雙聯(lián)齒輪機(jī)械加工工藝及三維造型設(shè)計(jì)【三維UG】【含CAD圖紙】

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工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工040粗車40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液車夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01掉頭，三爪裝夾右端外圓,車左端面以及84外圓，留精加工余量外圓車刀560700.481.510.07020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第3 頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工050精車40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液車夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01車右端面以及72外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸外圓車刀560700.50.510.05020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第4 頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工060精車40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液車夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸外圓車刀560700.50.510.05020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第5 頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工060擴(kuò)40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液鉆夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01擴(kuò)30的通孔至2828鉆頭450168020.220.08020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第6頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工080鏜40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液鉆夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸鏜刀800500.5220.6020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第7頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工090鏜40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號(hào)夾具名稱切削液鉆夾具工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01鏜50孔鏜刀800500.5220.4020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第8頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工100滾齒40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)滾齒機(jī)Y3150E1夾具編號(hào)夾具名稱切削液滾齒工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01滾齒（Z=26)滾刀672890.45116020304編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共9 頁第頁 車間 工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加工110滾齒40Cr毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)滾齒機(jī)Y3150E1夾具編號(hào)夾具名稱切削液滾齒工位夾具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步名稱工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)背吃刀量(mm)進(jìn)給次數(shù)工時(shí)/min機(jī)動(dòng)單件01滾齒（Z=22)滾刀672890.451150203編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期企業(yè)名稱機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01-01產(chǎn)品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪共1 頁第 1頁材料牌號(hào)40Cr毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸每毛坯可制作數(shù) 1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)/min010鍛造鍛造準(zhǔn)終單件020熱處理正火，去應(yīng)力退火熱處理030粗車三爪裝夾左端毛坯,車右端面以及72外圓，留精加工余量機(jī)加工車沈陽一機(jī)CA6140外圓車刀0.07040粗車掉頭，三爪裝夾右端外圓,車左端面以及84外圓，留精加工余量機(jī)加工車沈陽一機(jī)CA6140外圓車刀0.07050精車車右端面以及72外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸機(jī)加工車沈陽一機(jī)CA6140外圓車刀0.05060精車車車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸機(jī)加工車沈陽一機(jī)CA6140外圓車刀0.05070擴(kuò)擴(kuò)30的通孔至28機(jī)加工鉆沈陽一機(jī)CA614028鉆頭0.08080鏜鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸機(jī)加工鏜沈陽一機(jī)CA6140鏜刀0.6090鏜鏜50孔機(jī)加工鏜沈陽一機(jī)CA6140鏜刀0.4100滾齒滾齒（Z=26)機(jī)加工滾齒滾齒機(jī)Y3150E滾刀6110滾齒滾齒（Z=22)機(jī)加工滾齒滾齒機(jī)Y3150E滾刀5120鉗去毛刺機(jī)加工130檢驗(yàn)140入庫編制 (日期)審核 (日期)標(biāo)準(zhǔn)化 (日期)會(huì)簽 (日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī) 械 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文雙聯(lián)齒輪機(jī)械加工工藝及三維造型設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 所在班級(jí)： 所在專業(yè)： 論文提交日期： 2015.4 論文答辯日期： 2015 答辯委員會(huì)主任： 主答辯人： xxxx 系2無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是我個(gè)人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研制工作及取得的研制成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的畢業(yè)文憑或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本論文所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)生簽名： 日期：2015.4.1無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文使用授權(quán)聲明無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院及其圖書館、檔案室有權(quán)保留本人所送畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：雙聯(lián)齒輪機(jī)械加工工藝及三維造型設(shè)計(jì)的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存本論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除此以外，允許本論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械技術(shù)學(xué)院辦理。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期：2015.4.118雙聯(lián)齒輪機(jī)械加工工藝及三維造型設(shè)計(jì)摘要 雙聯(lián)齒輪零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞 工藝，工序，切削用量 Double gear machining technology and three-dimensional designabstract Double gear parts and fixture design process includes parts machining process design, process design part. In the process of designing the parts to be the first analysis to understand the parts of the process re-design the structure of the blank, and select the machining datum good parts, the design process route parts; then the part of each step of the process to calculate the size of a key is to determine the technical equipment and cutting the amount of each process and attention to improving the design in the future.Key words technology, processes, cutting the amount of目 錄第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形狀22.2零件的工藝分析3第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)53.1 確定毛坯的制造形式53.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇53.3 制定工藝路線53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備73.4.1 機(jī)床選用73.4.2 選擇刀具83.4.3 選擇量具83.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定8第4章 確定切削用量及基本時(shí)間104.1 工序切削用量的及基本時(shí)間的確定104.2 工序切削用量的及基本時(shí)間的確定124.3 工序切削用量及基本時(shí)間的確定124.4 工序切削用量及基本時(shí)間的確定14總 結(jié)16致 謝17參 考 文 獻(xiàn)18無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文雙聯(lián)齒輪機(jī)械加工工藝及三維造型設(shè)計(jì) 第1章 序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。雙聯(lián)齒輪零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是雙聯(lián)齒輪零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。 雙聯(lián)齒輪主要用于一些機(jī)械設(shè)備變速箱中，通過與操作機(jī)構(gòu)的結(jié)合，滑動(dòng)齒輪從而實(shí)現(xiàn)變速。圓柱齒輪一般分為齒圈和輪體兩部分，根據(jù)齒輪輪體的結(jié)構(gòu)形狀來劃分可知上圖中的雙聯(lián)齒輪為盤類齒輪，有兩個(gè)齒圈，在齒圈上切出直齒齒形。零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。該零件屬于齒輪類零件，形狀規(guī)則，尺寸精度和形位精度要求均較高，零件的主要技術(shù)分析如下：（1）齒輪端面對(duì)準(zhǔn)A的圓跳動(dòng)公差不超過0.018mm，主要是保證端面平整光滑，雙聯(lián)是利用軸和孔進(jìn)行配合定位，因此必須保證孔的尺寸精度。 雙聯(lián)齒輪之間嚙合要求嚴(yán)格，要保證雙聯(lián)齒輪的齒形準(zhǔn)確及同軸度較高。（2）由于零件是雙聯(lián)齒輪，軸向距離較小，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)是選擇合理的加工工藝。（3）齒輪要求加工精度高，要嚴(yán)格控制好定位（4）38H7孔是一比較重要的孔，也是以后機(jī)械加工各工序中的主要定位基準(zhǔn)。因此加工孔的工序是比較重要的。要在夾具設(shè)計(jì)中考慮保證到此孔精度及粗糙度要求。雙聯(lián)齒輪零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.鏜裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值1.6。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本雙聯(lián)齒輪假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺(tái)，每臺(tái)需要該零件1個(gè)，備品率為111%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率和 廢品率分別取111%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=23134115件/年3.1 確定毛坯的制造形式 由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，且有臺(tái)階軸，力學(xué)性能要求較高，精度較高且要進(jìn)行大量生產(chǎn)所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機(jī)械強(qiáng)度高，生存率高。工件材料選用40Cr鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT1112級(jí)3.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（也是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選一端面作為精基準(zhǔn)。由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，對(duì)主動(dòng)端而言，應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)；對(duì)從動(dòng)端而言，應(yīng)選面積較大190mm的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線一：010鍛造鍛造020熱處理正火，去應(yīng)力退火030粗車三爪裝夾左端毛坯,車右端面以及72外圓，留精加工余量040粗車掉頭，三爪裝夾右端外圓,車左端面以及84外圓，留精加工余量050精車車右端面以及72外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸060精車車車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸070擴(kuò)擴(kuò)30的通孔至36080鏜鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸090鏜鏜50孔100滾齒滾齒（Z=26)110滾齒滾齒（Z=22)120鉗去毛刺130檢驗(yàn)140入庫工藝路線二：010鍛造鍛造020熱處理正火，去應(yīng)力退火030粗車三爪裝夾左端毛坯,車右端面以及72外圓，留精加工余量040粗車掉頭，三爪裝夾右端外圓,車左端面以及84外圓，留精加工余量050精車車右端面以及72外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸060精車車車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸070滾齒滾齒（Z=26)080滾齒滾齒（Z=22)090擴(kuò)擴(kuò)30的通孔至36100鏜鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸110鏜鏜50孔120鉗去毛刺130檢驗(yàn)140入庫工藝方案一與方案二的比較：方案二把滾齒加工放到鉆中心孔的加工之前，這樣就導(dǎo)致加工時(shí)夾具的定位和加緊不好確定，也不好保證一個(gè)對(duì)A基準(zhǔn)線的圓跳動(dòng)誤差。最終確定的工藝方案：010鍛造鍛造020熱處理正火，去應(yīng)力退火030粗車三爪裝夾左端毛坯,車右端面以及72外圓，留精加工余量040粗車掉頭，三爪裝夾右端外圓,車左端面以及84外圓，留精加工余量050精車車右端面以及72外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸060精車車車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸070擴(kuò)擴(kuò)30的通孔至36080鏜鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸090鏜鏜50孔100滾齒滾齒（Z=26)110滾齒滾齒（Z=22)120鉗去毛刺130檢驗(yàn)140入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序和工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-7。.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 工序都為CA6140臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機(jī)床才能滿足要求，因此選用CA6140臥式車床（表5-134）。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-134,GB5343.2-134)。.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“雙聯(lián)齒輪” 零件材料為40Cr，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)（以后簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)），表2.2-17 各種合金鋼的性能比較，硬度HB為1432611，表2.2-23的物理性能，密度=7.27.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于3050，毛坯重量21000MPs的合金鋼，切削速度=117m/min。切削速度的修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)7表1.40得：，其余的修正系數(shù)均為1，故：V=1170.811.15=110.4m/min=178r/min查參考文獻(xiàn)6表4.2-8選擇C1100-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速為： n=1134r/min=3.08r/s則實(shí)際切削速度v=1.56m/s半精加工，機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。最后確定的切削用量為：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。車左端面以及84外圓及倒角，達(dá)到圖紙尺寸確定半精車主動(dòng)端端面的切削用量。采用車外圓相同的刀具加工，切削用量為：,f=0.3mm/r,n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。4.3.2 切削用量確定精車基本時(shí)間： =52s4.4 工序切削用量及基本時(shí)間的確定鏜38H7孔，達(dá)到圖紙尺寸，鏜50孔選刀具為YT30硬質(zhì)合金、主偏角、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=110min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min參考文獻(xiàn)1表5-56，根據(jù)C6140車床的轉(zhuǎn)速表，選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實(shí)際切削速度v=4.118m/s。=16s滾齒加工由文獻(xiàn)2表10-174V=312/T0.33S0.5N=0.124s0.9m1.7/D又由文獻(xiàn)2表10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw（2）插齒加工21齒由文獻(xiàn)2表10-174V=49/T0.2s0.5m0.3N=17910-4sm2/20.11又由文獻(xiàn)2表10-189,10-192S=0.32，T=300min，代入上式得V=18.3m/min，N=0.062kw由（1）、（2）計(jì)算它們均小于機(jī)床所能提供的功率，故符合要求?？?結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，111134。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，111115。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，111111。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)。北京出版社，111134。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)。化學(xué)工業(yè)出版社，2544。7 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M，重慶：重慶大學(xué)出版社，111115。8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2540。11劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，111134。10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海科學(xué)技術(shù)出版社，11184。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M，銀州：寧夏人民出版社，111111。11 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量M，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：11-111。14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，25HT150：4-17 機(jī)械原理基于局部平均分解的階次跟蹤分析及其在齒輪故障診斷中的應(yīng)用Junsheng Cheng, Kang Zhang, Yu Yang關(guān)鍵詞： 階次跟蹤分析 局部平均分解 解調(diào) 齒輪 故障診斷摘要：局部平均分解(LMD)是一種新的自適應(yīng)時(shí)頻分析方法,這種方法特別適合處理多分量的調(diào)幅信號(hào)和調(diào)頻(AM-FM)信號(hào)。通過使用LMD方法,可以將任何復(fù)雜的信號(hào)分解為一系列的產(chǎn)品功能PF分量(PFs),每個(gè)PF分量都是純調(diào)頻信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)的乘積，且通過純調(diào)頻信號(hào)可以獲得具有物理意義的瞬時(shí)頻率。從理論上講,每個(gè)PF分量都是一個(gè)單分量的AM-FM信號(hào)。 因此,可以將LMD的過程看作是信號(hào)解調(diào)的過程。齒輪發(fā)生故障時(shí),振動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)明顯的AM-FM特征。因此，針對(duì)齒輪升降速過程中故障振動(dòng)信號(hào)為多分量的調(diào)制信號(hào)，以及故障特征頻率隨轉(zhuǎn)速變化的特點(diǎn)，提出了一種基于LMD和階次跟蹤分析的齒輪故障診斷方法。齒輪箱的故障診斷實(shí)驗(yàn)表明本文提出的方法能有效地提出齒輪故障診斷特征。1 引言齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中常見的傳動(dòng)方式, 故對(duì)齒輪進(jìn)行故障診斷具有重要意義。齒輪故障診斷的關(guān)鍵一步是故障特征的提取。一方面，傳統(tǒng)的齒輪故障診斷方法的重點(diǎn)在一個(gè)固定的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)的頻譜分析。 而齒輪作為一種旋轉(zhuǎn)部件, 其升降速過程的振動(dòng)信號(hào)往往包含了豐富的狀態(tài)信息, 一些在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)不易反映的故障特征在升降速過程中可能會(huì)充分地表現(xiàn)出來1,此外，來自齒輪振動(dòng)信號(hào)的暫態(tài)過程中，速度依賴性總是顯示非平穩(wěn)特征。如果頻譜分析直接應(yīng)用于非平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)，混頻將不可避免的發(fā)生，這將對(duì)故障特征提取帶來不良影響。在以往的研究中，為了跟蹤技術(shù)，通常利用振動(dòng)信號(hào)中添加旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸轉(zhuǎn)速信息，已經(jīng)成為一個(gè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷2,3的重要途徑。從本質(zhì)上講，階次跟蹤分析技術(shù)可以在時(shí)域非平穩(wěn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成角域靜止，可以突出的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的振動(dòng)信息和抑制無關(guān)的信息。因此，階次跟蹤分析是在助跑過程中齒輪的故障特征提取和運(yùn)行了一個(gè)可取的方法 另一方面，當(dāng)發(fā)生故障的齒輪振動(dòng)信號(hào)，拿起在運(yùn)行和運(yùn)行過程中始終存在的振幅特性調(diào)制和頻率調(diào)制（AMFM）。為了提取齒輪故障振動(dòng)信號(hào)的調(diào)制特征，解調(diào)分析是最流行的方法之一 4,5 。然而，傳統(tǒng)的解調(diào)方法，如希爾伯特變換解調(diào)和傳統(tǒng)包絡(luò)分析有其自身的局限性 6 。這些缺點(diǎn)包括兩個(gè)方面：（1）在實(shí)踐中大多數(shù)的齒輪故障振動(dòng)信號(hào)都是多組分是調(diào)頻信號(hào)。這些信號(hào)，在傳統(tǒng)的解調(diào)方法，他們通常是通過帶通濾波器分解成單組分是調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)，然后提取的頻率和振幅信息。然而，這兩個(gè)數(shù)載波頻率的載波頻率成分和幅值都難以在實(shí)踐中被確定，所以帶通濾波器的中心頻率的選擇具有主體性，將解調(diào)誤差和使它提取機(jī)械故障振動(dòng)信號(hào)的特征是無效的；（2）由于希爾伯特不可避免的窗口效應(yīng)變換，當(dāng)使用希爾伯特變換提取調(diào)制信息，目前的非瞬時(shí)響應(yīng)特性，即，在調(diào)制信號(hào)被解調(diào)以及打破中間部分的兩端會(huì)再次產(chǎn)生調(diào)制，使振幅指數(shù)衰減的方式得到的波動(dòng)，然后解調(diào)誤差將增加 7 。為了克服第一個(gè)缺點(diǎn)，一個(gè)合適的分解方法應(yīng)尋找獨(dú)立的多分量信號(hào)為多個(gè)單組分是調(diào)頻信號(hào)的包絡(luò)分析之前。由于EMD（經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解）自適應(yīng)復(fù)雜多分量信號(hào)分解為一系列固有模態(tài)函數(shù)（IMF）的瞬時(shí)頻率的物理意義 8,9 ，基于EMD的階比跟蹤方法已廣泛應(yīng)用于齒輪故障診斷 13 。然而，仍然存在許多不足之處 14 ，如在EMD的端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混 15 ，仍在進(jìn)行。此外，對(duì)原信號(hào)通過EMD分解，產(chǎn)生了由希爾伯特變換（上面提到的）缺點(diǎn)是不可避免的在IMF進(jìn)行希爾伯特變換的包絡(luò)分析。此外，有時(shí)無法解釋的負(fù)瞬態(tài)頻率時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)頻率計(jì)算每個(gè)IMF進(jìn)行希爾伯特變換 16 局部均值分解（LMD）是一種新型的解調(diào)分析方法，特別適合于處理多組分的幅度調(diào)制和頻率調(diào)制（AM調(diào)頻）信號(hào) 16 。用LMD，任何復(fù)雜的信號(hào)可以分解成許多產(chǎn)品功能（PFS），每一種產(chǎn)品的包絡(luò)線信號(hào)（獲得直接由分解）的PF瞬時(shí)振幅可以得到一個(gè)純粹的頻率調(diào)制信號(hào)從一個(gè)良好定義的瞬時(shí)頻率可以計(jì)算。在本質(zhì)上，每個(gè)PF正是一種單組分我調(diào)頻信號(hào)。因此，LMD的程序可以，事實(shí)上，作為解調(diào)過程。調(diào)制信息可以通過頻譜分析的瞬時(shí)振幅（包絡(luò)信號(hào)，直接獲得通過分解）每個(gè)PF分量進(jìn)行希爾伯特變換，而不是由PF分量。因此，當(dāng)LMD和EMD方法分別應(yīng)用到解調(diào)分析，與EMD，LMD的突出優(yōu)點(diǎn)是避免希爾伯特變換。此外，LMD迭代過程中所采用的手段和當(dāng)?shù)氐姆炔黄交牡胤接肊MD的三次樣條的方法，這可能帶來的包絡(luò)的誤差和影響的精度瞬時(shí)頻率和振幅。此外，與EMD端點(diǎn)效應(yīng)相比并不明顯，因?yàn)樵贚MD方法更快的速度和算法的迭代次數(shù)更少 17 。 基于以上分析，階次跟蹤和解調(diào)技術(shù)，LMD最近的發(fā)展，科學(xué)相結(jié)合，并應(yīng)用于齒輪故障診斷過程中各軸速度。首先，訂單跟蹤技術(shù)被用于將從時(shí)間域的齒輪振動(dòng)信號(hào)角域。其次，分解角域重采樣信號(hào)的PF系列LMD，因此組件和相應(yīng)的瞬時(shí)振幅和瞬時(shí)頻率可以得到的。最后，進(jìn)行頻譜分析的故障信息含有顯性PF分量的瞬時(shí)幅值。從實(shí)驗(yàn)的振動(dòng)信號(hào)，表明該方法能有效地提取故障特征和分類準(zhǔn)確齒輪工作狀態(tài)的分析結(jié)果。 本文的組織如下。第2節(jié)是一個(gè)給定的LMD方法理論。在第3節(jié)中的齒輪故障診斷方法中，以技術(shù)和LMD跟蹤相結(jié)合的提出和實(shí)踐應(yīng)用表明，提出的方法。此外，LMD和基于EMD的比較也在第3節(jié)提到了基礎(chǔ)的方法。最后，我們得出了第4部分的結(jié)論。2 LMD 方法 LMD方法的本質(zhì)是通過迭代從原始信號(hào)中分離出純調(diào)頻信號(hào)和包絡(luò)信號(hào),然后將純調(diào)頻信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)相乘便可以得到一個(gè)瞬時(shí)頻率具有物理意義的PF分量,循環(huán)處理直至所有的PF分量分離出來對(duì)任意信號(hào)x(t),其分解過程如16: ( 1) 確定原始信號(hào)第i個(gè)局部極值及其對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,計(jì)算相鄰兩個(gè)局部極值和的平均值 (1) 將所有平均值點(diǎn)mi在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間段,內(nèi)伸一線段,然后用滑動(dòng)平均法進(jìn)行0平滑處理,得到局均值m11(t) 。 ( 2) 采用局部極值點(diǎn)計(jì)算局部幅值 : =| -|/2 (2)將所有局部幅值點(diǎn)ai在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間段,內(nèi)伸成一條線段,然后采用滑動(dòng)平均法進(jìn)行平滑處理,得到包估計(jì)函數(shù)a11(t) 。 ( 3) 將局部均值函數(shù)m11(t)從原始信號(hào)x(t)中分離來, 即去掉一個(gè)低頻成分,得到 h11(t)=x(t)-m11(t) (3) ( 4)用h11(t)除以包絡(luò)估計(jì)函數(shù)A11( t)以對(duì)h11(t)進(jìn)行解調(diào),得到 s11(t)=h11(t)/A11(t) (4) 對(duì)s11( t)重復(fù)上述步驟便能得到s11(t)的包絡(luò)估計(jì)函數(shù)A12(t),若A12(t)不等于1,則s11( t)不是一個(gè)純調(diào)頻信號(hào)需要重復(fù)上述迭代過程n次,直至s1n(t)為一個(gè)純調(diào)頻信號(hào),即 s1n(t)的包絡(luò)估計(jì)函數(shù) A1(n+1)(t)=1,所以,有 (5) (6)為理論上, 迭代終止的條件 (7) 在實(shí)踐中,一種變體會(huì)提前確定。如果1a1(n + 1)(t)1 +and1s1n(t)1,然后迭代過程將停止( 5) 把迭代過程中產(chǎn)生的所有包絡(luò)估計(jì)函數(shù)相乘便可以得到包絡(luò)信號(hào)( 瞬時(shí)幅值函數(shù)) : （8）( 6) 將包絡(luò)信號(hào)A1(t)和純調(diào)頻信號(hào)s1n(t)相乘便可以得到原始信號(hào)的第一個(gè)PF分量: PF1(t）=a1(t)s1n(t) ( 9)PF1(t)包含了原始信號(hào)中頻率值最高的成分,是一個(gè)單分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號(hào),PF1(t)的瞬時(shí)幅值就是包絡(luò)信號(hào)A1(t),PF1(t)的瞬時(shí)頻率f1(t)則可由純調(diào)頻信號(hào)s1n(t)求出,即: (10) ( 7)將第一個(gè)PF分量PF1(t)從原始信號(hào)x(t)中分離出來, 得到一個(gè)新的信號(hào)u1(t),將u1( t)作為原始數(shù)據(jù)重復(fù)以上步驟,循環(huán)k次,直到 uk為一個(gè)單調(diào)函數(shù)為止,即: (11) 原始信號(hào)x(t)能夠被所有的PF分量和uk重構(gòu),即: (12) 產(chǎn)品功能p的數(shù)量在哪里.此外,相應(yīng)的完整的時(shí)頻分布可以通過組裝瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)頻率的PF組件。3 基于階次跟蹤分析與 L M D 的齒輪故障診斷3.1 階次跟蹤分析 階次跟蹤分析首先根據(jù)參考軸的轉(zhuǎn)速信息對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行等角度重采樣, 將時(shí)域非平穩(wěn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為角域平穩(wěn)信號(hào), 再對(duì)角域平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行譜分析得到階次譜。階次跟蹤分析能夠提取信號(hào)中與參考軸轉(zhuǎn)速有關(guān)的信息, 同時(shí)抑制與轉(zhuǎn)速無關(guān)的信號(hào), 因此非常適合分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械在變轉(zhuǎn)速過程下的振動(dòng)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)階次跟蹤分析技術(shù)的關(guān)鍵在于, 如何實(shí)現(xiàn)被分析信號(hào)相對(duì)于參考軸的等角度重采樣, 即階次重采樣。常用的階次重采樣方法有硬件階次跟蹤法 6、計(jì)算階次跟蹤法 7和基于瞬時(shí)頻率估計(jì)的階次跟蹤法 8等。硬件階次跟蹤法直接通過專用的模擬設(shè)備實(shí)現(xiàn)信號(hào)的等角度重采樣,實(shí)時(shí)性好,但只適用于軸轉(zhuǎn)速較穩(wěn)定的情況,且成本很高;基于瞬時(shí)頻率估計(jì)的階次跟蹤法不需要專門的硬件設(shè)備,無需考慮硬件安裝問題,且成本較低, 但是不適用于分析多分量信號(hào),而實(shí)際工程信號(hào)大多為多分量信號(hào), 因此其實(shí)際應(yīng)用意義不大;COT法通過軟件的形式實(shí)現(xiàn)等角度重采樣,分析精度高, 對(duì)被分析的信號(hào)沒有特別的要求,并且無需特定的硬件, 因此是一種應(yīng)用廣泛的階次跟蹤分析方法。根據(jù)試驗(yàn)條件采用COT法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的階次重采樣,其具體步驟如下:1. 對(duì)振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)分兩路同時(shí)進(jìn)行等時(shí)間間隔(間隔為$t)采樣,得到異步采樣信號(hào);2. 通過轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算等角度增量 $H 所對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列ti ;3. 根據(jù)時(shí)間序列ti的值,對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行插值,求出其對(duì)應(yīng)的幅值,得到振動(dòng)信號(hào)的同步采樣信號(hào),即角域平穩(wěn)信號(hào);4.使用LMD分解平衡角重采樣信號(hào),因此sPF系列組件和相應(yīng)的瞬間振幅和瞬時(shí)頻率可以獲得5.光譜分析應(yīng)用于每個(gè)PF的瞬時(shí)振幅組件,然后我們有訂單譜3.2 齒輪故障診斷實(shí)例升降速過程中的齒輪故障振動(dòng)信號(hào)通常是多分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號(hào),并且故障特征頻率會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的變化而改變。針對(duì)升降速過程齒輪故障振動(dòng)信號(hào)的這些特點(diǎn), 提出了基于階次跟蹤分析和 LM D 的齒輪故障診斷方法。首先采用階次跟蹤分析將齒輪升降速過程的時(shí)域振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成角域平穩(wěn)信號(hào);然后對(duì)角域信號(hào)進(jìn)行LMD分解,得到一系列PF分量,以及各個(gè)PF分量的瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率; 最后對(duì)各個(gè)PF分量的瞬時(shí)幅值進(jìn)行頻譜分析,便可以有效地提取出齒輪故障特征。為了驗(yàn)證方法的正確性,在旋轉(zhuǎn)機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了齒輪正常和齒根裂紋兩種工況的試驗(yàn)。該系統(tǒng)中, 電機(jī)輸入軸齒輪齒數(shù)z1=55, 輸出軸齒輪齒數(shù)z2 = 75。在輸入軸齒輪齒根上加工出小槽,以模擬齒根紋故 障, 因此齒輪嚙合階次xm=55,故障特征階次xc=1。圖1和圖2所示分別為由轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的輸入軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速n(t),以及由振動(dòng)傳感器測(cè)得的齒輪故障 振動(dòng)加速度a(t),其中采樣頻率為8192H z,采樣時(shí)間為20s從圖1可以看出,輸入軸轉(zhuǎn)速首先從150r/min逐漸加速至1410r/min, 然后再減速到820r/min,而加速度信號(hào)的幅值也隨著作出了相應(yīng)的變化。不失一般性,截取圖2中5 7s升速過程的信號(hào) a1(t)進(jìn)行分析。 圖 1 輸 入軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速 n ( t )圖 2 齒輪故障振動(dòng)加速度信號(hào) a( t )值在秩序O=55和O=110相應(yīng)的齒輪嚙合秩序和雙。因此這意味著頻率混淆現(xiàn)象已經(jīng)在很大程度上消除。然而,為j1()仍然是一個(gè)多個(gè)組件MA-MF信號(hào)。因此,一邊頻帶反映故障特征頻率模糊。有效地提取故障特征,應(yīng)用LMD j - 1(),因此七PF組件和殘?jiān)梢缘玫綀D6所示,這意味著LMD解調(diào)的進(jìn)展。因此,它是可以提取齒輪故障特性,利用頻譜分析的瞬時(shí)振幅PF組件包含主要故障信息。通過分析,我們知道失敗的主要信息包括在第一個(gè)PF組件。因此,無花果。7和8給瞬時(shí)振幅a1()的第一個(gè)PF組件PF 1()和相應(yīng)的秩序光譜的a1(),很明顯,有不同的光譜峰值在第一順序(O = 1)對(duì)應(yīng)齒輪階次跟蹤功能,符合齒輪的實(shí)際工況。圖9和圖10顯示轉(zhuǎn)速信號(hào)的n(t)和振動(dòng)加速度信號(hào)的時(shí)域波形s(t)齒輪分別與破碎的牙齒,采樣率為8192 Hz和總樣品時(shí)間是20年代。斷齒故障引入輸入軸上的齒輪與激光切割槽的牙根。首先,一段信號(hào)s1(t)5 s-7年代為進(jìn)一步分析的進(jìn)步是攔截;其次,假設(shè)樣本點(diǎn)每旋轉(zhuǎn)400;第三,角域信號(hào)為j1()圖11所示可以通過執(zhí)行命令重采樣s1(t);第四,LMD適用于j-1();最后,相應(yīng)的秩序頻譜圖12所示的瞬時(shí)振幅首先PF組件PF 1()可以了,很明顯,有不同的光譜峰值(比在圖8)在第一順序(O = 1)階次跟蹤分析對(duì)應(yīng)于齒輪故障功能,符合齒輪的實(shí)際工況。同樣的,我們同樣可以做正常的齒輪。轉(zhuǎn)速信號(hào)n(t)和振動(dòng)的時(shí)域波形加速度信號(hào)s(t)的正常齒輪分別列在無花果。13和14,采樣率為8192 Hz和總樣品時(shí)間是20多歲。在上述相同的方法應(yīng)用于原始信號(hào)圖14所示,結(jié)果無花果所示。15和16。圖15顯示了角域j - 1()執(zhí)行順序重采樣后的信號(hào)部分(5s-7年代在籌備進(jìn)展)的原始信號(hào)。圖16顯示了相應(yīng)的瞬時(shí)振幅譜第一個(gè)PF組件,很難找到齒輪故障特征,也符合實(shí)際的工作狀態(tài)的裝備。目前,多組分的另一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)解調(diào)方法AM-FM信號(hào),即經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EMD)存在,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于信號(hào)解調(diào)分析(7、22)。為了比較兩個(gè)EMD方法,取代LMD,我們能做的同樣使用EMD進(jìn)行重采樣信號(hào)無花果所示。圖4、11和15 圖 3 齒輪故障振動(dòng)加速度信號(hào)的頻譜圖 4 階次重采樣后的齒輪故障振動(dòng) 加速度信號(hào)圖5 j1()的階次譜分別,因此可以獲得一系列國(guó)際貨幣基金組織(IMF)組件。此外,相應(yīng)的瞬時(shí)振幅和國(guó)際貨幣基金組織每個(gè)組件的瞬時(shí)頻率可以通過希爾伯特變換計(jì)算。通過分析,我們知道,IMF主要特征信息包含在第一個(gè)組件。因此,只有應(yīng)用于瞬時(shí)頻譜分析第一個(gè)國(guó)際貨幣基金組織(IMF)組件的振幅。無花果。17日至19日給訂單頻譜對(duì)應(yīng)三種振動(dòng)信號(hào)的破解斷層、斷齒故障和正常的齒輪,分別,很明顯,訂單跟蹤分析基于EMD也可以提取齒輪故障特性,確定齒輪的工作狀態(tài)。盡管EMD和LMD都可以分解原始信號(hào)實(shí)際上,兩種方法之間的差異仍然存在。EMD方法比較,如第一節(jié)中所述,LMD有更多迭代次數(shù)少等優(yōu)點(diǎn),不明顯的效果和更少的瞬時(shí)頻率的虛假成分,可以使用更多的應(yīng)用在實(shí)踐中。 圖 6 角域信號(hào)j1( )的LMD分解結(jié)果圖 7 PF1()的瞬時(shí)幅值A(chǔ)1()圖 8 第1個(gè)PF分量的幅值譜圖 9 輸入軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速 n(t)圖 1 0 正常齒輪的振動(dòng)加速度信號(hào) a(t)圖11 階次重采樣后的正常齒輪振動(dòng)加速度信號(hào)j1(）圖 12 第一個(gè)PF分量的幅值譜圖13 輸入軸轉(zhuǎn)速r(t)正常齒輪前和過程中圖圖14 齒輪的振動(dòng)加速度信號(hào)(t)在正常狀態(tài)圖15 相應(yīng)的振動(dòng)加速度信號(hào)為j1()角域通過應(yīng)用順序重采樣tos(t)圖14所示。圖17 第一個(gè)IMF分量的幅值譜 圖 18 第一個(gè)IMF分量的幅值譜3 結(jié)論 在齒輪故障診斷技術(shù)、階次跟蹤是一個(gè)著名的技術(shù),可用于故障檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器采用振動(dòng)信號(hào)。針對(duì)齒輪故障振動(dòng)信號(hào)的調(diào)制特點(diǎn)在助跑和破敗的和缺點(diǎn)在齒輪經(jīng)?？梢园l(fā)相關(guān)軸轉(zhuǎn)速在瞬態(tài)過程中,階次跟蹤和技術(shù)LMD相結(jié)合用于齒輪故障診斷。從理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果以下幾點(diǎn)得出結(jié)論: ( 1) 在分析齒輪變轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)時(shí),轉(zhuǎn)速波動(dòng)會(huì)引起頻譜圖出現(xiàn)頻率混疊, 而階次跟蹤分析通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行階次重采樣能夠在很大程度上消除頻率混疊, 使頻譜圖的譜線清晰可讀。 ( 2) 齒輪故障時(shí)的振動(dòng)信號(hào)為一多分量的調(diào)幅- 調(diào)頻信號(hào), 采用LMD方法能將其分解為若干個(gè)PF分量之和,同得到各個(gè)PF分量的瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率, 實(shí)現(xiàn)了原信號(hào)的解調(diào)。對(duì)含有齒輪故障特征的PF分量的瞬時(shí)幅值進(jìn)行頻譜分析, 能夠準(zhǔn)確地提取出齒輪故障特征信息。 圖19 階次的第一個(gè)國(guó)際貨幣基金組織(IMF)組件的正常使用EMD齒輪 ( 3) 對(duì)齒輪正常和齒根裂紋兩種工況的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明, 本文方法能夠準(zhǔn)確地反映出齒輪的實(shí)際工況。References1 S.K. 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