家用机械的智能摇床装置.docVIP

机械课程设计 目 录 一 课程设计书 二 设计要求 三 设计步骤 摇乐床总体设计方案 电动机的选择与固定 3. 齿轮的设计 4. 滑动轴承与传动轴的设计 5. 键联接设计 6. 箱体结构的设计 7.连接杆与万向节的设计 8.夹紧旋钮的设计的设计 9.螺栓与螺钉的设计 10.电子控制部分整体设计 四 设计小结 五 参考资料 一. 课程设计书 设计一基于机械创新设计大赛的家用机械的智能摇床装置，该装置能自动感知婴儿的哭声，并自动摇摆来促进婴儿的睡眠，还能播放音乐，有效地促进婴儿的睡眠。该机构包含机械设计部分与电子控制部分。 二. 设计要求 1.摇乐床CAD装配图与PRO/E三维图各一张(A1)。 2.CAD绘制轴、滑动轴承座、齿轮、万向节、盖壳、连杆等零件图各一张(A3)。 3.机构运动简图一张 4.设计说明书一份。 三. 设计步骤 1.摇乐床总体设计方案 2.电动机的选择与固定 3. 齿轮的设计 4. 滑动轴承与传动轴的设计 5. 键联接设计 6. 箱体结构的设计 7.连接杆与万向节的设计 8.夹紧旋钮的设计的设计 9.螺栓与螺钉的设计 10.电子控制部分整体设计 1.摇乐床设计方案95*54*59 总重量20㎏ = 婴儿重量5㎏+ 床重15㎏ 建立受力模型 设F1到中心的偏移距离为5㎝ 产生阻力矩为M1=F1×L1=20×5×9.8=980N·㎝ 连杆力矩M2=M1 取斜长为L2=65㎝ 所以M2=F2×L2 所以F2=15N 设计的摇杆长度为L3=10㎝ ，中间力矩为M3=F2×L3=150N·㎝=15.3㎏·㎝ 电机的静力矩MM3=15.3kg·cm。 三..电机的转速选取 做为婴儿的摇动产品，摇动要尽可能的轻柔，摇动也要尽可能的舒缓。从人体功能学的角度来讲，摇动的频率要小于50次/分钟，摇动的幅度需要在5-20CM之间，摇动的功率要小于1W，这样的摇动产品才能尽量让婴儿感觉到摇动的快乐，又不至于受到摇动的损伤。 基于以上选取： 频率：30次/分钟 幅度：10CM 步进电机为两相四线，一拍的转动角度为1.8度，采用8拍（出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用八拍工作方式)制，就是18×8=14.4度，为一个整拍。设计取的杆长为10CM ，需要转过120度左右，才能达到10CM的幅度，120÷14.4=8.3 ，可以取为10，即10个整拍，左右各5个整拍。而来回一次需20个整拍，频率为30次/分钟，一分钟20×30=600个整拍，，用一齿轮结构减速，转换成电机转速应为40r/min. 综上：负载选取57BYGH802-5 其静力矩为16㎏·㎝ 。其余具体参数见 四．电机驱动器的选择 鉴于使用单片机智能控制，故要求用低功率、低电压去控制相对较高的电压，故驱动装置要能隔离高低电压，不使单片机烧坏，同时又能有效的驱动电机。 综上考虑选用以L298N为主的驱动芯片，效果较佳，TLP521—4为光耦隔离芯片，即四路隔离 齿轮的设计 选定齿轮材料、齿数 初选铝合金作为齿轮材料，小齿轮齿数z1=36，大齿轮齿数z2=72 传动比i=