РПЗиспр (Готовый курсовой проект неизвестного варианта (15))
Описание файла
Файл "РПЗиспр" внутри архива находится в папке "Готовый курсовой проект неизвестного варианта (15)". Документ из архива "Готовый курсовой проект неизвестного варианта (15)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы конструирования приборов (окп)" из , которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "основы конструирования приборов (окп)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "РПЗиспр"
Текст из документа "РПЗиспр"
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой БМТ 1 И.о. Зав. кафедрой РЛ5
________Спиридонов И. Н. ________Потапцев И.С.
«___»_________2003 г. «___»_______2003 г.
Расчетно-пояснительная записка на разработку
электромеханического привода для подъема и опускания зубоврачебного кресла.
Руководитель курсовой работы Разработчик студент группы БМТ1-51
______Климов В.Н. ________Колесова Т. Г.
«___»_______2003г. «___»_______2003 г.
Москва 2003 г.
Глава I. Обоснование медико-технических требований.
1.1. Анатомическое строение.(Раздел составлен по[1],[2]).
Зуб (dens) – образование, состоящее в основном из твердых тканей (дентин, эмаль, цемент), расположенное в альвеолах челюстей и предназначенное для откусывания и разжевывания пищи.
Зубы являются производными слизистой оболочки ротовой полости эмбриона. Из эпителия слизистой оболочки развивается эмаль, а из мезенхимы, находящейся под эпителием, образуются пульпа, дентин, цемент и периодонт.
У человека зубы меняются один раз. Зубы сменного прикуса называются молочными, или временным. Прорезывание их начинается на 6-7 месяце жизни и заканчивается к 2,5-3 годам.
В 5-6 летнем возрасте начинают прорезываться зубы постоянного прикуса, и к 13 годам молочные зубы сменяются постоянными. Количество молочных и постоянных зубов не одинаково: во временном прикусе всего 20 зубов, так как отсутствуют малые коренные и третьи большие зубы. Анатомическая формула зубов 212, так как на каждой стороне как верхней, так и нижней челюсти имеется 2 резца, 1 клык и 2 больших коренных зуба. В постоянном прикусе 32 зуба, их анатомическая формула 2123, так как 2 резца, 1 клык, 2 малых и 3 больших коренных зуба. В зубах временного и постоянного прикуса различают коронку – часть зуба, выступающая в полость рта, корень зуба, который находится в альвеоле, шейку зуба – небольшое сужение на границе между коронкой и корнем.
В этом месте заканчивается эмалиевый покров коронки зуба и начинается цемент, которым покрыт корень зуба. В области шейки зуба прикрепляется круговая связка, волокна которой с противоположной стороны вплетаются в кость альвеолы, десну, а также направлена к шейкам соседних зубов. Внутри зуба имеется полость зуба, которая делится на коронковую часть и канал корня зуба, или корневой канал, в области верхушки корень заканчивается узким апикальным (верхушечным) отверстием. Коронки зубов имеют несколько поверхностей: вестибулярная, язычная, две контактные поверхности, одна из которых обращена к срединной линии, так называемой срединной поверхности, а другая – кнаружи и называется боковой поверхностью. Линия схождения губной и язычной поверхностей образует режущий край. В группе малых коренных зубов и больших коренных зубов различают преддверную, язычную, жевательную поверхности. Из контактных поверхностей одна называется передней, другая – задней. Каждый зуб имеет анатомические признаки, позволяющие определить его групповую принадлежность. Такими признаками являются форма коронки, режущего края или жевательной поверхности, количество корней. Наряду с этим имеется признак принадлежности к правой или левой челюсти: признак кривизны коронки, угла, корня. Признак кривизны коронки проявляется в том, что наибольшая выпуклость вестибулярной (зубной, щечной) поверхности располагается меридиально. Признак угла коронки выражается в том, что меридиальная поверхность и режущий край резцов и клыков образуют более острый угол, чем угол, образованный режущим краем и латеральной поверхностью. Признак корня состоит в том, что корни резцов и клыков отклоняются в заднебоковом направлении, а малых и больших коренных зубов – в заднем от продольной оси корня.
1.1.1. Элементы зуба (к рис. 1 ). [1], [2].
Зуб
коронка шейка корень
1.1.2. Анатомическое строение зуба (к рис. 2 ).
1. Эмаль.
2. Дентин.
3. Пульпа.
4. Прикрепленная десна.
5. Межзубный сосочек десны.
6. Свободная десна.
7. Альвеолярная кость.
8. Периодонтная связка.
9. Цемент корня зуба.
1.2. Патологии зубов, пародонта и слизистой оболочки полости рта (составлен по [2],[3]).
Таблица 1.2.1 Классификация видов патологий
Таблица видов патологий
зубов | пародонта | слизистой оболочки полости рта |
-Некариозные поражения зубов | -Гингивит | -Острый герпетический стоматит |
-Кариес зубов | -Пародонтит | -Рецедивирующий герпетический стоматит |
-Пульпит | -Пародонтоз | -Синдром приобретенного иммунодефицита человека |
-Верхушечный периодонтит | -Десмодонтоз(периодонтолизис) | -Хронический рецидивирующий афтозный стоматит |
Продолжение таблицы 1.2.1. Классификация видов патологий.
-Гистиоцитоз | -Синдром Бехчета | ||||
-Керазиновый ретикулогистиоцитоз (болезнь Гоше) | -Пузырчатка | ||||
-Синдром Папийона-Лефевра | -Аллергические заболевания | ||||
-Лечение болезней пародонта | -Лейкоплакия | ||||
-Красный плоский лишай | |||||
-Красная волчанка | |||||
-Предраковые заболевания слизистой оболочки полости рта | |||||
-Кандидоз слизистой оболочки полости рта |
1.3.Оборудование стоматологического кабинета.
В оборудование стоматологического кабинета входят:
Таблица 1.3.1. Состав стоматологического кабинета
Стоматологический кабинет
аппарат для зубоврачебное ультразву- автоклав стоматоло-
дентальной кресло ковая мойка гические
рентгенологии материалы
Для лечения заболеваний зубов и пародонта используется зубоврачебное кресло. Необходимо изменение его параметров для обеспечения удобства как врача-стоматолога, так и пациента в зависимости от анатомического строения, а также индивидуальных особенностей организма. Чтобы обеспечить возможность регулировки высоты кресла используется разрабатываемый механизм – электромеханический привод для подъема и опускания зубоврачебного кресла, который обеспечивает максимальный комфорт пациенту и врачу, а также повышенную эффективность лечения пациента путем повышения точности манипуляции рук врача.
1.3.1. Зубоврачебное кресло.
Изобретение относится к медицинскому оборудованию, а именно к креслам стоматологическим. Основная цель изобретения - повышение удобства обслуживания.
На данный момент большинство фирм-производителей стоматологического оборудования под зубоврачебным креслом подразумевают целый комплекс устройств.[4]
Таблица 1.3.2. Состав зубоврачебного кресла
Зубоврачебное кресло
кресло для пациента | стул для врача | стул для медсестры | стойка с лампой и специальными наконечниками | гидросистема |
Мы в своей разработке берем за основу только одну составляющую – кресло для пациента и разрабатываем ЭМП для него.
1.3.2. Кресло для пациента.
Кресло содержит в себе сиденье с шарнирно укрепленной на нем системе рычагов и передачу винт-гайка. Сиденье кресла состоит из основания, спинки, подголовника и подножки, поворачивающихся относительно друг друга. Спинка кресла выполнена так, что даже при крайнем положении не стесняет ног лечащего врача.
Кресла рассчитаны на посадку и перемещение больных с массой тела не более 150 кг.
Глава II. Кинематический расчет ЭМП.
2.1. Описание кинематической схемы ЭМП.
На валу двигателя 1 (ДАТ-250-8: напряжение питания 81В, мощность 250Вт, скорость вращения 7550об/мин) посажена шестерня 2 (m=1,5мм, z=17, d=25.5мм, b=11мм) и закреплена с помощью гайки и шайбы. Шестерня 2 зацепляется с колесом 3 (m=1,5мм, z=42, d=63мм, b=11мм) через цилиндрическую зубчатую передачу. Колесо 2 находится на валу II, на котором также есть шестерня 4 (m=1,5мм, z=17, d=25.5мм, b=11мм). Эта шестерня, в свою очередь, зацепляется с колесом 5 (m=1,5мм, z=85, d=127.5мм, b=11мм) также при помощи цилиндрической передачи. Колесо 5 также является одной из поверхностей трения фрикционной предохранительной конусной муфты 6 (момент срабатывания Мкр=9,94Н*м), которая находится на валу III. Этот вал является выходным, т.е. соединяется с шестерней 7, на которую нацепляется зубчатая рейка 8, движущаяся при ее вращении (рабочий ход рейки 460мм).
2.2. Обоснование габаритных размеров.
Будем полагать, что устройство выполнено в виде стойки, опирающейся на основание. По визуальному наблюдению аналогичного устройства выбираем:
минимальная высота стойки: 600 мм
ход рабочего органа: 300 мм
площадь основания: 700мм*1000 мм = 700000 мм2
2.3. Обоснование выбора типа привода.
Цель - разработка электромеханического привода (ЭМП) для регулирования врачом положения зубоврачебного кресла с учетом особенностей пациента. Устройство должно выполнять перемещение в вертикальной плоскости (подъем и опускание). Режим работы – повторно-кратковременный.
2.4. Обоснование выбора исполнительного механизма.
В качестве исполнительного механизма выбираем передачу винт-гайка с ведущим винтом, зная, что [5] передачи винт-гайка применяются в приборах и механизмах для преобразования вращательного движения в поступательное , а также для получения значительных осевых усилий при сравнительно малых вращающих моментах.
Основные достоинства передачи из [5]:
-простота получения медленного движения в осевом направлении;
-способность работать при значительных осевых нагрузках;
-небольшие габариты, простота конструкции передачи и ее изготовления;
-простота реализации механизма подъема при использовании передачи.
Произведем подбор винта и гайки:
Винт.
Материал винта (из [6]) сталь Ст45 по ГОСТ 1050-74.
Пользуясь таблицами, приведенными в [6], выбираем из конструктивных соображений следующие параметры резьбы:
-наружный диаметр резьбы d=18 мм
-средний диаметр резьбы d2=16 мм
-внутренний диаметр резьбы d1=14 мм
-шаг резьбы S=4 мм
Берем для винта и гайки трапецеидальную однозаходную резьбу, так как трапецеидальная резьба более прочна и более удобна в изготовлении, чем прямоугольная и метрическая.
Гайка.
По данным [6] выбираем гайку, соответствующую винту:
Резьба трапецеидальная, однозаходная
внешний диаметр D=18 мм
средний D2=16 мм
внутренний диаметр D1=12 мм
шаг резьбы S =4 мм
В качестве материала гайки, руководствуясь [6] и [9], выбираем бронзу БрОЦС6-6-3 по ГОСТ 6511-60. По [6], полезное число витков гайки должно быть не более 10, потому что остальные не будут работать.
2.5. Выбор типа электродвигателя.
Определение угловой скорости вращения выходного вала и расчет мощности на выходном валу передачи.
Из конструктивных соображений выбираем линейную скорость подъема зубоврачебного кресла равной 20 мм/с. При шаге резьбы S=4 мм угловая скорость вращения ω(винта)=4/tg(16,08)13.87 рад/с. Будем считать, что угловая скорость на выходном валу передачи, необходимая для преодоления момента сопротивления нагрузки определяется по формуле [11]:
P(вых)=Mн*ω(вых), где ω(вых)=ω(винта)
Рассчитаем P(вых)=7.295*13.87=101.2Вт
Таким образом, P(вых)=101.2 Вт,
ω(вых)=13.87рад/с.
Для определения расчетной мощности электродвигателя (Pвх) из [11] примем коэффициент полезного действия () цепи двигатель – выходные валы равным 0,5. В соответствии с [11] Pвх определяется следующим образом:
Pвых/Pвх= => Отсюда Pвх= Pвых/=101.2/0.5=202.4 Вт