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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目名稱： X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
院系名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
2015年3月
摘 要
本課題來(lái)源于當(dāng)今社會(huì)醫(yī)療工業(yè)醫(yī)療康復(fù)設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過(guò)設(shè)計(jì)出X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而來(lái)滿足當(dāng)今社會(huì)醫(yī)療、康復(fù)設(shè)備不足的缺陷。
國(guó)內(nèi)X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、治療效果好，效率高等主題保持一致。近期對(duì)醫(yī)療機(jī)械行業(yè)中X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在醫(yī)療機(jī)械行業(yè)中，X射線C型臂的使用非常普遍。自然而然在醫(yī)療機(jī)械設(shè)備中它們的安裝也非常頻繁。傳統(tǒng)的X射線C型臂使用難度大，對(duì)病人身體的檢測(cè)的程度不夠，價(jià)格昂貴，所以設(shè)計(jì)一個(gè)新型的X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。
本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且使用方便等結(jié)論。
關(guān)鍵字：醫(yī)療機(jī)械、X射線C型臂系統(tǒng)，設(shè)備，高效
Abstract
With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools.
Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework.
The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,? strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.?It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?control?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?.?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.?
Key word: pneumatic manipulator cylinder pneumatic loop Fout degrees of freedom.
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 引言 1
1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義 1
1.2 C臂X射線機(jī)的用途 2
1.3 C臂X射線機(jī)的特點(diǎn) 1
1.4 本課題研究的內(nèi)容 3
1.5 Solidworks設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4
1.5.1 草圖繪制 5
1.5.2 基準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 6
1.5.3 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 7
1.5.4 工程圖的設(shè)計(jì) 10
1.5.5 裝配設(shè)計(jì) 11
2 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12
2.1 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案圖 12
2.2 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作原理 15
2.3 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 17
2.3.1CCD攝像機(jī)的選型計(jì)算 18
2.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
2.3.3軸承的選型計(jì)算 19
3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 21
3.1轉(zhuǎn)動(dòng)軸強(qiáng)度的校核與計(jì)算 22
3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 23
4 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主要零件的三維建模 24
4.1控制柜的三維建模 25
4.2底架的三維建模 25
4.3腳輪的三維建模 27
4.4 C臂X射線機(jī)的三維建模 28
5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 29
結(jié)論 30
致謝 31
參考文獻(xiàn) 32
1 引言
1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門(mén)，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說(shuō)來(lái)，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。
? 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。
研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來(lái)的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車(chē)和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過(guò)程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。
? 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過(guò)程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過(guò)度耗費(fèi)方面的問(wèn)題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過(guò)程中都要經(jīng)過(guò)幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。
這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車(chē)、船舶輪機(jī)工程、汽車(chē)工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核動(dòng)力裝置等等。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。
由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來(lái)研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。
機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來(lái)越精巧和越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過(guò)去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。
人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開(kāi)始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來(lái)年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無(wú)法想象的奇跡。人類智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過(guò)來(lái)又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。
人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來(lái)。過(guò)去，各種機(jī)械離不開(kāi)人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開(kāi)始新的一輪大發(fā)展。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。
由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過(guò)程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問(wèn)題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問(wèn)題。在人類的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問(wèn)題。
1.2 C臂X射線機(jī)的用途
廣泛應(yīng)用于介入科、骨科、外科、矯形外科、泌尿外科、脊柱外科、腹部外科、疼痛科、心臟科、消化科、婦科及手術(shù)室等。
1.3 C臂X射線機(jī)的特點(diǎn)
1、更大功率的高壓發(fā)生器適合對(duì)肥胖病人的高密度組織進(jìn)行成像，更高熱容量的球館可以滿足長(zhǎng)時(shí)間、大量手術(shù)的需要。
2、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的全脈沖透視，智能曝光控制，實(shí)現(xiàn)超低輻射劑量。
3、多種工作模式，滿足各種臨床需要。
4、多葉與垂直光影控制，有效減少軟X線，大幅降低皮膚劑量。
5、進(jìn)口品牌影像增強(qiáng)器，全數(shù)字化CCD攝像機(jī)，提供高分辨的優(yōu)質(zhì)圖像。
6、高分辨率雙醫(yī)用液晶監(jiān)視器，大幅提高圖像效果。
7、強(qiáng)大數(shù)字化圖文工作站標(biāo)配DICOM3.0接口與網(wǎng)絡(luò)完美對(duì)接，支持Worklist登記和手動(dòng)登記雙登記模式。
8、工作站具有大容量數(shù)字化存儲(chǔ)功能，透視和數(shù)字點(diǎn)片均以數(shù)字化格式無(wú)損存儲(chǔ)，邊緣增強(qiáng)?多重鏡像?gamma校正、電影回放、窗寬窗位、專家模板、刻錄等強(qiáng)大處理功能。
9、四維電動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制，定位精確，靈活自如；超大機(jī)架設(shè)計(jì)，提供了超大的診視空間，更加舒適的手術(shù)環(huán)境；全新設(shè)計(jì)，全新理念、帶來(lái)超凡體驗(yàn)。
10、雙面板人體圖形化液晶觸摸屏，操作智能快捷；雙運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、雙曝光腳閘設(shè)計(jì)，極大滿足臨床操作。其參考圖片如下：
1、4本課題研究的內(nèi)容
本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)C臂X射線機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，了解SolidWorks的各種功能。
SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國(guó)達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購(gòu)，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)。其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。
由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。
由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬(wàn)，涉及航空航天、機(jī)車(chē)、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂(lè)工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬(wàn)1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來(lái)自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過(guò)SolidWorks的培訓(xùn)課程。
據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說(shuō)明了越來(lái)越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用SolidWorks三維軟件，越來(lái)越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點(diǎn)。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過(guò)方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。
由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬(wàn)，涉及航空航天、機(jī)車(chē)、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂(lè)工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬(wàn)1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來(lái)自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過(guò)SolidWorks的培訓(xùn)課程。
據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說(shuō)明了越來(lái)越多的工程師使用SolidWorks，越來(lái)越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬(wàn)小時(shí)。在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
SolidWorks在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且SolidWorks公司對(duì)中國(guó)市場(chǎng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)，日后SolidWorks應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過(guò)前文對(duì)SolidWorks的深入了解后，往后會(huì)對(duì)SolidWorks進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。
1.5 Solidworks設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開(kāi)、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。
1.5.1草圖繪制
掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。
1.5.2 基準(zhǔn)特征-參考幾何體的創(chuàng)建
清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。
1.5、3拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模
靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過(guò)實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。
1.5.4工程圖設(shè)計(jì)
靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。
1.5.5裝配設(shè)計(jì)
靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用SolidWorks智能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。
2 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案圖
X射線C型臂作為醫(yī)療機(jī)械的一種，廣泛應(yīng)用于介入科、骨科、外科、矯形外科、泌尿外科、脊柱外科、腹部外科、疼痛科、心臟科、消化科、婦科及手術(shù)室等。本次設(shè)計(jì)的X射線C型臂采取的方案是：采用傳動(dòng)的方管焊接而成的焊接件作為底座，通過(guò)配備各種先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)件來(lái)使C型臂X射線機(jī)的各個(gè)方面的性能達(dá)到最優(yōu)化，其中各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配件的優(yōu)點(diǎn)如下：
1、高頻高壓組合X線發(fā)生器，漏射線量低，穩(wěn)定安全，
2、大屏幕液晶觸摸控制屏：操作便捷，可左右旋轉(zhuǎn)90度。中文顯示，穩(wěn)定高效，
3、脈沖增強(qiáng)透視達(dá)10mA,適合對(duì)各類體型的患者進(jìn)行清晰的診斷，
4、獨(dú)特?fù)蹙€輪：防止設(shè)備移動(dòng)時(shí)磨損線纜，避免事故，確保安全，
5、開(kāi)口達(dá)800mm,醫(yī)生有較大的操作空間，便于手術(shù)，
6、三視野影像增強(qiáng)器，分9、6、4.5寸，可放大圖像，便于診斷，
7、CCD攝像機(jī)可360°旋轉(zhuǎn)，對(duì)病兆不同角度進(jìn)行拍攝。
8、進(jìn)口直線導(dǎo)軌，移動(dòng)輕松、靈活。
9、品牌濾線柵，大大減少散射線，提高圖象清晰度。
10、采用歐姆龍繼電器，噪音小，使用壽命長(zhǎng)。
其具體方案布局圖如下：
2.2 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作原理
X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，主要依據(jù)X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于X射線穿過(guò)人體時(shí)，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多，那么通過(guò)人體后的X射線量就不一樣，這樣便攜帶了人體各部密度分布的信息，在熒光屏上或攝影膠片上引起的熒光作用或感光作用的強(qiáng)弱就有較大差別，因而在熒光屏上或攝影膠片上(經(jīng)過(guò)顯影、定影)將顯示出不同密度的陰影。根據(jù)陰影濃淡的對(duì)比，結(jié)合臨床 表現(xiàn)、化驗(yàn)結(jié)果和病理診斷，即可判斷人體某一部分是否正常。
2.3 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1 CCD攝像機(jī)的選型計(jì)算
? 清晰度數(shù)是衡量攝像機(jī)優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)， 它指的是當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí)，在監(jiān)視器（應(yīng)比攝像機(jī)的分辨率高）上能夠看到的最多線數(shù)。當(dāng)超過(guò)這一線數(shù)時(shí)，屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片而不能再辨出黑白相間的線條。工業(yè)監(jiān)視用攝像機(jī)的分辨率通常在 380~460 線之間，廣播級(jí)攝像機(jī)的分辨率則可達(dá)到700 線左右。清晰度是由攝像器件像素多少?zèng)Q定的，顯然攝像器件的像素越多，得到的圖像越清晰，反之也然。清晰度越高，說(shuō)明攝像機(jī)檔次越高，反之越低。最低照度是最低照度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值。一般彩色攝像機(jī)的最低照度為 2~3LUX, ?照度的測(cè)定是以在一定的鏡頭光圈系數(shù)為前提,因此,不能只看攝像機(jī)說(shuō)明書(shū)中標(biāo)明的最低照度,應(yīng)按攝像機(jī)在同一光圈系數(shù)下其照度值的大小。最低照度越小,攝像機(jī)檔次越高。相對(duì)于彩色攝像機(jī)而言,黑白攝像機(jī)由于沒(méi)有色度處理而只對(duì)光線的強(qiáng)弱(亮度)信號(hào)敏感,所以黑白攝像機(jī)的照度比彩色攝像機(jī)照度要低,一般可做到 0.1LUX 在 F1.4 時(shí),至于微光攝像機(jī)則更低。有關(guān)光圈系數(shù)的知識(shí)請(qǐng)參閱鏡頭一節(jié)。
? 視頻信號(hào)的標(biāo)稱值為 1Vp-p,標(biāo)準(zhǔn)值為 0.7Vp-p,最低照度時(shí)的視頻信號(hào)值為 1/3 到1/2的標(biāo)準(zhǔn)植。所以攝像機(jī)在最低照度時(shí)的圖像,決不會(huì)“如同白晝一樣”。另外,攝像機(jī)在最低照度時(shí)產(chǎn)生的圖像清晰度,是用電視信號(hào)測(cè)試卡進(jìn)行測(cè)式的,其黑白相間的條紋,要求黑色反射率近于 0%,白色反射率大于 89.9%。而我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)觀察時(shí)有時(shí)不具備這樣的條件,比如:樹(shù)葉和草地的反射率很低,反差很小,就不易獲得清晰圖像。因此實(shí)際使用當(dāng)中不能以攝像機(jī)標(biāo)稱的最低照度作為衡量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境照度的標(biāo)準(zhǔn)。信噪比也是攝像機(jī)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。當(dāng)攝像機(jī)攝取較亮場(chǎng)景時(shí),監(jiān)視器顯示的畫(huà)面通常比較明快,觀察者不易看出畫(huà)面中的干擾噪點(diǎn);而當(dāng)攝像機(jī)攝取較暗的場(chǎng)景時(shí),監(jiān)視器顯示的畫(huà)面就比較昏暗,觀察者此時(shí)很容易看到畫(huà)面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。干擾噪點(diǎn)的強(qiáng)弱(也即干擾噪點(diǎn)對(duì)畫(huà)面的影響程度)與攝像機(jī)信噪比指標(biāo)的好壞有直接關(guān)系,即攝像機(jī)的信噪比越高,干擾噪點(diǎn)對(duì)畫(huà)面的影響就越小。所謂“信噪比”指的是信號(hào)電壓對(duì)于噪聲電壓的比值,通常用符號(hào) S/N來(lái)表示。由于在一般情況下,信號(hào)電壓遠(yuǎn)高于噪聲電壓,比值非常大,因此,實(shí)際計(jì)算攝像機(jī)信噪比的大小通常都是對(duì)均方信號(hào)電壓與均方噪聲電壓的比值取以10為底的對(duì)數(shù)再乘以系數(shù)20, 單位用dB表示。一般攝像機(jī)給出的信噪比值均是在 AGC(自動(dòng)增益控制)關(guān)閉時(shí)的值,因?yàn)楫?dāng) AGC 接通時(shí),會(huì)對(duì)小信號(hào)進(jìn)行提升,使得噪聲電平也相應(yīng)提高。CCD 攝像機(jī)信噪比的典型值一般為 45dB~55dB。測(cè)量信噪比參數(shù)時(shí),應(yīng)使用視頻雜波測(cè)量?jī)x直接連接于攝像機(jī)的視頻輸出端子上。AGC——Automatic Gain Control 的縮寫(xiě)。 所有攝象機(jī)都有一個(gè)將來(lái)自 CCD的信號(hào)放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器,其放大量即增益,等效于有較高的靈敏度,可使其在微光下靈敏,然而在亮光照的環(huán)境中放大器將過(guò)載,使視頻信號(hào)畸變。為此,需利用攝象機(jī)的自動(dòng)增益控制(AGC)電路去探測(cè)視頻信號(hào)的電平,適時(shí)地開(kāi)關(guān) AGC,從而使攝象機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作,此即動(dòng)態(tài)范圍,即在低照度時(shí)自動(dòng)增加攝象機(jī)的靈敏度,從而提高圖像信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)獲得清晰的圖像。具有 AGC 功能的攝像機(jī),在低照度時(shí)的靈敏度會(huì)有所提高,但此時(shí)的噪點(diǎn)也會(huì)比較明顯。這是由于信號(hào)和噪聲被同時(shí)放大的緣故。BLC——BackLight Compesation 的縮寫(xiě),也稱作逆光補(bǔ)償或逆光補(bǔ)正,它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時(shí)畫(huà)面主體黑暗的缺陷。通常,攝象機(jī)的 AGC 工作點(diǎn)是通過(guò)對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的內(nèi)容作平均來(lái)確定的, 但如果視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo),則此時(shí)確定的 AGC 工作點(diǎn)有可能對(duì)于前景目標(biāo)是不夠合適的,背景光補(bǔ)償有可能改善前景目標(biāo)顯示狀況。當(dāng)引入背光補(bǔ)償功能時(shí),攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域(如從第 80 行 ~ 200 行的中心區(qū)域)進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來(lái)確定 AGC 電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低,AGC 放大器會(huì)有較高的增益,使輸出視頻信號(hào)的幅值提高,從而使監(jiān)視器上的主體畫(huà)面明朗。此時(shí)的背景畫(huà)面會(huì)更加明亮,但其與主體畫(huà)面的主觀亮度差會(huì)大大降低,整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善。?
? 當(dāng)背景光補(bǔ)償為開(kāi)啟時(shí),攝象機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域求平均來(lái)確定其 AGC 工作點(diǎn),此時(shí)如果前景目標(biāo)位于該子區(qū)域內(nèi)時(shí),則前景目標(biāo)的可視性有望改善。
2.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）初步確定軸的直徑
根據(jù)工作條件，取mm
（2）浮動(dòng)軸受力分析
N （3.33） N （3.34） N
傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖
（3）繪制浮動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力
①垂直面支反力：
由，得：
由，得：
N （3.37）
②水平面支反力：
由，得：
（3.38）
N
由，得：
N （3.39）
（4）作彎矩圖：
①垂直面彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.40）
②水平面彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.41）
③合成彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.42）
（5）作轉(zhuǎn)矩T圖：
N·mm
2.3.3軸承的選型計(jì)算
軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個(gè)因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動(dòng)載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動(dòng)、安裝和拆卸。因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對(duì)中性差的問(wèn)題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因?yàn)檎{(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承，根據(jù)d=80mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78 帶緊定套的調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994），選用22218CK/W33+H318軸承，其基本額定載荷為=240KN,=322KN, 根據(jù)軸承選用配套的軸承座，參考資料2P7-43表7-2-105 適用圓錐孔的異徑孔滾動(dòng)軸承座(GB/T7813-1998) SNK型軸承座，可選用SNK316型的軸承。
3 各主要零部件強(qiáng)度的校核
3.1轉(zhuǎn)動(dòng)軸強(qiáng)度的校核與計(jì)算
按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力
MPa （3.43）
選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。
（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
①判斷危險(xiǎn)截面
從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。
②截面V左側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm （3.44）
抗扭截面系數(shù) mm （3.45）
截面V左側(cè)的彎矩M為
Mpa （3.46）
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47）
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48）
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。
由文獻(xiàn)[1] 附表可知，用插入法求出
，
軸按精車(chē)加工，由文獻(xiàn)[1] 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為：
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，
固得綜合系數(shù)為
（3.49）
由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù)
取
取
所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為
（3.50）
（3.51）
（3.52）
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
③截面V右側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm
抗扭截面系數(shù) mm
截面V左側(cè)的彎矩M為
MPa
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng)力 MPa
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)[1]附表查取。因，，
，
又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為
，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為
（3.53）
由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為
由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為
綜合系數(shù)為
所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=48720小時(shí)；
（1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N；
初先兩軸承為深溝球軸承6205型。
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N；
(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0? 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=315.1N???FA2=FS2=315.1N；
(3)計(jì)算當(dāng)量載荷
P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；?
(4)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2故取P=750.3N；?
∵深溝球軸承 ε=3；?
4 X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主要零件的三維建模
4.1控制柜的三維建模
4.2 底架的三維建模
4.3腳輪的三維建模
4.4 C臂X射線機(jī)的三維建模
5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié)
通過(guò)此次設(shè)計(jì)，又一次提升了運(yùn)用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)為一下幾點(diǎn)。
（1） 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會(huì)有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通過(guò)配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。
（2） 工具集的確方便了作圖，通過(guò)選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時(shí)需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時(shí)要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用其他零件代替并通過(guò)修改或添加零件使其滿足要求。
（3） 作三維圖時(shí)要靈活變通，解決問(wèn)題的方法總比問(wèn)題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時(shí)，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時(shí)也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。
（4） 規(guī)則的零件，要學(xué)會(huì)使用一些能夠節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。
（5） 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時(shí)間才弄清原因所在。在一可活動(dòng)子裝配體上，即使活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干涉，也不能對(duì)其設(shè)定活動(dòng)范圍，如高級(jí)配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動(dòng)范圍并不影響父配體，也不可設(shè)定。因?yàn)橐坏┰O(shè)定范圍后，在父裝配體上會(huì)將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會(huì)對(duì)子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。
看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒(méi)有工具則無(wú)法制出 零件，所以畫(huà)圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實(shí)線，這才是高效作圖的重中之重。進(jìn)行零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個(gè)特征組成，明確各個(gè)特征的形狀，他們之間的相對(duì)位置和表面連接關(guān)系，然后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序進(jìn)行建模。一個(gè)復(fù)雜的零件，可能是許多個(gè)簡(jiǎn)單特征經(jīng)過(guò)相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時(shí)，特征的生成順序十分重要，不同的建模過(guò)程雖然可以構(gòu)造出同樣的實(shí)體零件，但其造型過(guò)程及實(shí)體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實(shí)體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實(shí)體模型的應(yīng)用。
尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個(gè)特征相交時(shí)出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過(guò)程中，必須要選好第一個(gè)草繪平面，這很關(guān)鍵，這個(gè)平面決定了往后建模的所用到的命令，簡(jiǎn)單的說(shuō)，一個(gè)圓柱可以作一個(gè)圓形然后拉伸，也可以作一個(gè)長(zhǎng)方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應(yīng)該選擇第二種方法為好了。
由于此設(shè)計(jì)的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉(zhuǎn)命令，而且很多零件都是擁有對(duì)稱關(guān)系，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，經(jīng)常會(huì)用到鏡向特征命令。
一張完整的工程圖應(yīng)具備以下4方面的內(nèi)容。
（1） 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達(dá)零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。
（2） 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置
（3） 技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗(yàn)是應(yīng)達(dá)到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標(biāo)等。
（4） 標(biāo)題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號(hào)等內(nèi)容。
單擊【新建文件】圖標(biāo)，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對(duì)話框，雙擊該對(duì)話框中得裝配體選項(xiàng)，即可進(jìn)入裝配體工作模式。
（6） 調(diào)入第一個(gè)零件模型并放置在裝配體的原點(diǎn)處，即零件原點(diǎn)與裝配體原點(diǎn)重合。調(diào)入一個(gè)與第一個(gè)零件模型有裝配關(guān)系的零件模型。分析兩個(gè)零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項(xiàng)進(jìn)行零件操作。
結(jié) 論
在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。
致 謝
至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這幾年來(lái)對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，感謝我敬愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛(ài)貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開(kāi)朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的X射線C型臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)和開(kāi)心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周?chē)睦蠋熀屯瑢W(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。
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