摇椅发电装置设计.docx

摘要:近几十年,由于全球温室气体及有害物质大量排放,使得气侯异常及人们的健康状况下降,因此,各国争相开发绿色、清洁能源发电。调整能源结构,优先发展风电、太阳能发电和生物质能发电是现今技术条件下的最佳选择。在不可再生能源日益减少的社会现状中,我们不仅要尽可能地节约能源,更要充分利用新能源为我们服务，本研究课题主要根据“低功耗”到“无功耗”的理念，设计一种能够收集和利用人体微能量的摇椅发电系统。所设计发电摇椅装置包括能量转换装置、增速装置、发电机三部分，能量转换装置通过曲柄摇杆机构将摇椅的前后摆动转换为曲柄的转动，将曲柄的转动作为增速装置的输入，增速装置为三级定轴齿轮传动，最后将增速装置输出端与发电机连接，从而将人体的微能量转换为电能，供手机等电器充电使用。论文对摇椅发电装置的曲柄摇杆机构及增速齿轮箱进行了参数设计，并利用UG对摇椅发电装置进行了三维建模及动力学仿真分析。

关键字：发电摇椅；曲柄摇杆；齿轮；三维建模

目录

摘要

Abstract

1  绪 论-5

1.1研究背景和意义-5

1.2 发电摇椅的研究现状-5

1.3 主要研究内容-6

2  发电摇椅装置的总体设计-7

2.1 发电摇椅装置的工作原理-7

2.2发电摇椅装置总体设计方案-7

3  发电摇椅的设计与计算-8

3.1曲柄摇杆机构的设计与计算-8

3.1.1铰链四杆机构有曲柄的条件-8

3.1.2 四杆机构的急回运动和行程速度变化系数-9

3.1.3 铰链四杆机构的传动角和死点-10

3.1.4曲柄摇杆参数的计算-12

3.2联轴器与发电机的选择-13

3.3齿轮增速箱的设计与计算-13

3.3.1齿轮传动的主要特点-13

3.3.2齿轮材料的选择-14

3.3.3齿轮传动的计算载荷-14

3.3.4 齿轮参数的计算-14

3.3.5齿轮的强度校核计算-18

3.4轴的设计与计算-19

3.4.1轴设计的主要内容-19

3.4.2轴的材料的选择-20

3.4.3轴的强度校核计算-20

4发电摇椅的建模-22

4.1 主要零件的建模-22

4.1.1齿轮-22

4.1.2 齿轮轴-23

4.1.3联轴器-23

4.1.4发电机-24

4.1.5齿轮增速箱-24

4.1.6曲柄和连杆-26

4.2发电摇椅整体的建模-27

4.2.1摇椅整体模型图-27

4.2.2整体爆炸视图-28

5 动力学仿真分析-28

5.1 摇椅摆动仿真分析-28

5.2连杆的仿真分析-29

5.2.1连杆加速度曲线-29

5.2.2 连杆速度曲线-30

5.3增速箱齿轮轴的仿真分析-31

5.3.1输入轴速度曲线-31

5.3.2Ⅱ级轴速度曲线-32

5.3.3 Ⅲ级轴速度曲线-32

5.3.4输出轴的速度曲线-33

结术语-34

参考文献-35

致谢-36