裝配圖船載衛(wèi)星TV天線座設(shè)計

裝配圖船載衛(wèi)星TV天線座設(shè)計,裝配,圖船載,衛(wèi)星,tv,天線,設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 本科畢業(yè)設(shè)計論文 題 目：船載衛(wèi)星TV天線座設(shè)計 專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 楊 方 元 指導(dǎo)教師： 張 永 紅 畢業(yè)時間： 2014年6月 25 設(shè)計 論文 畢業(yè) 任務(wù)書 一、題目 船載衛(wèi)星TV天線座設(shè)計 二、研究主要內(nèi)容 課題來源于生產(chǎn)實際應(yīng)用項目，該課題主要是針對船載衛(wèi)星TV天線座進(jìn)行傳動和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要工作內(nèi)容包括船載衛(wèi)星TV天線傳動方案擬定、方位和俯仰傳動設(shè)計，電機(jī)選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、3維和2維圖紙繪制等。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅要鞏固本科四年內(nèi)所學(xué)的機(jī)械專業(yè)方面知識，而且更要學(xué)習(xí)和使用新的計算技術(shù)，新的知識。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)理論和專業(yè)知識的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力。最終通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生具簡單機(jī)械設(shè)計能力。 三、主要技術(shù)指標(biāo) ? 天線直徑2200mm； ? 方位軸傳動比i=50； ? 俯仰軸傳動比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)計開題 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)運動參數(shù)計算 1周 (第 5 周) 傳動零件設(shè)計 2周 (第6～7 周) 天線座總裝圖設(shè)計 2周 (第8～9 周 ) 方位轉(zhuǎn)動系統(tǒng)部裝圖設(shè)計 2周 (第10～11周) 俯仰轉(zhuǎn)動系統(tǒng)部裝圖設(shè)計 1周（第12 周） 繪制零件工作圖 1周 (第13 周) 撰寫論文 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，含中、英文摘要(約400～600個印刷符號) (4) 用PowerPoint制作的論文答辯電子稿1份 五、主要參考書及參考資料 [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)控線切割機(jī)使用說明書 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天線座是天線的支撐與旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置，其功能是在艦艇搖擺條件下，補(bǔ)償艦體運動引起的縱、橫搖擺角，使天線保持水平，并以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動天線旋轉(zhuǎn)，完成舷角機(jī)構(gòu)掃描，并輸出舷角信號。天線座支架設(shè)在船甲板上對其強(qiáng)度、剛度有較高的要求，同時要求耐沖擊、振動，而且諧振頻率要滿足伺服系統(tǒng)帶寬的需要。在船上設(shè)置衛(wèi)星TV天線座幫助那些長期需要在船上工作的人以及出海游玩的人可以隨時隨地的收看到各種電視節(jié)目，解決長期在船上無法收看電視而帶來的苦悶，讓人們能有好的心情。并且還可以通過艦載衛(wèi)星TV天線及時了解海上的天氣情況，避免一些惡虐的天氣。 本課題主要是天線座結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是設(shè)計艦載衛(wèi)星TV天線座的俯仰旋轉(zhuǎn)運動以及天線的方位旋轉(zhuǎn)運動，同時也要實現(xiàn)對于整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在對艦載衛(wèi)星TV天線座結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，首先是傳動方案的設(shè)計和方位軸的設(shè)計，其次是電機(jī)選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計等。在設(shè)計過程中要對所設(shè)計的零件用彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行檢驗和校核，以保證設(shè)計的合理性。并且要用AutoCAD畫設(shè)計出的天線座的總裝圖和部分零件圖，標(biāo)注相關(guān)的尺寸，寫好明細(xì)欄，方便別人讀圖、理解圖。 關(guān)鍵字：天線座，支架，設(shè)計，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 原理簡述 5 第三章 設(shè)計內(nèi)容 6 3.1．設(shè)計題目及參數(shù) 6 3.2．傳動方案及簡圖 6 3.3．減速器及電機(jī)的選擇 7 3.4．傳動比的分配 7 3.5．傳動參數(shù)的計算 8 3.6．齒輪傳動的設(shè)計 8 3.6.1.方位軸齒輪傳動的設(shè)計 8 3.6.2.俯仰軸齒輪傳動的設(shè)計 10 3.7．軸的設(shè)計 12 3.7.1．方位軸的設(shè)計 12 3.7.2．俯仰軸的設(shè)計 12 3.8．聯(lián)軸器的選擇 13 3.9．軸承座的設(shè)計 13 9.1.方位軸承座的設(shè)計 13 9.2.俯仰軸承座的設(shè)計 13 3.10．法蘭盤的設(shè)計及簡圖 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 16 3.12.1.方位件的支撐架設(shè)計 16 3.12.2俯仰支撐架的設(shè)計 16 3.13.大齒輪的設(shè)計 16 3.14.扇形齒輪的齒數(shù)確定及外形設(shè)計 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，人們在足不出戶的情況下可以了解到國內(nèi)外各地區(qū)以及世界各地的信息、時事、風(fēng)土人情及文化習(xí)俗等各種信息，也可以通過看電視來消遣娛樂。實現(xiàn)這個的重要組成部分是天線的發(fā)明，這使生活在陸地生的人們可以通過衛(wèi)星天線收看電視節(jié)目。但是對于長期學(xué)要在船上工作的人來說就不是太方便了，由于船是在不斷地移動和晃動。因而需要我們構(gòu)想設(shè)計一個能在船上能夠接受信號的衛(wèi)星天線，以彌補(bǔ)在船上工作的人們接受信號的不便。于是設(shè)計一個在船上用的衛(wèi)星接受天線裝置系統(tǒng)的問題就產(chǎn)生了。 所設(shè)計艦載衛(wèi)星TV天線座是天線的支撐與旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置，其功能是在艦艇搖擺條件下，補(bǔ)償艦體運動引起的縱、橫搖擺角，使天線保持水平，并以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動天線旋轉(zhuǎn)，完成舷角機(jī)構(gòu)掃描，并輸出舷角信號。天線座架設(shè)在船甲板上對其強(qiáng)度、剛度有較高的要求，同時要求耐沖擊、振動，而且諧振頻率要滿足伺服系統(tǒng)帶寬的需要。艦載衛(wèi)星TV天線座要保證能在水平旋轉(zhuǎn)運動的同時天線在豎直方向俯仰旋轉(zhuǎn)運動。 本課題主要是針對艦載衛(wèi)星TV天線座結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要工作內(nèi)容包括傳動方案的設(shè)計，方位軸的設(shè)計，減速器的選擇，電機(jī)選型，結(jié)構(gòu)設(shè)計等。以及運用Auto CAD繪制所設(shè)計的零件圖和裝配圖。 學(xué)校老師把這個課題交給我，使之完成畢業(yè)設(shè)計及解決實際問題的雙重任務(wù)，這是對我四年來的學(xué)習(xí)的全面考核，也是理論與實踐相結(jié)合的具體應(yīng)用。設(shè)計出船載衛(wèi)星天線座能使船舶上的廣大工作人員和旅客實時收看電視節(jié)目，消除旅途的勞累和寂寞，提高船運公司的綜合競爭力。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 天線座是支撐天線探測目標(biāo)的裝置，它通過天線的控制系統(tǒng)，使天線能夠準(zhǔn)確地指向同步衛(wèi)星，接收衛(wèi)星發(fā)射的電視節(jié)目。隨著無線電技術(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，在天線座的機(jī)械制造工藝和測量技術(shù)方面都提出一系列新的問題。本題目艦載天線座的使用條件和陸用有些差別。因此，對于艦載天線座的設(shè)計提出了一些特殊的要求。 1.艦載天線座設(shè)計在船上，基座是不穩(wěn)定的。因為船在航行時會發(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，對天線的影響較大。 2.艦載天線座承受的沖擊、振動一般要比陸用天線座大。如船上發(fā)動機(jī)的振動，橫縱搖擺產(chǎn)生的振動，以及加速和減速引起的沖擊，海浪沖擊等都會對天線座的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 3.由于船本身在運動，最大相對風(fēng)速等于船速與風(fēng)速之合。因此在同樣風(fēng)速下，艦載天線座會比陸用的天線座承受更大的風(fēng)力載荷。 4.主要技術(shù)指標(biāo)： ? 天線直徑2200mm； ? 方位軸傳動比i=50； ? 俯仰軸傳動比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)資料知天線座種類很多。按轉(zhuǎn)軸的數(shù)目可分為：Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸和固定不動的天線座。按座架的型式可分為俯仰-方位型、X—Y型、極軸型、斜交軸型天線座等。由于多軸天線座和極軸型、斜交軸型天線座結(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。本天線座沒有必要達(dá)到那么高的精度。我們設(shè)想把天線座設(shè)計成俯仰—方位型，實現(xiàn)這一傳動方案。原理示意圖見圖2-1，天線同俯仰軸同步轉(zhuǎn)動，整個俯仰軸所在的上支架由豎直方位軸支承，并實現(xiàn)天線方位角的轉(zhuǎn)動。 圖2—1 俯仰—方位型天線座有三種基本型式：立軸式、轉(zhuǎn)臺式、轉(zhuǎn)軌式。 立軸式天線座（圖2-1）用立軸支撐天線的方位轉(zhuǎn)動部分，立軸則用上下軸承支撐。這種特點是形式結(jié)構(gòu)簡單，通?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)軸承設(shè)計、制造、維修比較方便，中小型天線座多采用這種座架。立軸式可以將天線偏置于俯仰軸上，也可將高頻箱偏置于俯仰軸一端或若將天線和高頻箱俯仰軸另一端。俯仰轉(zhuǎn)范圍有0°—90°、0°—180°。 轉(zhuǎn)臺式天線座（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軸承和靜壓軸承組成的轉(zhuǎn)臺來支撐天線和方位轉(zhuǎn)臺部分的。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)動部分重量較大，轉(zhuǎn)動慣量大，基座轉(zhuǎn)盤，左右支臂采用鑄鐵，重量較大。 圖2—2 轉(zhuǎn)軌式天線座（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口徑的1/2—2/3，天線座通常采用空間絎架結(jié)構(gòu)，座架底部右4—8臺承載用的小車，驅(qū)動裝置裝在小車上帶動滾輪沿滾道運動。這種天線座非標(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，采用立軸式天線座較為合理，因為立軸式結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計制造維修比較方便，底盤小，重量輕。轉(zhuǎn)臺式、輪軌式底盤占地面積大，轉(zhuǎn)臺重量也較大。 圖2—3 第二章 原理簡述 結(jié)構(gòu)原理示意圖見圖2—1，對于天線座的俯仰轉(zhuǎn)動部分由步進(jìn)電機(jī)帶動行星擺線針輪減速器，此級傳動比為i=17，小齒輪與減速器通過鍵連接，大扇形齒輪固定在上支架上，此級傳動比i=3，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動天線俯仰轉(zhuǎn)動，天線是通過螺栓與俯仰軸固定在一體，傳動范圍為15°—90°。 方位軸的驅(qū)動系統(tǒng)是110BYG5-04步進(jìn)電機(jī)，帶動減速器，大小齒輪，從而使方位軸轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動范圍大于360°。下支架開有調(diào)速孔，以便消除齒輪的齒側(cè)間隙，減少傳動中的誤差。在方位軸上轉(zhuǎn)上傳感器，把方位軸轉(zhuǎn)角的度數(shù)以電信號輸出，以反映天線的運動規(guī)律及軸的方位角。當(dāng)方位軸轉(zhuǎn)動極限位置時，檢測裝置會通過輸出信號來控制系統(tǒng)，使電機(jī)制動或反轉(zhuǎn)。在整個座架的外面有做防護(hù)和密封的鐵皮罩，鐵皮罩可以拆卸，而且在其上面開有通風(fēng)裝置。整個防護(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，既要不互相摩擦，又要防止水進(jìn)入防護(hù)罩內(nèi)，另外在天線支架的底板上的兩邊應(yīng)轉(zhuǎn)有平衡塊，使俯仰轉(zhuǎn)動部分盡可能達(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)計內(nèi)容 3.1．設(shè)計題目及參數(shù) 1.船載衛(wèi)星TV天線座設(shè)計 2.主要參數(shù)： ①．天線直徑2200mm； ②．方位軸傳動比i=50； ③．方位軸轉(zhuǎn)矩T方位=581N?M； ④．俯仰軸傳動比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．傳動方案及簡圖 本設(shè)計采用俯仰—方位型天線座。方位軸與地面垂直，俯仰軸與方位軸垂直。這種型式的天線座結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、調(diào)整測量方便。 圖3—1 1.小齒輪（方位） 2.擺線針輪減速器 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3 擺線針輪減速器 俯仰：選擇XL型 機(jī)型號3 擺線針輪減速器 擺線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；而且傳動比大，傳動效率較高；通用于中、小功率，適用性廣，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 2.電動機(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)動系統(tǒng)是110BYG5—04式步進(jìn)電動機(jī)。 功率P=0.5kw 轉(zhuǎn)速n=250r/min 3.4．傳動比的分配 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)計的減速器傳動比：i1=17 則取 i2=3 △=∣∣100%=∣∣100%=2%〈5% 3.5．傳動參數(shù)的計算 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 電動機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩T=12.1N·M 3.6．齒輪傳動的設(shè)計 本次設(shè)計的齒輪傳動均為開式傳動，一般不出現(xiàn)點蝕失效，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。 3.6.1.方位軸齒輪傳動的設(shè)計 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 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級精度 3.6.2俯仰軸齒輪傳動的設(shè)計 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 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級精度 3.7．軸的設(shè)計 3.7.1．方位軸的設(shè)計 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，載荷通過套傳給底座。 3.7.2．俯仰軸的設(shè)計 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、電動機(jī)以及天線的全部重量。故此軸采用槽鋼以增強(qiáng)剛度。 俯仰軸的結(jié)構(gòu)簡圖 圖3—3 3.8．聯(lián)軸器的選擇 本次設(shè)計采用凸緣式聯(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 3.9.1.方位軸承座的設(shè)計 本設(shè)計采用拼合式結(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 本設(shè)計采用拼合式結(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)由加工及裝配來保證，元件連接處采用焊接或螺栓連接。 3.10．法蘭盤的設(shè)計及簡圖 為了便于加工，故本法蘭盤的設(shè)計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。 法蘭盤的簡圖 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 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 3.12.1.方位件的支撐架設(shè)計 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 本設(shè)計采用拼合式結(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 1.機(jī)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計采用鍛造齒輪，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)簡圖 圖3—5 3.14.扇形齒輪的齒數(shù)確定及外形設(shè)計 根據(jù)所設(shè)計的要求，天線的俯仰角度為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 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軸承能滿足預(yù)期計算壽命 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)計是關(guān)于船載TV天線座的設(shè)計，在設(shè)計過程中依照設(shè)計任務(wù)書的要求，查閱相關(guān)資合理分配設(shè)計中的齒輪傳動比。按齒輪的設(shè)計要求設(shè)計齒輪，并運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)計也按照軸的計算方法依據(jù)所分配的轉(zhuǎn)矩計算軸的直徑大小，設(shè)計好后方位軸需要進(jìn)行載荷校核。軸的長度需要滿足減速器和電機(jī)在裝配位置上的要求。鍵的設(shè)計也必須依據(jù)所設(shè)計周的直徑大小來確定，并要進(jìn)行它的載荷校核，來保證設(shè)計要求。 在用AutoCAD繪制中配圖與零件圖時，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)欄中表明每個小部件的詳細(xì)信息方便查看。在零件圖的繪制時要標(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。 通過本設(shè)計，我學(xué)到了很多東西，大大增加了我對機(jī)械設(shè)計流程認(rèn)識，這次設(shè)計，使我深刻認(rèn)識到了實踐出真知的道理，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 《天線座結(jié)構(gòu)設(shè)計》 西北電訊工程學(xué)院出版社，1986 [2] 葉尚輝，李在貴 《天線座結(jié)構(gòu)設(shè)計》 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》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. The electric field induced in the human body when exposed to electromagnetic fields at 1-30 MHz on shipboard. IEEE Trans Biomed Eng. 1999 Jun;46(6):747-51 [6] Skotte J. Exposure of radio officers to radio frequency radiation on Danish merchant ships. Am Ind Hyg Assoc J. 1984 Dec;45(12):791-5. 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是進(jìn)行船載TV天線座的設(shè)計，整個設(shè)計過程中可以分為兩大塊進(jìn)行設(shè)計：方位部分、俯仰部分。在方位部分的設(shè)計中要考慮到傳動部分傳動比的分配，大小齒輪的設(shè)計，并且對所設(shè)計的的齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。方位軸的的設(shè)計也是一個重點，方位軸要選擇軸套來滿足設(shè)計的要求，這就需要在設(shè)計完后，要對軸進(jìn)行校核。減速器的位置設(shè)計也很重要，既要減小方位部分箱體的大小，又要能滿足設(shè)計的要求。因此選擇擺線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；而且傳動比大，傳動效率較高；通用與中、小功率，適用性廣，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 俯仰軸部分的設(shè)計包括減速器的選擇以及車輪的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求俯仰軸部分轉(zhuǎn)角在150~900。因此要求俯仰軸的齒輪為扇形輪，設(shè)計的扇形輪必須要滿足傳動比的要求。電機(jī)和減速器通過聯(lián)軸器聯(lián)接通過支架與俯仰軸聯(lián)接在一體。 雖然在設(shè)計中遇到以上的種種困難，但我自己為了能保證設(shè)計的準(zhǔn)確性，查閱相關(guān)資料來解決這些問題。并且在設(shè)計過程中增加了一些自己的設(shè)計方法，由于設(shè)計經(jīng)驗不足，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)一些小問題，還請老師們批評指正。 致 謝 經(jīng)過幾個月緊張的設(shè)計這次畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束。這是大學(xué)期間繼課程設(shè)計之后的一次完整性的機(jī)械設(shè)計，為以后的設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，充分應(yīng)用、鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)課程的理論知識生產(chǎn)知識。掌握了全面考慮工程技術(shù)問題以及獨立工作的能力。 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，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)計任務(wù)。在設(shè)計的過程中我認(rèn)真考慮了設(shè)計的使用、經(jīng)濟(jì)、工藝、安全性與各方面的設(shè)計要求。確定合理的設(shè)計方案，全面地考慮設(shè)計內(nèi)容及過程熟悉和運用設(shè)計資料。 最后需要重點指出的是，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在全部的設(shè)計繪制完畢后，整個設(shè)計是否能夠完全符合要求。還需要經(jīng)過制造、裝配、實驗、生產(chǎn)等一系列的檢驗。所以在設(shè)計前及過程中，都得考慮到實際過程中的生產(chǎn)知識。及時發(fā)現(xiàn)問題，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施?？偨Y(jié)設(shè)計經(jīng)驗以進(jìn)一步提高設(shè)計思想和技術(shù)水平，更好的為自己的將來打好基礎(chǔ)。 當(dāng)然，這次設(shè)計也有不盡完善的地方，主要是自己的設(shè)計經(jīng)驗不足，對所學(xué)知識的應(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)計能力。