精密螺钉自动分选机机械设计-中英文-正文

摘要
本文主要以精密螺钉分选机为研究对象,通过自动送料和自动分选的基础知识,设计及选择最合理的自动送料方案和分选机构,并将其用图纸语言表达出来.通过该装置能够自动分选出各种精密螺钉。

对自动分选机的分析主要从理论分析方面入手。

理论分析方面，依次从提升机构，振动送料器，直径选别机构，电镀选别机构分析。

首先分析的是提升机构，以求螺钉到达振动送料机，然后分析振动送料器，使螺钉按顺序依次到直径选别机构里。

分析直径选别机构主要分析两个滚筒之间的角度，以求选择合格的螺钉直径。

分析电镀选别机构，查看螺钉的电镀程度。

最后根据自动分选机的理解，绘出控制原理图。

通过设计精密螺钉分选机，分选机应达到可以自动的分选出合格的螺钉，而且分选速度要达到所要求的程度。

分选结果要误差小，效率高而且分选过程中不能出现大的错误。

本次设计可以解决螺钉分选的速度，效率，安全等问题，满足实用要求。

关键词:螺钉；分选；振动送料器
ABSTRACT
In this paper, precision screw sorting machine for the study.Through learning and provide information access to the
automatic feeding
and automatic sorting of the basic knowledge, design and select the most reasonable program of automatic feeding and sorting institutions, and use drawings to express language out.Automatically through the device at a variety of precision screw elected. Automatic sorting machine of the analysis of main aspects from the theoretical analysis.
Theoretical analysis, followed by agencies from the upgrade, vibration feeders, the diameter of the election of other agencies, institutions plating sorting analysis. First of all, the analysis is to enhance institutions, in order to reach the vibrating screw feeder, and then analysis of vibration feeders, so that screw to the diameter of the order by the election of other institutions. Analysis of the diameter of the main body sorting analysis of the angle between the two rollers in order to select qualified screw diameter. Analysis of sorting plating establishments to screw the level of the plating. Finally, automatic sorting machine in accordance with the understanding, control schematic drawing.
Through the design of Screw sophisticated sorting machines, sorting machines to achieve the sub-elected automatically qualified screw, and separation speed to achieve the required level. Sorting results to the error small, highly efficient sorting process and can not be a big mistake. The screw design can solve the separation speed, efficiency, security and so on, to meet the practical requirements.
Key words: screw；sorting；Vibration Feeder
1. 绪论
1.1设计工作的理论意义和应用价值
本课题来源于工业生产的实际需要。

众所周知,精密螺钉已经应用于人们生活的各个方面,大大小小的机器都离不开螺钉。

本课题鉴于国内外螺钉自动分选
的技术水平与应用的基础上,为发展我国自主技术的自动分选机构,开发设计适合实际需要的精密铆钉分选机械,提高该产品的制造技术和水平做贡献,以适应工业生产的需求。

1.2目前研究的概况和发展趋势
21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代,制造业面临信息社会中瞬息万变的市场对其产品小批量多品种要求的严峻挑战.在制造业日趋国际化的状况下,缩短产品开发周期,减少新产品的投资风险和开发成本,已成为企业获取利润和赖以生存的关键。

螺钉作为人们日常生活中的必不可少的用品,与人们的生活息息相关,其生产涉及到自动分选机构和自动化送料机构方面。

自动化送料作为一门古老而又年轻的制造技术,几乎渗透到国民经济的每一个部门。

在许多发达国家从作为支柱产业之一的汽车制造业到农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗器械、日用五金等等，直到航空航天、军事兵器各个门类，自动化送料机构都占据着相当重要的地位。

随着我国工业的发展自动化送料机构类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求手工送料机构由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，分选机的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满足了送料机的自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。

自动送料机的发展概况经历了以下几个阶段：(1)普通的送料机构: 该机构根据送料动力的不同可分为机械、液压、气动三大类,在冲压加工中以机械与气动二类应用较多。

目前冲压加工中最常用的是机械送料机构。

(2)机械手加穿梭小车式自动化输送系统：它主要由CNC上料、取料机械手和穿梭小车组成, 其相邻两个压力机的输送单元主要由一个取料机械手, 一个在压力机之间固定轨道上移动的穿梭小车和一个上料机械手。

(3)多工位的自动化送料机构：多工位送料系统是一个类似移动臂的装置，主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个工位。

美国 Pen walt公司Decc型分选机是一种新型大小分选机，具有速度快、性能好、通用性强的特点。

它根据体积分选的原理进行工作，综合了大小和重量分选机最突出的优点。

Italy -001-A型分选机是意大利近年来研制的物品大小分选机，可将物品按大小进行无级分选。

该机利用带有网眼的分选传送带进行分选。

由于网眼的孔径是无级变化的，可以完成较精确的等级分选。

随着电子技术和计算机图像技术的发展，对物品的大小进行测量判别的分选机采用了光电传感器或CCD摄像机，这己成为此类分选机的发展趋势。

因为它们是对物品的大小进行不损伤的非接触性计量，因此适用于任何种类的物品。

对于物品的外观品质进
行分选的分选机，最初是采用辨色传感器提取物品的单一颜色信息，以此判别物品的某项要求。

现在，由于PC计算机和有关图像处理硬件成本的下降，新崛起的彩色CCD摄像机己逐渐地取代了辨色传感器，成为综合分选的分选机。

目前,自动送料机发展趋势有:高速高精度的自动送料机构, 柔性自动化送料机构和交流伺服系统自动送料机构等几个方面。

此外,分选机的自动送料还朝着高速高精度的自动送料机构, 柔性自动化送料机构和交流伺服系统自动送料机构等几个方面发展。

随着科学技术的发展，各行各业生产出的产品只要有需要分选的工作，大多数都希望实现自动化，这样不但节省人力，而且不受人的主观意识所影响，分选精确。

因此针对于不同目的所开发的分选机应运而生，例如:铿离子电池自动分选机，电子零件特性自动分选机，而对螺钉的重量、大小、颜色等进行分选的分选机却很少，因此实现螺钉分选的自动化也是在生产中迫切需要的。

对于一些产品的分选技术正在飞速发展，但在螺钉分选上仍处于起步阶段，需要不断的努力。

2. 总体方案设计
2.1螺钉分选机的组成
机械部分组成：
1. 振动送料机构
2. 直径分选机构
3. 电镀分选机构
控制部分组成：单片机硬件电路。

2. 2螺钉分选机的工作原理
图1螺钉分选机的总体示意图
如图所示，本机械结构有提升机构，振动送料机，直径选别机构，自动化选别转盘，电镀选别机构组成。

其工作原理是先由提升机构把各种螺钉送到振动送料器里，然后，振动送料器会以类别把不同的螺钉一次送到直径选别机构，头部选别机构，电镀选别机构来分选所需要的螺钉。

因此，先设计振动送料机构，然后设计直径选别机构，电镀机构，以及总体控制方法。

选用单片机控制系统控制四个步进电机的起停和正反转以及键盘和数码显示。

3.各部件设计
3.1提升机构设计
提升机构主要由电动机，减速器和提升部件组成。

图3-1提升机构示意图
如图所示，提升机构是由电动机驱动，经过减速器的调节，再由执行机构执行动作。

当电动机运转，带轮就带动减速箱的主动轴旋转，主动轴在通过齿轮传动进行速度的转换，使其达到预定的速度，然后在通过执行部件使螺钉移动到振动送料器上。

3.1.1电机的选择
3.1.1.1电机的容量
P W=Fv
F=N1*u1+N2*u2=400*0.5+0.002*600=201.2N
V=1m/s
P W=201.2w=0.20kw
P d= P W/n n:效率
n=0.996*0.973*0.70=0.60
P d=0.2/0.65=0.335kw
3.1.1.2电机的选择
经过权衡考虑，选择YD型变极多速电机（JB/T 7127-1993）
的YD90L-8/6型。

其转速为1000r/min,功率6.5kw。

3.1.2减速器
减速器使用的是NZD100IA/2.5R.
主要参数是，公称传动比35.5，公称转速n1=1500r/min,n2=670r/min,许用
功率Pp=9kw。

3.2.直径选别机构
机械标准配备
操作介面：PLC/人机操作介面
机台外观：由电脑精密钣金机器制造成型+粉体烤漆
螺钉线径: M1.0~~M3.0
螺钉长度: 1mm~~ 10 mm
筛选精度: (±)0.03 mm
筛选速度: MAX:500pcs/min
使用电源: 220 50 Hz
使用气压: 5 kgs / cm2
机器尺寸: (L)2500mm×(W)1500 mm×(H)2000 mm
机器重量: NW：850 kgs GW：1130 kgs
3.2.1直径选别机构的组成：
直径选别机构主要由滚子，套筒，控制装置，带轮，调节装置组成。

直径选别机构有两个滚子，其材料为45钢，长度为900mm .套筒为45钢，控制装置的材料为HT150.
直径选别机构的带轮的截面尺寸：节宽为5.3mm，顶宽为6.0mm，高度为4.0mm，横截面积为18mm²，楔角为40º。

基准长度为400 mm , 带长修正系数为0.96。

图3-2直径选别机构
调节装置由弹簧，螺杆和旋转头部组成。

3.2.2电机的选择
3.2.2.1电机的容量
P W=Fv
F=N1*u1+N2*u2=400*0.5+0.002*600=201.2N
V=1m/s
P W=201.2w=0.20kw
P d= P W/n n:效率
P d=0.2/0.65=0.335kw
3.2.2.2电机的选择
经过权衡考虑，选择YD型变极多速电机（JB/T 7127-1993）
的YD90L-8/6型。

其转速为1000r/min,功率6kw。

3.2.3直径选别机构的工作原理:
开始操作时，先用调节机构是两个滚子之间有一定的夹角，然后电动机转动，通过带轮控制装置会使螺钉有序的进入选别过程，当螺钉的直径国小或够大是会通过剔除装置剔除掉，而所需要求的螺钉会转送到自动选别盘进行电镀选别。

3.3.上料机构设计
振动送料机是螺钉分选机大的上料机构，它把各种螺钉送到各种选别机构当中使其进行分选，因此这个机构是螺钉分选机的进行分选的前提。

用途与功能：
系统采用lNTECONT或AD-4611B智能控制仪表，对传感器信号连续采样，通过数字处理及运算，计算出单位时间内重量的减少量，并与设定流量进行比较，输出校正信号给变频调速器。

变频调速器控制加料螺杆电机的速度，调整其输送的物料量，使之与设定值的偏离趋于零，从而达到恒量控制的目的。

当料罐中的物料降到设定下限时，控制仪表会保持某些参数不变，如维持送料速度不变，通过控制，打开旋转阀将料斗中的料快速放入称料罐，并当称料罐内的物料达到设定值时，关闭放料门，整个这段加料时间仅仅是几个采样周期，因此对流量的影响很小很小，此后控制仪表又进入正常的工作程序。

本次设计我选用了LCS-SH系列有双螺旋给料形式，满足不同物料和不同工艺的要求，给料速率0.5Kg一1500Kg／h。

控制精度为：±0.5～±1％。

图3-3 振动送料机示意图
3.3.1电磁振动送料机主要有三个部分;
1)槽体部分：包括料槽或料斗，衔铁，主振弹簧。

2）电磁激振器部分：包括激振器壳体，铁心及线圈，配重等。

3）减振器部分:包括心座支撑弹簧或悬挂弹簧。

3.3.2电磁震动送料机工作原理：
物料放在由主振弹簧支撑的供料槽体上，衔铁与槽体主振弹簧联成一体，绕于铁心上的线圈中流过的是经过半波整流后的单向脉动电流，电磁铁就产生了相应的脉冲电磁力。

图3-4
如图所示，在正半轴内有电流流过，铁心便产生一次脉冲电磁力吸引衔铁，使槽体向后运动，主振弹簧因此而变形，贮存了一定的势能；在负半周内线圈中无电流通过，电磁力消失，弹簧就恢复变形，带着槽体向前运动，在达到振幅位置之后又返回向后运动。

由于电磁力是一个周期变化的强迫作用力，因此电振机是一个以电磁力为周期干扰力的强迫振动系统。

3.3.3振动料斗的结构特点:
1)料斗呈圆盆形，底部常为圆锥形隆起，料斗内壁有升角为α的螺旋料槽。

物料在振动过程中从底部沿料槽有序的螺旋上升，出料口在料斗上不。

2)主振弹簧是料斗底部沿切向倾斜均匀的三个弹簧杆或弹簧板。

3）从振动系统来看，振动料斗也是双质体强迫振动系统。

3.3.4振动料斗的技术参数：
工件最大长度：10mm
工件最大质量：0.3kg
料斗直径：100mm
总体高度：190mm
电压：220V
电流：0.22A
功率：50w
工件最大移动速度：1.0m/min
振动料斗重量：2.8kg
3.3.5料斗结构：
1
2
3
4
1-料斗 2-托架 3-底盘 4-弹簧
图3-5
如图所示，圆柱形料斗与托架可根据工件形状不同进行更换。

而上料机的主体(包括料斗底盘及其衔铁，电磁振动器，支持弹簧和基座等)是通用的。

其优点是可以标准化，系列化，进行批量生产，便于用户选用。

3.4.电镀选别机构
3.4.1自动选别转盘的组成;
自动选别转盘主要由涡轮，蜗杆，计数传感器，电镀传感器，长度传感器，剔除装置，下料器,滑道等组成。

电镀传感器选用PDC1800-36，计数传感器选用TRC2637-80,,电动机选用Y132S-8。

图3-6自动选别转盘示意图
3.4.2自动选别转盘工作原理：
当螺钉进入自动选别转盘后先经过电镀传感器，检测螺钉头部电镀程度，然后卡盘旋转，如果螺钉电镀不合格，则剔除装置启动，剔除该螺钉，如果电镀程度达到要求，则卡盘继续转动，螺钉进入计数传感器工作范围里，然后经过检测后，合格的螺钉通过滑到进入成品行列。

3.4.3轴的设计
3.4.3.1轴的设计
轴主要是用来支承作旋转运动的零件，以实现旋转运动并传递动力。

因此，轴的结构应满足强度和刚度要求，要考虑轴和轴上零件的布置和定位固定形式、轴的合理受力、轴承类型和尺寸情况，轴的加工和装配工艺要求以及节约材料和减轻重量等等。

由于影响轴的结构因素很多，差别也大，因而必须依据轴的具体情况，综合考虑解决。

3.4.3.2 轴的材料选择
轴的材料品种很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性以及加工、热处理和经济性等要求进行选择。

轴的常用材料是经过轧制或锻造的优质中碳钢和合金钢，其中应用最广泛的是经调质处理的45钢。

不重要的或受载较小的轴也可以用碳素结构钢Q235和
Q275制造。

对于受载较大、轴的尺寸和重量受到限制或需提高轴颈的耐磨性以及处于高、低温、腐蚀等条件下工作的轴，采用合金钢。

但合金钢较贵，不符合本次设计降低成本的原则。

因此，各辊中的轴采用的材料是经调质的45钢。

3.4.3.3轴的结构设计
因为轴上有加工后的滚筒，需要较高的精度来保证，其设计也很重要。

（1） 初步计算轴径
以印版辊轴为例。

首先，用初步估算的办法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d,计算公式为：
3
]
[2.0τT
d ≥mm 式中： T ——轴所传递的转矩，N ·m
[τ]——轴的许用扭转剪切应力（MPa ）。

对外伸轴，初算轴径常作为轴的最小直径（轴端直径），这时应采较小的A 值；对非外伸轴，初算轴径常作为轴的最大直径，应采用较大的A 值。

该机床的工作电机是0.56KW ，转速1000转/分。

印版辊所得到的动力是由电机传给减速箱，再由减速箱传给该轴的。

假设电机的功率传到减速箱时损失到90%，实际上经减速箱的蜗杆蜗轮传动，功率就减到70%左右，这是保险起见。

则，通过上试估算轴的直径。

%901000
56
.09550⨯⨯=T =48N m ⋅
mm d 2030
2.048000
3
=⨯≥
经过考虑，决定轴的最细的直径为20。

3.4.3.4轴的强度校核
在用许用应力法和安全系数法对轴进行强度计算时,必须先知道轴在各个截面中受力、弯矩及转矩大小。

为此要利用材料力学的知识，对轴进行受力分析，并且作出轴的弯矩图和转矩图。

在计算中可进行某些简化和处理：
（1）轴所受的载荷通常由齿轮、带轮、链轮、联轴器等轴上的传动件传递。

一般可将轴上的载荷简化为作用在相应传动件载荷作用宽度中点位置的集中载荷。

（2）轴和轴上的零件的自重通常可忽略不计，但对于有不平横质量的高速回转轴须计入惯性力引起的载荷作用。

（3）轴的支承可简化成铰支座，支座反力的作用点须按轴承的类型及其组合的不同分别确定。

（4）在进行轴的受力分析时，必须先知道轴上所受到的所有载荷大小和方向。

通常在水平面和垂直面两个平面上，将外力进行分解，求出支承反力，分别画出水平面弯矩图和垂直面弯矩图。

再算出各截面的合成弯矩
（5）在画转矩图时，转矩的作用位置也可取为传动零件宽度的中点。

以进给箱主轴为例。

前面已经介绍过怎样估算轴的直径。

支承反力、弯矩及转矩计算
（1）计算过程：
主轴上只有一对齿轮啮合，只有这个齿轮受到径向力F t 和圆周力F r 。

由于无法得知从主轴箱传递过来的准确转矩，因此假设电机到达进给箱的功率损失到95%。

电机的功率P=5.5KW ， 转速=1450转/分。

因此主轴的转矩
%951450
5
.59550⨯⨯=T
=37.97 m N ∙
齿轮与主轴有相同的转矩，所以也就可以认为齿轮的转矩是37.97m N ∙。

由公式可求出齿轮的径向力：
d T F t 2==
N 33
1021.163
10382⨯=⨯⨯
再由公式求出齿轮的圆周力：
N F F t r 331043.020tan 1021.1tan ⨯=⨯⨯== α 作用点 A B
水平面 31030.0⨯=⨯=
AB
BC
AX l l Fr R 31013.0⨯=-=AX BX R Fr R 垂直面 3
1084.0⨯=⨯=
AB
BC
t AY l l F R 31037.0⨯=-=AY r BY R F R
合成 2.89840300222
2
=+=+=Ay Ax A R R R 2.39370130222
2
=+=+=By Bx B R R R
（2）弯矩
作用点 B 点 水平面 19.241000
80
=⨯=AX CX F M
垂直面 2.671000
80
=⨯=AY CY F M
合成 42.712
2
=+=Ay Ax M M MB
（3）转矩 齿轮传递的转矩为T=37.97M N ∙
（4）轴的疲劳强度校核
1）确定危险截面 根据载荷图上弯矩及转矩分布，考虑应力集中部位。

分析弯矩图，确定B 点为危险截面。

项目 截面C T/N ·m 已知T=37.97 M/ N ·m 47.71=M W/mm 3
查表可知 W=3.63 W p /mm 3 W p =7.26
τσϕϕ, 21.0,34.0==τσϕϕ
τσK K , 键配合45.2,60.1==τσK K
β 9.0=β
ταεε, 81.0,88.0==ταεεm
m σσα,/MPa 0,69.1910
63.31047.7133
==⨯⨯==m W M σσα m ττα,/MPa 62.226
.7297
.3721=⨯=⋅
==Wp T m ττα σn 59.662
.234.088
.09.069
.1960.1268
1
=⨯+⨯⨯=
+=
-m K n αϕσβεσσασ
σ
σ
τn 65.1662
.221.081
.09.062
.245.2155
1
=⨯+⨯⨯=
+=
-m
K n τϕτβεττατ
τ
τ
n a n n n n n 13.665
.1659.665.1659.62
2
2
2=+⨯=
+=
τ
στ
α
[n] [n]=1.8
结论 ],[n n >疲劳强度足够安全
3.4.4 齿轮的设计
齿轮传动可以达到很高的圆周速度（300m/s ）和转速（105r/min ），传递功率达105 kw [11]。

目前齿轮向高硬度、高精度、大功率、高速度发展，其设计和制造技术发展很快。

齿轮的类型很多，直齿和斜齿圆柱齿轮用于平行轴传动，直齿锥齿轮用于相交轴传动，准双曲面锥齿轮可用于交错轴传动，圆弧齿轮有较大的承载能力，多用于重载传动。

齿轮的机械加工、热处理、测量所用的刀具、加工和测量设备、材料等都是比较复杂的，有时因具体条件限制，而对设计有较大的制约。

设计齿轮必须全面考虑齿轮的强度、硬度、精度和寿命要求，采用适当可行的加工方法和测量方法，选定合用的材料和热处理，润滑剂和润滑方法，设计合理结构，以保证质量和满足使用要求。

1）.选定齿轮精度等级，材料及齿数 (1)根据进给箱的工作情况，齿轮选用8级精度（GB10095-88） (2)材料：齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS ， 初步定下第一个齿轮齿数z 1=27；齿数比u=2.74 则大齿轮齿数为Z 2=Z 1×u= 27×2.74=37.8≈73.98
又涉及计算公式进行设计及计算：
[]32
11132.2⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛±⋅≥H E d t t Z u u T K d σφ 确定公式中的各计算值 试选载荷系数35.1=Kt
计算小齿轮传递的转矩
mm N n P
T ⋅⨯=⨯⨯⨯==4311033.2160/6.01065.095509550
由手册选取齿宽系数 1=d φ
由手册查得材料的弹性影响系数2/18.189MPa Z E = 按齿面硬度查得两齿轮的接触疲劳强度极限 MPa H 5501lim =σ
MPa H 5802lim =σ
计算应力循环次数
9
10
37.0)830082(11606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h njL N
查得接触疲劳寿命系数 9.0=HN K 5 计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为1%，安全系数 S=1 []MPa S K H HN H 5.52255095.01
lim 1=⨯==σσ []MPa S
K H HN H 55158095.02
lim 2=⨯==
σσ
2）.计算
试算小齿轮的分度圆直径d 1t ,
[]6.535228.189116.212330035.132.2132.232
32
11=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅≥H E d t t Z u u T K d σφ 计算圆周速度υ
s m s m n d t /44.0/1000
60160
6.531000
601
1=⨯⨯⨯=
⨯=
ππυ
计算齿宽和齿高之比 b/h
模数 79.1306.531
1===z d
m t t
齿高 mm mm m h t 03.479.125.225.2=⨯==
3.1303
.46
.53==h b mm 计算载荷系数
根据υ=0.44m/s ，8级精度，查得动载荷系数12.1=V K 直齿轮，假设
mm N b
F K t
A /100≥。

查得12.1==ααF H K K
使用系数1=A K
8级精度，齿轮相对支承为非对称布置
()
b K d d
H 322
1031.07.6118.015.1-⨯+++=φφβ 将数据代入后得
()34.162.741031.07.6118.015.13=⨯⨯+++=-βH K 由33.13=h b 42.1=βH K 查得3.1=βF K ；故载荷系数 365.134.112.112.11=⨯⨯⨯==βαH H V A K K K K K 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径， mm K K d d t t 8.5335.1365.16.53331===
模数 m
79.1308.531
1===z d m
3）.按齿根弯曲强度设计
弯曲强度的设计公式为 )]
[(232
1F Sa
Fa d Y Y Z KT m σφ∙≥；
小齿轮的弯曲疲劳极限 ,5001lim a H MP =σ 大齿轮的弯曲疲劳极限 。

a H MP 480lim =σ
弯曲疲劳寿命系数 85.01=FN K ，；
88.02=FN K 弯曲疲劳需用应力,3034
.1500
85.0][111a FE FN F MP S K =⨯==σσ
;3014
.1480
88..0][222a FE FN F MP S K =⨯==
σσ 载荷系数 365.134.112.112.11=⨯⨯⨯==βαF F V A K K K K K 齿形系数 65.21=Fa Y ;40.22=Fa Y
应力校正系数 ;58.11=Sa Y 764.12=Sa Y 。

计算
]
[F Sa
Fa Y Y σ∙
01334
9.0303
58
.165.2][111=⨯=∙F Sa Fa Y Y σ
01462
5.0301
764
.140.2][222=⨯=∙F Sa Fa Y Y σ 大齿轮的数值大。

82.1018442.042
136220
814.123
2
=⨯⨯⨯≥m ； 对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.82，并就近圆整为标准值2，由此计算出小齿轮的齿数Z=27；大齿轮的齿数Z=74。

这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。

已知齿轮的模数和齿数可以计算出齿轮的几何尺寸。

分度圆直径：
1d =z 154227=⨯=⨯m ，
14827422=⨯=⨯=m z d 中心距：1012/)(21=+=d d a 。

安装尺寸
图3-7
4.总体控制部分
4.1 控制部分组成及主要功能
控制部分由二极管及LED显示、光电二极管及A/D转换器、功率放大电路部分组成。

4.2各组成部件的介绍
1）二极管：
将PN结加上相应的电极引线和壳体，就成为二极管。

二极管既然是一个PN 结，它具有单向导电性。

二极管计数参数：
a）最大整流电流IOM：最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。

b)反向工作峰值电压URWM：它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。

C)反向峰值电流IRM:它是指在二极管上反向工作峰值电压时的反向电流值。

2）光电二极管
光电二极管是利用PN结的光敏特性，将接受到的光的变化转换为电流的变化。

光电二极管是在反向电压作用下工作的。

当无照光时，和普通二极管一样，其反向电流很小，称为暗电流。

当有光照时，产生的反向电流称为光电流。

照度E越强，光电流也越大。

3)A/D转换器
a) 逐次逼近型A/D转换器的组成：
逐次逼近型A/D转换器一般由顺序脉冲发生器，逐次逼近寄存器，D/A转换器和电压比较器等几部分组成，其原理图如图所示。

输出数字量输入电压
图4-1逐次逼近型A/D转换器的原理框图
b)转换原理：
转换开始，顺序脉冲器输出的顺序脉冲首先将寄存器的最高位置1，经D/A 转换器转换为相应的模拟电压U0送入比较器与待转换的输入电压U1进行比较。

若U0>U1，说明数字量过大，将最高位1除去，而将次高位置1；若U0<U1，说明数字量还不够大，应将这一位的1保留，还须将下一次高位置1.这样逐次比较下去，一直到最低位为止。

寄存器的逻辑状态就是对应于输入电压U1的数字量。

c)A/D转换器的主要计数指标：
（1）分辨率:
以输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。

（2）相对精度：
相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。

在理想条件下，所有的转换点应当在一条直线上。

（3）转换速度：
它是指完成一次转换所需要的时间。

（4）电源抑制：
在输入模拟电压不变的下，当转换电路的供电电源电压发生变化时，对输出也会产生影响。

这种影响可用输出数字量的绝对变化量来表示。

D)电路检测图
图4-2电路检测电路示意图。