C型搅拌摩擦焊机机械结构设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 C 型搅拌摩擦焊机机械结构设计 学生姓名 ： 袁振东 班级 ： 0781053 指导老师 ： 张晓荣 摘要： 搅拌摩擦焊是摩擦焊的新发展，是英国焊接研究所提出的专利技术。它可以对多种融化焊接性差的有色金属等擦了进行可靠的链接，而且连接工艺简单、并有较好的工艺适应性。 搅拌摩擦焊技术是一种新型的固态连接技术，主要用于的熔点金属和合金的焊接，它能较好的保持焊缝区的微细晶粒组织，可以用语超塑性成形领域。随着焊接技术的发展，可以用语 FSW 焊接的材料将会更加广泛，此外，搅拌摩 擦焊无需复杂的处理工作，且焊缝缺陷相对较少，生产环境好，是一种经济、高效、高质量的“绿色焊接工艺”，可以遇见 FSW 技术将在我国航空航天、船舶、汽车等各个领域得到长足的发展和良好的应用。 本文简单介绍了搅拌摩擦焊的焊接原理、工艺特点、工艺设备及应用领域，并对其机械机构设计和性能进行了进一步的分析。 关键词： 新发展 新型的固态连接技术 机械结构设计 指导老师签名： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 Mechanical mechanism design of C-type friction stir welding machine Student name: yuan zhendong Class: 0781053 Supervisor:zhang xiaorong Abstract: The patent teachnology of the friction stir welding is advanced by the welding research institute of England. The friction welding is a new development of friction welding method. It can reliable join for varied weldability poor nonferrous metal etc material . The join technology is simple and technology adaptability is quite good in the friction stir welding . Friction stir welding technology is a new type of solid-state link technology, mainly used for melting metal and alloy welding, it can better maintain the weld zone of fine grains, the field of superplastic forming can be expressions. With the development of welding technology, welding FSW language materials can be more extensive, in addition, friction stir welding without the need of complex processing and a relatively small weld defects, the production environment, is an economic, efficient, high-quality Green welding process, FSW technology will be met in our aerospace, marine, automotive and other fields have made great progress and good application. This article introduces the principles of friction stir welding welding, process characteristics, process equipment and applications, and its mechanical structure design and performance of further analysis. Keywords： new development a new type of solid-state link technology Mechanical mechanism design 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 目 录 1 前言 （ 1） 1.1 搅拌摩擦焊概述 （ 2） 1.2 搅 拌 摩 擦 焊 的 特 点 介绍 （ 4） 2 C 型搅拌摩擦焊接机械结构设计 （ 7） 2.1 X-Y 平台设计（ 7） 2.2 升降台的设计 （ 22） 2.3 主轴箱的设计 （ 29） 2.4 键 和 轴 承 、 圆 柱 销 的 设计（ 39） 2.5 整 体 外 形 尺 寸 设计（ 47） 3 结论 （ 48） 附录 （ 52） 参考文充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 献 （ 60） 致谢 （ 61） 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 C 型搅拌摩擦焊机机械结构设计 前言 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 一项新兴额金属加工技术自方法发明、原理验证、技术改进到工业化推广应用一般要经历几十年甚至更长的时间。焊接技术也是一样，如钎焊、电弧焊、激光焊、电子束焊等都精力了类似的过程。但是搅拌焊不同， 1991 年英国焊接研究所（ The welding Institute-TWI） 发明了搅拌摩擦焊 (Friction Stir Welding，简称 FSW)，伺候搅拌摩擦焊以任何一种焊接方法无可比拟的发展速度，迅速走出实验室，在国际工业制造领域（船舶、轨道列车、航空、航天、汽车、兵器电子电力等）得到大规模工程化应用。作为一项创新的固相连接方法，搅拌摩擦焊正在大步取代传统铝合金焊接方法，在铝合金结构制造及铝型材加工领域，迎来革命性的跨时代发展。 1. 搅拌摩擦焊简介 1.1 搅拌摩擦焊 概述 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 FSW 是一种固体连接工艺。在该工艺中，带仿形细杆的割肩刀具插入材料两工件间的结合线中，在抗磨细杆和两工件之间产生摩擦热，将其相互对接在一起，并将抗磨细杆固定在托杆上。 热量导致材料软化，没有达到熔点，使抗磨细杆能沿着接头移动。象这样，工具向前动动，材料被在旋转细杆前面的摩擦热增塑，并传递到背面，在这里，压实并冷却，形成固态焊缝。 （图 1 1） （图 1 2） 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （图 1 3） 焊接质量 使用搅拌摩擦焊接，可得到与熔焊相似的、极好的焊接质量。固相焊缝的压实、颤动和锻压作用，形成的焊缝有比基体材料更细密的显微组织。这些焊缝抗拉强度可达到基体材料的 90%，且疲劳性能与基体材料相似，而具有代表性的熔焊接头疲劳性能只能达到基体 材料的60%。搅拌摩擦焊接也可用于全位置（横、立、仰焊和轨迹焊）。因为是固态焊接工艺，对人没有危险性的影响。 搅拌摩擦焊机可买到下列组合的设备： 多轴式、移动式龙门架、手提式和机器人。 适合于搅拌摩擦焊接接头的几何形状有： a 平板对接 b 对接和搭接组合 c 单层搭接 d 多层搭接 e 三件 T形对接 f 两件 T形对接 g 边缘对接 h 可以接受的拐角焊缝 （图14ah） 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （图 1 5 搅拌摩擦焊的工作情况） （图 1 6 由搅拌摩擦焊焊接的管类 零件） 1.2 搅拌摩擦焊的特点介绍 1991 年搅拌摩擦焊技术由英国焊接研究所 (The Welding Institute, TWI)发明，作为一种固相连接手段，它克服了以往熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺点，更使得以往通过传统熔焊手段无法实现焊接的材料可以采用 FSW 实现焊接，被誉为 “继激光焊后又一革命性的焊接技术 ”。 FSW 主要由搅拌头的摩擦热和机械挤压的联合作用下形成接头，其主要原理和特点 如下： 焊接时，欲搭接或者对接的工件相对放置在垫板上，为了防止在施焊时工件被搅拌头推开，应加以约束。施焊工具主要是搅拌 头。焊接充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 时旋转的搅拌头缓缓进入焊缝，在与工件表面接触时通过摩擦生热使得该处金属软化，在顶压力的作用下，指棒进入到工件内部，在高速旋转下使得搅拌头周围的一层金属塑性化。同时，在肩轴端面的包拢下搅拌头沿焊接方向移动形成焊缝。焊缝的深度由指棒的插入深度决定。在焊接过程中主要的产热体是指棒和轴肩。在焊接薄板时，轴肩和工件的摩擦是主要的热量来源。 作为一种固相连接手段，搅拌摩擦焊除了可以焊接用普通熔焊方法难以焊接的材料外（例如可以实现用熔焊难以保证质量的裂纹敏感性强的 7000、 2000 系列铝合金的高质量连接）， FSW 还具有以下优点： 温度低，所以变形小（即使是长焊缝也是如此）； 接头机械性能好 (包括疲劳、拉伸、弯曲 )，不产生类似熔焊接头的铸造组织缺陷，并且其组 织由于塑性流动而细化。 与其它焊接方法相比，焊接变形小，调整、返修频率低，某航空发动机 FSW 的缺陷发生率低，传统熔焊时每焊接 8.4m，产生一个缺陷，而 FSW 时在焊接长度为 76.2m时，才仅出现一个缺陷。由此可以使成本降低 60%。 焊前及焊后处理简单，焊接过程中的摩擦和搅拌可以有效去除焊件表面氧化膜及附着杂质。而且焊接过程中不需要保护气体、焊条及焊料。 能够进行全位置的焊接； 适应性好，效率高； 操作简单； 焊接过程中无烟尘、辐射、飞溅、噪音及弧光等有害物质产生，是一种环保型工艺方法。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 尤其值得指出的是，搅拌摩擦焊所具有适合于自动化和机器人操作的优点，诸如：不需要填丝、保护气（对于铝合金）、可以允许有薄的氧化膜、对于批量生产，不需要进行打磨、刮擦之类的表面处理非损耗的工具头、一个典型的工具头就可以用来焊接 6000 系列的铝合金达 1000 米等 . 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2. C 型搅拌摩擦焊机机械结构设计 机械系统设计分为四个部分： （ 1） X-Y 平台设计； （ 2）升降台 设计； （ 3）主轴箱设计； （ 4）外形尺寸设计。 2.1（一） X-Y平台设计 ： 2.1.1X-Y 平台外形尺寸及重量估算 Y 向拖板（上拖板）尺寸：长宽高 ： 900 600 55 重量：按重量体积材料比重估算 N323 10317.2108.71055600900 ； X 向拖板（下拖板）尺寸： 1771 700 55 重量： N310318.5 ； 导轨及滑块重量查表得： 38.64kg 380N； 夹具及工件重量：约 160N； 步进电动机： 15.8N； 底座： 1427 900 55 重量 5.51 310 N； X-Y平台总重量：约 1.372 410 N。 搅拌头向下的压力及行走抗力的计算：（略）压力 p 690N，行走抗力Hp=FP 224N。 2.1.2.平台导轨选用直线导轨 型号 BRHxxB & BRHxxBL 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 2 1 经计算，选用 BRH30B 型直线导轨。充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2.1.3 滚珠丝杠的设计计算 滚珠丝杠的负荷包括摩擦力及焊接行走抗力。 （ 1）最大动负荷 Q 的计算 PffLQ Hw3 查表得系数 wf 2， Hf 1，寿命值 L= 61060nT 查表得使用寿命时间 T 1500h，初选丝杠螺距 t=5mm，的丝杠转速m in )/(1005 5.010001000 m a x rtVn 所以 L 9010 15 0010 060 6 Y 向丝杠牵引力：2 1 . 4 4 2 2 4 1 . 4 4 0 . 0 1 ( 2 3 1 7 1 6 0 ) 2 6 0 ( )y x yP P f G N 当X 向丝杠牵引力：2 1 . 4 4 2 2 4 1 . 4 4 0 . 0 1 ( 1 3 2 0 0 5 5 1 0 ) 3 3 5 ( )x x xP P f G N 当所以最大动负荷 Y 向 3 9 0 2 1 2 6 0 2 3 3 0 ( )yQN X 向 3 9 0 2 1 3 3 5 3 0 0 3 ( )x 查表，取滚珠丝杠公称直径 0.20 d，选用滚珠丝杠螺母副的型号为 LL20 5-2.5-E2 左（两只），其额定动载荷为 8630N，足够用。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （ 2）滚珠丝杠副的几何参数计算 见下表： 表 2 3 名称 符号 计算公式和结果（ mm） 螺纹滚道 公称直径 0d 20 螺距 t 5 接触角 45。 钢球直径 da 3.175 螺纹滚道法面半径 R R=0.52 da =1.615 偏心距 e ( / 2 ) s i n 0 . 0 4 4 9ae R d 螺纹升角 =arctg0td =433。， 螺杆 螺纹外径 d D=0d (0.20.25) da=19.302 螺纹内径 dt dt = 0d 2e 2R=16.79 螺杆接触直径 dz dz 0d da cos =17.76 螺母 螺母螺纹外径 D D= 0d 2e 2R 23.21 螺母内径（外循环） D1D1 0d +(0.2 0.25) da 20.7 （ 3）传动效率计算 4 3 3 0 . 9 6( ) ( 4 3 3 1 0 )t g t gt g t g 。，。 ， 。式中： 摩擦角； 丝杠螺纹升角。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 （ 4）刚度计算 01 PLL EF X向牵引力大，故应用 X向参数计算， P=335(N)，0L=0.5(cm)， E=20.6 106 (N/cm2 )(材料为钢 ) F= 2R =3.14 221.679()2R=2.213 (cm2 ) 61 63 3 5 0 . 5 3 . 6 7 4 1 0 ( )2 0 . 6 1 0 2 . 2 1 3L c m 丝杠因受扭矩而引起的导程变化量2L很小，可以忽略。 所以导程误差 6101 0 0 1 0 02 . 5 4 4 1 0 5 . 0 9 ( / )0 . 5L m mL 查表知 E 级精度的丝杠允许误差为 15 m ，故刚度足够。 （ 5）稳定性验算 由于丝杠两端采用止推轴承，故不需要稳定性验算。 2.1.4 步进电机的选用 （ 1）步进电机的步距角b取系统脉冲当量p 0.01mm/step，初选步进电机步距角b 1.5 。 （ 2）步进电机起动力矩的计算 设步进电机等效负载力矩为 T，负载力为 P，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力做的功有如下关系 T PS 式中： P电机转角； S移动部件的相应位移； 机械传动效率 若取 b，则 Sp，且 ()izP p G P ，所以 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 3 6 ( ) 2p i zbp G PT c m （ N ） 式中：ip移动部件负载（ N）； G移动部件重量（ N）；z P与重力方向一致的作用在移动部件上的负载力（ N）； 导轨摩擦系数；b步进电机步距角 （ rad）； T电机轴负载力矩（ cmN ）。 取 0.03（淬火钢珠导轨的摩擦系数）， 0.96，zP为丝杠牵引力，zPHP 335N。 考虑到重力的影响， X 向电机负载较大，因此取 G=yG 7690N，所以 3 6 0 . 0 1 3 3 5 0 . 0 3 7 6 9 0 2 1 . 5 0 . 9 6T c m = 2 2 . 5 2 （ N ） 若不考虑启动时运动部件惯性的影响，则起动力矩 0 .3 0 .5q TT 安全系数为 0.3，则 2 2 .5 2 7 5 .0 70 .3qT （ N cm） （ 3）步进电机的最高效率 m a xm a x 1000 1 0 0 0 0 . 5 8 3 3 . 3 ( )6 0 6 0 0 . 0 1 zpVfH 查表选两个 75 003BF 型步进电动机。电机的有关参数见表 2 4。 2.1.5 X-Y 平台传动齿轮的设计 一、确定齿轮传动比 因为步进电机步距角b 1.5 ，滚珠丝杠螺距 t=5mm，要实现脉冲当量 0.01mm/step， 在传动系统中应加一对齿轮降速传动。传动比充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 12360 0 . 0 1 3 6 0 0 . 4 81 . 5 5 1 . 5 5pZZ o 一、涉及公式： d=mZ, 0d=d+2m，fd=d-2 1.25m， b=(36)m，a=122dd. 二、设计参数 传递功率 P=0.30160 (kW) 传递转矩 T=119.99910 (N.m) 齿轮 1转速 n1=24 (r/min) 齿轮 2转速 n2=50.00000 (r/min) 传动比 i=0.48000 原动机载荷特性 SF=均匀平稳 工作机载荷特性 WF=均匀平稳 预定寿命 H=10000 (小时 ) 三、布置与结构 结构形式 ConS=闭式 齿轮 1布置形式 ConS1=对称布置 齿轮 2布置形式 ConS2=对称布置 四、材料及热处理 齿面啮合类型 GFace=硬齿面 热处理质量级别 Q=ML 齿轮 1材料及热处理 Met1=45 齿轮 1硬度取值范围 HBSP1=45-50 齿轮 1硬度 HBS1=48 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 齿轮 1材料类别 MetN1=0 齿轮 1极限应力类别 MetType1=11 齿轮 2材料及热处理 Met2=45 齿轮 2硬度取值范围 HBSP2=45-50 齿轮 2硬度 HBS2=48 齿轮 2材料类别 MetN2=0 齿轮 2极限应力类别 MetType2=11 五、齿轮精度 齿轮 1第组精度 JD11=7 齿轮 1第组精度 JD12=7 齿轮 1第组精度 JD13=7 齿轮 1齿厚上偏差 JDU1=F 齿轮 1齿厚下偏差 JDD1=L 齿轮 2第组精度 JD21=7 齿轮 2第组精度 JD22=7 齿轮 2第组精度 JD23=7 齿轮 2齿厚上偏差 JDU2=F 齿轮 2齿厚下偏差 JDD2=L 六、齿轮基本参数 模数 (法面模数 ) Mn=2 端面模数 Mt=2.00000 螺旋角 =0.0000000 (度 ) 基圆柱螺旋角 b=0.0000000 (度 ) 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 齿轮 1齿数 Z1=50 齿轮 1变位系数 X1=0.00000 齿轮 1齿宽 B1=14.58319 (mm) 齿轮 1齿宽系数 d1=0.29166 齿轮 2齿数 Z2=24 齿轮 2变位系数 X2=0.00000 齿轮 2齿宽 B2=14.58319 (mm) 齿轮 2齿宽系数 d2=0.60763 总变位系数 Xsum=0.00000 标准中心距 A0=74.00000 (mm) 实际中心距 A=74.00000 (mm) 齿数比 U=0.48000 端面重合度 =1.67829 纵向重合度 =0.00000 总重合度 =1.67829 齿轮 1分度圆直径 d1=100.00000 (mm) 齿轮 1齿顶圆直径 da1=104.00000 (mm) 齿轮 1齿根圆直径 df1=95.00000 (mm) 齿轮 1齿顶高 ha1=2.00000 (mm) 齿轮 1齿根高 hf1=2.50000 (mm) 齿轮 1全齿高 h1=4.50000 (mm) 齿轮 1齿顶压力角 at1=25.371225 (度 ) 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 齿轮 2分度圆直径 d2=48.00000 (mm) 齿轮 2齿顶圆直径 da2=52.00000 (mm) 齿轮 2齿根圆直径 df2=43.00000 (mm) 齿轮 2齿顶高 ha2=2.00000 (mm) 齿轮 2齿根高 hf2=2.50000 (mm) 齿轮 2全齿高 h2=4.50000 (mm) 齿轮 2齿顶压力角 at2=29.841119 (度 ) 齿轮 1分度圆弦齿厚 sh1=3.14108 (mm) 齿轮 1分度圆弦齿高 hh1=2.02467 (mm) 齿轮 1固定弦齿厚 sch1=2.77410 (mm) 齿轮 1固定弦齿高 hch1=1.49511 (mm) 齿轮 1公法线跨齿数 K1=6 齿轮 1公法线长度 Wk1=33.87400 (mm) 齿轮 2分度圆弦齿厚 sh2=3.13935 (mm) 齿轮 2分度圆弦齿高 hh2=2.05139 (mm) 齿轮 2固定弦齿厚 sch2=2.77410 (mm) 齿轮 2固定弦齿高 hch2=1.49511 (mm) 齿轮 2公法线跨齿数 K2=3 齿轮 2公法线长度 Wk2=15.43292 (mm) 齿顶高系数 ha*=1.00 顶隙系数 c*=0.25 压力角 *=20 (度 ) 端面齿顶高系数 ha*t=1.00000 端面顶隙系数 c*t=0.25000 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 端面压力角 *t=20.0000000 (度 ) 七、检查项目参数 齿轮 1齿距累积公差 Fp1=0.05349 齿轮 1齿圈径向跳动公差 Fr1=0.03940 齿轮 1公法线长度变动公差 Fw1=0.03160 齿轮 1齿距极限偏差 fpt( )1=0.01525 齿轮 1齿形公差 ff1=0.01125 齿轮 1一齿切向综合公差 fi1=0.01590 齿轮 1一齿径向综合公差 fi1=0.02163 齿轮 1齿向公差 F 1=0.01107 齿轮 1切向综合公差 Fi1=0.06474 齿轮 1径向综合公差 Fi1=0.05516 齿轮 1基节极限偏差 fpb( )1=0.01433 齿轮 1螺旋线波度公差 ff 1=0.01590 齿轮 1轴向齿距极限偏差 Fpx( )1=0.01107 齿轮 1齿向公差 Fb1=0.01107 齿轮 1x 方向轴向平行度公差 fx1=0.01107 齿轮 1y 方向轴向平行度公差 fy1=0.00554 齿轮 1齿厚上偏差 Eup1=-0.06100 齿轮 1齿厚下偏差 Edn1=-0.24400 齿轮 2齿距累积公差 Fp2=0.03983 齿轮 2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.03338 齿轮 2公法线长度变动公差 Fw2=0.02785 齿轮 2齿距极 限偏差 fpt( )2=0.01456 齿轮 2齿形公差 ff2=0.01060 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 齿轮 2一齿切向综合公差 fi2=0.01510 齿轮 2一齿径向综合公差 fi2=0.02067 齿轮 2齿向公差 F 2=0.00630 齿轮 2切向综合公差 Fi2=0.05043 齿轮 2径向综合公差 Fi2=0.04673 齿轮 2基节极限偏差 fpb( )2=0.01368 齿轮 2螺旋线波度公差 ff 2=0.01510 齿轮 2轴向齿距极限偏差 Fpx( )2=0.00630 齿轮 2齿向公差 Fb2=0.00630 齿轮 2x 方向轴向平行度公差 fx2=0.00630 齿轮 2y 方向轴向平行度公差 fy2=0.00315 齿轮 2齿厚上偏差 Eup2=-0.05824 齿轮 2齿厚下偏差 Edn2=-0.23294 中心距极限偏差 fa( )=0.02230 八、强度校核数据 齿轮 1接触强度极限应力 Hlim1=960.0 (MPa) 齿轮 1抗弯疲劳基本值 FE1=480.0 (MPa) 齿轮 1接触疲劳强度许用值 H1=1043.3 (MPa) 齿轮 1弯曲疲劳强度许用值 F1=342.9 (MPa) 齿轮 2接触强度极限应力 Hlim2=960.0 (MPa) 齿轮 2抗弯疲劳基本值 FE2=480.0 (MPa) 齿轮 2接触疲劳强度许用值 H2=1043.3 (MPa) 齿轮 2弯曲疲劳强度许用值 F2=342.9 (MPa) 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 接触强度用安全系数 SHmin=1.00 弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40 接触强度计算应力 H=986.3 (MPa) 接触疲劳强度校 核 H H=满足 齿轮 1弯曲疲劳强度计算应力 F1=253.3 (MPa) 齿轮 2弯曲疲劳强度计算应力 F2=269.0 (MPa) 齿轮 1弯曲疲劳强度校核 F1 F1=满足 齿轮 2弯曲疲劳强度校核 F2 F2=满足 九、强度校核相关系数 齿形做特殊处理 Zps=特殊处理 齿面经表面硬化 Zas=不硬化 齿形 Zp=一般 润滑油粘度 V50=120 (mm2/s) 有一定量点馈 Us=不允许 小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz 6 m ( Ra 1 m ) 载荷类型 Wtype=双向转动齿轮 齿根表面粗糙度 ZFR=Rz 16 m ( Ra 2.6 m ) 刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn 1.25, Pao/Mn 0.38 圆周力 Ft=2399.98200 (N) 齿轮线速度 V=0.12566 (m/s) 使用系数 Ka=1.10000 动载系数 Kv=1.00455 齿向载荷分布系数 KH =1.00000 综合变形对载荷分布的影响 K s=1.00000 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 安装精度对载荷分布的 影响 K m=0.00000 齿间载荷分布系数 KH =1.00000 节点区域系数 Zh=2.49457 材料的弹性系数 ZE=189.80000 接触强度重合度系数 Z =0.87972 接触强度螺旋角系数 Z =1.00000 重合、螺旋角系数 Z =0.87972 接触疲劳寿命系数 Zn=1.12036 润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000 工作硬化系数 Zw=1.00000 接触强度尺寸系数 Zx=1.00000 齿向载荷分布系数 KF =1.00000 齿间载荷分布系数 KF =1.00000 抗弯强度重合度系数 Y =0.69688 抗弯强度螺旋角系数 Y =1.00000 抗弯强度重合、螺旋角系数 Y =0.69688 寿命系数 Yn=1.00000 齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000 齿根表面状况系数 Yrr=1.00000 尺寸系数 Yx=1.00000 齿轮 1复合齿形系数 Yfs1=3.99695 齿轮 1应力校正系数 Ysa1=1.71210 齿轮 2复合齿形系数 Yfs2=4.24540 齿轮 2应力校正系数 Ysa2=1.57832 2.1.6 步进电机惯性负载的计算 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 根据等效转动惯量的计算公式，得 210 1 2 32()180pdbZJ J J J J MZ 2 式中：dJ折算到电机轴上的惯性负载（ kg 2cm ）；0 J步进电机转轴的转动惯量（ kg 2cm ）；1 J齿轮1Z的转动惯量（ kg 2cm ）；2J齿轮2Z的转动惯量（ kg 2cm ）；3 J转动惯量滚珠丝杠的转动惯量（ kg 2cm ）； M移动部件的质量（ kg）。 对材料为钢的圆柱零件转动惯量可按下式估算 J 0.78 310 4D L （ kg 2cm ） 式中： D圆柱零件直径（ cm）； L零件长度（ cm）。 所以 1J 340 . 7 8 1 0 1 0 . 4 1 . 4 6 1 3 . 3 2 2 2 （ k g c m ） 340 . 7 8 1 0 5 . 2 1 . 4 6 0 . 8 3 3 22J （ k g c m ） 3J 340 . 7 8 1 0 2 . 0 1 . 4 6 0 . 3 7 4 2 （ k g c m ） 电机轴转动惯量很小，可以忽略，则 222 4 0 . 0 0 11 3 . 3 2 2 ( 0 . 8 3 3 0 . 3 7 4 ) 7 6 9 1 4 . 7 2 3 ( )3 . 1 450 1 . 5180dJ k g c m 2 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2.2（二）升降台的设计 升降台采用涡轮蜗杆传动，可以实现自锁。 外形尺寸为：长宽高 900 700 975 的半封闭箱体，详见升降台设计图纸。 2.2.1 涡轮蜗杆的设计 普通圆柱蜗杆传动设计结果报告 一、普通蜗杆设计输入参数 1. 传递功率 P 0.01 (kW) 2. 蜗杆转矩 T1 0.06 (N.m) 3. 蜗轮转矩 T2 1.24 (N.m) 4. 蜗杆转速 n1 1460.00 (r/min) 5. 蜗轮转速 n2 58.40 (r/min) 6. 理论传动比 i 25.00 7. 实际传动比 i 25.00 8. 传动比误差 0.00 ( ) 9. 预定寿命 H 4800 (小时 ) 10. 原动机类别 电动机 11. 工作机载荷特性 平 稳 12. 润滑方式 浸油 13. 蜗杆类型 阿基米德蜗杆 14. 受载侧面 一侧 二、材料及热处理 1. 蜗杆材料牌号 45(调质 ) 2. 蜗杆热处理 调质 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 3. 蜗杆材料硬度 270HB 4. 蜗杆材料齿面粗糙度 6.3 ( m) 5. 蜗轮材料牌号及铸造方法 ZCuSn10P1(金属模 ) 6. 蜗轮材料许用接触应力 H 200 (N/mm2) 7. 蜗轮材料许用接触应力 H 200 (N/mm2) 8. 蜗轮材料许用弯曲应力 F 70 (N/mm2) 9. 蜗轮材料许用弯曲应力 F 53 (N/mm2) 三、蜗杆蜗轮基本参数 (mm) 1. 蜗杆头数 z1 2 2. 蜗轮齿数 z2 50 3. 模 数 m 5.00 (mm) 4. 法面模数 Mn 4.85 (mm) 5. 蜗杆分度圆直径 d1 40.00 (mm) 6. 中心距 A 160.00 (mm) 7. 蜗杆导程角 14.036 8. 蜗轮当量齿数 Zv2 54.76 9. 蜗轮变位系数 x2 3.00 10. 轴向齿形角 x 20.000 11. 法向齿形角 n 19.448 12. 齿顶高系数 ha* 1.00 13. 顶隙系数 c* 0.20 14. 蜗杆齿宽 b1 86.00 (mm) 15. 蜗轮齿宽 b2 30.00 (mm) 16. 是否磨削加工 否 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 17. 蜗杆轴向齿距 px 15.71 (mm) 18. 蜗杆齿顶高 ha1 5.00 (mm) 19. 蜗杆顶隙 c1 1.00 (mm) 20. 蜗杆齿根高 hf1 6.00 (mm) 21. 蜗杆齿高 h1 11