897 管套壓裝專機

897 管套壓裝專機,管套壓裝,專機 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 管套壓裝專機設(shè)計學(xué) 生 姓 名 : 吳 正 嚴專 業(yè)： 數(shù)控機床加工技術(shù)指導(dǎo)教師: 陳 胡 興職 稱 ： 講 師2007 年 4 月 8 日無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1目 錄摘要及關(guān)鍵詞 ........................................................11.設(shè)計思路 ..........................................................21.1 課題的目的與意義 ................................................21.2 對機械設(shè)計基本要素的認識 ........................................21.3 機械設(shè)計方法 ....................................................31.4 針對本課題的設(shè)計思路 ............................................62.管套結(jié)合件（附圖一） ..............................................93.管套零件圖（附圖二） .............................................104.引言 .............................................................115.設(shè)計計算 .........................................................135.1壓入力計算 ...................................................135.2螺桿計算 .....................................................145.3電動機的選擇 .................................................165.4離合器計算與選擇 .............................................165.5皮帶輪的選擇 .................................................195.6軸承的選擇 ...................................................195.7螺栓強度計算 .................................................206.產(chǎn)品部分附圖（CAD） ..............................................226．1 V 型塊 ......................................................226．2 回轉(zhuǎn)壓板 ...................................................236．3 左離合器 ....................................................24無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書27.產(chǎn)品部分附圖（Solidworks） .......................................257.1 Solidworks的簡單介紹 .......................................267.2 管套零件圖 ...................................................277.2.1 軸套零件圖 ..............................................277.2.2 管子零件圖 ..............................................287.3 管套裝配圖 ...................................................297.4 V型塊 .......................................................307.5 回轉(zhuǎn)壓板 .....................................................317.6 左離合器 .....................................................327.7 墊塊 .........................................................33結(jié)論 ...............................................................34致謝 ...............................................................35參考文獻 ...........................................................36無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書3摘要及關(guān)鍵詞摘要：本課題設(shè)計的是一臺管子軸套壓裝專機。采用的總體方案是：在專機上定位兩軸套相對位置，利用電機減速機提供動力，通過皮帶輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動，進而帶動裝有螺母的壓頭移動，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線壓入運動。采用牙嵌式安全離合器進行過載保護，壓配后在管子相應(yīng)位置通過鉆模板鉆孔。關(guān)鍵詞：壓入力，設(shè)計，選擇無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書41．設(shè)計思路1．1 課題的目的與意義管套壓裝專機設(shè)計，是對 CAD/CAM 專業(yè)的一次綜合訓(xùn)練。此課題的目的是讓我們更好地掌握機械設(shè)計的內(nèi)容和方法，能正確、合理地選用設(shè)計參數(shù)、機械結(jié)構(gòu)；學(xué)會利用廠家提供的產(chǎn)品樣本合理選擇配套件；提高查閱設(shè)計手冊和正確使用標準的能力，尤其是利用計算機進行輔助設(shè)計的能力。通過這次工作前的適應(yīng)性訓(xùn)練，為今后從事專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。1．2 對機械設(shè)計基本要素的認識機械設(shè)計首先要保證的是產(chǎn)品的功能及其可靠性，并保證產(chǎn)品有良好的工藝性。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的勞動，新穎的設(shè)計要求有新的構(gòu)思，對此，設(shè)計人員一方面應(yīng)大膽地采用新理論和新結(jié)構(gòu)，另一方面也要總結(jié)經(jīng)驗采用原有的成功的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。設(shè)計的過程是一個探索的過程，在設(shè)計的起始階段，應(yīng)該允許發(fā)揮創(chuàng)造性而不受各種約束。即使發(fā)生許多不切實際的設(shè)想，也沒關(guān)系，這可以在設(shè)計的早期，在繪制圖樣以前加以糾正。通常要有幾套設(shè)計方案，要在各方面對這些方案進行對比，從中選擇最佳方案。最后選定的方案可能是各套方案中最好部分的組合，也可能是未被接受方案中的某個構(gòu)思。產(chǎn)品要便于使用和減輕人的勞動強度。設(shè)計人員要使所設(shè)計的機器適應(yīng)人，就必須考慮人的操作特征，其中包括：工作場所的空間分配，通風(fēng)條件，色彩和照明，手柄、開關(guān)及踏腳的位置和尺寸，操作人員的體力，安全保護，操作人員的心理和習(xí)慣等。機械設(shè)計的起始階段，設(shè)計人員要對產(chǎn)品是否為社會所需要，有無競爭力，有無銷路，是否經(jīng)濟，盈利多少等問題與管理人員、銷售人員磋商。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書5如上所述，機械設(shè)計涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域。這些領(lǐng)域中所涉及到的基本要素有：材料、強度、撓度、剛度、穩(wěn)定度；摩擦、磨損、潤滑；形狀、尺寸、表面加工、體積、重量、風(fēng)格；溫度、噪音、腐蝕；可靠性；控制；實用、安全、價格；以及維修等。1．3 機械設(shè)計方法1．3．1 機械設(shè)計步驟機械設(shè)計是機械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一道工序。在設(shè)計中要求對機器的工作原理、功能、結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計，甚至加工制造和裝配方法都確定下來。因此，不同的設(shè)計者可能有不同的設(shè)計方案和設(shè)計步驟。但是，機械設(shè)計的共性規(guī)律是客觀存在的，需要不斷地總結(jié)和完善。機械設(shè)計的一般步驟：動向預(yù)測；方案設(shè)計；技術(shù)設(shè)計；施工設(shè)計；試生產(chǎn)。下面著重分析方案設(shè)計和技術(shù)設(shè)計。1．3．2 方案設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提出的對所設(shè)計機器的工作要求，首先對能滿足工作要求的多種設(shè)計原理方案加以分析比較。由于任何工作原理都必須通過一定的運動形式來實現(xiàn)，所以這一步驟也是確定設(shè)計所需運動的方案。例如設(shè)計一臺往復(fù)運動的機器時，可采用的設(shè)計原理方案很多，有電動的，有氣動、液壓及其他組合機構(gòu)等形式的，每種形式中還有多種機構(gòu)能達到預(yù)期的運動，如齒輪齒條機構(gòu)、絲桿螺母機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)等。確定設(shè)計原理方案時，可把設(shè)計對象當作完整的系統(tǒng)，并將它分成具有各種分功能的機構(gòu)及零件為子系統(tǒng)和元素，進行系統(tǒng)分析和機構(gòu)分析、機構(gòu)綜合和加以比較，選擇最優(yōu)方案。在這一階段，要按選擇最優(yōu)方案所需的技術(shù)—經(jīng)濟論證來制定產(chǎn)品總無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書6體和主要部件方案，同時要確定關(guān)于工作原理、可靠性和強度的問題范圍，這些問題必須加以研究，有些要得到實驗驗證。要對不致太大影響技術(shù)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計對象，它的最終主要指標的那些結(jié)構(gòu)要素作近似計算。如果想在有接近于設(shè)計對象的實際樣機，就可以不經(jīng)過計算而擬訂各個機構(gòu)要素，但在方案設(shè)計中，為了進行于選擇最優(yōu)設(shè)計方案有關(guān)的技術(shù)—經(jīng)濟計算，必須充分精確地估計對最終結(jié)果有影響的參數(shù)。例如，在設(shè)計機械傳動裝置方案時，為了選擇傳動型式（絲桿螺母傳動，行星齒輪傳動、蝸桿傳動等） ，必須具有一些數(shù)據(jù)能求得要素尺寸，從而確定對比方案的重量和外廓尺寸，而其誤差對最終結(jié)果沒有很大影響。在簡化設(shè)計中，選擇最優(yōu)方案可以與機械的使用者和對該項機械有經(jīng)驗分得人員共同商定。在確定設(shè)計原理方案時，還必須體現(xiàn)機械工業(yè)的技術(shù)發(fā)展政策。根據(jù)機械的實際工作情況，盡量采用微電子技術(shù)和新型材料，設(shè)計機電一體化產(chǎn)品。1．3．3 技術(shù)設(shè)計在技術(shù)設(shè)計中，要擬定設(shè)計對象的總體和部件，具體確定零件的結(jié)構(gòu)，對所設(shè)計的機械產(chǎn)品提出的要求是：制造和維護經(jīng)濟，操縱方便而安全，可靠性高，使用壽命長，為了能達到這些要求，零件應(yīng)滿足一些準則，簡而言之，可以用：“明確、簡單、安全”六字來表達。所謂明確主要指結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸關(guān)系清晰，作用關(guān)系可以預(yù)測和計算，功能明確，也即能量、信息和物料的轉(zhuǎn)換與流動走向明確。一個明確的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免產(chǎn)生附加載荷、附加變形和可能的劇烈磨損，應(yīng)盡可能見效載荷和溫度應(yīng)力引起的變形。明確的結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品預(yù)定技術(shù)功能的前提。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書7所謂簡單，一般是指形狀簡單，零件數(shù)少，相對運動副少，磨損件少，使用、維護、保養(yǎng)方便等。但對于具體情況要具體分析。不希望某一方面的簡單導(dǎo)致另一當面的復(fù)雜。一旦出現(xiàn)這種情況應(yīng)予協(xié)調(diào)。安全性包括由小到大的五個范圍：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性；功能的安全性；運行的安全性；工作的安全性和環(huán)境的安全性。這五個范圍相互之間是關(guān)聯(lián)的，應(yīng)該統(tǒng)盤考慮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時主要采用安全技術(shù)、間接安全技術(shù)和指示安全技術(shù)來解決產(chǎn)品的安全問題。在上述結(jié)構(gòu)設(shè)計準則下，應(yīng)考慮技術(shù)設(shè)計中出現(xiàn)的強度、剛度、抗振性、耐磨性、工藝性等問題。如載荷的合理分配、結(jié)構(gòu)的合理傳力、運動中的穩(wěn)定性等。操縱條件和操縱方便對機械的可靠性和勞動生產(chǎn)率有很大影響，因為很多機械產(chǎn)品的工作效果取決于人機系統(tǒng)的指標。如產(chǎn)品在運行中噪聲大、振動強、手柄作用力大、檢查不便、變速困難等等，易導(dǎo)致疲勞，違反操作而可能引起事故。標準化對所設(shè)計的產(chǎn)品的制造成本和運行經(jīng)濟有很大意義。實現(xiàn)了標準化，可使機械產(chǎn)品的成本有所降低，設(shè)計周期有所縮短，可靠性則有所提高機械設(shè)計和繪圖是密切聯(lián)系的工作，因為機械設(shè)計是一種創(chuàng)造性的形象思維，而繪畫則是將形象思維表現(xiàn)出來的最好方法。形象思維的結(jié)果，不通過圖的表現(xiàn)總是模糊和支離的，并且難以精確無誤的傳給別人，一個有經(jīng)驗的設(shè)計者在構(gòu)思時，總是需要反復(fù)的修改初步設(shè)計總圖。設(shè)計人員按照他所繪制的初步設(shè)計總圖，簡單計算或估算機械的各主要零無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書8件的受力、強度、形狀、尺寸和重量等，如發(fā)現(xiàn)原來所選的結(jié)構(gòu)不可行或不實際，則要調(diào)整或修改結(jié)構(gòu)，還要考慮有沒有發(fā)生過熱、過度磨損和過早發(fā)生疲勞破壞的危險部位，并采取措施解決。在這階段，設(shè)想中的機器初步成型了，設(shè)計人員通過初步設(shè)計總圖的繪制，會發(fā)現(xiàn)各部分的形狀、尺寸和比例大小有許多矛盾，當需要加強或改進某一方面，可能會削弱或惡化另一方面，必須權(quán)衡取舍，在各方面保持平衡以達到最佳綜合效果。這時，設(shè)計人員的經(jīng)驗起著重要作用。在修改初步設(shè)計的總圖的過程中，還需對初步設(shè)計進行技術(shù)-經(jīng)濟分析，一般原則是：選那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、重量大的、尺寸大的、材料貴的、性能差的、技術(shù)水平低的，以及批量大的、工藝復(fù)雜的、遠材料消耗高的、成品率低的那些零件進行分析，并據(jù)此修改設(shè)計，以期得到技術(shù)—經(jīng)濟指標高的初步設(shè)計總圖。1．4．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：針對本課題的設(shè)計思路此次畢業(yè)設(shè)計的課題是設(shè)計一臺管子軸套壓裝專機。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，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，具體尺寸及要求見附圖—管套結(jié)合件圖。分析管套結(jié)合件圖，管套結(jié)合是過盈配合，需要較大的壓入力，且要保證套和管子上螺孔的相對位置，顯然用人工壓配勞動強度太大，相互位置尺寸不易保證，使用壓裝專機勢在必行。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在 10秒鐘內(nèi)要壓到位，工作行程為 100mm，壓入速度范圍大。速度快些，效率雖會提高，但結(jié)合時沖擊會很大，尤其是在管套無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書9壓到底時，所以選擇時間為 10秒完成壓套動作。專機方案的確定，最重要的是選擇一種往復(fù)運動機構(gòu)。最常用的形式有：齒輪—齒條機構(gòu)加滾動或滑動導(dǎo)軌；絲杠螺母機構(gòu)（滑動或滾珠絲桿螺母副） ；氣動或液壓傳動裝置等。原動件可采用電機—減速機，動力通過皮帶輪傳至執(zhí)行件。采用皮帶輪的好處是柔性傳動，過載時皮帶會打滑，可以起到輔助的保護作用，但不能用作經(jīng)常的安全保護使用。二套之間的相對位置可通過定位實現(xiàn)。利用套上 φ48 凸臺和 φ9 孔及φ100 端面定位，φ9 孔裝入菱形銷, φ48 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。 根據(jù)近三年所學(xué)專業(yè)知識，通過參閱機械設(shè)計手冊、夾具設(shè)計手冊及相關(guān)圖冊資料，結(jié)合考慮專機制造成本和周期，本人擬采用的總體方案是：利用電機減速機提供動力，通過皮帶輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動，進而帶動裝有螺母的壓頭移動，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線壓入運動。由于軸套與軸之間的配合為過盈配合 H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長度增大而增大，當軸套壓到底時，壓入力會瞬間急增，為保護電機，需采用安全離合器進行過載保護，利用其可調(diào)整保護壓力，以限定最大壓入力。管子由 V型塊定位，考慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現(xiàn)壓不進的現(xiàn)象，故采用高度可調(diào) V型塊，以降低對專機零件加工的精度要求，可使專機裝配、調(diào)試簡單、方便，節(jié)約成本。針對管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時管子受力失穩(wěn)而中間拱起，采用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪（軸承）對其中間部位壓緊。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書10絲杠支承可采用滑動軸承和單向推力軸承組合，或采用深溝球軸承和單向推力軸承組合，但考慮到專機工作時徑向力較小而軸向力很大，為減小摩擦力、延長使用壽命，選擇后者的支承方式。 根據(jù)管套結(jié)合件圖，在專機上相應(yīng)位置安裝鉆模板。當安全離合器開始打滑，操作工即停止電機。此時用手槍鉆通過鉆模板進行鉆孔，然后啟動電機反轉(zhuǎn)退回壓頭到位后停止，再卸下工件進行人工或機動攻絲。減速機的輸出轉(zhuǎn)速要和壓頭移動速度相配，即要選擇相應(yīng)的絲桿螺距。減速機應(yīng)選用國產(chǎn)著名品牌，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。如選擇不到相應(yīng)產(chǎn)品，也可自行設(shè)計、制造。該設(shè)計方案經(jīng)慎重考慮，多方論證，應(yīng)是切實可行的。當然可采用滾珠絲桿螺母副加滾動導(dǎo)軌的形式，磨損小，壽命長，傳動效率更高，但制造成本也會大幅提高。該專機可解決人工裝配時勞動強度大、效率低、定位精度低的問題，可滿足大批量生產(chǎn)要求。2.管套結(jié)合件（附圖一）無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書111—軸套 數(shù)量 2 材料 HT2002—無縫鋼管 ?42×5 數(shù)量 1 材料 Q235—A技術(shù)條件壓裝時要保證二端軸套壓到底，并保證二軸套相對位置3.管套零件圖（附圖二）無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書124. 引言畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了專業(yè)課，并經(jīng)歷了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是對之前所學(xué)課程的一次總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書13就我個人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己今后從事的工作，進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過設(shè)計鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，特別是利用計算機進行輔助設(shè)計的能力，為今后從事專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。此次畢業(yè)設(shè)計的課題是設(shè)計一臺管子軸套壓裝專機。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，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，具體尺寸及要求見管套結(jié)合件圖。根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識，通過參閱機械設(shè)計手冊及圖冊資料，本人采用的總體方案是：利用電機減速機帶動絲杠螺母的傳動方式，通過絲杠螺母結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線壓入運動。由于軸套與軸之間的配合為過盈配合 H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長度增大而增大，當軸套壓到底時，壓入力會瞬間急增，為保護電機，需采用安全離合器進行過載保護，利用其可調(diào)整保護壓力，以限定最大壓入力。管子由 V型塊定位，考慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現(xiàn)壓不進的現(xiàn)象，故采用高度可調(diào) V型塊，以降低對專機零件加工的精度要求，可使專機裝配、調(diào)試簡單、方便，節(jié)約成本。針對管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時管子受力失穩(wěn)而中間拱起，采用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪對其中間部位壓緊。絲杠支承采用深溝球軸承和單向推力軸承組合，以減小摩擦力、延長使用壽命。根據(jù)管套結(jié)合件圖，在專機上相應(yīng)位置安裝鉆模板。當安全離合器開始打滑，操作工即停止電機。此時用手槍鉆通過鉆模板進行鉆孔，然后啟動電機反轉(zhuǎn)退回壓頭到位后停止，再卸下工件進行人工或機動攻絲。該專機可解決人工裝配時勞動強度大、效率低、定位精度低的問題， 滿足無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書14了大批量生產(chǎn)要求。下面是專機設(shè)計時的主要零件、外購件、標準件的計算和選用步驟。由于能力所限，設(shè)計中當有許多不足之處，希望各位老師給予批評指教。5 .設(shè)計計算5.1 壓入力計算：5.1.1 最大過盈根據(jù)裝配圖上技術(shù)要求，管子與軸套的配合要求是 H8/r7 所以最大過盈 δmaxδmax=59μm 5.1.2 所需軸向壓入力 P 作用(千克) 根據(jù)裝配圖上技術(shù)要求，軸套兩端的最大壓入長度 l為 100mmp=P/fπd l P= fπd l其中 f取 0.08注：d 1：包容面直徑，f：摩擦系數(shù)5.1.3 配合面壓強 p 計算配合件材料不同:Pmax={δmax/[d×(c 1/e1)+(c2/e2)]}×10-4 公斤/厘米被包容件 Q235包容件 HT200C1=[1+(d1/d) 2]/[1-(d1/d) 2]- u 1無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書15C2=[1+(d/d2) 2]/[1-( d/d2) 2]+ u 2注: d 配合面公稱直徑 d=40mm=4cmd1被包容件內(nèi)孔直徑 d 1=32mm=3.2cmd2包容件外徑 d 2=50mm=5cmu1被包容件的波松比 見表 1-7 P4u1=0.24--0.28 取 u1=0.25u2包容件的波松比 見表 1-7 P4u2=0.23--0.27 取 u2=0.25l配合長度 l=50×2=100mm=10cm 公斤/厘米 2E1被包容件的彈性模數(shù) 見表 1-7 P4E1=(2.0--2.1)× 106 取 E1=2×106E2包容件的彈性模數(shù) 見表 1-7 P4E2=(1.15--1.60)× 106 取 E1=1.5×106C1={[1+(32/40)2]/ [1-(32/40)2]}-0.25=4.3C2={[1+(40/50)2]/ [1-(40/50)2]}+0.25=4.8Pmax=59/{4×[4.3/(2× 106)+4.8/(1.5× 106)]}× 10-4=2.76 公斤/厘米 2P=p/fπdl=2.76×0.08×π×40×100=2773 kg →取 P=3000公斤(max)5.2 螺桿計算：無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書165.2.1 螺桿中徑 (機械設(shè)計手冊第二卷 表 15 2-3)螺桿中徑 d2=ζ× [f/φ(p)] 1/2梯形齒 ζ=0.8 整體式螺母 φ=1.5P—許用壓強 見機械設(shè)計手冊第二卷表 15 2-9 螺桿的材料為 45鋼 螺母的材料為青銅查設(shè)計手冊得 P=20Mpa 由上面計算得到最大的軸向載荷 F=pg=30000N由以上條件計算得：d 2=ζ[f/φ(p)] 1/2=0.8×[30000/(1.5×20)] 1/2=25.3根據(jù)機械設(shè)計手冊查標準取中徑為標準值得中徑 d2=27mm Tr=30×35.2.2 驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 T1=F× d2/2tan(φ+ρ′)軸向載荷 F為 30000N 螺桿中徑 d2=27mm螺紋升角 φ=arctan[l/(πd 2)]≤ρ′當量摩擦角 ρ′=arctan[μs/cosα/2]注：l 為導(dǎo)程 l =3 ρ′為當量摩擦角 μs 螺旋副摩擦系數(shù)見機械設(shè)計手冊第二卷表 15 2-8 螺旋副摩擦系數(shù) Us為 0.08--0.1 取 μs=0.08通常使螺紋升角 φ≤4o30′ α 標準值為 30o螺紋升角 φ=arctan3/27π=2o無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書17當量摩擦角 ρ′=arctan0.08/cos15o=4.6o驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 T1=F×( d2/2)tan(φ+ρ′)=(30000×27/2×tan6.6o)/1000=30×13.5×tan6.6o=47N·m要求 10S內(nèi)壓入，根據(jù)管套結(jié)合件圖，可知壓入行程為 100mm ，空行程取為 20mm，由于絲桿的螺距為 3mm，則絲桿在 10秒內(nèi)要轉(zhuǎn) 120/3=40轉(zhuǎn)。則螺桿轉(zhuǎn)速為 40×6=240（轉(zhuǎn)／分）5.3 電動機的選擇電機功率 Pw= Tn/9.55（kw）=[（47×240）/9.55]×10 -3=1.2 kw注：轉(zhuǎn)矩 Tn=驅(qū)動轉(zhuǎn)矩×轉(zhuǎn)速根據(jù)計算的電動機功率 P=1.2KW，以及離合器完全脫開時的扭矩 Tc1=100 N·m，所以選擇 P=3KW的電動機，型號為 14B5.6-D100LBH.4G表見《德森江浪CR3系列二成速電機》P145.4 離合器計算與選擇（機械設(shè)計手冊第二卷）5.4.1 彈簧壓力計算：F=2Tc/D[tan(α-ρ) –D/dμ]注：Tc 離合器的計算轉(zhuǎn)矩 N·mm無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書18Tc=(1.35--1.4)T D牙工作面的計算直徑計算壓力時，取過載扭矩 Tc1=62N·m完全脫開時 Tc 1=100 N·mα 一般為 45o，ρ 為 4o--5o 取 ρ=5o μ：鍵與花鍵連接的摩擦系數(shù)取 μ=0.15d：周直徑或滑動半離合器孔徑 D=100mm,d=25mm過載時的彈簧壓力 F1=2Tc1/D[tan(α-ρ) –D/dμ] =[（2×62×10 3）/100]×[tan(45o-5o)-100/25×0.15]=296N完全脫開時彈簧壓力 F2=2Tc2/D[tan(α-ρ) –D/dμ]=[（2×100×10 3）/100]×(tan(45o-5o)-o-100/25×0.15)=478N則每根彈簧壓力：初壓力 F1′=296/6=49N終壓力 F2′=478/6=80N取彈簧的初壓力 F0=（0.85--0.9）F（取 F0=0.9F）=0.9×49=44N5.4.2 彈簧設(shè)計（機械設(shè)計手冊第二卷）按結(jié)構(gòu)尺寸，選確定彈簧中徑 D=12mm 鋼絲直徑 d=1.6mm安裝高度 H1=36mm 安裝載荷 P1=44N無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書19從安裝高度壓縮 8mm后，壓縮載荷 P2=80N⑴材料：碳素鋼彈簧鋼絲Ⅱ（C 級）⑵許用切應(yīng)力 查機械設(shè)計手冊第二卷表 7.1-5得 σ b=1810Mpa ，[τ]=0.35σ b=633.5 Mpa⑶求直徑 d初定旋轉(zhuǎn)比：C=D/d=12/1.6=7.5 查機械設(shè)計手冊第二卷圖 7.1-4 P7-10 得 K=1.2則 d=1.6(KCP/[τ]) 1/2=1.6[(1.2×7.5×44)/633.5] ?=1.24 取 d=1.6與實際相近⑷彈簧剛度 P′要求：P′=(p 2-p1)/(f2-f1)=(80-44)/8=4.5N/mm⑸彈簧有效圈數(shù) nn=Gd4/8D3 P′注：G 切邊模量 見機械設(shè)計手冊第二卷表 7.1-4 G=79×103μPa n=（79×10 3×1.64）/（8×12 3×4.5）=8⑹總?cè)?shù) n1=n+ n2=10(圈 4)⑺彈簧剛度 P′= Gd4/8D3 n=(79×103×1.64)/(8×123×8)=4.7N/mm 基本相符⑻彈簧安裝變形量：F 1=P1/ P′=44/4.7=9（mm）⑼自由高度：H 0=H1+F1=36+9=45（mm）無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書20⑽變形量 F1F2 H1=36mm，F(xiàn) 1=9mm，F(xiàn) 2=F1+8=17mm⑾ 負荷 P1P2：安裝負荷 P1= P′F 1=4.7×9=42.3（N）完全脫開時 P2=4.7×9=79.9（N）接近題意⑿壓并高度 Hb: Hb=n1d=10×1.6=16(mm)⒀節(jié)距 t: t= (H0-1.5d)/n=(45-1.5×1.6)/8=5.4⒁壓并變形量 Fb=H0-Hb=45-16=29(mm)5.4.3 離合器的選擇選擇梯形牙嵌式安全離合器，牙的工作面為平面工作面，牙形角為 30--45o，半離合器上牙的工作面應(yīng)有較高的硬度，以提高耐磨性和承受沖擊載荷的能力常用 20Cr經(jīng)滲碳淬火 56--62HRC，或 40Cr淬火至 56--57HRC，牙嵌式安全離合器，其壓緊裝置由若干小的壓緊彈簧組成，能傳遞較大的極限轉(zhuǎn)矩，與軸用鍵聯(lián)接。表見 P22-2385.5 皮帶輪的選擇根據(jù)傳遞功率 P=3KW，轉(zhuǎn)速 250轉(zhuǎn)/分利用插入法見《機械設(shè)計手冊》卷（二）P14-18 表，則皮帶輪Dd1=160mm，則選用 SPB型窄 V帶,單根傳遞的功率為 1.5kw,我們計算得到的功率為3kw，所以選兩根皮帶。V帶輪輪廓尺寸(基準寬度制):基準寬度 Bd=14mm，基準線上槽深ha=4mm，基準線下槽深 hf=12mm,槽間距 e=19mm，第一槽對成面至端面的最小無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書21距離 f=12mm,槽間距離及極限偏差為±0.8mm，帶輪寬 B=（Z-1）e+2f(2-輪槽數(shù))=43mm外徑 da=dd+2ha=168mm輪槽角 φ=34o，其極限偏差為±0.55.6 軸承的選擇根據(jù)《機械設(shè)計手冊》 第三卷 第六章根據(jù)最大受力為 3000千克，所以選擇單向推力球軸承：根據(jù)表 20.6-22, 基本尺寸 d=30 基本載荷 Ca=28﹐得:軸承代號為 51206d=30 D=52 T=16 da=43 Da=39 ra=0.6根據(jù)表 20.6-22, 基本尺寸 d=25 基本載荷 Ca=15.2,得:軸承代號為 51105d=25 D=42 T=11 da=35 Da=32 ra=0.65.7 螺栓強度計算(機械設(shè)計手冊第二卷)根據(jù)裝配圖可得支座(二)的受翻轉(zhuǎn)力矩螺栓所受的軸向力為 FD轉(zhuǎn)矩 T=FD L0 （公式見機械設(shè)計手冊第二卷 P6-32） 根據(jù)受力平衡得 T=PL注：L 0為螺栓中心到作用面的距離 L 0=63mmL為中心到底面的距離 L=100mmP為軸向壓入力 P=3000kg即 F D L0 = PLFD =PL/ L0無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書22=3000×100/63作用應(yīng)力 σ=4×1.3 F D/πd 12{4×1.3 FD/π[σ]} 1/2代入值得 d 1> 7mm則可以取 d 1= 12mm即螺栓直徑為 12mm滿足強度要求 6.產(chǎn)品部分附圖（CAD）6．1 V 形塊無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書23名 稱： V 形塊 數(shù) 量： 1 材 料： 45 技術(shù)要求：銳角倒鈍，淬火 HRC35-40，發(fā)黑。作 用： 管子由 V 型塊定位，考慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現(xiàn)壓不進的現(xiàn)象，故采用高度可調(diào) V 型塊，以降低對專機零件加工的精度要求，可使專機裝配、調(diào)試簡單、方便，節(jié)約成本。6．2 回轉(zhuǎn)壓板無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書243X45°沉 孔 深 17同 作名 稱： 回轉(zhuǎn)壓板 數(shù) 量： 1 材 料： 45 技術(shù)要求：銳邊處理，淬火 HRC35-40，發(fā)黑。作 用：針對管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時管子受力失穩(wěn)而中間拱起，采用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪（軸承）對其中間部位壓緊。6．3 左離合器無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書25名 稱：左離合器 數(shù) 量：1 材 料：40Cr技術(shù)要求：去銳，調(diào)質(zhì) HB185-230，齒部高頻淬火 HRC48-56作 用：由于軸套與軸之間的配合為過盈配合 H8/r7，所需要的壓力較大，且隨壓入長度增大而增大，當軸套壓到底時，壓入力會瞬間急增，為保護電機，需采用安全離合器進行過載保護，利用其可調(diào)整保護壓力，以限定最大壓入力。7. 產(chǎn)品部分附圖（Solidworks）此畢業(yè)設(shè)計圖紙是用 CAD 軟件制作，隨著社會的發(fā)展計算機技術(shù)也越來更新，計算機的應(yīng)用也越來越普遍，對計算機功能的要求也越來越高。CAD 制圖所缺少的是立體感。Solidworks 就是一種能彌補以上缺陷的繪圖軟件。下面我就對此軟件做個簡單的介紹，以及展示本設(shè)計中部分零件圖。7.1 Solidworks 的簡單介紹 SolidWorks是由美國 SolidWorks公司開發(fā)的三維機械 CAD軟件，自 1995年問世以來，以其強大的功能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機械工程師無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書26的設(shè)計效率，在與同類軟件的競爭中逐步確立了它的市場地位，在全球已擁有 30余萬的正版用戶。SolidWorks提供了強大的基于特征的實體建模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、薄壁特征、抽殼特征、特征陣列以及打孔等操作實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，方便地添加特征、更改特征以及將特征重新排序，對特征和草圖進行動態(tài)修改，并通過拖曳等方法實現(xiàn)實時設(shè)計修改。在進行裝配設(shè)計時，可以直接參與其他零件并保持這種參考關(guān)系生成新零件，可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并對運動零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測；還可以應(yīng)用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計，運用智能化裝配技術(shù)完成自動捕捉并定義裝配關(guān)系。在進行工程圖設(shè)計時，可以自動生成詳細、準確的工程圖樣，該工程圖是全相關(guān)的，即在修改圖樣時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動進行更新。此外，SolidWorks 還提供了功能強勁的全相關(guān)的鈑金設(shè)計和模具設(shè)計能力，以及開發(fā)的二次開發(fā)工具，從兒為用戶進一步擴充和定制系統(tǒng)功能統(tǒng)共了方便。7.2 管套零件圖7.2.1 軸套零件圖無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書27（剖視圖）7.2.2 管子零件圖無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書28（剖視圖）7.3 管套裝配圖無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書29（剖視圖）7.4 V 型塊無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書30（剖視圖）7.5 回轉(zhuǎn)壓板無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書31（剖視圖）7.6 左離合器無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書32（剖視圖）7.7 墊塊無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書33（剖視圖）無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書34結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我進一步理解了所學(xué)過的理論知識及具體運用了這些知識。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使自己對軸套壓裝專機的工作有了親身的體驗，了解了壓裝專機的工作原理和工作過程，發(fā)現(xiàn)了許多人工手動操作壓入軸套的不足和弊端，由此想出了用機器來代動手工壓裝，這樣不緊提高了工作效率、減少了勞動強度、也增強了定位精確度。但我們所設(shè)計的牙嵌式離合器容易打滑，則磨損厲害，影響了使用壽命，使用頻率高，電機頻繁啟動，鑒于以上不足，今后的設(shè)計可以采用液壓控制方案。就我個人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己今后將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，通過設(shè)計鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。同時也學(xué)會了查圖表、資料、手冊等工具書。通過實例對軸套壓裝專機的制造和電機及減速器選擇，彈簧計算，離合器計算等做了一次練習(xí)?？傊ㄟ^這次畢業(yè)課程設(shè)計使我受益匪淺，為以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。在此，衷心感謝各位老師和同學(xué)的幫助和指導(dǎo)。由于能力所限，設(shè)計中許多不足之處，希望各位老師給予批評指教。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書35參考文獻1、《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組 《機械設(shè)計手冊》上冊（第二冊）第二版 化學(xué)工業(yè)出版社 1987 年 12 月第 2 版2、《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組 《機械設(shè)計手冊》中冊 第二版化學(xué)工業(yè)出版社 1982 年 10 月第 2 版3、《機械設(shè)計手冊》編委會 《機械設(shè)計手冊》新版 第 2 卷機械工業(yè)出版社 2004 年 8 月第 3 版4、《機械設(shè)計手冊》編委會 《機械設(shè)計手冊》新版 第 3 卷機械工業(yè)出版社 2004 年 8 月第 3 版5、《機床夾具設(shè)計手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社6、《公差與配合技術(shù)手冊》 北京出版社無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書36