【正文】 的體積。測(cè)量范圍：半徑《200mm；高度：150mm?，F(xiàn)場(chǎng)多用游標(biāo)卡尺進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)量，不能保證測(cè)量精度要求。課題研究?jī)?nèi)容是針對(duì)工廠實(shí)際要求，開發(fā)設(shè)計(jì)專用測(cè)量?jī)x。 造成水泵氣蝕的原因是水泵葉輪輪廓曲線的加工誤差，本課題的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)開式水泵葉片自動(dòng)測(cè)量?jī)x，以減少現(xiàn)場(chǎng)工人的工作量 課題的意義 目前檢測(cè)的主要方法是利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，檢測(cè)成本高，不適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。第一章 課題分析水泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若其過流部分的局部區(qū)域，通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處，抽送液體的絕對(duì)壓力下降到等于或低于當(dāng)時(shí)液溫下相應(yīng)的汽化壓力時(shí)，就會(huì)因汽化產(chǎn)生汽泡。水泵葉輪汽蝕會(huì)改變泵內(nèi)水流狀態(tài)，造成流動(dòng)阻力增加，導(dǎo)致泵的流量、揚(yáng)程和效率降低。葉輪不規(guī)則的形狀給檢測(cè)帶來了難度，特別是 流道狹窄的葉輪，即使使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)也無法將 測(cè)頭伸進(jìn)去。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，設(shè)計(jì)出了一個(gè)專門針對(duì)開式水泵葉片測(cè)量的一起，解決了工廠中水泵葉片難以檢測(cè)，檢測(cè)精度不夠等難題。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練。通過對(duì)開式水泵葉片測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力和零件公差和配合的選擇能力。如果葉 片形狀不準(zhǔn)確，不僅影響性能，而且葉片間形狀 的不一致還可能引起運(yùn)行時(shí)徑向力的不平衡，使 水栗產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞其他零件。汽蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起葉片穿孔,導(dǎo)致葉輪報(bào)廢而被迫更換。為企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。在汽泡破裂時(shí)，細(xì)水滴以高速填充汽泡空穴，發(fā)生互相撞擊而形成強(qiáng)烈的水擊，可達(dá)到10~100MPa，使過流流道的材料受到腐蝕和破壞?，F(xiàn)在沒有專用的水泵開式葉輪輪廓曲線測(cè)量?jī)x。目前檢測(cè)的主要方法是利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，檢測(cè)成本高，不適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。 第二章 機(jī)械方案設(shè)計(jì)分析 具體設(shè)計(jì)要求分析：工作載荷、運(yùn)動(dòng)參數(shù)要求開發(fā)設(shè)計(jì)電動(dòng)式“水泵開式葉輪輪廓曲線測(cè)量?jī)x”。但是，以零件不動(dòng)的方法測(cè)量勢(shì)必會(huì)增加設(shè)計(jì)機(jī)械的復(fù)雜性。2為支架，3為測(cè)量桿，他的前端有探頭。 圖23 夾緊方式1原理：將測(cè)量工件用雙錐固定住 以保證中心線的定位精度。這樣就可以卡緊工件 以保證工件定位在中心上。 圖24 夾緊方式2原理：只用一個(gè)椎體夾緊工件，是工件的下表面與圓臺(tái)緊貼。如果椎體力太大可能夾壞工件。 在此基礎(chǔ)上，用給一個(gè)彈簧夾緊工件，以保證工件的固定。再套上擋片。4）測(cè)量傳感器有一個(gè)杠桿支撐，電動(dòng)機(jī)可以帶動(dòng)整個(gè)探頭水平360度旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)軌上方的框架推回去。 動(dòng)力分析圖32 步進(jìn)電機(jī)為了減小成本和儀器的結(jié)構(gòu)我選用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。 細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生，與電機(jī)無關(guān)。尤其是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約3040% 。液壓被廣泛用于許多導(dǎo)軌系統(tǒng)。有的臥式鏜銑床使用這種技術(shù)補(bǔ)償深孔加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速的下降。其作用與液體介質(zhì)相似，安裝在移動(dòng)元件上的抗摩擦材料應(yīng)設(shè)計(jì)有油槽，滿足移動(dòng)元件和導(dǎo)軌表面之間油潤滑或其它形式潤滑的需要。由于移動(dòng)元件沿著直線導(dǎo)軌的側(cè)邊移動(dòng)，保證移動(dòng)元件與導(dǎo)軌側(cè)面緊密接觸是極為重要的。機(jī)床制造廠已發(fā)明了斜鐵自動(dòng)調(diào)整的專利技術(shù)，它的基本原理是使斜鐵保持固定的彈簧壓力，一旦導(dǎo)軌系統(tǒng)被磨損，斜鐵能自動(dòng)地消除移動(dòng)部件與導(dǎo)軌之間的間隙。 （a）為三角形導(dǎo)軌，它具有較高的導(dǎo)向性，而且該導(dǎo)軌面有了磨損時(shí)會(huì)自動(dòng)下沉補(bǔ)償磨損量，精度保持性也較高，但是它的當(dāng)量摩擦因數(shù)較高，因而承載能力不如矩形導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌的側(cè)良間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償，需設(shè)置間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。楔板的工作原理與斜鐵相似，工作部件的重量作用于支架的頂面。因此，滾動(dòng)導(dǎo)軌在要求微量移動(dòng)和 精確定位的設(shè)備上，獲得日益廣泛的運(yùn)用。常用于運(yùn)動(dòng)件重量、載 荷不大的場(chǎng)合。圖33 滾柱導(dǎo)軌當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸受限制時(shí)，可采用直徑較小的滾柱，這種導(dǎo)軌稱為滾針導(dǎo)軌。圖34 滾珠導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌可采用標(biāo)準(zhǔn)的滾動(dòng)軸承，裝在偏心軸上，如圖34所示，以便于調(diào)整。由此造成誤差。試驗(yàn)證明：隨著過盈量的增加，導(dǎo)軌的剛度開始急劇增加，達(dá)到一定程度后，再增加過盈量， 剛度不會(huì)顯著提高。滾動(dòng)體的直徑差，對(duì)于一般的導(dǎo)軌，全部滾動(dòng)體的直徑差不大于2微米，每組滾動(dòng)體的直徑差不大于1微米；對(duì)于精密導(dǎo)軌，全部滾動(dòng)體的直徑差不大于1微米，每組滾動(dòng)體的直 ；滾柱的錐度在滾柱長度范圍內(nèi)，；表面光潔度通常應(yīng)刮研；在25x25厘米2內(nèi)，其接觸斑點(diǎn)為2025個(gè)點(diǎn)，精密的取上限， 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求1)高的傳動(dòng)剛度縮短傳動(dòng)鏈，合理選擇絲杠尺寸以及對(duì)絲杠螺母副及支承部件等預(yù)緊是提高傳動(dòng)剛度的有效措施。 進(jìn)給系統(tǒng)由于經(jīng)常需進(jìn)行起動(dòng)、停止、變速或反向，若機(jī)械傳動(dòng)裝置慣量大，會(huì)增大 負(fù)載并使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差。 4) 除傳動(dòng)間隙圖38所示為滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)示意圖。 由于摩擦阻力小，動(dòng)、靜摩擦力之差極小，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 （4）磨損小 由于摩擦因數(shù)小，不自鎖，因而不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即絲杠和螺母均可作主動(dòng)件或從動(dòng)件。 （1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絲杠和螺母等元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，故制造成本高。 滾珠外循環(huán)結(jié)構(gòu) （1）外循環(huán)在螺母外圓上裝有螺旋形的插管。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難，承載能力不高，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動(dòng)中。 如圖310（a）所示，此種支承方式的軸向剛度低，承載能力小，只適用于短絲杠。為了減少絲杠熱變形的影響，熱源應(yīng)遠(yuǎn)離推力軸承一端。 （3）兩端裝推力軸承 如圖311（d）所示，絲杠兩端均采用雙向推力軸承和向心軸承或向心推力球軸承， 可以施加預(yù)緊力。（三）類型 雙導(dǎo)程蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是：雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的。 雙導(dǎo)程蝸桿如圖312所示。 S1＝t左C1 雙導(dǎo)程蝸桿副的嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同，蝸桿的軸截面仍相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于同它嚙合的齒輪。～，如果再小，就容易產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。 ②普通蝸輪副是以蝸桿沿蝸輪作徑向移動(dòng)來調(diào)整嚙合側(cè)隙，因而改變了傳動(dòng)副的中心距，從嚙合原理觀點(diǎn)看，這是很不合理的。由于雙導(dǎo)程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合的蝸輪左、右齒面也應(yīng)同蝸桿相適應(yīng)，才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的滾刀也應(yīng)根據(jù)雙導(dǎo)程蝸桿的參數(shù)來設(shè)計(jì)制造。在這里我用到了一個(gè)小量程位移傳感器。并且部分廠家提供定制服務(wù)。01mm/p（） / ，當(dāng)三相六拍運(yùn)行時(shí)，步距角￡= 其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)S==480 p/r步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比ii= = =在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿之間加Z1 =20，Z2 =25 模數(shù)m=。：傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)件工作載荷、力分析、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、力分析圖、齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、軸承壽命計(jì)算等圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算小齒輪傳遞的額定功率P = 40W,小齒輪轉(zhuǎn)速735r/min,減速比為3. 5，設(shè)計(jì)壽命50000h。(2) 初步確定主要參數(shù)小齒輪的額定轉(zhuǎn)矩 T = 9549X40/750= 510(N ? m) 取么=0. 4，參考表10 10,取綜合系數(shù)K = 2. 6。按圖104 分配變位系數(shù)得 xi = 0. 38，x2 = 0. 3076。=9. 39128176。 由式 105 Zh =2 176。精度 GB10089 88 8 級(jí)按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù)及尺寸Ka = 1. 2，Kv=l. 1，Kq=1 K = l. = 1. 32 =(100—3. 5 i）％=0. 84暫取Tz = 50(N . m)取 Z1 = 2，Z2 = 2X20 = 40N=60 n2 t=60xx5x300x8=^7122查得ZN = 0. 81。初算軸的最小直徑：已知軸的輸入功率為525W，轉(zhuǎn)速為960 r/min.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表74可知，C值在106~118間。然后是形位公差的認(rèn)識(shí)，保證行為公差要比普通公差加工起來更難，所以除了特殊要求的地方一般可以不標(biāo)注形位公差，行為公差標(biāo)注盡可能少，如果標(biāo)注太多可能增加好幾倍的成本。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我熟練掌握了PROE 工業(yè)設(shè)計(jì)，PROE是比較成熟的三維制圖軟件，也是現(xiàn)在最流行的三維制圖軟件，相比其他軟件有很多優(yōu)勢(shì)，比起SolidWorks他的核心代碼要好許多，在大的裝配的時(shí)候電腦也不會(huì)卡死，比起UG 他在建模方面有很大的優(yōu)勢(shì)。然后又拿給老師看，老師告訴我還得再改，因?yàn)閷?duì)于深的葉片探頭還是無法放進(jìn)去，仍舊無法測(cè)量，經(jīng)過多次修改，我確定了最終方案。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜學(xué)校給我們的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到了CAD，Pro/E等制圖軟件，來完成開式水泵葉片測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，經(jīng)過三個(gè)多月的學(xué)習(xí)研究，從剛開始的了解，到現(xiàn)在可以熟練的運(yùn)用這些軟件制圖。本論文是在導(dǎo)師葛宰林老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x!本論文的順利完成，離不開各位老師，同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意。(作者),(200704出版)[12] 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)(第3版