鐵軌光學(xué)檢測平臺設(shè)計(jì).pdf

I 摘要 現(xiàn)在我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，隨著工業(yè)化程度加深，之前使用的人工檢測，效率很 低，對于現(xiàn)在的生產(chǎn)速度實(shí)現(xiàn)不了，還有人工成本現(xiàn)在提高了，這些問題都需要及時(shí)解決。 電腦對生產(chǎn)過程進(jìn)行管理和控制，使得生產(chǎn)效率提升很多，以致如今很多人都開始研究這 個(gè)問題。 本課題主要設(shè)計(jì)光學(xué)檢測平臺，利用光電檢測技術(shù)對鐵軌進(jìn)行檢測。其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 有對鐵軌列車的發(fā)展，光電檢測技術(shù)的發(fā)展等內(nèi)容的研究；對檢測平臺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、 計(jì)算與確定，對驅(qū)動(dòng)部分的零件進(jìn)行校核。還對平臺的控制部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 最后，繪制檢測平臺裝配圖及主要零部件圖，對設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行二次優(yōu)化，編寫本設(shè) 計(jì)說明書等。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞光學(xué)檢測；平臺；鐵軌；設(shè)計(jì)；控制 II Abstract With the rapid growth of Chinas economy，the process of industrialization has been promoted. The low efficiency of traditional manual detection technology has completely failed to keep pace with production， and the rise of labor costs has become an urgent problem. The management of production and the control of production process can solve the problem of low efficiency to a certain extent， so more and more people pay attention to it. This topic mainly designs optical inspection platform， and uses photoelectric detection technology to detect rail. The main contents of the design are the development of rail train and the development of photoelectric detection technology. The structure of the detection platform is designed，calculated and determined，and the parts of the driving part are checked. The control part of the platform is also designed. Finally， the assembly drawing and main parts map of the inspection platform are drawn up， and the design parts are optimized for two times， and the design instructions are written. Keywordsoptical inspection; platform; rail; design; control III 目錄目錄 摘要I Abstract.II 1 緒論. 1 1.1 本課題選題的背景及意義. 1 1.2 鐵軌的概述. 1 1.3 國內(nèi)外鐵軌列車的發(fā)展. 1 1.4 光電檢測技術(shù)的概述. 3 1.5 光電檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀. 3 1.6 光電檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢. 4 1.7 本課題研究的內(nèi)容及技術(shù)路線. 5 2 總體方案的選擇與確定. 7 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定. 7 2.2 鐵軌光學(xué)檢測平臺參數(shù)要求. 8 2.3 傳動(dòng)方案的選擇、比較與確定. 8 2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇11 3 主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 14 3.1 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì). 14 3.2 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì). 15 3.2.1 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 15 3.2.2 選擇材料 15 3.2.3 蝸桿傳動(dòng)的受力分析 16 3.2.4 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 16 3.2.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 17 3.2.6 精度等級公差和表面粗糙度的確定 17 3.2.7 熱平衡核算 18 3.3 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 18 3.3.1 前輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 18 3.3.2 后輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 20 3.4 滾動(dòng)軸承的選擇、計(jì)算與確定. 23 3.4.1 前輪軸軸承選擇、計(jì)算與確定 24 3.4.2 蝸桿軸軸承的選擇、計(jì)算與確定 25 3.4.3 后輪軸軸承選擇、計(jì)算與確定 26 4 其他零部件的設(shè)計(jì)與確定. 28 4.1 車體的設(shè)計(jì)與確定. 28 IV 4.2 車輪的設(shè)計(jì)與確定. 29 4.3 攝像頭的選擇. 29 5 電氣控制部分的設(shè)計(jì). 31 5.1 設(shè)計(jì)控制電路應(yīng)遵循的原則. 31 5.2 控制電路的設(shè)計(jì)步驟. 31 5.3 控制電路原理的確定. 32 結(jié)論. 33 致謝. 34 參考文獻(xiàn). 35 1 1 緒論 1.1 本課題選題的背景及意義 現(xiàn)在鐵路的公里數(shù)是一直在增加的，所以對鐵路的鋼軌進(jìn)行檢測的工作量是越來越 大。要是軌道的面上有破壞，或者是軌道里面有破壞，那么有可能就會出現(xiàn)軌道斷裂的情 況，所以軌道在出現(xiàn)比較小的裂痕，還有疲勞損傷的時(shí)候就要及時(shí)的看出來，這樣才能確 保鐵路安全運(yùn)行。一般速度的鐵路現(xiàn)在在我們國家已經(jīng)超過了十二萬公里，高鐵的公里數(shù) 也已經(jīng)超過了兩萬，在這樣的大環(huán)境下，對鋼軌進(jìn)行檢修的工作量就更多了。在火車行駛 的時(shí)候，鋼軌會出現(xiàn)壓潰，側(cè)磨等等情況，如果鐵路的軌道斷裂了，這個(gè)事故是非常巨大 的，對于乘車人來說會影響到他們的生命的。所以怎么樣及時(shí)的將鋼軌的問題檢測出來是 非常重要的，再加上現(xiàn)在鐵路的公里數(shù)一直在加大，乘坐火車的人更多，這樣對于檢測系 統(tǒng)來說顯那么就有就更加重要了。現(xiàn)在對這個(gè)檢測平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)，一定要更加及時(shí)，精度 更高，可靠性更好，更快，距離更遠(yuǎn)的進(jìn)行檢測，它的意義是非常重大的。 1.2 鐵軌的概述 對于軌道來說，重要零部件是鐵軌，這個(gè)部分對火車的所有重量來進(jìn)行承受，不管是 強(qiáng)度，還是狀態(tài)對于火車運(yùn)行時(shí)候的安全性，穩(wěn)定性影響都很大。 1、鐵軌有哪些作用 引導(dǎo)火車向著需要的方向進(jìn)行運(yùn)行，之后將火車輪的載荷還有沖擊全部施加在軌道還 有扣件的上面，在自動(dòng)閉塞的地方，作為軌道電路來說，鐵軌是其中的一個(gè)部分，可以對 信號電流進(jìn)行傳輸。在電氣化這一段，鐵軌還能夠?qū)㈦娏鞯幕亓鬟M(jìn)行導(dǎo)線。 2、鐵軌有哪些要求 鐵軌是用來讓火車車輪進(jìn)行滾動(dòng)的面，一定要不間斷，并且非常平順，阻力不大，并 且還能夠產(chǎn)生很大的粘著牽引力給火車，所以鐵軌上面的面摩擦系數(shù)才是符合需要的，這 樣才能有摩擦力出現(xiàn)；鐵軌會受到?jīng)_擊，要想讓火車的車輪對鐵軌的沖擊少一些，這樣鐵 軌的破壞就沒有那么多了，所以鐵軌的可撓性是比較好的；在有很大的壓力施加在鐵軌的 上面，鐵軌不能出現(xiàn)破壞的情況，那么它的強(qiáng)度一定要很大。要是硬度很大的話，鐵軌就 會因?yàn)榛疖囓囕営袆?dòng)力對它進(jìn)行沖擊， 那么鐵軌就會被弄壞了， 鐵軌的斷裂韌性一定要好。 1.3 國內(nèi)外鐵軌列車的發(fā)展 1、法國高鐵的發(fā)展過程 當(dāng)今世界，最開始著手將火車速度提高的國家就是法國，在 1955 年的時(shí)候，法國的 火車最高速度就達(dá)到了每小時(shí)三百三是以公里，日本將新干線建成之后，他們對高鐵的研 究起點(diǎn)就更高了，在 1976 年的時(shí)候，法國建立了 TGV，TGV 高速鐵路系統(tǒng)的發(fā)展是很快 的，不管是技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上都很厲害的，這四十年來，法國的高鐵技術(shù)一直都是世界上最 先進(jìn)的。 2 在 1981 年的時(shí)候，法國擁有了他們國家的第一條高鐵線路。在 1990 年的時(shí)候，TVG 的高鐵運(yùn)行速度達(dá)到每小時(shí)五百一十五點(diǎn)三公里，在 1990 年的時(shí)候，又建成了地中海高 鐵線路，火車在運(yùn)行的時(shí)候，速度可以達(dá)到每小時(shí)三百五十公里，法國還擁有雙層火車， 時(shí)速可以達(dá)到每小時(shí)三百公里，現(xiàn)在已經(jīng)研究出來速度更高的火車，時(shí)速可以達(dá)到每小時(shí) 三百五十公里。 1993 年的時(shí)候，TVG 北方線開始運(yùn)行，整個(gè)長度達(dá)到三百三十三公里。北方縣有兩 個(gè)支線，是一個(gè)相當(dāng)重要的國際路線。 2、德國高鐵的發(fā)展歷史 1986 年開始，德國對高鐵開始進(jìn)行研究， 在 1986 年的時(shí)候德國將 ICE 開始進(jìn)行運(yùn)行， 要想在整個(gè)歐洲進(jìn)行使用，ICE 發(fā)展到第三代的時(shí)候，它不需要使用動(dòng)力車頭。將動(dòng)力分 散到火車的每一個(gè)車輪的上面，每一個(gè)車廂向前推動(dòng)的時(shí)候力量都是一樣的，耗費(fèi)一樣的 時(shí)候，這個(gè)火車的穩(wěn)定性，動(dòng)能還有爬坡能力都是非常強(qiáng)大的。在這個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)上，德國 人有研究了兩種擺式火車，一種是 ICE-T，還有一種是 ICE-TD，這兩種火車的主要發(fā)展目 標(biāo)是為了讓火車在拐彎的時(shí)候保持車子的速度是平均的，能夠很好的在彎道比較多的地方 行走，這個(gè)火車上有他們專有的車體傾斜技術(shù)，這樣就算是彎道再多，彎道再急，他在進(jìn) 行拐彎的時(shí)候車子的速度更快。 3、中國高鐵的發(fā)展歷史 中國的鐵路發(fā)展到今天已經(jīng)超過一百年了， 新中國建立之后， 到現(xiàn)在發(fā)展了五十多年， 發(fā)展過程經(jīng)歷的困難是非常多的，在這段時(shí)間里面，我們國家的鐵路從小到大，從少到多， 從以前的弱變到現(xiàn)在的強(qiáng)大，雖然有失敗，有坎坷，但是我們一直在吸取教訓(xùn)，一直在積 累經(jīng)驗(yàn)，所以才有了今天的規(guī)模。 這幾十年，我們國家的鐵路發(fā)展是有自己的變化的，也是有自己的發(fā)展的。在上世紀(jì) 七十年代到八十年代這段時(shí)間里面，我們國家的鐵路進(jìn)到了更新的發(fā)展階段。路線更新， 方針更新的情況下，國家有政策進(jìn)行引導(dǎo)，鐵路行業(yè)的發(fā)展是相當(dāng)快的，技術(shù)也是一直在 進(jìn)行提升的。 鐵路要想適應(yīng)現(xiàn)在這個(gè)發(fā)展這么快的社會，速度要提高才是最大的技術(shù)要求。不管是 日本還是法國這些發(fā)達(dá)國家，世界上很多國家都開始對高鐵進(jìn)行建設(shè)。特別是上世紀(jì)九十 年代到現(xiàn)在，很多歐洲國家開始建設(shè)高鐵鐵路，在亞洲，北美，日韓國家都開始對鐵路進(jìn) 行大規(guī)模的研究，大規(guī)模的建設(shè)。 現(xiàn)在世界上擁有時(shí)速超過兩百公里火車的國家有日本，有法國，現(xiàn)在對這種火車進(jìn)行 大規(guī)模建設(shè)的國家有中國，韓國，還有瑞士等等。 上世紀(jì) 1994 年的時(shí)候，我們國家在廣州建成了我們國家第一條高鐵線路，并且賣票 進(jìn)行運(yùn)營，當(dāng)時(shí)的火車時(shí)速達(dá)到每小時(shí)一百六十公里到兩百公里，在技術(shù)上的提升是很大 的，之后還進(jìn)行大力的研究和開發(fā)，對于我們國家來說，這是研究高鐵的起點(diǎn)。 在 2003 年的時(shí)候，我們國家從秦皇島到沈陽的高鐵開始正式賣票進(jìn)行運(yùn)行，在建設(shè) 3 了這條高鐵線之后，運(yùn)營一段時(shí)間之后，找到了一條適合我們國家實(shí)際情況的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 還有建設(shè)的辦法，管理的經(jīng)驗(yàn)等等，希望到 2020 年的時(shí)候，我們國家能夠建成四橫四縱 的鐵路網(wǎng)，這樣可以很好的提升我們國家的鐵路運(yùn)營狀況，滿足現(xiàn)代化發(fā)展的需要。 1.4 光電檢測技術(shù)的概述 光電檢測技術(shù)一種新的檢測技術(shù)， 將光學(xué)跟電子學(xué)結(jié)合在一起。 他可以去的光的信息， 對光還有電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，測量光的有關(guān)信息，對檢測來的信息進(jìn)行智能化的處理，它的精度 是很高的，速度也是很快的，距離遠(yuǎn)，并且容量很大，不需要進(jìn)行接觸，使用時(shí)間長，可 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。在我們國家的很多行業(yè)里面，發(fā)展也是很快的，并且使用的范圍 也很大，在光電信息技術(shù)行業(yè)里面它是技術(shù)最先進(jìn)的。檢測光學(xué)型號的時(shí)候可以通過電子 技術(shù)來進(jìn)行，傳動(dòng)，保存，還有控制，顯示的時(shí)候都可以智能化進(jìn)行。原則上來說，所有 的光量還有具備光特征的非電量， 都可以通過它檢測出來。 將需要檢測的非電量進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 變位方便接收的光學(xué)信息，之后對它進(jìn)行檢測，之后放大電路，對它進(jìn)行處理，之后就可 以輸送電的型號了。之后對噪聲出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，將它的規(guī)律找出來，這里面涉及到 的專業(yè)知識是比較多的，電子的，信息的還有電腦的等等，這樣就可以改造電路了，那么 就可以對噪聲下面的電信號來進(jìn)行研究了，這樣就可以知道非電量的狀態(tài)是什么樣了。檢 測微弱信號，是為了從很大的噪聲里面將有用的信號提取出來。 光電檢測技術(shù)所包含的東西是比較多的，有光電變換技術(shù)，有光信息獲取技術(shù)，還有 光信息測量技術(shù)等等。這個(gè)技術(shù)可以將光跟電的技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行測量，它的精度是很 高的，速度也是很快的，距離也是相當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)的，測量的時(shí)候不需要進(jìn)行接觸等特點(diǎn)。 1.5 光電檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)在科技的發(fā)展很快，光電檢測現(xiàn)在的精度是非常高的，有納米級別的，還有亞納米 級別的；在很多行業(yè)里面使用的光電檢測是越來越多，有小型的，速度非常快的光電檢測 系統(tǒng)。原來的檢測是需要進(jìn)行檢測的，并且檢測時(shí)候速度比較慢的，現(xiàn)在的檢測技術(shù)不需 要進(jìn)行接觸，并且速度還非常快，現(xiàn)在的發(fā)展方向是維空間三維檢測，還有大空間三維檢 測技術(shù)；進(jìn)行光電檢測的時(shí)候閉環(huán)控制，那么光電檢測跟光電控制就實(shí)現(xiàn)一體化了。在很 多人們沒有辦法去到的地方進(jìn)行檢測。在很多行業(yè)里面，光電檢測技術(shù)的影響是很大的， 讓我們的日常生活，工業(yè)生產(chǎn)，國防建設(shè)都有了很大的變化?，F(xiàn)在光纖傳感技術(shù)發(fā)展的很 快，現(xiàn)在光纖氣體傳感器研究的人是很多的，并且用的地方也是很多的。它的靈敏度是很 高的，反應(yīng)起來速度也很快，防止燃燒防止爆炸，對電磁的干擾是沒有任何影響的，就算 是距離很長，還是可以進(jìn)行輸送，進(jìn)行操控等好處，所以現(xiàn)在對于光電檢測的方法研究的 人是越來越多。 現(xiàn)在光纖光柵傳感器用的很多，所以通過它對信號進(jìn)行檢測的系統(tǒng)發(fā)展也是很快的。 跟之前用單色儀，光譜掃描儀來進(jìn)行檢測的系統(tǒng)進(jìn)行對比，光纖光柵系統(tǒng)對信號進(jìn)行檢測 4 的時(shí)候，通過轉(zhuǎn)換光電，也就是將檢測到的光的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱男盘?，它的好處是非?多的，并且使用的檢測儀器花的錢是比較少的，帶到哪都非常方便，對于每時(shí)每刻都在變 化的信號都可以進(jìn)行檢測，使用的地域范圍更加廣大等等好處。 在人類基因工程上，光電檢測技術(shù)的使用也是比較大的，比方說通過光的信號是強(qiáng)還 是弱來對 DNA 的型號進(jìn)行檢測，這樣的檢測 DNA 的系統(tǒng)，一樣也是通過硅組成的，這個(gè) 電路是集成的。在這個(gè)系統(tǒng)里面，DNA 的序列跟磁珠連在一起，在 DNA 原油的序列跟探 針 DNA 混雜了之后，磁珠就會在載體的上面進(jìn)行覆蓋，這個(gè)時(shí)候暗區(qū)就出來了。不過載 體下方的光電二極管陣列，這個(gè)時(shí)候就可以將雜交之后的 DNA 檢測出來，對比反應(yīng)之后 的光的型號，可以看出來它的變化，將 DNA 雜交的輸送出來。 新型抗干擾式光電檢測頭，使用的是優(yōu)化之后的紅外發(fā)射管工作時(shí)候的數(shù)據(jù)，還有用 脈沖選通門對電路進(jìn)行監(jiān)控，這樣對電氣的干擾噪聲就被壓制住了，檢測頭對干擾的抵抗 性就變那么就有更好了，并且工作時(shí)候的可靠性更好。有實(shí)驗(yàn)表示了，它是有效性是非常 好的。 并且這種光電檢測頭在很多體型非常大的機(jī)器上使用， 在生產(chǎn)單位真正使用的時(shí)候： 新的光電檢測頭的失誤率是老的檢測系統(tǒng)的千分之一，對電氣的抗干擾性是非常好的，所 以在工業(yè)上來看，它的可靠性是非常高的。 現(xiàn)在科技發(fā)展的這么快，無損檢測技術(shù)是一種更新的技術(shù)，這個(gè)跟原來的物理化學(xué)分 析辦法是不一樣的，它使用的是物理的辦法來進(jìn)行分析，比方說光學(xué)，電學(xué)等等，對于產(chǎn) 品是不會有任何破壞的，不僅可以知道產(chǎn)品的有關(guān)信息，還不會損傷產(chǎn)品，將無損檢測速 度跟原來使用的檢測辦法進(jìn)行對比，它的速度還是更快的，并且可以從外表就可以知道產(chǎn) 品里面的相關(guān)信息。現(xiàn)在電腦技術(shù)發(fā)展的很快，所以化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展也是很快的，這樣 一來在工業(yè)還有農(nóng)業(yè)中，無損檢測技術(shù)的發(fā)展使用的范圍是更大的。無損光電檢測按照需 要測量的對象的特征來進(jìn)行檢測，有對光的反應(yīng)，對聲的反應(yīng)，對熱的反應(yīng)，它的技術(shù)有 紅外光譜檢測技術(shù)、拉曼光譜檢測技術(shù)等。按照不一樣的使用對象，還有使用的地方來進(jìn) 行劃分，無損光電檢測技術(shù)和相應(yīng)的檢測裝置可以進(jìn)行檢測。 現(xiàn)在科技發(fā)展的很快，很多更新的檢測辦法一直在被研發(fā)出來的。 1.6 光電檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)在全球的競爭是非常激烈的，現(xiàn)在每一天技術(shù)都在進(jìn)步，檢測在我們國家的很多行 業(yè)里面，起的作用都是很大的，不管是進(jìn)行研究，還是對于產(chǎn)品的質(zhì)量，還有控制自動(dòng)化 上，都要進(jìn)行檢測，通過現(xiàn)代化的光電子檢測技術(shù)，不需要進(jìn)行檢測，產(chǎn)品沒有損耗，就 算是距離再遠(yuǎn)，對干擾抵抗能力很高，不會受到環(huán)境的影響，檢測的時(shí)候速度是很快的， 精度也是非常高的這些好處，在現(xiàn)在的檢測行業(yè)這個(gè)是主要的發(fā)展方向。光電檢測技術(shù)的 發(fā)展方向是精度更高，更加智能化，數(shù)字化，自動(dòng)化。什么是精度更高，也就是說檢測的 精度是更高的，將來納米精度，還有亞納米精度出現(xiàn)的會越來越多的；所謂智能化，說的 檢測系統(tǒng)更加智能化；所謂數(shù)字化，說的是檢測出來的結(jié)果用數(shù)字表示出來，這樣就可以 5 讓光電檢測跟光電控制實(shí)現(xiàn)一體化；所謂多元化，說的就是光電檢測儀器在進(jìn)行檢測的時(shí) 候綜合化更強(qiáng)，參數(shù)更多，測量的維度更多等等，還能在很多人們沒有辦法進(jìn)到的地方去 進(jìn)行測量，比方說維空間，還有巨大的空間，對他們進(jìn)行三維檢測；所謂自動(dòng)化，說的就 是進(jìn)行檢測的時(shí)候可以自動(dòng)化進(jìn)行，不需要進(jìn)行接觸，在很快的速度下就可以將結(jié)果測量 出來，檢測的狀態(tài)原來是靜態(tài)的，現(xiàn)在是動(dòng)態(tài)的。 光電檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是激光器，這個(gè)就是它的發(fā)展方向。現(xiàn)在精密度更高，功能性 也更加的全面，現(xiàn)在對于原來使用的又貴又復(fù)雜的檢測方法已經(jīng)不再使用了。因?yàn)榧す饧?術(shù)發(fā)展的很快，成本也慢慢降低了，所以現(xiàn)在很多光電使用者，最先選用的就是激光光電 檢測。對于光電檢測技術(shù)來說，還有一個(gè)重要的發(fā)展方向就是激光器為主的檢測系統(tǒng)。這 個(gè)技術(shù)將激光脈沖進(jìn)行使用，它的能量是很高的，在跟檢測的物品的面進(jìn)行接觸的時(shí)候， 在很快的時(shí)間里面就會產(chǎn)生熱作用，在固體的面上會有熱特性區(qū)出現(xiàn)，之后通過這一點(diǎn)小 小的熱，讓物料里面進(jìn)行很快的擴(kuò)散，這樣就會有熱應(yīng)力出現(xiàn)，之后因?yàn)橛袩釕?yīng)力，這樣 就會有超聲波出現(xiàn)了。跟一般的超聲檢測辦法來進(jìn)行對比，激光超聲使用的時(shí)候距離是非 常遠(yuǎn)的，在溫度很高的地方，腐蝕性很強(qiáng)的地方，或者是輻射很大的地方都是可以使用的， 在進(jìn)行掃描的時(shí)候速度是非?？斓?，就算是需要掃描的產(chǎn)品行走的速度很快，他還是可以 在線進(jìn)行檢測的；激光超聲進(jìn)行檢測的時(shí)候，有盲區(qū)，但是盲區(qū)很小，比一百微米還要小， 可以對比較薄的物品進(jìn)行測量。激光超聲的頻率帶是非常寬的，比一般使用的換能器還要 寬的多，可以對一些比較細(xì)小的裂紋，缺陷來進(jìn)行檢測；產(chǎn)品的面要是形狀非常復(fù)雜的， 或者是空間非常小的，比方說焊接在最下面的管道等等，在對他們進(jìn)行觀測量的時(shí)候可以 用激光超聲來進(jìn)行；這種激光超聲檢測對于空間的分辨率是很高的，可以對出現(xiàn)缺陷的地 方進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，還能夠把缺陷的大小量出來。 還有一個(gè)發(fā)展方向就是智能光電檢測系統(tǒng)，它所包含的內(nèi)容有對智能信號進(jìn)行處理的 系統(tǒng)，有光電傳感系統(tǒng)，還有接口部分等等。因?yàn)楝F(xiàn)在使用的智能光電檢測系統(tǒng)對于周圍 環(huán)境的適應(yīng)力是很強(qiáng)的，測量的范圍很大，精度也很高，特別是對于人工智能這一塊強(qiáng)化 了很多，及時(shí)的對于噪聲，溫度，還有電壓的改變進(jìn)行修改，還有操作界面是非常好的， 這樣一來對于操作程序上是簡單了不少的，對于數(shù)值的處理效率是提高了很多，并且分析 的時(shí)候效率也是很高的。 1.7 本課題研究的內(nèi)容及技術(shù)路線 這篇論文研究的是鐵軌上使用的光學(xué)檢測平臺，要對整個(gè)系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過查看 資料，將理論跟時(shí)間進(jìn)行結(jié)合，它的技術(shù)路線是： 1、查找資料，將小車的總設(shè)計(jì)方案制定下來，將小車的性能弄清楚，按照平臺承受 在載荷，還有速率的大小，再加上現(xiàn)在已經(jīng)使用的機(jī)器，還有對鐵路進(jìn)行保養(yǎng)的時(shí)候需要 注意的問題，對它進(jìn)行校核，將數(shù)據(jù)算出來，確定類型。 2、對有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的老師傅進(jìn)行學(xué)習(xí)，看小車在進(jìn)行工作的時(shí)候會有哪些問題出現(xiàn)， 6 對這些問題怎樣去進(jìn)行解決，將自己的方案告訴老師，看這個(gè)方案是不是合理，是不是能 夠使用。 3、對于承受能力，工作時(shí)候的穩(wěn)定性，預(yù)防震動(dòng)的性能，還有前進(jìn)時(shí)候的速度等進(jìn) 行了解，按照機(jī)械要求將這個(gè)車子的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理，要注意設(shè)計(jì)出來的這個(gè)系統(tǒng)可以 用在現(xiàn)實(shí)里面來，并且要方便一些，它的模型要漂亮，并且輕一些，用起來要便利等。 4、 將檢測系統(tǒng)的傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)出來， 將控制電路設(shè)計(jì)出來， 用 CAD 將模型建立出來。 7 2 總體方案的選擇與確定 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的確定 論文里面設(shè)計(jì)的這個(gè)平臺能夠?qū)疖囦撥夁M(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，有什么問題能夠及時(shí)的發(fā) 現(xiàn)，鐵軌光學(xué)檢測平臺一定要及時(shí)，精度高，可靠性好，非常方便，距離長，并且能夠定 量進(jìn)行檢測。整體效果圖如下： 圖 2-1 光學(xué)檢測平臺效果圖一 圖 2-2 鐵軌光學(xué)檢測平臺效果圖二 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 8 表 2-1 鐵軌光學(xué)檢測平臺部件及功能表 部件功能 1車體抵抗壓力，小車的大體輪廓 2后輪提供車體運(yùn)行與平穩(wěn) 3智能攝像頭對物體進(jìn)行檢測 4線路板使小車能夠運(yùn)行 5前輪支架支撐前輪 6支架軸起支撐作用 7前輪軸省力和改變用力方向 8電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，給小車提供動(dòng)力 9蝸桿軸支撐轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩 10軸承支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體 11后輪軸省力和改變用力方向 2.2 鐵軌光學(xué)檢測平臺參數(shù)要求 表 2-2 鐵軌光學(xué)檢測平臺參數(shù)要求 鐵軌光學(xué)檢測平臺參數(shù)要求 參考尺寸180mm，平臺車輪兩輪間距與車體尺寸必須基于軌距設(shè)計(jì) 人員配置本次設(shè)計(jì)采用無人操作； 重量 設(shè)備以輕量化、模塊化為核心思想，設(shè)備總重量不超過 13.5Kg，工作人員可 以在 5 分鐘內(nèi)完成上下線的組裝和拆卸 走行操控?zé)o損檢測系統(tǒng)與走行操控為運(yùn)行，走行可以進(jìn)行； 最高走行速度100mm/s； 續(xù)航能力連續(xù)運(yùn)行距離不少于 40Km 或者連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不少于 4h； 承重21.5Kg； 偏載與靜態(tài)減載率無偏載，靜態(tài)減載率0.65； 走行平臺強(qiáng)度強(qiáng)度滿足承載要求，撓跨比1/150； 走行輪參數(shù) 尺寸符合 TB/T 449 要求。同一車輪垂直方向直徑差0.5mm，同一輪對的兩 車輪直徑差1M； 走行車體尺寸要求車體寬度2m 走行啟動(dòng)及制動(dòng) 駐車要求 行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)裝置獨(dú)立。啟動(dòng)要求在 33%上坡道時(shí)可從靜止?fàn)顟B(tài)實(shí)現(xiàn) 坡起。制動(dòng)要求在鋼軌踏面淋水下行車制動(dòng)距離20m，要求駐車制動(dòng)距離 ，確定 h=3mm，那么軸環(huán)這個(gè)地方的直徑大小是36 V dmm。軸環(huán)的寬 b1.4h，確定5 V lmm。 （3）軸上面使用的彈性擋圈是標(biāo)準(zhǔn)零部件，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，確定大小是 0 20dmm， 那么說19ddmm ，1.1llmm ，13 1.111.9lmm 。 別的部分的大小，按照前面輪軸上面的數(shù)據(jù)來進(jìn)行確定就可以了，將軸上面每一段的 直徑大小，還有軸的長都確定下來。 3、零件在軸的上面進(jìn)行軸方向的定位 用平鍵連接來將左邊輪輻，右邊輪輻跟軸進(jìn)行軸方向的定位。查看資料，確定平鍵的 截面大小是 bh=8mm7mm，生產(chǎn)鍵槽的時(shí)候用的是銑刀來進(jìn)行高的，鍵槽的大小是 28mm，要想確保左邊，右邊輪輻跟軸配合的時(shí)候?qū)χ行院茫敲此麄兣浜蠘?biāo)準(zhǔn)是 H7/n6。 滾動(dòng)軸承跟軸進(jìn)行軸方向的定位的時(shí)候，是要通過過度配合進(jìn)行確保的，這個(gè)軸直徑大小 公差是 j7。 4）將軸上面的圓角，還有倒角的大小算出 確定軸頂端這個(gè)地方倒角的大小是 145，每一個(gè)軸肩這個(gè)地方的圓角，半徑的大小 是 R1。 3、將軸上面的載荷算出來 先按照軸的結(jié)構(gòu)圖紙，將軸的計(jì)算簡圖畫出來，之后再按照計(jì)算見圖，將軸的彎矩圖 紙畫出來。 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 20 圖 3-4 前輪軸的載荷分析圖 12 11 80.8440.42 22 FFFN， 12 39LLmm 11 40.42 391576.38 C MFLN mm 4、對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核的時(shí)候根據(jù)彎曲應(yīng)力來進(jìn)行 校核的時(shí)候，只需要對作用在它上面的彎矩最大的時(shí)候截面前度來進(jìn)行就可以了。在 截面 C 這個(gè)地方就是承受的最大彎矩1576.38 C MN mm。 校核截面 C 這個(gè)地方的強(qiáng)度： 1ca M W （3-4） 使用的材料是 45 號鋼，對它調(diào)質(zhì)處理 1 60MPa，那么 22 33 3 8 43043.14 30 2288.84 322322 30 bt dtd Wmm d （3-5） 1 1576.38 0.689 2288.84 ca MPa ，所以說是符合要求的。 3.3.2 后輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 后面的輪軸在進(jìn)行工作的時(shí)候，不僅有彎矩作用在上面，還有扭矩作用在上面，所以 他是轉(zhuǎn)軸。 圖 3-5 后輪軸結(jié)構(gòu) 1、將后輪軸上面的功率，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，還有轉(zhuǎn)矩算出來 確定蝸輪蝸桿進(jìn)行傳動(dòng)的時(shí)候效率是=0.7，那么 2 0.08 0.70.056PPKW， 2 22.75minnnr， 2 23508TN mm 2、在蝸輪上進(jìn)行作用的力 2 1263.8 t FN， 2 65.22 a FN， 2 460 r FN 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 21 3、將軸的直徑最小值確定下來 將軸的直徑最小值算出來，軸的原材料用的是 45 號鋼，對它進(jìn)行調(diào)質(zhì)，確定 0 A=115， 那么就有 2 3 3 min0 2 0.056 11515.5 22.75 P dAmm n 后輪軸的直徑最小值，就是裝輪輻這個(gè)地方軸的直徑d。因?yàn)檩嗇椩诟S連接的時(shí)候 用的是鍵，那么 26dmm 。 4、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) （1）將軸上面安裝零件的順序定下來 從軸的左邊向右邊按照順序來進(jìn)行安裝左輪的幅板，還有右輪的幅板，螺母，套筒等， 在軸的最左邊，將深溝球軸承裝在最右邊，將透蓋，內(nèi)輪輻，還有軸上一頭的擋圈從右邊 向左邊來進(jìn)行組裝。 （2）按照軸方向上的定位要求，將軸每一段的直徑大小還有長度確定下來 選用滾動(dòng)軸承。因?yàn)闀袕椒较虻牧Γ€有軸方向上的力作用在上面，所以軸承用的 是 單 列 深 溝 球 ， 型 號 是 6206 ， 它 的 大 小 是 dDT=30mm62mm16mm ， 那 么 30dddmm 。 右邊那一頭的滾動(dòng)軸承要實(shí)現(xiàn)軸方向上的定位通過軸肩，查資料可以知道 6206 的軸 承，定位的時(shí)候軸肩的高是 h=3mm，那么確定36dmm 。 （3）軸上面使用的彈性擋圈是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零部件，使用的型號是 GB894.1-8630，它的 大小是 0 30dmm，所以28.6dmm ，1.7Lmm 。 （4）確定裝輪輻這個(gè)地方軸的直徑大小是26dmm 。輪輻寬是 27mm，要想讓軸這 一頭的擋圈緊緊的沿著輪輻，這個(gè)地方軸的大小要比輪輻的寬要小一點(diǎn)，那么26lmm 。 它的大小按照零件的構(gòu)造來進(jìn)行確定，將軸的每一段的直徑，還有長確定下來。 （5）對軸上面的零部件進(jìn)行軸方向上的定位 軸跟蝸輪進(jìn)行軸方向定位的時(shí)候，連接用平鍵來進(jìn)行。查看資料，平鍵的截面大小 bh=8mm7mm，鍵槽的長是 25mm。輪輻跟軸進(jìn)行配合的時(shí)候標(biāo)準(zhǔn)是 H8/h7。 （6）將軸上面圓角，還有倒角的大小確定下來 確定軸一頭的倒角大小是 145，每一個(gè)軸肩的地方圓角半徑大小是 R1。 5、將軸上面的載荷算出來 3-6 圖紙里面是后輪軸上面受到的力進(jìn)行分析：L1=L2=27.5mmL3=41mm （1）在水平面上，后面的輪軸受到的力的圖紙 3-6，那么就可以通過靜力平衡方程將 支座 A、B 這個(gè)地方的支反力算出來： 122 11 1263.8631.9 22 NHNHt FFFN 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 22 在截面上，三個(gè)集中力作用在上面，那么彎矩的大小是 1 1631.9 27.517377.25 HDNH MFLN mm 0 HAHB MM 圖 3-6 后輪軸的載荷分析圖 （2）3-6 圖紙里面，在垂直的面上，后面的輪軸受到的力。 將 A、B、C、D 截面這個(gè)地方的彎矩的總數(shù)算出來 M 0 AC MM 2222 1 17377.258293.39519254.85 DHDVD MMMNmm 左 2222 2 17377.2510820.6720470.85 DHDVD MMMNmm 右 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 23 646406 BVB MMNmm 將后輪軸上面的轉(zhuǎn)矩算出來 2 23508TTNmm 6.在對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核的時(shí)候根據(jù)彎扭合成應(yīng)力來進(jìn)行 校核的時(shí)候，只需要對施加在軸上面的彎矩最大值進(jìn)行校核，還要對危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度 進(jìn)行校核。 22 22 2 20470.850.623508 10.85 2288.84 D ca MT MPa W （3-6） 其中，為折合系數(shù)，取=0.6 W代表的是軸抗彎截面的系數(shù)，那么 22 33 3 84304 3.1430 2288.84 32232230 bt dt d Wmm d （3-7） 軸使用的原材料是 45 號鋼，對它進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，查看表格可以知道 1 60MPa ， 因?yàn)?1ca ，所以說校核了之后是符合論文需要的，是安全的。 3.4 滾動(dòng)軸承的選擇、計(jì)算與確定 滾動(dòng)軸承選的對不對， 關(guān)系到這個(gè)主機(jī)的工作性能好不好， 并且讓他的使用時(shí)間變長； 企業(yè)能不能將修理機(jī)器的時(shí)間短一點(diǎn)，并且將維修時(shí)候花的錢變少一點(diǎn)，將設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率 變高一些，它的作用都是非常大的。所以說，不管是設(shè)計(jì)的地方，還是加工的地方，乃至 于后期維修的地方，對滾動(dòng)軸承進(jìn)行選擇的時(shí)候，一定要注意。 正常來說，對軸承進(jìn)行選擇的時(shí)候從下面幾步來進(jìn)行： 1、按照軸承在什么條件下工作，確定軸承的類型，還有公差等級是多少，縫隙等； 2、按照這個(gè)軸承在什么條件下進(jìn)行工作，還收承受的力是多大，還有使用時(shí)間有什 么要求，算了之后，把這個(gè)軸承的型號定下來，也可以按照用的時(shí)候的需求，把這個(gè)軸承 的型號定下來，之后在對它的使用時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)算； 3、選擇的這個(gè)軸承的額定載荷進(jìn)行驗(yàn)算，還有對它的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的極限值來進(jìn)行驗(yàn)算。 在對軸承進(jìn)行確定的時(shí)候，主要思考的東西有，極限轉(zhuǎn)速是多少，使用時(shí)間是多長， 還有載荷是多大，另外還有一些別的東西可以幫助軸承來確定它是什么類型，構(gòu)造是什么 樣的，大小是多少，還有公差等級是多少，還有游隙工求是多少，這樣一個(gè)最后的方案。 在進(jìn)行軸承的選用和選擇的時(shí)候，首先要作的就是依據(jù)相應(yīng)的型號了解它所受載荷的 方向，所受載荷的數(shù)字的大小，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、工作環(huán)境的影響等等一系列的指標(biāo)。 通過查閱資料后曉那么就有， 在轉(zhuǎn)動(dòng)的速度比較高， 并且所受的載荷比較的小的地方， 應(yīng)該選用以點(diǎn)接觸的球軸承作為確定下來的對象；如果安裝軸承的地方其承受的載荷或者 力比較的大，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度又比較的小的時(shí)候，應(yīng)該選用以線進(jìn)行接觸的滾子軸承；如果安 裝軸承的地方是既承載軸線方向的力又承受直徑方向上的力，那就應(yīng)該選擇以線接觸的圓 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 24 錐滾子軸承否則是以點(diǎn)接觸的軸承；還有一種情況就是軸線方向所受的力比較的大，根直 徑方向一樣的力，是很小的。 1、軸承的預(yù)緊 預(yù)緊的意思就是把軸承撞到座和軸的上面以后，通過一定的方式讓里面滾動(dòng)的物體和 里面還有外面的全之間保持壓緊的狀態(tài)。 預(yù)緊軸承是為了在支撐的時(shí)候剛性更好，震動(dòng)和噪音能夠有效的降低，也要防止?jié)L動(dòng) 體因?yàn)閼T性在圈內(nèi)和圈外進(jìn)行滑動(dòng)。 2、軸承的安裝和拆卸 在的軸承沒有進(jìn)行破開的時(shí)候必須要按照軸的方向進(jìn)行安裝還有拆卸，應(yīng)該最先選擇 使用里面的圈還有外面的圈來把軸承分開。裝在比較長的軸承上面，那么要想裝起來簡單 一點(diǎn)，這個(gè)圈的孔的大小就是 1：12 的。 3、經(jīng)濟(jì)性要求 對軸承的價(jià)格進(jìn)行比較，正常情況下深溝球的這種軸承價(jià)格比較低，磙子軸承比球軸 承的價(jià)格要高一點(diǎn)。精度越高的軸承，花的錢就多。在選使用什么軸承的時(shí)候，需要仔細(xì) 的對軸承的價(jià)格進(jìn)行了解一下，在滿足各種需要的前提，盡量使用成本低的。 這篇論文里面的密封就是對軸承的密封，在進(jìn)行密封的時(shí)候用的是氈圈來進(jìn)行的，這 樣能夠有效的防止灰塵進(jìn)到軸承里面，讓軸承始終保持干凈。 使用氈圈來對軸承進(jìn)行密封主要因?yàn)槊芊庋b置結(jié)構(gòu)非常的簡單，成本也很低而且使用 的范圍非常的廣泛，是用矩形氈圈裝在梯形槽然后產(chǎn)生徑向壓力來達(dá)到密封的效果的。 3.4.1 前輪軸軸承選擇、計(jì)算與確定 使用的時(shí)間2500 h Lh，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度 1000100010 28.96min 3.14110 nr d ，軸 承在徑方向上的力是40.42 r FN，軸方向上力的大小是0 a F。 1、按照上面介紹的對軸承來進(jìn)行確定 軸承的型號是 6004 9.38 r CkN， 0 5.02 r CkN， lim 15000minnr 2、算的時(shí)候根據(jù)額定動(dòng)載荷來進(jìn)行 6 60 10 h nL CP （3-8） 是球軸承的=3， PraPr PfXFYFf F （3-9) 查看表格，檢測平臺1.2 P f 放到式子里面算1.240.4248.504PN 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 25 3 6 6028.962500 48.50479.149380 10 CNN 那么說 6004 這個(gè)型號的軸承對于論文的需要是能夠符合的。 3、校核的時(shí)候根據(jù)額定靜載荷 通過式子 000 CS P，確定 0 S=2， 000 40.42 rar PX FY FFN 放到上面的式子里面 000 5020240.4280.84CNS PN對于論文的需要是 能夠符合的。 3.4.2 蝸桿軸軸承的選擇、計(jì)算與確定 使用的時(shí)間2500 h Lh，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度1410.5minnr，軸承在徑方向上的載荷是 1 110.4 r FN，在軸上面的載荷是606.66 a FN。 1、通過上面的要求來確定軸承 確定軸承的型號是 30203， 19.8CkN 0 13.2CkN lim 9000minnr，0.35e 圖 3-7 蝸桿軸上的軸承受力 2、算的時(shí)候根據(jù)額定的動(dòng)載荷來進(jìn)行 1010 33 1166 60601410.52500 1290.586433 1010 h nL CPN 1010 33 2266 60601410.52500 132.48660 1010 h nL CPN 12 CC、均小于19800CN對于論文的需要是能夠滿足的。 3、校核的時(shí)候根據(jù)額定靜載荷來進(jìn)行 000 CS P，取 0 1.8S 1 10 11 5.7890.5 221 a r F FY ， 010101 0.5110.41606.66661.86 ra PX FY FN 2 20 11 0.2940.5 221 a r F FY 022 110.4 r PFN 0102 PP、均小于 0 13200CN，對于論文的需要是能夠滿足的。 4、校核極限轉(zhuǎn)動(dòng)的速度 通過式子 max1 2lim nff n 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 26 1 1290.58 0.0652 19800 P C ，就有 1 1f 1 1 5.789 a r F F ，就有了 2 0.5f max1 10.590004500minnr 2 132.48 0.0067 19800 P C ，就有了 1 1f 2 2 0.294 a r F F ，就有了 2 1f max 2 1190009000minnr，n比 max1 n和 max 2 n的總和還要小，所以對于論文的 需要是能夠符合的。 3.4.3 后輪軸軸承選擇、計(jì)算與確定 軸承的使用時(shí)間是2500 h Lh，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的速度是22.75minnr， 軸承 A 在徑方向的載荷 2222 111 631.9301.578700 rNHNV FFFN； 軸承 B 在徑方向的載荷 2222 222 631.90.762631.9 rNHNV FFFN； 軸方向上的載荷大小是65.22 a FN。 施加在 A 軸承上面的載荷比 B 軸承上面的載荷還要大，那么校核的時(shí)候只要對 A 軸 承就可以了。 1、在確定軸承的時(shí)候按照上面的要求來進(jìn)行 確定軸承型號是 6206，14.91CkN， 0 10.01CkN， lim 9500minnr， 2、在算的時(shí)候根據(jù)額定的動(dòng)載荷來進(jìn)行 通過公式 6 60 10 h nL CP (3-10) 要是軸承是球軸承3， Pra PfXFYF 已經(jīng)知道 0 65.22 0.0065 10010 a F C ，0.19,2.3eY 已經(jīng)知道 65.22 0.0930.19 700 a r F e F 查看表格 r PF 查看表格檢測平臺的1.2 P f，放到式子里面去算1.2700840PN 3 6 6022.752500 8401264.6514910 10 CNN 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 27 所以說 6206 這個(gè)軸承對于論文的要求是能夠符合的。 3、校核的時(shí)候根據(jù)額定的靜載荷來進(jìn)行 通過公式 000 CS P，查看表格確定下來 0 1S，已經(jīng)知道0.093 a r F F 查看表格0.8 a r F F ， 00 1,0XY 那么就有 0 700 r PFN，放到上面的式子去算， 000 10010700CNS PN對 于論文需要是能夠符合的。 4、校核極限轉(zhuǎn)動(dòng)的速度 max1 2lim nff n 已經(jīng)知道 840 0.0563 14910 P C 查看圖紙可以有 1 1f 65.22 0.093 700 a r F F 查看圖紙可以有 2 1f 放到式子里面 max 1195009500minnr， max 22.75minnrn對于論文 需要是能夠符合的。 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 28 4 其他零部件的設(shè)計(jì)與確定 4.1 車體的設(shè)計(jì)與確定 在設(shè)計(jì)小車車體，還有組成零部件的時(shí)候，都是有所要求的，這兩個(gè)之間都有聯(lián)系， 并且還互相有影響。 1、設(shè)計(jì)車體時(shí)候的要求 對小車車體在用的時(shí)候功能的要求：對于進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，要將事先設(shè)定好的使 用要求進(jìn)行滿足，還有用起來要方便，并且工作時(shí)候非常安全，可靠性要高，體積不能大， 質(zhì)量小，工作效率高，產(chǎn)生的噪聲小等等，這些都是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)所需要的。 設(shè)計(jì)時(shí)候的經(jīng)濟(jì)型需求：設(shè)計(jì)的車體一定要經(jīng)濟(jì)性好，在生產(chǎn)還有使用的時(shí)候，在對 車體進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮的要全面一些。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，對它的功能，還有用的時(shí)候 的需要，結(jié)構(gòu)等等都要合理，符合要求。 。 2、設(shè)計(jì)車體的時(shí)候，要注意下面幾點(diǎn)： （1）車子的結(jié)構(gòu)不管是拆還是卸都應(yīng)該方便，方便我們進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行調(diào)試，有問 題的時(shí)候進(jìn)行維修。 （2）要留一個(gè)空間給傳感器，還有功能零件，后期要將他們裝上去，這樣才能將它 的功能進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行擴(kuò)展。 3、確定車體使用的原材料 論文設(shè)計(jì)的這個(gè)車體，原材料用的是 6061。 4、確定車體加工的辦法 （1）鑄造車體 它的好處就是工藝性能好，可以加工的產(chǎn)品形狀比較復(fù)雜，并且抵抗壓力的強(qiáng)度也是 非常好的，抵抗壓力的剛度也非常好，抵抗振動(dòng)的性能也是非常好的，不過公共刮飛的時(shí) 間是比較長的，后期要進(jìn)行時(shí)效處理，這樣內(nèi)應(yīng)力就尅有了。用的比較多的材質(zhì)是灰鑄鐵， 強(qiáng)度的要求非常高的時(shí)候用鑄鋼，要是質(zhì)量要求非常輕就用鑄鋁。現(xiàn)在用的比較多的是鑄 造方式。 （2）焊接車體 這種組成部分是鋼板和型材焊接起來的，生產(chǎn)這種車體非常容易，并且耗費(fèi)的時(shí)間比 較短，花費(fèi)也不是很大，并且非常輕。不過對車體進(jìn)行焊接的時(shí)候，熱應(yīng)力是很大的，非 常容易出現(xiàn)形狀的改變，要進(jìn)行退火處理，這樣才能讓夾具的尺寸穩(wěn)定下來。 （3）鍛造車體 這種車體可以用的地方是形狀不復(fù)雜，外形不大，并且強(qiáng)度要求高，剛度要求高，在 鍛造好了之后還要進(jìn)行退火，這種類型的夾具在生產(chǎn)中用的比較少。 本次設(shè)計(jì)的車體其制造方式選擇鑄造。 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 29 4.2 車輪的設(shè)計(jì)與確定 1、車輪有哪些作用 對于汽車來說，車輪是非常重要的，它跟路面是直接進(jìn)行碰觸的，小車在行走的時(shí)候， 對它承受的沖擊是可以緩沖的，這樣確保小車在乘坐的時(shí)候非常舒服，并且行走起來也非 常的平順；確保車輪跟鐵軌在一起，附著性非常好，這樣小車的牽引性，還有制動(dòng)性，通 過性都是非常好的，這樣可以對小車的質(zhì)量進(jìn)行承受。 2、將車輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來 按照輪輻的結(jié)構(gòu)不一樣，車輪有三種，一種是實(shí)心的，一種是幅板的，還有一種是輪 輻的，論文里面的車輪用的是輪輻式的。 3、將車輪的原材料定下來 車輪的原材料用的是 6061 鋁合金，這個(gè)材料在進(jìn)行加工的時(shí)候，性能是非常好的， 焊接特征也很不錯(cuò)，還有電鍍性也是非常好的，韌性是很高的，進(jìn)行生產(chǎn)之后不會出現(xiàn)形 狀的改變，還有氧化效果很好等等。 4.3 攝像頭的選擇 最近這些年，智能家居是越來越流行，就算是人不在家，只能攝像頭還是可以進(jìn)行工 作。它的功能下面進(jìn)行介紹： （1）自己將安防的模式開下來 使用者離開家之后，只能安防系統(tǒng)自己就開下來了，使用者用手機(jī)就可以對家里面的 狀況進(jìn)行剛查看，就算是沒有人在家，如果家里有什么狀況，那么只能攝像頭還能夠進(jìn)行 錄像，并且告知使用者。 （2）在進(jìn)行語音通話的時(shí)候非常清楚 這個(gè)攝像頭不光能看到，還能夠進(jìn)行電話溝通。 （3）對移動(dòng)的物體進(jìn)行檢測 攝像頭有對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測的幾十戶，可以很清楚的知道有沒有東西在進(jìn)行移動(dòng)，如果 一旦檢測到，那么攝像頭就會發(fā)出警告，告訴使用者。 （4）可以進(jìn)行保存 不僅能夠?qū)崟r(shí)查看，還能夠?qū)浵聛淼囊曨l存儲到卡里面去，使用者可以回來查看， 安全性很好，避免隱私泄露出來，不需要花錢。 這次裝的攝像頭，用的就是智能的，好處是非常靈敏，可以抵抗強(qiáng)光，體積不大，使 用時(shí)間長等等。論文里面使用的攝像頭是?？低曃炇悄軘z像頭。 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 30 圖 4-1 智能攝像頭 徐州工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 31 5 電氣控制部分的設(shè)計(jì) 5.1 設(shè)計(jì)控制電路應(yīng)遵循的原則 1、設(shè)計(jì)電氣控制路線的時(shí)候要注意下面幾點(diǎn)： （1）對于電氣控制線路的要求，還有保護(hù)時(shí)候的要求盡量的滿足。 （2）首先對生產(chǎn)工藝進(jìn)行滿足，設(shè)計(jì)的這個(gè)線路不能復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性要好。在 （3）確?？刂频臅r(shí)候非常安全，非常可靠。 （4）用的時(shí)候，還有修的時(shí)候非常便利。 2、設(shè)計(jì)電氣控制時(shí)候要遵守的原則： （1）在設(shè)計(jì)的時(shí)候，對于控制要求，還有生產(chǎn)要求盡可能的滿足。 （2）只要對論文的要求滿足了，那么控制系統(tǒng)要簡單一些，經(jīng)濟(jì)性好，用起來方便， 安全性好，可靠性好。 （3）在確定電氣零件的時(shí)候一定要合理，這樣系統(tǒng)工作才能正常。 （4）對于工藝的需要能夠滿足。 5.2 控制電路的設(shè)計(jì)步驟 1、按照需要將設(shè)計(jì)任務(wù)制定下來。 2、在對電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，按照拖動(dòng)要求來進(jìn)行： （1）不管是對哪一臺電機(jī)進(jìn)行控制，按照它容量的大小，還有拖動(dòng)時(shí)候的載荷來進(jìn) 行，選用合適的啟動(dòng)線路。 （2）將轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制的辦法確定下來。 （3）按照電動(dòng)機(jī)的工作，確定是不是要設(shè)置過載保護(hù)裝