能綜合實(shí)訓(xùn)計(jì)劃實(shí)訓(xùn)文檔模版與規(guī)范.doc

寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)畢業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)畢業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn) 實(shí)訓(xùn)報告 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 一級直齒圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工 完 成 人 范圣鋒 系 別 數(shù)字制造系 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 10 輔助 2 班 指導(dǎo)教師 李燕 李延芳 畢業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告目錄畢業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告目錄 第第 1 階段階段 減速器的概念減速器的概念 1 1 1 減速器的介紹 1 1 2 減速器的類型 2 1 3 型面聯(lián)接 2 第第 2 階段階段 PCB 板制作板制作 5 2 1 阿雙方大的事發(fā)生大幅 5 第第 3 階段階段 PCB 板制作板制作 6 3 1 阿雙方大的事發(fā)生大幅 6 第第 4 階段階段 PCB 板制作板制作 7 4 1 阿雙方大的事發(fā)生大幅 7 總結(jié)與致謝總結(jié)與致謝 8 第第 1 1 階段階段 減速器的概念減速器的概念 1 1 1 1 減速器的介紹減速器的介紹 減速器在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用 在現(xiàn)代 機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛 減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類 兩者的 設(shè)計(jì) 制造和使用特點(diǎn)各不相同 20 世紀(jì) 70 80 年代 世界上減速器技術(shù)有了很大的 發(fā)展 且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置 用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn) 矩 以滿足工作需要 在某些場合也用來增速 稱為增速器 選用減速器時應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件 技術(shù)參數(shù) 動力機(jī)的性能 經(jīng)濟(jì) 性等因素 比較不同類型 品種減速器的外廓尺寸 傳動效率 承載能力 質(zhì)量 價格等 選擇最適合的減速器 減速器是一種相對精密的機(jī)械 使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速 增加轉(zhuǎn)矩 齒輪 軸及軸承組合 小齒輪與軸制成一體 稱齒輪軸 這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不 大的情況下 如果軸的直徑為 d 齒輪齒根圓的直徑為 df 則當(dāng) df d 6 7mn 時 應(yīng) 采用這種結(jié)構(gòu) 而當(dāng) df d 6 7mn 時 采用齒輪與軸分開為兩個零件的結(jié)構(gòu) 如低速 軸與大齒輪 此時齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接 軸上零件利用軸肩 軸套和軸承蓋 作軸向固定 兩軸均采用了深溝球軸承 這種組合 用于承受徑向載荷和不 大的軸向載荷的情況 當(dāng)軸向載荷較大時 應(yīng)采用角接觸球軸承 圓錐滾子軸承 或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu) 軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的稀油 進(jìn)行潤滑 箱座中油池的潤滑油 被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上 沿內(nèi)壁流到分箱面坡 口后 通過導(dǎo)油槽流入軸承 當(dāng)浸油齒輪圓周速度 2m s 時 應(yīng)采用潤滑脂潤滑軸 承 為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂 可采用擋油環(huán)將其分開 為防止?jié)櫥土魇?和外界灰塵進(jìn)入箱內(nèi) 在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件 1 2 1 2 減速器的類型減速器的類型 一般的減速器有斜齒輪減速器 包括平行軸斜齒輪減速器 蝸輪減速器 錐針輪減 速器 齒輪減速器等等 行星齒輪減速器 擺線蝸輪蝸桿減速器 行星摩擦式機(jī)械無 級變速機(jī)等等 1 圓柱齒輪減速器 單級 二級 二級以上二級 布置形式 展開式 分流 式 同軸式 2 圓錐齒輪減速器 用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合 3 蝸桿減速器 主要用于傳動比 i 10 的場合 傳動比較大時結(jié)構(gòu)緊湊 其缺 點(diǎn)是效率低 目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器 4 齒輪 蝸桿減速器 若齒輪傳動在高速級 則結(jié)構(gòu)緊湊 減速器 若蝸桿傳動在高速級 則效率較高 5 行星齒輪減速器 傳動效率高 傳動比范圍廣 傳動功率 12W 50000KW 體積和重量小 例如大型硬齒面行星人字齒減速器 平行軸式減速 器 大型立式行星減速器 大型錨絞機(jī)雙分流減速器 差動減速器這些減速器在重型 起重機(jī)中應(yīng)用比較多 還有很多起重機(jī)專用減速機(jī)如 TP 系列行星齒輪減速機(jī) TB TH 系列大功率減速機(jī) 冷軋專用減速機(jī) 1 3 1 3 箱體箱體 箱體是減速器的重要組成部件 它是傳動零件的基座 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 箱體通常用灰鑄鐵制造 對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱 體 單體生產(chǎn)的減速器 為了簡化工藝 降低成本 可采用鋼板焊接的箱體 灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能 為了便于軸系部件的安裝和拆卸 箱體制成沿軸心線水平剖分式 上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體 軸承座的聯(lián)接螺 栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔 而軸承座旁的凸臺 應(yīng)具有足夠的承托面 以便放置聯(lián)接螺 栓 并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間 為保證箱體具有足夠的剛度 在軸承孔附近 加支撐肋 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 箱體底座一般不采用完整的平面 1 4 1 4 減速器附件減速器附件 為了保證減速器的正常工作 除了對齒輪 軸 軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予 足夠的重視外 還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油 排油 檢查油面高度 加工及拆 裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位 吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì) 1 檢查孔為檢查傳動零件的嚙合情況 并向箱內(nèi)注入潤滑油 應(yīng)在箱體的適當(dāng)位 置設(shè)置檢查孔 檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處 平時 檢查孔 的蓋板用螺釘固定在箱蓋上 2 通氣器減速器工作時 箱體內(nèi)溫度升高 氣體膨脹 壓力增大 為使箱內(nèi) 熱脹空氣能自由排出 以保持箱內(nèi)外壓力平衡 不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件 等其他縫隙滲漏 通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器 3 軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷 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 利用六角螺栓固定在箱體上 外伸軸處的軸 承蓋是通孔 其中裝有密封裝置 凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝 調(diào)整軸承方便 但和 嵌入式軸承蓋相比 零件數(shù)目較多 尺寸較大 外觀不平整 4 定位銷為保證每次拆裝箱蓋時 仍保持軸承座孔制造加工時的精度 應(yīng)在 精加工軸承孔前 在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷 安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接 凸緣上 對稱箱體應(yīng)呈對稱布置 以免錯裝 5 油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度 經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油 一般在箱體便于觀察 油面較穩(wěn)定的部位 裝設(shè)油面指示器 6 放油螺塞換油時 排放污油和清洗劑 應(yīng)在箱座底部 油池的最低位置處 開設(shè)放油孔 平時用螺塞將放油孔堵住 放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈 7 啟箱螺釘為加強(qiáng)密封效果 通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或 密封膠 因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋 為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位 置 加工出 2 個螺孔 旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘 旋動啟箱螺釘便 可將上箱蓋頂起 小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘 啟蓋時用起子撬開箱蓋 啟箱螺 釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓 1 5 1 5 型面聯(lián)接型面聯(lián)接 型面聯(lián)接的發(fā)展歷史及研究概況 早在 16 世紀(jì)就開始使用非圓截面軸孔傳遞扭矩 首先在鐘表機(jī)械 然后在印刷機(jī) 械和其他機(jī)械 由于在制造中工藝難度大 曾一度被鍵或花鍵所代替 17 世紀(jì)中期 多棱面在車床上實(shí)現(xiàn)加工 但是不曾被工業(yè)部門所掌握 這種傳動方式并未得到應(yīng)用 20 世紀(jì)中葉 奧地利工程師科拉烏茲提出了三凸邊擺線廓形的幾何形狀及其制造工藝 設(shè)計(jì)制造了專用廓形機(jī)床 大大推進(jìn)了型面無鍵聯(lián)接廓形的應(yīng)用 之后 前蘇聯(lián)的巴 羅威奇研究了等距型面及其幾何特性 并深入研究了成形原理 同期 Binder h J 用光 彈試驗(yàn)研究了等距型面聯(lián)接在接觸區(qū)內(nèi)剪應(yīng)力的分布規(guī)律 從此人們開始對等距型面 聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算和制造工藝進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究 美國 聯(lián)邦德國 英國 瑞士 日本等早在 50 年代就開始應(yīng)用無鍵聯(lián)接 德國在 20 世紀(jì) 80 年代制定了部分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 俄羅斯的工程技術(shù)人員研究了等距型面的制造工藝及設(shè)備 美國一些制造商研制了專 用工裝 這方面的研究直到目前為止仍然是機(jī)械工程界的一個熱點(diǎn) 研究等距型面在工業(yè)中的應(yīng)用 特別是在煤礦中的應(yīng)用已經(jīng)成為非常重要的課題 許 多煤礦機(jī)械在檢修過程中 需要更換傳動件 如帶輪 或支承件 如軸承 往往因?yàn)?裝拆困難造成零件損壞 等距型面聯(lián)接就能夠克服這些缺點(diǎn) 但型面聯(lián)接在我國的應(yīng) 用卻很少見到 其根本原因是相配合的型面孔和型面軸的加工都比較復(fù)雜 機(jī)床改造 費(fèi)用高 在加工型面聯(lián)接零件的各種方法中 刀具與工件之間的運(yùn)動都存在著確定的 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 或者相配合的型面孔和軸需要在不同的機(jī)床上完成加工 因而生產(chǎn)效 率和效益都很低 加工質(zhì)量也難保證 所以探討一種工藝性較好的型面曲線及加工裝 置 對促進(jìn)型面聯(lián)接在國內(nèi)各行業(yè)中的推廣具有重要意義 無鍵聯(lián)接是指軸和轂孔之間不使用鍵 包括平鍵或花鍵等 而組裝在一起來傳遞 扭矩和運(yùn)動的一種聯(lián)接方式 面無鍵聯(lián)接可以實(shí)現(xiàn)間隙配合 過盈配合及過渡配合 異形截面縱向可以是柱狀 也 可以是錐狀 其孔可以是通孔也可以是盲孔 見圖 1 1 無論是在空載下還是在負(fù) 載下型面聯(lián)接都可以傳遞扭矩 而且許可相對軸向移動 由于在結(jié)構(gòu)上和工藝上有獨(dú) 特的優(yōu)越性 使用上又可以傳遞大扭矩 因此型面連接在各種機(jī)械傳動中得到了廣泛 的應(yīng)用 型面連接中軸的橫截面 或轂孔 的邊界稱為型面曲線 常用的型面曲線有 等距曲線 在微分幾何中也稱等寬曲線 等厚曲線 或等軸曲線 擺線 正 余 弦曲線等 還有一類邊界為折線形的型面 如正方形 三角形 六方形和四邊形的軸 孔構(gòu)成的型面聯(lián)接 以及型面曲線為對數(shù)螺旋線的型面聯(lián)接等 由于型面聯(lián)接具有一系列的優(yōu)點(diǎn) 目前在金屬切削機(jī)床 汽車 拖拉機(jī)的變速箱 以及其他一些機(jī)器中逐漸得到了應(yīng)用 最近 國外的某些組合機(jī)床及柔性模塊系統(tǒng)中 型面聯(lián)接的應(yīng)用范圍被不斷推廣 并取得了良好的效果 在組合機(jī)床上主軸和夾具 心軸 調(diào)節(jié)套 接桿等 的柄部的聯(lián)接通常采用鍵聯(lián)接 存在調(diào)整件數(shù)較多 不能 保證足夠的聯(lián)接剛度等缺點(diǎn) 采用型面聯(lián)接代替鍵聯(lián)接 可提高聯(lián)接強(qiáng)度 5 倍 同時 能降低制造成本 減少夾具的重量 型面聯(lián)接的應(yīng)用 使刀具更換方便 夾緊可靠 調(diào)整簡單 提高了工效 柔性模塊工具系統(tǒng) FMTS 是高度自動化金屬切削機(jī)床的重要組成部分 FMTS 是成 套專用的 一般不直接安裝在機(jī)床主軸上 在改變被加工工件時 使用 FMTS 可改 變刀具系統(tǒng) 從而提高機(jī)床的柔性 設(shè)計(jì) FMTS 的主要問題之一是選擇聯(lián)接類型 聯(lián) 接的正確與否 在很大程度上影響刀具的可靠性 壽命和耐用度 以及加工精度 采 用型面聯(lián)接結(jié)構(gòu) 既保證了聯(lián)接強(qiáng)度 又使結(jié)構(gòu)壽命長 裝拆方便 第第 2 2 階段階段 減速器的減速器的 CADCAD 繪制過程繪制過程 2 1 2 1 AutoCADAutoCAD 的概念的概念 AutoCAD 是由美國 Autodesk 歐特克公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用 CAD 技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包 經(jīng)過不斷的完善 現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖 工具 AutoCAD 具有良好的用戶界面 通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作 它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境 讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用 在不斷實(shí)踐的過程 中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧 從而不斷提高工作效率 AutoCAD 具有廣泛的適應(yīng)性 它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上 運(yùn)行 并支持分辨率由 320 200 到 2048 1024 的各種圖形顯示設(shè)備 40 多種 以及數(shù) 字儀和鼠標(biāo)器 30 多種 繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種 這就為 AutoCAD 的普及創(chuàng)造了條件 2 2 2 2 特點(diǎn)特點(diǎn) 1 具有完善的圖形繪制功能 2 有強(qiáng)大的圖形編輯功能 3 可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制 4 可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換 具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力 5 支持多種硬件設(shè)備 6 支持多種操作平臺 7 具有通用性 易用性 適用于各類用戶此外 從 AutoCAD2000 開始 該系統(tǒng)又 增添了許多強(qiáng)大的功能 如 AutoCAD 設(shè)計(jì)中心 ADC 多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境 MDE Internet 驅(qū)動 新的對象捕捉功能 增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開和局部加載的功能 從而使 AutoCAD 系統(tǒng)更加完善 2 3 2 3 AutoCADAutoCAD 20072007 用戶界面用戶界面 用戶界面主要由菜單瀏覽器 快速訪問工具欄 功能區(qū) 繪圖窗口 滾動條 命令提 示窗口 狀態(tài)欄等部分組成 2 4 2 4 計(jì)算及說明計(jì)算及說明 計(jì)計(jì) 算算 及及 說說 明明結(jié)結(jié) 果果 設(shè)計(jì)單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器的齒輪傳動 已知條件為 傳動比率 P 15kw 主動輪轉(zhuǎn)速 n1 960r min 傳動比 3 55 載荷平穩(wěn) 單向回轉(zhuǎn)預(yù)期使用壽命為 10 年 原動機(jī)為電動機(jī) 1 選擇材料 熱處理方法及精度等級 P158 表 9 3 P174 表 9 12 考慮 HBS HBS 30 50HBS 小齒輪選用 45 調(diào)質(zhì)處 齒 12 面硬度 HBS 217 255HBS 大齒輪選用 45 正火處理 2 HBS 162 217HBS 減速器為一般齒輪傳動 估計(jì)圓周速度大于 2 5m s 初選 8 級精度 初選 Z 24 Z 3 55 24 85 2 齒寬系數(shù) 12 1 2 Z 22 28 d 2 閉式輪齒面齒輪傳動 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)公式 d1 2 2 52 3 1 1 3 G Z ud ukt H E T1 9 55 10 9 55 10 298437 5N mm 6 1 n P 6 480 15 載荷系數(shù) k 查表 9 4 取 ka 1 2 ZE 查 P160 表 9 5 ZE 189 8 H H H GZN lim 1 許用接觸應(yīng)力 由圖 9 21 查地 Hlim 570Mpa H1 Hlim 530Mpa 由表 9 6 查地 1 02 N1 60njlh 60 480 10 52 40 5 99 8 10 N2 8 8 1 10 69 1 55 3 10 99 5 i N 查圖 9 22 ZN1 1 ZN2 1 05 mpa Z H HimN H 5 598 1 P 15kw n 480r min 1 i 2 8 T1 298437 5N m m Z 24 1 Z 85 2 N1 5 9 10 8 N2 8 10 69 1 mpa H H 5 609 530 0 1 2 77 2 1 d 3 32 2 1 96 459585 52 3 1 H E Z ud uKT m 22 3 24 2 77 1 1 z d 由表 9 1 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m 4 主要尺寸 d1 mz1 96 d2 mz2 340 8 b2 d1 115 2 b1 b2 5 120 2 a Z Z m 218 4 2 1 12 4 按齒根彎曲疲勞校核由表 9 7 查得齒數(shù)系數(shù) Y 2 65 Y 2 308 Y 1 59 Y 1 73 1F2F1S2S 由表 9 6 查得 S 1 3 220mpa 180mpa Y Y 1 Flim1Flim2N1N2 1 169 23mpa 2 F F Flim1N1 S Y F F Flim2N2 S Y 138 46mpa Y Y 65 381 1 169 23mpa F1 1 2 i 1 z m b 3KT F1S1F 61 74 2 138 46 F2 S2F1 S2F2F1 Y Y Y Y F 由此得出齒根彎曲強(qiáng)度合格 驗(yàn)圓周速度 V 2 41 m s 5m s 所以選 8 級精度合 1000 60 n d 1 格 其他幾何尺寸計(jì)算 d 96 1 d2 340 b2 115 b1 120 a 218 V 2 41m s 5m s 計(jì)計(jì) 算算 及及 說說 明明結(jié)結(jié) 果果 二 軸的設(shè)計(jì) 1 選擇軸的材料減速器 功率不大又無特殊要求不選最常用 的 45 鋼并做正火處理 2 按轉(zhuǎn)距估算軸的最小直徑設(shè)計(jì)公式如下 d 由表 12 2 查得 C 110c 3 n P d1 34 65c 3 1 n P d2 52 85c 3 2 n P 計(jì)算所得應(yīng)力最小軸徑 該軸段因加鍵槽應(yīng)加大 3 7 并圓 整取得 d1 36mm d2 55mm 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)估算所得直徑輪轂寬及安裝情況確定軸為階梯軸 每 段軸增加 5 10mm 三 根據(jù)所計(jì)算的數(shù)據(jù) 繪制減速器配 d1 36mm d2 55mm 2 5 2 5 繪制減速器繪制減速器大軸大軸零件圖零件圖 1 繪制零件圖之前我們所要做的是新建圖層 單擊按鍵進(jìn)入圖層特性管理面板 再單 擊按鍵開始新建我們所需要的中心線層 虛線層 輪廓線層 標(biāo)注層 剖面線層 文字層 2 新建好圖層后就可以開始畫零件圖 先把圖層換到中心線層使用快捷件 L 或者可以單 擊