四轴联动促动器的设计开题报告

洛阳理工学院 毕业设计（论文）开题报告 系（部）：机械工程 学院 2015 年 4 月 22 日 （学生填表） 课题名称 四轴联动促动器 的设计 学生姓名 慕亮亮 专业班级 B110208 课题类型 工程设计 指导教师 杨奎民 职称 课题来源 1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 自 1929 年 LIMITORQUE 公司制造出了世界上第一台电动执行机构以来，国际上电动执行器技术水平发展迅速。 20 世纪 80 年代起，国外相继推出了符合各种现场总线标准的智能 执行器，在工业现场取得了较好的应用效果。由于高新技术的迅猛发展，目前国外己开发出新一代智能化电动执行机构产品，电子计算机技术、微机控制技术己在阀门设计中得到广泛应用。这些智能化电动执行器功能强大、简单可靠、技术先进。国际著名的电动执行器公司英国的 ROTORK(罗托克 )生产的 IQ 系列智能化电动执行器，不但具有智能通信、智能控制、支持多种现场总线的功能，而且其独有的双密封系统和红外线非侵入式设定使它可用在任何环境中，防水防暴，终身可靠，调试及故障排除简单。德国 Hartmann&Braum 公司新一代产品智能电动执 行器 MOE700 实现了智能式电子一体化，变频变速定位，监控等功能。代表着该领域的世界先进水平的公司还有美国的 JORDAN 公司和LIMITORQUE 公司等几家国外著名的公司。 JORDAN 公司的智能电动执行器突出特点是动作频率高，其动作频率是 2000 4000/h，而国内的电动执行器动作频率在 2000/h 以下，一般动作频率达到 1200/h 就是很高的了。 总之，国际上智能电动执行器有以下特点： (1)智能通信，智能控制智能电动执行器利用微机技术和现场通信技术，实现双向通信、 PID 调节、在线自动标定、自校正与自诊断等 多种控制技术要求的功能，有效提高控制水平。 (2)机电一体化新型智能化电动执行机构将伺服放大器与执行机构合为一体，驱动电路应用功能强大的集成模块，结构简单，控制性能好。 (3)控制策略更为先进先进的控制方法有利于解决电机的惯性问题，实现准确定位，提高控制精度。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断 措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。 2. 研究的基本内容，拟解决的主要问题 1)技术领域 :电动执行机构又被称为电动执行器，一般由减速机构、电动机、电气控制装置这三大部件组成。本装置涉及到一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器，属电动执行器技术领域。 2)背景技术 :大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减 5 倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是 主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点： 1.功率重量比大； 2. 定位精度高； 3. 承受侧向力 4.可靠性高； 5. 防水防尘 6. 防电磁辐射； 7.掉电可自锁； 8.能通过现场 总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用四轴联动电动执行器。 新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。 3. 研究步骤、方法及措施 1). 设计准备 了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、设计内容的步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物或模型等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准备好设计需要资料、 绘图工具；拟定设计计划等。 2).电动执行器 的总体设计和零件等的设计 3).电动执行器 装配草图设计 4).完成 电动执行器 装配工作图 绘制 电动执行器 装配图；标注尺寸、配合、零件序号；编写标题栏、零件明细表及技术要求等。 5).绘制零件工作图 绘出零件的必要视图；标注尺寸、公差及表面粗糙度；编写技术要求和标题栏。 6).编写设计说明书 写明整个设计的主要计算和一些技术说明。 方法 : 1、根据课题内容，查看有关书籍，认真了解和掌握 四轴联动 电动执行器 的 传动 特点及能力范围，重点了解 变速箱在 四轴联动 电动执行器 中的地位及变速原理。 2、通过分析论证，结合实践进行总体方案设计。包括确定变速箱体结构形式，制订变速的各传动轴和主动轴的总体布局形式及一些主要零部件的结构参数。 3、根据合理性的要求不断反复的进行修改，以达到最终的设计要求和目的。争取使设计做的全面，正确。 4. 研究工作进度 第 5-6 周 确定题目，下达设计任务书。 第 6-7 周 查找资料，翻译英文，确定设计方案。 第 8-12 周 设计计算，绘出零件图和装配图。 第 13-15 周 整理设计说明书，定稿 ，打印。 第 16 周 答辩 5. 主要参考文献 1） 机械设计课程设计 于惠力等 科学出版社， 2007 2) 机械设计课程设计 杨光等 高等教育出版社 2010 3) 简明机械设计手册 宋宝玉等 哈尔滨工业大学出版社 2008 4) 机械设计手册第 3 卷：机械零部件设计 (轴系、支承与其他 ), 机械工业出版社， 2010 5) 机械设计手册：单行本减速器和变速器 机械设计手册编委会 编 机械工