基于ANSYS齿轮双啮仪的智能化改造中的支架设计

摘 要 ：利 用 ＡＮＳＹＳ有 限元数 值模 拟技 术 ，可以减 少设计 成本 ，缩短设 计和 分析 的循 环 周期 ，增加 产 品和 工程 的可靠性 ；ＡＮＳＹＳ还 可 以进 行模 拟试 验 和 分 析 ，进行 机 械 事 故 分析 和 查找 事故 原 因等 。本 文 在齿轮 双啮仪 的智 能化 改 造 中，对 用 于 支 撑 电机 的 “支 撑 架 零件 ”设 计 进 行 了分 析 ，利 用 大 型通 用软 件 ＡＮＳＹＳ模 拟 支撑 架 的受力情 况 ，使 支撑 架在 满足 使 用要 求 的基础 上 ，经济地 使 用材 料 ，避 免 设计 出的零 件考虑 不周全 ，顾此 失彼 。
立 板
ｌ 改 造 方 案
如 图 Ｉ所 示 ，在 齿轮 双 啮仪 的测 量 滑架 上 安 装 步进 电机 ，在标 准齿 轮轴 上安装 传动齿 轮 ，使 其 与电 机轴上 的齿轮 相 啮合 ，同时 以位 移 传 感 器代 替 千 分 表对双 啮齿轮 中心 距 的 变化 量 等 间 隔采 样 ，测 量 信 号经 电感测微 仪转换 输 出直流 电压信 号 ，再 经放 大 、 滤波 ，采 样与 Ａ／Ｄ转 换 ，最终 由单 片机 系统进 行 数 据处理 ，然后显 示 和打印测 量结 果 。
在齿轮 双啮 仪 的智 能化 改造 中 ，支撑 电机 的“支 撑架 零件 ”设 计对 整个 仪 器 的可靠 稳 定 运 转起 着 很 重要 的作用 。该类 零件 的设计 ，要综 合考 虑刚度 、强 度 和稳 定性 等 ，本 文 利 用 大型 通 用 软 件 ＡＮＳＹＳ模 拟支撑 架 的受力情 况 ，使 支 撑 架在 满 足 使 用要 求 的 基础上 ，经济 地使 用材料 。
关 键词 ：双啮仪 ；智能化 改造 ；支撑 架 ；ＡＮＳＹＳ 中图分类 号 ：ＴＧ２４１ 文献标 识码 ：Ｂ
近 年来 ，随着测试 及其 相关微 电子技 术 的发展 ， 在 齿轮精 度检测 方 面也不 断开发研 制 出先进 的测量 仪 器 ，在 一定程 度 上 提高 了检测 精 度 。但 这 些新 仪 器 不但价 格 高 ，而 且 对 环 境 条 件 要 求 严 格 ，故 障率 高 ，不易 于车 间的 使用 。传 统 的双 面 啮合 综 合检 查 仪 （简称 双啮仪 ）使 用 方 便 可靠 、价 格 低 廉 、可满 足 一 般 精度 要求 ，因此 其仍 是 检 查 齿轮 制 造 行业 齿 轮 质量 的 主要 仪 器 。传 统 的 双 啮仪 由 于 是 纯 机 械 装 置 ，因此检 测时存 在 人 工 转动 、人 工 读 数 、检测 效 率 低 和人 为误 差 大 等缺 点 。随 着计 算 机 技术 的发 展 ， 根据 我 国中小齿 轮企 业 质 量 管理 的要 求 ，对传 统 的 双 啮仪利 用微机 进行智 能化 改造 ，是 一种 经济 可靠 、 切 实可行 的方法 。
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新 技术新 工艺 》·数 字设计 与数 字制造 ２００７年 第 ３期
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图 ｉ 改 进 后 齿轮 双 啮 仪结 构 图
所 设 计 的支 撑 架 零 件 是 要 安 装 在 齿 轮 双 啮 仪 （如 图 １）的 可动 滑 架 上 ，用 于支 撑 电机 。 图 Ｉ显 示 了所要设 计零 件 的具 体安 装情 况及其 轮廓 。其 大体 外 形如 图 ２所 示 ：
横 板
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基于 ＡＮＳＹＳ齿轮双啮仪 的智 能化 改造 中的支架设计
赵 天婵 ，张 鹏
（ｉ．江 汉 大 学 机 电 与建 筑 学 院 ，湖北 武 汉 ４３００５６；２．华 中科 技 大 学 土 木 工 程 与力 学 学 院 ，湖北 武 汉 ４３００７４）
２ 支撑 架 零 件
Ｉ）支撑 架 的作 用 和外形
图 ２ 支 撑 架 大体 外 形 图
２）支撑架 工艺 结构设 计 因 为横 板上 要 安放 电机 ，所 以根 据 电机 外 形可 以设计 横板 结构 ；底板 安放在 双 啮仪滑 架上 ，起 到 固 定 的作用 ，如 图 ３所示 。 支撑架 的底 板设计 为 Ｕ 字形 ，主要 是 为 了节省 材料 ，减轻 重量 ；将 横 板 、立 板 尺 寸设 计 得 比底板 尺