凸轮轴测量仪设计

本科毕业设计（论文）通过答辩凸轮轴测量仪设计摘要凸轮机构是常用机构，应用范围很广。因此，对凸轮工作性能的要求就越来越高，而凸轮工作性能的好坏主要由相关的凸轮形线参数来决定。因此，目前国内外对凸轮参数的测量仪的研究和开发也越来越广泛和深入。凸轮轴测量仪采用精密机械、光栅、微型计算机等技术，为满足汽车、摩托车发动机凸轮轴、汽车前后桥刹车凸轮轴等检测要求而特殊设计制造的新型测量仪器，可测量凸轮轴的桃形型而误差、桃形对定位键槽的相位角误差、桃形间相位角误差、轴径的径向跳动及凸轮的速度、加速度等测量项目。凸轮轴是工程中常用的零件，在凸轮轴的大批量生产中，为了保证产品质量，产品的测量变得非常重要。凸轮轴的轴向尺寸较多并且精度较高，用传统的测量方法无法保证每一件产品的测量精确、且容易造成测量成本过高，因此需要一台专用的测量设备才能保证产品的质量控制。所以我设计了一台凸轮轴专用测量仪。这次设计的凸轮轴测量仪运用了现在比较热门的机器视觉作为测量手段，又采用了步进电机光栅等元件，因此对信号采集，图像处理，运动控制等方面有较高的要求。导致影响最后测量精度的因素太多，因此调试过程会比较复杂。本设计中的机械结构相对比较简单，但是关键零件精度要求非常高，对加工工艺以及设备要求较高，装配精度也要求较高，因此装配调试也比较复杂。关键词：测量手段，步进电机光栅，精度高，精密机械本科毕业设计（论文）通过答辩TheCamshaftMeasuringInstrumentIsDesignedAuthor:GaoXiaoHuanTutor:WangPingZhuAbstractWheelmechanismisused,theapplicationrangeisverywide.Therefore,theCAMworkingperformancerequirementsmoreandmorehigh,andtheCAMworkperformanceisgoodorbadCAMshapelineismainlycomposedofrelevantparameterstodecide.OnCAMparametermeasuringinstrumentathomeandabroad,therefore,theresearchanddevelopmentisbecomingmoreandmorewidelyanddeeply.Camshaftmeasuringinstrumentprecisionmachinery,grating,microcomputertechnology,inordertomeettheneedsofautomobile,motorcycleenginecamshaft,carcamshaftfrontandrearaxledetectionrequirementsmodelspecialequipmentdesignandmanufacturing,butpeachshapemeasurementofcamshaftphaseerroronpositioningkeyway,peach,peachangleerrorshapebetweenthephaseangleerror,andthecamshaftrunouttheradialvelocity,accelerationmeasurementproject.Thecamshaftiscommonlyusedinengineering,inthemassproductionofthecamshaft,inordertoensurethequalityofproducts,productmeasurementbecomesveryimportant.Camshaftaxialsizemoreandhighprecision,cannotbeguaranteedbythetraditionalmethodofmeasuringeachproductprecision,andeasytocausethemeasurementcostistoohigh,thereforeneedadedicatedmeasurementequipmenttoensuretheproductsqualitycontrol.SoIdesignedacamshaftmeasuringinstrument.NowthedesignoftheCAMshaftmeasuringinstrumentusingapopularmachinevisionasameansofmeasurement,andusedtheelementsuchassteppermotorgrating,sothesignalcollecting,processing,motioncontrol,etc,havehigherrequirements.Factorsleadtoeffectthemeasuringaccuracyistoomuch,sothedebuggingprocessismorecomplicated.Thisdesignthemechanicalstructureisrelativelysimple,butthekeypartsaccuracyrequirementisveryhigh,theprocessingtechnologyandequipmentdemandishigher,assemblyaccuracyandthedemandishigher,soassemblydebuggingisalsomorecomplex.Keywords :：Measurements,steppermotorgrating,highaccuracy,precisionmachinery本科毕业设计（论文）通过答辩目录绪论 1国内外主要的一些凸轮轴测量仪 2国内主要的一些凸轮轴测量仪 2中外合资广州威而信精密仪器有限责任公司研发的凸轮轴测量仪 2北京启点恒达测控技术公司研发的凸轮轴测量仪 3国外主要的一些凸轮测量仪 5美国阿德柯尔911凸轮轴检测仪 5瑞士TRIMOS多功能轴类检测仪 5项目分析和方案拟订 7主要元器件的选择 9CCD传感器以及镜头的选择 9导轨的选择 9滚珠丝杆的选择计算 14长光栅的选择 15电机的选择 15齿轮设计 18滚动轴承的选择及计算 26结论 27致谢 28参考文献 29附录 31本科毕业设计（论文）通过答辩绪论凸轮轴是工程中常用的零件，在凸轮轴的大批量生产中，为了保证产品质量，产品的测量变得非常重要。凸轮轴的轴向尺寸较多并且精度较高，用传统的测量方法无法保证每一件产品的测量精确、且容易造成测量成本过高，因此需要一台专用的测量设备才能保证产品的质量控制。所以我设计了一台凸轮轴专用测量仪。采用方案是利用CCD传感器识别边界，进行非接触式测量。这在现阶段的测量技术领域还属于比较新颖的测量技术。因为CCD传感器的视角范围很小，不能直接利用它来测量这样大尺寸的工件。因此在本测量仪中，只利用它作为一个识别工件边界的工具，再利用光栅记录CCD传感器移动的距离，这样也可以得到精确的测量结果。而且成本也比较低。但是这种测量方法受环境光源的影响较大，因此对环境有一定的要求。目的：研究回转类零件工艺参数的检测、分析与控制，包括接触式参数提取，数据采集及信号处理，参数识别等，研究凸轮形线参数测试仪，重点研究测量平台和参数分析及误差理论。意义：目前在凸轮检测中，大多采用光学分度头对凸轮进行分度，分度由人工控制。这种测量方法速度慢，精度低，并存在一定的人为误差。而本课题研究全自动凸轮形线参数测量仪，能够很好的降低人为误差。另外，采用以凸轮转角为横坐标、对应升程为纵坐标的方式表达凸轮形线，通过光栅式位移传感器探针测量凸轮升程，保证位移10.1度。因及目前企业的实际情况来看，本课题所研究的问题，具有较高的实用性。本科毕业设计（论文）通过答辩国内外主要的一些凸轮轴测量仪凸轮机构是常用机构，应用范围很广。因此，对凸轮工作性能的要求就越来越高，而凸轮工作性能的好坏主要由相关的凸轮形线参数来决定。因此，目前国内外对凸轮参数的测量仪的研究和开发也越来越广泛和深入。下面将对此进行一下简要的介绍。国内主要的一些凸轮轴测量仪中外合资广州威而信精密仪器有限责任公司研发的凸轮轴测量仪如图2.1测量平台，右边为数据采集与处理平台。这套凸轮轴测量仪器，采用凸轮轴立式安装测量结构。旋转轴由精密气浮主轴与气浮顶尖构成，双气浮直线运动导轨立柱做为直线运动基准，由进口电机驱动；电器部分由高级计算机及进口精密圆光栅传感器、精密光栅位移传感器组成。测量软件采用基于中文版WINDOWS操作系统平台的WILSON测量软件，完成参数输入、测量选择、数据采集、处理及测量数据管理和测量结果打印输出等工。图2.1威尔信凸轮轴检测仪装置图这款测量仪器目前在国内还算是比较先进的，它主要有以下一些优点：（1）立式主机测量结构：凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差；高精度：机械运动部件和工件的定位（运动导轨立柱）0.08um；命长达十年以上；本科毕业设计（论文）通过答辩数据采集采用世界上最著名的德国海德汉公司的精密光栅传感器（旋转、位移及其相关技术，准确度高，稳定性好；可放置在企业计量室和生产车间现场使用北京启点恒达测控技术公司研发的凸轮轴测量仪北京启点恒达测控技术开发有限公司目前已开发的凸轮轴测量仪，分为三个系列：计量型凸轮轴、曲轴测量仪在线式凸轮轴测量仪凸轮轴综合项目测量仪下面对以上三个系列的凸轮轴测量仪器分别予以介绍。计量型凸轮轴测量仪如图2.2导轨上下移动，从而实现自动化测量。该测量仪的主要特点有：可实现全自动化测量，避免了人工操作造成人为误差测量精度高，径向，可达0.1微米。轴向，可达0.1微米图2.2计量型凸轮轴测量仪在线式凸轮轴测量仪，其测量平台示意图如图2.3所示。该凸轮轴测量仪的重要特点有：能够实现在线测量精度高，轴向精度可大0.1微米本科毕业设计（论文）通过答辩高采用立式结构，凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差；图2.3在线式凸轮轴测量仪凸轮轴综合项目测量仪如图2.4所示，左边为其测量平台，右边为其数据采集及处理平台。该测量仪是一台比较先进的测量仪器，其的主要特点有：替代传统检具，对除凸轮升程、相位以外的非主要多个项目进行测量。组合式，根据不同检测项目，由多台仪器组合成为一套测量系列仪器组。高速,与传统检具相比，测量速度提高几倍至几十倍。少了人为主观因素，使测量更客观准确。可无限保留原始测量数据。本科毕业设计（论文）通过答辩图2.4凸轮轴综合项目测量仪国外主要的一些凸轮测量仪911凸轮轴检测仪如图2.5所示。左边为测量平台，右边为数据采集及处理平台该测量仪是一套比较先进的测量仪器，其主要特点有：立式结构，凸轮轴垂直安装，避免重力因素影响对测量造成的误差；可实现自动化测量测量精度高图2.5阿德柯尔911凸轮轴检测仪TRIMOS多功能轴类检测仪2.6TRIMOSTWINNER多功能轴类测量系统可完成以本科毕业设计（论文）通过答辩曲轴和凸轮轴冲程、跳动、基于工件轴线的跳动、圆度、端面跳动、同心度、对称度、平行度、直线度、圆锥角度、最大最小值/差值、交点尺寸等。TWINNER仪器特点：稳定性高（仪器基体都由花岗岩制成，精度高、重复性好、操作简便在车间环境下，长度、直径和跳动的测量精度能得到保证一般情况下，仪器不必经常标定更换工件后，无需对仪器进行重新标定导轨直线度好<=0.002mm顶针头座和尾座可以自由移动，工件可装夹在任意位置量导轨和顶针座间平行度调整方便，在一些情况下（如顶针座受到撞击后）方便调整长度和直径测量模块固定于测量支架上，与导轨垂直度好测力固定，极大的减少了人为误差(量位置)有自动采集提示3为直径和跳动测量系统另有各种测头、测量系统可选，例如：孔测头，角度测量系统等.图2.6TWINNER多功能轴类测量系统以上简要介绍了目前国内外关于凸轮轴测量仪器产品研发的一些情况，可见目前，凸轮轴测量仪器的发展越来越趋向于全自动化、高精度的要求。本科毕业设计（论文）通过答辩3．项目分析和方案拟订根据要求，拟定了两种方案：3.1所示。采用相对测量法，定做标准轴，利用高精度的位移传感器对每一个测量参数进行测量，利用测量值与标准轴的测量值进行计算，得到所需要的精确测量结果。3.2

图3.1方案一原理示意图CCD移动，CCD镜头瞄准工件边界通过软件识别边界，用反射式光栅记录轴向距离、通过运算，得到所需要的精确测量结果。3.2方案二原理示意图本科毕业设计（论文）通过答辩比较方案的优劣：方案一采用的是接触式测量，用电感传感器采集数据进行测量，属于比较传统的测量方式。这种方式由于采用的是电感传感器，这种传感器分辨率较高，抗干扰能力也较强，因此测量结果精确可靠，测量速度很快，技术也非常成熟。但是由于这里要求测量的工件型号较多，尺寸也较多，将需要大量的电感传感器，以及数据转换通道，成本将方案二采用的是利用CCD传感器识别边界，进行非接触式测量。这在现阶段的测量技术领域还属于比较新颖的测量技术。因为CCD传感器的视角范围很小，不能直接利用它来测量这样大尺寸的工件。因此在本测量仪中，只利用它作为一个识别工件边界的工具，再利用光栅记录CCD传感器移动的距离，这样也可以得到精确的测量结果。而且成本也比较低。但是这种测量方法受环境光源的影响较大，因此对环境有一定的要求。综合以上原因，我选择了第二套方案。本科毕业设计（论文）通过答辩4.主要元器件的选择CCD传感器以及镜头的选择根据用户要求，被测量的工件有多种型号，各型号产品的径向尺寸各不相同，就需要不同的焦距。因此，我们选择了0.8－4.5倍变倍镜头以及型号为12V1E-EX的CCD传感器。导轨的选择导轨类型的选择在本测量仪中，测量精度以及重复性的要求比较高，并且采用的是CCD传感器采样，因此要求导轨的行走平行度比较高，行走平稳。因此，普通导轨就不能达到要求。因此我们选择了HIWIN台湾上银科技股份有限公司的导轨。导轨有以下优点：1/50μm级的定位精度。磨耗少能长时间维持精度传统的滑动导引，无可避免的会因油膜逆流作用造成度。而滚动导引的磨耗非常小，故机台能长时间维持精度。降低机台电力损耗量。且因其摩擦产生的热较小，可适用于高速运行。本科毕业设计（论文）通过答辩导轨型号选择：导轨型号选择计算项目计算项目计算及说明主要结果润滑1.导轨若没有适当的润滑，滚动部分的摩擦选用系列产品就会增加，长期使用会成为缩短寿命的主要查HIWIN台湾上银科技股份有限公司的选 选择HG系列原因。润滑剂有下列几种作用：型样本，选择了适合精密测量仪器使用的HG系列2．减少滚动部分的摩擦、防止烧伤并降低磨损。选用精度等级从C普通,H高,P精密,SP超精密,UP超高精3．在滚动的面与面之间形成油膜，可延长密等级中，根据设备精度要求以及价格因滚动疲劳寿命。素，我们选择P级的导轨选择P级4.防止生锈。P＝G＝mg＝15×9.8N＝147NP＝147N静载荷P（N）的确定m为拖板以及CCD镜头的质量（m<15kg15kg计算）负荷状况无冲击力且平滑使用速度V≦15m/min本科毕业设计（论文）通过答辩每组导轨在出厂前可封入锂皂基润滑油脂每组导轨在出厂前可封入锂皂基润滑油脂以润滑珠槽轨道，虽然润滑油脂较不易流润滑油脂(GREASE)100km时，应再补充润的场合。计算加油脂的时间间隔：的时间间隔T=100×1000/（Ve×60）hrT＝416.6hr＝416.6hr＝52个工作日52个工作日T:注油频率(hour)基本静额定负荷(C0)基本静额定负荷行走平基本动额基本静行走平基本动额基本静容许静力矩精度行度定负荷(kN)额定负荷型号度等级(μm)C0(kN)MRMY(mm)kN-MPkN-mkNm-m本科毕业设计（论文）通过答辩HGH35HA1R116 1160HGH35HA1R116 1160P114.9510.281.71.20 1.200Z2P3（级）V:速度(m/min)这里V取4m/min根据需求精度、载荷，以及价格等因素，我查HIWIN台湾上银科技股份有限公司的选型样本，选择了型号为HGH35HA1R1160Z2P的导轨导轨在静止或运动中若承受过大的负荷，或受有很大冲击负荷时，会导致珠道接触基本静额定负荷便是容许这个永久变形量的极限负荷。CCDGCCD镜头的质量<15kg,P=G导轨型号计算该导轨其主要技术参数如下：计算项目计算项目计算及说明主要结果静安全系数(fsl)校根据使用状况，在使用过程中，会有所选导轨安全。验多次的启动，因此需要取用较大的安全系数，我们取静安全系数fSL>5。fSL=C0/p＝10.28/147*10-3>5本科毕业设计（论文）通过答辩fSL:fSL:静安全系数C0:基本静额定负荷(kN)P:工作负荷(kN)3）导轨寿命当导轨承受负荷并作运动时，珠道表面与钢珠因不断地受到循环应力的作用，一但到达滚动疲劳的临界值，接触面就会开始产生疲劳破损，并在部份表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象，此种现象叫做表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离时为止的总运行距离。4）a.额定寿命导轨的寿命，具有很大的分散性，即使同一批制造的产品，在相同的运动状态下使用，寿命也会所有不同；这大多归咎于材料本身在疲劳特性上固有的变化。因此为定义导轨的寿命，一般以额定寿命为基准；其定义是：以一批同样的产品，逐个在相同的条件及额定负荷下运行，其中90％未曾发生表面剥离现象而能达到的总运行距离。b.轨的基本动额计算项目计算项目计算及说明主要结果本科毕业设计（论文）通过答辩寿命的校核计寿命的校核计1.不考虑环境因素影响，寿命计算如下所示。按照每天工作小时计算，至算L=(C0/P)3*50Km少可以工作11.4年。满足设计＝(10.28/147*10-3)3*50Km要求。=33294KmL:额定寿命C0:基本动额定负荷P:工作负荷2.寿命时间的换算依使用速度及频率将寿命距离换算成寿命时间。Lh=L*103/(Ve*60)=(C/P)3*50*103/(Ve*60)=138727hrLh:寿命时间(hr)L:寿命(km)Ve:运行速率(m/min)C/P:负荷比根据以上计算，我们选择型号为HGH35HA1R1160Z2P的导轨满足了设计需求。滚珠丝杆的选择计算已知：丝杠用于传动，选用T型滚珠丝杠，工作时有轻微震动，螺母带动的CCD及15KFmax＝147Fmin＝1476m/min3908年以上。计算项目计算项目计算及说明主要结果本科毕业设计（论文）通过答辩1.1.求当量载荷Fm＝1/3（2Fmax+Fmin）＝147N2.求当量转速2m/min4m/min,初定导程为5mm。丝杆轴的转速nmax＝4000/5＝800r/minnmin＝2000/5＝400r/min当量转速nm＝(nmax+nmin)/2＝600r/min3.选定工作寿命按每天8 小时，10 年时间，选Lh＝360×8×10＝288004.额定动载荷计算C‘am＝fw*Fm（60nmLh）1/3/100×1×1＝833N5.按转速很低、载荷最大时工况进行静载荷计fs*Fmax＝2×147N＝294N算根据台湾上银丝杠资料，选用丝杠规格为:R20-5T3-FSZ-1133-1287-005其d0＝20mm Ph＝5mmCa＝7.9KWCoa＝22.10KWCoa：额定静载荷Ca：额定动载荷螺母长度：L＝44mm长光栅的选择根据1)测量精度<0.005+L/30000 (㎜)2)重复性<0.008㎜的要求我选择了RENISHAW公司的光栅传感器：RGH22，分辨率＝0.001mm。该传感器精度高，分辨率高，信号稳定，抗干扰强，能满足工程的需要。电机的选择测量节拍时间以及主要工作参数的验算计算项目计算项目计算及说明主要结果本科毕业设计（论文）通过答辩验算n(r/min)

单行程L1＝800mm测量一次的总行程L＝2*L1＝1600mm客户要求测量节拍为T<3min/件除开上下工件以及观察的时间，工作时间t≤6s1min工作速度Vw（m/min）Vw＝L/t＝1600/1000÷1＝1.6m/min为了保证测量节拍，我们取测量速度Vw＝2m/min快进速度Vf＝4m/min由选择的丝杠d0＝20mm,Ph＝5mm,r＝d0/2＝10mm丝杆轴的转速nmax＝4000/5＝800r/minnmin＝2000/5＝400r/min当量转速nm＝(nmax+nmin)/2＝600r/min

总行程L＝1600mm测量速度Vw＝2m/min快进速度Vf＝4m/min当量转速nm=600r/min2）电机型号选择本测量仪中使用电机的基本情况如下，需要一个初步定位（定位精度p<0.1mm），启动和停留的时间间隔较小（t<3s）。因此我们就选择了步进电机作为驱动电机。使用。步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。计算项目计算项目计算及说明主要结果传动比i我们选择了传动比i＝4传动比本科毕业设计（论文）通过答辩的选择折算到电机轴的转速nD(r/min)

工作的转速nDW＝n*i＝2400r/min快进的转速nDf＝nf*i＝4800r/min

i=4nW=2400r/minnf=4800r/min步距角的选择 目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度度（五相电机）0.9度/1.8度（二、四相电机）1.5度/3度（三相电机）（当量换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。折算电机的步距角α＝360*p/(r*i)＝360*0.1/(10*4)＝0.9°i为传动比r为丝杠半径0.9度/1.8度（四相电机）静转矩Tl的选择 ωDw=2πn折算到电机轴的静转矩Tl＝Fv/（ωDw*η）＝mgv/（2πn*η）＝15*9.8*2/（2*3.14*4800*0.8）＝0.026N·m＝2.6N·cmη---传递效率，取0.8电流的选择 快进速度较大，选电流较大的电经过计算，我们选择了型号为DM5676B电机3)电机的主要技术参数如下：

定位精度：p＝0.1mm步距角α=0.9°/1.8°Tl＝2.6N·cm型号型号相数电流静转矩机身长定位转矩出轴长重量本科毕业设计（论文）通过答辩单位AKg·cmmmKg·cmmmKgDM5676B4214760.9211.0齿轮设计齿轮传动具有如下特点：瞬时传动比恒定。非圆齿轮的瞬时传动比又能按需要的变化规律来设计。传动比范围大。可用于减速或増速。速度（指节圆圆周速度）和传递功率的范围大，可用于高速（v>40m/s）低速（v25m/s）1w105kw。99%以上。结构紧凑。适用于近距离传动。其中，渐开线圆柱齿轮的应用非常广泛。它传动的速度和功率范围很大；传动效率高，一对齿轮可达98%～99.5%，精度越高，效率越高；对中心距的敏感性小，装配和维修比较简便；可以进行变位切削及各种维修、修缘，以适应提高传动质量的要求；易于进行精确加工；单级传动比为1～8。在我的设计中，对结构的要求比较严格。丝杠的直径、电机的大小等都是定好的。整个传动部件只起传动作用，为了节约成本，加工方便，因此我们最后选定外啮合的渐开线圆柱齿轮传动。计算项目计算项目计算及说明主要结果本科毕业设计（论文）通过答辩材料

小齿轮：尼龙（因为选择钢件会传递杂波信号，影响光栅信号，且尼龙比较耐磨）大齿轮：4540～50HRC数选择

齿形角α取标准值20°传动比i＝4按直齿轮从表中选取Aa=483，按齿轮对称布置，速度较低，冲击较小选取系数K=1。按表选取ψd＝0.8，则齿宽系数ψC＝0.38。按表圆整，取齿宽系数ψa＝0.35。齿数比u=i=4,许用接触应力ζHp＝0.9×760＝684N/mm2。小齿轮传递的转矩T1=8.7N.m.中心距

α＝20°a≥Aa(u+1)

KT13ψu2a

18.7=483(4+1)=57mm取a=50mm

30.35468422)初步确定模数、齿数、螺旋角、齿宽等几何参数m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×50=0.35～1取m=1z1 2a由公式cos＝u)本科毕业设计（论文）通过答辩2250＝1＝20取z1=20,z2=i*z1=4*20=80z1=20zz2=802实际传动比i0=z1=4齿宽b=ψaa=0.35*50=17.5mm取齿宽10mmb=10mm螺旋角β＝0°小齿轮分度圆直径mzd1=cos=20mm大齿轮分度圆直径1mzd2=cos=80mm7级。2因为我们这里的传动属于开式齿轮传动，其主要失效形式为磨损，一般不出现点蚀，通常只按齿轮弯曲应力强度校核本科毕业设计（论文）通过答辩应力强度校核

KFβ由表14-98，齿向载荷分配系数KHβ=1.17+0.18[1+6.7(b/d1)2]*(b/d1)2+0.47*10-3b=2.895KFβ＝(KHβ)Nh=2.25*m=2.25mm，b=10mm(b/h)2N=1b/h(b/h)2/2.25)2=110/2.25/2.25)2=0.784KFβ＝(KHβ)N=2.8950.784=2.301KFα由表14-102，齿间载荷分配系数KHα＝1.0KFα＝KHα＝1.0齿形系数

KHβ=2.895KFβ=2.301KHα＝1.0KFα＝1.0当量齿数z1 20zzn1=cos3=cos30=202z 802zn2=cos3=cos30=80由图4-1-38，YFα1＝2.78，YFα2＝2.17YSα由图14-1-43，YSα1=1.55,YSα2=1.77Yβ由图141-49，根据β、εβ得Yβ=1.0ζFεα＝1.667<2,14-1-111中方法一

zn1=20zn2=80YFα1＝2.78YFα2＝2.17YSα1=1.55YSα2=1.77Yβ=1.0本科毕业设计（论文）通过答辩F tY Y YF bm

FS分度圆上名义切向力Ft=2000T1/d1=2000*8.7/20=870NF1870*2.78*1.55*1.0/(10*1)＝374.88N/mm2F2870*2.17*1.77*1.0/(10*1)＝334.16N/mm2试验齿轮的应力修正系数由表14-1-111，YST＝2.0寿命系数YNT取满载工作时间t=28800h应力循环次数NL1=60n1t=60*4800*28800=8.3×1010NL1=60n2t=60*1200*28800=2.1×1010由表14-1-118，3106

F1＝374.88N/mm2F2＝334.16N/mm2YST＝2.0t=28800hNL1=8.3×1010NL2=2.1×1010YNT=(YNT1=(YNT2=(

NL )0.023106NL1 )0.02=0.8153106NL2 )0.02=0.838

YNT1=0.815YNT2=0.838相对齿根角敏感系数YδelT本科毕业设计（论文）通过答辩齿根圆角参数SFnFqs=2 ,F用表14-1-112所列公式进行计算。由图14-1-38知，hfp/m=1.25ρfp/m=0.38G1=ρfp/m-hfp/m+x=0.38-1.25+0=-0.87

hfp/m=1.25ρfp/m=0.38E=h4 fp

tan Sprn cosn

sin) fpn cosn

G1=-0.87*45*tan20

0 sin

1.52= 4 cos20 cos

E=0.257＝0.2572(

E)H1=zn1

2 m 32(0.257)=20 2 1 3=-0.916 H1=-0.916 11 1 Gzn1 0.91612*＝ 20＝1.003 1=1.003本科毕业设计（论文）通过答辩S G z sin( ) 3(

fp)m 3 n＝

cos m120sin(1.003) 3(

1.52

SFn1＝-2.153＝-2.15SFn1＝-2.15

cos1.003 4F1 fp

2G2m m cos(z1

cos22G)0.380.7541

2(0.87)2cos1.003*[20cos21.0032(0.87)]F1 0.7541*1＝F1 q S

YrelT＝1.0s1 2F1

=2*0.7541=-1.426计算可知:YrelT＝1.0相对齿根表面状况系数

YRrelT

＝1.014-1-5810Rz10=12.5μm时，YRrelT＝1.0尺寸系数YX由表14-1-119的公式YX＝1.03-0.006m=1.02410)弯曲强度的安全系数SF

YX＝1.024SF=

Y YFlim ST

YF

Y YRelT X Y Y Y Y YSF1=

FlimST TelT RelT F1本科毕业设计（论文）通过答辩320*2.0*0.815*1.0*1.0*1.024= 374.88=1.425

Y Y Y Y YFlimST NTRelT XSF2= F2320*2.0*0.838*1.0*1.0*1.024= 334.16=1.643SF1SF214-1-110规定的一般可靠度时最小安全系数SFlim=1.25核算通过。根据核算，齿轮选择合适。本科毕业设计（论文）通过答辩滚动轴承的选择及计算计计计算及说明主要结果算项目初根据几何安装尺寸，查表7-2-52，选6202，轴d=15,Cr=7.65KN,6202承Dw=5.953mm,Z=8,C0r=3.72KNizD2FaFFaw0，0校Fa核查表7-2-51：e=0.19, <e,X=1,Y=0F轴PXFYFra承＝1*(147+30)/2+0＝88.5N查表7-2-8～表7-2-11，得：fd=1,fT=1,fn=0.303,fh=3.87,fm=1.5,选取轴承6202合适CfhfmfdP所以f fnTr＝3.87*1.5*1*88.50.303*1=1695.52N6202Cr=7650N>1695.52N故选取合适。本科毕业设计（论文）通过答辩结论仪器的优缺点、及有待解决的问题作为一个测量仪器，要求的精度以及重复性是非常高的，这次设计的凸轮轴测量仪