【正文】 [4]。齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度 h，故取 h=7(mm),則軸環(huán)處的直徑 dEF=63(mm)。 根據 前面設計的錐齒輪，可以確定軸段 AB、 KL的直徑 dAB=dKL=30(mm)，錐齒輪輪轂的寬 B=40(mm)， 為了使軸端擋圈的端面更可靠的壓緊齒輪，則此軸應該略短于輪轂的寬度，故取 LAB= LKL=36(mm)，齒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=36(mm)。因為軸承同時承受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。連個軸承的一段都采用軸肩定位，查手冊可以得到軸肩的高度 h=6(mm)，則 dDE=dHI=46(mm)。 4） 根據方案簡圖以及整體的布局來確定軸段 BC、 DE、 HI、 JK 的長度，初步設定 LBC= LJK=145(mm)， LDE=490(mm)， LHI=465(mm)。 （ 3） 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的連接是采用平鍵連接的。 軸 2 的設計 （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案 通過前面總體方案的設計進行分析，初步選用圖 所示的裝配方案： 圖 軸的結構與裝配 濟南大學畢業(yè)設計 22 （ 2） 確定軸的各段直徑和長度 1） 根據前面設計的直齒錐齒輪，可以確定軸段 FG 的直徑 dFG=60(mm)，根據錐齒輪輪轂的寬度 B=76(mm)，為了使圓螺母的端面更可靠的壓緊齒輪，則此軸應該略短于輪轂的寬度，故取 LFG=72 (mm)。軸環(huán)寬度 b，則可以取 LEF=10(mm)。 2） 初步選擇滾 動軸承。參照工作要求并根據 dBC= dJK=41(mm)，可以選擇角接觸球軸承的型號為 7309AC，其尺寸為 2510045 ????? BDd [8]，故 dCD=dIJ=45(mm)，而 LCD= LIJ=25(mm)。 3） 因為軸段 GH 采用的是圓螺母進行軸向定位，所以可以根據 dHI=52(mm)，dFG=60(mm)，以及手冊中圓螺 母的型號可以選定軸段 GH 的直徑 dGH=56(mm)，選擇圓螺母的型號為 M64，則根據圓螺母的相關參數可以初步設定 LGH=33(mm)。 5） 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由軸承端蓋的結構設計而定 )。根據 dAB=dKL=35(mm)，由參考文獻 [5]中查表 41 查得平鍵截面尺寸 810???hb ，同樣的根據 dFG=60(mm)，可以查得平鍵截面尺寸 1118???hb [8]。 傳感器及其組成 （ 1） 傳感器 傳感器 是能按一定方式種將 各種非電量（其中包括化學量、生物量及物理量等 ）轉換成為別種量值傳輸出 （一般是電量）的裝置 [10][11]。 2） 位移傳感器 此次設計的包裝紙箱壓力變形試驗機是一臺對位移精度要求 比較高的設備，因此選擇差動變壓器式位移傳感器 ，該 傳感器具有分辨率高、精度較高、性能穩(wěn)定、線性范圍大、輸出大、使用方便等優(yōu)點 [10][11]。強度準則就是指零件中的應力不得超過允許的限度。 齒輪的校核 齒輪傳動是此次設計的包轉紙箱壓力變形試驗機中非常重要的傳動裝置，主要有直齒圓柱齒輪傳動和直齒錐齒輪傳動，于是所設計的齒輪傳動在具體的工作情況下，必須有足夠的、相應的工作能力，以保證在整個工作壽 命期間不知失效。 直齒圓柱齒輪的校核 （ 1） 按齒根彎曲疲勞強度校核 輪齒在受載時，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強度最弱。根據設計得： [σF]1=420(MPa)， [σF]2=(MPa)， YSa1=， YSa2=， YFa1=；YFa2=， K=， ,b2=48(mm)； b1=53(mm)。則將 T1代入公式 ()可以得到 Ft=(N)，最后將所有的已知數據代入公式 ()中： ? ? )(420)(253 11 111 M P aσM P amb YYKFσ FFaSatF ???? ????? 濟南大學畢業(yè)設計 25 ? ? )( 3 8)(248 4 22 222 M P aσM P amb YYKFσ FFaSatF ???? ????? 通過上面的結果可以看出本文所設計的直齒圓柱齒輪滿足齒根彎曲疲勞強度的要求。則根據設計得： Ft=(N)， ZE=(MPA1/2)， ZH=， b2=48(mm)， b1=53(mm)，d1=48(mm)， u=5， [σH]1=528(MPa)， [σH]2=495(MPa)，最后將所有的已知數據代入公式 ()中： ? ? )(5 2 8)(2 8 8 4 1111M P aσM P aZZuudbKFσ HEHtH ??????? ?????? ? ? )(495)( 2122M P aσM P aZZuudbKFσ HEHtH ??????? ?????? 通過上面的結果可以看出本文所設計的直齒圓柱齒輪滿足齒面接觸疲勞強度的要求 [4]。齒根危險截面的彎曲強度條件為： ? ? ? ?FRSaFatF σφbm YYKFσ ??? () 濟南大學畢業(yè)設計 26 根據前面所設計的直齒錐齒輪，可以查到公式 ()中所有的相關的數據。則將 T1 代入公式 ()可以得到Ft= (N)，最后將所有的已知數據代入公式 ()中： ? ? ? ? )()(3 1111 M P aσM P aφbmYYKFσFRSaFatF ????????? ?????????? ? ? ? ? )( 44)(3 08 2222 M P aσM P aφbmYYKFσFRSaFatF ????????? ?????????? 通過上面的結果可以看出本文所設計的直齒錐齒輪滿足齒根彎曲疲勞強度的要求。根據設計得： T1=32600() ， K=， u=4， d1=60(mm)， ΦR=1/3，ZE=(MPA1/2)， [σH]1=540(MPa)， [σH]2=528(MPa)，則將以上已知數據代入公式 ()，可以得出： 濟南大學畢業(yè)設計 27 ? ? )(540)(1321 M P aσM P aσ HH ??????????? ??????? ? ? )(5 2 8)( 0 33 2 6 0 8 952322 MPaσMPaσ HH ??????????? ??????? 通過上面的結果可以看出本文 所設計的直齒錐齒輪滿足齒面接觸疲勞強度的要求 [4]。一切做回轉運動的傳動零件（例如齒輪、鏈輪等），都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。 1:對軸 1 進行校核 通過軸的設計，軸的主要結構尺寸，軸上零件的位置，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）以可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段得中點。通常把軸當做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關。 1）畫出軸的受力圖，如圖 ()所示。支點反力為： )( 7 12 4 3221 NFFF tNHNH ???? () 圓柱齒輪中心處 截面的彎矩為： )( 4 7 5 0 55 4 7 11 mmNLFM AHH ????? () 3）作垂直面內的彎矩圖，如圖 ()所示。 22 HV MMM ?? () 因為 MV1MV2，所以 )( 5 8 8 7 4 7 5 0 9 0 2 4 22 mmNM ???? 5）作轉矩圖，如圖 ()所示， T=326000()。根據第三強度理論進行校核，因為軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應變，取 α=，則軸的計算應力： ? ?W TαMσ ca 22 ?? () 已知軸的抗彎截面系數 W=(mm3)，通過查可以得到軸的許用彎曲應力為[σ1]=60(MPa)。 濟南大學畢業(yè)設計 29 圖 軸的載荷分析圖 軸承的校核 根據上面軸的校核，同樣的來校核此軸上的軸承。設軸承的預期工作壽命為 L’h=3600(h)（連續(xù)工作五年，每年按 300 個工作日計）。 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面（圖 ）和水平面（圖 ）兩個平面力系。 對于 7000AC 型軸承，按表 [4]，軸承派生力的軸向力為 Fd=，因此可以算出： Fd1==(N)， Fd2==(N)。 因為對于角接觸球軸承判斷該系數 e=，則 eFF ra ??? () eFF ra ??? 查表 [4]可知： X1=， Y1=； X2=1， Y2=0。則根據下面公式 [4]： ? ?arp YFXFfP ?? () 將已知條件代入公式 ()得： ? ? ? ? )( 9 7 8 NFYFXfP arp ???????? 濟南大學畢業(yè)設計 32 ? ? ? ? )( NFYFXfP arp ???????? （ 4） 驗算軸承壽命 因為 P1P2，所以按軸承 1 的受力大小來進行驗算，主軸承壽命公式如下： εh PCnL ?????????166010 () 對于球軸承 ε =3，齒輪轉速設最大為 300r/min，則將已知數值代入公式 ()可得： 39。 濟南大學畢業(yè)設計 33 5 結 論 本文對包裝紙箱壓力變形試驗機進行了設計，其中主要是對壓力變形試驗機機械部分的設計，同時也對測試部分進行了一些初步的選擇，設計的主要內容有以下幾個部分： （ 1） 機械部分的設計主要包括：整 機方案的確定，交流伺服電動機的選型，減速器的選擇，鏈及鏈輪的設計，齒輪、軸、軸承等主要零部件的設計及校核，最后繪出了此次設計的包裝紙箱壓力變形試驗機的整機裝配圖以及主要零部件的零件圖。因為測試部分不屬于此次設計的主要內容，因此在審計中只是對測試元件進行了初步的選擇，此次設計的 試驗 機主要是測量出上壓板施加的壓力以及包裝紙箱發(fā)生變形的數值，所以測量元件主要選擇了測力傳感器和位移傳感器。 （ 2） 采用的是鏈傳動，在傳動過程中不會像帶傳動一樣出現彈性滑動和打滑現象，在工作中可以保持準確的傳動比，傳動效率高 ,而且設計時采用的是雙排鏈傳動，提高了鏈的承載能力。 濟南大學畢業(yè)設計 34 參 考 文 獻 [1] 呂言 , 周建國 , 阮澎等 . 最新伺服壓力機開發(fā)以及今后的動向 [J]. 鍛壓裝備與制造技術 , 2020,41(1):1114 [2] 張力重 , 林紅旗 . 交 流伺服電機的機械式壓力機的發(fā)展 [J]. 機械制造技術 , 2020(3):4952 [3] 謝軍 . 交流伺服電機的應用趨勢 [J]. 伺服控制 , 2020(5):2425 [4] 濮良貴 , 紀名剛 . 機械設計 [M]. 高等教育出版社 , [5] 蘇敏 , 王隆太 . 幾種伺服壓力機傳動結構方案的分析與比較 [J]. 鍛壓裝備與制造技術 ,2020,(5):3538 [6] 錢功 . 數控伺服開式壓力機的設計驗證 [J]. 鍛壓裝備與制造技術 , 2020,(10):2630 [7] 魯文其 , 胡育文 , 黃 文新 . 基于交流電機重載的復合型伺服壓力機 [J]. 電機與控制應用 ,2020,35(9):1114 [8] 吳宗澤 , 羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 [M]. 高等教育出版社 , 2020,4 [9] 成大全 , 機械設計手冊（單行本） — 機械傳動 [M]. 北京