【正文】 11 m a x11 m a x6 0 ( )6 0 ( )nmiL i iiniiiTN r i n thTT thr n thT th??????徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 20 許用彎曲應力 []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 () 驗算 彎曲應力 []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? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 原估計應力循環(huán)次數(shù)正確 。 查 文獻 [28]表 得 彎曲最小安全系數(shù) Flim1S = 。 應力修正系數(shù) Ysa:查 文獻 [28]圖 得 Ysa1=,Ysa2= 。 許用接觸應力 []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 ???? ? ? ? ?徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 19 驗算 許用接觸應力 []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?????? ? ? ?? ? ? ? ???? 計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整 。 原估計應力循環(huán)次數(shù)正確 。 總工作時間 Th=10 360 2=7200h。 查 文獻 [28]圖 得 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ ＝ 。 查 文獻 [28]表 得 齒間載荷分配系數(shù) Ka =400 。 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? ? ?? ? ? 校核計算 查 文獻 [28]表 得 使用系數(shù) KA＝ 。 大齒輪 2 4 12 02 49 os c os 15mzd ? ?? ? ? ， 取 d2=500mm。 初選 Z1=30， ? =15 度，則 Z2=iZ1=4*30=120。 尺寸 計算 初選模數(shù) m=3mm,轉動比 i=4。 許用彎曲應力 []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 () 驗算 許用 彎曲 應力 []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 () 齒根彎曲疲勞強度驗算 滿足 。 應力循環(huán)次數(shù) LN 式 () 原估計應力循環(huán)次數(shù)正確 。 齒根彎曲疲勞強度驗算 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????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 16 齒型系數(shù) YFa:查 文獻 [28]圖 得 ： Y F a 1 = 2 .3 8 Y F a = 2 2 .0 9 應力修正系數(shù) Ysa:查 文獻 [28]圖 得 ： Y sa 1 = 1 .7 Y sa 2 = 1 .8 5 彎曲疲勞極限 limF? :查 文獻 [28]圖 得 limF? 1=600MPa , limF? 2=450MPa 。 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 [28]圖 得 1NZ = ， 2NZ = 。 總工作時間 Th=10 360 2=7200h。 查 文獻 [28]圖 得 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 。 式 （ ） 式中 tF 圓周力 ； ?? 端面重合度 ； Z? 重合度系數(shù) 。 查 文獻 [28] 圖 得 動載系數(shù) KV=。 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。 分度圓直徑： 小齒輪 直徑 1 4 2 51 1 0 1 .5 4cos cos 1 0mzd ? ?? ? ? ， 取 d1=100mm。 一般 齒輪齒數(shù) Z1=25， 分 度圓螺旋角 ? =8到 15度 。 第一齒輪轉動 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 。 機構實現(xiàn)自動跟蹤的原理：當太陽光線發(fā)生偏離時。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 13 3 機械設計部分 太陽能自動跟蹤系統(tǒng) 機械設計方案 圖 31自動跟蹤系統(tǒng)機械設計方案 機構結構： 步進電機 1 固定在支架上， 步進電機 1 的輸出軸連接小齒輪 1，小齒輪 1與 大齒輪 嚙合。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度相同，所以它們的阻值相同，此時電動機不轉動。 本設計的光敏器件選為光敏電阻。但計算過程十分復雜，高精度角度傳感器成本也很高，對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。這樣能在任何氣候條件下使聚光器得到穩(wěn)定而可靠的跟蹤控制。在視日運動軌跡跟蹤的基礎上加兩個高精度角度傳感器。特別是多云天氣會試圖跟蹤云層邊緣的亮點，電機往復運行，造成了能源的浪費和部件的額外磨損。因此使用程序跟蹤 方法時，需要定期的人為調(diào)整跟蹤裝置的方向。因而該種跟蹤裝置只能在一定的角度范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度跟蹤，其跟蹤范圍跟鏡筒結構有關。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，且結構設計較為簡單。將第 V象限 的電壓 V1 與外來控制電壓 V2 進行比較，可選擇合適的 V1控制測量跟蹤裝置的工作狀態(tài)，在夜晚時 V2V1，裝置停止工作 ； 在有太陽光時V1V2，裝置正常工作。陰影部分為光線照到的部分，此時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，驅動電機動作 ,調(diào)節(jié)跟蹤裝置 ,直到 4 個象限光電池輸出的光電流相等，此時太陽光線與透鏡光軸平行，驅動電機無動作。當光線經(jīng)過透鏡照到鏡筒底部的 5片光電池上時，調(diào)節(jié)筒的長度，使光斑正好完全覆蓋 5片光電池。將 5 片面積、性能、參數(shù)相同的光電池安裝在所設計的 5個 象 限 內(nèi)，當陽光照射到 5片光電池上時必然產(chǎn)生光電流，光電流強度與光強成正比。每象限的分界線與 X軸均成 45度 ， 小圓為第 V 像限。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 10 圖 25跟蹤系統(tǒng) 框圖 下面對 2020 年《應用光學》雜志介紹的一種五象限法太陽跟蹤儀做一簡單介紹 [26]，下 圖為五象限光電轉換器原理。位置檢測器主要由性能經(jīng)過挑選的光敏傳感器組成，如四象限光電池、光敏電阻等。 光電跟蹤 傳統(tǒng)的光電跟蹤是采用一級傳感器跟蹤方式，這種跟蹤系統(tǒng)， [25]原則上由三大部件組成 :位置檢測器、控制組件、跟蹤頭。 初始化安裝時，儀器的中心南北線與觀測點的地理南北線要求重合。而且這種跟蹤裝置為開環(huán)系統(tǒng)，無角度反饋值做比較，因而為了達到高精度跟蹤的要求 ， 不僅對機械結構的加工水平有較嚴格的要求，而且與儀器的安裝是否正確關系極為密切。 參考目前世界通用的算法，涉及到赤緯角和時角的大致有 二 種算法 [24]:算法 l， 采用中國國家氣象局氣象輻射觀測方法 ； 算法 2， 采用世界氣象