組合專機(jī)-管套壓裝專機(jī)設(shè)計(jì)

組合專機(jī)-管套壓裝專機(jī)設(shè)計(jì),組合,專機(jī),管套壓裝,設(shè)計(jì) 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 引言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了專業(yè)課，并經(jīng)歷了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)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(shí)際的訓(xùn)練，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位。 就我個(gè)人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己今后從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過設(shè)計(jì)鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，特別是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)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(jì)的課題是設(shè)計(jì)一臺(tái)管子軸套壓裝專機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)，通過參閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及圖冊(cè)資料，本人采用的總體方案是：利用電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母的傳動(dòng)方式，通過絲杠螺母結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線壓入運(yùn)動(dòng)。 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(dāng)軸套壓到底時(shí)，壓入力會(huì)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(huì)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(duì)專機(jī)零件加工的精度要求，可使專機(jī)裝配、調(diào)試簡(jiǎn)單、方便，節(jié)約成本。針對(duì)管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時(shí)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(duì)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(jī)上相應(yīng)位置安裝鉆模板。當(dāng)安全離合器開始打滑，操作工即停止電機(jī)。此時(shí)用手槍鉆通過鉆模板進(jìn)行鉆孔，然后啟動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)退回壓頭到位后停止，再卸下工件進(jìn)行人工或機(jī)動(dòng)攻絲。 該專機(jī)可解決人工裝配時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、定位精度低的問題， 滿足了大批量生產(chǎn)要求。 下面是專機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的主要零件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算和選用步驟。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中當(dāng)有許多不足之處，希望各位老師給予批評(píng)指教。 第二章 設(shè)計(jì)思路 （1）課題的目的與意義 此課題的目的是讓我們更好地掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法，能正確、合理地選用設(shè)計(jì)參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)；學(xué)會(huì)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(jì)手冊(cè)和正確使用標(biāo)準(zhǔn)的能力，尤其是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)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)。 （2）對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基本要素的認(rèn)識(shí) 機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，新穎的設(shè)計(jì)要求有新的構(gòu)思，對(duì)此，設(shè)計(jì)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(yàn)采用原有的成功的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)探索的過程，在設(shè)計(jì)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(shí)際的設(shè)想，也沒關(guān)系，這可以在設(shè)計(jì)的早期，在繪制圖樣以前加以糾正。通常要有幾套設(shè)計(jì)方案，要在各方面對(duì)這些方案進(jìn)行對(duì)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(gè)構(gòu)思。 產(chǎn)品要便于使用和減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)人員要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器適應(yīng)人，就必須考慮人的操作特征，其中包括：工作場(chǎng)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(hù)，操作人員的心理和習(xí)慣等。 機(jī)械設(shè)計(jì)的起始階段，設(shè)計(jì)人員要對(duì)產(chǎn)品是否為社會(huì)所需要，有無競(jìng)爭(zhēng)力，有無銷路，是否經(jīng)濟(jì)，盈利多少等問題與管理人員、銷售人員磋商。 如上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)涉及工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。這些領(lǐng)域中所涉及到的基本要素有：材料、強(qiáng)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(shí)用、安全、價(jià)格；以及維修等。 第三章 機(jī)械設(shè)計(jì)方法 （1）機(jī)械設(shè)計(jì)步驟 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一道工序。在設(shè)計(jì)中要求對(duì)機(jī)器的工作原理、功能、結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)，甚至加工制造和裝配方法都確定下來。因此，不同的設(shè)計(jì)者可能有不同的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)步驟。但是，機(jī)械設(shè)計(jì)的共性規(guī)律是客觀存在的，需要不斷地總結(jié)和完善。機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟：動(dòng)向預(yù)測(cè)；方案設(shè)計(jì)；技術(shù)設(shè)計(jì)；施工設(shè)計(jì)；試生產(chǎn)。下面著重分析方案設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)。 （2）方案設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)器的工作要求，首先對(duì)能滿足工作要求的多種設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)形式來實(shí)現(xiàn)，所以這一步驟也是確定設(shè)計(jì)所需運(yùn)動(dòng)的方案。例如設(shè)計(jì)一臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器時(shí)，可采用的設(shè)計(jì)原理方案很多，有電動(dòng)的，有氣動(dòng)、液壓及其他組合機(jī)構(gòu)等形式的，每種形式中還有多種機(jī)構(gòu)能達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，如齒輪齒條機(jī)構(gòu)、絲桿螺母機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。確定設(shè)計(jì)原理方案時(shí)，可把設(shè)計(jì)對(duì)象當(dāng)作完整的系統(tǒng)，并將它分成具有各種分功能的機(jī)構(gòu)及零件為子系統(tǒng)和元素，進(jìn)行系統(tǒng)分析和機(jī)構(gòu)分析、機(jī)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(jì)論證來制定產(chǎn)品總體和主要部件方案，同時(shí)要確定關(guān)于工作原理、可靠性和強(qiáng)度的問題范圍，這些問題必須加以研究，有些要得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。要對(duì)不致太大影響技術(shù)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計(jì)對(duì)象，它的最終主要指標(biāo)的那些結(jié)構(gòu)要素作近似計(jì)算。如果想在有接近于設(shè)計(jì)對(duì)象的實(shí)際樣機(jī)，就可以不經(jīng)過計(jì)算而擬訂各個(gè)機(jī)構(gòu)要素，但在方案設(shè)計(jì)中，為了進(jìn)行于選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案有關(guān)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)計(jì)算，必須充分精確地估計(jì)對(duì)最終結(jié)果有影響的參數(shù)。例如，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置方案時(shí)，為了選擇傳動(dòng)型式（絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)，行星齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等），必須具有一些數(shù)據(jù)能求得要素尺寸，從而確定對(duì)比方案的重量和外廓尺寸，而其誤差對(duì)最終結(jié)果沒有很大影響。 在簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)中，選擇最優(yōu)方案可以與機(jī)械的使用者和對(duì)該項(xiàng)機(jī)械有經(jīng)驗(yàn)分得人員共同商定。 在確定設(shè)計(jì)原理方案時(shí)，還必須體現(xiàn)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)發(fā)展政策。根據(jù)機(jī)械的實(shí)際工作情況，盡量采用微電子技術(shù)和新型材料，設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品。 （3）技術(shù)設(shè)計(jì) 在技術(shù)設(shè)計(jì)中，要擬定設(shè)計(jì)對(duì)象的總體和部件，具體確定零件的結(jié)構(gòu)，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品提出的要求是：制造和維護(hù)經(jīng)濟(jì)，操縱方便而安全，可靠性高，使用壽命長，為了能達(dá)到這些要求，零件應(yīng)滿足一些準(zhǔn)則，簡(jiǎn)而言之，可以用：“明確、簡(jiǎn)單、安全”六字來表達(dá)。 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(cè)和計(jì)算，功能明確，也即能量、信息和物料的轉(zhuǎn)換與流動(dòng)走向明確。一個(gè)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品預(yù)定技術(shù)功能的前提。 所謂簡(jiǎn)單，一般是指形狀簡(jiǎn)單，零件數(shù)少，相對(duì)運(yùn)動(dòng)副少，磨損件少，使用、維護(hù)、保養(yǎng)方便等。但對(duì)于具體情況要具體分析。不希望某一方面的簡(jiǎn)單導(dǎo)致另一當(dāng)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(gè)范圍：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性；功能的安全性；運(yùn)行的安全性；工作的安全性和環(huán)境的安全性。這五個(gè)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(jì)時(shí)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(jì)準(zhǔn)則下，應(yīng)考慮技術(shù)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的強(qiáng)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(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定性等。 操縱條件和操縱方便對(duì)機(jī)械的可靠性和勞動(dòng)生產(chǎn)率有很大影響，因?yàn)楹芏鄼C(jī)械產(chǎn)品的工作效果取決于人機(jī)系統(tǒng)的指標(biāo)。如產(chǎn)品在運(yùn)行中噪聲大、振動(dòng)強(qiáng)、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(biāo)準(zhǔn)化對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的制造成本和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)有很大意義。實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，可使機(jī)械產(chǎn)品的成本有所降低，設(shè)計(jì)周期有所縮短，可靠性則有所提高 機(jī)械設(shè)計(jì)和繪圖是密切聯(lián)系的工作，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)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(gè)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者在構(gòu)思時(shí)，總是需要反復(fù)的修改初步設(shè)計(jì)總圖。 設(shè)計(jì)人員按照他所繪制的初步設(shè)計(jì)總圖，簡(jiǎn)單計(jì)算或估算機(jī)械的各主要零件的受力、強(qiáng)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(shí)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(xiǎn)部位，并采取措施解決。 在這階段，設(shè)想中的機(jī)器初步成型了，設(shè)計(jì)人員通過初步設(shè)計(jì)總圖的繪制，會(huì)發(fā)現(xiàn)各部分的形狀、尺寸和比例大小有許多矛盾，當(dāng)需要加強(qiáng)或改進(jìn)某一方面，可能會(huì)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(dá)到最佳綜合效果。這時(shí)，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)起著重要作用。 在修改初步設(shè)計(jì)的總圖的過程中，還需對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)-經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)材料消耗高的、成品率低的那些零件進(jìn)行分析，并據(jù)此修改設(shè)計(jì)，以期得到技術(shù)—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高的初步設(shè)計(jì)總圖。 （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(duì)本課題的設(shè)計(jì)思路 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是設(shè)計(jì)一臺(tái)管子軸套壓裝專機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)位置，顯然用人工壓配勞動(dòng)強(qiáng)度太大，相互位置尺寸不易保證，使用壓裝專機(jī)勢(shì)在必行。 根據(jù)設(shè)計(jì)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(huì)提高，但結(jié)合時(shí)沖擊會(huì)很大，尤其是在管套壓到底時(shí)，所以選擇時(shí)間為10秒完成壓套動(dòng)作。 專機(jī)方案的確定，最重要的是選擇一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。最常用的形式有：齒輪—齒條機(jī)構(gòu)加滾動(dòng)或滑動(dòng)導(dǎo)軌；絲杠螺母機(jī)構(gòu)（滑動(dòng)或滾珠絲桿螺母副）；氣動(dòng)或液壓傳動(dòng)裝置等。原動(dòng)件可采用電機(jī)—減速機(jī)，動(dòng)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(dòng)，過載時(shí)皮帶會(huì)打滑，可以起到輔助的保護(hù)作用，但不能用作經(jīng)常的安全保護(hù)使用。 二套之間的相對(duì)位置可通過定位實(shí)現(xiàn)。利用套上φ48凸臺(tái)和φ9孔及φ100端面定位，φ9孔裝入菱形銷, φ48凸臺(tái)插入定位沉孔,用這樣的類似于一面二銷的六點(diǎn)完全定位方式保證相對(duì)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(shí)，通過參閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)圖冊(cè)資料，結(jié)合考慮專機(jī)制造成本和周期，本人擬采用的總體方案是：利用電機(jī)減速機(jī)提供動(dòng)力，通過皮帶輪帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)裝有螺母的壓頭移動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線壓入運(yùn)動(dòng)。 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(dāng)軸套壓到底時(shí)，壓入力會(huì)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(huì)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(duì)專機(jī)零件加工的精度要求，可使專機(jī)裝配、調(diào)試簡(jiǎn)單、方便，節(jié)約成本。針對(duì)管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時(shí)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(duì)其中間部位壓緊。 絲杠支承可采用滑動(dòng)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(jī)工作時(shí)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(jī)上相應(yīng)位置安裝鉆模板。當(dāng)安全離合器開始打滑，操作工即停止電機(jī)。此時(shí)用手槍鉆通過鉆模板進(jìn)行鉆孔，然后啟動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)退回壓頭到位后停止，再卸下工件進(jìn)行人工或機(jī)動(dòng)攻絲。 減速機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速要和壓頭移動(dòng)速度相配，即要選擇相應(yīng)的絲桿螺距。減速機(jī)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(jì)、制造。 該設(shè)計(jì)方案經(jīng)慎重考慮，多方論證，應(yīng)是切實(shí)可行的。當(dāng)然可采用滾珠絲桿螺母副加滾動(dòng)導(dǎo)軌的形式，磨損小，壽命長，傳動(dòng)效率更高，但制造成本也會(huì)大幅提高。 該專機(jī)可解決人工裝配時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、定位精度低的問題，可滿足大批量生產(chǎn)要求。 （5）設(shè)計(jì)計(jì)算 1.壓入力計(jì)算： 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δmax δmax=59μm 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100mm p=P/fπdl P= fπdl其中f取0.08 注：d1：包容面直徑，f：摩擦系數(shù) 1.3配合面壓強(qiáng)p計(jì)算 配合件材料不同:Pmax={δmax/[d×(c1/e1)+(c2/e2)]}×10-4 公斤/厘米 被包容件Q235 包容件HT200 C1=[1+(d1/d) 2]/[1-(d1/d) 2]- u 1 C2=[1+(d/d2) 2]/[1-( d/d2) 2]+ u 2 注: d配合面公稱直徑 d=40mm=4cm d1被包容件內(nèi)孔直徑 d1=32mm=3.2cm d2包容件外徑 d2=50mm=5cm u1被包容件的波松比 見表1-7 P4 u1=0.24--0.28 取u1=0.25 u2包容件的波松比 見表1-7 P4 u2=0.23--0.27 取u2=0.25 l配合長度 l=50×2=100mm=10cm 公斤/厘米2 E1被包容件的彈性模數(shù) 見表1-7 P4 E1=(2.0--2.1)× 106 取E1=2×106 E2包容件的彈性模數(shù) 見表1-7 P4 E2=(1.15--1.60)× 106 取E1=1.5×106 C1={[1+(32/40)2]/ [1-(32/40)2]}-0.25=4.3 C2={[1+(40/50)2]/ [1-(40/50)2]}+0.25=4.8 Pmax=59/{4×[4.3/(2× 106)+4.8/(1.5× 106)]}× 10-4 =2.76 公斤/厘米2 P=p/fπdl =2.76×0.08×π×40×100 =2773 kg →取P=3000公斤(max) 2.螺桿計(jì)算： 2.1螺桿中徑 (機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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=1.5 P—許用壓強(qiáng) 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)手冊(cè)得P=20Mpa 由上面計(jì)算得到最大的軸向載荷F=pg=30000N 由以上條件計(jì)算得：d2=ζ[f/φ(p)] 1/2=0.8×[30000/(1.5×20)] 1/2=25.3 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)取中徑為標(biāo)準(zhǔn)值 得中徑d2=27mm Tr=30×3 2.2驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 驅(qū)動(dòng)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/(πd2)]≤ρ′ 當(dāng)量摩擦角ρ′=arctan[μs/cosα/2] 注：l為導(dǎo)程 l =3 ρ′為當(dāng)量摩擦角 μs螺旋副摩擦系數(shù) 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(biāo)準(zhǔn)值為30o 螺紋升角φ=arctan3/27π=2o 當(dāng)量摩擦角ρ′=arctan0.08/cos15o=4.6o 驅(qū)動(dòng)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） 3.電動(dòng)機(jī)的選擇 電機(jī)功率Pw= Tn/9.55（kw） =[（47×240）/9.55]×10-3 =1.2 kw 注：轉(zhuǎn)矩Tn=驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩×轉(zhuǎn)速 根據(jù)計(jì)算的電動(dòng)機(jī)功率P=1.2KW，以及離合器完全脫開時(shí)的扭矩Tc1=100 N·m，所以選擇P=3KW的電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為14B5.6-D100LBH.4G表見《德森江浪CR3系列二成速電機(jī)》P14 4.離合器計(jì)算與選擇（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷） 4.1彈簧壓力計(jì)算： F=2Tc/D[tan(α-ρ) –D/dμ] 注：Tc離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 N·mm Tc=(1.35--1.4)T D牙工作面的計(jì)算直徑 計(jì)算壓力時(shí)，取過載扭矩Tc1=62N·m 完全脫開時(shí) Tc1=100 N·m α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=0.15 d：周直徑或滑動(dòng)半離合器孔徑 D=100mm,d=25mm 過載時(shí)的彈簧壓力F1=2Tc1/D[tan(α-ρ) –D/dμ] =[（2×62×103）/100]×[tan(45o-5o)-100/25×0.15] =296N 完全脫開時(shí)彈簧壓力F2=2Tc2/D[tan(α-ρ) –D/dμ] =[（2×100×103）/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=44N 4.2彈簧設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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 從安裝高度壓縮8mm后，壓縮載荷P2=80N ⑴材料：碳素鋼彈簧鋼絲Ⅱ（C級(jí)） ⑵許用切應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表7.1-5 得σb=1810Mpa ，[τ]=0.35σb=633.5 Mpa ⑶求直徑d 初定旋轉(zhuǎn)比：C=D/d=12/1.6=7.5 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(shí)際相近 ⑷彈簧剛度P′要求： P′=(p2-p1)/(f2-f1)=(80-44)/8=4.5N/mm ⑸彈簧有效圈數(shù)n n=Gd4/8D3 P′ 注：G切邊模量 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表7.1-4 G=79×103μPa n=（79×103×1.64）/（8×123×4.5）=8 ⑹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：F1=P1/ P′=44/4.7=9（mm） ⑼自由高度：H0=H1+F1=36+9=45（mm） ⑽變形量F1F2 H1=36mm，F(xiàn)1=9mm，F(xiàn)2=F1+8=17mm ⑾ 負(fù)荷P1P2：安裝負(fù)荷P1= P′F1=4.7×9=42.3（N） 完全脫開時(shí)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=5.4 ⒁壓并變形量Fb=H0-Hb=45-16=29(mm) 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P22-238 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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(jì)算得到的功率為3kw，所以選兩根皮帶。 V帶輪輪廓尺寸(基準(zhǔn)寬度制):基準(zhǔn)寬度Bd=14mm，基準(zhǔn)線上槽深ha=4mm，基準(zhǔn)線下槽深hf=12mm,槽間距e=19mm，第一槽對(duì)成面至端面的最小距離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±0.5 6.軸承的選擇 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 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(hào)為51206 d=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(hào)為51105 d=25 D=42 T=11 da=35 Da=32 ra=0.6 7.螺栓強(qiáng)度計(jì)算(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷P6-32） 根據(jù)受力平衡得T=PL 注：L0為螺栓中心到作用面的距離 L0=63mm L為中心到底面的距離 L=100mm P為軸向壓入力 P=3000kg 即 FD L0 = PL FD =PL/ L0 =3000×100/63 作用應(yīng)力 σ=4×1.3 FD/πd12<[σ] 注：d1 螺紋小徑 σ 作用應(yīng)力 [σ] 許用應(yīng)力 根據(jù)螺栓材料Q235-A得[σ]為240Mpa 根據(jù) σπ=4×1.3 FD/πd12<[σ] 得 d1>{4×1.3 FD/π[σ]}1/2 代入值得 d1> 7mm 則可以取 d1= 12mm 即螺栓直徑為12mm滿足強(qiáng)度要求 6.產(chǎn)品部分附圖（CAD） 6．1 V形塊 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(huì)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(duì)專機(jī)零件加工的精度要求，可使專機(jī)裝配、調(diào)試簡(jiǎn)單、方便，節(jié)約成本。 6．2 回轉(zhuǎn)壓板 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(duì)管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時(shí)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(duì)其中間部位壓緊。 6．3 左離合器 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(dāng)軸套壓到底時(shí)，壓入力會(huì)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。 6.4管套結(jié)合件 1—軸套 數(shù)量2 材料HT200 2—無縫鋼管?42×5 數(shù)量1 材料Q235—A 技術(shù)條件 壓裝時(shí)要保證二端軸套壓到底，并保證二軸套相對(duì)位置 6.5管套零件圖 7. 產(chǎn)品部分附圖（Solidworks） 此畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙是用CAD軟件制作，隨著社會(huì)的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)也越來更新，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也越來越普遍，對(duì)計(jì)算機(jī)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(bǔ)以上缺陷的繪圖軟件。下面我就對(duì)此軟件做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，以及展示本設(shè)計(jì)中部分零件圖。 7.1 Solidworks 的簡(jiǎn)單介紹 SolidWorks是由美國SolidWorks公司開發(fā)的三維機(jī)械CAD軟件，自1995年問世以來，以其強(qiáng)大的功能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)效率，在與同類軟件的競(jìng)爭(zhēng)中逐步確立了它的市場(chǎng)地位，在全球已擁有30余萬的正版用戶。 SolidWorks提供了強(qiáng)大的基于特征的實(shí)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，方便地添加特征、更改特征以及將特征重新排序，對(duì)特征和草圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，并通過拖曳等方法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)修改。 在進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)；還可以應(yīng)用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)，運(yùn)用智能化裝配技術(shù)完成自動(dòng)捕捉并定義裝配關(guān)系。 在進(jìn)行工程圖設(shè)計(jì)時(shí)，可以自動(dòng)生成詳細(xì)、準(zhǔn)確的工程圖樣，該工程圖是全相關(guān)的，即在修改圖樣時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新。 此外，SolidWorks還提供了功能強(qiáng)勁的全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)能力，以及開發(fā)的二次開發(fā)工具，從兒為用戶進(jìn)一步擴(kuò)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 （軸套零件圖剖視圖） 7.2.2 管子零件圖 （管子零件圖剖視圖） 7.3 管套裝配圖 （管套裝配圖剖視圖） 7.4 V型塊 （V型塊剖視圖） 7.5回轉(zhuǎn)壓板 （回轉(zhuǎn)壓板剖視圖） 7.6 左離合器 （左離合器剖視圖） 7.7 墊塊 （墊塊剖視圖） 第四章 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步理解了所學(xué)過的理論知識(shí)及具體運(yùn)用了這些知識(shí)。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)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(jì)，使自己對(duì)軸套壓裝專機(jī)的工作有了親身的體驗(yàn)，了解了壓裝專機(jī)的工作原理和工作過程，發(fā)現(xiàn)了許多人工手動(dòng)操作壓入軸套的不足和弊端，由此想出了用機(jī)器來代動(dòng)手工壓裝，這樣不緊提高了工作效率、減少了勞動(dòng)強(qiáng)度、也增強(qiáng)了定位精確度。但我們所設(shè)計(jì)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(jī)頻繁啟動(dòng)，鑒于以上不足，今后的設(shè)計(jì)可以采用液壓控制方案。 就我個(gè)人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己今后將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，通過設(shè)計(jì)鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。同時(shí)也學(xué)會(huì)了查圖表、資料、手冊(cè)等工具書。通過實(shí)例對(duì)軸套壓裝專機(jī)的制造和電機(jī)及減速器選擇，彈簧計(jì)算，離合器計(jì)算等做了一次練習(xí)。 總之，通過這次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，為以后的工作打下一個(gè)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(jì)中許多不足之處，希望各位老師給予批評(píng)指教。 第五章 致謝 這次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，為以后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在此，感謝學(xué)院為我們精心安排的畢業(yè)課程設(shè)計(jì)和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能更快更好地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。特別感謝陳胡興老師為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)老師，以及在課程設(shè)計(jì)中為我們答疑解難，幫助我們克服了重重困難。同時(shí)給予我們莫大的鼓勵(lì)和支持，感謝！。 鳴謝《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組 參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)（第二冊(cè)）第二版 化學(xué)工業(yè)出版社 1987年12月第2版 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中冊(cè) 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社 1982年10月第2版 3、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》新版 第2卷 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年8月第3版 4、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》新版 第3卷 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年8 月第3版 5、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 6、《公差與配合技術(shù)手冊(cè)》 北京出版社 28