转动惯量检测仪设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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题目：转动惯量检测仪设计设计目标 参数：最大测量物体的重为35kg 计时的测量精度为0.001s（最好改成0.02或者0.002 0.001我怕查重，没事的话0.001就行.或者是0.01哪个方便来哪个） 载物盘的最大直径25cm 根据以上设计参数完成总图等主要图纸设计和设计说明书中的规定内容 任务书 1. 1.5万字左右 包括中英文摘要 机械系统的设计 电控系统的设计 以及零件部分的设计计算 2 . 图纸累计2.5张零号左右（一张0号总装配图，一张电路图，两小张零件图） 转动惯量检测仪设计说明书目录摘要 -1一、引言-31.1转动惯量检测仪课题背景- -31,2转动惯量国内外发展现状-4二、方案设计2.1 转动惯量检测仪的方案选择.52.1.1 方案一.62.1.2方案二.7 2.1.3主动惯量检测仪总体方案拟定10三、产品设计计算-213.1冷凝器的设计计算- 223.2 蒸发器的设计计算-23五、设计总结-26参考文献-27致谢-29摘 要 转动惯量是刚体转动时惯性的度量，其大小体现了刚体转动时状态改变的难易程度。凡是涉及到转动动力学的问题，转动惯量均为重点测量参数。在国防工业中，各种导弹需要测量其极、赤道转动惯量，用以确定导弹的起始扰动和飞行稳定性1。获得物体转动惯量一般通过两种方式：对于形状简单、密度分布均匀的物体，一般采取理论计算法2；而形状复杂、质量分布不规则的物体，则采取实际测量法。实际测量则主要利用弹性元件组成振荡系统，通过获得物体转动惯量一般通过两种方式：对于形状简单、密度分布均匀的物体，一般采取理论计算法 3对于复摆法测量转动惯量，文献5指出，被测件长径比大于15时，其影响不可忽略；而当垂直和平行角度偏差大于20分时，也应考虑纵轴与转轴的垂直度和平行度的影响；文献6中，当摆角60时，测量振动周期误差为6.8%，转动惯量误差达0%。三线扭摆法用于测量大质量被测件时被测件旋转夹紧立置使得安装困难，且存在安全隐患7；同时，大型被测件立置不稳，亦影响测量精度。单线扭摆法存在同样的问题。落体法对于大质量、大冲量的被测件，精度只能达到3%8。文设计了一套扭摆测量系统，避免了大型被测件的立置，结构简单，易操作，且精度高，适用于大型回转体被测件的测量。ABSTRACTIn order to meet the needs of the market display case, the design briefly introduces 1440L horizontal design of closed-end situation of food refrigerated display case, which use refrigerant R22, discusses the advantages of food refrigerated display case and its development prospects. For the better design, first refrigerant and refrigeration compressors were analyzed and compared. Refrigerant, I brieflyintroduce its development, physical parameters and their impact on the environment, from the comprehensive considerations; finally I am sure to regard the R22 as a refrigerant. Compressor, I analyze and compare the development of various types of compressors, general application and the size of cooling capacity, determine the use of piston compressors compressor-based design according to cooling capacity on demand, I make a new design for condenser and evaporator, which improved product performance .Based on the design,by the design arameters required to choose the right fan, throttle bodies and auxiliary equipment. Refrigerant refrigeration cycle by thermodynamic calculation, design and calculation of condenser and evaporator design calculations, design and calculation of the capillary, select the compressor, fan, eventually checked. KEY WORDS 。Showcase/Condenser/Evaporator/Refrigeration Cycle 一、引言1.1转动惯量检测仪课题背景 转动惯量是描述刚体转动中惯性大小的物理量，它与刚体的质量分布及转轴位置有关。正确测定物体的转动惯量，在工程技术中具有十分重要的意义。用三线摆法测定刚体的转动惯量是高校理工科物理实验教学大纲中的一个重要基本实验。为了使教学仪器和教学内容更好的反映现代科学技术，复旦大学物理实验教学中心与上海复旦天欣科教仪器有限公司共同研制并生产了新型转动惯量测定仪。该仪器采用激光光电传感器与计数计时仪相结合，测定悬盘的扭转摆动周期。通过实验使学生掌握物体转动惯量的物理概念及实验测量方法，了解物体转动惯量与哪些因素有关。本实验仪的计数计时仪具有记忆功能，从悬盘扭转摆动开始直到设定的次数为止，均可查阅相应次数所用的时间，特别适合实验者深入研究和分析悬盘振动中等周期振动及周期变化情况。1,2转动惯量国内外发展现状 随着机械工业的飞速发展，转动惯量是研究和控制飞行体轨道及姿态所需的重要物理量,是各类弹丸、火箭弹、导弹、核弹头、鱼雷等武器,中远程导弹、运载火箭、卫星、载人飞船等航天器及搭载设备所需的测项目其测量技术主要涉及兵器和航天部门,在航空、船舶和核工业等方面也有应用,一项具有基础性、共性的技术.被测物体质量越大,其转动惯量测量精度往往越低,所以大型弹箭及航天器转动量的测量成为转动惯量测量领域的技术难点分析和研究当前大型弹箭及航天器转动惯量测量的方法与技术对于提高我国在本领域。二、方案设计2.1 转动惯量检测仪的方案选择2.1.1 方案一: 三线扭摆法具有操作简单、准确度高的特点3,4,但吊装大质量物体很不安全;落体法对于大质量、大冲量的被测体,精度只能达到3%5;文献6应用单线摆法实现高准确度测量物体的转动惯量,但对于质量的被测体,吊装困难、不安全;文献7提出质量、质心、转动惯量一体化测量法,优点是可以实现转动量和质量、质心的同时测量,且不需要称重传感器,但是量过程复杂,测量过程中被测物体在转台上的移动会影响转台自身的转动惯量,影响测量准确度;文献2应用金属扭杆扭振法实现了单轴气浮台转动惯量的准确测量。扭杆振法主要特点是设计简单、容易操作、适合于大被测体测量、不需要测量被测物体的质量测量准确度高。2.1.2 方案二: 扭杆扭振法扭杆扭振法通过采样时间序列进行测量。仪器采用光电计时系统,如图1所示。用89c52和8254(10M)定时器组成的计时电路,将其中两个16定时器串联,可以测量高达429s的周期,分辨率为01s。用外部测量信号中断方式触89c52读取8254定时器中的计数,两次中断间的时间间隔即为所测周期,这样影响精度的就是单片机的中断响应时间,而单片机每次中断响应时间大约38个机器周期8,所以周期测量最大误差不超过8个机器周期,若采用12M晶振,则最大误差小于8s。本测量仪可精确测量100500kgm2范围内的转动惯量,测量相对误差小于05%。无阻尼振动周期,Td为阻尼振动周期。设转台空摆周期为T0标准样柱与转台的共摆周期为Ts,转台转动惯量为J0,被测体与转台共摆周期为Tds,样柱和被测体转动惯量为Js和Jd,则:Jd=C&T2ds-J0(3)式中,C&=JsT2s-T20,J0=JsT20T2s-T20注意测的周期都是Td。2.1.3主动惯量检测仪总体方案拟定通过以上两种方案的比较，我们选择通用的结构简洁的结构一作为此次设计的方案设计，其结构图如下：三维建模的概述5.1零件图设计要点（根据已有AutocAD图纸，出三维图要点）进行零件建模前，一般应进行深入的特征分析，搞清零件是由那几个特征组成，明确各个特征的形状，他们之间的相对位置和表面连接关系，然后按照特征的主次关系，按一定的顺序进行建模。一个复杂的零件，可能是许多个简单特征经过相互之间的叠加、切除或相交组成。所以零件建模时，特征的生成顺序十分重要，不同的建模过程虽然可以构造出同样的实体零件，但其造型过程及实体的构型结构却直接影响到实体模型的稳定性、可修改性、可理解性及实体模型的应用。尤其在二维图纸上，我们能看到的只是零件的平面图，而内部特征则以虚线给予表示，另外还有零件的相贯线，这表示了各个特征相交时出现线段。在零件的草图绘制过程中，必须要选好第一个草绘平面，这很关键，这个平面决定了往后建模的所用到的命令，简单的说，一个圆柱可以作一个圆形然后拉伸，也可以作一个长方体旋转，虽然他们的结果都一样，但所用的草绘平面和命令就截然不同。如果我们要的是一条轴，那我们就应该选择第二种方法为好了。由于此设计的零件都是比较规则的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋转命令，而且很多零件都是拥有对称关系，所以为了节省时间，提高效率，经常会用到镜向特征命令。5.2零件图出工程图要点一张完整的工程图应具备以下4方面的内容。（1） 一组视图：用一组视图（其中包括视图、剖视图、断面图、局部放大图）正确、完整、清晰地表达零件各部分的结构形状。（2） 尺寸：确定零件各部分形状的大小和位置（3） 技术要求：表明零件在制造和检验是应达到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料热处理方式和指标等。（4） 标题栏：注明零件名称、材料、数量、图样比例以及图号等内容。5.3装配图安装要点零件的装配步骤如下：（1） 单击【新建文件】图标，系统显示新建SolidWorks文件对话框，双击该对话框中得装配体选项，即可进入装配体工作模式。（2） 调入第一个零件模型并放置在装配体的原点处，即零件原点与装配体原点重合。（3） 调入一个与第一个零件模型有装配关系的零件模型。分析两个零件之间的装配约束关系，然后选取相应的约束选项进行零件操作。（4） 调入其他与已装配零件有装配关系的零件模型并进行装配。（5） 全部零件装配完毕后，将装配体模型存盘。5.4受力分析要点本次受力分析是运用SolidWorks软件中的SimulationXpress应力分析应用。选择【SimulationXpress】菜单命令，弹出【SimulationXpress】对话框。（1） 【夹具】选项卡：应用约束到模型的面。（2） 【载荷】选项卡：应用力和压力到模型的面。（3） 【材料】选项卡：指定材质到模型。（4） 【运行】选项卡：可以选择使用默认设置进行分析或者更改设置。（5） 【结果】选项卡：根据特定准则优化模型尺寸。使用SimulationXpress完成分析需要以下五个步骤（1） 应用约束。（2） 应用载荷。（3） 定义材质。（4） 分析模型。（5） 查看结果。总 结一、三维软件机械设计总结通过此次设计，又一次提升了运用三维软件的水平，并吸收了不少经验，总结为一下几点。（1） 有零件图纸作图与空想设计作图不同，零件尺寸已经给出，作图时先不考虑尺寸是否真的合适，根据尺寸作出零件的三维图，但到装配时必须要考虑尺寸是否合适，由于AutoCAD图纸效果不好，导致尺寸会有出错，甚至有出现欠定义尺寸，所以，此时必须通过配合后在衡量尺寸，再进行修改，直到满足配合要求。（2） 工具集的确方便了作图，通过选择零件类型，输入数据，就能生成出标准零件，但有时需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此时要随机应变，运用其他零件代替并通过修改或添加零件使其满足要求。（3） 作三维图时要灵活变通，解决问题的方法总比问题多，当一种方法不能正常作图时，试试另一种方法，这不但能完成零件制作，同时也可以培养出更好的作图思路，和打破规矩的新想法。（4） 规则的零件，要学会使用一些能够节省时间的命令，如镜向，阵列等，“能省则省”。（5） 关于装配，曾经带给我很大的阻碍，花了很多时间才弄清原因所在。在一可活动子装配体上，即使活动范围会产生干涉，也不能对其设定活动范围，如高级配合里的距离范围，和角度范围，即使在该活动范围并不影响父装配体，也不可设定。因为一旦设定范围后，在父装配体上会将子装配体视为完全定义的模型，这样会对子装配体之间的配合产生矛盾，将不能完成装配。（6） 看懂图是作图的首要任务，看图就是了解零件的工具，没有工具则无法制出零件，所以画图不能急于下笔，想透了零件的结构，想透图中的虚实线，这才是高效作图的重中之重。致 谢时光飞逝，岁月如梭，转眼之间大学生活已经接近尾声，回首大一刚入学的场景依然历历在目，仿佛还是昨天的事情。再从头到尾看一看这篇毕业设计，每一个环节都离不开xxx老师的帮助，从题目的拟定，到结构框架，资料搜集，整理提炼，以及最后的反复斟酌。在具体的写作过程中，我遇到了许多这样或那样的预料之外的困难，让我感到困惑和焦虑，但最终在xxx老师的指导和帮助下，还是独立完成了单拐曲轴的机械加工工艺规程及夹具设计。论文的最终完成，是一波三折的过程，在不断完善和修改的过程中让我更加懂得“一分耕耘一分收获”的道理。除了要衷心的感谢我的指导老师以外，我还要感谢在校期间所有传授过我知识的老师们，他们孜孜不倦的教诲是我完成这篇论文的基础。作为一个机械工程及自动化专业的学生，在一些其他课程上遇到过许多问题，多亏老师们在百忙之中抽出时间为我答疑解难，给予我耐心的指点，让我少走了许多弯路。在此我对他们无私的爱心表示由衷的感谢。同时也感谢大学生活中与我朝夕相处的同学们，他们给我留下了最难忘的回忆。在一起走过的日子里，我们一同欢笑，一起悲伤，相互鼓励，共同进步。我要感谢在这漫长而短暂的四年里陪我一同走过的同学们，因为有了你们，我的生命中多了很多欢乐的瞬间和美好的回忆，愿我们的情义地久天长。最后感谢我的家人，是他们一直站在我身后，做我坚强的后盾，无论我成功与否，他们都默默地给予我支持与鼓励，让我感到我不是一个人在战斗。谢谢你们，我一定会更加努力，不辜负你们对我的期望。四年时光，说长不长说短不短，不知不觉中我们已经共同经历了许多，我们手拉着手一同走过了快乐与悲伤，收货了属于我们的成长与坚强。也许在今后的日子里还有更多的困难等待着我们，但是我不会害怕，我会勇敢的迎接挑战，我要用自己的努力搏一个美好的未来。最后我想说：毕业，是终点，亦是起点。 本文是在导师xx老师的悉心指导下完成的，字里行间都凝聚者导师的智慧和心血。半年来，导师不仅在学术上循循善诱，引导学生不断进取、精益求精，而且在思想方法上谆
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