壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) II XXXXX 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪 椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 04 月 24 日 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) I 摘 要 當(dāng)前中國(guó)老齡化社會(huì)的壓力越來(lái)越大 項(xiàng)目針對(duì)老齡化社會(huì)護(hù)理人員多為 女性且老式樓房沒(méi)有電梯的特點(diǎn) 設(shè)計(jì)具備爬樓梯功能的電動(dòng)輪椅 從而有效 提高老年人的生活質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 首先 通過(guò)對(duì)電動(dòng)爬樓輪椅結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析 在此分析基礎(chǔ)上提出了總體結(jié)構(gòu)方 案 接著 對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇 然后 對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè) 計(jì)與校核 最后 通過(guò) AutoCAD 制圖軟件繪制了電動(dòng)爬樓輪椅裝配圖及主要 零部件圖 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中包括其中的數(shù)據(jù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電機(jī)等外購(gòu) 件選型 應(yīng)用環(huán)境 維護(hù)保養(yǎng)等方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 鞏固了大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí) 如 機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 材料 力學(xué) 公差與互換性理論 機(jī)械制圖等 掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能 夠熟練使用AutoCAD制圖軟件 對(duì)今后的工作于生活具有極大意義 關(guān)鍵詞 電動(dòng) 爬樓 輪椅 行星輪 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) II Abstract With the advent of an aging society and increase number in the disabilities persons the wheelchairs play a more important role in the living the staircase can be seen everywhere in life limits the use of an ordinary wheelchair the purpose of this study is to design affordable and reasonable safe and reliable performance When walking on level ground as an ordinary electric wheelchair and in others on the stairs like a simple auxiliary function of electric stairs Climbing stairs electric wheelchair is one kind of the service robots and it is the elderly and disabled peoples indispensable rehabilitation and transport To use a wheelchair old people and disabled people can physical exercise and participate in social activities Considering the convenience of the elderly and the disabled peoples traveling researching and developing a climb stairs function wheelchair has the significant practical significance The design will be up and down the stairs to the electric wheelchair design to meet the legs disabled and elderly automatic staircase function From the main design structure design including the data computation the transmission system design the motor and purchased parts selection application maintenance and other aspects of system design And draw the electric wheelchair2D assembly drawing and parts drawing Key words Electric wheelchair Star wheel climbing device Structure design 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒 論 1 1 1 課題的研究背景及意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1 2 1 履帶式 1 1 2 2 星輪式 2 1 2 3 腿足式 2 1 2 4 復(fù)合式 3 第 2 章 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 5 2 1 總體類(lèi)型選擇 5 2 1 1 設(shè)計(jì)要求 5 2 1 2 類(lèi)型選擇 5 2 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2 3 行星輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2 3 1 行星輪總體結(jié)構(gòu)概述 7 2 3 2 行星輪架的中心距 7 2 3 3 小輪半徑 r 的范圍值 8 第 3 章 驅(qū) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 10 3 1 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇 10 3 2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇 10 3 2 1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型選擇 10 3 2 2 選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率 10 3 3 蓄電池選擇 12 3 4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 13 3 4 1 各軸轉(zhuǎn)速 13 3 4 2 各軸輸入功率 13 3 4 3 各軸轉(zhuǎn)矩 13 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) IV 第 4 章 主 要 零 件 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 14 4 1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14 4 1 1 傳動(dòng)比計(jì)算 14 4 1 2 齒輪模數(shù)與齒數(shù)計(jì)算 14 4 1 3 載荷系數(shù)計(jì)算 16 4 1 4 幾何尺寸計(jì)算 18 4 2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 4 2 1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 4 2 2 鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 21 4 3 軸及附件設(shè)計(jì) 21 4 3 1 計(jì)算各軸的強(qiáng)度 21 4 3 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4 3 3 軸的強(qiáng)度校核 23 結(jié) 論 25 參 考 文 獻(xiàn) 26 致 謝 27 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1 1 課題的研究背景及意義 輪椅為老年人及下肢傷殘者帶來(lái)生活上的方便 隨著生活水平的提升 無(wú) 障礙設(shè)施日漸增多 輪椅的使用范圍也逐步加大 然而 樓梯的存在卻使輪椅 的使用受到了很大的限制 因此研發(fā)一種自動(dòng)爬樓梯的輪椅是很有必要的 該課 題是為了設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單易用且價(jià)格低廉的自動(dòng)爬樓梯輪椅 盡管目前輪椅的研 發(fā)正朝著多功能 智能化的方向發(fā)展 其中不乏涵蓋了一些具有視覺(jué)或語(yǔ)音控 制的智能輪椅 但是就我國(guó)的現(xiàn)狀而言 大多數(shù)需求輪椅的老年人或下肢傷殘 者經(jīng)濟(jì)狀況都不甚樂(lè)觀 對(duì)于那些功能繁多卻價(jià)格昂貴的爬樓梯輪椅 并不具 備購(gòu)買(mǎi)能力 因此研發(fā)一款體積小巧 操作簡(jiǎn)單 價(jià)格低廉的自動(dòng)爬樓梯輪椅 更符合我國(guó)對(duì)自動(dòng)爬樓梯的市場(chǎng)需求 具有一定的社會(huì)價(jià)值 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 爬樓梯裝置的研究已經(jīng)有了較長(zhǎng)的歷史 早在 19 世紀(jì) 90 年代就已經(jīng)有了 此類(lèi)專(zhuān)利的出現(xiàn) 自此 美 英 日德等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始向此領(lǐng)域沖擊 經(jīng)過(guò) 不斷努力開(kāi)發(fā) 也出現(xiàn)了一些成果 由于起步較早 它們?cè)谶@方面的技術(shù)也相 對(duì)成熟 已經(jīng)推出此類(lèi)產(chǎn)品 但現(xiàn)存產(chǎn)品都還存在各種瑕疵 還沒(méi)有一種能做 到盡善盡美 我國(guó)對(duì)此類(lèi)裝置的研究起步較晚 在近幾年也有一些成果產(chǎn)生 但距離形成成熟產(chǎn)品還有很長(zhǎng)的路要走 目前已經(jīng)存在的爬樓梯裝置也是各種各樣 可以按照爬樓方式分為履帶式 星輪式 腿足式以及復(fù)合式爬樓梯裝置 各種裝置都有自己的優(yōu)點(diǎn) 但也都存 在一定不足 1 2 1 履帶式 履帶式爬樓裝置是目前應(yīng)用較廣的一種方式 其原理簡(jiǎn)單 有多款成熟產(chǎn) 品問(wèn)世 其中較為出名的是法國(guó) TopChiar 公司研制的悍馬 H8 型 如圖 1 2 1a 悍馬 H8 在結(jié)構(gòu)上將平地電動(dòng)輪椅和爬樓機(jī)構(gòu)融為一體 平地運(yùn)動(dòng)時(shí)履帶機(jī)構(gòu) 收起 由后輪驅(qū)動(dòng) 爬樓時(shí)履帶機(jī)構(gòu)放下 與輪椅底部成一定角度 爬樓時(shí)可 調(diào)節(jié) 使乘坐者始終處于較舒適的狀態(tài) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 a 法國(guó)悍馬 H8 b T09 ROBY 圖 1 2 1 履帶式爬樓裝置 履帶式爬樓機(jī)構(gòu)行走方式連續(xù) 抓地力強(qiáng) 上下樓時(shí)重心平穩(wěn) 安全可靠 但體積 重量及噪聲也較大 1 2 2 星輪式 輪式機(jī)構(gòu)在地面的運(yùn)輸工具中應(yīng)用范圍最大 國(guó)外的爬樓梯裝置設(shè)計(jì)中也 常常采取輪式機(jī)構(gòu) 普通的殘疾人使用的輪椅及電動(dòng)輪椅車(chē)也通常使用輪式機(jī) 構(gòu) 輪式機(jī)構(gòu)體積小巧 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且容易控制 運(yùn)行起來(lái)既平穩(wěn)速度又快 工 作能效高 并且由于轉(zhuǎn)向時(shí)候采取的差動(dòng)傳動(dòng)轉(zhuǎn)向半徑 這種轉(zhuǎn)向半徑很小 且易于轉(zhuǎn)向 圓柱型輪體機(jī)構(gòu)常常應(yīng)用在一般的輪式機(jī)構(gòu)之中 在平地行走具有 很大的優(yōu)勢(shì) 但是路況較差如崎嶇路面 樓梯狀況時(shí) 普通的輪式機(jī)構(gòu)又不能 達(dá)到使用者的要求 普通輪式機(jī)構(gòu)要想跨越臺(tái)階等障礙 其中一個(gè) 必要條件就是車(chē)輪半徑至少要大于臺(tái)階高度 而且 跨越臺(tái)階需要的能量很大 過(guò)程不穩(wěn)定 沖擊較大 而 且樓梯臺(tái)階的寬度有限 如果一味的增大車(chē)輪半徑 又會(huì)導(dǎo)致輪椅在臺(tái)階上失去了支撐點(diǎn) 這也是目前 常規(guī)輪椅采用大的后輪而無(wú)法實(shí)現(xiàn)上下樓梯功能的 主要原因 1 2 3 腿足式 腿足式爬樓輪椅的主要特點(diǎn)是爬樓動(dòng)作是一個(gè)由腿足完成的不連續(xù)過(guò)程 早期的爬樓梯裝置多數(shù)都采用這種不連續(xù)方式 18 世紀(jì) 90 年代 Bray 發(fā)明制造 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 的爬樓梯輪椅采用的方式就是不連續(xù)方式 在爬樓過(guò)程中 兩套支撐裝置中的 一套作為支撐 另一套爬升 運(yùn)動(dòng)軌跡為上升 平移 著陸 類(lèi)似人的兩條腿 一樣爬樓 腿足式爬樓梯裝置實(shí)際上就是模仿人類(lèi)爬樓的動(dòng)作 a iFoot b WL 16RII 圖 1 2 3 腿足式爬樓裝置 1 2 4 復(fù)合式 鑒于履帶式 星輪式 腿足式等裝置的優(yōu)缺點(diǎn) 在研究過(guò)程中 產(chǎn)生了一 些其它的爬升裝置 例如由英國(guó)的 Stairmatic 它是此類(lèi)型爬樓梯輪椅的一個(gè) 典型例子 如圖 1 2 4 a 所示 它不僅理論成熟并且已經(jīng)通過(guò)了實(shí)際應(yīng)用試 驗(yàn) 但是 僅能上下樓梯 對(duì)平地自主適應(yīng)性差 使其距完美還有一定距離 另外約 8 萬(wàn)余元人民幣的價(jià)格也讓多數(shù)人難以承受 但是復(fù)合式的復(fù)雜機(jī)構(gòu)與 結(jié)構(gòu) 致使設(shè)計(jì) 控制 分析等工作都非常復(fù)雜 a Stairmatic b ShrimpRobot 圖 1 2 4 復(fù)合式爬樓梯裝置 綜上所述 國(guó)內(nèi)外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史 成果也較 多 誕生了很多的專(zhuān)利以及產(chǎn)品 但是它們或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜 或者造價(jià)昂貴 總 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 是存在這樣或那樣的缺陷 為了更好地解決老年人 殘疾人活動(dòng)問(wèn)題 提出一 種整體結(jié)構(gòu)緊湊 質(zhì)量適中 安全性好 操作方便 價(jià)格適宜的爬樓梯輪椅方 案是十分必要的 此外 考慮到輪椅的主要作用是平地行駛 故在做好爬升裝 置的前提下更應(yīng)將平地行駛功能做到最好 可以看出 雖然爬樓梯裝置的研究 已經(jīng)有了一定的成果 但距離完美的產(chǎn)品的誕生還是有很長(zhǎng)一段路需要走的 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 總體類(lèi)型選擇 2 1 1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求如下 1 爬樓輪椅有效負(fù)重 60Kg 2 有安全保護(hù)設(shè)計(jì) 3 適合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)樓梯 根據(jù)目前爬樓梯裝置的研究現(xiàn)狀 分析已產(chǎn)生的各種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 在充 分考慮結(jié)構(gòu) 造價(jià) 安全性等重要因素的基礎(chǔ)上 研究設(shè)計(jì)電動(dòng)爬樓梯輪椅 該設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足爬樓梯輪椅的基本要求前提下 盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 價(jià)格適宜 對(duì)臺(tái)階適應(yīng)性強(qiáng) 安全性高等方面 具體要做到以下幾點(diǎn) 1 能爬樓 越障 平地時(shí)可作電動(dòng)輪椅使用 2 爬樓時(shí)重心波動(dòng)較小 具有良好的穩(wěn)定性和可靠性 3 作為電動(dòng)輪椅時(shí)要符合 國(guó)標(biāo) GB12996 91 電動(dòng)輪椅技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 4 輪椅車(chē)上下樓應(yīng)與我們?nèi)粘Ａ?xí)慣一致 避免反向上樓給使用者帶來(lái)的不 便 同時(shí)確保上下樓過(guò)程的安全性 2 1 2 類(lèi)型選擇 分析現(xiàn)有的三種典型爬樓梯機(jī)構(gòu) 綜合比較其缺點(diǎn) 見(jiàn)表 2 1 表 2 1 典型爬樓機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表 爬升機(jī)構(gòu) 星輪式 履帶式 腿足式 臺(tái)階適應(yīng)能力 一般 強(qiáng) 強(qiáng) 穩(wěn)定性 一般 強(qiáng) 差 控制難易 易 一般 難 機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度 簡(jiǎn)單 一般 復(fù)雜 對(duì)臺(tái)階是否損傷 否 是 否 行走阻力 小 大 大 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 通過(guò)對(duì)比以上各種爬升機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 星輪式越障機(jī)構(gòu)優(yōu)勢(shì)突出 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 成本低 而且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)易布置 因此本課題采用星輪式越障機(jī)構(gòu) 綜合考慮我國(guó)國(guó)情和普通消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)能力 在三種爬樓梯機(jī)構(gòu)的性能對(duì) 比分析 同時(shí)滿(mǎn)足輪椅的設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上 開(kāi)發(fā)了一種既可滿(mǎn)足爬樓梯功能 又安全可靠 操作方便 通用性好而且價(jià)格適中的行星輪式多功能電動(dòng)爬樓梯 輪椅車(chē) 2 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輪椅的總體設(shè)計(jì)如圖 2 2 所示 主要由越障機(jī)構(gòu) 行星輪機(jī)構(gòu) 車(chē)架 座 椅 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成 圖 2 2 總體方案簡(jiǎn)圖 1 越障機(jī)構(gòu) 本課題采用一對(duì)星輪式機(jī)構(gòu) 行星輪并且左右分別對(duì)稱(chēng)安裝 通過(guò)行星輪的公轉(zhuǎn)和自傳實(shí)現(xiàn)平地行駛與越障的轉(zhuǎn)換 以便順利通過(guò)各種路況 行星輪小輪之間通過(guò)齒輪傳動(dòng) 每組行星輪一側(cè)安裝一對(duì)電磁離合器 通過(guò)電 磁離合器的通與斷來(lái)控制行星輪支架的翻轉(zhuǎn) 2 車(chē)架 車(chē)架是整個(gè)輪椅車(chē)的基礎(chǔ) 應(yīng)結(jié)合輪椅車(chē)總布置的要求來(lái)設(shè)計(jì) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 還應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證輪椅車(chē)可以順利通過(guò)各種復(fù)雜路況 質(zhì)量要 盡可能小 應(yīng)布置的離地面更近一些 使輪椅重心降低 有利于提高輪椅的行 駛穩(wěn)定性 3 座椅 座椅起著支撐人體 使輪椅操縱方便和乘坐舒適的作用 因此這 次設(shè)計(jì)要充分考慮使用者的要求 4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 采用電機(jī)中置 鏈傳動(dòng)與齒輪相結(jié)合的傳動(dòng)方式 以使電 機(jī)的傳動(dòng)可以有效的傳遞給行星輪結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)輪椅的運(yùn)動(dòng) 5 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 鑒于設(shè)計(jì)的車(chē)輪數(shù)目較多 如果直接采用前輪轉(zhuǎn)向或是后 輪轉(zhuǎn)向 則同時(shí)有 6 個(gè)輪著地 并且同時(shí)要轉(zhuǎn)到 6 個(gè)輪才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向 所需的 轉(zhuǎn)向力將很大 造成轉(zhuǎn)向困難 為了解決這一困難 我單獨(dú)在輪椅的前邊設(shè)計(jì) 了轉(zhuǎn)向輪并且還采用了機(jī)械傳動(dòng)等 在平地行駛時(shí)使用者可以方便的通過(guò)控制 轉(zhuǎn)向盤(pán)的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅的轉(zhuǎn)向 越障時(shí)依靠電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪升高 防止轉(zhuǎn)向 輪影響輪椅越障 2 3 行星輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 3 1 行星輪總體結(jié)構(gòu)概述 行駛機(jī)構(gòu)采用輪組結(jié)構(gòu) 輪組結(jié)構(gòu)中的小輪個(gè)數(shù)越少 結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單 但是 輪組的翻轉(zhuǎn)力矩也越大 輪椅重心波動(dòng)也就大 穩(wěn)定性越差 但隨著小輪個(gè)數(shù) 的增加 輪椅重心波動(dòng)減小 但是整個(gè)輪組機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜 因此 本文輪椅的前輪采用一個(gè)小輪構(gòu)成輪組機(jī)構(gòu) 后邊是由三個(gè)小輪組成輪組機(jī)構(gòu) 圖 2 3 行星輪機(jī)構(gòu)圖 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2 3 2 行星輪架的中心距 由建筑樓梯數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn) GBJ101 87 知 經(jīng)過(guò)測(cè)量樓梯的臺(tái)階長(zhǎng)度高度在 a 140mm 210mm 之間 在 220mm 320mm 之間 計(jì)算樓梯的臺(tái)階角度在 32 35 之間 圖 2 3 1 1 s h 最小時(shí) 兩小輪中心距不應(yīng)大于 如圖 2 3 1 所示 2hs 根據(jù)幾何關(guān)系有 R 2 2 3 1 2minis 代入數(shù)值 求得 R 180mm 2 s h 最大時(shí) 車(chē)體后面行星輪架至少前傾 并且一小輪應(yīng)至少能登 上上一臺(tái)階 所以 2R h 110mm ma 綜上分析知 R 的取值范圍是 110 180 R 應(yīng)盡量大 但太大又影響體積 的大小設(shè)定 所以綜合一下設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中取 R 150mm 2 3 3 小輪半徑 r 的范圍值 1 兩小輪半徑應(yīng)小于小輪中心距 根據(jù)幾何關(guān)系有 r R 2 3 2 代入數(shù)值得 r R 150mm 2 小輪最小時(shí) 支架不應(yīng)與樓梯沿相碰 h 最小時(shí) 這種可能性大 則 有幾何關(guān)系知 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 sin 2 3 3 Rh3min tan tan 90 2 3 minrh 4 計(jì)算并代入數(shù)值 arcsin 32 606 Rh3min 27 394 所以 47 79mm minr 綜上可知 r 的取值范圍是 47 79 195 r 應(yīng)取較大值 以提高平地行駛速度 但是過(guò)大 行星輪支架的半徑也越大 不利于機(jī)構(gòu)緊湊型和輕便型 因此我們?nèi)?r 105mm 特別指出的是 以上分析中 R r 的值并不是固定的 只需要在其范 圍內(nèi)取值即可 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇 對(duì)輪椅動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 必須結(jié)合輪椅在平地和爬樓等不同路況進(jìn)行分 析 以滿(mǎn)足各種路況下輪椅都能提供足夠的動(dòng)力需求 根據(jù)電動(dòng)輪椅的標(biāo)準(zhǔn) GB12996 91 可知 對(duì)其主要技術(shù)性能的規(guī)定如表 3 1 所示 表 3 1 電動(dòng)輪椅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 參考輪椅的運(yùn)行實(shí)際情況 確定其技術(shù)指標(biāo)為 平地行駛時(shí)最大運(yùn)行速度 為 7 2km h 最大爬樓速度為每分鐘 20 個(gè)臺(tái)階 輪椅攜帶四塊 12v 蓄電池 每 塊電池容 20Ah 一次行程 40km 以上 3 2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇 3 2 1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型選擇 選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型 輪椅車(chē)依靠蓄電池來(lái)供電 為電機(jī)提供能源 一般 可選步進(jìn)電機(jī) 直流電機(jī)或是無(wú)刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電 機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度 可以準(zhǔn)確定位和調(diào)速 轉(zhuǎn)矩大 慣性小 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 影響頻率高 但是其能耗大 轉(zhuǎn)速低 并且伴有振動(dòng)和噪聲 不利于輪椅的穩(wěn) 定型和實(shí)用性 無(wú)刷直流電機(jī)繼承了直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 采用電子換相電路 克 服了傳統(tǒng)直流電機(jī)采用機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置的弊病 具有無(wú)噪聲 免維護(hù) 可靠性高 的優(yōu)越特性 因此我們選用 48V 的無(wú)刷直流電機(jī)作為輪椅的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 3 2 2 選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率 輪椅具有平地行駛和爬樓兩種不同的工作狀態(tài) 不同工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的 功率需求 因此先分別計(jì)算兩種狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需功率 然后再選擇驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的額定功率 該輪椅自重為 40kg 最大承載能力為 60kg 因此輪椅的最大運(yùn) 行總質(zhì)量為 100kg 該總質(zhì)量由前輪和后輪共同分擔(dān) 假設(shè)前輪和后輪分別承 受總質(zhì)量的 40 和 60 并且取輪胎與地面間的靜摩擦系數(shù) 為 0 71 1 平地所需功率 平地行駛時(shí) 輪椅采用后驅(qū)動(dòng)輪 后驅(qū)動(dòng)輪組任意兩個(gè)小輪著地 克服與 地面間的摩擦力 前進(jìn) 前輪隨之前進(jìn) 同時(shí)設(shè)前輪與地面之間的摩擦力為 2F 1F 當(dāng) 時(shí) 輪椅在平地上正常行駛 12 前輪承受的正壓力 NGN5840 1 人車(chē) 后輪承受的正壓力 262 人車(chē) 前輪承受的水平摩擦力 F 171 后輪承受的水平摩擦力 N2 所以 滿(mǎn)足正常行駛要求 12F 所設(shè)計(jì)的輪椅直徑為 D 195mm 輪椅平地的最大運(yùn)動(dòng)速度為 V 2m s 根據(jù)輪椅 行駛速度和車(chē)輪直徑 計(jì)算輪椅車(chē)在平地上行駛的相關(guān)參數(shù) 后驅(qū)動(dòng)輪所需要最大轉(zhuǎn)速為 rpm19601 DVn 后驅(qū)動(dòng)輪所需最大角速度為 s rad5 211 后驅(qū)動(dòng)輪最大切向加速度為 22 96 m F 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 后驅(qū)動(dòng)輪最大角加速度為 22 8 9 sradD 后驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 22121 0476 8mkgmrJ 電機(jī)所需要的工作功率為 aap10VWdFP 輪椅包括齒輪傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)和軸傳動(dòng) 因此我們?cè)O(shè)傳動(dòng)總功率為 0 85 所 以在平地行駛所需功率為 kwPd13 0 2 輪椅爬樓時(shí) 由于速度較小 忽略空氣阻力和加速阻力 只有滾動(dòng)阻力 和坡度阻力 所以輪椅行駛方程式可以表示為 cosGfFf sinGFt 其中 為坡度角 總 sftf 查表可知 良好的瀝青路面和混凝土路面的滾動(dòng)阻力系數(shù) f 的數(shù)值為 0 010 0 018 一般的瀝青和混凝土路面為 0 018 0 020 平時(shí)路地行駛時(shí)我們 取滾動(dòng)阻力系數(shù)為 0 018 爬樓時(shí)因?yàn)榇蠖鄶?shù)樓梯為混凝土或是大理石 所以 我們把滾動(dòng)系數(shù)取為 0 020 因?yàn)槠铰沸旭倳r(shí) 0 所以受工作阻力為 NGfFt46 2 我們?cè)O(shè)計(jì)的輪椅最大爬坡度為 40 所以爬樓時(shí)工作阻力為 t 3 97tf2 所以 取 F 974 3N 取 v 0 2m s 求得電機(jī)所需工作功率為 tt2F t kwpPad1 0 綜上所述 為了使輪椅爬樓與越障時(shí)有足夠的驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率必須 大于 0 13kw 并且有一定的剩余 輪椅的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)一般為 DG M4 和 DYW 60B 考慮到經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性 選擇 DG M4 比較合適 主要性能參數(shù)如下表 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 表 3 1 型號(hào) 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 額定負(fù)載 長(zhǎng) 寬 高 DG M4 144w 120r min 3 39N m 305mm 125mm 123mm 3 3 蓄電池選擇 輪椅裝載 48V 的蓄電池作為供電能源 同時(shí)可以滿(mǎn)足平地行駛和爬樓梯的 要求 為了選擇性?xún)r(jià)比最高的蓄電池 一般從電池容量 電壓大小 重量 使 用壽命和價(jià)格成本等幾方面進(jìn)行考慮 市場(chǎng)上有四種常見(jiàn)的蓄電池 鉛酸電池 鎳氫電池 鎳鋅電池和鋰電池 鎳氫電池 鎳鋅電池和鋰電池性能優(yōu)越 使用 壽命長(zhǎng) 但是價(jià)格昂貴 一般比鉛酸電池高 4 5 倍 增加了輪椅的制造成本 鉛酸蓄電池成本較低 應(yīng)用歷史長(zhǎng) 相對(duì)更加成熟 改進(jìn)后的免維護(hù)鉛酸電池 性能更加穩(wěn)定可靠 使用也更方便 得到了廣泛應(yīng)用 因此 輪椅車(chē)選用免維 護(hù)鉛酸蓄電池作為供電能源 3 4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3 4 1 各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸為 O 軸 與鏈傳動(dòng)的高速軸為 I 軸 齒輪之間的傳動(dòng)低速軸為 II 軸 各軸轉(zhuǎn)速為 n0 nm 120r min ni n0 i1 120 2 60 nII nI I2 60 3 30r min 3 4 2 各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped 計(jì)算各軸輸入功率 即 P0 Ped 144W P P0 1 144 0 94 135 36W 0 135KW P P 3 135 36 0 96 130W 0 13KW 3 4 3 各軸轉(zhuǎn)矩 T0 9550 0 144 120 11 46N mm 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 TI 9550 0 135 60 21 49N mm T 9550 0 13 20 62 08N mm 將以上數(shù)據(jù)整理如下表 第 4 章 主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算 4 1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4 1 1 傳動(dòng)比計(jì)算 由前面已知上樓梯時(shí) 要使后輪轉(zhuǎn)動(dòng)而爬上樓梯所需要的扭矩為 170 Nm 功率 P 0 13kw 而所選電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 120 額定轉(zhuǎn)矩為 51enminr 已知外輪系的大徑為 500mm 后輪由電機(jī)通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)和一級(jí)鏈輪傳動(dòng)而進(jìn)行上樓梯動(dòng)作 由 m 9549 可知pn 軸轉(zhuǎn)速 603mir 由于鏈輪 3 4 5 6 之間為等傳動(dòng)比傳動(dòng) 現(xiàn)假定三個(gè)鏈輪 d 250mm 則軸 的轉(zhuǎn)速 由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速2360innr 230minenr 1 2 齒輪之間的傳動(dòng)比 2106ei 4 1 2 齒輪模數(shù)與齒數(shù)計(jì)算 1 初選小齒輪齒數(shù) 則大齒輪齒數(shù) 取150Z 2150Zi 20Z 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 21312 6t EtKTZddH 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 試選載荷系數(shù) 1 3tK 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 15eTNm 查表可知齒寬系數(shù) 小齒輪作懸臂布置 0 6d 查手冊(cè)可知材料的彈性影響系數(shù) 1289 EZMPa 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大1li60HPa 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 2lim50H 由齒輪的工作力循環(huán)次數(shù) N 的計(jì)算式 hnjL 60hhNnjLj r齒 輪 轉(zhuǎn) 速 i齒 輪 每 轉(zhuǎn) 一 圈 時(shí) 同 意 齒 面 嚙 合 的 齒 數(shù)齒 輪 的 工 作 壽 命 可算出兩齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81N60230186520 61jhnL 82 7 則可查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1 93HNK20 97HNK 3 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 1limlimlim20 935615 7 HNHNKsMPasKsa 齒 輪 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù)齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 系 數(shù)安 全 系 數(shù) 3 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值1td H 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 2131 2332 50 7189 65327 9t EtKTZndduHm 計(jì)算圓周速度 v1 230 66061tdnv ms 計(jì)算齒寬 b1 79 4t 計(jì)算齒寬與齒高之比 b h 模數(shù) 12 1 68ttmdZm 齒高 53h 674 85 7b 4 1 3 載荷系數(shù)計(jì)算 1 根據(jù) 7 級(jí)精度 查得動(dòng)載系數(shù)0 36vms 1 07vK 直齒輪 假設(shè) 10AtKFbN tbm 使 用 系 數(shù)圓 周 力齒 寬 查得齒間載荷分配系數(shù) HFK1 2 查手冊(cè)得使用系數(shù) A 而對(duì)于 7 級(jí)精度的小齒輪相對(duì)支撐懸臂布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù) HK 查得 23HK1 2086 70 1db 2 1 66 74345 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 由 查手冊(cè)得 5 87bh 1 345HK 1 273FK 故載荷系數(shù) AVH 02 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3317 91 0 69ttdKm 計(jì)算模數(shù) m 10 62 5Z 2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 132FaSYKTmdZ 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 查手冊(cè)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 150FEMPa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2380FEPa 2 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 10 865NKF 20 895N 3 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) s 1 35 則 1220 865320 7 91 9NFEKMPas 4 計(jì)算載荷系數(shù) k AVFK 1 0721 3 65 由 查得齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)Z8 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 12 7FaY 1 57Sa2 16FaY 2 71SaY 5 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 F 321 650 158m 97 12 0 133 6 5859FaSaSY 即 大齒輪的數(shù)值大 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的模數(shù) 由于齒輪模數(shù) m 的大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力 僅與齒輪直徑 即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān) 可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 0 957 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn) 1 25mm 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 130 69dm 算出小齒輪齒數(shù) 取 大齒輪齒數(shù)130 691254 Zd 125Z 2153 72Z 4 1 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算分度圓直徑 1251 23 596dZmm 中心距 123 51 273 5ad 齒輪寬度 068bm 取 12 Bm 2 驗(yàn)算 1503 2tTFNd 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 合適13207 6108 5AtKFNmb 齒輪 1 2 12 90ZB 25 4 2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合 改變帶的長(zhǎng)度可以適用不同的中心 距 帶具有良好的彈性 有緩沖和吸振的作用 因而傳動(dòng)平穩(wěn) 噪聲小 且過(guò)載 時(shí)候帶與帶輪之間會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象 可防止損壞其他零件 起過(guò)載保護(hù)作用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造 安裝和維護(hù)方便 成本低廉 但是傳動(dòng)的外廓尺寸較大 結(jié) 構(gòu)不緊湊 且對(duì)軸的壓力大 帶與帶輪之間存在彈性打滑和滑動(dòng) 不能保證準(zhǔn) 確的傳動(dòng)比 機(jī)械效率低 帶的壽命較短 需要張緊裝置 鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性打滑和滑動(dòng)現(xiàn)象 能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比 張緊力小 軸 與軸承所承受載荷較小 結(jié)構(gòu)緊湊 傳動(dòng)可靠 傳遞圓周力 傳動(dòng)效率較高 能在高溫 潮濕 多塵 油污等惡劣環(huán)境下工作 但鏈傳動(dòng)不適于載荷變化大 和急速反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合且易磨損 從而產(chǎn)生跳齒脫鏈現(xiàn)象 根據(jù)條件的需要 從三個(gè)方面考慮 一 上下樓過(guò)程中軸所承受的載荷要 小 這樣可以提高軸的工作壽命 二 傳動(dòng)效率要高 這樣在上下樓過(guò)程中在 保證安全的同時(shí)也能減少人在推輪椅上樓的拉力 三 鏈輪放在坐墊下面 這 樣不僅減少裝配空間而且封閉的鏈輪可以提高使用壽命 因此選擇鏈傳動(dòng)比較 合適 4 2 1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 確定鏈輪齒數(shù) Z1 Z2 因傳動(dòng)比 i 2 查表 12 6 選取 Z1 27 則 Z2 iZ1 27X2 54 2 鏈輪轉(zhuǎn)速 N1 120r min N2 n1 i 120 2 60r min 3 設(shè)計(jì)功率 Pd 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 由表 12 7 取 KA 1 由表 12 8 取 KZ 0 684 由表 12 4 Pd KAKZP 1X0 684X0 144 0 098KW 4 選用鏈條 由 Pd 0 098KW 和 n1 120r min 查圖 12 9 選得鏈號(hào)為 05B 節(jié)距 P 8mm 單排鏈 5 驗(yàn)算鏈速 V 由式 12 1 V Z1n1P 60X1000 27X120X8 60X1000 0 432m s 0 6m s 在限定范圍內(nèi) 6 初選中心距 ao 因結(jié)構(gòu)上無(wú)限定 初選 ao 35P 7 確定鏈節(jié)數(shù) Lp 由式 12 5 初算鏈節(jié)數(shù) Lpo 2ao p Z1 Z2 2 Z2 Z1 2 XP ao 2 2X35P P 27 54 2 XP 35P 754 111 03 對(duì) Lpo 圓整并取偶數(shù) 則 Lp 112 8 理論中心距 a 因 Lp Z1 Z2 Z1 112 27 54 27 3 15 用插值法求得 Ka 0 24818 則由式 12 7 得 a 2Lp Z1 Z2 KaP 2X112 27 54 X0 24818X8 283 92mm 9 實(shí)際中心距 a a a a a 0 002 0 004 a 取 a 0 004a 則 a a a 283 92 0 004X283 92 282 78mm 10 作用在軸上的力 Fa 由式 12 9 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 Fa 1000 1 2 1 3 P V 1000 1 2 1 3 X0 144 0 432N 400 433 33N 11 潤(rùn)滑方式 由 P 8mm V 0 432m s 查圖 12 14 選用人工定期潤(rùn)滑 12 鏈條標(biāo)記 05B 1x112 4 2 2 鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 1 選擇材料及熱處理方法 選用 45 鋼 淬火處理 硬度為 40 45HRC 2 分度圓直徑 d dI P sin180 Z1 8 sin180 27 68 97mm dII P sin180 Z2 8 sin180 54 137 93mm 3 齒頂圓直徑 da 由表 12 1 得滾子外徑 d1 5mm 由表 12 2 damax d 1 25P d1 damin d 1 1 6 Z P d1 得 71 498mm d1 73 97mm 140 69mm d2 142 93mm 4 齒根圓直徑 df 由表 12 2 dfI dI d1 68 97 5 63 97mm dfII dII d1 137 93 5 132 93mm 5 齒形 按 GB1244 85 6 鏈輪公差 齒根圓直徑公差為 h11 齒頂圓直徑公差為 h11 齒坯孔徑公差為 H8 齒 寬公差為 h14 齒根圓徑向圓跳動(dòng)小鏈輪為 10 級(jí) 大鏈輪為 11 級(jí) 齒根圓處 端面圓跳動(dòng)小鏈輪為 10 級(jí) 大鏈輪為 11 級(jí) 4 3 軸及附件設(shè)計(jì) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4 3 1 計(jì)算各軸的強(qiáng)度 1 后軸的計(jì)算 該軸的轉(zhuǎn)速 功率 60minr 0 1Pkw 初步估算軸徑 選擇軸的材料為 45 鋼 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 查手冊(cè)可得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為 15650327 0bsMPaEa 根據(jù)公式 341PdAnv 初步計(jì)算軸徑 0mindnrPkwAvd 計(jì) 算 剖 面 處 軸 的 直 徑軸 的 轉(zhuǎn) 速軸 傳 遞 的 額 定 功 率掟 定 的 系 數(shù)軸 的 許 用 轉(zhuǎn) 應(yīng) 力空 心 圓 軸 的 內(nèi) 徑 與 外 徑 之 比 初選空心軸內(nèi)外之比 75v 則可查表得 4313 15A 則 30 80 5161dm 考慮到軸需要加鍵 需將其軸徑增加 4 5 故大錐直徑取 4 3 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸的受力 初選軸承 6205 已知 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 3170TNm 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 兩外輪系圓周力 332102710568tFTdN 前面已知四個(gè)等傳動(dòng)比的鏈輪參數(shù)分別為 8Z5 m P節(jié) 距 0 Pkw 8PL1397 62vs 有效圓周力 eF0 8101296ePNv 離心力引起的拉力 2cFqv q 單 位 長(zhǎng) 度 鏈 條 的 質(zhì) 量 kgm vs鍵 速 查表得 0 6 則 249 1cFN 鏈傳動(dòng)的壓軸力 PFeKFPK 壓 軸 力 系 數(shù) 對(duì)于水平傳動(dòng) 1 5FP 則 1 5290483 Pe N 求支反力 1213 61 5NHtF 12VG 4 3 3 軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖 截面 C 處彎矩最大 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 239 8cMNm 安全系數(shù)校核計(jì)算 彎曲應(yīng)力幅為 caW 抗 彎 斷 面 系 數(shù) 340 1dv 50 7 316 9m28165 0a MPa 由于是對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲應(yīng)力 故平均應(yīng)力 0m 由 式 amSK 式中 1 45 鋼 彎 曲 對(duì) 稱(chēng) 循 環(huán) 應(yīng) 力 時(shí) 的 疲 勞 極 限 取 K 正 應(yīng) 力 有 效 集 中 系 數(shù) 2 6 0 9 表 面 質(zhì) 量 系 數(shù) 查 得 8 尺 寸 系 數(shù) 查 得 27 47 609S 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的回顧 是對(duì)以往所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用 鍛 煉了我們的獨(dú)立思考能力 獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力 畫(huà)圖能力 更是從 課本中的理論知識(shí)到生產(chǎn)實(shí)際的轉(zhuǎn)變 玉米收獲機(jī)主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)在于攪拌葉片的安裝方法 殼體兩端焊接蓋板 目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時(shí)方便拆裝 減少工作量 有利于節(jié)省成本 有一定的經(jīng)濟(jì)性 在這之前 雖然經(jīng)過(guò)四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多知識(shí) 但是還沒(méi)有機(jī)會(huì)來(lái)運(yùn)用 和掌握這些東西 通過(guò)這次實(shí)踐 我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程都有了全面的了解 設(shè)計(jì) 計(jì)算和繪圖方面的能力都得到了全面的訓(xùn)練和提高 也使我對(duì)機(jī)械產(chǎn)生了更加 濃厚的興趣 更堅(jiān)定了我從事機(jī)械行業(yè)的信心 設(shè)計(jì)初期 我去圖書(shū)館的網(wǎng)站 內(nèi)下載了許多相關(guān)的文獻(xiàn)資料 對(duì)玉米收獲機(jī)有所了解 然后開(kāi)始準(zhǔn)備我的開(kāi) 題報(bào)告 任務(wù)書(shū)和文獻(xiàn)綜述 在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 我也遇到了很多困難 經(jīng)過(guò)多次的數(shù)據(jù)修改才把總體方案給確定下來(lái) 開(kāi)始畫(huà)圖等工作 設(shè)計(jì)期間得 到了我的指導(dǎo)老師的幫助 我覺(jué)得從與老師的溝通過(guò)程中 我能學(xué)到很多東西 老師可以從另外一個(gè)角度來(lái)啟發(fā)我 給了我很多幫助 鼓勵(lì)和指導(dǎo) 通過(guò)這段 時(shí)間的設(shè)計(jì) 我已基本按照設(shè)計(jì)要求完成玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 但是由于本人知 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 識(shí)水平有限 又沒(méi)有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn) 本設(shè)計(jì)中定存在不足之處 敬請(qǐng)老師同學(xué) 批評(píng)指正 提出寶貴意見(jiàn) 以便及時(shí)糾正 當(dāng)然 我知道整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)還沒(méi)有 結(jié)束 因?yàn)檫€需要答辯 還要有答辯老師的提問(wèn)與意見(jiàn) 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能最 終畫(huà)上句號(hào) 因此 我還需要繼續(xù)努力 認(rèn)真準(zhǔn)備答辯 仔細(xì)檢查我的論文 更好的完善 為我的大學(xué)畫(huà)上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào) 參考文獻(xiàn) 1 蘇和平 王人成 爬樓梯輪椅的研究發(fā)展 J 中過(guò)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志 2005 20 5 366 367 2 項(xiàng)?；I 烏蘭木其 張濟(jì)川 手動(dòng)爬樓梯輪椅 J 中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué) 1999 9 2 62 66 3 蔡春源 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1993 4 陳卓君 徐寶信 楊文通 丁津原 摩擦學(xué)試驗(yàn)方法的研究及發(fā)展 J 機(jī)械 設(shè)計(jì)與制造 1999 6 62 63 5 吳宗擇羅圣國(guó) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 高等教育出版社 1999 6 6 孫桓 陳作模 葛文杰 機(jī)械原理 北京 高等教育出版社 2006 5 7 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2005 8 周志雄孫宗禹 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化英語(yǔ)教程 湖南大學(xué)出版 社 2000 9 原魁 智能輪椅的研究現(xiàn)狀與趨勢(shì) J 中國(guó)醫(yī)療器械信息 2009 15 1 32 33 10 孟祥雨 一種星輪式爬樓梯電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)與研究 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)碩士生論 文 2012 3 11 王麗娟 行星滾輪轉(zhuǎn)換步行式驅(qū)動(dòng)爬樓梯輪椅設(shè)計(jì) 蘇州大學(xué)碩士生論文 2010 4 12 蘇和平 王人成 一種雙聯(lián)星形輪機(jī)構(gòu)電動(dòng)爬樓梯輪椅的設(shè)計(jì) J 中國(guó)臨床 康復(fù) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 2005 13 白聿欽 侯守明 莫亞林 工程圖學(xué) 中國(guó)電力出版社 2007 14 孔慶華 母福生 劉傳紹 極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 統(tǒng)計(jì)大學(xué)出版社 第二版 2001 15 Dan Ding Cooper R A Electric powered wheelchairs J Control Systems IEEE 2005 Volume 25 Issue 2 22 34 致 謝 四年大學(xué)生活即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教育的一個(gè)重要的關(guān)鍵性的環(huán)節(jié) 能順利地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)離不開(kāi)各位老師和同學(xué)的幫助 首先應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師 在我們畢業(yè)設(shè)計(jì)階段 他工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài) 度讓我十分敬佩 此外 他對(duì)待學(xué)生和藹可親 不厭其煩的為學(xué)生解決設(shè)計(jì)中 遇到的困難 指導(dǎo)我們?nèi)绾卫砬逅悸?順利的進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中 給予我精心的指導(dǎo)與幫助 為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了辛勤的勞動(dòng) 傾注了大量 時(shí)間和精力 沒(méi)有老師的幫助就沒(méi)有今天的設(shè)計(jì)成果 在此向他表示誠(chéng)摯的敬 意和衷心的感謝 通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我意識(shí)到遇到問(wèn)題首先應(yīng)該獨(dú)立思考問(wèn)題并解決問(wèn)題 同 時(shí)在此過(guò)程中還讓我明白了一些做人的道理 在此表示真誠(chéng)的感謝 同時(shí)也感 謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué) 最后 感謝我的同窗好友 四年來(lái)我們朝夕相處 共同進(jìn)步 感謝你們?cè)诖髮W(xué) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū) Q 197216396 或 11970985 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 四年里給予我的所有關(guān)心和幫助