电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪设计[含CAD图纸和说明书等资料]
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共39页)
编号：21897400
类型：共享资源
大小：1.55MB
格式：ZIP
上传时间：2019-09-09
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
含CAD图纸和说明书等资料
电脑
渐开线
齿轮
齿形
误差
检测
设计
cad
图纸
以及
说明书
仿单
资料
- 资源描述：
-
【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图，可编辑，无水印，高清图，压缩包内含CAD图的预览图片，仅用于预览，压缩包内文档可直接点开预览，需要原稿请自助充值下载，请见压缩包内的文件及预览，所见才能所得，请细心查看有疑问可以咨询QQ：414951605或1304139763
- 内容简介：
-
编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪 设计 机 电 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923017 学生姓名： 朱敬松 指导教师： 屠德刚（职称：高工） （职称： ） 2012年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计 电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械91 学 号： 0923017 作者姓名： 2012 年 5 月 25 日无锡太湖学院机电系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源：实验室 选题依据：主要是针对老式手动渐开线齿轮齿形误差测量仪进行数控化改造， 通过此改造设计过程，能熟练掌握手动量仪的工作原理及机械结构，并在此基础上考虑其数控化改造方案。改过去的普通丝杠为滚珠丝杠，并以步进电机带动传动部件，采用8051单片机进行控制。 三、本设计应达到的要求：一、针对原有老式手动仪器的数控化改造,因此系统采应新的机电一体化技术和元件器，以及电脑控制的伺服系统。本次设计的主要是机电一体化机械系统方面的设计。本仪器用于测量直齿或斜齿的圆柱齿轮的渐开线齿轮误差。这种仪器不需要不同尺寸的基圆盘。通过在仪器上的数控装置可以将被测工件的基圆半径调准到0.002MM.仪器表有电感比较仪,其传感器将被测工件齿形的渐开线误差传到指示电表上。 二、 对指定零件进行有限元分析。 三、 查阅文献15篇以上，并有不少于8000字符的外文资料译文。 四、 完成开题报告。 五、 中文摘要在400字以内，有34个关键词，外文摘要与中文摘要相同。 六、 至少完成A0图纸3张和一份1万字以上的设计计算说明书。四、接受任务学生： 机械91 班 姓名 朱敬松 五、开始及完成日期：自2011年11月7日 至2012年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2011年11月7日I摘 要本次毕业设计首先是对检测仪市场使用情况的数据进行采集工作，以确定设计的方案。其次，分析所具备的条件因素，考虑厂方的成组技术要求，进行方案的制定。最后，开始零件设计和重要零件三维绘图设计。本仪器用于测量直齿或斜齿的圆柱齿轮的渐开线齿轮误差。这种仪器不需要不同尺寸的基圆盘。通过在仪器上的数控装置可以将被测工件的基圆半径调准到0.002MM.仪器表有电感比较仪,其传感器将被测工件齿形的渐开线误差传到指示电表上。本课题主要是着重与仪器机械结构方面的设计，并制作相关的三维软件，以满足设计改进，质量控制，售后服务，商务洽谈方面的要求。目前在国内产品中销量很多。国产齿轮测量中心的质量和性能不断提高，已经具有和国外产品竞争的能力。不过在仪器精度、稳定性，尤其在测量软件、仪器故障诊断功能等方面，和国外还有一定差距。关键词：渐开线；仪器精度；数控装置；传感器AbstractThis graduation design is first acquisition work on the use of market detector data, to determine the design scheme.Secondly, with analysis of factors, considering the requirements of group technology, make plan.Finally, start part design and important parts of 3D graphics design.This instrument is used for measuring the error of cylindrical gear involute spur or helical gear. This instrument does not need discs of different sizes. Through the numerical control device on the instrument can be measured workpiece radius of base circle aligned with the 0.002MM. instrument with inductance comparator, involute error of the sensor was measured the tooth profile of the workpiece to the indicating meter. This topic is mainly focuses on the design and equipment of mechanical structure, and fabrication of three-dimensional software related, in order to satisfy the design improvement, quality control, after sale service, business requirements.At present in the domestic sales of many products. The quality and performance of domestic gear measuring center continuously improve, ability has competition and foreign products. But in the instrument accuracy, stability, especially in the aspect of software, measuring instrument fault diagnosis function, there is still a certain gap with foreign.Key words: involute ；precision ；CNC device ； sensor目录摘 要IIIAbstractIV目录V1绪论11.1 本课题的研究内容和意义11.2国内外的发展概况11.3本课题应达到的要求22 设计的要求及基本技术规格42.1 设计参数及要求42.2 设计任务及工作量42.3 设计内容42.3.2 设计说明书，翻译英文资料43 总体方案的设计原理53.1 总体方案的确定53.1.2 齿轮实际齿轮误差的测量53.2 原有仪器示意图63.3 总体方案的确定64 机械部分的设计与说明84.1 转动机构的设计84.2 导向机构的设计94.3 伺服驱动元件的设计105 机械传动部分的设计125.1 纵向导轨的选择125.1.1 承受载荷的估算：125.2 横向导轨的选择135.3滚珠丝杠副的计算135.3.2 额定动载荷的计算135.4稳定性验算145.5 轴承的选择175.5.1 寿命计算175.5.2 计算附加轴向力185.5.3 计算单个轴承的轴向载荷185.5.4计算当量动载荷185.5.5 寿命185.5.6 额定静载荷验算195.5.7 极限转速验算195.6 联轴器的选择195.7 键的选择与联接强度的计算225.8 步进电机的选择236 维护与保养257 结论和展望26致谢27参考文献29V电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪1绪论此次设计是我到单位设计的，在设计之前，我曾到公司参观了一台手动检测仪（如图1所示）对渐开线齿轮工作原理有了一些了解，并提出了这种数控改造方案。为了增加论文的可持续性和易懂性，在论文中配一些相关图解。 图 1.1 普通渐开线齿轮误差检测仪1.1 本课题的研究内容和意义本次毕业设计为了完全实现数控化，针对原有老式手动仪器的数控化改造，因此系统采新的机电一体化技术和元件器，现代的机械系统必然是由电脑控制的伺服系统，其中包含机电一体化机械系统，机电一体化集成电路的应用，微电子和接口技术,传感技术等。为了适应工业发展的需要，精密测量技术也需要得到长远发展。因此，再此次对渐开线齿轮检测仪进行数控化改造，使其在应用中获得更佳性能参数。1.2国内外的发展概况从上世纪80年代开始，齿轮测量中心的开发受到众多齿轮测量仪器制造商的重视；90年代逐步形成了系列化产品推向市场。CNC齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶，主要用于齿轮单项几何精度的检测，也可用于（静态）齿轮整体误差的测量。德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心，其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头（使用了HEINDENHAIN的超高精度光栅）；性能稳定的优质铸铁床身，高性能直线电机驱动系统；高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心，被英国国家齿轮计量实验室选定，作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M&M的齿轮测量中心，其三维高精度电感测量头；花岗石基座；精密气浮轴系以及精密直线滚动体结构导轨，成为该仪器的特色（近年也采用了直线电机驱动），仪器测量不确定度为2m。德国MAHR的GMX275采用的模拟量测量头，可选择扫描或单点采样方式，可以按0.1间距转动，使测头的测尖能处于被测齿面的法面上，仪器测量不确定度在测量空间内为（2.3m+L/200）。国外齿轮测量中心厂商，大多还开发了测量软件和加工机床的参数修正软件，选用相关软件，还能用于反求工程对工件参数进行测定。高精度和一机多能的特点，使齿轮测量中心更适合于工厂计量站使用。日本的齿轮测量仪器制造商，在我国市场经过近十年的沉寂后近年来亮相频繁。大阪精机在GC-HP系列齿轮测量仪器的基础上，开发出CNC电子创成式的CLP系列齿轮测量仪器。特别值得一提的是最近在国内参展亮相的东京技术仪器公司（Tokyo Technical Instruments Inc.）。在2003年底上海中国国际齿轮传动、制造技术及装备展览会上该厂首次展出TTI-300E型CNC齿轮检测仪，据称其质量较小的测头部件能单独在径向运动，便于快速测量齿轮齿距偏差。密珠轴系的主轴回转精度可达0.03m，仪器测量重复性达到0.5m。国内近年来，CNC齿轮测量中心有了长足的发展，哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨精达公司都先后成功开发出了系列产品。哈量的3903A齿轮测量中心，经过几年努力，仪器精度和测量速度已达到或接近KLINGELNBERG公司产品的先进水平。精达公司作为后起之秀，发展引人瞩目，其JD、JDS系列齿轮测量中心。目前在国内产品中销量很多。国产齿轮测量中心的质量和性能不断提高，已经具有和国外产品竞争的能力。不过在仪器精度、稳定性，尤其在测量软件、仪器故障诊断功能等方面，和国外还有一定差距。令人欣慰的是国内齿轮量仪制造商已有共识，已联合高校院所协同攻关努力缩小差距；随着性价比的迅速提高，参与市场竞争能力的增强，国产齿轮测量中心的发展前景看好。当前齿轮制造业的一个发展趋势，是将齿轮测量技术和齿轮设计、加工制造进行集成，实现齿轮制造信息的融合及CAD/CAM/CAT的集成，从而构建一个先进的齿轮闭环制造系统（由于通常由数字化信息来实现，可称为数字化闭环制造系统）。随着齿轮制造业的快速发展，因此齿轮测量技术和齿轮测量仪器的发展方向更加明确。1.3本课题应达到的要求 本仪器用于测量直齿或斜齿的圆柱齿轮的渐开线齿轮误差。这种仪器不需要不同尺寸的基圆盘。通过在仪器上的数控装置可以将被测工件的基圆半径调准到0.002MM。仪器表有电感比较仪，其传感器将被测工件齿形的渐开线误差传到指示电表上，用电表可以直接读数。本仪器也可以测量直尺圆柱齿轮的齿向误差（大致的设备的样子如图，但我设计的仪器与此有些出入）。 图 1.2 电脑渐开线齿轮齿形误差检测仪由于时间仓促和作者缺乏实践经验，在设计中出现的错误和不足之处恳请各位老师给予批评指正。 2 设计的要求及基本技术规格2.1 设计参数及要求测量范围：m=25；分辨率： 0.002； 测量齿轮精度等级：7-10级； 使用范围：基圆直径d250m的直齿，斜齿和圆柱齿轮。2.2 设计任务及工作量1.完成开题报告。2.对指定零件进行有限元分析3.查阅文献15篇以上，并有不少于8000字符的外文资料译文4.中文摘要在400字以内，有34个关键词，外文摘要在2000字符以上5.至少完成A0图纸4张和一份1万字以上的设计计算说明书2.3 设计内容 2.3.1 仪器运动方案的确定 （1） 仪器伺服系统的选择，设计计算； （2） 机械结构总装图，部分零件图设计。 2.3.2 设计说明书，翻译英文资料 3 总体方案的设计原理3.1 总体方案的确定 3.1.1 渐开线的形成本次毕业设计渐开线齿轮误差检测仪的原理,是基于在圆上产生渐开线的方法.即一条直线沿着一个直径为d的圆,做无滑动滚动时,该直线上任意一点的轨迹为该圆的渐开线,如图3.1。 图 3.1 圆渐开线 3.1.2 齿轮实际齿轮误差的测量 我们现在在假设用被检测齿轮的基圆盘代替这个圆,用滑齿板代替这条直线,把检测仪的测头放在上图1的A点时,那么这个测头就会沿着尺面进行滑行. 如果被检齿形符合理论的渐开线,则与测头相连的指示表指针就不动,反之,则指示表就示出偏差数值.使用这种仪器,每一个不同基圆直径的齿轮,需要有一相应尺寸的基圆盘,这是一个很大的缺点。为了避免产生上述的缺点,本仪器采用无滑动的滚动机构和可以调各种基圆半径的杠杆机构.在仪器的内部装有一个固定的基圆盘a及连接在它上面的两条钢带b,钢带的另外两端分别固结在滑板c上.使滑板的运动传给杠杆直尺d.杠杆直尺d控制着测量滑架.对滑板做平移运动.即对基圆盘作切向运动.测量时,将被测滑架上的测头调到被测齿轮的基圆上.则当滑架移动时,测头即在被册齿面上滑行。 图 3.2 仪器原理图 其比例适合于: （3.1）式中 S固定基圆盘滚程 S受检齿轮基圆的滚程 R固定基圆半径 受检齿轮基圆半径上式表明,仅有一个基圆盘，就可以检查任意基圆盘大小的渐开线齿廓.由于滑板c的移动，通过杠杆，就可以带动测量滑架沿着与滑板平行的方向，产生一个适应于上述比例关系的移动量。这时测头的测来量，即按照理论渐开线在受检齿轮的齿面上滑行。3.2 原有仪器示意图 图 3.3 仪器示意图该测量仪器基座的两侧有两个电源插座，左侧的云斗插座插座可获得仪器总电源,右侧的插座可供测威仪220V电源。全套测威仪由传感器，测威仪电箱，功率放大电箱及自动记录器四个部分组成。3.3 总体方案的确定经过考虑,我确定了本次毕业设计的总体设计方案：我分别在老式手动检测仪的Y向和Z向作了改动，改造后，被测齿轮通过安装心杆来固定在两顶尖之间,用两个步进电机分别代替以前的纯手动部件，控制带测头的工作台和被测齿轮的相互匹配运动，他们分别是用Y向步进电机控制测头的工作台运动，用Z向步进电机来控制被测齿轮的旋转运动，用软件(也就是用单片机语言编程)来完成这些运动。在X向我用的是粗调和微调机构来调整被测齿轮的位置，粗条只能是调整被测齿轮的大致位置,而微调则是调整被测齿轮的精确位置，此次用来进一步确保该检测仪的精度。 因为滚珠丝杠转动平稳、结构紧凑、精度高，为了确保测量精度，所以我本次毕业设计选用滚珠丝杠的转动通过滚动导轨带动测头。 4 机械部分的设计与说明 4.1 转动机构的设计本次设计的系统要求精度很高,运动平稳,工作可靠,这个不仅仅是机械运动和机构所能解决的问题,而是要通过控制装置,使机械转动部分与伺服电动机的动态性相匹配,所以本次设计要求转动机构满足以下几个部分。 4.1.1 转动惯量小也就是在不影响机械系统刚度的前提下，转动机构的质量和转动惯量应尽量减小。否则，转动惯量大会造成不良影响，机械负载增大；系统响应速度降低，灵敏度下降。所以在设计转动机构时应尽量减小转动惯量。 4.1.2 刚度大刚度是使弹性体单位量所需的作用力。大刚度对机械系统而言是有利的：（1） 伺服系统动力损失随之减小。（2） 机构固有频率高,超出机构的频带宽度，使之不容易产生共振。（3） 增加闭环系统的稳定性。所以再设计时应该选用大刚度的机构。 4.1.3 阻尼合适机械系统产生震动时，系统的阻尼越大，其最大振幅就越小而且衰减也越快，但大阻尼也会使系统稳态误差增大，精度降低。所以设计时，转动机构的阻尼要选择适当。此外要球摩擦小（特别是提高机构的灵敏度），抗振性好（提高机构的稳定性），间隙小（保证机构转动精度），特别是其动态特性应与伺服电动机等其他环节的动态特性相匹配。 基于以上对转动机构的要求，所以本次毕业设计选用滚珠式杠转动机构，它有许多优点，比如： （1） 转动效率高,它的效率高达90%-95%,耗费的能量仅为滑动丝杠的1/3。 （2） 运动具有可逆性,即可以将回转运动变为直线运动,又可以将直线运动变为回转运动,而且逆传动效率几乎与正传动效率相同。 （3） 系统刚度好,通过给螺旋母组件内施加预压来获得较高的系统刚度,可以满足各种机械传动要求,无爬行现象,始终保持运动的平稳性和灵敏性。 （4） 传动精度高,经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副本身就具很高的制造精度,又由于摩擦小,丝刚副工作时温升和热变形小,容易获得较高的传动精度。 （5） 使用寿命长,滚珠是在淬硬道上做滚动运动,磨损极小,长期使用后仍能保持其精度,因而寿命长,且具有很高的可靠性.其寿命一般比滑动丝杠要高5-6倍。 但是,滚动丝杠也有缺点,如: （1） 不能自锁,特别是垂直安装的丝杠,当运动停止后,螺母将在重力重用下下滑,故长需设置制动装置。 （2） 造工艺复杂,滚珠丝杠和螺母等件加工精度,表面粗糙度要求很高,制造成本高。 虽然滚珠丝杠有两个缺点,但是基于它有这么多优点,能保证本次设计测头的测量精度,从而保证渐开线齿轮误差检测仪的精度,很能符合本次设计的要求。 由于滚动丝杠副独特的性能而受到极大的评价,因而已出成为数控机床,精密机械,各种省力机械设备急各种机电一体化产品中不可缺少的传动机构。滚珠丝杠轴向间隙的调整和施加预紧力的方法:滚珠丝杠除了对本身单一方向的传动精度有要求外,对其轴向间隙也有要求,以保证其反向传动的精度.滚珠丝杠的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原由间隙的总和.通常采用双螺母预紧的方法 把弹性变形控制在最小限度内,以减小和消除轴向间隙,并可以提高滚珠丝杠副的刚度。 目前制造的单螺母式滚珠丝杠副的轴向间隙达0.05mm,而双螺母式的经过预紧力调整后基本上能消除轴向间隙.应用该方法消除轴向间隙时应注意以下两点: （1） 预紧力大小必须合适,过小不能保证无隙传动,过大将使驱动力矩增大,效率降低,寿命缩短,预紧力应不超过最大轴向负载的1/3。 （2） 要特别注意减小丝杠安装部分驱动部分的间隙,这些间隙用预紧的方法是消除的,而它对传动精度有直接影响。常用的双螺母消除轴向间隙的结构有三种: （1） 垫片调隙法； （2） 螺母调隙法； （3） 齿差调隙法。滚珠丝杠副的支承方式的选择： （1） 一端固定,一端自由(F-O)； （2） 一端固定,一端游动(F-S)； （3） 两端固定(F-F)。本次毕业设计采用的是两端固定的方式.因为两端固定方式的支承为减少丝杠因自重的下垂和补偿热膨胀，应进行的拉伸。只要实际问升不超过预见的温升，这种预见的温升就不会产生周详的间隙。4.2 导向机构的设计 本次设计要求机械系统的各个运动机构必须得到安全支承，并能精确的完成其特定方向的运动，这个任务由导向机构来完成。机电一体化产品的导向机构是导轨，可以分为滑动导轨和滚动导轨。 其中滑动导轨有两个导轨工作面的摩擦性质为滑动摩擦。滑动导轨结构简单，制造方便，刚性好，抗振性高，是机械产品中最广泛使用的导轨形式。为了减小磨损，提高定位精度，改善摩擦特性，通常选用合适的导轨材料，采用适当的热处理和加工方法，如采用优质铸铁，合金耐磨铸铁或镶淬火钢导轨，采用导轨表面滚扎强化，表面淬硬、涂铬、涂钼等方法提高导轨的耐磨性。另外采用新型工程塑料可满足导轨低摩擦、耐磨、无爬行的要求。 滚动导轨的承载能力很大，它的轨道采用圆弧形式，增加了滚动体与圆弧轨道接触面积，从而大大的提高了轨道的承载能力，可以达到平面轨道的3倍。滚动导轨的刚性很强，在该导轨制作时常常需要预加载荷，这种导轨系统刚度得以提高，所以滚动直线导轨在工作时能承载较大的冲击和振动。滚动导轨的寿命长，由于是纯滚动，摩擦系数为滑动导敦的1/50左右，磨损小，因而寿命长，功耗小，便于机械小型化。滚动导轨传动平稳可靠，由于摩擦小，动作轻便，因而定位精度高，微量移动灵活准确。还有，滚动导轨具有结构自调整能力，装配调整容易，因此降低了对配件加工精度要求。基于以上滚动导轨的优点，所以本次设计选用滚动导轨作为导向机构，来作为导向和支承用。4.3 伺服驱动元件的设计 伺服系统也叫做随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号进行运作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。 大多数伺服控制系统具有检测反馈控制理论，伺服系统不断的检测在各种扰动作用下被控对象输出量变化，与指令值进行比较，并用两者的偏差，使被控对象输出量始终跟踪输入的指令值。 伺服系统中所用到的执行元件很多，主要有：电气式、液压式、气压式，其中电气式主要有步进电动机、支流伺服电动机、交流伺服电动机。本次毕业设计选用的是步进电动机。 伺服系统要求执行元件惯性小、动力大，着为了使伺服系统具有良好的快速响应性和足够的负载能力，希望执行元件具有较小的惯量，并输出较大的功率；要求执行元件体积小、质量轻，这是为了执行元件易于安装及与机械系统连接，使伺服系统结构紧凑，常常希望执行元件具有较小的体积和较轻的质量；要求便于进行微机控制，因为机电一体化产品多采用微机控制，因而要求伺服系统及执行元件也能采用微机来统一控制；另外，伺服系统还要求执行元件成本低、可靠性好、便于安装和维修。步进电机又被叫做马达，是伺负电动机的一种。步进电动机可以按照输入的麦冬指令一步步地旋转，即可以将输入的数字指令信号转换成相应的角位移，。因此，它实质上也是一种数模转换装置。由于步进电动机成本较低，易于采用计算机控制，因而被广泛用于开环控制的伺服系统中。4.4 其他元件设计 本次设计的粗调与微调机构选的是丝杠螺母机构，采用手动调整丝杠螺母机构来做X向的运动，以此来调整被测齿轮和测头的位置，进一步地保证测头的测量精度，保证整个测量仪的精度。 本次设计中测头在测齿行误差时会有跳动量，我们通过传感器、放大器、显示器把这个跳动量显示出来。其中测量记录的设计原理如图4.1。 图 4.1 测量记录的设计原理其中传感器内两个电感线圈按差动方式接在测量电桥上，传感器测端的位移就直接带动两个电感线圈内衔接的铁位移。当衔铁处于两线圈中间位置时，两线圈电感相等，测量电桥平衡，没有输出信号。当先铁向前（或向后）移动时就使上线圈电感量增加（或减少）下线圈电感量减少（或增加0其交流阻抗也相应变化，这样电桥就不平衡，而输出一幅度与衔铁成比例的交流电信号，这信号经过放大后送到相应整流器，就可以把位移信号由在频中解出来，得到一个与衔铁位移量成正比的电压信号，并由指示表指示出来，这样即可以由指示表的相应档位读出传感器测端的微小位移。测量电桥由一稳定的高频振荡器供电，以保证仪器的适值稳定。由相敏整流器输出的电压，经过直流功率放大器放送入记录器，记录器的描鸡头就可以在记录纸上连续的画出与传感器测头位移相对应的记录曲线。功率放大器，记录器及电感测量仪之电路图在这本人就不详细叙述了。 图 4.2 传感器简图图4.2就是传感器简图，具体构造为：测量仪1靠螺纹固定在测杆2上 ，测杆2支持在一精密滚珠导轨上，它可做轴向移动，测杆2的右端固定着衔铁4，当测杆移动时带动衔铁四在电感线圈5中移动。线圈5 放在圆桶形泵3中，布置成差动电感的形式。电信号由导线6输出，测量力由弹簧7产生，防转装置8用来限制测杆2的传动。本仪器所带传感器不准许作脱离本仪器的另外使用，因为它在仪器上的正确安装位置已经由导套位置。5 机械传动部分的设计 本次毕业设计中确定：每天开机6小时，一年按265个工作日计，寿命要为5年，单行程长度为0.2米(横向和纵向)，每分钟反复次数n=4。5.1 纵向导轨的选择 5.1.1 承受载荷的估算： （5.1） 上式中即为作用在滑座上的载荷F，滑座数M取1，每根导轨使用一个滑座，所以由机电一体化设计基础中表215218确定： 又导轨的额定工作寿命： （5.2） 又因为导轨的额定行程长度寿命： （5.3） 导轨的额定动载荷 （5.4）式中: 所以， 查表机电一体化设计基础213，所以可以用导轨的型号为HJG-D25。 因为此导轨允许的最大动载荷，且能满足5年的使用要求，所以可选择该型号的滚动导轨。 综合确定本次设计导轨长度为： 滑座重量为0.60kg，导轨重量为3.1kg。5.2 横向导轨的选择其算法同纵向，滑座重量G=6N，导轨重量G=15.5N，总的径向载荷F=4442.54N，。表213，其型号为HJG-D25,导轨长度L=F(n)2G=680mm。5.3滚珠丝杠副的计算 5.3.1 载荷的计算 （5.5） 由机电一体化设计基础表26，取KF1 表27，取KH=1, 表24，取KA1， Fm平均滚珠载荷取4442.54N 5.3.2 额定动载荷的计算 5.3.3 滚珠丝杠规格的选定 图5.1滚珠丝杠根据值从滚珠丝杠副系中选出所需要的规格，使所选规格的丝杠额定动载荷值等于或大于值，并列出其主要参数值。选定所以滚珠丝杠长度可近似为。规格尺寸机电一体化设计基础P23,表29, 公称直径D=25mm P5mm 按表21中尺寸公式计算：轨道半径： 偏心距： e0.07（Rd/2） （5.6） =0.07（1.651-3.175/2） =4.4510mm 丝杠内径： （5.7）5.4稳定性验算（1） 滚珠丝杠的支承方式采取两端固定， 可得： 长度系数为0.5 临近转速系数为4.730S4查滚珠丝杠副自锁装置p108 Ns滚珠丝杠的稳定系数,一般为ns=2.54丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷按下式计算： （5.8）式中：E丝杠材料的弹性模量，对于钢E=206G；L丝杠工作长度为0.2丝杠危险截面的轴惯性矩 （5.9）则：安全系数： （5.10） 所以，丝杠是安全的，不会失稳。（2） 高速长丝杠工作时间可能发生共振，因此须检验其不会发生共振的最高转速临界速度，要求丝杠的最大转速。取：则：不会发生共振。（3） 此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求则，所以丝杠副工作稳定。（4） 刚度验算：滚珠丝杠副在工作负载F和转矩T共同作用下，引起每个导程的变形量为即， （5.11）式中，A丝杠截面积 （5.12）丝杠极惯性矩T转矩，摩擦角，其正切值为摩擦系数。取，则 （5.13）按最不利的情况取F=Fm （5.14）则丝杠在工作长度上的弹性形变所引起的导程误差为， （5.15） 通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2，（取测量精度为0.05mm） 丝杠的满足上式，刚度满足要求。（5） 效率验算： 滚珠丝杠副的传动效率为： （5.16）要求在0.900.98之间，所以丝杠副合格。经验证：各项性能均满足要求，可选用。 该零件的三维图如下图所示： 图5.2 滚珠丝杠三维图5.5 轴承的选择 已知条件：输出轴用一对圆锥滚子轴承支承，径向力Fr44442.54/2=2221.27N，轴向力FA50N，轴颈直径d20mm，转速n10r/min，载荷性质为微小冲击，要求轴承的使用寿命大于7680h，可靠性0.98，试选用适当的轴承支承。 图 5.3 圆锥滚子轴承5.5.1 寿命计算 选用轴承的型号为30204（轴承和载荷性质定） 径向基本额定动载荷 ，由轴承手册表24.47， 径向基本额定静载荷 ， 由轴承手册表24.47， 极限转速 ，由轴承手册表2表24.47， 判断系数e ，由轴承手册表2表24.47，e0.35系数Y ，由轴承手册表24.47，Y=1.7系数 , 由轴承手册表24.47, 5.5.2 计算附加轴向力 轴承径向载荷，由力学计算公式， 轴承径向载荷，由力学计算公式， 附加轴向力, 附加轴向力, 5.5.3 计算单个轴承的轴向载荷 比较与, 因为则， ，由表24.215， ，由轴承手册表24.215得， 5.5.4计算当量动载荷 由表24.47（）得， 由轴承手册表24.47（）得， 5.5.5 寿命 由式（24.22）得， （5.17） 5.5.6 额定静载荷验算当量静载荷： 所需额定静载荷安全系数,轴承手册表24.220，取 5.5.7 极限转速验算 载荷因数，图24.28，,则载荷分布因数因载荷角近似为零，所以 由轴承手册式24.235得， 丝杠右端的轴承选择（略），型号为61803；采用双螺母预紧的特点是结构简单，放松效果好，放松能力随螺纹联接副预紧力的增加而提高。取名称为“全金属六角法兰面锁紧螺母”标准编号：GB/T6183.16183.2-2000,规格范围：,轴右侧的螺母为。5.6 联轴器的选择1. 联轴器的分类及特点 表5-1联轴器的分类及特点类别 名称及图形 标准 特点 表5-1续刚 性 联 轴 器 GT型凸缘联轴器 GB5843-86只传递扭矩。结构简单，对中性好，价格低廉，能传递较大转矩，但不能缓冲吸振和补偿安装误差，常用于转速不高、载荷平稳场合。 JQ型夹壳联轴器HG5-213-65对中性好，使用时装拆方便，径向尺寸小。可起到悬吊搅拌器的作用，一般用于无支点机架或罐内搅拌轴之间的联接。 SF型三分式联轴器SB90-353对中性好，使用时装拆方便。 轴向方向留有更换密封环的间隙，更换时只需将搅拌轴下降68mm，适用于需要经常更换密封环的场合。DF型带短节联轴器HG21569.1-95用于YDJ、YSJ系列机架，对中性好。在不拆除减速机及机架的情况下，只需将联轴器短节拆下，即可拆除下半截联轴器、机架轴承座及密封装置。按长度不同分为A、B型两种。DT型刚性凸缘联轴器HG21570-95结构与GT型联轴器近似，带有轴端挡盘，能够承受轴向负荷。搅拌器轴端需加工吊装孔。HE型焊接法兰式联轴器HG21570-95结构简单，联轴器连接盘与传动轴焊接在一起。 用于罐内搅拌轴之间的联接，或类似用途的场合。 续表5-1弹 性 联 轴 器 HL型弹性柱销联轴器GB5014-85结构简单，装拆更换方便，成本较低，使用寿命长，不用润滑更换柱销方便等特点。允许两轴间有较大的径向和角度偏差，具有良好的减振缓冲作用。适用于轴向窜动较大，正反转变化较多和启动频繁的场合，由于尼龙柱销对温度较敏感，古使用温度限制在-20+70的范围内 计算转矩：查机械零件设计手册p868 式中：T公称转矩； K工作情况系数K=1.5,当被带动转动惯量小或载荷平稳时K取较小值。联轴器上轴的转动惯量的计算： （5.18） 选择型号为YLD1. 图5.4 YLD型凸缘联轴器型号公称扭矩Tn(Nm)许用转速nr/min轴孔直径d(H7)轴孔长度LDD1螺栓L0转动惯量(kg.m2)Y型J1型数量n直径M铁钢铁钢Y型J1型YL1 YLD11081001300010111011252271533(3)M654480.001812141214322768581618191618194230886420-20225238108805.7 键的选择与联接强度的计算 见机械零件设计手册p457 （5.19） 式中，T转矩 d轴的直径 L键的工作长度 K键与轮毂 b 键宽 P 键联接的许用比压 键联接的许用挤压应力 许用剪应力 所以合格。5.8 步进电机的选择 我们在选择步进电机时应该主要考虑以下几个方面：（1）.步距角是否适合系统脉冲当量的要求。（2）.步进电机转矩是否满足要求。（3）.步进电机启动频率及运行频率是否满足要求。工作台的重量: 取：（钢与铸铁的滑动摩擦系数）则，滑动摩擦力为： （5.20） 取（钢与钢的摩擦系数）则，滚动摩擦力为： （5.21）所以，则，径向力为: 扭矩按空载计算：,其中常数C按表5-2选取。 表52 电机运行参数电机相数3456运行拍数3648510612C0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866因为本设计电机为三相六拍，所以C=0.866；因此， 按正常工作计算： 通过电机手册可得知经计算：步进电机的最大静转矩满足设计要求，据此选择电机型号36BF003,所以确定电机设计满足要求。电机形状及其数据如下所示。 图 5.4 电机形状 表5-3电机数据型号相数步距角电压电流保持转矩空载启动频率运行频率接线图备注ModelNo.of PhaseStep Angle(Deg.)Voltage(V)Current(A)Holding TorqueNm(kg.cm)No-load pull-In Frequency(Hz)Pull-out Frequency(Hz)WdgNotes28BF00133/6270.80.017(0.18)1800136BF003-233/6270.60.049(0.5)1900136BF00331.5/3271.50.078(0.8)310016 维护与保养 仪器在不使用是应该盖上塑料保护盖，以防止灰尘落入。（1） 主轴与顶尖主轴应定期注入高质量的润滑油（无水、中性）。注油时，应将塑料盖上的螺钉拧下。（2） 导轨表面如有灰尘，应用软布溅上汽油将其擦干静。然后浇上高级润滑油（3） 涂有红色的螺钉是精密调整用的，不要随便拧动，否则会影响仪器的精度。（4） 滚珠轴承要保持清洁和良好的润滑（5） 仪器的精加工表面不准放仪器附件及其它工具，以免损伤仪器。7 结论和展望 通过本次的毕业设计，所接受的题目是对原有老式手动的渐开线检测仪进行数控改造。机械设计部分主要是对渐开线齿轮误差测量仪的结构的选择、总体方案的确定以及各个传动机构、导向机构的选
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号