【文章內(nèi)容簡介】 彎矩圖如圖45所示：圖45彎矩圖根據(jù)桿的材料(Q235)的許用應力及桿所受載荷，先按公式[5]求出抗彎截面系數(shù)，再根據(jù)公式 （43） （44）整理公式求得：把上述結(jié)果代入公式（43）中得。根據(jù)車架圖可知，坐墊支承架由4根外徑為的Q235鋼管組成。受力圖如圖46所示：圖46支承桿受力分析 （45）由公式可知，剪力方程為線性函數(shù)，剪力圖如圖47所示：圖47剪力圖按彎矩公式[5]列方程得： （45）彎矩圖如圖48所示：圖48彎矩圖根據(jù)桿的材料（不銹鋼304）的許用應力及桿所受載荷[4]，先按公式求出抗彎截面系數(shù)，再根據(jù)公式： （46） （47）求出內(nèi)徑d。整理公式求得：。第五章 傳動系統(tǒng)設計及對零件受力分析傳動系統(tǒng)設計包括的零部件有軸、平鍵、齒輪、軸承。軸承與平鍵鍵為標準件，其標準參數(shù)查查文獻[6]。傳動系統(tǒng)如圖51所示：圖51傳動系統(tǒng)示意圖如圖51所示，后輪主軸由兩個深溝球軸承配合裝配在車架上。根據(jù)GB/T 276—1994，查文獻[6]，可確定該軸承如表51所示：表51軸承參數(shù)軸承代號基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定動載荷Cr基本額定靜載荷Cor極限轉(zhuǎn)速/（r/min）原軸承代號dDBrsmindaminDamaxrasmax/KN脂潤滑油潤滑6007356214141561900012000107根據(jù)小徑，安裝尺寸，倒圓?？纱_定后輪主軸部分尺寸。根據(jù)軸的部分尺寸，根據(jù)GB/T 1995—2003。查相關(guān)資料可確定軸承上的平鍵參數(shù)如表52所示：表52平鍵參數(shù)軸鍵鍵槽公稱直徑d公稱尺寸bxh寬度b深度半徑r公稱尺寸b極限偏差軸t轂t1正常連接軸N9轂JS9公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最小最大22~308x780+4++38~4412x8120+5++鍵的長度系列6，8，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，50注：鍵材料的抗拉強度應不小于590MPa。由于預設齒輪寬度B=50mm，后輪輪轂寬度B1=46mm。根據(jù)平鍵的長度系列，可確定為L=40mm與L1=40mm。后輪主軸具體參數(shù)如圖52所示：圖52后輪主軸按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，軸的扭轉(zhuǎn)強度公式為： （51）因為切應力沿半徑呈線性分布，實心軸圓心附近處應力較小，材料未能盡量發(fā)揮作用，空心軸相當于把軸心處的材料邊緣化，從而提高了軸的強度。在考慮經(jīng)濟成本與車身重量的前提下，盡可能的節(jié)省材料，固可采用空心軸模式?？招膱A軸截面的抗扭截面系數(shù)[1]： （52）根據(jù)平鍵的深度可知空心圓軸的壁厚為，即內(nèi)徑。后輪主軸的受力如圖53所示：圖53后輪主軸受力圖由于后輪主軸的材料為45鋼，因此，取最小值，當后輪主軸只僅受扭矩時，可求出A、B、E點的扭轉(zhuǎn)強度。因此后輪主軸符合材料扭轉(zhuǎn)強度條件，符合設計要求。按彎扭強度條件計算，通過軸的結(jié)構(gòu)設計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上零件位置，以及外載荷和支承力的作用位置均已確定，如圖53所示。AC段CD段DB段做出剪力圖與彎矩圖如圖54所示。圖54剪力與彎矩圖由圖54可知，輪椅后輪主軸的危險截面出現(xiàn)在AC、DB間。因此，需要對該段進行彎扭合成強度校核計算。軸的彎扭合成強度公式[5]為： （53）式中，為軸的計算應力；M為軸所受的彎矩；為軸的抗彎截面系數(shù)： （54）為對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力，已知材料為45鋼，所以=50MPa；T為軸所受的扭矩。將已知數(shù)據(jù)代入軸的彎扭合成強度公式計算，可知：所以，滿足軸的彎扭合成強度條件，符合設計要求。軸承的壽命計算公式[4]為： （55）式中，C為基本額定動載荷，；P為當量動載荷，；為載荷系數(shù)，查表可知為中等沖擊載荷，固；為純徑向載荷，；為純軸向載荷；X和Y由的值是否大于e確定；對于輪椅后輪傳動軸軸承來說，其軸向載荷很小，固取X=1和Y=0；軸承為深溝球軸承，所以可知。輪椅的使用壽命預設計為20年，即理論。符合設計要求。根據(jù)輪椅設計內(nèi)容可知，設電機功率無損耗，電機功率等于輸出功率；小齒輪（電機傳動齒輪）轉(zhuǎn)速為；大齒輪（后輪主軸傳動齒輪）轉(zhuǎn)速為；傳動比；設計理論工作時間為20年。查文獻[1]，常用齒輪材料的性能及應用范圍，可確定小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220HBW；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170HBW。初步估計齒輪線速度。查表圓柱齒輪轉(zhuǎn)動各級精度的應用范圍[1]可確定精度等級為9級。試驗齒輪的接觸疲勞極限試驗齒輪彎曲疲勞極限安全因數(shù)SH、SF取軟齒面（小于等于350HBW）參數(shù)和。根據(jù)理論工作時間，求得應力循環(huán)數(shù)按接觸疲勞壽命因數(shù)ZN可知碳鋼經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)后的接觸疲勞壽命因數(shù)：按彎曲疲勞壽命因數(shù)YN可知碳鋼正火、調(diào)質(zhì)后的彎曲疲勞壽命因數(shù)：根據(jù)許用應力公式[1]分別求出齒輪的許用應力小齒輪上傳遞的最大理論扭矩為：據(jù)設計要求工作平穩(wěn)、輕微沖擊取選擇小齒輪的齒數(shù)，則大齒輪的齒數(shù),采取懸臂布置。45號碳鋼的材料彈性系數(shù)。由軟齒面接觸強度公式可計算出因設計要求，可確定，所以取模數(shù)。查漸開線圓柱齒輪標準模數(shù)[1]，可知該齒輪傳動中的齒輪標準模數(shù)為m=。、小齒輪的基本參數(shù)分度圓齒頂圓齒根圓全齒高中心距根據(jù)設計需求，設齒輪厚度、。查文獻[1]正常齒標準外齒輪的齒形修正因數(shù)和應力修正因數(shù)。彎曲疲勞強度為符合設計要求。第六章 輪椅控制系統(tǒng)設計控制把手的形狀設計如圖61所示：圖61方向控制把手如圖所示，操作把手的組成有：把手主體、操作手柄、鉸接孔和連接空組成。操作手柄為中空設計，內(nèi)設PCB板，結(jié)合第三章中PWM電路控制，設計4個按鈕，由上至下分別為：正反轉(zhuǎn)按鈕、中速按鈕（速度為2檔）、高速按鈕（速度為3檔）、停機按鈕。把手主體預設線槽，連接電機。鉸接孔用來連接把手與輪椅扶手，設計時要求，鉸接后能令把手沿鉸接軸線自由轉(zhuǎn)動角度為0~600。連接孔連接方向控制桿，通過轉(zhuǎn)動把手控制輪椅的方向。把手的具體設計參數(shù)見工程圖紙。方向控制系統(tǒng)的圖62如下圖62方向控制系統(tǒng)如圖62所示：控制把手與方向控制桿鍵連接，且鎖緊；方向控制桿鍵與前輪車架連接。其工作原理是利用了四桿機構(gòu)中的雙搖桿機構(gòu)，使在轉(zhuǎn)動手柄帶動方向控制桿轉(zhuǎn)動時，帶動右前輪擺動的同時帶動連桿做左右往返運動，從而使左前輪同步擺動，這樣設計的好處是可以使左右前輪同步擺動，擺動幅度一致，增強輪椅行駛的穩(wěn)定性。具體設計參數(shù)見工程圖紙。由于前輪架承載輪椅重量，在前輪架與車架連接配合處，需裝配推力軸承，以達到靈活轉(zhuǎn)動的效果。其具體參數(shù)如表61所示：表61推力軸承參數(shù)摘錄[6]軸承代號基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定動載荷Cr基本額定靜載荷Cor極限轉(zhuǎn)速/（r/min）原軸承代號minmin脂潤滑油潤滑5120420/15401432283800530038204檔位控制系統(tǒng)的運動示意圖63；圖63檔位控制示意圖如圖63所示，為四桿機構(gòu)中的搖桿滑塊機構(gòu)，根據(jù)電機的移動范圍與搖桿的長度，確定檔位的位置和連桿的尺寸。電機移動范圍，當搖桿處于垂直狀態(tài)時，檔位處于第二檔位，即電機帶動輪椅行走而康復醫(yī)療機構(gòu)不動。搖桿撥動到左側(cè)檔位時，電機向右移動25mm，電機齒輪與后輪齒輪、傳動齒輪