買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 轉(zhuǎn)臂式加速度過載模擬實(shí)驗(yàn) 臺(tái)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 與分析 摘要： 現(xiàn)代軍事、國(guó)防領(lǐng)域?qū)鸸て凤w行器的機(jī)動(dòng)性要求很高?；鸸て返臋C(jī)定性越好，對(duì)其整體強(qiáng)度要求及越高，其承受機(jī)動(dòng)過載的能力越強(qiáng)。為保證火工品的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，必須進(jìn)行火工品的地面過載實(shí)驗(yàn)，對(duì)火工品在法向加速度作用下的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，用于指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制。離心加速度實(shí)驗(yàn)裝置就是在地面上測(cè)試過載情況下火工品飛行器 (如導(dǎo)彈等 )某些性能的一種專用設(shè)備。 此次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用箱體式結(jié)構(gòu)，由圓錐齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂傳動(dòng)。用轉(zhuǎn)臂取代圓盤轉(zhuǎn)架，大大減輕質(zhì)量，節(jié)省材料，降低成 本，同時(shí)減輕加于支撐基礎(chǔ)的載荷。本系統(tǒng)的傳動(dòng)方案采用一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)取代帶傳動(dòng)，可避免更換帶傳動(dòng)帶來的一系列問題，而且齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸較小，易于維護(hù)。 研究的主要內(nèi)容： 查閱資料，了解離心實(shí)驗(yàn)臺(tái)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和存在的問題。了解 轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實(shí)驗(yàn)裝置 的特點(diǎn)以及在日常生產(chǎn)生活中的用途。在對(duì)所選課題有個(gè)初步的了解之后，再確定 轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實(shí)驗(yàn) 的研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)方案，畫出裝配圖 ,裝配圖畫好后 ,從裝配圖中設(shè)計(jì)計(jì)算選擇各零件以及完成對(duì)零件圖的初步繪制。 關(guān)鍵字 ： 過載、測(cè)試、錐齒輪 、維護(hù)、裝配圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目錄 1 前言 (1) 驗(yàn)臺(tái)的簡(jiǎn)要介紹與國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 (1) 文的主要內(nèi)容 (3) 2 試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì) (3) (4) (8) 3 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動(dòng)機(jī)的選擇 (9) 軸器的設(shè)計(jì) (12) 滑的選擇 (14) 4 裝配圖及其各零件的設(shè)計(jì) (15) (16) (23) (27) (29) (30) 結(jié)論 （ 32） 參考文獻(xiàn) （ 33） 致謝 (34) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 轉(zhuǎn)臂式加速度過載模擬實(shí)驗(yàn) 臺(tái)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 與分析 1 前言 據(jù)及意義： 現(xiàn)代軍事、國(guó)防領(lǐng)域?qū)鸸て凤w行器的機(jī)動(dòng)性要求很高?；鸸て返臋C(jī)定性越好，對(duì)其整體強(qiáng)度要求及越高，承受機(jī)動(dòng)過載的能力越強(qiáng)。 為保證火工品的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，必須進(jìn)行火工品的地面過載實(shí)驗(yàn)，對(duì)火工品在法向加速度作用下的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，用于指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制。離心加速度實(shí)驗(yàn)裝置就是在地面上測(cè)試過載情況下火工品飛行器 (如導(dǎo)彈等 )某些性能的一種專用設(shè)備 。 例如 ，飛機(jī)在作水平盤旋機(jī)動(dòng)時(shí)所受的力與角加速度有直接關(guān)系，質(zhì)量大的飛機(jī)由于有受力極限角加速度就不能太大，而質(zhì)量小的飛機(jī)在同樣的受力極限上可以達(dá)到更大 的角加速度，也就是說可以轉(zhuǎn)的更快，轉(zhuǎn)彎半徑更小，水平機(jī)動(dòng)性能更好。 離心 試驗(yàn)臺(tái) 是 由電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過測(cè)算軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算出加速 度的試驗(yàn)裝置，此外，還可以將樣品 進(jìn)行分離 。 實(shí)驗(yàn)室用 試驗(yàn)臺(tái) 的處理里量較小，體積和重量也較小，但分離的精確度較好，主要用在實(shí)驗(yàn)室中的分離提取與分析研究中 。由于其功能的獨(dú)特性， 廣泛應(yīng)用干生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生 、航空工業(yè)等領(lǐng)域，它利用不同物質(zhì)在離心力場(chǎng)中沉淀速度的差異，實(shí)現(xiàn)樣品的分析分離。 文獻(xiàn)綜述）： 轉(zhuǎn)臂式離心過載模擬 實(shí)驗(yàn)臺(tái)是通過傳動(dòng)系統(tǒng)使固定在旋轉(zhuǎn)架上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生離心力，在過載情況下測(cè)試其某些性能參數(shù)的變化情況， 主要用于航天航空 等領(lǐng)域的科學(xué) 研究。 普通的離心機(jī)裝置是靠不同物質(zhì)的沉降系數(shù)的不同，在一定的離心力的作用下，將不同的物質(zhì)分離出來。即它是通過離心運(yùn)動(dòng)中不同比重的物質(zhì)所受離心力不同，因而被分離開來，在工業(yè)生產(chǎn)中，離心機(jī)基本上屬于后處理設(shè)備，主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級(jí)等工藝過程，它是隨著各工業(yè)部門的發(fā)展而相應(yīng)發(fā)展起來的。 至 目前為止 ,在加速度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響方面 ,人們主要進(jìn)行了由火箭自旋 引起的橫向加速度對(duì)推進(jìn)劑藥柱產(chǎn)生的加速度效應(yīng)研究 ,即燃速增加導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)彈道買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4 - 性能發(fā)生畸變 ,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。這方面 ,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和理論分析工作 ,并取得了重大進(jìn)展 。 然而，某飛行試驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由自旋產(chǎn)生的橫向加速度與由導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)飛行產(chǎn)生的橫向加速度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生影響的側(cè)重面是有較大差別的，后者對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層燒蝕的影響最為突出，而且長(zhǎng)期被人們所忽視，國(guó)內(nèi)外至今缺乏對(duì)其的研究資料 已有專家 設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)驗(yàn)裝置 ,進(jìn)行了一系列飛行固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)橫向過載模擬試驗(yàn) ,獲得了不同加速度下發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)絕熱層燒蝕率定量化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。驗(yàn)證了橫向加速度嚴(yán)重影響局部絕熱層燒蝕的事實(shí)。機(jī)理分析表明 ,此種結(jié)果是由于橫向加速度作用下燃?xì)庵?沿離心力方向大量沉積所致。此項(xiàng)研究為相關(guān)的工程設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)性的依據(jù)。 離心 試驗(yàn)臺(tái) 不僅在調(diào)速技術(shù)方面取得進(jìn)展，而且隨著 制造和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，在多功能和自動(dòng)化方面也有長(zhǎng)足進(jìn)步，如可變速率起制動(dòng)、程序變速、直接輸入離心力、操作程序的存儲(chǔ)和調(diào)用、儀器狀態(tài)的自動(dòng)診斷、要求盡可能全的顯示離心機(jī)的參數(shù)和狀態(tài)信息、更加完善的安全保護(hù)功能等，有些功能不僅是錦上添 花，而且直接影響離心效果，如可變速率起制動(dòng)和程序變速可以改善區(qū)帶離心效果和縮短離心時(shí)間等。 從離心試驗(yàn)臺(tái)制造業(yè)整體來看，不可否認(rèn)的是，我國(guó)離心試驗(yàn)臺(tái)制造行業(yè)的整體水平與國(guó)外的離心試驗(yàn)臺(tái)的制造、新技術(shù)研發(fā)、尤其在整機(jī)可靠性、穩(wěn)定性、使用壽命、裝配精度、操作的靈活性、人性化、以及某些新技術(shù)的應(yīng)用（主要是是新概念的應(yīng)用）等方面等方面還存在一定的差距。但 我國(guó)離心試驗(yàn)臺(tái)工業(yè)已經(jīng)有部分廠家、在某些技術(shù)、性能方面，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，在某些專項(xiàng)技術(shù)上甚至已經(jīng)超過了部分國(guó)外品牌。目前國(guó)內(nèi)離心試驗(yàn)臺(tái)制造商主要從多方面考慮 進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)，使我國(guó)的臥螺離心試驗(yàn)臺(tái)新技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)技術(shù)等方面得到進(jìn)一步提高。 離心試驗(yàn)（過載試驗(yàn)、恒定加速度試驗(yàn)、恒加速度試驗(yàn)、加速度試驗(yàn)） 一般可 分為兩類 ： 第 I 類為性能試驗(yàn)，用以驗(yàn)證設(shè)備功能適應(yīng)使用加速度環(huán)境的能力；第 以驗(yàn)證設(shè)備結(jié)構(gòu)承受使用加速度環(huán)境的能力。如無(wú)明確規(guī)定，設(shè)備一般應(yīng)進(jìn)行這兩類試驗(yàn)，在通過所規(guī)定各方向的性能試驗(yàn)考核后，再作各方向結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的考核。 設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量離心 加速度的 立式轉(zhuǎn)臺(tái)，待測(cè)件重量 15徑 90度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 900大離心加速度 70g。要求轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算。 第一步 ，查閱資料， 熟悉離心機(jī)原理， 了解離心實(shí)驗(yàn)臺(tái)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和存在的問題。 了解 轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實(shí)驗(yàn)裝置 的特點(diǎn)以及在日常生產(chǎn)生活中的用途。根據(jù)其運(yùn)用場(chǎng)合不同，適當(dāng)選擇合適的方案，以達(dá)到實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠的目的。 第二步， 在對(duì)所選課題有個(gè)初步的了解之后，再 確定 轉(zhuǎn)臂式離心加速度過載模擬實(shí)驗(yàn) 的 研究 內(nèi)容及 實(shí)驗(yàn)方案。 第 三 步 ， 試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)， 進(jìn)行 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、比較與確定 ,依據(jù) 對(duì)選擇的 傳動(dòng)方案 ,查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)， 從而完成 ，聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) . 裝配圖及其各零件的設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)好了之后再對(duì)各主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后確定整體方案。 第四步， 根據(jù)方案， 畫出裝配圖 ,裝配圖畫好后 ,從裝配圖中設(shè)計(jì)計(jì)算選擇各零件以及完成對(duì)零件圖的初步繪制 。 第五步，對(duì)工件的夾緊方案進(jìn)行 設(shè)計(jì)、比較與確定 ，最后選擇合適的潤(rùn)滑劑 。 2 試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì) 測(cè)件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該適應(yīng)以下發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)要求： 過載模擬 待測(cè)件長(zhǎng)度： 900 1200測(cè)件直徑： 90 120測(cè)件重量： 15 待測(cè)件載荷要求 最大離心加速度： 70g 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - 旋轉(zhuǎn)架承載能力：大于 1500N 臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)臺(tái)采用變頻調(diào)速方式，技術(shù)指標(biāo)如下： 旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)速：小于 300r/轉(zhuǎn)架啟動(dòng)平穩(wěn)時(shí)間： 180S 電機(jī)額定功率： 驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有壓力應(yīng)變片，且配有控制箱，從而更好的保障人員安全 體方案的提出以及特點(diǎn) 方案 1 方案圖： 圖 2方案 1總圖 組成： 定架； 軸； 承； 座； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 方案一優(yōu)點(diǎn)： （ 1）整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸較大，適合大型試件的測(cè)試； （ 2）傳動(dòng)部分采用帶傳動(dòng)，在過載情況下可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)的安全性能好 （ 3） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、較好的制造工藝。相對(duì)于箱體結(jié)構(gòu)而言，支撐柱的使用使整體結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，裝配也更方便。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)率。其二，使用空心軸的同時(shí)不僅能夠滿足引出線的目的，同時(shí)也提高 了軸的抗扭強(qiáng)度。 （ 3）：整個(gè)傳動(dòng)過程平穩(wěn)，噪音小 （ 4）：可以測(cè)量多種形式放置和多種形狀的元件。 但是同時(shí)這也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，因?yàn)檫€有考慮剃度加速度對(duì)測(cè)試件的影響。 方案一缺點(diǎn)： （ 1）傳動(dòng)帶更換時(shí)需要同時(shí)拆卸實(shí)驗(yàn)裝置主軸等部件，維修不方便。 （ 2）用八根立柱作為支承承擔(dān)整個(gè)載荷，載荷過大時(shí)，立柱受載荷后容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，從而降低實(shí)驗(yàn)裝置的可靠性。 （ 3）：只能測(cè)量一定重量的待測(cè)件。由于帶傳動(dòng)只能在輕載條件下工作，當(dāng)被測(cè)件超過一定重量時(shí)，同步帶傳動(dòng)易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。 （ 4）：傳動(dòng) 效率低，準(zhǔn)確性不足。由于采用帶傳動(dòng)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)效率低，壽命短，而且由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，故在測(cè)算離心力時(shí)，其轉(zhuǎn)速存在偏差，使離心力的計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。又實(shí)驗(yàn)臺(tái)中采用的 8 根細(xì)長(zhǎng)的支撐柱支撐，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)和帶測(cè)件稍重時(shí)，很容易使整個(gè)結(jié)構(gòu)很失穩(wěn)，從而產(chǎn)生很大的振動(dòng)，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，此時(shí)壽命也將降低。 （ 5）：實(shí)驗(yàn)臺(tái)床身體積龐大，操作不方便。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)高度上近三米，操作時(shí)極其的不方便，當(dāng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)，其穩(wěn)定性也很得到保證。 （ 6）生產(chǎn)效率低，成本高。過高的床身會(huì)增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)動(dòng)，且生產(chǎn)成本也將增加。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8 - 方 案 2 方案圖： 圖 2 方案 2總圖 組成： 軸； 方案二 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 相對(duì)方案一的結(jié)構(gòu)尺寸大為減小 （ 2） 實(shí)驗(yàn)裝置的重心降低，動(dòng)架上的載荷減小，穩(wěn)定性增加 （ 3） 對(duì)測(cè)量件的要求也大大降低了，而且可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度范圍測(cè)量。 方案二 缺點(diǎn) （ 1） 每個(gè)角度都需設(shè)計(jì)一套專用夾 具，對(duì)于不同角度的測(cè)量需要多個(gè)夾具，提 高了生產(chǎn)成本高。 （ 2） 測(cè)量的角度也比較固定，在測(cè)量不同角度時(shí)，要更換夾具，給拆卸方面帶 來不便，從而降低了生產(chǎn)效率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 方案 3 方案圖： 圖 2方案 3總圖 組成： 方案三 優(yōu) 點(diǎn) : 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的變化：從圓盤式變成圓盤帶轉(zhuǎn)臂式； 通過和以上兩方案中轉(zhuǎn)盤的比較，本方案中轉(zhuǎn)盤有以下特點(diǎn) ： （ 1）采用轉(zhuǎn)臂式轉(zhuǎn)架，使測(cè)試件在轉(zhuǎn)臂上的范圍擴(kuò)大 （ 2）采用圓錐齒輪傳動(dòng)取代帶傳動(dòng)，可避免更換帶傳動(dòng)所帶來的一系列問題 （ 3）采用箱體作為支撐零件，可承受較大的扭矩，使整個(gè)裝置的穩(wěn)定性和可靠 性提高。 （ 4）節(jié)省材料，降低成本。使用鑄造的方法很生成轉(zhuǎn)盤，較上述兩方案中轉(zhuǎn)盤買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - 的制造更能節(jié)約成本。此外，適 當(dāng)降低轉(zhuǎn)盤和待測(cè)件對(duì)箱體的作用力，可以降低軸承等受力大的零部件的制造要求，可以使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，制造工藝更好，從而降低生產(chǎn)成本。 （ 5）工作穩(wěn)定，使測(cè)量精度高。本方案中才用齒輪傳動(dòng)，它具有效率高、壽命長(zhǎng)、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定等特點(diǎn)，使測(cè)量結(jié)果更可靠，精度更高。 （ 6）扭矩低。過大的盤在高速的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，產(chǎn)生很大的離心力和扭矩，這樣很容易對(duì)零部件造成破壞，本方案中的采用的轉(zhuǎn)盤和夾具固定在一起的方法可以減少運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力和扭矩。 整體結(jié)構(gòu)的變化： 在綜合考慮實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用性能、測(cè)量精度和生產(chǎn)成本的前 提下，采用箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使整機(jī)的高度從 3167降到 1800，并不影響其測(cè)量結(jié)果。當(dāng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力很大，產(chǎn)生的扭矩隨之加大，這對(duì)軸承的選材和制造工藝有很大的要求，而且實(shí)驗(yàn)臺(tái)的穩(wěn)定性也難以保證。這中失穩(wěn)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)越大時(shí)表現(xiàn)得更加明顯。而且很高的實(shí)驗(yàn)臺(tái)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)易發(fā)生傾倒切對(duì)地基的要求也很高，因此適當(dāng)簡(jiǎn)化整體的結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量精度和生產(chǎn)成本有很大影響。 傳動(dòng)形式的變化：帶傳動(dòng)改為齒輪傳動(dòng)； 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)比穩(wěn)定。在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效 率最高，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小，在設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，綜合比較以上方案中傳動(dòng)形式，齒輪傳動(dòng)明顯更好。 確定方案 以上提出了三 種 設(shè)計(jì)方案 結(jié)果來看，幾種方案都能滿足設(shè)計(jì)要求，但 在綜合比較其制造成本，制造工藝，實(shí)用性以及測(cè)量精度等各方面的要求后，方案三更合理。因此選擇方案三。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - 3 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知條件： 旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)速： 小于 300r/轉(zhuǎn)架啟動(dòng)平穩(wěn)時(shí)間： 180s 最大離心 加速度： 70g 由于該回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是空載實(shí)驗(yàn)，并不需要承受多大的載荷（估計(jì)就是一些系統(tǒng)上的摩擦力矩和風(fēng)阻）。 所以該電機(jī)的功率主要是取決于啟動(dòng)時(shí)的功率。 現(xiàn)假設(shè)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)作勻角加速度啟動(dòng)： 則 角速度 =300 2 /60=31.4 s 角加速度 =( 1)/ t=(300 2 /60180=動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T= 計(jì)算大約的最大回轉(zhuǎn)半徑： 2a/ 2 =(70g/： 轉(zhuǎn)速變小時(shí)，回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)加大。 單個(gè)測(cè)試件 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - J=15 kg驗(yàn)時(shí)測(cè)試件是兩邊對(duì)稱分布 J=2J=m 最大的驅(qū)動(dòng)功率 w 考慮到回轉(zhuǎn)臺(tái)以及軸的 J 0w 再考慮到 2 對(duì)軸承 與一對(duì)錐齒輪的傳動(dòng)效率 ，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 總 =d= =為忽略了風(fēng)阻以及系統(tǒng)的一些摩擦力矩，電動(dòng)機(jī)額定功率 于 可，由機(jī) 械設(shè)計(jì)指導(dǎo)的表 14得 Y 系列電動(dòng)機(jī)額定功率 3 回轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)約速為 300r/常，單級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng) i=36 ,故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 9001500 r/ 同一類型、功率相同的電動(dòng)機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速。如選用轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)，其尺寸和重量小，價(jià)格較低，但是會(huì)使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比、尺寸結(jié)構(gòu)和重量增加。選用速度低的情況剛好相反。因此，在綜合考慮電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格，并且買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 根據(jù)傳動(dòng)比的需要，選用電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為： 1000 r 由根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： 8。具體參數(shù)如下： 型號(hào) 額定功率速r/電流 A 效率 % 功率因素 960 轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量（ 5 動(dòng)機(jī)的安裝 機(jī)座號(hào) 國(guó)際機(jī)座號(hào) D F G E L K H 132M 1328 10 33 80 515 12 132 A/2 B C C D A 108 178 89 280 270 210 315 216 安裝圖樣 圖 3動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 14 - 軸器的設(shè)計(jì) 途 聯(lián)軸器主要用來聯(lián)接軸與軸（或聯(lián)接軸與其它回轉(zhuǎn)零件），以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩。 聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主 動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的聯(lián)接部件。 20 世紀(jì)后期國(guó)內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器，對(duì)多數(shù)設(shè)計(jì)人員來講，始終是一個(gè)困擾的問題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器 ，鼓形齒式聯(lián)軸器，萬(wàn)向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的需要來選擇聯(lián)軸器，首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇 ，目前我國(guó)制訂為國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的有十幾種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計(jì)人員無(wú)需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購(gòu)方便，價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節(jié)能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題，也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。 聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)工作要求選 定。聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸和減速器高速軸的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較高，一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，現(xiàn)根據(jù)聯(lián)軸器的類型和尺寸選擇 38 82 85，它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，耐久性好，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大，具有一定補(bǔ)償兩軸相對(duì)便移和一般減振性能，相關(guān)圖買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15 - 形、尺寸和各參數(shù)如下： 圖 3性柱銷聯(lián)軸器 注： 1 材料為 35鋼、 2 材料為 ； 3 材料為 4 材料為 15、 35、 45鋼； 5 材料為 65型號(hào) 公稱扭矩 N m） 許 用 轉(zhuǎn) 速 ：nr/ 軸孔直徑 d2、孔長(zhǎng)度 （ D 30 5000 38 82 160 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （ S l 質(zhì)量 0 72 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 16 - 滑的選擇 潤(rùn)滑劑的主要作用 是降低摩擦、減少磨損、提高效率、延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命，同時(shí)還起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于密封，但是潤(rùn)滑效果不如油潤(rùn)滑，故常用于開式齒輪的傳動(dòng)、開式蝸桿傳動(dòng)和低速滾動(dòng)軸承（ 為轉(zhuǎn)速為滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑， m i n ,/10 4 ）的潤(rùn)滑。并且在這里考慮以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)為原則，若使用油的潤(rùn)滑方式，不僅要考慮到由于油路的設(shè) 計(jì)而造成的成本的提高，而且對(duì)于這種直力式的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也不方便使用油的設(shè)計(jì)方式?，F(xiàn)根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度、載荷大小、工作環(huán)境溫度、摩擦副表面、周圍環(huán)境、潤(rùn)滑裝置等方面考慮，確定齒輪副用油潤(rùn)滑，其余部分用脂潤(rùn)滑。 滑劑的選擇 齒輪副用潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為： 357 92；名稱為：工業(yè)齒輪油；牌號(hào)為： 90 其余部分用潤(rùn)滑脂標(biāo)號(hào)為： 6001 88；名稱為：鈣鈉基潤(rùn)滑脂；牌號(hào)為： 2。 4 裝配圖的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)臺(tái)的方案的總體裝配圖如下所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 17 - 序號(hào)010203040506070810112019181716151413122122232425箱 體名 稱 數(shù)量 材料 標(biāo) 準(zhǔn) 備 注 流 環(huán)角接觸球 軸承大 轉(zhuǎn) 動(dòng) 軸11 451大 錐 齒 輪 1 40 筒 45箱 體 蓋 1大 軸 承 蓋六 角 頭 螺 母墊 圈鍵旋 轉(zhuǎn) 架開槽圓柱頭螺釘氈 圈六 角 頭 螺 栓氈 圈套 杯圓錐滾子軸承小 軸 承 蓋套 筒齒 輪 軸111141662111121454540角 頭 螺 母 6 G B 6170107211 C B 29717036焊接成空架B 9 0 G B 1 0 9 6 - 7 98 3510 4045Q 433510 40B/335 公 差 為 6 公 差 為 6 公 差 為 6 桿 845鍵 1 1 6 5 6 G B 1 0 9 6 - 7 9技 術(shù) 要 求1 . 裝 配 箱 體 與 其 他 鑄 件 不 加工面應(yīng)清理干凈，除去毛刺毛邊；并浸涂防銹漆；2 . 零 件 在 裝 配 前 用 煤 油 清 洗 ，軸承用汽油清洗；3 . 調(diào) 整 ， 固 定 軸 承 的 時(shí) 候 應(yīng) 留有 軸 向 間 隙 0 . 2 - 0 . 5 m m ；4 . 箱 體 內(nèi) 壁 涂 耐 油 油 漆 ， 箱體外表面圖灰色油漆；5 . 軸 承 的 潤(rùn) 滑 油 使 用 代 號(hào) 為 2號(hào)的通用鈣鈉基潤(rùn)滑油( G 0 0 1 8 8 )6 . 齒 輪 裝 配 后 應(yīng) 用 涂 色 法 檢查接觸點(diǎn)；7 . 按 實(shí) 驗(yàn) 規(guī) 程 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) 。開槽圓柱頭螺釘 56 184備注標(biāo)準(zhǔn)材料數(shù)量名稱2726序號(hào)28內(nèi)六角圓柱頭螺釘 3 5地腳螺栓 6 9920 55 螺 紋 公 差 為 6 B 656 300? 7572?3494078105211胡 文 波圖 4配圖的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)臂的長(zhǎng)度 1271整體高度： 670體底座離高速軸的距離： 300動(dòng)形式的 對(duì)比及 選擇 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 雖然傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但需 要避免與機(jī)座或其它零部件發(fā)生碰撞，而且?guī)鲃?dòng) 靠摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，一般運(yùn)用于高速傳動(dòng) ， 傳動(dòng) 效率低。而在本設(shè)計(jì)中，電機(jī)轉(zhuǎn)速不高，且要求精確的計(jì)算軸的角速度，因此不適合運(yùn)用買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 18 - 帶傳動(dòng)。 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，其制造和安裝精度要求較低；鏈傳動(dòng)的受 力情況較好，承載能力較大；有一定的緩沖和減振性能；中心距較大而結(jié)構(gòu)輕便。 與摩擦型帶傳動(dòng)相比，具有平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率稍高；鏈條對(duì)軸的拉力較??；同樣使用條件下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊。一般只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的順勢(shì)傳動(dòng)比。但當(dāng)其磨損后，易發(fā)生跳齒，工作時(shí)噪聲比較大。它不能保證恒定傳動(dòng)比，故不適宜在高速和運(yùn)動(dòng)精度要求高以及其他采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。因此，在可能有其它的傳動(dòng)形式下盡可能也不用鏈傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) :能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定 ,平穩(wěn)性較高 ,傳遞運(yùn) 動(dòng)準(zhǔn)確可靠 ;傳遞的功率和速度范圍較大 ;結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠 ,可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比 ;傳動(dòng)效率高 ,使用壽命長(zhǎng) ;齒輪的制造、安裝要求較高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率最高，其瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，速度（指節(jié)圓圓周速度）和傳遞功率的范圍大，可用于高速、中速和低速的傳動(dòng)；功率可以從 100000動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊，使用于近距離傳動(dòng)等。 綜合以上傳動(dòng)類型的分析，從緊湊、高速、大功率傳動(dòng)等方面考慮，優(yōu)選齒輪傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 由選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào) 6 的相關(guān)數(shù)據(jù)知：輸入功率 小齒輪轉(zhuǎn)速60r/ 齒數(shù)比 u=電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 15年（每年工作 300天，一天大約 4個(gè)小時(shí)），工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變 4。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 19 - 解 料 、熱處理方法、精度等級(jí) 1） 按上面所述，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。 2）回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ 。 3）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10擇小錐齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為86；大錐齒輪材料為 35質(zhì)）， 69,二者材料硬度差為 40 4)按齒面接觸疲勞簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)主要參數(shù)由式 (4 3 221 ) u=i= = =50=495 入公式 : 3 2 1( 2 9 80 0*d=選 d=70 齒形角： =20 分錐角 :6119211 a = 2 齒數(shù)： 按參考文獻(xiàn)材料成形學(xué)，不產(chǎn)生切根的最少齒數(shù) (=文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 20 - 取 0，則 Z2=u*2=70 模數(shù)： 按1221 m =標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=度圓直徑 : 齒輪中點(diǎn)分度圓直徑 : 11 m 82 4 5)22 m 外錐矩 :R= 3 6 11 b= 2 1 0 取 b=36 齒頂高 : ( o o o 5c o a rc rc 頂角 : a rc rc 錐角 : 根錐角 : 分度圓弧齒厚 : 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 21 - 實(shí)際齒寬系數(shù) : 4 面重合度 : 3 6 )()( 211 =寬中點(diǎn)速度 : 100060 )1 m = 1( 外錐高 i i 121 分度圓弦齒厚 : 1(21221 4 9 36 9 1(22222 分度圓弦齒高 : 11211 當(dāng)量齒數(shù) : s 20co zz s 70co zz m 確校核齒面疲勞強(qiáng)度 式 (4 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 22 - 其中 7 0 02 0 0 011 7)1 . 0 3k 9) 5).1 v 表表表 kk a 9 . 8 5 3(1 圖 3 )(1 未進(jìn)行修緣代入公式得 : 6 5 8 . 9 83 . 25 4 . 8 633 13 . 21 9 7 5 . 911 . 2 41 . 0 31 . 51 . 1 810 . 8 72 . 51 8 9 . 8 2H 2. 許用應(yīng)力由式 (3 )21(500 )23按無(wú)限壽命圖25) L V R 圖 26) X 圖 大小齒輪均為硬齒面 1Z W 9)m 代入公式得 : 3 6 . 4 M 1 110 . 9 811500 21 滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件 確校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 23 - 齒根 彎曲疲勞應(yīng)力由式 (4. 其中 , 31)11 圖 )2F 圖 20) 圖 前面已查 : 7)1 . 0 3k 9) 5).1 v 表表表 kk a 1 0 ) 圖 代入公式得 : M P M P 由式 (3 m e 其中 2 8 ) 2 0M P )10 29) 1Y N 表圖 R r e e 9) 2Y 30) m i 圖 代入公式得 : 2 M 2 5 2111320 121 122 11 22 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件 圖 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及經(jīng)濟(jì)等因素有關(guān)。進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合地考慮上數(shù)各方面的因素。通常是先按買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 24 - 齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后在根據(jù)推薦用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。0102030405060708090第一季度 第三季度東部西部北部對(duì)錐齒輪，設(shè)齒根圓到鍵槽底部的距離 一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3%,兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 7%。對(duì)于直徑 d 100一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 5%7%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 10%15%。現(xiàn)在，方案開有 2個(gè)鍵槽。所以 115%=63以，取 - 這軸段為支撐旋轉(zhuǎn)臺(tái)，厚度和半徑當(dāng)然是越大越好，現(xiàn)在臨時(shí)取為d=65mm l=97 軸的零件圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 29 - 328338 97 68 50 00 555?70?10 22+的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 30 - 圖 4 7箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要結(jié)構(gòu)尺寸 名 稱 符號(hào) 錐齒輪減速器箱體的主要尺寸 箱座壁厚 在這里考慮到大載荷的情況，直徑為小、大錐齒輪的平均、并且：直徑為小、大錐齒輪的大端、其中：或箱蓋壁厚 1 0,21 箱底座外伸凸緣厚度 1b 35,b 故，取并且考慮到載荷大的緣 地 腳螺釘直徑 1取依計(jì)算及考慮安全 地腳螺釘數(shù)目 1n 641300200 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d f 蓋與箱體聯(lián)接螺栓直徑 2d f 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 31 - 聯(lián)接螺栓 2d 的數(shù)目 2n 6,422這里取能過滿足要求，所不得不考慮其強(qiáng)度是否荷的固定，因?yàn)閷?duì)這些大件、大載 軸承端蓋螺釘直徑 3d 軸承端蓋外徑 2D 軸承外徑 582 箱蓋、箱座肋厚 21 ; 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 箱體零件圖如下： 3 2 8 0 . 2? 292? 27225201195023159193961 2 5 0 . 1? 113? 1 1 0 04 M B? 1 3 6 0 . 5? 282? 3 6 2 0 . 3? 412006 8 0 . 1圖 4 8箱體零件圖 杯的設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 32 - 為滿足圓錐齒輪傳動(dòng)的嚙合精度要求 ,裝配時(shí)需要調(diào)整兩個(gè)圓錐齒輪的軸向位置 利用套杯凸緣與箱體軸承座端面之間的墊片來調(diào)整小圓錐齒輪的軸向距離 ,同時(shí) ,采用套杯結(jié)構(gòu)也便于設(shè)置用來固定軸承的凸肩 (套杯加工方便 ),并可使小圓錐齒輪軸系部件成為一個(gè)獨(dú)立的裝配單元 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo) P 表 F： 材料為 4杯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 12D0=d+2 軸承安裝尺寸確定； 它尺寸由結(jié)構(gòu)確定 。 承蓋的設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 33 - 大小軸承蓋都設(shè)計(jì)為透蓋 ,由機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo) ：材料為 4； + e= e； 10 15）；0-（ 2 4）； 它尺寸由密封件尺寸確定。具體尺寸 見 零件圖： 圖 4 11 軸承蓋零件圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 40133