基于單片機(jī)關(guān)于螺旋千斤頂設(shè)計(jì)

1、摘 要本設(shè)計(jì)根據(jù)工廠使用要求，我們?cè)O(shè)計(jì)，計(jì)算并且校核了一種錐齒輪螺旋式千斤 頂，用來(lái)舉起火車車廂，以方便火車車廂的檢修。起重設(shè)備有多種形式，其中螺旋式千斤 頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，按照要求起重高度的不同，可高可矮，工作較最可靠。本螺旋式千斤 頂采用公 式計(jì)算的方法，對(duì)千斤 頂?shù)闹匾考纾輻U，螺母，套筒等關(guān)鍵螺旋式傳動(dòng)部件進(jìn)行了精密的公 式計(jì)算與選材，重點(diǎn)運(yùn)用機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，并運(yùn)用autocad進(jìn)行了繪圖。利用單片機(jī)控制直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)千斤 頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)，替代了人力，節(jié)省了人力資源。為了防止發(fā)生側(cè)向偏移，我們讓四個(gè)直流電動(dòng)機(jī)同步工作，既提高了本設(shè)備的安全性，又提高了運(yùn)動(dòng)的精度，方便快捷。采用語(yǔ)

2、言編程，使控制更加方便快捷，簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)從螺旋式千斤 頂?shù)牧慵脑O(shè)計(jì)與選材等個(gè)個(gè)方面，論述了它設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。在工藝規(guī)程制定中，運(yùn)用了大量的科學(xué)加工理論及計(jì)算方法，對(duì)它進(jìn)行了嚴(yán)密地設(shè)計(jì)計(jì)算。 關(guān)鍵詞：螺旋式千斤頂 螺桿螺母單片機(jī)I1ABSTRACTThe requirements of the design according to the factory，We design, calculation and check of a bevel gear screw jack，Used to lift the train cars, and to facilitate the maintenan

3、ce of the train cars.Lifting equipment in various forms, in which the structure of the screw jack is relatively simple, in accordance with the requirements of the the lifting height difference can be high or low, compared with the most reliable work.We use formula for screw jack designing, with impo

4、rtant component of the jack screw, for example nut, sleeve key screw drive components sophisticated formula and the selection, focusing on the use of the knowledge of the mechanical design and the mechanical principles, and use AutoCADthe drawing.Microcontroller to control the DC motor to achieve th

5、e movement of the jack, instead of manpower, saving human resources. In order to prevent the occurrence of lateral offset, so that the four DC motor synchronization, both to improve the safety of the device, but also improves the accuracy of movement, quick and easy.This design from all parts of the

6、 design and selection of screw jack, discusses the design process. In the process of order-making, the use of a large number of scientific processing theory and methods of computation it tight design calculations.Key words：Screw jack Screw Screw nut MCUII目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 前言11.1中國(guó)發(fā)展情況1第二章 傳動(dòng)方式的選擇

7、22.1幾種千斤頂及不同結(jié)構(gòu)的比較22.1.1千斤頂?shù)姆诸?2.1.2經(jīng)過(guò)帶減速器的電機(jī)后向螺桿傳遞運(yùn)動(dòng)的途徑22.1. 3千斤頂?shù)募夹g(shù)規(guī)格和結(jié)構(gòu)32.1.4千斤頂?shù)墓ぷ髟?第三章 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算43.1 螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類型43.1.1根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式的不同進(jìn)行分類43.2螺旋傳動(dòng)的計(jì)算53.2.1螺桿外形尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算53.2.2螺母尺寸的計(jì)算73.2.3自鎖的驗(yàn)算83.2.4螺桿的其他參數(shù)計(jì)算9第四章 錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算104.1錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算104.1.1錐齒輪的基本參數(shù)計(jì)算10第五章 電動(dòng)機(jī)的選擇125.1電動(dòng)機(jī)的初步確定125.1.1電動(dòng)機(jī)功率的初步確定125.1

8、.2選擇電動(dòng)機(jī)功率125.1.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速12第六章 控制部分的設(shè)計(jì)146.1控制部分簡(jiǎn)介146.1.1控制部分選材介紹146.2元器件簡(jiǎn)介146.2.1 STC89C52RC 單片機(jī)介紹146.2.2電機(jī)控制模塊簡(jiǎn)介146.2.3紅外接觸部分156.2.4水銀開(kāi)關(guān)部分156.3電器原理圖156.3.1電路原理圖的設(shè)計(jì)15參 考 文 獻(xiàn)18致 謝19 1第一章 前言1.1中國(guó)發(fā)展情況1. 建國(guó)以來(lái)一直到改革開(kāi)放之前， 中國(guó)的千斤 頂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的較晚，中國(guó)的千斤 頂需求是以工業(yè)和國(guó)防尖端使用為主。改革開(kāi)放之后，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，拉動(dòng)了中國(guó)千斤 頂?shù)男枨?。千?頂產(chǎn)業(yè)在中國(guó)飛快發(fā)展的時(shí)期是上

9、 世紀(jì)九十年代末，千斤頂需求量的增速,遠(yuǎn)高于全球平均的水平。大概在20世紀(jì)的30年代，臥式千斤頂已經(jīng)在汽車的檢修中應(yīng)用廣泛，當(dāng)是因?yàn)楫?dāng)時(shí)各種科技原因，千斤頂在設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸和體積份份異常大，頂舉重物的質(zhì)量也異常巨大，不方便我們的使用。后來(lái)隨著千斤頂生產(chǎn)制造技術(shù)的迅速發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展,千斤頂越來(lái)越多的走進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域.在90年代中期，世界上很多用戶在運(yùn)用臥式千斤頂逐步取代了立式的千斤頂。在21世紀(jì)初期一些新型化樣式的千斤頂也逐漸出現(xiàn)例如便攜式千斤頂以及充氣式千斤頂。1991年后，世界上千斤頂在數(shù)據(jù)上以每年平均6%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，而從九十年代末期的幾十年后，千斤頂在我國(guó)數(shù)據(jù)上消費(fèi)量每年平均增長(zhǎng)率是18.7

10、3%，大概是世界上每年平均增長(zhǎng)率的3.0倍左右。進(jìn)入到二十一世紀(jì)初期，千斤頂行業(yè)在中國(guó)高速的增長(zhǎng)。2001年2005年，千斤頂行業(yè)在我國(guó)的銷售量從198萬(wàn)噸增長(zhǎng)到457萬(wàn)噸次，增加了2.5倍之多，每年的增長(zhǎng)率在28%左右。甚至在2001年，我國(guó)千斤頂在數(shù)據(jù)上消費(fèi)量更是達(dá)到226萬(wàn)噸，成為全球第一千斤頂生產(chǎn)銷售大國(guó)。與此同時(shí)，千斤頂在進(jìn)口中也增加非常迅猛。1999年，千斤頂在我國(guó)進(jìn)口了101萬(wàn)噸，成為全球最大的進(jìn)口國(guó)。2005年與1999年相比，千斤頂?shù)倪M(jìn)口增長(zhǎng)的幅度每年都達(dá)到28.14%。預(yù)計(jì)2006年，中國(guó)千斤頂在數(shù)字上消費(fèi)量將達(dá)到510萬(wàn)噸，進(jìn)口仍將保持在310萬(wàn)噸次左右。從總體上研究發(fā)現(xiàn)

11、，我國(guó)生產(chǎn)制造的千斤頂已經(jīng)由品種單一、水平低、規(guī)模小、嚴(yán)重不能滿足需求逐步到達(dá)質(zhì)量可以符合要求、初步滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,品種質(zhì)量顯著提高和的深刻轉(zhuǎn)變，千斤頂?shù)男枨髮⒁徊讲綄?shí)現(xiàn)自己生產(chǎn)自己制造。在一家維修火車車廂的公司，發(fā)現(xiàn)他們需要一種使火車車廂升起的舉重設(shè)備，經(jīng)過(guò)各種分析，發(fā)現(xiàn)塔吊、行吊、以及普通升降機(jī)均不能符合這家公司的要求，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了這款千斤頂舉重設(shè)備來(lái)彌補(bǔ)不足，以便使這家公司方便檢修。01第二章 傳動(dòng)方式的選擇2.1幾種千斤頂及不同結(jié)構(gòu)的比較2.1.1千斤頂?shù)姆诸惏雌錁?gòu)造及工作原理的不同，通常分為機(jī)械式和液壓式式，機(jī)械式千斤頂又有螺旋式式與齒條式兩種，其中的螺旋式式千斤頂和液壓式式

12、千斤頂最為常用。然而液壓式千斤頂具有一些利于長(zhǎng)時(shí)間頂舉的特點(diǎn)，十分不適合本場(chǎng)合的應(yīng)用，所以我們這次選擇螺旋錐齒輪千斤頂。2.1.2經(jīng)過(guò)帶減速器的電機(jī)后向螺桿傳遞運(yùn)動(dòng)的途徑傳動(dòng)方式優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)皮帶傳動(dòng)制造較易，價(jià)格很低，安裝性能較好，可加工性好。出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，皮帶打滑；皮帶具有彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比及傳動(dòng)速度不平穩(wěn)。齒輪傳動(dòng)動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。體積巨大，不利于加工以及制造。若實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比則需要的空間很大，十分不利于加工以及裝配，且加工價(jià)格很高，不利于成批量生產(chǎn)蝸輪蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)、以及沖擊和噪聲均很少，利用很小的成本可獲得很大的傳動(dòng)比。發(fā)熱磨損較嚴(yán)重（需用減磨、耐熱量很大，傳動(dòng)效率非常的低，需要十分耐

13、磨材料，生產(chǎn)成本較高）。鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)或者打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)效率很高，工作可靠并且可承受重載，成本低。不可以在較長(zhǎng)的距離內(nèi)水平布置。112.1. 3千斤頂?shù)募夹g(shù)規(guī)格和結(jié)構(gòu)按油壓式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、用途分為如下兩種形式： 代號(hào)為表征字母qyl的立式螺紋連接結(jié)構(gòu)油壓式千斤頂，。 代號(hào)為表征字母qw立臥式兩用油壓千斤頂。螺旋千斤 頂按其結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)所分為： 代號(hào)為表征字母為ql的普通型螺旋千斤頂。 代號(hào)為表征字母為qlg的普通高型螺旋千斤頂。 代號(hào)為表征字母為qld的普通低型螺旋千斤頂。 代號(hào)為表征字母為qlg的鉤式螺旋千斤頂。 代號(hào)為表征字母為qlj的剪式螺旋千斤頂。 代號(hào)為表征字母為qlz的自落式螺旋

14、千斤頂。2.1.4千斤頂?shù)墓ぷ髟砬Ы镯斢幸簤菏角Ы镯敽蜋C(jī)械式千斤頂?shù)鹊仁畮追N工作原理，每種千斤頂?shù)脑碛兴鶇^(qū)別。從原理角度上講，液壓方式傳動(dòng)所基于的最簡(jiǎn)單的工作原理為帕斯卡原理，就是說(shuō)，在容器中液體各部分的壓強(qiáng)的大小是完全一致的，因此，在平衡設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)，體積很小的活塞上面所給予的壓力非常小，而體積大的活塞上方施加的壓力也非常大，這樣才能夠保持液體的全面靜止。因此通過(guò)容器內(nèi),或者液壓缸內(nèi),液體的傳遞，我們完全可以獲得各種不同端上的多種不同的工作壓力，我們這樣就能夠獲得一個(gè)變換著的目的的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在我們?nèi)粘Ｉ钪兴Ｒ?jiàn)到的一些液壓千斤頂采用了這個(gè)經(jīng)典的原理以用來(lái)獲得力的傳遞。手動(dòng)螺旋式千斤頂,我

15、們就是通過(guò)往復(fù)的扳動(dòng)手柄，手柄推動(dòng)拔爪即能推動(dòng)棘輪間隙的回轉(zhuǎn)，小型傘齒輪用來(lái)帶動(dòng)大型傘齒輪、再帶動(dòng)舉重螺桿使其旋轉(zhuǎn)，我們從而再使升降套筒能夠獲得起升或下降的動(dòng)力，因此我們能夠獲得起重下降的功能，它可以由人力通過(guò)螺旋副式傳動(dòng)，也可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng).其成本很低，結(jié)構(gòu)非常緊湊，使用,攜帶非常的方便；并且能夠長(zhǎng)期的承受負(fù)載上升及下降，最大的起重得重量達(dá)100多噸，使用非常廣泛。21第三章 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類型我們利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副，來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的要求。它可以將物體回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)變成物體直線的運(yùn)動(dòng)，而且螺旋傳動(dòng)可以傳遞運(yùn)動(dòng)以及扭矩。具有轉(zhuǎn)動(dòng)均勻、結(jié)構(gòu)緊湊、平穩(wěn)

16、、準(zhǔn)確、易于自鎖等優(yōu)勢(shì)，所以非常適合我們使用。 3.1.1根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式的不同進(jìn)行分類螺旋傳動(dòng)根據(jù)固定端的不同可以分為：（1）如圖(a) 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并且可以直線運(yùn)動(dòng)，螺母被固定。這種方式在手動(dòng)千斤頂中被廣泛運(yùn)用，但因?yàn)槲覀冃枰男谐檀?，螺桿容易彎曲，顯然不符合我們的要求（2）如圖(b)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿以直線方式移動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)也不適合我們的要求，原因同上。（3）如圖(c)螺桿固定在機(jī)器上不動(dòng)，螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動(dòng)，我們要求螺母固定不動(dòng)，顯然這也不符合我們要求。（4）如圖(d)螺母可以沿著直線運(yùn)動(dòng)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。 (a) (b) (c) (d)(c)(d)圖3.1 運(yùn)動(dòng)方式本次設(shè)計(jì)的螺旋千斤

17、頂是運(yùn)用了上圖（d）的運(yùn)動(dòng)方式，即螺母直線運(yùn)動(dòng)。3.2螺旋傳動(dòng)的計(jì)算3.2.1螺桿外形尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算我們通過(guò)工廠的數(shù)據(jù)得知一臺(tái)車廂的重量一般在21噸,我們采用四臺(tái)千斤 頂同時(shí)舉起的方式,那我們每臺(tái)大概舉起6kg,為了預(yù)防千斤頂一端收載太大，我們假設(shè)一臺(tái)千斤 頂能夠舉起7000kg，物理計(jì)算為70000N，我們通過(guò)這個(gè)參數(shù)以及機(jī)械設(shè)計(jì)上的一些公 式來(lái)計(jì)算或者校核一些零件例如:螺桿、螺母、套筒、托盤(pán)等的尺寸、強(qiáng)度、材料等內(nèi)容。并且我們通過(guò)他的外形結(jié)構(gòu)、尺寸、以及他所使用的材料來(lái)定出他的可加工型。根據(jù)上文講的一些特點(diǎn)，采用梯形螺紋，根據(jù)我們的要求，我們單的螺桿要承載的力為70000N，螺母我們選擇整

18、體形勢(shì)的螺母。至于材料我們看表3.1。通過(guò)表3.1我們?cè)俳Y(jié)合我們工廠的環(huán)境，發(fā)現(xiàn)我們的工廠很棒，溫度適宜，工人熟練程度很高，工資發(fā)的很到位，潤(rùn)滑條件很好，且我們的千斤 頂運(yùn)動(dòng)形勢(shì)為低速重載，所以我們螺桿選擇40Cr，而螺母我們選擇ZCuSn5Pb5Zn5。這兩個(gè)材料都具有很高的強(qiáng)度，很好的韌性以及很出色的耐沖擊性能，價(jià)格還可以，可加工性好，很符合我的要求。表3.1 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合螺桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動(dòng)。材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳

19、動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動(dòng)ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動(dòng)。尺寸較小或輕載高速傳動(dòng)，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅我們首先要計(jì)算螺桿的中徑值，為了計(jì)算中徑值我們從機(jī)械設(shè)計(jì)課本中找到了公 式（1）這個(gè)萬(wàn)惡的公 式，有請(qǐng)公 式（1）登場(chǎng)其中-矩形螺紋、梯形螺紋的一個(gè)系數(shù)為0.8；鋸齒形螺紋的這個(gè)系數(shù)為0.65。-表示整體式螺母的一個(gè)系數(shù)為1.2-2.5，=18-25mpa通過(guò)以上萬(wàn)惡的公 式我們計(jì)算得到螺紋中徑d2的值(計(jì)算值)為：33.466mm，我們選擇了螺紋中徑d2(選取值)為：36mm，公稱直

20、徑為：40mm，外螺紋小徑d1為：34mm，內(nèi)螺紋大徑d為：34mm螺距P為：6mm導(dǎo)程L為：6mm3.2.2螺母尺寸的計(jì)算通過(guò)上文的螺桿的計(jì)算，基本可以推理一些大概螺母的尺寸以及他的一些個(gè)結(jié)構(gòu)，我們借鑒了課本的公 式（2）（3）（4）進(jìn)行了分析計(jì)算，通過(guò)查書(shū)我們發(fā)現(xiàn)：矩形與梯形螺紋的工作高度為h=0.5p；鋸齒形螺紋的高度為h=0.75p；z=H/p為螺紋工作的圈數(shù)，H為螺紋高度(mm)，p為許用的壓強(qiáng)(MPa)通過(guò)計(jì)算我們得到：螺母高度H的值為：72mm旋合圈數(shù)z的值為：12螺紋的工作高度h的值為：3mm工作壓強(qiáng)p的值為：12.193MPa；通過(guò)計(jì)算校核，以及查表3.2我們發(fā)現(xiàn)所選材料完全

21、符合機(jī)械使用要求。表3.2 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)螺紋副材料滑動(dòng)副速度/(m·min-1)許用壓強(qiáng)/MPa鋼對(duì)青銅低速<3.0612>151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵<2.4612131847鋼-鋼低速7.513 淬火鋼-青銅6121013注：ø<2.5或人力驅(qū)動(dòng)時(shí)，p可提高20%；螺母為剖分式時(shí)，p應(yīng)降低15%-20%。3.2.3自鎖的驗(yàn)算自鎖的條件是在該式中：為螺紋中徑處的升角；是該式的當(dāng)量的摩擦系數(shù)，其中（，式中的代表螺紋工作面的牙形斜角度數(shù)）；為該式的當(dāng)量摩擦角（為保證機(jī)械自鎖，螺紋中徑處的螺旋的升角至少要比當(dāng)量

22、摩擦角小10.）查表3.3取（取起動(dòng)時(shí)計(jì)算用最大值）故，所以自鎖性是完全可以保證的。表3.3 螺旋傳動(dòng)螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)fV（定期潤(rùn)滑）螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅3.2.4螺桿的其他參數(shù)計(jì)算經(jīng)過(guò)一些其他的計(jì)算，我們算的：螺桿的剛度計(jì)算螺桿材料的切變模量G為：83000MPa軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形量LF為：0.00223mm轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形量LT為：-3E-5mm導(dǎo)程的總變形量L為：0.00228mm計(jì)算橫向的振動(dòng)螺桿兩支承間的最大距離lc為：500mm一端固定，一端不完全固定的系數(shù)1為：4.730臨界轉(zhuǎn)速nc為： 21022.713(r/mi第四章 錐齒輪

23、設(shè)計(jì)計(jì)算4.1錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1錐齒輪的基本參數(shù)計(jì)算根據(jù)我的設(shè)計(jì)計(jì)算，我要求得錐齒輪的傳動(dòng)比為1:2.5，試取錐齒輪大端模數(shù)，試取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，平均模數(shù)，當(dāng)量直齒圓柱齒輪的模數(shù)。 所以，當(dāng)量齒數(shù) 分度圓的直徑平均分度圓的直徑錐距已知 既當(dāng)量直齒圓柱齒輪分度圓半徑為齒頂 高齒根 高齒頂圓的直徑齒根圓的直徑齒 根角 因?yàn)樗?以頂 錐角根 錐角頂隙是 分度圓的齒厚為齒寬取 取B=31mm經(jīng)過(guò)受力校核分析，該齒輪副完全符合要求。第五章 電動(dòng)機(jī)的選擇5.1電動(dòng)機(jī)的初步確定5.1.1電動(dòng)機(jī)功率的初步確定根據(jù)工廠的環(huán)境以及使用要求,我們初步選擇帶減速器的直流電動(dòng)機(jī),電壓220v，額定的電壓

24、就是220v。5.1.2選擇電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)所需的計(jì)算的功率是：（其中：為負(fù)載功率，為電動(dòng)機(jī)功率， 為總效率。）然而KW, 因此KW各部件的傳動(dòng)的效率分別為： 圓錐齒輪的傳動(dòng)效率開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)效率傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)該是組成傳動(dòng)裝置的各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)副的效率的乘積,即：所以 KW （3）5.1.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速我們根據(jù)公 式計(jì)算得出小錐齒輪的轉(zhuǎn)速，參見(jiàn)公 式（4）再用減速器是1:80的得出電機(jī)轉(zhuǎn)速大概是1500r/min,查看機(jī)械手冊(cè)得，型號(hào)功率/kw轉(zhuǎn)速r/min電壓v電流aZ2-322.515oo22012第六章 控制部分的設(shè)計(jì)6.1控制部分簡(jiǎn)介6.1.1控制部分選材介紹我們要求四臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步

25、工作，中間不能有傾斜現(xiàn)象，這樣我們的選材選擇一些性價(jià)比較高，符合要求的材料，我們選取了STC89C52RC 單片機(jī)、水銀平衡電開(kāi)關(guān)、紅外控制模塊、直流電機(jī)控制模塊等部分。6.2元器件簡(jiǎn)介6.2.1 STC89C52RC 單片機(jī)介紹STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的,新一代低功耗/高速/超強(qiáng)抗干擾的單 片機(jī)，指令代碼完全兼容的傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)系列，12 時(shí)鐘/機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘/機(jī)器周 期可以任意選擇。 6.2.2電機(jī)控制模塊簡(jiǎn)介電機(jī)選擇直流電機(jī)，電機(jī)模塊的圖見(jiàn):圖6.1 直流電機(jī)控制模塊電路圖如圖所示,如果P2.0為高電平，則繼電器k1接受高電平吸和控制接觸器km1，使km1

26、相接觸，則220v電源通過(guò)接觸器km1從電動(dòng)機(jī)1口到達(dá)2口，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正傳，如果繼電器k1斷開(kāi)，繼電器k2相接觸，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向則正好相反。由此實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。其中繼電器選擇的是JT17系列，整定電流范圍101214A。而接觸器選擇的是CZ0-630/10，額定電流/A: 為 630額定電壓/V: 為440主觸頭數(shù)量|常開(kāi): 為 1主觸頭數(shù)量|常閉: 為56.2.3紅外接觸部分一體化設(shè)計(jì)的紅外接收頭 HS0038 是一個(gè) 具有3 個(gè)腳的 IC（集成電路），并且它內(nèi)置一些調(diào)理電路，因此其外部的電路就非常簡(jiǎn)單易懂。1 腳是用來(lái)接 GND。2 腳是電源，通過(guò)電阻器 R50 連接 VCC。3 腳

27、連接 I/O 口， I/O 口必須上拉才使信號(hào)更加穩(wěn)定。我們利用紅外線接觸部分與紅外行程開(kāi)關(guān)相接觸，用來(lái)反饋千斤 頂工作的高度。當(dāng)千斤 頂?shù)竭_(dá)合理的位置時(shí)停止。6.2.4水銀開(kāi)關(guān)部分水銀開(kāi)關(guān)，我們又稱其為水銀平衡開(kāi)關(guān)，作為電路開(kāi)關(guān)家族的一員，它有一端接著容器的電極內(nèi)含有一小滴子水銀元素。通過(guò)牛頓力學(xué)定律的原理，水銀珠會(huì)隨著容器的擺動(dòng)流向容器較低的地方，假如我們與兩個(gè)電極相接觸，開(kāi)關(guān)就會(huì)將電路相閉合，開(kāi)關(guān)就會(huì)開(kāi)啟變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。 6.3電器原理圖6.3.1電路原理圖的設(shè)計(jì)電路圖如圖6.2所示，圖6.2 電路控制圖其中四個(gè)按鍵分別為s1表示開(kāi)始；s2表示電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；s3表示電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；s4表示停止

28、。再接復(fù)位電路，這款電路圖就完成了。按下s1鍵，千斤頂開(kāi)始工作，按下s2鍵電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺母向上頂起重物；按下s3鍵電動(dòng)機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺母使重物下降，按下s4鍵則千斤頂停止工作。結(jié) 論 本畢業(yè)設(shè)計(jì)，螺旋式千斤 頂采用螺旋傳動(dòng)的原理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，傳動(dòng)精確，符合工廠的使用要求具體優(yōu)點(diǎn)有：（1） 螺旋傳動(dòng)具有傳動(dòng)精確，傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，被工程師廣泛的運(yùn)用，尤其符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，以及我們使用環(huán)境以及工廠的要求，且在機(jī)械領(lǐng)域螺旋傳動(dòng)式結(jié)構(gòu)使用眾多，因此選擇螺旋傳動(dòng)式結(jié)構(gòu)。（2） 電機(jī)選用直流伺服電動(dòng)機(jī)，直流伺服電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，特別適合以后的開(kāi)發(fā)使用，雖然直流電動(dòng)機(jī)的價(jià)格有

29、點(diǎn)偏高，但他符合我們的使用要求，且調(diào)速性能各種好。因此，我們選擇直流電動(dòng)機(jī)。（3） 控制部分選擇單片機(jī)控制，單片機(jī)控制具有控制精度高，價(jià)格便宜，容易學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，符合我們的要求，因此我們選擇使用單片機(jī)。使我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)部分更加的完善，更加符合我們的要求。但是本畢業(yè)設(shè)計(jì)因?yàn)闀r(shí)間以及本人水平有限，還有許多可以開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域，例如我們可以利用直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，因?yàn)橹绷魉欧妱?dòng)機(jī)具有方便調(diào)速的特性,在這方面我們可以大大加以利用,并且我們可以利用pwm技術(shù)進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。PWM調(diào)速控制的大體基本的原理在上世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)，由于受到了很多電力,電子元件的發(fā)展水平制約的限制，在二十世紀(jì)八十年代之前一直沒(méi)能夠加以實(shí)現(xiàn)。一直步入上世紀(jì)90年代末，伴隨著全控型形式的各種電子元器件的發(fā)明和創(chuàng)造，PWM調(diào)速控制技術(shù)才能夠真正的得到應(yīng)用。并且隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制科技發(fā)明的發(fā)展以及各種先進(jìn)的理論方法的出現(xiàn)，例如現(xiàn)代控制理論與研究、非線性系統(tǒng)的控制思想應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)，PWM在工業(yè)控制技術(shù)獲得了巨大的的發(fā)展，到二十一世紀(jì)初，已經(jīng)出現(xiàn)了很種PWM控制技術(shù)。但我們?cè)谶@次的設(shè)計(jì)中還沒(méi)有出現(xiàn)。而且我們的程序里面沒(méi)有增加防止抖動(dòng)的措施，當(dāng)一摁下按鍵，電動(dòng)機(jī)直接旋轉(zhuǎn)，不利于電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期使用。以上問(wèn)題都可以在以后的使用中慢慢的增加或者修正。參 考 文 獻(xiàn)1劉書(shū)杰.李麗.劉樹(shù)香，