齒輪內(nèi)部缺陷自動檢測裝置數(shù)字樣機設(shè)計

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齒輪內(nèi)部缺陷自動檢測裝置數(shù)字樣機設(shè)計

目 錄

摘要 1

Abstract II

第1章  緒論 3

1.1  課題分析 3

第2章 數(shù)字樣機總體方案設(shè)計 4

2.1 檢測裝置總體方案設(shè)計 6

2.1.1系統(tǒng)運動方式的確定 9

2.1.2伺服系統(tǒng)的選擇 5

2.1.5設(shè)計方案的可行性分析 7

第3章  機械部分設(shè)計 8

3.1  步進電機的選用 8

3.1.1  步進電機的計算 8

3.1.2步進電機的選用 8

3.2  滾動導(dǎo)軌的設(shè)計與尺寸確定 9

3.2.1 滾珠導(dǎo)軌的選擇 10

3.2.2.滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊 11

3.2.3.額定壽命的計算 11

3.2.4.載荷計算 12

3.2.5.滾動體確定 137

3.2.6 許用負荷驗算 18

3.2.7.滾動導(dǎo)軌的材料和熱處理 19

3.3   滾珠絲杠螺母副的設(shè)計與尺寸確定 14

3.3.1滾珠絲杠螺母副的選用 15

3.3.2滾珠絲杠螺母副的計算 16

3.3.3 滾珠絲杠螺母副的驗算 19

3.4變速機構(gòu)中齒輪的設(shè)計 21

3.4.1 齒輪參數(shù)計算 21

結(jié)論 26

致謝 27

參考文獻 28

摘要

在工業(yè)化發(fā)展的今天，各種機械產(chǎn)品層出不窮，精度要求不斷提高。齒輪傳動作為傳動機構(gòu)的重要組成部分，其精度高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，提高齒輪傳動精度成為了提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種方法。齒輪傳動精度的高低主要受裝配精度、齒輪制造精度兩方面的影響

齒輪制造精度是由加工刀具來保證。而齒輪是加工齒輪的重要刀具，尤其是齒輪在加工各種齒輪的過程中得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對齒輪精度的分析檢測是非常有必要的。

關(guān)鍵詞    齒輪內(nèi)部缺陷  檢查儀  齒輪

Abstract

In industrialized development today, endless variety of mechanical products, the accuracy improved. Gear drive as a major component of its accuracy will directly affect the quality of products. Therefore, improving the precision gear drive into improving the quality of products of a rational design. Precision Gear mainly by the level of two aspects : the assembly of precision, 

the gear manufacturing precision. 

Gear manufacturing precision machining tool is to be guaranteed. And Hob processing gear is an important tool, Archimedes is particularly Hob in the processing of various gear the process to be widely used. Therefore, Archimedes Hob accuracy of detection is very necessary. 

Keywords   profile error  Tester  Gear  

第1章  緒論

隨著國內(nèi)工業(yè)化的飛速發(fā)展，如汽車制造業(yè)，航空航天工業(yè)、造船業(yè)、機械裝備制造業(yè)以及IT行業(yè)等的飛速發(fā)展，對各種工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，特別是各行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。而衡量這些生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量的好壞最重要的一點就是其性能。性能的好壞主要又是由構(gòu)成設(shè)備的零部件精度決定的。所以，對零部件精度的掌握在一定程度上就體現(xiàn)出了公司對產(chǎn)品質(zhì)量把握，決定了公司的效益。

齒輪作為機械產(chǎn)品傳動機構(gòu)的重要組成部分，對機械產(chǎn)品的性能有很重要的影響。所以，各大齒輪制造商在擴大齒輪產(chǎn)量、增加齒輪品種的同時，更加注重提高齒輪質(zhì)量。

影響齒輪質(zhì)量的因數(shù)很多，最直接的因數(shù)就是齒輪的加工刀具。齒輪是加工齒輪的重要刀具，尤其是齒輪在加工各種齒輪的過程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，研究齒輪測量技術(shù)和研制相應(yīng)的檢測儀器是非常必要的。

在早期的生產(chǎn)中，檢測齒輪加工刀具是否達到自己所希望的精度，通常用的是手動測量裝置。不僅檢測精度很難保證，而且工作效率低，越來越難滿足人們生產(chǎn)需要。隨著機械工業(yè)和電子信息技術(shù)的發(fā)展與融合，我們把傳感器、脈沖電機等電子設(shè)備與機械機構(gòu)相結(jié)合得到了檢測更精確，工作效率更高的齒輪加工刀具誤差測量儀。

本設(shè)計主要是對零齒輪的齒輪內(nèi)部缺陷進行檢測。由于在設(shè)計中采用了先進的機械電子技術(shù)，提高了設(shè)備檢測精度與生產(chǎn)效率。所以，我們相信本設(shè)計的產(chǎn)品一定會比早期的產(chǎn)品更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

1.1  課題分析

（1） 系統(tǒng)功能

實現(xiàn)一定尺寸范圍內(nèi)齒輪金屬零件自動超聲檢測的功能，重點實現(xiàn)各種型號小汽車變速箱齒輪的內(nèi)部缺陷檢測。它可以發(fā)現(xiàn)齒輪中各種缺陷及缺陷的位置，按規(guī)范要求自動判別是否報廢或返修，并予以顯示。除了裝、卸料和更換探頭外，全部操作過程在計算機的控制下自動完成。

（2）被測工件：外徑>ф1000mm

（3）檢測要求的運動方式及運動參數(shù)：

1）運動方式：工件旋轉(zhuǎn)，探頭沿工件的徑向和軸向進給掃描；

2）工件轉(zhuǎn)速范圍為：5～60r/min；

3）進給速度：1~20mm/r(這里的每轉(zhuǎn)是指工件旋轉(zhuǎn)一周的進給量)。

（4）探頭可以定量手工調(diào)節(jié)入射角度，調(diào)節(jié)范圍為±100。

第2章  總體方案設(shè)計

2.1  檢測裝置總體方案設(shè)計

系統(tǒng)總體方案設(shè)計內(nèi)容包括：

? 系統(tǒng)運動方式的確定。

? 伺服系統(tǒng)的選擇。

? 執(zhí)行機構(gòu)得結(jié)構(gòu)及傳動方式的確定。

2.1.1系統(tǒng)運動方式的確定

數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分點位控制系統(tǒng)、點位直線系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)是指被控制件由一點到另一點快速準確定位，卻不能在兩點之間工作的系統(tǒng)；點位直線系統(tǒng)是指被控制件沿平面內(nèi)平行于導(dǎo)軌作直線工作的系統(tǒng)；連續(xù)控制系統(tǒng)是指被控制件沿平面內(nèi)任何曲線都能工作的系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)造價低廉，適用于兩點之間快速點位的系統(tǒng)；連續(xù)控制系統(tǒng)造價高，適用于連續(xù)工作的系統(tǒng)；點位直線系統(tǒng)造價介于前兩者之間，適用于簡單直線運動。

由于齒輪齒形是直線，檢測齒輪內(nèi)部缺陷只需沿直線運動，所以選擇點位直線控制系統(tǒng)。

2.1.2伺服系統(tǒng)的選擇

開環(huán)伺服系統(tǒng)在負荷不大時多采用功率步進電機作為伺服電機，開環(huán)控制系統(tǒng)由于沒有檢測反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動誤差，但開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整維修容易、在速度和精度要求不太高的場合得到廣泛應(yīng)用。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有在設(shè)備移動部件上得檢測反饋元件來檢測實際位移量，能補償系統(tǒng)的傳動誤差。因而伺服控制精度高，閉環(huán)系統(tǒng)造價高、結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復(fù)雜，多用于精度要求高的場合。

此儀器屬于測量儀器，其分辨率為0.005mm，所測齒輪加工的齒輪精度：8級，所以采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)

2.1.3執(zhí)行機構(gòu)的確定

為保證數(shù)控系統(tǒng)得傳動精度和工作平穩(wěn)性。在設(shè)計機械傳動裝配時，通常采用低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜的阻尼比要求的傳動方式?？紤]以上幾點，本設(shè)計采用以下措施：

1、盡量采用低摩擦的傳動和導(dǎo)向元件。如采用滾珠絲杠螺母副，滾動導(dǎo)軌等。

致謝

本文主要闡述了齒輪檢測裝置設(shè)計。通過這次設(shè)計使我對齒輪加工過程產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于設(shè)計帶來的一系列機遇與挑戰(zhàn)。

本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產(chǎn)品，沒有導(dǎo)師的指引和贈予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會大打折扣。當我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的指導(dǎo)老師張文生老師，對我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進行多次指導(dǎo)和悉心指點，使我在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育。

再次由衷感謝答辯組的各位老師對學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價值！

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