機(jī)械電子工程畢業(yè)論文-自動(dòng)座椅虛擬設(shè)計(jì)及仿真

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　自動(dòng)座椅虛擬設(shè)計(jì)及仿真</p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其后續(xù)研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立

2、完成的，在完成論文時(shí)所需設(shè)計(jì)尺寸均來(lái)自實(shí)際測(cè)量，所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 自動(dòng)座椅虛擬設(shè)計(jì)及仿真

3、 </p><p><b>　　1．課題意義及目標(biāo)</b></p><p>　　1) 設(shè)計(jì)一款可供老年人使用的可自動(dòng)升降的座椅，要求結(jié)構(gòu)合理，可操作性強(qiáng)。</p><p>　　2) 繪制其裝配圖和主要零件圖。</p><p>　　3) 用三維軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。&

4、lt;/p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　1）查閱資料（包括教材，專(zhuān)著及論文），制定設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2）利用三維軟件建立三維模型</p><p>　　3）繪制所屬部件的零件圖及裝配圖。利用三維軟件建立三維模型</p><p><b>　　4）完成運(yùn)動(dòng)仿真</b&g

5、t;</p><p><b>　　5) 撰寫(xiě)畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　3．主要參考資料</b></p><p>　　[1] 楊可楨，程光蘊(yùn)．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]．高等教育出版社；2013.06</p><p>　　[2] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室． 機(jī)械原理[M]．高等

6、教育出版社； 2013.08 </p><p>　　[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社．2010．5 </p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　自動(dòng)座椅的虛擬設(shè)計(jì)及仿真</p&g

7、t;<p>　　摘 要：本課題要設(shè)計(jì)的是一款幫助老年人坐、站的自動(dòng)升降座椅，針對(duì)傳統(tǒng)手動(dòng)升降不便和自動(dòng)升降復(fù)雜的缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)以機(jī)電一體化知識(shí)為基礎(chǔ)結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)原則，旨在設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)適用的蝸輪絲杠升降椅，以期達(dá)到更好幫助老年人解決站、坐問(wèn)題的目的。本課題設(shè)計(jì)原理是電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，利用蝸輪蝸桿的傳動(dòng)，使蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪有內(nèi)矩形螺紋，與絲桿配合，蝸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿做軸向運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降。針對(duì)蝸輪蝸桿，滾珠絲

8、杠，步進(jìn)電機(jī)等元件，先確定所需求的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，跟據(jù)公式算出蝸輪蝸桿的各個(gè)數(shù)值，查表選擇材料，并對(duì)其強(qiáng)度，剛度等進(jìn)行校核。最后利用Solidworks2013對(duì)座椅進(jìn)行三維建模及裝配仿真，并對(duì)其整體效果進(jìn)行分析總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：老年自動(dòng)升降椅，Solidworks2013，蝸輪絲杠 </p><p>　　Virtual Design and Simulation Automa

9、tic Seat</p><p>　　Abstract：This topic tells about how to design an automatic lifting seat to help old people sit and stand. The purpose of thesis is to design an applicable lift chair with worm screw with th

10、e principle of mechanical and electrical integration of knowledge, against to the shortage of traditional manual lifting inconvenience and complexity of automatic lifting .The design principle of this topic is worm rotat

11、ion driven by a motor which using the worm gearing ,and worm gear has a rectangle screw thr</p><p>　　Keywords: Elderly automatic lift chair, Solidworks2013, Worm gear screw</p><p><b>　　目 錄

12、</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究目的及意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的可行性分析3</p><p>　　1.4 論文主要內(nèi)容4</p>&

13、lt;p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 座椅底座及上部設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.2 座椅升降機(jī)構(gòu)5</p><p>　　2.3 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7</p><p>　　2.3.1 蝸輪蝸桿的分析計(jì)算7</p><p>　　2.3.2 滾珠絲杠的分析計(jì)算10</

14、p><p>　　2.3.3 軸承的選擇17</p><p>　　2.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)18</p><p>　　2.4.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理及控制19</p><p>　　2.4.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選則19</p><p>　　3 自動(dòng)座椅的三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真22</p><p>　　

15、3.1 關(guān)于Solidwork三維軟件22</p><p>　　3.1.1 特點(diǎn)22</p><p>　　3.1.2 配置管理及協(xié)同工作22</p><p>　　3.1.3 裝配設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.1.4 工程圖23</p><p>　　3.2 座椅零件的建模及裝配24</p>

16、;<p>　　3.3 運(yùn)動(dòng)仿真28</p><p>　　4 總結(jié)及展望31</p><p>　　4.1 總結(jié)31</p><p>　　4.2 展望32</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b&g

17、t;</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 研究目的及意義</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活條件及醫(yī)療條件越來(lái)越好，人口老齡化趨勢(shì)愈加嚴(yán)重，老年人的日常生活問(wèn)題也越來(lái)越多，怎樣在現(xiàn)有條件下，為老年人提供一些生活輔助產(chǎn)品，使他們能夠像普通人一樣享受簡(jiǎn)單的生活，這是一個(gè)非常值得研究的問(wèn)題。<

18、;/p><p>　　早些年，隨著一個(gè)新的名詞“無(wú)障礙設(shè)計(jì)”[11]的出現(xiàn)，全世界范圍都在運(yùn)用現(xiàn)代科技改變?nèi)祟?lèi)周?chē)沫h(huán)境，改善人們的生活條件，為行動(dòng)不便的人提供更方便的空間。</p><p>　　老年人是弱勢(shì)群體中的主力軍，在中國(guó)，60歲以上的老年人大約有1.32億，80歲以上的老人有1200萬(wàn)之多。而到了65歲以上，人們的生理機(jī)能就開(kāi)始下降，他們的行動(dòng)變得緩慢，身體柔韌性變差，長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)姿

19、態(tài)時(shí)很容易僵持在那里，這些人都需要無(wú)障礙設(shè)計(jì)。社會(huì)應(yīng)該關(guān)愛(ài)老年人，應(yīng)該通過(guò)科技改善他們的生活質(zhì)量。</p><p>　　本課題主要是設(shè)計(jì)一款供老年人使用的輔助升降椅。家里有老人的一般經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況：當(dāng)老人坐久了想要站起來(lái)或者老人想要很舒服地從站立變?yōu)樽?，是非常困難的，他們的下肢肌肉力量退化，已經(jīng)不能隨意地幫助他們完成這些動(dòng)作。而這款升降椅就能夠很好地解決這些問(wèn)題。老人只需按下開(kāi)關(guān)坤只座椅的上升或者下降即

20、可，在家中使用非常方便[12]。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的座椅主要是開(kāi)關(guān)的開(kāi)和閉控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)升降功能，為了滿足廣大老年群體的使用，本設(shè)計(jì)還對(duì)座椅做出如下使用條件：</p><p>　　（1）承載重量：不超過(guò)150kg。150kg作為上限已經(jīng)滿足了很大一部分老年人的體重，而且這個(gè)上限也不會(huì)對(duì)座椅的設(shè)計(jì)產(chǎn)生更高的要求。</p><p>　?。?）升降

21、極限：下降極限不低于40cm；</p><p>　　上升極限不超過(guò)80cm。</p><p>　　為了設(shè)計(jì)更合理，我用尺子測(cè)量了身高分別為160cm，170cm，185cm的人在座椅上坐下和站立的臨界高度，而這個(gè)高度剛好是他們身體感覺(jué)最舒服的高度，所以上下極限的數(shù)據(jù)選擇還是能滿足大多數(shù)人的使用及身體條件。</p><p>　?。?）其他要求：開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)在方便老人按到的

22、地方；</p><p>　　座椅的重量及尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)該合理；</p><p>　　座椅設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足人機(jī)工程學(xué)的要求。</p><p>　　最初拿到這個(gè)題目的時(shí)候，本人最先想到的就是理發(fā)店的腳蹬的升降椅，后來(lái)又胡思亂想到千斤頂，還有機(jī)器人的折疊腿，此時(shí)能想到的，可以設(shè)計(jì)椅子的思路有兩種。一種是采用液壓升降，液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就是平穩(wěn)，也就是說(shuō)非常的安全，但它的缺點(diǎn)也很多，比

23、如啟動(dòng)慢，液壓缸和液壓油泵的送取設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，因此，液壓系統(tǒng)不再作為設(shè)計(jì)考慮范圍。二就是想辦法把螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到座椅的設(shè)計(jì)理念中，螺旋千斤頂?shù)暮锰幵谟诔兄乇容^大，但是把它做成自動(dòng)控制，我暫時(shí)還沒(méi)想到很好的辦法，而且螺旋千斤頂?shù)膫鲃?dòng)效率地，返程慢，不適合用在座椅升降椅。此時(shí)，我的思路一度陷入僵局。</p><p>　　后來(lái)經(jīng)過(guò)和導(dǎo)師探討本課題的設(shè)計(jì)理念，并說(shuō)明了此次設(shè)計(jì)最初的思路，導(dǎo)師指出不妨用滾珠絲杠作傳動(dòng)

24、，我個(gè)人也覺(jué)得或許絲杠在此處會(huì)有大用，后來(lái)在網(wǎng)上看到了絲杠驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降機(jī)的理念，而且為了節(jié)省空間，最終采用了電機(jī)帶動(dòng)蝸輪絲杠并驅(qū)動(dòng)兩幅二層“Ｘ”形剪叉升降結(jié)構(gòu)，這也是此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)升降椅最重要的部分。</p><p>　　并且此次設(shè)計(jì)采用自動(dòng)控制，改變了傳統(tǒng)模式的手動(dòng)控制，逐漸向未來(lái)生活自動(dòng)化的新理念靠攏。目前，老年輔助座椅在國(guó)外已有研究并出現(xiàn)各種產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)也有少量的產(chǎn)品問(wèn)世，但大都缺乏人性化考慮，國(guó)外產(chǎn)品技

25、術(shù)相對(duì)成熟但價(jià)格貴，多數(shù)人們難以接受，因此，設(shè)計(jì)這款簡(jiǎn)單實(shí)用的自動(dòng)座椅具有重要意義。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展</p><p>　　目前，市面上流行的升降椅采用的升降裝置大致分為以下三類(lèi)：油壓、機(jī)械式和氣壓。液壓（此處泛指油壓）升降椅成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高度調(diào)節(jié)不靈敏，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率低[13]。而氣壓升降椅成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，因此非常受歡迎，但是氣壓式結(jié)構(gòu)升降椅

26、造成很多的人員傷亡事故，讓我們不得不重新考慮它的價(jià)值，來(lái)看一下例子：</p><p>　　“2007年4月20日晚，浙江省舟山市定海區(qū)，一位婁女士坐的椅子發(fā)生爆炸，座椅被炸穿，婁女士穿的褲子被炸了個(gè)大洞，硬塑料、木屑、海綿、布料、密封圈等大量碎片崩進(jìn)婁女士體內(nèi)達(dá)十公分”。</p><p>　　“2009年1月14日，山東膠州14歲少年小剛（化名）獨(dú)自在家上網(wǎng)，在調(diào)節(jié)氣壓椅升降時(shí)，突然發(fā)生爆

27、炸，頂桿從臀部頂進(jìn)小剛體內(nèi)，傷及多條血管，后因失血過(guò)多，搶救無(wú)效死亡”。</p><p>　　可見(jiàn)氣壓式升降椅不是一個(gè)很好的選擇，再來(lái)看下國(guó)內(nèi)外對(duì)座椅要求的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)在1996年制定了針對(duì)金屬座椅的QB/T《轉(zhuǎn)椅》標(biāo)準(zhǔn)，而96版標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有對(duì)升降自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行明確規(guī)定，所以無(wú)法校驗(yàn)。2007年，國(guó)家發(fā)改委又發(fā)布了QB/T《辦公椅》標(biāo)準(zhǔn)，但并沒(méi)有解決全動(dòng)桿問(wèn)

28、題的安全隱患。</p><p>　　國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)外機(jī)構(gòu)在辦公及家用座椅的標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，如進(jìn)入德國(guó)的辦公家具一般要通過(guò)安全認(rèn)證，若出事故，則制造商受《產(chǎn)品安全法》的約束，這對(duì)確保產(chǎn)品安全有重大意義。</p><p>　　而且市面上多數(shù)安全系數(shù)高的座椅都很笨重不適合老年人方便使用，例如美國(guó)Pride公司生產(chǎn)的老年輔助椅，如圖1.1所示 。</p><p>　　圖1.1

29、 老年輔助椅</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)的可行性分析</p><p>　　老年自動(dòng)升降椅是機(jī)電一體化產(chǎn)品，該產(chǎn)品涉及機(jī)械、控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)中我們要用到電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿、滾珠絲杠等，在結(jié)構(gòu)上采用類(lèi)似滾珠絲杠升降機(jī)的結(jié)構(gòu)，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純數(shù)字控制，沒(méi)有累計(jì)誤差，它的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，起停正反轉(zhuǎn)可以很容易轉(zhuǎn)換，而且廉價(jià)，性能穩(wěn)定，因此這款升降椅完全可以實(shí)現(xiàn)所需功能。 </p>

30、<p>　　1.4 論文主要內(nèi)容</p><p>　　針對(duì)老年人坐下、站立的不便，本課題旨在設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單實(shí)用的自動(dòng)升降椅，它的特點(diǎn)是安全、輕便、廉價(jià)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平提高，有關(guān)部門(mén)對(duì)老年人的生活及行動(dòng)問(wèn)題高度重視，所以提出設(shè)計(jì)一款方便老年人使用的自動(dòng)升降椅。本章在分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)自動(dòng)升降椅的研究發(fā)展現(xiàn)狀后，形成了自己的設(shè)計(jì)思路，初步規(guī)劃了論文的主要內(nèi)容，明確了要達(dá)到的目的。</p>

31、<p>　　主要研究?jī)?nèi)容如圖1.2所示：</p><p>　　圖1.2 主要研究?jī)?nèi)容框圖</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 座椅底座及上部設(shè)計(jì)</p><p>　　座椅的上部和普通的座椅差別不大，唯一的不同在于此次設(shè)計(jì)在座椅扶手處加上開(kāi)關(guān)，方便控制。座椅底

32、座起一個(gè)承載作用，此次設(shè)計(jì)的底座作用比較突出，螺母副，軸承都要設(shè)計(jì)在底座上，為了配合剪叉式升降，還在它的兩側(cè)設(shè)計(jì)了兩條導(dǎo)軌，而且最后箱體，電機(jī)都要安裝在底座上，因此，本設(shè)計(jì)的座椅底座也是比較重要的一部分。</p><p>　　2.2 座椅升降機(jī)構(gòu)</p><p>　　此設(shè)計(jì)采用的升降機(jī)構(gòu)是剪叉式升降機(jī)構(gòu)，剪叉式機(jī)構(gòu)的基本單元是X形連桿，通過(guò)串、并聯(lián)可以形成一級(jí)或多級(jí)剪叉機(jī)構(gòu)。在X的下端鉸

33、鏈處給一個(gè)向內(nèi)的力（如圖2.1、2.2所示）時(shí)，X形由寬變窄，即它的各鉸鏈向上運(yùn)動(dòng)，它把水平力變?yōu)樨Q直向上的運(yùn)動(dòng)。它有較高的穩(wěn)定性，可以通過(guò)增加“Ｘ”形，構(gòu)成二層或多層剪叉升降機(jī)構(gòu)，在此我采用固定式檢查升降，它可以根據(jù)要求，配置附屬裝置，任意組合，例如可以加入安全防護(hù)；電氣控制方式；動(dòng)力形式；行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。不同輔助配置的搭配，能實(shí)現(xiàn)不同的功能，這就增加了這種機(jī)構(gòu)的可利用率及可選擇性，同時(shí)也為下一步工作的展開(kāi)打下良好基礎(chǔ)[14]。<

34、;/p><p>　?。?）滿足工作需求的幾何關(guān)系</p><p>　　人正常坐下時(shí)，椅面距離地面的高度大約是450mm，能正常站起時(shí)大約距地面800mm，此處采用兩組二層的“X”形剪叉機(jī)構(gòu)能夠較好得達(dá)到幾何要求，此時(shí)每個(gè)“X”的剪力臂長(zhǎng)度也比較合適為590mm。</p><p>　　圖2.1 最低點(diǎn)</p><p>　　圖2.2 最高點(diǎn)&

35、lt;/p><p><b>　　（2） 受力分析</b></p><p><b>　　由虛功原理得：</b></p><p><b>　　(公式2.1)</b></p><p>　?。狠d荷 ：升降高度差 :推力 ：絲杠長(zhǎng)度變化</p><p>

36、<b>　?。ü?.2）</b></p><p><b>　?。ü?.3）</b></p><p>　　、代入（公式2.1）得</p><p>　　圖2.3 剪臂受力分析</p><p><b>　　剪切力受力大小 </b></p><p>　

37、　Q：剪切力 F：絲杠拉力 P：載荷</p><p>　　F隨P增大而增大 時(shí)F>P如圖2.3所示</p><p>　　2.3 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　本課題采用蝸輪蝸桿配合滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，主要是想利用蝸輪蝸桿的大傳動(dòng)比，同時(shí)把電機(jī)裝在蝸桿一端，電機(jī)不用移動(dòng)，大大節(jié)省空間。原理主要是電機(jī)帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪蝸桿的傳動(dòng)，能使蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪有內(nèi)

38、矩形螺紋，能與矩形螺紋的絲杠配合，此時(shí)，在蝸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，絲杠作軸向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而與螺母副、軸承配合拉動(dòng)支架在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)升降[1]。</p><p>　　2.3.1 蝸輪蝸桿的分析計(jì)算</p><p>　　蝸輪蝸桿是螺旋式傳動(dòng)，兩輪嚙合齒面是線接觸，嚙合效果較好，因此它的傳動(dòng)也更平穩(wěn)，適合本次升降座椅的傳動(dòng)。</p><p><b>　　蝸輪蝸桿材

39、料的選取</b></p><p>　　材料的選擇要看它的適用場(chǎng)合，一般來(lái)講，蝸桿要有一定的強(qiáng)度和良好的耐磨性，一般可選合金鋼和碳鋼[4]，通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)應(yīng)找到用于低俗輕載的蝸桿材料為45號(hào)鋼，所以此次設(shè)計(jì)的蝸桿采用45號(hào)鋼。而蝸輪的選擇和絲杠螺母副材料一樣為鋼，[7]。</p><p><b>　　尺寸計(jì)算</b></p><

40、p>　　通過(guò)查表選合適的蝸桿的分度圓直徑再通過(guò)常見(jiàn)配合選出。（附表）此處選。</p><p>　　為蝸桿頭數(shù)，常見(jiàn)有1,2,3,4,5,6.此處設(shè)計(jì)為單頭蝸桿，所以</p><p><b>　　為蝸輪齒數(shù)，，此處</b></p><p>　　為標(biāo)準(zhǔn)中心距　　為螺桿分底圓直徑　　為蝸輪分度圓直徑 </p><p>

41、　　蝸輪蝸桿參數(shù)計(jì)算見(jiàn)表2.1所示。</p><p>　　表2.1 尺寸計(jì)算</p><p>　　說(shuō)明：為蝸輪蝸桿傳動(dòng)的變位系數(shù)，一般，此處</p><p>　　一般開(kāi)式蝸輪蝸桿傳動(dòng)中秩序校核蝸輪吃面接觸疲勞強(qiáng)度，可按下式校核：</p><p>　　式中為蝸輪齒面接觸應(yīng)力</p><p>　　為蝸輪齒面接觸疲勞極限

42、</p><p>　　為最小安全系數(shù)，見(jiàn)表2.2</p><p>　　表2.2 最小安全系數(shù)</p><p>　　為蝸輪分度圓上的圓周力N</p><p><b>　　為系數(shù)</b></p><p><b>　　為蝸輪平均齒寬，</b></p><p

43、>　　為蝸桿齒的齒形系數(shù)，查表2.3（）</p><p>　　表2.3 齒形系數(shù)</p><p>　　為蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩，即絲杠轉(zhuǎn)矩，</p><p>　　為蝸輪與蝸桿的材料配對(duì)系數(shù)，見(jiàn)表2.4</p><p>　　為壽命系數(shù)，見(jiàn)表2.5，，為設(shè)計(jì)的工作壽命</p><p>　　為速度系數(shù)，見(jiàn)表2.6<

44、/p><p><b>　　為載荷系數(shù)，此時(shí)</b></p><p>　　表2.4 蝸輪與蝸桿的配對(duì)材料系數(shù)</p><p>　　表2.5 壽命系數(shù)</p><p>　　表2.6 速度系數(shù) </p><p>　　經(jīng)計(jì)算得，所以強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求[3]。</p><p&g

45、t;　　2.3.2 滾珠絲杠的分析計(jì)算</p><p>　　在滾珠絲杠出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠作為絲杠傳動(dòng)的主要形式，滑動(dòng)絲杠的方式是滑動(dòng)摩擦，所以在效率、精度上有很大的限制，隨著機(jī)械向著告訴、高效、自動(dòng)化方向發(fā)展，各種機(jī)械產(chǎn)品對(duì)其驅(qū)動(dòng)的速度要求不斷提高，滑動(dòng)絲杠已經(jīng)不能滿足工作需求，為了解決這一問(wèn)題，滾珠絲杠傳動(dòng)方式應(yīng)用而生。</p><p><b>　?。?）滾珠絲杠特點(diǎn)&

46、lt;/b></p><p>　　滾珠絲杠是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的新型螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在它本身具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝入傳動(dòng)元件——滾珠，滾珠絲杠雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也高，還不能自鎖，但它的摩擦阻力矩小，傳動(dòng)效率高，精度高，系統(tǒng)剛度好，運(yùn)動(dòng)具有可逆性，壽命長(zhǎng)，所以它在機(jī)電一體化中廣泛使用作為傳動(dòng)部件。</p><p>　　（2）滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)及滾珠循環(huán)方式</p><

47、p>　　滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理如圖2.4所示，絲杠和螺母的螺紋滾道里面有滾珠，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滾珠在螺紋道里滾動(dòng)，從而產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。為防止?jié)L珠從滾道滾落，必須在螺旋槽兩端設(shè)計(jì)回程裝置，構(gòu)成滾珠循環(huán)返回通道，滾珠每次經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)就會(huì)回到開(kāi)始狀態(tài)，形成滾珠滾動(dòng)的閉合回路[2]。</p><p>　　圖2.4 滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　滾珠絲杠副中的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外

48、循環(huán)。內(nèi)循環(huán)，其滾珠始終與絲杠表面接觸，特點(diǎn)是路程短、循環(huán)流程，效率高，結(jié)構(gòu)尺寸小，缺點(diǎn)是反向器加工困難；外循環(huán)方式中，滾珠循環(huán)反向時(shí)，有一股脫離絲杠螺旋滾道，在螺母體內(nèi)或體外左循環(huán)運(yùn)動(dòng)，外循環(huán)方向結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，但滾道接縫處很難做到平滑，從而會(huì)影響滾珠滾動(dòng)穩(wěn)定性，甚至發(fā)生卡珠現(xiàn)象，噪聲也比較大。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的支承方式為：固定——自由。因?yàn)槭亲?，出于穩(wěn)定性及要求較低考慮，螺母副的最大移動(dòng)速

49、度為30mm/s，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為600r/min，滾珠絲杠及螺母副的幾何參數(shù)計(jì)算如下：</p><p>　?、俟讨睆絛0：由Ca的值來(lái)估選，普通運(yùn)動(dòng)時(shí)FW取1.4</p><p>　　其中Fa為軸向載荷，L為回轉(zhuǎn)壽命</p><p>　　額定動(dòng)載荷查表知合適的公稱直徑d0=20mm。</p><p><b>　　②導(dǎo)程</b

50、></p><p>　　I為轉(zhuǎn)動(dòng)比取1，Vmax為螺母副最大移動(dòng)速度，nmax為電機(jī)最高轉(zhuǎn)速。</p><p>　　此處為了安全考慮，選5mm。</p><p>　?、勐輻U外徑，db為鋼球直徑</p><p><b>　　螺桿內(nèi)徑</b></p><p><b>　　偏心距<

51、/b></p><p><b>　　螺紋滾道法向半徑</b></p><p><b>　　螺桿接觸直徑</b></p><p><b>　　螺母螺紋外徑</b></p><p><b>　　螺母內(nèi)徑（外循環(huán)）</b></p><p

52、>　　初步選擇絲杠和螺母材料：鋼，，導(dǎo)程5mm，型號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出下表2.7數(shù)據(jù)：</p><p>　　表2.7 絲杠螺母配合參數(shù)</p><p>　　選取滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為：</p><p><b>　　磨制絲杠右旋</b></p><p>　　軸承到螺母距離（臨界長(zhǎng)度）Ln=550mm</p>

53、<p>　　設(shè)計(jì)后絲杠總長(zhǎng)1000mm</p><p><b>　　最大行程750mm</b></p><p>　　壽命設(shè)為24000小時(shí)</p><p><b>　　摩擦系數(shù)</b></p><p><b>　　定位精度：</b></p><p&

54、gt;　　最大行程內(nèi)誤差0.035mm</p><p>　　30mm內(nèi)行程誤差0.02mm</p><p>　　失位量0.045mm</p><p>　?。O限體重+座椅面重量和連桿重）</p><p><b>　　g取9.8m/s</b></p><p>　　I=1（電機(jī)至絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)比）<

55、/p><p>　　圖2.5 受力示意圖</p><p>　　此時(shí)因?yàn)閮山M“X”形，所以取計(jì)算，如圖2.5所示。</p><p>　　Fa：軸向載荷 FN：豎直方向壓力</p><p><b>　　壽命計(jì)算</b></p><p>　　[15] 滿足壽命要求</p><p&g

56、t;<b>　　：軸向載荷</b></p><p><b>　?。簤勖禂?shù)，</b></p><p>　　：工作壽命，取=24000</p><p>　　: 載荷系數(shù)，取=1.2</p><p>　　: 動(dòng)載荷硬度影響系數(shù)，取=1.0</p><p>　　: 短行程系數(shù)，取=

57、1.0</p><p>　?。恨D(zhuǎn)速系數(shù)，取=0.5107</p><p><b>　　驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　f：與支撐形式有關(guān)的系數(shù)</p><p><b>　　d2：絲杠底徑</b></p><p>　　LC2：臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度</p>&

58、lt;p>　　查表知f=21.9，d2=20，LC2=L1-L0</p><p>　　得nc=4028>nmax=600</p><p>　　Fao= Fmax/3 =203.2N</p><p><b>　　Fao：預(yù)警載荷</b></p><p>　　Fmax：最大軸向工作載荷</p>&l

59、t;p><b>　?。?）容許軸向載荷</b></p><p>　　絲杠理論容許軸向載荷，容許軸向載荷也稱危險(xiǎn)軸向載荷——在軸方向施加的最大拉伸壓縮負(fù)荷。為了保證絲杠的傳動(dòng)精度，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮不使絲杠發(fā)生變形的軸徑尺寸（絲杠螺紋底徑）。</p><p><b>　　[16]</b></p><p>　　：絲杠理論容

60、許軸向載荷（N）</p><p>　?。航z杠螺紋底徑（mm）</p><p><b>　?。褐С邢禂?shù)</b></p><p>　?。狠S承與螺母之間的距離</p><p>　　（此時(shí)支承方式為固定——自由，）</p><p>　?。航z杠工作容許軸向載荷（N）</p><p>

61、<b>　　軸向總剛度：</b></p><p>　　滾珠絲杠傳統(tǒng)系統(tǒng)的剛度收到所有與其相連部件（如軸承、螺母底）的影響。</p><p>　?。簜鲃?dòng)系統(tǒng)軸向總剛度（）</p><p><b>　?。褐С休S承剛度</b></p><p><b>　　：絲杠剛度</b></

62、p><p><b>　?。郝菽竸偠?lt;/b></p><p>　　：軸向彈性變量（um）</p><p>　?。褐С休S承彈性變量（um）查表</p><p><b>　?。褐С袆偠?lt;/b></p><p>　　初始條件：矢位量=0.045mm</p><p>

63、;　　滾珠絲杠系統(tǒng)之間各元部件（絲杠、螺母、支承軸承），此處設(shè)為0.04mm，此時(shí)滾珠絲杠各部件彈性變量為0.02mm，此時(shí)的軸向載荷為609.8N</p><p><b>　　絲杠剛度：</b></p><p>　　當(dāng)，為最小，一般情況下計(jì)算最小剛度值[10]。</p><p><b>　　螺母剛度：</b></p

64、><p><b>　　支承剛度：</b></p><p><b>　?。ú楸砜芍?lt;/b></p><p><b>　　軸向總剛度：</b></p><p><b>　　總彈性變量（單邊）</b></p><p>　　2.3.3 軸承

65、的選擇</p><p>　　滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)械中的重要部件，它依靠主要元件之間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承傳動(dòng)零件。滾動(dòng)軸承大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，它具有摩擦小，功耗小，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。選用軸承時(shí)，首先是選擇軸承類(lèi)型，不同類(lèi)型軸承由于結(jié)構(gòu)特性不同，可適應(yīng)于不同的使用條件，通常選擇軸承類(lèi)型時(shí)應(yīng)綜合考慮以下主要因素：</p><p><b>　?。?）軸承的載荷</b></p>

66、<p>　　軸承受到的載荷大小、方向及性質(zhì)是選擇軸承重要要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。    </p><p>　?、俑鶕?jù)載荷大小選擇，滾子軸承主要元件是線接觸，承載能力大，適用于承受較大載荷；球軸承是點(diǎn)接觸，承載能力小，適用于輕、中等載荷。各種軸承載荷能力一般以額定載荷比表示。</p><p>　?、诟鶕?jù)載荷方向選

67、擇，純輕徑向載荷，宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承，也可考慮選用調(diào)心軸承。純軸向載荷，一般選用推力軸承，較小軸向載荷用推力球軸承，較大軸向載荷用推力滾子軸承。徑向載荷和軸向載荷同時(shí)作用時(shí)，一般選用角接觸球軸承，或者是圓錐滾子軸承，這兩種軸承隨接觸角增大承受軸向載荷能力也提高。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時(shí)，也可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時(shí)，可選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承

68、。  </p><p>　?、鄹鶕?jù)載荷性質(zhì)，有沖擊載荷時(shí)，宜選用滾子軸承。</p><p><b>　?。?）軸承的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　一般轉(zhuǎn)速較小時(shí)，轉(zhuǎn)速不會(huì)對(duì)軸承選擇產(chǎn)生影響，只有高速時(shí)才會(huì)有顯著作用。通常來(lái)講，摩擦力矩小、發(fā)熱量小的軸承高速性能好。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球

69、軸承。徑向載荷小時(shí)，選用深溝球軸承；徑向載荷大時(shí)，選用圓柱滾子軸承。對(duì)聯(lián)合載荷，載荷小時(shí)，選用角接觸球軸承；載荷大時(shí)，選用圓錐滾子軸承，或者是圓柱滾子軸承與角接觸球軸承組合。在相同內(nèi)徑時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體越輕越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體作用在外圈上的離心力也越小，因此更適于較高轉(zhuǎn)速下工作。推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低。在一定條件下，工作轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜選用直徑系列為8，9，0，1的軸承。保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響很大。實(shí)體保持架比沖壓保持架允許的

70、轉(zhuǎn)速高。高速重載的軸承需驗(yàn)算其極限轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　?。?）軸向游動(dòng)性能</b></p><p>　　一般機(jī)械工作時(shí)，因機(jī)械摩擦，或者是工作介質(zhì)的關(guān)系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。在選擇軸承結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí)，應(yīng)使其軸有鈾向游動(dòng)的可能性。因此，常在軸的某一端選用一個(gè)內(nèi)圈或者一個(gè)外圈無(wú)擋邊的圓柱滾子軸承或者滾針軸承，來(lái)適應(yīng)由熱脹冷縮引起軸的伸長(zhǎng)或縮短。<

71、/p><p>　　當(dāng)軸兩端軸承孔同軸性差（制造誤差或安裝誤差所致）或軸的剛度小，變形較大，以及多支點(diǎn)軸，均要求軸承調(diào)心性好，這時(shí)應(yīng)選用調(diào)心球軸承，或者是調(diào)心滾子軸承。</p><p><b>　?。?）安裝與拆卸</b></p><p>　　軸承使用壽命通常不會(huì)是主機(jī)使用壽命，在實(shí)際使用中，軸承作為易損部件要經(jīng)常裝拆。因此，在選用軸承結(jié)構(gòu)類(lèi)型時(shí)應(yīng)要

72、求裝拆方便?？煞蛛x型的角接觸球軸承、圓柱滾子軸承。圓錐滾子軸承、推力軸承和內(nèi)圈為錐孔、帶緊定套或退卸套的調(diào)心滾子軸承、調(diào)心球軸承等均具有裝拆方便性能[5]。</p><p>　　根據(jù)以上的選用要求，此次設(shè)計(jì)對(duì)絲杠末端的支承選用圓錐滾子軸承和推力圓柱軸承按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇30302、51101軸承。</p><p>　　其實(shí)對(duì)軸承的選擇，在蝸輪蝸桿確定完后，軸承就已經(jīng)確定下來(lái)而且此次設(shè)計(jì)是低

73、速較輕載荷的場(chǎng)合，對(duì)軸承要求不是很高。軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，選取通過(guò)查表選擇適合的尺寸就可以，本章對(duì)軸承的種類(lèi)、用途有個(gè)概括性的描述，以便了解及選取。</p><p><b>　　2.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)</b></p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是把脈沖信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)的角位移或者線位移的控制電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)每輸入一個(gè)脈沖就動(dòng)一步，所以又叫做脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)控制中作為執(zhí)行元件

74、，多用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運(yùn)行可靠，例如用位置檢測(cè)和速度反饋，也可作閉環(huán)控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)廣泛用于數(shù)控機(jī)械行業(yè)。數(shù)控設(shè)備的性能好壞，很大程度上與電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電源的配合有關(guān)，高精度的配合將大幅度提高它的性能。</p><p><b>　　步進(jìn)電機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　位移和輸入的脈沖數(shù)保持嚴(yán)格的線性關(guān)系，沒(méi)有累計(jì)誤差，位移與速度控制較容易。</

75、p><p>　　動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，能夠很容易地進(jìn)行起停、變速和正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　適用于微機(jī)控制，系統(tǒng)廉價(jià)。</p><p>　　電機(jī)沒(méi)有電刷，部件少。</p><p>　　停止時(shí)自帶自鎖功能。</p><p>　　低速運(yùn)動(dòng)時(shí)仍能獲得較大的轉(zhuǎn)矩，所以不用減速器驅(qū)動(dòng)。</p><p><b

76、>　　主要缺點(diǎn)：</b></p><p>　　帶動(dòng)慣性負(fù)載能力較弱。</p><p><b>　　加減速控制較復(fù)雜。</b></p><p>　　只能由脈沖電源驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　本次要設(shè)計(jì)的是自動(dòng)升降椅，它對(duì)負(fù)載要求不是很高，對(duì)速度變化要求也比較低，所以綜合來(lái)說(shuō)選擇步進(jìn)電機(jī)當(dāng)做主動(dòng)力源是非常合

77、適的。</p><p>　　2.4.2 步進(jìn)電機(jī)的工作原理及控制</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以形象描述為“開(kāi)關(guān)”控制直流電源的“開(kāi)”和“關(guān)”，形成的脈沖信號(hào)，使電源通過(guò)脈沖形式加到步進(jìn)電機(jī)各個(gè)繞組，繞組通斷電就能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　電流流過(guò)定子繞組時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)矢量磁場(chǎng)，這個(gè)詞場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向和定子磁場(chǎng)方向相同。定

78、子矢量磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨該磁場(chǎng)也轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。輸入一個(gè)脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，即前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。當(dāng)改變繞組的通電順序時(shí)，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　控制繞組通電情況就能控制步進(jìn)電機(jī)的變換過(guò)程。具體分為以下幾種：</p><p>　　控制換相順序：即脈沖分配。</p><p>　　控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向：正

79、序通電正轉(zhuǎn)，逆序通電反轉(zhuǎn)。</p><p>　　控制轉(zhuǎn)速：通過(guò)控制脈沖來(lái)調(diào)速轉(zhuǎn)速。</p><p>　　2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選則</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)想要工作，必須要有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)樗荒苤苯舆B接電源，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要由信號(hào)處理器、環(huán)形分配器、推動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等組成。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)選用兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

80、芯片TB650，該芯片能耗低、集成高、對(duì)環(huán)境要求低、穩(wěn)定可靠、外圍電路簡(jiǎn)單。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)用到一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，要用一片TB650來(lái)控制電機(jī)，考慮到口的效率，一片TB650的M1與M2，DCY1與DCY2，TQ2與TQ1三組狀態(tài)，設(shè)置使用一組開(kāi)關(guān)控制，簡(jiǎn)單、易操作，并且因?yàn)殚_(kāi)始運(yùn)行時(shí)負(fù)載較大，所以用16細(xì)分的方式來(lái)啟動(dòng)。 </p><p>　　因?yàn)棣?45o時(shí)，即椅面位于最低位

81、置時(shí)所需的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大，所以，只需計(jì)算此時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率即可。</p><p>　　圖2.6 負(fù)載作用下剪叉架受力分析</p><p>　　因?yàn)槭莾山M剪叉機(jī)構(gòu)所以只需的P，又因?yàn)椤癤”形構(gòu)件在此處是二力桿件，所以此時(shí)加速在滾珠絲杠上的軸轉(zhuǎn)向力即為F。而且要受一個(gè)水平的摩擦力如圖2.6所示。</p><p>　　下面計(jì)算驅(qū)動(dòng)扭矩T0</p><p

82、>　　此處用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，2005滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，25滾珠直線導(dǎo)軌承重和導(dǎo)向。設(shè)，，</p><p>　　查表知電動(dòng)機(jī)功率是，是，所以選用電機(jī)。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種優(yōu)秀的動(dòng)力源主要是在此設(shè)計(jì)中它本身就解決了絲杠自鎖的問(wèn)題，不需再額外加入抱閘機(jī)構(gòu)，這使得設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。本章詳細(xì)的了解了它的工作原理及功能，為后續(xù)的工作做足準(zhǔn)備，同時(shí)也能進(jìn)一步深入體機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)及整體概

83、念，并通過(guò)計(jì)算選擇功能的電動(dòng)機(jī)，步距角為1.8o，搭載TB650芯片作為自動(dòng)升降椅的核心動(dòng)力機(jī)構(gòu)[6]。</p><p>　　3 自動(dòng)座椅的三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　3.1 關(guān)于Solidwork三維軟件</p><p><b>　　3.1.1 特點(diǎn)</b></p><p>　　Solidworks軟件

84、模塊劃分清楚，指令調(diào)用簡(jiǎn)單，繪圖層次分明，修改容易。 是一款非常適合初學(xué)者設(shè)計(jì)三維模型的軟件，就我個(gè)人而言，設(shè)計(jì)之初我在Proe和Solidworks之間我毅然決然地選擇了后者，因?yàn)樗逦膶哟蝿澐肿屛夷芟碌昧耸郑沂褂煤蟾杏X(jué)上手特別快。SolidWorks2013 ，不但改善了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的模式，而且有強(qiáng)大的建模功能、參數(shù)設(shè)計(jì)功能。在創(chuàng)新性、使用的方便性以及界面的人性化設(shè)計(jì)等方面都得到了增強(qiáng)。大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的

85、效率。 </p><p>　　Solidworks采用了大家熟悉的Microsoft Windows圖形用戶界面，使用者能快速按照自己思路繪出草圖，并運(yùn)用特征與尺寸，繪出模型實(shí)體，裝配體及工程圖。</p><p>　?。?）只有SolidWorks 才提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制?！叭珓?dòng)感的”的用戶界面減少設(shè)計(jì)步驟，減少了多余的對(duì)話框，從而避免了界面的零亂。 </p>

86、;<p>　?。?）屬性管理功能可以高效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。屬性管理員涵蓋所有模型設(shè)計(jì)參數(shù)，使用、查找、修改都非常方便。 </p><p>　?。?）用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個(gè)同Windows資源器類(lèi)似的CAD文件管理器。 </p><p>　?。?）特征模版為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，用戶可以直接點(diǎn)開(kāi)特征

87、模版，選取合適的標(biāo)的零件和特征，。 </p><p>　?。?）SolidWorks 可以使用CAD模擬功能作圖，對(duì)于有CAD繪圖基礎(chǔ)的使用者可以很好得從二維建模向三維實(shí)體過(guò)度，不會(huì)感覺(jué)很陌生[9]。</p><p>　　3.1.2 配置管理及協(xié)同工作</p><p>　　SolidWorks軟件的配置管理非常獨(dú)特，它包括零件、裝配體和工程圖。配置管理使得你能夠在一

88、個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 </p><p>　?。?）SolidWorks 提供了先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，可以較好地利用互聯(lián)網(wǎng)幫助設(shè)計(jì)。 </p><p>　?。?）通過(guò)三維托管網(wǎng)站展示生動(dòng)的實(shí)體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　（3）

89、SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就象存本地硬盤(pán)一樣方便。 </p><p>　　（4）用3D Meeting通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同工作。3D Meeting是在微軟 NetMeeting技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)為SolidWorks使用者提供的協(xié)同工作環(huán)境。</p><p>　　3.1.3 裝配設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）在So

90、lidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 </p><p>　?。?）SolidWorks 可以根據(jù)裝配體的動(dòng)態(tài)影像，對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)實(shí)時(shí)體積干涉檢查和間隙配合檢測(cè)。 </p><p>　?。?）用智能零件裝配技術(shù)，可以完成例如把

91、一個(gè)設(shè)計(jì)好的絲杠裝入軸承中，而同時(shí)按照正確的順序完成卡簧和軸承的裝配。它能夠自動(dòng)定義裝配關(guān)系，大大加快了裝配速度，提供了設(shè)計(jì)效率。 </p><p>　?。?）鏡像功能是 SolidWorks的一大技術(shù)革新。鏡像能在已有零件基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的零件，即使在裝配過(guò)程中要增加新的對(duì)稱部件，也可以直接使用鏡像，而不是再單獨(dú)畫(huà)一個(gè)零件。</p><p>　　3.1.4 工程圖</p>&

92、lt;p>　?。?）SolidWorks 提供了生成詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改設(shè)計(jì)圖時(shí)，三維模型，視圖，裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。 </p><p>　　（2）從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。 </p><p>　?。?）工程圖視圖。SolidWorks 提供了三種創(chuàng)建工程圖的必要的圖紙格式，能更方便的生成局部圖、輔助視圖、投影圖等。 </p>

93、;<p>　?。?）圖層管理素材的方法。圖層可以看作重疊在一起的透明塑料紙，如果某一圖層上沒(méi)有任何內(nèi)容，就可以透過(guò)該層看到下一層的圖像用戶可以在每個(gè)圖層上生成新的實(shí)體，然后指定實(shí)體的顏色、線型，還可以將圖注放在單獨(dú)的一個(gè)圖層上，避免與工程實(shí)體圖之間的干涉。</p><p>　?。?）SolidWorks可以從不同位置交替觀看視圖，這樣能夠方便觀察運(yùn)動(dòng)順序，非常有利于有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝配體的設(shè)計(jì)[8]。&

94、lt;/p><p>　　3.2 座椅零件的建模及裝配</p><p>　　圖3.1 底座模型圖</p><p>　　圖3.2 座椅面三維模型圖</p><p>　　圖3.3 剪叉架連桿</p><p><b>　　圖3.4 滑塊</b></p><p><b

95、>　　圖3.5 蝸輪</b></p><p><b>　　圖3.6 蝸桿</b></p><p><b>　　圖3.7 軸承</b></p><p>　　圖3.8 座椅整體外觀模型圖</p><p>　　圖3.9 座椅內(nèi)部整體三維模型圖</p>&

96、lt;p>　　圖3.10 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)放大圖</p><p><b>　　3.3 運(yùn)動(dòng)仿真</b></p><p>　　圖3.11 升前示意圖</p><p>　　圖3.12 上升過(guò)程中</p><p>　　圖3.13 升至最高點(diǎn)</p><p>　　本章主要是對(duì)座椅零件進(jìn)行建

97、模及裝配，用到的軟件是Solidworks，這款軟件的優(yōu)缺點(diǎn)已經(jīng)在本章列出。首先根據(jù)第二章設(shè)計(jì)計(jì)算的尺寸生成零件，然后進(jìn)行組裝，具體尺寸還進(jìn)行了精確修改，最后完成模擬運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　4 總結(jié)及展望</b></p><p><b>　　4.1 總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)臨近尾聲了，再回

98、過(guò)頭想想自己做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，可以說(shuō)是笑聲與汗水共同伴隨。我覺(jué)得我做的自動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)是個(gè)很有意思的課題，它不枯燥，它對(duì)人們的生活條件改善會(huì)產(chǎn)生直接影響，盡管現(xiàn)在我做的不是實(shí)物，但是我相信將來(lái)這種構(gòu)思一定會(huì)在實(shí)際生產(chǎn)中體現(xiàn)。而且此次設(shè)計(jì)讓我把大學(xué)四年里學(xué)到的東西基本上都用了一遍，期間每一次運(yùn)算，每一次繪圖，每一次構(gòu)思，我都覺(jué)得是我四年里學(xué)習(xí)的片段，感謝有這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能讓我把我大學(xué)學(xué)到的東西再總結(jié)一次。</p><p&g

99、t;　　通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)了一種新的三維繪圖軟件——Solidworks，從中體會(huì)到了這種繪圖軟件的實(shí)用性。同時(shí)也感覺(jué)到，繪圖在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的重要性。顯然這次大量運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖以及分析的過(guò)程對(duì)于我們來(lái)說(shuō),.為我們將來(lái)為從事設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以說(shuō)把我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)經(jīng)歷又總結(jié)了一次，而且通過(guò)每一次親自解決困難，或者和別人配合完成一個(gè)項(xiàng)目甚至一個(gè)小小的計(jì)算，都會(huì)讓我得到很大

100、的收獲，對(duì)我以后出身社會(huì)的處事能力也有提高，下面我簡(jiǎn)單談一下我的感受：</p><p>　?。?）堅(jiān)持，這段時(shí)間，盡管每天都要查資料，畫(huà)圖，計(jì)算等等，沒(méi)有固定的休息時(shí)間，但如果不能堅(jiān)持，我的工作可能就停滯不前，短時(shí)間也不會(huì)有很大收獲， 所以說(shuō)堅(jiān)持是做好任何事的前提。</p><p>　　（2）要有一定自學(xué)能力。在接觸一門(mén)新的課程或者一個(gè)新的知識(shí)時(shí)，不要害怕，我們可以利用書(shū)籍或者互聯(lián)網(wǎng)來(lái)深入

101、了解學(xué)習(xí)它，進(jìn)而運(yùn)用到我們的設(shè)計(jì)或者學(xué)習(xí)中。大學(xué)里，很多東西都是靠自己解決的，沒(méi)有自學(xué)能力只會(huì)退步。</p><p>　　（3）觸類(lèi)旁通，積累知識(shí)。不要怕你學(xué)習(xí)的東西眼前用不到，有可能下一步就用到了。在學(xué)Solidworks的過(guò)程中，要不斷的學(xué)習(xí)其它相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，只有這樣做你才能有所進(jìn)步，看看CAD/CAM原理方面的書(shū)，看了此書(shū)，不但Solidworks進(jìn)步很快，其它同類(lèi)軟件也能很快上手，因?yàn)榇藭r(shí)我已經(jīng)有一定的理

102、論知識(shí)，知道它的原理與實(shí)質(zhì)，很多軟件的原理都是互通的。</p><p>　?。?）最后我個(gè)人認(rèn)為交流對(duì)學(xué)習(xí)很重要，碰到不會(huì)的問(wèn)題，可以請(qǐng)教同學(xué)，可以咨詢老師，問(wèn)是最好學(xué)習(xí)的方式之一。多看看別人的人是怎么設(shè)計(jì)的，你也可以問(wèn)一問(wèn)其他人拿到這個(gè)題目有什么想法，一個(gè)人的想法也許不會(huì)對(duì)你有幫助，但是一百個(gè)人的想法中，一定會(huì)有一個(gè)是你想不到的。</p><p><b>　　4.2 展望&l

103、t;/b></p><p>　　Solidworks在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛了。但隨著中國(guó)機(jī)械行業(yè)的飛速發(fā)展，Solidworks也許會(huì)在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用中顯得不足。一定要學(xué)習(xí)一款新的功能更加強(qiáng)大的軟件來(lái)應(yīng)對(duì)高速發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)，Auto CAD到Solidworks是一個(gè)過(guò)度，一定會(huì)有一款更好更全面的軟件取代它們。</p><p>　　此次我所設(shè)計(jì)的自動(dòng)升降座椅可以說(shuō)是機(jī)電一體化

104、在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)縮影，未來(lái)生活中，越來(lái)越多的產(chǎn)品，都將會(huì)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)手動(dòng)操作到自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。而且還會(huì)加入一些智能或者其他模擬仿真的東西，從而實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)。近幾十年來(lái)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，大大提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)一些先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備可以代替人去完成危險(xiǎn)場(chǎng)合的工作。機(jī)械制造業(yè)早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用主要是如何實(shí)施調(diào)度任務(wù)，確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而自動(dòng)化智能化則是用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為的技術(shù)

105、，讓實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互融合起來(lái)，具有了實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，向智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊可楨，程光蘊(yùn)．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]．高等教育出版社,2013.6:4-345.</p><p>　　[2] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室． 機(jī)械原理[M]．

106、高等教育出版社, 2013:45-260.</p><p>　　[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社, ,2010.5:159-172.</p><p>　　[4] 林江．工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社, 2013．09 :55-78.</p><p>　　[5] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室． 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．高等教育出版社, 2012

107、.1:26-80.</p><p>　　[6] 張建民．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．高等教育出版社, 2013.8:20-115.</p><p>　　[7] 吳宗澤，《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》，第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，2013.10:65-78. [8] 詹迪維. Solidworks機(jī)械設(shè)計(jì)教程2013[M]．機(jī)械工業(yè)出版社, 2013.02：32-77</p><p>

108、;　　[9] 胡仁喜，劉昌麗.Solidworks2013中文版快速入門(mén)實(shí)例教程[M]．機(jī)械工業(yè)出版社, 2013.01:5-400.</p><p>　　[10] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編. 理論力學(xué). 北京：高等教育出版社 , 1997:15-70.</p><p>　　[11] 王秀玲.人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2001.01:13-137.</p&g

109、t;<p>　　[12] 王建光;老年人輔助站立座椅設(shè)計(jì)研究[D]；浙江大學(xué)，2008:66-72.</p><p>　　[13] 王顯芳;王述洋;王曉東;;老年產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)[J]；林業(yè)勞動(dòng)安全,2006年04期:63-180.</p><p>　　[14] 魏發(fā)孔.水平驅(qū)動(dòng)剪叉升降機(jī)的動(dòng)力性能研究.甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997：15-88</p><p

110、>　　[15] T. Opetuk: Development and model application production time estimation for rotational parts, (in Croatian), Master's thesis, FAMENA, Zagreb, (2008). 6-103. </p><p>　　[16] V. Gecevska, Z. An

111、isic, F. Cus, B. Buchmeister: Innovative Production Systems-Key to Future Intelligent Manufacturing, Chapter 15: Knowledge Management Based Process Planning System, 177-192.</p><p><b>　　致謝</b><

112、;/p><p>　　在畢業(yè)論文即將完成之際，心中滿懷感激之情，在此要首先感謝張愛(ài)榮老師. 在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，張老師給予了我悉心的指導(dǎo)，從論文選題、資料查找、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、論文的修改到最終定稿，她都提出了寶貴的建議. 在張老師的嚴(yán)格要求、精心幫助和積極鼓勵(lì)下，我的論文才得以順利的完成. 不僅如此，張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、較高的學(xué)術(shù)造詣、求實(shí)的學(xué)術(shù)作風(fēng)都給我留下了非常深刻的印象. 導(dǎo)師的關(guān)心和教誨，我將銘記于心，奉效于

113、行. 特在此向我的導(dǎo)師致以最崇高的敬意和最衷心的感謝. </p><p>　　其次，感謝機(jī)械工程系系各位領(lǐng)導(dǎo)、老師及班級(jí)同學(xué)的熱心幫助和支持，使我能夠在以優(yōu)異的成績(jī)完成學(xué)業(yè)之余,自身綜合能力也得到了極大限度的提高．在此謹(jǐn)向他們表示我最衷心的感謝！</p><p>　　最后，我把最誠(chéng)摯的感謝留給我的父母，親人和朋友，感謝他們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)我的支持和幫助，使我能夠順利地完成學(xué)業(yè).</p>