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（图纸+论文）用于教学水洞的两自由度转动机构总体设计（全套完整）

大型水洞即为例。在同时期，对空化现象的普遍关心，促使开展文透里计与其他受约束的管道实验，设置转为单个水翼剖面实验的循环系统，以及为水泵和水轮机研究用的变压循环系统。这些研究工作的进展大部分在欧洲。在美国，年加州理工学院水力机械实验室为研究水泵建制了水流循环系统。这些循环系统所具有的特性和测试设备均体现在以后的水洞中。第二次世界大战期间，战时问题的迫切需要，加速发展了可供各种物体和部件进行实验的通用水洞。在美国，第个这种水洞是柯乃普等人和戴利介绍度条件为查相关资料，选择螺栓的材料为钢，屈服强度和抗拉强度，在末端载荷下。所选择的，螺栓符合强度要求。第四章两自由度运动机构的三维造型及结构分析.三维造型软件简介是特征造型软件的新秀，向广大机械设计人员提供用户界面更好运行环境更大众化的实体造型实用功能，它将零件三维造型与装配设计二维出图融为体，可使工业界迅速普及三维产品设计技术。是套智能型的高级组合软件，它集设计加工分析功能于身，能方便地进行三维实体设计加工制造以及动力学及热力学的各项分析。系统有以下特点.是个基于造型的三维机械设计软件，它的基本设计思路实体造型虚拟装配二维图样。通过零件三维造型可以画出效果的零件图，并可以用这些零件生成二维的工程图和三维的装配体。.是通过给点尺寸来驱动的。改变尺寸就可以改变零件的大小和形状。.模型包括零件装配及工程图等。零件装配和工程图是个模型的不同表现形式，对其中任意个的改动都会使其它两个自动跟着改变。.可以利用特征造型来建立零件的模型。用来生成零件的特征包括形状特征圆角倒角孔等和操作特征拉伸扫描旋转放样等。启动和界面简介安装后，在的操作环境下，选择开始程序命令，或者在桌面双击的快捷方式图标，就可以启动，也可以直接双击打开已经做好的文件，启动。第三章两自由度运动机构的结构方案设计对比和分析.两自由度水洞试验设计方案机构原理该机构用于教学水洞，教学水洞的最大水流速为,要求机构实现模型在水洞中的俯仰和偏航的两自由度转动。由于转动的角度较大，般采用串联机构结构。该机构装配在水洞上盖处，要求防水轻质和运动可靠。运用齿轮和螺杆来实现俯仰和偏航的两自由度转动.两自由度水洞试验设计方案机构原理对比图下面是两个方案设计图方案图所示为齿轮传动的水洞两自由度转动机构电机搭板齿轮大板轴俯仰零件连杆电机机架轴承蜗轮蜗杆方案图所示为蜗轮蜗杆传动的水洞两自由度转动机构对比两种方案蜗轮蜗杆的优缺点优点，有比较大的传动比，非常紧凑的结构，能够平稳的传动，噪声也非常小，其自身能够使用自锁性能。缺点，传动摩擦损失比较大，效率也很低，成本比较大齿轮传动的优缺点优点是使用的圆周速度和功率范围广，效率较高，传动比稳定，寿命长，工作可靠性高，可实现平行轴，任意角交错轴之间传动缺点，要求较高的制造和安装精度，不适宜远距离两轴之间传动综上所述，齿轮传动的方案比较适合。.强度校核本设计的两自由度运动机构中，所涉及到的强度校核和受力分析较少，只需要对几处连接处进行强度校核和受力分析即可。图所示为空心杆的校核位置图所示为搭板的校核位置大板和空心管，搭板和电机等都是通过螺栓连接的，选择拧紧螺栓使连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力作用。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现缝隙或发生相对位移。经验也证明适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及连接件的疲劳强度都是有利的。通常规定，拧紧后螺纹连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的。对于般连接用的钢制螺栓连接的预紧力，按下列关系确定碳素钢螺栓合金钢螺栓式中螺栓材料的屈服极限螺栓危险截面的面积，在承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接下，螺栓的总拉力上式中称为螺栓的相对刚度，则螺栓危险截面的拉伸维造型与装配设计二维出图融为体，可使工业界迅速普及三维产品设计技术。软件功能强大，组件繁多。功能强大易学易用和技术创新是的三大特点，使得成为领先的主流的三维解决方案。能够提供不同的设计方案减少设计过程中的错误以及提高产品质量。不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便易学易用。.本课题研究内容本文首先利用三维造型软件对两自由度运动机构装置进行三维造型，其次运用虚拟样机技术对其进行几何学建模，并对其进行初步的运动学和动力学分析。在具体操作时，采用了软件作为辅助分析工具。软件是目前在机构运动学动力学以及样机参数化分析等方面功能比较强大的软件之，并联机构运动的复杂性可以利用提供的这些功能进行分析，并可以方便快捷地得到可视化的结果和分析过程中的各种参数及线图，为后继的研究分析工作提供比较直观的可参考依据。本文具体研究工作主要包括以下几个方面第章论述了课题的工程背景和课题的研究意义，提出了本文的主要研究内容。第二章介绍两少自由度运动机构的基础理论研究第三章简要介绍了设计的两自由度运动机构的机械原理，校核几处连接处的强度和载荷第四章简述了三维造型软件和设计的两自由度运动机构的三维造型过程第五章是简要介绍选择的电机及其性能最后是结论部分，对全文进行总结，并对进步研究进行些展望。第二章两少自由度运动机构的基础理论研究.两少自由度运动机构的基础理论个不受任何约束的自由体在空间有个自由度，即个方向移动的自由度和个方向的转动的自由度。如果构件受到不同程度的约束，自由度将不同程度地减少，这类机构的自由度在之间。在机器人的运动机构中，少自由度运动机构占着很大的比重。用于,教学,自由度,转动,滚动,机构,总体,整体,设计,毕业设计,全套,图纸水洞两自由度转动机构设计专业机械设计制造及其自动化学生指导教师完成日期年月日扬州大学广陵学院学院摘要水洞像风洞样，是流体力学基本研究的主要工具。在水洞中可以研究如流动与实验物体之间的作用力，边界层现象,湍流，特别是气浊水弹性现象和自由液面现象。本文水洞实验运动平台的实验要求，对试验装置的俯仰和偏转的两自由度运动机构进行设计和分析。本文对水洞试验的国内外发展现状和发展意义以及两自由度机构的现状进行了阐述，在此基础上进行两自由度运动机构的结构设计介绍软件和对所设计的两自由度运动机构装置进行的三维造型过程对所设计的运动机构的主要节点进行的强度校核和力学性能的分析在校核的基础上选择了合适的电机最后对本课题做个总结和展望。关键词串联，两自由度，水洞，三维造摘要目录第章绪论.课题背景及意义研究现状.本课题研究内容第二章两少自由度运动机构的基础理论基础.两少自由度运动机构的基础理论.两少自由度运动机构的发展趋势第三章两自由度运动机构的结构方案设计和分析.两自由度水洞运动机构的机构原理.两自由度水洞试验设计方案对比.强度校第四章两自由度运动机构的三维造型及结构分析.三维造型软件简介启动和界面简介快捷键和快捷菜单模块简介.自由度运动机构的三维造型过程用对各零部件进行造型用各零部件进行装配第五章电机的选择.电机的简述.电机的选择.本章小结总结参考文献致谢第章绪论.课题背景及意义在实验流体力学领域内，风洞测试和水洞测试是实验的两种主要形式。水洞是种水动力学实验和研究设备，其中有导引良好的，可控制的水流。在水洞中实验物体是静止的或是转动的，例如船舶螺旋桨，水是流动的。就水洞的布置与运转而言，它与亚声速风洞类似，只是实验介质不同。典型的重力式水洞如图所示图非循环重力式水洞示意图对于水洞的应用来讲，其研究的现象与亚声速风洞的研究现象类似，比如流动与实验物体之间的作用力，边界层现象和湍流。此外，水洞还可以用来研究水动力学中特有的现象，特别是空化，水弹性现象和自由液面现象。空化空化是由于在流动的动力作用下局部压力降低而引起的水的蒸发．所以它依赖于试验水流中的绝对压力．这个现象使在定条件下可达到的流动速度不得超过定的限度，因此在实际上很重要利用水洞能够改变试验段的绝对压力而不改变其他的流动特性的特点，在水洞中用光学方法和声学方法观测到了空化现象．它是个白色泡沫状的区域。水弹性试验物体的弹性特性和水流之间的相互作用叫做水弹性．它与气动弹性类似，但支配水弹性的流动现象与支配气动弹性的流动现象不同，因为两者的流动介质在密度上有很大的差别．水弹性是水洞研究中最重要的问题之．自由液面现象自由液面水洞能够研究自由液面现象。综上所述，无论是商业上的应用还是军事上的应用,水洞的建立对于水力学的研究具有很高的价值。研究现状实验水洞的前驱可以追溯到年帕森斯建造的第个空化实验水洞,其又在于英国沃尔森德建造了座大型水洞，其用途为研究空化状态下的螺旋桨实验。在欧洲，直至第二次世界大战这段期间还曾建造了其他几个研究螺旋桨的水洞。当时在帕森斯水洞基础上已有不少改善和改进，但新水洞的基本原理还是相同的。年投入运行的荷兰船舶模型池的直径.厘米英寸大型水洞即为例。在同时期，对空化现象的普遍关心，促使开展文透里计与其他受约束的管道实验，设置转为单个水翼剖面实验的循环系统，以及为水泵和水轮机研究用的变压循环系统。这些研究工作的进展大部分在欧洲。在美国，年加州理工学院水力机械实验室为研究水泵建制了水流循环系统。这些循环系统所具有的特性和测试设备均体现在以后的水洞中。第二次世界大战期间，战时问题的迫切需要，加速发展了可供各种物体和部件进行实验的通用水洞。在美国，第个这种水洞是柯乃普等人和戴利介绍的加州理工学院年建置并在年重建改善的高速水洞。这装置是现代化设备的前驱，它具有专门控制设备和比以前更高精度，更多样化的量测附属设备。它对以后的水洞具有广泛的影响。其基本特性包括下列各部分.工作段，可以安装模型并进行观察.水流循环系统，基本上包括水泵和管路，用以保持水流通过工作段.空气重溶系统，当工作段发生空化时重溶可能从水中释放出来的任何掺入的气泡.含气量控制系统，使水流重溶解空气量保持为任何需要的常量.控制系统，用以调节工作段的压力，流速和温度，并使之保持在任组规定数值.天秤，用它可将模型放置在不同位置，并可量测作用在模型上的动水作用力。此水洞的基本特色，均已体现在些最重要的现代化水洞中。