摘要:本論文的主體內(nèi)容是對人工髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)傳動部分的研究和設(shè)計(jì)。要求能夠依據(jù)人類正常運(yùn)動時髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動特征和人工髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個可以相對精確的模擬正常人類髖關(guān)節(jié)運(yùn)動的試驗(yàn)機(jī)（股骨頭下部，髖臼在上）。該試驗(yàn)機(jī)的工作原理是模擬人體髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，將人工體髖關(guān)節(jié)試件和髖臼的組件安裝在試驗(yàn)機(jī)對應(yīng)的位置上，通過試驗(yàn)機(jī)上的機(jī)構(gòu)使他們兩者之間依照試驗(yàn)的時間承受規(guī)定的載荷并且使之產(chǎn)生一定角度的相對轉(zhuǎn)動。在進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的時候，必須要思索試驗(yàn)機(jī)的工作環(huán)境能否準(zhǔn)確的模擬人類髖關(guān)節(jié)運(yùn)動的真實(shí)情況，因此使得試件在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的磨損情況與實(shí)際情況相一致，從而可以精確的得出人工髖關(guān)節(jié)材料的生物摩擦學(xué)特性的規(guī)律，為醫(yī)學(xué)上的臨床使用提供突破性試驗(yàn)根據(jù)。設(shè)計(jì)時先根據(jù)髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動規(guī)律提出具體方案，依據(jù)方案和已知的試驗(yàn)載荷和旋轉(zhuǎn)參數(shù)，選擇符合要求的電動機(jī)，之后跟據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)主傳動軸的最小直徑，再由軸的最小直徑設(shè)計(jì)出各個部件的大概尺寸，校核后確定初步設(shè)計(jì)的部件可以保證試驗(yàn)機(jī)的正常工作。電動機(jī)運(yùn)動后，主傳動軸因聯(lián)軸器而隨之轉(zhuǎn)動，從而帶動用支撐斜板連接的擺軸旋轉(zhuǎn)，使得安裝在擺軸上的試件座隨之旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)成試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

關(guān)鍵詞 關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī) ;模擬試驗(yàn) ;人工髖關(guān)節(jié)

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 人造關(guān)節(jié)-1

1.2髖關(guān)節(jié)置換術(shù)-1

1.3 人工髖關(guān)節(jié)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀-3

2方  案-4

2.1 髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)分析-4

2.2髖關(guān)節(jié)運(yùn)動學(xué)-5

2.3摩擦學(xué)的基本背景-7

2.3.1表面力學(xué)-7

2.4材料選擇-8

2.4.1人工髖關(guān)節(jié)材料的性能要求-8

2.4.2人工髖關(guān)節(jié)材料的種類及其特點(diǎn)-9

 2.5試驗(yàn)機(jī)的工作原理-10

2.6 方案的提出-11

2.6.1方案一：-11

2.6.2方案二-11

2.6.3方案的選擇-12

2.7 設(shè)計(jì)方案-12

2.8 機(jī)械傳動部分的運(yùn)動特性分析-13

2.9關(guān)節(jié)假體的疲勞分析-16

2.9.1載荷和邊界條件-16

2.9.2磨損模型-18

2.9.3疲勞與磨損分析-19

2.10溫控裝置分析-20

3設(shè)計(jì)計(jì)算過程-21

3.1初選電機(jī)功率-21

3.2主傳動軸的設(shè)計(jì)-21

3.2.1選擇軸的材料-21

3.2.2初步確定軸的最小直徑-21

3.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-21

3.2.4軸上零件的周向定位-23

3.2.5主傳動軸的倒角-23

3.3擺軸的設(shè)計(jì)-23

3.3.1軸的材料-23

3.3.2初步確定軸的最小直徑-23

3.3.3初步確定C段的尺寸-24

3.3.4初步確定B段的尺寸-24

3.3.5初步確定D段的尺寸-24

3.3.6初步確定A段的尺寸-24

3.4 扭矩測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-24

3.5液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)-25

3.5.1液壓缸主要參數(shù)的確定-25

3.6 裝配圖及主要零件圖設(shè)計(jì)-28

3.6.1裝配圖草圖-28

3.6.2零件圖草圖-28

4零件校核-30

4.1主傳動軸的校核-30

4.2主動軸上軸承的校核-33

4.3擺軸的校核-34

4.4擺軸上軸承的校核-35

5設(shè)計(jì)說明-37

5.1重要部件加工工藝-37

5.2潤滑及密封-38

結(jié)論-39

致謝-40

參考文獻(xiàn)-41