遥控玩具飞机外形与机械系统设计毕业设计论文

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1、毕业设计(论文)题 目 遥控玩具飞机外形与机械系统设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷

2、本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使

3、用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线

4、路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名）

5、 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教

6、研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

7、优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日南 华 大 学毕业设计(论文)任务书学 院： 机械工程学院 题 目： 遥控玩具飞机外形与机械系统设计 起 止 时 间: 2011年12月27日至2012年6月3日 学 生 姓 名： 班 级： 机械082 指 导 老 师： 系 室 主 任： 院 长： 年 月 日论文 (设计) 内容及要求：一、 设计（论文）内容（含该设计的主要设计参数，主要设计内容及对图纸、说明书的具体要求）主要研究的内容：1、飞机性能指标的设计计算主动轴

8、、齿轮箱2、机械系统及外形设计外形设计、螺旋桨设计、尾翼设计、遥控器外形设计3、图纸、说明书的具体要求详见机械工程学院关于毕业设计的具体规定 机械参数：数据来源实物玩具的测绘数据 电机参数：直流（电压，电流，转速）二、 设计（论文）要求1、必须达到该设计的目的和拟解决的关键问题及指导老师要求学生必须掌握的基本知识和基本技能。2、有关参考书和具体设计步骤、要求见指导老师编写发给的2011年的毕业指导书。3、学生必须按上述规定完成基本任务，老师分别按完成日期分项检查，未完成每项扣总分2% ，期中检查进度跟不上或请假、迟到多等因素均推迟答辩。4、没有按任务书完成毕业设计任务的推迟答辩，在推迟答辩的时

9、间里仍没有完成不给成绩。三、毕业设计（论文）进度安排2011.12.272012.1.20 通过老师对遥控电动玩具飞机的机械控制与电路设计这一课题的讲解，对这一课题有一个初步的认识，并通过网络、图书馆、书店查找相关资料，加强理论知识以及控制系统的设计知识。2012.2.202012.3.1 拆除老师提供的遥控玩具飞机，对其进行测量分析，学习绘图软件。2012.3.22012.3.20 初步进行玩具飞机的机械控制计算。2012.3.212012.4.5 进行遥控电动玩具飞机的电机，遥控器的外形设计和加工工艺设计。 2012.4.62012.4.30 对机械部分进行设计和绘图。2012.5.120

10、12.5.15 专题研究。2012.5.152012.6.3 编写说明书、整理资料，准备答辩。四、主要参考文献1 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理M.7版.北京：高等教育出版社，2006.52 濮良贵，纪名刚.机械设计M.8版.北京：高等教育出版社，2006.53 彭如恕，厉善元，周荣安.现代工程制图M. 北京：国防工业出版社，2006.94 唐增宝，常建娥.机械设计课程设计M.武汉：华中科技大学出版社，2006.95 傅水根.机械制造工艺基础M.2版.北京：清华大学出版社，2004.66 机械工程手册编委会.机械工程手册M.2版.机械工业出版社，1997.77 杨昂岳，邹湘军，吴石林，何汉辉.

11、机械制造工程学M.长沙：国防科技大学出版社，2004.28 刘鸿文.材料力学M.4版. 北京：高等教育出版社，2004.19 冯凯昉.工程测试技术M.2版.西安：西北工业大学出版社，2005.810 谢铁邦，李柱，席红卓.互换性与技术测量M.3版. 武汉：华中科技大学出版社，1998.911 周志雄，孙宗禹.机械设计制造及其自动化英语教程M.长沙：湖南大学出版社，2000.9 12 哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学M.6版.北京：高等教育出版社，2002.813 张永茂，马卫东. AutoCAD2004/2005二维绘图多媒体教程M.北京：航空工业出版社，2004.814 Kollma

12、nn F. G. Rotating Elasto-Plastic Interference Fits. Trans. ASME, 80-C2/DET-11.15 Mechanical Drive(Reference Issue). Machine Design. 52(14), 198016 Sors L. Fatigue Design Of Machine Components. Oxford: Pergamon Press,1971指导老师： 年 月 日南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目遥控玩具飞机外形和机械系统设计设计（论文）题目来源自选课题设计（论文）题目类型工程设

13、计起止时间2011年12月27日至2012年6月3日一、 设计（论文）依据及研究意义：1、设计依据:根据本专业所学的机械制图，机械原理，机械设计，理论力学，材料力学等课程中的知识及军用直升机的设计原理，尽量模拟其外型的前提下，按一定的合理比例进行缩小产生模型，综合考虑其外型合理性和其机械系统构造使其能够利用无线电技术与控制技术及其机械传动技术来实现飞机的无线电遥控，使其能按照与预定的设计要求运动。2、研究意义: 根据市场调查和研究表明，我国军事爱好者人数众多，军事模型玩具具有广泛的市场，其消费范围可以面向各年龄阶段的儿童甚至是成年的武器模型爱好者。但是国内的遥控飞机类玩具产业还处于基础发展阶段

14、，无论是在设计还是在制造方面都无法满足日益扩大的市场需要。我们以市场需要为导向，致力于设计开发，将研究设计一款比例协调，外观新颖，操作性能优良，价廉物美的遥控直升飞机玩具。本文主要讨论飞机外形设计及机械系统设计, 其中机械系统中的齿轮箱是一个非常重要机构。齿轮箱在我们的实际生产生活中应用十分广泛，它不仅在众多的农业机械和工程机械中得到广泛应用，而且诸如军工、航空、轮船等重要的国民经济发展产业中也有广泛的应用。研究好齿轮箱，有利于我们进一步了解齿轮箱特点，设计合理的齿轮箱，实现不同机械系统的需要，故此次毕业设计具有实际意义。二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）1、主要研

15、究的内容：（1）性能指标的设计计算：主动轴、齿轮箱（2）机械及外形设计：外形设计、螺旋桨设计、机翼设计、遥控器外形设计（3）图纸、说明书的具体要求详见机械工程学院关于毕业设计的具体规定 机械参数：数据来源于实物玩具飞机的测绘数据 电机参数：直流电动机（电压，电流，转速）2、技术方案、路线： （1）根据任务书的要求，查阅国内外相关资料，对实物进行测绘，对遥控玩具飞机外型及机械系统进行设计和改进。 （2）用三维软件proe绘制出控玩具飞机的各个零件的三维图及整机的装配图。3、预期目标：完成飞机外型设计和机械系统的设计，使遥控玩具飞机外型美观，并可平稳前进、后退和左右转弯。三、设计（论文）的研究重点

16、及难点：1、根据真实的军用直升机，尽量模拟其外型的前提下，致力于设计开发，将研究设计一款比例协调，外观新颖，操作性能优良，价廉物美的遥控玩具飞机，以满足儿童和军事爱好者的需要。2、用proe完成遥控玩具飞机的外型。3、对遥控玩具飞机机械传动部分的轴和齿轮的设计及其校核。四、 设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：2011.12.272012.1.20 通过老师对遥控电动玩具飞机的机械控制与电路设计这一课题的讲解，对这一课题有一个初步的认识，并通过网络、图书馆、书店查找相关资料，加强理论知识以及控制系统的设计知识。2012.2.202012.3.1 拆除老师提供的遥控玩具飞机，对其进行测量分析

17、，学习绘图软件。2012.3.22012.3.20 初步进行玩具飞机的机械控制计算。2012.3.212012.4.5 进行遥控电动玩具飞机的电机，遥控器的外形设计和加工工艺设计。 2012.4.62012.4.30 对机械部分进行设计和绘图。2012.5.12012.5.15 专题研究。2012.5.152012.6.3 编写说明书、整理资料，准备答辩。五、 进行设计（论文）所需条件：1、 装有AutoCAD、PROE绘图软件的计算机一台。2、 设计所需理论技术相关的书籍和资料,如机械制图，机械原理，机械设计，理论力学，材料力学等。3、 遥控玩具飞机一架。4、 机械设计手册一套。5、 测量仪

18、器。六、 指导教师意见：签 名： 年 月 日 南华大学机械工程学院毕业设计（论文） 遥玩具飞机外形与机械系统设计摘要：本文结合军用直升机的外形，以玩具遥控飞机为研究对象，利用无线电技术与控制技术及其机械传动技术来实现飞机的无线电遥控，使其能按照预定的设计要求运动。该飞机设计包括飞机外形设计和机械系统设计两个部分。通过飞机形体结构分析，并结合飞机的设计原理，提出了飞机外形设计方案，使用PROE软件来实现了飞机的造型设计。本款飞机将采用螺旋桨驱动，尾翼导向方式，来实现飞机的起飞、转向，当尾翼顺时针旋转时，飞机左转弯飞行；当尾翼逆时针旋转时，飞机右转弯飞行。因此该飞机的机械系统设计主要包括螺旋桨的设

19、计、齿轮机构的设计、以及尾翼的设计。充分考虑工作机可靠性、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低廉等要求，提出了各机械传动系统的具体设计方案。关键词：飞机外形；机械系统；齿轮传动；强度Remote control toy plane shape and mechanical system designAbstract: This combination of military appearance, with remote control toy plane as the research object, the use of radio technology, control tec

20、hnology , control technology and the mechanical transmission technology to achieve the aircrafts radio remote control, so that it can be scheduled according to design requirements of movement. The aircraft design includes the design of aircraft configuration and mechanical system design of two parts

21、. The aircraft body structure analysis, and the combination of plane design principle, puts forward the design of aircraft configuration scheme, using the PROE software to realize the aircraft design. The aircraft will use the propeller drive, tail guide way, to achieve take-off, steering, when the

22、tail, when rotation clockwise, the plane left turn flight; when the empennage rotates counterclockwise, the plane right turning flight. Therefore the aircraft mechanical system design mainly includes the design of propeller design, gear design, as well as the tail design. Fully consider working mach

23、ine reliability, high transmission efficiency, simple structure, compactsize, light weight, low cost and so on, and puts forward the concrete design of mechanical transmission system.Key words：Aircraft configuration；Mechanical system； Gear drive； Strength 目录1 概述11.1 国内外情况11.2 总体方案设计及材料选择21.4 原理分析72

24、外形设计82.1 整体造型82.2 机体颜色的选择82.3 外形设计方案93电动机的选择213.1动力电机的选择213.2导向电机的选择244螺旋桨的设计274.1二层螺旋桨274.2传动机构284.3支撑机构设计404.4动力轴425尾翼设计466遥控器外形设计486.1遥控器结构486.2操纵杆设计497照明电路的设计50参考文献51谢辞52附录53 iv总的来说，遥控飞机的发展不是很长，但是它的功能特点已经相当的完善。你可以随时从报纸、杂志、电视等传播媒体上看到关于遥控飞机的报道。特别是国外，大到老人小到孩子，很多人都在玩遥控飞机。许多玩具公司、团体组织了各色各样的遥控飞机比赛，社会上更

25、是兴起了众多关于遥控飞机的培训机构。这种种现象都表明，遥控飞机已赫然成为人们休闲娱乐时的必需品，这也给遥控飞机带来了史无前例的发展空间，使得遥控飞机不管是外形还是功能方面都更趋于完善。研究人员表明，今后的遥控飞机将朝两级方向发展，一类是功能更简化，价格更便宜，更适应普通消费者需求；另一类则是功能朝复杂化发展，配件齐全，以满足高级别玩家的需求。1 概述1.1 国内外情况遥控飞机是可以远距离控制飞行的飞行器。根据其用途和性能的差异，遥控飞机可分为玩具、航模、民用、军用等几类。玩具遥控飞机结构简单，通常为单通道、二通道或三通道，有固定翼飞机、直升机等。随着科技发展，玩具遥控飞机的体积日渐缩小，而可操

26、作性和技术含量越来越高，一些遥控飞机已经能由5-6岁的儿童操作。由于直升机比固定翼飞机所需的场地小，甚至可以在室内操作，因此近年来遥控直升机的销售量大幅增加。航模可以说是高级玩具，但其结构复杂程度和可操作性远高于玩具遥控飞机。航模遥控飞机可以实现前后、上下、侧飞、左右、加速减速等大量技术动作。航模初学者应循序渐进，从相对简单的飞机开始学习操作。例如，航模遥控直升机应从四通道双桨直升机开始。如果一开始就操作高级的六通道直升机，初学者会难以适应其操作难度。航模遥控飞机有油动和电动之分，油动的最大好处是续航时间长，只要及时加油即可飞行，而且，马力强劲。但油动机的危险系数较高，维护相对复杂，价格比较高

27、，因此电动航模成为了航模普及的主要角色。与过去流行过的滑翔机、飞碟等相比，现在流行的直升机有几大特点，一是价格很吸引人；二是用料好，以前以发泡胶为主，已损坏，现基本以耐撞击的EEC为主；三是容易操纵，在很小的空间里就可以玩。1.2 总体方案设计及材料选择1.2.1 总体方案设计 经过研究我设计的这款遥控玩具飞机将采用如下方案：将飞机设计成为典型的共轴双桨、尾翼导向直升机，采用无线电遥控的方式控制飞机的起飞，前进，后退，左转弯，右转弯等基本动作。使用电动机为原动机，电池为能源。为获得较高的性价比，我将尽量使该玩具飞机的结构简单，但同时外观新颖，操作灵活。本款飞机将采用共轴双桨四旋翼作为驱动结构，

28、主旋翼分为A、B两组，分别由两个电动机带动，A组主旋翼设置在上方，顺时针旋转，B组主旋翼设置在下方，逆时针旋转。A、B两组旋翼旋转作为飞机起飞的驱动动力。本款飞机将采用尾翼作为导向结构，尾翼顺时针旋转时飞机左转弯，逆时针旋转时飞机右转弯。为了不使飞机结构过于复杂，本款飞机将不具备后退飞行的能力。机械传动位于原动机和工作机之间，用以传递运动和动力或力矩，改变运动方式。传动装置方案设计是否合理，对整个机构的工作性能，尺寸，重量和成本影响都很大。因此，传动方案的设计是遥控玩具飞机机械及控制部分设计的关键环节之一。合理的传动方案，首先应满足工作机的工作需求，其次还应该满足工作可靠、传动效率高、结构简单

29、、尺寸紧凑、重量轻、成本低廉、工艺性好等要求。任何一个方案，要满足上述所有要求都相当困难。因此要统筹兼顾，抓主要矛盾，满足最重要和最基本的要求。在中部的齿轮箱内，我的设计是：安排两个电动机，分别带动一组齿轮，一组齿轮和A组旋翼联接，一组齿轮和B组旋翼联接，并且两组齿轮的设置是对称的。齿轮组设计图如下：图1.1 齿轮方案图1.2.2 材料选择塑料为合成的高分子化合物，又可称为高分子或巨分子。大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀；耐冲击性好；具有较好的透明性和耐磨耗性；绝缘性好，导热性低；一般成型性、着色性好，加工成本低；当然塑料也有不少缺点，大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；尺寸稳定性差，

30、容易变形；多数塑料耐低温性差，低温下变脆；容易老化；某些塑料易溶于溶剂。因为本设计是遥控玩具汽车，对材料的很多要求不是很多，因而这些缺点和本设计本不冲突。聚酰胺Polyamide（简称PA，俗称尼龙）尼龙6（PA6）尼龙6又叫PA6，聚酰胺6。学名：聚己内酰胺尼龙6为由单体己内酰胺经开环聚合反应生成的线线型聚酰胺，具有唚NH(CH2)5CO重复单元结构。尼龙6的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比尼龙66塑料要好,但吸湿性也更强。弹性比PA66大，疲劳弹性为了提高尼龙6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPD

31、M和SBR等。对于没有添加剂的产品，尼龙6塑胶原料的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向还要稍高一些）。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。尼龙6注塑干燥处理由于尼龙6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。 尼龙6注塑工艺参数熔料温度：240-250，对于增强品种为250280C。尼龙6抗拉强度和耐磨性优异，有弹性，主要用于制造合成纤 聚己内酰胺维，也可用作工程塑料。其典型应用范围由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承、

32、齿轮。汽车用高性能增强尼龙6复合材料制造发动机周边部件，如进气歧管、发动机罩盖。尼龙610(PA610)尼龙610易于成型，性能介于尼龙6和尼龙66之间。最大特点是吸水变化很小，尺寸稳定，硬度较高，耐磨性比尼龙6稍差，但可替代尼龙6和尼龙66制作精密尺寸产品。尼龙66 ：尼龙66为聚已二酰已二胺，工业简称PA66。常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐磨，电绝缘性好。尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电器、精密仪器等领域。从最终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注

33、射成型加工成各种制件，约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳，车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖，等等。车体部位零部件有：汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。PA66可生产电子电器绝缘件、精密电子仪器

34、部件、电工照明器具和电子电器的零部件等，可用于制作电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器等。PA66具有优良的耐焊锡性，广泛用作接线盒、开关和电阻器等的生产。阻燃级PA66可用于彩电导线夹、固定夹和聚焦旋钮。列车客车的门把手、货车的制动器接合盘等可用PA66制作。其它如绝缘垫圈、挡板座、船舶上的涡轮、螺旋桨轴、螺旋推进器、滑动轴承等也可以用PA66制作。高抗冲击性尼龙66还可制作管钳、塑料模具、无线电控制车身等。未增强级尼龙66通常用于制造低蠕变、无腐蚀的螺母、螺栓、螺钉、喷嘴等；增强级尼龙66用于生产链条、传送带、扇叶、叶轮和脚手架固定脚扣等。在家具行业中，也经常采用尼龙66制造的连接件、装

35、饰品、抽屉滑轮、滑轨等。另外，大量的用品用具也直接以尼龙66来制造，如：齿轮、扇叶、缝纫机凸轮、洗衣机脚，一些以汽油为动力的机械，如割草机。军事上，刺刀鞘、密件套和火药带等。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主

36、轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面淬火(高频淬火或者直接淬火)，这样就能得到需要的表面硬度。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58

37、）。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35%从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质+高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。 GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850正火、840淬火、600回火，达到的性能为屈

38、服强度355MPa GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16%，断面收缩率为40%，冲击功为39J合金钢 ：合金钢 alloy steel 钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢。 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢（含量10%）；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴

39、承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。 在钢中除含铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、碳元素以外，还含有一定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种，这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统，随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、硌钢系统，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统 合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。调质钢 1中碳型合金钢，合金元

40、素含量较低；2强度较高；3用于高温螺栓、螺母材料等。 弹簧钢 1、含碳量比调质钢高；2经调质处理，强度较高 抗疲劳强度较高；3用于弹簧材料。 滚动轴承钢 1高碳型合金钢，合金含量较高；2具有高而均匀的硬度和耐磨性；3用于滚动轴承。 合金工具钢 量具钢 1高碳型合金钢，合金元素含量较低；2具有高的硬度和耐磨性，机加工性能好，稳定性好；3用于量具材料。 特殊性能钢 不锈钢1低碳高合金钢；2抗腐蚀性好；3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。 耐热钢 1低碳高合金钢；2耐热性能好；3用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。 低温钢1低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低；2抗低温性好；3用于低温材料（专用钢为

41、镍钢）。1.4 原理分析一个控制系统，除被控目标外，还有测量设备、控制装置及执行机构。控制系统的控制过程，就是不断消除被控目标实际状态与预定状态之间的偏差的过程。遥控玩具飞机的控制过程与上述的控制过程是相似的。根据玩具飞机结构简单，价格要求低廉的特点，拟设计一个开环控制系统。其基本原理是：由遥控器输入指令（起飞，左右转弯指令），经遥控器中的发射电路通过天线将指令无线电信号发射出去，然后玩具飞机中的接收装置就收到无线电信号并将其转化为相应的控制信号，控制信号控制电动机正反转，通过动作控制机构的机械部分最终产生起飞和转弯的相应动作。控制原理如下所示： 图1.1 控制原理遥控器左操纵杆控制飞机的主旋

42、翼转动，也就是控制中部的两个动力电机的运转；遥控器右操纵杆控制飞机的尾翼旋转，也就是控制尾部的一个导向电机的运转。当遥控器左操纵杆向前转动时飞机主旋翼旋转，到达一定的速度时飞机开始起飞，左操纵杆越往前推得多，主旋翼旋转速度越大，飞机飞行的动力越足，也就能飞得更高。在遥控左操纵杆往前转动的同时，操作右操纵杆往左旋转，飞机即往左转弯飞行；在遥控左操纵杆往前转动的同时，操作右操纵杆往右旋转，飞机即往右转弯飞行。2 外形设计2.1 整体造型飞机整体造型我通过了解市场对此等价格的玩具飞机更倾向于外行美观、结构轻巧的模型，当然从设计来说相对也比较复杂。我从综合考虑出发，为了能够吸引更多的消费者，决定将其设

43、计为军用迷彩外型，并配有彩色照明灯泡。飞机的外形主要由曲面和曲线组成，这就给设计带来一定的困难。因为曲面和曲线在设计中很难把握，如果没处理好，就会使飞机的外形不协调。为了解决这个问题，我用软件反复调试外形，以至于达到外形逼真的效果。这一点相对花的时间也是比较长的。2.2 机体颜色的选择机体颜色是外形设计的一个重要组成部分，如果颜色没有选择好，即使有外形协调，也会使整体不那么美观，不具吸引力。为了选择合理的颜色，我们还必须了解色彩心理学，因为这更加有助于颜色的选配。色彩的心理感受有以下几类，冷暖色感、轻重色感、软硬色感、前后色感、大小色感、华朴色感、活沉色感和燥静色感。基于我们这个设计是遥控玩具

44、飞机，它的消费群体主要是广大的儿童，所以在它的外形的颜色搭配上，我们更多地选用暖色调。而在配色上，针对它的消费群体的特殊性，配色的主题应该为活力。综上所述，机体的颜色选择为迷彩以满足儿童的需求。2.3 外形设计方案2.3.1 飞机外壳体的设计飞机外壳体的设计是整个遥控玩具飞机外型设计的重点和难点，由于它设计到很多复杂的曲面，所以在设计中多次使用了边界混合工具，以及对曲面进行并、交、差布尔运算以及用曲面修剪。在设计过程中还必须多次创建基准点、曲线和辅助曲面。最后设计出来的结果如下图所示。图2.1 飞机外壳体2.3.2 机外壳灯箱的设计飞机外壳灯箱主要是用先拉伸实体，然后通过拉伸命令拉伸出三个大孔

45、，小孔也是通过拉伸获得。图2.2 装灯板 2.3.3 电机箱的设计图2.3 电机箱2.3.4 主旋翼的设计主旋翼主要是通过曲面造型命令草绘出其轮廓，再通过边界混合命令获得。图2.4 主旋翼2.3.5 尾翼的设计先通过拉伸命令获得尾翼中部的圆柱体，再拉伸打孔，然后在圆柱体两侧各建立一个平面，平面与圆柱面有相同的角度。通过拉伸命令获得两翼。图2.5 尾翼2.3.6底座的设计 主要通过拉伸命令获得。图2.6 底座2.3.7螺旋桨的设计先通过草绘命令绘出主旋翼的外轮廓，然后通过边界混合绘出旋翼的整个形状，接下来再实体化加厚。再通过组件把旋翼装配起来。图2.7 螺旋桨2.3.8齿轮组的设计 大齿轮的设计

46、：使用PROE软件来绘图，先通过旋转命令绘出齿轮的齿柸特征，然后通过拉伸命令绘出单个齿槽特征，在通过阵列命令创建出整个的轮齿特征。图2.8 大齿轮小齿轮设计图样如下： 图2.9 小齿轮齿轮传动方案设计图： 图2.10 齿轮传动图 中部设置两个相同的大齿轮，两侧分别设置两个相同的小齿轮，两边分别设置一个电机，每一个电机带动一组齿轮，两组齿轮的旋转方向相反。一电机带动一对齿轮组，两个大齿轮分别与一动力轴相连，动力轴再与主旋翼联接，两电机旋转方向相反，带动两组旋翼以相反的方向旋转。图2.11 齿轮组2.3.9整个飞机的装配 通过在PROE组件环境下，把底座、机盖、灯箱、齿轮、电机、动力轴、主旋翼、电

47、机箱、尾翼等装配起来，效果图如下图2.12 飞机3电动机的选择3.1动力电机的选择电动机类型的选择用于遥控电动玩具飞机的传动电机主要有以下几种：直流电动机，永磁无刷直流电动机和快关磁阻电动机。在遥控电动玩具飞机上应用的各种传动电动机中，直流电动机的效率相对较低，但是它使用方便，价格便宜，考虑到我们设计的玩具飞机的结构简单，对传动电机的要求并不是很高，所以我们选择直流电动机。直流电动机的结构直流电动机有转子和定子，基座和电刷换向装置等主要部件组成。我选用的直流电动机是有固定磁阻的。直流电动机的工作原理直流电动机接上直流电源后，当电枢绕组经电刷和换向器的滑动接触而通过电流时，受到固定不变的磁场的作

48、用而产生电磁力，力的方向可按左手定则来判定，通过控制电枢及固定磁组来控制直流电动机的转矩和转速，电枢的转动带动齿轮转动，经齿轮传动后由螺旋桨轴输出，实现遥控电动飞机的运动。直流电动机的特点直流电动机通过电阻来调节转速，需要消耗大量的能量，直流电机在结构上有电刷，换向器等易磨损件，因此存在维修困难，使用寿命不是很长的问题，但一般用于玩具等传动要求不高的器械上能够满足要求。综上所述，电动机的类型根据动力源和工作条件，选用直流电动机。（1） 电动机额定功率的选择 电动机的额定功率若选小了，则电动机将在过载的状态下运行，会因发热过大而提前损坏，有时还有可能启动不了，若选大了电动机将在欠载状态下运行，其

49、效率及功率因数等指标变差，使综合经济效益下降。正确选择电动机应考虑玩具飞机升力与重力比较，齿轮传动的效率等性能要求。（2） 电动机额定转速的选择 额定功率相同的电动机，额定转速高时，其体积小，重量轻，价低，效率功率因数也比价高，且从整车性能来说既可减少实际运行过程中的机械损耗，因此电动机转速越高越有利，但是在飞机的飞行速度一定时，电动机的额定转速越高，则传动比越大，有可能加大主减速器的速比和尺寸，考虑到我们设计的这个玩具飞机重量不大，我们就选用微型电动机。（3） 电动机型号的确定 飞机主旋翼转速的计算 旋翼升力=大气相对密度最大升力系数旋翼实度（旋翼直径）/1394 旋翼最大升力系数多为0.5

50、0至0.55 空气密度=1.29kg/m 旋翼实度=每片旋翼的面积旋翼叶片数量/旋翼桨盘面积 旋翼桨盘面积=（旋翼直径）3.14/4 旋翼实度一般在0.040.11之间 旋翼最大升力系数取0.50 旋翼实度取0.10 机身重量=216g 主旋翼直径=340mm旋翼升力=1.290.500.10340/1394=216g计算得出=610.2 r/min当主旋翼的转速大于610.2r/min时飞机即能起飞飞机维持平飞需要螺旋桨提供的功率P=12.45G为机身重量 K为升阻比 K=18.6 C为旋翼最大升力系数S为每片旋翼叶片面积=0.002269 m计算得出 P=1.3 w螺旋桨的工作效率=0.6

51、齿轮的传动效率=0.97从电动机到工作机的总效率=0.60.97=0.582中部的设置是两个电动机分别带动一组旋翼，所以P=P=则需要电动机的功率为P=/0.582=1.15 w对照M系列直流电动机技术数据表表3.1 各电机数据表型号额定电压（V)额定转速(r/min)额定转矩(gfcm)额定电流(A)额定功率(W)最初起动转矩倍数外型尺寸长宽高（mm)M20-23163000100.200.302302020M20-23263000200.330.612382020M20-26166000100.350.603302020M20-26266000200.651.23382020M28-231

52、63000400.551.22.5332222M28-23263000801.002.462.5412222M28-26166000401.002.463332222M28-26266000801.904.93412222M系列直流电动机技术的型号说明如下： M28-832M:直流电动机系列代号28：机座号832：规格代号：8为电压代号，3为转速代号，2为铁芯代号。数据来源于实用电工手册上册，陈晓华主编，江西科技出版社。通过对照本次设计选用额定功率为1.2W，额定转速为3000r/min的电动机M28-2313.2导向电机的选择（1）电动机类型的选择用于遥控电动玩具飞机的传动电机主要有以下几种

53、：直流电动机，永磁无刷直流电动机和快关磁阻电动机。在遥控电动玩具飞机上应用的各种传动电动机中，直流电动机的效率相对较低，但是它使用方便，价格便宜，考虑到我们设计的玩具飞机的结构简单，对传动电机的要求并不是很高，所以我们选择直流电动机。直流电动机的结构直流电动机有转子和定子，基座和电刷换向装置等主要部件组成。我选用的直流电动机是有固定磁阻的。直流电动机的工作原理直流电动机接上直流电源后，当电枢绕组经电刷和换向器的滑动接触而通过电流时，受到固定不变的磁场的作用而产生电磁力，力的方向可按左手定则来判定，通过控制电枢及固定磁组来控制直流电动机的转矩和转速，电枢的转动带动齿轮转动，经齿轮传动后由螺旋桨轴

54、输出，实现遥控电动飞机的运动。直流电动机的特点直流电动机通过电阻来调节转速，需要消耗大量的能量，直流电机在结构上有电刷，换向器等易磨损件，因此存在维修困难，使用寿命不是很长的问题，但一般用于玩具等传动要求不高的器械上能够满足要求。综上所述，电动机的类型根据动力源和工作条件，选用直流电动机。（2）电动机额定功率的选择 电动机的额定功率若选小了，则电动机将在过载的状态下运行，会因发热过大而提前损坏，有时还有可能启动不了，若选大了电动机将在欠载状态下运行，其效率及功率因数等指标变差，使综合经济效益下降。正确选择电动机应考虑玩具飞机升力与重力比较，齿轮传动的效率等性能要求。（3）电动机额定转速的选择

55、额定功率相同的电动机，额定转速高时，其体积小，重量轻，价低，效率功率因数也比价高，且从整车性能来说既可减少实际运行过程中的机械损耗，因此电动机转速越高越有利，但是在飞机的飞行速度一定时，电动机的额定转速越高，则传动比越大，有可能加大主减速器的速比和尺寸，考虑到我们设计的这个玩具飞机重量不大，我们就选用微型电动机。（4） 电动机型号的确定本次设计的导向结构即是尾翼，通过尾翼的旋转来改变飞机飞行的方向，当尾翼顺时针旋转时，飞机向左转弯飞行；当尾翼逆时针旋转时，飞机向右转弯飞行。表3.2 各电机数据表型号额定电压（V)额定转速(r/min)额定转矩(gfcm)额定电流(A)额定功率(W)最初起动转矩倍数外型尺寸长宽高（mm)M20-23163000100.200.302302020M20-23263000200.330.612382020M20-261