人工髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部分的研制(上置式)
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- 摘要
本課題是對(duì)人體髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部分的研制。試驗(yàn)機(jī)的工作原理是將股骨頭和髖臼部件試樣按照其正常位置安裝于試驗(yàn)臺(tái)上，通過(guò)試驗(yàn)裝置使兩者之間產(chǎn)生規(guī)定的隨時(shí)間變化的負(fù)載及相對(duì)角運(yùn)動(dòng)。該機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)考慮的主要因素是使其在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中能夠正確模擬人體髖關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)工況，以使試件在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦機(jī)理、磨損形式與實(shí)際使用條件下相一致，從而可以準(zhǔn)確、可靠地測(cè)試人工關(guān)節(jié)材料的生物摩擦學(xué)特性參數(shù)，為臨床應(yīng)用提供指導(dǎo)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)出試驗(yàn)機(jī)的總裝配圖。該試驗(yàn)機(jī)要求的最大試驗(yàn)載荷為1t，要求主軸轉(zhuǎn)速為60rpm。假設(shè)作用在股骨頭頭部的載荷為1t，則可以算出最大阻力。選則直徑為50mm的股骨頭，求出最大扭矩，由此確定電機(jī)的功率從而計(jì)算出最小軸徑。根據(jù)最小軸徑初選各個(gè)零件的尺寸。通過(guò)校核確認(rèn)其安全以確保試驗(yàn)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)固定在主軸軸端的偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，試件座安裝在擺軸上和擺軸一起饒中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。使得由關(guān)節(jié)球支架固定在試件座上的關(guān)節(jié)球頭和髖臼試件之間產(chǎn)生摩擦，從而達(dá)到試驗(yàn)的目的。其中髖臼試件由骨水泥固定在髖臼座上，沖擊載荷由液壓缸提供作用于自定心軸上，通過(guò)髖臼支架最終作用在關(guān)節(jié)球頭上，加上關(guān)節(jié)球頭隨試件座繞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣實(shí)現(xiàn)模擬人體髖關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，使其產(chǎn)生的摩擦機(jī)理、磨損形式與實(shí)際使用條件下相一致，以達(dá)到設(shè)計(jì)該試驗(yàn)機(jī)的初衷。
關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī) ;模擬試驗(yàn) ;人體髖關(guān)節(jié) ;摩擦機(jī)理
目 錄
1 緒論 1
1.1 機(jī)械智能 1
1.1.1 機(jī)械智能的應(yīng)用 1
1.1.2 本設(shè)計(jì)原理 1
1.2 模擬人體關(guān)節(jié)的發(fā)展史 1
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人體髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu) 3
2.1.2 髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特性分析 4
2.1.3人工髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu) 5
2.2 方案的提出 6
2.2.1方案一： 6
2.3方案二 7
2.4 方案的選擇： 8
2.5 設(shè)計(jì)方案 8
2.6 機(jī)械傳動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)特性分析 10
2.7磨損量的測(cè)定及磨損率的計(jì)算 12
2.7.1磨損量的測(cè)定 12
2.7.2 臨床磨損率的計(jì)算 13
2.7.3磨損因數(shù)的計(jì)算 13
2.8溫控裝置的工作原理 15
3 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 16
3.1初選電機(jī)功率 16
3.2主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 16
3.2.1選擇軸的材料 16
3.2.2初步確定軸的最小直徑 16
3.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.2.4軸上零件的周向定位 17
3.2.5確定軸上倒角 17
3.3.2初步確定軸的最小直徑 18
3.4液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 18
3.5 裝配圖及主要零件圖設(shè)計(jì) 19
3.5.1 裝配圖草圖 19
3.5.2零件圖草圖 20
4 零件校核 21
4.1求軸上載荷 22
4.2校核軸的強(qiáng)度 22
4.2.1畫受力簡(jiǎn)圖 22
4.2.2求作用在軸上的支反力 22
4.2.3校核軸的強(qiáng)度 23
4.3主動(dòng)軸上軸承的校核 24
4.4擺軸的校核 25
4.5擺軸上軸承的校核 26
結(jié)論 28
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 30
附錄（專業(yè)英語(yǔ)翻譯） 32 ...
熱門關(guān)鍵詞：
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