畢業(yè)設(shè)計(jì)---百分表表體仿真設(shè)計(jì)

1、<p>　　題 目 百分表表體仿真設(shè)計(jì) </p><p>　　Simulation and Design of the body of dial indicator</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要介紹了百分表的設(shè)計(jì)過(guò)程，利用PRO/E軟件建模、仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)表體

2、、傳動(dòng)系統(tǒng)和讀數(shù)裝置的尺寸設(shè)計(jì)，并對(duì)百分表各零部件設(shè)計(jì)合理的加工工藝。課題主要研究對(duì)象是百分表表體，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算，來(lái)確定表體的基本尺寸，并且利用PRO/E軟件建模和模擬仿真技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、選取和計(jì)算參數(shù)，再者通過(guò)查閱大量資料，設(shè)計(jì)出專用機(jī)床夾具，最大限度的提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。另外，通過(guò)PRO/E軟件制作百分表仿真動(dòng)畫(huà)，使得整個(gè)設(shè)計(jì)更加直觀、易懂。</p><p>　　關(guān)鍵

3、字：百分表；運(yùn)動(dòng)仿真；加工工藝；表體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article describes the design process of dial indicator, using PRO / E software modeling and simulation technology to achie

4、ve the size of the table body, drive system and the reading device design, and Rational design of each component of the dial indicator processing technology. Main topic of study is the dial indicator meter body, calculat

5、ed by the parameters of the transmission system to determine the basic dimensions of the table body, and the use of PRO / E software modeling and simulat</p><p>　　Keyword: Dial indicator; Motion Simulation;

6、Processing; Table body design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 百分表介紹及表體設(shè)計(jì)理念1</p><p>　　1

7、.1 百分表定義和基本結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2 百分表的工作原理及其用途1</p><p>　　1.3 百分表表體仿真設(shè)計(jì)理念1</p><p>　　第2章 百分表傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算3</p><p>　　2.1.1 分度圓、模數(shù)和壓力角設(shè)計(jì)3<

8、/p><p>　　2.1.2 齒距、齒厚和槽寬設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1.3 齒頂高、頂隙和齒根高設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算結(jié)果列表5</p><p>　　2.2.1 齒輪1的設(shè)計(jì)參數(shù)5</p><p>　　2.2.2 齒條的設(shè)計(jì)參數(shù)6</p><p>

9、;　　2.4 齒輪材料的合理選擇10</p><p>　　2.4.1 滿足材料的機(jī)械性能10</p><p>　　2.4.2 滿足材料的工藝性能10</p><p>　　2.4.3 材料的經(jīng)濟(jì)性要求11</p><p>　　2.5 齒輪的熱處理11</p><p><b>　　2.6 結(jié)論13&l

10、t;/b></p><p>　　2.7 游絲設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.7.1 游絲參數(shù)設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.7.2 游絲的技術(shù)要求15</p><p>　　2.7.3 游絲內(nèi)外端的固定方法15</p><p>　　2.8 拉伸彈簧設(shè)計(jì)15</p><p>　　

11、2.9 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)要求16</p><p>　　第3章 百分表表體部件設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1 表殼工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1.1 夾具工作原理說(shuō)明18</p><p>　　3.1.2 切削力計(jì)算和夾緊力分析18</p><p>　　3.1.2 總結(jié)19</p

12、><p>　　3.2 表體其他部件簡(jiǎn)要工藝設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2.1 擋冒設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2.2 測(cè)桿的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2.3 上、下套筒設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2.4 測(cè)頭部件設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.2.5 表圈設(shè)計(jì)

13、20</p><p>　　3.2.6 彈簧片設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.2.7 底板設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.2.8 上夾板和大夾板設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.2.9 導(dǎo)桿設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.3 表體部件技術(shù)要求21</p><p>　　第4章 讀數(shù)裝

14、置設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1 上、下表盤(pán)設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.2 長(zhǎng)、短指針設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3 讀數(shù)裝置技術(shù)要求23</p><p>　　第5章 百分表零件裝配工藝性分析24</p><p>　　5.1 表體部件裝配要求24</p><p>　

15、　5.2 表體部件裝配的檢定及其方法26</p><p>　　第6章 百分表表體運(yùn)動(dòng)仿真及分析28</p><p>　　第7章 設(shè)計(jì)心得32</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　附錄34</b></p><p><b&

16、gt;　　致謝35</b></p><p>　　第1章 百分表介紹及表體設(shè)計(jì)理念</p><p>　　1.1百分表定義和基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　百分表是美國(guó)的B.C.艾姆斯于1890年制成的，是利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用長(zhǎng)度測(cè)量工具，其傳動(dòng)系統(tǒng)利用齒條齒輪或杠桿齒輪傳動(dòng),將測(cè)桿的直線位移變?yōu)橹羔樀慕俏灰频挠?jì)量器具。百分表是齒輪傳動(dòng)式測(cè)微

17、量具.由于它的外形與鐘表相似,又稱為鐘表式百分表。</p><p>　　通常由測(cè)頭、測(cè)桿、防震彈簧圈、齒條、齒輪、游絲、圓表盤(pán)及指針等組成。百分表的構(gòu)造主要由3個(gè)部件組成：表體部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、讀數(shù)裝置。</p><p>　　百分表的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪系,外廓尺寸小,重量輕,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)惰性小,傳動(dòng)比較大,可采用圓周刻度,并且有較大的測(cè)量范圍,不僅能作比較測(cè)量,也能作絕對(duì)測(cè)量。</

18、p><p>　　1.2百分表的工作原理及其用途</p><p>　　百分表的工作原理,是將被測(cè)尺寸引起的測(cè)桿微小直線移動(dòng),經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)放大,變?yōu)橹羔樤诳潭缺P(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng),從而讀出被測(cè)尺寸的大小。當(dāng)測(cè)桿被工件抬高1mm時(shí)，測(cè)桿上的齒輪上升2齒。由于轉(zhuǎn)軸齒輪是20齒，所以齒條推動(dòng)轉(zhuǎn)軸齒輪轉(zhuǎn)1/10轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)軸齒輪同軸的轉(zhuǎn)軸齒輪片是120齒，所以轉(zhuǎn)軸齒輪片轉(zhuǎn)過(guò)12齒，中心齒輪為12齒，經(jīng)轉(zhuǎn)軸齒輪片帶動(dòng)中心

19、齒輪以及固定在其軸上的指針正好轉(zhuǎn)過(guò)一周?？潭缺P(pán)刻度為100等分，故當(dāng)測(cè)桿移動(dòng)1mm時(shí)，指針轉(zhuǎn)過(guò)100個(gè)分度，由此而知，指針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分度相當(dāng)于測(cè)桿移動(dòng)0.01mm</p><p>　　主要用于測(cè)量制件的直線度、平面度、圓度和圓柱度等形狀誤差和平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對(duì)稱度和位置度等位置誤差。機(jī)械百分表是齒輪傳動(dòng)式測(cè)微量具，測(cè)量范圍0~10mm。它不僅能作比較測(cè)量，也能做絕對(duì)測(cè)量。</p>&l

20、t;p>　　1.3百分表表體仿真設(shè)計(jì)理念</p><p>　　本設(shè)計(jì)借助于PRO/E軟件技術(shù)，建立百分表各零部件模型以及總裝配體，通過(guò)對(duì)百分表模型進(jìn)行分析，得出理論結(jié)果。雖然主要研究對(duì)象是百分表表體，但是直接從表體入手設(shè)計(jì)會(huì)造成很大困擾，也難以建立表體模型，所以，從傳動(dòng)系統(tǒng)分析，計(jì)算出齒輪傳動(dòng)參數(shù)，確定齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在表內(nèi)的位置，從而，推算出表體的基本尺寸以及相關(guān)參數(shù)要求。對(duì)于，加工工藝以及表體夾具體的設(shè)計(jì)，

21、需要參考相關(guān)資料。</p><p>　　第2章 百分表傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.1.1分度圓、模數(shù)和壓力角設(shè)計(jì)</p><p>　　我們把齒輪上作為齒輪尺寸基準(zhǔn)的圓稱為分度圓，分度圓以d表示。鄰兩齒同側(cè)齒廓間的分度圓弧長(zhǎng)稱為齒距，以p表示，p=πd/z，z為齒數(shù)。齒距p與π的比值p/

22、π稱為模數(shù)，以m表示（模數(shù)是齒輪的基本參數(shù)）。</p><p>　　由此可知：齒距 P = M π ； 度圓直徑 。 </p><p>　　我們把漸開(kāi)線齒廓上與分度圓交點(diǎn)處的壓力角稱為分度圓壓力角，簡(jiǎn)稱壓力角，國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角 =20°。所以，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪壓力角 =20°。</p><

23、;p>　　如圖所示為百分表結(jié)構(gòu)圖：</p><p>　　圖2.1 百分表結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　為導(dǎo)桿1也是齒輪1 分度圓上的線位移，齒輪2分度圓上的線位移；為齒輪1的分度圓直徑，為齒輪2的分度圓直徑， 為齒輪3的分度圓直徑，為齒輪4的分度圓直徑；為齒輪1的模數(shù)，為齒輪2的模數(shù)，為齒輪3的模數(shù)，為齒輪4的模數(shù)；為齒輪1的齒數(shù)，為齒輪2的齒數(shù)，為齒輪3的齒數(shù)，為齒輪4的齒數(shù)；，

24、分別為齒輪1和3的轉(zhuǎn)動(dòng)角。（下面有的關(guān)這些參數(shù)就不再聲明）</p><p>　　根據(jù)百分表傳動(dòng)精度要求選定模數(shù)，根據(jù)傳動(dòng)要求大概設(shè)計(jì)尺寸為。根據(jù)公式得知，。根據(jù)百分表工作原理，傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比；。因此，由百分表表體總體尺寸得出，，，。所以，，，。</p><p>　　2.1.2齒距、齒厚和槽寬設(shè)計(jì)</p><p>　　齒距p分為齒厚s和槽寬e兩部分，即</p&

25、gt;<p>　　s + e = p =πm =0.5mm； </p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒厚和槽寬相等，即</p><p>　　s = e =πm/2 =0.25mm； </p><p>　　齒距、齒厚和槽寬都是分度圓上的尺寸。</p>

26、<p>　　2.1.3齒頂高、頂隙和齒根高設(shè)計(jì)</p><p>　　由分度圓到齒頂?shù)膹较蚋叨确Q為齒頂高，用ha表示</p><p>　　ha = ha*m （2.1） </p><p>　　兩齒輪裝配后，兩嚙合齒沿徑向留下的空隙距離稱為頂隙，用c表示</p>

27、<p>　　c = c*m （2.2） </p><p>　　由分度圓到齒根圓的徑向高度稱為齒根高，用hf表示</p><p>　　hf = ha + c =（ha*+c*）m （2.3） </

28、p><p>　　式中ha*、c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)齒制規(guī)定：正常齒制ha*=1、c*=0.25，短齒制ha*=0.8、c*=0.3。因此，ha=0.159mm，c=0.04mm，hf =0.199mm</p><p>　　由齒頂圓到齒根圓的徑向高度稱為全齒高，用h表示</p><p>　　h = ha +hf =（2ha*+c*）m

29、 （2.4） </p><p>　　∴h=0. 358 mm </p><p>　　齒頂高、齒根高、全齒高及頂隙都是齒輪的徑向尺寸。</p><p>　　2.2齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算結(jié)果列表</p><p>　　2.2.1齒輪1的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p&

30、gt;　　表2.1 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪1幾何尺寸計(jì)算結(jié)果 （單位：mm ）</p><p>　　續(xù)表2.1 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪1幾何尺寸計(jì)算結(jié)果 （單位：mm ）</p><p>　　2.2.2 齒條的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　傳動(dòng)導(dǎo)桿1與齒輪2的嚙合是齒輪齒條的嚙合，齒輪2為標(biāo)準(zhǔn)齒輪它的模數(shù)為0.2。齒輪上及齒條上的壓力角與嚙合角都相同為。齒條

31、的具體尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)如下表：</p><p>　　表2.2 齒條的幾何參數(shù) （單位：mm）</p><p>　　圖2.2 齒條的形狀</p><p>　　齒條的工作長(zhǎng)度為10mm，但加工時(shí)應(yīng)保留一些余量，取加工總長(zhǎng)度為15mm。</p><p>　　2.3 變位齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的百分表輪齒

32、采用等移距修正的變位齒輪傳動(dòng)，中心齒輪3采用正變位，軸齒輪和過(guò)輪軸采用負(fù)變位。嚙合中心距保持標(biāo)準(zhǔn)中心距， 嚙合角保持標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的嚙合角和標(biāo)準(zhǔn)全齒高。避免中心齒輪根切，改善摩擦和磨損，提高傳動(dòng)平穩(wěn)性，大大改善傳動(dòng)質(zhì)量。</p><p>　　齒輪的變位原理：通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的徑向位置或改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬切制出的齒形為非標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形的齒輪。切制輪齒時(shí)，改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的徑向位置稱為徑向變位。改變標(biāo)

33、準(zhǔn)刀具的齒槽寬稱為切向變位。最常用的是徑向變位，切向變位一般用于圓錐齒輪的變位。</p><p>　　圖2.3 變位齒輪形狀</p><p>　　用展成法加工齒輪時(shí),若齒條形刀具的中線NN與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，加工出來(lái)的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。若齒條形刀具的中線不與齒輪毛坯的分度圓相切，而是與刀具中線平行的另一條分度線（機(jī)床節(jié)線）與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，則加工出來(lái)的齒輪稱

34、為徑向變位齒輪。加工徑向變位齒輪時(shí)，齒條形刀具的中線相對(duì)被加工齒輪分度圓移動(dòng)的距離稱為變位量，用x表示，稱為變位系數(shù)，m為模數(shù)。通常規(guī)定，刀具中線相對(duì)輪心移遠(yuǎn)時(shí)，取正值，稱為正變位；刀具中線相對(duì)輪心移近時(shí)，取負(fù)值，稱為負(fù)變位。</p><p>　　徑向變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，其模數(shù)、齒數(shù)、分度圓和基圓均無(wú)變化；但是正變位時(shí)分度圓齒厚增大，齒根圓和齒頂圓也相應(yīng)增大；負(fù)變位時(shí)分度圓齒厚減小，齒根圓和齒頂圓也相應(yīng)地減小

35、。</p><p>　　為了不再加工齒輪時(shí)產(chǎn)生大量的齒根切齒現(xiàn)象，由查表得出，小齒輪的最小變位系數(shù)位0.40。在精密儀器中齒輪的傳動(dòng)精度較高，在小模數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)中，常用高度變位齒輪。這樣要求兩個(gè)相互嚙合的齒輪的總的變位系數(shù)為0，而它們的嚙合角與壓力角相等，中心距與未變位前一樣。要求變位的齒輪有齒輪2, 齒輪3, 齒輪4。其中齒輪3為證變位，齒輪2,4為負(fù)變位。其具體形式如下：</p><p&g

36、t;　　圖2.4 變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的比較</p><p><b>　　其具體參數(shù)如下表：</b></p><p>　　表2.3 變位齒輪2、3、4參數(shù)結(jié)果 （單位：mm）</p><p>　　續(xù)表2.3 變位齒輪2、3、4參數(shù)結(jié)果 （單位：mm）</p><p>　?。▽?duì)于=0.42，小齒輪4的變位系數(shù)為

37、+，大齒輪4,6的變位系數(shù)為-）。根據(jù)上 表和各齒輪的模數(shù)可求得：</p><p>　　齒輪3的變位量；齒輪2的變位量；齒輪4的變位量；</p><p>　　齒輪3,4中心距；齒輪4,4中心距；</p><p>　　齒頂高為 （，，）； (2.5)</p><p>　　全齒高為保持不變；

38、 (2.6)</p><p>　　齒頂圓直徑； (2.7)齒根圓直徑； (2.8)</p><p>　　分度圓直徑為； (2.9)</p>

39、<p>　　將具體數(shù)據(jù)代入上面的式子得：，，；</p><p><b>　　，，；</b></p><p><b>　　，，；</b></p><p><b>　　，，。</b></p><p>　　2.4齒輪材料的合理選擇</p><p>

40、　　在加工之前，為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工作條件和材料的特點(diǎn)來(lái)選取。</p><p>　　在本文的一些條件下，對(duì)齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。</p><p>　　可以知道的是，常用的齒輪材料為各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)

41、構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當(dāng)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大，輪坯不易鍛造時(shí)，可采用鑄鋼。開(kāi)式低速傳動(dòng)時(shí)，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。低速重載的齒輪易產(chǎn)生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好的鋼材。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，宜選用齒面硬度高的材料。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料。對(duì)高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動(dòng)，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。</p><p>　

42、　2.4.1滿足材料的機(jī)械性能</p><p>　　在加工過(guò)程中，如果齒根部受到大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效；如果齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。</p><p>　　齒輪主要的失效形式有齒面電蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。 </p><p>　　因此我們要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有

43、一定的強(qiáng)度和韌性。</p><p>　　2.4.2滿足材料的工藝性能</p><p>　　材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。</p><p>　　齒輪的制造要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選擇材料時(shí)要特別注意材料的工藝性能。一般來(lái)說(shuō)，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機(jī)械性能可以滿足一般工作條件的要求，但強(qiáng)度不高，淬透性較差。

44、而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過(guò)改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來(lái)改善材料的工藝性能。</p><p>　　2.4.3材料的經(jīng)濟(jì)性要求</p><p>　　在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)該注意盡量降低零件的總成本。從材料本身價(jià)格來(lái)考慮，碳鋼和鑄鐵的價(jià)格比較低廉，因此在滿足零件機(jī)械性能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可以降低成本

45、。</p><p>　　從齒輪生產(chǎn)過(guò)程的耗費(fèi)來(lái)考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對(duì)加工費(fèi)用也不一樣。其次，通過(guò)改進(jìn)熱處理工藝也可以降低成本 。</p><p><b>　　2.5齒輪的熱處理</b></p><p>　　《材料成形原理與工藝》中對(duì)齒輪材料的基本要求如下：</p><p>　?。X面要硬,齒芯要韌</

46、p><p><b>　?。子诩庸ぜ盁崽幚?lt;/b></p><p>　?。淉X面齒輪齒面配對(duì)硬度差為30-50HBS</p><p>　　常用的齒輪材料及其熱處理方法有：</p><p>　?。?）中碳鋼(如45鋼)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能較好，用于低速、輕載或中載的一些不重要的齒輪。</p><

47、p>　?。?）合金調(diào)質(zhì)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能更好，且熱處理變形小，適用于中速、中載及精度要求較高的齒輪。</p><p>　　（3）合金滲碳鋼(如20Cr，20CrMnTi)進(jìn)行滲碳淬火或液體碳氮共滲，齒面硬度可達(dá)58HRC，且心部有較高韌性，適用于高速、中載和或有沖擊載荷的齒輪</p><p>　?。?）鑄鐵及其他非金屬材料(如尼龍、夾布膠木等)。這些材料

48、強(qiáng)度低、易加工，適用于一些輕載的齒輪。</p><p>　　由于本文用到的齒輪材料為鋼制齒輪，因此主要介紹一下它的的熱處理方法（本篇文章的加工工藝過(guò)程的選用中需要用到的熱處理方法是正火和調(diào)質(zhì)）：</p><p><b>　　a.表面淬火</b></p><p>　　表面淬火常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 45、 40Cr鋼等。表面淬火后，齒面硬度

49、一般為40～55HRC。特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)蝕、抗膠合能力高。耐磨性好；由于齒心部分未淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。 </p><p>　　b.滲碳淬火滲碳淬火常用于低碳鋼和低碳含金鋼，如 20、 20Cr鋼等。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)56～62HRC，而齒輪心部仍保持較高的韌性，輪齒的抗彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨削加工

50、。 </p><p>　　c.滲氮 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。滲氮后不需要進(jìn)行其他熱處理，齒面硬度可達(dá)700～900HV。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉛、鉬、鋁等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAl等。 </p><p>　　d.調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鑰，如45、40Cr、35SiMn鋼等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為2

51、20～280HBS。因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進(jìn)行。</p><p>　　e.正火正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理。</p><p><b>　　2.6小結(jié)</b></p><p>　　表2.4 齒輪材料及熱處理</p>&l

52、t;p><b>　　2.7游絲設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.7.1 游絲參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　游絲在儀表中的作用主要是通過(guò)預(yù)緊力或作用力矩，達(dá)到不論正行程還是反行程齒輪副總是單項(xiàng)齒廓嚙合，消除空行程和傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦力。如下圖所示：</p><p>　　圖2.5 游絲的安裝</p><p>　　游

53、絲安裝在齒輪4上，用來(lái)防止嚙合齒輪的空回。鑒于齒輪4的傳動(dòng)要求，對(duì)其上的游絲的滯后和后效要求較高，這里選擇游絲的寬厚比u=8，u=b/h，(b為游絲的寬度，h為游絲的厚度)。鑒于齒輪4的直徑大小選擇游絲的內(nèi)徑大小d1=5mm，外徑大小d2=17mm。游絲的總轉(zhuǎn)角要求大于，其總?cè)?shù)設(shè)為n=10。</p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)力矩大小要求，當(dāng)游絲轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的承受力矩，</p><p>　　由公

54、式 （2.10） </p><p><b>　　所以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，故。</b></p><p>　　游絲的最大轉(zhuǎn)矩為，游絲的總長(zhǎng)度</p><p>　　， （2.11）</p&

55、gt;<p>　　力矩與轉(zhuǎn)角，游絲寬度b，厚度h的關(guān)系為</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　E為材料的彈性模量，這里游絲的材料用錫青銅合金，根據(jù)上述的數(shù)據(jù)可求得h =0.12mm，b =0.96mm。</p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)角時(shí)即，游絲所承受的力矩為，最大值。</p>&

56、lt;p>　　因此，此時(shí)校核最大應(yīng)力：</p><p><b>　?。?.13）</b></p><p>　　——許用彎曲應(yīng)力，,為材料的安全系數(shù)，錫銅合金為500~600，為5~10，經(jīng)校核設(shè)計(jì)符合要求。</p><p>　　游絲的最終設(shè)計(jì)方案為：</p><p>　　材料為錫銅合金，優(yōu)點(diǎn)：彈性滯后和彈性后效比較

57、小，強(qiáng)度高，可實(shí)現(xiàn)在給定特性的條件下減輕重量并具有較好的振動(dòng)穩(wěn)定性，熱處理為回火加工。</p><p>　　內(nèi)徑大小 ；</p><p>　　外徑大小 ；</p><p>　　總?cè)?shù) n=10；</p><p>　　厚度 h =0.

58、12mm；</p><p>　　寬度 b =9.6mm。</p><p>　　總長(zhǎng)度L==276mm，考慮到其固定端的長(zhǎng)度最終的加工長(zhǎng)度為310mm。</p><p>　　2.7.2 游絲的技術(shù)要求</p><p>　　游絲轉(zhuǎn)矩允差為±8%；游絲形狀應(yīng)為阿基米德螺旋線，各圈均在垂直于螺旋中心線的平面

59、上，圈距應(yīng)均與一致；游絲表面粗糙度Ra≤0.08μm，側(cè)面Ra≤1.25μm。游絲座孔內(nèi)表面粗糙度Ra≤1.25μm，其余表面Ra＞2.5~5μm；游絲表面應(yīng)無(wú)明顯劃痕、嚴(yán)重的氧化斑點(diǎn)；應(yīng)無(wú)毛刺、發(fā)霉等缺陷。</p><p>　　2.7.3 游絲內(nèi)外端的固定方法</p><p>　　內(nèi)端采用沖榫的方法固定鉚在游絲套上，外端采用錐銷楔緊在表的內(nèi)殼上。</p><p>

60、<b>　　2.8拉伸彈簧設(shè)計(jì)</b></p><p>　　百分表的彈簧為圓柱型拉伸彈簧，彈簧間隙=0。用來(lái)固定測(cè)桿的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)百分表的設(shè)計(jì)空間大小，彈簧的設(shè)計(jì)選用簧絲的直徑大小為d=0.2mm，旋繞比為C=10，C=D/d，D為彈簧的中徑大小D=10mm。</p><p>　　技術(shù)要求測(cè)力在0.5—15N之間，為克服機(jī)構(gòu)內(nèi)部摩擦，應(yīng)選大于0.5N力作為F1.技術(shù)要求

61、規(guī)定測(cè)力變化不大于0.5N，即。取，。（、為彈簧的初始拉力和最終位置拉力）。</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　（2.14） </p><p>　　可得，。（、為彈簧變形量。）</p><p>　　選擇不銹鋼絲為材料許用切應(yīng)力843N.mm-2</p&g

62、t;<p>　　切邊模量G=78000N.mm-2</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，直徑為0.2mm的鋼絲符合要求。</p><p><b>　　下面計(jì)算彈簧圈數(shù)：</b></p><p>　　（2.15） </p><p>　　可取n=50，即50圈。</p><p>　　圖

63、2.6 拉伸彈簧</p><p><b>　　彈簧的最終設(shè)計(jì)為：</b></p><p>　　簧絲的直徑大小為 d=0.2mm；</p><p>　　中徑 D=2mm；</p><p>　　旋繞比為 C=10；</p>

64、<p>　　有效環(huán)數(shù) n=50圈；</p><p>　　自由長(zhǎng)度 （n+1）d+2D1=13.6mm；</p><p>　　材料選擇 60si2Mn。</p><p>　　2.9齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)要求</p><p>　　齒輪和齒輪之間單項(xiàng)

65、嚙合，相互之間無(wú)干涉現(xiàn)象存在，運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡、靈活、無(wú)卡住現(xiàn)象，加工工藝處理得當(dāng)，零件在檢驗(yàn)時(shí)采用相應(yīng)檢具以及三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器。</p><p>　　第3章 百分表表體部件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1表殼工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　由于上文計(jì)算了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)，因此，可以初步推算齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)底板的直徑，進(jìn)而計(jì)算出表殼的直徑?，F(xiàn)設(shè)定表殼

66、內(nèi)徑φ43mm，φ外徑55mm，表殼厚度為12mm，如果表殼厚度太大，會(huì)增加整體百分表的重量，因而造成測(cè)量的不便，表殼厚度太小，在測(cè)量過(guò)程中容易產(chǎn)生變形，而造成測(cè)量誤差。權(quán)衡上下，對(duì)于表殼厚度為12mm最為理想。</p><p>　　有初步設(shè)定表殼內(nèi)徑φ43mm得知，來(lái)計(jì)算表體內(nèi)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸，以達(dá)到合理放置的效果。</p><p>　　表殼材料選擇T8鋼管，表面處理采用電鍍D

67、3;L3Cu15/Cr10，在電鍍之前可以采取化學(xué)除油、熱水燙、提高弱浸蝕液中鹽酸的含量以及增加電解除油液中氫氧化鈉和碳酸鈉的含量等方法, 可以有效改善表圈鍍前表面處理質(zhì)量, 消除表圈鍍層的水印故障, 同時(shí)還可以提高工件表面光亮度, 提高電鍍一次出槽合格率。詳細(xì)加工工藝過(guò)程見(jiàn)附錄。</p><p>　　百分表表殼夾具設(shè)計(jì)，夾具3D總裝配圖如下所示：</p><p>　　圖3.1 表殼夾具總

68、裝配圖3D圖</p><p>　　3.1.1夾具工作原理說(shuō)明</p><p>　　本夾具主要用來(lái)鉆工藝孔φ8mm。這個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為上偏差-0.034mm，下偏差-0.056mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度為1.6μm。工件定位采用標(biāo)準(zhǔn)V形塊和削邊定位銷定位。夾緊裝置采用快速夾緊，可以縮短工時(shí)，提高勞動(dòng)效率。工件裝配上以后，工件緊靠固定支撐板，工件確定貼平后，快速夾緊裝置把手向前

69、推進(jìn)，推到底后旋轉(zhuǎn)一定角度，鎖住即可加工。加工精度相對(duì)比較高，直接影響測(cè)桿行徑，因此，設(shè)計(jì)本夾具來(lái)達(dá)到圖紙要求。夾具平面總裝配圖如下所示:</p><p>　　圖3.2 表殼夾具總裝配圖平面圖</p><p>　　3.1.2切削力計(jì)算和夾緊力分析</p><p>　　由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切

70、削手冊(cè)》得：</p><p>　　鉆削力 （3.1） </p><p>　　鉆削力矩 （3.2） </p><p><b>　　式中： </b></p

71、><p>　　代入上述兩個(gè)公式得：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向垂直。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。</p><p

72、><b>　　3.1.2總結(jié)</b></p><p>　　夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對(duì)夾具設(shè)計(jì)也是非常重要的。 </p><p>　　3.2表體其他部件簡(jiǎn)要工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.2.1擋冒設(shè)計(jì)</b

73、></p><p>　　擋冒是有冒柄和螺釘用強(qiáng)力膠粘接而成，其選用的材料分別是HPB59-1和45#，冒柄表面處理采用氧化鉻研磨粉精拋，螺釘采用發(fā)黑處理。</p><p>　　3.2.2測(cè)桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　測(cè)桿選取材料為9Cr18，熱處理工藝采用正火、光亮淬火。</p><p>　　測(cè)桿直徑為4.5mm，長(zhǎng)度100mm。詳細(xì)

74、加工工藝過(guò)程見(jiàn)附錄。</p><p>　　3.2.3上、下套筒設(shè)計(jì)</p><p>　　由于圓柱面導(dǎo)軌面的加工和檢驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，易于達(dá)到較高的精度，所以選取圓柱面導(dǎo)軌。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，為減小摩擦阻力，常用不同材料匹配使用。圓柱面導(dǎo)軌一般采用淬火鋼</p><p>　　套筒與表殼之間采用螺紋配合。</p><

75、;p>　　為了提高圓柱面導(dǎo)軌的精度，必須正確選擇圓柱面導(dǎo)軌的配合。因?yàn)閷?dǎo)向精度要求較高，所以選用H7/g6配合。</p><p>　　已知測(cè)桿直徑為4.5mm，所以導(dǎo)軌內(nèi)徑=4.5mm，外徑=8mm</p><p>　　上套筒的長(zhǎng)度為18mm，表面處理采用電鍍D·L3Cr15，并且外圓氧化鋁拋光；</p><p>　　下套筒的長(zhǎng)度為28mm，熱處理采

76、用淬火HRC45～50，磨外圓用無(wú)心磨加工。</p><p>　　3.2.4測(cè)頭部件設(shè)計(jì)</p><p>　　測(cè)頭部件分為測(cè)頭體和鋼球，分別采用HPB59—1材料和YG6X材料。車床加工，用氧化鉻研磨粉拋光圓錐面。</p><p><b>　　3.2.5表圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)百分表表圈外圈直徑 φ60

77、mm，采用車床加工，表圈外側(cè)加工滾花，表面處理為電鍍D·L3Cu10/Cr10，發(fā)黑（H·Hy），倒角面采用氧化鉻精拋光。</p><p>　　3.2.6彈簧片設(shè)計(jì)</p><p>　　彈簧片的材料選用65Mn，加工采用沖床落料，表面發(fā)黑處理（H·Hy）。</p><p><b>　　3.2.7底板設(shè)計(jì)</b>&l

78、t;/p><p>　　設(shè)計(jì)底板直徑 φ52.5mm，材料選用HPB59—1，加工采用沖床落料、沖孔，表面電鍍D·L1Cr15。</p><p>　　3.2.8上夾板和大夾板設(shè)計(jì)</p><p>　　上夾板外形選用車床切削，大夾板采用沖床落料，表面處理均為電鍍D·L1Cr15。詳細(xì)加工工藝過(guò)程見(jiàn)附錄。</p><p><b

79、>　　3.2.9導(dǎo)桿設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)導(dǎo)桿直徑為 φ2mm，長(zhǎng)度24.5mm，車床加工，材料選用Cr40，熱處理工藝為：淬火HRC48～53。</p><p>　　3.3表體部件技術(shù)要求</p><p>　　表體各零部件相互之間裝配合理，測(cè)頭表面光潔,連接穩(wěn)固，無(wú)毛刺、飛邊、缺肉、多肉等現(xiàn)象，測(cè)桿應(yīng)移動(dòng)平衡、靈活、無(wú)卡住現(xiàn)象，上

80、下套筒應(yīng)壓配牢固、可靠，連接螺釘均為M3、M2標(biāo)準(zhǔn)螺釘，其他均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　第4章 讀數(shù)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)百分表外形尺寸限制，使用方便和易于裝配的原則，確定示數(shù)裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸，測(cè)量范圍：0~10mm。百分表讀數(shù)裝置如圖所示為：</p><p>　　圖4.1 百分表讀數(shù)裝置結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4

81、.1上、下表盤(pán)設(shè)計(jì)</p><p>　　上表盤(pán)分度值大小：0.01mm，直徑為φ56mm，下表盤(pán)分度值大?。?mm直徑為φ40mm。上、下表盤(pán)正面噴細(xì)砂，陽(yáng)極氧化處理（呈乳白色），并噴透明清漆；數(shù)字、刻線及轉(zhuǎn)數(shù)圓環(huán)線均呈黑色，廠商標(biāo)為紅色，線條應(yīng)均勻、清晰且邊緣平整；刻線及轉(zhuǎn)數(shù)圈圓環(huán)線的線寬為： φ0.2±0.05mm，寬度差應(yīng)不大于0.04mm。</p><p>　　4.2長(zhǎng)、

82、短指針設(shè)計(jì)</p><p>　　長(zhǎng)指針：材料選擇65Mn，表面發(fā)黑處理，長(zhǎng)度24mm。</p><p>　　短指針：材料選擇65Mn，表面發(fā)黑處理，長(zhǎng)度8mm。</p><p>　　4.3讀數(shù)裝置技術(shù)要求</p><p>　　讀數(shù)時(shí)應(yīng)該將百分表放在支架上，然后固定百分表，不讓其上下移動(dòng)和擺動(dòng)，然后讓工件在其下面貼住測(cè)頭，然后緩慢移動(dòng)，邊移動(dòng)邊

83、讀出百分表表盤(pán)上的示數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)指針指示整轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，指針偏離整轉(zhuǎn)數(shù)刻度不大于15°；指針尖端應(yīng)蓋過(guò)短刻線長(zhǎng)度的30%~80%；指針尖端與表盤(pán)之間距離不大于0.7mm；表盤(pán)刻線寬度和指針尖端寬度應(yīng)為0.15~0.25mm；測(cè)桿處于自由狀態(tài)時(shí)，指針應(yīng)位于從零位開(kāi)始逆時(shí)針?lè)较?0°~90°之間。</p><p>　　第5章 百分表零件裝配工藝性分析</p><p>　

84、　機(jī)械產(chǎn)品一般是由許多零件和部件組成。零件是機(jī)器制造的最小單元，部件是兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件結(jié)合成為一體并可完成一定功能的功能部件。根據(jù)一定的技術(shù)要求，將若干零件結(jié)合成部件，或?qū)⑷舾蓚€(gè)零件和部件結(jié)合成機(jī)器的過(guò)程稱為機(jī)器的裝配。前者稱為部件裝配，后者稱為機(jī)器的總裝配。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，不能把零件的工藝性同整個(gè)機(jī)器的裝配工藝性分割開(kāi)來(lái)。例如有的設(shè)計(jì)的零件單獨(dú)看雖具有良好的加工工藝性，但在整個(gè)機(jī)器的裝配和維修時(shí)不方便，甚至很困難，則不具有良好的工藝

85、性。</p><p>　　5.1表體部件裝配要求</p><p>　　下面介紹表體主要部件裝配工藝性。對(duì)于表殼和上、下套筒的之間的裝配要求十分高，若不能精確裝配到位，會(huì)直接影響表內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配尺寸以及測(cè)桿的行徑。其裝配時(shí)，需要靜壓力將上、下套筒壓入表殼且牢固可靠。如圖為裝配后的3D圖：</p><p>　　圖5.1 表殼與上下套筒裝配關(guān)系</p>

86、<p>　　在裝配表圈時(shí)應(yīng)注意表圈與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板配合關(guān)系，其配合間隙所引起的示值變化應(yīng)小于0.001mm，而彈簧片應(yīng)壓緊表圈并且旋緊，然后釘上三個(gè)壓圈螺釘。裝上、下表盤(pán)時(shí)，尤其要注意上表盤(pán)與表圈配合要適當(dāng)，裝夾上以后，再裝上塑料圈。</p><p>　　組合齒輪的裝配關(guān)系直接影響百分表的精度要求，因此，對(duì)于這兩個(gè)齒輪的裝配要求相對(duì)比較高，采用的裝配方法是用緊密壓力機(jī)的靜壓力將轉(zhuǎn)軸齒輪與轉(zhuǎn)軸齒輪片壓鉚，

87、不允許有任何松動(dòng)。注意的是，在裝配之前，將兩個(gè)零件清洗干凈，并且擦干。組合齒輪3D裝配圖圖如圖所示：</p><p>　　圖5.2 組合齒輪裝配3D圖</p><p>　　大夾板和上夾板與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板裝配關(guān)系也有為重要，大夾板如果裝配不對(duì)，會(huì)使齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生干涉，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生卡齒現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)不能正常工作，因此，其裝配工藝要求也相對(duì)較高。</p><p&

88、gt;　　對(duì)于測(cè)桿、導(dǎo)桿等部件的裝配關(guān)系應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸選擇配合。裝測(cè)桿時(shí)，與上、下套筒的間隙要小于0.012mm來(lái)選擇配合關(guān)系，裝配測(cè)桿后，要求其平穩(wěn)移動(dòng)，無(wú)卡住、嚴(yán)重摩擦現(xiàn)象出現(xiàn)。裝配導(dǎo)桿時(shí)，導(dǎo)桿與表殼導(dǎo)軌槽間隙小于0.03mm來(lái)選擇配合關(guān)系，并且導(dǎo)桿另一側(cè)應(yīng)旋緊牢固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。裝配側(cè)頭部件、擋冒以及拉簧螺釘都必須旋緊牢固，其他部件均按圖紙要求裝配。如圖所示為表體部件裝配3D圖：</p><p>　　圖5

89、.3 表體部件3D裝配圖</p><p>　　5.2表體部件裝配的檢定及其方法</p><p>　　(1) 清洗后的測(cè)桿與上、下套筒間是否能自由滑動(dòng)。</p><p>　　(1) 檢查測(cè)桿上的套筒等各部位是否清洗干凈, 是否還有雜質(zhì)。</p><p>　　(3) 清洗后的游絲與齒輪間是否能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。(用一只手握住底板, 另一只手反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪

90、, 觀察齒輪與游絲轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常, 感覺(jué)是否有阻礙, 如感覺(jué)有阻礙需對(duì)此配件再進(jìn)行清洗。直至感覺(jué)齒輪與游絲轉(zhuǎn)動(dòng)自由為止。)</p><p>　　(4) 檢查游絲、齒輪各部位是否有雜質(zhì)。</p><p>　　(5) 檢查游絲裝配是否合理以及齒輪各部位的螺絲是否緊固。用一只手握住底板, 另一只手轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪, 同時(shí)用握住底板的手的中指或食指緊按大針頭處, 不讓齒輪回轉(zhuǎn), 轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪直至游絲自由狀志的2

91、/3～1/3處。裝到表體上, 輕輕鎖上緊固螺釘, 放開(kāi)緊按大針頭處的手指。用手握住裝夾套筒于垂直高度, 用手往上推動(dòng)測(cè)桿,觀察測(cè)桿是否在游絲的作用力下自由滑下, 滑下過(guò)程是否勻速、正常。否則進(jìn)行重裝。測(cè)桿滑下正常后, 鎖上緊固螺釘。</p><p>　　(7) 按檢定規(guī)程對(duì)百分表進(jìn)行檢定。</p><p>　　(8) 檢定合格后, 再進(jìn)行表圈和后蓋的裝配。</p><p

92、>　　(9) 再次進(jìn)行檢定。合格后貼上合格標(biāo)記, 出檢定證書(shū)。百分表方可使用。</p><p>　　(10) 無(wú)法修復(fù)或檢定不合格的百分表, 出具不合格通知書(shū)。</p><p>　　第6章 百分表表體運(yùn)動(dòng)仿真及分析</p><p>　　仿真技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用，通過(guò)機(jī)構(gòu)仿真，可以在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)后，對(duì)各種零件進(jìn)行裝配后模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)

93、動(dòng)，從而檢查機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以檢查機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中各種運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間是否發(fā)生干涉。同時(shí)，可直接分析各運(yùn)動(dòng)副與構(gòu)件在某一時(shí)刻的位置、運(yùn)動(dòng)量以及各運(yùn)動(dòng)副之間的相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系及關(guān)鍵部件的受力情況。從而可以將整機(jī)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題消除在萌芽狀態(tài)，減少試制樣機(jī)的費(fèi)用，并大大縮短機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。</p><p>　　現(xiàn)代CAD技術(shù)不再僅僅是代替手工繪圖的一種工具，而是包含了產(chǎn)品方案決策、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分析、功能仿

94、真，直至工藝設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，由二維繪圖發(fā)展為今天基于特征的三維參數(shù)化和變量化造型技術(shù)。使用三維設(shè)計(jì)技術(shù)更能反映實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)</p><p>　　計(jì)、構(gòu)造及制造過(guò)程，同時(shí)利用CAD軟件對(duì)機(jī)器或機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真與分析，對(duì)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題做出預(yù)測(cè)和改進(jìn)，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　而Pro/Engineer軟件以其參數(shù)化、基于特征、

95、全相關(guān)等概念聞名于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域。該軟件的應(yīng)用領(lǐng)域主要是針對(duì)產(chǎn)品的三維實(shí)體模型建立、三維實(shí)體零件的加工、以及設(shè)計(jì)產(chǎn)品的有限元分析。該軟件的參數(shù)化造型的功能是它的一個(gè)主要功能，它貫穿于整個(gè)系統(tǒng)，包括特征、曲面、曲線以及線框模型等。而且系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的努力，已經(jīng)把參數(shù)化的造型技術(shù)應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊，如繪圖、工程分析、數(shù)控編程、布線設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)等。</p><p>　　對(duì)于本次設(shè)計(jì)而言，首先從整體研究將要建模的零件

96、，分析其特征組成，明確不同特征之間的關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，確定零件特征的創(chuàng)建順序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模、添加工程特征等設(shè)計(jì)。通過(guò)二維平面草繪圖的旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描和混合等工具來(lái)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體模型的構(gòu)建。Pro／E三維模型將線框、曲面和實(shí)體三者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體，整個(gè)建模過(guò)程是基于特征為基本單位的參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。其中參數(shù)包括幾何參數(shù)和尺寸參數(shù)。幾何參數(shù)確定了實(shí)體特征基本位置的固定關(guān)系，尺寸參數(shù)決定了產(chǎn)品外觀尺寸和相對(duì)距離。利用參數(shù)可以準(zhǔn)確控

97、制和修改所建立的三維模型。</p><p>　　通過(guò)前文對(duì)百分表表體設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。由于設(shè)計(jì)的百分表量程為0～10mm，因此，設(shè)定PRO/E中百分表模型的實(shí)際位移為10mm，并對(duì)此進(jìn)行模擬測(cè)量。首先，建立測(cè)量定義，如下圖所示：</p><p>　　圖6.1 位置測(cè)量定義界面</p><p>　　選取定義類型為位置，然后，選擇測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，并且選取測(cè)量基準(zhǔn)軸為

98、側(cè)頭行程同一方向，最后運(yùn)行機(jī)構(gòu)并截取測(cè)量結(jié)果圖，如圖所示為百分表機(jī)構(gòu)仿真位置曲線：</p><p>　　圖 6.2 百分表位置曲線圖</p><p>　　以測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)為零點(diǎn)，百分表側(cè)頭從-75.5mm接觸被測(cè)物，到-65.5mm離開(kāi)被測(cè)物，總共行程為10mm,而所設(shè)計(jì)的百分表量程為0～10mm，所以，分析結(jié)果符合要求。</p><p>　　此外，對(duì)于百分表測(cè)量時(shí)受的

99、力也需要分析，避免產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后出現(xiàn)設(shè)計(jì)理念性的錯(cuò)誤。分析過(guò)程同上述類似，在定義測(cè)量時(shí)要選擇連接反作用類型，如下圖所示：</p><p>　　圖6.3 受力測(cè)量定義界面</p><p>　　最后截取測(cè)量受力分析圖，如圖所示為百分表測(cè)力的受力分析：</p><p>　　圖 6.4 百分表測(cè)力分析圖</p><p>　　上圖分析得知，顯示的最大

100、作用力為1300 mm kg/sec^2，即1.3N，所以百分表側(cè)頭所受的最大作用力為1.3N。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，百分表的測(cè)力應(yīng)在0.5N到1.5N之間。</p><p>　　因此，對(duì)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)符合要求。</p><p><b>　　第7章 設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲很多，不單單是專業(yè)知識(shí)的拓展，更重要的是

101、加強(qiáng)了我獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。最初的我，態(tài)度懶散，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)不加理會(huì)，一心想不勞而獲，后來(lái)，在指導(dǎo)老師的苦心教導(dǎo)下，終于讓我明白了不勞而獲得來(lái)的東西是沒(méi)有意義的。因此，我一改以往態(tài)度，獨(dú)立專研課題，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，也從中品嘗到了學(xué)識(shí)研究的樂(lè)趣，我想，這應(yīng)該是畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大意義，而不是盲目的去完成它，其中的意義只有去做，才會(huì)體會(huì)到。</p><p>　　在專業(yè)領(lǐng)域方面，我認(rèn)識(shí)到自己的專業(yè)技能有多么不足，以及基本

102、知識(shí)的缺乏。</p><p>　　剛開(kāi)始時(shí)，毫無(wú)頭緒，不知道該做些什么，但是，憑著頑強(qiáng)的毅力和不服輸?shù)膽B(tài)度，我開(kāi)始從最基本的知識(shí)著手，查閱大量資料和尋求導(dǎo)師的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)的思路漸漸清晰。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)持續(xù)4個(gè)多月，當(dāng)中的過(guò)程雖然辛苦，但卻證明了自己的能力，也增強(qiáng)了專業(yè)技能以及磨練了自己的性子，我相信，在以后的工作道路中，我會(huì)做的更好。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&

103、lt;/b></p><p>　　【1】 辛一行．現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版，2000. </p><p>　　【2】 龐振基，黃其圣．機(jī)密機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　【3】 王東明 Pro/ENGINEER中文野火版基礎(chǔ)教程[M]．北京： 清華大學(xué)出版社，2008.</p><

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105、[M]．北京：工業(yè)出版社．1982，113、142—143、153</p><p>　　【8】 陳宏鈞． 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　【9】 濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006.5</p><p>　　【10】王志剛，王 旗．百分表外圈黑化的工藝實(shí)踐[J]．電鍍與精飾，2003，2

106、5(1)：23．</p><p>　　【11】 武 麗．基于CAD的機(jī)械零件設(shè)計(jì)及分析研究[J]．機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2006，2(1)：46—47．</p><p>　　【12】程海正，曹清林，莫亞梅．基于PRO/E的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真[J]．南通工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)．21304(4)：39～41．</p><p>　　【13】 COST 9483-60. Weigh

107、t-Measuring Instruments. Quadrant-Type Circular Dial Indicators [in Russian].</p><p>　　【14】 COST 2614-65. Ribbon, Steel Spring Heat-Treated Cold-Rolled Flattened [in Russian].</p><p><b>　　

108、致謝</b></p><p>　　本文是由xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的，xx老師廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的作風(fēng)給我留下了深刻的印象，將使我終身受益。他對(duì)我嚴(yán)格要求，督促我認(rèn)真對(duì)待研究，在我的論文中凝結(jié)著他的心血和汗水，尤其在論文的研究和完成過(guò)程中，得到他很多建議、指導(dǎo)和幫助，是他幫助我解決了幾個(gè) PRO/E 方面的難點(diǎn)，才使論文得以順利完成。在此我向xx老師致以最誠(chéng)摯崇高的敬意。同時(shí)，也要感謝我們班同學(xué)的幫