毕业论文终稿-机器人点焊电极修磨器设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑毕业设计论文机器人点焊电极修磨器设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II摘要点焊机器人【SPOTWELDINGROBOT】用于点焊自动作业的工业机器人。世界上第一台点焊机于1965年开始使用，是美国UNIMATION公司推出的UNIMATE机器人，中国在1987年自行研制成第一台点焊机器人华宇型点焊机器人。点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统几部分组成，由于为了适应灵活动作的工作要求，通常电焊机器人选用关节式工业机器人的基本设计，一般具有六个自由度腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方式有液压驱动和电气驱动两种。其中电气驱动具有保养维修简便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等优点，因此应用较为广泛。点焊机器人按照示教程序规定的动作、顺序和参数进行点焊作业，其过程是完全自动化的，并且具有与外部设备通信的接口，可以通过这一接口接受上一级主控与管理计算机的控制命令进行工作。机器人点焊电极修磨器整个装置由电机通过二级减速装置带动锥齿轮运动，从而实现刀具的旋转和切削，同时利用“行星齿轮可以实现变速”的原理实现电极的粗削和精削，另外，可调式支架能够轻松的控制装置的高度。从而保证装置的高效性和实用性。NGW型行星齿轮传动机构的传动原理当高速轴由电机驱动，带动太阳轮，然后带动行星轮转动，内齿圈固定，然后带动行星架输出运动的，在行星架上的行星轮既自转和公转，具有相同的结构。二级，三级或多级传输。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳齿轮，行星齿轮，内齿圈，行星架，命名为基本成分后，也被称为ZKH型行星齿轮传动机构。关键词行星齿轮减速器、运动仿真、装配、三维建模需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IIIABSTRACTSPOTWELDINGROBOTSPOTWELDINGROBOTAUTOMATICSPOTWELDINGROBOTSFORINDUSTRIALJOBSTHEWORLDSFIRSTWELDERIN1965STARTED,THEUNITEDSTATESLAUNCHEDTHEUNIMATEUNIMATIONROBOT,CHINAIN1987DEVELOPEDINTOTHEFIRSTSPOTWELDINGROBOTARIMATYPESPOTWELDINGROBOTSSPOTWELDINGROBOTS,ROBOTCONSISTSOFSEVERALPARTSOFTHEBODYCOMPUTERCONTROLSYSTEM,TEACHPENDANTANDSPOTWELDINGSYSTEM,BECAUSEINORDERTOMEETWORKREQUIREMENTSANDFLEXIBLEACTION,USUALLYWELDINGROBOTUSEOFBASICDESIGNARTICULATEDINDUSTRIALROBOTS,TYPICALLYWITHSIXDEGREESOFFREEDOMTURNBACK,THEARMTURN,TURNARM,WRISTROTATION,ANDWRISTTWISTINGTHEWRISTSWINGWHICHDRIVEAHYDRAULICDRIVEANDELECTRICDRIVEINTWOWHEREINTHEELECTRICDRIVEWITHASIMPLEMAINTENANCE,LOWENERGYCONSUMPTION,HIGHSPEED,HIGHPRECISION,SECURITYANDGOODBENEFITS,ANDTHEREFOREISWIDELYUSEDSPOTWELDINGROBOTTEACHINGPROGRAMINACCORDANCEWITHTHEPROVISIONSOFTHEACTION,SEQUENCEANDPARAMETERSOFSPOTWELDING,THEPROCESSISFULLYAUTOMATEDANDHASANINTERFACETOCOMMUNICATEWITHANEXTERNALDEVICE,YOUCANACCEPTTHELEVELOFTHEINTERFACEONTHEHOSTCOMPUTERANDMANAGEMENTCONTROLCOMMANDTOWORKROBOTSPOTWELDINGELECTRODEGRINDINGISTHEENTIREDEVICEBYAMOTORDRIVENBYASECONDARYBEVELGEARREDUCTIONDEVICESOASTOPERFORMROTATIONANDCUTTINGTOOLS,WHILEUSINGTHEPRINCIPLEOF“PLANETGEARSHIFTCANBEACHIEVED,“THEREALIZATIONOFROUGHINGANDFINISHINGCUTTINGELECTRODE,ANDTHEOTHERADJUSTABLEBRACKETSCANEASILYCONTROLTHEHEIGHTOFTHEAPPARATUSINORDERTOENSUREEFFICIENTANDPRACTICALMEANSNGWPLANETARYGEARTRANSMISSIONPRINCIPLETRANSMISSIONMECHANISMWHENTHEHIGHSPEEDSHAFTDRIVENBYAMOTORTODRIVETHESUNGEAR,ANDTHENDRIVETHEPLANETARYGEARROTATES,THERINGGEARFIXED,THENTHECARRIEROUTPUTDRIVEMOVEMENT,BOTHINTHEROTATIONANDTHEPLANETCARRIEROFTHEPLANETARYGEARREVOLUTION,HASTHESAMESTRUCTURETWO,THREEORMORESTAGESOFTRANSMISSIONAFTERNGWPLANETARYGEARMECHANISMCONSISTSOFASUNGEAR,APLANETARYGEAR,RINGGEAR,PLANETCARRIER,NAMEDASTHEBASICCOMPONENT,ALSOCALLEDZKHTYPEPLANETARYGEARMECHANISMKEYWORDSPLANETARYGEARREDUCER,ASSEMBLY,MOTIONSIMULATION,3DMODELING需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IV目录摘要IIABSTRACTIII第1章绪论111点焊机器人介绍及其研究意义112工业机器人发展现状及趋势1121工业机器人发展现状1122工业机器人发展趋势213国内外研究现状314主要的工作内容4第2章机器人点焊电极修磨器总体设计521机器人点焊电极修磨器简介522机器人点焊电极修磨器方案说明523设计总体方案6231电阴点焊电极的基本介绍6232刀具的设计7第3章行星减速器结构设计1131行星齿轮减速器的工作过程和结构机构简图的确定1132周转轮系部分的选择1133NGW型行星轮减速器方案确定1134行星轮系中各轮齿数的确定1335基本参数要求与选择1536方案设计17361机构简图17362齿形及精度17363齿轮材料及性能1837齿轮的计算与校核18371配齿数18372初步计算齿轮主要参数18373按弯强度曲初算模数M21374齿轮疲劳强度校核2338轴上部件的设计计算与校核28381轴的计算28382行星架设计3439键的选择与校核38391键的选择38392键的校核38310联轴器的选择40第4章圆锥直齿轮设计41需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763V41选定齿轮精度等级、材料及齿数4142轴的设计计算4543滚动轴承的选择及计算50总结52参考文献53致谢54需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IX需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763X需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XIV需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XV需要CAD图纸，Q咨询4149516051章绪论11点焊机器人介绍及其研究意义点焊机器人【SPOTWELDINGROBOT】用于点焊自动作业的工业机器人。世界上第一台点焊机于1965年开始使用，是美国UNIMATION公司推出的UNIMATE机器人，中国在1987年自行研制成第一台点焊机器人华宇型点焊机器人。点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统几部分组成，由于为了适应灵活动作的工作要求，通常电焊机器人选用关节式工业机器人的基本设计，一般具有六个自由度腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方式有液压驱动和电气驱动两种。其中电气驱动具有保养维修简便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等优点，因此应用较为广泛。点焊机器人按照示教程序规定的动作、顺序和参数进行点焊作业，其过程是完全自动化的，并且具有与外部设备通信的接口，可以通过这一接口接受上一级主控与管理计算机的控制命令进行工作。焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。点焊机器人在汽车装配生产线上的大量应用大大提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量，同时又具有柔性焊接的特点，即只要改变程序，就可在同一条生产线上对不同的车型进行装配焊接。应用点焊机器人，有如下优点容易实现生产过程的完全自动化；对生产设备的适应能力将大大加强；可以提高产品的生产效率及质量；可以明显改善工作条件。12工业机器人发展现状及趋势121工业机器人发展现状我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，需要CAD图纸，Q咨询414951605产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。原因在于电阻点焊的过程相对比较简单，控制方便，且不需要焊缝轨迹跟踪，对机器人的精度和重复精度的控制要求比较低。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地位。随着汽车工业的发展，焊接生产线要求焊钳一体化，重量越来越大，165公斤点焊机器人是目前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月，机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人，并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月，经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收，该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平1。122工业机器人发展趋势目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人和其它工业机器人一样，不断向智能化和多样化方向发展。具体而言，表现在如下几个方面机器人操作机结构通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，实现机器人操作机构的优化设计。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。机器人控制系统重点研究开放式，模块化控制系统。向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性；控制系统的性能进一步提高，实现软件伺服和全数字控制；人机界面更加友好机器人传感技术机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。需要CAD图纸，Q咨询414951605络通信功能日本YASKAWA和德国KUKA公司的最新机器人控制器已实现了与CANBUS、PROFIBUS总线及一些网络的联接，使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步，也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。虚拟机器人技术虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。机器人性能价格比机器人性能不断提高高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修，而单机价格不断下降。由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高多智能体调控技术这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究2。13国内外研究现状当前国内外同类课题研究水平像日本的KYOKUTOH生产的TIPDRESSERS系列，外观突破传统设计，可以同时修磨两个电极，但功率较低，修磨范围有限。ABB旗下的ELECTRODEDRESSERS系列，电机驱动，体型相对较大。美国LUTZ生产的修磨器系列，如M2,外观小巧，携带方便，但电机功率较小，只能修磨硬度较低的电极和电极帽。以及德国DIEWEDOWERKZEUGBAUGMBH公司生产的修磨器，也是电机驱动，不过较为普通。国外的这些电极修磨器产品早已在市场上占有一席之地，但在国内还是寥寥无几，个别提供此产品的也都是由国外公司生产的。不足之处有以下几点（1）报价高，像一套固定式的电极帽修磨器价格大约在五万人民左右，手持气动修磨器在一万到两万之间；（2）由于只有一个马达带动，刀具的转速和扭矩受到限制，这使得修磨器刀片的切削力一定，对于不同硬度的电极材料，往往需要两套不同的修磨器产品，且修磨精度不高；需要CAD图纸，Q咨询4149516053）由于马达经一级减速直接带动刀具转动，使修磨器在工作过程中不平稳，影响修磨精度；（4）对于一般的立式修磨器，由于不能调节高度，使其在实际应用中受到一定的限制。由于上述原因，国内的许多点焊厂让员工直接拿锉刀挫电极，这显然不能保证修磨质量。针对市场上所售电极修磨器的不足，我们设计了一个修磨精度高，应用范围广的可调速立式电极修磨器，其可广泛适用于点焊机领域，更具体适用于汽车业焊接生产线的点焊机领域。14主要的工作内容分析机器人点焊电极修磨器行星齿轮机构传动方案；并通过计算分析，确定行星轮系齿轮的齿数、模数和轴、行星架的各项参数，校核齿轮的接触和弯曲强度；完成内外啮合齿轮、轴、行星架的设计计算；在整机设计开发背景下，结合运动参数完成设计。需要CAD图纸，Q咨询4149516052章机器人点焊电极修磨器总体设计21机器人点焊电极修磨器简介整个装置由电机通过二级减速装置带动锥齿轮运动，从而实现刀具的旋转和切削，同时利用“行星齿轮可以实现变速”的原理实现电极的粗削和精削，另外，可调式支架能够轻松的控制装置的高度。从而保证装置的高效性和实用性。详细介绍可调速立式电极修磨器的简易结构如图1、2、3所示，主要由电机1、2，行星轮系，伞齿轮系，刀具10，齿轮10、11、12，支撑架15等构件组成，其中电机1与太阳轮4之间通过双齿联轴器3连接。启动电机1、电机2，松开弹簧销14，可使刀具获得大的转速和扭矩，对电极进行粗削；启动电机1，关闭电机2，锁紧弹簧销14,可使刀具获得小的转速和扭矩，对电极进行精削。22机器人点焊电极修磨器方案说明国外的这些电极修磨器产品早已在市场上占有一席之地，但在国内还是寥寥无几，个别提供此产品的也都是由国外公司生产的。不足之处有以下几点（1）报价高，（2）由于只有一个马达带动，刀具的转速和扭矩受到限制，这使得修磨器刀片的切削力一定，对于不同硬度的电极材料，往往需要两套不同的修磨器产品，且修磨精度不高；（3）由于马达经一级减速直接带动刀具转动，使修磨器在工作过程中不平稳，影响修磨精度；（4）对于一般的立式修磨器，由于不能调节高度，使其在实际应用中受到一定的限制。由于上述原因，国内的许多点焊厂让员工直接拿锉刀挫电极，这显然不能保证修磨质量。针对市场上所售电极修磨器的不足，我们设计的电极修磨器具有精度高，应用范围广,生产成本低，使用范围广等优点，所以能够充分的填补国内需要CAD图纸，Q咨询414951605场的空白,特别是更加适用于国内汽车业焊接生产线的点焊领域。技术特点可行性行星轮系调速调扭实用性易调节高度使用说明启动马达1、马达2，松开弹簧销，可使刀具获得大的转速和扭矩，对电极进行粗削；启动马达1，关闭马达2，锁紧弹簧销,可使刀具获得小的转速和扭矩，对电极进行精削。技术特点及优势动力由马达1、马达2双向输入，最终在刀片处输出，在增强动力的同时，通过对内齿圈的约束于解除约束，能够较好的调节转速输出，从而保证了精磨质量。此外，该套装置大量采用齿轮传动方式，其制造技术相对查看更多23设计总体方案231电阴点焊电极的基本介绍在介绍本次设计的电极修磨器之前先对所要修磨的对象一点焊电极的材料,结构等做一定的介绍1点焊电极材料点焊电极在进行焊接生产时要承受高温高压的作用,是焊机最易损坏的一个零件因需要CAD图纸，Q咨询414951605它对材料有较高的要求1有足够的高温硬度与强度再结晶温度高2有高的抗氧化能力与焊件形成合金的倾向小3在常温和高温都有合适的导电,导热性4具有良好的加工性能等综合上述条件,在一般的生产应用中大多数是采用铜电极2点焊电极结构在实际焊接生产中由于被焊件开关尺寸不同以及焊接参数要求的不同,点焊电极的形状也有很多种其主要有平面形F型,圆锥形C型,尖头形P型,球面形R型,偏心形E型,帽装电极,球铰链平衡电极,复合电极等本文主要是针对球面形电极的修磨进行研究选择电极材料为铬铸铝,电极的公称直径为15MM点焊电极,电极的机构简图如图8所示图8球状电极端面232刀具的设计刀具的设计采用2部分，一部分为刀具的外形参数设计，一部分是刀具材料的设计，采用的是成型车刀的原理。2321外形参数的设计需要CAD图纸，Q咨询414951605阴点焊的专用电极的直径尺寸是一系列的,它从5MM到15MM其端面形状因焊接工件,工艺的不同也分成很多种例如端面为平面的点焊电极,端面为锥形球面的点焊电极,端面为半球面的点焊电极本设计要修磨的对象是一个断面形状为半球形的点焊电极,选择的电极直径为15MM,在上文中已有介绍由于在点焊焊接生产时电极要承受需要CAD图纸，Q咨询414951605温高压,所以上下两个电极必须要有较高的对中性即上下两电极接触时上电极端面的球心必须要正对下电极端面的球心以端面为球面的电极为例,以至于不发生偏离产生力矩从而损坏电机和电极故在进行点焊电极修磨时必须要能保证电极端面较高的形状精度和位置精度在车床进行金属车削加工时,对于特定形状的高精度的零件,常用成形刀具来加工在此,根据成形车刀的结构原理将刀具设计成形车刀形式,其零件图如10图所示刀具是由上图中刀片一和刀片二相互叠加成”十”字形镶嵌装配到刀具载体上的其与刀具载体的装配图如图12所示由图可以看出刀具在进行磨削工作时是靠刀具与刀具载体配合的部分来传递动力的刀具载体在后文中做介绍本设计中对于刀具动力传动的设计采用的是键传动中的花键传动原理,即将相互叠加的两个加片看成为一个键数为4的花键2322刀具的材料选择本次设计中的电极修磨器的修磨的电极的材料是铬锆铜,其材料成分为CR025065,ZR008020其余的为铜为冷拔件和锻件,硬度为135HRC本次修磨器采用的是金属切削的原理,不同的工件材料的切割加工性能不同,一般分为八个等级其中有色金属及其合金属于很容易切削加工的材料由上文所述的铬锆铜的材料特性可知该材料的切削加工性能良好,容易切削由车床车刀方面的知识可知,车刀的材料一般要具有以下几个性能硬度和耐磨性,强度和韧性,耐热性,导热性,工艺性等车刀一般选择的材料有以下这几种A调整刚刀具材料它一般含有钨,钥,铬,钒等B硬质合金刀具材料它是由高硬度,难熔化金属化合物粉末和金属粘结剂烧结成的粉末冶金制品需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310C陶瓷刀具材料它具有很高的硬度,高的硬度,耐磨性等特性D超硬刀具材料其材料由金刚石和立方氮化硼等E涂层刀具材料等电极在修磨后要保持原有的形状,故对刀具的耐磨性有一定的要求而高速钢在电极在修磨后要保持原有的形状,故对刀具的耐磨性有一定的要求,而高速钢在强度,韧性,耐磨性等各方面都比较好,结合刀具的材料的特性和铬锆铜电极的材料特性,在本次设计中选择高速钢为修磨器刀具的材料,选用的调整钢具体牌号是W18CR4V需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311第3章行星减速器结构设计31行星齿轮减速器的工作过程和结构机构简图的确定机器人点焊电极修磨器内部采用NGW型行星传动系统。查渐开线行星齿轮传动设计书表41确定2或3。从提高传动装置承载力，PN减小尺寸和重量出发，取3。PN计算系统自由度W33232132周转轮系部分的选择周转轮系的类型很多，按其基本构件代号可分为2ZX、3Z和ZXF三大类其中Z中心轮。其他各种复杂的周转轮系，大抵可以看成这三类轮系的联合货组合机构。按传动机构中齿轮的啮合方式、又可分为许多传动形式，如NGW型、NW型、NN型、WW型、ZUWGW型、NGWN型、N型等（其中N内啮合，W外啮合，G公用齿轮，ZU锥齿轮）。其传动类型与传动特点如表11。33NGW型行星轮减速器方案确定NGW行星轮系由内外啮合和公用行星轮组成。结构简单、轴向尺寸小、工艺性好、效率高；然而传动比较小。但NGW性能多级串联成传动比打的轮系，这样便克服了淡季传动比较小的缺点。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976312表11行星齿轮传动的类型与传动特点传动类型传动特性类组性机构简图传动比范围传动比推荐值传递功率KW应用特点NGW113137IBAX279不限广泛地用于动力及辅助传动中，工作制度不限，可作为减速、增速和差速装置轴向尺寸小，便于串联多级传动，工艺性好2ZX负号机构NW150IBAX525不限7时，径IAXB向尺寸比NGW型小，可推荐采用工作制度不限需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313NN1700一个行星轮时30IBXA100三个行星轮时3L611STY试验齿轮应力修正系数按所给区域图取FLIMFLIM2需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976327AYRELT太阳轮齿根圆角敏感系数查【5】图635096CRELT行星齿轮齿根圆角敏感系数查【5】图635097TYREL齿根表面形状系数，查【5】图63542ZR1045LIMFS最小安全系数按高可靠度，查【5】表6816太阳轮弯曲应力基本值A0F。A0F。2FA/910527/1584276B/MNYST（313）弯曲应力YAFP。ALIMSTYNAFRELTYRELX24705N/1/6059612375（314）故,满足寿命要求。214105382行星架设计因为单臂式行星架结构简单，可容纳较多的行星轮，所以选择单臂式行星架。轴与孔之见采用过盈配合（），用温差装配，配合长度为15D25D范围内取，取配合U7H长度为20MM。取左端与齿轮轴配合长度为20MM,孔与轴之间采用间隙配合。基本几何参数如图37所示（三）、滚动轴承选择2、高速轴轴承的校核根据轴承型号30307查设计手册取轴承基本额定动载荷为C75200N；基本额定静载荷为NCOR8250需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976335求两轴承受到的径向载荷将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。有力分析可知NFDVREVRAERE532417645847216901021NFHRVRRRTEHRTE9860245324137696221111求两轴承的计算轴向力2AF和对于圆锥滚子轴承，轴承派生轴向力，Y由设计手册查得为19，因此可以估算RDNYFRDR36179860221需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976336则轴有向右窜动的趋势，轴承1被压紧，轴承2被123629317DDAEFF放松NDAE361721求轴承当量动载荷21P和查设计手册知E031EFRAR530986217查课本表135得径向载荷系数和轴向载荷系数轴承191,401YX轴承2,因轴承运转中有轻微冲击,查课本表136得则1,201PPFF取NFYXFPARP953679860241322211验算轴承寿命因为,所以按轴承1的受力大小验算21HHLPCNL31061627575400HH23选择轴承满足寿命要求1、低速轴轴承的校核根据轴承型号30306查设计手册取轴承基本额定动载荷为C59000N；基本额定静载荷为NCOR630需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976337求两轴承受到的径向载荷将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。有力分析可知NFDVREVRAERE9134604709752812921NFHRVRRRTEHRTE247061659348301650222221121求两轴承的计算轴向力21AF和对于圆锥滚子轴承，轴承派生轴向力，Y由设计手册查得为19，因此可以估算RDNYFRDR7139124706521需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976338则轴有向左窜动的趋势，轴承1被压紧，轴承2被127691398DDAEFF放松NNDAE71321求轴承当量动载荷2P和查设计手册知E031EFRAR53024761921查课本表135得径向载荷系数和轴向载荷系数轴承191,01YX轴承2,4因轴承运转中有轻微冲击,查课本表136得则1,201PPFF取NFYXFPARP687392470614522211验算轴承寿命因为,所以按轴承1的受力大小验算21HHLPCNL3106163497845300HH243选择轴承满足寿命要求39键的选择与校核391键的选择在本设计中，所选择的键的类型均为A型圆头普通平键，其材料为45钢，在带轮需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763391上键的尺寸如下表所示轴键键槽宽度B深度极限偏差一般键联结轴T毂1T半径R公称直径D公称尺寸BH公称尺寸B轴N9毂9SJ公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大288780003600184002033020025040392键的校核3921键的剪切强度校核键在传递动力的过程中，要受到剪切破坏，其受力如下图所示图56键剪切受力图键的剪切受力图如图36所示，其中B8MM,L25MM键的许用剪切应力为30，由前面计算可得，轴上受到的转矩T55NM，由键的剪切强度条件AMPA需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976340（其中D为带轮轮毂直径）（51）2TBLD10M30（结构合理）335810210APA3922键的挤压强度校核键在传递动力过程中，由于键的上下两部分之间有力偶矩的作用，迫使键的上下部分产生滑移，从而使键的上下两面交界处产生破坏，其受力情况如下图所示（初取键的许用挤压应力100）BSAP图57键挤压受力图由（52）SFABL2000N3368102510S又有（53）BSFSA8结构合理32051AMPBS310联轴器的选择联轴器的计算转矩，查课本表141，考虑到转矩变化很小，故取2TKAC需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976341，则31AKMNTKA照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用HL1型弹性C柱销联轴器，其公称转矩为160000NMM。半联轴器的孔径24MMD（6）润滑与密封齿轮的润滑采用浸油润滑，浸油深度为一个齿高，但不小于10MM。滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为1M/S2M/S，所以选用轴承内充填油脂来润滑。润滑油的选择齿轮选用普通工业齿轮润滑油，轴承选用钙基润滑脂。密封方法的选取箱内密封采用挡油盘。箱外密封选用凸缘式轴承盖，在非轴伸端采用闷盖，在轴伸端采用透盖，两者均采用垫片加以密封；此外，对于透盖还需要在轴伸处设置毡圈加以密封。第4章圆锥直齿轮设计由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，输送机工作经常满载，空载起动，工作平稳。41选定齿轮精度等级、材料及齿数圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度GB1009588材料选择由机械设计（第八版）表101选择小齿轮材料为调质，硬度为40RC280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整。则124Z27946Z267Z21679ZU需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976342按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即11329052ETRHZKTDU确定公式内的各计算数值试选载荷系数8T计算小齿轮的转矩24253995073510140PTNMN2889M2N选齿宽系数03R4）由机械设计（第八版）图1021D按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限LIM16HMPALIM250HMPA5）由机械设计（第八版）表106查得材料的弹性影响系数18905EZA6）计算应力循环次数912980640163015210537HNNJL需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976343126490316/60TDNVMS3）计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计（第八版）图108查得动载系数2/VMS12VK直齿轮1HFK由机械设计（第八版）表102查得使用系数125AK根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数，则125HBEK1587HFHBEK接触强度载荷系数21526AV7由机械设计（第八版）图1019取接触疲劳寿命系数12093,6HNHNK8计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，得12LIMLI0936582HNKMPAS（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值1TDH1132329054889269375ETRHZKTUM2）计算圆周速度V需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976344圆整取，236BM136B1、校核齿根弯曲疲劳强度1）确定弯曲强度载荷系数125187526AVFK2）计算当量齿数1224250COS938671970VZ3）由机械设计（第八版）表105查得齿形系数4）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得126533497081TKDM5）计算模数M17082954DMZ取标准值36）计算齿轮相关参数1212221223476079ARCOSARCOMZMURD7）圆整并确定齿宽08351M需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763451260FAY26FA应力校正系数159SA217SA4）由机械设计（第八版）图2020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，150FEMPA大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FEMP5）由机械设计（第八版）图1018取弯曲疲劳寿命系数108FNK294FN6）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得14S1122085314299FNEKMPAS7）校核弯曲强度式进行校核2105FASFFRKTYBMZ8）111142265370659870FASFRFMPA2222416537061970FASFRFKTYBMZA满足弯曲强度，所选参数合适。42轴的设计计算求作用在齿轮上的力需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976346110505321053625MRTRDZM而142189056TANCOSTAN2COS713426IITMRATFNDN圆周力、径向力及轴向力的方向如图二所示TRAF图二3、初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976347表153，取，得，输入轴的最小直径为安装联轴012A30187MIN2054DAM器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器12D12型号。联轴器的计算转矩，查机械设计（第八版）表141，由于转矩变化很小，2CAATK故取，则13AK42135890259CAANM查机械设计（机械设计基础）课程设计表174，选HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长NM1D125D度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为38MM。52L4、轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（见图三）（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位，12轴段右端需制出一轴肩，故取23段的直径237DM2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据，由机械设计（机械设计基础）课程设计表237DM157中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为，而。35DDT34560DM342075LM这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由机械设计（机械设计基础）课程设计表157查得30306型轴承的定位轴肩高度，因此取H45D3）取安装齿轮处的轴段67的直径；为使套筒可靠地压紧轴承，6725DM56段应略短于轴承宽度，故取。519L需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763484）轴承端盖的总宽度为20MM。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离，故取30LM2350LM5）锥齿轮轮毂宽度为6486MM，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取。670L2）由于，故取BAL45167LM（3）轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6167D查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为50MM，同时为保87BHM证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴76HK的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为K6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2455、求轴上的载荷6、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力062647120637250CAMTM