機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文繞線機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　繞線機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)</b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b

3、></p><p>　　目前，發(fā)達(dá)的國(guó)家所生產(chǎn)的繞線機(jī)已基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化，其中日本、美國(guó)、意大利、德國(guó)所生產(chǎn)的繞線機(jī)最為突出，他們的繞線機(jī)主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)到達(dá)40000r/min;高速繞線機(jī)例如日本的日特公司所生產(chǎn)的132AR多工位的自動(dòng)繞線機(jī)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r/min，繞制精度和可靠性都處在世界領(lǐng)先水平。中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，繞線機(jī)的產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，在國(guó)際上也是取得了一定的地位，繞線機(jī)行業(yè)會(huì)隨著

4、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的需要，不斷的繼續(xù)發(fā)展壯大。</p><p>　　而本課題研究設(shè)計(jì)一種能實(shí)現(xiàn)配合注塑機(jī)出線的繞線機(jī)。該系統(tǒng)主要由電機(jī)架、電機(jī)、電器、卷繞成型、線圈架、等部分組成，完成對(duì)管筒的切斷與接入。可利用步進(jìn)電機(jī)變細(xì)分驅(qū)動(dòng)排線機(jī)構(gòu)、主軸電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)繞頭，以單片機(jī)作為控制微機(jī)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)繞線機(jī) [4]。繞線機(jī)通過(guò)組合傳動(dòng)將塑料線條纏繞在卷筒上，纏繞后的線不僅不滑落、不松動(dòng)，而且在塑料線條脫離卷筒時(shí)阻力小， 容易脫

5、離卷筒，便于操作。塑料線在纏繞線軸過(guò)程中有三種運(yùn)動(dòng)形式: 一是線在卷筒上的圓周運(yùn)動(dòng);二是線在卷筒上的往復(fù)擺動(dòng); 三是線在卷筒上每繞一周，向前平移一個(gè)線寬度。通過(guò)這三種運(yùn)動(dòng)的相互配合， 線就一層壓著一層， 使得最終纏繞后的塑料線不易滑落和松動(dòng)。使用線時(shí)， 線則是一層一層脫離卷筒， 達(dá)到了減小阻力的目的。本文設(shè)計(jì)的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三相異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，電機(jī)帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)有通過(guò)同步帶帶動(dòng)（軟聯(lián)接方式）和通過(guò)聯(lián)軸器與軸直聯(lián)（直聯(lián)式）兩種方式。

6、本設(shè)計(jì)采用聯(lián)軸器與軸直聯(lián)連結(jié)方式，即硬聯(lián)接方式。排線機(jī)構(gòu)和繞線機(jī)構(gòu)與其他的繞線機(jī)大同小異，但是繞線機(jī)的自動(dòng)剪切和接入采用了剪壓線機(jī)構(gòu)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：繞線機(jī)；排線運(yùn)動(dòng)；主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；三相異步電動(dòng)機(jī)；線圈；</p><p>　　THE DESIGN AND DEVELOPMENT OF WINDING MACHINE </p><p><b>　　

7、ABSTRACT</b></p><p>　　At present, the winding equipment producted in the developed countries has mainly reached the aim that it has become automated ,intelligent , especially the winding equipments mad

8、e in Japan , Italy , the United States and Germany , the rotating speed of the winding machine spindle has reached 4000r/min ; The typical high-speed winding machine such as the 132AR several working position automatic w

9、inding machine made in Date Machine Company of Japan , has a maximum speed of 20000r/min , its windin</p><p>　　. Winding Machine are specially for winding variety of coils , the coils are used in a wide fiel

10、ds , such as in civilian (toys , cell phone , TV and so on ), more in industry (on a variety of machine tools ), and up more in military , medical , therefore they are essential machines .Among the variety of using wingd

11、ing machines, there the first is Hand-Wound , and also mechanical automatic winding and mechatronicas control forms’ ones. Especially from recent years , as the manufacturing standards</p><p>　　In this paper

12、 , the designed SKR-3DL Winding Machine , is a fully automated product ,the scope of its winding diameter is 0.02-0.35 mm .Because of the urgent time and limited effort , I only designed the mechanical parts of it , incl

13、uding the spindle rotation and cable sports . Spindle rotation , that is , the coil skeleton rotates with the spindle , in order to make the enameled wire cruised on the skeleton ;Cable sports , the enameled wire operate

14、s axially along the skeleton in the way of cont</p><p>　　In this paper , the designed spindle rotation adopt the three-phase asynchronous as the motor driver . There are two ways to make the machine motored

15、the spindle to rotate , including timing belt motoring (soft-link approach) and direct-coupling with the axis through the coupling (direct-coupled) . Use the arc timing belt as the links , that is the soft-link approach

16、. In order to make the linkage of the three working position , it uses timing belt as the links of the three axis too . When windi</p><p>　　KEY WORDS：winding machine ; cable sports ; spindle rotation ; three

17、-phase asynchronous motor ; coil ;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言I</b></p><p>　　第一章 繞線機(jī)的總體布局設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1繞線機(jī)的基本構(gòu)造1</p><

18、p>　　1.2繞線機(jī)的工作原理1</p><p>　　第二章 排線機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1排線機(jī)構(gòu)的選擇2</p><p>　　2.2張力器的選擇3</p><p>　　2.3電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器的選擇4</p><p>　　2.4 滾珠絲杠副的選擇5</p><p>

19、;　　2.4.1計(jì)算導(dǎo)程5</p><p>　　2.4.2確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷6</p><p>　　2.4.3預(yù)期額定動(dòng)載荷6</p><p>　　2.4.4確定允許的最小螺紋底徑7</p><p>　　2.4.5確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào)8</p><p>　　第三章 繞線部分的設(shè)計(jì)9</p>

20、;<p>　　3.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　3.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算22</p><p>　　3.2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的材料選擇22</p><p>　　3.2.2Ⅰ軸的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.2.3Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算25</p><p>　　3.2.4Ⅲ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算28&

21、lt;/p><p>　　3.2.5 Ⅳ，Ⅴ，VII，VIII軸的設(shè)計(jì)計(jì)算29</p><p>　　3.2.6 Ⅵ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算30</p><p>　　3.2.7 Ⅸ，Ⅹ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及電機(jī)的選擇30</p><p>　　第四章 鍵的設(shè)計(jì)校核33</p><p>　　4.1Ⅰ軸上的兩個(gè)平鍵33</p>

22、<p>　　4.2.Ⅱ軸上的一個(gè)平鍵。33</p><p>　　第五章軸承的密封與潤(rùn)滑及保養(yǎng)34</p><p>　　5.1軸承的密封與潤(rùn)滑34</p><p>　　5.2機(jī)器的保養(yǎng)及注意事項(xiàng)34</p><p><b>　　結(jié)論35</b></p><p><b>

23、　　【參考文獻(xiàn)】37</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　我國(guó)是繞線機(jī)的生產(chǎn)大國(guó)也是需求大國(guó)，然而在關(guān)鍵技術(shù)上我國(guó)卻始終無(wú)法與國(guó)外的廠家相競(jìng)爭(zhēng)。即使經(jīng)歷了08、09年的經(jīng)濟(jì)衰退，繞線機(jī)產(chǎn)業(yè)在2010年得到了快速發(fā)展，各繞線機(jī)廠家的定單量大幅提升，原本已經(jīng)半倒閉的中小型繞線機(jī)企業(yè)又重新回到了繞線機(jī)制造的大軍中，但是目前國(guó)內(nèi)

24、繞線機(jī)產(chǎn)業(yè)的前景仍非常的嚴(yán)峻，主要來(lái)自于國(guó)外進(jìn)口品牌的壓力及國(guó)內(nèi)低端機(jī)型市場(chǎng)的萎縮，今年繞線機(jī)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)了新的格局，多方的努力拉近了國(guó)產(chǎn)繞線機(jī)與進(jìn)口繞線機(jī)的技術(shù)差距。但是關(guān)鍵技術(shù)還需要我國(guó)技術(shù)人員的努力，依靠自己的力量，解決關(guān)鍵部位技術(shù)難題。</p><p>　　全自動(dòng)繞線機(jī)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的新機(jī)種，為了適應(yīng)高效率、高產(chǎn)量的要求，全自動(dòng)機(jī)種一般都采用多頭聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家大多都是參照了臺(tái)灣等地的進(jìn)

25、口機(jī)型的設(shè)計(jì)，采用可編程控制器作為設(shè)備的控制核心，配合機(jī)械手、氣動(dòng)控制元件和執(zhí)行附件來(lái)完成自動(dòng)排線、自動(dòng)纏腳、自動(dòng)剪線、自動(dòng)裝卸骨架等功能，這種機(jī)型的生產(chǎn)效率極高，大大的降低了對(duì)人工的依賴，一個(gè)操作員工可以同時(shí)照看幾臺(tái)這樣的設(shè)備，生產(chǎn)品質(zhì)比較穩(wěn)定，非常適合產(chǎn)量要求高的加工場(chǎng)合。但是，這種機(jī)型由于集成了數(shù)控、氣動(dòng)、光控許多的新技術(shù)，所以價(jià)格小則幾萬(wàn)元高則十幾萬(wàn)元，價(jià)格也使得許多的用戶望而嘆步，另外由于功能要求決定了該設(shè)備的零部件采用了大量

26、非標(biāo)準(zhǔn)件和定制件，所以一旦出現(xiàn)故障相對(duì)的維修過(guò)程將會(huì)很復(fù)雜，周期也會(huì)比較長(zhǎng)。這次我所設(shè)計(jì)的繞線機(jī)在成本上可以減少很多，機(jī)器結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。由于時(shí)間緊迫，以及能力的局限，不足之處請(qǐng)多加指導(dǎo)。</p><p>　　第一章 繞線機(jī)的總體布局設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著社會(huì)科技的發(fā)展，繞線機(jī)也快速的發(fā)展，本文所設(shè)計(jì)的繞線機(jī)為線頭自動(dòng)剪切和自動(dòng)接入的繞線機(jī)，其中可以有六根工作軸，整個(gè)工作過(guò)程中，電

27、機(jī)無(wú)需停機(jī)。此次設(shè)計(jì)的繞線機(jī)是采用立式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.1繞線機(jī)的基本構(gòu)造</p><p>　　基本構(gòu)造主要是兩個(gè)方面：排線進(jìn)給機(jī)構(gòu)和繞線機(jī)構(gòu)。排線進(jìn)給機(jī)構(gòu)主要是由步進(jìn)電機(jī)，絲杠，導(dǎo)向桿，導(dǎo)向板等組成。繞線機(jī)構(gòu)主要是由主軸電機(jī)，主軸，齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)組成。兩個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)同工作，完成排線繞線工作。</p><p>　　1.2繞線機(jī)的工作原理</p>

28、<p>　　繞線機(jī)是以馬達(dá)帶動(dòng)換向中間輪再帶動(dòng)在轉(zhuǎn)軸上的小輪，手轉(zhuǎn)大輪一圈軸可多轉(zhuǎn)幾圈，帶計(jì)數(shù)器的軸上固定線框，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)圈數(shù)感應(yīng)器顯示圈數(shù)，這樣就知道繞線的圈數(shù)，如果繞大線圈可把手柄套在轉(zhuǎn)軸上手柄轉(zhuǎn)一圈繞一圈可省力。自動(dòng)繞線機(jī)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定圈數(shù)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。老式計(jì)數(shù)器利用蝸輪蝸桿原理，軸上蝸桿轉(zhuǎn)一圈，蝸輪走一牙，一百牙的蝸輪上也有蝸桿再帶動(dòng)另一個(gè)一百牙蝸輪，這樣可以計(jì)數(shù)到一萬(wàn)圈。新式的是用的數(shù)控的。本設(shè)計(jì)中采用新式數(shù)控計(jì)

29、數(shù)器。</p><p>　　如圖1.1所示，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)繞線機(jī)構(gòu)中的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)另外一根主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將所需繞制的塑料線圈骨架套在按所需的線段的長(zhǎng)度將線先繞于梭子上，轉(zhuǎn)動(dòng)梭子和骨架就可以把線繞于骨架上。線圈骨架繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，排線機(jī)構(gòu)帶著塑料線條按特定速度沿絲杠軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，塑料線條將沿著線圈骨架進(jìn)行規(guī)則纏繞。順序排線利用繞線主軸與排線軸的同步運(yùn)動(dòng)技術(shù)，使每繞一圈，排線機(jī)構(gòu)步進(jìn)一個(gè)線徑的距離，每匝線都

30、能緊密排繞。</p><p>　　圖1.1繞線機(jī)原理圖</p><p>　　第二章 排線機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1排線機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　排線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從整體方案看，有兩種傳動(dòng)形式：第一種形式為直聯(lián)式，即步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠經(jīng)剛性聯(lián)軸器直接連接起來(lái)；第二種方式為軟聯(lián)接方式，即步進(jìn)電機(jī)輸出軸經(jīng)過(guò)齒型帶與滾珠絲杠相連接。軟聯(lián)

31、接可消除部分步進(jìn)電機(jī)低速顫振繞線精度產(chǎn)生的影響，所以，多頭的大型繞線機(jī)的排線機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)的聯(lián)接多采用這種方法。而小型繞線機(jī)由于其尺寸小原因，要求的生產(chǎn)成本低，大多采用第一種方式的直聯(lián)式的傳動(dòng)形式。</p><p>　　排線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了解決滾珠絲杠支承與導(dǎo)絲杠導(dǎo)向兩個(gè)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)上，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求選擇不同支承形式，有的設(shè)計(jì)針對(duì)絲杠采用游動(dòng)式的支承，即絲杠兩端不加支承。把電機(jī)固定在箱體上，電機(jī)軸和絲杠軸采

32、用剛性聯(lián)軸器連接，同時(shí)導(dǎo)絲杠經(jīng)套筒和螺母相連，螺母防轉(zhuǎn)與導(dǎo)向可以由在箱體上的長(zhǎng)條槽孔或者細(xì)軸來(lái)完成。由于絲杠伸用端無(wú)支承，螺母和絲杠之間的傳動(dòng)間隙可能會(huì)造成導(dǎo)絲杠的擺動(dòng)，例如，采用細(xì)長(zhǎng)軸作為螺母的導(dǎo)向件，這樣可以降低導(dǎo)絲杠的擺動(dòng)，滿足使用要求，而采用這種支承方法，電機(jī)的軸向竄動(dòng)會(huì)對(duì)導(dǎo)絲杠的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性產(chǎn)生影響，尤其是電機(jī)換向，其軸向竄動(dòng)會(huì)使所纏線圈的表面的平整性降低，對(duì)排線層面要求平整的線圈，這種滾動(dòng)絲杠支承方法滿足不了要求。為了滿足排線

33、層面平整的要求，可對(duì)滾動(dòng)絲杠軸的支承采用圖2.1所示的方法。電機(jī)固定在箱體上，絲杠軸采用球軸承支承，并在軸端加壓緊片調(diào)整軸承的間隙，螺母與連接片固接，連接片經(jīng)導(dǎo)套與導(dǎo)向桿連接，導(dǎo)向桿固定安裝在箱體板上，導(dǎo)絲杠和連接片連接，并固定于連接片上。電機(jī)和絲杠軸剛性聯(lián)軸器連接，由電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)直接帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母沿軸向移動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)絲杠運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排線要求。設(shè)計(jì)中所使用的導(dǎo)向桿</p><p>　　排線桿原點(diǎn)信號(hào)由擋光片觸發(fā)是步

34、進(jìn)電動(dòng)機(jī)排線的坐標(biāo)原點(diǎn) ，每繞完一個(gè)線圈 ，都要回到原點(diǎn)對(duì)零 ，以消除由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)丟步或絲杠反向間隙造成的積累誤差。主軸原點(diǎn)信號(hào)用于主軸的正確定位 ，保證每次都從某一位置開(kāi)始繞線或每次都能停在某一固定位置 ，也由擋光片來(lái)觸發(fā)。主軸計(jì)數(shù)傳感器主要是用來(lái)對(duì)線圈匝數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù) ，分辨率為1 圈。步進(jìn)減速機(jī)通過(guò)絲杠導(dǎo)軌帶動(dòng)塑料線條移動(dòng)一個(gè)線徑的距離；排滿一層后，繞線線圈每旋轉(zhuǎn) 1 周，排線架和塑料線條就移動(dòng)一個(gè)線徑的距離，繞完一圈后，排線架和塑

35、料線條就返回繞制。從而實(shí)現(xiàn)第 2層精密排線 如此循環(huán)，也能實(shí)現(xiàn)多層排線。</p><p>　　1步進(jìn)減速機(jī)2套筒聯(lián)軸器3滾珠絲杠4滾珠螺母5導(dǎo)向桿6導(dǎo)向板 7排線板</p><p><b>　　圖2.1排線機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2.2張力器的選擇</b></p><p>　　目前

36、張力控制器的劃分以性能的優(yōu)勢(shì)從高到低排列大致可分為伺服式張力器、電子式張力器、磁力、磁性張力器、機(jī)械式張力器。</p><p><b>　　1、伺服張力器</b></p><p>　　工作原理是通過(guò)張力臂的角位移傳感器將角度轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，張力切換響應(yīng)迅速，輸出張力穩(wěn)定，幾乎無(wú)波動(dòng)，適應(yīng)于高精端產(chǎn)品的制造生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)是由傳統(tǒng)的被動(dòng)送線方式改變成主動(dòng)

37、送線方式，張力特別穩(wěn)定，最小張力可達(dá)1g，并自帶張力穩(wěn)定系統(tǒng)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)張力穩(wěn)定平衡。缺點(diǎn)是受馬達(dá)特性影響，建議在6m/s線速度以下使用。</p><p><b>　　2、電子式張力器</b></p><p>　　特點(diǎn)是核心張力產(chǎn)生部件采用電磁磁滯制動(dòng)器或性能稍差的磁粉型制動(dòng)器，通過(guò)低壓電流調(diào)節(jié)，張力穩(wěn)定，LED顯示。（磁滯制動(dòng)器由轉(zhuǎn)子和定子磁極兩大部分組成。轉(zhuǎn)子由特

38、殊的磁滯材料制成，定子磁極中有一定的間隙，轉(zhuǎn)子在間隙中轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈通電時(shí)，間隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁滯效應(yīng)。當(dāng)磁滯轉(zhuǎn)子在外力作用下克服磁滯力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生額定的扭矩。扭矩僅與激磁電流大小有關(guān)，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，實(shí)現(xiàn)非接觸的扭矩傳輸。）</p><p><b>　　3、磁力張力器</b></p><p>　　特點(diǎn)是磁力張力器是通過(guò)磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生阻尼，無(wú)機(jī)械摩擦，因此能長(zhǎng)期產(chǎn)生穩(wěn)定

39、張力，且精度能得到有效保證，適合精度要求一般的產(chǎn)品使用，價(jià)格較低廉！經(jīng)濟(jì)型。工作原理是利用非接觸式磁轉(zhuǎn)矩提供扭矩。優(yōu)點(diǎn)是磁力張力器是通過(guò)磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生阻尼，無(wú)機(jī)械摩擦，因此能長(zhǎng)期產(chǎn)生穩(wěn)定張力，且精度能得到有效保證。MTA類還能提供兩段張力，滿足繞線時(shí)纏腳需要。 缺點(diǎn)是由于張力器本身結(jié)構(gòu)限制，在繞線設(shè)定張力時(shí)只能從小張力調(diào)向大張力，如果要把大張力調(diào)成小張力，則必須在停車(chē)狀態(tài)下調(diào)小后再在繞線狀態(tài)下調(diào)向所需張力。</p><p

40、><b>　　4、機(jī)械式張力器</b></p><p>　　特點(diǎn)：通過(guò)機(jī)械摩擦產(chǎn)生阻力，構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但不適用于細(xì)微線徑及品質(zhì)要求較高的產(chǎn)品使用，一般適用于2mm以上的粗線徑使用。工作原理是利用接觸式機(jī)械摩擦提供扭矩。優(yōu)點(diǎn)是張力覆蓋范圍寬廣，能滿足2mm以下粗線的卷繞。缺點(diǎn)是由于存在接觸式機(jī)械摩擦，所以張力持久穩(wěn)定性不夠好，壽命極短，每天要校正。</p><p

41、>　?。簣D2.2張力器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　綜上考慮選擇電子張力器，如圖2.2所示。</p><p>　　特點(diǎn)：1、ET電子張力器通過(guò)勵(lì)磁電流控制內(nèi)部磁滯扭矩，進(jìn)行張力控制，控制精度高，可獲得穩(wěn)定的張力，預(yù)先速度無(wú)關(guān)；2、可實(shí)現(xiàn)張力閉環(huán)控制，自動(dòng)控制精度大±2%；3、具備多種張力設(shè)置功能，可隨輸入信號(hào)的切換使輸出張力迅速改變，達(dá)到智能控制；4、張力值通過(guò)LED動(dòng)態(tài)

42、顯示。</p><p>　　2.3電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　考慮到繞線機(jī)工作所需的功率不大，故選擇額定功率較小的電動(dòng)機(jī)，同時(shí)考慮尺寸大小和價(jià)格因素，選擇產(chǎn)品型號(hào)為PG90，最大輸出轉(zhuǎn)矩為80N.m，軸徑大小10~28mm，同步轉(zhuǎn)速375r/min額定功率為1kw的步進(jìn)減速機(jī)。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩：</b>

43、;</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　選擇聯(lián)軸器要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。</p><p>　　2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。</p><p>　　3) 兩軸相對(duì)唯一的大小和方向。&l

44、t;/p><p>　　4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。</p><p>　　5）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)、和成本。</p><p>　　綜上幾點(diǎn)，選擇平鍵套筒聯(lián)軸器，它不僅拆裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低，具有良好的綜合性能，適用中小功率傳動(dòng)。</p><p>　　聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算： </p><p><b>　?。?-

45、2）</b></p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選，則：</p><p>　　=1.325.64=33.33N.M</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)速小于額度轉(zhuǎn)速的條件， </p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇平鍵套筒聯(lián)軸器，軸直徑d(H7)= 18mm，許用轉(zhuǎn)矩/(N·m)為32，

46、D0=32mm，L=55mm，ｌ=12mm，C=0.5mm，C1=0.5mm，平鍵GB/T1096-2003綜上幾點(diǎn)，選擇平鍵套筒聯(lián)軸器，它不僅拆裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低，具有良好的綜合性能，適用中小功率傳動(dòng)。為總的傳動(dòng)效率，、分別為軸承，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率其值分別為0.98，0.99。</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p><b>

47、　　絲杠軸的轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　滾珠絲杠軸的輸入功率:</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　軸的強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p><

48、;b>　?。?-6）</b></p><p>　　滾珠絲杠副軸的材料選擇45鋼，G=80GPa，取，得：</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　其次由剛度條件計(jì)算得：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p&g

49、t;　　根據(jù)以上計(jì)算軸端直徑為18mm與聯(lián)軸器的孔徑符合。</p><p>　　2.4 滾珠絲杠副的選擇</p><p><b>　　2.4.1計(jì)算導(dǎo)程</b></p><p>　　絲杠導(dǎo)程的選擇一般根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)快速進(jìn)給的最高速度為，伺服電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及電機(jī)與絲杠的傳動(dòng)比i來(lái)確定，基本絲杠導(dǎo)程應(yīng)滿足下式為</p><p>

50、;<b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中： ：滾珠絲杠副的導(dǎo)程mm，</p><p>　?。簼L珠絲杠副最大移動(dòng)速度m/s，</p><p>　?。弘姍C(jī)最高轉(zhuǎn)速r/min，</p><p><b>　　i：傳動(dòng)比。</b></p><p>　　因電機(jī)與絲杠直聯(lián)

51、，i=1，，</p><p>　　代入公式得， 選取標(biāo)準(zhǔn)值取。</p><p>　　2.4.2確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷</p><p>　　因絲杠在工作過(guò)程中只做快速進(jìn)給故當(dāng)量轉(zhuǎn)速。滾動(dòng)軸承同時(shí)承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計(jì)算軸承壽命必須在相同條件下比較，計(jì)算時(shí)，必須把實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動(dòng)載荷的載荷條件相同的當(dāng)量動(dòng)載荷，用P表示：</p>&l

52、t;p>　　=720 （2-10）</p><p>　　式中：最大軸向載荷;</p><p><b>　　最小軸向載荷。</b></p><p>　　2.4.3預(yù)期額定動(dòng)載荷</p><p>　?。?） 按預(yù)期工作時(shí)間估算，軸承的基本額定壽命恰好為一百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，稱為軸承

53、的基本額定動(dòng)載荷，用表示：</p><p><b>　　（2-11）</b></p><p>　　式中：——預(yù)期額定動(dòng)載荷 N。</p><p>　　按表9查得：輕微沖擊取 fw=1.3。</p><p>　　按表7查得：1～3取。</p><p>　　按表8查得：可靠性97%取fc=0.44。&

54、lt;/p><p>　　已知：Lh=20000小時(shí)，代入得。</p><p>　?。?）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負(fù)載Fmax計(jì)算：</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　按表10查得：中預(yù)載取 Fe=4.5。</p><p><b>　　代入得</b

55、></p><p>　　取以上兩種結(jié)果的最大值：</p><p>　　2.4.4確定允許的最小螺紋底徑</p><p>　?。?） 估算絲杠允許的最大軸向變形量</p><p>　?、佟埽?/3～1/4）重復(fù)定位精度，</p><p>　?、凇埽?/4～1/5）定位精度，</p><p>

56、　　: 最大軸向變形量µm。</p><p>　　已知：重復(fù)定位精度10µm， 定位精度25µm</p><p><b>　?、?3；</b></p><p><b>　　②=6；</b></p><p>　　取兩種結(jié)果的小值 ： =3µm</p>

57、<p>　　(2）估算最小螺紋底徑</p><p>　　絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式</p><p><b>　　（2-13）</b></p><p>　　式中：——最小螺紋底徑mm。</p><p><b>　　靜摩擦力</b></p><p><

58、;b>　?。?-14）</b></p><p>　　已知：行程為100mm，，，，，代入公式得：</p><p>　　2.4.5確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào)</p><p>　?。?）選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)形式。</p><p>　　（2） 由計(jì)算出的在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào): 2008</p

59、><p>　　公稱直徑d0=20，公稱導(dǎo)程Ph0=8。</p><p>　　第三章 繞線部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3.1繞線部分示意圖</p><p>　　選擇電機(jī)型號(hào)ACH-1180DC，額定功率1800W，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，額定轉(zhuǎn)矩6N.m最大轉(zhuǎn)矩18N.m額定線電流6A，額定線電壓220V.</p><

60、p><b>　　電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　T= （3-1）</p><p>　　軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即。計(jì)算軸Ⅱ，為軸Ⅰ總的傳動(dòng)效率，，分別為軸承，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。對(duì)應(yīng)的值分別為0.98， 0.99，。0.97</p><p><b>　　軸

61、Ⅰ的輸入功率：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p><b>　　軸Ⅰ的輸出功率：</b></p>

62、<p><b>　　輸出轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　軸Ⅱ的輸入功率：為軸Ⅱ總的傳動(dòng)效率，，分別為軸承齒輪的傳動(dòng)效率，對(duì)應(yīng)值為0.98，0.97（輪精度為7級(jí)。</p><p><b>　　輸出功率：</b></p><p><b>　　輸入轉(zhuǎn)矩： </b></p>&l

63、t;p><b>　　輸出轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　軸Ⅲ的輸入功率：</b></p><p><b>　　輸出功率：</b></p><p><b>　　輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　輸出轉(zhuǎn)矩：</b

64、></p><p>　　軸Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ的輸入轉(zhuǎn)矩與功率都相同。</p><p><b>　　輸入功率：</b></p><p><b>　　輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　3.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　選擇圓柱直齒齒輪，取傳動(dòng)比i=5，軸

65、Ⅰ的轉(zhuǎn)速軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　?。保x定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　　1）按照繞線機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　2）繞線機(jī)為一般工作機(jī)器，故選用7級(jí)精度。</p><p>　　3）材料的選擇：查機(jī)械手冊(cè)表選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大

66、齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。二者材料硬度差40HBS。</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪數(shù)。</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9）進(jìn)行計(jì)算，即</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p>

67、<p><b>　　1）選擇載荷系數(shù)。</b></p><p>　　2) 計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　3）由表10-7選取齒寬系數(shù)</p><p>　　4）查表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　5)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433</p><p&g

68、t;　　6）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸強(qiáng)度極限。</p><p>　　7）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　（3-5）</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　8)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)

69、K=0.95，K=0.96</p><p>　　9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得</p><p>　　[]= （3-7）</p><p><b>　?。?-8） </b></p><p><

70、;b>　　許用接觸應(yīng)力:</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　3.計(jì)算</b></p><p>　　1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d，代入[]中較小的值</p><p><b>　?。?-10）</b></p&g

71、t;<p><b>　　2）計(jì)算圓周速度v</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　3）計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　　（3-12）</b></p><p>　　4）計(jì)算齒寬與齒高

72、之比</p><p><b>　　模數(shù)：</b></p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　齒高：</b></p><p><b>　　（3-14）</b></p><p><b>　　

73、（3-15）</b></p><p><b>　　5）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=3.86m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.04，直齒輪K=K=1;由表10-2查得使用系數(shù)K;由表10-4查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，K=1.423</p><p>　　由，K=1.423，查圖10-1

74、3得K=1.35故載荷系數(shù)</p><p>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式10-10a得</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　7）計(jì)算模數(shù)m</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p>

75、;<p>　　4.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式10-5的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限</p><p>　　2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，</p&

76、gt;<p>　　3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)</b>

77、;</p><p><b>　　5）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查得 ;</p><p>　　6）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得 ;</p><p><b>　　7)計(jì)算大小齒輪的</b></p><p&

78、gt;<b>　　（3-21）</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　?。?-23）</b&g

79、t;</p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5mm接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)：</p><p><b>　　（3-24）</b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)Z=195=95</p><p>　　設(shè)計(jì)所得齒輪傳動(dòng)既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p&

80、gt;<b>　　5. 幾何計(jì)算</b></p><p>　?。?） 計(jì)算中心距：</p><p><b>　　（3-25）</b></p><p><b>　　取中心距為86mm</b></p><p>　　3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑</p><p>

81、;<b>　　（3-26）</b></p><p><b>　?。?-27） </b></p><p><b>　　4）計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　取B=28.5mm，</p>

82、<p>　　選擇圓柱直齒齒輪，取傳動(dòng)比i=4，軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　１．選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　　1）按照繞線機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　2）繞線機(jī)為一般工作機(jī)器，故選用7級(jí)精度。</p><p>　　3）材料的選擇： 查機(jī)械手

83、冊(cè)表選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。二者材料硬度差40HBS。</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)17，大齒輪數(shù)</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9）進(jìn)行計(jì)算，即</p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b&

84、gt;　　1）選擇載荷系數(shù)。</b></p><p>　　2) 計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　3）由表10-7選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　4）查表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　5)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433。</p><p>　　6）由圖10-21d

85、按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸強(qiáng)度極限。</p><p>　　7）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　?。?-29）</b></p><p><b>　　(3-30)</b></p><p>　　8)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.95，K=0.9

86、6。</p><p>　　9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得</p><p>　　[]= （3-31）</p><p><b>　　（3-32） </b></p><p><b>　　許用

87、接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　　（3-33）</b></p><p><b>　　3.計(jì)算</b></p><p>　?。?）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d，代入[]中較小的值</p><p><b>　　（3-34）</b></p><p

88、><b>　　2）計(jì)算圓周速度v</b></p><p><b>　　（3-35）</b></p><p><b>　　3）計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　?。?-36）</b></p><p>　　4）計(jì)算齒寬與齒高之比</p&

89、gt;<p><b>　　模數(shù):</b></p><p><b>　?。?-37）</b></p><p><b>　　齒高：</b></p><p><b>　?。?-38）</b></p><p><b>　　(3-39)<

90、;/b></p><p><b>　　5）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=1.55m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.04，直齒輪K=K=1;由表10-2查得使用系數(shù)K;由表10-4查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，K=1.423</p><p>　　由，K=1.423,查圖10-13得K=1.35故

91、載荷系數(shù)</p><p>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式10-10a得</p><p><b>　?。?-40）</b></p><p><b>　　7）計(jì)算模數(shù)m</b></p><p><b>　?。?-41）</b></p><p&

92、gt;　　4.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式10-5的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><b>　?。?-42）</b></p><p>　　1)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限</p><p>　　2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，</p><p

93、>　　3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得</p><p><b>　?。?-43）</b></p><p><b>　　（3-44）</b></p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p>

94、<p><b>　　5）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查得 ;</p><p>　　6）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得 ;</p><p><b>　　7)計(jì)算大小齒輪的</b></p><p><b>

95、;　?。?-45）</b></p><p><b>　?。?-46）</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　（3-47）</b></p>

96、<p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)</p><p><b>　?。?-48）</b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)Z=174=68</p><p>　　設(shè)計(jì)所得齒輪傳動(dòng)既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p><b>　　5

97、. 幾何計(jì)算</b></p><p>　?。?） 計(jì)算中心距：</p><p><b>　?。?-49）</b></p><p>　　取中心距為127.5mm</p><p>　　2）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　(3-50)</b><

98、;/p><p><b>　　(3-51)</b></p><p><b>　　4）計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取B=51mm，</b></p><p>　?、?，Ⅳ，Ⅴ嚙合齒輪選擇：</p><p>　　因?yàn)棰?、Ⅴ上的齒輪相同，故只計(jì)算Ⅳ

99、上齒輪即可。選擇圓柱直齒齒輪，取傳動(dòng)比i=1，軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速軸Ⅳ的轉(zhuǎn)速低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。保x定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。</p><p>　　1）按照繞線機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　2）繞線機(jī)為一般工作機(jī)器，故選用7級(jí)精度。</p><p>　　3）材料的選擇： 查機(jī)械手冊(cè)表選擇

100、小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。二者材料硬度差40HBS。</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)17，大齒輪數(shù)</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9）進(jìn)行計(jì)算，即</p><p>　　3.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　

101、1）選擇載荷系數(shù)。</b></p><p>　　2) 計(jì)算齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩</p><p>　　3）由表10-7選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　4）查表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　5)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433</p><p>　　6）由圖10-21d按齒面硬度查得小

102、齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸強(qiáng)度極限。</p><p>　　7）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　(3-52)</b></p><p><b>　　(3-53)</b></p><p>　　8)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.95，K=0.96</p&

103、gt;<p>　　9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得</p><p>　　[]= (3-54)</p><p><b>　　(3-55)</b></p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力<

104、;/b></p><p><b>　　(3-56)</b></p><p>　　計(jì)算齒輪分度圓直徑d，代入[]中較小的值</p><p><b>　　(3-57)</b></p><p><b>　　2）計(jì)算圓周速度v</b></p><p>&l

105、t;b>　　（3-58）</b></p><p><b>　　3）計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　?。?-59）</b></p><p>　　4）計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p><b>　　模數(shù):</b></p><p&g

106、t;<b>　?。?-60）</b></p><p><b>　　齒高：</b></p><p><b>　　(3-61)</b></p><p><b>　　(3-62)</b></p><p><b>　　5）計(jì)算載荷系數(shù)</b>

107、</p><p>　　根據(jù)v=0.68m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.04，直齒輪K=K=1;由表10-2查得使用系數(shù)K;由表10-4查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，K=1.423</p><p>　　由，K=1.423查圖10-13得K=1.45故載荷系數(shù)</p><p>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式10-10a得&

108、lt;/p><p><b>　　(3-63）</b></p><p><b>　　7）計(jì)算模數(shù)m</b></p><p><b>　　（3-64）</b></p><p>　　3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式10-5的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為&l

109、t;/p><p>　　1)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限</p><p>　　2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，</p><p>　　3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得</p><p><b>　　（3-65）<

110、/b></p><p><b>　?。?-66）</b></p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　?。?-67）</b></p><p><b>　　5）查取齒形系數(shù)</b></p><p&

111、gt;　　由表10-5查得 ; 。</p><p>　　6）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得 ;</p><p><b>　　7)計(jì)算大小齒輪的</b></p><p><b>　　（3-68）</b></p><p><b>　　（3-69

112、）</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　= （3-70） </p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取標(biāo)準(zhǔn)值m=5mm接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑算出齒輪齒數(shù)</p><p>&l

113、t;b>　　（3-71）</b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)Z=171=17</p><p>　　設(shè)計(jì)所得齒輪傳動(dòng)既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p><b>　　4. 幾何計(jì)算</b></p><p>　?。?） 計(jì)算中心距：</p><p>&

114、lt;b>　?。?-72）</b></p><p><b>　　取中心距為85mm</b></p><p>　　3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　4）計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取B=50mm，</b></p&g

115、t;<p>　　取模數(shù)m相同，齒數(shù)z相同齒輪的分度圓直徑為85mm。</p><p><b>　　3.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的材料選擇</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的

116、制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件的裝配的困難等。</p><p><b>　　軸的工作能力計(jì)算</b></p><p>　　軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算和震動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。因此為防止斷裂或塑性變形，

117、必須計(jì)算軸的強(qiáng)度。而計(jì)算剛度主要是防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力敏感性較低故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼，故軸的材料選用45鋼。</p><p>　　3.2.2Ⅰ軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.輸入功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：</p><p>　　式中：

118、為Ⅰ軸的輸入功率，kW</p><p>　　為Ⅰ軸的輸出轉(zhuǎn)矩。N.m</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p><b>　　（3-73）</b></p><p><b>　?。?-74）</b></p><p>　　式中：為小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm;<

119、;/p><p>　　為小齒輪的節(jié)園直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑，mm；</p><p>　　為嚙合角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，</p><p>　　3．初步確定輸入軸的最小直徑</p><p><b>　　先按右式</b></p><p>　　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

120、查的=112，于是得</p><p><b>　?。?-74）</b></p><p>　　輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，軸上需有個(gè)鍵槽，因而將最小直徑調(diào)整為</p><p><b>　　取</b></p><p>　　為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。

121、</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選，則：=1.35.67 =7.37N.M。</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)速小于額度轉(zhuǎn)速的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為[T]=63000。半聯(lián)軸器的孔徑=12mm，故取=12mm；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度Ｌ＝20mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度</p>&

122、lt;p>　　為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。</p><p><b>　　4.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.1：</p><p>　　圖3.1 I軸示意圖</p><p>　　2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度</p>

123、<p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，取軸承端蓋的總寬度為10mm，根據(jù)軸蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端間的距離l=15mm</p><p>　?、?Ⅲ軸段，右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=13mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=19mm，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Ⅰ-Ⅱ段的長(zhǎng)度比略短一些，現(xiàn)取18mm。</p

124、><p>　?。?）初步選擇滾動(dòng)軸承。軸承同時(shí)承受有徑向和軸向力的作用，故選用深溝球滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)，選擇軸承型號(hào)61802，其尺寸為mm， </p><p>　　（3）齒輪采用套筒定位，套筒長(zhǎng)度L1＝10mm故。取。左端采用軸肩來(lái)定位。故取，根據(jù)齒輪的寬度B＝28.5mm，所以。因?yàn)樾枰S肩固定齒輪，所以，，，， </p><p>　　3）軸上零件

125、的軸向定位</p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)選用平鍵為，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為16mm，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇半聯(lián)軸器輪轂與軸的配合為H7/k6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。同理可得直齒輪處的為，選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/。</p><p>　　4）確定軸上圓角和倒角尺寸

126、</p><p>　　參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。</p><p><b>　　5．求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由手冊(cè)中查得a=7mm，得L1=40mm， L2=20， L3=43mm</p><p>　　根據(jù)力的平衡

127、，力矩的平衡求得：，取。</p><p><b>　　總彎矩：</b></p><p><b>　?。?-75）</b></p><p><b>　　扭矩</b></p><p>　　現(xiàn)將上述計(jì)算結(jié)果的值列于下表</p><p><b>　　表

128、3-1</b></p><p>　　齒輪作用處中心截面是軸的危險(xiǎn)截面。</p><p>　　7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度，根據(jù)下式和上表所算得的數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為</p><p><b>　　（3-76）<

129、/b></p><p><b>　　齒輪面</b></p><p><b>　　（3-77）</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。</p><p>　　3.2.3Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.求作用在