一种防撞车电动栏杆的设计【11张CAD图纸】【含CAD高清图纸和文档】【GC系列】
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商 丘 工学院2015-JXLW专业代码-编号本科毕业论文（设计） 一种防撞车电动栏杆的设计 学 院小三号黑体居中（下同）专 业学 号学生姓名指导教师提交日期年 月 日诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者签名：年月日41摘 要本文介绍了防撞车电动栏杆的发展，面向多功能综合测试和多功能的设计原则，测试的整体分析，功能结构设计，包括机械传动部件的设计和计算，设计和结构，结论和建议。确定总体方案，绘制电控式碰撞类型电动栏杆的设计和内容的传动部件整体结构设计，机械制图，整体计算及传动部分，结论和建议的结构设计。整个结构主要由电动机，机架，皮带，连杆。经电机功率的输出通过调整皮带轮齿轮移动，小V型皮带驱动皮带轮，从而使该单元沿着装置移动。本文概要：（1）防撞车电动栏杆整体结构设计。（2）防撞车电动栏杆性能分析。（3）选择电动机。（4）传递和防撞车电动栏杆，机架设计和执行机构。（5）设计分析和验证元素的计算。（6）设计图纸进行所有的装配图和装配图的重要组成部分设计和组件。关键词：防撞车电动栏杆，结构设计，传动设计AbstractThis article describes the development of an electric vehicle crash railing, facing the multi-functional integrated testing and functional design principles, the overall analysis and testing, functional design, including the design and calculation of mechanical transmission components, design and structure, conclusions and recommendations. Determine the overall scheme, the overall structural design of transmission parts structural design, mechanical drawing, the overall calculation and transmission parts, conclusions and recommendations drawn electronically controlled collision type electric fence design and content. The entire structure is mainly composed of motor, chassis, belts, rods. By motor power output by adjusting the pulley gears move, small V-belt drive pulley, so that the device is moved along the unit.This article outlines:(1) motor vehicle collision railing design the overall structure.(2) anti-collision electric fence performance analysis.(3) to select the motor.(4) passing car crash and electric fence, rack design and implementing agencies.(5) calculation of design analysis and verification elements.(6) an important part of the design drawings for the design and assembly of all assembly drawings and assembly drawings.Keywords: bumper car electric fence, structure design, transmission design目 录第1章 绪论11.1 电动栏杆的现状11.2本课题的研究意义11.3 电动栏杆机发展前景2第2章 防撞车电动栏杆总体设计62.1 系统总体方案的分析62.2传动原理图62.3估算切削功率7第3章 带传动的计算103.1 带传动设计103.2选择带型113.3确定带轮的基准直径并验证带速123.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角133.5确定带的根数z143.6确定带轮的结构和尺寸143.7确定带的张紧装置143.8计算压轴力14第4章 主轴组件要求与设计计算174.1 主轴的基本要求174.1.1 旋转精度174.1.2 刚度174.1.3 抗振性184.1.4 温升和热变形184.1.5 耐磨性194.2 主轴组件的布局194.3 主轴结构的初步拟定194.4 主轴的材料与热处理194.5 主轴的技术要求204.6 主轴直径的选择204.7 主轴前后轴承的选择214.8 轴承的选型及校核224.9 主轴前端悬伸量234.10 主轴支承跨距234.11 主轴结构图244.12 主轴组件的验算244.12.1 支承的简化244.12.2 主轴的挠度254.12.3 主轴倾角26第5章 键的选择与校核345.1 带轮1上键的选择与校核345.1.1键的选择345.1.2 键的校核345.2 带轮2上键的选择与校核355.2.1 键的选择355.2.2 键的校核36第6章 控制电路的设计376.1 引言376.2 系统整体方案设计376.2.1 电机驱动器L298控制直流减速电机部分376.2.2 检测电路的设计386.2.3 显示单元的设计396.2.4 数字钟电路396.3 软件设计406.3.1 显示模块子程序416.3.2 按键识别报警子程序41结 论42参考文献43致 谢44第1章 绪论第1章 绪论1.1 电动栏杆的现状汽车碰撞功能：大于15被覆盖水平臂角度的范围内栏杆，如果在感应线圈面积栏杆臂车辆会自动防止向上失事车。我们随处都可看见在小区入口，安保入口，停车入口都能看到自动上升和下降的的电动栏杆，这是对电动栏杆。工作人员在收费站相当容易的工作加力发明中，他们只需要一个开关，可以自由检查电动栏杆，然后如前升降由车辆控制，而不需要手动处理障碍的时间和税收的浪费。随着城市化进程的加快，中国的基础设施和住房，越来越多的有通过增加停车栏杆的数量所抵消。必要性：因为频繁使用会不同程度的损害，从而影响自己的生活。其中碰撞要求需要越来越多的得到解决。不要紧，什么样的停车场入口有电动栏杆，电动栏杆不仅适合用于停放几个小区门口公寓门口。其中，以解决在顺序的日益严重的问题的影响，有必要增加使用寿命，服务更好，更长我们。1.2本课题的研究意义毕业是在这个毕业设计的大学课程的最关键的部分，我喜欢能够灵活地运用所学知识体系，提高自己的分析和解决问题的能力，养成认真，严谨的作风和学会工作的艰辛，细致，严谨的治学态度。同时，也让自己更有经验的师傅“现在怎么样了国家技术信息和文档”，并学会从调查，搜集，整理更有价值的数据，同时保持同类产品的优点的同时，采用新技术，新工艺，新信息，新材料，大胆创新，弥补了同类产品的缺点，使产品更趋于合理，更先进，更优化，更多的价值和良好的经济表现要。近年来，随着经济的发展，加快中国的城市化水平，提高人民的生活水平，汽车的数量正在增加。截至2003年底，中国私人汽车保有量为12427672。其中，私人汽车4890387，1462441的增幅与2002年相比，42.7的增加。随着汽车数量的整体经济发展的显着增加，停车场的交通基础设施的一部分，停车场的设计不仅合理地解决城市交通量的城市，这也收费区的安全和增强的正常运行的一个重要部分。为了保证技术的发展，社会的文明和人民谁已经不能达到传统停车场管理，更安全，更高效的停车场门系统和人员，住房屏障驾乘人员的安全进展。工作原理：围栏系统通过驱动发动机控制，然后靠制度或机制上要慢于栏杆发动机运转在垂直和横向摆动之间的循环。电动栏杆应该有一个自锁，反馈，保护等功能，并已与多家配套设备的接口。生产要求目前会议，研究完成电动栏杆，我们的目标是为客户提供优质，稳定的性能，降低生产成本，等等。在今天的整个行业，对产品质量，提高生产效率，以越来越多的公司，同时也注重自动化和半自动化生产工艺，电动栏杆的自动化生产线最热的成员，逐渐建立认可和更多的公司。电动栏杆是现代化生产的必然产物，技术水平和应用水平在一定程度上反映了一个国家的自动化程度。它是用于自动化技术的装置为了按照预定的要求，制造自动化操作，促进了生产的进一步发展起着重要的作用。给电动栏杆强大的生命力更有吸引力，越来越多的受到人们的广泛欢迎和赞赏。高校年前了。在这四年里，我不仅学到他们所需要的知识，也能提高自己的技能。但毕竟，我们学到了很多东西都是本本只有理论知识，与实际之间显然有很大的差距。通过这最后的项目，我了解到自己的理论知识更好地实践起来，这我心里能发挥这么多年来，还学会了知识的综合应用，即使是在同一时间铺设要为自己未来的职业生涯打下良好的基础我。1.3 电动栏杆机发展前景电动栏杆机在道路，桥梁，隧道，港口，场区的禁行管理大规模使用的设备小型机电一体化的有机结合，机械，电气，控制。其被设计为产品倍的寿命的功率消耗的技术水平电动栏杆系统，可靠性很大的影响，这样的设计和时代的发展，所讨论的测试，必须具有足够的技术设计的理论依据。有了这个电动栏杆机可以降低员工的劳动强度，减少劳动时间服务人员，以防止车辆效率的提高，也发生碰撞拥挤的车辆，可避免手工操作，因为它会导致意外事故不当减少人与人之间的摩擦和冲突，促进社会和谐进步。现代化的管理系统总结了智能电动栏杆电动栏杆是车辆费用和设备的自动化管理定位于完全高科技电脑机电一体化产品。感应卡智能设备记录车辆的访问和持卡人信息，通过提供有关的操作信息，通过传输的，并且他的感应卡为载体，IC卡及身份证（2卡电动栏杆最新的艺术和是兼容的），字符显示，音频广播和时间计费，确定用于实现车辆管理头，以便确定该信号，其他人机界面能够转换成人工.现代化的管理系统总结了智能电动栏杆电动栏杆是车辆费用和设备的自动化管理。电动栏杆，集中管理下，定位于完全高科技电脑机电一体化产品。感应卡智能设备记录车辆的访问和持卡人信息，通过提供有关的操作信息，通过传输的，并且他的感应卡为载体，IC卡及身份证（2卡电动栏杆最新的技术，并兼容），字符显示，以识别信号来实现音频广播和时间充电，判断，除了人机界面可以转换到成年工人，车辆管理头。首先，一个理想的电动栏杆电动栏杆，像电动栏杆更加智能化和人性化，而不是简单地提供一个停车场，通过引进现代技术和现代管理的理念。理想的电动栏杆是这样的：1，当停车信息将自动为我发动了车子，向下传递到我的手机和车载导航设备，读我的方式后，到达目标电动栏杆第一网上查询，停车位，可以预订预约，你可以在天空空间。2电动栏杆下去，很少或根本没有管理，在服务水平和效率快速存取，支付电子自助服务，您将无法停止大大提高。3，为再次引导电动栏杆的内部的明确指示，而转上的电动栏杆的内部的光，并且以加速易于使用的交通中，为了节约能源，人们雅自动空的空间，以改善取决于流动的汽车照明已经告诉我的。4，我找了一辆车，当我想保持电动栏杆，可以很容易地找到我的车，机动车的位置后停放的车辆，您的这款车真正的照片到移动电话，可以看到，可以使用触摸屏或移动电话来实施。5，另外，在我的无水洗车的汽车完成了最新的汽车的照片，停车在专家的我的差距上门洗车服务，预约购物和工作，以确保在空格后，你可以用手机查询我的手机。愿意实现上述目的，并没有大量的技术难题，北京紫系统已经实现了大部分的技术能力，以充分意识到这一点，并且难度如下。电动栏杆，以运行网络，必须改进先进的智能管理引导司机文明逐渐的质量，或再先进的系统不能无人操作，反向寻车完全普遍.二，国内市场的局面市场形势电动栏杆智能系统，因为这样的静态交通研究在国内外，在国内外，在过去这样的问题存在，市场趋势的更加智能交通落后，动态交通拥堵的发展，静态交通信号灯相对指标不位于后方，和动态交通因此道路拥堵指数的研究，还有绿波带。为了解决动态交通理论，目前国内和国外的专业发展背后静态交通，其实已经注意到，“静态和动态组合，省略，”它已成为阻碍房子的充满活力的城市交通。未来的静态和动态的市场齐名的智能交通市场的智能交通，无论是智能静态交通的市场非常大的发展前景，你需要有股票的等价物。1，国内市场目前的问题，将成为智能电动栏杆（1）公司是小而散采纳，本公司，数以千计的从业者，只有10十亿人民币的市场总份额，具有缺乏领导型的商业模式，这是任何发展的早期征兆它为市场。（2）RD投入小，同质化严重竞争，低质量的恶性竞争，收入低，没有任何开发的可能性。（3）中小型企业不支付品牌和商业信誉，重视廉价瞎玩，再次封闭公司倒闭后，为了生活，提出重，两三年短，红海竞争的结果，你扰乱市场秩序。而且，不是很少有这样的情况在成熟市场的国外，很多企业已经几十年，已经通过了保证利润，市场是高科技的专业非常先进，研发，产品，高可靠性，长寿命的投资质量，这是电动栏杆智能市场发展的未来方向。2，在国内市场，外资品牌虽然国外的产品和技术的成熟，但国内和国际的停车环境差别很大，国外产品可能无法满足国内需求。这样的国内大城市的人口，大规模的建筑物体，空间和更多电动栏杆，如间隔，电网和积极的国内人员的文明素质偏低，因此，是车辆电气安全的责任围栏，以便它可以实现智能化管理系统，停车引导，汽车，车牌识别相比之下，高速接入，多速率，如多功能停车卡要求的安全性，违背了搜索难以适应国外产品。此外，国内低廉的价格高出国外价格，竞争力下降。因此，国外产品在国内的市场并不大。国外的产品和技术带到中国，也有一定的积极作用，以促进技术交流带来的一些先进技术和管理理念，促进国内产品部分出口。有基本上没有不利影响。三，智能电动栏杆的发展趋势在以下几个方面智能电动栏杆发展趋势：电动栏杆网络连接数据共享，信息孤岛，智慧停车平台，停车诱导，停车预约，自助服务电子支付建设的东西，击败了快速访问其他功能。2，停车诱导，没有车通过停车诱导系统和工作人员的疏导系统，这样的大型电动栏杆，电动栏杆的增长正在建设中，停车位十数顶部的车指导查找万人，再反向搜索的迅速普及，它在管理和客户灾难。3，服务什么的，参照国外的经验，成为一个更为程度和自动化的更高的电动栏杆，在到期电动栏杆，在过去中国的劳动力成本急剧增加，人海战术日益紧张的管理方法牙齿，而不是越来越普遍，管理员逐渐减少到无人参与服务。4，轿车等功能，搜索智能手机和移动互联网的两年中，预订停车位，移动互联网用户，以实现支付，移动电话迅速普及，网民已经固定，电话订购，电影票购买，下载优惠券，已超过了使用其他朋友有通用性，使这些应用的电动栏杆会迅速蔓延。5，增加了停车场，中国的城镇人口密度高，土地成本高，其他国家在日本和经验的光，立体车库，进出方便占地面积小，利用率高，有，其他的优势，将会得到快速发展。四，智能电动栏杆市场正在增长在智能20年以上，停车国内市场，到2000年初期，我们会从国外的技术学习，克服了技术难题，城市停车场也并不困难，市场能力是有限的，但你没有很多汽车和电动栏杆，车辆管理系统的主要目标，行业划分，因为习惯，智能停车场系统剩余，安防行业门禁一卡通系统是一个子系统，因为它是在汽车的安全性和安全性，它属于贵重物品。自2000年以来，特别是2005年以来的快速增长和车辆的显著降价，车辆没有任何贵重物品，从停车场是停车场，以打造诸多问题的主要冲突小无门，大将更电动栏杆，停车诱导，快速进入反向搜索车了开发城市停车诱导系统，更加智能停车系统被看作是城市的一部分是先进的道路交通静态字段返回到自然公园是，属于交通运输领域，。智能停车市场的发展，超越2005年，但发展迅速。我们的品牌的开发和生产智能停车场市场高端市场已成为近几年的快速发展，从有关100分之30至50的年增长速度，专业销售，技术公司的著名它也开始了。这样的停车系统，停车诱导系统，反向寻车系统，城市停车诱导系统，这样的测试卡机，控制器，主要产品，如折扣，产品和系统，如系统的，北京紫主要的电动栏杆智能全系列机，各种控制和管理软件，各类停车传感器（例如，室内停车场的超声波探头，室内可视倒车雷达，地磁室外停车场探测器，无线探测器等），各种探测器，交通等室内超声（如，获得流量检测器阵列，该阵列的户外交通地磁传感器），车牌识别器，我公司的专利有很多伟大的在产品上，若干传感器，只有少数几家公司有能力生产，但对强有力的竞争优势。大多数公司，启动这样的系统，系统制造商进行充电系统，只能作为停车场系统制造商不系统之间引导制造单个子系统产品：目前，一些诸如在这个细分市场还有一个问题，为了建立一个连接的数据接口，它加上一个难以功能需求“实现它，比二是也大。” RD，大部分中小型企业在激烈的竞争到产品的同质化投资，价格战永远是低的企业盈利，很难发展成为一个恶性循环。电动栏杆，除了硬件，有许多的软件服务，这是该系统。在这里，在北京为例，停车管理以及系统的各种投资和忧虑51park停车场网站的运作，除了北京的主业，这是网上查询停车位，停车位预订，月卡交易，错停车，主要是为了实现衣物保留其他功能，作为人类的各种服务的一个成员。手机客户端软件的智能手机客户端的免费下载。经过北京的业务发展成熟后，它会在其他城市。第2章 防撞车电动栏杆总体设计第2章 防撞车电动栏杆总体设计2.1 系统总体方案的分析我们防撞车电动栏杆的目的是要将主轴的水平旋转运动转化为上下往复直线运动（压缩或者伸长）。我们进车间进行实地考察，询问工人师傅。他们耐心的给我们讲解运动，还拆开主轴部位让我们详细了解。凭借他们多年的操作经验，首先他们对我们改进的课题给予了肯定，之后我们彼此交流了想法。回来之后我们结合所学专业知识分析得如下运动简图：图2-1 总体方案分析2.2传动原理图我们防撞车电动栏杆的目的是要将主轴的水平旋转运动转化为弹簧的上下往复直线运动（压缩或者伸长），这让我们想到了曲柄滑块机构，如上图4-1所示，曲柄1做回转运动，滑块3在轨道4上作竖直方向往复直线运动，连杆2可将曲柄1和滑块3连接起来，针对上述原理的分析并结合实际考虑强度、便与主轴配合以及使用寿命等等.电动栏杆的动力由电磁调速电机输出，将载荷传递到试验机的主动轴上，主动轴上装有曲柄滑块机构，由于曲柄相对很短，在机械设计中一般将其设计成偏心轮机构，偏心轮与驱动杆之间通过连杆铰接在一起。当主动轴带动偏心轮机构转动时，连杆把偏心轮的旋转运动变成为驱动杆的往复直线运动。1-偏心轮、2-连杆、3-驱动杆滑块、-导轨、8-主轴、9-轴承座、10-轴承、11-机架、12-大带轮、13-离合器图2-2偏心轮防撞车电动栏杆机械结构简图2.3估算切削功率因运行中带传动的损耗，找出相关引用书目可以设出，=V带的效率,=第一、二对轴承的效率， =联轴器的效率。电机所需预估需要是7.5KW：找出相关引用书目得：参数表2-1：表2-1 Y系列三相异步电动机电动机型号额定功率 KW满载转速 r/min堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩质量 KgY132M-47.5同步转速1500 r/min,4级14402.22281（a）（b） 图2-3 电动机的安装及外形尺寸示意图表2-2 电动机的安装技术参数中心高/mm 外型尺寸/mm L（AC/2+AD）HD 底脚安装 尺寸AB地脚螺栓 孔直径K 轴伸尺 寸DE 装键部位 尺寸FGD132515 345 315216 1781238 8010 43第3章 带传动的计算第3章 带传动的计算3.1 带传动设计输出功率P=7.5kW,转速n1=1440r/min,n2=500r/min表3-1 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161016载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8按以上载荷平稳，八个钟头为一轮，找出相关引用书目表格，设KA1.1。即3.2选择带型往往来说，我们是要按照功率以及小带轮的转速这二个方面来设定整形类型的，看图3-1。图3-1 带型图凭算出的结果Pd值8.25kW再加上知道小带轮的转速1440r每分钟，从图中就可看到：dd=80100，我们选A型V带。3.3确定带轮的基准直径并验证带速从相关引用书目第页表格中137找到，小带轮基准尺寸，设得dd1=280mm ddmin.=75 mm表3-2 V带带轮最小基准直径槽型YZABCDE205075125200355500从相关引用书目表格13-4找出“V带轮的基准直径”，设=250mm 误差验算传动比： （为弹性滑动率）误差 满足条件 带速 满足5m/sv300mm，应该用E型轮辐式带轮。所以，小带轮用H型孔板式，大带轮用E型轮辐式的构造。带轮的材料：灰铸铁，HT200。3.7确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。3.8计算压轴力从相关引用书目从找到，初拉力是，上面已得到=153.36o，z=4，因此计算得表3-5 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 67.5 10 12 15 带轮宽 B B =( z -1) e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 0.5 V带轮按腹板轮辐结构的不同分为以下几种型式： 1 实心带轮：用于尺寸较小的带轮，见下图。2 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮，见下图。 3 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮，见下图 。4 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮，见下图。（a） （b） （c） （d）图3-2 带轮结构类型现在我们可以得出结果：小带轮用实心带轮A,大带轮选孔板带轮C。第4章 主轴组件要求与设计计算第4章 主轴组件要求与设计计算主轴部件是理事会的一个特殊的成员，它的功能是支持和促进工具，表面形成的运动，而且运动和传递扭矩的旋转截断抵抗切削力和驱动力负载。通过主轴单元上的一个特殊的加工质量和生产力有直接影响的执行，所以它是特别重要的组成部分。主轴和相同的一般的一点是，施加力都传递运动和扭矩传递，应确保致动器的正常运行和被支撑工件，但携带灰烬直接切削力，还能获得工件或工具表面浮子运动的形式，使主轴更高的要求。4.1 主轴的基本要求4.1.1 旋转精度精度是指主轴手动或低速的旋转轴无负载，主轴间隙和轴向间隙面的径向定位表面和摇摆值。图4-1：用实线的曲线表示旋转的理想轴线，虚线，有效枢轴轴线。当工作轴旋转速度，主轴旋转轴在空间中的漂移是运动精度。回转精度主轴单元取决于主要部件（轴，轴承和轴承座等），制造精度和组装精度的调整，设计精度还依赖于速度，性能和轴承的润滑和主轴动力学的轴组件。各类常见的特殊主轴的旋转精度是准确的特殊标准，特别是主轴精度的特定成员的工件精度决定。图4-1 主轴的旋转误差4.1.2 刚度主轴刚度大会指的是能力，当受到外部负载，如图4-2所示在K = F / Y，刚度相互Y /F简称为符合抗变形。轴组件的刚性，是轴，轴承和轴承座的刚性，这直接影响旋转组件的轴线的精确度的扩展图。显然，心轴组件的较高的刚度，因为较小的后变形力，缺乏刚性的必须是在操作中精确地，前部轴的弹性变形直接影响工件的精度，在传输质量，主轴驱动装置的变形劣化接合条件轴承和侧压，造成远这些部件的磨损，寿命短，在光滑工件主轴方面将根据功率和功率传输等效果的变化，由于过度的强迫振动，而且容易自切削振动，使得工件的稳定性。图4-2 主轴组件静刚度轴组件的刚度是综合刚度，影响主轴组件刚度的因素很多，主要有：主轴的结构尺寸、轴承的类型及其配置型式、轴承的间隙大小、传动件的布置方式、主轴组件的制造与装配质量等。4.1.3 抗振性主轴单元集成刚度，许多因素轴的刚性组件包括：主轴大小，类型和制造和装配构造型轴承间隙尺寸，传动齿轮，主轴组件等的安置质量的结构。主轴单元的振动是指对受迫振动和通过自振动的阻力，并保持稳定的操作的能力。在切割过程中，主轴组件不仅静载荷的效果，而且还受到冲击应力和交流负载的动作，从而使振动的轴线。如果主轴总成的振动性较差，在工作中振动非常敏感，从而影响降低表面质量，耐用性和机床主轴轴承的寿命，同时也生产声环境。随着特殊精度高，效率高对抗的要求越来越高的振动方向发展。振动的主轴单元时，主要考虑通过对强迫振动和自振能力电阻的大小的评价。4.1.4 温升和热变形主轴组件工作时因各种相对运动处的摩擦和搅油等而发热，产生了温升，温升使主轴组件的形状和位置发生畸变，称为热变形。热变形应以主轴组件运转一定时间后各部分位置的变化来度量。4.1.5 耐磨性主轴组件的耐磨损性是保留其原始长期精确度，即保留的精度的能力。因此每个主轴单元滑动面，包括主轴支撑表面的端部，锥孔，与轴颈表面的滑动轴承，移动主轴套筒外表面具有很高的硬度，以提供性耐磨性。4.2 主轴组件的布局主轴组件的设计中，我们必须确保的基本要求，如上所述，并且因此保持全球，并考虑到轴组件的布局。与前部和后部，以及两个支持之前，中，后三个支持两个经过特殊主轴，第一个是更频繁。两个轴承主轴轴承类型的配置包括的主轴转速，载荷能力，刚度和精度要求设计主要是基于主轴轴承的选择，组合和配置，并考虑设置较低的供应，经济等具体情况。4.3 主轴结构的初步拟定主轴结构主要由主轴工具，夹具，传动件，如轴承和密封件，数量，位置和安装定位方法的类型来确定，同时还考虑到加工和装配过程，通常安装在特殊与在轴多种组分，以满足硬度和足够的压力水平的要求，并便于组装的，主轴设计往往台阶从前面杂志降序顺序播放车轴直径。主轴中空或实心，这取决于特定的类型。主轴的设计，也被设计为在同一时间的前提下的刚度要求，设计成空心轴满足毕业，为了固定工具手柄。这意味着，在主轴鼻主轴端。它的形状将取决于在夹具或工具的形状的特定类型的安装，并保证装置或工具进行安装，可靠，准确定位，操作简单，并可以通过一定的转矩。4.4 主轴的材料与热处理主轴材料主要取决于刚度，负荷特性，耐磨损性和热变形，以及其他因素。当主轴轴承，滚动轴承，轴颈无法淬硬，而是提高接触刚度，敲防止碰撞损坏杂志配合面，钢轴颈45仍然是很多的高频淬火处理（HRC4854）的。表4-1中关于45钢主轴热处理如下：表4-1 使用滚动轴承的45钢主轴热处理等参数工 作 条 件使 用 机 床材 料 牌 号热 处 理硬 度常 用代 用轻中负载车、钻、铣、磨床主轴4550调质HB220250轻中负载局部要求高硬度磨床的截断刀具轴4550高频淬火HRC5258轻中负载PV40（Nm/cms）车、钻、铣、磨床的主轴4550淬火回火高频淬火HRC4250HRC5258设计碳钢的选择（45钢）。作为光的结果，穿适中的工作量，并且它需要局部高硬度，因此，利用高频的淬火热处理，HRC5258。4.5 主轴的技术要求精密主轴直接影响主轴组件的旋转精度。主轴和轴承，齿轮和相连的其它部件相关的刚性接触，所述接触表面部分的形状更精确地说，下表面粗糙度，接触变形由力较小的后，这是接触刚度越高表面几何形状和表面粗糙度的错误。因此，主轴的设计必须作出一定的技术要求。4.6 主轴直径的选择轴径在主轴单元的刚性的显著影响，前轴变形和位移主轴变形的直径较大的较小的自支撑，即，所述轴组件的刚度越高。情况特殊，查上表，预设D1= D2=30。表4-2 主轴前轴颈直径D1的选择机床机床功率 （千瓦）1.472.52.63.63.75.55.67.37.4111114.7车床608070907010595130110145140165铣床5090609060957510090105100115外圆磨床5090557070807590751004.7 主轴前后轴承的选择按选择原则，预设主轴前支承新型号是7206C， 接触角是 15的角接触球轴承。图4-3 角接触球轴承图4-4 轴承结构参数及安装尺寸4.8 轴承的选型及校核当选择轴承的类型，我们必须先看看负载轴的规模，方向和速度。在一般情况下，廉价的球轴承中，当负载为低，是优选的。滚子轴承的承载能力比滚珠轴承大，并能承受冲击负荷，因而重载或振动载荷，当冲击载荷，你应该考虑的课题轴承的选择。但要注意辊对角线斜敏感。C额定动载荷值，N；P当量动载荷，N；fh寿命因数；1fn速度因数；0.822fm力矩载荷因数，该值若小就选1.5，右大就选2；fd冲击载荷因数；1.5fT温度因数；1CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；找出相关引用书目中表格6-2-8至6-2-12，设值，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。假设轴承仅承径向载荷，当量动载荷的计算式子就是：P=XFr+YFa找出相关引用书目中表格6-2-18，取，X=1，Y=0；所以，P=Fr=1128N。公式：校对轴承的额定静载荷。额定静载荷的式子是：式子里，：基本额定静载荷计算值，N; 当量静载荷，N；安全因数轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，N。找出相关引用书目中表格6-2-14了解到，对于深沟球轴承，其当量静载荷等值径向载荷。找出相关引用书目中表格6-2-14了解到，安全系数是则轴承的基本额定静载荷为：从以上式子看出，预设的轴承符合要求。4.9 主轴前端悬伸量为了提高主轴组件的刚度，选择时可以的减少悬伸量a。初算时，见表4-3所示：表4-3 主轴的悬伸量与直径之比类型机 床 和 主 轴 的 类 型a/ D1通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求0.61.5中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长（不是细长）的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求1.252.5孔加工特殊，专用加工细长深孔的特殊，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的特殊2.5根据上表，设计是型，因此设值a/ D1为1.252.5，就是：a=（1.252.5）D1=（1.252.5）30=37.575预设a=45。4.10 主轴支承跨距本节是说主轴前后支承反力作用点的距离。设L2.5a为宜。合理跨距式子如下：L2.5a=2.5120=300初取L=280。4.11 主轴结构图按所有上面的式子分析出，主轴结构可初做如图4-5所示：图4-5 主轴结构图4.12 主轴组件的验算主轴在受力情况严重，而变形是很小的，它确定该区域的大小是允许的变形大小的基本元素，所以该时间的计算是与轴尤其刚度检查涉及的整体强度不一样的东西。它通常是足够刚性的主轴要求可满足强度要求。但负载的刚度和弹性变形率。当负载是恒定的，僵硬，并且反比于弹性变形。因此，它被计算的弹性变形量，容易控制静刚度。主轴的弹性变形的计算包括：计算主轴鼻角和偏转轴线。4.12.1 支承的简化两个轴承轴，只有一个单一的或双列球轴承或滚子和两个轴组件可以被简化为简单的支梁，如图4-6每个支撑，首先支持两个或更多的轴承，可以被看作是前轴滚时弯曲，可以简化为梁的固定端在图4-7：图4-6 主轴组件简化为简支梁图4-7 主轴组件简化为固定端梁轴设计，一个双列圆柱滚子轴承和两个滚珠轴承作为载体前支撑的选择，它可以被认为是在前面的主轴线无弯曲变形，这可在图4-7被简化。4.12.2 主轴的挠度从相关引用书目的表6.1，进一步的分析图4-7，如下图4-8所示：按图2-10，得出结论是此时的最大挠度=其中，F主轴前端受力。此处，F=F=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cm图4-8 固定端梁在载荷作用下的变形E主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=35所以计算出，主轴端部的最大挠度结果算出来就是：=-1.8710 mm4.12.3 主轴倾角主轴上安装主轴和齿轮部安装角度的安装，称为外倾角。最重要的弯度来考虑设计，支持前桥。如果安装程序角度过大，它会破坏正常操作的轴承，缩短轴承的寿命。从图4-10，算出最大倾角式子是：=式子里，F主轴前端受力。此处，F=Fz=1213.1NlA、B之间的距离。此处，l=a=12cmE主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.110N/cmI主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。此处，D=133所以主轴倾角算出来为：=-2.310 rad找出相关引用书目，知道：当x0.0002L mm0.001 rad时，刚性主轴的刚度被证明是符合所需的。此处的x，即为最大挠度和最大倾角，L为主轴支承跨距。将已知数据和代进去，算出：初步设计的主轴满足刚度要求。1 求作用在带轮上的力因为低速级带轮的直径是：500 而 F8926.93 N FF3356.64 N FFtan4348.162315.31 N圆周力，径向力及轴向力的方向图见图4-9。图4-9 轴的载荷分布图2 设出轴的最小直径（1）根据相关教科书预算轴的最小直径。确定轴用45钢,调质。根据课本，取，于是得11260.363 轴的结构设计（1）定义按照第直径和长度的要求的轴的轴向定位预选的滚动轴承。谈到工作要求，并按照80 mm，80毫米，轴承目录在第一次安装0基本通关组，单列圆锥滚子轴承的精度标准（ GB/ T297-1994）30217型，尺寸dDT85 mm150 mm30.5 mm，所以85 mm；圆锥滚子轴承采用套筒进行轴向定位，设出套筒宽尺寸是14 mm，那么44.5 mm。 设出安装带轮处的轴段90 mm；已知为90mm带轮宽度，从而使插座的端面被按压到可靠滑轮，轴段应比轮的宽度稍短，从而使他们选择86 mm。带轮的右端用正确的姿势，肩部高度，轴肩高h0.07d，所以取h7 mm，那么104 mm。轴环宽度,设出b12 mm。 轴承端盖的总宽度为37.5 mm轴承盖（接头设计和下眼睑而定）的总宽度。该组辊，并从外端盖添加盖和拆卸容易润滑脂向轴承的要求与之间的耦合部的右侧的面,所以设67.5mm。在这一点上，这是原始直径和慢轴的各段的长度。 图4-10 低速轴的结构设计示意图表4-4 低速轴结构设计参数 段名参数-直径/mm65 H7/k68085 m690 H7/n610485 m6长度/mm10567.546861244.5键bhL/mm20 12 90251470C或R/mm处245o处R2处R2.5处R2.5处R2.5处R2.5处2.545o（2） 轴上的零件的周向定位皮带轮，联轴器半和轴从周边定位平键连接的。压力=从表手册90毫米6-1理查德平键部分宽高=25毫米14毫米带键槽铣床键槽螺旋桨叶片，长70毫米，并保证滑轮和很好的结合中性轴，所以选择与轮毂的轴和滑轮连接相同的条件下与离合器半轴，为20毫米12平方毫米90毫米的选择平键，与连接和轴。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。确定轴上圆周和倒角尺寸参考表15-2的教科书，取左侧轴锥22.5权倒角。各轴肩半径：R2的系，其余为R2.5。4 求轴上的载荷 首先，计算图表轴结构（图7.1）（图7.2）。在确定轴承的支点位置时,应从手册中查得a值。关于30217型圆锥滚子轴承，从相关书本找出a为 mm。因此，如果简支梁支撑轴跨度= 57.1 71.6 =128.7毫米。根据轴的轴线弯矩图和扭矩图表（图7.1）的计算中。如可以从该图和弯矩和该轴的轴线C危险部分的横截面的转矩可以看到。计算公式如下：57.1+71.6128.7 mm4 966.34 N3 960.59 N2 676.96 N3 356.64-2 676.96679.68 N4 966.3457.1283 578.014 2 676.9657.1152 854.416 679.6871.6486 65.09 322 150.53 287 723.45 表4-5 低速轴设计受力参数 载 荷水平面H垂直面V支反力4 966.34 N，3 960.59 N2 676.96 N，679.68 N弯矩M283 578.014 152 854.416 486 65.09 总弯矩322 150.53 ,287 723.45扭矩T1 410 990 5 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度如果选中，通常只检查最大弯矩和扭矩截面（即危险的C部分）抵抗轴的强度。根据教科书式（15-5）和表7.2，以及单向旋转，扭转剪切应力脉动周期交替压力的，取= 0.6计算的应力轴公式如下，0.6，轴的计算应力： MPa12.4 MPa验证此轴安全。6 精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面虽然电压花键轴引起的过渡适合轴的两个集中疲劳强度，但是因为该轴的最小直径由削弱多了，所以横截面A的抗扭强度确定，B，无需检查。在轴上，横截面和压配合截面C.剖视图相似的应力集中和横截面的影响的最大载荷的载荷下所造成的最严重的应力集中，从点，剖面的疲劳强度的应力集中的但不是转矩的作用，而在轴直径大，这是没有必要的强度的检查。虽然上的最大应力，而且应力集中的横截面C为不是，并且在这里所述柄的最大直径（应力通过干涉配合和键槽都集中在两端引起的），因此，不需要截面C中，部分和显然较少的控制必要的控制。附件教科书章3示出了应力集中比系数比键槽压配合小从而容易地确认该轴的左侧和右侧部分。（2）截面左侧抗弯截面系数式子是： W0.10.161 412.5 抗扭截面系数式子是： 0.20.2122 825 截面的右侧的弯矩M为 90 834.04 截面上的扭矩式子是： 1 410 990 截面上的弯曲应力式子是：1.48 MPa截面上的扭转切应力式子是： 11.49 MPa轴材质45#钢，调质。从相关书本找出 理论应力集中系数及，由：，经插值后查得1.9，1.29从相关书本找出图3-1得出结论是轴的材料的敏性系数为，0.88所以，有效应力集中系数式子算出1.756从相关书本找出尺寸系数；从相关书本找出扭转尺寸系数。轴按磨削加工，表面质量系数式子是：轴，表面处理后得，按式子（3-12）和式子（3-12a）算出综合系数是从相关书本找出及3-2，设出碳钢的特性系数：，取，取于是，计算安全系数值，从相关书本找出式子（15-6）(15-8)则得S65.66S16.9216.38S1.5 故可知其安全。（3） 截面右侧抗弯截面系数 W0.10.172 900 抗扭截面系数 0.20.2145 800 截面的右侧的弯矩M为 90 834.04 截面上的扭矩为 1 410 990 截面上的弯曲应力1.25 MPa截面上的扭转切应力 9.68 MPa过盈配合处的，从相关书本找出表3-8用插值法求出，设0.8，于是得3.24 0.83.242.59轴从相关书本找出图3-4，得出表面质量系数式子是：轴为经表面强化处理，即，从相关书本找出式子（3-12）及式忆（3-12a）得综合系数为3.332.68从相关书本找出及3-2，设出碳钢的特性系数，设，设于是，计算安全系数值，从相关书本找出式子（15-6）(15-8)算出，S66.07S16.9211.73S1.5 故该轴的截面右侧的强度也是足够的。第5章 键的选择与校核第5章 键的选择与校核5.1 带轮1上键的选择与校核5.1.1键的选择键都选择A型的圆头普通平键。材质是 45钢，键的尺寸如下表：表5-1 带轮1上键的尺寸轴键键槽半径r公称直径d公称尺寸bh宽度b深度公称尺寸b极限偏差轴t毂一般键联结轴N9毂9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大288780-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.405.1.2 键的校核1.键的剪切强度验算键在传递动力的过程中，受力图见图5-1：图5-1 键剪切受力图键的剪切受力图如图5-1所示，键的许用剪切应力是30 ，从上面得到，轴上受到的转矩T=55 Nm ，由键的剪切强度条件式子： 5-1 =10 M30 结构合理2.键的挤压强度校核受力情况见图5-2所示：先选键的许用挤压应力100 。图5-2 键挤压受力图由 （5-2） =2000 N又有 （5-3）8 结构合理5.2 带轮2上键的选择与校核5.2.1 键的选择同上所述，键都选择A型的圆头普通平键。材质是 45钢，键的尺寸如下表：表5-2 带轮2上键的尺寸轴键键槽半径r公称直径d公称尺寸bh宽度b深度公称尺寸b极限偏差轴t毂一般键联结轴N9毂9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大35108100-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.405.2.2 键的校核键的剪切受力图如图5-6所示，其中b=10 mm,L=50 mm.键的许用剪切应力为=30 ，由前面计算得出结论是，轴上受到的转矩T=110 Nm ，由键的剪切强度条件： （其中D为带轮轮毂直径） （5-4） =6.3 M30 （结构合理）同理校核键的挤压强度，其受力如图5-7，初取键的许用挤压应力=100 。由 （5-5） =3150 N又有 （5-6）6.3 结构合理。第6章 控制电路设计第6章 控制电路的设计6.1 引言电动栏杆控制系统结构在图6-1中，硬件电路主要由控制单元，显示单元，的接口电路的一个检测部。整个系统采用AT89S52单片机作为控制核心，上升和下降，而不是检测霍尔传感器开关的位置结束。衰变的过程是较低的栏杆和经销商的光电传感器。智能单片机控制的数字时钟数字时钟芯片DS1302实现。栏杆电梯减速直流电机驱动器L298。获得获得一个12V直流电源所需的电路供电，三端稳压器LM7805的+ 5V电压。 图6-1 系统结构框图6.2 系统整体方案设计6.2.1 电机驱动器L298控制直流减速电机部分 该设计使用电动机作为致动器，由于感性负载连接到发动机，并因此不能直接直接由微控制器驱动。选择L298芯片包含四个内部通道逻辑控制电路。 2A的额定电流至2.5A，电压VCC最低4.5V至36V; VDD电压为36V最大电流小于3A，电路设计见图6-2。 图6-2 电机驱动电路6.2.2 检测电路的设计 1）检测是否有人栏杆汽车电路这种设计汽车和人体试验的下降过程中使用E3S-DS10E4上栏杆，如果有这样的输出为低，在检测低水平微控制器程序控制L298的，从而使击剑下降，以将立即停止栏杆，以防止受伤和汽车。 E3S-DS10E4反射开关实际上是一个综合的红外发射器和接收器设备。它包含一个内部红外发射器和接收器和信号放大和处理电路可检测的范围前的内人体或物体的非接触式的形式，并转换成一个高信号。由于E3S-DS10E4内部采用低功耗器件和抗干扰电路，稳定可靠，性能优良。2）位置检测装置，扶手这种设计使用了两个A44E霍尔开关位置检测完成栏杆，实际测试的水平和垂直位置。当在水平位置检测的扶手，传感器信息单片机L298水平位置给出停止发动机时的轨道到达垂直位置，垂直位置，该传感器立即检测通过单片机L298发动机停止的信息，它保护了电动机。A44E霍尔开关集成电路霍尔效应原理，利用磁性半导体集成电路制造技术，这是一个电压调节器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器，温度补偿电路，并设定开集电极输出级由磁性检测电路，该磁通密度的输入，输出数字电压信号。请参见图5.3（a）和图5.3（b）。图6-3（a） A44E功能方框图 图6-3（b） 磁电转换特性图6.2.3 显示单元的设计 显示单元由两部分组成：第一部分是发光二极管D1和D2，其主要作用是显示该栏杆被增加或减少。第二部分是一个液晶显示LCD1602模块。在该图中，LCD1602主要涉及的完成状态的检测信息中，有两条线，智能数字曝光时钟信息，实时显示时间的第一行。第二行显示栏杆的具体信息，如栏杆上涨则显示“现在状态：上”电路162.DM
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