机械设计方案.doc

产品名称：环保测力拉力器学生姓名：王卫滨 洪小莉 杨 俊指导老师：梁发周作品内容简介：本产品运用于室内锻炼，有益于人们的健康生活，与此本着节能环保理念的在锻炼拉伸（可以根据自己的需要进行选择性的加载，共有四个拉线）的同时，结合环保节能的理念，带动发电机发电并蓄电，另外可以在锻炼的同时可以看到自己所施加的力有多大，更加激发人们对运动的爱好。运用的主要原理：1）发条弹簧具有收缩变形的特点，拉力越大，发生的形变越大，发条弹簧收缩的越小，缠绕在盘形的钢丝就拉的越长;2)通过钢丝与滑轮的摩擦带动齿轮传动，在经过传动齿轮的放大带动微型直流发电机的转动，再把产生的电流储存到蓄电池当中;3）运用应变片式模拟转换数字传感器的原理把弹簧所收的力转化为电子信号来进行读数一产品装置的原理方案构思和拟定1)产品的总体结构简图 上盖模型下盖模型二原理方案的实现，传动方案的设计1）钢丝拉出的的过程：发条弹簧一端固定，未施加拉力时，弹簧处于静态，此时钢丝呈未受力状态缠绕在弹簧上；施加拉力时，弹簧收缩，钢丝被拉直，外力加大时弹簧所受应力增大2）钢丝缩回的过程：当所施加的外力撤销时，发条弹簧恢复形变，钢丝相应恢复到初始状态3)钢丝带动滑轮的过程：在钢丝拉出和返回的过程当中，依靠摩擦力驱使滑轮的转动，以便于带动与滑轮相连接的同轴齿轮1转动4）齿轮传动比放大的过程：经过齿轮1的转动，带动过桥齿轮2的传动，连接齿轮1和发电机同轴的齿轮35）带动发电机转动的过程：经过齿轮2的传动，带动齿轮3转动进而带动同轴微型发电机转动6）蓄电的过程：发电机发电产生的电流输入蓄电池中加以储存7）压力转换成数字信号的过程：运用应变片式模拟转换数字传感器的原理把弹簧所收的力转化为电子信号来进行读数三关键技术的分析与实现，主要结构的设计简图 1）发条弹簧与钢丝（弹簧4个 钢丝4根）发条簧又名（卷）弹簧 螺旋线在一个平面内的弹簧，弹簧是将材料绕制成平面螺旋形的一种弹簧，弹簧一端固定，另一端作用扭矩后材料材料受弯曲力矩，产生弯曲弹性变形，因而弹簧在自身平面产生扭转。其变形角的大小和扭矩成正比，具有高扭力，与多角度之扭转力距故运用于长时间作功之机构，具有不易疲劳之特性；规格：0.7*25*1200材料 62钢，外径50mm钢丝 长度L=50cm 直径d= 1mm2）滑轮共（8个）开槽滑轮，高度6mm，外径24mm，轴径2mm 材料为铜芯塑料滑轮 3)齿轮（1.3类型齿轮8个，2类型齿轮4个） 齿轮零件图 齿轮1与3 齿轮的厚度2mm，分度圆直径d=20mm，轴径2mm 分度圆d1=20mm 模数m1=1mm 齿数z1=20 齿顶高ha1=1mm 齿根高hf1=1.25mm 齿全高h1=2.25mm 齿顶圆直径da1=22mm 齿根圆直径df1=17.5mm 基圆直径db1=19mm 齿距p=3.14mm 法向齿距pb=3mm 齿厚s=1.57mm 齿槽宽e=1.57mm齿轮2齿轮的厚度2mm，分度圆直径d=25mm，轴径2mm 分度圆d2=25mm 模数m1=1mm 齿数z1=25 齿顶高ha2=1mm 齿根高hf2=1.25mm 齿全高h2=2.25mm 齿顶圆直径da2=27mm 齿根圆直径df2=22.5mm 基圆直径db2=24mm 齿距p=3.14mm 法向齿距pb=3mm 齿厚s=1.57mm 齿槽宽e=1.57mma=m（z1+z2）/2=22.5mm 传动比 i12=d2/d1=25/20=5/4 4）电机（1个） 微型发电机：d=24.5mm 轴长=22mm 最大输出电压为9v 最大输出电流为240mv 转速560n/s 5）蓄电装置（1个）铅酸免维护电力型蓄电池 电压 9v 容量 1200mA 规格 3cm*5cm 6）应变片式模拟转换数字传感器传感器（1个） 应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接，两输入端施加一定的电压值