手機(jī)測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　手機(jī)測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

2、</p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘　要</b></p>&

3、lt;p>　　摘要：在現(xiàn)在的生活中，手機(jī)已經(jīng)成為人們不可缺少的通訊工具，而且手機(jī)的功能也越來越多，因此也需要對手機(jī)進(jìn)行測試以保證其質(zhì)量。由此手機(jī)測試裝置也因需求而產(chǎn)生。通過了解手機(jī)測試裝置的一般功能、結(jié)構(gòu)和測試方位，并設(shè)計(jì)手機(jī)按鍵測試裝置保證其XYZ的三軸運(yùn)動(dòng)，并能夠?qū)崿F(xiàn)按鍵功能。進(jìn)而總結(jié)一些手機(jī)測試裝置設(shè)計(jì)的注意問題。裝置測試的對象是手機(jī)，文中對手機(jī)的外形結(jié)構(gòu)及不同類型手機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹。本課題設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是通過三軸的運(yùn)動(dòng)來實(shí)

4、現(xiàn)按手機(jī)鍵的功能，故結(jié)構(gòu)以電機(jī)為動(dòng)力源，通過電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿副來實(shí)現(xiàn)三軸的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：手機(jī)測試；手機(jī)測試裝置；三軸聯(lián)動(dòng)；滾珠絲桿副。</p><p>　　Structural design of mobile phone test equipment</p><p>　　Abstract：In the present li

5、fe, mobile have become an indispensable communication tool, so the function of mobile phone become more and more , therefore need to be tested on the phone to ensure its quality. Mobile phone tested equipment which is al

6、so generated due to demand. By understanding the general mobile phone test equipment function, structure and test position, designed phone keypad test equipment to ensure that the XYZ three-axis movement and button funct

7、ion can be achieved. Then summariz</p><p>　　Key words：mobile phone test；mobile phone test equipment；three axes linkage；ball screw。</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　

8、摘　要I</b></p><p><b>　　目　錄III</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1手機(jī)測試簡介1</p><p>　　1.2現(xiàn)有手機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)1</p><p>　　2測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9、方案5</p><p>　　2.1X、Y方向傳動(dòng)設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.2Z方向傳動(dòng)設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3手機(jī)夾緊設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.4滾珠絲杠副的工作原理8</p><p>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算及校核9</p><p>　　3.1X方向參數(shù)計(jì)算

10、9</p><p>　　3.1.1 X方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算9</p><p>　　3.1.2 X方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算11</p><p>　　3.2Y方向參數(shù)計(jì)算13</p><p>　　3.2.1Y方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算13</p><p>　　3.2.2Y方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算15</p><

11、p>　　3.3 Z方向參數(shù)計(jì)算17</p><p>　　3.3.1Z方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算17</p><p>　　3.3.2Z方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p><b>　　4總結(jié)22</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　附錄錯(cuò)誤!未定義

12、書簽。</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　手機(jī)測試簡介</b></p><p>　　手機(jī)測試系統(tǒng)通常由多臺設(shè)備組成，包括射頻電性能測試、基帶測試（包括音頻、電流）、配件測試（旅充、耳機(jī)、數(shù)據(jù)線等）以及結(jié)構(gòu)測試（密封性、翻折、手感、跌落、耐疲勞性等）。雖然它們都不是便攜的，但它們能夠提供廣

13、泛的功能。這些系統(tǒng)能夠?yàn)闊o線設(shè)備提供一致性、互通性、意外情形和全操作范圍的測試。雖然這些系統(tǒng)的參量功能很少（只有滿足規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所需的參量），但他們能夠執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)定義了測試用例，并能提供網(wǎng)絡(luò)仿真。</p><p>　　手機(jī)自動(dòng)測試不僅要完成手機(jī)的常規(guī)業(yè)務(wù)測試，同時(shí)還要對增值業(yè)務(wù)進(jìn)行測試。按照自動(dòng)化測試的需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三個(gè)部分：制定測試用例及用戶自定義測試用例的解析模塊，解析模塊與被測終端間的信息交互及記錄模塊

14、，被測終端響應(yīng)模塊。指定測試用例及用戶自定義測試用例的解析模塊的主要功能在于測試用例的定義以及測試用例的指令化，測試用例要轉(zhuǎn)化成指令或者指令序列，該指令或指令序列是可以在被測端引發(fā)執(zhí)行相應(yīng)的功能動(dòng)作。被測終端響應(yīng)模塊主要功能是響應(yīng)指令或指令序列，執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作，同時(shí)按照設(shè)計(jì)需求將需要返回的測試結(jié)果數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋。解析模塊與被測終端間的信息交互及記錄模塊主要提供測試終端與被測終端的一個(gè)信息交互通道，同時(shí)對于已經(jīng)反饋的測試結(jié)果及狀態(tài)進(jìn)

15、行記錄。在測試結(jié)束時(shí)可以供用戶直接查看，同時(shí)在測試指標(biāo)沒有達(dá)到的情況下，提供手機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)，具體到功能函數(shù)的執(zhí)行以及寄存器的數(shù)據(jù)狀態(tài)，該數(shù)據(jù)可以反饋給開發(fā)人員，提高該測試系統(tǒng)的可應(yīng)用性。</p><p>　　現(xiàn)有手機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)</p><p>　　目前基本手機(jī)外形有五種：直板型、橫板式、翻蓋、滑蓋、旋轉(zhuǎn)型手機(jī)。</p><p>　?。?）直板型手機(jī)，如圖1-1。手機(jī)

16、在剛剛發(fā)明的時(shí)候，命名為移動(dòng)電話，它的功能決定了它的主要組成部分：接收的部分與操作按鍵部分。顯而易見的，直板手機(jī)外形受到遙控器、手提電話等產(chǎn)品的影響。直板手機(jī)方便實(shí)用、抗摔能力強(qiáng)、攜帶很方便、單手操作容易、生產(chǎn)成本較低、同樣配置的手機(jī)中市場售價(jià)相對比較低，防水性能好、工藝簡單，所以三防的手機(jī)基本都是直板的。但是直板手機(jī)的樣子較古老，很難設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)意的機(jī)型，而且屏幕很容易損傷，鍵盤必須得有鍵盤鎖，如果打開鍵盤鎖(一般需要兩個(gè)鍵)也體現(xiàn)不

17、出其操作方便的優(yōu)勢來。再者通話的針對性不好，外界的雜音會比較多的傳進(jìn)去。直板手機(jī)的大體尺寸，寬度一般為40mm到70mm之間；長度一般在100mm到130mm左右，但按鍵部分只占其一半左右，故可定為與寬度一致40mm到70mm；厚度一般介于5mm到15mm之間。</p><p>　　圖1-1 直板型手機(jī) 圖1-2 橫版式手機(jī)</p><p>　　（2

18、）橫板式手機(jī)，如圖1-2。橫版式手機(jī)的顯示屏幕和功能區(qū)位于機(jī)身的正中央，數(shù)字鍵盤不再位于屏幕的下方，而是均勻地分布在屏幕的兩側(cè)，26個(gè)英文字母一個(gè)也不少地排列在數(shù)字按鍵的下方，像一個(gè)便攜式的電腦鍵盤，用雙手握住的感覺又像是一部掌上游戲機(jī)。橫板手機(jī)為游戲玩家設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的輸入鍵盤,其橫向的操作借鑒了手柄和掌上游戲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，更加方便可以進(jìn)行雙手操控。但是橫板手機(jī)的體積一般都很大，是一般手機(jī)的2-3倍；重量也大,是一般手機(jī)2倍；而且造型

19、另類，一般只適合喜歡玩游戲的人群，很多人都接受不了；按鍵較小，數(shù)字鍵都在一起，必須使用雙手來操作，單手比較困難。</p><p>　?。?）翻蓋手機(jī)，如圖1-3。翻蓋是為了放在口袋里不會不小心進(jìn)行操作，這種新結(jié)構(gòu)為手機(jī)的外形設(shè)計(jì)的發(fā)展帶來了很大的影響。。翻蓋手機(jī)顯示時(shí)間和來電號碼很方便，符合中國人的審美觀。另外，合上翻蓋手機(jī)體積就變小了，打開后通話針對性又好，聽筒和話筒都很符合人耳與嘴的位置關(guān)系，很少有外界雜音傳

20、進(jìn)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其它形狀的手機(jī)做不到的。另外鍵盤和屏幕相對能做更大，造型也美觀。不過翻蓋手機(jī)生產(chǎn)成本比較高（增加了排線，多了上翻蓋的外部包裝等），操作不是很方便，因?yàn)榇蟛糠植僮鞫夹枰w。生產(chǎn)的時(shí)候做防水的性能工藝較復(fù)雜，所以翻蓋手機(jī)的防水功能并不好，排線的故障率也較高。一般翻蓋手機(jī)的堅(jiān)固程度是最差的，而且翻蓋手機(jī)面臨的一個(gè)大問題就是攝像頭的位置不好處理。</p><p>　　圖 1-3 翻蓋手機(jī)

21、 圖 1-4 滑蓋手機(jī)</p><p>　?。?）滑蓋手機(jī)，如圖1-4。標(biāo)準(zhǔn)的滑蓋手機(jī)，是三星最先生產(chǎn)的，其他廠家也有效仿。不用的時(shí)候體積較小，通話時(shí)可以滑出去拉長，屏幕也可以做大，操作的方便性也優(yōu)于其他的幾種機(jī)型。這種手機(jī)的排線是滾動(dòng)式彎曲的，在材料和力學(xué)的理論上，故障率要比翻蓋的手機(jī)少很多。不過生產(chǎn)成本高，排線故障率不是很低，雖然相對翻蓋手機(jī)少一些，防水性能和生產(chǎn)工藝也很復(fù)雜，

22、所以沒有滑蓋的防水手機(jī)。通話的針對性也沒有翻蓋手機(jī)好。并且這種手機(jī)的鍵盤面積很小，這給操作方便的優(yōu)勢大打折扣。</p><p>　?。?）旋轉(zhuǎn)手機(jī)，如圖1-5。旋轉(zhuǎn)手機(jī)的屏幕可以垂直于轉(zhuǎn)軸做180度旋轉(zhuǎn)，這樣既可以保持翻蓋的保護(hù)屏幕和減小面積的特性，同時(shí)又有了滑蓋的大屏幕展現(xiàn)，而且保持整機(jī)一體的優(yōu)點(diǎn)。旋屏手機(jī)，實(shí)際上是滑蓋和折疊的結(jié)合，是滑蓋的平面運(yùn)動(dòng)和折疊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合。保留了滑蓋的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又發(fā)揮了折疊軸的

23、優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的磨損比摩擦要小很多，所以旋轉(zhuǎn)手機(jī)一般比滑蓋使用壽命長。旋屏手機(jī)比折疊手機(jī)的面積小，與人體臉形合適，又有滑蓋和直板的屏幕一體化展現(xiàn)，而且攝像頭視野角度也比其他結(jié)構(gòu)更大。</p><p>　　圖 1-5 旋轉(zhuǎn)手機(jī)</p><p>　　本課題的手機(jī)測試裝置只針對直板型手機(jī)運(yùn)用，直板手機(jī)的大體尺寸前文已有介紹。該課題手機(jī)測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)對手機(jī)按鍵的功能。通過按鍵

24、及顯示屏的反應(yīng)來測試手機(jī)軟件與該手機(jī)的兼容性，及隨著按鍵次數(shù)增多手機(jī)按鍵性能的變化等。</p><p>　　測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　X、Y方向傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為實(shí)現(xiàn)在X、Y方向上的傳動(dòng)，我采用了滾珠絲桿副作為傳動(dòng)系統(tǒng)。如圖2-1即為X、Y的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。X向電機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)X方向的滾珠絲桿副的工作，從

25、而使Z向支撐臺可以再X方向上來回運(yùn)動(dòng)。Z向支撐臺在X方向的有效行程是80mm，與上文介紹的直板手機(jī)最大寬度相符合。Y方向也是同樣的原理，Y想電機(jī)工作帶動(dòng)X向橫梁板得在Y方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Y方向的來回傳動(dòng)。X向橫梁板的有效行程也為80mm，與上文中手機(jī)鍵盤的寬度相符合。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　Z方向傳動(dòng)設(shè)計(jì)<

26、;/b></p><p>　　Z方向即上下運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)按鍵的功能，也采用了滾珠絲桿的傳動(dòng)。如圖2-2所示。Z向電機(jī)連著Z向絲桿，電機(jī)工作絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而渦輪工作，因?yàn)橛兄鴵醢宕嬖冢柚沽藴u輪隨著絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的可能，渦輪就可以上下移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)按鍵的功能。渦輪的有效移動(dòng)行程是25mm，結(jié)合上文直板手機(jī)尺寸的介紹，這行程已經(jīng)足夠?qū)崿F(xiàn)按鍵的功能。</p><p><b>　　圖2-2<

27、;/b></p><p><b>　　手機(jī)夾緊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　要進(jìn)行手機(jī)的按鍵，必須將手機(jī)固定夾緊，故需要一個(gè)夾緊裝置，因?yàn)橹恍枭陨詩A緊手機(jī)，因此設(shè)計(jì)了一個(gè)較簡單的夾緊裝置。如圖2-3所示。一個(gè)夾板是固定在底座臺上的，另一個(gè)夾板通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)把手使絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，來夾緊手機(jī)。兩個(gè)夾板之間的距離在40mm到80mm之間，與前文介紹的手機(jī)寬度相符

28、合，可以有效固定住手機(jī)。</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　設(shè)計(jì)好這三方面后結(jié)構(gòu)已基本成型，圖2-4是整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)三個(gè)電機(jī)同時(shí)工作時(shí)，按鍵指針就可以在三個(gè)方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)按手機(jī)鍵的功能了。</p><p>　

29、　滾珠絲杠副的工作原理</p><p><b>　　工作原理及結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　絲杠和螺母的螺紋滾道間置有滾珠，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，則絲杠與螺母之間相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，為防止?jié)L珠人滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，反向器與擋珠器它們與螺紋滾道開成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。</p><p

30、>　　圖2-5 滾珠絲桿副</p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算及校核</b></p><p><b>　　X方向參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　X方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　（1）脈沖當(dāng)量選擇</b><

31、/p><p><b>　　X參數(shù)選定與計(jì)算</b></p><p><b>　　， ， </b></p><p>　　初選五相電機(jī)，按五相十拍工作時(shí)，步矩角，脈沖當(dāng)量為， 絲杠導(dǎo)程，中間齒輪傳動(dòng)比為：故采用直接傳動(dòng)的方式。采用剛性聯(lián)軸器直接帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　?。?）等效傳動(dòng)慣量計(jì)算（不計(jì)

32、傳動(dòng)效率）</p><p>　　式中 鋼密度初選滾珠絲桿CDM0805-2.5得到，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，</p><p><b>　　滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</b></p><p>　　估算工作臺整體重量為</p><p>　　工作物重折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　因此,折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)

33、動(dòng)慣量</p><p>　?。?）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　以下為折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　上述式中-絲桿預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率取 </p><p><b>　　-為摩擦系數(shù)取 </b></p><p><b>　　取起動(dòng)加速時(shí)間</b></p>

34、;<p>　　初選電機(jī)型號75BF006，其最大靜轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，。</p><p><b>　　故</b></p><p>　　式中 —滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取</p><p><b>　　—進(jìn)給牽引力（）</b></p><p>　　—滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,取0.9</

35、p><p>　　從計(jì)算可知最大，作為初選電機(jī)的依據(jù)。</p><p><b>　　滿足轉(zhuǎn)矩要求。</b></p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)</p><p><b>　　說明慣量可以匹配</b></p><p>　　電機(jī)慣量最大起動(dòng)頻率</p><

36、p>　　步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)最大工作頻率</p><p>　　所以,與對應(yīng)的按電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩校核,顯然滿足要求。</p><p>　　綜上所述，可選該型號步進(jìn)電機(jī)，具有一定的裕量。</p><p>　　（5）X方向聯(lián)軸器選擇</p><p>　　聯(lián)軸器除聯(lián)接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外，有些還有補(bǔ)償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線

37、偏移的功能，以及具有緩沖、吸振、安全保護(hù)等功能。因此要根據(jù)傳動(dòng)裝置工作要求來選定聯(lián)軸器類型。本方案選擇套筒聯(lián)軸器。</p><p>　　X方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型</p><p><b>　　①滾珠循環(huán)方式</b></p><p>　　由[3]表5-1查得,選擇外循環(huán)插管式&l

38、t;/p><p><b>　?、谳S向間隙預(yù)緊方式</b></p><p>　　預(yù)緊目的在于消除滾珠螺旋傳動(dòng)的間隙,避免間隙引起的空程,從而提高傳動(dòng)精度.由[3]表5-2查得,采用雙螺母螺紋式預(yù)緊方式。</p><p>　　(2)滾珠絲杠副直徑和基本導(dǎo)程系列</p><p>　　采用絲杠公稱直徑 8mm,導(dǎo)程為5mm，絲杠外徑

39、7.8mm，絲杠底徑7.5mm，循環(huán)列數(shù)圈數(shù)為，基本動(dòng)載荷3321N，基本靜載荷7300N，剛度220N/um。</p><p>　　(3)滾珠絲杠精度等級確定</p><p>　?、俳z杠有效行程 由導(dǎo)程查得余程，</p><p><b>　　得絲杠有效行程，</b></p><p><b>　?、诰鹊燃?

40、 </b></p><p>　　根據(jù)有效行程內(nèi)的平均行程允許偏差</p><p>　　由[3]表5-5得,精度等級為T5</p><p>　　(4)滾珠絲杠副支承形式選擇</p><p>　　滾珠絲杠主要承受軸向載荷,應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,軸向剛度高、摩擦力距小的滾動(dòng)軸承.滾珠絲杠副的支承主要約束絲杠的軸向串動(dòng),其次才是徑向約束.由[

41、3]表5-6查得,采用一端固定一端游動(dòng)(F-S)支承形式。</p><p>　　(5)滾珠絲杠副的選擇</p><p>　　本方案屬于高速或較高轉(zhuǎn)速情況，按額定動(dòng)負(fù)荷 選擇滾珠絲杠副由[3]式（3-2）可知：</p><p>　　式中 --滾珠絲杠副的計(jì)算軸向動(dòng)負(fù)荷(N)</p><p>　　--絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷(N). 取進(jìn)給抗力的一半&l

42、t;/p><p>　　--絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min).取最大工作進(jìn)給轉(zhuǎn)速 </p><p>　　--絲杠工作壽命(h). 查考[3]表5-7得</p><p>　　--溫度系數(shù). 查[3]表5-8,得</p><p>　　--精度系數(shù). 查[3]表5-9得</p><p>　　--負(fù)載性質(zhì)系數(shù). 查[3]表5-10得<

43、;/p><p>　　--硬度系數(shù).查[3]表5-11得</p><p>　　--可靠性系數(shù).查[3]表5-12得（可靠度99%）</p><p><b>　　計(jì)算得</b></p><p>　　(6)滾珠絲杠副校核</p><p>　?、倥R界壓縮負(fù)荷對于一端軸向固定受壓縮的滾珠絲杠,應(yīng)進(jìn)行壓杠穩(wěn)定性校

44、核計(jì)算.</p><p>　　不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮負(fù)荷稱為臨界壓縮負(fù)荷,用表示</p><p>　　式中 --最長受壓長度.取0.14m</p><p>　　--絲杠支承方式系數(shù), F-S取2</p><p>　　--絲杠螺紋底徑,取0.0075m</p><p>　　--安全系數(shù)，取1/3</p>&l

45、t;p>　?、谂R界轉(zhuǎn)速 </p><p>　　對于在高速下工作的長絲杠，須驗(yàn)算其臨界轉(zhuǎn)速，以防止絲杠共振。</p><p>　　式中 --絲杠支承方式系數(shù)，F(xiàn)-S取3.927 </p><p>　　--臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度.=0.14m </p><p>　　--絲杠螺紋底徑，取0.0075m</p><

46、;p>　　同時(shí)驗(yàn)算絲桿的另一個(gè)臨界值。</p><p><b>　　Y方向參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　Y方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）脈沖當(dāng)量選擇</b></p><p><b>　　X參數(shù)選定與計(jì)算</b&

47、gt;</p><p><b>　　， ， </b></p><p>　　初選五相電機(jī)，按五相十拍工作時(shí)，步矩角，脈沖當(dāng)量為， 絲杠導(dǎo)程，中間齒輪傳動(dòng)比為：故采用直接傳動(dòng)的方式。采用剛性聯(lián)軸器直接帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　（2）等效傳動(dòng)慣量計(jì)算（不計(jì)傳動(dòng)效率）</p><p>　　式中 鋼密度初選滾珠絲桿CDM

48、0805-2.5得到，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，</p><p><b>　　滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</b></p><p>　　估算工作臺整體重量為</p><p>　　工作物重折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　因此,折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　?。?）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p

49、><p>　　以下為折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　上述式中-絲桿預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率取 </p><p><b>　　-為摩擦系數(shù)取 </b></p><p><b>　　取起動(dòng)加速時(shí)間</b></p><p>　　初選電機(jī)型號75BF006，其最大靜轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，。&l

50、t;/p><p><b>　　故</b></p><p>　　式中 —滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取/3</p><p><b>　　—進(jìn)給牽引力(N)</b></p><p>　　—滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,取0.9</p><p>　　從計(jì)算可知最大，作為初選電機(jī)的依據(jù)。<

51、/p><p><b>　　滿足轉(zhuǎn)矩要求。</b></p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)</p><p><b>　　說明慣量可以匹配</b></p><p>　　電機(jī)慣量最大起動(dòng)頻率</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)最大工作頻率</p&g

52、t;<p>　　所以,與對應(yīng)的按電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩校核,顯然滿足要求。</p><p>　　綜上所述，可選該型號步進(jìn)電機(jī)，具有一定的裕量。</p><p>　　Y方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型</p><p><b>　?、贊L珠循環(huán)方式</b></p><

53、;p>　　由[3]表5-1查得,選擇外循環(huán)插管式</p><p><b>　?、谳S向間隙預(yù)緊方式</b></p><p>　　預(yù)緊目的在于消除滾珠螺旋傳動(dòng)的間隙,避免間隙引起的空程,從而提高傳動(dòng)精度.由[3]表5-2查得,采用雙螺母螺紋式預(yù)緊方式。</p><p>　　(2)滾珠絲杠副直徑和基本導(dǎo)程系列</p><p&

54、gt;　　采用絲杠公稱直徑 8mm,導(dǎo)程為5mm，絲杠外徑7.8mm，絲杠底徑7.5mm，循環(huán)列數(shù)圈數(shù)為，基本動(dòng)載荷3321N，基本靜載荷7300N，剛度220N/um。</p><p>　　(3)滾珠絲杠精度等級確定</p><p>　　①絲杠有效行程 由導(dǎo)程查得余程，</p><p><b>　　得絲杠有效行程，</b></p>

55、;<p><b>　　②精度等級 </b></p><p>　　根據(jù)有效行程內(nèi)的平均行程允許偏差</p><p>　　由[3]表5-5得,精度等級為T5</p><p>　　(4)滾珠絲杠副支承形式選擇</p><p>　　滾珠絲杠主要承受軸向載荷,應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,軸向剛度高、摩擦力距小的滾動(dòng)軸承.滾珠

56、絲杠副的支承主要約束絲杠的軸向串動(dòng),其次才是徑向約束.由[3]表5-6查得,采用一端固定一端游動(dòng)(F-S)支承形式。</p><p>　　(5)滾珠絲杠副的選擇</p><p>　　本方案屬于高速或較高轉(zhuǎn)速情況，按額定動(dòng)負(fù)荷 選擇滾珠絲杠副由[3]式（3-2）可知：</p><p>　　式中 --滾珠絲杠副的計(jì)算軸向動(dòng)負(fù)荷(N)</p><p&g

57、t;　　--絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷(N). 取進(jìn)給抗力的一半</p><p>　　--絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min).取最大工作進(jìn)給轉(zhuǎn)速 </p><p>　　--絲杠工作壽命(h). 查考[3]表5-7得</p><p>　　--溫度系數(shù). 查[3]表5-8,得</p><p>　　--精度系數(shù). 查[3]表5-9得</p><p

58、>　　--負(fù)載性質(zhì)系數(shù). 查[3]表5-10得</p><p>　　--硬度系數(shù).查[3]表5-11得</p><p>　　--可靠性系數(shù).查[3]表5-12得（可靠度99%）</p><p><b>　　計(jì)算得</b></p><p>　　(6)滾珠絲杠副校核</p><p>　?、倥R界壓

59、縮負(fù)荷對于一端軸向固定受壓縮的滾珠絲杠,應(yīng)進(jìn)行壓杠穩(wěn)定性校核計(jì)算。</p><p>　　不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮負(fù)荷稱為臨界壓縮負(fù)荷,用表示</p><p>　　式中 --最長受壓長度.取0.14m</p><p>　　--絲杠支承方式系數(shù), F-S取2</p><p>　　--絲杠螺紋底徑,取0.0075m</p><p&g

60、t;　　--安全系數(shù)，取1/3</p><p>　?、谂R界轉(zhuǎn)速 </p><p>　　對于在高速下工作的長絲杠，須驗(yàn)算其臨界轉(zhuǎn)速，以防止絲杠共振。</p><p>　　式中 --絲杠支承方式系數(shù)，F(xiàn)-S取3.927 </p><p>　　--臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度.=0.14m. </p><p>　　--

61、絲杠螺紋底徑，取0.0075m</p><p>　　同時(shí)驗(yàn)算絲桿的另一個(gè)臨界值。</p><p><b>　　Z方向參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　Z方向電機(jī)參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）脈沖當(dāng)量選擇</b></p><p

62、>　　初選三相電機(jī)，按三相六拍工作時(shí)，步矩角，脈沖當(dāng)量為， 絲杠導(dǎo)程，中間齒輪傳動(dòng)比為：</p><p>　　（2）等效傳動(dòng)慣量計(jì)算（不計(jì)傳動(dòng)效率）</p><p>　　式中 鋼密度初選滾珠絲桿CDM0805-2.5，得到，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，</p><p><b>　　滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</b></p><p>　　估

63、算工作臺整體重量為</p><p>　　工作物重折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　因此,折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　（3）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　以下為折算到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　由于沒有導(dǎo)軌</b></p><

64、;p>　　上述式中-絲桿預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率取 </p><p><b>　　取起動(dòng)加速時(shí)間</b></p><p>　　初選電機(jī)型號45BF003，其最大靜轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，。</p><p><b>　　故</b></p><p>　　式中 —滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取/3</p>

65、<p><b>　　—進(jìn)給牽引力(N)</b></p><p>　　—滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,取0.9</p><p>　　從計(jì)算可知最大，作為初選電機(jī)的依據(jù)。</p><p><b>　　滿足轉(zhuǎn)矩要求。</b></p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性檢驗(yàn)</p>&

66、lt;p><b>　　說明慣量可以匹配</b></p><p>　　電機(jī)慣量最大起動(dòng)頻率</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)最大工作頻率</p><p>　　所以,與對應(yīng)的按電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩校核,顯然滿足要求。</p><p>　　綜上所述，可選該型號步進(jìn)電機(jī)，具有一定的裕量。</p&g

67、t;<p>　　Z方向滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型</p><p><b>　　①滾珠循環(huán)方式</b></p><p>　　由[3]表5-1查得,選擇外循環(huán)插管式</p><p><b>　?、谳S向間隙預(yù)緊方式</b></p><

68、p>　　預(yù)緊目的在于消除滾珠螺旋傳動(dòng)的間隙,避免間隙引起的空程,從而提高傳動(dòng)精度.由[3]表5-2查得,采用雙螺母螺紋式預(yù)緊方式。</p><p>　　(2)滾珠絲杠副直徑和基本導(dǎo)程系列</p><p>　　采用絲杠公稱直徑 8mm,導(dǎo)程為2.5mm，絲杠外徑7.8mm，絲杠底徑7.5mm，循環(huán)列數(shù)圈數(shù)為，基本動(dòng)載荷3321N，基本靜載荷7300N，剛度220N/um.</p&

69、gt;<p>　　(3)滾珠絲杠精度等級確定</p><p>　?、俳z杠有效行程 由導(dǎo)程查得余程，</p><p><b>　　得絲杠有效行程，</b></p><p><b>　?、诰鹊燃?</b></p><p>　　根據(jù)有效行程內(nèi)的平均行程允許偏差</p>&

70、lt;p>　　由[3]表5-5得,精度等級為T5</p><p>　　(4)滾珠絲杠副支承形式選擇</p><p>　　滾珠絲杠主要承受軸向載荷,應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,軸向剛度高、摩擦力距小的滾動(dòng)軸承.因?yàn)榇朔较虻慕z桿是豎直的.由[3]表5-6查得,采用一端固定一端自由(F-O)支承形式。</p><p>　　(5)滾珠絲杠副的選擇</p><

71、p>　　本方案屬于高速或較高轉(zhuǎn)速情況，按額定動(dòng)負(fù)荷 選擇滾珠絲杠副由[3]式（3-2）可知：</p><p>　　式中 --滾珠絲杠副的計(jì)算軸向動(dòng)負(fù)荷(N)</p><p>　　--絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷(N). 取進(jìn)給抗力的一半</p><p>　　--絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min).取最大工作進(jìn)給轉(zhuǎn)速 </p><p>　　--絲杠工作壽命(

72、h). 查考[3]表5-7得</p><p>　　--溫度系數(shù). 查[3]表5-8,得</p><p>　　--精度系數(shù). 查[3]表5-9得</p><p>　　--負(fù)載性質(zhì)系數(shù). 查[3]表5-10得</p><p>　　--硬度系數(shù).查[3]表5-11得</p><p>　　--可靠性系數(shù).查[3]表5-12得（

73、可靠度99%）</p><p><b>　　計(jì)算得</b></p><p>　　(6)滾珠絲杠副校核</p><p>　?、倥R界壓縮負(fù)荷對于一端軸向固定受壓縮的滾珠絲杠,應(yīng)進(jìn)行壓杠穩(wěn)定性校核計(jì)算。</p><p>　　不發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮負(fù)荷稱為臨界壓縮負(fù)荷,用表示</p><p>　　式中 --

74、最長受壓長度.取0.35m</p><p>　　--絲杠支承方式系數(shù), F-O取0.25</p><p>　　--絲杠螺紋底徑,取0.0075m</p><p>　　--安全系數(shù)，取1/3</p><p>　?、谂R界轉(zhuǎn)速 </p><p>　　對于在高速下工作的長絲杠，須驗(yàn)算其臨界轉(zhuǎn)速，以防止絲杠共振。<

75、/p><p>　　式中 --絲杠支承方式系數(shù),F-O取1.875 </p><p>　　--臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度.=0.35m. </p><p>　　--絲杠螺紋底徑,取0.0075m</p><p>　　同時(shí)驗(yàn)算絲桿的另一個(gè)臨界值</p><p><b>　　總結(jié)</b></p>

76、<p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對設(shè)計(jì)過程有了較深刻全面的認(rèn)識。從搜集資料，整理資料，設(shè)計(jì)方案，選定方案，具體計(jì)算到驗(yàn)證。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中也讓我回顧了學(xué)過的專業(yè)知識，有了更深刻的了解及運(yùn)用。</p><p>　　過程中因?yàn)樽约簩I(yè)知識的了解不深刻，并且對設(shè)計(jì)沒什么經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)很多的問題。例如對結(jié)構(gòu)整體尺寸的掌握，部分結(jié)構(gòu)不知道如何去實(shí)現(xiàn)，還會遺漏一些結(jié)構(gòu)沒設(shè)計(jì)等等。但在老師的指導(dǎo)下得到了

77、解決，在這過程中讓我學(xué)到了很多，做設(shè)計(jì)要考慮全面、要細(xì)心，不能憑自己的主觀意識，想怎么做就怎么做。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使我能夠把課本上學(xué)習(xí)的理論知識有了在實(shí)踐工作中靈活運(yùn)用的機(jī)會，也為自己積累了工作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了我在實(shí)踐中去總結(jié)，在工作中去學(xué)習(xí)，在探索中去創(chuàng)新。經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅鞏固了我們以前所學(xué)的知識，而且還對我們今后走上社會工作奠定了一定的基礎(chǔ)。</p><p&g

78、t;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　鄭堤, 唐可洪. 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005(9). </p><p>　　吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊第3版[M]. 北京高等教育出版社. 2001</p><p>　　樓應(yīng)侯, 潘曉彬, 鄭堤, 崔玉國, 胡利永. 機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].

79、寧波大學(xué)機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院</p><p>　　張峰, 羅向源. 手機(jī)開發(fā)過程中測試系統(tǒng)及裝置的運(yùn)用[J]. 電子質(zhì)量, 2005（2）: 24－26.</p><p>　　劉海鵬. 手機(jī)軟件測試簡介[J]. 科技咨詢導(dǎo)報(bào), 2007, （01）: 11.</p><p>　　賀曉能, 薛濤, 譚燕齊, 劉巖, 張小英. 手機(jī)應(yīng)用層軟件的功能要求和測試方法[J].

80、 現(xiàn)代電信科技, 2007, 03（03）: 43－46.</p><p>　　劉雄心. 一種新型定位夾緊的設(shè)計(jì)及工藝改進(jìn)[J], 機(jī)械工程師, 2010（3）: 121－122.</p><p>　　興濤. 一種簡單實(shí)用的夾緊裝置[J], 機(jī)械工程師, 2009（4）: 140.</p><p>　　江衛(wèi)華, 蘇文靜. 基于DD伺服傳動(dòng)器實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)定位的設(shè)計(jì)[J

81、]. 設(shè)計(jì)與研究, 2008, （08）: 41－42.</p><p>　　李田甜, 陳鴻.基于SPMC75F2413A單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)[J]. 電器開關(guān), 2009, （04）: 58－59.</p><p>　　Yong S.Park, Sung H.Han. Touch key design for one-handed thumb interaction with

82、a mobile phone: Effects of touch key size and touch key location[J], International Journal of Industrial Ergonomics, 2010(40): 68－76.</p><p>　　Beom Suk Jin, Yong Gu Ji. Usability risk level evaluation for ph