【正文】 ，故取 LFG=44(mm)。 2） 初步選擇 滾動(dòng)軸承。 3） 因?yàn)檩S段 GH 采用的是圓螺母進(jìn)行軸向定位，所以可以根據(jù) dHI=46(mm)，dFG=56(mm)，以及手冊(cè)中圓螺母的 型號(hào)可以選定軸段 GH 的直徑 dGH=50(mm)，選擇圓螺母的型號(hào)為 M60，則根據(jù)圓螺母的相關(guān)參數(shù)可以初步設(shè)定 LGH=31(mm)。根據(jù) dAB=dKL=30(mm)，由參考文獻(xiàn) [5]中查表 41 查得平鍵截面尺寸 78???hb ，同樣的根據(jù) dFG=56(mm)，可以查得平鍵截面尺寸 1016???hb [4]。 根據(jù) 前面設(shè)計(jì)的鏈輪，可以確定軸段 AB、 KL的直徑 dAB=dKL=35(mm)，鏈輪輪轂的寬 B=44(mm)， 為了使軸端擋圈的端面更可靠的壓緊齒輪，則此軸應(yīng)該略短于輪轂的寬度，故取 LAB= LKL=40(mm)，鏈輪右端采用軸肩定位，軸肩高度 h，故取 h=6(mm)，則下一段軸處的直徑 dBC= dJK=41(mm)。連個(gè)軸承的一段都采用軸肩定位，查手冊(cè)可以得到軸肩的高度 h=7(mm)，則 dDE=dHI=52(mm)[8]。 （ 3） 軸上零件的周向定位 鏈輪、齒輪與軸的連接是均采用平鍵連接的。 （ 2） 傳感器的組成 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 通常由敏 感元件、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換元件三部分組成了傳感器 ，有時(shí)候還需要添加輔助電源 [10][11]，如圖 所示： 圖 傳感器結(jié)構(gòu) 測(cè)力傳感器及位移傳感器的選用 1） 測(cè)力傳感器 根據(jù)此次包裝紙箱壓力變形試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)要求，決定采用 壓力傳感器中的一種 —— 稱(chēng)重傳感器，它是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的 電信號(hào)并輸出裝置，具有測(cè)量范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、頻率響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn) [10][11]。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)機(jī)器的主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核是非常有必要的。齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為： ? ?FSaFatSaFF σbm YYKFYσσ ??? 0 () 根據(jù)前面所設(shè)計(jì)的直齒圓柱齒輪，可以查到公式 ()中所有的相關(guān)的數(shù)據(jù)。 （ 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式如下所示： ? ?HEHtH σZZuubdKFσ ?????? 11 () 同樣根據(jù)前面所設(shè)計(jì)的直齒圓柱齒輪，可以查到公式 ()中所有的相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)得： [σF]1=(MPa)， [σF]2=(MPa)， YSa1=， YSa2=， YFa1=，YFa2=， ΦR=1/3， m=4(mm)， b=41(mm)， K=，而圓周力 Ft 可以用下面公式計(jì)算： 112mt dTF? () 式中小錐齒輪傳遞的扭矩 T1=32600()。 軸 的校核 軸是組成機(jī)器的主要零件之一 。其計(jì)算步驟如下： （ 1） 軸所受的載荷軸上零件 傳來(lái)的。根據(jù)軸 1 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示 [15]： （ 2） 按彎扭組合進(jìn)行校核軸徑。支點(diǎn)反力為： 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 ? ? )(914543 240782 21 11 NLL dFFF arV ???????? (49) )( 0 9 92 NFFF VrV ????? 圓柱齒輪中心處截面左側(cè)的彎矩為： )(4 9 4 1 354391111 mmNLFM VV ????? () )( 9 0 2 45 4 0 8222 mmNLFM VV ????? 4）合成做彎矩圖，如圖 ()所示。因此： ? ? )( 56 1 32 60 88 76 22 M P aσ ca ???? 故此次設(shè)計(jì)的軸是安全的 [4][13]。 （ 1）求兩軸承受到的徑向載荷 Fr1和 Fr2。則 )( 7 9 NFFF daea ????? () )( 9822 NFF da ?? () （ 3）求軸承當(dāng)量載荷 P1和 P2。63616 )(1059 106010 hεh LhPCnL ???????????????????? 所以本次設(shè)計(jì)中所選軸承滿(mǎn)足壽命要求 [4]。 本設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)： （ 1） 使用的交流伺服電動(dòng)機(jī)，可以對(duì)速度進(jìn)行精確地控制，并且轉(zhuǎn)速可以從靜止調(diào)整到 任何數(shù)值，而且相應(yīng)很快。 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2020 [10] 熊詩(shī)波 , 黃長(zhǎng)藝 . 機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 , [11] 梁森 , 王侃夫 , 黃航美 . 自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 , [12] 李長(zhǎng)本 , 邵東波 . 機(jī)械 設(shè)計(jì) [M]. 清華大學(xué)出版社 , [13] 劉俊 . 多功能包裝壓力試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì) [J]. 陜西科技大學(xué) , [14] 秦憶 . 現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng) [M]. 武漢 : 華中理工大學(xué)出版社 , 1995 [15] 劉鴻文 . 材料力學(xué) [M]. 高等教育出版社 , [16] Jozsef ,Balazs Vargha,Istvan Frequency Domain System Indentificatin Based on a Virtual Instrument[J]. Instrumentation and measurement, 2020,49（ 6） :1260~1263 [17] Alfonso Carkisena, Carlos Macua, Miroslav Zivanovic. Instrument for the Measurement of the Instantaneous Frequency[J]. Instrumentation and measurement, 2020,49（ 4） :783~789 。 由于作者水平有限以及對(duì)掌握的知識(shí)不全面，所以論文中肯定會(huì)有不妥之處，甚至錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正，不勝感覺(jué)。 （ 2） 測(cè)試部分的選擇。應(yīng)為軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中有輕微沖擊載荷，按表 ，可以查得載荷系數(shù) fp=，取 fp=。由力分析可知： )( 25211 NdFFF aerevr ?? ????? ???? () 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 )( NFFF vrrevr ????? () )( NFF teHr ?????? () )( 7 7 4 312 NFFF HrteHr ????? () )( 2221211 NFFF Hrvrr ????? () )( 2222222 NFFF Hrvrr ????? () 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 軸承受力分析圖 （ 2）求兩軸承的軸向力 Fa1和 Fa2。 查滾動(dòng)軸承的樣本可以知道角接觸球軸承 7308AC 的基本額定動(dòng)載荷C=40200(N)，基本額定靜載荷 C0=32300(N)。 通過(guò)彎矩、扭矩圖可以看出按有直齒圓柱齒輪中心截面處是整個(gè)軸的危險(xiǎn)截面。 2）作水平面內(nèi)的彎矩圖， 如圖 ()所示。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。 （ 2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式如下所示： ? ? ? ?HRREH σudφφ KTZσ ??? () 同樣根據(jù)前面所設(shè)計(jì)的直齒錐齒輪，可以查到公式 ()中所有的相關(guān)的數(shù)據(jù)。 直齒錐齒輪的校核 （ 1） 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 同直齒圓柱齒輪一樣，直齒錐齒輪的輪齒在受載時(shí)，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強(qiáng)度 最弱。而圓周力 Ft 可以用下面公式計(jì)算： 112dTFt ? () 式中小齒輪傳遞的扭矩 T1=13040()。因此齒輪的強(qiáng)度校核是真?zhèn)€設(shè)計(jì)過(guò)程中是非常重要的，目前設(shè)計(jì)一般使用的齒輪傳動(dòng)時(shí)，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 4 主要 零部件的校核 在零件的設(shè)計(jì)中 ，強(qiáng)度準(zhǔn)則是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 測(cè)量 元件的選用 本 文設(shè)計(jì)的 包裝紙箱壓力變形試驗(yàn)機(jī)在下壓板的下面設(shè)置了力傳感器和位移傳感器，在試驗(yàn)過(guò)程中能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出上壓板施加的壓力以及包裝紙箱發(fā)生變形的數(shù)值。 4） 根據(jù)方案簡(jiǎn)圖以及整體的布局來(lái)確定軸段 BC、 DE、 HI、 JK 的長(zhǎng)度，初步設(shè)定 LBC= LJK=210(mm)， LDE=LHI=280(mm)[8]。因?yàn)檩S承同時(shí)承受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度 h，故取 h=10(mm),則軸環(huán)處的直徑 dEF=70(mm)。 5） 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定 )。參照工作要求并根據(jù) dBC= dJK=36(mm)，可以選擇角接觸球軸承的型號(hào)為 7308AC，其尺寸為 239040 ????? BDd [8]，故 dCD=dIJ=40(mm)，而 LCD= LIJ=23(mm)。軸環(huán)寬度 b，則可以取 LEF=20(mm)。根據(jù) dGH=28(mm)，由參考文獻(xiàn) [5]中查表 41 查得平鍵截面尺寸 78???hb ，再根據(jù) LGH=50(mm)，可以選擇平鍵的長(zhǎng)度為 L2=40(mm)。因?yàn)檩S承的寬B=17(mm) ，則軸承套 的寬可以 定位 24(mm) ，根據(jù)軸 段 AB、 EF 的直徑dEF=dAB=35(mm)，可以確定軸承套的長(zhǎng)度為 L1=120(mm)。參照工作要求并根據(jù) dFG=32(mm)，可以選擇深溝球軸承的型 號(hào)為 6207，其尺寸主要為 177235 ????? BDd [8]，故 dEF=dAB=35(mm)；而 LEF=17(mm)，而 LAB的長(zhǎng)度要比軸承稍微小點(diǎn)，所以可以取 AB 軸段的長(zhǎng)度 LAB=15（ mm）。 1） 通過(guò)總體方案中為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的要求， GH 軸段 右端需要制出以軸肩，濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 因此 FG 軸短直徑應(yīng)該比 GH 軸段大，通過(guò)前面選定的減速器伸出軸的軸徑可以確定GH 軸段的軸徑 dGH=28(mm)；則可以選定 FG軸段的直徑 dFG=32(mm)。 由以上的數(shù)據(jù)可以確定總傳動(dòng)比為 i=30/=1000。合理的傳動(dòng)方案除了能夠滿(mǎn)足工作裝置的功能外，還要求裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造簡(jiǎn)便、成本低廉、傳動(dòng)效率較高、使用維護(hù)方便等 [4][9]。 鏈輪齒寬用下面的公式計(jì)算，對(duì)于雙排鏈 11 bbf ? () 通過(guò)查表 可得 b1=，則鏈輪的齒寬 bf1=(mm)[4]。查表 [4]，可得鏈的節(jié)距為 p=。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程考慮到 鏈的承載能力，所以設(shè)計(jì)時(shí)選用的是雙排鏈，進(jìn)而鏈輪相應(yīng)的選用的是雙排鏈輪。 通過(guò)一系列的計(jì)算最后得到了錐齒輪的模數(shù) m=3(mm)，小錐齒輪的齒數(shù) z1=20，大錐齒輪的齒數(shù) z2=80。選擇小齒輪的材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度相差為 40HBS。 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑，代入公式 () )(4822411 mmmzd ???? 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 )(2 4 021 2 022 mmmzd ???? （ 2） 計(jì)算齒寬 )(484811 mmdφb d ???? () 取 B2=48(mm)； B1=53(mm) 因?yàn)樾↓X輪的的齒根圓到鍵槽底部的距離 e2mt（ mt 為端面模數(shù)），所以可以把小齒輪做成齒輪軸。 6） 查取齒形系數(shù) 由表