【正文】 。 2:00 到傍晚7:00 需要轉過的角度也為 ?90 ，因時間相同，所需設定時間不變。 冬春兩季：集熱器從臨晨 9:00 到正午 2:00 需轉過的角度為 ?90 ，所需時間為 5h=300 分鐘。設定每次只轉一齒，到正午 2:00 需要轉動 21=?? 次，每次轉動所需時間 t= 17≈=21360 分鐘。在此我要向我的導師 李老師 致以最衷心的感謝和深深的敬意。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。在此更要感謝我的導師和專業(yè)老師，是你們的細心指導和關懷，使我能夠順利的完成畢業(yè) 設計 。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。支撐柱采用合 26 金結構鋼，外形如下圖 37： 圖 37 支撐柱 注：支撐柱后半部分 50mm 澆注在房頂平面以下。滾子直徑 40mm，寬度 20mm。 推桿一端連接凸輪，一端與三角架的橫梁接觸，凸輪轉動時，就可推動橫梁，從而達到升降的目的。02 圖 34 凸輪工作廓線 由此可得凸輪的輪廓曲線如圖 35： 25 圖 35 凸輪 推桿的設計 推桿的結構如圖 36 圖 36 推桿 由于需要傳遞較大的力所以選用滾子推桿。228。228。） 。 mV — 最大線速度 。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得到以下的運動規(guī)律曲線如圖 33： 24 圖 33 推桿運動規(guī)律曲線 凸輪輪廓曲線的設計 設計凸輪的輪廓曲線必須知道基圓半徑 Rb，根據(jù)公式： Rb=2htanαβ hV m1 m（ 1β — 推程角，弧度值 。導路側壓力小，沖擊、磨損較輕。行程始末加速度等于零，躍度為有限值的突變。近休止角02δ =360176。 推桿的運動規(guī)律的確定 根據(jù)機架需要上升十五度角，可確定推桿的推程 h=200mm，然后確定推桿的推程運動角 ?90=δ0 ，遠休止角 01δ =180176。因此 ][σσ 1ca ，故安全。 鍵的標記為： （ GB/T10962021） 鍵 2066 ，圓頭普通平鍵（ A 型），b= h= L=20 軸的結構如下圖 32 圖 32 傳動軸 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即危險截面 C 與 D 其中一個截面。鍵的工作長度為 14mm=6mm20mm=bL=l ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度為 ???? 。齒輪處配合處為 H8/t7 ， 聯(lián)軸器與傳動軸的配合H9/h8。 表 31 齒輪的基本參數(shù)： 齒數(shù) 模數(shù) 齒全高 壓力角 齒輪 42 18 20 齒盤 42 18 20 20 齒輪結構如下圖 31 圖 31 齒輪 軸的計算 軸的結構設計 取軸頸處的直徑為 19mm，與標準 GY 型凸緣聯(lián)軸器 (型號： GY2)的孔徑相同。 5= 1644241 10 48 122≥m 3 2 4 對 比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度 19 所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值m=，按接觸強度算得的分度圓直徑 105mm=d1 ，算出小齒數(shù)42==md=z 11 齒盤 42Z2? 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲強度，并做到了結構緊湊，避免浪費。 ) 圖 26 單片機控制步進電機接口電路原理圖 根據(jù)電機軸徑的大小及轉動慣量，選取聯(lián)軸器，選擇 GY 型凸緣聯(lián)軸器，型號： GY2,工稱轉矩 /（ ） 63，許用轉速 /（ r/min） 10000， 16 轉動慣量 /（ 2mkg? )，質(zhì)量 /，符合要求。 圖 26 為單片機控制步進電機接口原理圖。用微機控制系統(tǒng)代替脈沖發(fā)生器和脈沖分配器 ,可以根據(jù)系統(tǒng)需要通過軟件編程的方法任 意設定步進電機的轉速、旋轉角度、換向、轉動次數(shù)和控制步進電機的運行狀態(tài)。 電動機的 外形如下圖 25： 圖 25 電機 表 23 步進電動機參數(shù) 電動機型號 步距角 相數(shù) 最大靜轉矩 定 15 位轉矩 轉動慣量 176。 確定傳動方案 考慮到電機轉速低，傳動功率大，其傳動方案如下圖 24： 14 圖 24 傳動裝置設計圖 電動機的選擇 選擇步進電機，型號： 。 傳動裝置整體結構 （ 1） 傳動裝置的組成 傳動裝置由電機、齒輪、凸輪等組成。 （ 2）適用于集熱器一層放置，傾角 30 度。其結構如圖 21 所示 11 圖 21 太陽能熱水器結構示意圖 7齒輪 基本設計參 配套集熱器 SLL5818— 25 集熱器的外形如圖 22 所示： 12 圖 22 SLL5818— 25 型集熱器 具體參數(shù)見下表： 表 22 規(guī)格型號表 產(chǎn)品型號 SLL5818— 25曬樂系列 SLL5818— 25 速樂系列 集熱器件 58mm 1800mm“曬樂”真空管 58mm 1800mm“曬樂”真空管 真空管數(shù)量及間距 25 支 75mm 25 支 75mm 集熱面積 輪廓面積 4m2 輪廓面積 4m2 內(nèi)膽材料 SUS304 不銹鋼 SUS304 不銹鋼 外殼材料 鍍鋁鋅板不銹鋼 鍍鋁鋅板不銹鋼 保溫材料 45mm 厚聚氨 酯發(fā)泡 45mm 厚聚氨酯發(fā)泡 密封材料 硅橡膠密封 硅橡膠密封 外形尺寸 140mm1924mm2021mm 140mm1924mm2 00mm 安裝螺釘 2518M8? 2518M8? 重 量 90kg 90kg 與其配套使用的三角架如圖 23 13 圖 23 三角架 三角架主要用于固定集熱器并與底座裝置、升降裝置連接。其中動力源為電動機，考慮到旋轉時需要控制旋轉角度，初步考慮選用步進電機， 以便于更準確的控制旋轉角度，使其向陽面面 積保持最大。當電機轉動時，帶動凸輪轉動，從而可以控制機架的升降，改變機架的水平角度，以達到最大限度利用太陽能的目的。從而保證整個集熱器始終正對陽光。國內(nèi)集熱器型號有很多，考慮到熱水器需要轉動和升降，要求有較大的驅(qū)動力，因此盡量減少熱水器質(zhì)量，優(yōu)先考慮非承壓分離式熱水器，先選 SLL5818— 25 型集熱器。 10 機型 我國人口眾多，基本上各家各戶都需要安裝太陽能熱水器，因此，對小型太陽能熱水器的需求量很大，因此本次的機型當與此相適應才較為恰當。）