雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置設(shè)計【含cad圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　題 目 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置設(shè)計說明書 </p><p>　　系 別 機(jī)械工程系 　 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù) </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 　 </p><p>　　學(xué) 號 年級 2011級 </p><p>　　指導(dǎo)教師 　 </p><p>　　二0一五 年 六 月 一 日</p><p><b&

3、gt;　　摘 要</b></p><p>　　當(dāng)今社會，機(jī)械工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步離不開機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)對設(shè)備的安

4、全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，充分考慮到在設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國內(nèi)雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 </p><p>　　本次設(shè)計是關(guān)于雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計，通過對傳統(tǒng)的雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化

5、，使得此種類型的雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置結(jié)構(gòu)的使用范圍更廣泛，更加靈活，并且對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置；結(jié)構(gòu)；效率；參考</p><p><b>　　absraote</b></p><p>　　The inverted pendulum is a

6、 typical high order system, with multi- variable, non-linear,  </p><p>　　strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is 

7、representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively&

8、#160;reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of d

9、ouble inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a

10、60;control design to double inverted pendulum on the mathematical model</p><p>　　Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for mi

11、nced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food con

12、sisting mainly of minced required.</p><p>　　Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2<

13、;/b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第一章 引言2</b></p><p>　　1.1課題的研究背景和意義2</p><p>　　1.2雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的國內(nèi)外研究概況2</p><p>　　1.3雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的工作原理2<

14、;/p><p>　　第二章 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的總體設(shè)計2</p><p>　　2.1 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的方案布局圖2</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)的設(shè)計2</p><p>　　2.3 該實驗裝置的實驗步驟2</p><p>　　第三章 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置設(shè)計2</p>

15、<p>　　3.1直流電機(jī)的工作原理及選型計算2</p><p>　　3.1.1直流電機(jī)的工作原理2</p><p>　　3.1.2直流電機(jī)的選型計算2</p><p>　　3.2圓盤的工作原理及作用2</p><p>　　3.2.1圓盤的工作原理2</p><p>　　3.2.2圓盤的作用2&

16、lt;/p><p>　　3.3軸承的選擇計算2</p><p>　　3.4轉(zhuǎn)動軸的選擇計算2</p><p>　　第四章 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的三維建模2</p><p>　　4.1 軸承座的三維建模2</p><p>　　4.2 臺體的三維建模2</p><p>　　4.3 雙跨柔性轉(zhuǎn)子

17、實驗裝置的三維建模 2</p><p>　　第五章 三維軟件設(shè)計總結(jié)2</p><p><b>　　結(jié)論28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)2</b></p><p><b>

18、;　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景和意義</p><p>　　由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利

19、于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多

20、幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減</p><p>　　大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操

21、作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時間之前和

22、之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展

23、知識</p><p>　　1.2 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的國內(nèi)外研究概況</p><p>　　早在60年代人們就開始了對雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的研究，1966年Schaefer和Cannon應(yīng)用Bang-Bang控制理論，將一個曲軸穩(wěn)定于倒立位置。在60年代后期，作為一個典型的不穩(wěn)定、嚴(yán)重非線性證例提出了雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的概念，并用其檢驗控制方法對不穩(wěn)定、非線性和快速性系統(tǒng)的控制能力，受到

24、世界各國許多科學(xué)家的重視，從而用不同的控制方法控制不同類型的雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置，成為具有挑戰(zhàn)性的課題之一。1975年采用最優(yōu)控制和狀態(tài)重構(gòu)完成對一級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的穩(wěn)定控制，1978年采用微機(jī)處理實現(xiàn)了二級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的控制，1983年實現(xiàn)了雙電機(jī)三級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的穩(wěn)定控制，國內(nèi)雖然從80年代才開始對雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置進(jìn)行研究，但成效頗豐，1982年西安交通大學(xué)采用最優(yōu)控制和降維觀測器完成二級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝

25、置的研究和控制，1983年國防科技大學(xué)完 成一級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的研究控制，1988年徐紅兵等采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法實現(xiàn)二級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的穩(wěn)定性控制，1995張明廉等應(yīng)用智能控制理論完成三級雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的研究控制，2001年9月北京師范大</p><p>　　1.3 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的工作原理</p><p>　　柔性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速試驗臺主要是為了完成轉(zhuǎn)子

26、系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速測量、軸心軌跡測量和油膜渦動實驗。轉(zhuǎn)子在某些轉(zhuǎn)速或其附近運(yùn)轉(zhuǎn)時，將引起劇烈的橫向彎曲振動，甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)軸和軸承 的破壞，而當(dāng)轉(zhuǎn)速在這些轉(zhuǎn)速的一定范圍之外時，運(yùn)轉(zhuǎn)趨于平穩(wěn)，這些引起劇烈振動的特定 轉(zhuǎn)速稱為該轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。 柔性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的測定裝置主要包括模擬實驗臺和數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)兩部分。模擬實驗臺主要是由電機(jī)，轉(zhuǎn)子和支撐，轉(zhuǎn)子由等直徑軸和若干轉(zhuǎn)盤組成，轉(zhuǎn)盤在軸上的位 置可以改變，轉(zhuǎn)軸的直徑為，轉(zhuǎn)盤分為兩種規(guī)格，轉(zhuǎn)子

27、轉(zhuǎn)速的變化通過串激電機(jī)改變電壓實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)主要是模擬臺調(diào)速器，前置適配器 GDZZ_150，兩個非接觸渦流式位移傳感器，光電轉(zhuǎn)速傳感器，信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集接口箱 AZ016G 組成。</p><p>　　第二章 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的總體設(shè)計</p><p>　　2.1 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的方案布局圖</p><p>　　本次設(shè)計的題目是雙跨柔

28、性轉(zhuǎn)子實驗裝置的設(shè)計，實驗臺由電機(jī)、兩根軸、軸承、質(zhì)量盤等等組成，其據(jù)圖方案布局圖如下：</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　本實驗將采用振動及動態(tài)信號采集分析系統(tǒng) CRAS V6.1 中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動狀態(tài)監(jiān)測和 分析軟件包 VmCras 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理。</p><p>　　測定柔性轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速， 可以通過旋轉(zhuǎn)機(jī)械振

29、動狀態(tài)監(jiān)測和分析軟件VmCras 所測得的軸心軌跡圖或波特圖得出。 通過將兩個渦流傳感器分別置于軸某一截面相互垂直的兩個方向上，把兩個方向上的振動信號分別輸入信號分析儀的 X 軸和 Y 軸，由此測得轉(zhuǎn)子的渦 動運(yùn)動，這種渦動運(yùn)動的軌跡稱為軸心軌跡。轉(zhuǎn)子的軸心軌跡一般近似為橢圓，當(dāng)轉(zhuǎn)子通過 臨界轉(zhuǎn)速時，橢圓迅速變大，橢圓軸線方向迅速改變；通過臨界轉(zhuǎn)速后，橢圓又縮小。波特 圖反映了轉(zhuǎn)子振幅和相位隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，如圖 2 所示。由波特圖可以

30、看出，轉(zhuǎn)子通過臨 界轉(zhuǎn)速時，振幅迅速變大，相位迅速改變；通過臨界轉(zhuǎn)速后振幅迅速變小。</p><p>　　2.3 該實驗裝置的實驗步驟</p><p>　　該實驗裝置的具體實驗步驟為：</p><p>　　1、實驗前查閱柔性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的相關(guān)資料，預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書中相關(guān)內(nèi)容，對柔性轉(zhuǎn)子的 臨界轉(zhuǎn)速有初步的了解。</p><p>　　2、熟悉實驗

31、所用設(shè)備和儀器，按照實驗指導(dǎo)書中相關(guān)介紹連線組建實驗系統(tǒng)，接線要認(rèn)真 仔細(xì)。接線完成后，對照實驗指導(dǎo)書檢查線路是否正確，在此期間不得開啟電源。 </p><p>　　3、移開實驗臺上兩個轉(zhuǎn)子的支撐件，檢查軸、轉(zhuǎn)子及軸承是否良好。實驗前為保證軸承正 常工作，需要在螺釘孔滴入適量潤滑油。 </p><p>　　4、打開數(shù)據(jù)采集接口箱、前置適配器、信號調(diào)理器電源，檢查各設(shè)備是否正常工作，預(yù)熱 十

32、分鐘。 </p><p>　　5、開啟微機(jī)，運(yùn)行 CRAS V6.1 軟件，進(jìn)入振動及動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)界面，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)機(jī) 械振動監(jiān)示及診斷軟件包 VmCras，進(jìn)入臨界轉(zhuǎn)速實驗子系統(tǒng)。第三章雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置設(shè)計</p><p>　　3.1直流電機(jī)的工作原理及選型計算</p><p>　　3.1.1直流電機(jī)的工作原理</p><p>　

33、　在此次的雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們采用直流電機(jī)驅(qū)動，并且直流電機(jī)也是一種最常用的電機(jī)，在各行各業(yè)中得到廣泛的使用。直流電動機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機(jī)相似，其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以直流電動機(jī)又稱兩個 電動機(jī)。直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使 電動機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性，無

34、“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電動機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小個特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)子做得細(xì)長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子，空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。直流電動機(jī)在沒有控制電壓時，定

35、子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子靜止不動。當(dāng)有控制電壓時，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，</p><p>　　3.1.2直流電機(jī)的選型計算</p><p>　　已知整個雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的結(jié)構(gòu)中，電機(jī)所受到的負(fù)載來自通過轉(zhuǎn)動軸上各個零件的重力，圓盤的轉(zhuǎn)動慣量以及各方面的摩擦力，在這里，我們?nèi)】傊亓繛?0Kg，轉(zhuǎn)動速度為1~2r/min。即：&l

36、t;/p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計由于為了該機(jī)構(gòu)的方便使用，我們選擇直流電機(jī)驅(qū)動，直流電機(jī)的型號是92BL-A類型的。具體的電機(jī)設(shè)計計算如下：</p><p>　　1）直流電機(jī)設(shè)計計算</p><p><b>　　1、確定運(yùn)行時間</b></p><p><b>　　本次設(shè)計加速時間 </b></

37、p><p>　　負(fù)載速度（m/min）</p><p>　　有速度可知每秒移動50mm，</p><p><b>　　2.電機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　式中：</b></p>&

38、lt;p>　　TL為 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；</p><p><b>　　為摩擦系數(shù);</b></p><p>　　PB為 電機(jī)的機(jī)械效率;</p><p><b>　　4.負(fù)載慣量</b></p><p><b>　　左右水平運(yùn)動</b></p><p&g

39、t;<b>　　電機(jī)的負(fù)載慣量為：</b></p><p><b>　　總慣量為：</b></p><p><b>　　5.電機(jī)轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　啟動轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　必須轉(zhuǎn)矩；</b>

40、</p><p>　　S為安全系數(shù)，這里取1.0</p><p>　　根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流電機(jī)型號為92BL-A，采用直流電源驅(qū)動，根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下：</p><p>　　根據(jù)計算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用直流電機(jī)的具體型號為92BL-4030H1-LK-B，電機(jī)額定功率為0.3KW，額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.6N.

41、m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。</p><p>　　3.2圓盤的工作原理及作用</p><p>　　3.2.1圓盤的工作原理</p><p>　　圓盤，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，圓盤是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于圓盤與電動機(jī)同軸，電動

42、機(jī)旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90旱牧鉸仿齔逍藕擰，根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。</p><p><b>　　1.1增量式

43、編碼器</b></p><p>　　增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差為每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。</p><p><b>　　1.2絕對式編碼器</b></p&g

44、t;<p>　　絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，

45、碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的絕對編碼器產(chǎn)品。絕對式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（葛萊碼）方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測絕對位置。編碼的設(shè)計可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是：</p><p>　　1.

46、 可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值；</p><p>　　2. 沒有累積誤差；</p><p>　　3. 電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來決定的，也就是精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。</p><p>　　3.2.2圓盤的作用</p><p>　　測量角位移的數(shù)字編碼器。它具有分辨能力強(qiáng)、測量精度高和工作可靠等

47、優(yōu)點(diǎn)，是測量軸轉(zhuǎn)角位置的一種最常用的位移傳感器。碼盤分為絕對式編碼器和增量編碼器兩種，前者能直接給出與角位置相對應(yīng)的數(shù)字碼；后者利用計算系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)碼盤產(chǎn)生的脈沖增量針對某個基準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行加減以求得角位移。光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由碼盤（光柵盤）和光電檢測裝置組成。碼盤（光柵盤）是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于圓盤與電動機(jī)同軸，

48、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，碼盤（光柵盤）與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈沖信號。 </p><p>　　3.3軸承的選擇計算</p><p>　　根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命16×365×8

49、=48720小時；</p><p>　　（1）已知nⅡ=458.2r/min 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N；</p><p>　　初先兩軸承為深溝球軸承6205型。</p><p>　　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；</p><p>　

50、　(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0  故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端</p><p>　　FA1=FS1=315.1N   FA2=FS2=315.1N；</p><p><b>　　(3)計算當(dāng)量載荷</b></p><p>　　P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取f P=1

51、.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得</p><p>　　P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N； </p><p>　　P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N； </p><p><b>　　(4)軸承壽命

52、計算</b></p><p>　　∵P1=P2故取P=750.3N； </p><p>　　∵深溝球軸承 ε=3； </p><p>　　3.4轉(zhuǎn)動軸的選擇計算</p><p>　　軸是組成機(jī)械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動傳動轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運(yùn)動，并通過軸承與機(jī)座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一

53、個組合體—軸系部件，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。 </p><p>　　由于振動輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設(shè)計的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設(shè)計好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設(shè)計是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，校核彎曲強(qiáng)度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強(qiáng)度、剛度、和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經(jīng)

54、濟(jì)合理，通過設(shè)計計算來選擇軸的材料，選用最常見的45#鋼作為軸的材料,且其需用切應(yīng)力為40MPa</p><p>　　軸與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設(shè)計成階梯軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的材料選用45

55、號鋼，為保證其力學(xué)性能，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。</p><p>　　1、初步計算軸的直徑</p><p>　　按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑，寫成設(shè)計公式，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設(shè)計公式得=32.26mm。考慮到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應(yīng)適當(dāng)增加軸徑以補(bǔ)償鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱。取軸的直徑d為40mm，即最右端裝帶輪處的直徑為40

56、mm。裝有密封元件和滾動軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸保持一致。軸上兩個支點(diǎn)的軸承，應(yīng)盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應(yīng)具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取5—10mm，這里軸肩出的直徑差選擇5mm，然后協(xié)調(diào)各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機(jī)構(gòu)的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。</p><p>

57、;　　軸的強(qiáng)度計算一般可分為三種：</p><p>　　1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計算；</p><p>　　2）按彎扭合成強(qiáng)度計算；</p><p>　　3）精確強(qiáng)度校核計算。</p><p>　　當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點(diǎn)及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算。作用在軸上的載荷

58、一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計中的帶傳動對軸的力，其作用點(diǎn)取在輪緣寬度的中點(diǎn)。計算時，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點(diǎn)梁，一般軸的支點(diǎn)近似取為軸承寬度中點(diǎn)。</p><p>　　由于本設(shè)計所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。</p><p>　　左端的作用力包

59、括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)圓錐篩為實心，對軸的作用力取其重力的。

60、 篩的材料為不銹鋼，密度是=

61、7.38㎏/,錐篩大端直徑為D=，小端直徑是d=360，H=1140，h=510，所以錐篩的體積</p><p><b>　　即0.2;</b></p><p><b>　　所以,篩的重力約為</b></p><p>　　故取G==3846.5N。</p><p>　　軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計的，所

62、以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不超過許用彎曲應(yīng)力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的

63、支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，??；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，取；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。</p><p>　　是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；</p><p>　　是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；</p><p>　　是材料在脈動循環(huán)應(yīng)力

64、狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；</p><p>　　在錐篩的設(shè)計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應(yīng)滿足 下列條件：</p><p><b>　　或</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)；</p><p>　　軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。</p>

65、<p>　　第四章 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的三維建模</p><p>　　4.1 軸承座的三維建模</p><p>　　4.2 臺體的三維建模</p><p>　　4.3 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的三維建模</p><p><b>　　三維軟件設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　通過本次設(shè)計

66、，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為AutoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機(jī)

67、應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。</p><p>　　學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可

68、以設(shè)置該復(fù)合物的活動范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因為一旦設(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對位置、表面，然后按

69、主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選</p><p>　　由于

70、該零件的設(shè)計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。</p><p>　　一個完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個方面。</p><p>　　一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。</p><p>　　尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置<

71、;/p><p>　　技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。</p><p>　　標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。</p><p>　　單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計工作。&

72、lt;/p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度。本文所設(shè)計的是雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地

73、了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)

74、師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡

75、的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的設(shè)計的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。</p>&

76、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張福學(xué)編著.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。</p><p>　　[2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。</p><p>　　[3]張利平著. 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置機(jī)電控制技術(shù)速查手冊.

77、 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。</p><p>　　[4]李寶仁著.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的研究和演變. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9。</p><p>　　[5]宋學(xué)義著. 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置在現(xiàn)實中的應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。</p><p>　　[6]陳奎生著.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的種類和原理 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，200

78、8.5。</p><p>　　[7]SMC（中國）有限公司. 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置器的發(fā)展歷史. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10</p><p>　　[8]徐文燦著. 雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的設(shè)計. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。</p><p>　　[9]曾孔庚.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的發(fā)展趨勢. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。</p><p>

79、;　　[10]壽慶豐.一種新型多功能電動雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置控制器. 機(jī)械設(shè)計1999年第3期，第3卷。</p><p>　　[11]高微,楊中平,趙榮飛等.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置控制優(yōu)化設(shè)計. 機(jī)械設(shè)計與制造2006.1。</p><p>　　[12]孫兵,趙斌,施永輝.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置控制器的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　[13]馬光,申桂

80、英.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。</p><p>　　[14]李如松.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。</p><p>　　[15]李明.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的設(shè)計.制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期。</p><p>　　[16]李杜莉，武洪恩，劉志海.雙跨柔性轉(zhuǎn)子實驗裝置的分析.

81、煤礦機(jī)械2007年2月</p><p>　　[17]成大先主編.機(jī)械設(shè)計手冊（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994。</p><p>　　[18]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space.