用于教學(xué)水洞的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【13張CAD圖紙+PDF圖】
用于教學(xué)水洞的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【13張CAD圖紙+PDF圖】,13張CAD圖紙+PDF圖,用于,教學(xué),自由度,轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),13,CAD,圖紙,PDF
水洞兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生：陳森海
指導(dǎo)教師：李鷺揚(yáng)
完成日期：2014年5月30日
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院學(xué)院
摘要
水洞像風(fēng)洞一樣，是流體力學(xué)基本研究的主要工具。在水洞中可以研究如流動(dòng)與實(shí)驗(yàn)物體之間的作用力，邊界層現(xiàn)象,湍流，特別是氣濁水彈性現(xiàn)象和自由液面現(xiàn)象。
本文水洞實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)試驗(yàn)裝置的俯仰和偏轉(zhuǎn)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。
本文對(duì)水洞試驗(yàn)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展意義以及兩自由度機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；介紹SolidWorks軟件和對(duì)所設(shè)計(jì)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置進(jìn)行的三維造型過程；對(duì)所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的強(qiáng)度校核和力學(xué)性能的分析；在校核的基礎(chǔ)上選擇了合適的電機(jī)；最后對(duì)本課題做一個(gè)總結(jié)和展望。
關(guān)鍵詞：串聯(lián)，兩自由度，水洞，三維造型。
Abstract
The water tunnel is the main hydromechanics fundamental researchvehicle as well as the wind tunnel. The action between the flow and theexperiment object, the boundary layer phenomenon and turbulence flowespecially cavitation, hydroelasticity phenomenon and free surface phenomenon can be studied in the water tunnel.
The requirement of?water tunnel experiment?platform?experiment,?design and analysis of?two degree of freedom?motion mechanism?of testing device on thepitch and yaw.
The development present situation and the development?significance and?status of two?degree of freedom mechanism?based on the domestic?water tunnel experiment?and?discussed。further for structure design to the two degrees of freedom motion mechanism; introduction of SolidWorks software and process for the design of two degrees of freedom movement mechanism unit for three-dimensional modeling ; strength check and mechanical properties analysis for the main nodes of movement mechanism, based on that select suitable motor; finally this project makes a summary and prospected.
Key words:Series, Two degree of freedom, wind tunnel, Three-dimensional modeling.
3
摘要目錄
Abstract
第一章 緒論 1
1.1課題背景及意義 1
1.1.1研究現(xiàn)狀 2
1.2本課題研究?jī)?nèi)容 4
第二章 兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 6
2.1兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論 6
2.2兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) 7
第三章 兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和分析 8
3.1兩自由度水洞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)原理 8
3.2兩自由度水洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案對(duì)比 8
3.3強(qiáng)度校核.......................................................................................................10
第四章 兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型及結(jié)構(gòu)分析 13
4.1三維造型軟件SolidWorks簡(jiǎn)介 13
4.1.1啟動(dòng)SolidWorks和界面簡(jiǎn)介 14
4.1.2快捷鍵和快捷菜單 17
4.1.3模塊簡(jiǎn)介 18
4.2自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型過程 19
4.2.1用SolidWorks對(duì)各零部件進(jìn)行造型 19
4.2.2用SolidWorks各零部件進(jìn)行裝配 25
第五章 電機(jī)的選擇 26
5.1電機(jī)的簡(jiǎn)述 26
5.2電機(jī)的選擇 26
5.3本章小結(jié) 27
總結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
5
第一章 緒論
1.1課題背景及意義
在實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，風(fēng)洞測(cè)試和水洞測(cè)試是實(shí)驗(yàn)的兩種主要形式。水洞
是一種水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究設(shè)備，其中有導(dǎo)引良好的，可控制的水流。在水洞中
實(shí)驗(yàn)物體是靜止的（或是轉(zhuǎn)動(dòng)的，例如船舶螺旋槳），水是流動(dòng)的。就水洞的布
置與運(yùn)轉(zhuǎn)而言，它與亞聲速風(fēng)洞類似，只是實(shí)驗(yàn)介質(zhì)不同。典型的重力式水洞如圖所示
圖1-1非循環(huán)重力式水洞示意圖
對(duì)于水洞的應(yīng)用來講，其研究的現(xiàn)象與亞聲速風(fēng)洞的研究現(xiàn)象類似，比如流動(dòng)與實(shí)驗(yàn)物體之間的作用力，邊界層現(xiàn)象和湍流。此外，水洞還可以用來研究水動(dòng)力學(xué)中特有的現(xiàn)象，特別是空化，水彈性現(xiàn)象和自由液面現(xiàn)象。
空化 空化是由于在流動(dòng)的動(dòng)力作用下局部壓力降低而引起的水的蒸發(fā)．所以它依賴于試驗(yàn)水流中的絕對(duì)壓力．這個(gè)現(xiàn)象使在一定條件下可達(dá)到的流動(dòng)速度不得超過一定的限度，因此在實(shí)際上很重要利用水洞能夠改變?cè)囼?yàn)段的絕對(duì)壓力而不改變其他的流動(dòng)特性的特點(diǎn)，在水洞中用光學(xué)方法和聲學(xué)方法觀測(cè)到了空化現(xiàn)象．它是一個(gè)白色泡沫狀的區(qū)域。
水彈性 試驗(yàn)物體的彈性特性和水流之間的相互作用叫做水彈性．它與氣動(dòng)彈性類似，但支配水彈性的流動(dòng)現(xiàn)象與支配氣動(dòng)彈性的流動(dòng)現(xiàn)象不同，因?yàn)閮烧叩牧鲃?dòng)介質(zhì)在密度上有很大的差別．水彈性是水洞研究中最重要的問題之一．自由液面現(xiàn)象 自由液面水洞能夠研究自由液面現(xiàn)象。
綜上所述，無論是商業(yè)上的應(yīng)用還是軍事上的應(yīng)用,水洞的建立對(duì)于水力學(xué)
的研究具有很高的價(jià)值。
1.1.1研究現(xiàn)狀
實(shí)驗(yàn)水洞的前驅(qū)可以追溯到 1895 年帕森斯建造的第一個(gè)空化實(shí)驗(yàn)水洞,其
又在 1910 于英國(guó)沃爾森德（Wallsend）[1]建造了一座大型水洞，其用途為研究
空化狀態(tài)下的螺旋槳實(shí)驗(yàn)。在歐洲，直至第二次世界大戰(zhàn)這一段期間還曾建造了
其他幾個(gè)研究螺旋槳的水洞。當(dāng)時(shí)在帕森斯水洞基礎(chǔ)上已有不少改善和改進(jìn)，但
新水洞的基本原理還是相同的。1938年投入運(yùn)行的荷蘭船舶模型池[2]的直徑91.4厘米（36 英寸）大型水洞即為一例。在同一時(shí)期，對(duì)空化現(xiàn)象的普遍關(guān)心，促使開展文透里計(jì)與其他受約束的管道實(shí)驗(yàn)，設(shè)置轉(zhuǎn)為單個(gè)水翼剖面實(shí)驗(yàn)的循環(huán)系統(tǒng)，以及為水泵和水輪機(jī)研究用的變壓循環(huán)系統(tǒng)。這些研究工作的進(jìn)展大部分在歐洲。在美國(guó)，1934 年加州理工學(xué)院水力機(jī)械實(shí)驗(yàn)室為研究水泵建制了水流循環(huán)系統(tǒng)。這些循環(huán)系統(tǒng)所具有的特性和測(cè)試設(shè)備均體現(xiàn)在以后的水洞中。第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)時(shí)問題的迫切需要，加速發(fā)展了可供各種物體和部件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的通用水洞。在美國(guó)，第一個(gè)這種水洞是柯乃普等人和戴利介紹的加州理工學(xué)院1942 年建置并在 1947 年重建改善的高速水洞。這一裝置是現(xiàn)代化設(shè)備的前驅(qū)，它具有專門控制設(shè)備和比以前更高精度，更多樣化的量測(cè)附屬設(shè)備。它對(duì)以后的水洞具有廣泛的影響。其基本特性包括下列各部分：
1.工作段，可以安裝模型并進(jìn)行觀察；
2.水流循環(huán)系統(tǒng)，基本上包括水泵和管路，用以保持水流通過工作段；
3.空氣重溶系統(tǒng)，當(dāng)工作段發(fā)生空化時(shí)重溶可能從水中釋放出來的任何摻入的氣泡；
4.含氣量控制系統(tǒng)， 使水流重溶解空氣量保持為任何需要的常量；
5.控制系統(tǒng)，用以調(diào)節(jié)工作段的壓力，流速和溫度，并使之保持在任一組規(guī)定數(shù)值；
6.天秤，用它可將模型放置在不同位置，并可量測(cè)作用在模型上的動(dòng)水作用力。
此水洞的基本特色，均已體現(xiàn)在一些最重要的現(xiàn)代化水洞中。
為了避免進(jìn)入擴(kuò)散段的水流過早出現(xiàn)空化現(xiàn)象，促使了另一個(gè)水洞型式，即自由射流水洞，如早期在哥廷根建成的水平射流二維水洞，以及在圣安東尼瀑布實(shí)驗(yàn)室興建的自由射流垂直式的圓斷面水洞。除此之外，還有自由面水洞，它是研究物體稍微潛水或插入自由面的一種設(shè)備。水下導(dǎo)彈，水翼，水柱和某些類型的水工建筑物均為實(shí)例。顧名思義，這種水洞的唯一特征是其自由面工作斷有改
變水面以上空氣壓力的設(shè)施。加州理工學(xué)院自由面水洞就是一個(gè)實(shí)例。
國(guó)內(nèi)在水洞實(shí)驗(yàn)這方面的研究雖然不如國(guó)外先進(jìn)，但是也建立了一批水洞設(shè)
施，比較著名的是中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七 0 二所的水洞實(shí)驗(yàn)室。還有很多位于大學(xué)內(nèi)的水洞實(shí)驗(yàn)室，比如 1983 年西安工業(yè)大學(xué)由黃景泉教授帶頭建造的用于科研和教學(xué)的水洞實(shí)驗(yàn)室，再比如上海交通大學(xué)的重力式空泡水洞、徐匯校區(qū)的國(guó)內(nèi)最早（1958）的封閉循環(huán)式水洞以及哈爾濱工程大學(xué)的重力式低噪聲水洞，其基本設(shè)計(jì)方法都借鑒了國(guó)外的水洞設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。由于本文研究的對(duì)象為重力式水洞，關(guān)于這方面的文獻(xiàn)，柴恭純，劉春陽[3]介紹了一座可調(diào)速，可調(diào)壓的非循環(huán)重力式水洞。此類水洞不需要驅(qū)動(dòng)水流的動(dòng)力設(shè)備，且無設(shè)備的噪聲干擾，不僅投資經(jīng)濟(jì)，建造周期短，而且易于提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，有助于深化研究工作。然而，世界上投入使用的大型重力式水洞為數(shù)甚少，其原因除地點(diǎn)選擇及布置比較困難外，運(yùn)行技術(shù)上還存在著水洞實(shí)驗(yàn)段水速和靜壓不能獨(dú)立調(diào)節(jié)的困難，嚴(yán)重地限制了它的應(yīng)用。
關(guān)于水洞部件的研究，收縮段是水洞的重要部件，它的主要作用是提高實(shí)驗(yàn)段的流動(dòng)品質(zhì)，即改善流場(chǎng)的均勻性，穩(wěn)定性及降低湍流度。在實(shí)際水洞中，既有軸對(duì)稱的圓截面收縮段，又有矩形截面的收縮段。在三元收縮段中，流動(dòng)在橫向發(fā)生變化，壁面的順壓梯度隨著橫向位置不同而改變，收縮段的出口流動(dòng)均勻性的情況也與軸對(duì)稱收縮段不同。隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，收縮段的研究轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)真實(shí)條件對(duì)收縮段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這方面也已經(jīng)有了不少研究[4-8]。關(guān)于水洞設(shè)計(jì)中的收縮曲線，由于水洞跟低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)上的近似，本文在水洞設(shè)計(jì)上借鑒了低速風(fēng)洞的一些經(jīng)驗(yàn)[9-13]。國(guó)內(nèi)風(fēng)洞設(shè)計(jì)中多推薦采用 Witozinsky 曲線，即維氏曲線；近年來美國(guó)風(fēng)洞設(shè)計(jì)常采用五次方程；文獻(xiàn)[14]推薦使用雙三次曲線，林超強(qiáng)、蘇耀西、洪流等[15]對(duì)采用以上曲線的矩形風(fēng)洞設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究給出了流動(dòng)的三元性質(zhì)對(duì)壁面逆壓梯度和出口速度均勻性影響的數(shù)值結(jié)果。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)（如制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)等）的發(fā)展，對(duì)各種機(jī)械設(shè)備性能的要求越來越高，例如醫(yī)療器械的發(fā)展對(duì)微型高精度設(shè)備的要求，制造業(yè)設(shè)備的高速度，高精度，高強(qiáng)度需求，等等。航空航天事業(yè)這種需求更為嚴(yán)格，混聯(lián)機(jī)構(gòu)在這種需求下就產(chǎn)生和演化了。目前國(guó)內(nèi)外的機(jī)構(gòu)選型主要呈現(xiàn)以下兩種趨勢(shì): 一種是傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，這里介紹一下， 串聯(lián)式機(jī)構(gòu)組合是指若干個(gè)單自由度的基本機(jī)構(gòu)順序聯(lián)接，每一個(gè)前置機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)是后置機(jī)構(gòu)的輸人，若聯(lián)接點(diǎn)設(shè)在前置機(jī)構(gòu)中作簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上，即形成所謂的串聯(lián)式組合。其主要優(yōu)點(diǎn)是工作空間大，靈活性與可操作性較好, 技術(shù)積累較成熟, 但剛度差、定位精度低是應(yīng)用于裝置的致命不足。
SolidWorks是特征造型軟件的新秀，向廣大機(jī)械設(shè)計(jì)人員提供用戶界面更好、運(yùn)行環(huán)境更大眾化的實(shí)體造型實(shí)用功能，它將零件三維造型與裝配設(shè)計(jì)、二維出圖融為一體，可使工業(yè)界迅速普及三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
1.2本課題研究?jī)?nèi)容
本文首先利用三維造型軟件SolidWorks對(duì)兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置進(jìn)行三維造型，其次運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行幾何學(xué)建模，并對(duì)其進(jìn)行初步的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。在具體操作時(shí)，采用了ADAMS軟件作為輔助分析工具。ADAMS軟件是目前在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及樣機(jī)參數(shù)化分析等方面功能比較強(qiáng)大的軟件之一，并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性可以利用ADAMS提供的這些功能進(jìn)行分析，并可以方便、快捷地得到可視化的結(jié)果和分析過程中的各種參數(shù)及線圖，為后繼的研究分析工作提供比較直觀的可參考依據(jù)。
本文具體研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
第一章論述了課題的工程背景和課題的研究意義，提出了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
第二章介紹兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論研究
第三章簡(jiǎn)要介紹了設(shè)計(jì)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械原理，校核幾處連接處的強(qiáng)度和載荷
第四章簡(jiǎn)述了三維造型軟件和設(shè)計(jì)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型過程
第五章是簡(jiǎn)要介紹選擇的電機(jī)及其性能
最后是結(jié)論部分，對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)進(jìn)一步研究進(jìn)行一些展望。
第二章 兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論研究
2.1兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論
一個(gè)不受任何約束的自由體在空間有6個(gè)自由度，即3個(gè)方向移動(dòng)的自由度和3個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。如果構(gòu)件受到不同程度的約束，自由度將不同程度地減少，這類機(jī)構(gòu)的自由度在2-5之間。在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，少自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)占著很大的比重。少自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：
1.工作空間大；
2.驅(qū)動(dòng)件少，構(gòu)件少；
3.控制方便簡(jiǎn)單；
4.制造容易，價(jià)格低廉；
5.正向求解容易。
也真是因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn)，少自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在實(shí)際領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。而在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以根據(jù)需要可以采用不同結(jié)構(gòu)。比如兩自由度解耦球面機(jī)構(gòu)、兩自由度閉鏈機(jī)構(gòu)和平面兩自由度機(jī)構(gòu)等等。香港科技大學(xué)研制的并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)采用的就是平面2自由度驅(qū)動(dòng)冗余機(jī)構(gòu)。通過增加一個(gè)串聯(lián)分支同時(shí)增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建了平面2自由度驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)器人，這種驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)在于能克服瞬時(shí)自運(yùn)動(dòng)奇異而改善機(jī)構(gòu)的靈巧性，同時(shí)減小了原非驅(qū)動(dòng)冗余機(jī)構(gòu)的理論可達(dá)工作空間。由于由于驅(qū)動(dòng)冗余可以改善機(jī)器人力傳遞的一致性，既減少了工作空間內(nèi)的奇異，同時(shí)增加了機(jī)器人的承載能力和剛度，能夠有效完成非冗余并聯(lián)機(jī)器人的工作任務(wù)。
2.1兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)
由于多自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在建模困難，運(yùn)動(dòng)耦合和對(duì)元件精度要求高等不足，而且在許多情況下并不需要六自由度機(jī)構(gòu)，低于六自由度即可滿足實(shí)際要求。因此，近年來一些少自由度機(jī)構(gòu)成為新的研究熱點(diǎn)，少自由度機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低等特點(diǎn)，在實(shí)際領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)少自由度機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，構(gòu)的許多結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面的性質(zhì)尚未被認(rèn)識(shí)，目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的空間機(jī)構(gòu)綜合與組成原理不成熟，仍存在許多待解決的問題。因此分析少自由度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性及運(yùn)動(dòng)特性，對(duì)少自由度機(jī)構(gòu)的應(yīng)用具有重要的理論意義，而且具有極高的研究?jī)r(jià)值。大大豐富了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)理，拓寬了這些新機(jī)理的應(yīng)用前景。但有些少自由度機(jī)構(gòu)的許多結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面的性質(zhì)尚未被認(rèn)識(shí)，目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的空間機(jī)構(gòu)綜合與組成原理不成熟，仍存在許多待解決的問題。因此分析少自由度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性及運(yùn)動(dòng)特性，對(duì)少自由度機(jī)構(gòu)的應(yīng)用具有重要的理論意義，而且具有極高的研究?jī)r(jià)值。
第三章 兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)對(duì)比和分析
3.1兩自由度水洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案機(jī)構(gòu)原理
該機(jī)構(gòu)用于教學(xué)水洞，教學(xué)水洞的最大水流速為3m/s,要求機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模型在水洞中的俯仰和偏航的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)的角度較大，一般采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)裝配在水洞上蓋處，要求防水、輕質(zhì)和運(yùn)動(dòng)可靠。運(yùn)用齒輪和螺桿來實(shí)現(xiàn)俯仰和偏航的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)
3.2兩自由度水洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案機(jī)構(gòu)原理對(duì)比圖
下面是兩個(gè)方案設(shè)計(jì)圖
方案1
圖3-1所示為齒輪傳動(dòng)的水洞兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
1:電機(jī) 2:搭板 3:齒輪 4：大板 5：軸 6：俯仰零件 7：連桿 8：電機(jī)
9：機(jī)架 10：軸承 11蝸輪蝸桿
方案2
圖3-2所示為蝸輪蝸桿傳動(dòng)的水洞兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
對(duì)比兩種方案
蝸輪蝸桿的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)，有比較大的傳動(dòng)比，非常緊湊的結(jié)構(gòu)，能夠平穩(wěn)的傳動(dòng)，噪聲也非常小，其自身能夠使用自鎖性能。
缺點(diǎn)，傳動(dòng)摩擦損失比較大，效率也很低，成本比較大
齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是使用的圓周速度和功率范圍廣，效率較高，傳動(dòng)比穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，工作可靠性高，可實(shí)現(xiàn)平行軸，任意角交錯(cuò)軸之間傳動(dòng)
缺點(diǎn)，要求較高的制造和安裝精度，不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間傳動(dòng)
綜上所述，齒輪傳動(dòng)的方案比較適合。
3.3強(qiáng)度校核
本設(shè)計(jì)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，所涉及到的強(qiáng)度校核和受力分析較少，只需要對(duì)幾處連接處進(jìn)行強(qiáng)度校核和受力分析即可。
圖3-3所示為空心桿的校核位置
圖3-4所示為搭板的校核位置
大板和空心管，搭板和電機(jī)等都是通過螺栓連接的，選擇擰緊螺栓使連接在承受工作載荷之前預(yù)先受到預(yù)緊力作用。預(yù)緊的目的在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)位移。經(jīng)驗(yàn)也證明適當(dāng)選用較大的預(yù)緊力對(duì)螺紋連接的可靠性以及連接件的疲勞強(qiáng)度都是有利的。通常規(guī)定，擰緊后螺紋連接件在預(yù)緊力作用下產(chǎn)生的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料屈服極限的80%。對(duì)于一般連接用的鋼制螺栓連接的預(yù)緊力，按下列關(guān)系確定：
碳素鋼螺栓
合金鋼螺栓 （3-1）
式中：—螺栓材料的屈服極限
—螺栓危險(xiǎn)截面的面積，
在承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接下，螺栓的總拉力
（3-2）
上式中稱為螺栓的相對(duì)剛度，則螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為
（3-3）
查相關(guān)資料，選擇螺栓的材料為35#鋼，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，在末端15kg載荷下：
。所選擇的M6，M10螺栓符合強(qiáng)度要求。
第四章 兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型及結(jié)構(gòu)分析
4.1三維造型軟件SolidWorks簡(jiǎn)介
SolidWorks是特征造型軟件的新秀，向廣大機(jī)械設(shè)計(jì)人員提供用戶界面更好、運(yùn)行環(huán)境更大眾化的實(shí)體造型實(shí)用功能，它將零件三維造型與裝配設(shè)計(jì)、二維出圖融為一體，可使工業(yè)界迅速普及三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)。Solidworks是一套智能型的高級(jí)CAD/CAE/CAM組合軟件，它集設(shè)計(jì)、加工、分析功能于一身，能方便地進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)、加工制造以及動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的各項(xiàng)分析。
SolidWorks系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：
1.Solidworks是一個(gè)基于造型的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，它的基本設(shè)計(jì)思路：實(shí)體造型--虛擬裝配--二維圖樣。通過零件三維造型可以畫出3D效果的零件圖，并可以用這些3D零件生成二維的工程圖和三維的裝配體。
2.SolidWorks是通過給點(diǎn)尺寸來驅(qū)動(dòng)的。改變尺寸就可以改變零件的大小和形狀。
3.SolidWorks模型包括零件、裝配及工程圖等。零件、裝配和工程圖是一個(gè)模型的不同表現(xiàn)形式，對(duì)其中任意一個(gè)的改動(dòng)都會(huì)使其它兩個(gè)自動(dòng)跟著改變。
4.SolidWorks可以利用特征造型來建立零件的模型。用來生成零件的特征包括形狀特征（圓角、倒角、孔等）和操作特征（拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、放樣等）。
4.1.1啟動(dòng)SolidWorks和界面簡(jiǎn)介
安裝SolidWorks后，在Windows的操作環(huán)境下，選擇【開始】→【程序】→【SolidWorks 2006】→【SolidWorks 2006】命令，或者在桌面雙擊SolidWorks 2006的快捷方式圖標(biāo)，就可以啟動(dòng)SolidWorks?2006，也可以直接雙擊打開已經(jīng)做好的SolidWorks文件，啟動(dòng)SolidWorks 2006。圖4-1是SolidWorks 2006啟動(dòng)后的界面。
圖4-1 SolidWorks界面
這個(gè)界面只是顯示幾個(gè)下拉菜單和標(biāo)準(zhǔn)工具欄，選擇下拉菜單【文件】→【新建】命令，或單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中按鈕，出現(xiàn)“新建SolidWorks文件”對(duì)話框，如圖4-2所示。
圖4-2 “新建SolidWorks文件”對(duì)話框
這里提供了類文件模板，每類模板有零件、裝配體和工程圖三種文件類型，可以根據(jù)自己的需要選擇一種類型進(jìn)行操作。這里先選擇零件，單擊【確定】按鈕，則出現(xiàn)圖4-3所示的新建SolidWorks零件界面。
圖4-3 新建SolidWorks零件界面
這里有下拉菜單和工具欄，整個(gè)界面分成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是控制區(qū)，另一個(gè)是圖形區(qū)。在控制區(qū)有三個(gè)管理器，分別是特征設(shè)計(jì)樹、屬性管理器和組態(tài)管理器，可以進(jìn)行編輯。在圖形區(qū)顯示造型，進(jìn)行選擇對(duì)象和繪制圖形。特別是下拉菜單幾乎包括了SolidWorks 2006所有的命令，如果在常用工具欄沒有顯示的不常用的命令，可以在菜單里找到；常用工具欄的命令按鈕，可以自己根據(jù)實(shí)際使用的情況自己確定，后面將介紹工具按鈕的設(shè)置。
其中圖形區(qū)的視圖選擇按鈕，是SolidWorks 2006新增功能，單擊倒三角按鈕，可以選擇不同的視圖顯示方式，如圖4-4所示。
若在圖4-3中單擊下拉菜單【文件】→【打開】命令，或單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中按鈕，出現(xiàn)“打開”文件對(duì)話框，如圖4-5所示。其中具體操作就是Windows界面的操作，相信大家自己應(yīng)該會(huì)做的。
? 圖4-4 視圖選擇按鈕 圖4-5 “打開”文件對(duì)話框
然后單擊【文件】→【保存】命令，或單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中按鈕，出現(xiàn)“另存為”對(duì)話框，如圖4-6所示。這時(shí)，讀者就可以選擇自己保存文件的類型進(jìn)行保存。如果想把文件換成其他類型，只需單擊【文件】→【另存為】命令，在出現(xiàn)的“另存為”對(duì)話框中選擇新的文件類型進(jìn)行保存。
圖4-6 “另存為”對(duì)話框
4.1.2．快捷鍵和快捷菜單
使用快捷鍵和快捷菜單及其鼠標(biāo)是提高作圖速度及其準(zhǔn)確的重要方式，在Windows操作里面有很多使用它們的，這里主要介紹SolidWorks快捷命令的使用和鼠標(biāo)的特殊用法，簡(jiǎn)單介紹如下：
（1）快捷鍵
快捷鍵的使用和Windows的快捷格式基本上一樣，用Ctrl+字母，就可以進(jìn)行快捷操作，這里就不詳細(xì)介紹了。
（2）快捷菜單
在沒有執(zhí)行命令時(shí)，常用快捷菜單有四種：一個(gè)是圖形區(qū)的，一個(gè)是零件特征表面的，一個(gè)是特征設(shè)計(jì)樹里面單擊其中一個(gè)特征，還有就是工具欄里面的，單擊右鍵后就出現(xiàn)如圖4-7所示快捷菜單。在有命令執(zhí)行時(shí)，單擊不同的位置，也會(huì)出現(xiàn)不同的快捷菜單，這里就不一一介紹了，讀者可以自己在實(shí)踐中慢慢體會(huì)。
零件特征表面 特征設(shè)計(jì)樹 圖形區(qū) 工具欄
圖4-7 快捷菜單
（3）鼠標(biāo)按鍵功能
左鍵：可以選擇功能選項(xiàng)或者操作對(duì)象。
右鍵：顯示快捷菜單。
中鍵：只能在圖形區(qū)使用，一般用于旋轉(zhuǎn)、平移和縮放。在零件圖和裝配體的環(huán)境下，按住鼠標(biāo)中鍵不放，移動(dòng)鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；在零件圖和裝配體的環(huán)境下，先按住Ctrl鍵，然后按住鼠標(biāo)中鍵不放，移動(dòng)鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)平移；在工程圖的環(huán)境下，按住鼠標(biāo)的中鍵，就可以實(shí)現(xiàn)平移；先按住Shift鍵，然后按住鼠標(biāo)中鍵移動(dòng)鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)縮放，如果是帶滾輪的鼠標(biāo)，直接轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪就可以實(shí)現(xiàn)縮放。
4.1.3．模塊簡(jiǎn)介
在SolidWorks軟件里有零件建模、裝配體、工程圖等基本模塊，因?yàn)镾olidWorks 軟件是一套基于特征的、參數(shù)化的三維設(shè)計(jì)軟件，符合工程設(shè)計(jì)思維，并可以與 CAMWorks 及 DesignWork 等模塊構(gòu)成一套設(shè)計(jì)與制造結(jié)合的CAD/CAM/CAE 系統(tǒng)，使用它可以提高設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)效率；可以用插件的形式加進(jìn)其他專業(yè)模塊（如工業(yè)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、管路設(shè)計(jì)等）。
其特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)體模型，是一個(gè)實(shí)體或者零件的具體構(gòu)成之一，對(duì)應(yīng)一形狀，具有工程上的意義；因此這里的基于特征就是零件模型是由各種特征生成的，零件的設(shè)計(jì)其實(shí)就是各種特征的疊加。參數(shù)化是指對(duì)零件上各種特征分別進(jìn)行各種約束，各個(gè)特征的形狀和尺寸大小用變量參數(shù)來表示，其變量可以是常數(shù)，也可以是代數(shù)式；若一個(gè)特征的變量參數(shù)發(fā)生變化，則這個(gè)零件的這一個(gè)特征的幾何形狀或者尺寸大小將發(fā)生變化，與這個(gè)參數(shù)有關(guān)的內(nèi)容都自動(dòng)改變，用戶不需要自己修改。
這里介紹一下零件建模、裝配體、工程圖等基本模塊的特點(diǎn)。
（1）零件建模：SolidWorks提供了基于特征的、參數(shù)化的實(shí)體建模功能，可以通過特征工具進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、抽殼、陣列、拉伸切除、掃描、掃描切除、放樣等操作完成零件的建模。建模后的零件，可以生成零件的工程圖，還可以插入裝配體中形成裝配關(guān)系，并且生成數(shù)控代碼，直接進(jìn)行零件加工。
（2）裝配體：在SolidWorks中自上而下生成新零件時(shí)，要參考其他零件并保持這種參數(shù)關(guān)系，在裝配環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。在自下而上的設(shè)計(jì)中，可利用已有的三維零件模型，將兩個(gè)或者多個(gè)零件按照一定的約束關(guān)系進(jìn)行組裝，形成產(chǎn)品的虛擬裝配，還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、干涉檢查等，因此可以形成產(chǎn)品的真實(shí)效果圖。
（3）工程圖：利用零件及其裝配實(shí)體模型，可以自動(dòng)生成零件及裝配的工程圖，需要指定模型的投影方向或者剖切位置等，就可以得到需要的圖形，且工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)修改圖紙的尺寸時(shí)，零件模型，各個(gè)視圖、裝配體都自動(dòng)更新。
4.2自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型過程
4.2.1用SolidWorks對(duì)各零部件進(jìn)行造型
以簡(jiǎn)單的“空心柱”為例
（1）打開SolidWorks界面后，單擊【文件】→【新建】命令或者單擊按鈕，出現(xiàn)“新建SolidWorks文件”對(duì)話框，選擇【零件】命令后單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)一個(gè)新建文件的界面，首先單擊【保存】按鈕，將這個(gè)文件保存為“空心柱”。
（2）在控制區(qū)單擊【前視基準(zhǔn)面】，然后在草圖繪制工具欄單擊按鈕，出現(xiàn)如圖4-8所示的草圖繪制界面；在圖形區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，取消選中快捷菜單的【顯示網(wǎng)格線】復(fù)選框，在圖形區(qū)就沒有網(wǎng)格線了。在作圖的過程中，由于實(shí)行參數(shù)化，對(duì)于網(wǎng)格一般不應(yīng)用，所以在以后的作圖中，都去掉網(wǎng)格。
圖4-8 草圖繪制界面
（3） 單擊繪制【圓】按鈕，在圖形區(qū)過原點(diǎn)繪制圓，然后再繪制圓。需要注意各條圖線之間的幾何關(guān)系。不需要具體確定尺寸，只需確定其形狀即可，實(shí)際大小是在參數(shù)化的尺寸標(biāo)注中確定的。
（4）單擊工具欄【智能尺寸】按鈕，標(biāo)注尺寸，標(biāo)注一條直線的長(zhǎng)度，就單擊這條直線，就會(huì)自動(dòng)標(biāo)注尺寸了，此時(shí)的尺寸不是所要求的尺寸，鼠標(biāo)確定尺寸的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，就會(huì)出現(xiàn)【修改】對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入實(shí)際尺寸大小，單擊按鈕或者按回車鍵即可；標(biāo)注圓或者圓弧的尺寸是一樣的。標(biāo)注結(jié)束后，圖形如圖4-9所示。
4-9零件草圖
（5）單擊特征工具欄的【拉伸凸臺(tái)、基體】按鈕后，在【屬性管理器】中的【從（F）】的【開始條件】選擇【草圖基準(zhǔn)面】選項(xiàng)，【深度】欄輸入700mm后，單擊按鈕，即可出現(xiàn)圖4-10所示圖形。
4-10零件三維造型圖
（6）點(diǎn)擊【參考幾何體】選擇【基準(zhǔn)面】后，單擊【前視基準(zhǔn)面】，即可出現(xiàn)圖4-11所示圖形。
4-11零件基準(zhǔn)面
（7）單擊【草繪】后選擇【基準(zhǔn)面2】，然后單擊【圓形】按鈕，同樣不需要具體確定尺寸，只需確定其形狀即可，實(shí)際大小是在參數(shù)化的尺寸標(biāo)注中確定的。單擊工具欄【智能尺寸】按鈕，標(biāo)注尺寸，在【修改】對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入實(shí)際尺寸大小，單擊按鈕或者按回車鍵即可。標(biāo)注結(jié)束后，圖形如圖4-12所示。
4-12零件草圖
（8）單擊特征工具欄的【拉伸凸臺(tái)、基體】按鈕后，在【屬性管理器】中的【從（F）】的【開始條件】選擇【草圖基準(zhǔn)面】選項(xiàng)，【深度】欄輸入20mm后，單擊按鈕，即可出現(xiàn)圖4-13所示圖形。
4-13零件三維造型圖
選中剛拉伸的凸臺(tái)，重復(fù)前面的拉伸切除動(dòng)作，即可出現(xiàn)如圖所示的圖形
4-14零件三維造型圖
（9）單擊【草圖】后點(diǎn)擊零件，單擊繪制【圓】按鈕，在【半徑長(zhǎng)度】中輸入9mm，單擊按鈕，共繪制4個(gè)圓，單擊按鈕；單擊工具欄【智能尺寸】按鈕，修改數(shù)值。單擊按鈕即可出現(xiàn)圖4-15所示圖形。
4-15零件草圖
（10）單擊特征工具欄的【拉伸切除】按鈕后，在【屬性管理器】中的【從（F）】的【開始條件】選擇【草圖基準(zhǔn)面】選項(xiàng)，【深度】欄輸入10mm后，單擊按鈕，即可出現(xiàn)圖4-16所示圖形。
4-16零件三維造型圖
（11）在與上面相同的位置畫圓，過程與前面兩個(gè)步驟相同最后得到的圖形如4-17所示
圖4-17零件三維造型圖
根據(jù)上面的過程，依次可以把電機(jī)，齒輪，空心軸和俯仰零件等所有三維零件造型畫出來。
4.2.2用SolidWorks各零部件進(jìn)行裝配
打開SolidWorks界面后，單擊【文件】→【新建】命令或者單擊按鈕，出現(xiàn)“新建SolidWorks文件”對(duì)話框，選擇【裝配體】命令后單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)一個(gè)新建文件的界面，首先單擊【保存】按鈕，將這個(gè)文件保存為“彎刀機(jī)構(gòu)裝配”。
（1） 單擊【配合】按鈕后，依次選中空心柱，俯仰零件，軸套，齒輪，電機(jī)等零件，在配合特征里【重合】，即完成配合。
（2） 按照裝配的要求逐步完成配合，即可完俯仰機(jī)構(gòu)的裝配。如圖4-18所示
圖4-18所示為三維裝配圖
第五章 電機(jī)的選擇
5.1電機(jī)的簡(jiǎn)述
電機(jī)（英文：Electric machinery，俗稱“馬達(dá)”）是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M（舊標(biāo)準(zhǔn)用D）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。
最常用的電動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)和直流刷式伺服電機(jī)。選擇步進(jìn)電機(jī)是因?yàn)樗鼈兛梢栽跊]有開環(huán)反饋傳感器的系統(tǒng)中運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)是可靠性和成本效益高，常用于不需要急加速，高速轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的位置準(zhǔn)確性的機(jī)構(gòu)。
刷式直流伺服電機(jī)可以達(dá)到更高的速度，并提供比步進(jìn)電機(jī)平滑的低速操作與更精細(xì)的位置分辨率，但它們都需要一個(gè)或多個(gè)反饋傳感器的封閉回路，這樣了增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。
5.2電機(jī)的選擇
根據(jù)所處的課題背景和性能的分析，選擇型號(hào)為KBMS-25H04-A的Kollmorgen電機(jī)和FAULHABER 4490H036B-K1300電機(jī)
型號(hào)為KBMS-25H04-A的電機(jī)屬于Kollmorgen AKM 系列無刷伺服電機(jī)，AKM 無刷伺服電機(jī)以廣泛的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提供前所未有的選擇范圍和靈活性，允許工程師針對(duì)電機(jī)具體特性選擇最優(yōu)化的最好的伺服電機(jī)。
AKM 高性能伺服電機(jī)能夠提供廣泛的安裝、連接、轉(zhuǎn)速、反饋和其它選項(xiàng)。AKM電機(jī)有25種法蘭/鐵芯堆疊組合，擁有高扭矩/密度比和高加速度，可輸出極其平滑的性能。AKM電機(jī)擁有適合全球電壓標(biāo)準(zhǔn)的各種繞組設(shè)計(jì)，與S200、S300和S600高性能伺服驅(qū)動(dòng)器配套使用，可提供最優(yōu)化的性能。電機(jī)有0.16~53Nm連續(xù)轉(zhuǎn)矩輸出，可適合各種應(yīng)用需求。轉(zhuǎn)速可達(dá)8000 rpm，可滿足高速應(yīng)用要求。 精選的旋轉(zhuǎn)變壓器、整流編碼器或智能反饋裝置（SFD），可以滿足廣泛的驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)要求。緊湊（高轉(zhuǎn)矩/體積比），可在狹小空間中獲得最大的轉(zhuǎn)矩。相同的轉(zhuǎn)矩值具有多種法蘭尺寸，可以優(yōu)化安裝和慣量匹配能力。
5-1 kollmorgen電機(jī)轉(zhuǎn)配圖
FAULHABER 4490H036B-K1300電機(jī)采用FAULHABER空心杯專利技術(shù)制作，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流小，最高轉(zhuǎn)速達(dá)100 000rpm。由于摒棄了機(jī)械結(jié)構(gòu)的換向系統(tǒng)，因此運(yùn)行平穩(wěn)、噪音極低。名義電壓從1~48V DC，功率最大212W，直徑范圍1.9~44mm，長(zhǎng)5.5~90mm，最大輸出轉(zhuǎn)矩2758mNm，配FAULHABER減速箱后，最大輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)20Nm?？膳c各種增量式、絕對(duì)式編碼器、調(diào)速驅(qū)動(dòng)器等器件集成為一體，猶如有刷電機(jī)般簡(jiǎn)單易用，可選配“線性霍爾傳感器”，配合專用驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)速與定位控制時(shí)，無需編碼器。
5-2 FAULHABER電機(jī)零件圖
5.3本章小結(jié)
通過計(jì)算和分析，在設(shè)計(jì)電機(jī)的過程，選擇了兩個(gè)角接觸球軸承在上部，通過查找資料和閱讀文獻(xiàn)，這種設(shè)計(jì)是有不足之處的，而更為科學(xué)的設(shè)計(jì)是兩個(gè)角接觸球分上下布置，這樣電機(jī)的機(jī)構(gòu)更加合理和力學(xué)性能更優(yōu)。
總結(jié)
本文闡述了水洞的研究背景和發(fā)展趨勢(shì)及其兩（少）自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)理論和發(fā)展趨勢(shì)。，設(shè)計(jì)串聯(lián)部分的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以三維造型軟件SolidWorks為繪圖工具，設(shè)計(jì)出符合兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。并且介紹了三維造型軟件SolidWorks和三維造型過程，校核了兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中連接處的強(qiáng)度和齒輪的校核。
Solidworks是一套智能型的高級(jí)CAD/CAE/CAM組合軟件，它集設(shè)計(jì)、加工、分析功能于一身，能方便地進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)、加工制造以及動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的各項(xiàng)分析。通過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我不僅對(duì)該軟件的使用變得更加得心應(yīng)手，而且對(duì)三維造型過程有了更深一步的理解。
本文的研究從總體來說，在三維造型的基礎(chǔ)上和力學(xué)分析的結(jié)論中，本次設(shè)計(jì)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是滿足要求的。在另外，從大量的關(guān)于少自由度的研究文獻(xiàn)也可以看出，雖然關(guān)于少自由度機(jī)構(gòu)各方面的研究工作取得了很大的進(jìn)展，但是，還有大量的工作需要進(jìn)一步研究和開展，展望未來，還有這樣一些難點(diǎn)有待我們繼續(xù)鉆研。
在這次設(shè)計(jì)中給我感受最深的就是我們應(yīng)該加強(qiáng)同學(xué)與老師之間的相互合作與配合，老師在其中起著很大作用，他時(shí)刻地洞察著你的進(jìn)展情況，關(guān)鍵時(shí)候給你指明了方向，讓你向著他理想的目標(biāo)前進(jìn)。同時(shí)，我們作為學(xué)生要能理解老師的一番苦意，我們要有進(jìn)取心，持之以恒的精神，遇到困難不能氣餒，只有這樣才能讓指導(dǎo)老師看到成功的希望。
我相信，在以后的工作學(xué)習(xí)中，我會(huì)更加努力，全身心地投入社會(huì)，做出我理想的成績(jī)！
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致 謝
時(shí)光如梭，大學(xué)生求學(xué)生涯即將結(jié)束。回首往昔，奮斗和辛勞成為甜美的回憶，難以忘記其間的汗水與歡樂。揚(yáng)州大學(xué)以其優(yōu)良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度教我求學(xué)，以其求真、求實(shí)、求新、求精的校訓(xùn)育我成人。值此畢業(yè)論文完成之際，我謹(jǐn)向所有關(guān)心、愛護(hù)、幫助我的人們表示最誠(chéng)摯的感謝與最美好的祝愿。
本文是在我的導(dǎo)師李鷺揚(yáng)副教授悉心指導(dǎo)之下完成的。老師淵博的專業(yè)知識(shí)，精益求精的工作作風(fēng)，寬廣的胸襟，敏銳的科學(xué)思維方法以及樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本文從選題到完成，幾易其稿都傾注了導(dǎo)師大量的心血，在此向我的導(dǎo)師李鷺楊副教授表示深切的謝意與祝福。
本論文的寫作還獲得了黃寶寧、劉仕強(qiáng)等同學(xué)的熱情幫助和支持，作為我在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間同學(xué)和朋友，他們所展現(xiàn)的務(wù)實(shí)精神、求實(shí)秉性、拼搏精神、開拓能力、未來意識(shí)和善于學(xué)習(xí)、創(chuàng)造的能力深深的感染了我。他們的合作意識(shí)、協(xié)調(diào)能力、交往能力對(duì)我個(gè)人能力的提高有重要的作用也給我留下了深刻的印象，在這里要對(duì)他們表示深深的感謝！
感謝一同度過畢業(yè)設(shè)計(jì)的班級(jí)同學(xué)。他們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活方面都給予了我莫大的幫助和鼓勵(lì)。
特別感謝我的家人，無論我遇到什么樣的困難或是取得什么樣的成績(jī)，都有他們的鼓勵(lì)和教育，使我在求知的道路上勝不驕，敗不餒，以一個(gè)積極樂觀的態(tài)度面對(duì)生活。
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