一种停车场用电动栏杆设计【含cad图纸优秀毕业课程设计论文】 30页

购买设计文档后加Q--1459919609免费领取图纸本科生毕业论文（设计）一种停车场用电动栏杆的设计学院：专业：班级：学生姓名：指导老师：完成日期：购买设计文档后加Q--1459919609免费领取图纸 商丘工学院本科生毕业论文（设计）摘要机械工业是一个国家的重要产业，机械工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开机械工业的发展。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对一种停车场用电动栏杆进行改良和优化是当务之急。生产一种停车场用电动栏杆的企业，必须充分考虑到在一种停车场用电动栏杆运行中可能出现的问题，尽量使一种停车场用电动栏杆的自动化程度越高越好，从而减少人工时间，国内一种停车场用电动栏杆的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。目前，国内一种停车场用电动栏杆的研发也在向朝着运行高速化、功能复合化、控制智能化的方向发展，廉价，简单，方便成了一种停车场用电动栏杆发展的主题。本次设计在题目是一种停车场用电动栏杆的设计，通过初期的制定该电动栏杆的方案，然后进行细化，对标准件例如电动缸、轴承进行选型计算，然后对该电动栏杆里面的关键零部件例如机架和轴等进行校核计算分析，通过这一系列的论证，从而来证明该电动栏杆的可行性和可借鉴性。关键词：一种停车场用电动栏杆，方案，校核，分析I 商丘工学院本科生毕业论文（设计）AbstractMachineryindustryisanimportantindustryofacountry,thedevelopmentofthemachineryindustryhasbeenaffectingthedevelopmentofthenationaleconomy,human"sprogresscannotbeseparatedfromthedevelopmentofthemechanicalindustry.Intheglobaleconomicdevelopmentenvironment,China"svariousindustriesareaffectedbytheadvancedtechnologyofothercountriesatthesametime,moreandmoreforeignenterprisesandbrandspreadtoChinahasbecomeareality.Inthepromotionofthenewmarketdemand,theproductionlineofthecarferryforimprovementandoptimizationisapressingmatterofthemoment.Productionlineferrycarenterprisesmustgivefullconsiderationtotheproblemsthatmayariseintheproductionlineferrycarrunning,trytomaketheautomationofproductionlinecarferry,thehigherthebetter,soastoreducethetimeofmanualhandlingproducts,domesticproductionlineferrycarresearchandmanufacturingtoandcallforaglobal,economic,safeandstablethemeconsistent.Atpresent,theresearchanddevelopmentofdomesticproductionlineferrycaralsototowardhigh-speedoperation,multiplefunctions,controlthedirectionofthedevelopmentofintelligent,cheap,simpleandconvenienttothethemeoftheproductionlineferrycardevelopment.本次设计在题目是生产线摆渡小车的设计，通过初期的制定该摆渡小车的方案，然后进行细化，对标准件例如电机、轴承进行选型计算，然后对该摆渡小车里面的关键零部件例如车架和轴等进行校核计算并进行有限元分析，通过这一系列的论证，从而来证明该生产线摆动小车的可行性和可借鉴性。Thisdesigntopicisferrycarproductionlinedesign,throughtheearlyestablishmentoftheferrycarschemeandrefinement,ofstandardpartssuchasbearingmotorsandmadetheselectionandcalculation,thenontheferrycarkeypartssuchastheframeandtheaxleandcheckingcalculationandfiniteelementanalysis,throughthisaseriesofprooftoprovethefeasibilityofthisproductionline,theswingcarandreference.关键词：生产线摆渡小车；方案；校核；有限元分析Keywords:productionlineferrycar;scheme;check;finiteelementanalysisII 商丘工学院本科生毕业论文（设计）目录摘要IAbstractII1绪论11.1研究的目的和意义11.2国内外研究现状21.3主要内容21.4单片机控制系统简介31.5单片机的组成和特点42一种停车场用电动栏杆总体结构的设计52.1停车场用的电动栏杆的总体方案图52.2停车场用电动栏杆的工作原理82.3机械传动部分的设计计算112.3.1电机的设计计算132.3.2键的选择152.3.3螺栓的计算162.3.4转轴的设计172.3.5曲柄摇杆机构的设计183零部件强度的校核183.1轴承强度的校核183.1.1滚动轴承的选择193.1.2寿命校核194设计总结205停车场用电动栏杆控制电路的设计225.1系统电路的设计235.2传感器的设计26结论28致谢29参考文献30IV 商丘工学院本科生毕业论文（设计）1绪论1.1研究的目的和意义工业的发展带来了一场新的革命，继西方资本主义国家生产研发出第一款停车场用电动栏杆之后，德国的施耐辞公司也看到了电动栏杆的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制电动栏杆，并且与二十世纪中期投入到了世界各国等市场。当前，全世界各大电动栏杆生产厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行电动栏杆的研发工作。现在国外等著名电动栏杆的品牌中，都有电动栏杆的销售，全世界电动栏杆的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，电动栏杆的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此电动栏杆是当今生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的电动栏杆销售市场，电动栏杆生产工业是西方资本主义国家的机械工业之一。机械研究领域的发展与时俱进，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。电动栏杆自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在农业方面，但传统的电动栏杆由于传动精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用人工升降的方式，这种人工升降的方式劳动效率低下，所以此次设计的电动栏杆，在传统的电动栏杆的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的电动栏杆所不能克服的问题，对后续的电动栏杆的设计制造有一定的参考意义和价值。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）1.2国内外研究现状国外的电动栏杆技术始于六十年代，到七十年代已经发展成熟，八十年代中期，大部分电动栏杆都可以实现栏杆的自动升降，泰国金衫公司的卧式电动栏杆，升降高度可调。八十年代中期后的一、两年，电动栏杆的研发技术发展到了鼎盛时期，从而诞生了世界上一些著名的电动栏杆厂家，1987年，日本最大的电动栏杆加工公司把电动栏杆投放市场，获得成功。美洲的BDJE公司也将新开发的电动栏杆投入亚洲市场取得了巨大的成功。电动栏杆自1795年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被世界各国的电动栏杆加工行业广泛采用。特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的应用，使电动栏杆的发展步入了一个新纪元。随着时代的发展，电动栏杆在国外将会得到越来越广泛的应用和发展。目前国内外常见的电动栏杆有以下几种，下图1-1、1-2即为电动栏杆的图片：2-1电动栏杆26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）2-2电动栏杆1.3主要内容本次设计的电动栏杆适用于公路用，主要内容包括电动栏杆的整机设计和主要零部件的设计以及控制电路的设计。该产品为左侧型，适合使用温度为A级，横杆长度为5m，栏杆生气时间为6s，无故障起落次数不小于500000次，能手动升起栏杆。1.4单片机控制系统简介STC89C51是一种使用兼容8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，其可以工作的时钟频率在几MHz到几十MHz内，其内部的FLASH存储器是专用的程序存储器，大小根据不同的系列是有所不同的，器件完全兼容标准的MCS-51指令系统及C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，在使用专用的单片机程序下载程序通过TTL电平方式就可以将程序下载到单片机中，8051单片机的时钟周期有12T和6T现在新型的还有1T的。但是时钟周期并不影响单片机的算术和逻辑兼容性。只是处理器的单周期时间不一样而已。STC89C51单片机的实物如下图1-3所示：26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）图1-3STC89C51的DIP40封装实物图1.5单片机的组成和特点目前主流单片机主要由以下几个部分组成：运算器运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic&LogicalUnit，简称ALU）、算术累加器和结果寄存器等组成。算术逻辑单元ALU的作用是将传入算术逻辑单元的数据根据需求进行数据的运算,这个运算可以是常见的加减乘除算术操作，也可以是单片机里面所有的移位和循环操作，也可以是数据的比较例如大小比较。相等比较等。这个运算器和我们常规理解的运算器不是一个概念。运算器有两个功能：(1)执行各种算术运算。(2)执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。单片机当中运算器的全部操作都是由单片机的控制器CPU发出的控制信号来进行指挥的。控制信号可以是运算控制，也可以是判决控制。控制器控制器包括了：指令寄存器、程序计数器、指令译码器、操作控制器和时序发生器等部分，控制器是单片机当中发布命令的机构，负责整个单片机系统的所有操作控制，不管是运算还是决策，都是由控制进行的。其主要功能有：(1)从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。(2)对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。(3)指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）单片机当中有三种总线：控制总线，数据总线和地址总线。这三个总线通过内部特有的线路和微处理器相互连接起来，其中，微处理器可以通过三个总线和外部接口相互连接起来，还可以实现微处理对各个算术器和存储器的信息交流。主要寄存器（1）累加器A单片机当中的累加器是一个高频使用的寄存器，其主要是负责临时的数据存储，包括运算前的存储和运算完成之后的结果都可以保存在这个寄存器当中。（2）数据寄存器DR数据寄存器器，从名字上就可以知道，此寄存器主要是数据暂时存储的寄存器，但是数据寄存器不但有数据的缓存功能，还可以是指令的暂时存储，在翻译出来的指令在送往处理的时候，可以放在这个寄存器中进行暂时存储。（3）指令寄存器IR和指令译码器ID指令包括操作码和操作数。单片机要执行程序给定的指令。就必须要知道这条指令对应的操作码，所以单片机中有了指令译码器和指令操作寄存器。其中指令翻译由指令译码器进行，在翻译完成之后就将数据交给指令寄存器进行存储，然后通过数据控制总线将操作指令送到相应的执行机构当中。这个操作是一条一条进行的。（4）程序计数器PC单片机运行的程序需要使用一个单独的计数器进行存储，这样才可以保证单片机的运行有序的进行。在单片机复位的时候就将这个存储器复位从0开始，逐步进行加一。在每一个指令操作结束之后，这个计数器就自动加1，然后到指令存储器中去取对应的下一步操作就可以了，所以程序计数器保证了单片机的有序运行。（5）地址寄存器AR地址再单片机中是很重要的一个概念，不但是每个存储器有地址，每个数据有地址，甚至每个外部接口都是有对应的地址的，在我们使用汇编进行程序设计的时候，我们就需要查手册了解每个有效资源的地址，所以在我们进行操作的时候，地址寄存器是很有必要的。通过这个寄存器就可以将需要的地址数据发送到对应的存储器中。STC89C51是一种使用兼容8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，其可以工作的时钟频率在几MHz到几十MHz内，其内部的FLASH存储器是专用的程序存储器，大小根据不同的系列是有所不同的，器件完全兼容标准的MCS-51指令系统及C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元26 商丘工学院本科生毕业论文（设计），具有在系统可编程（ISP）特性，在使用专用的单片机程序下载程序通过TTL电平方式就可以将程序下载到单片机中，8051单片机的时钟周期有12T和6T现在新型的还有1T的。但是时钟周期并不影响单片机的算术和逻辑兼容性。只是处理器的单周期时间不一样而已。1、STC89C51单片机特点(1)增强型1T流水线/精简指令集结构8051CPU(2)（5V单片机）/2.0V-3.8V（3V单片机(3)，相当于普通8051的0～420MHz.实际工作频率可达48MHz.(4)用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/4K/2K字节(5)片上集成512字节RAM(6)通用I/O口（27/23个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）单片机的通用IO口有成四种模式可以选择分别为：弱上拉，强上拉，高阻，开漏这些标准输入输出口状态。每个通用I/O口驱动能力在单独使用的时候都可达到20mA，但是对于51系列单片机来说整个芯片的最大输入输出电流不应该超过55mA(7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片(8)EEPROM 功能(9)看门狗(10)内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省外部复位电路）(11)时钟源：普通的8051单片机的外部时钟源可以是使用外部晶振，也可以是外部的时钟芯片提供（也可以是信号发生器提供），在外部时钟信号通过单片的XTAL1引脚送入单片机之后，单片机内部的反向放大器可以对信号进行放大整定。从而提供给单片的内部时钟需求使用。(12)有2个16位定时器/计数器(13)外部中断2路,下降沿中断或低电平触发中断,PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒(14)PWM(4路）/PCA（可编程计数器阵列），也可用来再实现4个定时器或4个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可支持)(15)STC89Cc516AD具有ADC功能。10位精度ADC，共8路26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）(16)通用异步串行口(UART)(17)SPI同步通信口，主模式/从模式(18)工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃(19)封装：PDIP-28，SOP-28，PDIP-20，SOP-20，PLCC-32,TSSOP-20(超小封装，定货)STC89C51单片机的REST引脚为高电平复位使能端，在复位功能的设计中，我们主要考虑两个点：第一，在单片机上电的时候，单片机应该是可以自己复位的这样程序才会从地址0点开始进行运行，第二，在单片机的运行过程中，我们应该是可以通过手动的方式对单片机进行复位，因为单片机可能会在运行的过程中因为电源的不稳定或者是其他一些原因而出现错误，导致单片机无法在正常的状态下工作了。因此我们设计了两种方式对单片机进行复位操作，复位电路的设计如图5-1所示，其中S1是手动复位按键。上电复位的原理是：在系统上电的瞬间，电容因为不能电压突变。所以电容的两端就相当于短路状态，这个时候RST引脚就为高电平，单片机处于一直在复位的状态。经过一段时间的电源对电容C3充电后，RST引脚的电压慢慢下降，电平开是变为低电平，这个时候单片机就开始正常的工作；按键复位的原理是：当S2被人手动按下之后，电容C3因为电压不能突变，所以会迅速的放电,这就会使RST引脚电平变为高电平，从而实现复位的目的。当S1松开之后，电源通过接地的10KΩ的电阻R2对电容放电放电，REST引脚的电平重新回到低电平，复位过程结束，单片机又开始正常的工作状态。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）2一种停车场用电动栏杆总体结构的设计2.1停车场用电动栏杆的总体方案图一种停车场用电动栏杆主要应用于高速公路收费处，当车辆进入安检站的时候，安检人员通过按钮控制电动栏杆落下来从而来挡住车辆进行缴费。通常传统的栏杆都是要靠人工来使它提升，而本次设计的电动栏杆即可以通过人工提升也可以通过电动提升，该停车场用电动栏杆主要由机架、栏杆，电机，曲柄摇杆机构组成，其总体方案图如下图2-1所示：2-1一种停车场用电动栏杆总体方案图2.2停车场用电动栏杆的工作原理该停车场用电动栏杆主要是靠电动缸驱动飞轮盘转动，从而通过曲柄摇杆机构带动电动栏杆升降，在断电的情况下，可以通过人工摇动手轮，从而来控制电动栏杆的升降。本次设计的电动栏杆重量较轻，安检人员可以很轻松地讲电动栏杆进行升降。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）2.3机械部分的设计计算2.3.1电机的选型计算已知机架以及电动栏杆，轴承以及其他零部件的总重量60KG,栏杆升起时间为6s。即：；g=9.8n/kg,在这里我们选取g=10n/kg；具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）S为安全系数，这里取1.0。根据以上得出数据，我们选用电机型号为92BL-4020L1，此电机厂家为机电产品。根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为92BL-4020L1，电机额定功率为1.5KW，额定转矩为13.85N.m，最大转矩为16.01N.m，额定转速为3000r/min。2.3.2键的选择键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的b×h根据径来确定。轴和带轮的联结，d=70mm,参考资料2P5-194表5-3-18(GB/T1095-1979)选用B20×12，B18×11和B12×8的普通A型平键，键长分别为90㎜，70㎜，30㎜。2.3.3螺栓的计算螺栓的强度在机械联接中至关重要，特别是在重要的场合，其强度校核和计算尤其重要。其受力简图如上图所示，图中以合力代替均匀分布的作用力假设应力在剪切面内是均匀分布的，若为剪切面面积，则应力为： 与剪切面相切，故为剪应力。2、挤压实用计算在工程上也使用相似剪切的计算方法，假设挤压应力是均匀分布的，则 26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）挤压面面积为挤压面的正投影面积。对于平键接触面面积就是挤压面面积；对于螺栓挤压面面积就是直径平面面积，其值为。 3、强度条件 剪切和挤压的强度条件如下： 剪切强度条件：≤挤压强度条件：≤式中塑性材料： 脆性材料：26 商丘工学院本科生毕业论文（设计） 先按剪切强度设计： ≤? ≤d≥再用挤压强度条件设计，挤压力为，所以 ≤??≤d≥最后得到螺栓的抗大强度和抗剪强度是合适的。2.3.4转轴的设计估算轴径，选材料为45钢，=650MPa，=360MPa。取C=112，则轴的最小直径≥mm26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）该轴特点是：上端连接旋转台，下端敲入轴承，中间是齿轮传动。所以用两个轴承来支撑。同上，该轴无须进行强度计算，只须齿轮部分满足传动要求，而此项计算已在设计齿轮传动时校核过。轴的强度计算一般可分为三种：1）按扭转强度或刚度计算；2）按弯扭合成强度计算；3）精确强度校核计算。当轴的支撑位置和轴所受的载荷大小、方向、作用点及载荷种类均已确定，支撑反力及弯矩可求得时，可按照弯曲或者弯扭合成强度进行轴的强度计算。作用在轴上的载荷一般按集中载荷考虑，如本设计中的带传动对轴的力，其作用点取在轮缘宽度的中点。计算时，通常把轴当作置于铰链支座上的双支点梁，一般轴的支点近似取为轴承宽度中点。由于本设计所用轴主要是受弯曲强度，很少的扭转强度，是根据扭转强度设计，应校核轴的弯曲强度，首先分析轴的受力，左端受的是圆锥筛的重力，右端是带轮对轴的力，中间是轴承座的两个支撑力。左端的作用力包括筛自身的重力、物料的重力、物料旋转产生的离心力。所以考虑圆锥筛对轴产生作用力时，仅是一个经验数据。在这里，假设圆锥筛为实心，对轴的作用力取其重力的。筛的材料为不锈钢，密度是=7.38㎏/,锥筛大端直径为D=，小端直径是d=360，H=1140，h=510，所以锥筛的体积即0.2;所以,筛的重力约为故取G==3846.5N。轴径是按扭转强度初步设计的，所以要校核轴的弯曲强度，轴的强度校核也就是找出危险截面，看危险截面是否满足轴径条件，如果危险截面满足，那么别的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素，及轴材料的疲劳极限，计算危险截面的情况是否满足条件。我所校核的轴是根据许用弯曲应力校核的，即由弯矩产生的弯曲应力不超过许用弯曲应力26 商丘工学院本科生毕业论文（设计），一般计算顺序是先画出轴的空间受力图，将轴上作用力分解为水平面受力图和垂直面受力图，并求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。然后作出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩图，作出合成弯矩图和转矩图应用公式绘出当量弯矩图，式中是根据转矩性质而定的应力校正系数。对于不变的转矩，取；对于脉动的转矩，取；对于对称循环的转矩取。是材料在对称循环应力状态下的许用弯曲应力；是材料在静应力状态下的许用弯曲应力；是材料在脉动循环应力状态下的许用弯曲应力；在锥筛的设计过程中，轴的材料为45#钢，其基本参数为，，，；应满足下列条件：或W为轴的抗弯截面系数；轴的受力，轴左端是锥筛对轴的力也就是锥筛的重力，右端是带轮对轴的压力。具体受力情况如下图：26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）由材料力学的相关知识可得：解得：由得：可得轴的弯矩图则如下：轴所受的转矩如下：转矩图如下：26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）=；所以，=所以当量弯矩图为：可知轴承的危险截面在左边轴承支撑处，根据轴的校核条件可以算出：；即：26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）所以：根据校核，截面强度足够，其它截面也是足够安全的。2.3.5曲柄摇杆机构的设计1）基础理论知识在实际工程中，提出了各种各样的机构运动性能的要求，并能满足这些要求取决于机构本身。以下对曲柄摇杆机构的特性进行了讨论和分析。我们都知道，曲柄存在的条件是：1）为短杆架杆或框架；2）短杆、长杆的长度小于或等于其他两杆长度。如果四杆机构的最短和最长的杆的长度和较大的其他两个杆比，长度一样的话，则曲柄存在的条件成立，否则则不成立。基于上述原理，短杆与长杆比短，并且比曲柄的回转半径相当，则存在曲柄摇杆机构。2）急回运动特性和行程运动速比K的关系当曲柄匀速转动时，摇杆作变速摆动，而且往复摆动的V均速度是不同的。若将V均速度小的行程作为工作行程（正行程），将V均速度大的行程作为非工作行程（反行程），那么，我们把曲柄摇杆机构这种正、反行程V均速度不等的特性称为急回特性。急回特性常用行程速比系数K（摇杆反、正行程V均速度之比）来度量。如图所示，曲柄顺时针匀速转动，摇杆左右摆动（顺时针为正行程，逆时针为反行程）。我们把摇杆处于两极限位置时连杆对应位置所夹的锐角称为极位夹角，用表示。根据行程速比系数的定义有：①存在急回特性的条件是不等于零。②因为是锐角，即小于等于90°，故理论上K可以最大为3。但由于最小传动角的限制，实用中K小于等于1.4。对一些有急回特性要求的机械，常根据K值按式(2-2)算出26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）角，再确定各杆尺寸。3）压力角和传动角用力和力作用点运动线速度方向之间所夹的锐角称为压力角，常用表示；压力角的余角称为传动角，常用表示。曲柄摇杆机构的传动角随曲柄的转动而变。传动角越大则机械效率越高，动力传动中一般要求传动角最小值有必要检验应大于40°。因此设计曲柄摇杆机构时值。那么，最小传动角在什么位置出现呢？分析如下：可以证明：若机架上A、D两点位于C"、C"连线的同一侧，则当=0°时，最小，有机架上A、D两点位于C"、C"连线的两侧，则=180°时的最大(钝角)，有=180。不难看出，对于曲柄主动的曲柄摇杆机构，最小传动角就是连杆和摇杆所夹的最小锐角。3零部件强度的校核3.1轴承强度的校核3.1.1滚动轴承的选择滚动轴承为双列圆锥滚子轴承6204，由文献[2]表得KN，KN，，。3.1.2寿命验算26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）轴承所受支反力合力N（4.1）对于双列圆锥滚子轴承，派生轴向力互相抵消。，N由文献[2]表得，，N（4.2）按轴承B的受力大小验算h（4.3）h=年由于此种停车场用电动栏杆的运转平稳，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命。经审核后，此轴承合格。4设计总结通过本次设计,让我学习到了许多知识，特别是对传动机构的应用方面，是我收获最大的地方。本次的设计的传动机构包含了电动缸驱动钢丝绳轮这一最典型的机构，通过查找与它相关的设计资料，到计算带动栏杆升降所需要在输出扭矩从而对该机构进行设计，包括传动轴的校核，例如强度校核部分的设计，都花费了我好多精力。同时，也让我学到了好多知识。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）在相关的实际问题的讨论中，我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无疑问，它们对我以后的工作，学习，生活都会起到深远而长久的良好影响。也能为人生打下一个夯实地基础！在具体的研究设计过程中，同学们也在平日的学习与生活中提供了无私与周到的帮助，充分用他们的工作热情感染着我，鼓励着我，让我少走了很多弯路，再次一并致谢！另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。最后，感谢学校各位领导与老师给了我在滨海学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。知识是无止境的，无价的，我愿在求真的道路上下而求索！5停车场用电动栏杆控制电路的设计5.1系统电路的设计26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）本次设计中所使用的STC89C51单片机的电压要求为：直流5V电压。液晶显示屏LCD1620的要求电压和DS18B20传感器都要求5.0V到5.5V直流输入，所以我们为了使得设计取向简单和可靠，我们都是用5V直流电源进行供电，在前端的电压供应中我们使用USB和充电宝或者任何可以提供USB接口的地方相连接。为了系统电源的稳定，在电压接入之后，我们还要采用专用的开光型电源稳压芯片LM7805.这个芯片的稳压为5V直流输出，满足我的需求。同时我们还要采用电容对本机系统和外部系统的电压进行隔离，所以使用了C1和C2两个电容。一个是稳压隔离，一个是滤波隔离。其中电源开关处使用的是带开关功能的USB接口，这可以让我们轻松的控制电压的接入和断开。具体的设计电路如下图所示：图5-4系统的电源电路5.2传感器的设计（1）先将数据线置高电平“1”。（2）延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）（3）数据线拉到低电平“0”。（4）延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。（5）数据线拉到高电平“1”。（6）延时等待（如果初始化成功则在15到60微秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）（7）若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。（8）将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。其时序如图4-1所示：图4-1初始化时序图写操作（1）数据线先置低电平“0”。（2）延时确定的时间为15微秒。（3）按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。（4）延时时间为45微秒。（5）将数据线拉到高电平。（6）重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。（7）最后将数据线拉高。其时序如图4-2所示：图4-2写数据时序图26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）读操作（1）将数据线拉高“1”。（2）延时2微秒。（3）将数据线拉低“0”。（4）延时3微秒。（5）将数据线拉高“1”。（6）延时5微秒。（7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。（8）延时60微秒。其时序如图4-3所示：图4-3读数据时序图26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）结论直到今天，我的毕业设计总算完成了，心里充满感概和辛酸。这几个月以来，我一直不断地查询与设计相关的各种资料和文献，通过仔细分析和研究，我的论文总算完成了，再这里感到百感交集，今天，我的论文总算接近尾声了，心里充满了辛酸和苦辣，觉得自己大学四年所学的知识还远远不够，有的必要的需要掌握的知识也没有掌握好，只有希望以后自己更加努力工作，在工作中成长，在工作中学习，这样自己才会不断地进步，不断地提高自己，从而来实现自己的人身价值，让自己成为一个对社会，对人们有用的人。通过这次毕业设计，让我懂得了许多知识，感谢大家。感谢学校各位领导与老师给了我在滨海学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。知识是无止境的，无价的，我愿在求真的道路上下而求索！26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）致谢四年的大学生活就要结束了，在大学的四年将会是我这一生的财富。从大一的懵懵懂懂。到毕业时的依依不舍。这四年我成长了，这四年是我人生的转折点，今天借毕业论文之便，我想表达我对学校，对帮助过我的人表示诚挚的感谢。首先需要感谢就是我的母校和我的学院，是你提供给我学习的机会。然后是要感谢我的毕业设计指导老师，是你的不辞辛劳的指导，我才能顺利的完成本次毕业设计的全部工作。在毕业设计的中间我给你带来的不便，在此还希望你能够海涵。然后是要感谢我的同学和学长们，正是你们的陪伴和帮助我走过了这几年，在学习上的问题，很多都是同学给我解决的。没有你们，我就不能成长到今天这么好。同时还要感谢我父母的养育之恩，是你们辛勤的工作给我换了了学习的机会。最后我还要感谢自己。感谢自己的坚持和努力。以后的生活将会是自己成长的另外一个阶段了。今天完成这个毕业设计，我将会和我的母校说再见，但是在将来的学习和工作中，我一定拿出我们浙万人的气质来。不给母校丢脸，在工作学习中勇为人先。几年的大学生活：苦乐参半、一生留恋。26 商丘工学院本科生毕业论文（设计）参考文献[1]李利编著.电动栏杆技术及其应用.北京：电子工业出版社，2000。[2]黄新著，邵远编著.电动栏杆的原理及应用.北京：高等教育出版社，1996。[3]谭勇著.实用技术速查手册.北京：化学工业出版社，2006.12。[4]李宝仁著.气动技术—低成本综合自动化.北京：机械工业出版社，1999.9。[5]宋学义著.电动栏杆速查手册.北京：机械工业出版社，1995.3。[6]陈奎生著.气与气压传动.武汉：武汉理工大学出版社，2008.5。[7]Smatre（中国）有限公司.电动栏杆实用技术.北京：机械工业出版社，2003.10[8]徐文灿著.电动栏杆系统设计.北京：机械工业出版社，1995。[9]曾孔庚.电动栏杆的发展趋势.机器人技术与应用论坛。[10]高微,杨中平,赵荣飞等.电动栏杆结构优化设计.机械设计与制造2006.1。[11]孙兵,赵斌,施永辉.电动栏杆的研制.中国期刊全文数据库。[12]马光,申桂英.工业机器人的现状及发展趋势.中国期刊全文数据库2002年。[13]李如松.电动栏杆的应用现状与展望.中国期刊全文数据库1994年第4期。[14]李明.单臂回转式移动电动栏杆设计.制造技术与机床2005年第7期。[15]李杜莉，武洪恩，刘志海.电动栏杆的运动学分析.煤矿机械2007年2月[16]成大先主编.机械设计手册（第三版）.北京：化学工业出版社，1994。[11]崔安娜.电动栏杆控制系统及其PLC控制设计[J].应用科学，2008：114－116[17]樊明，魏泽鼎，韩提文.电动栏杆的设计[J].机械，2008，35（2）：56－57[18]龚青山，常治斌，任爱华，等.立式轴承压装机上料机械手设计[J].湖北工业大学学报，2010，25（4）：86－88[19]何存兴,张铁华主编.液压传动与气压传动[M].华中科技大学出版社，2005.[20]HirohikoArai,KazuoTanie,andSusumuTachi.DynamicControlofaManipulatorwithPassiveJointsinOperationalSpace.26