裝配圖船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座設(shè)計(jì)

裝配圖船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座設(shè)計(jì),裝配,圖船載,衛(wèi)星,tv,天線(xiàn),設(shè)計(jì) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目：船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 楊 方 元 指導(dǎo)教師： 張 永 紅 畢業(yè)時(shí)間： 2014年6月 25 設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè) 任務(wù)書(shū) 一、題目 船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座設(shè)計(jì) 二、研究主要內(nèi)容 課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，該課題主要是針對(duì)船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座進(jìn)行傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要工作內(nèi)容包括船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)傳動(dòng)方案擬定、方位和俯仰傳動(dòng)設(shè)計(jì)，電機(jī)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、3維和2維圖紙繪制等。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅要鞏固本科四年內(nèi)所學(xué)的機(jī)械專(zhuān)業(yè)方面知識(shí)，而且更要學(xué)習(xí)和使用新的計(jì)算技術(shù)，新的知識(shí)。并培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力和自學(xué)能力，提高查閱資料、外文翻譯的能力，以及和綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。最終通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生具簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)能力。 三、主要技術(shù)指標(biāo) ? 天線(xiàn)直徑2200mm； ? 方位軸傳動(dòng)比i=50； ? 俯仰軸傳動(dòng)比i=50； ? 轉(zhuǎn)角：方位>3600，俯仰150~900 四、進(jìn)度和要求 （一）進(jìn)度 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題 2周 (第 1～2 周) 外文科技資料翻譯 1周 (第 3 周) 論證方案，繪制方案系統(tǒng)圖 1周 (第 4 周) 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 1周 (第 5 周) 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 2周 (第6～7 周) 天線(xiàn)座總裝圖設(shè)計(jì) 2周 (第8～9 周 ) 方位轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)部裝圖設(shè)計(jì) 2周 (第10～11周) 俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)部裝圖設(shè)計(jì) 1周（第12 周） 繪制零件工作圖 1周 (第13 周) 撰寫(xiě)論文 1周 (第14 周) 修改論文 1周 (第15 周) 制作答辯電子稿，準(zhǔn)備答辯　　 1周 (第16 周) 畢業(yè)答辯 1周 (第17 周) （二）要求 (1) 外文科技資料翻譯(≧5000字) (2) 計(jì)算機(jī)繪制的裝配圖1張(1#) (3) 論文1份，打印稿(用學(xué)校規(guī)定的稿紙)，約30～40頁(yè)，含中、英文摘要(約400～600個(gè)印刷符號(hào)) (4) 用PowerPoint制作的論文答辯電子稿1份 五、主要參考書(shū)及參考資料 [1] 孫桓，陳作模，葛文杰．機(jī)械原理．北京：高等教育出版社，2006,5 [2] 王玉榮，張應(yīng)昌.公差與測(cè)量技術(shù).西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1990，8 [3] DK7725電火花數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)使用說(shuō)明書(shū) 學(xué)生 楊方元 指導(dǎo)教師 張永紅 系主任 魏生明 摘 要 艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座是天線(xiàn)的支撐與旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置，其功能是在艦艇搖擺條件下，補(bǔ)償艦體運(yùn)動(dòng)引起的縱、橫搖擺角，使天線(xiàn)保持水平，并以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，完成舷角機(jī)構(gòu)掃描，并輸出舷角信號(hào)。天線(xiàn)座支架設(shè)在船甲板上對(duì)其強(qiáng)度、剛度有較高的要求，同時(shí)要求耐沖擊、振動(dòng)，而且諧振頻率要滿(mǎn)足伺服系統(tǒng)帶寬的需要。在船上設(shè)置衛(wèi)星TV天線(xiàn)座幫助那些長(zhǎng)期需要在船上工作的人以及出海游玩的人可以隨時(shí)隨地的收看到各種電視節(jié)目，解決長(zhǎng)期在船上無(wú)法收看電視而帶來(lái)的苦悶，讓人們能有好的心情。并且還可以通過(guò)艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)及時(shí)了解海上的天氣情況，避免一些惡虐的天氣。 本課題主要是天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是設(shè)計(jì)艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座的俯仰旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及天線(xiàn)的方位旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在對(duì)艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，首先是傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和方位軸的設(shè)計(jì)，其次是電機(jī)選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)所設(shè)計(jì)的零件用彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)和校核，以保證設(shè)計(jì)的合理性。并且要用AutoCAD畫(huà)設(shè)計(jì)出的天線(xiàn)座的總裝圖和部分零件圖，標(biāo)注相關(guān)的尺寸，寫(xiě)好明細(xì)欄，方便別人讀圖、理解圖。 關(guān)鍵字：天線(xiàn)座，支架，設(shè)計(jì)，校核，總裝圖 ABSTERACT Carrier-based satellite TV antenna is supported with rotating machinery, its function is under the condition of ship sway, longitudinal and lateral swing Angle compensation hull movement, keep the antenna level, and rotate at a constant speed drive antenna, complete scanning Angle mechanism, Angle and output signals. Antenna mounting bracket in the deck to have higher demand to the strength, stiffness, and resistance to shock, vibration, and the resonant frequency to meet the needs of the servo system bandwidth. Set up on the ship satellite TV antenna base to help those who need working on the boats and went to sea to play for a long time people can watch all kinds of TV programs, anywhere, anytime to solve in the ship can't watch TV for a long time of anguish, let people can have a good mood. And can also through the shipborne satellite TV antenna in a timely manner to understand the weather conditions at sea, avoid some of the evil of the weather. This topic mainly antenna structure design, mainly is the design of shipborne satellite TV antenna seat pitch rotary motion and antenna azimuth rotation movement, as well as implementation to the design of the whole structure. At the structure of ship-borne satellite TV antenna design, the first is the transmission scheme design and the design of the bearing axis, followed by the motor selection and structure design, etc. In the design process to the bending fatigue strength for the designed parts inspection and check, to ensure the rationality of the design. And to use AutoCAD drawing of the design of the antenna assembly drawing and parts diagram, indicate the size of the relevant, write a detailed bar, convenient others map reading and understand the figure. KEY WORDS: antenna, support, design, proofread, general assembly drawing 目錄 前 言 1 第一章 技術(shù)要求及方案的擬定 2 1.1. 技術(shù)要求 2 1.2．方案的擬定 2 第二章 原理簡(jiǎn)述 5 第三章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 6 3.1．設(shè)計(jì)題目及參數(shù) 6 3.2．傳動(dòng)方案及簡(jiǎn)圖 6 3.3．減速器及電機(jī)的選擇 7 3.4．傳動(dòng)比的分配 7 3.5．傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 8 3.6．齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8 3.6.1.方位軸齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8 3.6.2.俯仰軸齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10 3.7．軸的設(shè)計(jì) 12 3.7.1．方位軸的設(shè)計(jì) 12 3.7.2．俯仰軸的設(shè)計(jì) 12 3.8．聯(lián)軸器的選擇 13 3.9．軸承座的設(shè)計(jì) 13 9.1.方位軸承座的設(shè)計(jì) 13 9.2.俯仰軸承座的設(shè)計(jì) 13 3.10．法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)圖 14 3.11.鍵的校核 14 3.11.1.套筒與方位軸之間鍵的校核 14 3.11.2.套筒與法蘭盤(pán)之間鍵的校核 15 3.11.3.套筒與大齒輪間鍵的校核 15 3.11.4.小齒輪上鍵的校核 15 3.12.支撐架的設(shè)計(jì) 16 3.12.1.方位件的支撐架設(shè)計(jì) 16 3.12.2俯仰支撐架的設(shè)計(jì) 16 3.13.大齒輪的設(shè)計(jì) 16 3.14.扇形齒輪的齒數(shù)確定及外形設(shè)計(jì) 17 3.15.方位軸承的選擇及校核 18 3.16.方位軸的校核 20 第四章 全文總結(jié) 22 參考文獻(xiàn) 23 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 24 致謝 25 前 言 收看電視節(jié)目成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分，人們?cè)谧悴怀鰬?hù)的情況下可以了解到國(guó)內(nèi)外各地區(qū)以及世界各地的信息、時(shí)事、風(fēng)土人情及文化習(xí)俗等各種信息，也可以通過(guò)看電視來(lái)消遣娛樂(lè)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)的重要組成部分是天線(xiàn)的發(fā)明，這使生活在陸地生的人們可以通過(guò)衛(wèi)星天線(xiàn)收看電視節(jié)目。但是對(duì)于長(zhǎng)期學(xué)要在船上工作的人來(lái)說(shuō)就不是太方便了，由于船是在不斷地移動(dòng)和晃動(dòng)。因而需要我們構(gòu)想設(shè)計(jì)一個(gè)能在船上能夠接受信號(hào)的衛(wèi)星天線(xiàn)，以彌補(bǔ)在船上工作的人們接受信號(hào)的不便。于是設(shè)計(jì)一個(gè)在船上用的衛(wèi)星接受天線(xiàn)裝置系統(tǒng)的問(wèn)題就產(chǎn)生了。 所設(shè)計(jì)艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座是天線(xiàn)的支撐與旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置，其功能是在艦艇搖擺條件下，補(bǔ)償艦體運(yùn)動(dòng)引起的縱、橫搖擺角，使天線(xiàn)保持水平，并以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，完成舷角機(jī)構(gòu)掃描，并輸出舷角信號(hào)。天線(xiàn)座架設(shè)在船甲板上對(duì)其強(qiáng)度、剛度有較高的要求，同時(shí)要求耐沖擊、振動(dòng)，而且諧振頻率要滿(mǎn)足伺服系統(tǒng)帶寬的需要。艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座要保證能在水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)天線(xiàn)在豎直方向俯仰旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 本課題主要是針對(duì)艦載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要工作內(nèi)容包括傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，方位軸的設(shè)計(jì)，減速器的選擇，電機(jī)選型，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。以及運(yùn)用Auto CAD繪制所設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖。 學(xué)校老師把這個(gè)課題交給我，使之完成畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決實(shí)際問(wèn)題的雙重任務(wù)，這是對(duì)我四年來(lái)的學(xué)習(xí)的全面考核，也是理論與實(shí)踐相結(jié)合的具體應(yīng)用。設(shè)計(jì)出船載衛(wèi)星天線(xiàn)座能使船舶上的廣大工作人員和旅客實(shí)時(shí)收看電視節(jié)目，消除旅途的勞累和寂寞，提高船運(yùn)公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域:該系列產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣闊的，如：海洋、內(nèi)河運(yùn)輸業(yè)；海洋漁業(yè)；海洋和陸地石油工業(yè)；近海、內(nèi)河、遠(yuǎn)洋工程及救撈船舶；各種游艇、豪華游輪和公務(wù)船舶。 第一章 技術(shù)要求及方案的擬定 1.1 技術(shù)要求 天線(xiàn)座是支撐天線(xiàn)探測(cè)目標(biāo)的裝置，它通過(guò)天線(xiàn)的控制系統(tǒng)，使天線(xiàn)能夠準(zhǔn)確地指向同步衛(wèi)星，接收衛(wèi)星發(fā)射的電視節(jié)目。隨著無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展，通訊設(shè)備廣泛用于天文、氣象、通訊、教育、航空、航天等領(lǐng)域，天線(xiàn)座的尺寸和重量也變得多樣化。精度要求的提高，角速度、角加速度以及變速范圍等使用性能要求的提高，在天線(xiàn)座的機(jī)械制造工藝和測(cè)量技術(shù)方面都提出一系列新的問(wèn)題。本題目艦載天線(xiàn)座的使用條件和陸用有些差別。因此，對(duì)于艦載天線(xiàn)座的設(shè)計(jì)提出了一些特殊的要求。 1.艦載天線(xiàn)座設(shè)計(jì)在船上，基座是不穩(wěn)定的。因?yàn)榇诤叫袝r(shí)會(huì)發(fā)生縱搖、橫搖、升沉及航向改變，特別是縱搖、橫搖和航向的改變，對(duì)天線(xiàn)的影響較大。 2.艦載天線(xiàn)座承受的沖擊、振動(dòng)一般要比陸用天線(xiàn)座大。如船上發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，橫縱搖擺產(chǎn)生的振動(dòng)，以及加速和減速引起的沖擊，海浪沖擊等都會(huì)對(duì)天線(xiàn)座的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 3.由于船本身在運(yùn)動(dòng)，最大相對(duì)風(fēng)速等于船速與風(fēng)速之合。因此在同樣風(fēng)速下，艦載天線(xiàn)座會(huì)比陸用的天線(xiàn)座承受更大的風(fēng)力載荷。 4.主要技術(shù)指標(biāo)： ? 天線(xiàn)直徑2200mm； ? 方位軸傳動(dòng)比i=50； ? 俯仰軸傳動(dòng)比i=50； ? 轉(zhuǎn)角：方位>3600，俯仰150~900 1.2 方案的擬定 根據(jù)以上技術(shù)要求，參數(shù)有關(guān)資料知天線(xiàn)座種類(lèi)很多。按轉(zhuǎn)軸的數(shù)目可分為：Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸和固定不動(dòng)的天線(xiàn)座。按座架的型式可分為俯仰-方位型、X—Y型、極軸型、斜交軸型天線(xiàn)座等。由于多軸天線(xiàn)座和極軸型、斜交軸型天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，附件多，安裝調(diào)試?yán)щy，多用于軍事和氣象等方面。本天線(xiàn)座沒(méi)有必要達(dá)到那么高的精度。我們?cè)O(shè)想把天線(xiàn)座設(shè)計(jì)成俯仰—方位型，實(shí)現(xiàn)這一傳動(dòng)方案。原理示意圖見(jiàn)圖2-1，天線(xiàn)同俯仰軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)俯仰軸所在的上支架由豎直方位軸支承，并實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)方位角的轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖2—1 俯仰—方位型天線(xiàn)座有三種基本型式：立軸式、轉(zhuǎn)臺(tái)式、轉(zhuǎn)軌式。 立軸式天線(xiàn)座（圖2-1）用立軸支撐天線(xiàn)的方位轉(zhuǎn)動(dòng)部分，立軸則用上下軸承支撐。這種特點(diǎn)是形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)軸承設(shè)計(jì)、制造、維修比較方便，中小型天線(xiàn)座多采用這種座架。立軸式可以將天線(xiàn)偏置于俯仰軸上，也可將高頻箱偏置于俯仰軸一端或若將天線(xiàn)和高頻箱俯仰軸另一端。俯仰轉(zhuǎn)范圍有0°—90°、0°—180°。 轉(zhuǎn)臺(tái)式天線(xiàn)座（圖2-2）是用能夠受軸向載荷，徑向載荷和傾覆力矩的特大型滾動(dòng)軸承和靜壓軸承組成的轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)支撐天線(xiàn)和方位轉(zhuǎn)臺(tái)部分的。這種形式承載能力大、剛性好、精度高，省略了方位軸，可以使結(jié)構(gòu)更加緊湊更加合理，降低了重心，提高穩(wěn)定性。這種座架轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，基座轉(zhuǎn)盤(pán)，左右支臂采用鑄鐵，重量較大。 圖2—2 轉(zhuǎn)軌式天線(xiàn)座（圖2-3）的方位軸部分采用滾輪和軌道支撐，滾道直徑通常為天線(xiàn)口徑的1/2—2/3，天線(xiàn)座通常采用空間絎架結(jié)構(gòu)，座架底部右4—8臺(tái)承載用的小車(chē)，驅(qū)動(dòng)裝置裝在小車(chē)上帶動(dòng)滾輪沿滾道運(yùn)動(dòng)。這種天線(xiàn)座非標(biāo)準(zhǔn)件多，制造、維修、安裝比較方便，而且可以達(dá)到較高的精度。 由以上可以看出，采用立軸式天線(xiàn)座較為合理，因?yàn)榱⑤S式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)制造維修比較方便，底盤(pán)小，重量輕。轉(zhuǎn)臺(tái)式、輪軌式底盤(pán)占地面積大，轉(zhuǎn)臺(tái)重量也較大。 圖2—3 第二章 原理簡(jiǎn)述 結(jié)構(gòu)原理示意圖見(jiàn)圖2—1，對(duì)于天線(xiàn)座的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)部分由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)行星擺線(xiàn)針輪減速器，此級(jí)傳動(dòng)比為i=17，小齒輪與減速器通過(guò)鍵連接，大扇形齒輪固定在上支架上，此級(jí)傳動(dòng)比i=3，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)天線(xiàn)俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，天線(xiàn)是通過(guò)螺栓與俯仰軸固定在一體，傳動(dòng)范圍為15°—90°。 方位軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是110BYG5-04步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)減速器，大小齒輪，從而使方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)范圍大于360°。下支架開(kāi)有調(diào)速孔，以便消除齒輪的齒側(cè)間隙，減少傳動(dòng)中的誤差。在方位軸上轉(zhuǎn)上傳感器，把方位軸轉(zhuǎn)角的度數(shù)以電信號(hào)輸出，以反映天線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及軸的方位角。當(dāng)方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)極限位置時(shí)，檢測(cè)裝置會(huì)通過(guò)輸出信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)，使電機(jī)制動(dòng)或反轉(zhuǎn)。在整個(gè)座架的外面有做防護(hù)和密封的鐵皮罩，鐵皮罩可以拆卸，而且在其上面開(kāi)有通風(fēng)裝置。整個(gè)防護(hù)裝置的框架用角鐵焊接在一起。防護(hù)罩的上箱蓋做成活動(dòng)的兩塊，便于拆卸和維修方便。當(dāng)防護(hù)罩與聯(lián)接頭連接時(shí)，既要不互相摩擦，又要防止水進(jìn)入防護(hù)罩內(nèi)，另外在天線(xiàn)支架的底板上的兩邊應(yīng)轉(zhuǎn)有平衡塊，使俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)部分盡可能達(dá)到靜平衡，以減少不平衡力矩，減輕電機(jī)的負(fù)載。 第三章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 3.1．設(shè)計(jì)題目及參數(shù) 1.船載衛(wèi)星TV天線(xiàn)座設(shè)計(jì) 2.主要參數(shù)： ①．天線(xiàn)直徑2200mm； ②．方位軸傳動(dòng)比i=50； ③．方位軸轉(zhuǎn)矩T方位=581N?M； ④．俯仰軸傳動(dòng)比i=50； ⑤．俯仰軸轉(zhuǎn)矩T俯仰=615 N?M； ⑥．轉(zhuǎn)角 方位〉360°； 俯仰15°—90°。 3.2．傳動(dòng)方案及簡(jiǎn)圖 本設(shè)計(jì)采用俯仰—方位型天線(xiàn)座。方位軸與地面垂直，俯仰軸與方位軸垂直。這種型式的天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、調(diào)整測(cè)量方便。 圖3—1 1.小齒輪（方位） 2.擺線(xiàn)針輪減速器 3.聯(lián)軸器 4.步進(jìn)電機(jī) 5.小齒輪（俯仰） 6.扇形輪 7.俯仰軸 8. 擺線(xiàn)針輪減速器 9. 步進(jìn)電機(jī) 10.聯(lián)軸器 11.方位軸 12.大齒輪 3.3．減速器及電機(jī)的選擇 1.減速器的選擇 方位：選擇XL型 機(jī)型號(hào)3 擺線(xiàn)針輪減速器 俯仰：選擇XL型 機(jī)型號(hào)3 擺線(xiàn)針輪減速器 擺線(xiàn)針輪減速器與普通減速器比較，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)；而且傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率較高；通用于中、小功率，適用性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 2.電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)低速軸的轉(zhuǎn)速以及小轉(zhuǎn)矩?？蛇x取驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是110BYG5—04式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 功率P=0.5kw 轉(zhuǎn)速n=250r/min 3.4．傳動(dòng)比的分配 1.方位軸 i總=50 i總=i1i2 根據(jù)所選減速器的傳動(dòng)比：i1=11 則取i2=4.5 △ =∣∣100%=∣∣*100%=1%〈5% 2.俯仰軸 i總=50 i總=i1i2 根據(jù)自行設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比：i1=17 則取 i2=3 △=∣∣100%=∣∣100%=2%〈5% 3.5．傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 1.電機(jī)的額定功率Pm P m =0.5kw 2.方位低速軸的轉(zhuǎn)速 n=5r/min 減速器輸出軸轉(zhuǎn)速 n=22.5 r/min 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 n=250 r/min 低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T=581N·M 減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩T=212N·M 電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩T=19.1N·M 3.俯仰低速軸的轉(zhuǎn)速 n=5r/min 減速器輸出軸轉(zhuǎn)速 n=15 r/min 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 n=250 r/min 低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T=615N·M 減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩T=205N·M 電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩T=12.1N·M 3.6．齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)均為開(kāi)式傳動(dòng)，一般不出現(xiàn)點(diǎn)蝕失效，主要的失效形式是磨損。齒輪因磨損使齒厚變薄后，容易產(chǎn)生齒根彎折，因此一般按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.6.1.方位軸齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 小齒輪：40Cr調(diào)質(zhì)；HBS1=241—286 大齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)；HBS2=217—255 Z1=20 i2=4.5 Z2= i2Z1=4.520=90 尺寬系數(shù)：Фd=0.5 載荷系數(shù)：K d=1.6 T=9.55*106 =9.55106=135.906 N·M 按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ①YFa1=2.90 YFa2=2.20 ②小齒輪取HBS1=270 小齒輪取HBS2=230 硬度差（HBS1 - HBS2 ）=270-230=40 查表取 σFLim1=250 MPa σFLim2 =200 MPa ③安全系數(shù)S=1.3 [σ]F1==192.31MPa [σ]F2==153.85 MPa ④比較： ==0.01507 ==0.01430 由于較大，故用此值 則M≧==3.22mm 取m=4mm 計(jì)算齒輪的幾何尺寸 d1=mZ1=420=80mm d2=mZ2=490=360mm da1= d1+2m=80+24=88mm da2= d2+2m=360+24=368mm df1= d1-2.5m=80-2.54=70mm df2= d2-2.5m=360-2.54=350mm a=（d1+ d2）=（80+360）=220mm b=Фd d1=0.580=40mm 取B2=40mm B1=45mm 節(jié)圓速度：V== =0.0942m/s 選用9級(jí)精度 3.6.2俯仰軸齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 小齒輪：40Cr調(diào)質(zhì)；HBS1=241—286 大齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)；HBS2=217—255 Z1=30 i2=3 Z2= i2Z1=330=90 尺寬系數(shù)：Фd=0.5 載荷系數(shù)：K d=1.6 T=9.55106=9.55106=215.79 N·M 按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ①YFa1=2.90 YFa2=2.316 ②小齒輪取HBS1=260 小齒輪取HBS2=220 （扇形輪） 硬度差（HBS1 - HBS2 ）=260-220=40 查表取 σFLim1=240 MPa σFLim2 =190 MPa ③安全系數(shù)S=1.3 [σ]F1==184.62MPa [σ]F2==146.15 MPa ④比較： ==0.01571 ==0.01584 由于較大，故用此值 則M≧==4.07mm 取m=5mm 計(jì)算齒輪的幾何尺寸 d1=mZ1=518=90mm d2=mZ2=554=270mm da1= d1+2m=90+25=100mm da2= d2+2m=270+25=280mm df1= d1-2.5m=90-2.55=77.5mm df2= d2-2.5m=270-2.55=257.5 a=（d1+ d2）=（90+270）=180mm b=Фd d1=0.590=45mm 取B2=45mm B1=50mm 節(jié)圓速度：V===0.071m/s 選用9級(jí)精度 3.7．軸的設(shè)計(jì) 3.7.1．方位軸的設(shè)計(jì) ①．確定最小軸徑 dmin≧A0==115=53.4mm 取dmin=40mm ②．確定軸的形狀及尺寸 此軸的最小軸徑小于要求的最小dmin=53.4mm，故采用空心軸，側(cè)空心軸的形狀及尺寸如下圖所示 圖3—2 采用空心軸使此軸的剛度增加，減輕重量，載荷通過(guò)套傳給底座。 3.7.2．俯仰軸的設(shè)計(jì) ①．確定最小軸徑 dmin≧A0==115=53.4mm 取dmin=60mm ②．確定軸的形狀及尺寸 由于俯仰軸要承受減速器、電動(dòng)機(jī)以及天線(xiàn)的全部重量。故此軸采用槽鋼以增強(qiáng)剛度。 俯仰軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖3—3 3.8．聯(lián)軸器的選擇 本次設(shè)計(jì)采用凸緣式聯(lián)軸器 選擇依據(jù) T=9550=9550=19.1 N·M Tca=KaT=1.319.1=24.83 N·M 應(yīng)按Tca≦[T]及n≦nmax 選擇為YL3型凸緣聯(lián)軸器 3.9．軸承座的設(shè)計(jì) 3.9.1.方位軸承座的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用拼合式結(jié)構(gòu)，零件加工比較方便，且重量較輕，上下軸承座孔的同心度由加工及裝配保證。 3.9.2.俯仰軸承座的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用拼合式結(jié)構(gòu)，使加工方便，重量較輕。而且易按裝，但是左、右軸承座孔的同心度應(yīng)由加工及裝配來(lái)保證，元件連接處采用焊接或螺栓連接。 3.10．法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)圖 為了便于加工，故本法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì)采用鑄造及與俯仰支撐架連接處采用平面，并與其用螺栓連接。 法蘭盤(pán)的簡(jiǎn)圖 圖3—4 3.11.鍵的校核 3.11.1.套筒與方位軸之間鍵的校核 a.所選鍵為GB1095—79 鍵12 x54 材料為35鋼 b.鍵強(qiáng)度的校核 T=581N·M l=L-b=54-12=42mm d=40mm k=0.5h=0.5*8=4mm []p=（100+120）=110MPa p== =93.1 MPa〈[]p 故該平鍵連接的強(qiáng)度是足夠的 3.11.2.套筒與法蘭盤(pán)之間鍵的校核 a.所選鍵為GB1095—79 鍵18 x54 材料為Q275 b.鍵強(qiáng)度的校核 T=581N·M l=L-b=54-18=36mm d=60mm k=0.5h=0.511=5.5mm []p=（100+120）=110MPa p== =97.82 MPa〈[]p 故該平鍵連接的強(qiáng)度是足夠的 3.11.3.套筒與大齒輪間鍵的校核 a.所選鍵為GB1095—79 鍵20 x36 材料為35鋼 數(shù)量2個(gè) b.鍵強(qiáng)度的校核 T=581N·M l=L-b=36-20=16mm d=74mm k=0.5h=0.512=6mm []p=（100+120）=110MPa p== =81.8 MPa〈[]p 故該平鍵連接的強(qiáng)度是足夠的 3.11.4.小齒輪上鍵的校核 a.所選鍵為GB1095—79 鍵10 x40 材料為35鋼 b.鍵強(qiáng)度的校核 T=212N·M l=L-b=40-10=30mm d=35mm k=0.5h=0.58=4mm []p=（100+120）=110MPa p===101MPa〈[]p 故該平鍵連接的強(qiáng)度是足夠的 3.12.支撐架的設(shè)計(jì) 3.12.1.方位件的支撐架設(shè)計(jì) 支板厚度采用16mm的鋼板，元件聯(lián)接處采用焊接，而與底座板用螺栓聯(lián)接。 3.12.2俯仰支撐架的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用拼合式結(jié)構(gòu)，支板厚度為16mm，元件聯(lián)接處采用焊接，而與軸承座聯(lián)接則采用螺栓聯(lián)接。 3.13.大齒輪的設(shè)計(jì) 1.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用鍛造齒輪，由于不易鍛出輻條，所以全腹板結(jié)構(gòu)。在腹板上制出減輕孔，而不設(shè)加強(qiáng)肌故應(yīng)將腹板做得較厚些。 2.結(jié)構(gòu)尺寸 B=40mm n1=0.5m=2mm da=368mm D3=1.6 D4=1.674=118.4 D0 = da-（10—12）m=368-124=320mm D2 =（0.25—0.35）（D0 -D3）=0.29201.6=60mm D1=（D0 +D3）=219.2mm C=（0.2—0.3）B=0.340=12mm 3.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖3—5 3.14.扇形齒輪的齒數(shù)確定及外形設(shè)計(jì) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的要求，天線(xiàn)的俯仰角度為15°—90°，齒輪的全齒數(shù)為90，則每齒占角度為，故扇形輪的齒數(shù)為Z==18.75。 取Z=19個(gè) 外形如圖示 圖3—6 3.15.方位軸承的選擇及校核 1.軸承所受載荷 方位軸上的軸承只承受軸向力，古選用同心推力軸承。 2.根據(jù)軸的大小，選擇GB297-84圓錐滾子軸承7213E。 3.校核 圖3—7 Fn===3434.93N Ft=Fncosa=3434.93cos20°=3227.8N Fr=Fnsina=3434.93sin20°=1174.8N 由力分析可知： R1V ===1397.7N R2V=Fr- R1V=1174.8-1397.7=-222.91N R1H=Ft=3227.8=2989.96N R2H= Ft- R1H=3227.8-2989.96=237.84N R1== =3300.5 R2===325.97N S= Y=1.5 S1===1100.17N S2===108.7N Fa+ S2=980+108.7=1088.7< S1 A1= S1=1100.17N A2= S1-Fa=1100.17-980=120.17N ==0.33 P2 故Lh===109106h=1.09108 h>Lh′ 故7213E軸承能滿(mǎn)足預(yù)期計(jì)算壽命 3.16.方位軸的校核 1.方位軸輸出軸上的轉(zhuǎn)矩 T=581000N·M 2.軸的載荷分析圖 圖3—8 支板力 RH1=2989.96N RV1=1397.7N RH2=237.84N RV2=-222.91N 彎矩MH和MV MH=125578.32N·mm MV1=58703.4 N·mm MV2=-117696.48 N·mm 總彎矩M M1==138621.8 N·mm M2==172111.52 N·mm 扭矩T T=581000 N·mm 彎矩Mca Mca2==383571.84 N·mm 3.校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得B=650MPa，則[]為（0.09—0.1）B，即58.5—65 MPa，取[]=60 MPa. 則：ca== =35.92 MPa<[]=60 MPa 故該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求（套筒軸） 第四章 全文總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于船載TV天線(xiàn)座的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中依照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，查閱相關(guān)資合理分配設(shè)計(jì)中的齒輪傳動(dòng)比。按齒輪的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)齒輪，并運(yùn)用齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒輪。但扇形輪需要按照俯仰軸的旋轉(zhuǎn)角度確定它的齒數(shù)。其中軸的設(shè)計(jì)也按照軸的計(jì)算方法依據(jù)所分配的轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的直徑大小，設(shè)計(jì)好后方位軸需要進(jìn)行載荷校核。軸的長(zhǎng)度需要滿(mǎn)足減速器和電機(jī)在裝配位置上的要求。鍵的設(shè)計(jì)也必須依據(jù)所設(shè)計(jì)周的直徑大小來(lái)確定，并要進(jìn)行它的載荷校核，來(lái)保證設(shè)計(jì)要求。 在用AutoCAD繪制中配圖與零件圖時(shí)，首先確定好圖幅的比例。在繪制裝配圖中能盡量表現(xiàn)出個(gè)零件的裝配關(guān)系和位置關(guān)系，并在明細(xì)欄中表明每個(gè)小部件的詳細(xì)信息方便查看。在零件圖的繪制時(shí)要標(biāo)注零件的表面粗糙度和形位公差，并注明零件相關(guān)技術(shù)要求。 通過(guò)本設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，大大增加了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)流程認(rèn)識(shí)，這次設(shè)計(jì)，使我深刻認(rèn)識(shí)到了實(shí)踐出真知的道理，在以后學(xué)習(xí)中，我將更加嚴(yán)格的要求自己。 參考文獻(xiàn) [1] 吳鳳高 《天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 西北電訊工程學(xué)院出版社，1986 [2] 葉尚輝，李在貴 《天線(xiàn)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 西北電訊工程學(xué)院出版社，1986 [3] 濮良貴，紀(jì)名剛 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 高等教育出版社，2005 [4] 陳作模，葛文杰 《機(jī)械原理》第七版 高等教育出版社，2005 [5] King RW. 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Am Ind Hyg Assoc J. 1984 Dec;45(12):791-5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是進(jìn)行船載TV天線(xiàn)座的設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以分為兩大塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：方位部分、俯仰部分。在方位部分的設(shè)計(jì)中要考慮到傳動(dòng)部分傳動(dòng)比的分配，大小齒輪的設(shè)計(jì)，并且對(duì)所設(shè)計(jì)的的齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。方位軸的的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重點(diǎn)，方位軸要選擇軸套來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，這就需要在設(shè)計(jì)完后，要對(duì)軸進(jìn)行校核。減速器的位置設(shè)計(jì)也很重要，既要減小方位部分箱體的大小，又要能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。因此選擇擺線(xiàn)針輪減速器與普通減速器比較，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)；而且傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率較高；通用與中、小功率，適用性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 俯仰軸部分的設(shè)計(jì)包括減速器的選擇以及車(chē)輪的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求俯仰軸部分轉(zhuǎn)角在150~900。因此要求俯仰軸的齒輪為扇形輪，設(shè)計(jì)的扇形輪必須要滿(mǎn)足傳動(dòng)比的要求。電機(jī)和減速器通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接通過(guò)支架與俯仰軸聯(lián)接在一體。 雖然在設(shè)計(jì)中遇到以上的種種困難，但我自己為了能保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，查閱相關(guān)資料來(lái)解決這些問(wèn)題。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加了一些自己的設(shè)計(jì)方法，由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些小問(wèn)題，還請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月緊張的設(shè)計(jì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。這是大學(xué)期間繼課程設(shè)計(jì)之后的一次完整性的機(jī)械設(shè)計(jì)，為以后的設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，充分應(yīng)用、鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)課程的理論知識(shí)生產(chǎn)知識(shí)。掌握了全面考慮工程技術(shù)問(wèn)題以及獨(dú)立工作的能力。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了指導(dǎo)老師張永紅的熱心幫助及認(rèn)真細(xì)心的指導(dǎo)，并在老師嚴(yán)格的要求下，克服了種種難關(guān)，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我認(rèn)真考慮了設(shè)計(jì)的使用、經(jīng)濟(jì)、工藝、安全性與各方面的設(shè)計(jì)要求。確定合理的設(shè)計(jì)方案，全面地考慮設(shè)計(jì)內(nèi)容及過(guò)程熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料。 最后需要重點(diǎn)指出的是，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在全部的設(shè)計(jì)繪制完畢后，整個(gè)設(shè)計(jì)是否能夠完全符合要求。還需要經(jīng)過(guò)制造、裝配、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)等一系列的檢驗(yàn)。所以在設(shè)計(jì)前及過(guò)程中，都得考慮到實(shí)際過(guò)程中的生產(chǎn)知識(shí)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)思想和技術(shù)水平，更好的為自己的將來(lái)打好基礎(chǔ)。 當(dāng)然，這次設(shè)計(jì)也有不盡完善的地方，主要是自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用不夠熟練。在以后的工作中我將嚴(yán)格要求自己，努力提高自己的設(shè)計(jì)能力。