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黑龍江科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 趙璽超 任務(wù)下達(dá)日期 2011 年 12 月 19 日 設(shè)計(jì)開(kāi)題日期 2012 年 04 月 13 日 設(shè)計(jì)開(kāi)始日期 2012 年 04 月 16 日 中期檢查日期 2012 年 05 月 18 日 設(shè)計(jì)完成日期 2012 年 06 月 04 日 一 設(shè)計(jì)題目 無(wú)碳重力勢(shì)能小車(chē)設(shè)計(jì) 二 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 綜合運(yùn)用知識(shí) 全面考慮有關(guān)科學(xué)的 經(jīng)濟(jì)的及社會(huì) 的情況 進(jìn)行多種方案比較 確定最優(yōu)方案 設(shè)計(jì)計(jì)算 這是設(shè)計(jì)過(guò)程中 工作量最大的階段 它包括設(shè)計(jì)計(jì)算與工程圖繪制和技術(shù)文件的編制 完成 主動(dòng)軸加工工藝及主要工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 其中 1 張圖必須徒手畫(huà) 按照工程 技術(shù)規(guī)范要求 整理好技術(shù)資料 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 三 設(shè)計(jì)目標(biāo) 根據(jù)功能設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一種可將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并 可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的裝置 小車(chē)前進(jìn)的路線(xiàn)以 s 周期性變化能夠自動(dòng)避 開(kāi)路線(xiàn)上設(shè)置的障礙物 按照工程技術(shù)規(guī)范要求 整理好技術(shù)資料 編寫(xiě)出 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 指 導(dǎo) 教 師 李光輝 院 系 主管領(lǐng)導(dǎo) 2011 年 12 月 19 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目 無(wú)碳重力勢(shì)能小車(chē)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí) 機(jī)械制造 08 4 班 姓 名 趙璽超 學(xué) 號(hào) 080514020519 指導(dǎo)教師 李光輝 教師職稱(chēng) 高工 黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目 無(wú)碳重力勢(shì)能小車(chē)設(shè)計(jì) 來(lái)源 科技創(chuàng)新 1 研究目的和意義 開(kāi)發(fā)新能源和可再生能源是能源可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)有之義 我國(guó)的能源供應(yīng)結(jié) 構(gòu)里 煤炭 石油與天然氣等不可再生能源占絕大部分 新能源和可再生能源開(kāi) 發(fā)不足 這不僅造成環(huán)境污染等一系列問(wèn)題 也嚴(yán)重制約能源發(fā)展 必須下大力 氣加快發(fā)展新能源和可再生能源 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu) 增強(qiáng)能源供給能力 緩解壓力 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 目前 我國(guó) 新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 已編制完畢 即將上報(bào)國(guó)務(wù)院 十二五 能源發(fā)展規(guī)劃也正在編制中 總體而言 在今后 20 30 年內(nèi) 我國(guó)傳統(tǒng)能源的主 導(dǎo)地位仍然難以改變 新能源只能起到補(bǔ)充作用 從發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)說(shuō) 新能源必須 具備一定規(guī)模 這樣才能降低發(fā)展成本 并為相關(guān)裝備制造業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新提供有 力支撐 根據(jù)目前我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀和今后發(fā)展?jié)摿浪?到 2020 年 我國(guó)新 能源占一次能源消費(fèi)的比重應(yīng)該達(dá)到 15 左右 因此 在 十二五 期末 新能源所 占比重應(yīng)該達(dá)到 12 13 世界部分主要國(guó)家新能源發(fā)展?fàn)顩r 美國(guó)推行 綠色新政 明確發(fā)展目標(biāo) 根據(jù)奧巴馬提出的新能源政策構(gòu)想 美國(guó)將在可再生能源 節(jié)能汽車(chē) 分布式能源供應(yīng) 天然氣水合物 清潔煤 節(jié) 能建筑 智能網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域探索出一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)利益最大化的創(chuàng)新戰(zhàn)略 日本通過(guò)法律約束 稅收優(yōu)惠和政策引導(dǎo)等一系列配套措施 大力推動(dòng)新能 源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能 風(fēng)能 核能等新能源和節(jié)能技術(shù) 經(jīng)過(guò)三十多 年的發(fā)展 日本在新能源發(fā)電 新能源電池和節(jié)能環(huán)保方面處于世界領(lǐng)先地位 巴西生物能源在其能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)半壁江山 汽車(chē)市場(chǎng)售出的新車(chē)中約 有 80 是可以使用乙醇燃料的新能源汽車(chē) 新能源汽車(chē)普及率較高 有效地降低 了對(duì)石油的依賴(lài) 在使用生物乙醇解決污染方面走在世界前列 3 研究 設(shè)計(jì)的目標(biāo) 給定一重力勢(shì)能 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理 設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械 能并可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的裝置 該自行小車(chē)在前行時(shí)能夠自動(dòng)避開(kāi)賽道上設(shè)置 的障礙物 每間隔 1米 放置一個(gè)直徑 20mm 高 200mm的彈性障礙圓棒 給定重力勢(shì)能為 5焦耳 取 g 10m s2 即質(zhì)量為 1Kg的重塊 50 65 mm 普通碳鋼 鉛垂下降來(lái)獲得 落差 500 2mm 重塊落下后 須被小車(chē)承載并 同小車(chē)一起運(yùn)動(dòng) 不允許掉落 小車(chē)前行過(guò)程中完成的所有動(dòng)作所需的能量均由此能量轉(zhuǎn)換獲得 不可使用 任何其他的能量形式 小車(chē)要求采用三輪結(jié)構(gòu) 1 個(gè)轉(zhuǎn)向輪 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪 綜合運(yùn)用知識(shí) 多種方案比較 確定最優(yōu)方案 圖紙總量 A0號(hào)圖紙 2 5張 其中 1張圖必須徒手畫(huà) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 1 5 萬(wàn) 2 萬(wàn)字 4 設(shè)計(jì)方案 1 根據(jù)功能設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一種可將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車(chē) 行走的裝置 小車(chē)前行過(guò)程中完成的所有動(dòng)作所需的能量均由此能量轉(zhuǎn)換獲 得 因此設(shè)計(jì)中要充分利用重錘的重力勢(shì)能 以確保小車(chē)行駛距離更遠(yuǎn) 2 根據(jù)功能設(shè)計(jì)要求 小車(chē)在前行時(shí)能夠自動(dòng)避開(kāi)賽道上設(shè)置的障礙物 因此 小車(chē)前進(jìn)的路線(xiàn)以 s 周期性變化 同時(shí) 在小車(chē)能夠順利前行的的前提 下 確定小車(chē)軌跡與中心線(xiàn)之間合適的偏距 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要最大程度地減小小車(chē)的重量和阻力 同時(shí)要與生產(chǎn)綱領(lǐng) 工藝性 加工 裝配 成本 質(zhì)量統(tǒng)籌考慮 力求產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì) 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從重要到次要 從總體到局部 從粗略到精細(xì) 權(quán)衡利弊 反復(fù) 推敲 逐步改進(jìn) 5 方案的可行性分析 1 能力轉(zhuǎn)化裝置 重塊的重力勢(shì)能通過(guò)線(xiàn)繩 定滑輪 繞線(xiàn)軸 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)化為小車(chē)的 動(dòng)能 我們知道 1 小車(chē)在在靜止時(shí)的所受的靜摩擦力大于運(yùn)動(dòng)中所受的動(dòng) 摩擦力 2 小車(chē)在啟動(dòng)時(shí)需要一定的加速度 3 小車(chē)在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)需要阻 力矩于動(dòng)力矩相平衡 在設(shè)計(jì)繞線(xiàn)結(jié)構(gòu)時(shí) 突破了傳統(tǒng)的思想 將繞線(xiàn)軸設(shè) 計(jì)為錐面螺紋與圓柱面相結(jié)合 小車(chē)啟動(dòng)時(shí)線(xiàn)繩繞在錐面螺紋的大端 以增 加其啟動(dòng)力矩 使小車(chē)能夠順利啟動(dòng) 之后線(xiàn)繩通過(guò)錐面螺紋平滑過(guò)渡到圓 柱面上 實(shí)現(xiàn)阻動(dòng)力矩平衡 以確保小車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行 2 傳動(dòng)比確定 s 型曲線(xiàn)其波長(zhǎng)為 2m 通過(guò)一系列計(jì)算 設(shè)計(jì)了完成 s 型曲線(xiàn)一周期 驅(qū)動(dòng)輪須轉(zhuǎn) 4圈 轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn) 1個(gè)周期 因此可以確定小車(chē)的總傳動(dòng)比為 1 4 為了使小車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)盡量緊湊簡(jiǎn)單 將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為二級(jí)傳動(dòng) 并 將總傳動(dòng)比平均分配 即為 軸到 軸傳動(dòng)比為 2 1 軸到 軸傳動(dòng)比為 2 1 3 主副輪驅(qū)動(dòng) 在這部分設(shè)計(jì)中 我們發(fā)揮了創(chuàng)造性思維 沒(méi)有將兩個(gè)后輪均與驅(qū)動(dòng)軸固定 而是將驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)通過(guò)鍵與一后輪聯(lián)接 另一側(cè)通過(guò)軸承與另一后輪聯(lián)接 此結(jié)構(gòu)解決了小車(chē)在行駛過(guò)程中兩后輪轉(zhuǎn)彎半徑不相同的缺點(diǎn) 使其轉(zhuǎn)向更 靈活 也同時(shí)減小了小車(chē)啟的動(dòng)力矩 4 轉(zhuǎn)向裝置 將小車(chē)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)通過(guò)空間四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn) 由于理論計(jì)算與實(shí)際 情況有一定差距 將轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計(jì)為可調(diào) 經(jīng)過(guò)分析 小車(chē)行駛軌跡的振幅 與曲柄的長(zhǎng)短成正比 軌跡偏左偏右與連桿的長(zhǎng)短有密切關(guān)系 因此可以調(diào) 節(jié)曲柄的長(zhǎng)短來(lái)控制軌跡的振幅 調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)短來(lái)控制軌跡偏向 從而使 小車(chē)軌跡處于最佳狀態(tài) 5 重塊高度可調(diào) 當(dāng)小車(chē)出發(fā)點(diǎn)已經(jīng)確定時(shí) 重塊高度不一致 經(jīng)分析其產(chǎn)生的原因是繞線(xiàn)過(guò) 程中存在誤差 而命題要求重塊落差為 500 2mm 為了解決此問(wèn)題 設(shè)計(jì)了 重塊高度調(diào)整機(jī)構(gòu) 通過(guò)此機(jī)構(gòu)保證了重塊落差要求的同時(shí)也保證了小車(chē)正 確的出發(fā)點(diǎn) 6 該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處 主副輪驅(qū)動(dòng) 在這部分設(shè)計(jì)中 沒(méi)有將兩個(gè)后輪均與驅(qū)動(dòng)軸固定 而是將驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)通過(guò) 鍵與一后輪聯(lián)接 另一側(cè)通過(guò)軸承與另一后輪聯(lián)接 此結(jié)構(gòu)解決了小車(chē)在行駛過(guò) 程中兩后輪轉(zhuǎn)彎半徑不相同的缺點(diǎn) 使其轉(zhuǎn)向更靈活 也同時(shí)減小了小車(chē)啟的動(dòng) 力矩 7 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域 可作為自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品物流中的一個(gè)基本搬運(yùn)環(huán)節(jié) 真正做到低碳減排 節(jié)能 環(huán)保 保護(hù)環(huán)境的同時(shí)節(jié)約了傳統(tǒng)搬運(yùn)環(huán)節(jié)因耗電等增加的生產(chǎn)成本 8 時(shí)間進(jìn)程 3 月 28 號(hào) 4 月 6 號(hào) 整理實(shí)習(xí)日記 撰寫(xiě)實(shí)習(xí)總結(jié)和開(kāi)題報(bào)告 4 月 7 號(hào) 5 月 4 號(hào) 設(shè)計(jì)計(jì)算 總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 5 月 5 號(hào) 5 月 25 號(hào) 總體圖和部件圖設(shè)計(jì) 5 月 26 號(hào) 5 月 31 號(hào) 零件圖設(shè)計(jì) 6 月 1 號(hào) 6 月 10 號(hào) 整理 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙 6 月 10 號(hào) 6 月 20 號(hào) 答辯 9 參考文獻(xiàn) 1 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 2 劉品 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ) M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2009 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 教師簽字 年 月 日 開(kāi)題答辯小組意見(jiàn) 組長(zhǎng)簽字 成員簽字 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn) 組長(zhǎng)簽字 年 月 日 摘 要 通過(guò)對(duì)第二屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練參賽作品 無(wú)碳重力勢(shì)能小車(chē) 的分析 發(fā)現(xiàn)小車(chē)在設(shè)計(jì)方面存在不足 為了改進(jìn)小車(chē)的不足之處 對(duì)小車(chē)的結(jié)構(gòu)部分 進(jìn)行重新設(shè)計(jì) 通過(guò)每一階段的深入分析把設(shè)計(jì)盡可能向最優(yōu)設(shè)計(jì)靠攏 根據(jù)小車(chē)功能要求 把小車(chē)分為車(chē)架 原動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī) 構(gòu) 行走機(jī)構(gòu) 微調(diào)機(jī)構(gòu)六個(gè)模塊 進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì) 首先針對(duì)每一個(gè)模塊 進(jìn)行多方案設(shè)計(jì) 通過(guò)綜合對(duì)比選擇出最優(yōu)的方案組合 確定的方案為 車(chē)架 采用三角底板式 原動(dòng)機(jī)構(gòu)采用了錐形軸 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用 曲柄搖桿 行走機(jī)構(gòu)采用單輪驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)差速 微調(diào)機(jī)構(gòu)采用微調(diào)螺母 然后對(duì) 方案進(jìn)行理論分析 綜合考慮零件材料性能 加工工藝等 進(jìn)而得出了小車(chē)的 具體參數(shù) 和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 關(guān)鍵字 工程訓(xùn)練 參賽作品 重力勢(shì)能小車(chē) I Abstract Based on the second national college engineering training entries carbon free gravitational potential energy car analysis Find cart in the design deficiencies In order to improve the deficiency of the trolley car a portion of the structure redesign Through each phase of the in depth analysis of the design as possible to move closer to optimal design According to the functional requirements of the trolley car divided into frame driving mechanism a transmission mechanism a steering mechanism a walking mechanism a fine adjustment mechanism of six modules modular design First for each module performs multiple design through comprehensive comparison and choose the optimal scheme of combination Determining the scheme are frame with triangular bottom plate type motive mechanism adopts a conical shaft the drive mechanism adopts gear steering mechanism with crank rocker walking mechanism driven by a single wheel to achieve differential fine tuning mechanism by fine adjustment nut Then the scheme theory analysis considering the parts and materials properties processing technology and then the specific parameters and movement rules Keywords engineering training entries gravitational potential energy II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 小車(chē)功能設(shè)計(jì)要求 1 1 2 小車(chē)的設(shè)計(jì)方法 1 第 2 章 方案設(shè)計(jì) 2 2 1 重塊支架 3 2 2 原動(dòng)機(jī)構(gòu) 3 2 3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 4 2 4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 5 2 5 行走機(jī)構(gòu) 6 2 6 微調(diào)機(jī)構(gòu) 7 第 3 章 技術(shù)設(shè)計(jì) 8 3 1 影響小車(chē)性能主要因素的分析 8 3 1 1 能耗規(guī)律分析 8 3 1 2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 10 3 1 3 動(dòng)力學(xué)分析 14 第 4 章 典型零件的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 16 4 1 主動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) 16 4 2 主動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 17 4 2 1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 第五章 典型零件加工工藝的分析及編寫(xiě) 20 5 1 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝分析 20 5 1 1 零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 20 5 1 2 零件技術(shù)要求分析 20 5 2 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝編寫(xiě) 21 結(jié)論 22 致謝 23 附錄 24 參考文獻(xiàn) 299 III Catalog Chinese abstract I Abstract II First chapter Introduction 4 1 1 Car functional design repuirements 4 1 2 Car design method 4 The second chapter Scheme design 2 2 1 A heavy block bracket 3 2 2 Driving mechanism 3 2 3 Transmission mechansim 4 2 4 Steering mechansim 5 2 5 Walking mechansim 6 The third chapter Technical design 7 3 1 Analysis of the factors affecting the performance car 8 3 1 1 Energy dissipation analysis 8 3 1 2 Kinematic analysis 8 3 1 3 Dynamics analysis 14 The fourth chapter Typical part desgin and strength check 16 4 1 Driving gear desgin 16 4 2 Driving gear strength 17 3 1 3 Dynamics analysis 17 The fifth chapter Typical part machining analysis preparationof 20 5 1 Drive shaft processing technology analysis 20 5 1 1 Parts of the structure and process analysis 20 5 1 2 Technical requirements of 20 5 2 Drive axle processingpreparation 21 Conclusion 22 Thank 23 Appendix 24 Reference 29 0 第 1 章 緒論 1 1 小車(chē)功能設(shè)計(jì)要求 給定一重力勢(shì)能 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理 設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī) 械能并可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的裝置 該自行小車(chē)在前行時(shí)能夠自動(dòng)避開(kāi)賽道上 設(shè)置的障礙物 每間隔 1 米 放置一個(gè)直徑 20mm 高 200mm 的彈性障礙圓 棒 以小車(chē)前行距離的遠(yuǎn)近 以及避開(kāi)障礙的多少來(lái)綜合評(píng)定成績(jī) 給定重力勢(shì)能為 5 焦耳 取 g 10m s2 競(jìng)賽時(shí)統(tǒng)一用質(zhì)量為 1kg 的重塊 50 65 mm 普通碳鋼 鉛垂下降來(lái)獲得 落差 500 2mm 重塊落下后 須被小車(chē)承載并同小車(chē)一起運(yùn)動(dòng) 不允許掉落 要求小車(chē)前行過(guò)程中完成的所有動(dòng)作所需的能量均由此能量轉(zhuǎn)換獲得 不 可使用任何其他的能量形式 小車(chē)要求采用三輪結(jié)構(gòu) 1 個(gè)轉(zhuǎn)向輪 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪 具體結(jié)構(gòu)造型以及材 料選用均由參賽者自主設(shè)計(jì)完成 要求滿(mǎn)足 小車(chē)上面要裝載一件外形尺寸 為 60 20 mm 的實(shí)心圓柱型鋼制質(zhì)量塊作為載荷 其質(zhì)量應(yīng)不小于 750 克 在小車(chē)行走過(guò)程中 載荷不允許掉落 轉(zhuǎn)向輪最大外徑應(yīng)不小于 30mm 1 2 小車(chē)的設(shè)計(jì)方法 小車(chē)的設(shè)計(jì)一定要做到目標(biāo)明確 通過(guò)對(duì)命題的分析得到了比較清晰 開(kāi)闊的設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)需要有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性 設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜 合考慮材料 加工 制造成本等給方面因素 小車(chē)的設(shè)計(jì)是提高小車(chē)性能的關(guān)鍵 在設(shè)計(jì)方法上考慮優(yōu)化設(shè)計(jì) 系 統(tǒng)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法 1 第 2 章 方案設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)小車(chē)的功能分析小車(chē)需要完成重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)換 驅(qū)動(dòng)自身行走 自動(dòng)避開(kāi)障礙物 為了方便設(shè)計(jì)這里根據(jù)小車(chē)所要完成的功能將小車(chē)劃分為五 個(gè)部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì) 車(chē)架 原動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 行走機(jī) 構(gòu) 微調(diào)機(jī)構(gòu) 為了得到令人滿(mǎn)意方案 采用擴(kuò)展性思維設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊 尋求多種可行的方案和構(gòu)思 設(shè)計(jì)圖框如圖 2 1 圖 2 1 設(shè)計(jì)步驟 在選擇方案時(shí)應(yīng)綜合考慮功能 材料 加工 制造成本等各方面因素 同時(shí)盡量避免直接決策 減少?zèng)Q策時(shí)的主觀因素 使得選擇的方案能夠綜 合最優(yōu) 2 圖 2 2 方案選擇 2 1 重塊支架 車(chē)架不用承受很大的力 精度要求低 但考慮到重量以及小車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生 的離心力造成重塊晃動(dòng)從而使小車(chē)不穩(wěn)定等 重塊支架采用鋁合金制作成三角 底板式 2 2 原動(dòng)機(jī)構(gòu) 原動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將重塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)的驅(qū)動(dòng)力 能實(shí)現(xiàn)這一功 能的方案有多種 就效率和簡(jiǎn)潔性來(lái)看繩輪最優(yōu) 小車(chē)對(duì)原動(dòng)機(jī)構(gòu)還有其它的 具體要求 1 驅(qū)動(dòng)力適中 不至于小車(chē)拐彎時(shí)速度過(guò)大傾翻 或重塊晃動(dòng)厲害影響 行走 3 2 到達(dá)終點(diǎn)前重塊豎直方向的速度要盡可能小 避免對(duì)小車(chē)過(guò)大的沖擊 同時(shí)使重塊的動(dòng)能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動(dòng)小車(chē)前進(jìn)上 如果重塊豎直方向的速度 較大 重塊本身還有較多動(dòng)能未釋放 能量利用率不高 3 由于不同的場(chǎng)地對(duì)輪子的摩擦摩擦可能不一樣 在不同的場(chǎng)地小車(chē)是 需要的動(dòng)力也不一樣 在調(diào)試時(shí)也不知道多大的驅(qū)動(dòng)力恰到好處 因此原動(dòng)機(jī) 構(gòu)還需要能根據(jù)不同的需要調(diào)整其驅(qū)動(dòng)力 4 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 效率高 圖 2 1 1 繞線(xiàn)軸 基于以上分析我們提出了輸出驅(qū)動(dòng)力可調(diào)的錐形螺旋槽原動(dòng)機(jī)構(gòu) 如上圖 可以通過(guò)改變繩子繞在繞線(xiàn)軸上不同位置來(lái)改變其輸出的動(dòng)力 2 3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上 要使小 車(chē)行駛的更遠(yuǎn)及按設(shè)計(jì)的軌道精確地行駛 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必需傳遞效率高 傳 動(dòng)穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕等 1 不用其它額外的傳動(dòng)裝置 直接由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)輪子和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 此種方式效率最高 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單 在不考慮其它條件時(shí)這是最優(yōu)的方式 2 帶輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 傳動(dòng)平穩(wěn) 價(jià)格低廉 緩沖吸震等特點(diǎn) 但 其效率及傳動(dòng)精度并不高 不適合本小車(chē)設(shè)計(jì) 3 齒輪具有效率高 結(jié)構(gòu)緊湊 工作可靠 傳動(dòng)比穩(wěn)定但價(jià)格較高 因此在第一種方式不能夠滿(mǎn)足要求的情況下優(yōu)先考慮使用齒輪傳動(dòng) 4 2 4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是本小車(chē)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分 直接決定著小車(chē)的功能 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也 同樣需要盡可能的減少摩擦耗能 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 同時(shí)還需要有特殊的運(yùn)動(dòng)特性 能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)足要求的周期回?cái)[動(dòng) 帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn) 拐彎避障的功能 能實(shí)現(xiàn)該功能的機(jī)構(gòu)有 凸輪機(jī)構(gòu) 搖桿 曲柄連桿 搖桿 曲柄滑塊等等 凸輪 凸輪是具有一定曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件 它運(yùn)動(dòng)時(shí) 通過(guò)高副接觸 可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng) 優(yōu)點(diǎn) 只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?便可使從動(dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng) 而且結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單 緊湊 設(shè)計(jì)方便 缺點(diǎn) 凸輪輪廓加工比較困難 在本小車(chē)設(shè)計(jì)中由于 凸輪輪廓加工比較困難 尺寸不能夠可逆的改變 精度 也很難保證 重量較大 效率低能量損失大 滑動(dòng)摩擦 因此不采用 曲柄連桿 搖桿 優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小 且面接觸便于潤(rùn)滑 故磨損減小 制造方便 已獲得較高精度 兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的 它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸 缺點(diǎn) 一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡 且設(shè)計(jì)較為 復(fù)雜 當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí) 需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往比較 多 這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 工作效率降低 不僅發(fā)生自鎖的可能性增加 而 且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造 安裝誤差的敏感性增加 機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長(zhǎng)生的慣性力難以平衡 在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載 荷 故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合 在小車(chē)設(shè)計(jì)中由于小車(chē)轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大 故機(jī)構(gòu)可以做的比較輕 可以忽略慣性力 機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜 對(duì)于安裝誤差的敏感性問(wèn)題我們可以增加微 調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)解決 曲柄搖桿 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 但和凸輪一樣有一個(gè)滑動(dòng)的摩擦副 其效率低且急回特性 導(dǎo)致難以設(shè)計(jì)出較好的機(jī)構(gòu) 5 綜合上面分析我們選擇曲柄連桿 搖桿作為小車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方案 2 5 行走機(jī)構(gòu) 行走機(jī)構(gòu)即為三個(gè)輪子 輪子又厚薄之分 大小之別 材料之不同需要 綜合考慮 有摩擦理論知道摩擦力矩與正壓力的關(guān)系為 文獻(xiàn) 7 MN 對(duì)于相同的材料 為一定值 滾動(dòng)摩擦阻力 文獻(xiàn) 7 fR 所以輪子越大小車(chē)受到的阻力越小 因此能夠走的更遠(yuǎn) 但由于加工問(wèn)題 材料問(wèn)題安裝問(wèn)題等等具體尺寸需要進(jìn)一步分析確定 由于小車(chē)是沿著曲線(xiàn)前進(jìn)的 后輪必定會(huì)產(chǎn)生差速 對(duì)于后輪可以采用雙 輪同步驅(qū)動(dòng) 雙輪差速驅(qū)動(dòng) 單輪驅(qū)動(dòng) 雙輪同步驅(qū)動(dòng)必定有輪子會(huì)與地面打滑 由于滑動(dòng)摩擦遠(yuǎn)比滾動(dòng)摩擦大會(huì) 損失大量能量 同時(shí)小車(chē)前進(jìn)受到過(guò)多的約束 無(wú)法確定其軌跡 不能夠有效 避免碰到障礙 雙輪差速驅(qū)動(dòng)可以避免雙輪同步驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)的問(wèn)題 可以通過(guò)差速器或 單向軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)差速 差速器涉及到最小能耗原理 能較好的減少摩擦損 耗 同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)滿(mǎn)足要運(yùn)動(dòng) 單向軸承實(shí)現(xiàn)差速的原理是其中一個(gè)輪子 速度較大時(shí)便成為從動(dòng)輪 速度較慢的輪子成為主動(dòng)輪 這樣交替變換著 但由于單向軸承存在側(cè)隙 在主動(dòng)輪從動(dòng)輪切換過(guò)程中出現(xiàn)誤差導(dǎo)致運(yùn)動(dòng) 不準(zhǔn)確 但影響有多大會(huì)不會(huì)影響小車(chē)的功能還需進(jìn)一步分析 單輪驅(qū)動(dòng)即只利用一個(gè)輪子作為驅(qū)動(dòng)輪 一個(gè)為主動(dòng)輪 另一個(gè)為從 動(dòng)輪 就如一輛自行車(chē)外加一個(gè)車(chē)輪一樣 從動(dòng)輪與主動(dòng)輪間的差速依靠 與地面的運(yùn)動(dòng)約束確定的 其效率比利用差速器高 但前進(jìn)速度不如差速 器穩(wěn)定 傳動(dòng)精度比利用單向軸承高 綜上所述行走機(jī)構(gòu)的輪子應(yīng)有恰當(dāng)?shù)某叽?采用單輪驅(qū)動(dòng) 6 2 6 微調(diào)機(jī)構(gòu) 一臺(tái)完整的機(jī)器包括 原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)機(jī) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制部分 輔助設(shè)備 微調(diào)機(jī)構(gòu)就屬于小車(chē)的控制部分 由于前面確定了轉(zhuǎn)向采用曲柄連桿 滑塊方 案 并且曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)于加工誤差和裝配誤差很敏感 因此就必須加上微調(diào) 機(jī)構(gòu) 對(duì)誤差進(jìn)行修正 這是采用微調(diào)機(jī)構(gòu)的原因之一 其二是為了調(diào)整小車(chē) 的軌跡 幅值 周期 方向等 使小車(chē)走一條最優(yōu)的軌跡 微調(diào)機(jī)構(gòu)可以采用微調(diào)螺母式如圖 2 6 1 圖 2 6 1 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 7 第 3 章 技術(shù)設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì)階段的目標(biāo)是完成詳細(xì)設(shè)計(jì)確定個(gè)零部件的的尺寸 設(shè)計(jì)的同時(shí) 綜合考慮材料加工成本等各因素 3 1 影響小車(chē)性能主要因素的分析 通過(guò)對(duì)小車(chē)的能耗規(guī)律 運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析 可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的優(yōu)化 設(shè)計(jì) 提高設(shè)計(jì)的效率和得到較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案 3 1 1 能耗規(guī)律分析 為了簡(jiǎn)化分析 先不考慮小車(chē)內(nèi)部的能耗機(jī)理 設(shè)小車(chē)內(nèi)部的能耗系 數(shù)為 即小車(chē)能量的傳遞效率為 小車(chē)輪與地面的摩阻系數(shù)為 理 1 想情況下認(rèn)為重塊的重力勢(shì)能都用在小車(chē)克服阻力前進(jìn)上 則有 文獻(xiàn) 1 31iiniiNSmghR 總 式中 為第 i 個(gè)輪子對(duì)地面的壓力iN 為第 i 個(gè)輪子的半徑R 為第 i 個(gè)輪子行走的距離iS 為小車(chē)總質(zhì)量總m 為了更全面的理解小車(chē)的各個(gè)參數(shù)變化對(duì)小車(chē)前進(jìn)距離的變化下面分別從 1 輪子與地面的滾動(dòng)摩阻系數(shù) 2 輪子的半徑 3 小車(chē)的重量 4 小車(chē)能量轉(zhuǎn)換 效率 四方面考慮 由文獻(xiàn) 10 知道一般材料的滾動(dòng)摩阻系數(shù)為 0 1 0 8 間 圖 3 1 1 為當(dāng)車(chē)輪 半徑分別為 222mm 70mm 摩阻系數(shù)分別為 0 3 0 4 0 5 mm 時(shí)小車(chē)行 走的距離與小車(chē)內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率的坐標(biāo)圖 8 由圖 3 1 1 可知滾動(dòng)摩阻系數(shù)對(duì)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)影響非常顯著 因此在設(shè)計(jì)小 車(chē)時(shí)也特別注意考慮輪子的材料 輪子的剛度盡可能大 與地面的摩阻系數(shù)盡 可能小 同時(shí)可看到小車(chē)為輪子提供能量的效率提高一倍小車(chē)前進(jìn)的距離也提高一 倍 因此應(yīng)盡可能減少小車(chē)內(nèi)部的摩擦損耗 簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu) 充分潤(rùn)滑 圖 3 1 2 為當(dāng)摩阻系數(shù)為 0 5mm 車(chē)輪半徑依次增加 10mm 時(shí)的小車(chē)行走 的距離與小車(chē)內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率的坐標(biāo)圖 圖 3 1 1 9 圖 3 1 2 由圖 3 1 2 可知當(dāng)小車(chē)的半徑每增加 1cm 小車(chē)便可多前進(jìn) 1m 到 2m 因 此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡可能增大輪子的半徑 圖 3 1 3 3 1 2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 涉及的物理量 驅(qū)動(dòng)輪半徑R 齒輪傳動(dòng)比i 驅(qū)動(dòng)輪 A 與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距1a 驅(qū)動(dòng)輪 B 與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距2 驅(qū)動(dòng)軸 軸 2 與轉(zhuǎn)向輪中心距離d 曲柄軸 軸 1 與轉(zhuǎn)向輪中心距離b 10 曲柄的旋轉(zhuǎn)半徑r 搖桿長(zhǎng)c 連桿長(zhǎng)l 繞線(xiàn)軸的半徑2r 圖 3 1 4 a 驅(qū)動(dòng) 當(dāng)重物下降 dh 時(shí) 驅(qū)動(dòng)軸 軸 2 轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 d 2 則有 文獻(xiàn) 1 2hdr 則曲柄軸 軸 1 轉(zhuǎn)過(guò)的角度 文獻(xiàn) 1 21i 小車(chē)移動(dòng)的距離為 以 A 輪為參考 文獻(xiàn) 1 2dsR b 轉(zhuǎn)向 當(dāng)轉(zhuǎn)向桿與驅(qū)動(dòng)軸間的夾角 為時(shí) 曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 1 11 則 與 滿(mǎn)足以下關(guān) 1 文獻(xiàn) 1 222211 cos sin cosIbcr 解上述方程可得 與 的函數(shù)關(guān)系式1 文獻(xiàn) 1 f c 小車(chē)行走軌跡 只有 A 輪為驅(qū)動(dòng)輪 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)過(guò)角度 時(shí) 則小車(chē)轉(zhuǎn)彎的曲率半徑為 文獻(xiàn) 1 1tan b 小車(chē)行走 ds 過(guò)程中 小車(chē)整體轉(zhuǎn)過(guò)的角度 文獻(xiàn) 1 ds 當(dāng)小車(chē)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 時(shí) 有 sincoxdy d 小車(chē)其他輪的軌跡 以輪 A 為參考 則在小車(chē)的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中 B 的坐標(biāo) C 的坐標(biāo) 12 0 Ba ad 在地面坐標(biāo)系中 有 12 cos inABxy 11siCAad 整理上述表達(dá)式有 2122222111 121 cos sin costansico sincosiBACA dhridsRIbcrfbdxyaxdy 求解方程 把上述微分方程改成差分方程求解 通過(guò)設(shè)定合理的參數(shù)的到 了小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 12 圖 3 1 5 3 1 3 動(dòng)力學(xué)分析 a 驅(qū)動(dòng) 重物以加速度向下加速運(yùn)動(dòng) 繩子拉力為 有T 文獻(xiàn) 11 mga 產(chǎn)生的扭矩 文獻(xiàn) 11 21Mr 式中 考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù) 1 驅(qū)動(dòng)輪受到的力矩 曲柄輪受到的扭矩 為驅(qū)動(dòng)輪 A 受到的壓A AN 力 為驅(qū)動(dòng)輪 A 提供的動(dòng)力 有AF 文獻(xiàn) 11 12Ai 式中 考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)2 文獻(xiàn) 11 AMFR b 轉(zhuǎn)向 假設(shè)小車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中轉(zhuǎn)向輪受到的阻力矩恒為 其大小可由赫茲公式求c 得 文獻(xiàn) 9 221 ccNBRE 13 2cNBb 由于 b 比較小 故 214ccM 對(duì)于連桿的拉力 有cF1sin2ircl 1 2 co acl 21csinCcMF 1 cc c 小車(chē)行走受力分析 設(shè)小車(chē)慣量為 質(zhì)心在則此時(shí)對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心 的慣量為I O I 文獻(xiàn) 11 213 AIma 12 c BA ANNIaFdarR 小車(chē)的加速度為 Aa 整理上述表達(dá)式得 2Rr 14 第 4 章 典型零件的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 4 1 主動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) 主動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)如圖 4 1 1 15 圖 4 1 1 4 2 主動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 4 2 1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 選定齒輪類(lèi)型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 按傳動(dòng)方案 選用直齒圓柱齒輪 2 選用 7 級(jí)精度 3 材料選擇 由參考文獻(xiàn) 9 表 10 1 選擇大齒輪材料為 LD6061 鋁合 金 硬度為 280HBS 小齒輪材料為黃銅 硬度為 280HBS 4 選大齒輪齒數(shù) z1 120 小齒輪的齒數(shù)為 z2 30 2 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1 確定各式計(jì)算數(shù)字 試選載荷系數(shù) 2tK 1 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 416 70NmT 2 由參考文獻(xiàn) 10 查得 大齒輪做懸臂布置 選取齒寬系數(shù) d0 6 3 由參考文獻(xiàn) 10 查得 鋁合金的彈性影響系數(shù) 126MPaEZ 4 由參考文獻(xiàn) 10 查得 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限 大齒輪的接觸疲勞極限 lim160MPaH lim25H 5 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 716091 308 1 30hNnjL 16 9624 3510 24N 6 由參考文獻(xiàn) 10 查得 接觸疲勞壽命系數(shù) 1 0HNK 21 8HN 7 計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 1lim 06MPaHNKS 2li28549a 2 計(jì)算 1 試算大齒輪分度圓直徑 d1t 代入 中較小的值 H 2 計(jì)算圓周速度 v 190m s 4239 s60tdn 3 計(jì)算齒寬 b1 6dt 4 計(jì)算齒寬與齒高之比 h 模數(shù) 190 752ttmz 齒高 2 5 168mt 3 75bh 5 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) 7 級(jí)精度 查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪0 4239m sv v1 0K 1HFK 由參考文獻(xiàn) 9 查得使用系數(shù) 1 75AK 2421331 6 7106 1 90mtEHtdKTZu 17 由參考文獻(xiàn) 9 用插值法查得 7 級(jí)精度 大齒輪相對(duì)支撐為懸臂布置 1 35HK 由 由參考文獻(xiàn) 10 查得 故載荷系數(shù)1 35H 1 24FK 1 503586AVHK 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 3312 8699mttd 7 計(jì)算模數(shù) m150 72z 3 幾何尺寸計(jì)算 表 3 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果 計(jì)算公式 名稱(chēng) 符號(hào) 小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 0 75 齒數(shù) z 1z 301z 20 變位系數(shù) x xx 嚙合角 1212 tan z ivinv 0 3 89 分度圓直徑 d 1 5mz2dmz 中心距 a 12 5ad 齒頂高 11 896ahxy 2 8 96ahxy 齒根高 0375fc20375fc 齒頂圓直徑 1124aad 21 aad 齒根圓直徑 ffh 289ffh 齒輪寬度 B B1 10 B2 4 18 第 5 章 典型零件加工工藝的分析及編寫(xiě) 5 1 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝分析 驅(qū)動(dòng)軸是無(wú)碳小車(chē)的一個(gè)典型零件 它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件 傳遞扭 矩和承受載荷 該軸按給定的生產(chǎn)綱領(lǐng) 600 件 年 則生產(chǎn)批量為 50 件 月 生產(chǎn)類(lèi)型屬于中批生產(chǎn) 而生產(chǎn) 類(lèi)型的不同 則其工藝特征也不同 則該驅(qū)動(dòng)軸的工藝應(yīng)結(jié)合中批生產(chǎn)的 工藝特征來(lái)考慮 5 1 1 零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 該軸為細(xì)長(zhǎng)小臺(tái)階軸 由外圓柱面 螺紋和鍵槽組成 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 但 長(zhǎng)徑比 L d 12 屬撓性軸 剛性差 工藝性差 加工時(shí)極易造成彎曲變形 但 可以使用中心架來(lái)防止其變形 能夠保證以高生產(chǎn)率和低成本制造 5 1 2 零件技術(shù)要求分析 1 尺寸精度 19 該軸的主要尺寸精度要求在幾處臺(tái)階軸處 即安裝軸承和安裝齒輪的部位 精度較高 均是 6 級(jí)精度 過(guò)渡配合 可通過(guò)在 MG1320E 高精度磨床上磨削 加工 均能保證其要求 2 形狀與位置精度分析 該軸沒(méi)有形狀精度要求 只有 3 處階梯軸段對(duì)兩處基準(zhǔn)的徑向圓跳動(dòng)的要 求 屬位置精度要求 精度較高 最高值為 0 008mm 且該軸長(zhǎng)徑比比較大 屬細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件 該徑向圓跳動(dòng)要求屬于加工關(guān)鍵 加工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮基準(zhǔn)統(tǒng) 一的原則 可通過(guò)以?xún)啥酥行目诪楣に嚮鶞?zhǔn) 精基準(zhǔn) 和中心架來(lái)保證其圓跳 動(dòng)的位置精度要求 兩處鍵槽的對(duì)稱(chēng)度要求較高 為 0 01mm 在普通銑床上 很難保證 應(yīng)使用數(shù)控銑床來(lái)完成 但必須以?xún)啥酥行目诪楣に嚮鶞?zhǔn)再輔以千 斤頂做輔助支撐 3 表面粗糙度分析 表面粗糙度最低值為 Ra 1 6 m 要求不高 通過(guò)磨削可以保證 4 零件選材及熱處理分析 該軸雖屬臺(tái)階軸 但外圓直徑尺寸相差不大 且強(qiáng)度要求不高 毛坯選用 棒料即可 該軸選用了比較常用的 45 圓鋼 切削性能良好 加工時(shí)不需采取 特殊工藝措施 刀具材料選擇范圍較大 高速鋼或 YT 類(lèi)硬質(zhì)合金均可 選材 合理 熱處理調(diào)質(zhì)硬度 170 230HBS 容易達(dá)到 5 2 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝編寫(xiě) 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝卡片詳見(jiàn)附錄 20 結(jié)論 從對(duì)試制的樣品小車(chē)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)看小車(chē)的優(yōu)點(diǎn) 1 小車(chē)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 單級(jí)齒輪傳動(dòng) 損耗能量少 2 多處采用微調(diào)機(jī)構(gòu) 便于糾正軌跡 避開(kāi)障礙物 3 采用大的驅(qū)動(dòng)輪 滾阻系數(shù)小 行走距離遠(yuǎn) 4 采用磁阻尼 小車(chē)穩(wěn)定性提高 不致使車(chē)速過(guò)快 小車(chē)的缺點(diǎn) 1 小車(chē)精度要求高 使得加工零件成本高 2 微調(diào)各個(gè)機(jī)構(gòu)都很費(fèi)時(shí) 避障穩(wěn)定性差 時(shí)而偏左 時(shí)而偏右 小車(chē)需要的改進(jìn)方向 1 小車(chē)最大的缺點(diǎn)是精度要求非常高 改進(jìn)小車(chē)的精度要求 2 使調(diào)整簡(jiǎn)單 小車(chē)便能達(dá)到很好的行走效果 21 致謝 為期近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 將近尾聲 大學(xué)生活也即將結(jié)束 畢業(yè)前的這 次畢業(yè)設(shè)計(jì) 是對(duì)四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次系統(tǒng)復(fù)習(xí)和綜合運(yùn)用 這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并運(yùn)用了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí) 是在老師的帶指導(dǎo)下接觸和學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò) 程 更是將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)生活具體實(shí)踐的一次練習(xí) 其實(shí)知識(shí)并不難學(xué) 也并不是最重要的 重要的是知識(shí)的運(yùn)用 也就是說(shuō)學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)遠(yuǎn)比知識(shí)本 身更重要 只有通過(guò)不斷的練習(xí) 通過(guò)老師的指點(diǎn)和同學(xué)的幫助 才能將課本 知識(shí)熟練的運(yùn)用到生產(chǎn)生活實(shí)踐中 為人類(lèi)社會(huì)造福 在這一過(guò)程中 老師的 指導(dǎo)非常重要 沒(méi)有老師的細(xì)心指導(dǎo)我不可能順利完成設(shè)計(jì) 尤其是李光輝導(dǎo)師的科學(xué)研究精神 惜時(shí)如金的工作態(tài)度深深地影響了我 使學(xué)生受益匪淺 在此表示衷心感謝 并致以崇高的敬意 同時(shí)也感謝所有關(guān) 心 支持和幫助過(guò)我的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo) 老師 同學(xué) 由于學(xué)生水平有限 論文難免 有不足和錯(cuò)誤之處 懇請(qǐng)各位專(zhuān)家 教授批評(píng) 指正 再次表示感謝 22 附錄 后軸加工工藝卡 23 0 參考文獻(xiàn) 1 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系 高等數(shù)學(xué) M 北京 高等教育出版社 2007 2 何銘新 錢(qián)可強(qiáng) 機(jī)械制圖 第五版 M 北京 高等教育出社 1993 3 梁正強(qiáng) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 M 北京 中國(guó)鐵道出版社出版 1989 4 劉曹茹 吳志軍 高政一 等 機(jī)械制圖 M 北京 高等教育出版社 2000 5 劉品 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ) M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2009 6 羅圣國(guó) 龔溎義 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) M 北京 高等教育出版 社 1990 7 席慧智 谷萬(wàn)里 高玉芳 機(jī)械工程材料 M 哈爾濱 哈爾濱工程大學(xué) 出版社 2001 8 孫恒 陳作模 葛文杰 機(jī)械原理 M 北京 高等教育出版社 2005 9 濮良貴 紀(jì)名剛等 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2005 10 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 11 楊建華 戴兵 秦玉明 大學(xué)物理 M 蘇州 蘇州大學(xué)出版社 2009 實(shí) 習(xí) 總 結(jié) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 性 質(zhì) 畢業(yè)實(shí)習(xí) 學(xué) 年 2011 2012 班 級(jí) 機(jī)制 08 4 班 姓 名 趙璽超 學(xué) 號(hào) 080514020519 機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)實(shí)習(xí)總結(jié) 畢業(yè)實(shí)習(xí)期間我在學(xué)校進(jìn)行了 JZQ PM 400 型減速器的拆卸實(shí)習(xí) 了 解到了很多關(guān)于減速器的專(zhuān)業(yè)知識(shí) 對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助 減速器是由封閉在箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部 件 為了提高電動(dòng)機(jī)的效率 原動(dòng) 機(jī)提供的回轉(zhuǎn)速度一般比工作 機(jī)械所需的轉(zhuǎn)速高 因此齒輪減逨器 蝸桿減速器常安裝在機(jī)械的 原動(dòng)機(jī) 與工作機(jī)之間 用以降低輸入的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大輸出的 轉(zhuǎn)矩 在機(jī)器設(shè)備中被廣泛采用 例如寶山鋼 鐵公司就有 10 多萬(wàn) 臺(tái)減速器 在其 他機(jī)器中減速器也有大量應(yīng)用 一 實(shí)習(xí)所用設(shè)備 工具及其他準(zhǔn)備事項(xiàng) 1 設(shè)備 JZQ PM 400 型減速器 1 臺(tái) 金相顯微鏡 沖擊試驗(yàn)機(jī) 箱式電阻爐 洛氏硬度計(jì) 砂輪機(jī) 2 工具 游標(biāo)卡尺 1 把 活動(dòng)扳手呆扳手各 1 把 套筒扳手 1 套 鋼板尺 1 把 毛刷 3 準(zhǔn)備 柴油 汽油 45 鋼 1 箱體結(jié)構(gòu) 減速器的箱體用來(lái)支承和固定軸系零件 應(yīng)保證傳動(dòng)件軸線(xiàn) 相互位置的正確性 因而軸孔必須精確加工 箱體必須具有足夠 的強(qiáng)度和剛度 一面引起沿齒輪齒款上載荷分布不勻 為了增加 箱體的剛度 通常在箱體上制出筋板 為了便于軸系零件的安裝 和拆卸 箱體通常制成剖分式 剖分面一般取在軸線(xiàn)所在的水平 面內(nèi) 即水平剖分 以便于加工 箱蓋 機(jī)蓋 和箱座 機(jī)座 之間用螺栓聯(lián)接成一整體 為了使軸承座旁的聯(lián) 接螺栓盡量靠近 軸承座孔 并增加軸承支座的剛性 應(yīng)在軸承座旁制出凸臺(tái) 設(shè) 計(jì)螺栓孔位置時(shí) 應(yīng)注 意留出扳手空間 為保證箱體具有足夠的 剛度 能夠承受堅(jiān)向載荷和彎矩 在軸承孔附近加支撐肋即箱 肋 為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面 的機(jī)械加工面積 箱體底座 般不 采用完整的平面 箱體通常用灰鑄鐵 HT150 或 HT200 鑄成 灰鑄鐵具有很好 的鑄造性能和減振性能 對(duì)于受沖擊載 荷的重型減速器也可采用 鑄鋼箱體 單件生產(chǎn)時(shí)為了簡(jiǎn)化工藝 降低成本可采用鋼板焊接 箱體 2 減速器附件 1 定位銷(xiāo) 在精加工軸承座孔前 在箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷(xiāo) 以保證箱蓋和箱座的裝配精度 同時(shí)也保證了軸承座孔的精度 兩定位圓錐銷(xiāo)應(yīng)設(shè)在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上 且不宜對(duì)稱(chēng)布置 以加強(qiáng) 定位效果 同時(shí)在確定銷(xiāo)孔位置時(shí)應(yīng)考慮加工箱座鉆孔 鉸孔的方便和不妨礙鄰近聯(lián)接螺栓的裝拆 并且銷(xiāo)釘長(zhǎng)度應(yīng)稍大 于箱蓋和箱座的厚度之和 2 視孔蓋 為了檢查傳動(dòng)件的嚙合情況 并向箱體內(nèi)加注潤(rùn)滑油 在箱 蓋的適當(dāng)位置設(shè)置一觀察孔 觀察孔 多為長(zhǎng)方形 視孔蓋板平時(shí) 用螺釘固定在箱蓋上 蓋板下墊有紙質(zhì)密封墊片 以防漏油 3 通氣器 減速器中的零件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)使箱體內(nèi)部的溫度升髙 使箱內(nèi)氣體膨脹 壓力增大 為防止 潤(rùn)滑油黏度隨溫度的升髙而 下降 同時(shí)也防止?jié)櫥蛷南潴w分界處和外伸軸密封處泄漏 也 在減速器的箱體頂部或觀察孔蓋板上應(yīng)安裝通氣器 應(yīng)注意的是 通氣器的孔不能直通頂端 以免臟物掉入其內(nèi) 4 油尺 為了檢查箱體內(nèi)的油面高度 及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油 應(yīng)在油箱便 于觀察和油面穩(wěn)定的部位 最好在低速 級(jí)齒輪附近裝設(shè)油面指示 器 油面指示器分油標(biāo)和油尺兩類(lèi) 圖中釆用的是油尺 設(shè)計(jì)油 尺傾斜角度時(shí) 應(yīng)使加工斜孔的刀具以及取放油尺時(shí)不致與箱座 的上凸緣相碰 5 油塞 換油時(shí) 為了排放汚油和淸洗劑 應(yīng)在箱體底部 油池最低 位置設(shè)放油孔 平時(shí)放油孔用油寒旋 緊 放油螺塞和箱體結(jié)合面 之間應(yīng)加防漏墊圈 另外 為了便于污油流出 油孔一般做成向 孔端傾斜 1 2 度的結(jié)構(gòu) 6 啟蓋螺釘 裝配減速器時(shí) 常常在箱蓋和箱座結(jié)合面涂上水玻璃或密封 膠 以增強(qiáng)密封效果 但卻給開(kāi)啟箱蓋帶來(lái)困難 為此 在箱蓋 側(cè)邊的凸緣上開(kāi)設(shè)螺紋孔 并擰入啟蓋螺釘 啟箱蓋吋 擰動(dòng)啟 箱螺釘 迫使箱蓋與箱座分離 7 起吊裝置 為了便于搬運(yùn) 需在箱體上設(shè)置起吊裝置 圖中箱蓋上鑄有 兩個(gè)吊耳 用于起吊箱蓋 箱座上鑄有 兩個(gè)吊鉤 用于吊運(yùn)整臺(tái) 減速器 8 平墊圈 既可起到保護(hù)工件表面 增加螺絲受力面積防止時(shí)間一長(zhǎng)而 造成螺絲松動(dòng) 又可增加摩擦阻力 由于其質(zhì)地比螺絲軟 壓 緊時(shí)壓力過(guò)大它可以變形 從而防止螺絲崩斷 二 有序的拆分減速器 觀察傳動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 并分祈傳動(dòng) 系統(tǒng)中各種軸承部件的組合設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1 拆卸減速器 拆卸之前 要先淸除表面的灰塵及污垢 然后按拆卸的順序 給所有零 部件編號(hào) 并登記名稱(chēng)和數(shù)量 然后分類(lèi) 分組保管 避免產(chǎn)生混亂和丟失 拆卸時(shí)避免隨意敲打造成破壞 并防止碰傷 變形等 以使再裝配時(shí)仍能保證減速器正常運(yùn)轉(zhuǎn) 拆卸順序 1 拆卸觀察孔蓋 2 拆卸箱體與箱蓋連接螺栓 啟出定位銷(xiāo) 然后寧東啟蓋螺釘 卸下箱蓋 3 拆卸各軸兩邊的軸承端蓋 4 一邊轉(zhuǎn)動(dòng)軸順著旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下 再用橡膠錘輕 敲軸將低中素軸系拆卸下來(lái) 5 最后拆卸其他附件如油標(biāo) 油塞等 2 兩級(jí)展開(kāi)式閼柱齒輪減速器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但齒輪相對(duì) 1 軸承的位置不對(duì)稱(chēng) 因此此要求軸有 較大的剛度 高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn) 矩輸入端 這樣 軸在轉(zhuǎn) 矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形可部分 地互相抵消 以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象 它用于載荷 比較平穩(wěn)的場(chǎng)合 三個(gè)軸的齒輪均釆用斜齒 其優(yōu)點(diǎn) 為 1 斜齒 輪的齒廓是逐漸進(jìn)入接觸 又逐漸脫離接觸的 故工作平穩(wěn) 2 重合度較直齒輪大 缺點(diǎn)是 1 存在軸向力 2 制造較困難 1 軸承端蓋 該減速器為嵌入式結(jié)構(gòu) 為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向力 軸承座孔兩端用軸承 蓋封閉 軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種 凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆 裝 調(diào)整軸承間隙方便 用螺釘固定密封性好 所以應(yīng)用廣泛 但 零件數(shù)目較多 尺寸較大 外觀不平整 而嵌入式軸承蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 緊湊 不需要用螺釘緊固 重量輕 軸承座端面與軸承孔中心線(xiàn)不 需要嚴(yán)格垂直 但密封性較差 一般需摘端蓋的外凸部分開(kāi)槽 并 加 O 型密封圈 裝拆端蓋和調(diào)整軸承間隙較麻煩 需打開(kāi)機(jī)蓋放只 置和調(diào)整墊片 或釆用調(diào)節(jié)螺釘和壓蓋進(jìn)行調(diào)節(jié) 2 擋圈 彈簧式 主要作用是防止軸承與軸承端蓋直接接觸而造成磨損或其他形 式的破壞 并起到一定的密封作用 3 調(diào)整環(huán) 主要足用來(lái)調(diào)整軸承與軸承端蓋的間隙 防止間隙過(guò)大使得軸 系左右運(yùn)動(dòng)太大而產(chǎn)生太大的震動(dòng) 甚至打壞軸承端蓋 在減速器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的工藝問(wèn)題 減速器的設(shè)計(jì)是高校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)訓(xùn)練的必選項(xiàng)目 之一 一般高職髙專(zhuān)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)門(mén)開(kāi) 設(shè) 1 2 周的 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課 程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)單級(jí)或二級(jí)齒輪減速器 學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)受力 計(jì)算 一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題 但在結(jié)構(gòu)工藝方面就比較容易出問(wèn)題 且現(xiàn)在市場(chǎng)出售的一些減速器的結(jié)構(gòu)工藝也 存在問(wèn)題 雖然這些 結(jié)構(gòu)工藝方面問(wèn)題不是太大 但往往既影響制造又影響使用 下面 我將常見(jiàn)結(jié)構(gòu)工 藝方面問(wèn)題指出并糾正 供大家參考 1 減速器的上蓋殼體而外緣設(shè)計(jì)不合理 圖 1 所示的內(nèi)外緣都設(shè)計(jì)為 90 度 這樣的鑄件在起模時(shí)鑄型容易 被破壞 而圖 2 所示結(jié)構(gòu)有了斜度有利于鑄型的起模 2 加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)不合理 為了增加箱體軸承座的強(qiáng)度 一般在箱體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋 但圖 的加強(qiáng)筋由于成直角 在鑄件冷卻時(shí)由于各部位的厚薄不同存在 冷卻速度差 導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力 這是鑄件開(kāi)裂的主要 原因之一 而圖 4 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是采取尺寸平緩過(guò)渡 使內(nèi)應(yīng)力減 少 鑄件不易開(kāi)裂 3 箱體上的孔位置結(jié)構(gòu)不利于鉆孔 圖 5 上圖雖然在圖上標(biāo)出了孔的位置 但在加工時(shí)無(wú)法正確鉆 孔 而圖 5 下圖在課題鑄出一個(gè)平臺(tái)之后就可以保證空的位置和 精度了 圖 6 的上下圖的原理相同 典型零部件加工工藝 1 軸類(lèi)零件的加工 軸式機(jī)械加工中常見(jiàn)的典型零件之一 它在機(jī)械中主要用于支承 齒輪 帶輪 凸輪以及連桿等傳動(dòng) 件 以傳遞扭矩 按結(jié)構(gòu)形式不 同 軸可以分為階梯軸 錐度心軸 光軸 空心軸 曲軸 凸輪軸 偏 心軸 各種絲桿等 其中具有等強(qiáng)度特征階梯傳動(dòng)軸應(yīng)用較廣 其加工工藝能全面地反映軸類(lèi)零件的加 工規(guī)律和共性 根據(jù)軸類(lèi)零 件的功用和工作條件 其技術(shù)要求主要在以卜方面 尺寸精度 軸類(lèi)零件的主要表面常為兩類(lèi) 一類(lèi)是與軸承的內(nèi) 圈配合的外圓軸頸即支承軸頸 用 于 確定軸的位置并支承軸 尺寸精 度要求較髙 通常為 IT 5 IT7 另 類(lèi)為與各類(lèi)傳動(dòng)件配合的軸頸 即配合軸頸 其精度稍低 常為 IT6 IT9 2 幾何形狀精度 主要指軸頸表面 外圓錐面 錐孔等重要 表面的圓度 圓柱度 其誤差 般應(yīng) 限制在尺寸公差范圍內(nèi) 對(duì)于 精密軸 需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度 3 相互位置精度 包括內(nèi)外表面 重要軸面的同軸度 圓的 徑向跳動(dòng) 重要端面對(duì)軸心線(xiàn)的垂直 度 端面間的平行度等 4 表而粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求 一般根據(jù)加 工 的可能性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定 支承 軸頸常為 0 2 0 6 微米 傳動(dòng) 件配合軸頸為 0 4 3 2 微米 5 其他 倒角 倒棱及外觀修飾等要求 軸類(lèi)零件材料 常用 45 鋼 精度較高的軸可選用 4Cr 軸承鋼 65Mn 也可選用球墨鑄鐵 對(duì)高速 重載的軸 選用 20CrMnTi 20Mn2B 20Cr 等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼 軸類(lèi)毛坯 常用圓棒料和鍛件 大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄 件 毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后 可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布 獲得較高的抗拉 抗彎和抗扭強(qiáng)度 熱處理方面 鍛造毛坯在加工前均需要安排正火或退火處理 使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化 消除鍛造應(yīng)力 降低材料硬度 改善切削加 工性能 調(diào)質(zhì)一般安排在粗車(chē)之后 半精車(chē)之前 以獲得良好的物理力學(xué) 性能 表面淬火一般安排在精加工之前 這樣可以糾正因淬火引起的局 部變形 精度要求高的軸 在局部淬火或粗磨之后 還需進(jìn)行低溫時(shí)效處 理 軸的材料 45 鋼 則加工工序?yàn)?下坯一鍛造一正火一粗車(chē)一 調(diào)質(zhì)一半精車(chē)一精車(chē) 表面淬火一 低溫回火或低溫時(shí)效處理一粗 磨一精磨 加工后的檢驗(yàn) 單件小批生產(chǎn)中 尺寸精度一般用外徑千分尺 檢驗(yàn) 大批量生產(chǎn)時(shí) 常采用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn) 長(zhǎng)度大而精度高 的工件的工件可用比較儀檢驗(yàn) 表面粗糙度可用粗糙度樣板進(jìn)行檢 驗(yàn) 要求較高時(shí)則用光學(xué)顯微鏡或輪廓儀檢驗(yàn) 圓度誤差可用千分 尺測(cè)出的工件同一截面內(nèi)直徑的最大差值之半來(lái)確定 也可用千分 表借助 V 形鐵來(lái)測(cè)量 若條件許可 可用圓度儀檢驗(yàn) 圓柱度誤差 通常用千分尺測(cè)出同一軸向剖面內(nèi)最大與最小值之差的方法來(lái)確定 主軸相互位置精度檢驗(yàn)一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔 為定位基準(zhǔn) 在兩支支承軸頸上方分別用千分表測(cè)量 2 箱體類(lèi)零件的加工 箱體類(lèi)零件通常作為裝配吋的基準(zhǔn)零件 它們將軸 套 軸承 齒輪和端蓋等零件裝配聯(lián)結(jié)起來(lái) 使其保持正確的相互位置關(guān)系 以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成所需的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力 因此 箱體類(lèi)零 件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料選擇 加工質(zhì)量對(duì)機(jī)器的工作精度 使用性能 和壽命都有較大的影響 箱體零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 多為鑄造件 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 壁薄且不均勻 加工部位多 加工難度大 箱體零件的主要技術(shù)要求 軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的 位置精度 定位銷(xiāo)孔的精度與孔距精度 主要平面的精度 表面粗 糙度等 箱體零件材料及毛坯 常選用灰鑄鐵 HT200 為減少毛 坯鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 箱體鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效 箱體的村料若為 HT200 則加工工序?yàn)?鑄造一人工時(shí)效一噴 涂底漆一粗加工 精加工一油漆 箱體零件的檢驗(yàn) 1 孔的尺寸精度 一般用塞規(guī)檢驗(yàn) 單件小批生產(chǎn)時(shí)可用內(nèi)徑 千分尺或內(nèi)徑千分表檢驗(yàn) 若精度要求很高可用氣動(dòng)量?jī)x檢驗(yàn) 2 平面的直線(xiàn)度 可用平尺和厚薄規(guī)或水平儀與橋板檢驗(yàn) 3 平面的平面度 可用準(zhǔn)直儀或水平儀與橋板檢驗(yàn) 也可用涂 色檢驗(yàn) 4 同軸度檢驗(yàn) 一般工廠(chǎng)常用檢驗(yàn)棒檢驗(yàn)同軸度 5 孔間距和孔軸線(xiàn)平行檢驗(yàn) 根據(jù)孔距精度的高低 可分別使 用游標(biāo)卡尺或千分尺 也可用塊規(guī)測(cè)量 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可同時(shí)對(duì)零 件的尺寸 形狀和位置等進(jìn)行高精度的測(cè)量 3 圓柱齒輪的加工 齒輪是機(jī)械工業(yè)的標(biāo)志 它是用來(lái)按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力的重要零件 在各種機(jī)器和儀器中應(yīng)用非常普遍 尤以圓柱齒輪 的應(yīng)用較為廣泛 其精度要求 1 運(yùn)動(dòng)精度 確保齒輪準(zhǔn)確的傳遞運(yùn)動(dòng)和恒定的傳動(dòng)比 要求最 大轉(zhuǎn)角誤差不能超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定 2 工作平穩(wěn)性 要求傳動(dòng)平穩(wěn) 振動(dòng) 沖擊 噪聲小 3 齒面接觸精度 為保證傳動(dòng)中載荷分布均勻 齒面接觸要求 均勻 避免局部載荷過(guò)大 應(yīng)力集中等造成過(guò)早磨損或折斷 4 齒側(cè)間隙 要求傳動(dòng)中的非工作面留有間隙以補(bǔ)償溫升 彈 性形變和加工裝配的誤差并利于潤(rùn)滑油的儲(chǔ)存和油膜的形成 齒輪材料的選擇 根椐使用要求和工作條件選取合適的材料 普通齒輪選用中碳鋼和中碳合金鋼 如 40 45 50 40MnB 42SiMn 35SiMn2MoV 等 要求高的齒輪可 選取 20 Mn2B 18CrMnTi 30 CrMnTi 20Cr 等低碳合金鋼 對(duì) 于低速輕載的開(kāi)式傳動(dòng)可選取 ZG40 ZG45 等鑄鋼材料或灰口鑄 鐵 非傳力齒輪可選取尼龍 夾布膠木或塑料 齒輪毛坯 毛坯的選擇取決于齒輪的材料 形狀 尺寸 使 用條件 生產(chǎn)批量等因素 常用的毛坯種類(lèi)有 鑄鐵件 用于受力小 無(wú)沖擊 受力不大的齒輪 棒料 用于尺寸小 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 受力不大的齒輪 鍛坯 用于高速重載齒輪 鑄鋼坯 用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 尺寸較大不易鍛造的齒輪 齒輪熱處理 在齒輪加工工藝過(guò)程中 熱處理工序的位置安排 十分重要 它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工的難易程度 一般在齒輪加工中有兩種熱處理工序 毛坯熱處理 為了消除鍛造和粗加工造成的殘余應(yīng)力 改善 齒輪材料內(nèi)部的金相組織和切削加工性能 在齒輪毛坯加工前后 安排的預(yù)先熱處理為正火或調(diào)質(zhì) 齒面熱處理 為了提高齒面硬度 增加齒輪的承載能力和耐 磨性而進(jìn)行的齒面高頻淬火 滲碳淬火 碳氮共滲和滲氮等熱處 理工序 安排在滾 插 剃齒之后 珩 磨齒之前 二級(jí)展開(kāi)式減速器所用圓柱齒輪的材料若為 45 鋼 則加工工序 為 毛坯形成 棒料 粗加工 半精加工 熱處理 調(diào)質(zhì) 滲碳淬 火 齒面高頻淬火等 精加工 通過(guò)本次實(shí)習(xí)讓我進(jìn)一步的了解了減速器的從設(shè)計(jì)到加工的多方 面知識(shí)深刻的理解了設(shè)計(jì)與制造之間的內(nèi)在聯(lián)系 通過(guò)本次實(shí)習(xí)對(duì) 我個(gè)人有很大的提高 對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助