高速彈簧參數(shù)測試儀設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘    要  高速彈簧參數(shù)測試儀是一種集彈簧分選機和彈簧參數(shù)測試儀于一體的高速自動彈簧參數(shù)測試設(shè)備，主要用于彈簧生產(chǎn)線的同步檢測。   該課題的主要內(nèi)容是加力機構(gòu)和自由長度檢測機構(gòu)的設(shè)計。其中，加力機構(gòu)主要采用氣缸作動力源；自由長度檢測機構(gòu)主要采用的是接觸式測量 ,它是此次設(shè)計的重點。稱重傳感器對被測彈簧進行檢測，所測得的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后傳送給控制部分，控制部分再通過檢測此信號來判斷下壓裝置是否和被測彈簧接觸，根據(jù)不同的情況來驅(qū)動汽缸，再用一數(shù)顯標(biāo)尺直接測量彈簧的長度。用這種接觸式的方案進行檢測，其關(guān)鍵就 是在設(shè)計過程中，保證各部件的剛度和強度要求，校核了其工作時的變形量。  該設(shè)計的優(yōu)點在于檢測原理簡單，方式直接，機器的使用和后期的維護比較方便，因此具有很好的實用性和經(jīng)濟性，有著很大的市場前景。  關(guān)鍵詞 ： 加力機構(gòu)；  檢測機構(gòu)；  剛度；  強度；  傳感器；                 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he is a of  is of of a as of of a is of is to of by to so as to of in is we in    as in so it is   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目     錄  1 緒論  . 1 究背景  . 1 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r  . 1 展前景  . 2 2 明確設(shè)計要求，確定設(shè)計方案  . 2 計要求  . 3 定設(shè)計方案  . 3 力機構(gòu)的方案設(shè)計  . 3 荷檢測部分的方案設(shè)計  . 3 由長度檢測部份的方案設(shè)計  . 4 3 氣缸的選擇  . 5 擇氣缸的原則  . 5 類對氣缸性能進行考慮、計算，以確定氣缸的型號  . 5 工廠實際氣源的大小進行考慮  . 5 據(jù)設(shè)計要求和被選彈簧的尺寸來確定氣缸的尺寸標(biāo)準(zhǔn)  . 6 據(jù)實際性能要求及以上的計算數(shù)據(jù)選擇氣缸的型號  . 6 氣缸的主要技術(shù)參數(shù)  . 6 缸的結(jié)構(gòu)簡圖和其它特征  . 7 4 軸承的選擇  . 7 承的裝配簡圖  . 7 析軸承的受力  . 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 擇軸承的類型  . 8 定滾動軸承的尺寸和安裝形式  . 9 5 稱重傳感器的選擇  . 10 測彈簧合格性的稱重傳感器的選擇  . 10 簧自由長度檢測用傳感器的選擇  . 10 6 數(shù)顯標(biāo)尺的選擇  . 11 7 加力部分的詳細(xì)機構(gòu)設(shè)計和各零件的安裝  . 12 缸的安裝  . 12 架的設(shè)計  . 14 支架的設(shè)計  . 15 本尺寸  . 15 度和強度的校核  . 15 桿的設(shè)計  . 17 桿的簡圖  . 17 桿的強度和剛度的計算、校核  . 17 桿的安裝  . 20 力部分加長活塞桿的設(shè)計  . 20 于連接加長活塞桿的套筒的設(shè)計  . 20 檢測過程中緩沖裝置的設(shè)計  . 21 塞桿前端的壓頭設(shè)計  . 22 塞桿前端壓頭的用途  . 22 塞桿前端壓頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計  . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 支架上平鍵的設(shè)計和安裝  . 23 8 檢測部分的詳細(xì)機構(gòu)設(shè)計和傳感器的安裝  . 24 于檢測部分的總體結(jié)構(gòu)簡圖  . 24 于安裝傳感器的長螺栓的強度和剛度計算  . 25 力桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計  . 26 9 自由長度檢測的機構(gòu)設(shè)計  . 28 由長度檢測的工作原理  . 28 顯標(biāo)尺的安裝  . 28 顯標(biāo)尺下端的安裝夾板  . 28 顯標(biāo)尺的上端安裝  . 29 顯標(biāo)尺與活塞桿的聯(lián)接  . 30 顯標(biāo)尺與活塞桿聯(lián)接的整體的結(jié)構(gòu)原理  . 30 聯(lián)接件的三維仿真效果圖  . 31 接鋼板的強度和剛度校核  . 31 10 小結(jié)  . 34 11 參考文獻(xiàn)  . 35 附錄 1：外文資料  附錄 2：中文翻譯買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論  究背景  隨著國內(nèi)汽車行業(yè)，家用電器行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對核心彈簧的要求越來越嚴(yán)，需求越來越大，以彈簧配套的彈簧分選設(shè)備也受到市場的青睞。而國內(nèi)，高速彈簧參數(shù)測試儀的開發(fā)尚處在起步階段，完全依靠國外進口，比如日本發(fā)條公司，其價格相當(dāng)昂貴。因此，彈簧分選設(shè)備的發(fā)展和市場提供了極大的空間。而國產(chǎn)化 、社會化協(xié)作解決產(chǎn)品配套 是 企業(yè)選擇 的重要途徑。  以往的人工檢測法 ,其效率很底 ,而且可靠性也達(dá)不到很高的標(biāo)準(zhǔn)。特別在一些對彈簧質(zhì)量要求較高的生產(chǎn)部門 ,其工作量大、要求精度高 ,這就要求必須有一種高效 ,高可靠性的專用檢測分選設(shè)備來提高生產(chǎn)率。例如汽車內(nèi)燃機的氣門彈簧 ,它是國家相關(guān)部門強制要求全檢的一種彈簧，它的質(zhì)量直接關(guān)系到內(nèi)燃機乃至汽車的性能。作為一個要適應(yīng)當(dāng)代經(jīng)濟發(fā)展的企業(yè) ,就應(yīng)該具備這種專用的高速彈簧參數(shù)測試儀。這種測試儀對彈簧制造業(yè)將會有很大的影響。  內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r  中國彈簧行業(yè)目前具有規(guī)模的彈簧專業(yè)生產(chǎn)企業(yè) 700 多家，建立了 10 個專業(yè)性的彈簧研究所。整個彈簧行 業(yè)的從業(yè)人員已達(dá) 80000多人，彈簧行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品有 21 個大類  ，品種 1600 多種，年產(chǎn)量大約 40 億件，年銷售額人民幣 80億元。 這些企業(yè)都已經(jīng)購置了一定數(shù)量的數(shù)顯測試設(shè)備，已經(jīng)嘗到了先進設(shè)備的甜頭，尤其是現(xiàn)在各企業(yè)質(zhì)量意識的提高，對先進設(shè)備的認(rèn)識與以往是不能比擬的，如中國著名的私營彈簧生產(chǎn)企業(yè)諸暨彈簧廠就提出“壞一只簧，賠一輛車”的口號（摘自互聯(lián)網(wǎng) 2），這說明產(chǎn)品質(zhì)量在市場競爭中已經(jīng)是重要的手段。  但是在國內(nèi)，彈簧自動分選機，作為彈簧生產(chǎn)線上的重要關(guān)鍵設(shè)備，在國內(nèi)的發(fā)展還很落后。目前在市面上正式的專用彈 簧分選設(shè)備還基本上沒有 ,在國內(nèi)只有少數(shù)幾家廠家生產(chǎn)幾種較簡單的非專用手動高速彈簧參數(shù)測試儀。在技術(shù)上不夠成熟。目前，高速彈簧參數(shù)測試儀的制造在國內(nèi)尚屬空白，特別是在彈簧的自由長度檢測方面 ,還處于空白狀態(tài)。而專門的高速彈簧參數(shù)測試儀研究開發(fā)更是沒有人去實施。目前僅在山東地區(qū)出有一家生產(chǎn)簡單的手動高速彈簧參數(shù)測試儀的企業(yè)。就目前的形勢和狀況業(yè)說 ,急需要一個全面的 ,專業(yè)的制造彈簧分選設(shè)備的技術(shù)力量。  在國外，該設(shè)備的相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況很好，很多國家已有比較完善的專業(yè)生產(chǎn)高速自動高速彈簧參數(shù)測試儀的企業(yè)。而且其專業(yè)化 程度相當(dāng)高，許多公司都有分類很細(xì)的高速彈簧參數(shù)測試儀系列產(chǎn)品。通過商業(yè)資訊了解 12，在這方面，日本做的是比較好的。例如，日本的藤井精機株式會社公司就有一系列的彈簧自動分選機的產(chǎn)品。如有重點在高速的、在高精度的、其資料圖片如下：  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 圖 1本的  展前景  隨著國內(nèi)汽車行業(yè)，家用電器行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對核心彈簧的要求越來越嚴(yán)，需求越來越大，以彈簧配套的彈簧分選設(shè)備也受到市場的青睞。而國內(nèi)，高速彈簧參數(shù)測試儀構(gòu)的開發(fā)尚處在起步階段，完全依靠 國外進口，比如日本發(fā)條公司，其價格相當(dāng)昂貴。因此，彈簧分選設(shè)備的發(fā)展和市場提供了極大的空間。而國產(chǎn)化 、社會化協(xié)作解決產(chǎn)品配套 是 企業(yè)選擇 的重要途徑。彈簧分選技術(shù)的完善，是對整個彈簧制造業(yè)，乃至對國內(nèi)汽車等許多工業(yè)有著很大的影響。  2 明確設(shè)計要求，確定設(shè)計方案  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 計要求  高速彈簧參數(shù)測試儀作為一個彈簧生產(chǎn)線上的同步檢測設(shè)備，它要求有一個高效率，高精度的工作性能。其要求的設(shè)計參數(shù)主要有：  測試力： 0  被測彈簧的外徑： 45   被測彈簧的自由長度： 80；  分選速度： 40件   負(fù)荷精度：  ；  被測彈簧自由長度的精度：  定設(shè)計方案  力機構(gòu)的方案設(shè)計  分析：該分選機在工作過程中，其加力部分的工作狀態(tài)主要以簡單且頻率較高的往復(fù)運動為主。鑒于經(jīng)濟性、實用性，結(jié) 合工作的實際情況。采用氣動作為其源動力。  采用氣缸作為動力裝置的優(yōu)點有：   .1  氣缸的結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護簡單。負(fù)荷等級低，使用安全。  2  輸出力及工作速度的調(diào)節(jié)容易。氣缸動作速度一般為 50s，比液壓和電氣方式的速度快。滿足分選機 40件 要求。  3  氣缸的可靠性高，使用壽命長。電 器元件的有效動作次數(shù)約為百萬次，而一般的氣缸使用次數(shù)都超過 3000萬次。  綜上分析總結(jié)可得，對于加力部分的設(shè)計，采用氣缸作為源動機。  荷檢測部分的方案設(shè)計  經(jīng)過討論，對高速彈簧參數(shù)測試儀的負(fù)荷檢測部分初步確定采用稱重傳感器進行檢測。選用合適的傳感器，在工作過程中，通過稱重傳感器所測試的數(shù)據(jù)來判斷被測彈簧是否合格。  檢測原理：通過檢測前的清零工作，確定標(biāo)準(zhǔn)彈簧在受壓過程中所顯示的數(shù)據(jù)范圍。在檢測過程中以此數(shù)據(jù)來檢測彈簧的合格性。同時將測試結(jié)果傳送給控制部份，控制部分再發(fā)送信號給分選部分，從而達(dá)到 篩選彈簧的目的。  方案簡圖如下：  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 由長度檢測部份的方案設(shè)計  對于自由長度的檢測，采用數(shù)顯標(biāo)尺直接測量。選擇量程合適的數(shù)顯標(biāo)尺，一端安裝在活塞桿上，另一端安裝在主架的立柱固定板上。通過活塞桿的上下移動帶動標(biāo)尺的移動。從而直接讀出彈簧的自由長度。  此方案的關(guān)鍵在于，當(dāng)活塞桿的前端碰到彈簧的時候，氣缸立即停止下移。解決方案為選擇一個靈敏度較好的傳感器，裝在被測彈簧的底部，當(dāng)活塞桿移動碰到彈簧時，將會產(chǎn)生一負(fù)荷信號。然后通過傳感器將這負(fù)荷信號傳送給控制部分， 控制部分再發(fā)出控制信號讓氣缸停止運動。  此方案的優(yōu)點在于測量的原理簡單，結(jié)構(gòu)明晰。操作簡單，后期的維護和修理比較方便。  工作原理如簡圖：  檢測所得數(shù)據(jù)據(jù)  圖 2案簡圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 氣缸傳感器被測彈簧數(shù)顯游標(biāo)卡尺控制部分控制信號檢測所得數(shù)據(jù)3 氣缸的選擇  擇氣缸的原則  根據(jù)氣缸的負(fù)載狀態(tài)，確定氣缸的軸向負(fù)載力 F。  據(jù)氣缸的操作距離及傳動機構(gòu)的行程比來預(yù)選氣缸的行程。  據(jù)氣缸承擔(dān)任務(wù)的要求來選擇氣缸的品種。   據(jù) 設(shè)計要求看其是否合其標(biāo)準(zhǔn)。  類對氣缸性能進行考慮、計算，以確定氣缸的型號  工廠實際氣源的大小進行考慮  在一般的企業(yè)里，采用氣壓傳動時其氣壓的大小通常在 6保證測試儀的實用性，在這里取 6公斤進行計算。  即有：  圖 2作原理圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 6 公斤 / 2    6 / 2     2  而所設(shè)計的高速彈簧參數(shù)測試儀所要求的測試力為： 0這里取最大值2000 則有：  氣缸的活塞的最小截面積  S = F/p = 34. 2      (3=3400 2   據(jù)設(shè)計要求和被選彈簧的尺寸來確定氣缸的尺寸標(biāo)準(zhǔn)  要設(shè)計的要求中，被選彈簧的外徑   45  3400 2   由公式              S =  s             (3= =  則氣缸的直徑應(yīng)   D=2 =  據(jù)實際性能要求及以上的計算數(shù)據(jù)選擇氣缸的型號  因為在該設(shè)計過程中，對氣缸僅僅是個應(yīng)用而已，所以只需根據(jù)氣缸供應(yīng)商所提供的型號及相關(guān)性能數(shù)據(jù)來進行一個合理的選擇。通過比較、查閱氣缸手冊3慮其經(jīng)濟性和實用性，選擇型號為 標(biāo)準(zhǔn)氣缸。它符合 便其它相應(yīng)配件的購買。  選擇該型號的理由：    在高速彈簧參數(shù)測試儀的工作過程中，氣缸的運動動作很簡單，只是一個行程很小的（ 0 80 ）運動。且結(jié)構(gòu)要求氣密。    該型號無派生型，是一種經(jīng)濟性的標(biāo)準(zhǔn)化氣缸，比較實用。    這種氣缸是一種標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的氣缸，易于裝配。    通過上面的計算數(shù)據(jù)和實際氣缸供應(yīng)商提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)比較，選擇活塞直徑為 80的氣缸。  由設(shè)計任務(wù)書所提供的設(shè)計參數(shù)可知，被測彈簧的自由長度 L 80。故選擇行程小于 100的尺寸。再結(jié)合前面已選定的型號，查產(chǎn)品手冊 3品代號 :532 888 氣缸的主要技術(shù)參數(shù)    活塞直徑： =80 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7  氣缸的氣接口：    活塞桿螺紋：   工作介質(zhì)：過濾壓縮空氣、潤滑    結(jié)構(gòu)特點：活塞、活塞桿、缸筒    安裝形式：通過附件安裝，安裝位置任意    驅(qū)動力 N：  6的推進力、理論值為 的返回力、理論值為  氣缸的結(jié)構(gòu)簡圖和其它特征  1 氣缸的結(jié)構(gòu)簡圖 : 缸體活塞桿圖 3構(gòu)簡圖    2 氣缸的重量 : 行程為 0時的行程時產(chǎn)品重量為 : M= 克 3 氣缸活塞桿的材料為 : 高質(zhì)合金鋼 . 4 軸承的選擇  承的裝配簡圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 析軸承的受力  其受力圖為 ：  軸承內(nèi)圈受一個向下的負(fù)荷，外圈在小托架的支承下受向上的力以保持軸承的平衡。軸承主要受一個向下的軸向力。這個力的大小主要決定于加力部份各零件的自重。  具體重量如下：   1  主要零件有：  氣缸、托架、法蘭安裝件、活塞桿、導(dǎo)向筒。   2  氣缸自重有 克 3它零件約為 15 千克左右。  擇軸承的類型   1  通過以上可以看出，軸承所受軸向力不大，只有幾百牛左右。該軸承主要用于支撐絲桿的旋轉(zhuǎn)，而絲桿的作用是調(diào)節(jié)氣缸的安裝高度，調(diào)節(jié)方式是手動的，故其轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)?，且在實際工作中，氣缸的高度一旦調(diào)定，是很少重置的。所以在從轉(zhuǎn)速、受負(fù)載上來講，工作環(huán)境對軸承的性能要求很低。通過參考機械手冊 4 2  向心球軸承主要包括 4 圖 4配示意圖  圖 4文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 深溝球軸承、調(diào)心球軸承、角接觸球軸承、外球面軸承。  其中，深溝球軸承可以承受一定的軸向載荷，且其為一種比較普通、經(jīng)濟的軸承，故選用深溝球軸承。  定滾動軸承的尺寸和安裝形式   1 旦調(diào)定，基本上就是固定的，所以說對軸承的使用只是一個短期的、間斷的且載荷非常小的過程。根據(jù)機械設(shè)計手冊 4定為 4000h。   2  由公式 4 61/6010nh r  N C C   （ 4 根據(jù)現(xiàn)實情況，通過查機械設(shè)計手冊表 72 比較，可以得到各參數(shù)的取值：   力矩載荷系數(shù)：.1    溫度系數(shù) :     =  值取 3，  轉(zhuǎn)速        n=10r/有：  C = 1 / 31 . 1 6 0 5000  776 N 4 16002 軸承，其 776N   止它的晃動。采用裝兩個滾動向心球軸承來實現(xiàn)。具體安裝如下：  如簡圖所示：  圖 4裝簡圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 由圖可以看出，在絲桿上車一個臺階軸，其直徑大小與軸承內(nèi)圈相匹配，從而使其壓軸承的內(nèi)圈上。軸承的外圈壓在工作臺板上。然后在軸承的下方，用一個軸承端蓋來固定軸承的下端外圈。內(nèi)圈用一個套筒壓在下端外圈上，用一個 5 稱重傳感器的選擇  測彈簧合格性的稱重傳感器的選擇  傳感器的選擇：由設(shè)計要求可以得出，分選機的測試力在 0 2000N，為了保證傳感器能承受該測試力，在選擇傳感器時以 2000閱傳感器供應(yīng)商所提供的傳感器手冊 5難選出量程為  其資料圖片如下：  圖 5形稱重傳感器   該傳感器的 主要技術(shù)指標(biāo)：  量程：   敏度：  1 2.5    S 工作溫度：  +50  允許過負(fù)荷： 120 %簧自由長度檢測用傳感器的選擇  在彈簧自由長度的檢測過程中，稱重傳感器的靈敏度對測量的結(jié)果有著很重要的影響。因為當(dāng)氣缸活塞桿下壓碰到彈簧時，傳感器要及時的感應(yīng)，并輸出檢買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 測信號。從而保證測量的精度。  測試儀的測試力為 0 2000N，而在檢測彈簧自由長度時，其測試力將會非常小，為保證在測量過程中，當(dāng)活塞桿碰到彈簧時，傳感器能及時感應(yīng)到。在選取稱重傳感器的時候，選擇量程較小，靈敏度較好的傳感器。  結(jié)合上述要求，查閱稱重傳感器供應(yīng)商的產(chǎn)品手冊 5擇 列  該傳感器的資料圖片如下：  圖 5式拉稱重傳感器  產(chǎn)品概述：  列 S 式稱重傳感器適用于指定的標(biāo)準(zhǔn)稱量，如平臺稱、料斗稱量系統(tǒng)等、尤其適用于 一些要求精度高的工業(yè)稱量系統(tǒng)。因其高度可靠性及密封設(shè)計，能長時間連續(xù)工作。  技術(shù)指標(biāo)：  量程：     敏度：   v 、 4 0許溫度范圍：  +60  允許過載負(fù)荷： 150% 數(shù)顯標(biāo)尺的選擇  由設(shè)計要求可以看出，被測彈簧的自由長度 80標(biāo)尺的移動是靠氣缸活塞的上下移動而帶動的，而活塞桿向上移動的量是完全可以大于 80。所以為保證在 裝了標(biāo)尺后，活塞的運動不被限制在一個小的范圍內(nèi)，標(biāo)尺的量程應(yīng)該大于被測彈簧的自由長度。  查閱數(shù)顯游標(biāo)卡尺供應(yīng)商提供的產(chǎn)品手冊 6擇量程為 100 因為其結(jié)構(gòu)簡單，方便應(yīng)用，所以只需根據(jù)其量程便可以確定數(shù)顯標(biāo)尺的型買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 號了。該標(biāo)尺帶一個 以直接將檢測結(jié)果送到控制部分。  如下為其產(chǎn)品資料圖片：  圖 6式數(shù)顯標(biāo)尺  該數(shù)顯標(biāo)尺的尺寸參數(shù)如下：  圖 6尺的尺寸參數(shù)  7 加力 部分的詳細(xì)機構(gòu)設(shè)計和各零件的安裝  缸的安裝  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 氣缸的安裝采用前端法蘭件安裝，然后通過一個托架將其撐起來，而托架則用一個主支桿和絲桿來固定。  其結(jié)構(gòu)簡圖如下：  氣缸托架活塞桿主支架絲桿圖 7構(gòu)簡圖   如圖所示，主支架是支撐加力部分的主要受力體。絲桿用來調(diào)節(jié)氣缸的安裝高度。為增強氣缸安裝的穩(wěn)定性，防止其在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，增大其抗扭曲的應(yīng)力，在絲桿的安裝過程中，避免絲桿和主支桿在同一條線上。  其原理分析如圖所示：   對于圖 1，其力矩  2，其力矩 2L很明顯，  21故有 2 圖 7文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 當(dāng)托架受同樣的外力時，圖 2 所示的安裝方式顯然比圖 1 的內(nèi)力偶矩大，所以其抗扭的力也大。為了充分利用其現(xiàn)有條件來增大其穩(wěn)定性，故采用后者的方式 安裝。  架的設(shè)計  在加力部分的設(shè)計中，托架是一種非標(biāo)準(zhǔn)件，完全是根據(jù)實際情況的需要進行的自行設(shè)計。其材料選用的是 45#鋼，其仿真效果圖如下：  圖 7架三維效果仿真圖  下面借用簡圖來說明其設(shè)計思想和原理：  主支架夾緊用螺釘絲桿托架主體氣缸圖 7作原理圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 如圖所示：主支架穿過托架，用一平鍵來限制托架在水平面的自由度。同時用一螺釘橫向穿過托架來夾緊，利用其磨擦力來固緊托架，限制托架在垂直方向的自由度。再通過絲桿來調(diào)節(jié)氣缸的安裝高度，絲桿的下端固定在軸承上，這樣就可以通過手動轉(zhuǎn)動而達(dá)到調(diào)節(jié)氣缸安裝高度的目的。氣缸也通過一個法蘭安  裝件用螺釘安裝在托架上，這樣就行成了加力部分的主要結(jié)構(gòu)架。  支架的設(shè)計  本尺寸  主支架為氣缸的工作提供力的支點，它必須保證氣缸在工作狀態(tài)下位置的穩(wěn)定，綜合考慮機器總體的形狀的安裝尺寸，其尺寸設(shè)計為長 600徑為 50根據(jù)手冊可得 9材料可選用 45號鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。  度和強度的校核  根據(jù)其安裝位置分析受力情況 ,對其剛度和強度進行校核 . 立柱材料為 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，則 50的立柱力學(xué)性能為s 3706缸設(shè)計負(fù)荷為 2000N，立柱長度為 600塞桿和支架桿的中心距為 受力部分的長度是小于 600。雖然氣缸的測試力最大為2000N，但考慮到氣缸 自身和托架等其它加力部份的重力，支架桿所受的力也是小于 2000了保證設(shè)計的可靠性，在理論計算過程中，均采用最大值進行計算。即長度 00力 000N。  分析支架桿受力如下圖所示：  圖 7架桿受力分析圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 由圖可以看出，主支桿作為氣缸的主要支撐點，當(dāng)活塞桿壓到彈簧時將受到彈簧產(chǎn)生的反作用力，這個力通過托架將傳送到主支桿。同時加力部分零件的向下的自重力和托架與主支桿的摩擦力抵消了一部分彈簧的反作用力，但為了保證計算的可靠性， 在計算時采用忽略這些力，只考慮工作時向上的反作用力。即就當(dāng)主支桿只受向上的最大測試力 2000N。  （ 1）剛度校核 8由圖可得：  轉(zhuǎn)矩 2 4  0 0   慣性矩 : 644                  （ 7         主支桿的材料為 45#鋼，通過查手冊 9彈性模量：  00                             由公式有： 222 4 0 0 . 6m a x 9 0 . 0 4 52 2 0 0 1 0 64                （ 7  即主支桿的最大撓度為 彈簧的測量精度為 個測量精度是指垂直方向的精度，那么當(dāng)桿的撓度為 設(shè)其垂直方向的變化量為 X，則由圖 7桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)時，將會產(chǎn)生兩個相似三角形，根據(jù)相似比可以得出：  0  31 2 0 6 0 0X X=                    (7由上可得，主支桿在垂直方向的變形量僅為 遠(yuǎn)小于要求的精度，故主支桿的剛度是符合要求的。  （ 2）進行強度校核 ,查書 8 轉(zhuǎn)矩         抗彎系數(shù)    323d                                      （ 7           則應(yīng)力       M P   （ 7  3 主支桿的抗拉壓強度、剛度校核 9 分析主支桿的受力，其最大受力為 2000N，最小受力橫截面為 50由公式：  得其正應(yīng)力 = 20002502 N=            （ 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 這個值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力 的，所以該支桿 的強度是絕對夠的。  又由公式 4 得：                         （ 7        l = 2000 600 23200 10 25=測量過程中，影響測量精度的主要原因就在于加力部分主支架在垂直方向的變形量，而設(shè)計要求的被測彈簧的自由長度的精度為：    l =以該主支桿的剛度也是合適的。  桿的設(shè)計  桿的簡圖  用于裝下端緊固螺母的螺紋段絲桿頂端的四方柱用于裝調(diào)節(jié)螺母的螺紋段 壓在軸承內(nèi)圈的臺階軸結(jié)構(gòu)說明：絲桿頂端的四方形柱用于手動用扳手轉(zhuǎn)動絲桿，其尺寸不涉及到公差配合，為了方便使用 ,在轉(zhuǎn)動時采用活動的扳手就可以。而且對它的調(diào)節(jié)是很少的，因為下端采用軸承支承，轉(zhuǎn)動時所需的力也很小，所以絲桿的扭曲 變形可以不用考慮。只需計算其強度和剛度即可。  桿的強度和剛度的計算、校核  1 絲桿在靜止時的受力分析如下圖：  桿受力圖  圖 7桿的結(jié)構(gòu)簡圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 可以看出，分選機在靜止時，絲桿的主要受力來自于加力部分各零件的自重，而這些零件的總重加起來估計為 300 可以看出，絲桿的最小橫截面積為其螺紋段的小徑1 該絲桿由于其工作中使用強度不高，故就 采用普通螺紋。查機械設(shè)計手冊7小徑 1d 取 距取  根據(jù)公式 12 22= 300 4 =          （ 7          而 45#鋼的屈服點  265 353 9值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絲桿靜 絲桿在靜止時的強度是絕對夠的。  校核絲桿在靜止時的垂直方向變形量：  查手冊 1945#鋼的彈性模量 E 值取 196 216 絲桿的工作長度通常是在 600下的，為了保證可靠度，這里采用 600 由公式： 得                                        （ 7 絲桿的絕對變形量： l =l = 3 0 0 6 0 0231 9 6 1 04D = 設(shè)計要求里被測彈簧的測量精度為 以看出，這個計算值只是假設(shè)僅僅在絲桿起支撐作用下得來的，那么如果把絲桿和主支架綜合考慮的話，其值很明顯是符合要求的。  故可得出在靜止時絲桿的剛度是合乎標(biāo)準(zhǔn)的。  2 在工作中絲桿的強度及剛度的計算、校核：  分選機在工作時，絲桿主要受到加力部分各零件向下的重力。而在工作過程中，氣缸活塞桿要下壓，當(dāng)壓到彈簧時活塞將受到來看彈簧向上的反作用力。而這個力通過活塞和氣缸，再由托架傳遞到絲桿。由設(shè)計要求我們可以得出，最大測試力為 2000N，為了保證分選機的可靠性，在計算過程中采用最大值。但這個力并不是全部用在了絲桿上，而是大部份通過主支架桿和托架的夾緊產(chǎn)生的摩擦力所抵消。同時由于加力部分這零件的自重，也抵消了一部份來自彈簧的反作用力。由此看來，作用在絲桿上的力只是很小一部分。由 于加力部分的自重很小，所以在工作過程中，當(dāng)遇到載荷時，就會產(chǎn)生向上的反作用力。而這個力有一小買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 部分作用在絲桿上，這同時也說明了絲桿的主要作用僅僅是用來調(diào)節(jié)氣缸的高度用的。為了保證計算的可靠性，在這里將絲桿和主支架和起來看作一個整體再進行一次校核，這樣就能更進一步準(zhǔn)確的說明設(shè)計的可靠性。前面單獨計算支架的剛度也是為了保證設(shè)計的可靠性，那是假設(shè)絲桿因為其它原因，不起支撐作用，僅僅在支架的支撐下動作的情況?，F(xiàn)在把它們看作一個整體進行一次計算。  其受力分析如下圖：  受力分析圖可以看出：絲桿受到來自彈簧反作用力的一部分，其大小  F=2000N 和其靜止時一樣，在計算過程中，其最小橫截面積仍選擇在螺紋處的小徑處，即1時再加上主支架的最小橫截面積 S= 2D= 250則由公式     22得：                            （ 7  = 2225023 7  0 0 = 45#鋼的屈服點  256 353.9 見 >>  即其強度是合適的。  校核主支桿的垂直方向的變形量：  對于其工 作長度，按主支架最大長度進行計算，取 l =600公式 8得                                  （ 7             買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 絲桿在工作時的絕對變形量： l = l =設(shè)計要求里被測彈簧的測量允許精度為 l =以看出，絲桿的剛度也是符合標(biāo)準(zhǔn)的。  桿的安裝  絲桿的安裝方法為，利用臺階軸和下端的螺紋將絲桿固定，其安裝簡圖如下，由圖可以看出，絲桿的臺階軸壓 2 在軸承 8 的內(nèi)圈上，下端通過金屬擋圈 10 和螺母的夾緊，將其緊固在軸承的上。而軸承 則通過小托架 9利用螺釘 7安裝在主支架工作臺板上。由受力分析可以得，這樣軸承就會受到很大的軸向力，為沿長軸承的使用壽命，在主支架工作臺板上采用一個上金屬擋圈 5，且利用一螺母 3進行壓緊。這樣，絲桿所受的軸向力很大一部分就作用在這一金屬擋圈上。當(dāng)需要調(diào)節(jié)絲桿時，就松掉螺母