【正文】 公式（ 213）得 2 221 ( ) 84Fd? ? ?? ? ? ? ?? ? ??MPa [ ] 800??? MPa 所以，該螺栓滿足強度要求。 半圓鍵聯接的優(yōu)點是工藝性較好，裝配方便，尤其適用于錐形 25 軸 端與輪轂的聯接。 本設計中的鍵全部選用圓頭 普通平鍵。 槽銷能承受振動和變載荷，安裝槽銷的孔不需要鉸制，加工方便，可以多次裝拆。導向精度是指運動件沿導軌移動的直線性，以及它與有關基面間的相互位置的準確性。為此，常用加大導軌面寬度，以降低導軌面比壓，或者 設置輔助導軌，以承受外載。這一 線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點， 使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。下面介紹一下三相反應式步進電機的工作原理。 如 A 相通電， B、 C 相不通電，齒 4 與 A 對齊，轉子又向右移過1/3 ? 。 力矩 =力 運行拍數），以常規(guī)二、四相，轉子齒為 50 齒電機為例。不同運行拍數其值不同，四拍運行時應在 5%之內，八拍運行時應在 15%以內。 圖 32 步進電機的 運行矩頻特性 曲線 ：步進電機均有固定的共振區(qū)域，電機驅動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然 。 本設計選用 反應式步進電機。m。 電渦流傳感器由平面線圈和金屬片組成，它是基于電磁感應原理而制成的。 本設計選用 110BF004 反應式步進電機，其參數見表 31。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。 ：當電機繞組通電時序為 ABBCCA 時為正轉 ； 通電時序為 CABCAB 時為反轉。 ：轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調角，由失調角產生的誤差，采用細分驅動是不能解決的。 ：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的） 。 安匝數 如按 A， C， B， A??通電，電機就 反轉。 0、 1/3 ? 、 2/3 ? ,（相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距 ， 以 ? 表示），即 A 與齒 1 相 對齊， B 與齒 2 向右錯開 1/3 ? ， C 與齒 3 向右錯開 2/3 ? ， A39。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時 還 可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度，從而達到調速的目的。在保證導軌其它要求的前提下，應使導軌結構簡單，便于加工、測量、裝配和調整， 以 降低成本。工作時，應輕便省力，速度均勻，低速時應無爬行現象。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可靠，可多次裝拆。m； k — 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 ， 單位為 mm， ? ， h 為鍵的高度； l — 鍵的工作長度 ， 單位為 mm，對于圓頭平鍵 l L b??，平頭平鍵 lL? ， L 為鍵的公稱長度， b 為鍵的寬度； d — 軸的直徑 ， 單位為 mm； []p? — 鍵材料的許用擠壓應力 ， 單位為 MPa， [ ] 110p? ? MPa。 楔鍵聯接可以承受單向的軸向載荷，對輪轂起到單向的軸向固定作用，在傳遞有沖擊和振動的較大轉矩時，仍能保證聯接的可靠性。 鍵的選用 鍵聯接的分類 鍵聯接的主要類型有：平鍵聯接、半圓鍵聯接、楔鍵聯接和切向鍵聯接。 F 為工作拉力 ， 其余符號意義同前。 螺紋聯接 由于它們所受的 載荷性質不同， 所以它們的 失效形式也 有很大 不同。m。 19 （ 3）對中性： 對中性好時選剛性聯軸器，需補償時選 用 撓性聯軸器。hL — 軸承預期計算壽命 ， 單位為 h， 39。一般用含鉻合金鋼制造，常用材 17 料有 GCr1 GCr15SiMn、 GCr GCr9 等，經熱處理后硬度可達HRC61～ 65。 ：即使是列入產品目錄的軸承，市場上不一定有銷售；反之，未列入產品目錄的軸承有的卻大量生產。一般情況下，摩擦小、發(fā)熱量少的軸承，適于高轉速。 絲杠 的穩(wěn)定性計算 對于長徑比大的 絲杠 ，當軸向壓力 aF 大于某一臨界值時， 絲杠就會突然發(fā)生側向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。mm， 2 n( ) 75 ta n( 4 15 ) 22 622av dTF ??? ? ? ? ? ? ?N 12 已知工作臺及工件最大重量為 500G? N。因此，滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 P，使其小于材料的許用壓力 [P]。 工程上，習慣把 176。 由公式（ 22）得 33 65 5 4 . 9 0 . 0 0 9 3[ ] 3 0 1 0TTd ? ?? ? ??m 此軸有一個鍵槽和銷孔，軸徑增大 5~7%，即 (1 7 % ) 9 .3 9 .9 5d ? ? ? ?mm 由于本設計 中 所設計的軸的最小軸徑是 12mm， 故滿足扭轉強度要求。通常注意以下幾個方向： (1)考慮加工工藝所必須的結構要素 (如中心孔螺 母退刀槽、砂輪越程槽等 ) (2)合理確定軸與零件之間的配合性質，加工精度和表面粗糙度； (3)軸的類和直徑應按 GB2822— 81 圓整為標準值； (4)確定各軸段長度時，應盡可能的使結構緊湊，同時要保證零 7 件所需要的滑動距離、裝配或調整所需空問，并注意轉動零件不得與其它零件相碰撞，與軸轂配裝的軸段長度，一般應略小于輪轂 2～3mm，以保證軸向定位可靠； (5)除特殊要求者外，一般軸上所有零件都應無過盈地到達配合的部位； (6)為便于導向和避免擦傷配合表面，軸的兩端及有盈配合的臺階處都應制成倒角； (7)為減少加工 刀具種類和提高勞動生產率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應盡可能取相同尺寸。 軸的材料和毛坯 軸的材料種類很多，設計時主要根據 對軸的強度及剛度等 要求，以及實現這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經濟合理。 根據受載情況，軸可分為： (1)心軸 只用于支承轉動零件，特點是只受彎矩作用而不承受轉矩。目前其測量儀器主要是機械式的，人為因素影響很大，而且耗時費力。目前，齒輪、螺紋、花鍵測量儀器國內成都工具研究所、哈量精密量儀廠等基本可滿足要求。為徹底改變我國齒輪行業(yè)零部件內在質量的落后狀況，必須重視和加強測試儀器和設備的發(fā)展。迄今 ,齒輪精度理論經歷了齒輪誤差幾何學理論、齒輪誤差運動學理論和齒輪誤差動力學理論的發(fā)展過程。目前，對于徑向跳動的檢測主要采用手動及人工誤差處理的機械式的測量方法，這種傳統的檢測方法既耗時又難以保證檢測結果的準確性。齒輪 徑向 綜合 誤差對齒輪的傳動精度有很大的影響，也是用于綜合檢測齒輪的重要指標。齒輪精度理論的發(fā)展實質上反映了人們對齒輪誤差認識的深化。 2 我國齒 輪行 業(yè)測試 儀器 和設 備十分 缺少 ，由 此造 成我國 年產2021 多萬臺的齒輪箱總成質量缺乏可靠的測試數據。 在各類機械廠內不管齒輪傳動件是自制或外購，均應裝備齒輪、螺紋、花鍵測量儀器，否則無法控制傳動件的制造質量。 3 課題主要工作內容 根據上述課題任務，以及對齒輪雙嚙儀的分析，本課題的主要工作內容是： 1） 儀器機械結構部分的改造 2） 儀器動力驅動部分的設計 3） 儀器傳感測試部分的設計 4） 儀器控制電 路部分的設計 本章小結 齒輪徑向綜合誤差是齒輪的一項重要誤差，主要影響齒輪的傳遞精度。 軸的設計 軸的 計流程 軸是機器中必不可少的重要零件，其功能是支撐轉動零件，使轉動零件具有確定的工作位置，并傳遞運動和動力。 通常軸的設計程序為： (1)根據機械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配方案； (2)選擇軸的材料； (3)初步確定軸的直徑； (4)進行軸的結構設計，校核軸的鍵連接強度及軸的彎扭強度； (5)對于重要的軸，進行強度和精確校 核計算； 6 (6)必要時軸的剛度及臨界轉速； (7)根據上述計算結果修改設計； (8)繪制軸的工作圖 (零件圖 )。 零件在軸上的定位形式 軸的結構應便于加工、測量、裝配和維修。m (見 3 章 ) 。 /m。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大 ， 螺旋副間越容易形成過度磨損。 表 24 常用材料的摩擦系數 材料 名稱 摩 擦 系 數 靜 摩 擦 動 摩 擦 無潤滑劑 無潤滑劑 有潤滑劑 鋼 — 鋼 0． 15， ～ 0. 12 ～ 鋼 — 青銅 0． 15， ～ 0. 15 ～ 鋼 — 鑄 鋼 ～ 本設計中取摩擦系數 ? 。 其強度條件為 ： 2 2 23 3 ( ) [ ]acaTF TAW? ? ? ?? ? ? ? ? （ 25） 或 221143 ( ) [ ]c a a TFAd??? ? ? 式中： A —— 絲杠 螺紋段的危險截面面 積 ， 單位為 mm2，221 14 15444Ad??? ? ? ?mm2； 13 TW —— 絲杠 螺紋段的抗扭截面系數 ， 單位為 mm3， 311 141 5 4 5 3 91 6 4 4T ddWA?? ? ? ? ?mm3； 1d —— 絲杠 螺紋小徑 ， 單位為 mm； T —— 絲杠 所受的扭矩 ， 單位為 N 由公式（ 28）得 75 40aFbD? ?? ? ?? ? ?MPa []?? 所以 ， 螺母凸緣滿足強度要求。 ：因軸承的類型不同有很大的差異。 ：圓錐滾子軸承、滾針軸承等，屬于內外圈可分離的軸承（ 即所謂分離型軸承 ），安裝 及 拆卸方便。 ：滾動體與內外圈的材料要有高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。66010 hnLCP?? [2] （ 210） 式中： C— 軸承應具有的基本額定動載荷 ， 單位為 N； P — 軸承所受的載荷 ， 單位為 N，經折算 750P? N； n — 軸承的轉速 ， 單位為 r/mi n， 30n? r/min，見 3 章； 39。 （ 2）轉速 n： n 變化不大時，選 用 非金屬彈性元件的撓性聯軸器。m 20 因此，該聯軸器的最大許用轉矩為 N 21 螺紋聯接的選用計算 螺紋聯接 螺紋緊固件 聯接 主要 有 四種基本類型 ： 螺栓、螺釘、雙頭螺柱和緊定螺釘。 （ 2）承受預緊力和工作拉力的緊螺栓聯接 螺栓 危險截面的拉伸強度條件為： 221 []4Fd????? （ 213） 或 21 4 []Fd ???? 式中： 2F — 螺栓的總拉力 ， 單位為 N； 21F F F??， 1F 為殘余預緊力，對于有密封性要求的聯接， 1 ( ~ )FF? ；對于一般聯接，工作載荷穩(wěn)定時， 1 ( ~ )FF? ；工作載荷不穩(wěn)定時， 1 ( ~ )FF? ；對于地腳螺栓聯接， 10FF? 。 (Ⅳ )聯接絲杠螺母的螺栓的強度校核 由公式（ 213）得 2 221 ( 75 75 ) 84Fd? ? ?? ? ?? ? ??MPa [ ] 800??? MPa 所以，該螺栓滿足強度要求。缺點是軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般只用于輕載靜聯接中。 鍵聯接的強度計算 平鍵聯接的強度計算條件為： 32 1 0 []ppTkld????? （ 214） 式中： T — 傳遞的轉矩 ， 單位為 N銷軸用于兩零件的鉸接處，構成鉸鏈聯接。 （ 2）運動輕便平穩(wěn)。 （ 5）結構工藝性好。 通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（步 距 角）。 ： 電機轉子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。 這樣經過 A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機轉子向右轉過一個齒距，如果不斷地按 A， B， C， A??通電，電機就每步（每脈沖） 1/3 ? ,向右旋轉 。 半徑 ， 力矩與電機有效體積 四拍運行時步距角為θ =360 度 /（ 50*4） =度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ =360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。 32 ：電機運轉時運轉的步數，不等于理論上的步數 ， 稱之為失步。 為使電機輸出 轉 矩大，不失步和整個系統的噪音降低，一般工作點均應偏移共振區(qū)較 多。 型號的選擇 步進電機有步距角、靜轉矩及電流三大要素組成。 34 靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖判斷電機的電流。由電磁場理論可知，在受到交變電磁場作