卡板加工工藝和夾具設計【含7張CAD圖紙、文檔全稿】

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期學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號杠桿零件圖號產(chǎn)品名稱杠桿零件名稱杠桿共6頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工50鉆45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z3511夾具編號夾具名稱切削液1專用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件22工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時/sr/minm/smm/rmm機動輔助1鉆鉸10H7,達到圖紙尺寸公差鉆夾具，量具，麻花鉆80012.70.5211510 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號杠桿零件圖號產(chǎn)品名稱杠桿零件名稱杠桿共6頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工60鏜45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)鏜床T61211夾具編號夾具名稱切削液1專用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件22工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時/sr/minm/smm/rmm機動輔助1鏜孔22,達到圖紙尺寸公差鏜夾具，量具，鏜刀56025.70.8211510 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號杠桿零件圖號產(chǎn)品名稱杠桿零件名稱杠桿共6頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工70銑45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)銑床X52K11夾具編號夾具名稱切削液1專用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件22工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時/sr/minm/smm/rmm機動輔助1銑13孔端面銑夾具，量具，銑刀5001.270.8311510 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號杠桿零件圖號產(chǎn)品名稱杠桿零件名稱杠桿共6頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工80鉸45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z3511夾具編號夾具名稱切削液1專用夾具普通乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件22工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時/sr/minm/smm/rmm機動輔助1鉸13的孔，垂直于22H7的通孔鉆夾具，量具，麻花鉆80012.70.5211510 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 畢業(yè)設計論文卡板加工工藝和夾具設計 所在學院專 業(yè)班 級姓 名學 號指導老師 年 月 日摘 要在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差22AbstractIn the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 緒論1第2章 加工工藝規(guī)程設計22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工藝分析32.2 卡板零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施32.2.1 孔和平面的加工順序32.2.2 孔系加工方案選擇32.3 卡板零件加工定位基準的選擇32.3.1 粗基準的選擇32.3.2 精基準的選擇42.4 卡板零件加工主要工序安排42.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.6確定切削用量及基本工時（機動時間）6第3章 鉆孔專用夾具設計143.1問題的指出143.2 夾具設計143.2.1概述143.2.2方案設計143.2.3定位基準的選擇143.2.4切削力和夾緊力的計算153.3切削力和夾緊力計算153.4夾緊力的計算163.5定位誤差分析173.6零、部件的設計與選用173.7確定夾具體結構尺寸和總體結構20總 結22參 考 文 獻23致 謝24第1章 緒論學生可以通過設計綜合應用了過去的教訓基礎能力的設計和施工機械制造和畢業(yè)設計工作，對綜合訓練和要求學生用的集成方案和前提理論和實踐知識的制造過程設計的零件。其目標如下：解決問題的能力的加工工藝文化（1）畢業(yè)設計、應用技術基礎課程的理論基礎和實踐機在生產(chǎn)實踐中，二次妥善解決工件在加工過程中，和定位的方法行程大小的測定方法等，以保證零件的加工質(zhì)量，設計能力的介質(zhì)復雜零件的程度。（2）學生熟悉和練習手冊、規(guī)范和技術能力的圖形和其他信息。(3)培養(yǎng)學生繪畫、制圖、基本技能的應用和編制技術文件等。水平有限，設計有缺點的批評中的錯誤，請教師。第2章 加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是卡板零件?？ò辶慵闹饕饔弥g的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此卡板零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 圖2-1 卡板工件圖2.1.2 零件的工藝分析由卡板零件圖可知?？ò辶慵且粋€卡板零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為，（2）以4-3.5mm的孔孔為主要加工表面的加工面。（3）以M4螺紋的孔為主要加工面。2.2 卡板零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施從以上分析明白。該卡板的主要零部件加工方面和洞平面系。一般來說，保證平面的加工精度保證更容易洞系的加工精度。因此，卡板零部件來說，加工中的主要問題是保證孔尺寸精度及位置精度處理好，孔和平面之間的相互關系。為生產(chǎn)量很大。如何滿足生產(chǎn)性的要求加工中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序卡板卡板零件類應遵循首先零部件的加工方面后孔的原則：即板上基準先加工零件平面，基準平面定位加工其他的平面。并且洞系加工。卡板零部件的加工自然應服從這個原則。那是平面的面積大，用平面位置確保定位信賴夾緊堅固，所以容易孔的加工精度保證。其次，先加工平面前方切掉鑄件表面的凹凸?？椎募庸ぞ龋瑸榱颂岣邉?chuàng)造條件，容易刀和調(diào)整對有利刀具保護。卡板零部件的加工流程應遵循粗加工的原則，離開，孔的加工和平面明確區(qū)分粗加工完成的階段穴系加工精度保證。2.2.2 孔系加工方案選擇卡板的零部件的加工程序孔系，應該選擇孔加工精度要求，可以滿足系的加工方法及設備。外加工精度加工效率兩方面考慮以外也適當考慮經(jīng)濟因素。滿足的精度要求和生產(chǎn)性的條件下，應該選擇價格最底的機床。2.3 卡板零件加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇粗基準以下要求滿足：（1）保證各重要孔的加工余量均一，（2）保證卡板零部件的零件和箱子的墻壁上有一定的間隙。上述的要求，滿足應該選擇主要支撐孔作為主要標準。即，卡板零部件輸入軸和輸出軸的支持孔粗作為標準。也就是前后端面的距離頂平面最近的孔，作為主要標準工件的4個限制的自由度，還有別的主要支撐孔定位限制第五自由度。作為基準孔因為粗加工精基準面。因此，后再精加工基準定位主要支撐孔孔加工的時候，一定是均勻的余量。箱子孔的位置和墻壁的位置是同型芯鑄造。所以，孔的剩余量均勻也間接保證的孔和箱子墻的相對位置。2.3.2 精基準的選擇保證卡板零件和孔，平面，平面圖像和平面之間的位置。精基準的選擇是保證卡板零件加工過程中基本上整體統(tǒng)一基準定位。從卡板零件圖分析，那頂平面和各主要支撐孔平行而且占有的面積大，精標準使用適合。但是在平面位置限制盡量工作的三個自由度，只要使用典型的一面的2孔的位置，可以滿足的方法是，全體的加工中基本上采用統(tǒng)一基準定位的要求。前后的端方面，那是卡板的零部件組裝的標準，它和卡板零部件的主要支撐孔系垂直。如果能用精加工基準孔系，定位、夾緊或線夾結構設計方面都有一定的困難，所以不采用。2.4 卡板零件加工主要工序安排關于大量生產(chǎn)的零件，一般是先加工統(tǒng)一基準?；辶慵庸さ牡谝粋€工程加工的統(tǒng)一標準。具體的計劃首先是孔位置很粗，精密加工的山頂平面。第2的工序加工定位用的兩個工藝孔。頂從平面加工完成后一直基板零件加工完成為止，個別的工程外，定位基準使用。所以，頂方面的螺絲孔加工兩工藝孔的加工工序中同時出現(xiàn)。后工序的安排必須遵守精分和首先面后孔的原則。首先粗加工平面，粗加工孔系。螺絲下孔是多頭鉆床搭配出來，切削力較大，粗加工階段完成。基板零部件、精密加工是支撐孔前后端面。根據(jù)上述原則也先加工平面再加工孔系，實際生產(chǎn)這樣安排不容易保證孔和互相垂直剖面。因此，實際上采用的工程程序先完成孔系，還有支持孔用膨脹軸定位加工元件端面，這樣容易保證圖紙規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺絲孔的攻絲，切削力小，可以安排粗，完成的階段分散。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將卡板零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10開料型材開料20去毛刺去毛刺30銑銑上端面及臺階面40銑銑下端面50銑銑四周輪廓60銑銑4-R3.5槽70鉆鉆4-3.5mm的孔80鉆鉆另外一處4-3.5mm的孔90鉆鉆孔攻絲M4螺紋的孔100去毛刺四周輪廓倒角去除毛刺110驗收驗收120入庫入庫工藝路線二：10開料型材開料20去毛刺去毛刺30銑銑上端面及臺階面40銑銑下端面50銑銑四周輪廓60鉆鉆4-3.5mm的孔70鉆鉆另外一處4-3.5mm的孔80銑銑4-R3.5槽90鉆鉆孔攻絲M4螺紋的孔100去毛刺四周輪廓倒角去除毛刺110驗收驗收120入庫入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：10開料型材開料20去毛刺去毛刺30銑銑上端面及臺階面40銑銑下端面50銑銑四周輪廓60銑銑4-R3.5槽70鉆鉆4-3.5mm的孔80鉆鉆另外一處4-3.5mm的孔90鉆鉆孔攻絲M4螺紋的孔100去毛刺四周輪廓倒角去除毛刺110驗收驗收120入庫入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“卡板零件”零件材料采用HT200制造。材料為HT200，硬度HB為170241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第1卷表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：參照機械加工工藝手冊表2.3.59，其余量值規(guī)定為。（3）孔毛坯為實心，不沖孔。（4）端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第1卷表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。半精銑：參照機械加工工藝手冊第1卷，其加工余量值取為。精銑：參照機械加工工藝手冊，其加工余量取為。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序30：銑上端面及臺階面機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10（1）粗銑卡板零件上端面 銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：（2）精銑卡板銑上端面銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 本工序機動時間工序40：銑下端面機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，?。焊鶕?jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，取根據(jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.174，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序50：銑四周輪廓機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10（1）粗銑 銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：（2）精銑銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 本工序機動時間工序40：銑4-R3.5槽機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，?。焊鶕?jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，取根據(jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.174，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序70：鉆4-3.5mm的孔鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆孔進給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 （3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間（一個孔） =工序80：鉆另外一處4-3.5mm的孔鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆孔進給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 （3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間（一個孔） =工序90：鉆孔攻絲M4螺紋的孔機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 第3章 鉆孔專用夾具設計3.1問題的指出由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設計專用夾具。由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。本次設計選擇設計是針對、鉆孔，它將用于Z525鉆床。3.2 夾具設計3.2.1概述在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具來完成。對于單件、小批生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產(chǎn)效率低。 本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度， 提高生產(chǎn)效率，設計專用夾具就顯得非常必要。3.2.2方案設計方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。設計方案的擬定必須遵循下列原則：1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。3、 夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低3.2.3定位基準的選擇我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準，孔和端面共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉的自由度沒有限制，為了保證空間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一支撐桿來限制旋轉方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。3.2.4切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中 代入公式（5-2）和（5-3）得本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率。 夾緊力的計算:因采用的是手動夾具故夾緊力無須計算。3.3切削力和夾緊力計算（1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭機床： Z525機床切削力公式： 式中 查表得： 其中：,即：實際所需夾緊力：由參考文獻5表得： 有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻5表 可得： 所以 3.4夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.5定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。由資料10機床夾具設計手冊可得： 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.6零、部件的設計與選用鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。.尺寸表dDD1Ht基本尺寸極限偏差F7基本尺寸極限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.0203034203645222635+0.033+0.01739263042462545563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。3.7確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外，夾具體結構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。夾具體設計的基本要求（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取?為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。總 結畢業(yè)設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊及各種參考資料，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學分工完成的，集中體現(xiàn)了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎！通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。參考文獻參 考 文 獻1 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上海科學技術出版社，1980。2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機床夾具設計。機械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機械加工工藝手冊。北京出版社，1996。5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊。上?？茖W技術出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊。化學工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。8 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。9劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊。上海科學技術出版社，2542。11 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1984。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，25Q235：4-17。16 Machine Tools N.chernor 1984.17 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.致 謝經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務。回顧這日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經(jīng)驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。43工 藝 過 程 卡產(chǎn)品型號零（部）件圖號共1 頁產(chǎn)品名稱卡板零（部）件名稱卡板第1 頁材料牌號6061毛坯種類型材毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間設 備工 藝 裝 備工 時名稱、型號編號夾 具輔具刀、量具準終單件10開料型材開料鑄20去毛刺去毛刺30銑銑上端面及臺階面金立式銑床X52K專用夾具游標卡尺面銑刀5min5min40銑銑下端面金立式銑床X52K專用夾具游標卡尺面銑刀3min3min50銑銑四周輪廓金立式銑床X52K專用夾具游標卡尺面銑刀5min5min60銑銑4-R3.5槽金立式銑床X52K專用夾具游標卡尺面銑刀5min5min70鉆鉆4-3.5mm的孔金搖臂鉆床Z525專用夾具游標卡尺鉆頭，鉸刀14min14min80鉆鉆另外一處4-3.5mm的孔金搖臂鉆床Z525專用夾具游標卡尺鉆頭14min14min90鉆鉆孔攻絲M4螺紋的孔金搖臂鉆床Z525專用夾具游標卡尺鉆頭14min14min100去毛刺四周輪廓倒角去除毛刺110驗收驗收120入庫入庫編 制審 核會 簽標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標 記處數(shù)更改文件號簽 字日 期高卉林 機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用Junsheng Cheng, Kang Zhang, Yu Yang關鍵詞： 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)是一種新的自適應時頻分析方法,這種方法特別適合處理多分量的調(diào)幅信號和調(diào)頻(AM-FM)信號。通過使用LMD方法,可以將任何復雜的信號分解為一系列的產(chǎn)品功能PF分量(PFs),每個PF分量都是純調(diào)頻信號和包絡信號的乘積，且通過純調(diào)頻信號可以獲得具有物理意義的瞬時頻率。從理論上講,每個PF分量都是一個單分量的AM-FM信號。 因此,可以將LMD的過程看作是信號解調(diào)的過程。齒輪發(fā)生故障時,振動信號呈現(xiàn)明顯的AM-FM特征。因此，針對齒輪升降速過程中故障振動信號為多分量的調(diào)制信號，以及故障特征頻率隨轉速變化的特點，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驗表明本文提出的方法能有效地提出齒輪故障診斷特征。1 引言齒輪傳動是機械設備中常見的傳動方式, 故對齒輪進行故障診斷具有重要意義。齒輪故障診斷的關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在一個固定的旋轉速度檢測振動信號的頻譜分析。 而齒輪作為一種旋轉部件, 其升降速過程的振動信號往往包含了豐富的狀態(tài)信息, 一些在平穩(wěn)運行時不易反映的故障特征在升降速過程中可能會充分地表現(xiàn)出來1,此外，來自齒輪振動信號的暫態(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用于非平穩(wěn)振動信號，混頻將不可避免的發(fā)生，這將對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，通常利用振動信號中添加旋轉機械軸轉速信息，已經(jīng)成為一個在旋轉機械故障診斷2,3的重要途徑。從本質(zhì)上講，階次跟蹤分析技術可以在時域非平穩(wěn)信號轉換成角域靜止，可以突出的旋轉速度相關的振動信息和抑制無關的信息。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行了一個可取的方法 另一方面，當發(fā)生故障的齒輪振動信號，拿起在運行和運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信號的調(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)包絡分析有其自身的局限性 6 。這些缺點包括兩個方面：（1）在實踐中大多數(shù)的齒輪故障振動信號都是多組分是調(diào)頻信號。這些信號，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)頻信號的解調(diào)，然后提取的頻率和振幅信息。然而，這兩個數(shù)載波頻率的載波頻率成分和幅值都難以在實踐中被確定，所以帶通濾波器的中心頻率的選擇具有主體性，將解調(diào)誤差和使它提取機械故障振動信號的特征是無效的；（2）由于希爾伯特不可避免的窗口效應變換，當使用希爾伯特變換提取調(diào)制信息，目前的非瞬時響應特性，即，在調(diào)制信號被解調(diào)以及打破中間部分的兩端會再次產(chǎn)生調(diào)制，使振幅指數(shù)衰減的方式得到的波動，然后解調(diào)誤差將增加 7 。為了克服第一個缺點，一個合適的分解方法應尋找獨立的多分量信號為多個單組分是調(diào)頻信號的包絡分析之前。由于EMD（經(jīng)驗模態(tài)分解）自適應復雜多分量信號分解為一系列固有模態(tài)函數(shù)（IMF）的瞬時頻率的物理意義 8,9 ，基于EMD的階比跟蹤方法已廣泛應用于齒輪故障診斷 13 。然而，仍然存在許多不足之處 14 ，如在EMD的端點效應和模態(tài)混 15 ，仍在進行。此外，對原信號通過EMD分解，產(chǎn)生了由希爾伯特變換（上面提到的）缺點是不可避免的在IMF進行希爾伯特變換的包絡分析。此外，有時無法解釋的負瞬態(tài)頻率時會出現(xiàn)瞬時頻率計算每個IMF進行希爾伯特變換 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 16 。用LMD，任何復雜的信號可以分解成許多產(chǎn)品功能（PFS），每一種產(chǎn)品的包絡線信號（獲得直接由分解）的PF瞬時振幅可以得到一個純粹的頻率調(diào)制信號從一個良好定義的瞬時頻率可以計算。在本質(zhì)上，每個PF正是一種單組分我調(diào)頻信號。因此，LMD的程序可以，事實上，作為解調(diào)過程。調(diào)制信息可以通過頻譜分析的瞬時振幅（包絡信號，直接獲得通過分解）每個PF分量進行希爾伯特變換，而不是由PF分量。因此，當LMD和EMD方法分別應用到解調(diào)分析，與EMD，LMD的突出優(yōu)點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?shù)氐姆炔黄交牡胤接肊MD的三次樣條的方法，這可能帶來的包絡的誤差和影響的精度瞬時頻率和振幅。此外，與EMD端點效應相比并不明顯，因為在LMD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，LMD最近的發(fā)展，科學相結合，并應用于齒輪故障診斷過程中各軸速度。首先，訂單跟蹤技術被用于將從時間域的齒輪振動信號角域。其次，分解角域重采樣信號的PF系列LMD，因此組件和相應的瞬時振幅和瞬時頻率可以得到的。最后，進行頻譜分析的故障信息含有顯性PF分量的瞬時幅值。從實驗的振動信號，表明該方法能有效地提取故障特征和分類準確齒輪工作狀態(tài)的分析結果。 本文的組織如下。第2節(jié)是一個給定的LMD方法理論。在第3節(jié)中的齒輪故障診斷方法中，以技術和LMD跟蹤相結合的提出和實踐應用表明，提出的方法。此外，LMD和基于EMD的比較也在第3節(jié)提到了基礎的方法。最后，我們得出了第4部分的結論。2 LMD 方法 LMD方法的本質(zhì)是通過迭代從原始信號中分離出純調(diào)頻信號和包絡信號,然后將純調(diào)頻信號和包絡信號相乘便可以得到一個瞬時頻率具有物理意義的PF分量,循環(huán)處理直至所有的PF分量分離出來對任意信號x(t),其分解過程如16: ( 1) 確定原始信號第i個局部極值及其對應的時刻,計算相鄰兩個局部極值和的平均值 (1) 將所有平均值點mi在其對應的時間段,內(nèi)伸一線段,然后用滑動平均法進行0平滑處理,得到局均值m11(t) 。 ( 2) 采用局部極值點計算局部幅值 : =| -|/2 (2)將所有局部幅值點ai在其對應的時間段,內(nèi)伸成一條線段,然后采用滑動平均法進行平滑處理,得到包估計函數(shù)a11(t) 。 ( 3) 將局部均值函數(shù)m11(t)從原始信號x(t)中分離來, 即去掉一個低頻成分,得到 h11(t)=x(t)-m11(t) (3) ( 4)用h11(t)除以包絡估計函數(shù)A11( t)以對h11(t)進行解調(diào),得到 s11(t)=h11(t)/A11(t) (4) 對s11( t)重復上述步驟便能得到s11(t)的包絡估計函數(shù)A12(t),若A12(t)不等于1,則s11( t)不是一個純調(diào)頻信號需要重復上述迭代過程n次,直至s1n(t)為一個純調(diào)頻信號,即 s1n(t)的包絡估計函數(shù) A1(n+1)(t)=1,所以,有 (5) (6)為理論上, 迭代終止的條件 (7) 在實踐中,一種變體會提前確定。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)生的所有包絡估計函數(shù)相乘便可以得到包絡信號( 瞬時幅值函數(shù)) : （8）( 6) 將包絡信號A1(t)和純調(diào)頻信號s1n(t)相乘便可以得到原始信號的第一個PF分量: PF1(t）=a1(t)s1n(t) ( 9)PF1(t)包含了原始信號中頻率值最高的成分,是一個單分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號,PF1(t)的瞬時幅值就是包絡信號A1(t),PF1(t)的瞬時頻率f1(t)則可由純調(diào)頻信號s1n(t)求出,即: (10) ( 7)將第一個PF分量PF1(t)從原始信號x(t)中分離出來, 得到一個新的信號u1(t),將u1( t)作為原始數(shù)據(jù)重復以上步驟,循環(huán)k次,直到 uk為一個單調(diào)函數(shù)為止,即: (11) 原始信號x(t)能夠被所有的PF分量和uk重構,即: (12) 產(chǎn)品功能p的數(shù)量在哪里.此外,相應的完整的時頻分布可以通過組裝瞬時幅度和瞬時頻率的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)參考軸的轉速信息對時域信號進行等角度重采樣, 將時域非平穩(wěn)信號轉換為角域平穩(wěn)信號, 再對角域平穩(wěn)信號進行譜分析得到階次譜。階次跟蹤分析能夠提取信號中與參考軸轉速有關的信息, 同時抑制與轉速無關的信號, 因此非常適合分析旋轉機械在變轉速過程下的振動信號。實現(xiàn)階次跟蹤分析技術的關鍵在于, 如何實現(xiàn)被分析信號相對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、計算階次跟蹤法 7和基于瞬時頻率估計的階次跟蹤法 8等。硬件階次跟蹤法直接通過專用的模擬設備實現(xiàn)信號的等角度重采樣,實時性好,但只適用于軸轉速較穩(wěn)定的情況,且成本很高;基于瞬時頻率估計的階次跟蹤法不需要專門的硬件設備,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,而實際工程信號大多為多分量信號, 因此其實際應用意義不大;COT法通過軟件的形式實現(xiàn)等角度重采樣,分析精度高, 對被分析的信號沒有特別的要求,并且無需特定的硬件, 因此是一種應用廣泛的階次跟蹤分析方法。根據(jù)試驗條件采用COT法實現(xiàn)信號的階次重采樣,其具體步驟如下:1. 對振動信號和轉速信號分兩路同時進行等時間間隔(間隔為$t)采樣,得到異步采樣信號;2. 通過轉速信號計算等角度增量 $H 所對應的時間序列ti ;3. 根據(jù)時間序列ti的值,對振動信號進行插值,求出其對應的幅值,得到振動信號的同步采樣信號,即角域平穩(wěn)信號;4.使用LMD分解平衡角重采樣信號,因此sPF系列組件和相應的瞬間振幅和瞬時頻率可以獲得5.光譜分析應用于每個PF的瞬時振幅組件,然后我們有訂單譜3.2 齒輪故障診斷實例升降速過程中的齒輪故障振動信號通常是多分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號,并且故障特征頻率會隨著轉速的變化而改變。針對升降速過程齒輪故障振動信號的這些特點, 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域振動信號轉換成角域平穩(wěn)信號;然后對角域信號進行LMD分解,得到一系列PF分量,以及各個PF分量的瞬時幅值和瞬時頻率; 最后對各個PF分量的瞬時幅值進行頻譜分析,便可以有效地提取出齒輪故障特征。為了驗證方法的正確性,在旋轉機械試驗臺上進行了齒輪正常和齒根裂紋兩種工況的試驗。該系統(tǒng)中, 電機輸入軸齒輪齒數(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所示分別為由轉速傳感器測得的輸入軸瞬時轉速n(t),以及由振動傳感器測得的齒輪故障 振動加速度a(t),其中采樣頻率為8192H z,采樣時間為20s從圖1可以看出,輸入軸轉速首先從150r/min逐漸加速至1410r/min, 然后再減速到820r/min,而加速度信號的幅值也隨著作出了相應的變化。不失一般性,截取圖2中5 7s升速過程的信號 a1(t)進行分析。 圖 1 輸 入軸的瞬時轉速 n ( t )圖 2 齒輪故障振動加速度信號 a( t )值在秩序O=55和O=110相應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()仍然是一個多個組件MA-MF信號。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,應用LMD j - 1(),因此七PF組件和殘渣可以得到圖6所示,這意味著LMD解調(diào)的進展。因此,它是可以提取齒輪故障特性,利用頻譜分析的瞬時振幅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PF組件。因此,無花果。7和8給瞬時振幅a1()的第一個PF組件PF 1()和相應的秩序光譜的a1(),很明顯,有不同的光譜峰值在第一順序(O = 1)對應齒輪階次跟蹤功能,符合齒輪的實際工況。圖9和圖10顯示轉速信號的n(t)和振動加速度信號的時域波形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s1(t)5 s-7年代為進一步分析的進步是攔截;其次,假設樣本點每旋轉400;第三,角域信號為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,相應的秩序頻譜圖12所示的瞬時振幅首先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)階次跟蹤分析對應于齒輪故障功能,符合齒輪的實際工況。同樣的,我們同樣可以做正常的齒輪。轉速信號n(t)和振動的時域波形加速度信號s(t)的正常齒輪分別列在無花果。13和14,采樣率為8192 Hz和總樣品時間是20多歲。在上述相同的方法應用于原始信號圖14所示,結果無花果所示。15和16。圖15顯示了角域j - 1()執(zhí)行順序重采樣后的信號部分(5s-7年代在籌備進展)的原始信號。圖16顯示了相應的瞬時振幅譜第一個PF組件,很難找到齒輪故障特征,也符合實際的工作狀態(tài)的裝備。目前,多組分的另一個競爭解調(diào)方法AM-FM信號,即經(jīng)驗模式分解(EMD)存在,已經(jīng)被廣泛應用于信號解調(diào)分析(7、22)。為了比較兩個EMD方法,取代LMD,我們能做的同樣使用EMD進行重采樣信號無花果所示。圖4、11和15 圖 3 齒輪故障振動加速度信號的頻譜圖 4 階次重采樣后的齒輪故障振動 加速度信號圖5 j1()的階次譜分別,因此可以獲得一系列國際貨幣基金組織(IMF)組件。此外,相應的瞬時振幅和國際貨幣基金組織每個組件的瞬時頻率可以通過希爾伯特變換計算。通過分析,我們知道,IMF主要特征信息包含在第一個組件。因此,只有應用于瞬時頻譜分析第一個國際貨幣基金組織(IMF)組件的振幅。無花果。17日至19日給訂單頻譜對應三種振動信號的破解斷層、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實際上,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,不明顯的效果和更少的瞬時頻率的虛假成分,可以使用更多的應用在實踐中。 圖 6 角域信號j1( )的LMD分解結果圖 7 PF1()的瞬時幅值A1()圖 8 第1個PF分量的幅值譜圖 9 輸入軸的瞬時轉速 n(t)圖 1 0 正常齒輪的振動加速度信號 a(t)圖11 階次重采樣后的正常齒輪振動加速度信號j1(）圖 12 第一個PF分量的幅值譜圖13 輸入軸轉速r(t)正常齒輪前和過程中圖圖14 齒輪的振動加速度信號(t)在正常狀態(tài)圖15 相應的振動加速度信號為j1()角域通過應用順序重采樣tos(t)圖14所示。圖17 第一個IMF分量的幅值譜 圖 18 第一個IMF分量的幅值譜3 結論 在齒輪故障診斷技術、階次跟蹤是一個著名的技術,可用于故障檢測的旋轉機器采用振動信號。針對齒輪故障振動信號的調(diào)制特點在助跑和破敗的和缺點在齒輪經(jīng)常可以發(fā)相關軸轉速在瞬態(tài)過程中,階次跟蹤和技術LMD相結合用于齒輪故障診斷。從理論分析和實驗結果以下幾點得出結論: ( 1) 在分析齒輪變轉速狀態(tài)下的振動信號時,轉速波動會引起頻譜圖出現(xiàn)頻率混疊, 而階次跟蹤分析通過對信號進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) 齒輪故障時的振動信號為一多分量的調(diào)幅- 調(diào)頻信號, 采用LMD方法能將其分解為若干個PF分量之和,同得到各個PF分量的瞬時幅值和瞬時頻率, 實現(xiàn)了原信號的解調(diào)。對含有齒輪故障特征的PF分量的瞬時幅值進行頻譜分析, 能夠準確地提取出齒輪故障特征信息。 圖19 階次的第一個國際貨幣基金組織(IMF)組件的正常使用EMD齒輪 ( 3) 對齒輪正常和齒根裂紋兩種工況的振動信號進行了分析,分析結果表明, 本文方法能夠準確地反映出齒輪的實際工況。References1 S.K. 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