管套壓裝專機(jī)設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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1 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 2015 屆 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 題 目： 管套壓裝專機(jī) 的設(shè)計 子 題： 學(xué)生姓名： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 所在系（教研室）：機(jī)電與信息工程系 下達(dá)日期： 2014 年 7 月 4 日 完成日期： 2015 年 6 月 12日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 管套壓裝專機(jī)設(shè)計說明書 摘要 .............................................................. 2 ........................................................ 3 第一章 緒論 ...................................................................................................................................... 4 題的來源與研究的目的和意義 ...........................................................................套壓裝專機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 ..........................................................................................二章 管套壓裝專機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .....................................................................套壓裝專機(jī)的總體方案圖 ................................. 11 套壓裝專機(jī)的壓裝原理 ........................................................................................械傳動部分的設(shè)計計算 ........................................................................................ 壓裝機(jī)構(gòu)中電機(jī)的選型計算 ..............................................................V 帶傳動的設(shè)計計算 ............................................................................. 滾珠絲桿的選型計算 ........................................................................... 直線導(dǎo)軌的選型計算設(shè)計計算 ..........................................................三章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 ................................... 23 承強(qiáng)度的校核與計算 ...................................... 23 桿螺母強(qiáng)度的校核計算 ..............................................................................四章 壓裝專機(jī)中主要零件的三維建模 ............................. 25 珠絲桿的三維建模 .......................................................................................線滑塊的三維建模 .......................................................................................套固定座的三維建模 ..................................................................................裝專機(jī)的三維建模 .......................................................................................論 ............................................................. 30 致謝 ............................................................. 31 參考文獻(xiàn) ......................................................... 32 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受 到其他國家先進(jìn)技術(shù)沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機(jī)會也變的越來越多。 管套壓裝專機(jī) 行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距。在新的市場需求的驅(qū)動下，管套壓裝專機(jī)的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內(nèi)管套壓裝專機(jī)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型經(jīng)濟(jì)高效型的管套壓裝專機(jī)械設(shè)備，在人工裝配過渡到機(jī)械設(shè)備自動裝配的演變中發(fā)揮著積極作用。一般生產(chǎn)大型管套壓裝專機(jī)設(shè)備的企業(yè)對設(shè)備 安全指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備時，都充分考慮到設(shè)備在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設(shè)備因為振動或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi) 管套壓裝專機(jī) 設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。加大管套壓裝專機(jī)設(shè)備新型節(jié)能、高效管套壓裝專機(jī)的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 管套壓裝專機(jī)的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前管套壓裝專機(jī)正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 近期對機(jī)械行業(yè)中軸、軸承和軸套的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中軸、軸承和軸套是其中的關(guān)鍵零配件。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。在安裝軸、軸承和軸套時如果使用人工壓配不但勞動強(qiáng)度太大而且相互尺寸不易保證，所以設(shè)計一個專用的壓裝機(jī)勢在必行。本次的畢業(yè)設(shè)計課題的是一臺管軸壓裝專機(jī)。 本文介紹了管套壓裝專機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計 中所必須的理論計算和相關(guān)強(qiáng)度校驗，該管套壓裝專機(jī)的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，運行平穩(wěn)。采用的總體方案是：在專機(jī)上定位兩軸套相對位置，利用電機(jī)減速機(jī)提供動力，通過皮帶輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動裝有螺母的壓頭移動，將旋轉(zhuǎn)運動化為直線壓入運動。采用牙嵌式安全離合器進(jìn)行過載保護(hù)，壓配后在管子相應(yīng)位置通過鉆模板鉆孔。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械工業(yè)； 管套壓裝專機(jī)；裝配；高效 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 of of is a to do to a to or It in to in to in of is to a by of is a It is as an to as a of of of is a to on by in to of is we by be be by of 第一章緒論 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 題的來源與研究的目的和意義 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊 而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機(jī) 械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜 的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī) 械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段， 機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動力機(jī)械、核動力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動力裝 置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī) 模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作， 從而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院 校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變 化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。 綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合 和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 套壓裝專機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今社會，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，管套壓裝專機(jī)同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的管套壓裝專機(jī)是采用人工的形式來壓管套到管子上面，勞動效率低，壓裝精度低下，不適合批量生產(chǎn)的場合?，F(xiàn)代管套壓裝專機(jī)是用來代替人工壓配安裝軸、軸承和軸套的一種專用機(jī)。隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，軸、軸承和軸套的使用也越來越廣泛，而軸與軸承、軸套的配合為過盈配合 H8/需壓入力較大，且隨壓入長度增大而增大。在無縫鋼管二端要均勻壓入二軸套，且要保證二軸套相對位置，軸套壓到底后，在相應(yīng)位置要鉆攻螺孔。，如果使用人工裝配不但勞動強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個專用的管套壓裝專機(jī)以成為發(fā)展趨勢。 第二章 管套壓裝專機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 套壓裝專機(jī)的總體方案圖 本次設(shè)計的管套壓裝專機(jī)采取的方案是：在專機(jī)上定位兩軸套相對位置，利用電機(jī)減速機(jī)提供動力，通過皮帶輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動裝有螺母的壓頭移動，將旋轉(zhuǎn)運動化為直線壓入運動。采用牙 嵌式安全離合器進(jìn)行過載保護(hù)，壓配后在管子相應(yīng)位置通過鉆模板鉆孔。具體方案布局圖如下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 套壓裝專機(jī)的壓裝原理 管套壓裝轉(zhuǎn)專機(jī)的工作原理為：采用的 原動件為電機(jī) — 減速機(jī)，動力通過皮帶輪傳至執(zhí)行件。二套之間的相對位置可通過定位實現(xiàn)。利用套上φ 48凸臺和φ 9孔及φ 100端面定位，φ 9孔裝入菱形銷 ,φ 48凸臺插入定位沉孔 ,用這樣的類似于一面二銷的六點完全定位方式保證相對位置，其中一只套定位在壓頭上，另一只套定位于固定支座上。由于軸套與軸之間的配合為過盈配合 H8/需壓入力較大，且隨壓入長度 增大而增大，當(dāng)軸套壓到底時，壓入力會瞬間急增，為保護(hù)電機(jī)，需采用安全離合器進(jìn)行過載保護(hù)，利用其可調(diào)整保護(hù)壓力，以限定最大壓入力。管子由 慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現(xiàn)壓不進(jìn)的現(xiàn)象，故采用高度可調(diào) V 型塊，以降低對專機(jī)零件加工的精度要求，可使專機(jī)裝配、調(diào)試簡單、方便，節(jié)約成本。 械傳動部分的設(shè)計計算 裝機(jī)構(gòu)中電機(jī)的選型計算 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 已知整個壓裝機(jī)上工件與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?20圍為 5000動速度為 1~2r/： 0 01020 ???? ???具體的電機(jī)設(shè)計計算如下 : N= ?＝ W) G－管套壓裝專機(jī)的生產(chǎn)能力， 1000kg/h ? －傳動效率，取 以根據(jù) N＝ n＝ 1500r/ 0112查 0112 帶傳動的設(shè)計計算 1）設(shè)計功率???? 工況系數(shù)，查 8－ 1－ 22 ，取 －傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù)n 查 8－ 1－ 2 選取普通 V 帶 B 型， 1n －小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/）傳動比 ? 2n ＝m 1 80 1 0 r?4）小帶輪基準(zhǔn)直徑 1 由 8－ 1－ 12 和表 8－ 1－ 14 選定 1d＝ 100mm>75r/ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 5）大帶輪基準(zhǔn)直徑 2 501 ???? 由 8－ 7 得250）帶速驗算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a ???? ????? ?? 7）初定軸間距 0a （ 90)21(20 ??? 8）所需帶的基準(zhǔn)長度 0 020 4)()(22 12210 ??? ? ＝2 8 04 802 8 022 8 022????? ?＝ 650 8－ 1－ 8 取900帶型為 A－ 900 9）實際軸間距 a 7 72 8 8 69 0 02 8 02 00 ＝?????? 10）小帶輪包角 1? ?? 0121 ????? a dd ?? ?= ?164 11）單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號、1n 普通 V 帶查 8－ 1－ 27（ c） 取 2） 1?i 時單根 V 帶型額定功率增量 1P? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 根據(jù)帶型號、 1n 和 i 查 8－ 1－ 27（ c） 取 3） V 帶的根數(shù) Z Z = 1( ???????? 帶輪包角修正系數(shù)查 8－ 1－ 23,取 帶長修正系數(shù)查 8－ 1－ 8，取 4） 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 20 ) 0 0 ? = 00 ????=134（ N） m－ kg/m）查 － 1－ 24，取 5）作用在軸上的力 ?F )(106182s i i 0 ??????? ?)(159282s i i 0m a x ??????? ?－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 16）帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度 以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為 8－ 1－ 10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查 輪的零件圖如下圖所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 珠絲桿的選型計算 1） 材料選用原則 選材的基本原則是材料在能滿足零件使用性能的前提下，具有較好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。 材料的使用性能是指機(jī)械零件在正常工作條件下應(yīng)具備的力學(xué)、物理 、化學(xué)等性能，是保證該零件可靠性的基礎(chǔ)。對一般機(jī)械零件來說，選材時主要考慮的是其力學(xué)性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應(yīng)該考慮其工作環(huán)境對零件性能的影響。 零件按力學(xué)性能選材時，首先應(yīng)正確分析其工作條件、形狀尺寸及應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合該類零件出現(xiàn)的主要失效形式，找出其在實際使用中的主要和次要的失效抗力指標(biāo)，以此作為選材的依據(jù)。 2）絲杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù)要求 1、工作條件 由于傳動機(jī)構(gòu)是絲杠螺母副，即螺旋傳動副，而工作時主要是攜帶傳感器進(jìn)行測量，而非傳遞動力或扭矩。主要承受一定的剪切、彎曲、扭轉(zhuǎn)等載 荷。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2、主要失效形式 當(dāng)彎曲載荷較大時，絲杠承受著交變應(yīng)力；當(dāng)其表面硬度較低，表面質(zhì)量不良時，會發(fā)生磨損，甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設(shè)計的絲杠所傳遞的動力和扭矩都很小。因此，主要的失效形式是磨損。通過提高絲杠螺母的表面質(zhì)量和安裝精度可以有效的減少磨損。 3、材料性能要求 根據(jù)絲杠的工作條件和失效形式，要求絲杠材料具備以下主要性能：①電磁鐵參數(shù)測量裝置是對電磁鐵的電磁吸力、磁場強(qiáng)度和線圈溫度進(jìn)行測量的裝置。為避免電磁鐵的磁泄漏，采用不可磁化材料。如不銹、鋁合金、銅合金、陶瓷材料或高分子材料。②較高 的綜合力學(xué)性能 承受一定的交變載荷與沖擊載荷。③絲杠軸頸應(yīng)具有高的硬度和耐磨性，提高絲杠的旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。 根據(jù)絲杠螺母副的工作條件、失效形式和技術(shù)要求，考慮材料的綜合性能，絲杠采用淬火鋼，螺母采用鑄造錫青銅。這是由于銅合金材料不僅具有較高的綜合力學(xué)性能，而且具有較高硬度和耐磨性。絲杠螺母副的導(dǎo)柱采用不銹鋼，導(dǎo)軌采用鋁合金，聯(lián)結(jié)件采用高分子塑料。 3）絲桿螺旋傳動的類型、特點與應(yīng)用 絲桿螺旋傳動是利用絲桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變 為回轉(zhuǎn)運動，同時傳遞運動或動力。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個以滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動的體系。以傳動形式分為兩種：一種是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動；另外一種是將直線運動轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運動。梯形絲桿的特點： （ 1）傳動效率高：梯形絲杠傳動系統(tǒng)的傳動效率高達(dá) 90%～ 98%，為傳統(tǒng)的滑動絲杠系統(tǒng)的 2～ 4 倍，所以能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運動轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運動（運動可逆）。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 2）運動平穩(wěn)：梯形絲杠傳動系統(tǒng)為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。 （ 3）高精度：梯形滾珠絲杠傳動系統(tǒng)運動中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 （ 4）高耐用性：鋼球滾動接觸處均經(jīng)硬化（ 63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動，相對對磨損甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性。 （ 5）同步性好：由于運動平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無阻滯、無滑移，用幾套相同的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)同時傳動幾個相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。 （ 6）高可靠性：與其它傳動機(jī)械，液壓傳動相比，滾珠絲杠傳動系統(tǒng)故 障率很低，維修保養(yǎng)也較簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。 （ 7）無背隙與預(yù)緊：采用歌德式（ 槽形狀、軸向間隙可調(diào)整得很小，也能輕便地傳動。若加入適當(dāng)?shù)念A(yù)緊載荷，消除軸向間隙，可使絲杠具有更佳的剛性，在承載時減少滾珠和螺母、絲杠間的彈性變形，達(dá)到更高的精度。 （ 3）穩(wěn)定性驗算，由部件自重產(chǎn)生的使絲桿回轉(zhuǎn)的扭矩 '2f ' 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4?? ? ? ??f ? 式中 G—— 移動部件自重 S—— 導(dǎo)程（ 'h —— 逆?zhèn)鲃有剩捎跐L珠絲桿副的正傳動效率和逆?zhèn)鲃有式葡嗟?，因此，一般用正傳動效?h 代替 'h 。 ' 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4?? ? ? ??f ? 知 110應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)帶動絲桿螺母副時不會發(fā)生逆向傳動 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 5）軸承的選擇，初選 6002，工作時 為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽命為 5000h，絲桿在工作的過程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負(fù)載 本額定負(fù)載荷 為了能安裝方便本次設(shè)計中 6002 軸承可以用帶座軸承代替，選用軸承的型號為承。 or=e=表可知道 e=量負(fù)載的計算 P=200N 可算得軸承壽命 [6] 16667 ??? ????f P?（ 溫度系數(shù) 1，載荷系數(shù) 1， 承座，壽命指數(shù)為 e =3 得31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 1 6 2 7 6 3 5 0 0 02 0 0 2 0 0???? ? ????? h） 所以該軸承適合。 4）滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同。 （ 1）固定 用于高轉(zhuǎn)速、高精度； （ 2）固定 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度； （ 3）支承 精度； （ 4）固定 適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠。 本次設(shè)計中絲桿螺母的固定方式如下所示 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 5）滾珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 1、油潤滑 一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤滑比脂潤滑佳，這時滾珠絲杠副的溫升較小。油潤滑的補(bǔ)充潤滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到 8 小時的補(bǔ)充潤滑時間。 2、脂潤滑 采用脂潤滑的優(yōu)點可以使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)在一段很長時間后才需進(jìn)行補(bǔ) 充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤滑的裝置。補(bǔ)充潤滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半。可以使用所有高級滾動軸承潤滑脂，但要注意潤滑脂廠家的說明和提示。潤滑脂的補(bǔ)充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤滑脂后才能更換新的潤滑脂 3、防塵與隔離 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 滾珠螺杠與滾動軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進(jìn)入就會很快使它磨耗，成為損壞的原因。困此，必須采用防護(hù)裝置（折疊式或伸縮式絲杠防塵罩）將絲杠軸完全防護(hù)起來。另外雖沒有別的異物，但有浮塵時要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設(shè)計使用中應(yīng)注意 的問題： (1) 為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應(yīng)使作用在螺母上的合力通過絲杠軸心，以保證滾珠受力均勻，避免傾覆力。 (2) 防逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動逆效率高，應(yīng)考慮在電機(jī)停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?(特別是在垂直方向上傳動時 )，防止逆?zhèn)鲃拥姆椒刹捎茫和ｋ娮枣i的電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、離合器等方式。 (3) 滾珠絲杠副在行程兩端應(yīng)有行程保護(hù)裝置，以防止越程后滾珠絲杠副受撞擊而影響精度、使用壽命甚至損壞。 (4) 防止熱變形：熱變形對精密螺旋傳動的定位精度有著重要的影響。其熱源不單是螺旋副的摩擦熱， 還有其他機(jī)械部件工作時產(chǎn)生的熱，致使絲杠熱膨脹而伸長。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強(qiáng)制冷卻等減少熱變形對絲杠的伸長的影響。 (5) 細(xì)長而又水平放置的絲杠，因自重使軸線產(chǎn)生彎曲變形，是影響導(dǎo)程累積誤差的因素之一，還會使螺母受載不均。設(shè)計細(xì)長絲杠時，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 (6) 防護(hù)與密封，塵埃和雜質(zhì)進(jìn)入滾道會妨礙滾動體運動流暢，會加速滾動體與滾道的磨損，使?jié)L動螺旋副喪失精度。為此需要防塵措施。滾珠絲杠副在螺母兩端已安裝防塵圈，為避免絲杠外露，還需要為絲杠選擇 防護(hù)裝置。 (7) 合理潤滑是減小驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、提高傳動效率、延長螺旋副使用壽命的重要環(huán)節(jié)，接 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 觸表面的油膜還有吸振、減小傳動噪聲和沖洗絲杠上的粉塵等雜物的作用。因此要注入潤滑脂。在螺母上還有油孔，用戶可旋入油嘴，再采用其他合適的潤滑方式。 (8) 正確選擇預(yù)緊力，滾珠絲杠副出廠時已經(jīng)按要求調(diào)節(jié)好所需要的預(yù)緊力，嚴(yán)禁自行拆卸滾珠絲杠副的各個部件，以免影響其精度。嚴(yán)禁敲擊和拆卸導(dǎo)珠管，以免造成滾珠堵塞，運轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應(yīng)于數(shù)控機(jī)床的大接觸軸承以提高傳動剛度。 (10) 用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠 螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 則無法裝配螺母。 (11) 水平位置采用外循環(huán)滾珠絲杠副，最好是插管放置再絲杠軸線上面。 (12) 為便于絲杠加工，絲杠上最大外圓處的直徑最好不要大于絲杠的外徑 線導(dǎo)軌的選型計算設(shè)計計算 通過絲桿螺母傳動，帶動整個壓裝裝置水平往復(fù)運行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個絲桿螺母裝置。 1 直線軸承的選擇 程式塑料保持器適用于 20 ~80? ? ?保持器適用于為40 ~80? ? ?銹鋼軸承適合于水、蒸氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場合，軸承型號按下述計算公式確定。 硬度系數(shù) 度 上， 度 。 溫度系數(shù) 作溫度小于 100作溫度 1005。 接觸系數(shù) 每根軸裝一套軸承， 根軸裝二套軸承， 根 軸裝三套軸承， 根軸裝四套軸承， 荷系數(shù) 運行速度小于 15 米 /分鐘，無沖擊、無振動， ； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 運行速度小于 60 米 /分鐘，微小沖或振動， ； 運行速度大于 60 米 /分鐘，或有較大沖擊、振動， 。 時間壽命 10000*L) /2 *L(S*0) (位單： h 小時 ) L：長度壽命 (萬米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復(fù)次數(shù) 已知行程 L=，工作溫度 60分鐘往復(fù)次數(shù) 0，微小 沖擊，軸承工作載荷 00度大于 望壽命 000 小時，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=運 行 速 度 ，屬 于 一 般 沖 擊 ， 選 取 F W 2 . 0? ? ???F H F T F 000N，我們選用兩個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負(fù)載就平均分配，上下六個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負(fù)載為 166N。本次設(shè)計中所選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 根據(jù)每個滑動軸承的負(fù)載承受 166N，我們選用滑動軸承為 承中間孔徑為 20樣導(dǎo)向光桿的直徑也為 20 2）直線軸承安裝： 軸承座孔公差推薦采用 ，直線軸公差推薦采用 ，軸承安裝必須用臺階芯軸壓入；直線軸安裝必須對準(zhǔn)軸承孔插入，動作輕緩，軸傾斜插入會導(dǎo)至保持器變型 和鋼球脫落，軸承安裝方向應(yīng)按照表 1 所示，可以提高軸承承載能力，延長壽命。 軸承座孔有可能壓縮軸承，引志游隙變小，此時用手轉(zhuǎn)動直線軸，如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動， 配合游隙 為 0～ +果稍加力才能轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 0過盈） ；如果加力也不能轉(zhuǎn)動，配合游隙已多于 種情況鋼球滾動時可能同時作滑動，會降低軸承和軸的作用壽命，只有在輕載、低速且定心要求高的情況下才可采用。調(diào)整型、開口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測量，割口后會有一些彈性變形，配合游隙應(yīng)裝入軸承座內(nèi)測量（鋼保持器軸承、 承情況類似）。游隙可調(diào)節(jié)的軸承座調(diào)節(jié)方向應(yīng)和軸承割口方向垂直以保證游隙均勻，直線軸承結(jié)構(gòu)特點不能作旋轉(zhuǎn)運動，同時要求有良好的導(dǎo)向性，所以直線 軸承一般以二根軸 +四套軸承或二根軸 +二套加長型軸承為一個組合使用，二根軸安裝要平直，整個組合裝配后，用手推拉必須靈活無阻滯才可安裝傳動機(jī)構(gòu)，傳動動力要足夠克服軸承磨擦阻力，直線軸承磨擦阻力近似為千分之一工作載荷 。 承出廠涂有防銹油，使用時需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低，常用的有 2 號鋰基脂和低噪音軸承潤滑脂， 填脂量為保持器空隙的三分之一。油潤滑不需清除防銹油， 根據(jù)工作測試采用 15#～ 100#潤滑油， 工作溫度低采用低粘度油， 工作測試高采用高粘度油，常用的有透平油，機(jī)械油和錠子油，無密封軸承把油 滴在軸上即可，帶密封軸承需把油加到軸承內(nèi)，本公司為用戶準(zhǔn)備了帶油孔的軸承和軸承座。對于一些不允許有油（脂）的工作場所，先清除防銹油，干燥后在每列鋼球上噴一些市售的二硫化鉬噴劑，再次干燥后即可使用，帶密封軸承應(yīng)避免密封圈和軸干磨擦引起密封唇口擠入軸承內(nèi)，造成軸承的非預(yù)期損壞。鐵屑會極大地降低軸承壽命，粉塵和臟物會阻塞保持器球道，使鋼球不能回轉(zhuǎn)，引起保持器損壞、鋼球擠膠。帶密封軸承可用于一般帶粉塵工場所，像木工機(jī)械、鑄造機(jī)械等多粉塵場合，請在軸承兩端另加密封，防止粉塵進(jìn)入并可減少油脂損耗。 軸承運動和換向時承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時，由于機(jī)器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振動會進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時的靜載荷，定義為基本額定靜載荷 承使用時，沖擊力很難測定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時使軸承承受的靜載 荷 0/受振動和沖擊場合 振動和沖擊工作場合 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為 5 萬米， 通過限定基本額定動載荷 C 來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本 額定動載荷 C 定義為一批相同的軸承在相同條件下運行 5 萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。 第三章各主要零部件強(qiáng)度的校核 承強(qiáng)度的校核與計算 （ 1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承 350324B，由文獻(xiàn) [2]表 得 862?N，1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受 支反力合力 222 ????? （ 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 0?文獻(xiàn) [2]表 得， ， 0 0 51 ?????? （ 按軸承 驗算 9310366 ????????? ???????????? ? （ ?hL h= 年 由于拖拉機(jī)減速箱的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 桿螺母強(qiáng)度的校核與計算 滾動螺旋傳動主要承受軸向力。由于螺母和螺桿間有較大的滑動摩擦，因而磨損是其 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 主要的失效形式。滾動