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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 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2016 年 04 月 24 日 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 老齡化社會(huì)的壓力越來越大 項(xiàng)目對社會(huì)老齡化和老年人的照顧更多的婦女 沒有電梯的建筑 樓梯的功能和設(shè)計(jì)的電動(dòng)輪椅 從而提高老年人的生活質(zhì) 量 本次設(shè)計(jì)主要針對一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 首先 通 過結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)輪椅的樓梯 在分析的基礎(chǔ)上 對整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要技術(shù) 參數(shù) 并選擇 然后對主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制 最終實(shí)現(xiàn)AutoCAD圖紙 通過軟件實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)輪椅上的裝配圖和主要零件的設(shè)計(jì)過程 包括數(shù)據(jù)的計(jì) 算 如發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 購買選擇 環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用 系統(tǒng)的發(fā)展 通過設(shè)計(jì)和大學(xué)知識(shí)的鞏固 如機(jī)械工程 力學(xué) 機(jī)械原理 機(jī)械公差和互 換性理論 掌握常用的機(jī)械設(shè)計(jì)CAD軟件 可以為今后的工作和生活中有著重 要的意義 關(guān)鍵詞 電動(dòng) 爬樓 輪椅 行星輪 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 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 總體類型選擇 5 2 1 1 設(shè)計(jì)要求 5 2 1 2 類型選擇 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 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 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生活上的方便 隨著生活水平的提升 無 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)正朝著三星輪 智能化的方向發(fā)展 其中不乏涵蓋了一些具有視覺或語音控 制的智能輪椅 但是就我國的現(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)狀況都不甚樂觀 對于那些功能繁多卻價(jià)格昂貴的爬樓梯輪椅 并不具 備購買能力 因此研發(fā)一款體積小巧 操作簡單 價(jià)格低廉的自動(dòng)爬樓梯輪椅 更符合我國對自動(dòng)爬樓梯的市場需求 具有一定的社會(huì)價(jià)值 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 樓梯裝置的研究有著悠久的歷史 在 19 世紀(jì) 90 年代 已經(jīng)證明了這種專 利 此后 美國 英國 日本和德國等發(fā)達(dá)國家的沖擊開始在這一領(lǐng)域的發(fā)展 通過不斷努力 但也取得了一些成績 但是 由于起步較早 他們在這方面的 技術(shù)比較成熟 有這些產(chǎn)品的現(xiàn)有產(chǎn)品 但仍有許多錯(cuò)誤 還沒有一個(gè)這樣的 設(shè)備在中國開始研究 近年來也取得了一些成績 但距離成熟的產(chǎn)品還有很長 的路要走 現(xiàn)有的爬樓梯爬樓裝置不同 分為履帶式 星形輪 腿 腳和復(fù)合樓梯裝 置有自己的優(yōu)勢 但也存在一些缺陷 1 2 1 履帶式 履帶式爬樓梯裝置的廣泛應(yīng)用 其原理很簡單 有幾個(gè)成熟的產(chǎn)品出現(xiàn) 在法國相對眾所周知 公司開發(fā)的龍蝦 421 8 型 如圖 8 1 2 1a 結(jié)構(gòu)有關(guān) 的地面和樓梯的電動(dòng)輪椅機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合的和平機(jī)制 后輪驅(qū)動(dòng) 履帶 履帶式 爬樓梯機(jī)制下降 在某個(gè)角度和爬樓梯輪椅乘客可以調(diào)整 所以仍然在一個(gè)相 對舒適的狀態(tài) 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 法國悍馬 H8 b T09 ROBY 圖 1 2 1 履帶式爬樓裝置 履帶式爬樓梯機(jī)制 如良好的牽引力和持續(xù)向上和向下 重心穩(wěn)定 安全 可靠 但其尺寸 重量和噪音也越大 1 2 2 星輪式 運(yùn)輸輪的當(dāng)?shù)亟M織中最大的外國爬樓梯裝置的設(shè)計(jì) 通常也在車輪機(jī)構(gòu) 輪椅和電動(dòng)輪椅也通常采用輪機(jī)構(gòu)機(jī)制 體積小 結(jié)構(gòu)簡單 易于控制 運(yùn)行 穩(wěn)定 快速 有工作效率高 而且由于不同的驅(qū)動(dòng) 如果要轉(zhuǎn)彎 轉(zhuǎn)彎半徑很 小 這種輕微的旋轉(zhuǎn)圓柱輪體 輪機(jī)構(gòu)一般經(jīng)常 在腳上具有很大的優(yōu)勢 但是 惡劣的道路條件 如在堅(jiān)硬的路面狀況 樓梯 普通機(jī)構(gòu)不能達(dá)到 用戶的要求 車輪機(jī)構(gòu)想和其他干擾的步驟 其中一個(gè)必 要條件是車輪半徑至少大于臺(tái)階高度 必須在大 門口的能量和穩(wěn)定的過程 影響較大 樓梯的寬 度是有限的 如果只輪車 并導(dǎo)致半徑增加輪椅 在樓梯上沒有支撐點(diǎn) 這是目前使用的常規(guī)輪椅后輪不到樓梯功能的主要原因 1 2 3 腿足式 腿和腳的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)型輪椅爬樓梯的樓梯是一個(gè)不連續(xù)的腳和腿的方 法完成 最早爬樓梯裝置的非連續(xù)的方式 在 1890 年發(fā)明了爬樓梯輪椅嘶叫不 斷 在爬樓梯的過程 在一系列的兩個(gè)支持支持另一種軌跡上升 降落 翻譯 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 類似于人的兩條腿 在腿和腳爬樓梯 事實(shí)上在樓梯爬樓裝置模仿人類的動(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 鑒于星形輪 履帶 腿和腳像設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn) 在研究過程中 有一些其他 的例子 英國爬樓梯輪椅這種類型 這是一個(gè)典型的例子 如圖 1 a 顯示 不僅成熟的理論和實(shí)踐中的實(shí)驗(yàn) 但只有在樓梯 地板本身的適應(yīng)性 仍然遠(yuǎn) 離完美 約 8 萬元的費(fèi)用讓大多數(shù)人難以承受 但復(fù)合復(fù)雜的機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 分析和控制 是十分復(fù)雜的 a Stairmatic b ShrimpRobot 圖 1 2 4 復(fù)合式爬樓梯裝置 綜上所述 國內(nèi)外樓梯裝置主體 具有悠久的歷史 結(jié)果是更多的出生 許多專利和產(chǎn)品 但它是昂貴的 或復(fù)雜的結(jié)構(gòu)總是有這樣或那樣的缺陷 針 對老年人 殘疾人的活動(dòng) 結(jié)構(gòu)緊湊 質(zhì)量適中 安全可靠 使用方便 價(jià)格 為輪椅在樓梯上 必要的程序 在輪椅的一個(gè)主要功能的前提下 平底 所以 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 爬裝置在平坦的土地使用功能應(yīng)做到最好 可以看到 雖然已經(jīng)研究了裝置的 樓梯一些的成就 但是距離理想的產(chǎn)品誕生了 還有很長的路要走 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 總體類型選擇 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 適合中國標(biāo)準(zhǔn)樓梯 根根據(jù)目前的研究狀況 爬樓梯裝置 分析了其優(yōu)缺點(diǎn) 考慮到不同的機(jī) 構(gòu) 結(jié)構(gòu) 成本 安全和其他重要因素的基礎(chǔ)上 對電動(dòng)輪椅爬樓梯 爬樓梯 輪椅的設(shè)計(jì)條件是最基本的要求 所以盡可能的步驟 結(jié)構(gòu)簡單 適應(yīng)性強(qiáng) 安全 價(jià)格合理 具體要做到以下幾點(diǎn) 1 爬樓梯 克服障礙 可作為電動(dòng)輪椅的和平 爬樓梯 2 重心波動(dòng)較小 具有良好的穩(wěn)定性和可靠性 3 為電動(dòng)輪椅 電動(dòng)輪椅 gb12996 91 GB 技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 4 輪椅向上和向下與我們的日常習(xí)慣 避免向后 向上為用戶帶來的 不便向上和向下移動(dòng) 并確保安全 2 1 2 類型選擇 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) 見表 2 1 表 2 1 典型爬樓機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對照表 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 簡單 一般 復(fù)雜 對臺(tái)階是否損傷 否 是 否 行走阻力 小 大 大 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 通過比較的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 不同的機(jī)構(gòu)更多的攀登 越障機(jī)構(gòu)的星形輪具有 結(jié)構(gòu)簡單 成本低 易于布置和驅(qū)動(dòng)鏈輪的 所以這個(gè)問題的機(jī)構(gòu) 考慮到國情和消費(fèi)者購買力在三層樓梯 機(jī)構(gòu)的性能和比較分析的要求 開發(fā)了基于輪椅的樓梯是一個(gè)功能的滿足 而且安全可靠 操作簡單 通用性 強(qiáng) 價(jià)格適中的行星三星輪樓梯的輪椅 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 總體方案簡圖 1 主題 一個(gè)障礙的機(jī)制 機(jī)制的恒星 行星和行星是由左 右對稱安 裝 使革命的自傳和沖積土和轉(zhuǎn)換障礙 成功的道路 通過齒輪行星之間的渡 輪 每一組行星輪安裝在側(cè) 通過一個(gè)電磁離合器電磁離合器的通斷來控制行 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 星齒輪旋轉(zhuǎn) 2 圖片 圖片是基于整個(gè)輪椅輪椅后 應(yīng)與總布置的要求開發(fā)的 還 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 以確保輪椅可以很容易地通過各種復(fù)雜路面 質(zhì)量 要盡可能小 越接近地面 使輪椅在重力的影響下 提高汽車的行駛平順性為 輪椅使用者 3 總部 總部支持輪椅的人起作用 操作方便和舒適性 所以設(shè)計(jì)應(yīng) 滿足用戶的要求 4 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪 鏈條和傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合 可以有效的行星 結(jié)構(gòu)的輪椅運(yùn)動(dòng) 5 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑒于數(shù)輪或后輪與前輪轉(zhuǎn)向 如果直接在六輪 然 后在地板上 同時(shí) 六輪所需的力 造成很大的困難 為了解決這個(gè)問題 我 獨(dú)自坐在輪椅上的方向盤和前設(shè)計(jì)包括機(jī)械傳動(dòng)在平地上 用戶可以很容易地 通過控制傳輸時(shí) 在方向盤上 克服障礙 輪椅依賴 防止增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪 車輪的輪椅 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 結(jié)構(gòu)輪驅(qū)動(dòng)車輪組機(jī)構(gòu) 在 數(shù)量少 結(jié)構(gòu)簡單 但更多的輪椅車輪旋轉(zhuǎn) 扭矩波動(dòng)也大 穩(wěn)定性差 但隨著數(shù)量的輪椅重心降低 波動(dòng) 但整個(gè)輪組結(jié) 構(gòu)變得越來越復(fù)雜 因此 一個(gè)小輪子的輪椅前輪后面的一組三個(gè)機(jī)構(gòu) 展開 一輪組構(gòu)成 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 圖 2 3 行星輪機(jī)構(gòu)圖 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)過測量樓梯的臺(tái)階長度高度在 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 這種分析知道 R 值的范圍 110180 應(yīng)大 但大和體積大小的影響 綜 合設(shè)計(jì) 所以設(shè)計(jì)一點(diǎn) r 150mm 2 3 3 小輪半徑 r 的范圍值 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 R 值的范圍 47 79195 R 值越大 速度 以便土壤 但大不利于行星輪半徑 結(jié)構(gòu)緊湊 重量輕的機(jī)構(gòu)類型 因此我們的 R 105mm 指出 上面分析的 R 值 不固定的框架 只有在其價(jià)值的可能 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 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 輪椅動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 必須結(jié)合不同的輪椅在爬樓梯上下 分析了各種道 路需要提供足夠的動(dòng)力的輪椅 電動(dòng)輪椅 gb12996 91 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 主要技術(shù)性能 表的規(guī)定 表 3 1 電動(dòng)輪椅國家標(biāo)準(zhǔn) 輪椅上的運(yùn)行 以確定技術(shù)規(guī)格 最大速度 7 2km 平底 h 最大速度為每 分鐘 20 步爬樓梯輪椅 四塊電池 每個(gè)電池為 20Ah 航程 40 公里以上 3 2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇 3 2 1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型選擇 輪椅驅(qū)動(dòng)方式的選擇 一般的電池能量 一個(gè)可選的電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 直 流電機(jī) 無刷直流電機(jī)或驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)是電脈沖信號或位移中心線位移驅(qū)動(dòng)控制的步驟 以一個(gè)固定的 角度 可以準(zhǔn)確定位的速度和轉(zhuǎn)矩 慣性 影響頻率高 但能量大 速度低 振動(dòng)和噪聲的陪同下 不利于輪椅的穩(wěn)定性和繼承直流直流電流的電子電路的 優(yōu)點(diǎn) 克服了傳統(tǒng)直流電機(jī)的機(jī)械裝置的弊端 具有無噪聲 維護(hù) 可靠性高 選擇 48V 無刷直流電機(jī)為輪椅推進(jìn) 3 2 2 選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率 平底的輪椅的樓梯和兩個(gè)不同的國家不同的狀態(tài) 根據(jù)不同的需求 驅(qū)動(dòng) 電機(jī)功率的計(jì)算 這兩個(gè)國家的需要 然后選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率 輪椅重 量公斤 最大承載能力的最大總重量 600 公斤 100 公斤的輪椅車 總重量前 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 面和后輪或前后輪之間的聯(lián)合通過總質(zhì)量的 40 和 60 輪胎與路面間的靜摩擦 系數(shù)為 0 71 1 平地所需功率 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 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 該表顯示 良好的瀝青和混凝土路面的滾動(dòng)阻力系數(shù) f 值一般 0 010 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 0 018 瀝青和瀝青混凝土 通常為 0 018 0 020 in 我們遠(yuǎn)離滾動(dòng) 0 018 爬樓 梯 因?yàn)闃翘菔谴蠖鄶?shù)混凝土或大理石的系數(shù) 所以我們的角色 因?yàn)樵?0 020 道路阻力 0 所以 總之 以輪椅爬樓梯的障礙有足夠的驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)電機(jī) 必須大于 0 13kw 和一定程度的剩余 M4 DG 和 dyw 60B 型一般 考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí) 用性 選擇 DG 1 的 M4 是合適的 主要參數(shù)如下表 表 3 1 型號 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 額定負(fù)載 長 寬 高 DG M4 144w 120r min 3 39N m 305mm 125mm 123mm 3 3 蓄電池選擇 48V 的電池作為電源和輪椅滿足平坦的地面和樓梯跑 為了選擇最便宜的 電池 通常是電池的容量 電壓 尺寸 重量 成本和價(jià)格等多方面考慮 市 場上一般有四個(gè) 鉛酸電池 氫電池電池 鎳鋅電池和鋰離子電池 鎳鋅電池 和鋰離子電池使用性能和壽命 但價(jià)格昂貴 一般比鉛的 4 5 倍鉛酸電池的成 本 在成本低 具有悠久的歷史 改進(jìn)的相對成熟 鉛蓄電池廠的可靠 穩(wěn)定 方便 廣泛 因此 輪椅 免維護(hù)鉛酸電池作為供電方式的選擇 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 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 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 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 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 4 1 2 齒輪模數(shù)與齒數(shù)計(jì)算 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 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 級精度 查得動(dòng)載系數(shù)0 36vms 1 07vK 直齒輪 假設(shè) 10AtKFbN 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 130 6921 5mdZm 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 132FaSYKTdZ s 1 3 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5 則 1220 865320 7 91 9NFEKMPas 1 計(jì)算載荷系數(shù) k AVFK 072 31 65 由 查得齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)1Z8 1 FaY 1 7Sa2 1FaY2 71SaY 2 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 F 321 650 158m 97 12 0 133 6 5859FaSaSY 4 1 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算分度圓直徑 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 1251 23 596dZmm 中心距 123 51 273 5ad 齒輪寬度 068bm 取 12 Bm 2 驗(yàn)算 1503 2tTFNd 合適76108 AtKmb 齒輪 1 2 125 930ZB 25 4 2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 從帶中心在大軸的長度 以不同的中心距 帶具有良好的成形性和沖擊和 振動(dòng)作用 少開車太慢了 如果這過載時(shí)打滑 防止損壞其他零件 起過載保 護(hù)作用 結(jié)構(gòu)簡單 制造裝配和維修的成本 但是 轉(zhuǎn)移規(guī)模大 結(jié)構(gòu)不緊湊 在軸和皮帶輪之間的壓力和彈性滑動(dòng)和滑動(dòng) 不能提供準(zhǔn)確的傳輸效率低 壽 命短 需要張緊裝置 非彈性鏈滑 確保準(zhǔn)確的傳輸 如軸電壓 負(fù)荷小 結(jié)構(gòu)緊湊 傳動(dòng)可靠 傳動(dòng)效率高 其力 能在高溫 潮濕 灰塵和污垢的惡劣傳動(dòng)鏈?zhǔn)遣贿m合的負(fù) 荷大 速度快 易磨損的齒鏈 降低的現(xiàn)象 根據(jù)條件的需要三個(gè)方面 一軸 向上和向下的負(fù)荷小 使軸的工作壽命 第二 效率高 所以 在向上和向下 在保證安全的過程也可以坐輪椅的人往 上拉 三星在枕頭上 使安裝空間與封閉的鏈輪鏈條的使用壽命當(dāng)不能匹配 4 2 1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 確定鏈輪齒數(shù) Z1 Z2 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 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 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 283 92mm 9 實(shí)際中心距 a 12 鏈條標(biāo)記 05B 1x112 4 2 2 鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 6 鏈輪公差 根直徑公差為 H11 齒頂圓直徑齒坯公差 H11 孔徑公差公差 H8 齒寬為 14 小時(shí) 根圈徑向跳動(dòng)大鏈輪鏈 10 類為 11 度 根界不小的鏈輪結(jié)束 10 類 大鏈輪 11 4 3 軸及附件設(shè)計(jì) 4 3 1 計(jì)算各軸的強(qiáng)度 1 后軸的計(jì)算 初選空心軸內(nèi)外之比 0 75v 則可查表得 4313 15A 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 則 30 815130 56dm 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) 38Z 15 dm 15 87P 節(jié) 距 0kwL1397m 62vs 有效圓周力 eF0 8101296ePNv 離心力引起的拉力 2cFqv q 單 位 長 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) 對于水平傳動(dòng) 1 5FP 則 1 5290483 Pe N 求支反力 1213 61 5NHtF 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 12150NVFGN 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 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 由于是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力 故平均應(yīng)力 0m 由 式 amSK 270 47 689S 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 結(jié) 論 設(shè)計(jì)學(xué)院是由過去的知識(shí) 鍛煉了我們的綜合利用能力 獨(dú)立思考 獨(dú)立 解決工程實(shí)際問題的能力 比能力 從課本上的理論知識(shí)在實(shí)踐中的變化 玉米收獲機(jī)的創(chuàng)新特點(diǎn)是刀片安裝在一個(gè)外殼兩端焊接在葉片損壞或斷軸 的拆裝 減少工作量 節(jié)約成本 經(jīng)濟(jì) 在這之前 雖然經(jīng)過四年的學(xué)習(xí) 學(xué)到了很多 但沒有機(jī)會(huì) 這些東西和 掌握 通過這次實(shí)踐 我了解到有一個(gè)全面的機(jī)械設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算和綜 合能力的訓(xùn)練和提高 我的機(jī)器產(chǎn)生了更加濃厚的興趣 更堅(jiān)定了我在機(jī)械行 業(yè)中的信仰 在設(shè)計(jì)階段 的網(wǎng)站上下載的 我去了圖書館 許多相關(guān)文獻(xiàn) 了解玉米收獲我的報(bào)告 然后開始打開 轉(zhuǎn)讓和文學(xué) 在總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃 我遇 到了許多困難 經(jīng)過多次修改數(shù)據(jù) 總體方案確定之前 得到了我的指導(dǎo)老師 我覺得從與老師的溝通過程中 我可以學(xué)到很多東西 老師可以從不同的角度 啟發(fā)了我 給了我很多的幫助 支持和指導(dǎo) 在此期間 我的設(shè)計(jì) 符合玉米 收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 但也因?yàn)槲业闹R(shí)有限 沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)中存在的缺陷 如果教師對學(xué)生的批評和建議 使他們及時(shí)糾正我知道整個(gè)項(xiàng)目還沒有結(jié)束 因?yàn)槲覀冃枰拇鸢?也和教師意見調(diào)查恩 我可以設(shè)計(jì)終于結(jié)束了 所以 我要繼續(xù)努力 準(zhǔn)備答辯論文 認(rèn)真 仔細(xì)的檢查我的完美 我的大學(xué) 畫一 個(gè)完美的結(jié)局 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 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 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 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 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 J 中國醫(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 中國臨床 康復(fù) 2005 13 白聿欽 侯守明 莫亞林 工程圖學(xué) 中國電力出版社 2007 14 孔慶華 母福生 劉傳紹 極限配合與測量技術(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 一種三星輪式電動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 致 謝 四年的大學(xué)生活結(jié)束后 他的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的高等教育的關(guān)鍵 可以順 利的畢業(yè)設(shè)計(jì)不能沒有我的老師和同學(xué)們的幫助 首先 我感謝老師對我們的設(shè)計(jì)工作中 負(fù)責(zé)任的 他讓我很他對待學(xué)生 有耐心 友好 為學(xué)生解決困難的設(shè)計(jì) 我們的設(shè)計(jì)思路 順利進(jìn)行 在整個(gè) 發(fā)展過程中 給予我精心的指導(dǎo)和幫助 設(shè)計(jì)我們的努力工作 花大量的時(shí)間 和精力 如果沒有老師的幫助不是設(shè)計(jì)的性能 對他表示誠摯的敬意和感謝 通過這次設(shè)計(jì) 我意識(shí)到一個(gè)問題首先應(yīng)該獨(dú)立思考和解決問題 并在這 個(gè)過程中也曾經(jīng)了解一些做人的道理 在此表示衷心的感謝 也感謝在設(shè)計(jì)的 同學(xué)和老師 幫助過我的人 最后 感謝我的同學(xué) 朋友 我們的生活中共同進(jìn)步 感謝四年的大學(xué)四 年 我所有的關(guān)心和幫助