【正文】 心距： a=m(z1 + z2 )/2=1 (18+54)/2=36mm 水平 Z 軸齒輪參數(shù) 分度圓直徑： d3 =m z3 =20? 1=20mm d4=m z4=75? 1=75mm 齒頂高： h 3a = h 4a = h?a m=1 1=1mm 齒根高： h 3f = h 4f =( h?a + c? )m=(1+) 1=1. 25mm 齒全高： h3 = h4 = h 3a + h 3f =+1=2. 25mm 齒距： p= m? =? mm 齒厚： s= m? /2=0. 5? mm 齒槽寬： e= m? /2=0. 5? mm 頂隙： c= c? m= 1=0. 25mm 標準中心距： a=m(z3 + z4)/2=1 (20+75)/2= （ h?a ：齒頂高系數(shù)， c? ：頂隙系數(shù)，其數(shù)值分別為： h?a =1， c? =） 第三節(jié) 軸的設計 一、 垂直 X 軸的設計 因為 X 方向的軸同時承受轉矩和彎曲作用，所以按彎扭組合強度條件進行計算（材料為 45 號鋼，經(jīng)退火、淬火和回火處理） 強度條件為： ca? =Mca /W= 22 TM ? /W≤ [ 1?? ] （其中 W 為抗彎截面系數(shù)， [ 1?? ]為許用彎曲應力） W = 3d? /32= ?? 103 10 9? /32= 10 6? m3 所選攝像質量為 m=540g，考慮其附加器件的質量，設總量為 m總 =700g 即 F= m總 g= 10=7N 在 B 處的彎矩 M 為： M=FL=7 = 所選電機的轉矩 T1 = ，折算到 X 軸上， T= T1 i = 3= 因此 ca? = 22 TM ? /W= 22 ?? / 106? = 查表可得 45 號鋼的彎曲許用應力為 [ 1?? ]=100 M Pa 很明顯 ca? =≤ [ 1?? ]=100 M Pa，滿足強度要求 垂直 X 軸左右兩邊各一條，而且作成階梯軸，均用螺釘和齒扇、攝像機連接在一起，起定位和傳遞轉矩作用。 本設計中，近似認為地認為升速 規(guī)律按直線規(guī)律升速（實際上按指數(shù)規(guī)律升速），設定從靜止升到 90? /s 用 。 一、 垂直 X 軸步進電機的選擇 設計參數(shù)和技術要求 ：行程 45 ? —— 45? ，最大速度 90? /s。 整個云臺采用吊裝球型設計，其優(yōu)點如下： （ 1） 最大限度地減少灰塵和外來的干擾，使云臺壽命大大延長，也使系統(tǒng)的可靠性進一步提高。 混合式電機特點：轉矩大，步距角小，運行頻率高，功耗低及有自鎖功能，但需有正負電脈沖供電，結構復雜，價格高。這種電動機按變磁阻原理工作，于是有的國家又稱之為變磁阻步進電動機。 (2) 位置誤差不會積累。其特點是輸入一個脈沖就轉動一步，即轉子轉過一個相應的步距角 。垂直轉動軸與齒輪的連接是用一對背靠背的角接觸球軸承，水平轉動軸是用與支架連滑動軸承接。而智能 高速球云臺可以在 度 — 125RAD/S 的可變速搜索目標。 第二章 產(chǎn)品的技術指標和技術參數(shù) 第一節(jié) 數(shù)控云臺的技術指標 云臺的設計參數(shù)和技術指標： （ 1） 控制軸：兩旋轉軸，點位控制，水平 Z 軸，垂直 X 軸 。目前，還有直流 6V 供電的室內用小型云臺，可在其內部安裝電池，并用紅外遙控器進行遙控。還有一個則是自動轉動端。 一般的云臺均屬于有線控制的數(shù)控云臺。它的體積和自重也較大。為適應安裝不同的攝象機及防護罩，云臺的承重應是不同的。 云臺的分類大致分為室內用云臺及室外用云臺。土 35。云臺內裝兩個電動機。它可以完成的功能也是比較多的。黑白圖像早己不能滿足人們的要求，人們希望看到的是對方的彩色圖像。球型外殼能減少灰塵及各種干擾，日常維護方便，可達到隱蔽監(jiān)視的目的，云臺在水平方向可連續(xù) 350 無級變速掃描，并設有設置攝像點的功能。本設計介紹了數(shù)控云臺的傳動原理、結構特點和功能，并對步進電機的特點作了簡單的介紹。 監(jiān)控電視主要是對機要部門、商場、貨場、生產(chǎn)等部門的監(jiān)視、控制和報警。 目前，圖像通信與監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸普及到了文化教育、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸管理、醫(yī)療衛(wèi)生 、水下作業(yè)、鐵路現(xiàn)場、公安系統(tǒng)等國民經(jīng)濟的各個部門。這兩個電動機一個負責水平方向的轉動，另一個負責垂直方向的轉動。、土 75。室內用云臺承重小，沒有防雨裝置。因而應根據(jù)選用的攝象機及防護罩的總重量來選用合適承重的云臺。 目前出廠的室內云臺承重量大約 — 7KG 左右。云臺的轉動是通過在控制室操作控制器，將控制電壓通過多芯電纜直接加到云臺內的步進電機上，或者通過通信電纜控制遠端的解碼器，再又解碼器經(jīng)局部多芯電纜將電壓加到云臺內的電動機上，從而實現(xiàn)云臺的旋轉。當電源的一端接在公共端后，電源另一端接在“ 自動”端后，云臺將帶動攝象機頭按一定的轉動速度進行上、下、左、右的自動轉動。目前大多數(shù)云臺仍采用有線遙控方式。 （ 2） 行程： Z 軸， 0? — 350? ； X 軸，－ 45? — 45? 。 （ 3）普通云臺過于暴露，往往給被監(jiān)視者以反感，且使人輕而易舉得發(fā)現(xiàn)當前攝象機的位置；而智能高速球云臺采用的是球型液態(tài)金屬鍍膜單反防護罩，使人根本看不到里面的攝象機，它既隱藏了攝象機，又具有極好的裝飾效果，特別適合銀行、機場、商店、廣場等隱蔽性的監(jiān)視和跟蹤。分別用水平支架和垂直支架支承攝象機。實際上，驅動步進電機的開關是晶體管，開關信號由數(shù)字集成電路或微機產(chǎn)生。 (3) 與數(shù)字設備兼容。其優(yōu)點是；力矩 — 慣性比高；步進頻率高，頻率響應快；不通電時轉子能自由轉動；機械結構簡單、壽命長；能雙向旋轉；有適量阻尼；正常電機無失步區(qū)。 比 較以上各種電機，決定選擇反應式步進電機作為驅動攝象機的動力源。 （ 2） 球型防護罩采用內側單面鍍膜工藝，有利于隱蔽監(jiān)視。 （ 1）計算負載轉矩 M垂直 =M慣性 +M重力 +M摩擦 其中： M垂直 為垂直方向上的轉矩； M慣性 為慣性轉矩； M重力 為重力方向上的轉矩 ； M摩擦 為摩擦力產(chǎn)生的轉矩 步進電機的速度控制，實際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出時鐘脈沖的頻率或者換相的周期。 M慣性 =J? ? 角加速度 ? =（ 1? ? 0 ） / t? =（ ? /20） = rad/s 考慮支架等附件的重量，取 m=700g, L=110mm, H=80mm 攝像機及其框架在垂直轉動時的轉動慣量為： J=m(L2 +H2 )/12=? ( + )/12=? 10 4? 所以 M慣性 =J? ? =? 10 4? ? = 本設計中，將轉動中心定于重心附近，即重心產(chǎn)生的轉矩可忽略不計， 即 M重力 ≈ 0 M摩擦 難以計算，可將 M慣性 乘以一個修正系數(shù)后，得到 M垂直 ，取修正系數(shù)為 則 M垂直 =? M慣性 =? = 將負載轉矩折算到步進電機的主軸上： M39。 二，水平 Z 軸的設計 由于水平 Z 軸有上下兩根，上軸只承受軸向拉力作 用，故只須滿足抗拉強度要求，即 AN/?? ≤ [ b? ] （其中 ? 為正應力； N 為軸向力； A 為軸的橫截面積） 設上軸承受質量為 3kg 的器件，即 N=mg=3 10=30N 由《材料力學》 P33 可查的 45 號鋼的抗彎強度極限為 [ b? ]=598 M Pa 因此 598≥ 30/A 得有效面積為 A≥ 30/598= 現(xiàn)從總體結構上考慮，上軸軸徑最小處為 16mm，內開一個 ? 10mm 的內孔，用以通視頻線、電源線等線路，其有效面積為： S=? （ D2 d2 ） /4= (162 102 )/4= ≥ ， 顯然滿足要求 對于 Z 方向下軸，除承受軸向拉伸外，還有承受扭矩作用，應分別進行強度校核。 已知條件：軸承軸向載荷 A=25N，徑向載荷 R=1N，軸承轉速 n=120r/min，運轉時無沖擊，設計壽命為 20 年（每天工作 24 小時，一年工作 360 天） 求比值 A/R=25/1=25 根據(jù)表 135，角接觸球軸承的最大 e 值為 ，即 A/R＞ e 初步計算當量動載荷 P P=fP (XR+YA) 按照表 136， fP =— ，取 fP = 按照表 135， X= 查表可知該軸承的額定靜載荷 C0 =，所以 A/ C0 =25/5380= 由表 105 可得 Y= 則 P=（ 1+ 25） = 則所需的基本額定動載荷 C 為 C=P（639。該設備主要是對機要部門、商場、貨場、生產(chǎn)等部門的監(jiān)控，所以對其在實際情況中的應用性有很大要求，在設計當中，我通過上網(wǎng)或者去圖書館等方式查閱了當前社會實際中運用的各種云臺的外型、參數(shù)、結構等，結合自己設計中的參數(shù)和要求設計出了自己的設計作品，而且在球罩的內部涂了一層特殊的材料，使外界看不到云臺內部的運作情況，而攝像機卻能正常的進行監(jiān)控，使該設備具有一定的隱蔽性。通過這次畢業(yè)設計，讓我對自己的所學有了更深刻的理解和認識。此外，本文展示了如何使用拉深和鍛造的一個例子，幾乎所有的金屬成形操作可有利用于機械傳動機構的非圓齒輪。提高質量、生產(chǎn)力、生產(chǎn)手段的創(chuàng)新解決方案 ,是一種用來維持和擴大的 市場地位的關鍵所在。為了滿足這兩個方面，我們的任務是設計運動學形成過程中考慮到該進程的要求，也考慮到的是改變部分以及與一個優(yōu)先線輔助運作所需的時間短周期的時間。成型周期中桿應該有一個特別速度曲線 ,它將會降到最低。增加沖程數(shù)是為了減少設計的周期變化導致增加的壓實機械應變率 , 然而，這對成形過程有很明顯影響 ,使它必須考慮參數(shù)確定過程和被它所影響。在鍛造時，停留時間短的壓力是可取的。此外 ,避免由于成本降低磨損、短壓住時間也是一個重要的技術要求的精密鍛造，近凈形部分有一個光明的未來。 3．非圓齒輪的壓力傳動 原則 使用非圓齒輪傳動機械曲柄壓力機，它提供了一種新方式的技術和經(jīng)濟需求的壓力桿運動。調查中心的金屬成形和金屬成型機床(IFUM)漢諾威的大學已經(jīng)表明 ,在這個簡單的方式所有相關的壓力桿的連續(xù)運動，可以達到各種成形過程。首先，一個基本泵類型可以通過安裝不同的齒輪而進一步改變設計，它根據(jù)客戶的要求而設計。為達到這種目的，先前的背輪背一個行星齒輪組做取代。我假設了非圓曲線設計是以側面幾何設計為基礎。最高滑塊行程為 180mm，行程數(shù) 32/min。這個 速度影響到曲柄機構，使其與擊打具有相同的數(shù)目相比較，速度都是 220m/。 驅動機制的原型與非圓齒輪有另外一個有利的影響及其驅動力矩（圖 4）。該原型只要求對非圓齒輪傳動增加額外的 30kNm 力矩。這幾乎總是與板料成形及沖壓件有關。為了達到這一目的，壓力桿所需的速度和擊打成形速度要求假設成立必須量化。從這個數(shù)學描述的沖程運動 ,我們可以計算出所需要的非圓齒輪速度比，從這我們可以得到齒輪的圓周曲線 []。圖 5 表明了沖程運動情況，這是由一對齒輪的描繪所獲得。下靜點前 110mm，當使用曲柄機構時，沖擊速度為 700mm/s，而當使用非圓齒輪時僅僅只有410mm/s。它的保壓時間為 86ms 與 50mm的成形部份時間。盡管如此 ,處理時間依舊與常規(guī)非圓齒輪曲柄壓力機的運動學相同。在同一時間內，這個驅動器的實用潛力用實現(xiàn)理想的運動學變得清晰，而且生產(chǎn)周期時間減少。 對曲柄與非圓齒輪傳動壓力機的描述，使我們能夠優(yōu)化簡單的機械壓力機運動學。這使壓力機模塊化和標準化。 also to be considered is the time required for changing the part as well as for auxiliary operations in line with the priority of a short cycle time. 2 Pressing Machine Requirements One manufacturing cycle, which corresponds to one stroke of the press goes through three stages: loading,forming and removing the part. Instead of the loading and removal stages we often find feeding the sheet, especially in sheer cutting. For this, the press ram must have a minimum height for a certain time. During the forming period the ram should have a particular