多功能离心机机械部分设计(附件)
摘 要摇床和离心机是分离细胞的实验中缺一不可的装置，但是当前市面上的离心机和摇床的性能都比较单一，不可以一并备离心机和摇床的性能，耗费占用的空间以及实验的花费，针对这一问题，提倡了设计一款多功能离心机，它能够同时具备离心机和摇床的性能。本设计主要阐述了多功能离心机机械部分的设计经过。第一部分阐述了摇床和离心机的工作原理、结构构成和技术发展历程，也选定了多功能离心机的总体设计和改进方案，依照理论的测算获得了零件的各个尺寸，确定了零件的结构。在完成了零部件的结构设计之后，可以利用UG来进行各零部件的三维建模，然后将其装配成为一个整体，完成了多功能离心机的一个整体建模。零部件与零部件之间的配合关系可以直接通过UG建模反映出来，也能够检查出设计里面还有的一些缺陷，比如零部件的配合缺陷。找到缺陷以后直接到零部件模型里面改善，自动更正装配图。复查一下装配图是否还有问题，确认无误以后导出多功能离心机的工程图转换成二维图，完成其机械设计的部分。
目 录
第一章 引言 5
第二章 多功能离心机总体方案确定 6
2.1离心机基本原理 6
2.1.1离心机工作原理 6
2.1.2 台式离心机的结构 7
2.1.3 离心机技术进展 8
2.2摇床基本原理 8
2.2.1摇床工作原理 8
2.2.2摇床的结构 8
2.2.2摇床技术发展 9
2.3总体方案确定 10
2.3.1总体方案设计 10
2.3.2总体方案改进 10
第三章 主要零部件设计 12
3.1离心机转子的设计 12
3.2 摇台、摇瓶夹及托盘的设计 12
3.3电动机的选择 14
3.4偏心轮和偏心支撑的结构设计 15
3.5转轴和主轴 17
3.6机架的设计 18
3.7传动方案选择设计 18
3.8热源室元件选择 19
3.9 箱体的设计 19
第四章 工程图 20
4.1工程图 20
结束语 21
致 谢 22
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 23
附录:毕业设计调研报告 24
第一章 引言
离心机是一种拥有特殊功能的装置，它的转子放在转轴上，转子可以是离心管，里面放着液体的试剂溶液，当转子的转速很高时，会产生很大的离心力，溶液里不同性质的成分会随着快速的旋转而分开。离心机被全面推广在一些工农业以及科研工程等方面。
摇床也可以叫做振荡器，它将盛有培养液的锥形瓶或者试管固定在振荡器的台面上，振荡器台面做平面旋转运动，在一定的骚动的环境下来培植培养液。因为培养液一般是在固定的温度下进行培植的的，因此振荡器的摇台在摇床室里面是密封的，而且摇床室里面装配了调节温度的设备，来实现摇床室的恒温。振荡器已经成为生物科学、医学研究等领域必不可少的装置。
如今市面上的摇床和离心机的性能都比较单一，换句话说就是只具备摇床或离心机的一项性能，不能同时实现。在以往的生物学研究中，一般是先在振荡器里面培植细胞，培植完成以后，再利用离心机将培养液里面不同性质的成分分离。只有同时利用两台装置，才能够完成分离细胞的研究。
摇床和离心机在构成上相似，但是基本原理却不一样，比如：
经由直流电动机提供的动能来运转，功率也所差无几；
一般通过单片机来准确的支配转速，实现调整电动机转速的过程。
综上所述，离心机和摇床虽然由不一样的系统来完成传动和执行的过程，但是是由同一个系统来实现动力和操控的。如果想要使用相同的电动机来完成两个装置的驱动过程，可以由适当的传动系统的设置来实现。再通过兼并完善控制系统，来实现摇床和离心机利用相同的控制系统支配的过程。
就当前来说，摇床和离心机可以说拥有了完善的技术，通过对二者执行系统的适当组合，以及设置完善它们控制和传动的系统，能够实现摇床和离心机的合二为一。优点在于：
减少了实验装置的数量，减少了占用的空间；
二者合二为一以后，减少了电动机的使用数量，可以很大程度上减少实验成本；
在同一个装置上进行操作，使得操作更加简单快捷。
因此，在同一台装置上同时拥有摇床和离心机的性能是可以实现的，而且也有它自身的实用价值。
第二章 多功能离心机总体方案确定
2.1离心机基本原理
离心机是一种拥有特殊功能的装置，它的转子放在转轴上，转子可以是离心管，里面放着液体的试剂溶液，当转子的转速很高时，会产生很大的离心力，溶液里不同性质的成分会随着快速的旋转而分开 。
2.1.1离心机工作原理
（一）物质沉降原理[1]
（21）
（二）离心机原理[2]
（22）
（23）
其中，得出
（24）
相对离心力
（25）
上式说明了半径、相对离心力和转速之间的关系。每一离心转子的相对离心力都可以运用上述公式计算得到。
2.1.2 台式离心机的结构
台式离心机的构成主要是：制冷系统、电机驱动系统、控制系统、转头，如图21[1]。
图21 离心机结构示意图
电机是离心机的驱动系统重点，是动力的主要来源，是电动机的核心部分。驱动系统在采购时要留神它的运行寿命以及转数的总数，因为类型不同它的使用年限也不尽相同。驱动系统一般有电机驱动系统、磁悬浮驱动系统、空气涡旋驱动系统和油轮驱动系统几种类型。一般可以从容量、结构组成、类型、运转速度和电压这几个角度来挑选电动机。
制冷系统的重要组成部分有制冷剂和温度感应器。因为离心机的高速旋转，转子会跟空气发生摩擦，从而放出很大的热量，转子受热之后会发生膨胀，也会制约样品在实验过程中的改变。所以在速度很大的离心机里面安装了了制冷系统，使得离心腔的温度下降，维系在低温下运行。
离心机中必不可少的部件是它的转头，因为转头要用很大的速度旋转，要接受的离心力的加速度也是相当的大，因此对选材、参数、精度、技术、安全几个方面的抉择也很严苛。至今已有系列数十个类型上百个的转头。鉴于它的构成和作用，有垂直型、水平型、固定角型、近垂直型等。
离心机的各参数利用控制系统来操作，可以称为它的指挥官。包含了真空控制、温度控制、速度控制几个方面。
2.1.3 离心机技术进展
低速、调整、超速是离心机的三个发展过程，它的装置和技术的发展，两者相相得益彰。
目 录
第一章 引言 5
第二章 多功能离心机总体方案确定 6
2.1离心机基本原理 6
2.1.1离心机工作原理 6
2.1.2 台式离心机的结构 7
2.1.3 离心机技术进展 8
2.2摇床基本原理 8
2.2.1摇床工作原理 8
2.2.2摇床的结构 8
2.2.2摇床技术发展 9
2.3总体方案确定 10
2.3.1总体方案设计 10
2.3.2总体方案改进 10
第三章 主要零部件设计 12
3.1离心机转子的设计 12
3.2 摇台、摇瓶夹及托盘的设计 12
3.3电动机的选择 14
3.4偏心轮和偏心支撑的结构设计 15
3.5转轴和主轴 17
3.6机架的设计 18
3.7传动方案选择设计 18
3.8热源室元件选择 19
3.9 箱体的设计 19
第四章 工程图 20
4.1工程图 20
结束语 21
致 谢 22
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 23
附录:毕业设计调研报告 24
第一章 引言
离心机是一种拥有特殊功能的装置，它的转子放在转轴上，转子可以是离心管，里面放着液体的试剂溶液，当转子的转速很高时，会产生很大的离心力，溶液里不同性质的成分会随着快速的旋转而分开。离心机被全面推广在一些工农业以及科研工程等方面。
摇床也可以叫做振荡器，它将盛有培养液的锥形瓶或者试管固定在振荡器的台面上，振荡器台面做平面旋转运动，在一定的骚动的环境下来培植培养液。因为培养液一般是在固定的温度下进行培植的的，因此振荡器的摇台在摇床室里面是密封的，而且摇床室里面装配了调节温度的设备，来实现摇床室的恒温。振荡器已经成为生物科学、医学研究等领域必不可少的装置。
如今市面上的摇床和离心机的性能都比较单一，换句话说就是只具备摇床或离心机的一项性能，不能同时实现。在以往的生物学研究中，一般是先在振荡器里面培植细胞，培植完成以后，再利用离心机将培养液里面不同性质的成分分离。只有同时利用两台装置，才能够完成分离细胞的研究。
摇床和离心机在构成上相似，但是基本原理却不一样，比如：
经由直流电动机提供的动能来运转，功率也所差无几；
一般通过单片机来准确的支配转速，实现调整电动机转速的过程。
综上所述，离心机和摇床虽然由不一样的系统来完成传动和执行的过程，但是是由同一个系统来实现动力和操控的。如果想要使用相同的电动机来完成两个装置的驱动过程，可以由适当的传动系统的设置来实现。再通过兼并完善控制系统，来实现摇床和离心机利用相同的控制系统支配的过程。
就当前来说，摇床和离心机可以说拥有了完善的技术，通过对二者执行系统的适当组合，以及设置完善它们控制和传动的系统，能够实现摇床和离心机的合二为一。优点在于：
减少了实验装置的数量，减少了占用的空间；
二者合二为一以后，减少了电动机的使用数量，可以很大程度上减少实验成本；
在同一个装置上进行操作，使得操作更加简单快捷。
因此，在同一台装置上同时拥有摇床和离心机的性能是可以实现的，而且也有它自身的实用价值。
第二章 多功能离心机总体方案确定
2.1离心机基本原理
离心机是一种拥有特殊功能的装置，它的转子放在转轴上，转子可以是离心管，里面放着液体的试剂溶液，当转子的转速很高时，会产生很大的离心力，溶液里不同性质的成分会随着快速的旋转而分开 。
2.1.1离心机工作原理
（一）物质沉降原理[1]
（21）
（二）离心机原理[2]
（22）
（23）
其中，得出
（24）
相对离心力
（25）
上式说明了半径、相对离心力和转速之间的关系。每一离心转子的相对离心力都可以运用上述公式计算得到。
2.1.2 台式离心机的结构
台式离心机的构成主要是：制冷系统、电机驱动系统、控制系统、转头，如图21[1]。
图21 离心机结构示意图
电机是离心机的驱动系统重点，是动力的主要来源，是电动机的核心部分。驱动系统在采购时要留神它的运行寿命以及转数的总数，因为类型不同它的使用年限也不尽相同。驱动系统一般有电机驱动系统、磁悬浮驱动系统、空气涡旋驱动系统和油轮驱动系统几种类型。一般可以从容量、结构组成、类型、运转速度和电压这几个角度来挑选电动机。
制冷系统的重要组成部分有制冷剂和温度感应器。因为离心机的高速旋转，转子会跟空气发生摩擦，从而放出很大的热量，转子受热之后会发生膨胀，也会制约样品在实验过程中的改变。所以在速度很大的离心机里面安装了了制冷系统，使得离心腔的温度下降，维系在低温下运行。
离心机中必不可少的部件是它的转头，因为转头要用很大的速度旋转，要接受的离心力的加速度也是相当的大，因此对选材、参数、精度、技术、安全几个方面的抉择也很严苛。至今已有系列数十个类型上百个的转头。鉴于它的构成和作用，有垂直型、水平型、固定角型、近垂直型等。
离心机的各参数利用控制系统来操作，可以称为它的指挥官。包含了真空控制、温度控制、速度控制几个方面。
2.1.3 离心机技术进展
低速、调整、超速是离心机的三个发展过程，它的装置和技术的发展，两者相相得益彰。
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