垫圈内径检测装置机械原理课程设计

1、机械原理课程设计报告 题目：垫圈内径检测装置目录一、设计题目及其要求 .3二、题目分析.3三、运动方案简介.z四、整体立体结构图6五、 结构设计、尺寸设计及其计算 6传动机构设计 7压杆运动机构设计9止动销运动机构设计 .14微动开关运动机构设计 18六、系统评判.22七、设计小结22八、总结 24九、参考书目 24设计题目及其要求设计垫圈内径检测装置,检测钢制垫圈内径是不是在公差许诺范围 内.被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道持续进给,直 到最前边的工件被止动机构操纵的止动销挡住而停止.然后,起落机构使 装有微动开关的压杆探头下落,检测探头进入工件的内孔.现在,止动销离开进给滑

2、道,以便让工件浮动.检测的工作进程如下列图.当所测工件的内径尺寸符合公差要求时图a, 微动开关的触头进入压杆的环形梢,微动开关断开,发出信号给操纵系统图中未给出,在压杆离开工件后,把工件送入合格品梢.如工件内径尺 寸小于合格的最小直径时图b,压杆的探头进入内孔深度不够,微动开 关闭合,发出信号给操纵系统,使工件进入废品梢.如工件内径尺寸大于 许诺的最大直径时图c,微动开关仍闭合,操纵系统将工件送入另一废 品梢.3abc1工件 2带探头的压杆3 微动开关a内径尺寸合格b内径尺寸过小c内径尺寸太大二、题目分析垫圈内径检测装置,要紧的运动进程为：传动机构间歇的将工件送到检 测的位置.在传送的进程中将

3、被止动销挡住恰好到所需检测的内径圆孔到压 杆将要下来的地址,然后压杆下来检测内径是不是符合要求.在压杆下来检 测的时刻里,微动开关向右移动检测垫圈内径是不是符合要求.微动开关检 测完后向左移动,回到其原先所在的.接下来,压杆和止动销一路上升回到 其原先的地址.传动机构将已检测的工件送走,并将下一个将被检测的工件 送到检测处.三、运动方案简介垫圈内径检测装置,用以下4个机构结合搭配组成：传动机构设计,压杆运动机构设计,止动销运动机构设计,微动开关运动机构设计 .题目所给的设计数据：平垫圈内径检测装置设计数据：方案号被测钢制平垫圈尺寸电动机转速r/min每次检测时间s公称尺寸mm内径mm外径mm厚

4、度mmA81614405B121320214406C202130314408D20213739608E30315649608经小组讨论,为使机构的利用性能符合要求,适合本设计,咱们采纳方案DD20213739608周期T=8s,角速度=2兀/T= rad/s.在一个周期内,知足要求,各个机构的运动情形:传动机构压杆运动机构止动销运动机构微动开关运动机构02s01s传送工件停在最局点停在最局点停在最左边1下降2s停在最低点2停下降停在最低点停在最左边停检测停在最低点右移检测左移8s停上升上升停为使各个机构知足上述要求,传动机构的操纵采纳间歇机构,压杆运动机构和止动销的运动匹配要求严格,那么二者用

5、凸轮轴连接.微动开关 机构的操纵采纳凸轮机构.四、立体结构图五、结构设计垫圈内径检测装置I/(传动机构kJ压杆运动机构)/ -止动销运动机构r 、微动开关运动机构kJ一、传动机构设计传动机构是整个装置中负责将待检测的工件传送到检测位置的机构它需要在运动规律上和操纵止动销的止动机构和压杆起落机构彼此配合才 能完成此装置的工作要求.为了使工作周期易于操纵,咱们决定由皮带轮传动来到达输送工件的 目的.机构由齿轮来传动,由于其功率范围大、传动效率高的特点正好符 合咱们的需要.从所给的设计数据中咱们得知：原动件的转动周期为1/16s,而检测周期为8s,因此推料机构的齿轮系的传动比需为128: 1,这要由

6、多级齿轮传动来实现如图为推料机构的齿轮系简图其中:Z1=Z2' =z =20,Z2=Z3=80,Z4=160传动比 ii4=Z2Z3Z4/ziZ2' 3' =80*80*160/20=128/1考虑到推料机构具有送料一一停止一一送料的运动规律特点,咱们决定利用梢轮机构来到达间歇式运动的目的电动机输出齿轮皮带轮检测周期周期1/16s8s32s8s由于是检测机构,因此传动齿轮模数不宜过大,初定模数m=2di=d2'=d3'=40mmd2=ch=160mmd4=320mm皮带轮直径D=,皮带传送速度v=50mm/s4号齿轮每转动一周,梢轮转动1/4周,皮带在这

7、2s的时刻内将待测工件传送到检测位置,然后停留 6s,等待检测完毕后将已检测的工件送走,并把新的工件传送过来,如此重复.二、压杆运动机构设计操纵压感探头的凸轮设计：方案一：用齿轮、连杆和弹簧来操纵压杆的运动；方案二：用凸轮和连杆机构,为了设计加工方便把凸轮设计成3次多项式运动规律；方案三：用凸轮和连杆机构,凸轮设计成 5次多项式运动规律；综合分析以上三种方案,方案一中弹簧用久后会变形,阻碍测量精度,考 虑到探头测量时冲击力要小,故不能用三次多项式的凸轮,经综合考虑采 纳方案三采纳5次多项式运动规律的凸轮.以下是推杆回程的计算进程：周期：T=8s;基圆半径=15mm推程：h=6mrp推程运动角：

8、5 0=3兀/8 ;回程运动角：8 0=3兀/8;远修止角=兀/2 ;近修止角=3兀/4 ;计算公式：s=C0+ Ci 5 2+ C3 s 3+ C4 S4+ C5 s 5；v= CiW+2 C2w+3 GwS 2+4 C4WS 3+5 CswS 4;a=2 C2W/+6 C3 w2 S +12 C4 w2 S 2+20 C5 w2 S 3;在始点处：8 =0, s=0,v=0,a=0 ;在终点处：8 =5 0 ,s=h,v=0,a=0 ;别离代入方程取得：G=C=G=0 C3= 10h/ S 03 C 4= -15h/ S 04 C 5=6h/ S.5位移：s=h-10h S 3/ S 30

9、+15hS 4/ S 40-6h S 5/ S 50 ;速度：v=兀 h S 2/ S 30-15 兀 h S 3/ S + 兀 h S 4/ S 5°加速度：a=% 2hS / S 兀2hS2/ S40+兀2hS3/ S50；用C语言计算位移,速度,加速度；计算位移的C语言程序：#include<>#include<>void main()(float x,s;int a,b;scanf("%d %d,&a,&b);x=(float)a/b;s=6-60*x*x*x+90*x*x*x*x-36*x*x*x*x*x;printf(&q

10、uot;%fn",s);计算速度的C语言程序：#include<>#include<>void main()(float x,v;int a,b;scanf("%d %d",&a,&b);x=(float)a/b;v=120*x*x-240*x*x*x+120*x*x*x*x;printf("%fn",v);计算加速度的C语言程序：#include<>#include<>void main()(float x,a;int b,c;scanf("%d %d",&a

11、mp;b,&c);x=(float)b/c;a=160*x-480*x*x+320*x*x*x;printf("%fn",a);经计算取得以下结果:603 无 /806 无 /809 无 /8012 7t /8015 无/8018 7t /8021 无 /8024 无 /8027 无 /8030 无 /80sv603无/1606 无 /1609 无 /16012 天 /16015 天/16018 天 /16021 天/16024 天 /16027 天/16030 天 /160a33 天 /16036 天 /16039 天 /16042 天 /16045 天 /160

12、48 天/16051 天 /16054 天/16057 天 /16060 天/160a08兀/3位移和角度的曲线图:st08兀/3速度和角度关系的曲线图:08兀/3加速度和角度关系的曲线图:02兀一个周期内推杆运动循环图:/_ _ _r . . .一11 IM1iIJ0.SolidWorks设计的凸轮:安装凸轮时应注意凸轮开始转动时应先远休 2秒,然后再回程来测量垫圈的内径,故应把凸轮应安装如上图所示的位置;推程时推杆的运动规律和回程时的运动规律完全一致,各类参数均相同.3、止动销运动机构设计止动销机构,由凸轮操纵其运动规律.凸轮类型：对心直动滚子推杆盘形凸轮机构.凸轮机构在在周期为8s的一个

13、周期内的运动规律为：0s时在最高处01s1s8s停下降停凸轮机构分析:为保证凸轮机构不受过大地冲击力,采纳二次多项式运动规律.2s=Co+C1 8 +C2 8v=ds/d t=ci 3+2C2 3 82a=dv/d t=2c2 31在01s,凸轮在远休进程,远停止角T 01=兀/40兀/4.2在1s,凸轮为回程进程,回程运动角T .=兀/8兀 /43 兀 /8 在等加速回程段：兀/45兀/16 S=h-2h S 2/ S 20=6-2*6 S 2/兀 /8 2= S 2V=-4h 3 S / S 2o=-4*6* S /兀 /8 2= 5a=-4h 3 2/ S 20=-4*6* 2/兀 /8

14、 2=-96S =0 S 0/2等减速回程：5兀/163兀/8S=2h( S 0- S )2/ S 20=2*6(兀 /8-V=-4h 3 ( S 0- S )/ S 20=-4*6*(S)2/(兀/8) 2=(兀/8- 5 )2兀 /8- S )/(兀 /8) 2a=4h(o 2/ S 20=4*6*(2 兀 /T)/(兀/8)2=96(T = (T /2-)3 凸轮为近休进程,近停止角002=5 兀 /4(3 兀/813 兀/8)4 8s凸轮为回程进程,回程角00=3 兀 /8(13 兀/82 兀)等加速推程：13兀/829兀/16 S=2hS 2/ 5 20=2*6 5 2/(3 兀 /

15、8) 2= 5 2V=4h(o 5 / 5 20=4*6* 5/(3% /8) 2= 5a=4h(o 2/ 5 20=4*6* 2/(3 兀/8) 2=(S =0S./2)等减速推程：29兀/162兀S=h-2h (S0-S) 2/ 5 20=6-2*6 (3 兀/16- 5) 2/(3 兀/16)2=(3 兀/16- 5)V=4h(o ( S 0- S )/ 5 20=4*6*(3 兀 /16- 5 )/( 3 兀 /16) 2=(3 兀/16- 5)a=-4h w2/ 5 20=(5=5./2 5 0)在一个周期内,止动销上升高度与凸轮转过角速度的关系:=(兀/8- S)sA一个周期内,止

16、动销的速度与凸轮转过角速度的关系:一个周期内,止动销的加速度与凸轮转过角速度的关系:10.67-10.67-364、微动开关机构设计微动开关机构：由凸轮操纵其运动;凸轮类型：几何封锁的凸轮机构；该机构在一个周期的运动规律：08s静止过来检测回去静止结构图:凸轮机构的分析与计算；为了保证凸轮机构收到极小的冲击,采纳二次多项式运动规律其表达式：2s=C0+Ci 8 +C2 8v=ds/d t=Ci 3 +2C2 3 82a=dv/d t =2c2 9有图可得：推程运动角T 0=兀/4远停止角 ：01=兀/4回程运动角：T 0=兀/4近停止角： T 02=5 兀 /4推程加速进程的运动方程S=2hS

17、 2/ S ' 20= S 2v=4hw S / S ' 2o=S a=4h w 2/ S 20=16推程减速进程的运动方程；S=h-2h S 2/ S 20=兀 /4- S V=4ho S / S 20=兀 /4- S a=-4h gd / 8 0=-16s 8 , v 8 , a' 8 分析图:V回程时的运动规律进程回程加速进程的运动方程；S=h-2h S 2/ S,= S 2V=-4h w S / Sa=-4hJ/ S 20=-16回程减速进程的运动方程；S=2h( S ' 0- S )2/ S ' 2o=(兀 /4- S )CO六、系统评判综合评

18、判该检测装置,该装置止动销、压杆、微动开关精准地配合运动, 符合每8秒检测一个垫圈的技术要求,检测的探头对工件的冲击较小,总 的来讲该设计符合技术要求.七、设计小结这次课程设计是咱们第一次独立地对一个完整的机械进行设计.当咱 们看到课程设计任务书的第一眼时,还以为这次的作业和以往经历过的无 数次的测试一样：教师给你一份写满了题目的试卷,而你只需要对这些题 目一一分析,再写下自己的试探就算完成了.但是,在咱们花费了一整个 下午对课题进行了一番研究以后,咱们才预感到这不是一件简单的事：教 师给咱们的是一张白纸,连题目都还需要咱们自己去写.咱们选择的课题是对垫圈内径检测装置的设计,这是一个检测仪,它

19、 的工作机理明白得起来并非难,难的是在设计进程中关于机械实际运作时 可能发生的一系列问题的解决.第一个问题,出此刻设计各部件运动方式 时.要明白咱们以往解题的时候,机械的运动都是必然的,但是在检测仪 中,因被检测工件的外形参数不同,在每一个检测周期中压杆的垂直位移 和微动开关的水平位移都不一样,如何保证咱们设计的这些机构在检测不同的工件时即能圆满完成工作要求,又可不能对机械本身和工件造成损坏, 成了摆在咱们眼前的第一道坎.第一咱们想到的是通过添加弹簧来知足构件的位移浮动,在构件的长 度许诺转变的时候,这看上去是一个好方式,于是在设计微动开关时,咱 们就在其中加上卡一个弹簧.可是弹簧不是在任何情

20、形下都适用,假设咱 们在带探头的压杆中也利用了弹簧,那么机械在检测工件时就无法区别出 内径正常的工件与内径过小的工件了压杆的长度假设是转变的话,测量结 果就不准.为了解决那个问题,咱们最后决定在凸轮的设计中压杆由凸 轮传动,预留一段许诺凸轮空转的时刻,其实际结果确实是,在传动进程 中,咱们把压杆“放入了待测件的内,而非将其“压进去,如此就达 到了在不改变压杆长度的前提下测量不同工件内径的目的.另一个问题是机械各部件的和谐性问题.何时止动销升起,何时下压 杆,何时微动开关工作,最后这些部件又怎么回到初始位置,这些问题困 扰了咱们好久,为此咱们修改了方案数次.尽管那个问题花费了咱们很多 时刻,可是

21、在解决问题的进程中咱们确实对设计进程中的细节有了更全面 的了解.从细节到整体,随着设计进度的推动,咱们恍如亲目击证了一个个细 小的零件在咱们眼前组合成了一个完整的机械,现在它就在那里轰隆隆地 转动着.八、总结这次的课程设计完成了,通过了十几天的分析、计算和绘制,通过了 团队合作和各自的试探,通过了无从下手和有所领会,课程设计总算完成 了.这是分工协作的的成效：蒋威负责止动销运动机构设计；任杰负责传 动机构设计；杨海锋负责微动开关运动机构设计；王雷负责压杆运动机构 设计.但是咱们并非是等到各个部份的设计完成以后再将其归并汇总,交 流和讨论贯穿了设计的整个进程.在这次课程设计中找到的问题和体会,

22、成了咱们走向外门世界的路上的鹅卵石,使本来崎岖不平的道路变得饶有 兴致.在以后的学习当中,咱们仍需要维持住此刻这份热情,将困难熔进 躯体,使之成为自己与外界对抗的资本.九、参考书目1 .?机械原理?第六版孙桓 陈作模 主编 高等教育出版社2 .?机械原理?第七版孙桓陈作模葛文杰主编高等教育出版社3 .?机械原理课程设计整体概要及任务书?曾小惠 王玉丹 编4 .?机械设计根底课程设计?孙德志张伟华邓子龙编科学出版社机械设计课程设计报告“无线遥控智能爬行机械人设计目录? 第一篇机械课程设计一一摘要2? 第二篇 机械课程设计一一机构硬件设计工程背景及意义3肢体的机构设计3-7躯体的机构设计7-8?

23、第三篇机械课程设计一一步态分析及其实现8-9? 第四篇 机械课程设计一一通信电路设计10? 第五篇机械课程设计一一技术应用软件11? 第六篇机械课程设计一一参考书目11? 第七篇机械课程设计一一?附录?11-12? 第八篇 机械课程设计一一心得,体会&意见,建议12-13第一篇机械课程设计一一摘要机械人是机构学、运动学、操纵理论等学科进展水平的综合表现, 是当前国 内外研究的热点问题之一.在各高校机械人设计活动也已经很广的开展起来, 我想这种 气氛对我国机械人的研制开发专门和专业方面人材的培育是具有踊跃意义的.咱们是制作机械人的爱好者,“无线遥控爬行机械人是咱们设计的第一个机械人,从仿

24、生学的角度,昆虫的生理构造及行为是比拟容易仿照的,咱们的机械人正是在仿照四足行走的动物,该机械人是一个仿生4足行走的机械人,通过对伺服马达 的精准操纵模拟四足动物的行走步态,实现行走、急跑、转弯等各类步态行为,并能在 各类地面环境下进行步态的智能调整,自适应滑腻地面、粗糙地面、沙石地面、湿泥地 面等恶劣的路面环境.该系统通过AT89S5-、USB100真块、NT-TR01无线传输模块及相应的辅助 电路实现智能操纵及无线遥控.NT-TR01采纳DDS+PL颜率合成技术,频率稳固性极好, 且功耗小,工作频率为国际通用的数传频段 433MHzPC端通过USB接口与NT-TR01模块连接,远程操纵端单

25、片机与NT-TR01模块 连接,实现数据的双向传输.PC向终端发送操纵指令并处置反应来的状态信息,终端 执行指令并反应状态信号.最后进行了系统联合调试,结果说明：系统的软、硬件设计合理可行,为后续的 研究工作奠定了根底.关键词：仿生学,AT89S51, USB100 NT-TR01,无线传输,PC终端,反应,DDS+PLL第二篇 机械课程设计一一机构(硬件)设计工程背景及意义仿生机械人(HumanoidRobot)是先进机械人技术的高级进展时期,它综合 表现了高级机械人的机构学、运动与动力学、现代设计理论、信息检测和感知、微电子 学、操纵理论等诸多方面的研究和进展水平,是一个复杂的综合系统.图

26、2-1是咱们研 制的机械人三维模拟图.图2-1 无线遥控爬行机械人三维模拟图 大学生科研练习打算(Student Research TrainingProgram-SRTP)是我校大力开展本科教育改革,实施理论教学、实践教学、 科学研究三位一体教学模式的重要组成部份,其目的是组织学生在教师的指导 下,通过自主进行课题研究和探讨.了解和把握大体的科学研究方式和手腕, 培育大学生严谨的科学态度、创新创业意识和团队合作精神,提升大学生的研 究创新水平和综合实践水平.“无线遥控爬行机械人正是东南大学 SRTP工程之一,机械人的开发 是来源于学生的爱好爱好,在指导教师的制导下完成机械人的开发.肢体的机构

27、设计微型伺服马达的机构咱们的机械人是由8个微型伺服马达驱动,整个机械人的机构设 计也是以微型伺服马达为根底的,因此在介绍机械人的机构设计前我想把微型伺服马达 的机构及工作特性作一下介绍.微型的伺服马达在无线电业余爱好者的航模活动中利用已有很长一段历史, 而且应用最为普遍,国内亦称之为 舵机,含义为：掌舵人操纵的机械可见,微型 伺服马达要紧用作运动方向的操纵部件.伺服马达本质上是可定位的马达.当伺服马达 同意到一个位置指令,它就会运动到指定的位置.因此,个人机械人模型中也经常使用 到它作为可控的运动关节,这些活动关节咱们也常称它为自由度一个微型伺服马达内部包括了一个小型直流马达；一组变速齿轮组；

28、一 个反应可调电位器；及一块电子操纵板.其中,高速转动的直流马达提供了原始动力, 带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服马达的 输出扭力也愈大,也确实是说越能经受更大的重量, 但转动的速度也愈低.咱们正是依 托伺服马达的两个输出转矩作为驱动的来源. 图2-2是咱们所用微型伺服马达的三维模 拟图小型直流马达变速齿轮组可调电位器电子限制板图2-2微型伺服马达的三维模拟图爬行机械人的的肢体机构设计流程咱们的设计是从4足机械人的一个肢体开始的,由于 4个肢体的 设计是超级相似的.为了能够充分利用伺服马达的输出转矩,我把马达输出的转臂就作为机械 人的肢体的组成部份,如此就

29、大大提升了输出功率的利用率.想到四足动物的步行状态, 即做上下摆动和前后摇动,我开始把一个肢体的机构设计如下：上连杆图2-3肢体的单电机机构咱们通过下面电机的转动带动上面齿轮臂的转动,进而带动圆住凸轮的转动并把它的圆周运动转化为上连杆的摆动,再带动其它关节的转动.具结构问图如下:图2-4肢体的单电机运动问图由于此机构的运动比拟单一,而且在运动的和谐性上不易操纵咱们最后选取了双 电机机构.通过上下两个电机的独立转动带动肢体关节转动,如此在机械人行走的进程中就能够够比拟和谐,而且咱们的机械人的自由度也将增加,具体的和谐性分析及其行 走的步态分析将在下面作详细介绍.下电机图2-5肢体的双电机机构及其

30、机构运动间图如此通过两个PWM 信号别离操纵上下两个电机就能够够比拟轻松的实现一个肢体的“举高和“迈进.通过 4个肢体的和谐工作咱们就能够够操纵 机械人的行走前进,后退,转身等.另外,在咱们的考虑到咱们的机械人实际工作 环境时,想到了假设是它在行走的进程中翻身了如何办因此在原有双电机的机构根底上 咱们加以了改进,那确实是在原先肢体上再加镜向关节.如图2-6如此在机械人翻用 上 面 的 镜转 180 度 后向图2-6肢体的双电机含镜向关节机构关节行走.最后通过咱们小组的讨论,图 2-6的机构在可行性上有必然限制 机械人在翻身后未必翻到180度,如此上关节就起不到,即无法充分靠得住的利用 镜向关节

31、最后咱们舍弃了那个方案. 希望在以后的设计中能够想到更好的方案. 因此最 后咱们采纳的仍是图2-5的双电机无镜向关节的机构.躯体的机构设计流程躯体是连接四个肢体的关键部份,躯体的结构设计也显得十分重要,咱们从电机的 结构动身,结合实际四足动物的形体特点,咱们的躯体设计通过以下几个时期：图2-7躯体机构的实际流程图图2-7躯体机构的三维图通过最后的躯体机构咱们就能够够把四个双电机肢体专门好的连接在一路了,而且通过最后改进的躯体梁结构,咱们能够让机械人有充分的灵活性,这主假设是“中间轴和两个“钱链的作用图2-7整体机构图主视最后把躯体和四个肢体通过螺钉紧固在一路,合好了,过操纵8个伺伏电机就能够够

32、让它“行动自如 了如此机械人的整体机构就组第三篇机械课程设计步态分析及其实现引言：依照节肢昆虫的步行原理,成立起步行运动的模型,将昆虫的运动进行简化, 抽象出四足运动的大体原理,并制作出了一个理论验证模型,能够实现前进、后退、左 转、右转、避障等动作.步行原理：单足行为每一条腿有两种状态：向前走和向后走,关于每一个动作状态来讲, 分为两步：迈腿和收腿.这两步持续不断的循环,设其周期为T,迈腿的时刻为收腿时刻的1/3,为整个周期的1/4,那个动作关于每条腿都是一样的：每相邻的两个抬腿 动作之间的相位差为1/4周期,由此可得出机械人在行走式的四条腿之间的时序关系, 如图3-1所示：图3-1四条腿之

33、间的时序关系四足和谐机械人要实现稳固的行走,必需保证每时刻都有三条腿着地,而另 外一条腿用来行走.全数行走的隐秘在于当一条腿抬起来时,其它三条腿是同时着地而且向后退的, 如此,机械人把抬起的腿向前迈一步再放下,就走完了一步,以后连番迈其它的腿,机 械人就能够够持续向前走了.各类动作顺序如下四条腿别离记为右后、右前、左后、 左前,每条腿向前迈记为“t向后迈腿记为前进：右后 T 一右前T 一左后T 一左前T； 后退：右后 J 一右前 J 一左后 J 一左前 J； 左转：右后 T 一右前T 一左前 J 一左后 J； 右转：右前 J 一右后 J 一左后 T 一左前 K 各条腿动作的时序关系如图3-1所

34、示.选 择不同的动作顺序那么能够实现不同的行走方式.图3-2四条腿的空间三维模拟图第四篇 机械课程设计一一通信电路设计USB模块通信电路设计般COM!信电路设计第五篇机械课程设计一一技术应用软件在本次设计中咱们利用了以下技术应用软件：SUPERICES G3000g思仿真开发系统：初期程序调试CAD SOLIDWORKS零件图,装配图,三维图的绘制.VC+、KEIL C51:程序的编写.PROTEL电路图的设计绘制.SUPERPRO/280 EASY 51PRO 程序的烧制.第六篇机械课程设计一一参考书目?AT89S51系列单片机原理与接口技术?单片机原理及应用?机械设计手册?USB8 口设计

35、?串口技术?8051单片机C语言操纵与应用?单片机应用技术选编?第七篇机械课程设计一一?附录?USB模块电气特性名林功铤最小最大午右测试柴件VCCOperating Supply Voltage445.25VIcc1Operating Supply Current50mANormal OperationIcc2Operating Supply Current250uAUSB SuspendlohlDigital IO Pins Source Current4mAVch = VCC-0 5vIoh2Digital IO Pins. Sink Current4mAVol -十 Q.5vVoidIn

36、put Vo i lags Threshold ( Lew )0.6VVo 11Input Vo tage Threshold ( High )27VVdifUSB Differential hput Sensrtivy0.2VVcomUSB Differential Common Mode0 82.5VUrxtUSB Single Ended Rx Th reshod.3YRI = 1,5k to 36TUvhUSB 0 Fins Static Output ( Low )2.8VRl = 15ktoGND|NT-TR01电气特性信道频窣二433,9 2,43433MH 产调制方式FSKp频

37、偏充ISEHne数据传输速率一ZQKbHSf最大输出功率QFlUdBm/接收灵敏度口.5dBm50Qa工作电压/25W接收电流户丝 OuiV发射电流一8-30mA-(待机电流8uA体积mm p31 架 27 米 5 (LWH)公第八篇机械课程设计一一心得,体会&意见,建议在实践中提升自己谈作本次机械设计课程设计的心得体会作为一名机械系,机械设计制造及自动化大三的学生, 我感觉能做类似的课程 设计是十分成心义,而且是十分必要的.在已度过的大三的时刻里咱们大多数接触的是专业根底课.咱们在课堂上把握 的仅仅是专业根底课的理论面,如何去锻炼咱们的实践面如何把咱们所学到的专业基 础理论知识用到实

38、践中去呢我想做类似的大作业就为咱们提供了良好的实践平台.在 做本次大作业的进程中,我感触最深的当数查阅大量的设计手册了. 为了让自己的设计 加倍完善,加倍符合工程标准,一次次翻阅机械设计手册是十分必要的, 同时也是必不 可少的.咱们是在作设计,但咱们不是艺术家.他们能够抛开实际,尽情在空想的世界 里翱翔,咱们是工程师,一切都要有据可依 .有理可寻,不切实际的构思永久只能是构 思,永久无法升级为设计.作为一名专业学生把握一门或几门制图软件一样是必不可少的, 由于本次大作 业要求用Solid works制图、PROTEL绘制电路图、VC+编程等,因此咱们还要好好把 握这几门软件.尽管过去从未独立应

39、用过它们,但在学习的进程中带着问题去学我觉察效率好高, 记得大一学CAD时感觉好难确实是由于咱们没有把自己放在利用者的角度,单单是为 了学而学,如此效率固然可不能高.边学边用如此才会提升效率,这是我作本次课程设 计的第二大收成.可是由于水平有限,不免会有错误,还望教师批评指正.谈谈我的意见和建议：第一,我感觉教师给咱们作类似的课程设计是十分必要的,这不仅能够提起咱们 对这门课的学习爱好,同时还能够在专业上用实践锻炼一下咱们, 使咱们不但不在对所 学专业感到陌生,而且还能够培育大伙儿的踊跃性.第二,我感觉应该培育咱们的团队合作精神,让几个人一路作如此的课程设计我 想会更好的发挥咱们的特长.机械设

40、计课程设计报告-一荧光灯灯丝装架机上料机械手及芯柱传送机构设计.31 £1窜 宝仲4itK(iy -A® XJLQ) TtG 1RIW 口如 ",吗.il国1口中勺通 小 .片 什9 '号 f盯 <4阻 Qf,3中国1515(? 曲?4中?全,1 4 T 1 ttsdliHtrk “器:1晨Erms.:;膘02001112 袁满目录1 .设计任务22 .设计任务初步分析 33 .芯柱传送链轮驱动机构设计34 .机械手臂驱动机构设计 95 .机构运动学分析146 .机构传动分析17附录心得体会机械设计课程设计报告.设计任务：选择设11任务Bo俯视图执行

41、机构相对关系如图1-1所示,轴芯柱传送轴.2,上料机械手臂在轴I、II的驱动下配合运动,以到达生产目的.空配辅工.I转希图1-2各执行机构运动循环图上料机械手和芯柱传送轴的运动关系如图1-2所示.现要求以下设计内容：1. 选择派遣芯柱传送链轮作单向间歇转动的机构,要求机构原动件与分派轴I或轴II回定作匀速转动,确信机构运动尺寸.2. 计算确信图1-1中05点位置及摆角.选择使上料机械手作间歇上下移动和间歇往复运动的机构,要求机构原动件与分派轴I或II固定作匀速转动,确信机构运动尺寸.3. 编程计算所设计上述机构中执行构作的位移与分派轴I转角的对应关系,绘制位移规律图,并与图1-2所给位移规律作

42、比拟.4. 选择电动机型号,确信电机到分派轴间的减速传运方案,并进行传动比分派和传开工作水平设计计算.5. 对驱动链轮和上料机械手间歇运动的机构进行结构设计.设计任务初步分析1. 芯柱传送链轮机构选择从图1-2能够看出,芯柱传送链轮处于低速轻载的运动链结尾,且其转/停时刻比为1:2,槽轮机构在时刻上能够准确的实现如此的运动要求.因此拟用槽轮机构作为链轮单向间歇转动的核心机构.2. 机械手间歇往复运动机构的选择从图1-2能够看出,机械手的上下往复运动与摆动较为复杂,凸轮机构能够专门好的实现复杂 的间歇往复运动,因此拟选凸轮机构作为驱动机械手的核心机构.三.芯柱传送链轮驱动机构设计1. 槽轮机构的

43、方案设计a) 运动系数计算由图1-2不难看出,槽轮运动系数 三的值为:r=2280-108o .3剑b) 槽轮槽数确信为幸免槽轮在启停时冲受到冲击,应使圆销在开始进入径向槽或从径向槽脱出的刹时,圆销中央的线速度方向均沿着径向槽的中央线方向,由此,对与单梢的情形,不珍贵出槽轮的槽数z与系数T的关系:2"弋0将运动系数二代入式2可得,适合的槽轮槽数为z=6oc) 槽轮与曲柄中央距从图1-1能够看出,轴II到O2的距离为150mm,因此,从结构紧凑的方面考虑,槽轮机 构的中央距设为 100mm.d) 槽轮驱动机构传动链设置为了使槽轮运动周期和轴II的转动周期一致,且实现空间上的动力传送,整

44、个槽轮机构需要用一对齿数比为1的锥齿轮将II轴的角速度正交的传进机构.由于槽轮运动系数7为定值,应此选用z=6的槽轮后,在槽轮的一个运动周期中,槽轮转过的角度为36.口/6 = 60口的整数倍,而任务要求链轮每一个运动周期转过36口,在只有一个圆销的情形下,需要一对传动比为5:3的齿轮部置在整个驱动机构的最结尾. e)槽轮驱动构示用意绘制图3-1和3-2别离为主视和俯视示用意.2.槽轮曲柄机构的力学设计a)图3-1槽轮驱动机构示用意主视图图3-2槽轮驱动机构示用意俯视图槽轮的实际半径应为:电二J：+其中式中.为圆销半径,名义半径 立=".乂工"/2/.b） 槽轮的驱动力矩计

45、算关于本机构,诂计克服摩阻力和生产阻力所需的承载力矩不大于100Nm ,那么通过结尾的传动比为5: 3的齿轮后,作用于槽轮轴的承载力矩Mz诂计约为：垢=1皿股四5=6.而.由链轮的直径为 200mm,诂计折算到槽轮轴上的最大转动贯量Jn可不能超过一个直径250mm ,厚50mm的钢制圆盘密度 mm3,即：；=二二 0.5jtx7.85x2504 x50 = 150500,刍二 135964M参考文献1,六槽槽轮最大类角加速度 1,槽轮的驱动力矩 切二值为:%二见+1"=6加十.15.5,1.赤6公2.乂2开/6.口6加加c） 圆销的半径计算由文献1得,一样取：% "6八应式

46、中r为曲柄的半径,由几何关系可得,r=50mm,那么圆销半径取r=8mnid） 槽轮的强度设计参考文献1,六槽槽轮机构圆梢所受最大作使劲J+0%J的计算公式如下:式中a为中央距,参数c、d的取值查文献1为、,代入式得,皿45钢,感应淬炽热处置,由以上较小结果得选择接触疲劳强度为设计准那么,选择槽轮材料为热处置品级 MQ外表硬度45HRC圆销采纳ZCuSn10P1锡青铜.由文献3得,45钢的弹性模量4=2口3势力,泊松比尸024 , ZCuSn10P1锡青铜的弹性模量£产110存Pa ,泊松比"i=5W3,依照公式,槽轮与圆销的最短接触长度为：由于圆销较易改换,且为耐磨材料,

47、因此接触强度以槽轮为准,查文献0110°蜂口,代入式得£ = 2.8422柳修,由此得选用i0mmB的槽轮是超级平安的. e各轴的直径诂算参考文献2,按扭转强度计算轴径的最小值d为：&之丽丽五d关于45钢的轴,由于存在必然的冲击,A取较大值120,将各轴所经受扭矩代入式得槽轮和曲轴所在轴的最小直径应大于23mm圆整为25mm链轮轴由式所计算结果略大于25mm从设计方便的角度,也取 25mm限于工作台板和轴 II的空间位置,本机构所用轴不可 能太长,因此在那个地址不进行弯扭强度校核. f键连接的强度计算依照国家标准,直径25mm勺轴的键高为7mm按平键连接的挤压压强计

48、算,最小工作键长l按以下式计算,取 =11°阿"：将各轴所受扭矩代入式,槽轮与曲柄所在轴的工作键长的最小值为不到13mm键轮轴的为不到21mm3.链轮驱动机构的齿轮设计计算a） 传动比5:3的齿轮副设计计算由于传递扭矩不大,采纳直齿渐开线齿轮方案,由图 3-1中所示几何关系可得,此对齿轮 中央矩为50mm采纳开式齿轮,一样按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算,并将模数增大15%以考虑磨损的阻碍.我的实际作法为,试选择齿数为15, 25,模数为的齿轮,小齿轮为幸免根切,变位系数计算如下：x 二定一限一 一二 1；,= 0.1175 灯 0.12手g17利用机械设计手册软件版渐开线圆

49、柱齿轮传动设计程序进行校核计算,设置如下:传递转矩齿轮1转速5r/m ,非对称布置轴刚性较大 HRC热处置质量要求 MQ精度品级三组偕 齿轮2转速3r/m,非对称布置轴刚性较大 HRC热处置质量要求 MQ精度品级三组偕,硬齿面,材料为45钢外表淬火,6级,齿厚上下误差F、L,齿宽,硬齿面,材料为45钢外表淬火,6级,齿厚上下误差F、L,齿宽两齿轮模数2,原动机稍微振动,工作机均匀平稳,开式传动,齿轮工作寿命硬度45-50 20,变位系数硬度45-50 20,变位系数10000小时,齿形作适当修形具体结果见附录 117的直齿锥齿齿轮,程序校验结果说明这对齿轮在模数减小20断弯曲疲劳强度仍然足够大

50、.b） 传动比1 : 1锥齿齿轮副设计计算仍然采纳开式传动,为减小齿轮直径并非产生根切,选用一对齿数为大端模数选试选,齿宽系数选1/3 ,利用机械设计手册软件版,锥齿轮传动设计程序版本 进行模数减少18魁曲疲劳强度较验程序参数设置如下：传递转矩,齿轮一、2转速20r/min载荷特性：原动机均匀平稳,工作机稍微振动预定寿命10000小时工作齿面硬度：硬齿面齿轮一、2的材料匀为45钢,外表淬火4550 (HRQ ,热处置质量要求 MQ齿数17, 大端模数,齿宽系数,不等顶隙 计算弯曲强度设置：对称循环载荷,齿根外表粗糙度M <16声蟆,齿条类别/ 2/ = 1.25 p f = 0.215%

51、勺要求.(具体程序结果说明这对齿轮在弯曲疲劳强度上相当平安,且符合模数放宽 结果见附录2)4. 转动轴承的布置a) 布置的依据为了提升支承的刚度,和经受必然的轴向载荷,有一锥齿齿轮悬挂的曲柄轴选用角接触球 轴承或圆锥滚子轴承进行反装配制.槽轮所在轴虽无专门大的轴向载荷,可是为了提升安装精 度,便于轴承预紧,也选用一对角接触球轴承.由于没有对链轮轴的上半部份进行设计,因此 保险起见,链轮轴也选用正装角接触球轴承.b) 布置不用意3-3)(5E图3-4转动轴承配制示用意5. 机构具体设计中的有关计算与碰到的问题a) 槽轮的实际半径和止动圆弧半径的选择田= 26.6025和式()得圆弧实距半径为 J

52、=06 9713 ,可得比拟接近的槽轮半径的公差为R87f7 ,即R87洵万b) 止动圆盘的平安轮廓由几何关系能够看出,止动圆盘的张角虽能够定为12口口,但形状如选择不行将与槽轮发生运动干与,因此在设计中觉察有必要计算一下.如图 3-4所示,在止动盘缺口范围内,与槽 轮、曲柄公轴线呈a角方向上的最大向径OA与夹角a有以下关系：图3-4O" OB= OC-CB ZAOEB= a =Z HOGC H E三点共线；/ HCGW DCB= 3 ;CB=CD图3-5由以上关系能够推出：fl = ji 16 - arctan："皿,()那么在止动盘缺口范围内,与槽轮、曲柄公轴线呈a角方向上的最大向径0A( = a-OD(S) = a- 0D(开/6- ai-ctan)2E)()由此编程计算止动圆盘的最大合理轮廊,