定量澆注機設(shè)計說明書

1、定量澆注機設(shè)計ee(ee)指導(dǎo)教師：ee摘要：本設(shè)計目的是能夠?qū)崿F(xiàn)澆注液體流出的質(zhì)量和速度為一恒定值，即實現(xiàn)澆 注進(jìn)程中恒重和恒速的問題。要緊手腕是通過對澆包形狀的選擇，使其在恒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動進(jìn) 程中，液體傾倒的體積能夠和傾斜的角度呈線性轉(zhuǎn)變，同時設(shè)計一個單片機程序，來操 縱澆注進(jìn)程。人工澆注生產(chǎn)存在生產(chǎn)效率低、勞動強度大、本錢高、產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊的不足， 不能知足目前對生產(chǎn)技術(shù)的需求。而關(guān)于咱們制造制造大國，澆注系統(tǒng)運用十分普遍， 若是能夠解決那個問題，關(guān)于現(xiàn)實的應(yīng)用價值將會是龐大的，因此在此背景下，研制一 套自動定量澆注系統(tǒng)很成心義。關(guān)鍵詞：澆注系統(tǒng)，恒速，恒重The quantitative

2、pouring machineee(ee)Tutor： eeAbstract： The purpose of this thesis is able to achieve a constant value, namely pouring process of pouring liquid out of the quality and speed constant weight and constant problem. The primary means through the choice of the shape of the ladle, in the constant speed ro

3、tation process, the liquid volume of dumped and the tilt angle changes linearly, while the design of a microcontroller program, to control the pouring process.Artificial casting production efficiency of the production of low, and labor intensive» high cost, lack of uneven quality and can not me

4、et the current lead-calcium alloy production technology needs. For the manufacture of our manufacturing power gating system to use is very extensive, if we can solve this problem, the real value will be large. In this context, the development of a constant weight constant speed automatic quantitativ

5、e gating system makes sense.Key word: Casting System： Constant speed ： constant weight1引言錯誤!未定義書簽。1. 1研究背景錯誤!未定義書簽。1. 2澆注技術(shù)概況錯誤!未定義書簽。1. 2. 1合金人工澆注簡介錯誤!未定義書簽。1. 2. 2合金自動化澆注現(xiàn)狀錯誤!未定義書簽。1. 3自動澆注操縱系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)錯誤!未定義書簽。1. 4本文結(jié)構(gòu)及研究方式及對澆注系統(tǒng)的功能目標(biāo)錯誤!未定義書簽。2方案的選擇與確信錯誤!未定義書簽。3自動澆注操縱系統(tǒng)設(shè)計錯誤!未定義書簽。3. 1自動澆注系統(tǒng)的功能要求錯誤!未

6、定義書簽。3. 1. 1現(xiàn)有澆注系分析錯誤!未定義書簽。3. 1. 2自動澆注系統(tǒng)的操縱功能要求錯誤!未定義書簽。3. 2自動澆注系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計錯誤!未定義書簽。3. 2. 1澆包的形狀設(shè)計錯誤!未定義書簽。3. 2. 2澆包機架設(shè)計及支撐方案錯誤!未定義書簽。3. 3部份電路設(shè)計方案錯誤!未定義書簽。3. 3. 1工作原理流程圖錯誤!未定義書簽。3. 3. 2工作的電路圖錯誤!未定義書簽。3. 3. 3單片機的要緊指標(biāo)錯誤!未定義書簽。3. 3. 4部份源程序錯誤!未定義書簽。3. 4作品實際操作介紹錯誤!未定義書簽。3. 4. 1鍵盤及其要緊功能介紹錯誤!未定義書簽。4. 4. 2對澆注

7、流量的操縱操作錯誤!未定義書簽。5. 4. 3對澆注速度的操縱操作錯誤!未定義書簽。6. 4. 4澆注實例錯誤!未定義書簽。4澆注系統(tǒng)的定量操縱及傳動機構(gòu)錯誤!未定義書簽。4. 1澆注系統(tǒng)的定量操縱錯誤!未定義書簽。4. 2傳動機構(gòu)錯誤!未定義書簽。4. 2. 1傳動機構(gòu)錯誤!未定義書簽。5. 2. 2傳動機構(gòu)計算錯誤!未定義書簽。5主軸與軸承尺寸與校核錯誤!未定義書簽。6電機的選擇錯誤!未定義書簽。7.作品新點分析錯誤!未定義書簽。結(jié)論錯誤!未定義書簽。致謝錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤!未定義書簽。1引言1. 1研究背景人工澆注生產(chǎn)，生產(chǎn)進(jìn)程人力投入多，勞動強度和平安隱患大，生產(chǎn)效率較低，

8、本 錢較高，澆注的每錠重量誤差大澆注生產(chǎn)現(xiàn)狀不能知足企業(yè)經(jīng)濟效益提高的目標(biāo)，也不 適應(yīng)企業(yè)信息化進(jìn)展的需要。在此形勢下，開發(fā)澆注技術(shù)是改變目前澆注生產(chǎn)現(xiàn)狀的一 項迫切工作。1. 2澆注技術(shù)概況1. 2.1合金人工澆注簡介把液體合金澆入鑄模的進(jìn)程稱為澆注。澆注是鑄造生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)。澆注工 作組織的好壞，澆注工藝是不是合理，不僅阻礙注件質(zhì)量，還涉及工人的平安。澆注工具澆注經(jīng)常使用工具有澆包（如圖1-1）、擋渣鉤等。手提澆包和抬包完全靠人力進(jìn)行 澆注，一樣用于小鑄件澆注和生產(chǎn)條件較差的車間。吊包是由吊機來吊運，用人手轉(zhuǎn)動 手輪傾轉(zhuǎn)澆包進(jìn)行澆注工作。此刻的澆注確實是利用的手提澆包方式。在盛裝金屬

9、液前, 應(yīng)付已利用過的澆包進(jìn)行清理和修補，內(nèi)表面要涂覆耐火材料，并對澆包和擋渣鉤等工 具進(jìn)行烘干，以避免降低鐵液溫度及引發(fā)鐵水飛濺。圖1”合金人工澆具（2）澆注工藝1）澆注溫度：澆注溫度太高，金屬液在鑄模中收縮量增大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋及粘砂等缺點； 溫度太低那么金屬液流動性差，乂容易顯現(xiàn)澆不足、冷隔和氣孔等缺點。適合的澆注溫 度應(yīng)依照合金種類、鑄件的大小、形狀及壁厚來確信。對形狀復(fù)雜的薄壁灰鑄鐵件，澆 注溫度為1400昭左右；對形狀較簡單的厚壁灰鑄鐵件，澆注溫度為1300。（2左右即可； 而鉛合金的澆注溫度一樣在550左右。2）澆注速度：澆注速度太慢，金屬液冷卻快，易產(chǎn)生澆不足、冷隔和夾渣等缺

10、點; 澆注速度太快，那么會使鑄模中的氣體來不及排出而產(chǎn)動氣孔。同時，易造成沖砂、抬 箱和跑火等缺點。鉛鈣合金液澆注時勿斷流，以防鉛鈣液氧化。3）澆注的操作：澆注前應(yīng)估算好每一個鑄模需要的合金液量，安排好澆注線路， 澆注時應(yīng)注意擋渣，澆注進(jìn)程中應(yīng)維持外澆口始終充滿。如此可避免熔渣和氣體進(jìn)入注 型。目前，在較先進(jìn)的鑄造車間里，澆注工作能夠完全自動化。1. 2. 2合金自動化澆注現(xiàn)狀對自動澆注系統(tǒng)的研究，國內(nèi)的冶煉行業(yè)起步較晚，專門是大部份的有色金屬行業(yè) 的澆注仍然處在人工澆注的狀態(tài)。而國外已經(jīng)有了很成熟的技術(shù)，他們對澆注系統(tǒng)作了 詳細(xì)的分類。事實上在國際上對幾種澆注機比較通用的稱號是：手工澆注機；

11、機械化澆 注機；預(yù)測式澆注機或半自動澆注機；全自動澆注機。國內(nèi)往往把后面三種澆注機均稱 為全自動澆注機，而在國外卻一樣僅僅把最后一種澆注機稱為自動澆注機。1. 3自動澆注操縱系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)單片機單片機是一種集成在電路芯片，是采納超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處置能力 的中央處置器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O 口和中斷系統(tǒng)、按 時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上組成的一個小而完善的運算機系統(tǒng)?；趩纹瑱C的電流智能檢測系統(tǒng)的設(shè)計是利用單片機的多處置性能，來完成電流測 量系統(tǒng)的智能操縱。如此能夠很

12、方便的實現(xiàn)快速的對多個電流信號進(jìn)行實時檢測。國外對基于單片機的智能電流測量系統(tǒng)的技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。顯 示采納模擬式的組合儀表，搜集現(xiàn)場信息進(jìn)行指示、記錄和操縱。80年代末顯現(xiàn)了散布 式操縱系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制運算機數(shù)據(jù)搜集操縱系統(tǒng)的多音字綜合操縱系統(tǒng)。此刻 世界各國的電流檢測技術(shù)進(jìn)展的專門快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自 動化、無人化的方向進(jìn)展。我國關(guān)于電流測量技術(shù)的研究比較晚。我國工程技術(shù)人員在 吸收發(fā)達(dá)國家電流測控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才把握了基于單片機的電流測量的技術(shù)。從整體 上正從消化吸收，檢點應(yīng)歷時期向有效化、綜合性應(yīng)歷時期過度和進(jìn)展。在技術(shù)上，我 國的單片機

13、智能測量電流的技術(shù)趨于成熟，可是在微電流測量這方面，由于單片機本身 材料的缺點使得我國與國外還有必然差距，還有待于進(jìn)展。國內(nèi)許多廠商已經(jīng)開始研究 基于單片機的測量電流的系統(tǒng)，而且取得了必然的研究功效，在精度方面達(dá)到了必然的 水平。本課題可應(yīng)用于測量，和為科研領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的可供參考的數(shù)據(jù)。在研究方式上, 要將理論與實踐結(jié)合起來，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度來實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真運行。1. 4本文結(jié)構(gòu)及研究方式及對澆注系統(tǒng)的功能目標(biāo)分析了現(xiàn)有自動澆注操縱技術(shù)的好壞。對自動澆注操縱系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了整體設(shè) 計。重點對自動澆注系統(tǒng)的恒容重操縱這一難點技術(shù)進(jìn)行了研究。多傳感器稱重的信號 處置方式上進(jìn)行了探討。分析了恒容重

14、操縱對象的動態(tài)特性，本文的分析思路如圖1-2 所示：圖1-2思路分析圖2 .電機選擇電動機選擇（倒數(shù)第三頁里有東東）1.1.1 選擇電動機類型1.1.2 選擇電動機容量電動機所需工作功率為：工作機所需功率R為:Fv1000 ；傳動裝置的總效率為：7 = 0.96 小=0.96 小=0.97 小=0.99 =1小小小 ；傳動滾筒轉(zhuǎn)動軸承效率閉式齒輪傳動效率聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：=小小小4 =°.96x0.99, x0.972 xO.992 =0.8 所需電動機功率為：八 Fv 10000k40 .Pd =kW = 0.52kW1000/ 0.8x1000x60乃d略大于2即可。選用同

15、步轉(zhuǎn)速1460r/min ； 4級；型號Y160M-4,功率為1 IkW2eL3確信電動機轉(zhuǎn)速取滾筒直徑。=50060 x 1000 v500乃=125.6/7 min1 ,分派傳動比（1）總傳動比1460125.6= 11.62（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 z01 = VL4Z = 4.03那么低速級的傳動比 , i 1 1.62 c zp = = 2.88M 4.032.1.4電機端蓋組裝CAD截圖圖2.1.4電機端蓋運動和動力參數(shù)計算 2.2.1電動機軸p = Pd = 10.52kW% = % = 14607 min丁。= 955 涸= 68.82.2.2

16、高速軸p= p d= 10.4 kV用=m= 1460/min71 = 955必= 9550x ° 41 = 68.09N ? 14602.2.3中間軸p = p " t = 10.52x0.99x0.97 = 10.10VVn. 1460n. = -L =r! min = 3622/7 min心 M 4.03T = 955 = 9550x 蛆U = 263.67V mL 2 n2 36222.2.4低速軸p = p 1 = 10.1 Ox0.99x 0.97 = 9.69ZrVV% = 3622 = 125.76" min2.88 7 =955£= 9

17、69 x9550=735.8N 加13 加 125.762.2.5滾筒軸p = p " = p 7= 9.69x°99x°99 = 9.4W二=少=1 25.76r/ min J7 =955逃=9550x 949 =720Nm1 4 加125.763 .齒輪計算選定齒輪類型、精度品級、材料及齒1按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一樣工作機械，速度不高，應(yīng)選用7級精度（GB 10095-88）o3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240 HBS,二者材料硬度差為40 HBS。4選小

18、齒輪齒數(shù)& =24,大齒輪齒數(shù)d=24x4.03 = 96.76。取Zz = 975初選螺旋角。初選螺旋角4=1平按齒面接觸強度設(shè)計由機械設(shè)計設(shè)計計算公式（10-21）進(jìn)行試算，即_ l2KtT0 / + 1Z/Z£3.2.1 確信公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)勺=1.61。（2）由機械設(shè)計第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)的=2.433。（3）由機械設(shè)計第八版圖10-26查得呢=°.78,呢=。87,那么 £。=益+呢=165。（4）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。795.5x10s xp0 95.5x10,x 10.41 “ AO in4AZT、= =Njnn

19、i =6.8x10 N.mm%1460（5）由機械設(shè)計第八版表10-7選取齒寬系數(shù)念=1（6）由機械設(shè)計第八版表10-6查得材料的彈性阻礙系數(shù)Z,=189.8MPa（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= 60QMPa ；大齒輪的接觸疲勞強度極限= 50QWP13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N、=6加"4 = 60x1460k lx 2x8x300x 15 = 6.3xl094.03= 1.56xl09（9 ）由機械設(shè)計第八版圖（10-19 ）取接觸疲勞壽命系數(shù)K.I =090;K/w2 = 0.95 o(10)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%,平安系

20、數(shù)S=l,由機械設(shè)計第八版式(10-12)得an ="孫口 = 0.9 x 60QWPa = 54QM& S J = K W2；屁=0.95x55 QM& = 5 225M Pa(11)許用接觸應(yīng)力/ = EJ ；/2 =53125MPa3.2.2 計算(1)試算小齒輪分度圓直徑dn4, = 3/竺五= V16.46x104x0.862 = Vo.7396xl6.46xlO4 =V121.738x 10=4V g 49.56mm(2)計算圓周速度口7rdxiv _60x1000/rx 1460x49.5660x1000=3.78/77/5(7)計算模數(shù)(3)計算齒寬及

21、模數(shù)COS/7 _YYlm = 一； = 49.56/7?/?mf,Zi4 cos - 49.56 X cos 140 49.56 x 0.97 個 =2mmZi2424h=?”,= x4.5mm% = (4)計算縱向重合度 £戶=0.318勿 zJ皿4=x x x 14° =(5)計算載荷系數(shù)K。已知利用系數(shù)依照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)K、=i"111機械設(shè)計第八版表10-4查得的”與齒輪的相同，故K孫= L42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查得長，=長/0=1.4.故載荷系數(shù)K = K

22、AKvKHaKllfi = xxx (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% = d4*=49.56x= 49.56x1.375 = 55.1 b?z 77?登”=55.Ux8s 14。= S97X55.U =4Zi2424按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-17）時匕cos” 匕 M,Zl 2a 虛3.3.1確信計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)。K = KAKvKfaK1S = l.xll xl.4xl.35 =（2）依照縱向重合度與= L903,從機械設(shè)計第八版圖10-28查得螺旋角阻礙系數(shù)丫尸廢（3）計算當(dāng)量齒數(shù)。7 =_=24= =二=2637cos” COS314 0

23、.97, 091乙"Z = 一 97 一 = 2L = 10659-cos/ cos14 0,91（4）查齒形系數(shù)。由表 10-5 查得丫所1 = 2.57;丫尸42 = 2.18（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機械設(shè)計第八版表10-5查得匕-1612 = L79（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O相= 50QW& .大齒輪的彎曲強度極限6-38QWa；（7）由機械設(shè)計第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KfL85 , Kfni = °88 .（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞平安系數(shù)S =，由機械設(shè)計第八版式（10-12）得K里。衛(wèi)=

24、"型?用P。=30357MPa1.41K zCg 0.88x380,分1=433 匕=MPa = 23886MPa1.4（9）計算大、小齒輪的并加以比較。YFa YSal部2.592x1.596-303.57=0.1363Yjal YSal _T2.211x1.774238.86-= 0.01642由此可知大齒輪的數(shù)值大。332設(shè)計計算mnx0.01642n/n= /4.342x 0.97；? = V4.0852. 1 Ox 6.8 x 1 （J1 x 0.88x（COS 14°）:24、165對照計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)加大于山齒面齒根彎曲疲 勞強度計算

25、的法面模數(shù)，取機”=2,已可知足彎曲強度。但為了同時知足接觸疲勞強 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)。于是由介”=55. 口"373mn取乙=27 ,那么 z，= 27x4.03= 10&81 取圣=1°9幾何尺寸計算3.4.1計算中心距a_（Zi + Z2）/72_（27 + 109）x2_ 1362cos/? 2xcosl4 0.97將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角P = arcco&+ Z）九=arcc產(chǎn)+5x2 =.“。=14.06。2x14（12因夕值改變不多，故參數(shù)£*

26、 3、Zh 等沒必要修正。343計算大、小齒輪的分度圓直徑7njn 27x254 廠廠 =-=55mmcos/3 cosl4 0.97109x2218 2彳=" =224mmcos/3 cosl4 0.976/ = Wi=551224=13Q5ww3.4.4計算齒輪寬度Z? = 04 = 1 x 55.67 = 55mm圓整后取= 5 & z Bi=6 bn in.低速級取 m=3; Z3 = 30;Z3= 2.88x30 = 86.44 = 87=m Z q = 3 x 30 = 90，=? Z=3 x 87 = 26 >n mdr + da 90+261:=mm =

27、 17 5.5 m m由九= 4 = 2.88Z44 d4b = gel ' = 90 = 90w?圓整后取 5a ="4 By= 95/ "7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a2020分度圓 直徑d4= "1=2x27=54= ，Z，=2x 109=218齒頂高h(yuǎn)a比產(chǎn)兒2 = /2；? = 1x2 = 2齒根高h(yuǎn)fhn = hf2 = (h* + /)"(1 + /)X 2齒全高h(yuǎn)hi=h? = Q 匕+ c)m齒頂圓 直徑(ladai = Zi+2hm“2 =(Z2 + 2/z：)m表2低速級齒輪:名 稱代號計

28、算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角a2020分度圓 直徑dJ, = zwZ1 =3x27=54d、= ?z)=2x 109=218齒頂高h(yuǎn)a瓦丁/Za2 = /i："?i2 = 2齒根高h(yuǎn)fhf = hf2 = (:+c" = (1 + c') x 2齒全高h(yuǎn)h=h? = QhJc)，齒頂圓 直徑(la工=（4+ 2瓦）？/2 =（& + 2后）加4.軸的設(shè)計低速軸4.1.1求輸出軸上的功率，3轉(zhuǎn)速加和轉(zhuǎn)矩兀假設(shè)取每級齒輪的傳動的效率,那么p, = p 霜、=P工，=1010x0.99Q97 = 9.69kWn, 3622m=也= 125.76r/min出

29、九 2.88T= 955迎=坐上x9550= 735.8422V 加1 3幾 3 125.764.1.2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4 = ? Z« = 4 x 101 = 404/? m門 2r 2x735.8x1000F = = 3642/V'乩 404p = p 1 = 3642x = 3642x=13667111 cos 夕cosl400.97P = /7f tan/7 = 3642x tan14° = 908A圓周力,徑向力Fr及軸向力方"的4.1.3 初步確信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)

30、質(zhì)處置.依照機械設(shè)計第八版表15-3,取A)= 112,于是得J = A i = 1 12x“ 沙 =1 12xV077 = 41.64mm。nun A。、"； V 1 25.76輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑12.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.。=人3,查表考慮到轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變很小，故取Ka = L3 ，那 么：T = K =1.3x735842V."?"2=9565946N.依照計算轉(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25

31、00000 N州.半聯(lián)軸器的孔徑 =55”，故取=,半聯(lián)軸器長度L=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L = 84mm4.1.4 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）依照軸向定位的要求確信軸的各段直徑和長度1）依照聯(lián)軸器42 = 5&“12 = 8劭為了知足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求，2軸 段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑2-3 = 62/， ；左端用軸端擋圈,按軸端直徑取 擋圈直徑D二65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度乙=8而?，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Li略短一些，現(xiàn)取/42 = 8方"2）初

32、步選擇轉(zhuǎn)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.參照工作要求并依照“2-3 = 6%?團，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0大體游子隙 組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dxDxT=65mmx 140mmx36mm,故 "=dg = 6.7 ；而心=54.5?Uy = 82/叫3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑44-5 = 7°, ；齒輪的右端與左軸承之間采 納套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm,為了使套筒端面靠得住地壓緊齒輪，此軸段 應(yīng)略短于輪轂寬度，故取乙-5 = 85帆團。齒輪的左端采納軸肩定位，軸肩高度 心0.074 ,

33、故取h=6mm ,那么軸環(huán)處的直徑=8如團。軸環(huán)寬度/在14萬, 取小= 605叫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）。依照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2.3 = 40575低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率P,9.69kW轉(zhuǎn)速3125.76/7 min轉(zhuǎn)矩T.735.842 N 61-2段軸長Z.-284mm1-2段直徑(i-l50mm2-3段軸長心40.57mm2-3段直徑d 2.362mm3-4段軸長13-449.5mm3-4段直徑cl 3-465mm4-5段軸長1AT85mm4-5段直徑

34、cl 4-570mm5-6段軸長h-660.5 mm5-6段直徑4.682mm6-7段軸長,6-754.5mm6-7段直徑d 6-765mm（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納平鍵連接。按44_5查表查得平鍵截面 b*h=20mmx 12mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有 良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為與;一樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選 6用平鍵為14mmx9mmx70mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為冬。轉(zhuǎn)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4.2.1 求輸出軸上的功率p二轉(zhuǎn)速m和轉(zhuǎn)矩p = p

35、儲 “ =p( 1 % = 10.52x0.99x0.97 = 10.10HVn. 1460n. = - =r/min = 3622/7 min2 K 4.030=955& = 955Ox= 263.6N - m1 2 n2 36224.2.2 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: 1, = ?乙= 4x35 = 140 加2x263.6x1000140=3765xtan20°cos14°= 3765x0.36390.97=141ZV= 3765Vp = /7ftan/7 = 1412x tanl4° = 352N(2)因已知高速級大

36、齒輪的分度圓直徑為:2x263.6x1000399小=/ Z? = 3x133 = 399加= 132W凡“，翳3翳需3p = /7f tan/? = 495x tanl 4° = 1234.2.3 初步確信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)處置.依照表15-3,取A)= U2 ，于是得： =A。'今=112x 點11 = 112x U°027 = 336nm軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑日。圖4-24.2.4 初步選擇轉(zhuǎn)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 要求并依照4.2 = 3

37、加幾由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0大體游子隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的 單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dXD*T=35mmx72mmx 18.25mm,故= dx = 30?， =31.8 加 m；（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑4"3 = 4如"？ L = 29.8mm ；齒 輪的左端與左軸承之間采納套筒定位。已知齒輪輪轂的鹿度為95mm為了使套筒端面 靠得住地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取/”3 = 90？。齒輪的右端采納軸 肩定位,軸肩高度 N 0.074,故取h=6mm,那么軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度6之1.4,取 心=?。（3）取安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直

38、徑44_5 = 457盟齒輪的右端與右端軸承 之間采納套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm,為了使套筒端面靠得住地壓緊齒輪, 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取/4_、=5加7。425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納平鍵連接。按查表查得平鍵截面 b*h=22mmx 14mnio鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為631nm，同時為了保證齒輪與軸配合有良 好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為；一樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 為14mmx9inmx70mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為。轉(zhuǎn)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2轉(zhuǎn)速2m

39、in轉(zhuǎn)矩兀N,m1-2段軸長Z.-229.3mm1-2段直徑d-225 mm2-3段軸長12T90mm2-3段直徑(ll-y45 mm3-4段軸長h-412mm3-4段直徑cl3-457mm4-5段軸長14一551mm4-5段直徑cl 4-545 mm高速軸4.3.1求輸出軸上的功率Pi轉(zhuǎn)速幾和轉(zhuǎn)矩.假設(shè)取每級齒輪的傳動的效率，則p、= p /j = 10-4 kW 幾=% = 14607 min7 = 955坦=9550x= 68.09N - m1 , 幾146。432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d、= ？ Zi = 3x24 = 7 2m m2Tl 2x68.09*1

40、000= 189 L38N72F=Ftanatan20°一% = 189L38x'cos/7cos14°0.3639=189L38x= 709.55N0.97P =尸,tan尸=189 L38xtanl40 = 189138x0.249= 47Q95N433初步確信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)處置.依照表15-3,取A = H2 ，于是得:12x7.13* IO' = 1 12x1.924x0.1 = 21.54w?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

41、.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩T “ = K,7i，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變很小，故取Ki = L3則："T« = KTi = 1 3x 68090V mm= 88517V-mm“依照計算轉(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型步性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 N . mm .半聯(lián)軸器的孔徑 d=30mm，故取 J12 = 30hw，半聯(lián)軸器長度L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長 度乙=82/77/77.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖4-34.4.1 擬定軸上零件的裝配方案4.4.2 依照軸向定位的要求確信軸的各段直徑和長度1）為了知足半聯(lián)

42、軸器的軸向定位要示求-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑d”3 = 42/7 ;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 配合的藪孔長度乙=82/？，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)取心= 8。?.2）初步選擇轉(zhuǎn)動軸承.因軸承同時受有7仝向力和軸向力的作用,應(yīng)選用單列圓錐滾子 軸承.參照工作要求并依照“2_3 = 42加，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0大體游子隙 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 心:山斗新m；而/7_8 = 26.75w？，/= 31.75

43、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 o4）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）。依照軸承 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 I=30mm,故取 /, 3 = 45.81/7?。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納平鍵連接。按1查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為L=45mm,同時為了保證齒輪與軸配合 有良好的對中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為零:一樣，半聯(lián)軸器與軸的連接， 116選用平鍵為14m

44、mx9mmx70mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為冬 。轉(zhuǎn)動軸承與軸的周向 k6定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6o高速軸的參數(shù)：表4-3功率億轉(zhuǎn)速Hi1460r/min轉(zhuǎn)矩68.09N 加1-2段軸長80mm1-2段直徑d-i30mm2-3段軸長，2.345.81mm2-3段直徑4-342mm3-4段軸長43-445 mm3-4段直徑d 3T31.75mm4-5段軸長，4-599.5mm4-5段直徑(J4-548.86mm5-6段軸長15y61mm5-6段直徑(I5-662.29mm6-7段軸長/&-726.75mm6-7段直徑(lb-145 mm5.齒輪的參數(shù)化建模齒輪的建

45、模(1)在上工具箱中單擊口J按鈕，打開“新建”對話框，在“類型”列表框當(dāng)選擇“零件”選項，在“子類型”列表框當(dāng)選擇“實體”選項，在"名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”,如圖5T所示?？张拗戚喯鄨髨D而標(biāo)型O,口心回圜*©0取消名稱必用名稱修用班省及燧L確定圖5-1“新建”對話框2取消選中“利用默許模板”復(fù)選項。單擊“確信”按鈕，打開“新文件選項”對話框， 選中其中“mmns_part_solid”選項，如圖5-2所示，最后單擊”確信“按鈕，進(jìn)入三維實體 建模環(huán)境。到文件選項模板mnns_part_solid瀏覽 .交<<r i d妙物曳制相關(guān)能圖；

46、確定：I舉消I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” 一 “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“確信”按鈕，關(guān)閉對話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪大體圓在右工具箱單擊丞，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，確信其尺寸參數(shù)1依照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對話框中別離添加確信齒輪的分度圓直徑、基圓 直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2雙擊草繪大體圓的直

47、徑尺寸，將它的尺寸別離修改成，/、4、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”對話框曲線二從方程圖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“菜單治理器”菜單,在該菜單中依次選擇“曲 線選項j”從方程一“完成”選項，打開“曲線：從方程”對話框，如圖5-7所示。2在模型樹窗口當(dāng)選擇 款pRT/sys_def坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單 當(dāng)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。然后在記事本窗當(dāng)選取“文 件”“保留”選項保留設(shè)置。菜單管理器笛卡爾畫荏球圖

48、5-8 “菜單治理器”對話框圖5-9添加漸開線方程4選擇圖5-11中的曲線一、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點的基準(zhǔn)點PNTO。 參照設(shè)置如圖5-10所示。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“確信”按鈕，選取基準(zhǔn)平面TOP和RIGHT作為放置參照,創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸A_l,如圖6-13所示。參照| Y、遍顯示雇性RIGHT E廛度平面）穿過TUF;F2（S鞋平面）穿過偏移參照確定h取消IRlfiHT圖5-12 “基準(zhǔn)軸”對話框圖5-13基準(zhǔn)軸A_16如圖5T3所示，單擊“確信”按鈕，創(chuàng)建通過基準(zhǔn)點PTO和基準(zhǔn)軸AJL的基準(zhǔn)平面DTM1,

49、如圖5-14所示。5-15基準(zhǔn)平而對話框7如圖5T6所示，單擊“確信”按鈕，創(chuàng)建通過基準(zhǔn)軸A，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DTM28鏡像漸開線。利用基準(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)建齒根圓實體特點1在右工具箱中單擊f按鈕打開設(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)默許選項放置草繪平面。2在右工具箱中單擊口按鈕打開“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)當(dāng)選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入

50、拉伸深度為“b”, 完成齒根圓實體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。m 5-19草繪的圖形5-20拉伸的結(jié)果（7）創(chuàng)建一條齒廓曲線1在右工具箱中單擊差按鈕，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在右工具箱單擊口按鈕打開“類型”對話框，選擇“單個”單項選擇按鈕，利 用卜和華并結(jié)合畫圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。5-21草繪曲線圖5-22顯示倒角半徑3打開“關(guān)系”對話框，如圖5-22所示,圓角半徑尺寸顯示為“sdO”,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”

51、_k “特點操作”選項，打開“菜單治理器”菜 單，選擇其中的“復(fù)制”選項，選取“移動”復(fù)制方式，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線 作為復(fù)制對象。菜單管理器特征一菜單管理器特征一復(fù)制復(fù)制移動特征新參考 相同參考 鏡像旋轉(zhuǎn)完成移動退出移動選取方向平面移動所有特征不同版本 自繼承獨立曲的邊/軸 坐標(biāo)系 退出從屬完成退出修選取選取1個項目.Mljj 取消j2選取“平移”方式,圖5-24依次選取的菜單并選取基準(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根人輸入旋轉(zhuǎn)角度asinC2*b*tan(beta/ d)圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3繼續(xù)在“移動特點”菜單當(dāng)選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取

52、軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照, 設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asinkb*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。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線(9)創(chuàng)建投影曲線1在工具欄內(nèi)單擊差 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。2繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊S按鈕完成草繪的繪制。圖5-27繪制二維草圖3主菜單中依次選擇“編輯” 一 “投影”選項，選取拉伸的齒根圓曲面為投影表面，投影結(jié)果如以下圖5-28所示。細(xì)節(jié).二J剖面控制

53、垂直于軌跡3水平/垂直控制垂直于曲面:下一項圖5-29 “掃描混合”操作而板圖5-30 “參照”上滑面板圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個輪齒特點1在主菜單上依次單擊“插入” -k “掃描混合”命令，系統(tǒng)彈出“掃描混合” 操控面板，如圖5-29所示。2在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖6-30所示。口目 a e z參照 剖面 相切 選項 屬性3在“參照”上滑面板的“剖面操縱”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項，在“水平/垂直操縱”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項，如圖5-30示。4在畫圖 分度圓上的投 描混合的掃引5-31 示。區(qū)單擊選取 影線作為掃 線，如圖圖5-31選取掃描引線5在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在 上方下拉列表框當(dāng)選擇“所選截面”選項，如圖5-32所示。O草繪截面所選截面增加混合頂點圖5-32 “剖面”上滑面板圖5-33選取截面6在畫圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。7在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊上1按鈕完成第一個齒的創(chuàng)建，完成后的特點如圖5-34所示。/使副本從屬于原件尺寸對副本應(yīng)用移動旋轉(zhuǎn)變換高級參照配置選擇性粘貼確定期I ：取消圖5-34完成后的輪齒特點圖5-