大作業(yè)最終王紅梅

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程作業(yè)題 目：自帶遮陽(yáng)遮雨板公交車院 （部）：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化班 級(jí)： 機(jī)械123姓 名： 王紅梅 王盼盼 夏金玉 指導(dǎo)教師： 馬愛(ài)梅完成日期： 2015年5月31日 步距精度5% 溫升 80 Max 環(huán)境溫度-20+50 絕緣電阻100M Min 技術(shù)數(shù)據(jù)(Specifications)型 號(hào) 步距角 電機(jī)長(zhǎng)度(mm)保持轉(zhuǎn)矩(Nm)額定電流(A)相電阻()相電感(mH) 轉(zhuǎn)子慣量(g.cm2)電機(jī)重量(kg)2HB42-331.8330.160.954.22.5380.22HB42-38380.2540.282HB42-47470.3

2、680.353.1.2滾珠絲杠的設(shè)計(jì) 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程因電機(jī)與絲杠直聯(lián)，2)確定當(dāng)量載荷可求得：3)確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速4）預(yù)期額定動(dòng)載荷 = 1 * GB3 按預(yù)期工作時(shí)間估算。按表3-24查得：輕微沖擊取按表3-22查得：精度等級(jí)1-3取按表3-23查得：可靠性97%取已知得： = 2 * GB3 擬采用預(yù)緊滾珠絲杠，按最大負(fù)載計(jì)算，按表3-25查得：中預(yù)載?。?，代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 5)確定允許的最小螺紋小徑估算絲杠允許的最大軸向變形量。已知：重復(fù)定位精度，定位精度重復(fù)定位精度定位精度取兩種結(jié)果的最小值估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式已知：行程為，有6）確定滾

3、珠絲杠副的規(guī)格代號(hào)（1）選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)形式（2） 由計(jì)算出的在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副FFZD4010-3其相應(yīng)的參7)確定滾珠絲杠副預(yù)緊力8）行程補(bǔ)償值與與拉伸力9)預(yù)拉伸力10)確定滾珠絲杠副支承用的軸承代號(hào)、規(guī)格本滾珠絲杠副采用兩端固定的支承形式，選背靠背60度角接觸推力軸承，經(jīng)計(jì)算選7602030TVP軸承。其主要參數(shù)為：11)驗(yàn)算系統(tǒng)剛度則得12)驗(yàn)算滾珠絲杠壓桿穩(wěn)定性13)驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 16)驗(yàn)算絲杠軸拉壓強(qiáng)度3.2.功能分解圖3-1功能圖3.3功能原理分析 遮陽(yáng)板的展開(kāi)與收起與家用窗簾收卷或者卷拉門(mén)有些類似，但是遮陽(yáng)遮雨板的驅(qū)動(dòng)裝置 需要更好的性能。

4、自動(dòng)遮陽(yáng)遮雨板可用伸縮式、彈起式、卷簾式、滑動(dòng)式來(lái)實(shí)現(xiàn)暫停和加速，以實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)遮雨的功能。3.4功能分解 3.4.1功能樹(shù)3.4.2形態(tài)學(xué)矩陣圖3-2矩陣綜合表方案組合可能組合的方案數(shù)N為 N=6 x 5 x 2 x 3=180 3.5原理方案評(píng)選 考慮公交車需要經(jīng)常停車、啟動(dòng)，遮陽(yáng)遮雨板需要經(jīng)常彈出和收回，因此選定以下三種方案方案1電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)（B1）軌道（C1）塑料方案2電動(dòng)機(jī)蝸桿傳動(dòng)（B2）軌道（C1）塑料方案3電動(dòng)機(jī)滾軸絲杠（B5）軌道（C1）塑料3.6評(píng)價(jià)目標(biāo) 對(duì)一個(gè)產(chǎn)品或技術(shù)方案進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，首先應(yīng)確定其評(píng)價(jià)目標(biāo)以作為評(píng)價(jià)的依據(jù)，然后再對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)給予定性或定量的評(píng)價(jià)。在總評(píng)價(jià)目標(biāo)

5、的分解和各個(gè)分目錄評(píng)價(jià)價(jià)值的組合過(guò)程中，仍然采用系統(tǒng)工程分析方法。下表是自帶遮陽(yáng)遮雨板公交的評(píng)價(jià)目標(biāo)。性能參數(shù) 傳動(dòng)比，單位重量輸出矩陣，效率加工工藝性工藝性，裝配合理性，零件加工精度，標(biāo)準(zhǔn)件比例，系列運(yùn)行參數(shù)壽命，運(yùn)行可靠度，可維護(hù)性經(jīng)濟(jì)性制造成本，運(yùn)行成本社會(huì)性噪聲，震動(dòng)，伸展性能，外觀造型，耐用度，經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)目標(biāo)的綜合分析，得出第三種方案最合理，最經(jīng)濟(jì)，耐用性好，裝配合理，運(yùn)行共可靠，因此選定第一種方案為最終方案。圖3-3自帶遮陽(yáng)遮雨板公交車原理方案圖3.7設(shè)計(jì)方案論證3.7.1設(shè)計(jì)原理 汽車到站后停止車，電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，使傳動(dòng)裝置之間相互運(yùn)動(dòng)，遮陽(yáng)遮雨板伸出和縮回，起到遮

6、陽(yáng)遮雨的作用。3.7.2方案選擇方案1電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)（B1）軌道（C1）塑料采用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力來(lái)帶動(dòng)齒輪，齒輪與齒輪嚙合，此設(shè)備由電機(jī)、導(dǎo)軌、齒輪遮陽(yáng)板，底座組成。機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度適中，在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，可用來(lái)傳遞相對(duì)位置不 齒輪傳動(dòng)遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。方案2電動(dòng)機(jī)蝸桿傳動(dòng)（B2）軌道（C1）塑料 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，導(dǎo)軌帶動(dòng)遮陽(yáng)板運(yùn)動(dòng)。此方案中獨(dú)特之處是用了蝸桿傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)比要比齒輪大，結(jié)構(gòu)非常緊湊 ，傳動(dòng)也很平穩(wěn)，無(wú)噪音，但是發(fā)熱量大，齒面容易磨損

7、，而且成本高。蝸桿傳動(dòng)效率低，一般認(rèn)為蝸桿傳動(dòng)效率比齒輪傳動(dòng)低，應(yīng)用不是特別廣泛。方案3電動(dòng)機(jī)滾軸絲杠（B5）軌道（C1）塑料 第三種方案也是電機(jī)作動(dòng)力，不同的是選用了滾軸絲杠這一構(gòu)件，滾軸絲杠省動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)力矩僅為滑動(dòng)絲杠副的1/3，具有較高的運(yùn)動(dòng)效率，可以更加省電。高精度的保證，滾珠絲杠副都是由高水平的機(jī)械 HYPERLINK /z/a/index_57_1.html t _blank 設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，制作精度更高。微進(jìn)給可能，滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng)，所以啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。高速進(jìn)給，滾珠絲杠副由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小，所以可實(shí)現(xiàn)高速

8、進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。但是成本太高，對(duì)于公交車而言，不適用，對(duì)于精度要求比較的機(jī)床可以用。進(jìn)給速度太快，遮陽(yáng)板要求慢進(jìn)給。 綜上所述：方案一采用齒輪傳動(dòng)，應(yīng)用廣泛，效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠，壽命長(zhǎng)，成本低。方案二采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，應(yīng)用不廣泛，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，但是齒面發(fā)熱量大，容易磨損，傳動(dòng)比低，成本高。方案三精度高，效率高，進(jìn)給速度太快，成本太高，經(jīng)比較選用方案一。采用組合創(chuàng)新法將齒輪絲杠導(dǎo)軌結(jié)合起來(lái)，提高了實(shí)用性和安全性，為乘客帶來(lái)更多的方便。4機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1機(jī)構(gòu)一圖3-4滾珠絲杠傳動(dòng)4.2機(jī)構(gòu)二圖3-4遮陽(yáng)板運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：隨著搖桿的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滑塊(遮

9、陽(yáng)板）的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。4.3機(jī)構(gòu)三圖3-5雙滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：最下角為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，隨著搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)滑塊的移動(dòng)。4.4機(jī)構(gòu)四圖3-6滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：最下角為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，隨著搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)滑塊的移動(dòng)。5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1主要零件三維圖 圖5-1齒 輪 圖5-2齒 輪 圖5-3導(dǎo) 軌 圖5-5 電 機(jī) 圖5-4固定墊 圖5-6 螺栓 圖5-8螺 母 圖5-8 公 交 車 圖5-9上 蓋 圖5-11絲 杠 圖5-10 軸 承 圖5-12軸 承 座5.2裝配圖三維圖 5.2.1遮陽(yáng)遮雨板未伸出時(shí)圖5-13電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)。5.2.2遮陽(yáng)遮雨板伸出過(guò)程圖5-13電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)啟

10、動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)絲杠，遮陽(yáng)遮雨板在導(dǎo)軌上來(lái)回運(yùn)動(dòng)。5.2.3遮陽(yáng)遮雨板完全伸出后圖5-14電動(dòng)機(jī)停止等待乘客上車下車，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，乘客上下車后，電機(jī)重新啟動(dòng)，遮陽(yáng)遮雨板在導(dǎo)軌上返回運(yùn)動(dòng)。5.2.4公交車的整體外觀造型6結(jié) 論 自帶遮陽(yáng)遮雨板公交車是為了滿足人們對(duì)乘坐公交車的需求，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的人性化。這種新型公交車可以使人們?cè)谔鞖庋谉峄蛘哧幱晏鞖庠诠徽九粕宪嚂r(shí)不被暴曬或者淋濕。該種設(shè)計(jì)是對(duì)公交車的創(chuàng)新，在滿足公交車正常使用的情況下，又能滿足人們隨著生活質(zhì)量的提高，對(duì)公共設(shè)施的要求也不斷提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以將遮陽(yáng)板換成新型材料，采用更加簡(jiǎn)便的驅(qū)動(dòng)裝置，

11、增加感應(yīng)裝置增加安全性，是整個(gè)過(guò)程運(yùn)行更加平穩(wěn)，控制更加簡(jiǎn)單，將動(dòng)力裝置更換為更加環(huán)保節(jié)能的太陽(yáng)能裝置，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。謝 辭 為了更好地完成這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，也為了學(xué)習(xí)到更多的專業(yè)知識(shí)，我們組做出了不懈的努力。通過(guò)這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)，我們組握了很多以前課本所學(xué)的內(nèi)容，感覺(jué)自己在理論聯(lián)系實(shí)際的能力上有所提高。當(dāng)然，還發(fā)現(xiàn)了許多不足，例如課本知識(shí)未能完全理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們懂了怎么去自學(xué)，怎樣去查閱資料，為將來(lái)工作之路又打下了一筆結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。 利用創(chuàng)新性思維進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)運(yùn)用各種思維方法去思考和解決問(wèn)題，提高家的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)了同組人員以及馬老師的感情，謝謝老師的指導(dǎo)及關(guān)心。參數(shù)文獻(xiàn)1 高志 , 黃純穎編 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì). 北京: 高等教育出版社,20132 王晶 . 第二屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集. 北京：高等教育出版社,20073 翁海珊 , 王晶 . 第一屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)