老师的不易和艰辛，增进了师生之间的交流。参考文献1 吴伦楷、康夏松等译液压传动