人工髖關(guān)節(jié)模擬試驗機(jī)機(jī)械傳動部分的研制(上置式)
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- 摘要
本課題是對人體髖關(guān)節(jié)模擬試驗機(jī)機(jī)械傳動部分的研制。試驗機(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臺上，通過試驗裝置使兩者之間產(chǎn)生規(guī)定的隨時間變化的負(fù)載及相對角運(yùn)動。該機(jī)械設(shè)計時考慮的主要因素是使其在實驗室環(huán)境中能夠正確模擬人體髖關(guān)節(jié)的實際運(yùn)動工況，以使試件在試驗過程中產(chǎn)生的摩擦機(jī)理、磨損形式與實際使用條件下相一致，從而可以準(zhǔn)確、可靠地測試人工關(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)性試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)以上要求設(shè)計出試驗機(jī)的總裝配圖。該試驗機(jī)要求的最大試驗載荷為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)的功率從而計算出最小軸徑。根據(jù)最小軸徑初選各個零件的尺寸。通過校核確認(rèn)其安全以確保試驗機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時通過聯(lián)軸器帶動主軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動固定在主軸軸端的偏心輪轉(zhuǎn)動，試件座安裝在擺軸上和擺軸一起饒中心軸線轉(zhuǎn)動。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。這樣實現(xiàn)模擬人體髖關(guān)節(jié)的實際運(yùn)動，使其產(chǎn)生的摩擦機(jī)理、磨損形式與實際使用條件下相一致，以達(dá)到設(shè)計該試驗機(jī)的初衷。
關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)試驗機(jī) ;模擬試驗 ;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)計原理 1
1.2 模擬人體關(guān)節(jié)的發(fā)展史 1
1.3 試驗機(jī)的現(xiàn)實意義 2
2 方案 3
2.1髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動分析 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)計方案 8
2.6 機(jī)械傳動部分的運(yùn)動特性分析 10
2.7磨損量的測定及磨損率的計算 12
2.7.1磨損量的測定 12
2.7.2 臨床磨損率的計算 13
2.7.3磨損因數(shù)的計算 13
2.8溫控裝置的工作原理 15
3 設(shè)計計算過程 16
3.1初選電機(jī)功率 16
3.2主傳動軸的設(shè)計 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 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 18
3.5 裝配圖及主要零件圖設(shè)計 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)英語翻譯） 32 ...
熱門關(guān)鍵詞：
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