可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),調(diào)節(jié),調(diào)理,病床,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 寧XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 年 月 日 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也顯得越來(lái)越頻繁，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展總是不斷地從新科技的成果中獲得新的起點(diǎn)。目前，可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)在電子科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)及機(jī)器人的制造中都起著重要的作用。無(wú)論在什么情況下，可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)要適應(yīng)的變化才能提高水平和質(zhì)量。我們只有將技術(shù)有效的結(jié)合才能更好的推動(dòng)新科技的發(fā)展，因此可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于解決這一難題至關(guān)重要。 關(guān)鍵詞：可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu) 29 Abstract With the development of science and technology, the application of the adjustable structure becomes more and more frequent, the development of advanced technology are continuously from the new achievements of science and technology in the new starting point. At present, the adjustable structure in the manufacture of electronic technology, computer technology and robot plays an important role in. In any case, changes to adjustable bed structure to adapt to improve the level and quality of. We only have the technology must be combined effectively in order to better promote the development of new technology, so the adjustable bed structure design is very important for solving this problem. Keywords: adjustable bed structure, lifting mechanism 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 緒論 1 1.1課題研究的目的 1 1.2可調(diào)節(jié)病床研究概況 1 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容 5 第2章 課題總體設(shè)計(jì) 6 2.1總體布置原則 6 2.2 可調(diào)節(jié)病床的設(shè)計(jì) 6 2.2.1可調(diào)節(jié)病床的結(jié)構(gòu)形式 6 2.2.2 可調(diào)節(jié)病床的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 6 2.3 可調(diào)節(jié)病床開(kāi)合的兩種機(jī)構(gòu)形式 7 第3章 主要零部件分析計(jì)算 9 3.1 實(shí)例分析 9 3.1.1可調(diào)節(jié)病床開(kāi)合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 9 3.1.2機(jī)構(gòu)受力分析 9 3.2 剪叉臂長(zhǎng)度及安裝位置的確定 12 3.3 強(qiáng)度校核 13 3.3.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核 13 3.3.2 底架固定橫梁的強(qiáng)度校核 16 3.4 軸的強(qiáng)度校核 19 3.4.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 19 3.4.2尾部銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 19 3.4.3支撐軸的強(qiáng)度校核 20 第4章 絲杠結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 21 4.1滾珠絲桿副的選擇 22 4.1.1導(dǎo)程確定 22 4.1.2確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 22 4.1.3估計(jì)質(zhì)量及負(fù)重 22 4.1.4確定絲桿的等效負(fù)載 22 4.1.5確定絲桿所受的最大動(dòng)載荷 23 4.1.6精度的選擇 24 4.1.7選擇滾珠絲桿型號(hào) 24 4.2校核 24 4.2.1 臨界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 25 4.2.2臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 25 4.2.3絲桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 26 總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 30 第1章 緒論 1.1課題研究的目的 近年來(lái)，全球范圍內(nèi)自然災(zāi)害、災(zāi)難事故、公共衛(wèi)生事件、社會(huì)安全事件等突發(fā)公共事件頻發(fā)，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類的生命與發(fā)展。我國(guó)每年因自然災(zāi)害、災(zāi)難事故以及社會(huì)治安等公共安全問(wèn)題造成的GDP損失高達(dá)6％，并有約20萬(wàn)人被奪去生命。在各種災(zāi)難或事故現(xiàn)場(chǎng),路面受到破壞,凸凹不平,使救護(hù)車(chē)無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),需要救護(hù)人員把傷病員從事故現(xiàn)場(chǎng)移送到救護(hù)車(chē)可到達(dá)的救護(hù)醫(yī)療點(diǎn)。然而很多傷病員由于在這段救援過(guò)程中,由于救援處理得不好,而造成了二次傷害，使得救援的效率大打折扣。 可調(diào)節(jié)病床作為醫(yī)院救護(hù)及運(yùn)送病人過(guò)程中主要的搬移設(shè)備，首先應(yīng)具有靈巧輕便且需要護(hù)理人員少的特點(diǎn)，這樣才能在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)病人進(jìn)行轉(zhuǎn)移；其次還應(yīng)具有較好的動(dòng)平衡性及減震性等，以減小甚至消除病人在推送途中所受的顛簸及可能發(fā)生的二次傷害。 可調(diào)節(jié)病床作為病人的主要工具,對(duì)其使用歷來(lái)已久,人們根據(jù)各個(gè)時(shí)期對(duì)可調(diào)節(jié)病床提出的使用要求與功能,不斷的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),使其功能越來(lái)越強(qiáng)大、越來(lái)越完善。目前,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些輔助搬運(yùn)器械來(lái)解決不能獨(dú)立行走病人搬運(yùn)的問(wèn)題，這大大降低了護(hù)理人員的工作強(qiáng)度及運(yùn)送過(guò)程中可能對(duì)病人造成的二次傷害系數(shù)。 1.2可調(diào)節(jié)病床研究概況 我國(guó)對(duì)可調(diào)節(jié)病床的研究起步較早，就目前檢索的文獻(xiàn)看，國(guó)內(nèi)最早關(guān)于可調(diào)節(jié)病床的專利申請(qǐng)是1988年戚鵬飛等研制的多功能醫(yī)用可調(diào)節(jié)病床，其設(shè)計(jì)的可調(diào)節(jié)病床可以通過(guò)控制裝置轉(zhuǎn)換為輪椅車(chē)，這標(biāo)志著我國(guó)對(duì)可調(diào)節(jié)病床的研究由使用階段轉(zhuǎn)變到了開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段。隨其后，國(guó)內(nèi)無(wú)論是對(duì)可調(diào)節(jié)病床的專利申請(qǐng)還是文獻(xiàn)都大量增加。1990年張彥恩等人在其專利申請(qǐng)中介紹了一種帶斜板式病院轉(zhuǎn)移裝置,該裝置通過(guò)滾軸滑板和斜板的配合使用,在進(jìn)行有高度差的床面與推車(chē)間的病人搬移時(shí),只需將斜板在不同的高度進(jìn)行固定,而后利用滑板將病人沿斜板進(jìn)行推運(yùn)到可調(diào)節(jié)病床上，此種搬運(yùn)方法可實(shí)現(xiàn)病人的快速有效搬運(yùn)。除此以外，該裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。1992年黃興運(yùn)在其專利設(shè)計(jì)中介紹了一種帶有可變換角度靠背及車(chē)腿可收放的可調(diào)節(jié)病床。該可調(diào)節(jié)病床的研究主要針對(duì)當(dāng)時(shí)我國(guó)在急救過(guò)程中運(yùn)送病員時(shí)多采用兩人抬擔(dān)架或者固定式可調(diào)節(jié)病床的現(xiàn)狀。當(dāng)可調(diào)節(jié)病床在地上運(yùn)行時(shí)，將鎖止器的鎖頭插入推車(chē)上腿一端的空槽中，進(jìn)行可調(diào)節(jié)病床直立推送，當(dāng)可調(diào)節(jié)病床上救護(hù)車(chē)時(shí)，拔動(dòng)鎖止器鎖桿，將鎖止器鎖頭從上腿的空槽中拔出，即可輕而易舉的將可調(diào)節(jié)病床推上救護(hù)車(chē)。使用該可調(diào)節(jié)病床，可在平地上進(jìn)行病人的推送又可將車(chē)帶人一起快速平穩(wěn)的進(jìn)入救護(hù)車(chē)，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，同時(shí)減小了病人的痛苦。1993年馬曄楠研制出的一種可升降且利用傳送帶進(jìn)行平移的可調(diào)節(jié)病床及2008年劉曉妹等在專利一種床面可平移可調(diào)節(jié)病床中介紹了利用傳送帶進(jìn)行平移可調(diào)節(jié)病床，此兩種可調(diào)節(jié)病床都是利用傳送帶形式進(jìn)行病人的平移操作。馬曄楠所研究的可調(diào)節(jié)病床，其工作過(guò)程是這樣的：首先通過(guò)剪式支撐臂的傳動(dòng)來(lái)完成可調(diào)節(jié)病床的升降動(dòng)作，以適合病床、手術(shù)床和檢測(cè)床之間的高度差；然后借助滾動(dòng)軸承利用臺(tái)面沿升降架上導(dǎo)向槽的水平推入與退出來(lái)實(shí)現(xiàn)病人的床位轉(zhuǎn)換。該可調(diào)節(jié)病床運(yùn)行平穩(wěn)，可減輕護(hù)理人員體力勞動(dòng)與病人痛苦。劉曉妹在2008年提出的可調(diào)節(jié)病床方案將臺(tái)面取消，直接用帶有軟導(dǎo)軌的、比較厚的環(huán)形擔(dān)架床面來(lái)運(yùn)送病人。當(dāng)病人躺在環(huán)形擔(dān)架床面上時(shí)，利用手柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)軟導(dǎo)軌帶動(dòng)環(huán)形臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以帶動(dòng)病人移動(dòng)，但此裝置只能將病人移動(dòng)到可調(diào)節(jié)病床的邊緣地帶，但是該可調(diào)節(jié)病床大大的解決了不能很好解決病人從可調(diào)節(jié)病床上順利轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。由此二例可見(jiàn)，傳送帶這種搬移病人的形式，能將復(fù)雜的工作簡(jiǎn)易化，系統(tǒng)化。1994年李向前開(kāi)發(fā)了一種可升降分離板式可調(diào)節(jié)病床,利用分離板進(jìn)行病人在床位間的搬運(yùn),避免了直接搬動(dòng)病人可能帶來(lái)的各種二次傷害。使用此可調(diào)節(jié)病床時(shí)，首先通過(guò)升降控制機(jī)構(gòu)將可調(diào)節(jié)病床調(diào)節(jié)高度與病床或者手術(shù)床大致等高，然后平移擔(dān)架板，將病人通過(guò)擔(dān)架板推送至病床上或者手術(shù)床上時(shí)，將擔(dān)架板分離，即可將病人放置于病床或者手術(shù)床中間位置；病人從病床或者手術(shù)床上移至可調(diào)節(jié)病床上的過(guò)程與前述過(guò)程恰好相反。該車(chē)?yán)梅蛛x板的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，搬運(yùn)病人快捷方便。同年,田慶彬與顧榮林二人在他們的申請(qǐng)專利中介紹了一種具有可調(diào)靠背和斜靠背、輸液架兩大輪兩小輪可升降可調(diào)節(jié)病床，該可調(diào)節(jié)病床功能較以前的可調(diào)節(jié)病床形式功能較多且比較完善。1997年潘秉章等人共同開(kāi)發(fā)了一種床面可平移且具有減震系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)病床，減震系統(tǒng)采用人性化設(shè)計(jì)理念，減少了病人在搬運(yùn)過(guò)程中的顛簸；除此之外，此車(chē)還利用了可與可調(diào)節(jié)病床分離且可縱向橫向移動(dòng)的床面，還設(shè)計(jì)了靠背裝置，這極大程度簡(jiǎn)化了病人床位轉(zhuǎn)換的步驟。2000年陳洪濤在其專利中介紹了一種利用液壓驅(qū)動(dòng)升降及橫向平移的可調(diào)節(jié)病床，首次將液壓傳動(dòng)應(yīng)用到了可調(diào)節(jié)病床領(lǐng)域。2001年鄭中富研制開(kāi)發(fā)了免搬運(yùn)可調(diào)節(jié)病床，該車(chē)升降系統(tǒng)采用液壓控制，平移板縱向可分成兩部分且前部分能折下折平，后半部分能在可調(diào)節(jié)病床上橫向移動(dòng)。當(dāng)搬運(yùn)病人時(shí)，利用液壓控制系統(tǒng)對(duì)車(chē)面高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)車(chē)面與病床或者手術(shù)床大致等高時(shí)，即可通過(guò)板的橫向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行病人床位轉(zhuǎn)移操作。該車(chē)?yán)靡簤合到y(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)已達(dá)領(lǐng)先水平，且搬運(yùn)病人容易方便，節(jié)省了時(shí)間和人力；該車(chē)還配有減震系統(tǒng)，減少了病人的顛簸之苦。2002年周志坤等人在總結(jié)了前人的研究成果的基礎(chǔ)上，研制了一種運(yùn)送病人水平可調(diào)節(jié)病床，該可調(diào)節(jié)病床采用新的結(jié)構(gòu)形式，在以前的可調(diào)節(jié)病床的裝置上增加了輸液架、引流裝置、床板減震裝置、衣櫥等裝置，這給醫(yī)護(hù)人員帶來(lái)很大的便利，使他們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中能利用可調(diào)節(jié)病床為病員做及時(shí)有效的護(hù)理工作。2004年楊月誠(chéng)等人在其專利全自動(dòng)直推式可調(diào)節(jié)病床中提出了一種利用四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的可全自動(dòng)直推式上下救護(hù)車(chē)的可調(diào)節(jié)病床。可調(diào)節(jié)病床上車(chē)時(shí)，前撞桿撞到救護(hù)車(chē)底板時(shí)自動(dòng)收攏，繼續(xù)推可調(diào)節(jié)病床，后撞桿也與救護(hù)車(chē)底板相撞，也同樣會(huì)自__動(dòng)收起；下車(chē)過(guò)程與上車(chē)過(guò)程剛好相反。該可調(diào)節(jié)病床可實(shí)現(xiàn)單人直推，不必手動(dòng)調(diào)節(jié)上下車(chē)裝置；操作迅速、質(zhì)輕平穩(wěn)、節(jié)省救護(hù)時(shí)的人力和時(shí)間等一系列優(yōu)點(diǎn)。2005年張其江提出在可調(diào)節(jié)病床的驅(qū)動(dòng)方式上利用電驅(qū)動(dòng)式來(lái)改變當(dāng)前多人進(jìn)行推送的現(xiàn)狀，借助電力驅(qū)動(dòng)來(lái)節(jié)省人力。2005年孫建發(fā)明的軌道側(cè)移式病員搬運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)可調(diào)節(jié)病床、2006年華婷研制的換床單架車(chē)與2007年徐于保發(fā)明的一種方便病人搬運(yùn)的可調(diào)節(jié)病床,都能實(shí)現(xiàn)擔(dān)架板相對(duì)車(chē)架的側(cè)向滑移,將病人進(jìn)行床位轉(zhuǎn)換。孫建研究的可調(diào)節(jié)病床利用手搖裝置和齒輪驅(qū)動(dòng)主擔(dān)架在支撐擔(dān)架上進(jìn)行平移，利用液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行升降控制；此外，該可調(diào)節(jié)病床還配備了供氧裝置、儲(chǔ)物柜、可移動(dòng)儲(chǔ)物筐、輸液架、彈簧式減震器等輔助裝置。該車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，功能完善，推進(jìn)方向一人可控，但由于使用了液壓控制，相對(duì)于純機(jī)械，可能有漏油現(xiàn)象且該車(chē)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。華婷研制的可調(diào)節(jié)病床利用上下滑塊的相對(duì)滑動(dòng)進(jìn)行擔(dān)架床面的平移，搬運(yùn)病人時(shí)，先調(diào)節(jié)升降車(chē)高度以適應(yīng)搬運(yùn)需求，而后只需將擔(dān)架面沿水平推出即可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)。該車(chē)?yán)梅纼A覆護(hù)欄減少了搬運(yùn)過(guò)程中傾倒的可能性，該車(chē)結(jié)構(gòu)合理，進(jìn)行病人床位轉(zhuǎn)移時(shí)操作簡(jiǎn)便。徐于保利用傳送帶的形式進(jìn)行病人的搬運(yùn)且床面可與可調(diào)節(jié)病床成一定角度轉(zhuǎn)換，其研制的可調(diào)節(jié)病床可便捷的搬運(yùn)病人。2006年華曉度提出了一種利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)多塊水平床板移動(dòng)且電力驅(qū)動(dòng)升降的可調(diào)節(jié)病床，將電力驅(qū)動(dòng)應(yīng)用到了可調(diào)節(jié)病床研發(fā)領(lǐng)域。2008年劉曉妹等利用齒輪傳動(dòng)及螺紋自鎖原理研制了一種可升降式可調(diào)節(jié)病床，利用手搖裝置對(duì)齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一對(duì)嚙合的錐齒輪的被動(dòng)齒輪的內(nèi)螺紋與螺桿的外螺紋相咬合，進(jìn)行升降控制，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，具有一定的理論意義與實(shí)踐意義。2003年許志華研制了一種半自動(dòng)擔(dān)架救護(hù)車(chē)，并對(duì)該可調(diào)節(jié)病床進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，將可調(diào)節(jié)病床的研制理論化、系統(tǒng)化。2003年倪勇猛提出了可調(diào)節(jié)病床的人性化改進(jìn)，在可調(diào)節(jié)病床的病人頭部位置增加了一組減震裝置，減輕了病人， 特別是頭部受傷的病人的痛苦。2010年王志學(xué)等人利用復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了折疊式可調(diào)節(jié)病床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并已經(jīng)取得成功。 在國(guó)外，人們也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種輔助工具用于病人的床位轉(zhuǎn)移，如滑行墊、滑動(dòng)板和滑動(dòng)擔(dān)架等裝置，由于使用上述設(shè)備時(shí)都要使病人傾斜,有些設(shè)備使用時(shí)不免要對(duì)病人進(jìn)行拉扯，這些操作都容易對(duì)病人造成二次傷害，因此這些設(shè)備很難得到大力的推廣與應(yīng)用。如果需要對(duì)病人進(jìn)行水平搬移，則只能依靠人力，這對(duì)護(hù)理人員來(lái)說(shuō)需要很大的體力支出?；谏鲜鰡?wèn)題，國(guó)外的研究人員將工作重心轉(zhuǎn)移到了機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上，因此各種輔助搬移病人的機(jī)電設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。典型設(shè)備有由FUJIDA[32]提出的“Torancemover”。該設(shè)備主要是由安裝在可調(diào)節(jié)病床上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)安裝在上下兩金屬板上的皮帶旋轉(zhuǎn)來(lái)搬移病人。TAKAOKA等和KAKUTANI等開(kāi)發(fā)了一種助力搬移設(shè)備,這種設(shè)備主要是利用控制桿來(lái)控制搬移金屬板進(jìn)行病人的搬運(yùn)。日本DAIHEN公司開(kāi)發(fā)的擔(dān)架與搬運(yùn)車(chē)分離的搬運(yùn)設(shè)備，該可調(diào)節(jié)病床采用傳送帶傳送形式，利用控制算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)傳送帶進(jìn)行控制，此搬運(yùn)裝置有兩種類型：（1）KASAGAMI等提出的插入板較厚的搬移設(shè)備；（2）王洪波、笠上文男提出的插入板較薄的搬移設(shè)備。第二種采用能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的模塊化設(shè)計(jì)和體積小、功能多、高智能的嵌入式控制系統(tǒng)使設(shè)備能平穩(wěn)的插入病人身下對(duì)病人實(shí)行平移搬運(yùn)，該設(shè)備搬運(yùn)時(shí)分為抬升、移動(dòng)、放下三部分，通過(guò)控制不同驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行皮帶的驅(qū)動(dòng)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)工作部分的有機(jī)結(jié)合。通過(guò)臨床試驗(yàn)，該設(shè)備護(hù)士的可操作性高，可實(shí)現(xiàn)病人不變體位進(jìn)行床位轉(zhuǎn)移，大大減少護(hù)士的體力勞動(dòng)。 就國(guó)內(nèi)的情況可知，國(guó)內(nèi)的多數(shù)研究人員__的開(kāi)發(fā)與研究主要還是集中在機(jī)械式的可調(diào)節(jié)病床，可調(diào)節(jié)病床的功能逐漸趨于完善，且結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單；而國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電設(shè)備研發(fā)階段。雖然機(jī)電設(shè)備護(hù)士的可操作性高，但由于目前人們對(duì)電的恐懼感，很多病人在通過(guò)機(jī)電設(shè)備的搬移設(shè)備時(shí)，總不免會(huì)緊張，甚至有些患者不適應(yīng)這些機(jī)電設(shè)備，且由于機(jī)電設(shè)備造價(jià)昂貴，因此一直未能打開(kāi)市場(chǎng)；液壓設(shè)備的漏油現(xiàn)象對(duì)醫(yī)院這種需要嚴(yán)格消毒的場(chǎng)所不免有些局限性，且液壓設(shè)備也相對(duì)較貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以要求簡(jiǎn)單輕便的可調(diào)節(jié)病床目前還很少采用液壓式的。雖然多種多樣的可調(diào)節(jié)病床已在醫(yī)院里應(yīng)用，但都沒(méi)有很好的解決不變體位的進(jìn)行病人轉(zhuǎn)移操作。 現(xiàn)在輔助搬移病人的機(jī)電設(shè)備是一個(gè)研究熱點(diǎn)，很多醫(yī)療器械企業(yè)及科研工作者都將研究重心放在了機(jī)電設(shè)備的開(kāi)發(fā)上，但由于目前在這方面的技術(shù)還并未成熟，所以目前機(jī)電輔助搬移設(shè)備還很少，但是隨著科學(xué)的進(jìn)步及技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化或者機(jī)電液（氣）一體化,甚至復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的輔助搬移設(shè)備必將成為主要發(fā)展方向。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將對(duì)可調(diào)節(jié)病床領(lǐng)域有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，傳統(tǒng)的急救可調(diào)節(jié)病床的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外觀比較笨重，減震功能小。不宜在災(zāi)難急救中攜帶使用，容易對(duì)病人造成二次傷害。為了提高救護(hù)車(chē)可調(diào)節(jié)病床的舒適性，根據(jù)臥位人體振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn)和汽車(chē)懸架系統(tǒng)的振動(dòng)特性，本設(shè)計(jì)進(jìn)行全面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新改革，應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，合理設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)病床的減震裝置，并適應(yīng)擔(dān)架支架的結(jié)構(gòu)。使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，有效的減小了由車(chē)身輸入的振動(dòng)能量，提高了降低舒適限度的耐受時(shí)間。具有簡(jiǎn)便快捷、體型輕巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于攜帶、操作，占用救護(hù)人員少、抗震度高，對(duì)傷員二次傷害小的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于災(zāi)難中對(duì)生命的及時(shí)搶救有著重要作用。 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容有：可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、可調(diào)節(jié)病床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)裝置選型，并用總布置草圖表達(dá)主要底盤(pán)部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置；最后通過(guò)正確的計(jì)算，完成部部件設(shè)計(jì)選型，達(dá)到工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的設(shè)計(jì)要求，并附之以總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。 第2章 課題總體設(shè)計(jì) 2.1總體布置原則 在進(jìn)行總體布置時(shí)應(yīng)按照以下原則： 盡量避免對(duì)可調(diào)節(jié)病床各總成位置的變動(dòng)因?yàn)橐恍┛偝刹考恢玫淖儎?dòng)，不僅會(huì)增加成本，而且也可能影響到整車(chē)性能。但有時(shí)為了滿足專用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動(dòng)，如截短原可調(diào)節(jié)病床的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車(chē)性能。 應(yīng)滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求 例如對(duì)整車(chē)的長(zhǎng)、寬、高、后懸等尺寸在相關(guān)法規(guī)中部有明確的規(guī)定，一定不能超出標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2.2 可調(diào)節(jié)病床的設(shè)計(jì) 2.2.1可調(diào)節(jié)病床的結(jié)構(gòu)形式 可調(diào)節(jié)病床一般是由前欄板、左右側(cè)欄板，圖2-3為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式可調(diào)節(jié)病床結(jié)構(gòu)。為避免裝載時(shí)物料下落碰壞駕駛室頂孟，通?？烧{(diào)節(jié)病床前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板?？烧{(diào)節(jié)病床底板固定在可調(diào)節(jié)病床底架之上?？烧{(diào)節(jié)病床的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。 2.2.2 可調(diào)節(jié)病床的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 將全金屬焊接可調(diào)節(jié)病床設(shè)計(jì)成等剛度體可調(diào)節(jié)病床是自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)的重點(diǎn).但是很難既能保證高強(qiáng)度又能保證輕量化。 就整車(chē)而言，可以看成由車(chē)輪、前軸、后橋殼、懸架、車(chē)架、可調(diào)節(jié)病床及其橡膠緩沖塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，其變形量與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。 可調(diào)節(jié)病床剛度，無(wú)論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車(chē)架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)?。?dāng)汽車(chē)前后左右車(chē)輪處于高差較大的路面，車(chē)架扭曲較大時(shí)，可調(diào)節(jié)病床應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車(chē)相的扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，當(dāng)車(chē)架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，可調(diào)節(jié)病床前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，可調(diào)節(jié)病床縱梁的另一側(cè)可能離開(kāi)緩沖塊，可調(diào)節(jié)病床前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車(chē)架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果可調(diào)節(jié)病床扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)小，能與車(chē)架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，可調(diào)節(jié)病床可能因變形過(guò)大而早期損壞。 全金屬焊接等剛度可調(diào)節(jié)病床設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 2.3 可調(diào)節(jié)病床開(kāi)合的兩種機(jī)構(gòu)形式 圖2-1 機(jī)構(gòu)一 圖2-2 機(jī)構(gòu)二 后可調(diào)節(jié)病床開(kāi)合的兩種機(jī)構(gòu)形式如圖2-1和圖2-2所示，它們只是兩側(cè)相同機(jī)構(gòu)的一側(cè)。由以上兩圖可看出，機(jī)構(gòu)一（圖2-1）是全部為固定鉸支座的兩平行桿同步運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)二（圖2-2）是兩固定鉸支座和兩個(gè)滑動(dòng)鉸支座的剪叉式結(jié)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)上板臺(tái)面升降的運(yùn)動(dòng)，但相比較之下，機(jī)構(gòu)一有三點(diǎn)不足： a) 機(jī)構(gòu)一在升降過(guò)程中上板不僅有豎直方向的位移變化，而且還有水平方向的位移變化，而機(jī)構(gòu)二的上板在升降過(guò)程中只有豎直方向的位移變化。這樣，在總體尺寸一樣的情況下，機(jī)構(gòu)二升降時(shí)所需的空間較小。 b) 機(jī)構(gòu)一在升降的過(guò)程中，所載物體的質(zhì)心相對(duì)機(jī)構(gòu)的支撐中心的變化很大，這樣就要求更大的動(dòng)力，即要求推力更大的。結(jié)果會(huì)增加安裝尺寸和生產(chǎn)成本。 c) 機(jī)構(gòu)一的穩(wěn)定性沒(méi)有機(jī)構(gòu)二的對(duì)角雙三角的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。 綜上所述，機(jī)構(gòu)二較機(jī)構(gòu)一更合理。所以，在結(jié)構(gòu)上選擇機(jī)構(gòu)二。 第3章 主要零部件分析計(jì)算 3.1 實(shí)例分析 3.1.1可調(diào)節(jié)病床開(kāi)合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 3.1.2機(jī)構(gòu)受力分析 1.以整體作為研究對(duì)象，如圖3-2所示 圖3-2 整體受力分析圖 將分解到a、b兩端，則有 ..........................................(3.1) .......................................(3.2) ......................................(3.3) ........................................(3.4) ..............................................(3.5) 式中：—a點(diǎn)所受水平方向上的力； —a點(diǎn)所受豎直方向上的力； —b點(diǎn)所受水平方向上的力； —b點(diǎn)所受豎直方向上的力； —c點(diǎn)所受水平方向上的力； —c點(diǎn)所受豎直方向上的力。 2.分別以aed及ceb桿為研究對(duì)象，如圖3-2和圖3-3所示 圖3-2 aed桿受力分析圖 圖3-3 ceb桿受力分析圖 列平衡方程式，有 當(dāng)d點(diǎn)力矩平衡，即時(shí)，則 ............ (3.6) 當(dāng)b點(diǎn)力矩平衡，即時(shí)，則 ..........................(3.7) 又aed及ceb桿的水平與豎直方向受力平衡，即有和， 當(dāng)時(shí)，有 ..................................(3.8) ...........................................(3.9) 當(dāng)時(shí)，有 ................................(3.10) ..........................................(3.11) 整理解得： ...........................(3.12) 【靜態(tài)時(shí)：】 ......................................(3.13) ..........................(3.14) .............................(3.15) .............(3.16) .......................................(3.17) ......................................(3.18) 式中： —的推力； —d點(diǎn)所受水平方向上的力； —d點(diǎn)所受豎直方向上的力； —e點(diǎn)所受水平方向上的力； —e點(diǎn)所受豎直方向上的力。 3.確定角與角的函數(shù)關(guān)系 角與角的幾何關(guān)系見(jiàn)圖3-1 即.......................................(3.19) 4.受力分析結(jié)論 （1）各鉸點(diǎn)處的受力（包括推力）與載荷成正比； （2）、、、、 、值隨值的增大而增大，在值確定時(shí)，這些力又與值成正比;而、值隨值的增大而減小，在值確定時(shí)，它們隨值得減小而增大； （3）在計(jì)算推力時(shí)，動(dòng)態(tài)值比靜態(tài)值增大了； （4）的推力與值成反比； （5）力、隨值的增大而增大。 3.2 剪叉臂長(zhǎng)度及安裝位置的確定 1.剪叉臂的長(zhǎng)度確定 為了使工作臺(tái)面下降至最低位置時(shí)不至于脫離滑道，剪叉臂的長(zhǎng)度應(yīng)該比底座的長(zhǎng)度b小一些，一般可取 .............................(3.20) 由設(shè)計(jì)參數(shù)可知：，，。初選底座長(zhǎng)度，系數(shù)為0.8，則根據(jù)式(3.20)可得剪叉臂的長(zhǎng)度。 2.安裝位置的確定 由圖3-4可知 ...............................(3.21) 則 所以， 即 而 初選 ，，,,，。 而液壓機(jī)構(gòu)的有效垂直升降高度為 .....................(3.22) 根據(jù)，上下交接點(diǎn)g、f的距離S（即的瞬時(shí)長(zhǎng)度）為 ............................(3.23) 兩交接點(diǎn)之間的最大距離和最小距離分別為 設(shè)的有效行程為，為了使兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最小值時(shí)，柱塞不抵到缸底，并考慮結(jié)構(gòu)尺寸和（如圖3-6所示），一般應(yīng)取 ...............................(3.24) 同樣，為了使兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最大值時(shí)，柱塞不會(huì)脫離中的導(dǎo)向套，一般應(yīng)取 ..............................(3.25) 式（3.24）和式（3.25）中的和根據(jù)的具體結(jié)構(gòu)決定。 3.3 強(qiáng)度校核 整個(gè)機(jī)構(gòu)，受力較大的零部件有內(nèi)剪叉臂，的支撐橫梁，銷(xiāo)軸等，所以進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)這些受力較大的零件校核即可。 3.3.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核 由圖3-9和圖3-10可知，內(nèi)剪叉臂aed受力要遠(yuǎn)大大于外剪叉臂bec，所以這里只校核外臂。外剪叉臂受力如圖3-1所示。又由圖4-8可知，的角度越小，則推力的值越大。若取最大值時(shí)滿足強(qiáng)度要求，則該剪叉臂即滿足強(qiáng)度要求。當(dāng)機(jī)構(gòu)在最低位置時(shí)，的值最小，即值最大。參照?qǐng)D3-1，剪叉臂所受的力都與剪叉臂有一定的夾角，為方便受力分析，將所有的力都按沿剪叉臂方向和垂直剪叉臂方向分解，有下列式子： ...................................................................(7.1) ...................................................................(7.2) ...................................................................(7.3) ...................................................................(7.4) ............................................................................(7.5) .............................................................................(7.6) ...................................................................(7.7) .................................................................(7.8) 圖3-1 內(nèi)剪叉臂aed受力圖 各力分解后的受力圖如圖3-2(a)所示，彎矩圖見(jiàn)圖3-2(c) 圖3-2 內(nèi)剪叉臂aed的軸向及徑向分解受力圖 剪叉臂的g處由于是有一個(gè)肋板作用，可看作力作用在剪叉臂上為均布載荷。由圖3-2（c）中可知，最大彎矩發(fā)生在k點(diǎn)處，但需校核e、k兩點(diǎn)處的強(qiáng)度，且圖中有，，。又已知剪叉臂的橫截面寬和高分別為，，，如圖3-3所示，圖3-3（a）是e點(diǎn)處的截面圖，圖3-3（b）是k點(diǎn)處的截面圖。 e點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 k點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 圖3-3 剪叉臂e、k兩點(diǎn)處的截面圖 因?yàn)楫?dāng)時(shí)，此時(shí)e、k兩點(diǎn)的彎矩最大，且由式（7.8）得， ，則 選擇材料為，參照參考文獻(xiàn)[1]，，所以是安全的。 3.3.2 底架固定橫梁的強(qiáng)度校核 底架固定橫梁（如圖3-4所示）選擇的是60號(hào)方鋼，其受力情況如圖3-5所示；已知60號(hào)鋼的邊長(zhǎng)為60mm，推力作用點(diǎn)到坐標(biāo)系O的距離為65mm，，分別為推力在X，Y軸上的分力，且，。 當(dāng)在最小角度，即工作臺(tái)在最低位置時(shí)，推力最大，雖然此時(shí)最小，即,，分力最大，所以由式(3.19)可得，則。 當(dāng)在最大角度，即工作臺(tái)在最高位置時(shí)，雖然推力最大，此時(shí)最 大，即,，分力最大，所以由式(3.19)可得，則。 圖3-4 與底架連接的橫梁 圖3-5 與底架連接的橫梁截面圖 把它們平移到O點(diǎn)后，有 (1) 對(duì)于X軸方向，其受力如圖3-6所示 圖3-6 橫梁X軸方向的受力圖 因?yàn)榱旱目箯澖孛嫦禂?shù)， 所以 （2）對(duì)于Y軸方向，固定橫梁受力如圖3-7 圖3-7 橫梁Y軸方向的受力圖 又梁的抗彎截面系數(shù)， 則 （3）當(dāng)作用點(diǎn)平移到O點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭矩，該扭矩的大小為 又，其中，此時(shí)，該扭矩對(duì)橫梁截面產(chǎn)生的剪切力為 參照參考文獻(xiàn)[7]，又由第四強(qiáng)度理論 帶入并化簡(jiǎn)： 又選材料為，參照參考文獻(xiàn)[7]， 取安全系數(shù)為2，則，所以是安全的。 3.4 軸的強(qiáng)度校核 由圖分析可知，剪叉臂受力最大的地方為g點(diǎn)和d點(diǎn)，所以只需校核該兩處的銷(xiāo)軸即可。 3.4.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 因?yàn)殇N(xiāo)軸較短，所以只受切應(yīng)力。依圖3-2可知，剪叉臂固定端（即d點(diǎn)）銷(xiāo)軸所受的力為。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位置，即時(shí)，銷(xiāo)軸受到的剪力最大，根據(jù)式(7.7)得。 又銷(xiāo)軸的直徑為，導(dǎo)油孔直徑為，則其橫截面積為 又銷(xiāo)軸受力情況見(jiàn)圖3-8，從圖中可知銷(xiāo)軸受剪力為雙剪切，又參照參考文獻(xiàn)[7]， 銷(xiāo)軸的材料為35鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7]，35鋼的許用應(yīng)力。取安全系數(shù)為2，則有，所以滿足要求。 3.4.2尾部銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 尾部銷(xiāo)軸的受的力即為的推力，如圖3-8所示，因?yàn)殇N(xiāo)軸較短，所以只受切應(yīng)力。又銷(xiāo)軸的直徑為，導(dǎo)油孔的直徑為，則銷(xiāo)軸的橫截面積為 圖3-8 尾部銷(xiāo)軸的受力圖 參照3.2.2節(jié)，有 選擇銷(xiāo)軸材料為35，又35鋼的許用應(yīng)力，取安全系數(shù)為2，則有 ，所以設(shè)計(jì)的銷(xiāo)軸滿足要求。 3.4.3支撐軸的強(qiáng)度校核 依圖3-2可知，頭部支撐軸（即g點(diǎn)）所受的力為。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位置，即時(shí)，受到的推力最大，即。又銷(xiāo)軸的直徑為，導(dǎo)油孔直徑為，則其抗彎截面系數(shù)為 又銷(xiāo)軸受力情況見(jiàn)圖3-9，參照參考文獻(xiàn)[7]，校核軸的彎曲強(qiáng)度為 圖3-9 頭部支承軸的受力圖 軸的材料為鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7]，鋼的許用應(yīng)力。所以滿足要求。 第4章 絲杠結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 表 4-1滾珠絲桿副支承 支承方式 簡(jiǎn)圖 特點(diǎn) 一端固定一端自由 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低設(shè)計(jì)時(shí)盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。 一端固定一端游動(dòng) 需保證螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長(zhǎng)度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式一般用在絲桿較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，在受力較大時(shí)還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時(shí)多用更經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。 兩端固定 只有軸承無(wú)間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況下，絲桿不會(huì)受壓，不存在壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，固有頻率比一端固定要高?？梢灶A(yù)拉伸，預(yù)拉伸后可減少絲桿自重的下垂和熱膨脹的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)和工藝都比較困難，這種裝置適用于對(duì)剛度和位移精度要求較高的場(chǎng)合。 4.1滾珠絲桿副的選擇 滾珠絲桿副就是由絲桿、螺母和滾珠組成的一個(gè)機(jī)構(gòu)。他的作用就是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。絲桿和螺母之間用滾珠做滾動(dòng)體，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滾珠滾動(dòng)。 設(shè)最大行程為300mm,最快進(jìn)給速度為18m/min,大概質(zhì)量為200kg,。 4.1.1導(dǎo)程確定 轉(zhuǎn)速，則絲杠的導(dǎo)程為 取Ph=12mm 4.1.2確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 基本公式 最大進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 最小進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 絲桿的等效轉(zhuǎn)速 式中取故 4.1.3估計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重 重量 4.1.4確定絲桿的等效負(fù)載 工作負(fù)載是指機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲桿上的軸向壓力，他的數(shù)值用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滑動(dòng)導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為0.03，K為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取1.1~1.5，本課題中取1.3，則絲桿所受的力為 其等效載荷按下式計(jì)算（式中取，） 4.1.5確定絲桿所受的最大動(dòng)載荷 fw-------負(fù)載性質(zhì)系數(shù)，（查表：取fw=1.2） ft--------溫度系數(shù)（查表：取ft=1） fh-------硬度系數(shù)（查表：取fh =1） fa-------精度系數(shù)（查表：取fa =1） fk-------可靠性系數(shù)（（查表：取fk =1） Fm------等效負(fù)載 nz-------等效轉(zhuǎn)速 Th ----------工作壽命，取絲桿的工作壽命為15000h 由上式計(jì)算得Car=17300N 表4-1-1各類機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間Lh 表4-1-2精度系數(shù)fa 表4-1-3可靠性系數(shù)fk 表4-1-4負(fù)載性質(zhì)系數(shù)fw 4.1.6精度的選擇 滾珠絲杠副的精度對(duì)電氣機(jī)床的定位精度會(huì)有影響，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度是最明顯的。一般在初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定絲杠的任意300行程變動(dòng)量應(yīng)小于目標(biāo)設(shè)定定位精度值的1/3～1/2,在最后精度驗(yàn)算中確定。，選用滾珠絲杠的精度等級(jí)X軸為1～3級(jí)（1級(jí)精度最高），Z軸為2～5級(jí)，考慮到本設(shè)計(jì)的定位精度要求及其經(jīng)濟(jì)性，選擇X軸Y軸精度等級(jí)為3級(jí)，Z軸為4級(jí)。 4.1.7選擇滾珠絲桿型號(hào) 計(jì)算得出Ca=Car=17.3KN, 則Coa=(2~3)Fm=（34.6~51.9）KN 公稱直徑Ph=12mm 則選擇FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器，雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲桿副，絲桿的型號(hào)為FFZD4010—3。 公稱直徑 d0=40mm 絲桿外徑d1=39.5mm 鋼球直徑dw=7.144mm 絲桿底徑d2=34.3mm 圈數(shù)=3圈 Ca=30KN Coa=66.3KN 剛度kc=973N/μm 4.2校核 滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度影響系統(tǒng)的定位精度和軸向拉壓震動(dòng)固有頻率，其扭轉(zhuǎn)剛度影響扭轉(zhuǎn)固有頻率。承受軸向負(fù)荷的滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度KO有絲桿本身的拉壓剛度KS，絲桿副內(nèi)滾道的接觸剛度KC，軸承的接觸剛度Ka，螺母座的剛度Kn，按不同支撐組合方式計(jì)算而定。 4.2.1 臨界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 絲桿的支撐方式對(duì)絲桿的剛度影響很大，采用一端固定一端支撐的方式。臨界壓縮負(fù)荷按下列計(jì)算： 式中E------材料的彈性模量E鋼=2.1X1011（N/m2） LO-------最大受壓長(zhǎng)度（m） K1-------安全系數(shù)，取K1=1.3 Fmax-------最大軸向工作負(fù)荷（N） f1-------絲桿支撐方式系數(shù)：f1=15.1 I=絲桿最小截面慣性距（m4） 式中do--------是絲桿公稱直徑（mm） dw------------滾珠直徑（mm）， 絲桿螺紋不封閉長(zhǎng)度Lu=工作臺(tái)最大行程+螺母長(zhǎng)度+兩端余量 Lu=300+148+20X2=488mm 支撐距離LO應(yīng)該大于絲桿螺紋部分長(zhǎng)度Lu，選取LO=620mm 代入上式計(jì)算得出Fca=5.8X108N 可見(jiàn)Fca＞Fmax，臨界壓縮負(fù)荷滿足要求。 4.2.2臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 滾珠絲杠副高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需驗(yàn)算其是否會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速，要求絲杠的最高轉(zhuǎn)速： 式中：A------絲桿最小截面：A= -------絲杠內(nèi)徑，單位； P--------材料密度p=7.85*103(Kg/m) --------臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度，單位為，本設(shè)計(jì)中該值為=148/2+300+(620-488)/2=440mm ----------安全系數(shù)，可取=0.8 fZ----------絲杠支承系數(shù)，雙推-簡(jiǎn)支方式時(shí)取18.9 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出= 6.3*104，該值大于絲杠臨界轉(zhuǎn)速，所以滿足要求。 4.2.3絲桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度Ke的計(jì)算公式 式中 A——絲杠最小橫截面，； 螺母座剛度KH=1000N/μm。 當(dāng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中，L植分別為750mm和100mm。 經(jīng)計(jì)算得： 式中 Ke ——滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度(N/μm)； KH——螺母座的剛度(N/μm)；KH=1000 N/μm Kc——絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度(N/μm)； KS——絲杠本身的拉壓剛度(N/μm)； KB——軸承的接觸剛度(N/μm)。 經(jīng)計(jì)算得絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于1500r/min，能滿足要求。 總結(jié) 在這不到設(shè)計(jì)中，能學(xué)到的東西真的很有限，但是不能說(shuō)一點(diǎn)收獲都沒(méi)有，我想我知道了一般系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架而且我也掌握了設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)的步驟，我想本次課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的一次嘗試，是我們?cè)谝簤褐R(shí)學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實(shí)踐。 在本次設(shè)計(jì)中，我獨(dú)立完成了自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，弄懂了一些以前書(shū)本中難以理解的內(nèi)容，加深了對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的鞏固。在設(shè)計(jì)中，通過(guò)老師的指導(dǎo)，使自己在設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技能等方面都得到了一次良好的訓(xùn)練。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [2] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [3] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [4] 張建民.工業(yè)機(jī)器人[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1994. [8] 顏永年.機(jī)械制圖[M].大連：大連理工大學(xué)工程畫(huà)教教研室，1998. [9] 李恒權(quán)，朱明臣，王德云.畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].山東：青島海洋出版社，1990. [10] 王棟梁.機(jī)械基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械基礎(chǔ)，1995. [11] 隆生.UG設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004. [12] 黃鶴汀.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [13] 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006 附 錄 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，是課本知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開(kāi)老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過(guò)程中，尹長(zhǎng)城老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問(wèn)題，使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí)，使我受益非淺。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說(shuō)實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累。然而一著手清理自己的設(shè)計(jì)結(jié)果，仔細(xì)回味畢業(yè)設(shè)計(jì)的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一部，是我人生中的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟了許多。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò)，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無(wú)比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力是如此的不足，幾年來(lái)學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里，我真的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉(cāng)促，很多本來(lái)應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒(méi)有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來(lái)源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向，離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會(huì)用最少的精力做好事情，這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬(wàn)別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。