【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)輸送機(jī)通過電動機(jī)采用普通減速器多級變速實(shí)現(xiàn)，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸大。步進(jìn)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與研究。在完成對工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、確定電動機(jī)的類型的情。輪減速器的步進(jìn)輸送機(jī)傳動方案，并對此方案的可行性進(jìn)行了分析。步進(jìn)輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)繪制了關(guān)鍵零件的工作圖。

　　

【正文】 － 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=，由式 10－ 12 得 111 0. 88 50 0[ ] 31 4. 2 91. 4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 222 0 .9 5 3 8 0[ ] 2 5 7 .8 61 .4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 22 4） 計(jì)算載荷系數(shù) 1 .2 5 1 .0 2 1 1 .3 5 1 .7 2 1A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5） 查取齒形系數(shù) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 10－ 5 查得 ?FaY ， 2 ? 6） 取應(yīng)力校正系數(shù) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 10－ 5 查得 ?SaY 2 ? 7） 計(jì)算大小齒輪的][ FSaFaYY?，并比較 1112222. 65 1. 58 0. 0 13 32[ ] 31 4. 2 92. 22 1. 77 0. 01 52[ ] 25 7. 8 6Fa S aFFa S aFYYYY???????? 大齒輪的數(shù)據(jù) （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 4322 1 . 7 2 1 8 . 5 3 0 6 1 0 0 . 0 1 5 2 1 . 9 81 2 4m m m? ? ?? ? ?? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)ｍ大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值ｍ＝ 。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1 mm?來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有 11 / 6 3 . 5 2 / 2 . 5 2 5 . 4 0 8Z d m? ? ?， 取 1 26Z? 大齒輪齒數(shù) 21 3 .3 3 2 2 6 8 6 .6 3 2Z i Z? ? ? ?低 取 2 87Z? 幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑 11222 6 2 . 5 6 58 7 2 . 5 2 1 7 . 5d Z m m md Z m m m? ? ? ?? ? ? ? （ 2） 計(jì)算齒根圓直徑 1122( 2 . 5 ) 2 . 5 ( 2 6 2 . 5 ) 5 8 . 7 5( 2 . 5 ) 2 . 5 ( 8 7 2 . 5 ) 2 1 1 . 2 5ffd m Z m md m Z m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 3） 計(jì)算中心距 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 23 12( ) / 2 (6 5 2 1 7 . 5 ) / 2 1 4 1 . 2 5a d d m m? ? ? ? ? 將中心距圓整后取 39。 142a mm? 。 （ 4） 計(jì)算齒寬 1 1 6 5 6 5db d m m?? ? ? ? 取 2 70B mm? 1 75B mm? 驗(yàn)算 112 2 85 30 6 26 24 .865t TFNd ?? ? ? 1. 25 26 24 .8 50 .4 8 / 10 0 /65AtKF N m m N m mb ?? ? ? 合適 中間軸設(shè)計(jì)及校核 （ 1） 中間軸上的功率 222 . 9 9 7 , n 3 3 2 . 4 1 / m i nP k w r??轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)矩 42 8 .6 1 1 1 1 0T N m m? ? ? （ 2） 求作用在齒輪上的力 高速大齒輪 : 422222222 2 8. 61 11 10 91 2. 0218 6. 78tan tan 2092 2. 06 52 9. 3c o s c o s 13 .6 5tan 92 2. 06 tan 13 .6 5 22 7. 39tnrtatTFNdaF F NF F N????? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 低速小齒輪 : 4231332 2 8 . 6 1 1 1 0 3 4 3 3 . 87 7 . 5t an 2 6 9 0 . 9 7 t an 2 0 1 2 4 9 . 8tr t nTFNdF F a N??? ? ?? ? ? ? （ 3） 初定軸的最小直徑 選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 根據(jù)表 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 15－ 3，取 112??A ， 于是由式 15－ 2 初步估算軸的最小直徑 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 24 33m i n 2 2/ 1 1 2 2 . 9 9 7 / 3 3 2 . 4 1 2 3 . 3 8d A P n m m? ? ? 中間軸上有兩個鍵槽，最小軸徑應(yīng)增大 10%~15% ，取增大 12% 得min mm? ，圓整的 min 35d mm? 。 這是安裝軸承處軸的最小直徑 1d (4） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1)初選型號 6207 的深溝球 軸承 參數(shù)如下 3 5 7 2 1 7d D B? ? ? ? ?， 42ad mm? ， 65aD mm? ， 基本額定動載荷 KN? 基本額定靜載荷 KN? ， 故 1535d d mm?? 。 軸段 1 和 5 的長度相同 ,故取1539l l mm?? 。 2)軸段 2 上安裝高 速級 大 齒輪 ,為便于齒輪的安裝 , 2d 應(yīng)略大與 1d ,可取2 40d mm? 。齒輪左端用套筒固定 ,為使套筒端面頂在齒輪左端面上 ,即靠就近 軸段2 的長度 2l 應(yīng)比齒輪轂長略短 ,若轂長與齒寬相同 ,已知齒寬 1 45b mm? ，取2 43l mm? 。 大 齒輪右端用軸肩固定 ,由此可確定軸段 3 的直徑 , 軸肩高度dh ~? ,取 4 46d mm? ， 3 mm? 。 3） 軸段 4 上安裝低速級小 齒輪 ,為便于齒輪的安裝 , 4d 應(yīng)略大與 5d ,可取4 40d mm? 。齒輪右端用套筒固定 ,為使套筒端面頂在齒輪右端面上 ,即靠緊 ,軸段4 的長度 4l 應(yīng)比齒輪轂長略短 ,若轂長與齒寬相同 ,已知齒寬 70b mm? ，取5 68l mm? 。 取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn) ,則可得 1 mm? , 2 mm? ， 3 67L mm? 4） 參考 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 15－ 2，取軸端為 ? ，各 軸肩處的圓角半徑見圖。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 25 圖 中間軸的結(jié)構(gòu)布置簡圖 （ 5） 軸的受力分析、彎距的計(jì)算 1） 計(jì)算支承反力： 在水平面上 ： 2 1 3 2 11 2 3()0 , 20 89 .2ttA BH F L F L LM F NL L L? ? ? ?? ? ???? 23 1 4 4 7 . 6A H t t B HF F F F N? ? ? ? 在垂直面上： 22 1 2 3 2 11 2 3()20 , 7 1 0 .6r a rA BVdF L F F L LM F NL L L? ? ? ?? ? ???? 2 2 3 5 8 6 . 8 6A V r r B VF F F F N? ? ? ? 2 ? 2） 計(jì)算彎矩 在水平面上： 3 2 0 1 0 . 4 9 6 3 . 5 1 2 7 6 6 6 . 1 2D H B HM F L N m m? ? ? ? ? ? 1 1 6 0 2 . 5 4 5 1 8 1 7 2 9 . 5 4C H A HM F L N m m? ? ? ? ? ? 在垂直面上： 1 6 6 5 9 . 5 8C V A VM F L N m m? ? ? ? 39。 212 9 0 3 3 3 . 2 82C V A V a dM F L F N m m? ? ? ? ? ? 3 1 1 9 4 . 2 3 6 3 . 5 6 2 1 9 3 . 8 1D V B VM F L N m m? ? ? ? ? ? 故 2 2 2 28 1 7 2 9 . 5 4 6 6 5 9 . 5 8 8 2 0 0 0 . 4 1C H C VCM M M N m m? ? ? ? ? ?合 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 26 39。 2 39。 2 2 28 1 7 2 9 . 5 4 9 0 3 3 3 . 2 8 1 2 1 8 1 9C H C VCM M M N m m? ? ? ? ? ?合 2 2 2 21 2 7 6 6 6 . 1 2 6 2 1 9 3 . 8 1 1 4 2 0 0 9 . 5 4D H D VDM M M N m m? ? ? ? ? ?合 （ 4） 作 彎 矩 和扭 矩 圖 圖 （ 5） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由合成 彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知的處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中 危險截面 ，1 4 2 0 0 9 .5 4DM N m m??合 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 51 查得 MPa60][ 1 ??? 1/ 0 . 1 [ ] 2 9 . 3 1 4 0DDM ? ?? ? ?總 ，校核安全。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 27 4 步進(jìn) 式工件 輸送機(jī)總體設(shè)計(jì) 經(jīng)分析及查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)的輸送機(jī)系統(tǒng)包括機(jī)架、六桿機(jī)構(gòu)、滑架、電動機(jī)、聯(lián)軸器及上文設(shè)計(jì)的二級圓柱齒輪減速器。 行星減速器總體長度、寬度及高度已設(shè)計(jì)出，容易繪制。 電動機(jī)型號為 Y112M4 已確定，其安裝尺寸按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪 制。 聯(lián)軸器根據(jù)電動機(jī)軸直徑及減速器輸入軸直徑選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 TL3，軸孔直徑分別為 28mm和 20mm，為標(biāo)準(zhǔn)件，按照國標(biāo)繪制。 六桿機(jī)構(gòu)各桿長以確定，各桿之間通過銷釘連接，連接處應(yīng)加銅套， EF 桿與推爪鉸鏈連接，驅(qū)動滑架往復(fù)移動，滑架寬 250mm。 具體結(jié)構(gòu)尺寸可參見步進(jìn)輸送機(jī)裝配總圖。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 28 5 步進(jìn)式工件運(yùn)輸機(jī) 的三維設(shè)計(jì)及運(yùn)動仿真 在對步進(jìn)輸送機(jī)完成二維圖繪制后，我們可以對其傳動零件進(jìn)行三維造型，再與工作機(jī)構(gòu)裝配起來進(jìn)行運(yùn)動仿真分析。 開式 齒輪 傳動零件實(shí)體造型 小齒 輪 實(shí)體設(shè)計(jì)（圖 ） 圖 圖 開式大齒輪 根據(jù)零件圖用 Pro/Engineer 進(jìn)行三維實(shí)體造型，其中齒輪部分可先在 caxa 上調(diào)用漸開線齒廓曲線，然后在 Pro/E 里調(diào)入并拉伸至齒寬即可。其余各段可用“旋轉(zhuǎn)”特征造型。 大齒輪 實(shí)體設(shè)計(jì)（圖 ） 大 齒輪的模數(shù) m=6 =71， Z 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 29 曲柄 實(shí)體設(shè)計(jì)（圖 ） 圖 曲柄 圖 鉸鏈支座 鉸鏈支座 實(shí)體設(shè)計(jì)（圖 ） 鉸鏈支座與底架 固定在一起，裝配時作為機(jī)架。 連桿 實(shí)體設(shè)計(jì)（圖 ） 圖 連桿 圖 搖桿 連桿與曲柄相連接。 搖桿 實(shí)體設(shè)計(jì) (圖 ) 搖桿 與鉸鏈 支座 相連接 。 開式齒輪 傳動零件、四桿機(jī)構(gòu)裝配 裝配順序?yàn)椋旱准堋?軸 承座、軸承 、 小 齒輪、 輸入軸 、 鍵 、 軸承端蓋 、 開式大齒輪、輸出軸、鍵、曲柄、連桿、搖桿、與工件鉸鏈連接的桿 。 其中搖桿與底架架均為固定位置約束，滑塊與機(jī)架采用滑 動桿連接，其余均畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 30 為軸銷 連接。裝配完成后如圖 所示。 圖 傳動系與工作機(jī)構(gòu)實(shí)體視圖 可生成爆炸視圖（圖 ） 圖 傳動系爆炸視圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 31 運(yùn)動仿真及分析 設(shè)置運(yùn)動環(huán)境 在裝配模型環(huán)境下裝配完成后，點(diǎn)擊菜單欄“應(yīng)用程序”后的“機(jī)構(gòu)”，進(jìn)入機(jī)構(gòu)環(huán)境。 接下來是 齒輪副設(shè)置。單擊齒輪副設(shè)置選項(xiàng)，彈出圖 所示齒輪副對話框。設(shè)置運(yùn)動軸，點(diǎn)擊箭頭，選擇齒輪軸，輸入齒輪 1 節(jié)圓直徑 36mm，再點(diǎn)擊齒輪 2標(biāo)簽，同樣填入?yún)?shù)，選擇齒輪軸線，然后單擊“應(yīng)用”，“確定”。