【正文】 機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。如減速器的結構問題，中間的大量的數(shù) 據(jù)計算，不過我會通過查閱資料或詢問老師來解決，提高自己解決困難的能力。這次畢業(yè)設計一定會對我今后的學習工作起到巨大的作用。因此對減速器的選擇是設計步進輸送機的關鍵。然而，自 20 世紀60 年代以來，我國才開始對齒輪傳動進行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。近 20 多年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學技畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 5 術水平的進步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達國家引進了大量先進的機械設備和技術，經(jīng)過我國機械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時俱進，開拓創(chuàng)新地努力奮進，使我國的行星傳動技術有了迅速的發(fā)展。 主要研究內(nèi)容 設計 任務 工件步進輸送機用于間歇地輸送工件，到達預定位置。 主要任務：設計一套采用行星減速器為傳動系的工件步進輸送機。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 6 2 運輸機方案設計 方案比較 經(jīng)過反復調(diào)查研究，查閱相關資料，我們根據(jù)工件傳輸機的工作狀況的要求，提出了以下四種方案： 方案一：直接用帶傳動和步進電動機來實現(xiàn)滑 架的往返運動，通過步進電動機的正反轉控制往返運動，通過單片機控制驅動電路來設置相關的運動參數(shù)。 方案三：采用液壓凸輪機構為主，以達到設計要求。再采用凸輪機構推動擋板做上下的往復運動。 方案四：運用連桿機構，減速機，普通電動機。 經(jīng)過可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案一中步進電機的功率和工作狀況要求中的中度沖擊問題對步進電機的影響不能很好的解決，而且步進電機擁有一個很明顯的優(yōu)點，就是它有精確的正反轉功能，因為步進電機是將電脈沖信號轉化為角位移，或線位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情況下，電機的轉速，停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載的變化而影響，即給電機加一個脈沖信號 ,電機則轉過一個步距角，這一線性關系的存在，加上步進電機只有同期性的誤差而無累積誤差等 特點，使得在速度控制領域用步進電機來控制變的非常簡單，而且低速精度高。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。運動行程十分明了，缺點是該機構有兩個自由度，所以運動難遇控制，不夠平穩(wěn)。而方案四對于方案一方案二的問題有了很好的實現(xiàn)，而且普通電動機容易選擇，減速機和連桿機構，結構可靠，穩(wěn)定 性高 ,可以承受一定的沖擊，所以此方畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 7 案較合理。本課題的難點是連桿機構的分析和動力運動的分析。 工作機構型式的選擇 主要機構確定為曲柄搖桿機構，如圖 所示。 該機構的優(yōu)缺點：運動副都是低副，因此運動副元素都是面接觸，壓強較小，可承受較大的載荷，有利于潤滑，故磨損較??；此外，運動副元素的幾何形狀都比較簡單，便于加工制造；易獲得較高的精度，還可以改變各構件的相對長度使從動件得到不同的運動規(guī)律。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 8 圖 曲柄搖桿機構 平面曲柄搖桿機構 在鉸鏈四連桿機構中，若兩個連架桿中一個為搖桿，另一個為曲柄，那么這個四桿機構稱為曲柄搖桿機構。 平面四連桿機構有曲柄的條件 （ 1） 桿長之和條件：平面四桿機構的最短桿和最長桿的長度之和小于或者等于其余兩桿長度之和。 （ 3） 在有整轉副存在的鉸鏈四桿機構中，最短桿兩端的轉動副均為整轉副。 （ 4） 如果四桿機構不滿足桿長之和條件，則不論選取哪個構件為機架，所得畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 9 到機構均為雙搖桿機構。 連桿設計內(nèi)容 輸送機的工作阻力 r=3000FN，步長 360mmS? ，往復次數(shù) 56n? 次 /分，行程速比系數(shù) ? ，高度 800mmH? 。 搖桿的擺角初選 根據(jù)設計的常識一般初選擺角為 0040 50: 左右 ,再由步長定搖桿長度 ,一般取( )CDL ? : DEL , ( )EFL ? : DEL 。根據(jù)所給條件以及現(xiàn)場的要求，和行程速比系數(shù) K，在設計四連桿時，可利用機構在極位時的幾何關系，再運用其它輔助條件進行設計。首先按公式0180?? ， (K1)/(K+1)算出極位夾角 ? 為 。 2CN使 012 90C C D ?? ? ?， 再作 1 1 2CM CC? ， 2CM與 1CN的交點 P。 設曲柄的長度為 a,連桿的長度為 b，那么 2=b+aAC ， 1=b+aAC , 2=baAC ， 所以 a=( 1AC 2AC )/2 于是以 A 為圓心 ,以為 2AC 為半徑作圓弧交 1AC 于點 E,則得出a=EC /2,b= 1AC 1EC /2。 根據(jù)上面的方法可以算出平面四連桿機構的桿長分別為 a=125mm， b=395mm，c=390mm， d=390mm。 經(jīng)驗證， 0045 40DCB? ? ?，滿足要求?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件，工作可靠，此外結構簡單，尺寸緊湊，成本低，效率較高。 由 速 度 矢 量 圖 可 知 搖 桿 運 動 到 豎 直 位 置 時 Ev = 0v =780mm/s ，則Cv = Ev =468mm/s。 又 ABrvr?? 得曲柄 AB 的轉速 ? =。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 12 圖 速度矢量圖 選擇電動機 選擇電動機的類型 按工作要求和條件，選用三相籠形異步電動機，封閉式結構，電壓 380V， Y型。 其中 η1 為工作機構效率 ， η2 為減速器效率 。 查《機械設計簡明手冊》表 108 可選擇電動機型號為 Y112M4，額定功率為4KW，轉速 1440r/min。 圖 圓柱齒輪減速機。 但是 圓柱齒輪減速機 雖然有這么多的優(yōu)點，并不代表它沒有一絲缺點，事實上，它還是有一些缺點的，比如它一個缺點就是體積是比較大的，所以造成它的占地面積也比較大，因此齒面膠合這個事就很容易在這個減速機上面出現(xiàn)。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 14 3 二級圓柱齒輪性能參數(shù)設計 設計高速級 齒輪 （ 1） 確定齒輪類型．兩齒輪均為標準圓柱斜齒輪。由 機械設計 表 10— 1選擇小齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質），硬度為 240HBS，大齒輪材料為 45鋼 (正火 )，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 （ 4） 選小齒輪齒數(shù) 1Z =24，大齒輪齒數(shù) 2Z ＝ 1iZ高 ＝ 24=,取2Z =103。初選螺旋角 14?? o ，左旋。 8） 設計計算 4322 1 . 7 2 1 8 . 5 3 0 6 1 0m 0 . 0 1 5 2 1 . 9 8 m m1 2 4? ? ?? ? ?? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)ｍ大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標準值m ? 。于是有 11 / m 6 3 . 5 2 / 2 . 5 2 5 . 4 0 8Zd? ? ?，取 1 26Z? 。 幾何尺寸計算 （ 1） 計算分度圓直徑 1122m 2 6 2 . 5 6 5 m mm 8 7 2 . 5 2 1 7 . 5 m mdZdZ? ? ? ?? ? ? ? （ 2） 計算齒根圓直徑 1122m ( 2 . 5 ) 2 . 5 ( 2 6 2 . 5 ) 5 8 . 7 5 m mm ( 2 . 5 ) 2 . 5 ( 8 7 2 . 5 ) 2 1 1 . 2 5 m mffdZ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 3） 計算中心距 12( ) / 2 (6 5 2 1 7 . 5 ) / 2 1 4 1 . 2 5 m ma d d? ? ? ? ? 將中心距圓整后取 39。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 論 文 Q Q 3 6 2 9 6 5 1 8 原 創(chuàng) 通 過 答 辯 19 （ 4） 計算齒寬 1 1 6 5 6 5 m mdbd?? ? ? ? 取 2 70mmB ? 1 75mmB ? （ 5） 驗算 112 2 85 30 6 26 24 .865t TFNd ?? ? ? 1 .2 5 2 6 2 4 .8 5 0 .4 8 / m m65AtKF Nb ??? 合適 。 （ 2） 材料選擇。 （ 3） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度 。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 1 mm?來計算應有的齒數(shù)。 142a mm? 。 根據(jù)表 《機械設計》 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 計 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，最小軸徑應增大 10%~15% ，取增大 12% 得min mm? ，圓整的 min 35d mm? 。 軸段 1 和 5 的長度相同 ,故取1539l l 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? 。 3） 軸段 4 上安裝低速級小 齒輪 ,為便于齒輪的安裝 , 4d 應略大與 5d ,可取4 40d mm? 。 取齒輪齒寬中間為力作用點 ,則可得 1 mm? , 2 mm? ， 3 67L mm? 4） 參考 《機械設計》 表 15－ 2，取軸端為 ? ，各 軸肩處的圓角半徑見圖。 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 計 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 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） 按彎扭合成應力校核軸的強度 由合成 彎矩圖和轉矩圖知的處當量彎矩最大，并且有較多的應力集中 危險截面 ，1 4 2 0 0 9 .5 4DM N m m??合 由 《機械設計》 表 51 查得 MPa60][ 1 ??? 1/ 0 . 1 [ ] 2 9 . 3 1 4 0DDM ? ?? ? ?總 ，校核安全。 行星減速器總體長度、寬度及高度已設計出，容易繪制。 聯(lián)軸器根據(jù)電動機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，為標準件，按照國標繪制。 具體結構尺寸可參見步進輸送機裝配總圖。 開式 齒輪 傳動零件實體造型 小齒 輪 實體設計（圖 ） 圖 圖 開式大齒輪 根據(jù)零件圖用 Pro/Engineer 進行三維實體造型，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。 大齒輪 實體設計（圖 ） 大 齒輪的模數(shù) m=6 =71， Z 。 連桿 實體設計（圖 ） 圖 連桿 圖 搖桿 連桿與曲柄相連接。 開式齒輪 傳動零件、四桿機構裝配 裝配順序為：底架、 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 。裝配完成后如圖 所示。 接下來是 齒輪副設置。設置運動軸，點擊箭頭，選擇齒輪軸，輸入齒輪 1 節(jié)圓直徑 36mm，再點擊齒輪 2標簽，同樣填入?yún)?shù)，選擇齒輪軸線，然后單擊“應用”，“確定