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摘要:本次設(shè)計(jì)的課題是生物摩擦試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)。關(guān)節(jié)摩擦是生物摩擦中的一個(gè)大方向，而摩擦試驗(yàn)機(jī)是專門用于研究骨質(zhì)疾病問題所必需的試驗(yàn)設(shè)備，它的出現(xiàn)開啟了發(fā)展該方面醫(yī)療研究的宏偉大門。以液壓系統(tǒng)為動(dòng)力帶動(dòng)人造假體關(guān)節(jié)在試驗(yàn)機(jī)上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，模擬人體關(guān)節(jié)部分的運(yùn)動(dòng)來測算出醫(yī)學(xué)所用數(shù)據(jù)，以便改善因關(guān)節(jié)疾病所帶來的痛苦。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)要求能模擬出人體行走、跑跳等生理活動(dòng)過程中，髖關(guān)節(jié)中的股骨頭與髖臼之間的相對運(yùn)動(dòng)符合正常生理環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)。本次需要設(shè)計(jì)的試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)條件，我們選定最大的試驗(yàn)所用負(fù)載為10kN,而最小的負(fù)載只要不低于0.25kN即可。在本次設(shè)計(jì)過程中，將對兩種不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行選擇比較。盡管不會詳細(xì)的列出這三種方案的詳細(xì)過程，但會綜合它們的優(yōu)缺點(diǎn)從中擇取適合本次設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案，而設(shè)計(jì)本身就以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、有效、方便為宗旨，以求能夠更好更快的完成本次課題。在設(shè)計(jì)過程中，要逐一地選取必要的軸與擺軸來構(gòu)成自己設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于試件需要在不同的載荷下進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)，所以還需要對其支撐件軸和擺軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。該試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)部分由上下兩部分構(gòu)成。上半部分由液壓缸推動(dòng)活塞向下擠壓，從而帶動(dòng)裝于上部的試件關(guān)節(jié)頭壓向臼杯試件；而下半部分由軸聯(lián)結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)臼座繞中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。最后再把試驗(yàn)機(jī)的詳細(xì)情況畫在圖紙上。 關(guān)鍵詞 摩擦試驗(yàn)機(jī)；關(guān)節(jié)摩擦；模擬試驗(yàn)；強(qiáng)度校核
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 緒論-1 1.2 模擬人體關(guān)節(jié)的發(fā)展史-2 1.3 試驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)實(shí)意義-2 2 方案-3 2.1 髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析-3 2.1.1 生物結(jié)構(gòu)-3 2.1.2 髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特性分析-5 2.1.3 人工髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)-6 2.2 方案的提出-7 2.2.1方案一：-7 2.2.2方案二-8 2.3 方案的選擇：-9 2.4 設(shè)計(jì)方案-9 2.5 機(jī)械傳動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)特性分析-11 2.6 磨損量的測定及磨損率的計(jì)算-13 2.6.1磨損量的測定-13 2.6.2 臨床磨損率的計(jì)算-14 2.6.3磨損因數(shù)的計(jì)算-15 2.7溫控裝置的工作原理-16 3 設(shè)計(jì)計(jì)算過程-17 3.1 初選電機(jī)功率-17 3.2主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)-17 3.2.1選擇軸的材料-17 3.2.2初步確定軸的最小直徑-17 3.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-17 3.2.4軸上零件的定位-18 3.2.5軸上倒角的確定-19 3.3 初選擺軸的大小-19 3.3.1擺軸的材料選定-19 3.3.2擺軸最小直徑的初次確定-19 3.4液壓缸的選擇-20 3.5 裝配圖及主要零件圖設(shè)計(jì)-20 3.5.1 裝配圖草圖-20 3.5.2零件圖-21 4 零件校核-23 4.1求軸上載荷-23 4.2校核軸的強(qiáng)度-23 4.2.1畫受力簡圖-23 4.2.2求作用在軸上的支反力-23 4.2.3校核軸的強(qiáng)度-24 4.3主動(dòng)軸上軸承的校核-25 4.4擺軸的校核-26 4.5擺軸上軸承校核-27 結(jié)論-29 致謝-30 參考文獻(xiàn)-31 |
