4.3 课题的难点

(1)零件的强度和刚度的校核

考虑到影响整体设备行走的因素，强度和刚度的校核是非常关键同时非常难以测算的方面，建立虚拟模型，画出结构草图，带入给定量，从而计算出结构的强度和刚度的适应范围。

(2)控制系统方案的设计

    此方面牵涉到自动刷镀机行走机构的内容，既要满足强度和刚度的设计，又要考虑到整体机构的协调性，以及运作的可行性，因此该点也是研究过程中的一大重点和难点。

5研究方法及方案

5.1自动刷镀机原理模型

   模拟出自动刷镀机的整体外观设计及内部构造，结合所学知识来模拟自动刷镀机的运作过程。如下为刷镀机的原理模型。设计自动刷镀机时根据刷镀机的原理模型将构件设计在车体之内，以驱动机构带动车体运动，从而完成刷镀工作。

   刷镀机简易示意图

5.2自动刷镀机的研究方案

 5.2.1刷镀机车体机构的设计

     考虑到整体车体的需要，设计车体为方形，四轮驱动的设计。采用电机驱动，内部设计可放置电机以及刷镀机构的空间，并保证车体内部驱动等线路的可靠性，整体车体的大小以满足刷镀机及电机的空间为准。并考虑电机和刷镀机质量之和来选择车体的材质。

5.2.2驱动机构的选择

方案一：直流电机驱动

可行性：否

原因：

    直流电机一般用于起动和调速性能要求高的场合，或一些特殊场合，如直流测速发电机等。直流电机起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小，但是结构较为复杂复杂，使用维护不方便，而且要用直流电源。因此直流电机不予以考虑。

方案二：伺服电机驱动

可行性：否

原因：

    伺服电机的应用领很多，如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。因其不是标准件，通用性较差，多应用于较精密的仪器，再加上其价格相比较贵，因而不予以考虑。

方案三：步进电机驱动

可行性：是

原因：

步进电机拥有优秀的起停和反转响应。由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步，因而有较好的位置精度和运动的重复性。同时电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本。对于设计自动刷镀机，选用步进电机驱动既可简单稳定的操控，又相对于其余两种节约了成本。

驱动机构的最终选择：

    使用步进电机驱动四轮小车的运动，实际操作时采用双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统来提供步进电机的操作环境。

整体设计方案：

    整体车体采用金属材质，车体采用方形，其中设置夹层来放置刷镀机以及步进电机来保证自动刷镀机的正常运转，刷镀机的安放位置可调节，在车体的内壁设置卡扣和线路的通路，不过暂设置为在车体下方，在自动刷镀机沿轨道直线运行的过程中，刷镀机运转，对其下方的镀件进行刷镀处理。根据载荷计算步进电机的型号，安放在车体内部，同时外部接线，操作时采用双环形脉冲以及功率驱动电路带动车体的运作。

该生对机械结构设计的分析研究比较透彻，调研资料详实，具有一定的研究价值。本课题是学生学习方向的延续，有利于提高学生的综合能力，实验设计合理，能够在规定时间内完成，故同意开题。 铁轨自动刷镀机驱动机构设计开题报告(3):http://www.751com.cn/kaiti/lunwen_61805.html