1、 e 柱塞泵泵体孔与面垂直度检具的结构设计 E（陕西理工学院机械工程学院机械设计制造及其自动化专业104班，陕西 汉中 723003）指导老师：e摘要:以柱塞泵为研究对象，根据检具的测量原理，解决测量柱塞泵泵体孔与平面的垂直度公差的问题。本文根据课题要求，结构要求，尺寸要求，选用合适的材料设计测量垂直度的专用检具。测量原理是通过测量孔轴线与基准平面的夹角，通过公式运算得出垂直度公差。最后检具由CAD图纸表现，检具的建模、装配由pro/e完成，再进行测量的运动仿真。关键词：柱塞泵；垂直度；检具；三维建模The structural design of the detection tool for piston pump hole and perpendiculare (e)Tutor:eAbstract: With piston pump for the study, based on the measurement principle of seizure to solve vertical measurement plane piston pump hole tolerance pr
2、oblems.Based on the requirements of the subject, structural requirements, size requirements, selecting appropriate materials designed to measure the degree of vertical dedicated seizure. The measuring principle is by measuring the hole axis and the reference plane angle, through the formula calculation results verticality tolerances. Finally, the seizure is displayed by the CAD drawing and measurement process is implemented by the Pro / e.Keywords:Piston pump; Verticality; Detection tool; Dimens
3、ional modeling.II目录1绪论12研究对象分析22.1柱塞泵的简介22.2柱塞泵种类22.3研究对象结构、尺寸、技术要求分析22.4柱塞泵结构形式42.5柱塞泵的应用52.6柱塞泵的发展趋势53研究问题分析74课题任务分析84.1垂直度84.2检具85柱塞泵泵体孔与垂直度检具的结构设计105.1检具的基本结构105.2工作原理105.3测量结构设计116垂直度检具的三维建模136.1 三维建模软件简介13 6.2 垂直度检具的三维建模147总结16致谢17参考文献18外文翻译（附原文）191绪论随着现代科学技术的发展，检具作为检查产品的专用设备在工业、汽车、国防、航天、科研以及零件部件加工车间那个使用日益普遍，现已成为机械制造业的各个领域中不可缺少的通用机械产品。当前，检具生产行业正处于一个非常有利的发展时机。检具的高质量，高精度生产将带动机械行业的快速发展。现代检具朝着高精度、操作方便、成本低廉而发展，所以对于制造者来说创新设计和不断进步是非常重要的。由于机械行业产品来说大多数都是大批量生产，所用的检具绝大部分为专用检具。本课题的垂直度检具将设计大批量生产的柱塞泵泵体孔
4、与平面的垂直度的专用检具。全论文共分为7章。分别从产品介绍、产品分析、设计目的、方案确定和方案设计成形的6个步骤来介绍垂直度检具的设计方法。第2章对于产品即柱塞泵的研究分析，确定产品类型、尺寸、结构和形位要求；第3章对研究问题作深入分析确定研究目的；第4章对于本课题的任务进行剖析；第5章确定方案，设计具体结构，尺寸；第6章进行三维仿真，了解测量过程。第 32 页 共 37 页第 1 页 共 23 页2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）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.
5、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（10-21）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%
6、，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0.318124tan=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）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
7、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 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 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: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2500000 .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）
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