快速輪胎充氣機(jī)設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　XX大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　快速輪胎充氣機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2013年 月 日</p><p>　系 別：</p><p>　

2、專 業(yè)：</p><p>　學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號(hào)：</p><p>　設(shè)計(jì)(論文)題目：</p><p>　起 迄 日 期:</p><p>　設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):</p><p>　指 導(dǎo) 教 師:</p><p>　專業(yè)教研室負(fù)責(zé)人:</p><p><

3、;b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)快速輪胎充氣機(jī)工作原理、工作的環(huán)境和工作的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際，在進(jìn)行細(xì)致觀察后，對(duì)快速輪胎充氣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)組成的各元件進(jìn)行了選型、計(jì)算和校核。</p><p>　　關(guān)鍵詞：快速輪胎充氣機(jī)，設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</

4、b></p><p>　　The design is based on metal nail-making machine working principle, the working environment and the working characteristics of the analysis, and combined with the practice, the careful observa

5、tion, the metal nail-making machine structure of the overall design, the various parts of the selection, calculation and checking.</p><p>　　Key Words: metal nail-making machine, design, structural design<

6、/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p><b>　　第1章 概述6</b&g

7、t;</p><p>　　1.1 輪胎充氣機(jī)發(fā)展概況6</p><p>　　1.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及組成部分6</p><p>　　1.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理6</p><p>　　1.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分7</p><p>　　1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)7</p><p>

8、;　　1.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)步驟9</p><p>　　1.4.2 明確設(shè)計(jì)要求9</p><p>　　第2章 快速輪胎充氣機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.1主機(jī)的功能結(jié)構(gòu)10</p><p>　　2.2 工作原理10</p>

9、<p>　　2.3課題設(shè)計(jì)要求11</p><p>　　第3章 快速輪胎充氣機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1 液壓缸的主要主要參數(shù)12</p><p>　　3.2活塞桿強(qiáng)度計(jì)算12</p><p>　　3.3 液壓缸活塞的推力及拉力計(jì)算13</p><p>　　3.4活塞桿最大容許行程

10、14</p><p>　　3.5液壓缸內(nèi)徑及壁厚的確定15</p><p>　　3.5.1液壓缸內(nèi)徑計(jì)算15</p><p>　　3.5.2液壓缸壁厚計(jì)算15</p><p>　　3.6液壓缸筒與缸底的連接計(jì)算16</p><p>　　3.7 缸體結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)17</p><p>　

11、　3.7.1缸體端部連接結(jié)構(gòu)17</p><p>　　3.7.2缸體材料17</p><p>　　3.7.3缸體技術(shù)條件17</p><p>　　3.8 活塞結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.8.1活塞與活塞桿的聯(lián)接型式17</p><p>　　3.8.2活塞的密封18</p><

12、;p>　　3.8.3活塞的材料18</p><p>　　3.8.4活塞的技術(shù)要求18</p><p>　　3.9活塞桿結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.9.1端部結(jié)構(gòu)19</p><p>　　3.9.2端部尺寸19</p><p>　　3.9.3活塞桿結(jié)構(gòu)19</p><p

13、>　　3.9.4活塞桿的技術(shù)要求19</p><p>　　3.10活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵20</p><p>　　3.10.1導(dǎo)向套20</p><p>　　3.10.2活塞桿的密封與防塵20</p><p>　　3.11 缸蓋的材料21</p><p>　　3.12 自動(dòng)定心裝置21</p&

14、gt;<p>　　第4章 快速輪胎充氣機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.1 機(jī)架的基本尺寸的確定23</p><p>　　4.2 架子材料的選擇確定23</p><p>　　5.3 主要梁的強(qiáng)度校核23</p><p>　　第5章 快速輪胎充氣機(jī)電路控制設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.

15、1系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.2 總體設(shè)計(jì)流程26</p><p>　　5.3 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.4 氣壓檢測(cè)及A/D、D/A模塊的設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.4.1氣壓檢測(cè)30</p><p>　　5.4.2方案選擇30</p><

16、p>　　5.4.3電路設(shè)計(jì)與分析31</p><p>　　5.5 軟件設(shè)計(jì)33</p><p>　　5.5.1 A/D模塊軟件設(shè)計(jì)33</p><p>　　5.5.2 D/A模塊軟件設(shè)計(jì)35</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　總

17、 結(jié)38</b></p><p><b>　　致 謝39</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 輪胎充氣機(jī)發(fā)展概況</p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入了尋常百姓家，汽車工業(yè)也經(jīng)歷了有史以來(lái)最高速的發(fā)展期，同時(shí)也對(duì)汽車制造業(yè)

18、提出了更高的要求?？焖佥喬コ錃鈾C(jī)正是基于這樣的狀況下而產(chǎn)生的提高汽車輪胎裝配效率的一種新型工具。該課題的研究對(duì)于提高學(xué)生的工程能力，拓展生存空間有著非常重要的意義，以及為今后進(jìn)一步研究快速充氣機(jī)的研究做一個(gè)前期的準(zhǔn)備工作，具有重要的社會(huì)意義。</p><p>　　自動(dòng)充氣機(jī)是通過(guò)微處理器和壓力傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)輪胎氣壓的尖端科技產(chǎn)品，一次性完成對(duì)輪胎的充氣/放氣/檢驗(yàn)，精度高、速度快、經(jīng)久耐用、操作簡(jiǎn)單，帶給輪胎更好

19、的保護(hù)。它的出現(xiàn)完全替代手動(dòng)氣壓表消除誤差、更好的保護(hù)輪胎。</p><p>　　1.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及組成部分</p><p>　　1.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理 </p><p>　　驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開(kāi)停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器

20、進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，將換向閥手柄、開(kāi)停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下，通過(guò)開(kāi)停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。</p><p>　　如果將換向閥手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，則壓力管中的油將經(jīng)過(guò)開(kāi)停閥、節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸右腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向左移動(dòng)，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油管。</p><

21、p>　　工作臺(tái)的移動(dòng)速度是由節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。</p><p>　　為了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱

22、，這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預(yù)緊力時(shí)，油液才能頂開(kāi)溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。</p><p>　　如果將開(kāi)停手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，壓力管中的油液將經(jīng)開(kāi)停閥和回油管排回油箱，不輸?shù)揭簤焊字腥?，這時(shí)工作臺(tái)就停止運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　從上面的例子中可以得到：

23、</p><p>　　動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力的。</p><p>　　2）液壓傳動(dòng)用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力，它與利用液體動(dòng)能的液力傳</p><p><b>　　動(dòng)是不相同的。</b></p><p>　　3）壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的，</p><p>　　

24、因此液壓傳動(dòng)和液壓控制常常難以截然分開(kāi)。</p><p>　　1.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分</p><p>　　液壓傳動(dòng)裝置主要由以下四部分組成：</p><p>　　1）能源裝置——把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見(jiàn)的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。</p><p>　　2）執(zhí)行裝置——把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。它可以

25、是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。</p><p>　　3)制調(diào)節(jié)裝置——對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開(kāi)停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。</p><p>　　4)輔助裝置——上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。</p><p&g

26、t;　　1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，因?yàn)?lt;/p><p>　　液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出30~40倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。</p>&l

27、t;p>　　液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置</p><p>　　易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)500次/min，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)1000次/min。</p><p>　　液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000），它還</p><p>　　可以在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)

28、速。</p><p>　　液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易</p><p>　　于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)使用時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作，接受遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀</p><p>　　態(tài)下

29、工作而不會(huì)過(guò)熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無(wú)法辦到的。液壓件能自行潤(rùn)滑，使用壽命較長(zhǎng)。</p><p>　　由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、</p><p>　　制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。</p><p>　　用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。</p><p><

30、;b>　　液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄</p><p><b>　　漏等原因造成的。</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)在工作過(guò)程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失</p><p>　　等），長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。&l

31、t;/p><p>　　液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影</p><p>　　響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。</p><p>　　為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià)</p><p>　　較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。</p><p>　　液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能

32、源。</p><p>　　液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。</p><p>　　總的說(shuō)來(lái)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。</p><p>　　1.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求</p><p>　　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)

33、進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。</p><p>　　1）

34、確定液壓執(zhí)行元件的形式；</p><p>　　2）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；</p><p>　　3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p><b>　　4）選擇液壓元件；</b></p><p>　　5）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；</p><p>　　1.4.2 明確設(shè)計(jì)要求<

35、;/p><p>　　設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。</p><p>　　1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；</p><p>　　2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；</p><p>　　3）液壓

36、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；</p><p>　　4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；</p><p>　　5）對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；</p><p>　　6）自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求；</p><p>　　7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；</p><p>　　8）對(duì)效

37、率、成本等方面的要求。</p><p>　　第2章 快速輪胎充氣機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1主機(jī)的功能結(jié)構(gòu)</p><p>　　隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的輪胎充氣工藝遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的要求。研制與輪胎流水作業(yè)生產(chǎn)線配套的，機(jī)械化、自動(dòng)化、節(jié)能高效的充氣設(shè)備是現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題。</p><p>　　設(shè)備

38、由本體臺(tái)架、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)等4部分組成。其中本體臺(tái)架又由工作臺(tái)、車輪傳送機(jī)構(gòu)、車輪定位機(jī)構(gòu)、車輪卡緊機(jī)構(gòu)、輪胎充氣裝置等5部分組成。</p><p>　　圖2.1 快速輪胎充氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.2 工作原理</b></p><p>　　本公開(kāi)了一種與現(xiàn)用打氣筒操作方式完全不同并裝有安全閥的新型

39、式輪胎打氣機(jī)。它操作更省力、簡(jiǎn)便，工作效率提高，可避免輪胎打爆，適用于各種 輪胎打氣。其特點(diǎn)是：兩個(gè)氣筒內(nèi)各放置一特制活塞體，并由一根推桿連接兩活塞體，兩個(gè)氣筒的另一端，分別通過(guò)一個(gè)內(nèi)裝單向氣門的彎管與一個(gè)過(guò)渡裝氣筒密封 連接，在推桿的中點(diǎn)安裝一個(gè)固定軸及軸套，與操作桿下端的開(kāi)口滑頭相配合，過(guò)渡裝氣筒上裝設(shè)有安全閥。使用時(shí)，在安全閥上設(shè)定輪胎的最大充氣量，翻開(kāi)并腳 踩踏板，前后扳動(dòng)手柄，當(dāng)安全閥排氣時(shí)，即完成充氣。 </p>

40、<p><b>　　2.3課題設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1).最大鎖緊力：≥15000N；(2).下行速度：20mm/sec；(3).最大工作壓力：1Mpa；(4).總體尺寸：800X600X2000mm。</p><p>　　第3章 快速輪胎充氣機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　快速輪胎充氣機(jī)的工作機(jī)構(gòu)主要是通過(guò)

41、液壓缸來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　3.1 液壓缸的主要主要參數(shù)</p><p>　　課題的主要技術(shù)要求：</p><p>　　(1).最大鎖緊力：≥15000N；(2).下行速度：20mm/sec；(3).最大工作壓力：1Mpa；(4).總體尺寸：800X600X2000mm。</p><p>　　快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)聯(lián)接，并取無(wú)桿腔有效面

42、積等于有桿腔有效面積的兩倍，即。為了防止在滑臺(tái)突然前沖，在回油路中裝有背壓閥，初選背壓。最大工作壓力：1Mpa；</p><p>　　初選最大負(fù)載工進(jìn)階段的負(fù)載F=15000N，按此計(jì)算則</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p><b>　　液壓缸直徑</b></p><p>

43、;<b>　　由可知活塞桿直徑</b></p><p>　　按GB/T2348-1993將所計(jì)算的D與d值分別圓整到最相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得</p><p><b>　　按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出</b></p><p>　　3.2活塞桿強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　活塞桿在穩(wěn)定工作下

44、，如果僅受軸向拉力或壓力載荷時(shí)，便可以近似的采用直桿承受拉、壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，</p><p>　　活塞桿應(yīng)力 (3.5)</p><p>　　或 (3.6)</p><p>　　式

45、中P—活塞桿所受的軸向載荷</p><p><b>　　d—活塞桿直徑</b></p><p>　　—活塞桿制造材料的許用應(yīng)力</p><p><b>　　根據(jù)以上公式可知</b></p><p><b>　　液壓缸</b></p><p>　　可見(jiàn)，活

46、塞桿的強(qiáng)度均滿足要求。</p><p>　　3.3 液壓缸活塞的推力及拉力計(jì)算</p><p>　　液壓油作用在液壓缸活塞上的作用力P，對(duì)于一般單邊活塞桿液壓缸來(lái)說(shuō)，當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力：</p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力：</p><p>

47、<b>　　(3.8)</b></p><p>　　當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力：</p><p><b>　　(3.9)</b></p><p>　　式中 D—活塞直徑（即液壓缸內(nèi)徑）cm</p><p>　　d—活塞桿直徑 cm-液壓缸的工作壓力</p

48、><p>　　當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力：</p><p>　　當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力：</p><p>　　當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力：</p><p>　　液壓缸活塞的推力及拉力可以直接從附錄中的有關(guān)計(jì)算中查出；大部分也可以從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-133中直接讀出。</p><p>　　表

49、11-133為活塞桿直徑d采用速度比計(jì)算得出，不同液壓缸直徑D和壓力下液壓缸活塞上的推力及拉力數(shù)值。</p><p>　　圖3.1 液壓缸活塞的受力</p><p>　　3.4活塞桿最大容許行程</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-141和表11-142即可以概略的求出液壓缸的最大容許行程。</p><p>　　兩個(gè)液壓缸均采用

50、如圖固定—自由模式進(jìn)行安裝。</p><p>　　圖3.2 安裝型式簡(jiǎn)圖</p><p>　　根據(jù)長(zhǎng)度公式 (3.12)</p><p><b>　　(3.13)</b></p><p>　　可知切斷液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度l和實(shí)際行程S分別為</p>

51、<p><b>　　==52.54cm</b></p><p>　　=52.54-6=46.5cm</p><p>　　液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度l和實(shí)際行程S分別為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=72.78-5.5=67.28cm </p>&l

52、t;p>　　3.5液壓缸內(nèi)徑及壁厚的確定</p><p>　　3.5.1液壓缸內(nèi)徑計(jì)算</p><p>　　當(dāng)P和p已知，則液壓缸內(nèi)徑D可按公式得：</p><p><b>　　(3.14)</b></p><p>　　式中 P—活塞桿上的總作用力，N</p><p>　　p—液壓油的工作壓

53、力，KN</p><p>　　液壓缸的內(nèi)徑為63mm。</p><p>　　3.5.2液壓缸壁厚計(jì)算</p><p>　　一般，低壓系統(tǒng)用的液壓缸都是薄壁缸，薄壁可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　(3.15)</b></p><p>　　式中，—缸壁厚度，m</p><

54、;p>　　p—液壓缸內(nèi)工作壓力，Pa</p><p>　　[σ]—?jiǎng)傮w材料的許用應(yīng)力</p><p>　　D—液壓缸內(nèi)徑，cm</p><p>　　當(dāng)額定壓力Pn≤16MPA時(shí)，Pp=Pn×150/100</p><p>　　當(dāng)額定壓力Pn＞16MPA時(shí)，Pp=Pn×125/100</p><p&

55、gt;<b>　　(3.16)</b></p><p>　　—缸體材料的抗拉強(qiáng)度，Pa</p><p>　　n—安全系數(shù)，一般可取n=5</p><p>　　應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)計(jì)算出的液壓缸壁較薄時(shí)，要按結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)加厚。</p><p>　　因此，根據(jù)上述公式可得，</p><p><b>

56、　　切斷液壓缸</b></p><p><b>　　液壓缸</b></p><p>　　故切斷液壓缸的壁厚為18mm，液壓缸的壁厚為15mm。</p><p>　　關(guān)于液壓缸的安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)通常取n=5。但是這在比較平穩(wěn)的工作條件下，強(qiáng)度有些余量；相反，假如工作條件為動(dòng)載荷或沖擊壓力超過(guò)超耐壓力時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)。因此

57、合理的安全系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用條件選取。</p><p>　　3.6液壓缸筒與缸底的連接計(jì)算</p><p>　　缸體法蘭連接螺栓計(jì)算</p><p>　　缸體與端部用法蘭連接或拉桿連接時(shí)，螺栓或拉桿的強(qiáng)度計(jì)算如下：</p><p>　　圖3.3 缸體聯(lián)接</p><p><b>　　螺紋處的拉應(yīng)力<

58、/b></p><p><b>　　(3.17)</b></p><p><b>　　螺紋處的剪應(yīng)力</b></p><p><b>　　(3.18)</b></p><p><b>　　合成應(yīng)力</b></p><p>&l

59、t;b>　　(3.19)</b></p><p>　　式中 Z—螺栓或拉桿的數(shù)量</p><p>　　—材料為45鋼時(shí)，=30</p><p>　　3.7 缸體結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)</p><p>　　3.7.1缸體端部連接結(jié)構(gòu)</p><p>　　采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，使用廣

60、泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。所以在加工時(shí)應(yīng)小心注意。主要用于活塞式液壓缸。</p><p><b>　　3.7.2缸體材料</b></p><p>　　液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。因20號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，

61、均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。</p><p>　　缸體毛坯可采用鍛鋼，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。</p><p>　　3.7.3缸體技術(shù)條件</p><p>　　a. 缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra為0.1~0

62、.4，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra為0.2~0.4。且均需衍磨。</p><p>　　b. 熱處理：調(diào)質(zhì)，硬度HB241~285。</p><p>　　c. 缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級(jí)精度選取。</p><p>　　d. 缸體端面T的垂直度公差可按7級(jí)精度選取。</p><p>　　e. 當(dāng)缸體與缸

63、頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的公制螺紋。</p><p>　　f. 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。</p><p>　　g. 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30~40的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。</p><p>　　3.8 活塞結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)</p><p>　　3

64、.8.1活塞與活塞桿的聯(lián)接型式</p><p>　　表3.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式</p><p><b>　　這里采用螺紋聯(lián)接。</b></p><p>　　3.8.2活塞的密封</p><p>　　活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。常用的密封結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表</p>&l

65、t;p>　　表3.2常用的密封結(jié)構(gòu)</p><p>　　結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用O型密封圈密封比較合適。</p><p>　　3.8.3活塞的材料</p><p>　　液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用45號(hào)鋼。</p><p>　　3.8.4活塞的技術(shù)要求</p>&

66、lt;p>　　a. 活塞外徑D對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。</p><p>　　b. 端面T對(duì)內(nèi)孔軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。</p><p>　　c. 外徑D的圓柱度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。</p><p><b>　　圖3.3 活塞</b></p><p>　　3.9活塞桿

67、結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.9.1端部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　3.9.2端部尺寸</b></p><p>　　如圖

68、，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖。查表11-148，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑螺距-螺紋長(zhǎng)=。</p><p>　　圖3.2 螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖</p><p>　　3.9.3活塞桿結(jié)構(gòu)</p><p>　　活塞桿有實(shí)心和空心兩種，如下圖。實(shí)心活塞桿的材料為35、45號(hào)鋼；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用45號(hào)鋼。</p><p>

69、;　　圖3.3 空心活塞桿 圖3.4 實(shí)心活塞桿</p><p>　　3.9.4活塞桿的技術(shù)要求</p><p>　　a. 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為HB229~285，必要時(shí)，再經(jīng)過(guò)高頻淬火，硬度達(dá)HRC45~55。在這里只需調(diào)質(zhì)到HB230即可。</p><p>　　b. 活塞桿的圓度公差值，按9~11級(jí)精度選

70、取。這里取10級(jí)精度。</p><p>　　c. 活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。</p><p>　　d. 活塞桿的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.01mm。</p><p>　　e. 端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。</p><p>　　f. 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工（如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精

71、度制造）。</p><p>　　g. 活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63, 為了防止腐蝕和提高壽命，表面應(yīng)鍍以厚度約為40的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。</p><p>　　3.10活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵</p><p><b>　　3.10.1導(dǎo)向套</b></p><p>　　a. 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)<

72、/p><p>　　表3.3 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用缸蓋導(dǎo)向。</p><p><b>　　b. 導(dǎo)向套材料</b></p><p>　　導(dǎo)向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。由于選用的是和缸蓋一體的導(dǎo)向套，所以材料和缸蓋也是相同的，都選用耐磨鑄鐵。</p><p>　　c.

73、 導(dǎo)向套的技術(shù)要求</p><p>　　導(dǎo)向套的內(nèi)徑配合一般取為H8/f9，其表面粗糙度則為Ra0.63~1.25。</p><p>　　3.10.2活塞桿的密封與防塵</p><p>　　這里仍采用O型密封圈，材料選擇薄鋼片組合防塵圈，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。</p><p>　　3.11 缸蓋的材料

74、</p><p>　　液壓缸的缸蓋可選用35、45號(hào)鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。在這里選擇ZG45鑄鋼。缸蓋按9、10或11級(jí)精度選取。</p><p>　　3.12 自動(dòng)定心裝置</p><p>　　氣動(dòng)帶動(dòng)滑動(dòng)體，然后帶動(dòng)平行四邊形連桿體，氣缸上升或下降，實(shí)現(xiàn)平行四邊形連桿體松開(kāi)或擰緊。</p>&l

75、t;p>　　第4章 快速輪胎充氣機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 機(jī)架的基本尺寸的確定</p><p>　　機(jī)架是支撐及其所有附件的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)。要保證拆裝方便、安全；重量要輕，便于移動(dòng)；架子要有足夠的空間安裝。而且每個(gè)總成之間要考慮它們之間的協(xié)調(diào)關(guān)系?？紤]到這些方面的因素后要確定的一些尺寸根據(jù)這些數(shù)據(jù)，大概確定架子的長(zhǎng)高。這樣架子的地面的結(jié)構(gòu)就確定了。支撐的部件是支撐板，支撐

76、板固定在支承軸上，支承軸安裝在機(jī)架上。</p><p>　　為了使機(jī)架能夠方便移動(dòng)，須在架子上裝輪子，因此在架子的4個(gè)側(cè)面通過(guò)螺栓各連接兩個(gè)輪子，使得架子和輪子連接牢固。靠近轉(zhuǎn)盤這端安裝有鎖止裝置，使得架子在任何位置都能停止固定。</p><p>　　4.2 架子材料的選擇確定</p><p>　　架子的結(jié)構(gòu)確定后，就需要準(zhǔn)備材料，買材料時(shí)要考慮鋼材的性能，同時(shí)也要

77、考慮成本，再者還要考慮到其美觀，通過(guò)到市場(chǎng)調(diào)查分析后，臺(tái)架選用60㎜×60㎜的方鋼和50×50的角鋼組合制作。其規(guī)格如表一所示。</p><p>　　受力比較小的底架就用50㎜的角鋼制作，其他的受力大的轉(zhuǎn)架就用60㎜的方鋼制作。在轉(zhuǎn)架與支撐板的固定處需要用軸連接。</p><p>　　表5-1 鋼材的尺寸</p><p>　　5.3 主要梁的強(qiáng)度

78、校核</p><p>　　估算支撐的質(zhì)量為25㎏（250N），考慮到一些外在壓力，按照重量為600N進(jìn)行校核。支承軸160㎜，查機(jī)械工程材料 P105頁(yè)表5-2得，Q235鋼材的屈服強(qiáng)度σ b =375～460MPa，取σ b=375 MP a</p><p>　　解：和軸一樣建立如圖所示的坐標(biāo)系。</p><p>　　以軸心為x軸，垂直上平面的直線為y軸，一端點(diǎn)為

79、圓點(diǎn)建立如圖6.1所示的平面直角坐標(biāo)系。</p><p>　　因?yàn)椋篎RD =600N ，把RDE從D點(diǎn)移到E后的受力情況如圖6.1所示。</p><p><b>　　圖5.1</b></p><p>　　得到一個(gè)F和一個(gè)力矩M=Fab×Lbe=600×0.300N·M=180 N·m</p>

80、<p>　　計(jì)算軸的集慣性矩Ip和抗彎截面系數(shù)Wz，因?yàn)椴牧虾洼S的是一樣的，</p><p>　　所以σ b=375 MP a , </p><p>　　Ip=∫y2dA =10.16cm4; W= Ip/y max=6773.6884×10--6m3 </p><p><b>　　所以</b></p>&

81、lt;p>　　σ max= M max / W=180/（6773.69×10--6）P a=0.26MP a</p><p>　　也設(shè)安全系數(shù)：K=5</p><p>　　故：K×σ max=5×0.26MP a=1.5 MP a﹤σ b=375 MP a</p><p>　　因此：也可以做出結(jié)論轉(zhuǎn)架在安全系數(shù)為5的情況下也是安

82、全的。</p><p>　　所以可以進(jìn)行制作。解：以軸心為x軸，垂直上平面的直線為y軸，一端點(diǎn)為圓點(diǎn)建立如圖2.2.1所示的平面直角坐標(biāo)系。軸的受力分析。軸的軸心受力簡(jiǎn)圖如圖2.2.1-b所示。通過(guò)受力圖可以明顯看出軸的最大彎矩是在BE點(diǎn)之間。</p><p>　　把F從C點(diǎn)移到B 后的受力情況如圖2.2.1- b 所示。</p><p>　　得到一個(gè)F和一個(gè)力矩

83、M=F×Lbe=600×0.3N·M=180 N·m</p><p>　　因?yàn)椋篎ba+Fde=2F=1200N</p><p>　　由于軸的受力完全對(duì)稱，故Fba=Fde=F=600N</p><p>　　B點(diǎn)和F點(diǎn)的彎矩為：MB=WF=Fba×Lde+M=600×0.01+180 N·m=60

84、1.8N·m </p><p>　　受力情況如圖2.2.1所示. </p><p>　　計(jì)算軸的極慣性矩Ip 和抗彎截面系數(shù)Wz因?yàn)椴牧虾洼S的是一樣的，所以σ b=375 MP a , </p><p>　　Ip=∫y2dA =10.16cm4; W= Ip/y max=6773.6884×10--6m3 </p><p>

85、;<b>　　所以</b></p><p>　　σ max= M max / W=305/（6773.69×10--6）P a=0.45MP a</p><p>　　也設(shè)安全系數(shù)：K=5</p><p>　　故：K×σ max=5×0.45 MP a=2.25 MP a﹤σ b=375 MP a</p>

86、<p>　　因此：也可以做出結(jié)論轉(zhuǎn)架在安全系數(shù)為5的情況下也是安全的。</p><p><b>　　所以可以進(jìn)行制作。</b></p><p>　　第5章 快速輪胎充氣機(jī)電路控制設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　總體設(shè)計(jì)思路[1]：首先由壓力傳感器將檢測(cè)到的車輪胎內(nèi)部的當(dāng)前

87、氣壓參數(shù)， 傳輸?shù)侥?數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832的一路模擬信號(hào)通道，轉(zhuǎn)換出八路數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)AT89S52，接著單片機(jī)把計(jì)算氣壓值送給LCD1602并讓它顯示當(dāng)前氣壓值。然后鍵盤輸入我們需要的氣壓值，經(jīng)單片機(jī)AT89S52鍵盤掃描程序讀出鍵值，并在LCD1602上顯示出來(lái)，接著通過(guò)控制核心(單片機(jī))比較當(dāng)前氣壓值與輸入的氣壓值：如果輸入值大于當(dāng)前氣壓值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制命令驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，開(kāi)始充氣，在充氣的同時(shí)繼續(xù)對(duì)氣壓進(jìn)行采樣，

88、當(dāng)兩個(gè)值相等時(shí)，中斷驅(qū)動(dòng)電路，停止充氣；而如果當(dāng)前氣壓值大于輸入值時(shí)，單片機(jī)發(fā)送控制命令到電磁閥驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)通電磁閥，放氣開(kāi)始，與此同時(shí)仍然進(jìn)行氣壓采樣，當(dāng)兩值相等時(shí)，電磁閥斷開(kāi)，停止放氣。在夜間，特別是在有車輛行駛的路邊加氣時(shí)，我們有照明燈和警示燈，通過(guò)特殊功能鍵可使照明燈發(fā)光工作或警示燈發(fā)出警示信號(hào)，給使用者的操作帶來(lái)方便，避免發(fā)生交通事故。</p><p>　　5.2 總體設(shè)計(jì)流程</p>&l

89、t;p>　　本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心，對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。將掃描到的鍵盤輸入值在LCD1602上顯示，并運(yùn)用ADC0832對(duì)氣壓傳感器采集到的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。同時(shí)用LCD1602來(lái)顯示外部采集到的氣壓值。如果檢測(cè)到的氣壓值小于設(shè)定的氣壓值，則單片機(jī)控制充氣工作，若檢測(cè)到的氣壓值大于設(shè)定的氣壓值，則TLV5616對(duì)單片機(jī)處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換再將轉(zhuǎn)換好的模擬信號(hào)傳送給電磁閥，

90、電磁閥隨著放氣的進(jìn)行，電磁閥的閥門慢慢變小，放氣的速度也隨著減慢，這樣可以減小誤差。系統(tǒng)的總流程圖如圖2-1所示</p><p>　　圖2-1 總體流程圖</p><p>　　5.3 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　方案一：采用AT89S52 8位單片機(jī)</p><p>　　AT89S52[3]是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性

91、能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS－51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89S52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　AT89S52有

92、40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89S52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。</p><p>　　AT89S52主要功能特性：</p><p>　　1、兼容MCS51指令

93、系統(tǒng) </p><p>　　2、8k可反復(fù)擦寫(>1000次)Flash ROM</p><p>　　3、32個(gè)雙向I/O口等。</p><p>　　此單片機(jī)是小型電子產(chǎn)品普遍采用的微控芯片，性價(jià)比高。在控制領(lǐng)域應(yīng)用也比較普遍。</p><p>　　方案二：采用高檔高位機(jī)——凌陽(yáng)的61單片機(jī)</p&g

94、t;<p>　　凌陽(yáng)的16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。它的CPU內(nèi)核采用凌陽(yáng)最新推出的μ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱μ’nSP?）。圍繞μ’nSP?所形成的16位μ’nSP?系列單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱μ’nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以μ’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。</p

95、><p><b>　　具有以下等性能 ：</b></p><p>　?、?16位μ’nSP?微處理器； </p><p>　?、诠ぷ麟妷?CPU) VDD為2.4~3.6V (I/O) VDDH為2.4~5.5V </p><p>　?、?CPU時(shí)鐘：0.32MHz~49.152MHz ； </p><p

96、>　?、?內(nèi)置2K字SRAM；內(nèi)置32K FLASH；</p><p>　　⑤使用凌陽(yáng)音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)；</p><p>　?、?32位通用可編程輸入/輸出端口；</p><p>　?、?7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器； </p><p>　　此

97、類單片機(jī)功能更強(qiáng)，但是價(jià)格比較昂貴。</p><p>　　綜合本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的各部分功能！僅需一片AT89S52單片機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)的需要，因此采用AT89S52作為主控芯片。</p><p>　　為了使電路更加緊湊，外部引線更加少，需合理設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的原理圖[2]，以便硬件規(guī)劃與設(shè)計(jì)。硬件總電路圖如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1 硬件總體布局</

98、p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的控制核心是AT89S52，因此對(duì)單片機(jī)的資源要合理分配與利用。</p><p>　　單片機(jī)的IO口資源分配。</p><p>　　表3-1 IO口分配</p><p>　　在自動(dòng)充氣機(jī)中的各個(gè)部分，并不是每一個(gè)部分都用到了單片機(jī)的控制。由于本文研究的是單片機(jī)在自動(dòng)充氣機(jī)中應(yīng)用，因此，對(duì)于沒(méi)有用到單片機(jī)的部分就不做過(guò)多的闡

99、述，主要針對(duì)有用到單片機(jī)的重要部分做詳細(xì)地闡述。在自動(dòng)充氣機(jī)中的氣壓檢測(cè)及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊和照明報(bào)警模塊都是由單片機(jī)來(lái)控制，下面將對(duì)這四個(gè)模塊的設(shè)計(jì)做詳細(xì)介紹。</p><p>　　5.4 氣壓檢測(cè)及A/D、D/A模塊的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.4.1氣壓檢測(cè)</b></p><p>　　通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)輪胎當(dāng)

100、前的氣壓參數(shù)并經(jīng)由ADC0832傳給單片機(jī)，由單片機(jī)給LCD1602送數(shù)據(jù)，讓其顯示當(dāng)前的輪胎氣壓值。</p><p><b>　　5.4.2方案選擇</b></p><p>　　方案一：采用ADC0809</p><p>　　8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位，采樣頻率，數(shù)據(jù)并行傳輸，可對(duì)8路信號(hào)進(jìn)行分時(shí)采樣。多用于對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行采樣的設(shè)計(jì)中

101、。軟件編程比較簡(jiǎn)單，ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，因此對(duì)它的硬件接線比較麻煩，同時(shí)也會(huì)加大硬件設(shè)計(jì)難度。</p><p>　　方案二：采用ADC0832 </p><p>　　ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5V之間。8位2路AD轉(zhuǎn)換器即8位分辨

102、率、采樣頻率、數(shù)據(jù)串行傳輸。此轉(zhuǎn)換器一般用于對(duì)少數(shù)信號(hào)進(jìn)行采樣的電路中。外部只有8個(gè)引腳，連線簡(jiǎn)單方便，但是相對(duì)而言軟件編程稍微復(fù)雜一點(diǎn)。</p><p>　　方案三：采用TLV5616 12位轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　TLV5616是一個(gè)12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），帶有靈活的4線串行接口，可以無(wú)縫連接TMS320、SPI、QSPI和Microwire串行口。數(shù)字電源和模擬電源

103、分別供電，電壓范圍2.7～5.5V。輸出緩沖是2倍增益rail-to-rail輸出放大器，輸出放大器是AB類以提高穩(wěn)定性和減少建立時(shí)間。rail-to-rail輸出和關(guān)電方式非常適宜單電源、電池供電應(yīng)用。通過(guò)控制字可以優(yōu)化建立時(shí)間和功耗比。精度高，數(shù)據(jù)是串行傳輸?shù)摹Ｖ挥?個(gè)引腳便于接線，軟件編程簡(jiǎn)單。</p><p>　　方案四：采用DAC0832 8位轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　DA

104、C0832是采樣頻率為八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。數(shù)據(jù)是進(jìn)行并行傳輸，是以電流的形式輸出。有14個(gè)引腳，硬件連線較煩。軟件編程簡(jiǎn)單。但是使用它并需外加外部轉(zhuǎn)換電路將電流轉(zhuǎn)換成電壓。</p><p>　　從軟件和硬件制作的角度考慮，采用8引腳的ADC0832對(duì)采集到的氣壓值

105、進(jìn)行AD轉(zhuǎn)化。采用TLV5616對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)化。</p><p>　　5.4.3電路設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，目前已經(jīng)有很高的普及率。學(xué)習(xí)并使用ADC083可以使我們了解A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們對(duì)單片機(jī)技術(shù)水平的提高。 </p

106、><p>　　1、ADC0832 具有以下5個(gè)特點(diǎn)：</p><p><b>　　· 8位分辨率； </b></p><p>　　· 雙通道A/D轉(zhuǎn)換；</p><p>　　· 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； </p><p>　　· 5V電源供電時(shí)輸入

107、電壓在0～5V之間； </p><p>　　· 工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS； </p><p>　　其引腳電路圖如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 ADC0832引腳圖</p><p>　　芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，

108、使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易地實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 </p><p>　　正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI（如圖4-1）。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效且與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 </p><p>　　當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端

109、應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片處于禁用狀態(tài)，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下降沿之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第2、3個(gè)脈沖下降沿之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。當(dāng)此2位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0進(jìn)行

110、單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)脈沖的下降沿之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)脈沖的下降沿開(kāi)始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈

111、沖的下降沿DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，我們只用到了一個(gè)CH0轉(zhuǎn)換口。故本設(shè)計(jì)的DO/DI兩端口的數(shù)據(jù)應(yīng)為“1”、“0”。分別用P2.1和P2.2口控制。</p><p>　　CPU向TLV5616發(fā)送的串行數(shù)據(jù)每幀為16位，其中高4位為控制位，低12位為轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，高位在前，低位在后。VREF為參考電壓輸入端（

112、系統(tǒng)中接運(yùn)放1的輸出），VOUT是電壓輸出端。片內(nèi)有一個(gè)2倍的輸出放大器，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為：</p><p>　　VOUT＝2×VREF×Di／4096　</p><p>　　VREF參考電壓的范圍為0V-3.5V。所以我在設(shè)計(jì)時(shí)參考電壓的選擇是外接一個(gè)上拉電阻可選電壓為0V-5V。這樣可以方便選擇參考電壓。為硬件調(diào)試打下好的基礎(chǔ)。其與單片機(jī)的接口如圖4-2所示。</

113、p><p>　　圖 4-2 TLV5616引腳接線</p><p><b>　　5.5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.5.1 A/D模塊軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　A/D模塊的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3 AD轉(zhuǎn)換流程</p><p&

114、gt;<b>　　其程序[5]如下:</b></p><p>　　uchar adc0832(uchar channel) //讀ADC0832函數(shù),采集并返回</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint dat2=0;</p><p>　　uchar ndat=0,i

115、=0,j;</p><p>　　if(channel==0)channel=2; </p><p>　　if(channel==1)channel=3; //通道選擇.</p><p>　　AD_CS=0;_nop_(); //拉低CS端，AD片選</p><p>　　DI=1;_nop_(); //在第一個(gè)脈沖下降之前 DI

116、必須是高電平,表示啟始信號(hào)</p><p>　　SCK=1;_nop_(); SCK=0;_nop_();SCK=1; </p><p>　　DI=channel&0x1;_nop_();//在第二和第三個(gè)脈沖下降之前 DI 輸入兩位表示通道</p><p>　　SCK=0;_nop_(); SCK=1;

117、 </p><p>　　DI=(channel>>1)&0x1;_nop_(); </p><p>　　SCK=0; //寫命令完成,DI失去輸入作用</p><p>　　DI=1;_nop_(); </p><p><b>　　dat2

118、=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++) //讀出8字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　dat2|=DO;</b></p><p>　　SCK=1;_nop_();SCK=0;_nop_();&l

119、t;/p><p><b>　　dat2<<=1;</b></p><p>　　if(i==7)dat2|=DO;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b&

120、gt;</p><p><b>　　j=0;</b></p><p><b>　　j=j|DO;</b></p><p>　　SCK=1;_nop_();SCK=0;_nop_(); </p><p><b>　　j=j<<7;</b></p><

121、;p>　　ndat=ndat|j;</p><p>　　if(i<7)ndat>>=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　AD_CS=1;</b></p><p><b>　　SCK=0;</b></p>

122、<p><b>　　DO=1;</b></p><p><b>　　dat2<<=8;</b></p><p>　　dat2|=ndat;</p><p>　　return(dat2); //返回?cái)?shù)據(jù)</p><p><b>　　}<

123、/b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理過(guò)程是用采樣兩次數(shù)據(jù)對(duì)比的方法。第一次數(shù)據(jù)采集是使用正向存儲(chǔ)的方式，就是高位在前低位在后。而第二次則是反向存儲(chǔ)的方法。低位在前，高位在后，所以在做數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，必須把第二次數(shù)據(jù)反過(guò)來(lái)。當(dāng)測(cè)得的兩次數(shù)值是一樣的時(shí)候，則返回?cái)?shù)值，若不一樣則再次進(jìn)行測(cè)試。這樣就保證了測(cè)得的值的準(zhǔn)確性。</p><p>　　5.5.2 D/A模塊軟件設(shè)計(jì)<