(送料機(jī))液壓式全自動(dòng)型鋼剪切機(jī)的送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、e液壓式全自動(dòng)型鋼剪切機(jī)的送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作者：e（e）指導(dǎo)老師：e【摘要】;根據(jù)型鋼產(chǎn)品的市場需求和技術(shù)發(fā)展方向，設(shè)計(jì)出一臺(tái)先進(jìn)的全自動(dòng)型鋼剪切機(jī)，替代原有的加工方法，將會(huì)成倍提高生產(chǎn)率。本次設(shè)計(jì)主要任務(wù)是液壓式全自動(dòng)型鋼剪切機(jī)的送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要采用單片機(jī)控制氣缸夾緊型鋼和輥?zhàn)铀土蠙C(jī)的方案來實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)送料的目的?！娟P(guān)鍵詞】:氣缸夾緊 輥?zhàn)铀土蠙C(jī) 單片機(jī)eeHydraulic automatic joist shears conveying mechanismdesigne（e）tutor: eAbstract;According to the market demand and techn

2、ical development direction of the steel products,To design an advanced automatic joist shears which replace the original processing method, it will be exponentially increase productivity. The main task is to design hydraulic automatic joist shears conveying mechanism design, it is mainly by single c

3、hip microcomputer control pneumatic cylinder clamping steel and roll feeder scheme to achieve the purpose of efficient and precise feed.Key words:Cylinder clamping The roll feeder Single chip microcomputere目 錄引言.1第一章 型鋼知識(shí)介紹.2 1.1型鋼產(chǎn)品的概念.21.2 型鋼常用的分類方法.21.3常用型鋼的規(guī)格.3第二章 總體方案設(shè)計(jì).4 2.1傳動(dòng)方案的擬定.42.2電動(dòng)機(jī)的選擇.

4、52.3氣缸的選擇.5第三章 夾具設(shè)計(jì)及計(jì)算.63.1夾緊動(dòng)力來源的概述.6 3.2氣源和氣壓系統(tǒng)的選擇.63.3氣動(dòng)傳動(dòng)夾緊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及其件.73.4定位元件設(shè)計(jì).103.5 夾具的最終選定及其原理.12第四章 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其計(jì)算.134.1送料機(jī)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)及工作過程.134.2送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算.154.3聯(lián)軸器和離合器的選擇.214.4送料機(jī)的安裝及調(diào)試.23e第五章 送料機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).265.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路.265.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇.265.3 自動(dòng)送料機(jī)主電路設(shè)計(jì).285.4 LED接口電路設(shè)計(jì).325.5繼電器控制電路設(shè)計(jì).325.6鍵盤及顯示電路設(shè)計(jì)

5、.335.7看門狗MAX813L電路設(shè)計(jì).345.8定位系統(tǒng)計(jì).355.9軟件設(shè)計(jì).36 總結(jié).39參考文獻(xiàn).40e引 言隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的使用越來越普遍，型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品蘊(yùn)藏著巨大的市場商機(jī)和發(fā)展前景。根據(jù)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的市場需求和技術(shù)發(fā)展方向，設(shè)計(jì)出一臺(tái)先進(jìn)的全自動(dòng)型鋼剪切機(jī)，替代原有的加工方法，將會(huì)成倍提高生產(chǎn)率，這便是我研究全自動(dòng)型鋼剪切送料機(jī)構(gòu)的意義。在我國和國外的生產(chǎn)和研究中，自動(dòng)送料方式有很多種，但是在這些產(chǎn)品中，存在著一些問題。如機(jī)械手從橫向(側(cè)面)送料，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、制造、維修困難，價(jià)格昂貴，不適合于我國型鋼剪切機(jī)送料的要求。另有一套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)可移式輸送機(jī)，通過隔料機(jī)

6、構(gòu)將工件輸送至預(yù)定位置，這樣一套機(jī)構(gòu)的配置有局限性，不能應(yīng)用于我國型鋼剪切機(jī)要求。目前國內(nèi)的生產(chǎn)中送料機(jī)構(gòu)還是多數(shù)采用手工模式，即一人看一臺(tái)機(jī)器的人工送料方式。這種生產(chǎn)模式生產(chǎn)效率很低，既浪費(fèi)勞動(dòng)力也讓工人感覺很疲倦，而且人工送料會(huì)產(chǎn)生累積誤差。為了解決這些問題，同時(shí)減少生產(chǎn)成本，結(jié)合國內(nèi)外型鋼剪切機(jī)和送料機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，這里采用單片機(jī)控制氣缸的夾緊和輥?zhàn)铀土蠙C(jī)輸送的方案來達(dá)到高效、精準(zhǔn)送料的目的。這就是我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所研究送料機(jī)構(gòu)的方向。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題：1.如何精準(zhǔn)的將型鋼送到剪切位置且剛好剪切我們所需型鋼的長度。2.如何解決防止型鋼剪切時(shí)候上翹的問題，即如何準(zhǔn)確控制夾緊型鋼和松開型

7、鋼的時(shí)間來配合剪切機(jī)的剪切動(dòng)作。3.如何解決送料機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題。以上問題就是我們所要研究的主要難點(diǎn)和方向。第一章 型鋼知識(shí)介紹e1.1型鋼產(chǎn)品的概念：型鋼是纖各種塑性加工成形的具有一定斷面形狀和尺寸的直條實(shí)心鋼材。型鋼生產(chǎn)歷史悠久，產(chǎn)品品種規(guī)格眾多，斷面形狀和尺寸的羌異大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各類型鋼的形狀有1500多種，尺寸規(guī)格達(dá)到3900多個(gè)，岡而其生產(chǎn)方式也十分繁多。盡管鋼材生產(chǎn)中鋼板和鋼管的比例在不斷提高，但根據(jù)各個(gè)國家的具體條件，型鋼仍占鋼材總量的30一60。我國目前的型材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的50左右。型鋼廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，如機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)、橋梁建筑、汽車、鐵路車輛制造和造船等部

8、門，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中仍占有不可缺少的地位。1.2 型鋼常用的分類方法：按照型鋼的斷面形狀分、按斷面尺寸和單位長度分、按生產(chǎn)方式分等。型鋼按照斷面形狀可以分為簡單斷面型鋼、復(fù)雜斷面型鋼和周期斷面型鋼三類。周期斷面型鋼的橫斷面通常以圓斷面居多。型鋼根據(jù)斷面尺寸和單位長度的質(zhì)量可分為鋼軌、鋼梁、大型材、中小型材。 型鋼按生產(chǎn)方式分有效軋型鋼、冷軋型鋼、彎曲型鋼、焊接型鋼、鍛壓型鋼和擠壓型鋼等。1.3常用型鋼的規(guī)格：型鋼形狀各異，其表達(dá)方式各不相同，下表一為部分型鋼的表達(dá)方法和規(guī)格范圍及其用途。表一 型鋼規(guī)格e這里我們主要剪切角鋼125×125×12；槽鋼200×75；工

9、字鋼320×134（單位為mm×mm）。2.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東） 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：PPd=w； 工作機(jī)所需功率Pw為： FvPw=；1000傳動(dòng)裝置的總效率為： =1234；傳動(dòng)滾筒 1=0.96 滾動(dòng)軸承效率 2=0.96 閉式齒輪傳動(dòng)效率 3=0.97 聯(lián)軸器效率 4=0.99 代入數(shù)值得：=1234=0.960.9940.9720.992=0.8所需電動(dòng)機(jī)功率為： Fv1000040Pd=kW=10.52kW10000.8100060Pd略大于Pd 即可。e選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min

10、 ；4級(jí) ；型號(hào) Y160M-4.功率為11kW2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取滾筒直徑D=500mm601000vnw=125.6r/min 5001.分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比n1460i=m=11.62 nw125.6(2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比i01=.4i=4.03則低速級(jí)的傳動(dòng)比i11.62i12=2.88 i014.032.1.4 電機(jī)端蓋組裝CAD截圖2.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 圖2.1.4電機(jī)端蓋e2.2.1電動(dòng)機(jī)軸p=p=10.52kWn=n=1460r/minT=68.81Nmn0d0m02.2.2高速軸p=p=10.41kWn=n=1460r/mi

11、np10.41=9550=68.09NmT14601d41m1112.2.3中間軸p=p=10.520.990.97=10.10kW=1460r/min=362.2r/min=ni4.03 p10.10=9550=263.6NmT362.2np2=10102312012222.2.4低速軸p=p=10.100.990.97=9.69kW=362.2=125.76r/min= n2.88ip9.69T=125.769550=735.8Nmp3=20212323123332.2.5滾筒軸p=p=9.690.990.99=9.49kW=125.76r/min= nip9.49=9550=720NmT

12、125.76np4=3032243423444ee3.齒輪計(jì)算3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1>按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2>絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 10095-88）。3>材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。4>選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=244.03=96.76。取z25初選螺旋角。初選螺旋角=14 =973.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即 d1t=2K

13、tT0+1ZHZEdH3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)kt=1.61。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433。=0.78（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-26查得1，=1+2=1.65。 2=0.87，則（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。95.5105p095.510510.41T1=N.mm=6.8104N.mm n11460（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)d=1（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600MPa ；大齒輪的

14、接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=500MPa 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N1=60n1jLh=60146012830015=6.3109NN2=1=1.56109 4.03（9）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90;KHN2=0.95 。e（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得 H1=KHN1lim1=0.9600MPa=540MPa SH2=KHN2lim2=0.95550MPa=522.5MPa S（11）許用接觸應(yīng)力H1+H2H=531.25MPa 2（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t3.2.2計(jì)算9.5

15、6mm d1t=.461040.862=0.739616.46104=.73810=4（2）計(jì)算圓周速度v0=1t1601000=146049.56601000=3.78m/s（3）計(jì)算齒寬及模數(shù)mmntnt=1t1tcos=cosz=49.56mm 1h=2.25mnt=2.252=4.5mm=49.56/4.5=11.01 （4）計(jì)算縱向重合度 z=149.56cos1449.560.97=2mm 2424=0.318dztan=0.318124tan14=20.73 1（5）計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)KA=1,根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K

16、v=1.11;由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-4查得K的值與齒輪的相同，故KHKf=1.35由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 10-13查得 H=1.42;由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-3查得KH=KH=1.4.故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得e d1=d1tKK=49.56t2.2=49.56.375=55.11mm 1.6（7）計(jì)算模數(shù)cos55.11cos140.9755.11=2.22mm mn=1=2424z13.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17） mn2KT1Ycos2z1d2FaFSa3.3.1確定計(jì)算參數(shù)

17、（1）計(jì)算載荷系數(shù)。K=KAKVKfKf=1.111.41.35=2.09=1.903（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-28查得螺旋角=0.88影響系數(shù)Y （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。zV1=v2=24=24=24=26.37 coscos140.970.91=97=97=106.59 =zcoscos140.911333233（4）查齒形系數(shù)。=2.57;YFa2=2.18由表10-5查得YFa1（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-5查得YSa1=1.6;YSa2=1.79（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa=380MPaFE1 ；

18、大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 FE2；=0.85（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1，KFN2=0.88； （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得eF=F1=2FN1FE1SFN2=FE2S0.85500MPa=303.57MPa1.4 0.88380=MPa=238.86MPa1.4（9）計(jì)算大、小齒輪的FaSa 并加以比較。 FFa1Fa2FSa11=2.5921.596=0.1363 303.57=2.2111.774=0.01642 238.86FSa22由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算mn322.106.

19、8100.88(cos14)422242*1.650.01642mm=4.3420.97mm=34.085=1.59m對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn 大于由齒面齒根彎曲疲=勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取mn2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由1cos=55.11cos14=26.73=z12 mn取 z1=27 ，則z2=274.03=108.81 取z2=109;3.4幾何尺寸計(jì)算(+)a=123.4.1計(jì)算中心距 n2cos=(27+109)2136=140.2mm 2cos140.97

20、將中以距圓整為141mm.e3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角 =(1+2)n2a(27+109)2=arccos0.97=14.06 2140.2因值改變不多，故參數(shù)、k、ZH等不必修正。 3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=d212ncos=27254=55mmcos140.971092218=224mm cos140.9755+224=139.5mm 2=cos1na=+22=3.4.4計(jì)算齒輪寬度b=dd1=155.67=55mm圓整后取B2=56mm;B1=61mm.低速級(jí)取m=3;z3=30; 由i12=zdd434=2.8830=86.4 取z4=87 =mz3=330=

21、90m=mz4=387=261mm34z43=2.88 +a=2=90+261mm=175.5mm 2b=dd3=190mm=90mm圓整后取B4=90mm,B3=95mmee4. 軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率p3轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則p=p=10.100.990.97=9.69kW=362.2=125.76r/min= n2.88ip9.69T=125.769550=735.842Nmnp3=20212323123334.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為d4=mz4=4101=404mmFFFt=23d=42735.81000

22、=3642N404=3642tan200.3639=3642=1366N cos140.97rFFttanncosattan=3642tan14=908N圓周力Ft ,徑向力 Fr 及軸向力Fa 的4.1.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)=112第八版表15-3,取A0 ,于是得pd=Anmin03=112339.69=11230.077=47.64mm 125.76輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKAT3, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很

23、小,故取KANmm=956594.6Nmm Tca=KAT3=1.3735842=1.3 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或手冊(cè),e選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000Nmm .半聯(lián)軸器的孔徑d1=55mm ,故取 d1-2=50mm ,半聯(lián)軸器長度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長=84mm度L1.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度=50mm,l12=84mm;1)根據(jù)聯(lián)軸器d12為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸=62mm段右端需制

24、出一軸肩,故取2-3段的直徑d2-3 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取=84mm擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1,為了保證軸端擋圈只壓在=82mm半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應(yīng)比L1 略短一些,現(xiàn)取l1-2.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾=62mm子軸承.參照工作要求并根據(jù)d2-3,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故d3-4=d6-7=65mm ；而l5-6=54.5mm,d5-6=82mm。=70mm3）取安裝齒輪

25、處的軸段4-5段的直徑d4-5 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)=85mm略短于輪轂寬度，故取l4-5 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d ，=82mm=60.5mm故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑d5-6 。軸環(huán)寬度b1.4h ，取l5-6。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離el=30mm，故取l2-3低速軸的相關(guān)參數(shù)：=40.57mm齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5查

26、表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有H7良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選n6H7用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位k6是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率p2轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2e p=p=10.520.990.97=10.10kW=1460r/min=362.2r/min=ni4.03 p10.10=9550=263.6NmT362.2np2=10102312012224.2.2求作用在齒輪上的力

27、（1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：d3=mz3=435=140mmFFFdt=22d=32263.61000=3765N140=3765tan200.3639=3765=1412N cos140.97rFFttanncosattan=1412tan14=352N（2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為： =mz2=3133=399mm 2FFFt=22d=22263.61000=1321N399=1321tan200.3639=1321=495N cos140.97rFFttanncosattan=495tan14=123N4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的

28、材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A0=112 ,于是得：pd=Anmin02=1123210.10=11230.027=33.6mm 362.2軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑d12。e圖 4-24.2.4初步選擇滾動(dòng)軸承.（1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d1-2=35mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故d1-2=d5-6=35mm，l5-6=31.8mm；（2）取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段2-3段的直徑d2-3=45mml1-2=2

29、9.8mm ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l2-3=90mm 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b1.4h，取l3-4=12mm。（3）取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑d4-5=45mm;齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l4-5=51mm。4.2.5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5查表查得平鍵截面b*h=22

30、mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：e4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率p1轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則p=p=10.41kWn=n=1460r/minp10.41=9550=68.09NmT1460n1d41m1114.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為d1=mz1=324=72mmFFFt=21d=1

31、268.09*1000=1891.38N72=1891.38tan200.3639=1891.38=709.55Ncos140.97rFFttanncosattan=1891.38tan14=1891.380.249=470.95N4.3.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A=112 ,于是得：e d=Anmin01=1123110.41-3=11237.13*10=1121.9240.1=21.54mm 1460輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)

32、軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取KA=1.3 ,則:Tca=KAT1=1.368090Nmm=88517Nmm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003 或手冊(cè),選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000Nmm .半聯(lián)軸器的孔徑d1=30mm ,故取 d1-2=30mm ,半聯(lián)軸器長度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出

33、一軸肩,故取2-3 段的直徑d2-3=42mm ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取l1-2=80mm.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù)d2-3=42mm ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故d3-4=d6-7=45mm ；而l7-8=26.75mm ，l3-4=31.75mm。3）

34、取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取l2-3=45.81mm。5）軸上零件的周向定位e齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合H7有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，n6H7選用平鍵為14mm9mm70mm

35、，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向k6定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：e5.齒輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建模（1）在上工具箱中單擊按鈕，打開“新建”對(duì)話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對(duì)話框2>取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，選中其中“mmns_part_solid”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框（2）設(shè)置齒

36、輪參數(shù)1>在主菜單中依次選擇“工具”2>在對(duì)話框中單擊“關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。 按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi)e容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪基本圓在右工具箱單擊，彈出“草繪”對(duì)話框。選擇FRONT 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個(gè)圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1>按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對(duì)話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2>雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為

37、d、da、db、df修改的結(jié)果如圖5-6所示。圖5-4草繪同心圓 圖5-5“關(guān)系”對(duì)話框e圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對(duì)話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線 1>在右工具箱中單擊按鈕打開“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲“完成”選項(xiàng)，打開“曲線：從方程”對(duì)話框，如圖5-7所示。2>在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開記事本窗口。3>在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”對(duì)話框 圖5-9添加漸開線方程4>選擇圖5-

38、11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO。參照設(shè)置如圖5-10所示。e圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框5>如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面TOP和RIGHT作為放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸A_1，如圖6-13所示。圖5-12“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框 圖5-13基準(zhǔn)軸A_1e6>如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。55-15基準(zhǔn)平面對(duì)話框 5-15基準(zhǔn)平面DTM17>如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面D

39、TM1轉(zhuǎn)過“-90/z”的基準(zhǔn)平面DTM2，如圖5-17所示。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框 圖5-17基準(zhǔn)平面DTM28>鏡像漸開線。使用基準(zhǔn)平面DTM2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。e圖5-18鏡像齒廓曲線（6）創(chuàng)建齒根圓實(shí)體特征1>在右工具箱中單擊按鈕打開設(shè)計(jì)圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)放置草繪平面。2>在右工具箱中單擊按鈕打開“類型”對(duì)話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入拉伸深度為“b”，完成齒根圓實(shí)體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。圖5-19草繪的圖形e5-

40、20拉伸的結(jié)果（7）創(chuàng)建一條齒廓曲線1>在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框，選取基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面后進(jìn)入二維草繪平面。2>在右工具箱單擊和圖5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑 按鈕打開“類型”對(duì)話框，選擇“單個(gè)”單選按鈕，使用并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。3>打開“關(guān)系”對(duì)話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對(duì)話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。e圖5-23“關(guān)系“對(duì)話框（8）復(fù)制齒廓曲線1>在主菜單中依次選擇“編輯”單，選擇其中的“復(fù)制”選項(xiàng)，選取“移動(dòng)”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線作為復(fù)制對(duì)象

41、。圖5-24依次選取的 菜單2>選取“平移”方式，并選取基準(zhǔn)平面FRONT作為平移參照，設(shè)置平移距離為“B”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。e圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3>繼續(xù)在“移動(dòng)特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(beta/d)”，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線（9）創(chuàng)建投影曲線1>在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框。選取“RIGUT”面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤坝摇保瑔螕簟安堇L”按鈕進(jìn)入草繪

42、環(huán)境。2>繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊圖5-27繪制二維草圖 按鈕完成草繪的繪制。3>主菜單中依次選擇“編輯”“投影”選項(xiàng)，選取拉伸的齒根圓曲面為投影e表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個(gè)輪齒特征1>在主菜單上依次單擊“插入”操控面板，如圖5-29所示。2>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖6-30所示。圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30“參照”上滑面板3>在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項(xiàng)，在e“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂

43、直于曲面”選項(xiàng)，如圖5-30示。4>在繪圖分度圓上的投描混合的掃引5-31示。圖5-31選取掃描引線區(qū)單擊選取影線作為掃線，如圖5>在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項(xiàng)，如圖5-32所示。圖5-32“剖面”上滑面板 圖5-33 選取截面6>在繪圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。7>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個(gè)齒的創(chuàng)建，完成后的特征如e圖5-34所示。圖5-34完成后的輪齒特征 圖5-35“選擇性粘貼“對(duì)話框(11)陣列輪齒1>單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊

44、按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對(duì)話框，如圖5-35所示。在該對(duì)話框中勾選“對(duì)副本應(yīng)用移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。圖5-36 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個(gè)輪齒2>單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，“方向參照”選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊齒。3>在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個(gè)輪“陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。e圖5-38 “陣

45、列”操控面板圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu)4>在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心軸作為陣列參照，輸入陣列數(shù)為“88”偏移角度為“360/z”。在“陣列”操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖5-39所示。 5>最后“拉伸”、“陣列”輪齒的結(jié)構(gòu)，如圖5-40所示e致謝本論文是在ee老師的悉心指導(dǎo)下完成的。e老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向e老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。感謝CAD培訓(xùn)中心老師的指導(dǎo)和幫助。后文是被我人為屏蔽掉了，想要原版嗎？小伙伴，在第2章電機(jī)選擇中CAD圖里找我聯(lián)系