液壓自動(dòng)定心中心架設(shè)計(jì)與加工設(shè)計(jì)

1、ee題 目 液壓自定心中心架的設(shè)計(jì)與加工 學(xué)生姓名 e 學(xué)號(hào) e 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) e 指導(dǎo)教師 e _ _完成地點(diǎn) 校內(nèi) 2009年 6 月 12 日I液壓自定心中心架的設(shè)計(jì)與加工 ee 指導(dǎo)教師：e 摘要：液壓自定心中心架的核心部分是凸輪機(jī)構(gòu)，本文利用包絡(luò)線法和瞬心法推導(dǎo)凸輪廓線方程并對(duì)兩種方法進(jìn)行比較；然后根據(jù)瞬心法推導(dǎo)出的廓線方程，利用matlab軟件分析凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)輪廓曲線的影響，分析凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)凸輪壓力角的影響。在工件無(wú)外力作用的條件下，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)靜力計(jì)算并根據(jù)得到的計(jì)算公式進(jìn)行靜力分析，得出機(jī)構(gòu)受力(特別是機(jī)構(gòu)夾持力)與油缸壓力和夾持半徑之間的關(guān)系；然后在工件

2、有外力作用的條件下，對(duì)機(jī)構(gòu)受力分析推導(dǎo)計(jì)算得出機(jī)構(gòu)的臨界載荷，為油缸活塞直徑的選擇提供依據(jù)。 關(guān)鍵詞：中心架 自定心 凸輪輪廓 瞬心法 II Hydraulic self-centering center frame design and processingeeTutor：e Abstract：The core of Hydraulic self-centering Steady Rests is cam mechanism ,in this paper we make use of envelop method and polar method deduce equation of the

3、 cam contour and to compare the two methods；then make use of MATLAB annlyzes cam parameters on the contour of the impact by equation of polar method，analyzes cam parameters on cam pressure angle of impactUnder the conditions of no external force in the workpiece，deduce cam mechanism static formula a

4、nd do static analysis，got the relation of the force and oil pressure，nip radius；ben under the conditions of external force in the workpiece,analyze mechanism force and get critical load of mechanism，provide the basis for me stopcock diameter choice. Keyword： stead rests self-centering cam contour po

5、lar method III目 錄1.緒論11.1 課題的背景及應(yīng)用11.2 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀31.3 本文主要研究?jī)?nèi)容52. 自動(dòng)定心中心架的方案設(shè)計(jì)62.2 傳統(tǒng)中心架存在的問(wèn)題72.3 新型中心架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.4 新型中心架方案的選擇103. 平移凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)113.1 平移凸輪廓線方程的推導(dǎo)113.1.1 理論廓線方程的推導(dǎo)113.1.2 包絡(luò)線法求解平移凸輪實(shí)際廓線方程143.1.3 瞬心法求解平移凸輪實(shí)際廓線方程153.2 瞬心法與包絡(luò)線法計(jì)算公式的比較223.3 畫(huà)圖驗(yàn)證凸輪輪廓線方程233.4 滾子半徑的選擇254.伺服液壓缸的選擇274.1磨削力的計(jì)算274.2驅(qū)

6、動(dòng)力的估算274.3 工件受外力作用時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的受力分析28I5. 液壓自定心中心架其余構(gòu)件的設(shè)計(jì)345.1建立擺桿345.1.1擺桿的基本尺寸設(shè)計(jì)345.2 支點(diǎn)圓柱銷(xiāo)釘?shù)募羟泻蛿D壓實(shí)用計(jì)算345.2.1 支點(diǎn)圓柱銷(xiāo)釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算355.2.2 支點(diǎn)圓柱銷(xiāo)釘?shù)臄D壓強(qiáng)度計(jì)算365.3 建立側(cè)板375.3.1 側(cè)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)375.4 中心架的裝配與三維視圖375.4.1中心架的裝配375.4.2 中心架的三維視圖386. 加工396.1 凸輪曲線加工方法396.2 在Mastercam下加工凸輪輪廓的程序代碼406.3 側(cè)板的加工方法40總結(jié)與展望42致謝43參考文獻(xiàn)44371.緒論1.1

7、課題的背景及應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品制造精度的要求越來(lái)越高。機(jī)械產(chǎn)品中的一些零部件，比如曲軸，細(xì)長(zhǎng)軸等，在加工時(shí)由于其形狀、長(zhǎng)度等原因，會(huì)有制造精度方面的誤差。例如：曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一，不但材質(zhì)要求要高，尺寸和形位公差也有很高的要求。中間主軸跳動(dòng)作為形位公差中的重要一項(xiàng)，它直接影響主軸與主軸瓦的正確配合，跳動(dòng)過(guò)大，將加速軸頸的磨損，降低曲軸的使用壽命。曲軸加工時(shí)，曲軸中段剛性差，需要增加中間支撐才能保證加工精度；又例如軸的加工，它的長(zhǎng)徑比越大則軸的剛度越小，所以車(chē)床在加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，往往因?yàn)檩S的剛度不夠而使軸在徑向切削分力作用下產(chǎn)生鼓形母線不直度和“讓刀”及系統(tǒng)振動(dòng)現(xiàn)象，

8、從而導(dǎo)致軸的加工誤差變大，如圖1.1所示。圖1.1細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削 為了保證此長(zhǎng)軸類(lèi)零件的加工在誤差允許范圍內(nèi)，通常采用中心架，通過(guò)它的支承來(lái)增加零件的剛度，提高零件的加工精度。以下是中心架的一些應(yīng)用：圖1.2為在磨床上采用自定心中心架，圖1.3為在車(chē)床上采用中心架的加工示意圖。圖1.2磨床用的自動(dòng)自定心中心架 圖1.3中心架輔助車(chē)床對(duì)曲軸頸的車(chē)削和對(duì)曲軸端面的加工示意圖 隨著機(jī)械零件加工精度的提高，中心架的發(fā)展也很快，圖1-4是早期使用的普通中心架，三個(gè)支點(diǎn)需分別調(diào)整，既費(fèi)時(shí)，支承剛度和定心精度又差。而且支點(diǎn)處為滑動(dòng)摩擦，發(fā)熱嚴(yán)重。1、卡盤(pán) 2、中心架 3、工件 4、車(chē)刀 5、尾座頂尖圖1.4早

9、期使用的普通中心架圖1-5和圖1-6是目前國(guó)外使用較多的三點(diǎn)自定心中心架。圖1.5是普通中心架，可以在車(chē)床和磨床上使用，圖1.6是曲軸加工專(zhuān)用中心架，該中心架厚度薄，用于空間尺寸受限制的曲軸中間支撐。圖1.5普通三點(diǎn)自定心中心架 圖1.6曲軸加工專(zhuān)用中心架綜上所述，在機(jī)械行業(yè)中，軸類(lèi)零件和軸系部件是機(jī)械裝置中的重要組成部分，該類(lèi)零件的加工精度影響著機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。中心架作為輔助支承，可以增加軸類(lèi)零件在加工時(shí)的剛度，提高加工精度，是高精度軸類(lèi)零件的加工過(guò)程中必需的輔助設(shè)備，具有廣闊的應(yīng)用前景。本課題針對(duì)液壓自定心中心架進(jìn)行研究，具有一定的理論意義和重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀

10、長(zhǎng)期以來(lái)，普通中心架始終是采用三點(diǎn)式結(jié)構(gòu)，如圖1.7。在使用時(shí)，三個(gè)支點(diǎn)需要分別手動(dòng)調(diào)整來(lái)定位和夾緊，在定位螺釘夾緊工件時(shí)，還要防止單一螺釘夾緊力過(guò)大破壞軸的原有正確位置和工件表面，因此既費(fèi)時(shí)，支承剛度和定心精度又差。由于支點(diǎn)與工件表面是滑動(dòng)摩擦，為了減小發(fā)熱，減少磨損，需要經(jīng)常澆油來(lái)冷卻潤(rùn)滑;另外，滑動(dòng)摩擦的支點(diǎn)無(wú)法避免的劃傷工件表面，同時(shí)限制了工件的轉(zhuǎn)速提高。該類(lèi)普通中心架在輔助夾緊不同直徑的工件時(shí)，對(duì)每個(gè)不同直徑的工件都要進(jìn)行單獨(dú)定位夾緊，因?yàn)檠b卸工作麻煩，難以納入自動(dòng)化加工。圖1.7三點(diǎn)開(kāi)式中心架20世紀(jì)60年代末，德國(guó)廠家推出了一種“自定心中心架”，主要供數(shù)控車(chē)床和半自動(dòng)車(chē)床配套使用

11、，不久以后，美國(guó)、瑞典等國(guó)家也相繼推出自己的“自定心中心架”。該類(lèi)中心架在定位和夾緊兩個(gè)方面有很大的突破，它是通過(guò)具有特殊曲線輪廓的凸輪定位，定位精度能達(dá)到5;在夾緊方面，通過(guò)液壓油缸驅(qū)動(dòng)使中心架的三個(gè)夾緊輪同時(shí)夾緊或松開(kāi)工件，又叫液壓自定心中心架，如圖1.8所示是液壓自定心中心架實(shí)物圖和工作原理圖，該中心架的工作過(guò)程如下: 左端是一個(gè)具有對(duì)稱(chēng)工作曲線的平移凸輪，此平移凸輪通過(guò)它尾部剛性連接的液壓油缸驅(qū)動(dòng)從而可以左右移動(dòng);擺桿1和擺桿2關(guān)于水平線對(duì)稱(chēng)，分別繞O，和Oz兩支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，C, D, E為三個(gè)夾緊工件的夾緊輪，其半徑相等，其中夾緊輪C:、的中心固定在桿3上，而桿3和平移凸輪是剛性連接的，

12、所以當(dāng)平移凸輪移動(dòng)時(shí)，夾緊輪C也同步移動(dòng)，這時(shí)與平移凸輪接觸的兩滾輪A, B受平移凸輪的作用，將帶動(dòng)與它們固定連接的兩對(duì)稱(chēng)擺桿分別繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)夾緊輪D, E隨著擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊工件，在這過(guò)程中，三個(gè)夾緊輪都是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的，即三個(gè)夾緊輪C, D, E同時(shí)夾緊或松開(kāi)工件且?jiàn)A持工件中心始終定于O'點(diǎn)。因此，通過(guò)液壓油缸驅(qū)動(dòng)控制平移凸輪的移動(dòng)，就可以使夾緊輪C, D, E同時(shí)夾緊或松開(kāi)，同時(shí)保證夾緊輪C, D, E的公共外切圓的圓心始終在同一位置，即該中心架可以自動(dòng)定心夾緊工件。圖1.8液壓自定心中心架實(shí)物圖和原理圖此外，該液壓中心架夾緊輪與工件之間是滾動(dòng)摩擦，且具有自動(dòng)潤(rùn)滑功能，能始終保證

13、夾緊輪與工件表面處于無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)摩擦，避免發(fā)熱嚴(yán)重現(xiàn)象。液壓自定心中心架的出現(xiàn)基本上克服了老式中心架的缺點(diǎn)，對(duì)機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化數(shù)控加工作出了重要貢獻(xiàn)，但是由于其價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)一般中、小型企業(yè)難以承受。當(dāng)時(shí)我國(guó)曾有少數(shù)工廠引進(jìn)該類(lèi)中心架進(jìn)行研究，但是因技術(shù)難度大消化吸收工作進(jìn)展遲緩，煙臺(tái)機(jī)床附件廠于87年試制出小規(guī)格自定心中心架用作數(shù)控車(chē)床的附件，但不能用于普通車(chē)床。于是國(guó)內(nèi)的一些研發(fā)人員開(kāi)始列項(xiàng)開(kāi)發(fā)一種“手動(dòng)開(kāi)啟式自定心中心架”可以作為一種功能部件廣泛用于普通車(chē)床和其他車(chē)床。但是由于液壓自定心中心架采用獨(dú)特的傳動(dòng)方式和調(diào)心裝置，其基本構(gòu)件為對(duì)稱(chēng)平移凸輪，凸輪的廓線公式德國(guó)廠家從不公開(kāi)，所以這給

14、我國(guó)引進(jìn)消化吸收工作造成了很大困難，因此一直都是自己摸索研究，國(guó)產(chǎn)化的高端自定心中心架遲遲不能出現(xiàn)。從國(guó)內(nèi)外研究情況看，國(guó)內(nèi)廠家對(duì)于中心架的研究還不成熟，在技術(shù)創(chuàng)新和自主開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外同行相比差距較大。1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)現(xiàn)有磨床的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)一種機(jī)械式中心架的凸輪機(jī)構(gòu)。利用液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，利用cam進(jìn)行模擬加工凸輪。本文主要進(jìn)行凸輪輪廓曲線的推導(dǎo)，并設(shè)計(jì)液壓自定心中心架的基本結(jié)構(gòu)尺寸。2.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁(yè)里有東東）2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：；工作機(jī)所需功率為：；傳動(dòng)裝置的總效率為：；傳動(dòng)滾筒 滾動(dòng)軸承效率 閉式齒輪傳

15、動(dòng)效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：所需電動(dòng)機(jī)功率為：略大于 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級(jí) ；型號(hào) Y160M-4.功率為11kW2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比(2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比則低速級(jí)的傳動(dòng)比2.1.4 電機(jī)端蓋組裝CAD截圖 圖2.1.4電機(jī)端蓋2.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.2.1電動(dòng)機(jī)軸 2.2.2高速軸2.2.3中間軸2.2.4低速軸2.2.5滾筒軸3.齒輪計(jì)算3.1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1>按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2>絞車(chē)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB

16、 10095-88）。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280 HBS，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>選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-26查得，則。（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7

17、）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬及模數(shù) =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計(jì)算縱向重合度0.318124tan=20.73（5）計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由機(jī)

18、械設(shè)計(jì)第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 10-13查得由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計(jì)算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17）3.3.1確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)。 =2.09（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表10-5查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-5查得（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲

19、疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（9）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 ，則 取 3.4幾何尺寸計(jì)算3.4.1計(jì)算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺

20、旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計(jì)算齒輪寬度圓整后取.低速級(jí)取m=3;由 取圓整后取表 1高速級(jí)齒輪：名稱(chēng)代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表 2低速級(jí)齒輪：名稱(chēng)代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,

21、徑向力 及軸向力 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(jī)械設(shè)計(jì)第八版表15-3,取 ,于是得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(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或手冊(cè),選用LX4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案 圖4-

22、1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(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 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,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(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),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(jí)的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒

23、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)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。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(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)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 低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長(zhǎng)84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長(zhǎng)40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長(zhǎng)49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長(zhǎng)85mm4-5段直徑70mm5-6

24、段軸長(zhǎng)60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長(zhǎng)54.5mm6-7段直徑65mm（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。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為L(zhǎng)=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求作用在齒輪上的力（1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度

25、圓直徑為：4.2.3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 ,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-24.2.4初步選擇滾動(dòng)軸承.（1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),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(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；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

26、。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑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。 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。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證

27、的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長(zhǎng)29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長(zhǎng)90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長(zhǎng)12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長(zhǎng)51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為4.3.3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 ,于是得：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

28、孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003 或手冊(cè),選用LX2型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)

29、度 ,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(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) ,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(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，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。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(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間

30、的距離l=30mm，故取。 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 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為L(zhǎng)=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)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10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長(zhǎng)80mm1-2段直徑30mm2-3段軸長(zhǎng)45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長(zhǎng)45mm3-4段直徑31.75m

31、m4-5段軸長(zhǎng)99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長(zhǎng)61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長(zhǎng)26.75mm6-7段直徑45mm5.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，打開(kāi)“新建”對(duì)話框，在“類(lèi)型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類(lèi)型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱(chēng)”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對(duì)話框2>取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開(kāi)“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，選中其中“mmns_part_solid”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖5-2“新

32、文件選項(xiàng)”對(duì)話框（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1>在主菜單中依次選擇“工具”“關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。2>在對(duì)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“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)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(duì)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(gè)圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1>按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對(duì)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

33、寸，將它的尺寸分別修改為、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(duì)話框 圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對(duì)話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線1>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲線選項(xiàng)” “從方程” “完成”選項(xiàng)，打開(kāi)“曲線：從方程”對(duì)話框，如圖5-7所示。2>在模型樹(shù)窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再?gòu)摹霸O(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開(kāi)記事本窗口。3>在記事本文件中添加漸開(kāi)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(xiàng)保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”對(duì)話框 圖5-9添加漸

34、開(kāi)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)建過(guò)兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)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(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)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)建過(guò)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(duì)話框 圖5-13基準(zhǔn)軸A_16>如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)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(duì)話框 5-15基準(zhǔn)平面DTM17>如圖5-16所示，單擊“確定

35、”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面DTM1轉(zhuǎn)過(guò)“-90/z”的基準(zhǔn)平面DTM2，如圖5-17所示。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框 圖5-17基準(zhǔn)平面DTM28>鏡像漸開(kāi)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)建齒根圓實(shí)體特征1>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)設(shè)計(jì)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(xiàng)放置草繪平面。2>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)“類(lèi)型”對(duì)話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，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(shí)體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如

36、圖5-20所示。圖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>在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)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>在右工具箱單擊按鈕打開(kāi)“類(lèi)型”對(duì)話框，選擇“單個(gè)”單選按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。圖 5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑3>打開(kāi)“關(guān)系”對(duì)話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對(duì)話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。圖5-23“關(guān)系“對(duì)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(xiàng)，打開(kāi)“菜單管理器”菜單，選擇

37、其中的“復(fù)制”選項(xiàng)，選取“移動(dòng)”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線作為復(fù)制對(duì)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(dòng)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)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框。選取“RIGUT”面作為草繪

38、平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤坝摇?，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” “投影”選項(xiàng)，選取拉伸的齒根圓曲面為投影表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個(gè)輪齒特征1>在主菜單上依次單擊“插入” “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。圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30“參照”上滑面板3&

39、gt;在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項(xiàng)，在“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項(xiàng)，如圖5-30示。4>在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖5-31示。掃描引線圖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，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項(xiàng)，如圖5-32所示。圖5-32“剖面”上滑面板 圖5-33 選取截面6>在繪圖區(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)單擊按鈕完成第一個(gè)齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖5-34所示。圖5-

40、34完成后的輪齒特征 圖5-35“選擇性粘貼“對(duì)話框(11)陣列輪齒1>單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對(duì)話框，如圖5-35所示。在該對(duì)話框中勾選“對(duì)副本應(yīng)用移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。圖5-36 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個(gè)輪齒2>單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，“方向參照”選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個(gè)輪齒。3>在模型樹(shù)中單擊剛剛創(chuàng)建的

41、第二個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單中單擊“編輯” “陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。圖5-38 “陣列”操控面板圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu)4>在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心軸作為陣列參照，輸入陣列數(shù)為“88”偏移角度為“360/z”。在“陣列”操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖5-39所示。5>最后“拉伸”、“陣列”輪齒的結(jié)構(gòu)，如圖5-40所示致謝本論文是在ee老師的悉心指導(dǎo)下完成的。e老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬

42、以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向e老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。感謝CAD培訓(xùn)中心老師的指導(dǎo)和幫助。后文是被我人為屏蔽掉了，想要原版嗎？小伙伴，在第2章電機(jī)選擇中CAD圖里找我聯(lián)系方式吧參考文獻(xiàn)1王定.礦用小絞車(chē)M.北京:煤炭工業(yè)出版社,1981.2程居山.礦山機(jī)械M.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.8.3王洪欣,李木,劉秉忠.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)M.徐州;中國(guó)礦