柴油機(jī)注塞套工藝規(guī)程的制定及銑削螺旋槽夾具設(shè)計(jì)

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1、ee 題 目 柴油機(jī)柱塞套管工藝規(guī)程的制定及銑削螺旋 槽夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 ee 學(xué)號(hào) ee 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ee 指導(dǎo)教師 ee 完成地點(diǎn)

2、 校內(nèi) 2011 年 06 月 11 日 柴油機(jī)柱塞套管工藝規(guī)程的制定及銑削螺旋槽夾具設(shè)計(jì) 作者：ee 所在單位：（ee） 指導(dǎo)老師：ee 【摘要】本文首先介紹了柴油機(jī)柱塞管套機(jī)械加工工藝與柱塞螺旋槽夾具的研究背景和發(fā)展趨勢(shì)、課題的作用和意義、夾具的組成以及銑削螺旋槽夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)參考文獻(xiàn)進(jìn)詳細(xì)的分析，闡述了柱塞管套機(jī)械加工工藝中基準(zhǔn)的選擇，工序的制定、加工精度的分析與確定、加工方法和加工余量的確定、加工工藝流程卡的編寫(xiě)；除次，還闡述了銑削柱

3、塞螺旋槽夾具設(shè)計(jì)中定位方案的選擇、夾緊方案的確定、夾具體、夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求。 【關(guān)鍵字】工藝路線；工藝編制；銑削螺旋槽夾具 The formulation and spiral groove milling fixture design of diesel injection casing process Author: ee (ee) Tutor: ee Abstract: This paper introduces research background and development tre

4、nd of diesel engine plunger sleeve, the machining process and the plunger helix clamp of the role and significance of the topic, the fixture and the characteristics of the structure of spiral groove milling fixture, through the analysis of the references in detail, describes the benchmark plunger sl

5、eeve in Mechanical processing technology selection, processing precision analysis and determine the formulation, process, processing method and determining the allowance for machining, machining process card writing; in addition, also described the plunger spiral groove milling fixture design scheme

6、 selection, positioning and clamping scheme, clamp, clamp total plan size, tolerance and technology requirements. keyword : Process route Process planning Spiral groove milling fixture  目錄 1引言 1 1.1 選題的目的及研究意義 1 1.1.1 選題的目的 1 1.1.2選題的研究意義 1 1.2 綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究

7、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng) 用領(lǐng)域等 1 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2.3 研究方法 2 1.2.4 研究領(lǐng)域 2 2 柱塞套機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 3 2.1零件分析 3 2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)及其材料 3 2.1.2 零件的工藝分析 3 2.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.2.1確定毛坯的制造形式 4 2.2.2制定工藝路線 4 2.2.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸的確定 5 2.2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 6 2.2.5 本工藝路線的分析 7 2.2.6 切削用量的確定 8 2.3 確定切削用量及基本工時(shí) 8 2

8、.3.1粗車外圓 8 2.3.2 粗磨各級(jí)外圓 9 2.3.3車端面 10 2.3.4 鉆、鉸中孔 11 2.3.5 粗、精磨中孔 12 2.3.6 粗、精磨各級(jí)外圓端面 13 2.3.8 粗磨大端平面 14 2.3.9 粗、精珩磨中孔 15 2.4 工藝設(shè)計(jì)的整體評(píng)估和經(jīng)濟(jì)性分析 16 3 銑削螺旋槽夾具設(shè)計(jì) 18 3.1 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 18 3.2專用夾設(shè)計(jì)的作用與意義 18 3.3 夾具的組成 19 3.4夾具的設(shè)計(jì) 19 3.4.1設(shè)計(jì)步驟 19 3.5 夾具設(shè)計(jì)分析 20 3.6 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 21 3.

9、6.1 夾緊方案的設(shè)計(jì)要求 21 3.7 繪制夾具裝配圖 23 4 夾具數(shù)控系統(tǒng) 24 4.1 電機(jī)的選用 24 4.2 電機(jī)接線圖 24 4.3 電氣圖 25 4.4 功能說(shuō)明 25 4.5 編程 25 4.5.1 流程圖 27 5 銑削螺旋槽夾具基于Pro/E的運(yùn)動(dòng)仿真 28 5.1 橫向運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置 28 5.2 減速裝置 29 5.3 總體三維建模圖 30 5.4 基于Pro/E的三維建模運(yùn)動(dòng)仿真 30 附錄 31 程序清單、詳解及分析 31 小結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 36 33

10、 1引言 1.1 選題的目的及研究意義 1.1.1 選題的目的 本設(shè)計(jì)要求對(duì)柱塞套管的工作原理、結(jié)構(gòu)以及受力特點(diǎn)做到一定的了解，從對(duì)柱塞套的設(shè)計(jì)到工藝規(guī)程，具體的了解一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)及加工的整個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中也可以體會(huì)到一個(gè)零部件在整個(gè)設(shè)備中的重要性。從而為以后的工作注入新的思想認(rèn)識(shí)。 1.1.2選題的研究意義 近年來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要,對(duì)現(xiàn)代柴油機(jī)提出了急迫的大量需求。柴油機(jī)對(duì)一個(gè)工業(yè)大國(guó)具有重要的意義,新技術(shù)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)密不可分,是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家,也無(wú)不高度重視

11、。 為了彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力供應(yīng)嚴(yán)重不足，廣東三角洲地區(qū)先后從國(guó)外引進(jìn)多臺(tái)大功率柴油機(jī)組建燃油發(fā)電廠。這些發(fā)電用柴油機(jī)，大多處于常年滿負(fù)荷的運(yùn)行，零部件的磨損與損壞變形嚴(yán)重，為了節(jié)省外匯降低成本，零部件的修復(fù)與更換必須要立足與國(guó)內(nèi)。十余年來(lái)，我國(guó)在大功率中速柴油機(jī)零部件的修復(fù)與易損件的國(guó)產(chǎn)化方面做了大量的工作，但還無(wú)法真正的滿足國(guó)內(nèi)的需要與需求。 在現(xiàn)在汽車工業(yè)，同樣也離不開(kāi)柴油機(jī)，雖然現(xiàn)在柴油機(jī)方面有了很多的高新技術(shù)，比如：電控高壓共軌噴油系統(tǒng)。它雖然使柱塞偶件與傳統(tǒng)的柱塞偶件在結(jié)構(gòu)上發(fā)生大的變化。但是，國(guó)內(nèi)仍有許多新生產(chǎn)的柴油機(jī)和大部分現(xiàn)正使用的柴油機(jī)，包括正使用的大部分車用柴油機(jī)，仍

12、然裝用的是除電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)以外的其它燃油噴射系統(tǒng)，如傳統(tǒng)機(jī)械式直列泵、分配泵、電控直列泵、電控分配泵、電控單體泵等。 而在柴油機(jī)中的三大精密偶件中就有柱塞偶件，它是構(gòu)成高壓油路的重要部分。其柱塞套管的加工精度及與柱塞的配合精度要求是很高的，這樣加工工序也相應(yīng)復(fù)雜。除此，柱塞偶件是在一定高溫度下工作的精密偶件，要求具有很高的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性。 1.2 綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng) 用領(lǐng)域等 1.2.1 研究現(xiàn)狀 1.在結(jié)構(gòu)方面現(xiàn)有的研究有以下五種形式： （1）二級(jí)外圓柱塞套 作用：為保證柱塞套大外圓的端面與出油

13、閥座之間的可靠的密封，需有一定的擰緊力擰緊 出油閥的緊座，這樣柱塞套大外圓處內(nèi)孔工作表面產(chǎn)生變形，從而改變了偶件進(jìn)回油孔區(qū)的正常間隙。 （2）三級(jí)外圓柱塞套 作用：與二級(jí)外圓柱塞套一樣，需有一定的擰緊力擰緊出油閥的緊座，這樣柱塞套大外圓處內(nèi)孔工作表面產(chǎn)生變形，從而改變了偶件進(jìn)回油孔區(qū)的正常間隙。 （3）分體法蘭懸掛式柱塞套 作用：這種柱塞套安裝在法蘭式吊籃中之后，再裝入油泵泵體中，使柱塞套受力變形區(qū)遠(yuǎn)離進(jìn)回油孔處，大大改善了柱塞套的受力環(huán)境，有利于油泵的強(qiáng)化措施，使得油泵工作能力的提高。 （4）整體法蘭柱塞套 作用：這種柱塞套是將法蘭式吊籃

14、與懸掛式柱塞套合二為一，組成一件剛性很好的整體法蘭柱塞套，這樣組合的柱塞套受到出油閥擰緊力矩的影響，具有更強(qiáng)的工作能力。 （5）滑套式整體法蘭柱塞套 作用：它是電控直列式噴油泵的專用柱塞偶件。 2.在材料方面的研究現(xiàn)狀 由于柱塞偶件應(yīng)具有高的硬度和高耐溫性，我國(guó)在目前選用的材料基本為合金鋼。 3. 在加工工藝方面的研究現(xiàn)狀 在加工反面主要還是一磨削為主，提高加工的精度；在熱處理方面主要解決提高硬度和抗回火性。除此，還使用了磁粉探傷技術(shù)，在精度方面做了更高的要求。 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì) 1.材質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)它的發(fā)展

15、歷史及對(duì)各種材料的化學(xué)成分、組織、性能、加工工藝、成本價(jià)格的比較分析，說(shuō)明其發(fā)展趨勢(shì)是以不含鋁的滲氮鋼為主。 2.加工工藝的發(fā)展趨勢(shì) 由于是大批大量生產(chǎn)，未來(lái)將采用復(fù)合加工機(jī)床，形成自動(dòng)生產(chǎn)線，同時(shí)應(yīng)用更多的先進(jìn)的柱塞管套加工技術(shù)，簡(jiǎn)化加工過(guò)程，提高和穩(wěn)定加工質(zhì)量，縮短單件加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 3.應(yīng)用新型刀具材料 切削刀具的性能影響著加工的效率和加工精度，提高刀具的性能為高效高速高精度加工的發(fā)展提供了可能性，除了高速鋼、硬質(zhì)合金鋼以外，超硬材料的發(fā)展起到了重要作用。PCD、PCBN為加工材料的切削、干切削、硬切削等的加工創(chuàng)造了條件。 4.夾具的

16、發(fā)展趨勢(shì) 未來(lái)的機(jī)械制造業(yè)中，使用機(jī)床夾具應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化、柔性化，能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低對(duì)工人的技術(shù)要求、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率，是生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到自動(dòng)化。 1.2.3 研究方法 1.研究柱塞偶件的理論知識(shí)，如工作原理、結(jié)構(gòu)組成、工作環(huán)境、受力狀況等 2.對(duì)柴油機(jī)柱塞套管加工工序進(jìn)行合理的規(guī)劃，這樣有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度及節(jié)省時(shí)間。 3.用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行自動(dòng)化加工過(guò)程模擬。 4.對(duì)工件進(jìn)行分析，研究夾具設(shè)計(jì)方案，選出最優(yōu)方案。 1.2.4 研究領(lǐng)域 柴油機(jī)按用途可分為船用柴油機(jī)、機(jī)車柴油機(jī)、汽車柴油機(jī)、發(fā)電柴油機(jī)

17、、農(nóng)用柴油機(jī)、工程機(jī)械用柴油機(jī)等。具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其未來(lái)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。其主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、電力工業(yè)等領(lǐng)域，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)提供重要幫助。而柴油機(jī)中的三大夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具與機(jī)床的連接方式精密偶件中，柱塞偶件尤為重要，在柴油機(jī)中是供油系統(tǒng)的重要部分，加工精度要求高、耐溫性和耐磨性要求也非常高。 2.電機(jī)選擇 2.1電動(dòng)機(jī)選擇 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： ； 工作機(jī)所需功率為： ； 傳動(dòng)裝置的總效率為： ； 傳動(dòng)滾筒 滾動(dòng)軸承效率

18、 閉式齒輪傳動(dòng)效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得： 所需電動(dòng)機(jī)功率為： 略大于 即可。 選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級(jí) ；型號(hào) Y160M-4.功率為11kW 2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 取滾筒直徑 1.分配傳動(dòng)比 （1）總傳動(dòng)比 (2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比 則低速級(jí)的傳動(dòng)比 2.1.4 電機(jī)端蓋組裝CAD截圖 圖2.1.4電機(jī)端蓋 2.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.2.1電動(dòng)機(jī)軸 2.2.2高速軸 2.2.3中間軸 2.2.4低速軸

19、 2.2.5滾筒軸 3.齒輪計(jì)算 3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1>按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2>絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 10095-88）。 3>材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。 4>選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取 5初選螺旋角。初選螺旋角 3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即 3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1）

20、試選載荷系數(shù)1。 （2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。 （3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-26查得，，則。 （4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 （5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-7 選取齒寬系數(shù) （6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) （7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。 13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 （9）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。 （10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式

21、（10-12）得 （11）許用接觸應(yīng)力 3.2.2計(jì)算 （1）試算小齒輪分度圓直徑 ===49.56mm （2）計(jì)算圓周速度 （3）計(jì)算齒寬及模數(shù) ==2mm h=2.252.252=4.5mm 49.56/4.5=11.01 （4）計(jì)算縱向重合度 0.318124tan=20.73 （5）計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 10-13查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-3查得.故載荷系

22、數(shù) 11.111.41.42=2.2 （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得 （7）計(jì)算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17） 3.3.1確定計(jì)算參數(shù) （1）計(jì)算載荷系數(shù)。 =2.09 （2）根據(jù)縱向重合度 ，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 （4）查齒形系數(shù)。 由表10-5查得 （5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-5查得 （6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ； （7）

23、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，； （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式（10-12）得 （9）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。 = 由此可知大齒輪的數(shù)值大。 3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取 ，則 取 3.4幾何尺寸計(jì)算 3.4.1計(jì)算中心距 a= 將中以

24、距圓整為141mm. 3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 3.4.4計(jì)算齒輪寬度 圓整后取. 低速級(jí) 取m=3; 由 取 圓整后取 表 1高速級(jí)齒輪： 名　　稱 代號(hào) 計(jì) 算 公 式 　　　小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 2 2 壓力角 20 20 分度圓直徑 d =227=54 =2109=218 齒頂高 齒根高 齒全高 h 齒頂圓直徑 表 2低

25、速級(jí)齒輪： 名　　稱 代號(hào) 計(jì) 算 公 式 　　　小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 3 3 壓力角 20 20 分度圓直徑 d =327=54 =2109=218 齒頂高 齒根高 齒全高 h 齒頂圓直徑 4.　軸的設(shè)計(jì) 4.1低速軸 4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則 4.1.2求作用在齒輪上的力 因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 圓周力 ,徑向力 及軸向力 的 4.1.3初步確定軸的最小

26、直徑 先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表15-3,取 ,于是得 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào). 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則: 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或手冊(cè),選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度. 4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案

27、 圖4-1 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取. 2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照

28、工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。 3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm

29、，故取 低速軸的相關(guān)參數(shù)： 表4-1 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 1-2段軸長(zhǎng) 84mm 1-2段直徑 50mm 2-3段軸長(zhǎng) 40.57mm 2-3段直徑 62mm 3-4段軸長(zhǎng) 49.5mm 3-4段直徑 65mm 4-5段軸長(zhǎng) 85mm 4-5段直徑 70mm 5-6段軸長(zhǎng) 60.5mm 5-6段直徑 82mm 6-7段軸長(zhǎng) 54.5mm 6-7段直徑 65mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定

30、位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為L(zhǎng)=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。 4.2中間軸 4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 4.2.2求作用在齒輪上的力 （1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為： （2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為： 4.2.3初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材

31、料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得： 軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。 圖 4-2 4.2.4初步選擇滾動(dòng)軸承. （1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故，； （2）取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取

32、h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 （3）取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。 4.2.5軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公

33、差為m6。 中間軸的參數(shù)： 表4-2 功率 10.10kw 轉(zhuǎn)速 362.2r/min 轉(zhuǎn)矩 263.6 1-2段軸長(zhǎng) 29.3mm 1-2段直徑 25mm 2-3段軸長(zhǎng) 90mm 2-3段直徑 45mm 3-4段軸長(zhǎng) 12mm 3-4段直徑 57mm 4-5段軸長(zhǎng) 51mm 4-5段直徑 45mm 4.3高速軸 4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則 4.3.2求作用在齒輪上的力 因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為

34、 4.3.3初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得： 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào). 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則: 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003 或手冊(cè),選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度. 4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.

35、4.1擬定軸上零件的裝配方案 圖4-3 4.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取. 2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm

36、*20.75mm，故 ；而 ，mm。 3）取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取。 5）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為L(zhǎng)=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用

37、平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。 高速軸的參數(shù)： 表4-3 功率 10.41kw 轉(zhuǎn)速 1460r/min 轉(zhuǎn)矩 1-2段軸長(zhǎng) 80mm 1-2段直徑 30mm 2-3段軸長(zhǎng) 45.81mm 2-3段直徑 42mm 3-4段軸長(zhǎng) 45mm 3-4段直徑 31.75mm 4-5段軸長(zhǎng) 99.5mm 4-5段直徑 48.86mm 5-6段軸長(zhǎng) 61mm 5-6段直徑

38、 62.29mm 6-7段軸長(zhǎng) 26.75mm 6-7段直徑 45mm 5.齒輪的參數(shù)化建模 5.1齒輪的建模 （1）在上工具箱中單擊按鈕，打開(kāi)“新建”對(duì)話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。 圖5-1“新建”對(duì)話框 2>取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開(kāi)“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，選中其中“mmns_part_solid”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。 圖5-2“新文件

39、選項(xiàng)”對(duì)話框 （2）設(shè)置齒輪參數(shù) 1>在主菜單中依次選擇“工具” “關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。 2>在對(duì)話框中單擊按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi)容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。 圖5-3輸入齒輪參數(shù) （3）繪制齒輪基本圓 在右工具箱單擊，彈出“草繪”對(duì)話框。選擇FRONT 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個(gè)圓。 （4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù) 1>按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對(duì)話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。 2>雙擊草繪

40、基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為、、、修改的結(jié)果如圖5-6所示。 圖5-4草繪同心圓 圖5-5“關(guān)系”對(duì)話框 圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對(duì)話框 （5）創(chuàng)建齒輪齒廓線 1>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲線選項(xiàng)” “從方程” “完成”選項(xiàng)，打開(kāi)“曲線：從方程”對(duì)話框，如圖5-7所示。 2>在模型樹(shù)窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再

41、從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開(kāi)記事本窗口。 3>在記事本文件中添加漸開(kāi)線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置。 圖5-8“菜單管理器”對(duì)話框 圖5-9添加漸開(kāi)線方程 4>選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過(guò)兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO。參照設(shè)置如圖5-10所示。 曲 線1 曲 線 2 圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框

42、 5>如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面TOP和RIGHT作為放置參照，創(chuàng)建過(guò)兩平面交線的基準(zhǔn)軸A_1，如圖6-13所示。 圖5-12“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框 圖5-13基準(zhǔn)軸A_1 6>如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。 5 5-15基準(zhǔn)平面對(duì)話框 5-15基準(zhǔn)平面DTM1 7>如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面

43、DTM1轉(zhuǎn)過(guò)“-90/z”的基準(zhǔn)平面DTM2，如圖5-17所示。 圖5-16“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框 圖5-17基準(zhǔn)平面DTM2 8>鏡像漸開(kāi)線。使用基準(zhǔn)平面DTM2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。 圖5-18鏡像齒廓曲線 （6）創(chuàng)建齒根圓實(shí)體特征 1>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)設(shè)計(jì)圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)放置草繪平面。 2>在右工具箱中單擊按鈕打開(kāi)“類型”對(duì)話框

44、，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入拉伸深度為“b”，完成齒根圓實(shí)體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。 圖5-19草繪的圖形 5-20拉伸的結(jié)果 （7）創(chuàng)建一條齒廓曲線 1>在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框，選取基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面后進(jìn)入二維草繪平面。 2>在右工具箱單擊按鈕打開(kāi)“類型”對(duì)話框，選擇“單個(gè)”單選按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所

45、示的二維圖形。 圖 5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑 3>打開(kāi)“關(guān)系”對(duì)話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對(duì)話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。 圖5-23“關(guān)系“對(duì)話框 （8）復(fù)制齒廓曲線 1>在主菜單中依次選擇“編輯” “特征操作”選項(xiàng)，打開(kāi)“菜單管理器”菜單，選擇其中的“復(fù)制”選項(xiàng)，選取“移動(dòng)”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線作為復(fù)制對(duì)象。 圖5

46、-24依次選取的 菜單 2>選取“平移”方式，并選取基準(zhǔn)平面FRONT作為平移參照，設(shè)置平移距離為“B”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。 圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度 3>繼續(xù)在“移動(dòng)特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(beta/d))”，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。 圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線 （9）創(chuàng)建投影曲線 1>在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框。選取“RIGUT”面作為草繪平面，選取“TOP”面作為

47、參照平面，參照方向?yàn)椤坝摇?，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境。 2>繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕完成草繪的繪制。 圖5-27繪制二維草圖 3>主菜單中依次選擇“編輯” “投影”選項(xiàng)，選取拉伸的齒根圓曲面為投影表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。 圖5-28投影結(jié)果 （10）創(chuàng)建第一個(gè)輪齒特征 1>在主菜單上依次單擊“插入” “掃描混合”命令，系統(tǒng)彈出“掃描混合”操控面板，如圖5-29所示。 2>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖

48、6-30所示。 圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30“參照”上滑面板 3>在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項(xiàng)，在“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項(xiàng)，如圖5-30示。 4>在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖5-31示。 掃描引線 圖5-31選取掃描引線 5>在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項(xiàng)，如圖5-32所示。

49、圖5-32“剖面”上滑面板 圖5-33 選取截面 6>在繪圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。 7>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個(gè)齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖5-34所示。 圖5-34完成后的輪齒特征 圖5-35“選擇性粘貼“對(duì)話框 (11)陣列輪齒 1>單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對(duì)話框，如圖5-35所示。在該對(duì)話框中勾選“對(duì)副本應(yīng)用移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。

50、 圖5-36 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個(gè)輪齒 2>單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，“方向參照”選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個(gè)輪齒。 3>在模型樹(shù)中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單中單擊“編輯” “陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。 圖5-38 “陣列”操控面板

51、 圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu) 4>在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心軸作為陣列參照，輸入陣列數(shù)為“88”偏移角度為“360/z”。在“陣列”操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖5-39所示。 5>最后“拉伸”、“陣列”輪齒的結(jié)構(gòu)，如圖5-40所示 致謝 本論文是在ee老師的悉心指導(dǎo)下完成的。e老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范

52、，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，后文是被我人為屏蔽掉了，想要原版嗎？小伙伴，在第2章電機(jī)選擇CAD圖里找我聯(lián)系方式吧，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。 在此，謹(jǐn)向e老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。感謝CAD培訓(xùn)中心老師的指導(dǎo)和幫助。 參考文獻(xiàn) [1]王定.礦用小絞車

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