《多自由度可调桌子机械装置的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多自由度可调桌子机械装置的设计（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.wd摘 要2Abstract3第一章 绪论41.1背景介绍41.2国内外研究现状5第二章 多自由度可调桌子方案的提出112.1 多自由度可调桌子的要求112.2 多自由度可调桌子的设计核心112.3 方案一112.4方案二122.5方案三132.6三方案分析与比照14第三章 最优方案传动装置和运动确实定143.1 选择电动机143.1.1电动机所需输入功率确实定143.1.2电机所需输出功率确实定143.1.3电机额定功率确实定153.1.4电机转速确实定153.1.5电机型号确实定153.2传动装置运动和动力参数确实定163.2.1传动装置参数的计算163.2.2运动参数和动力参数确实定1
2、6第四章 传动零件的设计计算174.1 锥齿轮的设计计算174.1.1锥齿轮材料确实定174.1.2锥齿轮齿数和模数确实定174.1.3锥齿轮各参数的计算174.1.4锥齿轮强度计算184.2普通直齿圆柱齿轮的设计计算194.2.1选定齿轮类型和精度等级194.2.2按齿根弯曲疲劳强度计算194.2.3圆柱齿轮各尺寸的计算214.3轴的设计与校核214.4桌面角度调节构造的设计计算23总 结25致 谢26参考文献27摘 要在科学技术手段迅猛开展的新时代，人们在办公室中处理工作解决问题的情况越来越多，与此相伴的是办公书桌与我们相伴的时间也越发的增长。传统的办公桌子往往存在许多方面的问题，而多自由
3、度可调桌子恰好能解决这方面的问题，所以多自由度可调桌子的出现与开展是时代所需的。多自由可调桌子主要拥有能够进展升降可调，角度和多自由度可调的特性，能够为人们的生活带来方便。我通过对多自由度可调桌子进展调查研究、查阅文献和收集资料，设计了三套不同的多自由度可调桌子机械装置方案，并对它们进展分析比照和建模仿真。我从中选取了一套最优方案，并对其进展详细设计。该方案中运用了步进电机带动丝杆运动，并且利用了锥齿轮构造以到达设计要求。关键词：多自由度，可调桌子，机械装置AbstractIn the new era with the rapid development of science andtechn
4、ology,the situation that people work to solve problems in the office become more and more, and this is accompanied by the time that we stay with the desk is more growth.The traditional office table always have some problems,but more degrees of freedom adjustable table can solve this problem,so that
5、more degrees of freedom adjustable table is the emergence and development of the times required.Many free adjustable desks have some characteristics,such as lift angle adjustable,multiple degrees of freedom adjustable and so on,it can bring convenience to peoples life.I passed on the multiple degree
6、s of freedom adjustable table to conduct investigation and study,literature and data collection,design three different sets of multiple degree of freedom mechanical apparatus for adjustable table,they were analyzed and compared with modeling and simulation.I selected a set of optimal scheme from the
7、m and made a detailed design of it.This scheme use the stepper motor drives the screws motion,and use the bevel gear structure to meet the design requirements.Keywords: multiple degrees of freedom, adjustable table, mechanical device第一章 绪论1.1背景介绍 随着家庭物质条件的改善，追求生活享受已经成为一种趋势。如今市场上各种家具如同雨后春笋般不断的涌现。他们所展
8、现的能力都独具一格，满足人们现代生活的舒适要求。就市场上所出现的可升降多自由度桌子而言，目前常见的多用于学习、办公和上网等方面。其升降和调节方式一般分为电动、手动、液压、气动等。就现在市场上出现的手动升降调节式，需要用手施加一定的力来提拉某些按钮来到达升高调节自由度的目标，而去所升高度和自由度调节范围有限。其桌面高度和自由度的固定采用增大压力提高摩擦的形式。目前网上所出售的大多类似产品做工普通，形单影只，很容易倒。常见的是那种中间一根立柱，底盘桌面窄小。电动升降可调桌子，有单柱和双柱俩种形式。升降和调节方式有手控和遥控俩种方式。现在国内生产此类产品的厂家主要是榻榻米。此产品价格不菲，单双柱价位
9、都在23千以上，国外同类产品价格更高。对于仍然以二三线城市居多的中国来说，此产品并不大时候且该产品多用于办公场所，与家庭生活并不匹配。对于由气动液压控制升降与调节的桌子。国内很少，即使有厂家生产价格也很高。但是在技术上国内已经取得了一定的进步，譬如01274078.0号实用型专利设计。通过安装升降气压棒来手动调节高度和角度。但是上述设计需要好几次才能到达满意高度和适宜角度，不同的使用者都需要站起来进展调节，十分的费时费力。在科学技术手段迅猛开展的新时代，人们在办公室中处理工作解决问题的情况越来越多，与此相伴的是办公书桌与我们相伴的时间也越发的增长。传统的办公桌子高度角度固定，多数情况小与工作人
10、员的身高不相符合，不仅不能使不同的工作者感到舒适惬意，在相差太大的情况下还会干扰恶化心情，严重影响工作效果。即使尺寸大小适宜，长期保持一中姿势进展工作也会对工作人员的身心带来压力，在工作之外带来额外的负担。利用不同的桌椅进展配置，既占空间，又搬移不方便。基于市场上出现的产品缺乏，为了满座家庭更多成员的使用，一种合理的新型的多自由度可升降桌子十分需要。1.2国内外研究现状由于目前国内外关于多自由度可调桌子机械装置方面的论文和专利比拟少，其中完全结合桌子高度升降和自由度调节的例子更是少之又少。在多自由度可调桌子方面，国内研究水平相比国外研究水平又明显存在一定差距！通过查阅文献资料得知，目前国内外关
11、于多自由度可调桌子机械装置方面的设计大致可以从以下几个方向进展分类。首先从应用的场所和范围上来划分可分为：A大型会议用桌 B日常或家用办公桌 其次从驱动升降调节的力和保持高度和角度的方式来划分，日常或家用办公桌又可以分为：A液压驱动与支持 B电机遥控驱动与支持 C手动驱动与增大摩擦支持 D手动驱动与利用空间构件支持。下面便对如上类型进展简单的介绍！A大型会议用桌如下列图所示图1-1 美国专利US6739670B2中的一个设计方案可升降会议桌核心局部图图1-1是来自美国专利US6739670B2中的一个设计方案中大型可升降会议桌的核心局部，是位于圆桌中心的较大的圆形升降柱。在中心圆形升降柱升降的
12、同时，会带动圆形升降柱周围的叶片状构造，进而带动圆形会议桌周边的桌面的升降。如图1-2所示。图1-2 升降柱周围的叶片构造图由于此类设计体型较大且仅仅涉及桌子桌面的升降，因而与我们多自由度可调机械装置的课题关联不大，所以不做更深的探讨，知足简单的了解。B手动驱动与利用空间构件支持如图1-3所示图1-3 美国专利US6935250B1中的一个设计方案图图1-3是来自美国专利US6935250B1中的一个设计方案，设计方案的原理是：通过人工用手摇动手柄，带动横杆的转动，进而通过由锥齿轮，圆柱齿轮等所组成的传动机构，利用顺时针或者逆时针的摇动手柄，控制桌面的升降和幅度。当桌面调整到合理的位置的时候，
13、停顿摇动手柄，利用螺纹的自锁原理，保持桌面所调节的高度，承当桌面所施加的压力。当桌面高度需要进展重新调节的时候，只需要利用解锁装置，解除螺纹的自锁，便可前述程序进展重新调节。利用一定的装置将单一手柄与四根升降立柱相联系，进而实现了桌子桌面的整体的稳定上升。整体样式如图1-4所示。图1-4 整体样式图由于该设计方案采用了手动的方式进展驱动，就必然存在了费时费力的缺点，在升级装置内部机械装置在长期工作磨损之后，便更加加大了人工手动驱动桌子桌面升降的难度。由于利用了大量的齿轮和螺纹构造，也必然需要重视润滑的作用。如假设存在润滑不充分的问题，长期磨损工作，有可能影响桌子的自锁效果，使整个升降桌存在工作
14、平安隐患。因而还是存在一定需要改良的地方。C液压驱动与支持如图1-5所示图1-5 美国专利US3179071中的一个设计方案图图1-5是来自美国专利US3179071中的一个设计方案，该设计方案的关键建构是液压升降柱。其具体构造如图1-6所示图1-6美国专利US3179071中的一个设计方案的具体构造图该设计方案的原理是：通过踩动脚踏板，压缩机械升降装置内的液体，驱动升降柱的升降，进而带动桌子桌面的升降。当调整到适宜理想高度的时候，停顿踩动脚踏板，停顿压缩机械升降装置内的液体。升降柱停顿升降，此时与升降柱外侧相连的凸点落入环形外壁的凹槽里，利用液压与机械构件相结合的方式支持桌面保持在现有理想高
15、度。当桌面高度需要重新进展调节的时候，只需反向搬动脚踏板，对压缩液体采取泄压，升降柱外侧相连的凸点脱离环形外壁的凹槽，升降柱下降，进而桌子桌面下降。重复操作便可以到达调节的目的。整个机械装置浸没在液压油之中，因而可以得到充分的润滑，很少会存在机械零件的磨损情况的出现。但是由于是利用液压系统进展工作，因而整个升降构造的密封性便显得相当重要，如假设出现液压油泄露，便会导致整个升降机构的崩溃。同时由于利用凸点与凹槽结合的方式进展支持，桌面所能够升降的高度必然与凹槽的大小和分布存在很大联系。且升降机构所能够升降的高度，会是零散的间隔的跳跃性的进展变化，而不是连续性的进展变化，因而也不利于使用者在使用过
16、程中调节到最正确合理的位置。D手动驱动与增大摩擦支持如下列图所示图1-7 美国专利US6119605中的一个设计方案图图1-7是来自美国专利US6119605中的一个设计方案，与其他设计方案相比拟，该设计方案构造相对简单。支持桌面的桌腿分别位于俩个长型深槽内。桌腿与深槽之间形成间隙配合，可以灵活的进展上下移动。在调整桌子桌面上下的过程中，只需要手动上下拉动桌面，使桌面能够到达一个适宜理想的位置。至于桌子桌面高度的固定主要依靠与桌面平行的弹簧施压装置。其具体的构造如图1-8所示。图1-8 美国专利US6119605中的一个设计方案具体构造图通过调节与桌面平行的弹簧装置的松紧程度，弹簧装置将给俩侧施加不同的压力，压力将桌子桌腿与深槽内壁紧紧接触，提供较大的摩
