【導(dǎo)讀】研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含。對本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。空間分布不斷變化的缺點(diǎn)，這就使目前的一系列太陽能設(shè)備對太陽能的利用率不高。計和自動跟蹤系統(tǒng)控制部分設(shè)計。機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括底座、主軸、齒輪和齒圈等。當(dāng)太陽光線發(fā)生偏離時，控制部分發(fā)?，F(xiàn)垂直方向轉(zhuǎn)動，通過步進(jìn)電機(jī)1、步進(jìn)電機(jī)2的共同工作實(shí)現(xiàn)對太陽的跟蹤。傳感器采用光敏電阻，將兩個完全相同的光敏電阻分別。放置于一塊電池板東西方向邊沿處下方。運(yùn)放比較電路將信號送給單片機(jī)，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電池板對太陽的跟蹤。

　　

【正文】 阻值發(fā)生變化的原理，將兩個完全相同的光敏電阻分別放置于一塊電池板東西方向邊沿處的下方。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時，兩個光敏電阻接收到的光強(qiáng)度相同，所以它們的阻值相同，此時電動機(jī)不轉(zhuǎn)動。當(dāng)太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時，接收光強(qiáng)多的光敏電阻阻值減少，驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動，直至兩個光敏電阻上的光照強(qiáng)度相同，稱為光敏電阻光強(qiáng)比較法。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XIII 3 機(jī)械設(shè)計部分 太陽能自動跟蹤系統(tǒng) 機(jī)械設(shè)計方案 圖 31自動跟蹤系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計方案 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 步進(jìn)電機(jī) 1 固定在支架上， 步進(jìn)電機(jī) 1 的輸出軸連接小齒輪 1，小齒輪 1與 大齒輪 嚙合。 齒輪 連接著主軸上，主軸安裝在支架上 (主軸相對于支架可以轉(zhuǎn)動 )， 步進(jìn)電機(jī) 2 安裝在主軸前端的一塊板上， 步進(jìn)電機(jī) 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)動架安裝在主軸上。 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動跟蹤的原理：當(dāng)太陽光線發(fā)生偏離時?？刂撇糠职l(fā) 出控制信號驅(qū)動 步進(jìn)電機(jī) 1帶動小齒輪 1轉(zhuǎn)動，小齒輪 1 帶動 大齒輪 和主軸轉(zhuǎn)動；同時控制信號驅(qū)動 步進(jìn)電機(jī)2帶動小齒輪 2， 小齒輪 2帶動齒圈和 太陽能板 轉(zhuǎn)動，通過 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 2的共同工作實(shí)現(xiàn)對太陽方位角和高度角的跟蹤。 第一齒輪轉(zhuǎn)動 計算 材料 選擇 齒圈及齒輪的材料選用滲碳鋼，熱處理為滲碳淬火 。 尺寸 計算 初選模數(shù) m=4mm,中心距 a=260，轉(zhuǎn)動比 i=4。 一般 齒輪齒數(shù) Z1=25， 分度圓螺旋角 ? =8 到 15 度 。 初選 齒輪齒數(shù) Z1=25， 分度圓螺旋角 ? =10 度，則 齒輪齒數(shù) Z2=iZ1=4 25=100。 分度圓直徑： 小齒輪 直徑 1 4 2 51 1 0 1 .5 4c o s c o s 1 0mzd ? ?? ? ? ， 取 d1=100mm。 大齒輪 直徑 2 4 1 0 02 4 0 6c o s c o s 1 0mzd ? ?? ? ? ， 取 d2=405mm。 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。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XIV 齒頂高 1 1 4 42 ( ) ha mha ha ha m? ? ? ? ??? 式 （ ） 齒根高 ( ) (1 0 . 2 5 ) 4 5 h f h a c m? ? ? ? ? ? 式 （ ） 齒高 1 1 9h ha hf? ? ? 2 2 ha hf? ? ? 式 （ ） 校核計算 查 文獻(xiàn) [28]表 得 使用系數(shù) KA＝ 。 查 文獻(xiàn) [28] 圖 得 動載系數(shù) KV=。 查 文獻(xiàn) [28]表 得 齒間載荷分配系數(shù) KHa 。 式 （ ） 式中 tF 圓周力 ； ?? 端面重合度 ； Z? 重合度系數(shù) 。 載荷系數(shù) K 式 （ ） 查 文獻(xiàn) [28]表 得 彈性系數(shù) 。 查 文獻(xiàn) [28]圖 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 。 查 文獻(xiàn) [28]表 得 接觸最小安全系數(shù) 為 。 總工作時間 Th=10 360 2=7200h。 41112222 2 2 10400100 400405 10012011[ ( ) ] c os11[ ( ) ] c os 1025 1004 4 3311AtHTFt NdkFNNm m m mbZZZKZ??????????? ? ??? ? ?? ? ?? ? ? ??? ?? ? ?? ? ? V H HK K K K K ???? ? ? ? ?徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XV 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LN 式（ ） 原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確 。 72 1 / 2 . 1 7 1 2 5 1 0N L N L i? ? ? 式 () 接觸壽命系數(shù) ZN:查 文獻(xiàn) [28]圖 得 1NZ = ， 2NZ = 。 許用接觸應(yīng)力 []H? l im 1 11m inl im 2 22m in71 0 1. 2[ ] 68 11. 2558 0 1. 25[ ] 60 41. 2HNHHHNHHZ MPSZ MPS?????? ? ??? ? ? 式 () 驗(yàn)算 許用接觸應(yīng)力 []H? 121422 1[]2 2. 84 2 10 4 118 9. 8 2. 5 0. 8712 0 10 0 414 1 60 4H E HKT uZ Z Zbd uM P a M P a?????? ? ? ?? ? ? ? ???? 式 () 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸 無需調(diào)整 。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ? ??? ? ? ? ? 齒間載荷分配系數(shù) FK? 1 / 1 / 0 .6 8 6 1 .4 8FKY ?? ? ? ? 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 x8. 8711 m a x8. 78 8. 78 8. 78760 ( )60 ( )60 1 10 00 72 00 ( 1 0. 2 0. 5 0. 5 0. 2 0. 3 )8. 68 5 10nmiL i iiniiiTN ri n thTT thrn thT th????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XVI 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 sa1 = 1 .7 Y sa2 = 1 .8 5 彎曲疲勞 極限 limF? :查 文獻(xiàn) [28]圖 得 limF? 1=600MPa , limF? 2=450MPa 。 查 文獻(xiàn) [28]表 得 彎曲最小安全系數(shù) SFlim1= 。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LN 式 () 原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確 。 7N L 2 = N L 1 /i = 2 .1 7 1 2 5 1 0? 彎曲壽命系數(shù) Y N 1 = 0 .9 8 Y N 2 = 0 .9 9 尺寸系數(shù) :查 文獻(xiàn) [28]圖 xY = 。 許用彎曲應(yīng)力 []F? l im 1 11m inl im 2 22m in600 1[ ] 450 1[ ] F N xFFF N xFFYY M PaSYY M PaS??????? ? ???? ? ? 式 () 驗(yàn)算 許用 彎曲 應(yīng)力 []F? 11 1 11122 2. 84 2 10 4 2. 38 1. 7 0. 68 612 0 10 0 46. 56 8 [ ]F F a SaFKT Y Y Ybd mM Pa?? ? ?? ? ? ???????? 222112 [ ]F a SaFHF a SaFYYYYM Pa?????????? 式 () 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 滿足 。 7910 10LN??11 m a x8. 8711 m a x8. 78 8. 78 8. 78760 ( )60 ( )60 1 10 00 72 00 ( 1 0. 2 0. 5 0. 5 0. 2 0. 3 )8. 68 5 10nmiL i iiniiiTN ri n thTT thrn thT th????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XVII 第二齒輪轉(zhuǎn)動 計算 材料 選擇 大齒輪及小齒輪的材料選用滲碳鋼，熱處理為滲碳淬火 。 尺寸 計算 初選模數(shù) m=3mm,轉(zhuǎn)動比 i=4。 一般 Z1=25， ? =8 到 15 度 （ ? 為分度圓螺旋角） 。 初選 Z1=30， ? =15 度，則 Z2=iZ1=4*30=120。 分度圓直徑： 小齒輪 1 4 3 01 1 2 4 .2 3c o s c o s 1 5mzd ? ?? ? ? ， 取 d1=125mm。 大齒輪 2 4 1 2 02 4 9 6 .9c o s c o s 1 5mzd ? ?? ? ? ， 取 d2=500mm。 取齒寬系數(shù) d? = b= d? = 125=150 則取大齒輪寬度 b2=150,小齒輪寬度 b1=155。 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 2 ha hfh ha hf? ? ?? ? ? 校核計算 查 文獻(xiàn) [28]表 得 使用系數(shù) KA＝ 。 查 文獻(xiàn) [28]圖 得 動載系數(shù) Kv= 。 查 文獻(xiàn) [28]表 得 齒間載荷分配系數(shù) Ka =400 。 4112 2 6 .5 1 0 10401251 .3 5 1 0 4 0 9 .3 6150AtTF t NdkF Nmmb??? ? ????徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) XVIII 載荷 系數(shù) 查 文獻(xiàn) [28]表 得 彈性系數(shù) EZ ＝ 。 查 文獻(xiàn) [28]圖 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ ＝ 。 查 文獻(xiàn) [28]表 得