可隱藏式電動投影屏幕的研究與設計(畢業(yè)論文+全套cad圖紙)(答辯通過)

1、<p>　　本科畢業(yè)設計（論文）說明書</p><p>　　可隱藏式電動投影屏幕的研究與設計</p><p>　　學 院 機械工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械三班 </p><p>　　學生姓名 郭志威 </p><p>　　學生學號 20

2、1038686167 </p><p>　　指導教師 張木青 </p><p>　　提交日期 年 月 日 </p><p>　　華南理工大學廣州學院</p><p><b>　　學位論文原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的學位論文

3、，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。</p><p>　　學位論文作者簽名： 日期： 年 月 日</p><p>　　學位論文版權使用授權書

4、</p><p>　　本人完全了解華南理工大學廣州學院關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：按照有關要求提交學位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學廣州學院圖書館有權保存學位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；可以采用復印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部內容。</p><p>　　學位論文作者簽名：

5、 日期： 年 月 日</p><p>　　指導教師簽名： 日期： 年 月 日</p><p>　　作者聯(lián)系電話： 電子郵箱：</p><p>　　全套資料帶CAD圖，QQ聯(lián)系414951605或1304139763</p><p><b&

6、gt;　　摘 要</b></p><p>　　隨著時代的信息化以及多媒體技術的快速發(fā)展，現(xiàn)代化會議室視聽設備的組成將會越來越完善、先進。會議的模式呈現(xiàn)出了多元化狀態(tài)。例如：在政府行政部門中，會議系統(tǒng)在各種會議及文件學習中具有舉足輕重的作用，使得政府領導之間的工作交流更加便捷；在教育中，會議系統(tǒng)可充分利用多媒體教育網絡，以此實現(xiàn)遠程教育，為社會各界人士提供多層次、多選擇，多樣化的教育服務。所以，現(xiàn)代會

7、議系統(tǒng)在各行各業(yè)都有廣泛的應用。針對辦公場所實際情況，設計一種可隱藏式電動投影屏幕，并對關鍵結構進行運動分析與受力分析，對其主要結構的技術參數(shù)進行分析與計算，以完善機器結構和工作原理。該種形式的電動投影屏幕適合辦公場所的設計工作，其傳動方式為電動機通過二級皮帶傳動和一級減速器實現(xiàn)減速，并通過凸緣聯(lián)軸器與屏幕軸相連。該機器采用一級蝸桿減速器能夠很大程度上減小減速器的設計尺寸；可隱藏式電動投影屏幕，關閉時完全隱藏在天花板內，能夠大大減少占用

8、空間。可隱藏式電動投影屏幕的正反轉實現(xiàn)卷簾和放簾作業(yè)。</p><p>　　關鍵詞：屏幕；減速；可隱藏</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of information technology and the era of multimedia techn

9、ology , the composition of a modern conference room audio-visual equipment will be more complete and modern . Mode meeting showing a diverse state. For example: In the executive branch of government , the conference syst

10、em has at various meetings and documents a pivotal role in learning , making the work exchange between government leaders more convenient ; in education , multimedia conferencing systems can take </p><p>　　K

11、ey Words：Can conceal；Decelerate；Hold the act</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p>　　AbstractⅡ</p><p><b>　　第一章 緒論1</b>

12、;</p><p>　　第二章 可隱藏式電動投影屏幕機構的整體設計2</p><p><b>　　2.1整機結構2</b></p><p>　　2.2投影屏幕尺寸及要求3</p><p>　　2.3屏幕轉角及自由度的確定4</p><p>　　2.4中心軸位置確定5</p>

13、<p>　　2.5中心軸的長度6</p><p>　　2.6電動投影屏幕總傳動比及分配6</p><p>　　第三章 電動投影屏幕受力分析8</p><p>　　3.1主要部件的質量8</p><p>　　3.2阻力矩及電機功率8</p><p>　　第四章 減速器設計9</p>

14、<p>　　4.1傳動裝置總體設計方案9</p><p>　　4.2電機的選擇9</p><p>　　4.3計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比10</p><p>　　4.4計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)10</p><p>　　4.4.1確定各軸轉速10</p><p>　　4.4.2確定各軸輸

15、入功率11</p><p>　　4.4.3確定各軸輸入轉矩11</p><p>　　4.5傳動件的設計計算12</p><p>　　4.6軸的設計計算14</p><p>　　4.6.1蝸桿軸的設計計算14</p><p>　　4.6.2聯(lián)軸器的選擇17</p><p>　　4.6.

16、3減速器的潤滑與密封的選擇17</p><p>　　第五章 帶傳動設計18</p><p>　　5.1皮帶設計計算18</p><p>　　5.2皮帶設計計算22</p><p>　　第六章 控制技術24</p><p>　　6.1 PLC概述24</p><p>　　6.2 PLC

17、的選型原則24</p><p>　　第七章 系統(tǒng)其余部件的選型26</p><p>　　7.1光電開關26</p><p>　　7.2 外觀處理26</p><p><b>　　結論27</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p>

18、<p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　1 緒論 </b></p><p>　　投影機自從90年代左右進入我國市場以來，其發(fā)展勢頭迅猛，市場銷量日漸增多，截止2014年為止，預測銷量大概達到90萬臺。投影儀市場的增大，也帶動了與其配套的投影屏幕的完善和發(fā)展。隨著投影機的功能享受不斷擴展，目前已經由政府、

19、教育、企業(yè)領域延伸到個人家庭領域中，而其價格也越來越大眾化。這也是預示著投影屏幕生產廠商的機遇降臨。中國投影幕市場將越來越大，與之伴隨的是各投影幕廠商的市場競爭也越來越激烈。隨著中國投影幕市場的不斷成熟，其競爭格局也逐漸開始發(fā)生變化。投影幕是投影系統(tǒng)里最直接的一環(huán)，是畫面直接顯示的地方，其重要性不用多說。但大部分的消費者對投影幕有著這樣的一個誤解：認為投影屏幕是投影機的一個附帶品，只要選擇最好的投影機，至于是什么樣的投影屏幕，其直接展示

20、在眼前的效果都應該差不了多少。但是，伴隨著人們教育水平的提高，用戶對投影知識的理解程度也越來越高，投影屏幕也越來越受到消費者的高度重視。而且隨著投影畫面顯示技術的不斷發(fā)展、創(chuàng)新以及用戶對畫面享受水平要求的提高，畫面大、亮度高、分辨率高、對比度高以及更好的視覺保護效果的投影顯示屏幕便成為市場的最迫切需求。</p><p>　　從如今的投影市場看，我國國內的中高檔投影屏幕市場一直以來基本被國外的廠商享有。國內廠商長期

21、以來被困于技術程度的限制，只能著重于中端甚至于低端市場。而當前最關鍵的一點還是因為之前的中高檔投影幕市場并不及現(xiàn)在大，反而是最大的投影屏幕市場教育市場一直以來都因為費用的問題而盡量選取中端或者低端投影幕。但是隨著中高端投影幕市場的日益擴展，國內的廠商也意識到這一點，因此越來越重視這一領域的發(fā)展。特別是隨著投影幕技術的不斷成熟與資本積累的完成，我國的投影屏幕龍頭企業(yè)也慢慢向中高檔的屏幕市場發(fā)起進攻。隨著投影屏幕的低端市場利潤日益遞減，中高

22、端市場已經成了這些企業(yè)開發(fā)新利潤增長點的重要目標。從之前的北京2009Infocommmm展上，大量的投影屏幕生產商參展產品即可一見。而在展會上紅葉、白雪等知名品牌也集中展出了中高端的投影幕，因此可以預示，我們國家的投影屏幕市場競爭已經開始進入白熱化階段。</p><p>　　隨著數(shù)字技術和顯示技術的高速發(fā)展，目前全世界正在進入一個創(chuàng)新的高清時代，畫面的數(shù)字化和高清晰度成為消費者消費的主要欲望和需求。高清時代的出

23、現(xiàn)，改變了人們習慣上的視覺需求，對消費者來講，高清是一場時代生活娛樂方式變革。其清晰的畫面、細膩的畫質，這些展示無不給處于舊畫面時代的人們帶來了強而有力的視覺效果撞擊。而展現(xiàn)在直接投影顯示上，投影屏幕最終顯示的影像決定了帶給觀眾的享受，因此為在經營這塊市場的屏幕生廠商帶給了希望。而能否提供最佳視覺效果的高清屏幕將會是消費者選擇消費的重要一環(huán)。</p><p>　　第二章 可隱藏式電動投影屏幕機構的整體設計<

24、/p><p><b>　　2.1整機結構</b></p><p>　　可隱藏式電動投影屏幕的主要結構如圖2-1所示(1、屏幕2、屏幕軸3、皮帶4、減速機5、電機上固定座6、機殼7、中心軸固定座8、皮帶輪)。該電動投影屏幕的屏幕是通過中心軸與可控電機形成皮帶聯(lián)接，中心軸與電機或者減速器的底座相連，電機固定在減速器底座上。電機的輸出扭矩通過兩級帶傳動傳至一級蝸桿減速器的蝸桿軸

25、上，蝸輪軸將輸出扭矩通過凸緣聯(lián)軸器或法蘭盤傳到屏幕軸，從而實現(xiàn)屏幕軸的屏幕和收放動作。</p><p>　　圖2-1 電動投影屏幕主要結構</p><p>　　電動投影屏幕做收幕動作時，電機通過減速器帶動屏幕軸轉動，拴在屏幕軸上的屏幕卷在屏幕軸上，完成收幕動作；電動投影屏幕作鋪簾作業(yè)時，電機旋轉方向相反，通過屏幕配重向下力，完成放幕動作。</p><p>　　如下

26、圖2-1.1工作狀態(tài).</p><p>　　屏幕 可隱藏機體 天花板 投影機</p><p><b>　　圖2-1.1</b></p><p>　　2.2投影屏幕尺寸及要求</p><p>　　幕厚，幕寬，幕長。如圖2-2</p><p>

27、;　　收幕或鋪簾作業(yè)5 mmin內結束；屏幕軸轉速。</p><p>　　長1581mm 圖2-2 寬2319mm</p><p>　　2.3屏幕轉角及自由度的確定</p><p>　　屏幕軸收幕過程中忽略屏幕的壓縮量，屏幕以屏幕軸為中心按阿基米德螺旋規(guī)律運動。屏幕軸每轉1周，屏幕半徑變化量為。<

28、;/p><p>　　屏幕半徑由公式（1）給出：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　阿基米德螺旋長度的微分方程由公式（2）給出：</p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　積分得：</b></p

29、><p>　　代入基本尺寸整理得：</p><p>　　解方程得屏幕軸轉角為：</p><p><b>　　屏幕軸回轉圈數(shù)為：</b></p><p>　　電機通過減速器帶動屏幕軸轉動時，屏幕軸在屏幕配重上下空間內一方面作上下鉛錘運動。如圖2-3</p><p><b>　　圖2-3<

30、/b></p><p>　　自由度由公式（3）給出：</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　機構中有3個運動件，3個低副，1個高副，故:</p><p>　　2.4中心軸位置確定</p><p>　　為使機構的結構緊湊，應正確選擇中心軸的位置，否則電動投影屏幕工作時

31、屏幕中心軸收幕完畢后會出現(xiàn)空間不足，進而對整個機構的壽命大打折扣。屏幕寬度方向為X軸，高度方向為Z軸。</p><p>　　屏幕軸最高位置由公式（4）給出：</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　頂桿最大伸張量發(fā)生在屏幕軸最高位置和殼體前端拐點處。故：</p><p><b>　　(5

32、)</b></p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　解方程得</b></p><p>　　中心軸的坐標為(3.04，0)</p><p><b>　　2.5中心軸的長度</b></p><p>　　頂桿最大伸張量由

33、公式（6）給出：</p><p><b>　　(6)</b></p><p>　　中心軸坐標(3．04，0) </p><p>　　中心軸的最小垂直距離由公式（7）給出：</p><p><b>　　(7)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</

34、b></p><p><b>　　頂桿的滑動距離為：</b></p><p>　　設計中心軸長度時必須滿足：屏幕寬度>2319 mm；傳動軸長度<2319mm。</p><p>　　2.6電動投影屏幕總傳動比及分配</p><p>　　屏幕軸轉速由公式（8）給出：</p><p>

35、;<b>　　(8)</b></p><p><b>　　于是，</b></p><p>　　為了在實際生產中盡量降低機器設計制造成本，選擇轉速的電機。</p><p><b>　　總傳動比為：</b></p><p>　　因總傳動比大于 480，為了降低減速器的重量因此采用兩

36、級帶輪和一級蝸桿傳動的結構型式。</p><p>　　為使蝸輪受力均勻，傳動比分配采用相同的國家標準傳動比，，實際總傳動比，實際屏幕軸轉速，實際收幕所需時間，符合使用要求。如圖2-4</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　第三章 電動投影屏幕受力分析</p><p>　　3.1主要部件的質量&

37、lt;/p><p>　　電機質量 10 kg；減速器質量 12 kg；中心軸質量 10kg；屏幕 50kg（考慮到雨雪天氣的影響）</p><p>　　3.2阻力矩及電機功率</p><p>　　電機帶動主要部件作擺動運動時產生的阻力矩，為了便于計算 ，認為各主要部件的作用點在屏幕軸中心上。</p><p>　　電機帶動主要部件作擺動運動時產生的

38、阻力矩由公式（9）給出：</p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　分析：1）在屏幕的拉力作用下，屏幕軸重量對中心軸產生的阻力矩相互抵消；2）當時，；當時，；當時，；當時，； 3）時，阻力矩等于0；時反而變成主動力矩。 </p><p><b>　　屏幕軸角速度：</b></p><

39、;p>　　電動投影屏幕起動時，在0.01s內角速度達到</p><p><b>　　屏幕軸質量：</b></p><p><b>　　起動阻力矩：</b></p><p><b>　　阻力矩：</b></p><p>　　其他阻力矩忽略不計。</p><

40、;p>　　總阻力矩為：，最大阻力矩取時，偏于安全。</p><p>　　電機功率由公式（10）給出：</p><p><b>　　(10)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p><b>　　第四章 減速器設計</b></p>

41、;<p>　　4.1傳動裝置總體設計方案</p><p>　　確定傳動方案：考慮到電機轉速高，傳動功率大，將皮帶設置在高速級。根據(jù)設計要求，傳動路線為：電機——兩級帶傳動——一級蝸桿減速器——聯(lián)軸器——屏幕軸。其傳動方案如圖4-1所示：</p><p>　　傳動裝置的總效率由公式（11）給出：</p><p><b>　　(11)</b

42、></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p><b>　　4.2電機的選擇</b></p><p>　　按工作要求和工作條件選擇I系列電機，其結構為全封閉式結構，電壓為220V。</p><p>　　工作機的有效功率為：；從電機到屏幕軸之間的總效率為：；所以 。<

43、;/p><p>　　綜合考慮電機和傳動裝置的尺寸、質量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為400r/mmin的電機。根據(jù)電機的類型、容量和轉速，由機械設計手冊選定電機的型號為Y90L-4，其主要性能如表4-1所示，電機的主要外形尺寸和安裝尺寸如表4-2所示。</p><p>　　表 4-1 Y90L-4型電機的主要性能</p><p>　　表 4-2

44、 Y90L-4型電機的主要外形和安裝尺寸（單位mmmm）</p><p>　　4.3計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比</p><p>　　由選定的電機滿載的轉速和 工作機的轉速可以傳動裝置總傳動比為：</p><p>　　。分配傳動裝置各級傳動比：兩級帶傳動的傳動比為；減速器的傳動比為。</p><p>　　4.4計算傳動裝置各軸的運動和

45、動力參數(shù)</p><p>　　4.4.1確定各軸轉速</p><p><b>　　各軸轉速：</b></p><p>　　4.4.2確定各軸輸入功率</p><p><b>　　各軸輸入功率：</b></p><p>　　4.4.3確定各軸輸入轉矩</p>&l

46、t;p><b>　　各軸輸入轉矩：</b></p><p>　　以上各參數(shù)列表如表4-3：</p><p>　　表 4-3 各軸的運動和動力參數(shù):</p><p>　　4.5傳動件的設計計算</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988的推存，采用漸開線蝸桿（ZI）。</p><p&

47、gt;　　蝸桿：根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。 因而蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用45號鋼制造。</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。</p>

48、<p>　　傳動中心距由公式（12）給出：</p><p><b>　　(12)</b></p><p><b>　　由前面可知</b></p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)；</p><p>　　由機械設計手冊取使用系數(shù)；</p><p>

49、;　　由轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)；</p><p><b>　　。</b></p><p>　　因用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故。</p><p>　　假設蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的比值,從而可查得。</p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45

50、HRC,可從手冊中查得蝸輪的基本許用應力。</p><p><b>　　應力循環(huán)次</b></p><p><b>　　壽命系數(shù)</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　取中心距，因，完全滿足要求，取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時，從圖11－18中可查得

51、接觸系數(shù)，因為因此以上計算結果可用。</p><p>　　軸向齒距；直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導程角；蝸桿軸向齒厚。</p><p>　　蝸桿齒數(shù)；蝸輪齒數(shù)；變位系數(shù)；驗算傳動比，這時傳動比誤差為 ，是允許的。</p><p>　　蝸輪分度圓直徑 </p><p>　　蝸輪喉圓直徑 </p><p

52、><b>　　蝸輪齒根圓直徑 </b></p><p><b>　　蝸輪喉母圓半徑 </b></p><p><b>　　當量齒數(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)，，從圖11－19中可查得齒數(shù)系數(shù)。</p><p><b>　　螺旋角系數(shù) <

53、/b></p><p>　　許用彎應力 </p><p>　　從表11－8中查得由鑄錫磷青銅制造得蝸輪得基本許用彎曲應力，</p><p><b>　　壽命系數(shù)為</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　，可見彎曲強度是滿足的。

54、</p><p>　　考慮到所設計的蝸桿是動力傳動屬于通用機械減速器，從GB/T1008圓柱3蝸桿，蝸輪精度中選擇8級精度，側隙種類為f標注為8f ，查表得蝸桿，蝸輪齒面精度均為1.6而蝸桿頂圓為1.6，蝸輪頂圓為3.2。</p><p><b>　　4.6軸的設計計算</b></p><p>　　4.6.1蝸桿軸的設計計算</p>

55、<p>　　該軸是蝸桿軸，其所選材料是45號鋼，調質處理。</p><p>　　該軸的轉速為，功率為，轉矩為。</p><p>　　蝸桿軸所受各力的大小為：</p><p><b>　　,</b></p><p>　　根據(jù) ，其中，于是得，輸出軸的最小直徑顯然是帶輪，為了使選的軸直徑與帶輪的孔徑相適應，取。

56、</p><p>　　蝸桿軸的結構與受力圖如圖4-2所示。</p><p>　　為滿足小帶輪的軸向定位要求，Ⅰ－Ⅱ段的左端制出軸肩，故取dⅡ－Ⅲ=45mmmm；Ⅰ－Ⅱ段長度取LⅠ-Ⅱ＝40mmmm。因軸承同時受有軸向力和徑向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅡ－Ⅲ=50mmmm初步選取0組基本游隙組標準精度級的單列圓錐滾子軸承，軸承代號是30210,其尺寸是，故dⅢ-

57、Ⅳ=dⅥ-Ⅶ=50mmmm, 右端采用軸肩定位，由手冊查得軸肩高度h=3mmmm,于是dⅥ-Ⅶ=50mmmm.而LⅥ-Ⅶ=56mmmm。由于蝸桿螺旋部分半徑不大，蝸桿的齒根圓直徑與軸的比值小于1.7時一般將蝸桿的螺旋部分與軸加工成整體，蝸桿齒寬 按算，于是取=92mmmm。支承跨度,取L=294mmmm。小帶輪與軸的軸向定位采用平鍵聯(lián)接,軸段Ⅰ－Ⅱ由手冊選用平鍵為，小帶輪與軸的配合為H7/K6，軸承與軸的軸向定位是借過渡配合來保證的，此

58、處選軸的直徑尺寸公差為mm6。</p><p><b>　　在水平面上</b></p><p>　　負號表示力的方向于受力簡圖中所設方向相反。</p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p>　　軸承Ⅰ上的總支承反力</p><p>　　軸承Ⅱ上的總支承反力

59、</p><p><b>　　校核軸的強度</b></p><p>　　對于調質處理的45鋼，由表10.1查得，，，</p><p>　　由表10.1注查得材料的等效系數(shù)，。</p><p>　　鍵槽引起的應力集中系數(shù)，由表10.4查得</p><p>　　絕對尺寸系數(shù)，由附圖10.1查得<

60、/p><p>　　軸磨削加工時的表面質量系數(shù)由附圖10.2查得。</p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　查表10.5得許用安全系數(shù)，顯然，故C-C剖面安全。</p><p>　　小帶輪處鍵連接的擠壓應力</p><p>　　取鍵、軸、聯(lián)軸器的材料都為鋼，查表6.1得。顯然，

61、，故強度足夠。</p><p>　　齒輪處鍵連接的擠壓應力</p><p>　　取鍵、軸、齒輪的材料都為鋼，查表6.1得。顯然，，故強度足夠。由表11.13查得70309軸承內部軸向力計算公式，則軸承Ⅰ、Ⅱ的內部軸向力分別為</p><p>　　比較兩軸承的受力，因，故只需校核軸承Ⅰ。</p><p>　　根據(jù)對軸的校核可知,軸所受到的徑向載

62、荷為：</p><p><b>　　軸向載荷為：</b></p><p><b>　　又知，。因此，。</b></p><p><b>　　軸的當量載荷</b></p><p>　　查表可知徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為，，。所以：。</p><p>

63、　　滾子軸承的壽命指數(shù)=,按表13－6取載荷系數(shù)，,溫度系數(shù)。于是，計算壽命：</p><p>　　所選軸承滿足壽命要求。</p><p>　　4.6.2聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　本設計用到一個聯(lián)軸器，用來連接輸出軸和屏幕軸。聯(lián)軸器的選擇主要考濾它的孔徑和它受的轉矩而且載荷平穩(wěn)無沖擊，同時構造簡單，軸的剛性大，對中性也較好。根據(jù)所選的電機的傳動軸軸徑和輸入軸

64、的軸徑，選擇凸緣聯(lián)軸器（GB/T5843-86）聯(lián)軸器的型號選為YL7。對所選的聯(lián)軸器，其公稱轉矩為：</p><p><b>　　于是： </b></p><p>　　因為，可見聯(lián)軸器的強度是符合要求的。</p><p>　　4.6.3減速器的潤滑與密封的選擇</p><p><b>　　蝸輪圓周速度：<

65、;/b></p><p><b>　　蝸桿圓周速度：</b></p><p>　　由于V較小，采用浸油潤滑，蝸桿浸油深度約為一個齒高，但不應超過滾動軸承最下面滾動體的中心線，否則容易漏油，為防止運轉時過多的潤滑油流入軸承，在軸承內側加擋油板。對于軸承的潤承，由于蝸輪V<1.5mm/s，不宜采用飛濺潤滑，宜采用潤滑脂潤滑，為了防止在運轉時潤滑脂被飛濺起來的油

66、稀釋應在軸承內側設擋油環(huán)。</p><p>　　因為該減速器為蝸輪蝸桿減速器，查機械手冊可選蝸輪蝸桿潤滑油代號320，軸承選用ZGN－2潤滑脂。</p><p>　　計算可得，各軸與軸承接觸處的線速度，且根據(jù)潤滑要求，所以采用氈圈密封。</p><p><b>　　第五章 帶傳動設計</b></p><p><b&

67、gt;　　5.1皮帶設計計算</b></p><p>　　計算功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率及考慮載荷性質、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素共同確定的。</p><p>　　計算功率由公式（13）給出：</p><p><b>　　(13)</b></p><p>　　按教材表8－7，查得工作情況系數(shù)，

68、選取。所以，。</p><p>　　皮帶型號根據(jù)設計功率 和小帶輪轉速確定，查教材圖8－11可選取Z型帶。</p><p>　　由教材表8－6和表8－8，取小帶輪的基準直徑。</p><p>　　帶的速度由公式（14）給出：</p><p><b>　　(14)</b></p><p><b

69、>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　因為5mm/s＜v＜30mm/s，故帶速合適。</p><p>　　根據(jù)，計算大帶輪的基準直徑，　　　　　　</p><p>　　,根據(jù)教材表8－8，圓整為。</p><p>　　根據(jù)初步確定中心距，，選取中心距。</p><p>　　帶所需的基準長度

70、由公式（15）給出：</p><p><b>　　(15)</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：。查教材表8－2，確定帶的基準長度。</p><p>　　帶的實際中心距由公式（16）給出：</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：。所

71、以中心距的變化范圍為470mmmm～542mmmm。</p><p>　　帶的包角由公式（17）給出：</p><p><b>　　(17)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　由和，查教材表8－4a得。根據(jù)，和Z型帶，查教材表8－4b得。查教材表8－5得

72、，表8－2得。</p><p>　　于是。皮帶的根數(shù)為。所以，選取皮帶根數(shù)。</p><p>　　單根帶初拉力由公式（18）給出：</p><p><b>　　(18)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　應使帶的實際初拉力。<

73、;/p><p>　　壓軸力由公式（19）給出：</p><p><b>　　(19)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　計算功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率及考慮載荷性質、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素共同確定的。</p><p&g

74、t;　　計算功率由公式（20）給出：</p><p><b>　　(20)</b></p><p>　　按教材表8－7，查得工作情況系數(shù)，選取。所以，。</p><p>　　皮帶型號根據(jù)設計功率 和小帶輪轉速確定，查教材圖8－11可選取Z型帶。</p><p>　　由教材表8－6和表8－8，取小帶輪的基準直徑。</

75、p><p>　　帶的速度由公式（21）給出：</p><p><b>　　(21)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　因為5mm/s＜v＜30mm/s，故帶速合適。</p><p>　　根據(jù)，計算大帶輪的基準直徑，　　　　　　<

76、/p><p>　　,根據(jù)教材表8－8，圓整為。</p><p>　　根據(jù)初步確定中心距，，選取中心距。</p><p>　　帶所需的基準長度由公式（22）給出：</p><p><b>　　(22)</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：。查教材表8－2，確定帶的基準長度。</p>&

77、lt;p>　　帶的實際中心距由公式（23）給出：</p><p><b>　　(23)</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：。所以中心距的變化范圍為415.5mmmm～487.5mmmm。</p><p>　　帶的包角由公式（24）給出：</p><p><b>　　(24)</b><

78、;/p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　由和，查教材表8－4a得。根據(jù)，和Z型帶，查教材表8－4b得。查教材表8－5得，表8－2得。</p><p>　　于是。皮帶的根數(shù)為。所以，選取皮帶根數(shù)。</p><p>　　單根帶初拉力由公式（25）給出：</p><p>&l

79、t;b>　　(25)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p>　　應使帶的實際初拉力。</p><p>　　壓軸力由公式（26）給出：</p><p><b>　　(26)</b></p><p><b>　　代

80、入數(shù)據(jù)得：。</b></p><p><b>　　5.2皮帶設計計算</b></p><p>　　皮帶傳動為具有中間撓性件的嚙合傳動，從理論上講它有很好的工作可靠性。但是，在實際使用過程中，當不能保證它們的正常嚙合條件時，會出現(xiàn)脫離與掉鏈現(xiàn)象。脫離瞬間，皮帶傳動的從動輪會出現(xiàn)丟速，并且伴有劇烈的沖擊與振動。所以，脫離的發(fā)生會嚴重的破壞皮帶傳動的傳動質量，并

81、損壞傳動皮帶。</p><p>　　為了避免脫離，在設計時，我們應該采取以下措施：</p><p>　　①合理的設計張緊裝置。設計鏈傳動時，應認真考慮張緊裝置的設計，使傳動傳動軸在最大教荷下工作時，保證松邊張力仍可維持平衡點處在圍齒區(qū)間內。張緊裝置設計的具體內容，包括合理地確定張緊量，皮帶磨損伸長后的補償，以及安放位置等。</p><p>　　②正確選擇皮帶寬度與中

82、心距。選擇皮帶與中心合距時，要考慮保證圍齒區(qū)間內有足夠多的輪齒參加工作，使平衡點不容易完全移到圍齒區(qū)外。在設計多軸傳動的鏈傳動時，這一因素更是重要。</p><p>　?、壅_確定松邊垂度。從不發(fā)生脫離的角度確定松邊垂度，應該保證皮帶松邊實際長度比理論長度小于一個鏈節(jié)距，這對小節(jié)距長中心距的傳動十分重要。因為在這種情況下，每個皮帶鉸鏈磨損量的累積，容易使松邊實際長度增加到比理論長度超過一個鏈節(jié)距。</p&g

83、t;<p>　?、芟拗苽鲃虞S最大嚙合作用角。如果限于空間尺寸無法安裝張緊裝置及增大圍鏈齒數(shù)時，防止脫離有效的措施是設計非標準的小嚙合作用角傳動軸。只要嚙合作用角小于摩擦角，滾子的向外移動就不會出現(xiàn)，從而也不會出現(xiàn)脫離。如圖5-1</p><p><b>　　圖5-1防脫落隔片</b></p><p><b>　　第六章 控制技術</b&g

84、t;</p><p><b>　　6.1 PLC概述</b></p><p>　　可編程邏輯控制器(PLC)是20世紀80年代發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置,是自動控制、計算機和通信技術相結合的產物,是一種專門用于工業(yè)生產過程控制的現(xiàn)場設備。[11]目前,PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場,為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟?。主要原因在于它能夠為自

85、動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案,適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。PLC之所以得到迅速的發(fā)展和越來越廣泛的應用，是因為它具有一些良好的特點①PLC集三電(電控、電儀、電傳)于一體，實現(xiàn)三電一體化;②PLC的輸入/輸出系統(tǒng)完善，性能可靠，能夠適應于各種形式和性質的開關量和模擬量信號的輸出和輸入，在PLC內部具備計數(shù)器、中間繼電器等的許多控制功能，而且還具有良好的聯(lián)網通信功能;③PLC的硬件結構全部采用模塊化結構，安裝方便、接

86、線簡單，而且可以通過不同的模塊組合，適應不同規(guī)模、功能復雜程度的各種控制要求;④PLC能直觀地反映現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)和控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，非常有利于系統(tǒng)的維護和監(jiān)控，PLC可采用梯形圖編程和語句編程多種方式，給編程人員帶來了極大的方便;⑤PLC性能穩(wěn)定，可靠性高，且具有較</p><p>　　6.2 PLC的選型原則</p><p>　　目前市場上的PLC產品眾多，除國產品牌外，國外有:日

87、本的OMRON C40/C60、MITSUBISHI、 FUJJF50、 Panasonic FP，德國的 SIEMENS57-300/400，韓國的LG等。近幾年，PLC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多自動化工程技術人員選用PLC的重要原因。[13]PLC的選型應注意以下方面:</p><p>　　1.PLC控制系統(tǒng)規(guī)模的確定</p><p>　　l)一般依據(jù)工廠生產工

88、藝流程確定，單機或者小規(guī)模生產過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關量為主，F(xiàn)O點數(shù)小于128點;建議選用微型PLC，如C40/C60、F50、57-200等。</p><p>　　2)如果生產過程是復雜邏輯控制和閉環(huán)控制，應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，F(xiàn)O點數(shù)在128-512點之間;建議選用中檔PLC，如0MR0NC2000， SIEMENS57-300等。</p><

89、;p>　　3)如果生產過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動化網絡控制，應該選用具有通信聯(lián)網、智能控制、數(shù)據(jù)庫、中斷控制、函數(shù)運算的高檔PLC，F(xiàn)O點數(shù)在512點以上;建議選用高檔PLC，如 oMRONeZ000H， sIEMENs57-400等，再和工業(yè)現(xiàn)場總線Profibus結合實現(xiàn)工廠工業(yè)網絡的無縫通訊和完美控制。</p><p>　　2.PLC編程方法的確定</p><p&g

90、t;　　l)一般的手持編程器編程。它只能用商家規(guī)定語句表中的語句表 (STL)編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場調試，造價也較低，這主要用于微型PLC，如三菱機電Fl-40MR的編程器(F1-20PE)。</p><p>　　2)圖形編程器編程。該編程器采用梯形圖 (LAD)編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高，主要用于微型PLC和中

91、檔PLC，如 FUJIF50、 OMRONC40/60的編程器。</p><p>　　3)個人計算機或兼容機加PLC軟件包編程。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程，如 SIEMENSSTEPS.O軟件包。[14]</p><p>　　基于以上原則，本設計選定采用OMRON公司的CPM2

92、A型，采用圖形編程器編程。</p><p>　　第七章 系統(tǒng)其余部件的選型</p><p><b>　　7.1光電開關</b></p><p>　　光電開關主要用于檢測箱體是否到位，[15]基于檢測范圍與檢測精度的考慮，選用上海普邦傳感器公司生產的PCBA-R2MNA-D3Y2型光電式接近開關，具體參數(shù)見圖8-1</p><

93、p>　　圖8-1 PCBA-R2MNA-D3Y2型光電式接近開關參數(shù)</p><p><b>　　7.2 外觀處理</b></p><p>　　1.殼體上蓋板可做噴漆與貼膜,具體根據(jù)辦公室環(huán)境相匹配的風格。</p><p>　　2.殼體采用POM，易加工。</p><p><b>　　第八章 結論<

94、/b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是可隱藏式電動投影屏幕的設計。該機主機固定在天花板內部，減速器馬達放置該主機上部，通過皮帶與中心軸聯(lián)軸器橫貫全屏的屏幕軸相連。接動電動投影屏幕控制開關的按鈕，電動投影屏幕組即直接驅動屏幕桿轉動。當驅動屏幕桿沿著棚面向上方轉動時，屏幕桿即帶動屏幕邊自旋轉收幕隱藏在天花板內。反之，令電動投影屏幕驅動屏幕桿反向轉動時，屏幕便在自重作用下天花板面向下方垂直移動，使其進入投影狀

95、態(tài)。這種自驅動電動投影屏幕的構造簡單，特別是它無須在室內安裝任何附屬構件，因而不僅對溫室頂部的建筑結構與強度無特別要求，而且安裝施工亦非常方便、快捷。機械運轉平穩(wěn)、無異常噪音，放幕時間38秒，各轉動部件轉動靈活，輸出軸轉數(shù)12轉，輸出扭矩設計合理，具有科學性、合理性，各項指標達到設計要求。確定其傳動路線為：電機———一級蝸桿減速器——聯(lián)軸器——屏幕軸，并對電動投影屏幕的結構及尺寸參數(shù)的設計計算作了比較細致的分析計算。選用的電機轉速400

96、r/mmin，電動投影屏幕的總傳動比為992，蝸桿減速器的傳動比為62。對電動投影屏幕進行受力分析，求出其總阻力矩為628.22Nmm，從而選得電機1.5kW。</p><p>　　這次關于投影屏幕自動電動投影屏幕的畢業(yè)設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過近兩個月的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識。為我們以后的工作打下了堅實的基

97、礎。</p><p>　　機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》、《材料力學》、《公差與配合》、《CAD實用軟件》、《機械工程材料》、《機械設計手冊》等于一體。</p><p>　　這次的畢業(yè)設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想；訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產實際反系和解決工程實際問題的能力；鞏固、加深和

98、擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p>　　在這次的畢業(yè)設計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。</p><p>　　本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。

99、衷心的感謝老師的指導和幫助。</p><p>　　設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣和思維從而提高設計實踐操作能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]藤森洋三著.巫華光.巫磷合譯.裝卸機構自動化圖集.新太出版社</p><p>　

100、　[2]魏崢，趙功,宋曉明.SolidWorks設計與應用教程.北京.清華大學出版社</p><p>　　[3]王立權.陳東良.陳凱云.編著機器人創(chuàng)新設計與制作.北京市.清華大學出版社</p><p>　　[4] （日）藤森洋三著.賀相譯.機構設計實用構思圖冊 </p><p>　　[5]李琳，李杞儀，機械原理[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2009.</p

101、><p>　　[6]陳錦昌.計算機工程制圖[M].廣州：華南理工大學出版社，2006.</p><p>　　[7]濮良貴，紀名剛，機械設計.北京.高等教育出版社 </p><p>　　[8]梁耀能.機械工程材料.廣州.華南理工大學出版社 </p><p>　　[9]崇凱，李楠，郭娟，機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京：化工工業(yè)出版社，201

102、0.</p><p>　　[10] 李育錫.機械設計.北京.高等教育出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學四年的學習生活即將結束，在此，我要感謝所有曾經教導過我的老師和關心過我的同學，他們在我成長過程中給予了我很大的幫助。本文能夠成功的完成，要特別感謝我的導師張木青教授的關懷和教導。正是他的嚴格要求和悉心

103、指導才使我完成了投影屏幕電動投影屏幕的設計。通過畢業(yè)設計我把以前沒學好的知識再次進行了學習，使我的機械設計理論和實踐知識得到了豐富。這些都是與張老師嚴謹?shù)娘L格是分不開的。他有很多工作要做，平時還要給學生上課，但對我們的畢業(yè)設計從沒放松過，他總是盡量擠出時間來幫我們解決問題，并讓我們積極參與探討，調動我們的學習熱情，這些都是值得我們傾佩的。同時我要感謝和我同組的同學，他們在我設計中也給了我很多寶貴的意見 。我要對所有幫助過我的老師和同學說