汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)設(shè)計(jì)

汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)設(shè)計(jì),汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)設(shè)計(jì),汽車,同步帶,長(zhǎng)機(jī),設(shè)計(jì) 序號(hào)（學(xué)號(hào)）： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 院 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 教授 2007 年 6 月 20 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 目 錄 引 言 1 第1章 緒論 3 §1.1傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)研究的意義 3 §1.2傳動(dòng)帶測(cè)長(zhǎng)的應(yīng)用及成果 3 第2章 傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和程序 5 §2.1測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 5 §2.2測(cè)量程序 5 第3章 總體方案設(shè)計(jì) 6 §3.1測(cè)量原理 6 §3.2方案比較與選擇 6 §3.3 測(cè)長(zhǎng)機(jī)機(jī)總體布局 8 第4章 汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)的主要部件設(shè)計(jì) 10 §4.1確定中心距離 10 §4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 11 4.2.1 選擇電動(dòng)機(jī) 11 4.2.2 靜同步帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 12 §4.3 收繩輪裝置的設(shè)計(jì) 18 4.3.1 電機(jī)的選擇 18 4.3.2 收繩論軸的設(shè)計(jì)與校核 18 §4.4 光柵尺的安裝方法及測(cè)量原理 26 4.4.1光柵尺的選擇 26 4.4.2 選用光柵尺工作參數(shù) 26 4.4.3 安裝及測(cè)量原理 26 4.4.4 光柵尺的安裝優(yōu)點(diǎn) 27 總 結(jié) 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 引 言 同步帶是綜合了帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的一種新型傳動(dòng)帶。由于同步帶是利用齒工作面與帶輪齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng),因此帶與帶輪之間在傳動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有滑差而呈現(xiàn)同步傳動(dòng)。同步帶和V帶(三角帶)相比具有帶體輕而薄,強(qiáng)度高,傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)功率范圍大,傳動(dòng)速度高等優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)與鏈條傳動(dòng)相比具有同步性能好、無(wú)須潤(rùn)滑、可實(shí)現(xiàn)多軸傳動(dòng)、重量輕、成本低及維修養(yǎng)護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。由于同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)很多,因而發(fā)展非常迅速。 汽車傳動(dòng)帶是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)重要的零部件，也是傳動(dòng)帶重要的組成部分?？梢哉f(shuō)，傳動(dòng)帶的許多技術(shù)進(jìn)步和發(fā)明與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，如V帶發(fā)明，切邊V帶、多楔帶和同步帶的快速發(fā)展，都是為了適應(yīng)汽車工業(yè)最新技術(shù)要求而獲得迅速發(fā)展的。汽車用同步帶最早是美國(guó)通用汽車公司于20世紀(jì)60年代后期用于新發(fā)明的頂置式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，以代替原來(lái)使用的滾子鏈條傳動(dòng)。由于使用很成功，日本于20世紀(jì)70年代初由本田技術(shù)研究院首次采用，隨后富士重工也效仿。目前日本80%轎車采用了同步帶傳動(dòng)技術(shù)，美國(guó)也有40%，我國(guó)引進(jìn)的輕型轎車生產(chǎn)線除廣州標(biāo)致外也都采用[1]。 同步帶在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展較快，已形成生產(chǎn)規(guī)模，但面臨的問(wèn)題也很多。同步帶為節(jié)能產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為了大力發(fā)展我國(guó)同步帶行業(yè)，一方面要做好宣傳推廣工作，擴(kuò)大同步帶的應(yīng)用范圍;另一方面要進(jìn)一步提高同步帶的質(zhì)量，替代進(jìn)口產(chǎn)品 我國(guó)自改革開(kāi)放后，傳動(dòng)帶的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和歐美標(biāo)準(zhǔn)制定，這些標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度是按基準(zhǔn)制和有效制表示的，擯棄了我過(guò)沿用幾十年內(nèi)周制，因此 需要專用的測(cè)量工具測(cè)量。我國(guó)在上世紀(jì)80年代中，上海飛機(jī)設(shè)計(jì)所為配合《汽車V帶尺寸》標(biāo)準(zhǔn)的制定開(kāi)始研制汽車V帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)。隨著我國(guó)V帶新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，V帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)成生產(chǎn)廠家必備的測(cè)量工具。青島橡膠工業(yè)研究所，營(yíng)口實(shí)驗(yàn)機(jī)廠，將都名著材料實(shí)驗(yàn)機(jī)廠均有生產(chǎn)，同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)精度要求較高，一般采用比較法測(cè)量，無(wú)錫橡膠廠從SCHOLZ引進(jìn)一套同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)，動(dòng)南大學(xué)為南京汽車制造廠研制過(guò)一臺(tái)，青島宜利大公司有生產(chǎn)。 同步帶為彈性嚙合件，需在一定張緊力的條件下實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，為保證同步帶與帶輪良好的嚙合，要求膠帶生產(chǎn)廠對(duì)帶長(zhǎng)進(jìn)行逐條測(cè)量，因此，汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)是生產(chǎn)必須的檢測(cè)設(shè)備。同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)是就同步帶的長(zhǎng)度誤差和橫向擺動(dòng)誤差來(lái)判斷同步帶質(zhì)量的測(cè)量設(shè)備，它根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷同步帶是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，以此來(lái)判定是“合格”還是“不合格”，在同步帶生產(chǎn)過(guò)程中，該機(jī)是確保各種傳動(dòng)帶產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品合格率的必備設(shè)備之一。 目前國(guó)內(nèi)研制的同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)測(cè)量精度最高達(dá)到，且沒(méi)有帶傳動(dòng)的橫向擺動(dòng)量的測(cè)量，2003年汽車同步帶GB12734-2003標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有測(cè)量精度為的測(cè)長(zhǎng)機(jī)。而日本、法國(guó)等國(guó)家的膠帶生產(chǎn)企業(yè)均有高精度、自動(dòng)化的同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)、無(wú)錫貝爾特膠帶公司就從德國(guó)SCHOLE公司引進(jìn)了一套同步帶數(shù)控測(cè)長(zhǎng)機(jī)。而且采用光機(jī)電一體化技術(shù)研究帶的動(dòng)態(tài)測(cè)量是目前國(guó)內(nèi)外帶生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。 總之，帶傳動(dòng)在現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中占據(jù)著重要的地位。帶傳動(dòng)品種開(kāi)發(fā)和理論研究、帶傳動(dòng)檢測(cè)裝置和試驗(yàn)設(shè)備、傳動(dòng)帶和帶輪制造設(shè)備和工藝控制技術(shù)等等方面，我國(guó)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都有相當(dāng)大的差距。我們應(yīng)針對(duì)帶傳動(dòng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，切實(shí)解決一些基本和關(guān)鍵問(wèn)題，使帶傳動(dòng)技術(shù)真正為滿足各行業(yè)機(jī)械裝備對(duì)帶傳動(dòng)日益增長(zhǎng)的需求和提高質(zhì)量的要求服務(wù)。 第1章 緒論 §1.1傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)研究的意義 近年來(lái)，橡膠類傳動(dòng)帶如V帶、同步帶、多楔帶等各種形式的帶在傳動(dòng)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，而同步帶在汽車、工程機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用更是日益的廣泛。它們具有傳動(dòng)力矩大、噪音小、無(wú)須潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)?？萍及l(fā)展要求動(dòng)力裝置越來(lái)越小，而功率越來(lái)越大且傳遞更加準(zhǔn)確。這是技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)，在汽車、飛機(jī)制造行業(yè)尤其如此。 在實(shí)際使用中，傳動(dòng)帶各項(xiàng)尺寸精確與否，對(duì)其使用性能及壽命都有很大的影響。技術(shù)的發(fā)展和向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏的趨勢(shì)都對(duì)傳動(dòng)帶各項(xiàng)性能及標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求。新的國(guó)標(biāo)對(duì)各種傳動(dòng)帶的各項(xiàng)參數(shù)及測(cè)試方法都做了詳細(xì)的規(guī)定，使新的標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)之間有很大的區(qū)別。為了適應(yīng)傳動(dòng)帶新的發(fā)展趨勢(shì)和采用新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了此傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。 §1.2傳動(dòng)帶測(cè)長(zhǎng)的應(yīng)用及成果 傳動(dòng)帶的測(cè)長(zhǎng)是傳動(dòng)帶技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是傳動(dòng)帶生產(chǎn)、檢驗(yàn)、應(yīng)用的必不可少的環(huán)節(jié)。如在應(yīng)用中帶的長(zhǎng)度對(duì)中心距、預(yù)緊力的調(diào)整都有影響，并進(jìn)而對(duì)帶的正常工作、壽命等產(chǎn)生影響。測(cè)長(zhǎng)技術(shù)水平直接與帶的生產(chǎn)質(zhì)量、檢驗(yàn)質(zhì)量、應(yīng)用的合理性等直接相關(guān)。提高測(cè)長(zhǎng)技術(shù)對(duì)提高同步帶的生產(chǎn)、檢驗(yàn)質(zhì)量、使用的合理性以及應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益等都有直接的促進(jìn)作用。因此，同步帶測(cè)長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展是同步帶技術(shù)發(fā)展中必不可少的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。 測(cè)量系統(tǒng)是同步帶測(cè)量的技術(shù)裝備，研制先進(jìn)的高精度的測(cè)長(zhǎng)機(jī)是現(xiàn)今我國(guó)汽車同步帶技術(shù)推廣應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急，也是發(fā)展、改進(jìn)同步帶的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為同步帶技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 §1.3傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的要求和技術(shù)指標(biāo) 要求：該性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)主要用于汽車同步帶測(cè)量。要實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)打印，同時(shí)也可適用于切邊V帶、多楔帶等測(cè)長(zhǎng)的要求?？梢愿鼡Q帶輪測(cè)量不同種類的傳送帶。 技術(shù)指標(biāo)：1、測(cè)長(zhǎng)范圍：400~2600mm 2、測(cè)量精度：mm 3、主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：200~600轉(zhuǎn)/分，可調(diào) 4、測(cè)量張力：20N~1200N 5、橫向擺動(dòng)精度：mm 6、工作時(shí)間8小時(shí)/天 第2章 傳動(dòng)帶性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和程序 §2.1測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)由兩個(gè)相同的，安裝在水平軸上的測(cè)量用帶輪，施加測(cè)量力的機(jī)構(gòu)，兩帶輪中心距測(cè)量機(jī)構(gòu)組成。一個(gè)帶輪安裝在固定軸上，另一個(gè)帶輪安裝在滑動(dòng)軸上【3】。如圖2-1所示： 圖2-1測(cè)量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) §2.2測(cè)量程序 對(duì)帶施加測(cè)量力F后，將帶轉(zhuǎn)動(dòng)至少兩圈，測(cè)出兩輪中心矩a用公式（2.1）計(jì)算出帶的有效長(zhǎng)度L【26】。 ……………………………（2.1） 式中：L——帶的有效長(zhǎng)度，mm； a——此時(shí)的中心距，mm； d——帶輪有效圓周長(zhǎng)，mm。 經(jīng)過(guò)多次測(cè)量得的a值求平均值，則可得L的長(zhǎng)度。精度為mm。 第3章 總體方案設(shè)計(jì) §3.1測(cè)量原理 由測(cè)量用帶輪（一個(gè)裝置固定在軸上，另一個(gè)固定在滑動(dòng)軸上），負(fù)荷加載機(jī)構(gòu)，帶輪軸間距離指示機(jī)構(gòu)組成，測(cè)量同步帶的長(zhǎng)度。其測(cè)量原理與測(cè)V帶一樣。使一個(gè)帶輪固定，另一個(gè)帶輪可以在滑動(dòng)導(dǎo)軌上滑動(dòng)，在加載情況下，使帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)三轉(zhuǎn)后，利用測(cè)量裝置就可以測(cè)出帶長(zhǎng)。 固定帶輪 滑動(dòng)帶輪 皮帶 測(cè)量力 測(cè)量裝置 圖3-1 測(cè)量裝置示意圖 §3.2方案比較與選擇 立式傳方案動(dòng)帶測(cè)量系統(tǒng)（如圖3-3）有很大的優(yōu)點(diǎn)，易于控制，控制自動(dòng)化程度高，且滑動(dòng)端所受的拉力是自由載荷，卸載加載容易。但是，由于人是操作者，要以人為本，考慮到人的身高和所要測(cè)量的帶長(zhǎng)，這個(gè)裝置不能超過(guò)人的正常工作身高，僅僅因?yàn)檫@一點(diǎn)這個(gè)方案不可取。但此方案特別適用于測(cè)量短小的帶。 圖3-2立式傳動(dòng)帶測(cè)量系統(tǒng) 1.固定端帶輪 2.移動(dòng)端帶輪 3.機(jī)架 4.重砣 5.液壓裝置 6.拉構(gòu) 7.帶 8.細(xì)化鋼絲繩 所以改用方案為臥式測(cè)量。以下為臥式測(cè)量系統(tǒng)方案的詳細(xì)比較： 方案一： 采用電機(jī)做動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)加、卸載荷和帶的轉(zhuǎn)動(dòng)，采用光柵尺測(cè)量帶長(zhǎng)。 優(yōu)點(diǎn)： 操作方便、測(cè)量準(zhǔn)確、讀數(shù)直觀、測(cè)長(zhǎng)速度快、測(cè)量精度高、卸載自動(dòng)化好，制造成本較低。 缺點(diǎn)： 需要兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同時(shí)，由于測(cè)量系統(tǒng)的最大功率在100w左右，所以對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，有很大的功率浪費(fèi)。 方案二： 采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，采用汽缸作為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)加、卸載。用光柵尺測(cè)量。 優(yōu)點(diǎn)： 操作方便、測(cè)值準(zhǔn)確、讀數(shù)直觀、測(cè)長(zhǎng)速度快、加、卸載自動(dòng)化程度更高。 缺點(diǎn)： 汽缸制造成本高，而且工作時(shí)必須有良好的氣源供氣，有可能因?yàn)闅庠丛蚨鵁o(wú)法工作，同時(shí)測(cè)量系統(tǒng)的要求也較高。最大的缺點(diǎn)是測(cè)量力不是自由載荷，使測(cè)量結(jié)果失真。電動(dòng)機(jī)同方案一樣有同樣的缺點(diǎn)。 方案三：、 采用電動(dòng)機(jī)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，用重砣加載，卸載機(jī)構(gòu)采用杠桿作用。用光柵尺測(cè)量。 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)值準(zhǔn)確、讀數(shù)直觀、測(cè)量速度快、卸載機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： 仍然是造成電動(dòng)機(jī)功率浪費(fèi)，但是卸載速度慢，自動(dòng)化程度不高。 經(jīng)過(guò)比較在臥式測(cè)量系統(tǒng)中，我認(rèn)為還是方案一可行，符合工廠生產(chǎn)的實(shí)際情況【21】。 §3.3 測(cè)長(zhǎng)機(jī)機(jī)總體布局 （1）測(cè)試臺(tái) 測(cè)試臺(tái)由上臺(tái)面、支撐架、直線導(dǎo)軌組成。支撐架用地腳螺栓牢固地固定在底板上；上臺(tái)面左右裝有稱輪，引導(dǎo)張緊裝置的張緊力；定同步帶輪架固定在直線導(dǎo)軌左端，動(dòng)同步帶輪固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上；導(dǎo)軌末端裝有擋鐵。 （2）中心距測(cè)量裝置 此裝置中光柵尺安裝在測(cè)試臺(tái)上，與直線導(dǎo)軌平行安裝，其動(dòng)頭用連接板與動(dòng)同步帶輪連接，與動(dòng)同步帶輪保持同步。動(dòng)同步帶輪可以在直線導(dǎo)軌上自由移動(dòng)，根據(jù)被測(cè)同步帶長(zhǎng)度確定位置。測(cè)量之前應(yīng)用標(biāo)定裝置標(biāo)定光柵尺，光柵尺讀數(shù)直接由工控機(jī)記錄。 （3）轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置 光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝在傳感器架上，在電機(jī)聯(lián)軸器上裝有帶孔鋁板，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)光電傳感器即可記錄轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，直接輸入工控機(jī)處理。 （4）橫向擺動(dòng)量測(cè)量裝置 激光測(cè)位儀是一種非接觸的測(cè)量?jī)x器。激光測(cè)位儀由測(cè)位儀架安裝在動(dòng)同步帶輪左側(cè)，通過(guò)測(cè)位儀架可以在豎直和水平方向進(jìn)行微調(diào)。測(cè)位儀架的長(zhǎng)度保證了測(cè)量位置在距動(dòng)同步帶輪中心125cm位置處。測(cè)量得到的數(shù)據(jù)直接輸入工控機(jī)進(jìn)行處理。 （5）張緊裝置 張緊裝置由重砣和鋼絲繩組成，用于使同步帶張緊。 （6）帶輪 該裝置配有與不同型號(hào)同步帶相配的成套標(biāo)準(zhǔn)帶輪，測(cè)量不同型號(hào)的同步帶時(shí)，可以方便而迅速地更換相應(yīng)的帶輪。 （7）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、處理、報(bào)表生成、結(jié)果判斷和動(dòng)作控制。它由PC工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)和各外部信號(hào)處理器組成。 圖3.3 測(cè)長(zhǎng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 第4章 汽車同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)的主要部件設(shè)計(jì) §4.1確定中心距離 帶長(zhǎng)的測(cè)量原理如圖4.1所示： 圖4.1 帶長(zhǎng)測(cè)量原理 兩個(gè)直徑相等的帶輪組成，其中一個(gè)帶輪在固定軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)帶輪在游動(dòng)軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使中心距a可移，并在移動(dòng)輪上施加所要求的測(cè)量力F。帶輪的要求由表4-1和ISO9011規(guī)定。 表4-1 帶節(jié)線長(zhǎng)測(cè)量用帶輪 帶型號(hào) 齒數(shù)Z 節(jié)圓周長(zhǎng)/mm 外徑do/mm 跳動(dòng) Ph×Z 徑向/mm 軸向/mm ZA、ZB、ZH、ZS 20 190.5 59.266±0.013 0.013 0.025 YH、YS 22 176 54.651±0.013 0.013 0.025 ZR 20 190.5 59.138±0.013 0.013 0.025 YR 22 176 54.522±0.013 0.013 0.025 帶的節(jié)線長(zhǎng)等于一個(gè)帶輪的節(jié)圓周長(zhǎng)加上兩倍的所測(cè)中心距。實(shí)際測(cè)量時(shí)，在帶至少轉(zhuǎn)動(dòng)2-3圈時(shí)，測(cè)得中心距，并按下式求得帶長(zhǎng)：（d為帶節(jié)圓直徑） 由于汽車同步帶輪是ZA和ZB型，初選ZA型號(hào)的帶輪，則： a=( L-)/2=(400-190.5)/2=104.75>59.138 所以所選型號(hào)的帶輪符合條件。 因此最大中心距a=( L-)/2=(2600-190.5)/2=1204.75mm 為了設(shè)計(jì)方便，這里取 a=100-1300mm。 §4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 4.2.1 選擇電動(dòng)機(jī) 1.初定傳動(dòng)方案 初定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1500轉(zhuǎn)/分（額定轉(zhuǎn)速），經(jīng)過(guò)變頻器變速，帶動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 這里不采用齒輪變速，因?yàn)橛谬X輪變速機(jī)器的重量和結(jié)構(gòu)都要增大，而且靈活性也沒(méi)有變頻器好。 2.選擇電動(dòng)機(jī) 1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 生產(chǎn)單位一般都用三相交流電源，，我國(guó)推廣采用新設(shè)計(jì)的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，淘汰了原來(lái)廣泛采用的JO2和JO3系列小型異步電動(dòng)機(jī)。它適用于不易燃，無(wú)腐蝕性氣體的場(chǎng)合和要求具有較好啟動(dòng)性能的機(jī)械中，。因此采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。采用新設(shè)計(jì)Y系列。 2） 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)額定功率（電動(dòng)機(jī)所需功率） ==2.1KW 式中：F —工作機(jī)的阻力（N）； v —工作機(jī)線速度（m/s）； —工作機(jī)的阻力矩(Nm)； —工作機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)； —工作機(jī)的效率； —由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率。 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y2-100L1-4 額定功率2.2KW 滿載轉(zhuǎn)速 1410r/min 3.變速裝置—變頻器 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，它可以通過(guò)改變電壓改變頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的速度。它的特點(diǎn)是：節(jié)能省電，只要用不完的功率都可以節(jié)省下來(lái)，大大降低生產(chǎn)成本，矢量自動(dòng)化控制，保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)壽命，在啟動(dòng)時(shí)平穩(wěn)，慢慢啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)的沖擊小，它強(qiáng)大的菜單功能，完善的輸入，輸出信號(hào)及通訊端口，為自動(dòng)化控制，現(xiàn)場(chǎng)總線控制條工了最佳解決方案。 4.2.2 靜同步帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 設(shè)計(jì)靜同步帶輪軸： 1.求軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T 由于軸和電動(dòng)機(jī)直接相連，則 P=2.2KW n=200r/min 于是 T=9 550 000=9 550 000×N．mm=105050 N．mm 2.求作用在主動(dòng)輪上的力 因已知主動(dòng)輪外徑為 d=59.266mm 而 （2×105050）/59.266N=3545N 950N 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖所示。 3. 初步確定軸的最小直徑 先按公式初步計(jì)算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表，取=112，于是得 112×=22mm 表4.2 軸的材料 Q235-A、20 Q275、35 45 40Cr、35SiMn /MPa 15-25 20-35 25-45 35-55 149-126 135-112 126-103 112-97 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 =1.3， 則： =1.3×35017 N．mm=136565 N．mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查GB/T5014—1985或手冊(cè)，選用HL4型彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。聯(lián)軸器的孔徑d=28mm。故取的1-2段的直徑d=28mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=84mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)L1=62mm。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案 擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定著軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向，順序和相互關(guān)系。 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。軸上零件的定位用軸肩，軸承端蓋和圓螺母定位。 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 (1) 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制作出一軸肩，故2-3段的直徑d=38mm；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=40mm。聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=62mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l=60mm. (2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d=62mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30313，其尺寸為D×d×T=140mm×65mm×36mm,故；而。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行定位。由手冊(cè)上查得30313型的定位軸肩高度h=6mm,因此，取。 (3)取安裝主動(dòng)輪處的軸段4-5的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知輪的輪轂為80mm，為了使套筒端面可靠的壓緊輪，此軸應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取。 (4)軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取 。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 3）軸上零件的周向定位 主動(dòng)輪，聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面b×h=20mm×12mm（GB/T1095-1979）,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)(B/T1095-1979）,同時(shí)為了保證輪與軸配合有良好的對(duì)中性。故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為16mm×10mm×70mm,聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表，取軸端倒角為2×，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。 表4.3 零件倒角C與圓角半徑R的推薦值 mm 直徑d >6-10 >10-18 >18-30 >30-50 >50-80 >80-120 >120-180 C或R 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 5.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查得a值。對(duì)于30313型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得a=29mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨矩=71mm+141mm=212mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的，及M的值列于下表： 表4.4 載荷 水平面H 垂直面 V 支反力F 332N，167N 186N, -30N 彎矩M 23621N 13269Nmm,-414Nmm 總彎矩 Nmm Nmm 扭矩 T=105050Nmm 6.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)軸的彎矩合成強(qiáng)度條件公式 式中： —軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為MPa； M—軸所受的彎矩，單位為N.mm； T—軸所受的扭矩，單位為N.mm； W—軸的抗彎截面系數(shù)，單位為； —對(duì)稱循環(huán)應(yīng)變力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力 及上表的數(shù)值，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =18.6MPa 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=60 MPa。因此<，故安全。 7.精確計(jì)算軸的疲勞強(qiáng)度 1）判斷危險(xiǎn)截面 截面A，2，3，B只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面A，2，3，B均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面4和5處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面V的應(yīng)力集中的影響和截面4的相近，但截面5不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面6和7顯然更不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面4左右兩側(cè)即可 2）截面4左側(cè) 抗彎截面系數(shù) ： W=0.1=0.1×=27463 抗扭截面系數(shù) ： =0.2×=54925 截面4左側(cè)的彎矩M為： M=13356 截面4上的扭矩T為： T=105050Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力： =4086MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： =17.48 MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由手冊(cè)查得=640MPa, =275MPa,=155 MPa。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由資料查取。因r/d=2.0/65=0.031,D/d=70/65=1.08,經(jīng)插值后可查得： =2.0， =1.31 又可查得軸的材料的敏性系數(shù)為： =0.82， =0.85 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為： =1+（-1）=1.82 =1+（-1）=1.26 由資料查得尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，可查得表面質(zhì)量系數(shù)為： ==0.92 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1，則可得綜合系數(shù)值為： 2.80 1.62 由查得碳鋼的特性系數(shù) 取=0.1 取=0.05 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，得： 20.21 10.62 =9.40》S=1.5 故可知其安全。 3）截面4右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W=0.1=34300 抗扭截面系數(shù) =68600 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 M=13356Nmm =3.89 MPa 扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T=105050 Nmm =14.00 MPa 過(guò)盈配合處的值，查資料用插入法求出，并取=0.8， 于是得 3.16 0.8×3.16=2.53 軸按磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為： 0.92 故得綜合系數(shù)為： 3.25 2.62 所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為 21.75 8.29 =7.75>S=1.5 故該軸在截面5右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因其無(wú)太大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。 8.繪制軸的工作圖 如下圖所示： 圖4.2 §4.3 收繩輪裝置的設(shè)計(jì) 4.3.1 電機(jī)的選擇 由于收繩論的轉(zhuǎn)速要求很低，所以需要選擇速比較大的電機(jī)，經(jīng)過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)XWD4-17-2.2型號(hào)的電機(jī)適合要求。它的技術(shù)參數(shù)為功率2.2KW，速比為17。它具有以下特點(diǎn)： （1）結(jié)合國(guó)際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量； （2）節(jié)省空間，可靠耐用，減速比可達(dá)17； （3）能耗低，性能優(yōu)越，效率廠可達(dá)95%以上； （4）振動(dòng)小，噪音低，節(jié)能高； （5）選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，剛性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過(guò)高頻熱處理； （6）經(jīng)過(guò)精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。 4.3.2 收繩論軸的設(shè)計(jì)與校核 1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要取決于： （1）軸在機(jī)器中的安裝位置及形式； （2）軸上安裝的重要零件類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法； （3）載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況。 軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式，初步設(shè)計(jì)軸的直徑=48mm。 根據(jù)表零件倒角和圓角半徑的推薦值。 取 =1.2 =1.6 有配合要求的軸段，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。 為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合的軸段長(zhǎng)度一般比輪轂長(zhǎng)度短2到3mm。 表4-5零件倒角和圓角半徑的推薦值 直徑 或 1.0 1.2 1.6 2.0 為了減少軸所受的彎矩，傳動(dòng)件盡量靠近軸承。較大的過(guò)度圓角半徑會(huì)降低應(yīng)力集中。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性要求：一般來(lái)說(shuō)軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單工藝性越好，軸端有倒角。 2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算： 式中 ：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa； ：軸所受的扭矩，單位為Nmm； ：軸的彎扭截面系數(shù)，單位為； ：軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； ：軸傳遞的功率，單位為kw； ：計(jì)算界面處軸的直徑，單位為mm； ：許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa，見(jiàn)表4-6。 表4-6 軸常用幾種材料的及 軸的材料 Q235-A、20 Q275、35 45 40Cr、35SiMn /MPa 1525 2035 2545 3555 149126 135112 126103 11297 取 kw mm 。 軸的直徑： 16mm 根據(jù)表4-6取 =103 軸的直徑100mm，軸上有兩個(gè)鍵槽，軸的直徑擴(kuò)大10%15%，軸上有一個(gè)鍵槽時(shí)擴(kuò)大5%7%，本設(shè)計(jì)中擴(kuò)大15%，軸的直徑為18.4mm。取軸端直徑為24mm滿足要求。 根據(jù)圓柱型軸伸和軸肩軸環(huán)尺寸設(shè)計(jì)，取30mm，長(zhǎng)系列 80mm，(0.070.1) 1.4 初步選擇軸承型號(hào)為 7207C，油封型號(hào)為 J型無(wú)骨架橡膠油封。 為了滿足軸的設(shè)計(jì)要求，軸各段初步設(shè)計(jì)如圖所示。 圖4.3 收繩輪軸 3）軸的受力分析 （1）軸的受力分析圖 圖4-4 受力圖 由經(jīng)驗(yàn)公式得 =2。 在面列平衡方程，受力如圖4-5： = = =2 = = r/min kw 計(jì)算得 N N 圖4-5 面受力圖 在面列平衡方程，受力如圖4-8： 計(jì)算得 N N 圖4-6 面受力圖 （2）作出彎矩圖 軸在面所受彎矩如圖4-7所示： ==18785.4Nmm 圖4-7 面彎矩圖 軸在面所受彎矩如圖4-8所示： ==172721.1Nmm 圖4-8 面彎矩圖 （3）作出扭矩圖 軸所受扭矩如圖4-9所示： Nmm 圖4-9 扭矩圖 （4）校核軸的強(qiáng)度 已知軸的彎矩和扭矩，軸承處為危險(xiǎn)截面，應(yīng)力計(jì)算： ：軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為MPa； ：折合系數(shù)，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力，取。 對(duì)于直徑為的圓軸，彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，將和代入上式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： ：軸所受的彎矩，單位為Nmm； ：軸所受的扭矩，單位為Nmm； ：軸的抗彎截面系數(shù)，單位為mm； ：對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，經(jīng)查表取=55MPa。 計(jì)算得 MPa，滿足要求。 按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精準(zhǔn)校核，安全系數(shù)，本設(shè)計(jì)中軸的材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精準(zhǔn)，取=1.4。 只考慮彎矩和軸向力時(shí)的安全系數(shù)： 根據(jù)查表的=295MPa，本設(shè)計(jì)中軸向力=0；=7.14。 只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù)： 171.1MPa 8414.2 mm =43.43 故可知軸安全。 4） 軸承的選擇與校核 根據(jù)工作條件決定在軸的兩端正裝兩個(gè)角接觸球軸承。由設(shè)計(jì)軸的數(shù)據(jù)可知，帶輪傳遞轉(zhuǎn)矩為33148.9Nmm，所受圓周力為=2=1366.7N，帶輪直徑為99.02mm，軸的轉(zhuǎn)速為5880r/min，軸承的預(yù)期壽命為1000h，初步選擇軸承為7207C。 查滾動(dòng)軸承樣本（或設(shè)計(jì)手冊(cè)）可知7027C軸承的=30500N，=20000N。 兩軸承所受到的徑向載荷為和， =-534.1N =534.1N =-4910.7N =4910.7N 4939.7N 4939.7N 軸承所受的軸向力忽略不計(jì)。 對(duì)于70000C型軸承，按表4-7，軸承派生軸向力，為判斷系數(shù)，先初取，。 表4-7 約有半數(shù)滾動(dòng)體接觸時(shí)派生軸向力的計(jì)算公式 圓錐滾子軸承 角接觸球軸承 70000C 70000AC 70000B N N N N 由表4-8確定載荷系數(shù)，取 表4-8 載荷系數(shù) 載 荷 性 質(zhì) 舉 例 無(wú)沖擊或輕微沖擊 1.01.2 電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等 中等沖擊或中等慣性力 1.21.8 車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、冶金機(jī)械、選礦機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)床等 強(qiáng)大沖擊 1.83.0 粉碎機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、震動(dòng)篩等 取 =0.47，， N 驗(yàn)算軸承壽命 取=3.3 h 滿足要求 共 33 頁(yè) 第 33 頁(yè) §4.4 光柵尺的安裝方法及測(cè)量原理 4.4.1光柵尺的選擇 為了精確測(cè)量膠帶長(zhǎng)度，特別是同步帶長(zhǎng)度，本設(shè)備選用的高精度光柵線位移傳感器作為測(cè)長(zhǎng)傳感器。 本設(shè)備所選用的是中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春精密機(jī)械研究所所生產(chǎn)的光柵線位移傳感器，型號(hào)-A，它是以高精度光柵做檢測(cè)元件的密封式高精度傳感器與數(shù)顯表配套組成高精度數(shù)字化測(cè)量裝置，適用于各類機(jī)床及儀器進(jìn)行技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)位移量數(shù)字化顯示。 由于利用莫爾條紋原理進(jìn)行位移測(cè)量，因此它比其它類型的傳感器具有高精度，性能穩(wěn)定可靠，抗干擾強(qiáng)，安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。 4.4.2 選用光柵尺工作參數(shù) （1）準(zhǔn)確度：為高精度測(cè)量膠帶，選±5um準(zhǔn)確度。 （2）光柵尺的柵距：同樣為了達(dá)到測(cè)量精度的要求，在所提供的兩種光柵距：0.02mm（50對(duì)線/毫米）和0.04mm（25對(duì)線/毫米），選擇0.04mm（25對(duì)線/毫米）。在測(cè)量時(shí)，PLC的計(jì)數(shù)方式采用加減運(yùn)算模式高度計(jì)數(shù)，把相位差4倍的光柵尺輸出二相信號(hào)（A相和B相）與Z相信號(hào)加減模式輸入PLC，故其一個(gè)柵距計(jì)數(shù)脈沖為0.01mm。 （3）零位：為了消除重復(fù)運(yùn)動(dòng)精度的變化，并提高生產(chǎn)率，該光柵尺選用50mm一個(gè)零位。使在測(cè)量中，每次測(cè)長(zhǎng)時(shí)，傳動(dòng)帶張緊時(shí)均自動(dòng)通過(guò)一個(gè)零位進(jìn)行自動(dòng)清零，從而可保證重復(fù)測(cè)量精度。 （4）測(cè)長(zhǎng)范圍：為實(shí)現(xiàn)可最大測(cè)量長(zhǎng)度2600mm帶長(zhǎng)的要求，選擇測(cè)量長(zhǎng)度為1300mm。 （5）工作電壓：該尺的工作電壓為：5V±5%。 4.4.3 安裝及測(cè)量原理 本設(shè)備中光柵尺的安裝不同于其它用途的安裝方式，其主尺與張緊輪固定在一起，而其副尺與驅(qū)動(dòng)輪固定在一起，這樣的安裝有獨(dú)到之處，即可方便自動(dòng)清零，以滿足高精度測(cè)量要求，又可使每次測(cè)量時(shí)的移動(dòng)距離較短，滿足高效率的工作要求。其測(cè)量原理如下： 因從動(dòng)輪與光柵尺寸主尺固定，從動(dòng)輪軸心到主尺的最右端第一個(gè)零位的距離為，此值由機(jī)械安裝決定，為一固定值。 當(dāng)測(cè)量不同帶長(zhǎng)時(shí)，可通過(guò)手輪、齒輪、齒條驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)帶輪及光柵尺寸尺移到某一大概位置，并加以固定，此時(shí)副尺的刻度對(duì)應(yīng)主尺的某兩個(gè)零位中間（光柵尺每50mm即有一個(gè)零位），如圖所示，設(shè)n-1及n個(gè)零位中間某一值。此時(shí)通過(guò)MPT或上位PC機(jī)將零位號(hào)輸入PLC對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)測(cè)長(zhǎng)工作開(kāi)始后，減速電機(jī)開(kāi)始收繩，從動(dòng)輪在重砣的作用下將帶張緊，此時(shí)主尺也一同移動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中光柵尺通過(guò)第n個(gè)零位時(shí)，PLC計(jì)數(shù)值清零，而且，當(dāng)光柵尺繼續(xù)移動(dòng)過(guò)程中，即使再過(guò)一個(gè)零位時(shí)程序保證不在清零。再向前運(yùn)動(dòng)，PLC即從零開(kāi)始計(jì)數(shù)，因PLC采用增減計(jì)數(shù)方式，故PLC計(jì)數(shù)時(shí)，光柵尺輸出信號(hào)輸入PLC為相位差4倍率單機(jī)輸入。 其每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)帶輪移動(dòng)0.01mm。設(shè)當(dāng)從動(dòng)輪處于某一位置后，測(cè)量過(guò)程中計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)為K，則此時(shí)主、從動(dòng)輪中心距為a=+n×50+0.01K(其中0.01K相當(dāng)于圖中的△a),則帶長(zhǎng)為L(zhǎng)=2a+,為測(cè)量所用帶輪的有效周長(zhǎng)。 4.4.4 光柵尺的安裝優(yōu)點(diǎn) （1）因?yàn)楣鈻懦呙?0mm有一個(gè)零位，所以當(dāng)帶張緊時(shí)，從動(dòng)輪只需移動(dòng)50mm，即可通過(guò)一個(gè)零位，從而進(jìn)行清零，這樣可以保證測(cè)量結(jié)果的精度，消除測(cè)量過(guò)程中計(jì)數(shù)值的累積誤差。 （2）因光柵尺有多個(gè)零位，清零方便，克服了當(dāng)若僅有一個(gè)零位時(shí)，若是要清零，有可能使光柵尺寸、副尺大范圍移動(dòng)的問(wèn)題。雖然可測(cè)量的帶長(zhǎng)度范圍較大，但測(cè)量過(guò)程中光柵尺的移動(dòng)距離有限，從而減少了設(shè)備的空間尺寸，提高了光柵尺的使用壽命。 如上所述，本設(shè)備的測(cè)量精度可大0.01mm，這一精度完全可以滿足現(xiàn)在同步帶的精度要求。此外該設(shè)備還可以通過(guò)監(jiān)控軟件，在測(cè)長(zhǎng)工序中實(shí)現(xiàn)了測(cè)長(zhǎng)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。另外通過(guò)更換測(cè)量帶輪，可測(cè)各種規(guī)格的同步帶，也可測(cè)V帶等。 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的不懈努力，終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯中的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。雖然本次設(shè)計(jì)比較緊張，但總的來(lái)說(shuō)，感覺(jué)比較充實(shí)。我始終以積極的態(tài)度去對(duì)待這次設(shè)計(jì)，要不就不做，做了就該盡自己的努力去作到最好。只要認(rèn)真付出，一定可以得到回報(bào)。在本次的設(shè)計(jì)中，雖然我遇到了很多困難，但是我從來(lái)沒(méi)有放棄過(guò)，在老師們的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此對(duì)給予我很大幫助的老師們和同學(xué)們表示衷心的感謝！ 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我不僅對(duì)以前學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)和理解，還提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，使我更加了解了設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，也增強(qiáng)了我的自學(xué)能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)不是一天能夠完成的，需要一定的周期才能夠完成，在設(shè)計(jì)期間，我看到了每個(gè)人鍥而不舍，堅(jiān)持不懈的精神。同時(shí)，設(shè)計(jì)也不是一個(gè)人能完成的，需要老師和同學(xué)的幫助，這就需要團(tuán)隊(duì)精神。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)精神的重要。 此次設(shè)計(jì)是在原有機(jī)械結(jié)構(gòu)上的一次創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由于我的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺，給本次的設(shè)計(jì)帶來(lái)了不少困難。盡管我的工作量很大，但是我盡力去學(xué)習(xí)，去查找資料，最終完成了所要求的設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)，我感受到此次設(shè)計(jì)課題的實(shí)際生產(chǎn)意義。本次設(shè)計(jì)的是同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)，對(duì)于現(xiàn)代我國(guó)的汽車行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)作為測(cè)量汽車同步帶長(zhǎng)的高精度儀器，已經(jīng)在世界多國(guó)得到迅速發(fā)展，而我國(guó)的測(cè)長(zhǎng)機(jī)發(fā)展才處于初級(jí)階段，因此測(cè)長(zhǎng)機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。從而，改進(jìn)后的同步帶測(cè)長(zhǎng)機(jī)一定將具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 總的來(lái)說(shuō)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，不僅了解了學(xué)術(shù)上的一些知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)力獲取新知識(shí)的能力，在網(wǎng)上查找資料和與人交往、合作完成任務(wù)的寶貴經(jīng)驗(yàn)等。同時(shí)也看到了自己專業(yè)上的不足，以及思維上的局限，這些將對(duì)我以后步入社會(huì)，走向工作崗位都具有積極的幫助。 致 謝 歷時(shí)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于要結(jié)束了，歡喜之余我要感謝在設(shè)計(jì)期間給予我指導(dǎo)和幫助的老師及同學(xué)。 首先，在這里我要感謝我的導(dǎo)師——李占國(guó)教授，在李老師孜孜不倦的教導(dǎo)下，我的設(shè)計(jì)才得以順利完成。李老師知識(shí)淵博，思維敏銳，誨人不倦，在他的精心指導(dǎo)下，我的思路變的清晰，信心變的更加堅(jiān)定。不僅如此，李老師無(wú)論是在做學(xué)問(wèn)上還是在做事上都教會(huì)了我許多，他對(duì)科學(xué)精益求精、不斷進(jìn)取的精神和嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生是永遠(yuǎn)的鞭策，他的言傳身教將使我在以后的工作和生活中受益良多。 同時(shí)，我要衷心的感謝他在百忙之中孜孜不倦，不厭其煩的指導(dǎo)了我三個(gè)多月。在此期間，我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，他不僅給我講解了一般測(cè)長(zhǎng)機(jī)的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)工作中的許多技巧，給我的設(shè)計(jì)給予了極大的幫助，而且在工作和生活中，他們用自己的親身經(jīng)歷給我講解了許多做人的道理和以后工作中需要注意的問(wèn)題、處理事情的方法和方式，這對(duì)于即將踏入社會(huì)走向工作崗位的我來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一筆寶貴的財(cái)富，可以讓我少走不少的彎路，在此，特別向李老師表示深深的感謝！ 還有很多給予過(guò)我?guī)椭娜耍谶@里我不一一介紹了，總之，感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，感謝你們對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，衷心的向你們表示感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社 [2] 邵芳，姚俊紅.我國(guó)汽車傳動(dòng)帶技術(shù)分析與展望.機(jī)械制造42卷第478期.2004.6 [3] Sachio H. 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