【正文】 =400 。 總工作時(shí)間 Th=10 360 2=7200h。 許用接觸應(yīng)力 []H? l im 1 11m inl im 2 22m in710 8[ ] 670580 5[ ] 580HNHHHNHHZ MPSZ MPS?????? ? ??? ? ? 12222312311[1 .8 8 3 .2 ( ) ] c o s11[1 .8 8 3 .2 ( ) ] c o s 1 53 0 1 2 01 .6 8 74 4 1 .6 8 70 .8 7 833111 .3 20 .8 7 8( ) 1 01501 .1 7 0 .1 6 ( ) 0 .6 1 1 0 1 5 01251 .4 9HHZZZKZbk A B c bd???????????? ? ?? ? ? ??? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??11 m a x11 m a x 760 ( )60 ( )60 1 1000 7200 ( 1 ) 10nmiL i iiniiiTN ri n t hTT t hrn t hT t h????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????1 .3 5 1 .1 1 .3 2 1 .4 9 2 .9 2A V H HK K K K K ???? ? ? ? ?徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 驗(yàn)算 許用接觸應(yīng)力 []H? 121422 1[]2 2 . 8 4 2 1 0 4 11 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 71 2 0 1 0 0 41 4 1 6 0 4H E HKT uZ Z Zb d uM P a M P a?????? ? ? ?? ? ? ? ???? 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整 。 查 文獻(xiàn) [28]表 得 彎曲最小安全系數(shù) Flim1S = 。 11 m a x11 m a x6 0 ( )6 0 ( )nmiL i iiniiiTN r i n thTT thr n thT th??????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 許用彎曲應(yīng)力 []F? l im 1 11m inl im 2 22m in600 1[ ] 367 .5450 1[ ] 278 .4F N xFFF N xFFYY M PaSYY M PaS??????? ? ???? ? ? 式 () 驗(yàn)算 彎曲應(yīng)力 []F? 。 式 （ ） 8 . 7 8 8 . 7 8 8 . 7 876 0 1 1 0 0 0 7 2 0 0 ( 1 0 . 2 0 . 5 0 . 5 0 . 2 0 . 3 )8 . 6 8 5 1 0? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確 。 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa:查 文獻(xiàn) [28]圖 得 Ysa1=,Ysa2= 。 原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確 。 查 文獻(xiàn) [28]圖 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ ＝ 。 齒頂高 1 1 3 3ha ha m? ? ? ? ? 2 ( ) 3 .7ha ha ha m?? 齒根高 ( ) (1 0 . 2 5 ) 3 3 . 7 5h f h a c m? ? ? ? ? ? 齒高 1 1 6 .7 52 2 7 .4 5h ha hfh ha hf? ? ?? ? ? 校核計(jì)算 查 文獻(xiàn) [28]表 得 使用系數(shù) KA＝ 。 初選 Z1=30， ? =15 度，則 Z2=iZ1=4*30=120。 許用彎曲應(yīng)力 []F? l im 1 11m inl im 2 22m in600 1[ ] 367 .5450 1[ ] 278 .4F N xFFF N xFFYY M PaSYY M PaS??????? ? ???? ? ? 式 () 驗(yàn)算 許用 彎曲 應(yīng)力 []F? 11 1 11122 2 104 6120 100 4 8 [ ]F Fa SaFKT Y Y Ybd mMPa?? ? ?? ? ? ???????? 2221121 .8 5 2 .0 96 .5 6 81 .7 2 .3 86 .2 7 7 [ ]F a S aFHF a S aFYYYYM P a?????????? 式 () 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 滿足 。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 6 8 61 . 7 2Y ? ??? ? ? ? ? 齒間載荷分配系數(shù) FK? 1 / 1 / 0. 68 6 1. 48FKY ?? ? ? ? 式 () b/h1= 120/9= 則 齒 向 載荷分 布 系數(shù) FK? = 載荷系數(shù) K 1 .3 5 1 .1 1 .4 8 1 .3 2 .8 5 7A V F FK K K K K ???? ? ? ? ? 式 () 7910 10LN??11 m a x11 m a x 760 ( )60 ( )60 1 1000 7200 ( 1 ) 10nmiL i iiniiiTN ri n t hTT t hrn t hT t h????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 齒型系數(shù) YFa:查 文獻(xiàn) [28]圖 得 ： Y F a 1 = 2 .3 8 Y F a = 2 2 .0 9 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa:查 文獻(xiàn) [28]圖 得 ： Y sa 1 = 1 .7 Y sa 2 = 1 .8 5 彎曲疲勞極限 limF? :查 文獻(xiàn) [28]圖 得 limF? 1=600MPa , limF? 2=450MPa 。 總工作時(shí)間 Th=10 360 2=7200h。 式 （ ） 式中 tF 圓周力 ； ?? 端面重合度 ； Z? 重合度系數(shù) 。 式（ ） 取齒寬系數(shù) ? = b= d? = 100=120 則取大齒輪寬度 b2=120,小齒輪寬度 b1=125。 一般 齒輪齒數(shù) Z1=25， 分 度圓螺旋角 ? =8到 15度 。 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的原理：當(dāng)太陽光線發(fā)生偏離時(shí)。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時(shí)，兩個(gè)光敏電阻接收到的光強(qiáng)度相同，所以它們的阻值相同，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。但計(jì)算過程十分復(fù)雜，高精度角度傳感器成本也很高，對(duì)于需要降低成本的小型太陽能利用裝置來講，該種跟蹤方式并不十分適用。在視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的基礎(chǔ)上加兩個(gè)高精度角度傳感器。因此使用程序跟蹤 方法時(shí)，需要定期的人為調(diào)整跟蹤裝置的方向。系統(tǒng)的位置精度，基本決定于傳感器的精度，因此能夠比較容易實(shí)現(xiàn)跟蹤裝置具有較高的精確度，光 電池只要能捕捉到透鏡聚焦的光斑就可以跟蹤太陽，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。陰影部分為光線照到的部分，此時(shí)有的光電池不能被光斑完全覆蓋，因此各光電池產(chǎn)生的光電流不盡相同，將光電流差經(jīng)過一系列處理后輸入到跟蹤頭，驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作 ,調(diào)節(jié)跟蹤裝置 ,直到 4 個(gè)象限光電池輸出的光電流相等，此時(shí)太陽光線與透鏡光軸平行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)無動(dòng)作。將 5 片面積、性能、參數(shù)相同的光電池安裝在所設(shè)計(jì)的 5個(gè) 象 限 內(nèi)，當(dāng)陽光照射到 5片光電池上時(shí)必然產(chǎn)生光電流，光電流強(qiáng)度與光強(qiáng)成正比。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 圖 25跟蹤系統(tǒng) 框圖 下面對(duì) 2020 年《應(yīng)用光學(xué)》雜志介紹的一種五象限法太陽跟蹤儀做一簡(jiǎn)單介紹 [26]，下 圖為五象限光電轉(zhuǎn)換器原理。 光電跟蹤 傳統(tǒng)的光電跟蹤是采用一級(jí)傳感器跟蹤方式，這種跟蹤系統(tǒng)， [25]原則上由三大部件組成 :位置檢測(cè)器、控制組件、跟蹤頭。而且這種跟蹤裝置為開環(huán)系統(tǒng)，無角度反饋值做比較，因而為了達(dá)到高精度跟蹤的要求 ， 不僅對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的加工水平有較嚴(yán)格的要求，而且與儀器的安裝是否正確關(guān)系極為密切。然后控制系統(tǒng)根據(jù)太陽軌跡每分鐘的角度變化發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)跟蹤裝置兩維轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和方向變化。而在赤道坐標(biāo)系中赤緯角和時(shí)角在日地相對(duì)運(yùn)動(dòng)中任何時(shí)刻的具體值卻嚴(yán)格已知，同時(shí)赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系都與地球運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，于 是通過天文三角形之間的關(guān)系式可以得到太陽和觀測(cè)者位置 之間的關(guān)系 [23]。 跟蹤方案的比較選擇 目前國(guó)內(nèi)外采用的跟蹤太陽的方法有 很多，但不 外乎 三種方式 [22]: (1)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤 ； (2)光電跟蹤 ； (3)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合。 把 齒輪連接著主軸上，主軸安裝在支架上 (主軸相對(duì)于支架可以轉(zhuǎn)動(dòng) )，馬達(dá) 2安裝在主軸前端的一塊板上，馬達(dá) 2 的輸出軸連接小齒輪 2，小齒輪 2 與齒圈嚙合，齒圈連接著太陽能板，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝在主軸上。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 23齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤器 系統(tǒng)特點(diǎn)：該跟蹤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。齒圈 1 連接著主軸上，主軸安裝在支架上 (主軸相對(duì)于支架可以轉(zhuǎn)動(dòng) )，馬達(dá) 2 安裝在主軸前端的一塊板上，馬達(dá) 2 的輸出軸連接小齒輪 2，小齒輪 2 與齒圈 2 嚙合，齒圈2連接著轉(zhuǎn)動(dòng)架，轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝在主軸上 (轉(zhuǎn)動(dòng)架相對(duì)于主軸可以轉(zhuǎn)動(dòng) )。對(duì)于兩個(gè)方向的跟蹤，都利用蝸桿、蝸輪副傳動(dòng)，在緊湊的結(jié)構(gòu)下得到很大的傳動(dòng)比，能使用功率很小的馬達(dá)同時(shí)傳遞足夠的動(dòng)力，使用功率小的馬達(dá)降低了其能源成本和制造成本；蝸桿、蝸輪副的自鎖性能好，能防風(fēng)防雨。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 陀螺儀式跟蹤器 圖 22陀螺儀式跟蹤器 跟蹤器的結(jié)構(gòu) [20]：傳動(dòng)箱 1 固定安裝在支架上，馬達(dá) 1安裝在傳動(dòng)箱 1 上，傳動(dòng)箱 1的內(nèi)部是由蝸桿、蝸輪組成的運(yùn)動(dòng)副，馬達(dá) 1的輸出軸 連接蝸桿，環(huán)形支架安裝在支架上面 (環(huán)形支架相對(duì)于支架可以轉(zhuǎn)動(dòng) )，傳動(dòng)箱 1的輸出軸連接環(huán)形支架，傳動(dòng)箱 2 固定安裝在環(huán)形支架上，馬達(dá) 2 安裝在傳動(dòng)箱 2上，傳動(dòng)箱 2 內(nèi)也是由蝸桿、蝸輪組成的運(yùn)動(dòng)副。對(duì)于方位角的跟蹤，利用齒輪副傳動(dòng)，能在使用功率較小的馬達(dá)的同時(shí)傳遞足夠大的動(dòng)力，使用功率較小的馬達(dá)降低了其能源成本和制造成本。馬達(dá) 1 固定在轉(zhuǎn)動(dòng)架上，轉(zhuǎn)動(dòng)架以及支架固定安裝在主軸上，接收器、馬達(dá) 2安裝在支架上面 (接收器相對(duì)于支架可以轉(zhuǎn)動(dòng) )，馬達(dá) 2的輸出軸連接在接收器上。地球極軸和黃道天球極軸存在的一個(gè) 27 度 的夾角，引起了太陽赤緯角在一年中的變化。 第四章 ,自動(dòng)跟蹤系 統(tǒng) 總體結(jié)構(gòu) ,光電轉(zhuǎn)換器 ,單片機(jī)及其外圍電路 ,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電路 。 (5)設(shè)計(jì)控制方案， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電路 。論文的主要工作包括 : (l)分析太陽運(yùn)行規(guī)律，比較國(guó)內(nèi)外主要的幾種跟蹤方案，提出合理的跟蹤策略 。 2020 年 2月美國(guó)亞利桑那大學(xué)推出了新型太陽能跟蹤裝置，該裝置利