【導(dǎo)讀】人工髖關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀·································································

　　

【正文】 已知 NR A 3 8 2 923s i 0 0 0 ???? ? NF A 9 0 2 123c o 0 0 0 ???? ? 0?? YF? 21 FFRA ??? ? ?0AM? 6 7 8 7 21 ????? FF Nmm NF 67242 ?? NF 28951 ?? mmNM ?? 6 7 8 7 10 mNNPT ???????? 66 校核軸的強(qiáng)度 從應(yīng)力集中對(duì)軸的影響來看，截面 B 處引起的應(yīng)力集中最重要；從受載情況來看，B處所受彎矩最大。因此該軸只須校核截面 B 左右兩側(cè)即可。 左側(cè)： 抗彎截面模量 333 mmdW ????? 抗扭截面模量 333 8 5 7 mmdW T ???? 截面 B左側(cè)的彎矩 mmNLRMM Ab ????? 411013101 截面 B上的扭矩 T=87542Nmm 截面 B上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 查表得 ?? ?? KK ??? ??? ,[s]取 3001 ??????? ? maKS ??? ? ??? 1551 ??????? ? maKS ??? ? ???][ 2222 ????????? SSS SSS ca????MP aWT TT 2 ????MP aWMb ???? 右側(cè)： 抗彎截面模量 333 mmdW ????? 抗扭截面模量 333 8 5 7 mmdW T ???? 截面 B 右側(cè)的彎矩 mmNLFM b ???? 174824222 截面 B 上的扭矩 T=87542Nmm 截面 B 上的彎曲應(yīng)力 MP aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aWTTT 5875 42 ???? 查表得 ?? ?? KK ??? ??? 1551 ??????? ? maKS ??? ? ??? ][ 2222 SSS SSS ca ???????????? 綜上可得：此軸達(dá)到強(qiáng)度要求。 主動(dòng)軸上軸承的校核 根據(jù)工況，初選 30207。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 KNCr ? KNC ? e= ?X Y= ?pf , 畫軸承受力簡(jiǎn)圖計(jì)算 ① 計(jì)算派生軸向力 21SS 查表的 30207 型軸承的派生力為： S=R/（ 2Y） ??? FS N ??? FS N ② 計(jì)算軸承所受的軸向負(fù)荷 因?yàn)? 21 SFS A?? 30 0 ????S 所以 NFSF Aa 9926902190512 ????? NSFa 90511 ?? ③ 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 eFF a ??? ? NFP 289511 ??? eFF a ??? ? NYFXFfP aP 22285)()( 222 ???????? ④ 軸承壽命的計(jì)算 因 21 PP? 故按軸承 2 計(jì)算軸承壽命 53775)2228554200(6016670)(16670 31010 ??? ?PCnL 擺軸的校核 （ 1）求軸上載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)畫出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值。對(duì)于 320xx型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查的 a=，因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為 。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和計(jì)算彎矩圖。 圖 42 軸 彎矩圖、扭 矩圖和計(jì)算彎矩圖 （ 2）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ①畫受力簡(jiǎn)圖 畫軸空間受力簡(jiǎn)圖，將軸上作用力分解水平面受力圖和垂直面受力圖。分別求出水平面上的支反力和垂直面上的支反力。對(duì)于零件作用與軸上的分布載荷或扭矩（因軸上零件如聯(lián)軸器有寬度）可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。對(duì)于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式的不同而異。 ②計(jì)算軸上支反力 已知 NR NF AA 382923s i 902123c ???? ???? ?? mmL mmL ?? ? ?0YF? 21 FFRA ??? ? ?0AM? 21 ????? FF NF NF 122851611421 ??? ?? ③ 校核軸的強(qiáng)度 由彎矩圖可以看出截面 C 所受彎曲應(yīng)力最大，因此只須校核 C 處的彎曲應(yīng) 力。 抗彎截面模量： 333 2 8 mmdW ???? aMPWM a x ???? a x ?????? Ps SS ??? 擺軸上軸承的校核 根據(jù)工況，初選 320xx。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 KNCr ? KNC ? X= Y=2 ?pf 畫軸承受力簡(jiǎn)圖計(jì)算 ① 計(jì)算派生軸向力 21SS 查表的 320xx 型軸承的派生力為： S=R/（ 2Y） NRS NRS 307 14/ 402 84/22 11 ?? ??? ② 計(jì)算軸承所受的軸向負(fù)載 因?yàn)? 21 1304990214028 SNFS A ????? 所以軸承 2 被壓緊，軸承 1 被放松 因此 NSF NFSFa Aa 3071 1304921 12 ?? ??? ③ 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 軸承 1 eRF a ??? 14307 111 11 RP? eRF a ??? 85130 4922 .0()( 222 ??? aP yFxRfP 4 )13049212285 ??? =37214N ⑤ 軸承壽命的計(jì)算 因 12 PP? 故按軸承 2 計(jì)算軸承壽命 59646)3721446800(6016670)(16670 31031010 ??? PCnL r 至此校核全部結(jié)束，零件全部符合要求。 結(jié)論 本課題所設(shè)計(jì)的人工關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)能夠正確模擬人體髖關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)工況，以使試件在試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的摩擦機(jī)理、磨損形式與實(shí)際使用條件下相一致，從而可以準(zhǔn)確可靠地測(cè)試人工關(guān)節(jié)材料的生物摩擦學(xué)特性參數(shù)，為臨床應(yīng)用提供指導(dǎo)性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 。本次設(shè)計(jì)中的液壓系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)部分均已經(jīng)在裝配圖中標(biāo)出 。 致 謝 本文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、開展、定稿到最后的結(jié)果，指導(dǎo)老師都 認(rèn)真指導(dǎo) ，并給予了很大 的支持和幫助。在學(xué)習(xí)期間，不僅感受到了導(dǎo)師極好的人格魅力，也不斷地為他的學(xué)識(shí)、工作風(fēng)格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)精神所折服。在此向指導(dǎo)老師致以深深的謝意。 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)以及勤奮的工作作風(fēng)將使本人以后的人生受益匪淺。正是由于老師對(duì)本人細(xì)心、耐心的指導(dǎo)，并對(duì) 設(shè)計(jì)質(zhì)量嚴(yán)格要求，使本人能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)， 在此向我所敬愛的老師們致以深深的謝意！同時(shí)同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)期間也給予我無私的幫助。 參考文獻(xiàn) [1]戴振東 . 人工關(guān)節(jié)摩擦學(xué)的研究 . 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志 . 20xx, 23(3):669~673 [2]戴克戎 . 影響人工關(guān)節(jié)元?dú)庑Ч亩嘁蛩胤治?. 中華骨科雜志 . 1995, 15:250 [3]葛世榮 , 熊黨生 , 王紀(jì)湘 . 人工關(guān)節(jié)的摩擦學(xué)問題及其研究現(xiàn)狀 [J]. 生物摩擦學(xué)與人工關(guān)節(jié)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 . 上海 , 20xx 年 9 月 :2730. 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