《干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)（50頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................................... 1 1.1 干粉壓片機(jī)的概述 ...............................................................................................

2、..................... 1 1.2 干粉壓片機(jī)的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................... 2 1.2.1 壓片機(jī)動(dòng)力學(xué)分析及力的優(yōu)化 .................................................................................. 2 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展和研究現(xiàn)狀 ...........

3、........................................................................... 4 第 2 章 干粉壓片機(jī)的工作原理分析 ................................................................................... 5 2.1 方案構(gòu)思及工作原理分析 .............................................................................................

4、......... 5 2.1.1 干粉壓片機(jī)工藝動(dòng)作分解 ........................................................................................... 5 2.1.2 干粉壓片機(jī)工藝動(dòng)作單步分析 .................................................................................. 6 2.1.3 工作循環(huán)圖的分析與確定 ...................................

5、........................................................ 7 第 3 章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ................................................................................................. 8 3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 .......................................................................................................

6、....... 8 3.1.1 料篩機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 ..................................................................................................... 8 3.1.2 上加壓機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 ................................................................................................. 9 3.1.3 下加壓機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 ..................

7、............................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案比較及分析 ................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸綜合 ............................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 ............

8、........................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.2 下凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 ....................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.3 料篩凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 .................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 第 4 章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)

9、思及分析 ................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) ....................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2.2 分配傳動(dòng)比 ....

10、................................................................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2.3 計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.3.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ...

11、............................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.3.2 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.3.3 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......

12、...................................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.4.1 輸出軸的設(shè)計(jì) 4.4.2 高速軸的設(shè)計(jì)  ................................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 ....................................................................

13、............ 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.4.3 中間軸的設(shè)計(jì) 4.5 軸承的選擇與計(jì)算  ................................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 .................................................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.5.1 輸入軸軸承的校核 4.5.2 中間軸軸承的校核 4.

14、5.3 輸出軸軸承的校核  ....................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 ....................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 ....................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.6 鍵連接的選擇和校核計(jì)算 10

15、4.7 潤滑方式、潤滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 11 設(shè)計(jì)總結(jié) 12 參考文獻(xiàn) 13 外文原文及翻譯 14 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，壓片機(jī)涉及的行業(yè)越來越廣泛，高科技、高效率，低成本已成為現(xiàn)代 壓片機(jī)的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。與國外的壓片機(jī)相比，我國生產(chǎn)的壓片機(jī)規(guī)模小、產(chǎn)量低、技術(shù)含 量較低。干粉壓片機(jī)是將干粉壓制成直徑為 30mm，厚度為 5mm 的圓形片坯狀的裝置。本文以壓片 機(jī)為研究對(duì)象，以造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡單為基礎(chǔ)，通過方案對(duì)比及力的分析 ,從而設(shè)計(jì)出合適的壓片機(jī)。 本文闡述了加壓

16、機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。 關(guān)鍵詞 ：壓片機(jī)；連桿加壓機(jī)構(gòu)；凸輪 The Design of the Dry Powder tablet Pressing Machine ABSTRACT : With the development of modem science and technology ， tablet pressing machine is used in more and more industries. High technology, high efficiency an

17、d low cost have become the most important trend of current tablet pressing machine. Compared with the tablet pressing machine of abroad, the tablet pressing machine made in china is smaller scale, lower yield, lower technology. Dry powder tablet pressing machine is a machine that presses

18、powder to a flat blank (30mm in diameter, 5mm in thickness) .Based on low cost and simple structure, to the study of the tablet pressing machine in the dissertation, contrast through the program and power analysis to design a suitable tablet pressing machine. In this paper, it is showed

19、that the design process of the pressure mechanism, the feeding mechanism and the transmission. Key Words: Tablet pressing machine; Pressure mechanism of the coupler; Cam 第 1 章 緒論 1.1 干粉壓片機(jī)的概述 干粉壓片機(jī)是指利用傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)粉末物質(zhì)采取上下進(jìn)行加壓而成片狀。根據(jù)干粉壓片機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)

20、行機(jī)構(gòu)不同，干粉壓片機(jī)可以分為單片式壓片機(jī)，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)，亞高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、全自動(dòng)高速壓片機(jī)以及旋轉(zhuǎn)式包芯壓片機(jī)。 干粉壓片機(jī)的使用行業(yè)很廣泛。 如制藥廠、電子元件廠、陶瓷廠、化工原料廠等等，而且壓片機(jī)還能用來做沖壓設(shè)備。 壓片機(jī)在歐美壓片機(jī)出現(xiàn)的較早。而在國內(nèi)到 1949年，上海市的天祥華記鐵工廠仿造成英國式 33沖壓片機(jī)； 1951年，根據(jù)美國 16沖壓片機(jī)改制成國產(chǎn) 18沖壓片機(jī)，這是國內(nèi)制造的最早制藥機(jī)械； 1957年，設(shè)計(jì)制造了 ZP25-4型壓片機(jī)； 1960年，自行設(shè)計(jì)制造 成功 60-30 型壓片機(jī)，具有自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、壓片的功能。同年還設(shè)計(jì)制造了 ZP33型、

21、ZP19型壓片機(jī)。 “七五”期間，航空航天部 206所 HZP26高速壓片機(jī)研制成功。 1980年，上海第一制藥機(jī)械廠設(shè)計(jì)制造了 ZP-21W型壓片機(jī)，達(dá)到國際上世紀(jì) 80年代初的先進(jìn)水平，屬國內(nèi)首創(chuàng)產(chǎn)品。 1987年，引進(jìn)聯(lián)邦德國 Fette 公司微機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)制造了 P3100-37 型旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)，具有自動(dòng)控制片劑重量、壓力、自動(dòng)數(shù)片、自動(dòng)剔除廢片等功能，封 閉結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、凈化程度達(dá)到 GMP要求。 1997，年上海天祥健臺(tái)制藥機(jī)械有限公司研發(fā)了ZP100系列旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、 GZPK100系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)。進(jìn)入 21世紀(jì)，隨著 GMP認(rèn)證的深入，完全符合 GMP的 ZP 系列

22、旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)相繼出現(xiàn)：上海的 ZP35A、山東聊城的ZP35D等。高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)在產(chǎn)量、壓力信號(hào)采集、剔廢等技術(shù)上有了長足的發(fā)展， 最高產(chǎn)量一般都大于 300000片 / 小時(shí)，最大預(yù)壓力 20kN，最大主壓力 80kN或10080kN。譬如，北京國藥龍立科技有限公司的 GZPLS-620系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、上海天祥健臺(tái)制 藥機(jī)械有限公司的 GZPK3000系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、北京航空制造工程研究所的 PG50 系列高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)等。隨著制造加工工藝水平、自動(dòng)化控制技術(shù)的提高以及壓片機(jī) 使用廠家各種不同的特殊需求， 各種特殊用途的壓片機(jī)也相繼出現(xiàn)。 譬如，實(shí)驗(yàn)室用 Z

23、P5 旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、 用于干粉壓片的干粉旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)、 用于火藥片劑的防爆型 ZPYG51系列旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)等。 國內(nèi)壓片機(jī)的現(xiàn)狀：（ 1）壓片機(jī)規(guī)格眾多、數(shù)量大； （2）操作簡單；（3）技術(shù)含量較低，技術(shù)創(chuàng)新后力不足。國外壓片機(jī)的現(xiàn)狀：高速高產(chǎn)、密閉性、模塊化、 自動(dòng)化、規(guī)?；跋冗M(jìn)的檢測(cè)技術(shù)是國外壓片機(jī)技術(shù)最主要的發(fā)展方向。 1.2 干粉壓片機(jī)的研究現(xiàn)狀 1.2.1 壓片機(jī)動(dòng)力學(xué)分析及力的優(yōu)化 文獻(xiàn) [6] 闡述了主加壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可采用圖解法分析和解析法分析．在此，我們采用解析法，應(yīng)用 c語言

24、程序進(jìn)行分析。桿組法運(yùn)動(dòng)學(xué)分析原理，由機(jī)構(gòu)的組成原理可知，任何平面機(jī)構(gòu)都可分解為原動(dòng)件、基本桿組和機(jī)架三個(gè)部分，每一個(gè)原動(dòng)件為一個(gè)單桿構(gòu)件．分別對(duì)單桿構(gòu)件和常見的基本桿組進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析， 并編制成相應(yīng)的子程序，在對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，根據(jù)機(jī)構(gòu)組成情況的不同，依次調(diào)用這些子程序，從而完成對(duì)整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。 文獻(xiàn) [10] 闡述了各種方案的擬定。根據(jù)各功能元的解， 動(dòng)力源可以采用電動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)、蒸汽透平機(jī)、液壓機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)等；上下加壓則可采用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、液壓缸等；送料可采用連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等．這樣可組合的方案達(dá)上百種。 文獻(xiàn) [7] 闡述了諧響應(yīng)分

25、析。分析動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)際上是解一個(gè)完整的動(dòng)力學(xué)方程，它是一個(gè)二階常系數(shù)線性微分方程 : [M]{x(t)}+[c]{x(t)}+[K]{x(t)}={P(t)} 式中： [M] 、 [c] 、[K]-- 質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣。 x(t) 、 x(t) 、 x ( t)-- 結(jié)點(diǎn)的加速度、速度和位移向量，它們均為時(shí)間的函數(shù)。 fP(t) 卜一激振力向量，也是時(shí)問的函數(shù)。諧響應(yīng)分析是用于確定線性結(jié)構(gòu)在承受隨時(shí)問按正弦規(guī)律變化載荷時(shí)穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 的一種技術(shù)。分析的目的是計(jì)算出結(jié)構(gòu)在諧波激振力下的響應(yīng)， 即位移響應(yīng)與應(yīng)力響應(yīng)，并得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與系統(tǒng)激振力頻率的曲線，稱為幅頻曲線。

26、壓片機(jī)工作時(shí)，沖頭 和壓輪周期性接觸，這樣就會(huì)造成有周期性的激振力作用在整個(gè)結(jié)構(gòu)上。當(dāng)激振力的頻率與壓片機(jī)的固有頻率接近時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振。共振現(xiàn)象的發(fā)生不但不能保證沖壓的加工精度，還會(huì)對(duì)沖頭和壓輪以致整個(gè)機(jī)床造成嚴(yán)重破壞，這是一定要避免的。通過以上分析，可以得到以下結(jié)論 : (1) 經(jīng)過力的優(yōu)化以后，避免了在第一、二階固有頻率處的 共振現(xiàn)象的發(fā)生， 雖然優(yōu)化后，第三階固有頻率處的位移比其他頻率處較大 (1 ．8xlO4) ，但小于優(yōu)化前該頻率處的位移 (2 ．1xlO4) ，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于機(jī)器共振時(shí)的 (1 。 6x10一 ) ，振動(dòng)量降低了接近 1O倍。 (2) 經(jīng)過力的優(yōu)化以后，由

27、于對(duì)整體結(jié)構(gòu)不存在激振力，所以一、二、四、五階振型不會(huì)對(duì)動(dòng)態(tài)性能產(chǎn)生影響。 (3) 由于該壓片機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)數(shù)在每分 鐘4O一 6O轉(zhuǎn)之間，即工作頻率為 48 73Hz之間，而優(yōu)化后在 96HZ處振動(dòng)量較大，遠(yuǎn)離工作頻率范圍，所以，機(jī)器處于安全良好的工作區(qū)域范圍，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。通過對(duì)壓片機(jī)的模態(tài)分析，動(dòng)力學(xué)諧響應(yīng)分析，得出了壓片機(jī)在不同工作頻率范圍下的響應(yīng)，在此基礎(chǔ)上對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力的優(yōu)化，有效的抑制了共振現(xiàn)象的發(fā)生，解決了機(jī)器工 作時(shí)振動(dòng)和噪音的問題，分析結(jié)果對(duì)壓片機(jī)的設(shè)計(jì)具有很實(shí)用的理論參考價(jià)值。 文獻(xiàn) [13] 闡述了沖壓機(jī)構(gòu)桿件的優(yōu)

28、化設(shè)計(jì)。沖壓機(jī)構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，以干粉壓片 機(jī)為例，其中的沖壓機(jī)構(gòu)對(duì)壓痕機(jī)的性能影響很大。它要求機(jī)構(gòu)中的滑塊在工藝行程中 速度盡可能均勻且施加于曲柄的平衡力矩盡可能小，為此有必要對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化分 析。 運(yùn)動(dòng)及受力分析。沖壓機(jī)構(gòu)，由一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及一搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組成的多桿機(jī)構(gòu)。采用解析法，建立起 3種目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用罰函數(shù)法進(jìn)行程序編制及計(jì)算，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，按機(jī)構(gòu)的組成原理將機(jī)構(gòu)分解成若干基本桿組，對(duì)每一個(gè)基本桿組編制相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析的子程序， 對(duì)具體某一機(jī)構(gòu)只須建立一個(gè)簡單的主程序和調(diào)用相應(yīng)的子程序即可。 優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用有約束優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的間接求解方

29、法中的罰函數(shù)法， 編制程序 suMT，編制目標(biāo)函數(shù)子程序 FuNC和約束函數(shù)子程序 FNT，編制各基本桿組的運(yùn)動(dòng)和受力分析子 程序。 文獻(xiàn) [12] 闡述了連桿送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)優(yōu)化。 連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)的推板式送料裝置能夠?qū)? 現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)送料， 該機(jī)構(gòu)與斜楔推動(dòng)的推板式送料機(jī)構(gòu)和杠桿推動(dòng)的推板送料裝 置相比，可實(shí)現(xiàn)較大的行程 “。設(shè)計(jì)連桿迭料機(jī)構(gòu)所需考慮的因素較多， 直觀性較差．容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)失誤．因此設(shè)計(jì)了用于優(yōu)化機(jī)構(gòu)各桿長、送料行程、送料加速度等的多目標(biāo) 函數(shù)，綜合連桿機(jī)構(gòu)成立的條件、機(jī)構(gòu)大小限制、運(yùn)動(dòng)參數(shù)要求等建立約束條件，采用直觀的可視化方法對(duì)優(yōu)化結(jié)果和連桿送料

30、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。 目標(biāo)函數(shù)的建立。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，連桿機(jī)構(gòu)的迭料行程 ZI ，在蠛跫 M，≥330mm的前提下，盡量取較小值，以避免總體結(jié)構(gòu)過大；送料的左半行程￡ L：與右半行程 L厶相圍 l 連桿送料機(jī)構(gòu)原理圖當(dāng)，以滿足機(jī)構(gòu)的對(duì)稱性要求，因此設(shè)計(jì)第一目標(biāo)函數(shù)為： Fl(x)= ∣165-LL1∣ +∣ 165+LL1∣ 沖床的工作頻率為每分鐘 30次，為減少送料機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，使最大送料速度降低，設(shè)計(jì)送料最大加速度，即開始的加速度 A。與結(jié)束時(shí)的加速度 4：滿足第二目標(biāo)函數(shù)： F2（x）=∣A1+A2∣ 該送料機(jī)構(gòu)的搖桿長度 L，將影

31、響傳動(dòng)的效率，希望它的長度大些，同時(shí)不應(yīng)使該機(jī)構(gòu) 因此而變得龐大，就此設(shè)計(jì)第三且標(biāo)函數(shù)為： F3（x）=90-L3 為控制機(jī)構(gòu)的總體尺寸，需要對(duì)送料機(jī)構(gòu)的連桿長度厶、支架高度 ^進(jìn)行限制，按實(shí)際 情況確定第四目標(biāo)函數(shù)為： F4（x）=L2-580 第五目標(biāo)函數(shù)為： F5 （x）=L4-390 依據(jù)各目標(biāo)的重要性、數(shù)量級(jí)以及對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響，確定各目標(biāo)的加權(quán)因子分別為 1、 l 、 1、 0.1 、0.1 。采用統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)的加權(quán)組合法建立目標(biāo)函數(shù)： F(x)=F1(x)+F2 （x）+F3（ x） +0.1

32、F4（x）+0.1F5（x） 該優(yōu)化模型對(duì)機(jī)構(gòu)位置的優(yōu)化效果良好．可控制最大速度與加速度，以及在機(jī)構(gòu)總體尺寸限制的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)各桿長度的優(yōu)化。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化的結(jié)果能夠滿足工程使用的要求，利用該模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化是可行的。該連桿機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)時(shí)存在柔性沖擊，其加速度特性難以得到根本改善，因此該機(jī)構(gòu)只適合于低中速連續(xù)生產(chǎn)的場(chǎng)合。 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展和研究現(xiàn)狀 文獻(xiàn) [8] 闡述了國內(nèi)外壓片機(jī)的創(chuàng)新與研究。 1. 向高速高產(chǎn)量發(fā)展是壓片機(jī)首要發(fā) 展方向； 2. 全封閉的一體化的片劑成型系統(tǒng)是壓片機(jī)的一個(gè)主要發(fā)展方向，目前國外的 壓片機(jī)十分注重輸入、輸出

33、環(huán)節(jié)的密閉性，盡可能的減少交叉污染及粉塵飛揚(yáng)，而國內(nèi) 大多數(shù)的壓片機(jī)這個(gè)過程是敞開的， 斷裂的工序致使壓片機(jī)的粉塵和泄露是藥廠的一個(gè) 通??；3. 集成化、模塊化使 Courtoy 公司、Fette 公司的壓片機(jī)獲得巨大進(jìn)步； 4. Courtoy 壓片機(jī)片重控制的新方法； 5. 21CFRPartll( 電子記錄和電子簽名 ) 在壓片機(jī)上的應(yīng)用； 6. 新穎的壓片機(jī)及壓片機(jī)技術(shù)層出不窮 , (1) 增加預(yù)壓力 , (2) 為了最大程度的提高設(shè)備 利用率，降低設(shè)備使用成本，使設(shè)備的清洗更規(guī)范， WIP(washing—in —place) 在位清洗的理念在更

34、多的壓片機(jī)上得到了貫徹。 第 2章 干粉壓片機(jī)的工作原理分析 2.1 方案構(gòu)思及工作原理分析 干粉壓片機(jī)的原始數(shù)據(jù)如下： 表 2-1 原始數(shù)據(jù) h(mm n1 (rpm) H(mm) F(N) y1 (mm) y2(mm) mm) 30 5 25 90-100 150000 29 4 （1）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)小于 10%。 （2）行程速比系數(shù)為： K=1.2 （3）要求一定得保壓時(shí)間，保壓時(shí)間約占整

35、個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10。 2.1.1 干粉壓片機(jī)工藝動(dòng)作分解 干粉壓片機(jī)的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料壓成 Φh（ 30mm5mm）的圓形片胚，其工藝動(dòng)作的分解如（圖一） (1) (2) (3) (4) (5) (6) 圖 2-1 原理動(dòng)作圖 （1）料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)，將干粉料篩入直徑為 、深度為 y1 的筒形型腔， 然后向左退出 45mm。 （2）下沖頭下沉 y2，以防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出。 （3）上沖頭進(jìn)入型腔 y

36、2。 （4）上、下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng)（ y1-h ）/2 ，將產(chǎn)生壓力 F，要求保壓一定時(shí)間，保 壓時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10 。 （5）上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運(yùn)動(dòng)，頂出壓好的片坯。 為避免干涉，待上沖頭離開平臺(tái) H 且下沖頭上平面與平臺(tái)平齊時(shí)，料篩才向右運(yùn)動(dòng) 推走片坯，接著下沖頭下沉、料篩往復(fù)振動(dòng)，繼續(xù)下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 2.1.2 干粉壓片機(jī)工藝動(dòng)作單步分析 1. 上沖頭 從圖一可以看出，上沖頭的基本運(yùn)動(dòng)為：下降－停歇－上升。考慮方面：一，保壓 的時(shí)有停歇，因而不宜用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

37、， 以為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中只產(chǎn)生瞬間的停歇。 二，上沖頭運(yùn)動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大的壓力， 而凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的壓力比較小， 因而不宜選擇凸輪機(jī)構(gòu)。 由上面兩點(diǎn)分析， 可以考慮用平面四桿機(jī)構(gòu)作為上沖頭的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 考慮到工作時(shí)壓力角不宜過大，此時(shí)可以通過改變兩個(gè)連桿的支點(diǎn)之間的距離以及某些桿的長度來調(diào)整， 并在調(diào)整的同時(shí)要考慮到上沖頭在保壓時(shí)段的時(shí)間至少要占整周時(shí)間的 1/10（即使沖頭在離極限位置 0.4mm 范圍內(nèi)的主動(dòng)桿要轉(zhuǎn)過至少 36 度）。2．下沖頭 從圖一可以看出下沖頭的基本運(yùn)動(dòng)為：上升－停歇－上升－停歇－下降－停歇－下 降－停歇

38、，首次上升的距離為（ y1－h(huán)） /2,第二次上升的距離為 (y1 －h(huán))/2+y2+h，最后一次下降的距離為 y2，考慮到此運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，以及每次上升下降的距離已經(jīng)確定，此時(shí) 宜選用凸輪機(jī)構(gòu)比較容易實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)。 在設(shè)計(jì)凸輪輪廓線時(shí)， 可假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，，而使推桿相對(duì)于凸輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運(yùn)動(dòng)，作出推桿在這種復(fù)合 運(yùn)動(dòng)中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是要求的凸輪廓線。這就是凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理。在凸輪機(jī)構(gòu)中，壓力角是影響凸輪結(jié)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。壓力角越大則凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力越大，對(duì)心的凸輪升程時(shí)壓力角較大，而正偏置能使凸輪升程的壓力角減小，所以

39、要采用正偏置。在回程時(shí)，由于這時(shí)使推桿運(yùn)動(dòng)的不是凸輪對(duì)推桿的作用力，故允許采用較大的壓力角。 3．料篩 料篩的基本運(yùn)動(dòng)為：向右－震動(dòng)－向左－停歇，設(shè)計(jì)此運(yùn)動(dòng)時(shí)最主要考慮的因素是 震動(dòng)如何實(shí)現(xiàn)，根據(jù)以前所學(xué)的知識(shí)，震動(dòng)可以分為兩類方式實(shí)現(xiàn)： 1，通過料篩自身的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如在用一段凸輪的彎曲起伏的外形來實(shí)現(xiàn)。 2，可以通過外部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如可以在料篩運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)槽處加入振蕩機(jī)構(gòu)對(duì)料篩進(jìn)行振動(dòng)。上述兩種方法中第 2 種方法實(shí)現(xiàn)比方法 1 難度大，并且實(shí)現(xiàn)起來可靠性沒有方法 1 好，并且某些外部機(jī)構(gòu)振蕩的同 時(shí)還需耗能，所以采用方法 1 較為合理。 料篩處凸

40、輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)最主要考慮振動(dòng)階段凸輪外形的設(shè)計(jì)，為了使凸輪外形曲線 容易表達(dá)和震動(dòng)各段能夠頻率一樣， 我選擇用正弦曲線 Asin(wt) 來實(shí)現(xiàn)，通過改變正弦曲線表達(dá)式中的峰值 A 可以控制振子運(yùn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)的強(qiáng)度，改變其中的 w 的值可以控制每次振動(dòng)的時(shí)間。 2.1.3 工作循環(huán)圖的分析與確定 根據(jù)以上分析以及這一段時(shí)間的設(shè)計(jì)， 列出三個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖：（具體見附圖 2） （一）三個(gè)機(jī)構(gòu)的直角坐標(biāo)式工作循環(huán)圖：

41、 圖 2-2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的坐標(biāo)表示法 （二）三個(gè)機(jī)構(gòu)的的直線式工作循環(huán)圖： 圖 2-3 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的直線表示法 （三）三個(gè)機(jī)構(gòu)的圓周式工作循環(huán)圖： 圖 2-4 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的圓周表示法 第 3 章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

42、方案構(gòu)思 3.1.1 料篩機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 圖（ a） 圖 (b) 圖 (c ) 圖 3-1 料篩機(jī)構(gòu) 3.1.2 上加壓機(jī)構(gòu)的方案構(gòu)思 圖（ a） 圖（ b）

43、 圖（ c） 此處省略 NNNNN NNNNNNN NNNN NNN NN 字 故當(dāng)量載荷： P f（ XFr YFa1） 8640.8N A p P f（ XFr YFa 2） 3969.9N B p 則， PA PB 106 （ f t c 103

44、 3.14 7 4 L h P ） 10 4.8 10 60n1 則軸符合要求。 4.6 鍵連接的選擇和校核計(jì)算 各鍵的尺寸如下表所示： 表 4-5 鍵的尺寸和校核 軸 代 直 徑 工作長度 工作高度 轉(zhuǎn) 矩 極限應(yīng)力 號(hào) （mm） （mm） （ Nmm） （MPa） （mm） 高速 10x8x70（齒） 38 70 4 54710 12.85 軸 10x8x50（聯(lián)） 32 50

45、 4 136570 53.35 中間 12x8x80（圓） 44 80 4 413050 67 軸 18x11x56（錐） 60 56 5.5 413050 50.07 輸出 20x12x80（齒） 75 80 6 1804760 103.32 軸 18x11x70（聯(lián)） 60 70 5.5 1804760 107.27 由于屬于輕微沖擊，查 [1] P106 表 6-2 選 p 110MPa 上表所列各個(gè)鍵根據(jù) 2T 103 p，所以所選鍵均合適，符

46、 p 得出均 kld 要求。 4.7 潤滑方式、潤滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 減速箱采用油潤滑， 軸承也采用油潤滑， 箱座內(nèi)選用 SHO357-1992 的 50 號(hào)潤滑油。機(jī)器外箱的軸承采用脂潤滑，利用旋蓋式油脂杯的脂潤滑裝置。油潤滑采用氈圈油封做 密封裝置。 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過近一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把所學(xué)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通，而且使我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉和提高。同時(shí)在查找資料的過程中也了解了很多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來機(jī)械的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方

47、面和動(dòng)手能力方面有了很大的提高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一個(gè)學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)， 它既是對(duì)在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為以后步入社會(huì)實(shí)際操作和工作奠定了良好的開端。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的檢驗(yàn)和總結(jié)，它培養(yǎng)和提高了我獨(dú)立分析和解決問題的能力。 通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是干粉壓片機(jī)這一單方面的了解， 而且讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的流程，學(xué)會(huì)了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。這 次設(shè)計(jì)讓我感覺到了以前所學(xué)專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，從而給這次設(shè)計(jì)帶來了很多麻煩。干粉壓片機(jī)涉及的行業(yè)很多，如藥廠，陶瓷廠等等，這次設(shè)計(jì)是機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面知識(shí)的綜合，干粉

48、壓片機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的課題，它培養(yǎng)了我的綜合能力和自學(xué)能力，培養(yǎng)了我綜合的、靈活的運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，從而適應(yīng)未來社會(huì)的需要和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。 在我的不斷努力下，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近尾聲了。通過這次設(shè)計(jì)使我明白了自己所學(xué)的知識(shí)過于理論化了，對(duì)于單獨(dú)的課題有種茫然的感覺。自己還要學(xué)的東西太多了，以 前總感覺什么都懂， 什么都會(huì)了。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我明白學(xué)習(xí)是個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的理論知識(shí)和綜合素質(zhì)。知識(shí) 必須通過應(yīng)用才能體現(xiàn)其價(jià)值。 在此要感謝指導(dǎo)老師趙老師悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱

49、大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手能力，使我充分體會(huì)到了創(chuàng)作的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不太完美，但是在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)最大的收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn) [1] 紀(jì)名剛，濮良貴 . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） [M] . 高等教育出版社 . [2]

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54、Babalik 土耳其烏盧達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系， 16059 布爾薩 . 美國德州理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系，拉伯克 . 關(guān)鍵詞：齒輪 非對(duì)稱齒輪 動(dòng)態(tài)負(fù)載 傳輸誤差 設(shè)計(jì) 摘要： 面對(duì)高載荷量，強(qiáng)耐用度，低成本，長壽命，還有高轉(zhuǎn)速這些方面的性能要求，新的齒輪設(shè)計(jì) 是需要的。在一些應(yīng)用方面，例如在風(fēng)力渦輪機(jī)方面，齒輪只在單向加載方面有使用的經(jīng)驗(yàn)。在這些情況下，驅(qū)動(dòng)器的幾何形狀不一定是對(duì)稱的齒輪邊。這就要求需要設(shè)計(jì)非對(duì)稱齒輪機(jī)構(gòu)。在以往的研究中，涉及到在彎曲應(yīng)力和承載能力方面要有高的要求時(shí)，就需要借助非對(duì)稱齒輪來實(shí)現(xiàn)。由于這些齒輪的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，給設(shè)計(jì)人員提供了靈活性。如

55、果他們做出了正確的設(shè)計(jì)，他們可以對(duì)航空航天工業(yè)，汽車工業(yè)和風(fēng)力渦輪機(jī)行業(yè)設(shè)計(jì)的改善做出重要貢獻(xiàn)。在高速運(yùn)行時(shí)，總是存在關(guān)于動(dòng)態(tài)負(fù)載和設(shè)備振動(dòng)方面的問題。因此，有必要去充分認(rèn)識(shí)非對(duì)稱齒輪的動(dòng)態(tài)性能。因此，本文的主要目的是利用動(dòng)態(tài)分析，對(duì)傳統(tǒng)的非對(duì)稱直齒齒輪和對(duì)稱直齒齒輪進(jìn)行比較。次要目標(biāo)是優(yōu)化非 對(duì)稱齒輪的設(shè)計(jì)， 以減少動(dòng)態(tài)負(fù)載。 這項(xiàng)初步的研究結(jié)果讓設(shè)計(jì)者了解非對(duì)稱直齒齒輪的動(dòng)態(tài)性能。為了這項(xiàng)研究， 利用 MA TLAB 開發(fā)了一個(gè)動(dòng)態(tài)模型， 用來對(duì)對(duì)稱的和非對(duì)稱的齒輪瞬時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)載進(jìn)行預(yù)測(cè)。 此外， 還對(duì)一個(gè) 2 - D 三齒模型進(jìn)行了有限元分析。 利用快速傅立葉變換對(duì)其進(jìn)行了靜態(tài)傳

56、 輸錯(cuò)誤頻率分析。結(jié)果表明，一般而言，動(dòng)態(tài)功能隨著非對(duì)稱齒齒輪的傳動(dòng)側(cè)的壓力角的不斷增大 而增加。對(duì)于非對(duì)稱的齒輪，增加齒頂高會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)功能的明顯減少。在單齒嚙合區(qū)中心處的靜態(tài) 傳動(dòng)誤差，隨著壓力角的增加而減小。前兩個(gè)簡諧波隨壓力角的增大略有增加。研究的進(jìn)一步表明， 當(dāng)擁有大齒頂高的非對(duì)稱齒輪提供大齒輪接近 2.0 的嚙合系數(shù)時(shí)，靜態(tài)傳動(dòng)誤差的諧波的振幅將明 顯的下降。 ＆ 2008 愛思唯爾版權(quán)所有 1、引言 1． 1 背景 由于在高負(fù)載能力，高耐用性，低成本，長壽命，并且在如汽車，航天，風(fēng)力渦輪機(jī)等高速的重要行業(yè)方面要求的增加，

57、新齒輪的設(shè)計(jì)是必要的。大多數(shù)傳統(tǒng)齒輪都是對(duì) 稱的。這些齒輪在某些應(yīng)用中僅在一個(gè)方向上可以被加載，例如，電梯設(shè)備和風(fēng)力渦輪 機(jī)。在單向加載時(shí)，齒輪的工作側(cè)的幾何形狀不一定是對(duì)稱的齒輪邊。這些驅(qū)使了需要 設(shè)計(jì)非對(duì)稱齒輪。最近，非對(duì)稱漸開線直齒齒輪已被發(fā)現(xiàn)在需要高性能的應(yīng)用程序中使 用。這些齒輪，由于其非對(duì)稱齒廓機(jī)構(gòu)，以便在各種應(yīng)用中的得到優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于其幾 何形狀，這些齒輪允許在齒輪的工作側(cè)和不工作側(cè)選擇不同的壓力角，這在獲得如高承載能力和低重量等關(guān)鍵屬性非常重要。在文獻(xiàn)里，兩個(gè)非對(duì)稱漸開線直齒齒輪的配置出現(xiàn)過，即在驅(qū)動(dòng)器上側(cè)壓力角比不工作

58、側(cè)高，或者驅(qū)動(dòng)器上的側(cè)壓力角比不工作側(cè)低。相比于不工作側(cè)，在工作側(cè)上有一個(gè)較大的壓力角有很多好處，因?yàn)樗鼈兩婕皽p少接觸應(yīng)力和多變的嚙合條件。 在學(xué)術(shù)的幾個(gè)研究里，已經(jīng)對(duì)非對(duì)稱齒輪的設(shè)計(jì)和應(yīng)力分析進(jìn)行了論述 [1-11] 。卡 佩列維奇 [3] 提出了非對(duì)稱齒輪的設(shè)計(jì)方法。 非對(duì)稱齒輪設(shè)計(jì)所需的幾個(gè)方程式被研究出 來了，而且對(duì)非對(duì)稱齒輪進(jìn)行了綜合介紹。此外，這項(xiàng)研究包括了對(duì)某伊柳辛 - 114 飛 機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的行星齒輪箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果。 還介紹了對(duì)稱和非對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的實(shí)驗(yàn)對(duì)比。從驅(qū)動(dòng)器上側(cè)大壓力角的角度來看，這表明，彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力和振動(dòng)水平顯著降低。利特溫

59、等人 [8] 提出了對(duì)直升機(jī)的變速箱的非對(duì)稱齒輪驅(qū)動(dòng)器的幾何形狀進(jìn)行修改。數(shù)值例子是用來研究修改后的不對(duì)稱齒輪的靜態(tài)傳輸誤差的效果。采用有限元分析（ FEA ），得出的結(jié)果表明，非對(duì)稱齒輪能降低接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。賈夫達(dá)爾 等 [1] 對(duì)非對(duì)稱齒輪的傳動(dòng)側(cè)和不工作側(cè)有較大壓力角也進(jìn)行了研究。 這些研究人員提出了一種理論方法來確定非對(duì)稱齒輪彎曲應(yīng)力。 用數(shù)值例子來表明彎曲應(yīng)力和嚙合條件受工作側(cè)壓力角大小的影響。楊 [10] 為非對(duì)稱漸開線齒輪和斜齒圓柱齒輪開發(fā)了以齒輪理論為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型。 該模型中使用了三維應(yīng)力分析對(duì)非對(duì)稱的圓柱齒輪和非對(duì)稱的螺旋齒輪齒輪進(jìn)行比較。結(jié)果表明，斜齒圓柱齒輪已

60、經(jīng)比對(duì)稱齒輪有更好的性能。非對(duì)稱 齒漸開線圓柱齒輪的優(yōu)點(diǎn)也表現(xiàn)在摘要 [10] 里。例如，由齒輪副為樣本進(jìn)行的數(shù)值和實(shí) 驗(yàn)結(jié)果證明非對(duì)稱齒輪能提高齒輪承載能力。 卡爾帕特等 [7] 和迪弗朗切斯科和馬里尼 [2] 自主開發(fā)了非對(duì)稱齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的不同的計(jì)算機(jī)程序。 這些程序提供了一個(gè)基本工具對(duì)齒輪在其性能發(fā)揮的作用方面進(jìn)行參數(shù)研究。 例如，該軟件在摘要 [2] 的建議可以用來自動(dòng)優(yōu)化不對(duì)稱程度，以最大限度地利用其性能。高重合度（ 2 和 3 之間）的非對(duì)稱齒輪也在以前的一個(gè) Skorsky 直升機(jī)的行星齒輪進(jìn)行了測(cè)試 [11] 。這些測(cè)試涉及非對(duì)稱齒輪，稱為比較于齒輪

61、工作側(cè)而擁有更大的壓力角的非工作側(cè)的支撐齒輪。從試驗(yàn)結(jié)果得出，隨著接觸的增加，噪音和振動(dòng)級(jí)的比例增加。 1.2 對(duì)稱漸開線圓柱齒輪的動(dòng)態(tài)分析 隨著高速、重載齒輪設(shè)計(jì)的需要，現(xiàn)代齒輪動(dòng)態(tài)分析成為主要的研究辦法。在動(dòng)態(tài)分析中最重要參數(shù)是齒輪動(dòng)態(tài)載荷和靜態(tài)傳輸誤差。靜態(tài)傳輸誤差，這些定義即實(shí)際齒輪齒和理想化齒輪齒之間得立場(chǎng)差異和動(dòng)態(tài)載荷，影響著齒輪振動(dòng)，噪聲，齒輪疲勞，和表面疲勞失效。減小動(dòng)態(tài)負(fù)載會(huì)降低齒輪噪音，提高效率，改善點(diǎn)蝕疲勞壽命，并有助于防止齒輪斷裂 [12] 。因此，在齒輪設(shè)計(jì)中最重要的目標(biāo)是減小動(dòng)態(tài)和靜態(tài)載荷傳動(dòng)誤差。 許多研究者從理論和實(shí)驗(yàn)研究動(dòng)態(tài)載荷下的旋轉(zhuǎn)齒輪。

62、 對(duì)所使用的齒輪動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué) 模型做出綜合的評(píng)價(jià) [13,14]。 Tearuchi 和英太郎 [15] 用齒輪變形，等效復(fù)合誤差，等效 質(zhì)量對(duì)齒輪的輪齒上的動(dòng)態(tài)載荷進(jìn)行計(jì)算。數(shù)值結(jié)果被證明是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。類 似的模型在摘要中提出了。 [16] 。經(jīng)過理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，從而創(chuàng)造出了重負(fù)載動(dòng) 態(tài)特性齒輪。一種新的議案，包含激勵(lì)條款，由于錯(cuò)誤和嚙合剛度周期變化的方程組的 數(shù)值方法被開發(fā)并提交。 這種方法被幾位研究人員 [17-21] 用來計(jì)算動(dòng)態(tài)接觸載荷或扭轉(zhuǎn) 響應(yīng)，根據(jù)不同的齒輪參數(shù)，即齒輪的誤差，齒頂高修正，嚙合剛度，潤

63、滑， 阻尼因子，齒輪接觸因子和摩擦系數(shù)。在齒輪設(shè)計(jì)中，動(dòng)態(tài)因素通常是用來量化動(dòng)態(tài)效果的。在這 種情況下，動(dòng)態(tài)因素被定義為動(dòng)態(tài)的最高負(fù)荷率，最大限度的齒輪靜載荷。低嚙合系數(shù) （齒輪嚙合系數(shù)是 1 至 2）的動(dòng)態(tài)齒輪受多個(gè)參數(shù)的影響， 即時(shí)變嚙合剛度， 齒形誤差，重合度，摩擦，滑動(dòng)。靜態(tài)傳動(dòng)誤差由于齒輪嚙合剛度變化規(guī)律的影響呈周期性變化。 這就是齒輪動(dòng)力學(xué)振動(dòng)激勵(lì)源。 靜態(tài)傳輸誤差的基本周期性涉及到軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和齒輪嚙合頻率。齒輪嚙合頻率和其第一諧波是噪聲生成的主要因素。許多研究人員調(diào)查了降低 靜態(tài)傳輸誤差（例如，設(shè)計(jì)荷載和齒廓修正）不同參數(shù)的影響 [22-24] 。此外，快

64、速傅立葉變換（ FFT），可用于執(zhí)行靜態(tài)傳動(dòng)誤差頻率分析。為研究齒輪的動(dòng)態(tài)響應(yīng)， ，動(dòng)態(tài)模型在摘要中提出來了 [15,17-20]能夠擴(kuò)展到非對(duì)稱齒輪帶動(dòng)。 到目前為止，關(guān)于動(dòng)態(tài)分析這些參數(shù)的影響至今只是對(duì)對(duì)稱齒齒輪進(jìn)行了幾個(gè)研究 [20-25] 。 1.3 動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 由于是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 因此給設(shè)計(jì)人員為不同的應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)非對(duì)稱漸開線直齒齒輪提供了靈活性。如果他們被正確的設(shè)計(jì)出來，就可以為在航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)力渦輪機(jī)行業(yè)的改善做出重要貢獻(xiàn)。這常常涉及到改善性能，提高承載能力，降低噪音和減小振動(dòng) [3] 。而在過去，非對(duì)稱齒輪的大部分分析是有限的靜態(tài)載荷下的實(shí)例[1,4

65、,8]。 動(dòng)態(tài)載荷和振動(dòng)是齒輪高速運(yùn)行中的主要問題。因此，動(dòng)態(tài)特性需要進(jìn)行分析，以確定在不同的應(yīng)用場(chǎng)合中非對(duì)稱齒輪的可行性。為了更有效的利用非對(duì)稱齒輪的設(shè)計(jì)，就必須進(jìn)行這些齒輪動(dòng)載下的研究分析。 這個(gè)研究為設(shè)計(jì)者提供了在動(dòng)態(tài)荷載下非對(duì)稱齒輪的反應(yīng)的初步結(jié)果。 這個(gè)研究顯示了一些設(shè)計(jì)參數(shù)， 如壓力角或動(dòng)態(tài)載荷的齒頂高。非對(duì)稱齒輪被認(rèn)為，與不工作邊相比傳動(dòng)側(cè)將有一個(gè)較大的壓力角。本文中使用了動(dòng)態(tài) 和靜態(tài)載荷傳輸誤差來研究非對(duì)稱齒輪動(dòng)載作用下的反應(yīng)。 本文的主要目的是使用動(dòng)態(tài)分析，比較與傳統(tǒng)的非對(duì)稱和對(duì)稱的直齒齒輪。次要目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)的非對(duì)稱齒輪，以盡量減少動(dòng)態(tài)負(fù)載。 2、非對(duì)稱漸

66、開線直齒齒輪的動(dòng)態(tài)模型 要確定動(dòng)態(tài)負(fù)載變化作為接觸位置（或時(shí)間）的功能，有必要推導(dǎo)了一個(gè)齒輪相互嚙合的運(yùn)動(dòng)方程?？紤]到齒輪自由體圖，如圖 1 所示，運(yùn)動(dòng)方程可歸結(jié)為： Jg grbg (F1 F11 ) g1 1F1 g11 11F11 rbg FD （1） Jp p rbp FD rbp (F1 F11) g 1 1F1g11 11F11 （2） Jp 和 Jg 分別代表小齒輪和齒輪的慣性量。 動(dòng)態(tài)接觸載荷是 FI 和 FI1 ，mI 和 mII 是在摩擦接觸點(diǎn)瞬時(shí)系數(shù)。 Yp 和 yg 代表小齒輪和齒輪的角位移。齒輪的基圓半徑是 rbp 和 rbg ，而在交叉點(diǎn)的曲率半徑是 rpI,II 和 rgI,II 。 在上面的方程組，如果齒輪接觸速度超過了齒輪速度，摩擦力的是推動(dòng)作用，否則 它是阻礙作用。靜態(tài)負(fù)荷是指： F Tp Tg ， （3） D rbp rbg 如