称重传感器四角标定五柱式液压驱动加载机设计.doc
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1、 ee毕业论文(设计) 题 目 称重传感器四角标定五柱式液压驱动加载机设计 学生姓名 ee 学号 ee 所在院(系) 机械工程学院 专业班级 ee 指导教师 ee 2010 年 6 月 10 日称重传感器四角标定五柱式液压驱动加载机设计ee(ee)指导教师:ee【摘要】:一般称重传感器,在出厂前必须进行四角误差标定。中航电测仪器股份有限公司生产的系列称重传感器,在出厂前必须进行四角误差标定,目前工厂采用手动方式加载载荷,工人强度大,生产效率低下,误差标定精度不高,拟针 对L6F系列传感器的四角误差标定问题,设计一台自动加载机,实现标定的自动化作业,用来减轻工人的劳动强度和提高生产效率,以及提高
2、精度,手动加载往往被量程所限制,液压加载机可以有大量程和大的负荷,很好提高作业效率,这自动加载机对工业自动化,为称重传感器四角偏载修正提供可靠的数据依据,从而提高产品质量,提升产品可靠性,最终提升产品的核心竞争力。【关键词】:自动加载 四角标定 称重传感器The corners of the weighing sensor calibration five pillar type hydraulic loading machine designee(ee)Tutor: ee【 abstract 】 : general weighing sensor, the four error calibr
3、ation must be conducted before they go out.In avionics test equipment co., LTD., the production of series of weighing sensor, error calibration, four corners must be conducted before they go out in the mills use manually load load, large intensity of workers, production efficiency is low, the error
4、calibration accuracy is not high, proposed four series for L6F sensor error calibration problem, design a automatic loading machine, to realize the automatic calibration of the homework, is used to reduce the labor intensity of workers and improve the production efficiency, and improve the precision
5、 of manual loading is often limited by range, hydraulic loading machine can have large span and large load, is very good to improve the working efficiency, the automatic loading machine for industrial automation, the four partial load correction for weighing sensor to provide reliable data basis, to
6、 improve the quality of products, improve product reliability, eventually to promote the core competitiveness of the product.【 key words 】 : automatically load the four calibration weighing sensor目 录1. 绪论1.1称重传感器四角标定修正作用及目前现状71.2研究的目的及意义71.3结构特点及工作原理72.方案设计2.1 L6F称重传感器的尺寸82.2设计方案82.2.1动力源及连接装置选择92.2
7、.2导轨的设计132.2.3底板的设计142.2.4夹具的设计142.2.5托盘的设计152.2.6连接托盘与气缸的伞骨以及配件的设计162.2.7 调平装置的设计172.2.8空间相对距离的分配182.3 总体方案192.3.1总体布局192.3.2液压原理图213.设计材料的选用3.1装置架子材料的选用223.2托盘材料的选用223.3砝码材料的选用233.4滚轮,伞骨,以及其他连接配件材料的选择234.标准件以及液压缸的选用4.1液压缸设计及选择234.1.1加载液压缸234.1.2支座液压缸264.1.3标准件的选择28致谢30参考文献31 1.绪论1.1称重传感器四角标定修正作用及目
8、前现状称重传感器四角标定测试装置为了满足国内对于称重传感器按照称重传感器检定规程要求进行检测,主要用于称重传感器的四角误差检测。目前的检测方式主要是在模拟称重传感器使用时,在不同方向的四个角上,施加符合要求的砝码,通过测量称重传感器的输出值来确定四角偏载误差。对于砝码的加载,目前主要有手工加载和气缸驱动四个砝码组加载两种方式。手工加载是指操作人员手工将加载砝码放置到称重传感器上,检测称重传感器的相应输出。但是手工放置的位置无法固定,经常出现偏差,从而影响检测精度。手工加载的量程有限,对于量程稍大的称重传感器加载,手工方式加载劳动强度极大,效率低。气缸驱动加载设备是通过气缸驱动四组砝码加卸载到称
9、重传感器的模拟使用位置上,检测称重传感器的相应输出。加载位置比手工加载准确,量程也更大。1.2研究的目的及意义 中航电测仪器股份有限公司生产的系列称重传感器,在出厂前必须进行四角误差标定,目前工厂采用手动方式加载载荷,工人强度大,生产效率低下,误差标定精度不高,拟针对L6F系列传感器的四角误差标定问题,设计一台自动加载机,实现标定的自动化作业,用来减轻工人的劳动强度和提高生产效率,以及提高精度,手动加载往往被量程所限制,液压加载机可以有大量程和大的负荷,很好提高作业效率,这自动加载机对工业自动化,为称重传感器四角偏载修正提供可靠的数据依据,从而提高产品质量,提升产品可靠性,最终提升产品的核心竞
10、争力。1.3结构特点及工作原理 称重传感器四角误差测试仪主要有机身、控制系统、固定夹持装置、加载装置、夹持装置、上固定横梁、砝码组七个部分组成。称重传感器四角误差测试仪的主要装配结构如下:机身四脚放置在地面上,机身上部的平台上装有一个由液压缸托举的托盘以及固定传感器的固定加持装置;固定夹持装置可以根据称重传感器大小调换,固定在平台上,下面由是一个加紧装置,固定在横梁机身平台上;加载装置处于托盘的正上方;砝码组与加载装置相关联并可加卸载荷。控制系统独立放置,分别与夹持装置、托举装置相连。控制系统包括一个采集传感器反馈信号的信号采集单元,一个控制液压缸输出单元和一个显示采集传感器输出显示单元。信号
11、采集单元采集自传感器的输出数据能按照国家标准规定的方法和格式对数据进行处理、显示、存贮和打印。具有方便、直观、准确、快速、标准和便于存贮的数据处理效果。2.电机选择2.1电动机选择2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为:;工作机所需功率为:;传动装置的总效率为:;传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得:所需电动机功率为:略大于 即可。选用同步转速1460r/min ;4级 ;型号 Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比(1)总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的
12、传动比2.1.4 电机端盖组装CAD截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1电动机轴 2.2.2高速轴2.2.3中间轴2.2.4低速轴2.2.5滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB 10095-88)。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280 HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240 HBS,二者材料硬度差为40 HBS。4选小齿轮齿数,大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式(10-
13、21)进行试算,即3.2.1确定公式内的各计算数值(1)试选载荷系数1。(2)由机械设计第八版图10-30选取区域系数。(3)由机械设计第八版图10-26查得,则。(4)计算小齿轮传递的转矩。(5)由机械设计第八版表10-7 选取齿宽系数(6)由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数(7)由机械设计第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。13计算应力循环次数。(9)由机械设计第八版图(10-19)取接触疲劳寿命系数; 。(10)计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%,安全系数S=1,由机械设计第八版式(10-12)得(11)许用接触应力
14、3.2.2计算(1)试算小齿轮分度圆直径=49.56mm(2)计算圆周速度(3)计算齿宽及模数 =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01(4)计算纵向重合度0.tan=20.73(5)计算载荷系数K。已知使用系数根据v= 7.6 m/s,7级精度,由机械设计第八版图10-8查得动载系数由机械设计第八版表10-4查得的值与齿轮的相同,故由机械设计第八版图 10-13查得由机械设计第八版表10-3查得.故载荷系数11.111.41.42=2.2(6)按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径,由式(10-10a)得(7)计算模数 3.3按齿根弯曲强度设计由式(10-17)
15、3.3.1确定计算参数(1)计算载荷系数。 =2.09(2)根据纵向重合度 ,从机械设计第八版图10-28查得螺旋角影响系数(3)计算当量齿数。(4)查齿形系数。由表10-5查得(5)查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得(6)由机械设计第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;大齿轮的弯曲强度极限 ;(7)由机械设计第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 ,;(8)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S1.4,由机械设计第八版式(10-12)得(9)计算大、小齿轮的 并加以比较。=由此可知大齿轮的数值大。3.3.2设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数
16、大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数,取2,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由取 ,则 取 3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距a=将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多,故参数、等不必修正。3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径3.4.4计算齿轮宽度圆整后取.低速级取m=3;由 取圆整后取表 1高速级齿轮:名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分度圆直径d=227=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径表 2低速级齿轮:名称代号计
17、 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分度圆直径d=327=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径4.轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩 若取每级齿轮的传动的效率,则4.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力 ,径向力 及轴向力 的4.1.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据机械设计第八版表15-3,取 ,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩, 查表考虑到转矩变化很小,故取 ,则:
18、按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.1.4轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案 图4-1(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚
19、动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为dDT=65mm140mm36mm,故 ;而。3)取安装齿轮处的轴段4-5段的直径 ;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取 。齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高度 ,故取h=6mm ,则轴环处的直径 。轴环宽度 ,取。4)轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求,取
20、端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm,故取 低速轴的相关参数:表4-1功率转速转矩1-2段轴长84mm1-2段直径50mm2-3段轴长40.57mm2-3段直径62mm3-4段轴长49.5mm3-4段直径65mm4-5段轴长85mm4-5段直径70mm5-6段轴长60.5mm5-6段直径82mm6-7段轴长54.5mm6-7段直径65mm(3)轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=20mm12mm,键槽用键槽铣刀加工,长为L=63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ;同样,半联轴器与轴的连接,选
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