稱重傳感器四角標(biāo)定五柱式液壓驅(qū)動加載機設(shè)計

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ee

畢業(yè)論文(設(shè)計)

題目稱重傳感器四角標(biāo)定五柱式液壓驅(qū)動加載機設(shè)計

學(xué)生姓名ee學(xué)號ee

所在院(系)機械工程學(xué)院專業(yè)班級ee

指導(dǎo)教師ee

2023年6月10日

稱重傳感器四角標(biāo)定五柱式液壓驅(qū)動加載機設(shè)計

ee

（ee）

指導(dǎo)教師：ee

：一般稱重傳感器，在出廠前必需進(jìn)行四角誤差標(biāo)定。中航電測儀器股份有限公

司生產(chǎn)的系列稱重傳感器，在出廠前必需進(jìn)行四角誤差標(biāo)定，目前工廠采用手動方式加載載荷，工人強度大，生產(chǎn)效率低下，誤差標(biāo)定精度不高，擬針對L6F系列傳感器的四角誤差標(biāo)定問題，設(shè)計一臺自動加載機，實現(xiàn)標(biāo)定的自動化作業(yè),用來減輕工人的勞動強度和提高生產(chǎn)效率，以及提高精度，手動加載往往被量程所限制，液壓加載機可以有大量程和大的負(fù)荷，很好提高作業(yè)效率，這自動加載機對工業(yè)自動化，為稱重傳感器四角偏載修正提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品可靠性，最終提升產(chǎn)品的核心競爭力。

：自動加載四角標(biāo)定稱重傳感器

Thecornersoftheweighingsensorcalibrationfivepillartypehydraulicloadingmachinedesign

ee（ee）Tutor:ee

:generalweighingsensor,thefourerrorcalibrationmustbeconductedbeforetheygoout.Inavionics

testequipmentco.,LTD.,theproductionofseriesofweighingsensor,errorcalibration,fourcornersmustbeconductedbeforetheygooutinthemillsusemanuallyloadload,largeintensityofworkers,productionefficiencyislow,theerrorcalibrationaccuracyisnothigh,proposedfourseriesforL6Fsensorerrorcalibrationproblem,designaautomaticloadingmachine,torealizetheautomaticcalibrationofthehomework,isusedtoreducethelaborintensityofworkersandimprovetheproductionefficiency,andimprovetheprecisionofmanualloadingisoftenlimitedbyrange,hydraulicloadingmachinecanhavelargespanandlargeload,isverygoodtoimprovetheworkingefficiency,theautomaticloadingmachineforindustrialautomation,thefourpartialloadcorrectionforweighingsensortoprovidereliabledatabasis,toimprovethequalityofproducts,improveproductreliability,eventuallytopromotethecorecompetitivenessoftheproduct.

:automaticallyloadthefourcalibrationweighingsensor

目錄

1.緒論

1.1稱重傳感器四角標(biāo)定修正作用及目前現(xiàn)狀51.2研究的目的及意義51.3結(jié)構(gòu)特點及工作原理5

2.方案設(shè)計

2.1L6F稱重傳感器的尺寸錯誤！未定義書簽。2.2設(shè)計方案錯誤！未定義書簽。2.2.1動力源及連接裝置選擇錯誤！未定義書簽。2.2.2導(dǎo)軌的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.2.3底板的設(shè)計錯誤！未定義書簽。

2.2.4夾具的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.2.5托盤的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.2.6連接托盤與氣缸的傘骨以及配件的設(shè)計.錯誤！未定義書簽。2.2.7調(diào)平裝置的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.2.8空間相對距離的分派錯誤！未定義書簽。2.3總體方案錯誤！未定義書簽。2.3.1總體布局錯誤！未定義書簽。2.3.2液壓原理圖錯誤！未定義書簽。

3.設(shè)計材料的選用

3.1裝置架子材料的選用錯誤！未定義書簽。3.2托盤材料的選用錯誤！未定義書簽。3.3砝碼材料的選用錯誤！未定義書簽。3.4滾輪，傘骨，以及其他連接配件材料的選擇.錯誤！未定義書簽。

4.標(biāo)準(zhǔn)件以及液壓缸的選用

4.1液壓缸設(shè)計及選擇錯誤！未定義書簽。4.1.1加載液壓缸錯誤！未定義書簽。4.1.2支座液壓缸錯誤！未定義書簽。4.1.3標(biāo)準(zhǔn)件的選擇錯誤！未定義書簽。

致謝錯誤！未定義書簽。2.電機選擇

2.1電動機選擇

2.1.1選擇電動機類型2.1.2選擇電動機容量

電動機所需工作功率為：PPd?w?；工作機所需功率Pw為：FvPw?；

1000傳動裝置的總效率為：???1?2?3?4；

傳動滾筒?1?0.96滾動軸承效率?2?0.96閉式齒輪傳動效率?3?0.97聯(lián)軸器效率?4?0.99代入數(shù)值得：

???1?2?3?4?0.96?0.994?0.972?0.992?0.8

所需電動機功率為：Fv10000?40Pd??kW?10.52kW

1000?0.8?1000?60P?d略大于Pd即可。

選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min；4級；型號Y160M-4.功率為11kW

2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速

取滾筒直徑D?500mm60?1000vnw??125.6r/min

500?1.分派傳動比（1）總傳動比n1460i?m??11.62nw125.6(2)分派動裝置各級傳動比

取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比

i01?1.4i?4.03則低速級的傳動比i11.62i12???2.88

i014.032.1.4電機端蓋組裝CAD截圖

2.2運動和動力參數(shù)計算2.2.1電動機軸

圖2.1.4電機端蓋

p?p?10.52kWn?n?1460r/minP?68.81N?m?9550Tn0d0m0002.2.2高速軸

p?p??10.41kWn?n?1460r/minp10.41?9550?9550??68.09N?mT1460n1d41m1112.2.3中間軸

p??p???10.52?0.99?0.97?10.10kWn?1460r/min?362.2r/min?ni4.03

p10.10?9550?9550??263.6N?mT362.2np2?10102312023222.2.4低速軸

p??p???10.10?0.99?0.97?9.69kWn?362.2?125.76r/min?n2.88ip9.69T?9550?125.76?9550?735.8N?mnp3?20232323123332.2.5滾筒軸

p??p???9.69?0.99?0.99?9.49kWn?125.76r/min?nip9.49?9550?9550??720N?mT125.76np4?3032243423444

3.齒輪計算

3.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)

1>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，應(yīng)選用7級精度（GB10095-88）。

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280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。

4>選小齒輪齒數(shù)z1?24，大齒輪齒數(shù)z2?24?4.03?96.76。取z25初選螺旋角。初選螺旋角??14?

?97

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(jìn)行試算，即

d1t?32KtT0??1ZHZE?d??????H

3.2.1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值

（1）試選載荷系數(shù)kt?1.61。

（2）由《機械設(shè)計》第八幅員10-30選取區(qū)域系數(shù)zh?2.433。

?0.78（3）由《機械設(shè)計》第八幅員10-26查得?1，??1??2?1.65。

???2?0.87，則

????（4）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。95.5?105?p095.5?105?10.41T1??N.mm?6.8?104N.mm

n11460（5）由《機械設(shè)計》第八版表10-7選取齒寬系數(shù)?d?1

（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)Ze?189.8MPa（7）由《機械設(shè)計》第八幅員10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲乏強度極限

?Hlim1?600MPa；大齒輪的接觸疲乏強度極限?Hlim2?500MPa。

13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。

N1?60n1jLh?60?1460?1?2?8?300?15?6.3?109

NN2?1?1.56?109

4.03（9）由《機械設(shè)計》第八幅員（10-19）取接觸疲乏壽命系數(shù)

KHN1?0.90;KHN2?0.95。

（10）計算接觸疲乏許用應(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??H?1?KHN1?lim1?0.9?600MPa?540MPa

S??H?2?KHN2?lim2?0.95?550MPa?522.5MPa

S（11）許用接觸應(yīng)力

??H?1???H?2??H???531.25MPa

2（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t

3.2.2計算

?d??9.56mm

d1t?32KtT0??1ZHZE????H?316.46?104?0.862=30.7396?16.46?104=3121.738?10=4

（2）計算圓周速度v0

???d1tn160?1000???1460?49.5660?1000?3.78m/s

（3）計算齒寬及模數(shù)

mmntnt?d1t1tcos??dcos?z?49.56mm

1h=2.25mnt?2.25?2=4.5mmb?49.56/4.5=11.01h（4）計算縱向重合度

z?149.56?cos14?49.56?0.97==2mm

2424???0.318?dztan??0.318?1?24?tan14?=20.73

1（5）計算載荷系數(shù)K。

已知使用系數(shù)KA?1,根據(jù)v=7.6m/s,7級精度，由《機械設(shè)計》第八幅員10-8查得動載系數(shù)Kv?1.11;

由《機械設(shè)計》第八版表10-4查得K的值與齒輪的一致，故KH?Kf??1.35由《機械設(shè)計》第八幅員10-13查得

H??1.42;

由《機械設(shè)計》第八版表10-3查得KH??KH??1.4.故載荷系數(shù)

K?KAKVKH?KH??1?1.11?1.4?1.42=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

d1?d1t3KK?49.56?3t2.2?49.56?31.375?55.11mm1.6（7）計算模數(shù)

co?s55.11?cos14?0.97?55.11??2.22mmmn?d1?2424z13.3按齒根彎曲強度設(shè)計

由式（10-17）

mn?32KT1Y?cos?2?z1?d2?YY?FaF????Sa

3.3.1確定計算參數(shù)

（1）計算載荷系數(shù)。

K?KAKVKf?Kf??1.?11?1.4?1.35=2.09

?1.903（2）根據(jù)縱向重合度?，從《機械設(shè)計》第八幅員10-28查得螺旋角

?0.88影響系數(shù)Y?

?（3）計算當(dāng)量齒數(shù)。

zV1?v2z?24?24?24?26.37

cos?cos140.970.91z?97?97?106.59?zcos?cos140.911333233（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《機械設(shè)計》第八版表10-5查得YSa1?1.6;YSa2?1.79

?（6）由《機械設(shè)計》第八幅員10-24c查得小齒輪的彎曲疲乏強度極限?500MPa?380MPaFE1；大齒輪的彎曲強度極限FE2；

?0.85（7）由《機械設(shè)計》第八幅員10-18取彎曲疲乏壽命系數(shù)KFN1，KFN2?0.88；

?（8）計算彎曲疲乏許用應(yīng)力。

取彎曲疲乏安全系數(shù)S＝1.4,由《機械設(shè)計》第八版式（10-12）得

????F??K?F1?2K?FN1FE1SFN2??FE2S0.85500MPa?303.57MPa1.4

0.88?380?MPa?238.86MPa1.4（9）計算大、小齒輪的YFaYSa并加以比較。

?F??YYFa1Fa2??F?Sa11?2.592?1.596?0..1363

303.57=

2.211?1.774?0.01642

238.86YY??F?Sa22由此可知大齒輪的數(shù)值大。

3.3.2設(shè)計計算

m

n?32?2.10?6.8?10?0.88?(cos14?)422242*1.65?0.01642mm?34.342?0.97mm?34.085?1.59m對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲乏強度計算的法面模數(shù)mn大于由齒面齒根彎曲疲

?勞強度計算的法面模數(shù)，取mn2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲乏強度，需按接觸疲乏強度得的分度圓直徑100.677mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由

d1cos??55.11?cos14??26.73?z12mn取z1?27，則z2?27?4.03?108.81取z2?109;

3.4幾何尺寸計算

??z?mza=

123.4.1計算中心距

n2cos??(27?109)?2136??140.2mm

2?cos140.97將中以距圓整為141mm.

3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角

(z1?z2)mn(27?109)?2??arccos?arccos?arccos0.97?14.06?

2a2?140.2因?值改變不多，故參數(shù)?、k?、ZH等不必修正。

?3.4.3計算大、小齒輪的分度圓直徑

d1?d2zm12ncos???27?254??55mmcos140.97109?2218??224mm

cos140.9755?224?139.5mm2?zmcos?1na?d?d22?3.4.4計算齒輪寬度

b??dd1?1?55.67?55mm

圓整后取B2?56mm;B1?61mm.低速級

取m=3;z3?30;由i12?zdd434?2.88?30?86.4取z4?87?mz3?3?30?90m?mz4?3?87?261mm34zz43?2.88

?dda?2?90?261mm?175.5mm2

b??dd3?1?90mm?90mm

圓整后取B4?90mm,B3?95mm

表1高速級齒輪：名稱m模數(shù)?壓力角d分度圓直徑齒頂高h(yuǎn)a齒根高齒全高齒頂圓直徑

計算公式小齒輪220大齒輪220d1?mz1=2?27=54?d?2?mz2=2?109=218ha1?ha2?ham?1?2?2???(?)m?(1?c)?2hf1hf2hac?hfhh1?h2?(2ha?c)mda1?(z1?2ha)m*?*dada2?(z2?2ha)m*表2低速級齒輪：名稱m模數(shù)?壓力角d分度圓直徑齒頂高h(yuǎn)a齒根高齒全高齒頂圓直徑

計算公式小齒輪320大齒輪320d1?mz1=3?27=54?d?2?mz2=2?109=218ha1?ha2?ham?1?2?2?hf1?hf2?(ha?c)m?(1?c)?2?hfhdah?h?(2h?c)md?(zd?(z?2h)m12a*a11a?*a2?2ha)m2*

4.軸的設(shè)計

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

若取每級齒輪的傳動的效率,則

p??p???10.10?0.990.97?9.69kWn?362.2?125.76r/min?n2.88ip9.69T?9550?125.76?9550?735.842N?mnp3?20232323123334.1.2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

d4?mz4?4?101?404mm

FFFt???2T3d?42?735.8?1000?3642N404?3642?tan20?0.3639?3642??1366N

cos14?0.97rFFttan?ncos?attan??3642?tan14??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)《機械設(shè)計》?112第八版表15-3,取A0,于是得

pd?Anmin033?112?339.69?112?30.077?47.64mm125.76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),故需同時選取聯(lián)軸器型號.

聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩TcaKAT3,查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取KAN?mm?956594.6N?mmTca?KAT3?1.3?735842??1.3,則:

依照計算轉(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/T5014-2023或手冊,

選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000N?mm.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)軸器與軸協(xié)同的轂孔長

?84mm度L1.

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

?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)軸器與軸協(xié)同的轂孔長度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)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,應(yīng)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)精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為d?D?T=65mm?140mm?36mm，故d3?4?d6?7?65mm；而l5?6?54.5mm,d5?6?82mm。

?70mm3）取安裝齒輪處的軸段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h?0.07d，

?82mm?60.5mm故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑d5?6。軸環(huán)寬度b?1.4h，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l2?3低速軸的相關(guān)參數(shù)：

功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩?40.57mm

表4-11-2段軸長1-2段直徑2-3段軸長2-3段直徑3-4段軸長3-4段直徑4-5段軸長4-5段直徑5-6段軸長5-6段直徑6-7段軸長6-7段直徑pn3Tl1?239.69kW125.76r/min735.842N?m3dldldldldl1?22?32?33?43?44?54?55?65?66?7d6?784mm50mm40.57mm62mm49.5mm65mm85mm70mm60.5mm82mm54.5mm65mm（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d4?5查表查得平鍵截面b*h=20mm?12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸協(xié)同有

H7良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的協(xié)同為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選

n6H7用平鍵為14mm?9mm?70mm，半聯(lián)軸器與軸的協(xié)同為。滾動軸承與軸的周向定位

k6是由過渡協(xié)同來保證的，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T2

p??p???10.52?0.99?0.97?10.10kWn?1460r/min?362.2r/min?ni4.03

p10.10?9550?9550??263.6N?mT362.2np2?10102312023224.2.2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：

d3?mz3?4?35?140mm

FFFdt???2T2d?32?263.6?1000?3765N140?3765?tan20?0.3639?3765??1412N

cos14?0.97rFFttan?ncos?attan??1412?tan14??352N（2）因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為：

?mz2?3?133?399mm

2FFFt???2T2d?22?263.6?1000?1321N399?1321?tan20?0.3639?1321??495N

cos14?0.97rFFttan?ncos?attan??495?tan14??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.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取

A0?112,于是得：

pd?Anmin032?112?3210.10?112?30.027?33.6mm362.2軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑d12。

圖4-2

4.2.4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,應(yīng)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)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d?D*T=35mm?72mm?18.25mm，故d1?2?d5?6?35mm，

l5?6?31.8mm；

（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑d2?3?45mm

l1?2?29.8mm；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h?0.07d，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b?1.4h，取l3?4?12mm。

（3）取安裝高速級大齒輪的軸段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=22mm?14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時為了保證齒輪與軸協(xié)同有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的協(xié)同為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm?9mm?70mm，半聯(lián)軸器與軸的協(xié)同為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡協(xié)同來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。

中間軸的參數(shù)：

表4-2功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長pn2Tl1?2210.10kw362.2r/min263.6N?m229.3mm1-2段直徑2-3段軸長2-3段直徑3-4段軸長3-4段直徑4-5段軸長4-5段直徑d1?2ldldld2?32?33?43?44?54?525mm90mm45mm12mm57mm51mm45mm4.3高速軸

4.3.1求輸出軸上的功率

p1轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1

若取每級齒輪的傳動的效率,則

p?p??10.41kWn?n?1460r/minp10.41?9550?9550??68.09N?mT1460n1d41m1114.3.2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

d1?mz1?3?24?72mm

FFFt???2T1d?12?68.09?1000?1891.38N72?1891.38?tan20?0.3639?1891.38??709.55N

cos14?0.97rFFttan?ncos?attan??1891.38?tan14??1891.38?0.249?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：

0

pd?Anmin031?112?3110.41?3?112?37.13*10?112?1.924?0.1?21.54mm1460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),故需同時選取聯(lián)軸器型號.

聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca?KAT1,查表,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取KA?1.3,則:

Tca?KAT1?1.3?68090N?mm?88517N?mm

依照計算轉(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/T5014-2023或

手冊,選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000N?mm.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)軸器與軸協(xié)同的轂孔長度L1?82mm.

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4-3

4.4.2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)軸器與軸協(xié)同的轂孔長度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)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,應(yīng)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）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l2?3?45.81mm。

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=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協(xié)同

H7有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的協(xié)同為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，

n6H7選用平鍵為14mm?9mm?70mm，半聯(lián)軸器與軸的協(xié)同為。滾動軸承與軸的周向

k6定位是由過渡協(xié)同來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。

高速軸的參數(shù)：

表4-3功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長1-2段直徑2-3段軸長2-3段直徑3-4段軸長3-4段直徑4-5段軸長4-5段直徑5-6段軸長5-6段直徑6-7段軸長6-7段直徑pn1Tl1?2110.41kw1460r/min168.09N?mdldl1?22?32?33?4dldldld3?44?54?55?65?66?76?780mm30mm45.81mm42mm45mm31.75mm99.5mm48.86mm61mm62.29mm26.75mm45mm

5.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，開啟“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(rèn)模板〞復(fù)選項。單擊“確定〞按鈕，開啟“新文件選項〞對話框，選中其中“mmns_part_solid〞選項，如圖5-2所示，最終單擊〞確定“按鈕，進(jìn)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〞2>在對話框中單擊

“關(guān)系〞選項，系統(tǒng)將自動彈出“關(guān)系〞對話框。

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)

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>依照如圖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)立齒輪齒廓線1>在右工具箱中單擊

按鈕開啟“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，開啟“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，開啟記事本窗口。

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〞選項保存設(shè)置。

圖5-8“菜單管理器〞對話框圖5-9添加漸開線方程

4>選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)立過兩曲線交點的基準(zhǔn)點PNTO。參照設(shè)置如圖5-10所示。

曲線1曲線2

圖5-11基準(zhǔn)點參照曲線的選擇圖5-10“基準(zhǔn)點〞對話框

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)立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〞對話框圖5-13基準(zhǔn)軸A_1

6>如圖5-13所示，單擊“確定〞按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準(zhǔn)點PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。

5

5-15基準(zhǔn)平面對話框5-15基準(zhǔn)平面DTM1

7>如圖5-16所示，單擊“確定〞按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面DTM1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〞對話框圖5-17基準(zhǔn)平面DTM2

8>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。

圖5-18鏡像齒廓曲線

（6）創(chuàng)立齒根圓實體特征1>在右工具箱中單擊

按鈕開啟設(shè)計圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，

接收系統(tǒng)默認(rèn)選項放置草繪平面。

2>在右工具箱中單擊

按鈕開啟“類型〞對話框，選擇其中的“環(huán)〞單項選擇按鈕，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〞，完成齒根圓實體的創(chuàng)立，創(chuàng)立后的結(jié)果如圖5-20所示。

圖5-19草繪的圖形

5-20拉伸的結(jié)果

（7）創(chuàng)立一條齒廓曲線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

按鈕開啟“類型〞對話框，選擇“單個〞單項選擇按鈕，使用

并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。

3>開啟“關(guān)系〞對話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0〞，在對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。

圖5-23“關(guān)系“對話框

（8）復(fù)制齒廓曲線

1>在主菜單中依次選擇“編輯〞“特征操作〞選項，開啟“菜單管理器〞菜單，選擇其中的“復(fù)制〞選項，選取“移動〞復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)立的齒廓曲線作為復(fù)制對象。

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)。

圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度

3>繼續(xù)在“移動特征〞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。最終生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。

圖5-26創(chuàng)立另一端齒廓曲線

（9）創(chuàng)立投影曲線1>在工具欄內(nèi)單擊

按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪〞對話框。選取“RIGUT〞面作為草繪

平面，選取“TOP〞面作為參照平面，參照方向為“右〞，單擊“草繪〞按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境