慢速卷揚機減速器設(shè)計

1、ee慢走絲線切割機床走絲系統(tǒng)的開發(fā)與研究e（ee）指導(dǎo)教師：e 摘要本論文是針對慢走絲線切割機床走絲系統(tǒng)的開發(fā)與研究而進行研究的，對于慢走絲線切割機床來說，走絲系統(tǒng)的重要性已經(jīng)不言而喻了，因為線切割機床的工作是基于電極絲而進行的，而走絲系統(tǒng)則是控制電極絲的張力，走絲速度的。走絲系統(tǒng)的好壞決定了線切割機床的加工精度和加工質(zhì)量，可以說，走絲系統(tǒng)就是線切割機床的檢測表，體現(xiàn)了線切割機床的水平以及質(zhì)量。而近幾年來隨著民用工業(yè)和軍用工業(yè)的發(fā)展，對于工件的加工精度和表面質(zhì)量的要求也越來越高，隨著細微化，高精度的發(fā)展趨勢，現(xiàn)有的慢走絲線切割機床已經(jīng)越來越難以滿足加工需求，所以，對于線切割機床的核心走絲系統(tǒng)的

2、開發(fā)與研究也就變得勢在必行了，也使的這個研究具有了非凡的意義。本文是針對低速走絲線切割機床開發(fā)而進行研究的，通過查閱了大量國內(nèi)外有關(guān)電火花線切割機床的資料和文獻，對現(xiàn)階段慢走絲線切割機床的發(fā)展趨勢進行分析，總結(jié)了國內(nèi)外慢走絲線切割機床走絲系統(tǒng)中對于恒張力控制和恒絲速控制的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，對各種恒張力，恒絲速控制其進行了分析。在這些的基礎(chǔ)上建立以PC機為控制系統(tǒng)主控單元，以運動控制卡和D/A輸出卡功能模塊為轉(zhuǎn)換輸入輸出，以步進電機為絲速控制執(zhí)行元件，磁粉制動器為張力控制執(zhí)行元件的張力控制系統(tǒng)；分析了走絲控制系統(tǒng)中主要元件的工作原理。根據(jù)以上的基礎(chǔ)理論對慢走絲線切割機床走絲系統(tǒng)進行設(shè)計與研究。 關(guān)

3、鍵詞慢走絲線切割機床; 走絲系統(tǒng); 恒速恒張力控制The Develop And Research WEDM-LS wire feed systemee(ee)Tutor : ee Abstract： This article is mainly research about the wire-feeding system of WEDM-LS, about WEDM-LS, the wire-feeding system is very important, because every part of the wire feed system has reflected the level

4、and quality of the machine tool, and the wire-feeding system is control the tension and wire-speed of wire. The quality of wire-feeding influence the surface quality of processing work piece directly, one word, the wire-feeding reflect the quality of WEDM-LS, show us the level and quality of WEDM-LS

5、. These years with the development of civil industrial and military industrial, the requirements is increasingly of workpiece about the machining accuracy and surface quality, with the developing of micro and high precise manufacture, existing WEDM-LS increasingly difficult to fulfill processing nee

6、ds, so for the core of WEDM-LSthe develop and research of wire-feeding become very important.，also make this research has a different means. The article is mainly about the research according to the development of WEDM-LS, in this paper on basis of a lot of domestic and overseas technique literature

7、 on WEDM-LS, analysis about the tend of WEDM-LS，summarized the development and application of the constant tension control for electrode wire of the WEDM-LS, analysis the control of the constant tension and constant speed. Basis on these set a wire-feeding system is researched with pc as main contro

8、lling unit, use the kinetic control card and D/A output card as converting I/O, the stop motor as the wire feeding motor, the magnetic powder brake as performing device,; The working model of main part of the wire-feeding system are analyzed. Basis on these theories to develop and research the WEDM-

9、LS. Key Words: WEDM-LS;Wire-feeding system; constant speed and constant tension目 錄1 緒論.11.1 引言.1 1.2慢走絲線切割機床簡介.1 1.3國內(nèi)外慢走絲線切割技術(shù)研究概況.2 1.3.1國外研究現(xiàn)狀.2 1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀.3 1.4課題的研究概況.4 1.4.1課題的研究目的和意義.4 1.4.2 課題的研究內(nèi)容.4 1.4.3 慢走絲線切割機床走絲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.52 線切割加工理論基礎(chǔ)及張力執(zhí)行元件.7 2.1 電火花線切割的加工原理.7 2.2 線切割加工工藝.8 2.2.1 線切割加工的工

10、指標(biāo) .8 2.2.2 線切割加工的基本工藝規(guī)律.8 2.3磁粉制動器的介紹.10 2.4磁粉制動器的結(jié)構(gòu)及其工作原理.11 2.5 磁粉制動器的電氣工作特性.13 2.5.1 激勵電流和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系.13 2.5.2 滑差工作特性.14 2.5.3 動作特性.14 2.6 磁粉離合器和制動器的選用.15 2.7本章小結(jié).163 裝置的方案設(shè)計.17 3.1走絲系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu).17 3.2 低速走絲線切割機床張力裝置及種類.18 3.3 控制系統(tǒng)方案.203.3.1 控制系統(tǒng)主控單元的選擇.203.3.2 運動控制卡.21 3.3.3 步進電機及其驅(qū)動器.223.3.4 D/A模塊.22 3.4

11、走絲系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型.233.5 張力控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù).253.6 本章小結(jié).264 慢走絲線切割機床走絲機構(gòu)的設(shè)計與計算.27 4.1 儲絲筒電機的選用.27 4.2 儲絲筒聯(lián)軸器的選用.27 4.3 儲絲筒的材料選取.28 4.4 齒輪副的設(shè)計與計算.29 4.5 絲杠副的選用及計算.30 4.6 線切割機床儲絲筒導(dǎo)軌的選擇.315 走絲系統(tǒng)的實驗研究.34 5.1 實驗儀器.34 5.2 輸出電壓與張力的關(guān)系.34 5.3 系統(tǒng)的調(diào)試.35 5.4 本章小結(jié).36全文總結(jié).37致謝.38參考文獻.39371. 緒論1.1引言電火花線切割加工（Wire Cut EDM, WCEDM)是在電

12、火花加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，是用線狀電極（鉬絲或銅絲等）依靠火花放電對工件進行切割加工，故稱為電火花線切割。有時簡稱線切割。線切割加工技術(shù)已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，逐步成為一種高精度和高自動化的加工方法，在模具、各種難加工材料、成型刀具和復(fù)雜表面零件的加工等方面得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)中期，蘇聯(lián)拉扎林科夫婦發(fā)明了電火花加工方法1，開創(chuàng)了制造技術(shù)的新局面，隨后前蘇聯(lián)又于1955年制成了電火花線切割機床，瑞士于1968年制成了NC方式的電火花線切割機床。電火花線切割加工經(jīng)歷半個多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)成為了先進制造技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分。電火花線切割加工不需要制作成形電極，能方便地加工形狀復(fù)雜大厚

13、度的工件，工件材料的預(yù)加工量少，因此在模具制造、新產(chǎn)品試制和零件加工中得到了廣泛應(yīng)用。尤其是進入20世紀(jì)90年代后，隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、航空和航天技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，電火花線切割加工技術(shù)也朝著更深層次、更高水平的方向發(fā)展。我國是國際上開展電火花加工技術(shù)研究較早的國家之一，20世紀(jì)50年代后期先后研制了電火花穿孔機床和線切割機床。線切割加工機床經(jīng)歷了依靠模仿形、光電跟蹤、簡易數(shù)控等發(fā)展階段，在上海張維良高級技師發(fā)明了世界獨創(chuàng)的快速走絲線切割技術(shù)后，出現(xiàn)了眾多形式的數(shù)控線切割機床，線切割加工技術(shù)突飛猛進，全國的線切割機床擁有量突破了萬臺大關(guān)，為我國國民經(jīng)濟，特別是模具工業(yè)的發(fā)展

14、作出了巨大的貢獻。隨著精密模具需求的增加，對線切割加工的精度要求越來越高，快速走絲線切割機床目前的結(jié)構(gòu)與其配置已無法滿足生產(chǎn)的精密要求。在大量引進國外慢走絲精密線切割機床的同時，也開始了國產(chǎn)慢走絲機床的研制工作，至今已有多種國產(chǎn)慢走絲線切割機床問世。我國的線切割加工技術(shù)的發(fā)展要高于電火花成形加工技術(shù)，如在國際市場上除高速走絲技術(shù)外，我國還陸續(xù)推出了大厚度（300mm）及超大厚度（600mm）線切割機床，在大型模具與工件的線切割加工方面，發(fā)揮了巨大的作用，拓寬了線切割工藝的應(yīng)用范圍，在國際上處于先進水平2。1.2 慢走絲線切割機床簡介電火花線切割加工與電火花成形加工的基本原理一樣，都是基于電極間

15、脈沖放電時的電火花腐蝕原理，實現(xiàn)零部件的加工。所不同的是，電火花線切割加工不需要制造復(fù)雜的成形電極，而是利用移動的細金屬絲（鉬絲或銅絲）作為工具電極，工件按照預(yù)定的軌跡運動，“切割”出所需要的各種形狀和尺寸。電火花線切割機床按照電極絲傳送的速度不同分為高速走絲和低速走絲兩種，近年來，也有在高速和低速的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的中速走絲和高低速復(fù)合走絲機床以及自旋式電火花線切割機床，但由于起步較晚，這些機床還不普遍3。一般情況下，我們把送絲速度高于8m/s成為高速線切割機床（WS-WEDM），這是我國主要的機種，而低于15m/min稱為低速走絲線切割機床（LS-WEDM），這是國外生產(chǎn)的主要機種。高速走絲

16、線切割機電極絲采用的是上下循環(huán)輪流送絲方式，電極絲重復(fù)使用，電極絲導(dǎo)向采用紅寶石導(dǎo)輪，工作時電極絲與導(dǎo)論高速摩擦而逐漸變細，進而導(dǎo)致電極絲與導(dǎo)論之間的間隙過大 ，加之電極絲的傳送速度高引發(fā)電極絲發(fā)生抖動，所以采用高速走絲線切割加工的模具期型面比較粗糙，Ra值一般在1.52.5m之間。但由于其走絲速度快，有利于排屑，適合大厚度、大電流切割。低速走絲線切割機其導(dǎo)絲嘴采用耐磨的金剛石材料，它與電極絲的配合間隙僅為0.0010.002mm，同時電極絲的傳送為單向輸送不循環(huán)一次性使用，因而低速走絲線切割不存在電極絲變細的情況；又由于低速走絲速度相對較慢，電極絲抖動幅度極小；而且低速走絲線切割的脈沖電源各

17、個參數(shù)調(diào)節(jié)范圍寬；伺服進給系統(tǒng)一般為四軸聯(lián)動甚至五軸聯(lián)動，能切割錐面，上下異形面，扭轉(zhuǎn)曲面，帶尖角內(nèi)角過度曲面，切割過程中要求實時更新伺服進給速度，以達到與工件蝕除速度基本同步，因此低速走絲機適用于精密模具和精密機械零件的加工，所加工的模具型腔最佳表面粗糙度值低，加工尺寸精度可控制在幾個微米之內(nèi)4。1.3 國內(nèi)外慢走絲線切割技術(shù)研究概況1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀5國外低速走絲線切割機床主要的生產(chǎn)廠家有瑞士的阿奇、夏米爾公司，日本三菱和沙迪克公司，目前他們的產(chǎn)品基本占領(lǐng)了大部分國際市場。（1） 頂級低速走絲電火花線切割機 這種低速走絲電火花線切割機代表了目前的最高水平，如瑞士夏米爾公司的千系列機

18、床、日本三菱電機公司的PA系列超高精度機床、日本牧野公司的UPJ-2超精密機床等。這類機床的 最大特點是加工精度很高，在0.002 mm以內(nèi)，表面粗糙度Ra0.2m，一般都能使用0.03 mm的電極絲進行微精加工，主機大都具有熱平衡系統(tǒng)，一些機床采用在油中進行切割加工。瑞士阿奇夏米爾公司的雙絲機床也屬于這個檔次。這個檔次的中型機床每臺售價一般在200萬元以上。（2）高檔低速走絲電火花線切割機 這檔機床除了采用無電阻防電解電源外，一般均帶有自動穿絲裝置，能采用0.10 mm的電極 絲進行切割，精度在0.003 mm左右。最高加工效率能達500 mm2/min的超高速機也屬于這個檔次，如夏米爾公司

19、的240CC、440CC機，日本三菱電機公司的FA-V超高速高性能機等。這個檔次的中型機床每臺售價在100萬元以上。 （3）中檔低速走絲電火花線切割機 為了搶占中國市場，日本、瑞士的電加工機床制造企業(yè)推出了這檔機床，價格一般在5080萬元/臺。如瑞士阿奇公司的XENON、夏米爾公司的380，日本沙迪克公司的AQ系列、三菱電機公司的FA系列等。這類機床一般由這些公司在中國設(shè)立的工廠制造，如北京阿奇夏米爾公司、大連三菱公司、蘇州沙迪克特種公司。這檔機床的配置和性能滿足了用戶采用低速走絲電火花線切割加工的基本要求。一般都采用無電阻、防電解電源，具有水浸式加工、錐度切割功能。實用的最高加工效率為120

20、150 mm2/min ，最佳表面粗糙度達Ra按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（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)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強度設(shè)計由機械設(shè)計設(shè)計計算公式（10-21）進行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機械設(shè)計第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機械設(shè)計第八版圖10-26查得，則。（4）計算小齒輪

21、傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機械設(shè)計第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)（6）由機械設(shè)計第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由機械設(shè)計第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 。13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由機械設(shè)計第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。（10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機械設(shè)計第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計算圓周速度（3）計算齒寬及模數(shù) =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計算縱

22、向重合度0.318124tan=20.73（5）計算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級精度，由機械設(shè)計第八版圖10-8查得動載系數(shù)由機械設(shè)計第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機械設(shè)計第八版圖 10-13查得由機械設(shè)計第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-17）3.3.1確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)。 =2.09（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機械設(shè)計第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表1

23、0-5查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機械設(shè)計第八版表10-5查得（6）由機械設(shè)計第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲強度極限 ；（7）由機械設(shè)計第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機械設(shè)計第八版式（10-12）得（9）計算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強度計算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度得的分度圓直徑100.677mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是

24、由取 ，則 取 3.4幾何尺寸計算3.4.1計算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計算齒輪寬度圓整后取.低速級取m=3;由 取圓整后取表 1高速級齒輪：名稱代號計 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑表 2低速級齒輪：名稱代號計 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計4.1低速軸4.1.1求輸出軸上

25、的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級齒輪的傳動的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力 及軸向力 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)機械設(shè)計第八版表15-3,取 ,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩應(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,選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半

26、聯(lián)軸器長度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（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1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,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1-2 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時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),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐

27、滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；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)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。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)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對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 低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長40.5

28、7mm2-3段直徑62mm3-4段軸長49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長54.5mm6-7段直徑65mm（3）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。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，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。4.2中間軸4.2.1求輸出軸

29、上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求作用在齒輪上的力（1）因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為：4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-24.2.4初步選擇滾動軸承.（1）因軸承同時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),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；齒輪的左端

30、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 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直徑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。 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。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半

31、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)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪的傳動的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為4.3.3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

32、鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩 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,選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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

33、端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑 ;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 ,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.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時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) ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）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

34、（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對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。 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 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,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，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。高速軸的參數(shù)：表4-3功率10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長8

35、0mm1-2段直徑30mm2-3段軸長45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長45mm3-4段直徑31.75mm4-5段軸長99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長26.75mm6-7段直徑45mm5.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”對話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項，在“子類型”列表框中選擇“實體”選項，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對話框2取消選中“使用默認模板”復(fù)選項。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項”對話框，選中其中“m

36、mns_part_solid”選項，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進入三維實體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項”對話框（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1在主菜單中依次選擇“工具”“關(guān)系”選項，系統(tǒng)將自動彈出“關(guān)系”對話框。2在對話框中單擊按鈕，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)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、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”對話框 圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對話框（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“曲線選項” “從方程” “完成”選項，打開“曲線：從方程”對話框，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，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