（终稿）用于教学水洞的两自由度转动机构总体设计（CAD图纸全套完整）

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动机构存在建模困难，运动耦合和对元件精度要求高等不足，而且在许多情况下并不需要六自由度机构，低于六自由度即可满足实际要求。因此，近年来些少自由度机构成为新的研究热点，少自由度机构具有结构简单造价低等特点，在实际领域中有着广泛的应用前景。同时少自由度机构的出现，构的许多结构运动学等方面的性质尚未被认识，目前国内外现有的空间机构综合与组成原理不成熟，仍存在许多待解决的问题。因此分析少自由度机构的结构特性及运动特性，对少自由度机构的应用具有重要的理论意义，而且具有极高的研究价值。大大丰富了运动机构的机理，拓宽了这些新机理的应用前景。但有些少自由度机构的许多结构运动学等方面的性质尚未被认识，目前国内外现有的空间机构综合与组成原理不成熟，仍存在许多待解决的问题。因此分析少自由度机构的结构特性及运动特性，对少自由度机构的应用具有重要的理论意义，而且具有极高的研究价值。第三章两自由度运动机构的结构方案设计对比和分析.两自由度水洞试验设计方案机构原理该机构用于教学水洞，教学水洞的最大水流速为,要求机构实现模型在水洞中的俯仰和偏航的两自由度转动。由于转动的角度较大，般采用串联机构结构。该机构装配在水洞上盖处，要求防水轻质和运动可靠。运用齿轮和螺杆来实现俯仰和偏航的两自由度转动.两自由度水洞试验设计方案机构原理对比图下面是两个方案设计图方案图所示为齿轮传动的水洞两自由度转动机构电机搭板齿轮大板轴俯仰零件连杆电机机架轴承蜗轮蜗杆方案图所示为蜗轮蜗杆传动的水洞两自由度转动机构对比两种方案蜗轮蜗杆的优缺点优点，有比较大的传动比，非常紧凑的结构，能够平稳的传动，噪声也非常小，其自身能够使用自锁性能。缺点，传动摩擦损失比较大，效率也很低，成本比较大齿轮传动的优缺点优点是使用的圆周速度和功率范围广，效率较高，传动比稳定，寿命长，工作可靠性高，可实现平行轴，任意角交错轴之间传动缺点，要求较高的制造和安装精度，不适宜远距离两轴之间传动综上所述，齿轮传动的方案比较适合。.强度校核本设计的两自由度运动机构中，所涉及到的强度校核和受力分析较少，只需要对几处连接处进行强度校核和受力分析即可。图所示为空心杆的校核位置图所示为搭板的校核位置大板和空心管，搭板和电机等都是通过螺栓连接的，选择拧紧螺栓使连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力作用。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现缝隙或发生相对位移。经验也证明适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及连接件的疲劳强度都是有利的。通常规定，拧紧后螺纹连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的。对于般连接用的钢制螺栓连接的预紧力，按下列关系确定碳素钢螺栓合金钢螺栓式中螺栓材料的屈服极限螺栓危险截面的面积，在承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接下，螺栓的总拉力上式中称为螺栓的相对刚度，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为查相关资料，选择螺栓的材料为钢，屈服强度和抗拉强度，在末端载荷下。所选择的，螺栓符合强度要求。第四章两自由度运动机构的三维造型及结构分析.三维造型软件简介是特征造型软件的新秀，向广大机械设计人员提供用户界面更好运行环境更大众化的实体造型实用功能，它将零件三维造型与装配设计二维出图融为体，可使工业界迅速普及三维产品设计技术。是套智能型的高级组合软件，它集设计加工分析功能于身，能方便地进行三维实体设计加工制造以及动力学及热力学的各项分析。系统有以下特点.是个基于造型的三维机械设计软件，它的基本设计思路实体造型虚拟装配二维图样。通过零件三维造型可以画出效果的零件图，并可以用这些零件生成二维的工程图和三维的装配体。