【正文】 中斷時(shí)間，提高工程機(jī)械的作業(yè)效率。 液力傳動(dòng)裝置主要用于對(duì)使用和主機(jī)性能要求較高的鏟土運(yùn)輸機(jī)械和內(nèi)燃叉車等產(chǎn)品，其中液力變矩器和動(dòng)力換擋變速器作為底盤動(dòng)力傳動(dòng)中的無級(jí)變速 2 元件，可以使主機(jī)具有良好的自動(dòng)適應(yīng)性和操作性能。 靜液壓傳動(dòng)裝置主要用于液壓挖掘機(jī)以及對(duì)主機(jī)性能要求較高的推土機(jī)，裝載機(jī)，路面機(jī) 械，壓路機(jī)和內(nèi)燃叉車等產(chǎn)品和靜液壓變速、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和工作裝置上，使主機(jī)具有良好的無級(jí)變速和操作性能 [1]。當(dāng)隔板 1 的 13個(gè)焊點(diǎn)完成后，電機(jī)帶動(dòng)油箱返回至第一個(gè)焊 點(diǎn)位置，點(diǎn)焊機(jī)焊頭橫向移動(dòng)至第二個(gè)隔板后工作。電動(dòng)機(jī)與點(diǎn)焊機(jī)交替工作，直至三個(gè)隔板的 39 個(gè)焊點(diǎn)完成后，電動(dòng)機(jī)將油箱傳送至起始位置。油箱焊點(diǎn)位置見圖 1。 合理的傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足機(jī)器的工作要求，如所傳遞 的功率及要求的轉(zhuǎn)速。但同時(shí)達(dá)到這些要求是不容易的。 一般來說， 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，常用在高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的閉式傳動(dòng)。 機(jī)構(gòu)的類型是擬定傳動(dòng)方案的重要一環(huán)，通常應(yīng)考慮機(jī)器的動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)和其它要求，再結(jié)合各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 和適用范圍，分析比較，合理選擇。本裝置中的工作機(jī)構(gòu)由油箱及其夾具組成，預(yù)計(jì)總重量不會(huì)很大，故所需要的驅(qū)動(dòng)力矩不會(huì)很大。 螺旋傳動(dòng) 螺旋機(jī)構(gòu)是由螺桿、螺母及機(jī)架組成 ，如圖 2 所示 。螺旋傳動(dòng)具有 摩擦阻力小，操作輕便靈活，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高等優(yōu)點(diǎn)，并且能獲得很大減速比和力的增益。故當(dāng)工作 機(jī)構(gòu)的 傳動(dòng)平穩(wěn)性 要求 比較 高，并且行程較短或者所選用的螺桿直徑較大的話，采用螺旋傳動(dòng)就比較合適。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免采用 [2]。但齒輪齒條傳動(dòng)可以不受長度限制，齒條可以根據(jù)長度需要拼接，相對(duì)螺桿要增加支撐機(jī)構(gòu)來說，在結(jié)構(gòu)上可簡(jiǎn)單化。 由于傳動(dòng)部件直接影響著整體機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)等特性，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇滿足傳動(dòng)間隙小、精度較高、低摩擦、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、響應(yīng)速度快傳遞轉(zhuǎn)矩大以及與伺服電動(dòng)機(jī)等其他環(huán)節(jié)的 動(dòng)態(tài)性能相匹配的傳動(dòng)部件。由于在本裝置中油箱的往返行程僅有 420mm，如果采用螺旋傳動(dòng)可不必安裝支撐機(jī)構(gòu)，也不會(huì)使整體結(jié)構(gòu)顯得過于復(fù)雜。由于螺旋傳動(dòng)的摩擦阻力小，故可選用傳動(dòng)比較小的減速裝置，在選用減速裝置時(shí)，根據(jù)所選擇的電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速、功率、扭矩，結(jié)合工作機(jī)構(gòu)所需要的工作速度以及功率、扭矩等選定合適的減速裝置傳動(dòng)比，進(jìn)而選 取減速裝置。圓柱齒輪有直齒、斜齒、錐齒等多種。 并且 當(dāng)錐齒輪的速度過高時(shí)，還應(yīng)考慮能否達(dá)到制造精度及成本問題。 現(xiàn)采用一對(duì) 斜齒圓柱齒輪 作為電動(dòng)機(jī)與螺桿之間的減速機(jī)構(gòu)。 現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)描述如下：由伺服電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至工作機(jī)構(gòu)（油箱夾具），從而使油箱滿足一定的運(yùn)動(dòng)軌跡要求。螺桿與電動(dòng)機(jī)之間采用一對(duì)斜齒圓柱齒輪減速，螺桿兩端擬定采用一對(duì)軸承支撐，而軸承也固接在油箱支架的軌道上。 5 圖 3 自動(dòng)傳動(dòng)工裝示意圖 ； ； ； ； ； ； ； 4 電動(dòng)機(jī)選擇 在本裝置中，由于油箱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有一定的控制要求，并且電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止比較頻繁，因此所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足以下特點(diǎn)： （ 1） 調(diào)速范圍比較寬； （ 2） 快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好； （ 3） 可靠性高、壽命長； （ 4） 能適應(yīng)頻繁啟、停的工作要求。綜合考慮以上特點(diǎn)，擬選用伺服電動(dòng)機(jī)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電動(dòng)機(jī)是一個(gè)執(zhí)行元件，它的作用是把信號(hào)（控制電壓或相位）變換 成機(jī)械位移，也就是把接收到的電信號(hào)變?yōu)殡姍C(jī)的一定轉(zhuǎn)速或角位移。 直流伺服電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)析 6 伺服電動(dòng)機(jī)有直流和交流兩種形式。設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)時(shí)，在對(duì)工藝、負(fù)載、執(zhí)行元件、伺服電動(dòng)機(jī)特性等特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，選擇直流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào) [4]。 交流伺服電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)析 直流伺服電動(dòng)機(jī)有電刷和和換相片，需保養(yǎng)和定期清掃。電刷和換相片還限制了直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率的提高，而交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率不受這種限制，有較寬的調(diào)速（可達(dá) 1： 100000）和功率范圍。交流伺服系統(tǒng)多為閉環(huán)控制，精度很高。在一般情況下，直流伺服電動(dòng)機(jī)適用的場(chǎng)合，應(yīng)該避免采用交流伺服電動(dòng)機(jī) [5]。因此在本裝置中 選用 直流 伺服電動(dòng)機(jī)。 工作機(jī)構(gòu)所需 要的驅(qū)動(dòng)功率 1 0 .7 3 5 3 7 0P F V k g m m s W? ? ? ? （ 2） 按傳動(dòng)方案，查齒輪、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的效率分別為 1 ?? ，2 ? ? ， 3 ?? ， 則電動(dòng)機(jī)輸出功率 21 2 3 370 6420 . 9 8 0 . 6PWPW? ? ?? ? ?? ? ?出 （ 3） 7 查伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)，選額定功率為 750W 的 8cc751c 型直流伺服電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)參數(shù)尺寸如下表： 表 1 8cc751c 直流電機(jī)參數(shù)尺寸 型 1 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 外伸軸尺寸 鍵槽尺寸 8cc751c 3000r/min ? m 19 30? ? 64? 5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 參數(shù)確定 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 （ 1） 分度圓 上切向力 8 112021 2 0 0 0 2 .3 1 3 1 .435t TFNd ?? ? ? （ 12） （ 2） 因原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，工作有較小沖擊，查表 14181，取使用系數(shù) ? 。 （ 4）按齒輪裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整，查表 14198，則齒向載荷分布系數(shù) 22311 2 8 1 3 10HP bbKbdd ???? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? （ 14） 22 32 5 2 51 . 1 2 0 . 1 8 1 6 . 7 0 . 2 3 1 0 2 53 5 3 5 ??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ???= （ 5） 由11 .2 5 1 3 1 .4 6 .5 725AtKF N m mb? ???查表 141102 取 ? ? 。 2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91160 60 30 00 1 10 00 0 1. 8 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? （ 16） 9921 1 .8 1 0 3 .1 8 0 .5 7 1 0N N i? ? ? ? ? （ 17） 上式中 hL 為齒輪工作壽命，取 10000 小時(shí) ， j 為齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面嚙合次數(shù)，在此為 1。則齒面接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 ? ? 1 l i m 11 0 . 8 5 6 0 0 5 1 0H N HHaK MPs?? ?? ? ? ? （ 18） 9 ? ? 2 l i m 22 0 . 9 5 5 0 4 9 5H N HHaK MPs?? ?? ? ? ? （ 19） 式中 S 為疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)取 1。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 螺旋傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)精度雖然很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，因此本結(jié)構(gòu)擬定采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，單線梯形螺紋，查相關(guān)手冊(cè)，按一般工作要求，將螺桿螺母材料分別選為 45 鋼（調(diào) 質(zhì)），青銅 ZCuAl10Fe3。 參數(shù)確定 查手冊(cè)得螺桿中徑計(jì)算如下： ? ?2 1070 . 8 0 . 8 81 . 2 1Fd m mP?? ? ?? （ 25） 上式中 ： F—— 螺桿所受的軸向力， N； ? —— 取值范圍為 ～ ，在此選用整體 式 螺母，取 ? =； [P]為滑動(dòng)螺旋副材料的許用壓力， aMP ， 參考滑動(dòng)螺 旋副材料的許用壓力表， 此時(shí) [P]=1～ 2， 取 [P]=1。螺紋工作圈數(shù)不宜過多。則螺母高度 2 31 d mm?? ? ? ? ? （ 26） 按表 38，螺距 P=6， 大徑 d=34mm，小 徑 3d =27mm，牙頂間隙 mm? ，齒根寬 b==， 螺紋牙高 p a? ? ?。在本裝置中，螺桿工作時(shí)既承受軸向壓力又承受拉力的作用，以及扭矩的作用。則查手冊(cè)，得螺桿強(qiáng)度校核公式如下所示： ? ?223143caTFAd????? ? ????? （ 27） （ 1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 513，螺桿材料為 45 號(hào)鋼時(shí)， ? ? ? ?35s????，號(hào)鋼的屈服極限 355saMP? ? ，且載荷穩(wěn)定，取較小值。 （ 2）螺桿螺紋段危險(xiǎn)截面積 2 2 23 4 27 4 572A d m m?? ? ? ? （ 28） （