機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)家用機(jī)械的智能搖床裝置

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1、機(jī)械課程設(shè)計(jì) 目 錄 一 課程設(shè)計(jì)書(shū) 二 設(shè)計(jì)要求 三 設(shè)計(jì)步驟 1. 搖樂(lè)床總體設(shè)計(jì)方案 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇與固定 3. 齒輪的設(shè)計(jì) 4. 滑動(dòng)軸承與傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 5. 鍵

2、聯(lián)接設(shè)計(jì) 6. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.連接桿與萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 8.夾緊旋鈕的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 9.螺栓與螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 10.電子控制部分整體設(shè)計(jì) 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 五 參考資料 一. 課程設(shè)計(jì)書(shū) 設(shè)計(jì)一基于機(jī)

3、械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的家用機(jī)械的智能搖床裝置，該裝置能自動(dòng)感知嬰兒的哭聲，并自動(dòng)搖擺來(lái)促進(jìn)嬰兒的睡眠，還能播放音樂(lè)，有效地促進(jìn)嬰兒的睡眠。該機(jī)構(gòu)包含機(jī)械設(shè)計(jì)部分與電子控制部分。 二. 設(shè)計(jì)要求 1.搖樂(lè)床CAD裝配圖與PRO/E三維圖各一張(A1)。 2.CAD繪制軸、滑動(dòng)軸承座、齒輪、萬(wàn)向節(jié)、蓋殼、連桿等零件圖各一張(A3)。 3.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一張 4.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 三. 設(shè)計(jì)步驟 1.搖樂(lè)床總體設(shè)計(jì)方案 2.電動(dòng)機(jī)的選擇與固定

4、 3. 齒輪的設(shè)計(jì) 4. 滑動(dòng)軸承與傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 5. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 6. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.連接桿與萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 8.夾緊旋鈕的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 9.螺栓與螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 10.電子控制部分整體設(shè)計(jì) 1.搖樂(lè)床設(shè)計(jì)方案: 1.

5、 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、齒輪減速器、連桿、夾具組成。 3. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)減速，傳遞小功率，連桿與床間用夾具固定。 其傳動(dòng)方案如下： 2. 電動(dòng)機(jī)與其驅(qū)動(dòng)器的選擇 為了實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)床時(shí)的左右擺動(dòng)，以及便于單片機(jī)的控制，選用兩相四線制步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。即：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 一、步進(jìn)電

6、機(jī)最大特點(diǎn)是： 1、它是通過(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的。 2、電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定。 3、電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。 二.模型分析 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)： 嬰兒床體積95*54*59 總重量20㎏ = 嬰兒重量5㎏+ 床重15㎏ 建立受力模型： 設(shè)F1到中心的偏移距離為5㎝ 產(chǎn)生阻力矩為M1=F1L1=2059.8=980N㎝ 連桿力矩M2=M1 取斜長(zhǎng)為L(zhǎng)2=65㎝ 所以M2=F2L2 所以F2=15N 設(shè)計(jì)的搖桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=10㎝ ，中間力矩為M3=F2L3=150N㎝=15.3㎏㎝

7、 電機(jī)的靜力矩M>M3=15.3kgcm。 三..電機(jī)的轉(zhuǎn)速選取 做為嬰兒的搖動(dòng)產(chǎn)品，搖動(dòng)要盡可能的輕柔，搖動(dòng)也要盡可能的舒緩。從人體功能學(xué)的角度來(lái)講，搖動(dòng)的頻率要小于50次/分鐘，搖動(dòng)的幅度需要在5-20CM之間，搖動(dòng)的功率要小于1W，這樣的搖動(dòng)產(chǎn)品才能盡量讓嬰兒感覺(jué)到搖動(dòng)的快樂(lè)，又不至于受到搖動(dòng)的損傷。 基于以上選?。? 頻率：30次/分鐘 幅度：10CM 步進(jìn)電機(jī)為兩相四線，一拍的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為1.8度，采用8拍（出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用八拍工作方式)制，就是188=14.4度，為一個(gè)整拍。設(shè)計(jì)

8、取的桿長(zhǎng)為10CM ，需要轉(zhuǎn)過(guò)120度左右，才能達(dá)到10CM的幅度，12014.4=8.3 ，可以取為10，即10個(gè)整拍，左右各5個(gè)整拍。而來(lái)回一次需20個(gè)整拍，頻率為30次/分鐘，一分鐘2030=600個(gè)整拍，，用一齒輪結(jié)構(gòu)減速，轉(zhuǎn)換成電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)為40r/min. 綜上：負(fù)載選取57BYGH802-5 其靜力矩為16㎏㎝ 。其余具體參數(shù)見(jiàn) 四．電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 鑒于使用單片機(jī)智能控制，故要求用低功率、低電壓去控制相對(duì)較高的電壓，故驅(qū)動(dòng)裝置要能隔離高低電壓，不使單片機(jī)燒壞，同時(shí)又能

9、有效的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 綜上考慮選用以L298N為主的驅(qū)動(dòng)芯片，效果較佳，TLP521—4為光耦隔離芯片，即四路隔離 3. 齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪材料、齒數(shù) 初選鋁合金作為齒輪材料，小齒輪齒數(shù)z1=36，大齒輪齒數(shù)z2=72 傳動(dòng)比i=z2/z1=72/36=2 兩齒輪在工作中起到傳遞動(dòng)力的作用，將電機(jī)軸提供的動(dòng)力傳遞給輸出軸。查閱相關(guān)資料知，機(jī)械手臂在搖動(dòng)?jì)雰捍彩堑睦硐朕D(zhuǎn)速為20r/min，則電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為40r/min，屬于較低轉(zhuǎn)速范圍，故不進(jìn)行強(qiáng)度校核。 確定齒輪的幾何尺寸 小齒輪齒數(shù)z1=36，大齒輪齒數(shù)z2=72。 齒數(shù)比 i=z2/z1=72/36=2。

10、 模數(shù) m=1。 小齒輪分度圓直徑d1=mz1=136=36mm。 大齒輪分度圓直徑d2=mz2=172=72mm。 4. 滑動(dòng)軸承與傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖） 滑動(dòng)軸承1 滑動(dòng)軸承2 通過(guò)對(duì)軸的設(shè)計(jì)和校核已知，軸在兩軸承處所受的支反力均很小， 即軸對(duì)軸承的壓力很小，通過(guò)計(jì)算可得軸承1、2處支反力 軸承1： 水平：RA=27.22N 豎直：RA’=9.91N 軸承2： 水平： RB=

11、17.22N 豎直： RB’ =6.27N 兩軸承處軸徑均為10mm，軸的轉(zhuǎn)速為20r/min，可求得軸與軸承接觸出的速度： 兩軸承處所受壓力均很小，線速度很低，故不需進(jìn)行強(qiáng)度校核，且由于軸的材質(zhì)已定為鋁合金，只具有很小的摩擦，在如此低速輕載的工況下略不計(jì)。選用鋁合金材料即可滿(mǎn)足要求。 軸的設(shè)計(jì)和校核 1 確定軸的類(lèi)型 根據(jù)軸的工作性質(zhì)，對(duì)軸的類(lèi)型進(jìn)行確定：按外形選用階梯軸；按照其在工作中的承載不同，確定為轉(zhuǎn)軸。 2 軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)軸在工作中的性能要求，選用的軸

12、應(yīng)滿(mǎn)足低速、輕質(zhì)和低載的特點(diǎn)，所以在對(duì)軸的工作能力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)放在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度等方面。 （1） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖） （軸上零件的定位和固定詳見(jiàn)裝配圖） （2） 初選材料 為滿(mǎn)足低速、輕載和輕質(zhì)的條件，初選鋁合金2A13作為軸的材料，查機(jī)械手冊(cè)可得，該材料的的相關(guān)參數(shù)： （3）初定軸徑 根據(jù)各個(gè)零件的配合關(guān)系和結(jié)構(gòu)的布置要求以及工藝性能，初步確定軸徑大小，和各段的長(zhǎng)度（如上圖） 由左至右 3 強(qiáng)度校核 對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，看其是否滿(mǎn)足工作要求

13、 （1）求兩齒輪上作用力的大小 1　 小齒輪分度圓直徑：d1=36 mm 2　 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T=1600 Nmm 3　 求圓周力 Ft1=2T/d1=21600N.mm/36=88.89N 4　 求徑向力 Fr1=Fttanα=88.89tan200=32.35N 5　 小齒輪分度圓直徑：d2= 72mm 6　 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T=1600N.mm 7　 求圓周力 Ft2=2T/d2=21600N.mm/72mm=44.44N 8　 求徑向力 Fr2=Fttan

14、α=44.44Ntan200=16.18N （2） 確定支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面內(nèi)的支反力： RA=Ft264104.5=27.22N RB= Ft2－RA=44.44N－27.22N=17.22N 豎直面內(nèi)的支反力： RA’= Fr264104.5=16.18N64104.5=9.91N

15、RB’ =Fr2－RA’=16.18N－9.91N=6.27N （3）畫(huà)彎矩圖 水平面的彎矩： M水平=RA40.5=27.22N40.5=1102.41N.mm 垂直面的彎矩： M垂直= RA’40.5=9.91N40.5=401.36N.mm 合成彎矩： =1173.20N.mm 當(dāng)量彎矩： 水平面內(nèi)彎矩 1102.41N.mm 豎直面內(nèi)彎矩 401.36N.

16、mm 合成彎矩圖 1173.20N.mm 當(dāng)量彎矩圖 1267.60N.mm (4)校核計(jì)算 近似計(jì)算時(shí)，忽略鍵槽的影響，則抗彎截面系數(shù)： 計(jì)算應(yīng)力 < 所以，軸的強(qiáng)度足夠。 5. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 鍵的主要失效形式：壓潰、磨損(動(dòng)聯(lián)接)、剪斷。 1)鍵類(lèi)型的確定 根據(jù)鍵的連接特點(diǎn)和工作環(huán)境，選取平鍵A型作為設(shè)計(jì)

17、目標(biāo) 1） 鍵的材料 根據(jù)其設(shè)計(jì)需要輕微沖擊的工作環(huán)境，選取 3）平鍵的強(qiáng)度計(jì)算 轉(zhuǎn)矩：T=1600 Nmm 軸直徑：d1=10mm d2=20mm 鍵工作長(zhǎng)度: l1=L1-b1=7mm l2= L2-b2=3mm 鍵的截面尺寸b、h查表選取，長(zhǎng)度L參照輪轂長(zhǎng)度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。如下表 鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力ＭＰa 如下表 擠壓應(yīng)力: σp1 =Ft/S=T/(d1/2)(h1/2)l1

18、 =4T/d 1h1 l1[σp ]（MPa） 即 σp1=41600 Nmm/ 1037(mm3) =3.10（MPa）<<[σp ] 同理 σp1 =Ft/S=T/(d2/2)(h2/2)l2 =4T/d 2h2 l2[σp ]（MPa） 即 σp2=41600 Nmm/ 2033(mm3) =35.6（MPa）<<[σp ] 綜上，鍵的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 6.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.箱體的主要功能 (1)

19、支承并包容各種傳動(dòng)零件，如齒輪、軸、軸承等，使它們能夠保持正常的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度。箱體還可以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑劑，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 (2)安全保護(hù)和密封作用，使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響，又保護(hù)機(jī)器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。 (3)使機(jī)器各部分分別由獨(dú)立的箱體組成，各成單元，便于加工、裝配、調(diào)整和修理。 (4)改善機(jī)器造型，協(xié)調(diào)機(jī)器各部分比例，使整機(jī)造型美觀。 2 設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題和設(shè)計(jì)要求 箱體設(shè)計(jì)首先要考慮箱體內(nèi)零件的布置及與箱體外部零件的關(guān)系，如車(chē)床按兩頂尖要求等高，確定箱體的形狀和尺寸，此外還應(yīng)考慮以下問(wèn)題： （1）.滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求。

20、對(duì)受力很大的箱體零件，滿(mǎn)足強(qiáng)度是一個(gè)重要問(wèn)題；但對(duì)于大多數(shù)箱體，評(píng)定性能的主要指標(biāo)是剛度，因?yàn)橄潴w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 （2）.散熱性能和熱變形問(wèn)題。箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓?，影響其?rùn)滑性能；溫度升高使箱體產(chǎn)生熱變形，尤其是溫度不均勻分布的熱變形和熱應(yīng)力，對(duì)箱體的精度和強(qiáng)度有很大的影響。 （3）.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、筋的布置、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高箱體的強(qiáng)度和剛度。 （4）.工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 （5）.造型好、質(zhì)量小。 3

21、箱體形體設(shè)計(jì) 箱體的形狀和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件間的相互關(guān)系來(lái)決定，決定箱體結(jié)構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱(chēng)為"結(jié)構(gòu)包容法"，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)零件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求。 箱體壁厚的設(shè)計(jì)多采用類(lèi)比法，對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行比較，參照設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺(tái)等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于重要的箱體，可用計(jì)算機(jī)的有限元法計(jì)算箱體的剛度和強(qiáng)度，或用模型和實(shí)物進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變的測(cè)定，直接取得數(shù)據(jù)或作為計(jì)算結(jié)果的校核手段。 查閱有關(guān)手冊(cè)可知。 鑄造工程塑料 用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的

22、塑性。 4.箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 (1) 壁厚 鑄鐵、鑄鋼和其它材料箱體的壁厚可以從表21-2中選取，表中N用下式計(jì)算： N=（2L+B+H）/3000 （mm） 式中L-鑄件長(zhǎng)度（mm），L、B、H中，L為最大值； B-鑄件寬度（mm）； H-鑄件高度（mm）； 表21-2 鑄造箱體的壁厚 儀器儀表鑄造外殼的最小壁厚參考表21-3選取 (2)孔和凸臺(tái) 箱體內(nèi)壁和外壁上位于同一軸線上的孔，從機(jī)加工角度要求，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能使孔的質(zhì)量相等；成批大量生產(chǎn)時(shí)，外壁上的孔應(yīng)大于內(nèi)壁上的孔徑，這有利于刀具的進(jìn)入和退出。箱體壁上的開(kāi)孔會(huì)降低箱體的剛

23、度，實(shí)驗(yàn)證明，剛度的降低程度與孔的面積大小成正比。 在箱壁上與孔中心線垂直的端面處附加凸臺(tái)，可以增加箱體局部的剛度；同時(shí)可以減少加工面。當(dāng)凸臺(tái)直徑D與孔徑d的比值D/d≤2和凸臺(tái)高度h與壁厚t的比值t/h≤2時(shí)，剛度增加較大；比值大于2以后，效果不明顯。如因設(shè)計(jì)需要，凸臺(tái)高度加大時(shí)，為了改善凸臺(tái)的局部剛度，可在適當(dāng)位置增設(shè)局部加強(qiáng)筋。見(jiàn)圖21-8。 圖21-8 (3)連接和固定 箱體連接處的剛度主要是結(jié)合面的變形和位移，它包括結(jié)合面的接觸變形，連接螺釘?shù)淖冃魏瓦B接部位的局部變形。為了保證連接剛度，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 1)重要結(jié)合面表面粗糙度值Ra應(yīng)不大于3

24、.2um，接觸表面粗糙度值越小，則接觸剛度越好。 2)合理選擇聯(lián)結(jié)螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，保證結(jié)合面的預(yù)緊力。為了保證結(jié)合面之間的壓強(qiáng)，又不使螺釘直徑太大，結(jié)合面的實(shí)際接觸面積在允許范圍內(nèi)盡可能減小。如圖19-9。 3)合理設(shè)計(jì)聯(lián)結(jié)部位的結(jié)構(gòu)，聯(lián)結(jié)部位的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)表21-5。 表21-5 通過(guò)計(jì)算，選取箱體材料為工程塑料，箱體厚度為5mm,在箱體四周分別開(kāi)四個(gè)通孔，與底板連接方式為六角螺栓連接。如圖所示: 7.連接桿與萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 連接桿設(shè)計(jì)與校核 (1)連接桿材料的選擇 考慮其工作環(huán)境與其工作性能，選擇普通鋁合金材料即可，預(yù)選材料5052

25、-H112 相關(guān)參數(shù) =175 MPa (2)連接桿設(shè)計(jì) 根據(jù)其工作環(huán)境與連接特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下圖所示 （3）強(qiáng)度校核 已知 轉(zhuǎn)矩：T=1600 Nmm 手臂：L=100mm 最易發(fā)生變形處面積為：S=lH=128mm2 所以： F=T/L=16N =F/S=0.125MPa<<=175 MPa 由F=16N可以判斷選用一般零件即可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，故手臂不做校核 綜上，連接件：連接桿與手臂均符合要求 萬(wàn)向節(jié)選擇 結(jié)構(gòu)

26、：由一個(gè)十字軸、兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)叉、四個(gè)滾針軸承組成；所有轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心（軸線）交于一點(diǎn)O，兩軸間的夾角為α； 優(yōu)點(diǎn)：萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)用于傳遞機(jī)構(gòu)用于傳遞兩相交軸間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，單萬(wàn)向節(jié)當(dāng)主動(dòng)軸做勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸做變速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)兩軸夾角發(fā)生變化時(shí)仍可繼續(xù)工作，傳動(dòng)效率高，磨損小，實(shí)現(xiàn)多向轉(zhuǎn)動(dòng)。 材料選擇：為了保證工作性能，選用45號(hào)鋼作材料，對(duì)于此機(jī)構(gòu)要滿(mǎn)足的運(yùn)動(dòng)要求是完全滿(mǎn)足的 綜上，萬(wàn)向節(jié)所選材料滿(mǎn)足要求 8.夾緊旋鈕的設(shè)計(jì) 1 確定夾緊旋鈕類(lèi)型 根據(jù)螺栓工作性質(zhì)和工作環(huán)境，選取普通

27、螺栓 2 螺栓的設(shè)計(jì) 根據(jù)螺栓工作性能要求，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在螺栓預(yù)緊力 2） 螺栓的設(shè)計(jì) 旋鈕螺栓圖如下 2）螺栓材料選擇 預(yù)選材料5052-H112 3）強(qiáng)度校核 P0：預(yù)緊力 σs：屈服強(qiáng)度 P0＝σ0As σ0 =（0.5～0.7）σs P0=（0.5～0.7）58195=（5655～7917）N 鋁合金牌號(hào) 拉伸強(qiáng)度σ( MPa) 屈服強(qiáng)度σs( MPa) 5052-H112 175 195 5083-H112

28、 180 211 6061-T651 310 276 7050-T7451 510 455 7075-T651 572 503 2024-T351 470 325 木材的抗壓強(qiáng)度 順紋抗壓強(qiáng)度：即作用力的方向與木材纖維方向平形式的抗壓強(qiáng)度。（范圍在30~70Mpa之間） 橫紋

29、抗壓強(qiáng)度：即作用力與木材纖維垂直時(shí)的抗壓強(qiáng)度。 工程使用中，一般選用順紋方向作為主要受力方向。 木材抗壓計(jì)算 1）抗壓強(qiáng)度:[σbs]=（30~70Mpa） 受壓面積: A=878.54mm2 F[σbs]A=（30~70Mpa）878.54mm2 =26356.2~61497.8N 由旋鈕螺栓預(yù)緊力 P0=（5655～7917）N遠(yuǎn)小于木材抗壓能力F(26356.2 ~61497.8N)可知所選零件可靠 10.電子控制部分整體設(shè)計(jì) 1. 整體電子控制流程圖：

30、 STC90C51 單片機(jī) 音樂(lè) 無(wú)線按 鍵遙控 聲音 感應(yīng) 步進(jìn) 電機(jī) 按鍵遙控有四種模式： a>開(kāi)關(guān)模式：此模式控制整體的轉(zhuǎn)停； b>聲音感應(yīng)模式：聲音傳感器檢測(cè)到嬰兒哭聲后，發(fā)送信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)及時(shí)控制床的搖擺； c>定時(shí)模式：設(shè)定時(shí)間為25分鐘，即床會(huì)自動(dòng)擺動(dòng)25分鐘； d>音樂(lè)模式：播放音樂(lè)，促進(jìn)嬰兒睡眠。 2. 電機(jī)的控制： 步進(jìn)電機(jī)為兩相四線，即有四個(gè)輸入端口，具體控制為：將IN1，IN2和IN3，IN4

31、兩對(duì)引腳分別接入單片機(jī)的某個(gè)端口，輸出連續(xù)的脈沖信號(hào)。信號(hào)頻率決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變繞組脈沖信號(hào)的順序即可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 兩相四拍工作模式時(shí)序圖： 步進(jìn)電機(jī) 信號(hào)輸入 第一步 第二步 第三步 第四步 返回第一步 步進(jìn)電機(jī) 信號(hào)輸入 第一步 第二步 第三步 第四步 返回第一步 正轉(zhuǎn) IN1 0 1 1 1 返回 IN2 1 0 1 1 返回 IN3 1 1 0 1 返回 IN4 1 1 1 0 返回 反轉(zhuǎn) IN1 1 1 1 0 返回 IN2 1 1 0 1 返回 IN3 1 0 1 1

32、 返回 IN4 0 1 1 1 返回 (1)控制換相順序 1、通電換相這一過(guò)程稱(chēng)為脈沖分配。 例如： 1、 兩相四線步進(jìn)電機(jī)的四拍工作方式，其各相通電順序?yàn)椋? (A-B-A’－B’)依次循環(huán) (通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A,B相的通斷。) 2、兩相四線步進(jìn)電機(jī)的八拍工作方式，其各相通電順序?yàn)? (A－AB－B－BA’－A’－A’B’-B’－B’A)依次循環(huán)。(出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用八拍工作方式) (2)控制步

33、進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。如：正轉(zhuǎn)通電順序是：（A-B-A’－B’ 依次循環(huán)。）則反轉(zhuǎn)的通電順序是：（B‘-A’-B－A依次循環(huán)。） (3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。（注意：如果脈沖頻率的速度大于了電機(jī)的反應(yīng)速度，那么步進(jìn)電機(jī)將會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象）。 2. 聲音感應(yīng)模塊 設(shè)計(jì)如圖： LM393 放大器 單片機(jī) 麥克風(fēng)

34、 傳感器 麥克風(fēng) 傳感器 使用高靈敏的電容式極柱體麥克風(fēng)傳感器 模塊有1個(gè)輸出： DO，當(dāng)聲音強(qiáng)度到達(dá)某個(gè)閥值時(shí)，輸出高低電平信號(hào)，閥值-靈敏度可以通過(guò)電位器調(diào)節(jié) 模塊特點(diǎn)： 1、尺寸小，36mm X 16mm 2、可以使用3-5.5v直流電源供電 3、極柱體麥克風(fēng)，靈敏度高 3. 無(wú)線遙控模塊 無(wú)線發(fā)射裝置： 為一個(gè)手持遙控器，配置12v電池，上面有四個(gè)按鍵為A、B、C、D，通過(guò)無(wú)線傳送到

35、接收模塊，A、B、C、D對(duì)應(yīng)4種工作模式。 無(wú)線接收裝置： 采用PT2262/2272芯片構(gòu)架電路，也是一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路 工作頻率：315M 工作電壓：DC5V 工作原理：超再生 調(diào)制方式：ASK 遙控距離：20～50米 接收模塊的七根引腳分別為D3、D2、D1、D0、GND、VT、VCC，其中VCC為DC5V的供電端，GND為接地端，VT端為解碼有效輸出端，只要發(fā)射器的數(shù)據(jù)碼有輸出，VT都能同步輸出高電平；D3、D2、D1、D0是2262解碼芯片的四位數(shù)據(jù)輸出端，有信號(hào)時(shí)能輸出5V左右的高電平，驅(qū)動(dòng)電流約2mA，與發(fā)射器的四位數(shù)據(jù)碼輸出一一對(duì)應(yīng)。 24