上置式人工关节磨损试验机的设计.doc

摘要:本设计是根据人类行走时髋关节的运动特点，结合人工关节结构特征研制一种能正确模拟髋关节运动的实验机械。该试验机由液压装置施加载荷，由电动机使主轴转动，从而使试件转动，试件按照在人体中的位置安装。该机械设计时考虑的主要因素是使其在实验室环境中能够正确模拟人体髋关节的实际运动工况，让试件在实验过程中产生的摩擦机理、磨损形式与实际使用条件下相一致，从而可以准确、可靠地测试人工关节材料的特性参数,为临床应用提供指导性实验数据。该试验机要求的最大试验载荷为1t，要求主轴的转速为60rpm。根据以上的要求设计试验机。

关键词：模拟试验 ;摩擦机理;人体髋关节;关节试验机

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 人工关节的历史发展-1

1.2人工关节的意义-1

1.3 试验机的研究背景及内容-2

2 总体方案设计-3

2.1 人工髋关节模拟实验机的研究现状-3

2.2 髋关节结构及运动分析-5

2.2.1人体髋关节结构-5

2.2.2髋关节运动特性分析-7

2.2.3人工髋关节结构-8

2.3 设计方案-10

2.3.1方案一：-10

2.3.2方案二-11

2.4 方案的选择：-12

2.5 机械传动部分的运动特性分析-12

2.6磨损量的测定及磨损率的计算-14

2.6.1磨损量的测定-15

2.6.2临床磨损率的计算-15

2.6.3磨损因数的计算-16

3设计计算过程-18

3.1 主传动轴的设计-18

3.1.1选取电机功率-18

3.1.2主传动轴的设计-18

3.2液压缸的结构尺寸设计-20

3.3摆轴系统的设计-22

3.3.1选择轴的材料-22

3.3.2初步确定轴的最小直径-22

3.3.3摆轴的结构设计-22

4 零件校核-25

4.1主传动轴的校核-25

4.2主动轴上轴承的校核-27

4.3摆轴上轴承的校核-28

5 设计说明-30

5.1试验机的润滑和密封-30

5.2关键零部件的加工工艺-30

5.3试验机的使用、维修和保养-31

结论-32

致谢-33

参考文献-34