【《护理床机械结构的设计案例》1700字】

护理床机械结构的设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u31848护理床机械结构的设计案例 1264681.1支身装置控制时序 1251201.2曲腿装置控制时序 1277901.3机械传动设计计算 152031.1.1直齿轮设计及计算 2253571.1.2丝杆设计校核计算 449151.1.3丝杆耐磨性验算与使用寿命的计算 588161.1.4轴承使用寿命的计算 6306181.4作用杆的应力分析 61.1支身装置控制时序图1.1支身装置控制时序图启动电机后，电机带动丝杆翻身，通过相连接的连杆作用支起床板。当需要放下床板时，拨动开关，使电机的输入电源正负极互换，使电机反转带动丝杆，使床板反向转动。1.2曲腿装置控制时序图1.2曲腿装置控制时序图启动电机后，电动机带动丝杆转动，从而带动滚轮在槽内滚动，完成床板的曲腿动作。但需要复位时，拨动开关，使电机的输入电源正负极互换，使电动机反转带动丝杆，使床板复位。当需要做辅助康复时，可以使电动机保持恒定的速度，完成曲腿的往复动作，对病人进行康复治疗。1.3机械传动设计计算根据结构和载荷的设计，对以下方面进行了计算和检查。在齿轮中，需要设计和计算倒档齿轮。在腿弯曲设备中，由于需要康复和较长的行程时间，因此有必要检查螺杆并计算轴承和螺杆的寿命。在支撑装置中，冲击杆易于变形和折断，因此需要进行模拟和分析。其次，连接到电动机的螺杆的力不断变化，因此有必要检查并计算连杆的寿命。1.1.1直齿轮设计及计算表1.1控制把手齿轮的设计计算设计内容设计计算说明设计计算结果1.传动比设计传动比i=4i=42.选定齿轮根据传动方案的设计，选用直齿圆柱齿轮传动；家庭用护理病床为一般工作机器，速度低，故选用8级精度（GB10095-18）；材料选择。查表得：主动小齿轮：45钢调质，齿面硬度280HBS从动大齿轮：45钢调质，齿面硬度240HBS取主动齿轮齿数。根据公式：则可计算出从动大齿轮的齿数1.直齿圆柱齿轮参考齿轮齿面接触强度设计计算公式如下：确定公式内的各计算数值1）选载荷系数K=1.3；2）齿轮传递的转距，=2800N.mm；3）查表齿宽系数=1；4）按齿面硬度查得大齿轮的接触疲劳强度极限，小齿轮的接触疲劳强度极限；5接触疲劳寿命系数=0.95,；6）计算接触疲劳许用应力。取安全系数S=1查表，得材料的弹性硬性系数计算1）试计算主动小齿轮分度圆直径，代入中较小的值；mm=16.05mm2）取模数m=4，实际主动小齿轮分度圆直径＞16.05mm.；3）按照齿根弯曲强度校核，齿轮满足设计要求（详细过程从略）。几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距K=1.3=2800N.mm=0.95S=1d≥16.05mma=150mm1.1.2丝杆设计校核计算病床中曲腿装置主要利用丝杆进行传动。而且此丝杆属于拉压杆件，因其受力特点是沿杆件的轴线作用的，且作用线与轴线重合受力如下图所示图1.3丝杆受力分析图曲腿装置中的丝杆校核：根据公式代入数值FN=1200N和A=1.14*10*10=314mm2得到=1.8=235Mpa.符合标准。病床中支身装置中的丝杆受力较为复杂，首先对支背机构进行运动学分析。图1.4支背机构简画图则杆件S所受到的作用力为:丝杆中传递的轴向力F为：其中：用MATLAB对上述数学模型进行仿真，得到丝杆轴向力随时间的变化如下图，图1.5支背丝杆轴向力随时间的变化支身装置中的丝杆校核：根据公式代入丝杆所受最大的轴向力FN=1300N,A=1.14*10*10=314mm2得到=4.2=235Mpa.符合标准1.1.3丝杆耐磨性验算与使用寿命的计算支身装置：查阅机械设计手册，螺旋传动中，滑动螺旋传动计算部分的工作压强p＝式中=0.5，p=2.5mm，n=H／P=72，代入上式中得:P=6.89N／，丝杆往复移动速度较低，查机械设计手册，取=8N／，即p＜丝杆耐磨性符合要求，选用合理。翻身装置：查阅机械设计手册，螺旋传动中，滑动螺旋传动计算部分的工作压强p＝式中=0.5，P=2.5mm，n=H／P=72，代入上式中得:P=6.89N／，丝杆往复移动速度较低，查机械设计手册，取=8N／，即p＜丝杆耐磨性符合要求，选用合理。1.1.4轴承使用寿命的计算轴承疲劳寿命计算公式如下：式中——基本额定动负荷。对向心轴承为Cr，推力轴承为Ca，N；——当量动负荷，Ｎ；——温度系数；——负荷系数；——寿命指数，——轴承的工作转速，r/min。病床工作温度<120度，查表得温度系数为1.根据病床工作性质，取冲击载荷系数为1.根据手册所选轴承C=30500N。=16670/20*(1*30500/1200)=21184h轴承预期寿命推荐用值为8000h到12000h.所以此轴承合格。1.4作用杆的应力分析在整个支撑装置中，作用在操纵杆上的力最大，因此对其可靠性进行了有限元分析。NSYS软件可以对参数