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舞台传动部分机构设计【14张图/11900字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-装配图.dwg

A3-主轴.dwg

A3-大皮带轮.dwg

A3-槽轮.dwg

A3-轴承座支架.dwg

A4-压盖.dwg

A4-压盘.dwg

A4-圆螺母.dwg

A4-小皮带轮.dwg

A4-扎辊.dwg

A4-挡圈.dwg

A4-胶垫.dwg

A4-连接螺杆.dwg

A4-连轴器.dwg

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关键词：: 舞台传动部分部份机构设计优秀优良机械毕业设计论文

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文档包括:
说明书一份。37页，11900字。
外文翻译一份。

图纸共14张，如下所示
A0-装配图.dwg
A3-主轴.dwg
A3-大皮带轮.dwg
A3-槽轮.dwg
A3-轴承座支架.dwg
A4-压盖.dwg
A4-压盘.dwg
A4-圆螺母.dwg
A4-小皮带轮.dwg
A4-扎辊.dwg
A4-挡圈.dwg
A4-胶垫.dwg
A4-连接螺杆.dwg
A4-连轴器.dwg

摘要

随着人们文化生活水平的提高，对舞台演出节目的质量要求越来越高。舞台的现代化、智能化是必然的发展趋势。国内虽有部分舞台参照了国外的舞台形式，但整体的技术水平较低，不能满足舞台使用的各种功能要求。本文以北京广播电视中心800㎡演播厅舞台与长影舞台为例，通过选择合理的传动机构使舞台实现平稳传动，长度达到12米的现代化动控舞台。
通过舞台伸缩的最佳速度8m/min，选择相匹配的电动机与减速器，并通过对槽轮的设计使舞台达到速度要求，从而依据完成主轴的设计。选择合理的传动机构（钢丝绳传动）实现舞台平稳传动。并注意舞台传动机构与拖动机构相匹配，共同达到舞台设计要求。

关键词：动控舞台、传动机构、钢丝绳传动、主轴设计

Abstract
Along with the people culture living standard enhancement, is more and more high to the stage items on the program quality requirement. The stage modernization, the intellectualization are the inevitable development tendency. The home although had a part of stage to refer to the overseas stage form, but the whole technical level was lower, could not satisfy the stage use each kind of function to request. This article take the Beijing broadcast television center 800㎡telecasts halls stage and the Changchun Movie Studio stage as an example, enables the stage realization steady transmission through the choice
reasonable transmission system, the length to achieve 12 meters modernizations move control the stage.
Optimum velocity 8m/min expands and contracts which through the stage, the electric motor and the reduction gear which the choice matches, and through enables the stage to the V-belt pulley design to meet the speed requirements, thus rests on completes the main axle the design. Chooses the reasonable transmission system (rope drive) to realize the stage steady transmission. And pays attention to the stage transmission system with to drive the organization to match, meets the stage design requirements together.

Key word: Moves controls the stage, the transmission system, the rope drive, the main axle design

前言............................................（2）

第一章智能舞台控制系统构成............................................（3）

第二章舞台设计总体原则............................................（15）

第三章舞台电动机的选择要求与原则............................................（17）

第四章减速器的选择要求与原则............................................（19）

第五章舞台拖动设计............................................（19）

第六章主轴的设计............................................（21）

结论............................................（30）

致谢............................................（31）

参考文献............................................（32）

舞台传动部分机构设计

内容简介：: on to on of he by in to do to At by in in to on on to to 1） he as a be by to to 0s as up in up to In on to to in (1)so on (2) as in to (3) in is a its is as a to is in as as is on a to as as of so on on in 11 to SK in or so to in in to be by to to is is to in a is to H. of to by , , , , , so on as as of to on to do it be to 1) is ; 2) to be ; 3) to be . of : in : (is is to be to is by to : Is to as as so : on in of in 1 a in on In a of to so on of to on by 2 as so in on as as in to (1) (2) (3) (4) of on to to in is in is in of or to be is a is is AD to to to to AD by as of on i to of in of i to to to it of 1) 2) in 3) 4) In on in on to is 1 in to 3. on on s on as as s on is to in of to (to on to In in in is as to so on by to 机械产品方案的现代设计方法及发展趋势摘要：根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。引言科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于 70 年代由德国学者授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准技术系统和产品的开发设计方法。制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是： (1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。 (2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。 (3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元 )及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。计元素法用五个设计元素 (功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数 )描述 “ 产品解 ” ，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。形建模法研制的 “ 设计分析和引导系统 ”用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。文献 11将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元 (如设计任务、功能、构件或加工设备等 )，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。构思 ” “ 设计 ” 法将产品舞台传动部分机构设计 of 计：窦智指导教师：张广杰摘要随着人们文化生活水平的提高，对舞台演出节目的质量要求越来越高。舞台的现代化、智能化是必然的发展趋势。国内虽有部分舞台参照了国外的舞台形式，但整体的技术水平较低，不能满足舞台使用的各种功能要求。本文以北京广播电视中心 800 演播厅舞台与长影舞台为例，通过选择合理的传动机构使舞台实现平稳传动，长度达到 12 米的现代化动控舞台。通过舞台伸缩的最佳速度 8m/择相匹配的电动机与减速器，并通过对槽轮的设计使舞台达到速度要求，从而依据完成主轴的设计。选择合理的传动机构（钢丝绳传动）实现舞台平稳传动。并注意舞台传动机构与拖动机构相匹配，共同达到舞台设计要求。关键词：动控舞台、传动机构、钢丝绳传动、主轴设计 is to on a of to to of to 00 as an to 2 m/to to on to to to to 录前言（ 2）第一章智能舞台控制系统构成（ 3）第二章舞台设计总体原则（ 15）第三章舞台电动机的选择要求与原则（ 17）第四章减速器的选择要求与原则（ 19）第五章舞台拖动设计（ 19）第六章主轴的设计（ 21）结论（ 30）致谢（ 31）参考文献（ 32）前言舞台机械是舞台设备的主干，是影剧院礼演堂和各种综艺活动的重要组成部分，对舞台幕布、舞台灯光的设计起至关重要的作用！舞台机械设计的好坏直接影响到舞台的整体效果，他就好比一幢大楼的根基一样！而且舞台机械设计和安全也有很大的关系，舞台机械主要由舞台吊杆组成光吊杆和景物吊杆！舞台吊标分为电动和手动两种 ,它主要用于悬吊和升降各种幕布、灯具、布景等物，是上下左右频繁移动机械 ,所以吊杆也是舞台安全的主要系数。电动吊杆的作用可以降低工作人员的劳动强度，起至事半功倍的效果 ,如果一个舞台的深度有 14 米 ,我们可以为他设置电动吊杆 38道，其中 24 道景杆（含一道前沿幕）、 14 道备用吊杆【包括 2 道二维侧光灯架】，一道升降电影银幕架、 1 道灯光渡桥及无极均匀伸缩大幕机 1 套。通过我们多年使用舞台吊杆机械的经验 ,我们认为泰州长江影视工程设备厂生产的产品，性能最稳定，安全最可靠，已经被上百家剧院采用。其运用了蜗轮蜗杆减速系统、材质为锡青铜，磨擦系数小，传动效率高。有防冲顶保护、上下限保护。滑轮为镀锌防跳绳花轮，安装不须焊接在滑轮梁上，如焊死，以后维修、调整极不方便。长江影视设备厂的滑轮都是用抱箍罗栓固定。当吊杆升、降至某一位置时，死系统立即断火紧锁马达，这样确保吊杆停至此位置下滑系数最小 ,安全性达到最高。且强弱电分开控制。所以在这里设计了舞台机械的具体参数 : A、景物吊杆技术参数如下：电机功率：点数： 4 个升降速度： s 杆体长暂定： 16 米电机转速： 1400 转 /分速比为： 40： 1 提升荷载为： 400体为钢管控制方式：点控该型吊相具有上下限位，冲顶保护装置。制动形式：蜗轮、蜗杆自锁，电磁抱闸。噪音 45吊杆杆体用两根 50 黑铁管焊接成吊杆，中间接头内衬钢管。最后均刷防锈漆两遍，外层喷黑色油漆。 B、灯光吊杆技术参数如下：电机功率： 3 吊点数： 4 个升降速度： s 杆体长暂定： 14 米电机转速： 1400 转 /分速比为： 50： 1 提升荷载为： 600体为 ?50 黑铁管吊杆控制方式：点控该型吊杆具有上下限位，冲顶保护装置。制动形式：蜗轮、蜗杆自锁，电磁抱闸。噪音 45 吊杆杆体用 50；黑铁管焊接成吊杆，中间接头内衬钢管。最后均刷防锈漆两遍，外层喷黑色油漆。第一章智能舞台控制系统构成 1 舞台台面组成舞台台面运动可以实现舞台的升降、移动升降、旋转、升降旋转、伸缩、伸缩升降等运动，舞台的基础变化将达到数十到近百种，从而达到舞台与舞美、演员、场景、灯光等协调变化功能，避免了传统的为一次性使用而反复搭建基础舞台造成的人力、物力、财力的浪费，缩短了节目舞台准备周期，使精彩纷呈的演出更加丰富多彩、变幻无穷。智能舞台台面控制系统主要针对单元舞台台面运动进行控制。图 1为某广播电视中心 800播厅智能舞台台面结构，包括 5 个升降台面，一个通道台面，一个旋转台面和一个 T 型台面，其中 1#5#为升降台， 6#为通道台， 7#为旋转台， 8#为带伸缩功能的 T 型台。 8 块活动台面均有现场手动和自动工作方式选择，当选择工作方式时，其所有动作均由成。通过上位机（监控计算机）可实现整体舞台活动台面的监视和控制。图 1 舞台台面构成升降台 1# 升降台 2# 升降台 3# 升降台 4# 升降台 5# 旋转台 7# 通道台 6# T 形台 8# 2 台面运动控制原理以升降台面控制系统为例，说明升降台面控制回路工作原理 2。如图 2 所示，舞台的台面运动部分由单元舞台台面、叉臂升降和液压传动结构组成，而台面监控部分由上位监控机和成，泵站提供液压源。系统启动时，由上位机下达舞台台面运动量的指令，受指令，判断决策，然后向泵站电流及液压传动机构发出命令。泵站开始工作，液压传动机构中油缸活塞推动叉臂机构按输入要求带动升降舞台进行升降运动。此时安装在叉臂移动滚轮上的编码器开始旋转记录行程，它随时检测升降台的升降高度。系统中采用型号为码器，其旋转速度为 /秒，在整个 1200程上编码器约旋转 5 圈，每圈产生 500 个脉冲，共产生 5 500=2500 个脉冲，平均 1 个脉冲代表1200/2500=样，控制精度可控制在 1升降舞台即可独立运行，也可同步运行。根据各个舞台的不同要求组合成各种不同尺寸、不同形状及不同面积、不同功能的舞台。同理伸缩舞台控制系统的工作原理大致相同。单元台面叉臂结构液压传动机构泵站机构编码器位监控机操作图 2 升降台台面控制回路示意图通过各单元舞台的升降、伸缩或旋转变化，满足演出过程中对舞台整体变化、各种道具及人员升降或旋转的要求。 3 台面运动控制系统配置如图 3 所示，舞台台面控制系统主要由四大部分组成。分别是操作台、制柜、液压传动机构和各活动单元舞台台面。操作台触摸屏电源控制柜液压传动机构台面1# 台面2# 台面3# 台面4# 台面5# 台面6# 台面7# 台面8# 图 3 台面运动控制系统示意图 1）操作台操作台主要完成系统的操作任务。触摸屏和工控机各自独立工作。在触摸屏操作界面上可以完成系统的操作任务，具体就是单元舞台的各种工作，在程界面上可以完成系统的编程。 2）当姆块为通讯接口，将上位机与通信协议转换为行通信协议标准，起通讯作用。 3）控制柜控制部分由和电源控制柜组成。主要完成系统的控制任务，包括机、通信模块、输入模块、输出模块等。机接收到给定值及反馈值信号后，根据其内部的程序进行逻辑运算，按设计要求控制各个输出点，由执行元件实施具体的动作，电源控制柜主要完成系统供电、保护系统供电和液压系统泵站电机的供电任务，包括断路器、缺相检测单元和见机保护设备等组成。当操作员发出启动油泵指令后，程序逻辑控制器（给泵站主变频电机的接触器的线圈电，主油泵电机工作，油压上升到设计要求后，自动通知操作员。然后操作员可选择舞台效果，如按上升命令时，舞台上升。若所选择的单元舞台上升到位后，就给程序逻辑控制器（出一个信号，程序逻辑控制器（到此信号后，启动维持正常油压的维持油泵电机，当维持油泵电机正常工作后，切断主油泵电机，主油泵电机停止工作。这样，主油泵电机仅在单元舞台上升和下降时工作，油压的维持靠维持电机来实现，既减少了噪音，同时起到节能的作用。油泵电机控制流程图见图 4 所示。图 4 油泵电机控制流程图 4. 台面运动控制回路的组成舞台台面控制回路是由台面、叉臂传动机构 4、液压传动机构 3、位监控机 5等部分组成，其控制回路原理图参见图 5。操作人员通过人机界面向出给定指令，测量装置对舞台升降及旋转位置进行实时监测，检测值与给定值比较，逻辑运算，命令执行机启动油泵电机启动主油泵电机工作台面运动控制台面到位否？关断主电机 Y N 启动维持电机下次启动构驱动舞台升降或旋转。图 5 台面控制回路原理图 5. 控制系统设计 1）台面尺寸 1#5#升降台位于舞台后部，尺寸为 37003000台面净升降高度 1200面闭合高度 600元舞台组合成单排五列布置安装在地平面上。 6#通道台位于旋转升降台与台阶升降台之间，为方便演员在演出过程中顺利地从升降台到旋转台而设计。当演员登上旋转台时，通道台落到与地面齐平。台面尺寸为 1800940面净升降高度1200面闭合高度 600阶升降台的静载 300Kg/动载 150 Kg/升降速度 2400mm/转台面及通道升降台面用有机玻璃装修而成。通道升降台与旋转升降台组成互动升降，使旋转升降台形成多种立体艺术效果。 7#旋转台位于智能舞台中部，台面尺寸 3600载给定值上位机 + e 液压传动装置检测装置检测值 - 400Kg/m 2 ，动载为 150Kg/m 2 ；净升降高度 1200降速度2400mm/转速度 6004000mm/调；最低高度 600面可正反向旋转。智能化舞台的前部有 1 个单元伸缩、升降舞台 6，也就是 8#台。伸缩活动舞台台面尺寸为 37005400 3 个 3700800面组成），伸缩距离分别为 1800600400缩舞台基础高度为 450台上 3 个升降台，其台面尺寸为 37001800降高度 150右与固定台补平；伸缩台静载为300Kg/，伸缩速度 2000mm/固定舞台大小面积为 200009600度为 600荷为 500Kg/由钢框架及木版制成。台口台阶尺寸为 3700300150载为 300Kg/ 2）控制程序流程在控制系统中单元舞台台面是一个非常特殊控制对象，与液压传动机构相比，它质量大，从几吨到几十吨都有，台面运动与叉臂运动是一致的，其传递函数近似地看成是一个比例环节。液压传动机构时间常数不大，所以这里采取逻辑控制策略。因为伸缩升降台和旋转台决策原理同升降台一样，以升降台为例说明其控制原理。根据广电中心演播厅的现场要求及技术指标，要求 5 个升降台闭合高度为 600升降高度为 1200个升降高度共分四个阶段完成，每一阶段高度为 300个升降台即可以一次性升降到指定高度后停止，也可以分阶段升降，即每次只升降 300止，多次升降到指定高度。五个升降台可以同步进行升降到指定高度值。台面高度指定值 i，按照分四个阶段共有五个高度值分别赋值给五个变量：200， i00， i00， 300， i=0。下面以 1#升降单元舞台为例，阐述其具体的工作过程，程序流程如图 6 所示。图 6 6. 控制系统硬件设备操作台源讯块接口频器泵站电机旋转台液压传动机构 1#降台液压传动机构通道台液压传动机构伸缩梯形台备用 00播厅智能化舞台主要由前区伸缩 T 形台、中区旋转升降台及通道升降台、固定台、后区台阶升降台、电气驱动及液压传动系统、智能化控制系统及软件等部分组成。控制系统硬件设备如附表。附表基本配置表品号设备名称型号规格单位数量阶升降台套 5 道升降台套 1 转升降台 200 型套 1 缩升降台套 1 定台套 1 定台阶套 5 缸 1 速器 1 摸屏台达 1 1 7. 控制系统监控点统计针对本文所描述的广电中心 800播厅单元舞台控制系统的设计要求，共需要监控点 96 个，其中输入点 57 个，输出点 39 个。根据广电中心 800m 2 演播厅活动舞台设计要求，采用一台配置如下： 1 个主机 3 个（扩展模块） 1 个（扩展模块）其中，制泵站电机变频器， 1#3#泵站及旋转台旋转动作。1#出点驱动 1#5#升降台升降运动； 2#出点驱动旋转台升降及通道台升降运动； 3#出点驱动伸缩 T 形台伸缩及升降运动。备用。络拓扑结构如图 7 所示。图 7 1#舞台升降程序流程示意图由上面的实例，可借鉴到本舞台设计中。下面为舞台设计内容。启动油泵电机主油泵电机是否故障？ 1#升降舞台工作方式？取给定值 i 计算偏差 e=给定值反馈值 E0？ #升降舞台上升电磁阀电 1#升降舞台上升 i #升降舞台上升电磁阀电 1#升降舞台下降 i 取反馈值取反馈值 1#升降舞台上升 1#升降舞台下降 1#升降舞台是否上升到最高位？ #升降舞台上升电磁阀电 1#升降舞台上升 i 按上升命令手动方式 Y N Y N N N Y N 自动方式第二章舞台设计总体原则 1、钢结构 a) 所有承重的钢结构件，其结构刚度大于 1： 1000 b) 钢结构件应设计合理，钢结构及其接头应能承受最大额定载荷和由紧急停车造成的冲击载荷； c) 钢结构件所用材料应符合有关标准； d) 钢结构焊缝须符合有关规定，主要焊缝应进行无损探伤检查； 2、吊物与卷扬装置卷扬机卷扬机上的电动机和制动器应联合动作，只有电动机电源接通时，才能许可制动器打开；万一制动器打开，而电动机没有接通电源时，只许吊杆（负载）静止或低速下降；卷筒组件卷筒直径不小于钢丝绳直径的 30倍；卷筒用优质灰铸铁或厚壁无缝钢管焊接并经精确机械加工而成；钢丝绳屿卷筒绳槽中心线的夹角应中于；卷筒组件应设计防止钢丝绳在负荷或松驰状态下跳槽的装置。滑轮滑轮的节圆直径，不应小于钢索直径的 28 倍；滑轮及滑轮组应采用滚动轴承支承；滑轮及滑轮组应有防止钢丝绳脱槽的保护装置。钢丝绳与滑轮的偏角不超过钢丝绳悬吊钢丝绳应为带有人造纤维芯的软钢丝绳；预先检验：供货时所有的钢丝绳均应分批测试；现场处理：钢丝绳在安装期间应小心处理，不能以任何方式技术打结或损坏；受损或变形的钢丝绳不予接收。所有切断头都应妥善处理；安装：钢丝绳不应与设备的固定或移动部分磨擦，在有损坏或卡住风险的地方，应采取正确防护措施；悬挂支承：穿过顶楼的转向滑轮或在其它需要悬挂支承的地方，钢丝绳应在滑轮上进行支承。钢丝绳配件钢丝绳配件应采用表面镀锌的标准配件；钢丝绳配件规格尺寸与钢丝绳匹配；使用钢丝绳夹的地方，每个接头至少使便用 3个正确安装的绳夹。 3、吊杆 a) 吊杆采用圆管杆或桁架杆，管子或构架应平直、无扭曲变形； b) 管杆采用优质无缝钢管制造； c) 杆的接头应尽量少，接头采用实心圆棒与管子配合； d) 悬吊钢丝绳的端头用单独安装于杆上的调节装置进行调整； e) 管端：管端应配有带醒目颜色的永久性塑料帽或钢封头； 4、限位、定位、超程开关 a) 限位及定位开关 i. 行程终止限们开关：行程终止限位开关应能测出设备正常行程绺并使之停车；中间定位开关：在合适的地方配置中间定位开关和减速开关；直接碰撞限位开关：行程终止限位开关也可选用直接碰撞限位开关。 b) 超程限位开关超程限位开关：所有电动设备都应安装单独的超程限位开关，以防行程终止限位开关发生故障导致机械损伤。 5、电动机 a) 工作循环：舞台机械按断续操作设定。每个工作循环规定为在载荷条件下 6次全行程运转并有 15 b) 电动机型号：舞台机械的伟动装置，采用国内第一品牌上海跃进电动机。 c) 功率因素：所有电动机的功率因素应大于或等于第三章舞台电动机的选择要求与原则步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。选择步进电机需要进行以下计算：（ 1）计算齿轮的减速比根据所要求脉冲当量，齿轮减速比 i=( S)/(360) (1 式中 /脉冲） S 冲）（ 2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量 1+ （ 1/i)(s ） +W/g（ S/2) （ 1 式中 Kgcms) Kgcms) 杆惯量(Kgcms) N） S （ 3）计算电机输出的总力矩 M M=f+ （ 1 （ t) n/T0 （ 1 式中 Nm) Kgcms) r/ 间（ s） uWs)/(2i) 10 （ 1 Nm) Pts)/(2i)1 0 （ 1 Nm) N）（ 4）负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为 fq=1-(t)/ ）(1+J t/ 1/2 （ 1 式中 Nm) 若负载参数无法精确确定 ,则可按。（ 5）运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。（ 6）负载力矩和最大静力矩载力矩可按式（ 1式（ 1算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于和，并留有余量。一般来说，和应小于（第四章减速器的选择要求与原则通过对电动机的性能了解以及舞台动空的要求，选择适当的减速器。蜗杆减速器的特点是在外轮廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作稳定，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的是单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器则应用较少。单级蜗杆减速器根据蜗杆的位置可分为上蜗杆、下蜗杆及侧蜗杆三种。单级蜗杆减速器常用的传动比i=10 70。选择蜗杆配置方案时，应尽可能地选用下蜗杆的结构。因为此时的润滑和冷却问题均较易解决，同时蜗杆轴承的润滑也很方便。当蜗杆的圆周速度大于 4 5m/了减少搅油和飞溅时损耗的功率，可采用上蜗杆结构。根据本设计所需的传动比与圆周速度，选择单级下蜗杆结构减速器。第五章舞台传动设计国内有大多数剧场采用的是 3 米舞台的伸缩来实现舞台效果，例如蓝桂坊。这些只能满足比较小的场合。所以过内需要一些比较大点的如长影所设计的，应用的合理。下面所设计的是 12 米 T 型舞台的伸缩。舞台的行进速度控制在 8m/右时，舞台上的模特才能正常行走，不至于不适应。怎样能把舞台进速度控制在 8m/？从总体设计角度看，应由舞台行进速度往前推，来选择电动机和减速器。如果还达不到要求，应从滚轮直径上找，设计要求主轴转速为 10 转 / 初步估算槽轮的直径 D=250样主轴旋转一分钟时前进 8槽轮旋转一周舞台将前进 S= D=250=758L=75810转 /似于 8m，所以舞台的速度就可以控制在 8m/算皮带传动的传动比为减速器所输出的转速约为 18转 /择的减速器的传动比为 1： 50，则推算出电动机的转速 n=18 转 /50=900转 /以选择电动机的转速为 910 转 / 经计算电动机转速为 910 转 /滚轮直径为 254，这样舞台行进速度刚好为 8m/以选定电机型号为电电机。外购减速器型号为蜗杆减速器。电机与减速器布置在舞台前半端。如何选用传动机构是非常关键的，齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。而链传动只能用于同向回转的传动，运转时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有很大的噪声，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用，且也不宜用于传动距离过大的场合。故应选择适合本设计的传动方式，所以采用钢丝绳传动。钢丝绳传动价格合适，安装简易，传动平稳，适合传动距离很大的传动场合。钢丝绳的直径选择应满足拉力校核强度，选用钢丝绳。由于动控装置有非常大的惯性，必须配置一个制动器，作用是把主轴抱住不动，不至于舞台冲出轨道。根据主轴结构，可以外购制动器。整套系统装置得用膨胀螺丝固定在地面上，地面需光滑，有了这些基础系统才能平稳的运行。各部件应按装配图摆放。（见图纸舞台由钢丝绳拉动行进，钢丝绳缠绕在滚轮上，为减轻钢丝绳所受拉力负载过大，可减轻滚轮重量，即滚轮设计为空心。这样可以避免钢丝绳被拉断。为了使钢丝绳不打滑，不丢转，钢丝绳必须张紧，可用连接在钢丝绳两端的连接轴衔接，连接轴后端设有螺母，用来回拧钢丝绳，调节张紧力。连接轴上必须设有弹簧来控制钢丝绳的张紧力，使钢丝绳不松不紧，松紧适中，不打滑和丢转。如果没有弹簧来控制钢丝绳的张紧力，舞台则在行进开始和结束时，装置会因惯性发出声响，没有缓冲，影响整体效果。选择弹簧时，应选择弹簧张紧力适当的中性弹簧，直径为 10右，可以外购。已知滚轮直径为 D=254度为 h=220绕的两条钢丝绳相距为 l=7丝绳用螺母锁紧在滚轮表面中心，故 Q=(h/2)/l=(110/2)/716 圈 C= D=254800=00 1613000中 , 由上可知，滚轮在转 15 圈左右时，钢丝绳能出去 13m 左右。控制钢丝绳拉动舞台行进在 13丝绳能正好绕满滚轮，如果超出 13m，钢丝绳将绕出滚轮。外购钢丝绳，选择 6 7 钢丝绳，总长为 13m。另外，整套装置的高度应低于舞台中间高度，也就是低于 410果不够，必须在地面上挖出一条供装置行走的轨道，这样才能使装置在行进过程中不能碰到舞台支架。整套装置用膨胀螺栓固定在地面上，地面要求光滑、结实，如果地面比较软，则需打水泥基础。第六章主轴的设计 1. 求减速器输出轴上的功率转速 3 若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内） = 2 =W=W 又 1/i=910 1/50 r/18.2 r/是 550000 P3/550000 383050 N. 初步确定轴的最小直径（见图 1）先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据机械设计表 15 12，于是得 =112 3 9.1 出轴的最小直径显然是安装制动器处轴的直径 d - 。为了使所选的轴直径 d - 与制动器的孔径相适应，故需同时选取制动器型号。购买的制动器的孔径 d =40取 d - =40动器长度 L=42 图 1 轴的结构简图 3 轴的结构设计 1) 拟订轴上零件的装配方案轴的结构形式应便于加工和装配轴上的零件，并且生产率高，成本低。一般地说，轴的结构越简单，工艺性越好。因此，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出 45的倒角；需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽；需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。它们的尺寸可参看标准或手册。 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（ 1）为了满足制动器的轴向定位要求， - 与 - 轴段左端需制出一轴肩，故取 - 段与 - 段的直径 d - =d - =45端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=55动器与轴配合的毂孔长度0了保证轴端挡圈只压在制动器上而不压在轴的端面上，故 - 段的长度应比取 l - =40 （ 2）制动器与轴承座支架应有一端距离，故取 l - =l - =42（ 3）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 d - =45轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30309，尺寸为 d D T=4512030 d - =d - =45 l - =l - =30 （ 4）轴承左端应有轴肩进行轴向定位，又有圆螺母对槽轮进行轴向定位，选取圆螺母为母高度为 15，故 d - =48削螺纹时应有退刀槽，取长度 l - =51 （ 5）根据设计出的槽轮长度，取 l - =215轮两端用元盘固定，根据设计出的元盘结构，元盘毂孔直径为 50度为 40取 d- =d - =50d - =49轮左端采用轴肩进行轴向定位，定位轴肩高度 h=此，取 d - =55mm,l - =30 （ 6）根据大皮带轮结构，取安装大皮带轮处的轴段 - 的直径 d - =40皮带轮左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=52了保证轴端挡圈只压在大皮带轮上而不压在轴的端面上，故 - 段的长度应比取 l - =50 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 3）轴上零件的周向定位制动器、元盘与大皮带轮的周向定位均采用平键联接。按 d - 由手册查得平键截面 b h=12槽用键槽铣刀加工，长为35时为了保证制动器与轴配合有良好的对中性，故选择制动器轮毂与轴的配合为 H7/盘与轴的联接，选用平键为 1640

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