40t焊接滾輪架設(shè)計主動滾輪座設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 摘要摘要 焊接裝備就是在焊接生產(chǎn)中與焊接工序相配合，有利于實現(xiàn)焊接生產(chǎn)機械化，自 動化，有利于提高裝配焊接質(zhì)量，促使焊接生產(chǎn)過程加速進行的各種輔助裝置和設(shè)備。 焊接滾輪架是借助主動滾輪與焊件之間的摩接力帶動焊接旋轉(zhuǎn)的變位機械。文中詳細 討論了滾輪架上筒體軸向運動的機理和特性，由于滾輪架制造安裝過程中的隨機誤差， 使?jié)L輪與筒體之間產(chǎn)生螺旋角，導(dǎo)致筒體的軸向運動。比較了升降式、平移式和偏轉(zhuǎn) 式三種機械調(diào)節(jié)方式的優(yōu)缺點，設(shè)計中充分的考慮了滾輪架的合理性和經(jīng)濟性等因素。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：焊接；工裝夾具；滾輪架；減速器 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 i abstract weldin

2、g equipment is a variety of assistive devices and equipment which in the welding process and welding production line, to the achievement of welding mechanization and automation, and will help improve the quality of welding assembly to speed up the production process of welding. welding turning rolls

3、 is a welding machine by drawing on the wheel and take the initiative between the mount weldment relay drive rotating to shift. the mechanism and the characteristics were investigated in detail for the axial drifting of a shaft on the welding turnig rolls. the spiral angle that comes from the random

4、 errors in the manufacture and the installation of the welding rolls, results in the axial drifting of a cylinder on the welding turning rolls. the comparison was made for both their merits and shortcomings among the three adjusting manners: the elevating, the translational and the deflecting. fully

5、 accounting is taken into in the design of the wheel frame of rationality and economic factors. key words: welding; tooling fixture; welding turning rolls; reduction gear 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 ii 目錄目錄 摘要摘要.i abstract.ii 目錄目錄 . 第第 1 章章 緒論緒論 .1 1.1 焊接工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .1 1.2 論文主要研究內(nèi)容.2 第第 2 章章 焊接用工藝設(shè)備焊接用工藝設(shè)備 .3 2.1 概述

6、.3 第第 3 章章 240240 噸焊接滾輪架主動輪設(shè)計噸焊接滾輪架主動輪設(shè)計 .6 3.1 機械傳動裝置方案設(shè)計.6 3.2 減速器傳動零件的設(shè)計計算.10 3.3 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計.21 3.4 減速器的附件設(shè)計. 23 結(jié)論結(jié)論 .28 參考文獻參考文獻 .29 致謝致謝 .30 附件附件 1 .31 附件附件 2 .42 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 0 第第 1 章章 緒論緒論 1.1 焊接工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向焊接工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展和焊接技術(shù)的不斷進步，焊接作為一種金屬連接的工藝 方法，在金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中已經(jīng)基本取代了鉚接連接工藝。焊接與鑄造、鍛壓、切削加 工、熱

7、處理等金屬加工工藝組合，成為機械制造業(yè)的主要加工方法，許多傳統(tǒng)的鑄鍛 產(chǎn)品，也由焊接制品或鑄焊、鍛焊制品所代替。 早期的焊接結(jié)構(gòu)大多數(shù)是用手工電弧焊完成的，有時還用到氧乙炔氣焊。隨著 焊接工藝方法的發(fā)展及焊接結(jié)構(gòu)形式的改進，焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)也已向機械化、自動化方 向發(fā)展，現(xiàn)在不僅已經(jīng)制成了各種機械化、自動化以及專門用途的自動焊接機，而且 還制造了大量的焊接輔助裝備、單機自動化的焊接機械裝置，焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流水線和 生產(chǎn)自動線早已成為現(xiàn)實。焊接機器人在某些部門得到了較普遍的使用。在整個機械 制造行業(yè)中，焊接機器人比其他類型機器人應(yīng)用更廣泛。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的機械化、自 動化，不僅可以提高焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)率，

8、降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時也使生 產(chǎn)工人的健康進一步得懂到保障，環(huán)境污染也有所下降。然而，由于焊接結(jié)構(gòu)的多樣 化及生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，目前國內(nèi)焊接生產(chǎn)的機械化、自動化程度還是較低的，手工 操作在某些產(chǎn)品，甚至某些行業(yè)中仍占較大的比例。 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的整個過程同其他任何一生產(chǎn)過程一樣，除了基本的生產(chǎn)工序以外， 還包括大量的輔助工序，其中主要是焊接零件的制備、裝配、工序間的傳送和制品的 變位與清理等。另外，制品工序間的檢驗也占有相當大的工作量。因此，要提高焊接 結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)考慮整個焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程的機械化、自動化，其 途徑可包含以下內(nèi)容： （1） 材料預(yù)處理和備料工序的機械化

9、、自動化，這不僅可以降低本工序的勞動 量、提高生產(chǎn)率，還將有利于被阻焊零件質(zhì)量和精度的提高，而使裝配、焊接易于實 現(xiàn)機械化和自動化，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （2） 擴大先進生產(chǎn)工藝的應(yīng)用范圍，研制各種專業(yè)焊接裝備，實現(xiàn)焊接工藝的 機械化。 （3） 采用先進的起重運輸裝備，并在各工位和工位之間配置專用的區(qū)域性起重運 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 1 輸裝備及傳送帶，組成立體的其起重運輸網(wǎng)絡(luò)，以縮短零部件及制品的傳送時間。在 取物裝置方面應(yīng)廣泛的采用真空吸盤、電磁鐵及機械手等，以取代低效率、低質(zhì)量的 吊鉤。 （4） 大量采用機械化的工件變位機械及焊接操作機械等輔助裝置。它們可以使焊 縫或焊機、焊工處于有利的

10、焊接位置，從而提高焊接生產(chǎn)率及焊接質(zhì)量。 （5） 注意使用各種夾具及輔助工具，如定位器、壓夾器、裝配胎架、打渣工具及 防飛濺涂料，以減少焊前、焊后清理時間；采用電纜快速接頭、碳弧氣刨等，以保證 裝配焊接質(zhì)量及提高工作效率。 綜合上述的應(yīng)用，將促進實現(xiàn)焊接生產(chǎn)的單機自動化的生產(chǎn)全過程的自動化，提 高產(chǎn)品質(zhì)量，而本文將涉及五個途徑中的焊接變位及操作機械的介紹及設(shè)計。 1.2 論文主要研究內(nèi)容論文主要研究內(nèi)容 由于焊接這種工藝方法在現(xiàn)代工業(yè)中重要性，對其機械化、自動化的要求越來越 高，本論文主要對各種焊接裝備及其各自各性能特點進行了簡單介紹，著重對焊接操 作機械中的焊接滾輪架進行了介紹，并對 240

11、t 焊接滾輪架的防軸向竄動問題和該問題 的解決方案進行了討論，設(shè)計了防軸向竄動裝置，解決了由于滾輪架制造和安裝不當 或弓箭件幾何形狀不準使工件在回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生軸向位移的問題。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 2 第第 2 章章 焊接用工藝裝備焊接用工藝裝備 2.1 概述概述 2.1.1 焊接生產(chǎn)過程中工藝裝備的作用焊接生產(chǎn)過程中工藝裝備的作用 現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)，要求生產(chǎn)效率高、勞動強度低、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、價格低廉、有 競爭力，焊接生產(chǎn)同樣應(yīng)具有這些特征，在整個生產(chǎn)過程中充分應(yīng)用工藝裝備，實現(xiàn) 生產(chǎn)過程的機械化、自動化，有助于達到上述要求，在焊接生產(chǎn)中，焊接時間只占產(chǎn) 品全部加工時間的 10%30%，其余為備

12、料、裝配及輔助工作等時間。節(jié)約每一工序的 時間，為縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期無疑是具有重要意義。另外，焊接產(chǎn)品質(zhì)量的好壞不僅取 決于焊接工藝質(zhì)量，與備料、裝配等工序的質(zhì)量也有密切關(guān)系。因此，在整個焊接生 產(chǎn)過程中不論產(chǎn)品的質(zhì)量要求和批量的大小如何，據(jù)應(yīng)考慮采用生產(chǎn)工藝裝備。 采用工藝裝備并不意味著要選用機構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴的設(shè)備，許多情況下是采用 一些簡單的定位器，壓緊器或?qū)F(xiàn)有設(shè)備稍加改裝，往往也能收到明顯的技術(shù)和經(jīng)濟 效益。 2.1.2 焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類 焊接結(jié)構(gòu)種類繁多，形狀尺寸各異，生產(chǎn)工藝過程和要求也各不相同，相應(yīng)的工 藝裝備在形式、工作原理及技術(shù)要求上也有很大差別。

13、圖 2.1-1 是按照工藝裝備的功能 分類的。習慣上是將定位、壓夾、推拉等工藝稱為夾具；裝配、焊接臺架、焊接變位 機械成為胎架裝置。實際生產(chǎn)中工藝裝備往往不是單一功能的，例如定位器、夾緊器 常與裝配臺架合在一起，裝配臺架又與焊件操作機械合并在同一套裝置上，在專業(yè)化 程度很高的焊接生產(chǎn)中，則將焊機、焊接機器人、專用工藝裝備及搬運機械組合在一 起，成為專用焊接機床或焊接生產(chǎn)流水線。 2.1.3 工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇 焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)規(guī)模和批量，在相當大的程度上決定了他的工藝裝備的專用化程 度、完善性、效率及構(gòu)造。制品的結(jié)構(gòu)特征、重量以及質(zhì)量要求等技術(shù)特征也是選擇 工藝裝備的重要依據(jù)。 本科畢

14、業(yè)設(shè)計（論文）說明 3 圖圖2.1-1 焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類 單件生產(chǎn)時，除非該產(chǎn)品的技術(shù)要求特別高，一般是采用通用的夾具及機械裝置； 但如果類似產(chǎn)品比較多，也可以采用有一定通用性的高效工藝裝備。 成批生產(chǎn)時，可根據(jù)技術(shù)要求、批量大小、工作場地面積、焊接與輔助時間的比 例以及工藝裝備的成本；來決定所應(yīng)采用工藝裝備的完善性及效率。通常是采用較專 用的工藝裝備，但在同一裝備上應(yīng)完成幾道工序的工作。 對于大量的生產(chǎn)的焊接產(chǎn)品，應(yīng)考慮采用專用的工藝裝備，并嚴格按照生產(chǎn)的節(jié) 奏來計算每一單位。 回轉(zhuǎn)臺是一種簡化的變位機，它的工作臺面處于水平位置或固定于某一傾角，用 于法蘭焊接、封

15、頭切割等工作。 焊接生產(chǎn)工藝裝備 裝配用工藝裝備 焊接用工藝裝備 裝配焊接組 合工藝裝備 裝配焊接組 合輔助裝備 檢查用工藝裝備 定位器及定位裝置 推拉裝置 壓夾器及裝配裝置 裝配臺架 焊件操作機械 焊接機械 焊工操作機械 焊接輔助裝置 焊接變位機 焊接滾輪架 焊接翻轉(zhuǎn)機 橫臂式焊接機 單軌式焊接機 懸架式焊接機 門架式焊接機 爬行式焊接機 電渣焊焊接機 焊接機器人 焊絲處理裝置 焊劑回收裝置 焊劑墊 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 4 焊接生產(chǎn)中欲將沉重的工件翻轉(zhuǎn)到有利于焊接的位置往往是較困難的，使用通常 的橋式起重機或其他起重機不僅費時，增加了通用的起重設(shè)備的負擔，而且會因通常 缺乏專用吊具而發(fā)

16、生事故。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特征采用專門的翻轉(zhuǎn)機可以提高工作效率， 改善制品的質(zhì)量。翻轉(zhuǎn)機特別適用與大型、長條形的工件，使他們在水平軸線回轉(zhuǎn)。 根據(jù)構(gòu)造翻轉(zhuǎn)機可分為：頭架式、頭尾架式、框架式、轉(zhuǎn)環(huán)式、鏈條式及油壓千斤頂 式。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 5 第第 3 章章240240 噸焊接滾輪架主動輪設(shè)計噸焊接滾輪架主動輪設(shè)計 3.1 機械傳動裝置方案設(shè)計機械傳動裝置方案設(shè)計 機器一般由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。傳動裝置在原動機與工作機之間傳遞運動 和動力，并藉以改變運動的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動裝置一般包括傳動件（齒輪傳動、渦 輪傳動、帶傳動、鏈傳動等）和支撐件（軸、軸承、機體等）

17、兩部分。它的重量和成本在機器占很 大比重，其性能和質(zhì)量對機器對工作影響也很大。因此合理設(shè)計傳動方案具有重要意義。 滿足工作機性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機構(gòu)類型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。 合理的方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用 維護便利。一種方案同時滿足這些要求往往是困難的，因此要保證重點要求。 布置傳動順序時，一般考慮以下幾點： （1）帶傳動的承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩 沖減震，因此宜布置在高速級（轉(zhuǎn)速較高，傳遞相同功率時轉(zhuǎn)矩較?。?。 （2）鏈傳動運轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適于高速傳動，應(yīng)布

18、置在低速級。 （3）蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，尺寸緊湊，傳動平穩(wěn)，但效率較低，適用于中、小功率、 間歇運轉(zhuǎn)的場合。 （4）圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑、大模數(shù)的圓錐齒輪，所以只有在需改變軸的布置方 向時采用，并盡量放在高速級和限制傳動比，以減小圓錐齒輪的直徑和模數(shù)。 （5）斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動傳動好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。 （6）開式齒輪傳動的工作環(huán)境較差，潤滑條件不好，磨損較嚴重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。 （7）一般將改變運動形式的機構(gòu)（如螺旋傳動、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)）布置在傳動系統(tǒng)的最后 一級，并且常為工作機的執(zhí)行機構(gòu)。 （8）傳動裝置的布局應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)緊

19、湊、勻稱，強度和剛度好，便于操作、拆裝和維修。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 6 3.1.1 電動機的選擇電動機的選擇 （2）確定傳動裝置的傳動比，分配各級傳動比 總傳動比 計算數(shù)值列表如下（見表 3-1） 表表 3-1 減速器各軸主要參數(shù)計算結(jié)果減速器各軸主要參數(shù)計算結(jié)果 軸號 輸入功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 傳動比 i 效率 1.59.551500 1.1025350.962530 1.051671.256 0.9967926.51.2 0.9522681.250.4 50 5 5 3 0.735 0.9506 0.9506 0.9506 3.2減速器傳動零件的設(shè)計計算減速器傳動零件的設(shè)計計算 3.2.1

20、各個軸的齒輪尺寸各個軸的齒輪尺寸 以軸為例計算： 選擇材料及確定許用應(yīng)力 齒輪軸用 40，齒面硬度為 250hb。 r c 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 7 大齒輪用 40,齒面硬度為 250hb。 r c 查1圖 6-12 得：；=354；=1.3(1表 6-23)，則 a mp380 3limh 4limh a mp h s =292.3 m 3h h h s 3lim 3 . 1 380 =272.3 m 4h h h s 4lim 3 . 1 354 查1圖 6-13 得：=92m；=78m；=1.69（1表 6-23） ，則 3limf a p 4limf a p f s =57.5m

21、=48.8m 按輪齒彎曲強度設(shè)計 齒輪按 9 級精度制造。 查表16-22，取載荷系數(shù) k=1.5。 齒寬系數(shù)=0.2 取=29，則=i=3 29=87 查1圖 6-7，齒形系數(shù)=2.9，=2.22，則 =0.05 =0.045 因，取設(shè)計。 模數(shù) m= = 4.6 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 8 考慮磨損，模數(shù)要加大 10%，m= 查1表 6-16，取模數(shù) m=5.5mm 中心距: a=319mm 齒寬:b=0.2 319=63.8mm 取 =b=65mm，=70mm 幾何尺寸 分度圓直徑： =m=159.5mm =m=478.5mm 齒頂高： h=h=hm=5.5mm 齒根高： =6.875

22、mm 齒全高： =12.375mm 齒頂圓直徑： =170.5mm =489.5mm 齒根圓直徑： = =(29) =145.75mm = = =464.75mm 基圓直徑： =149.88mm 齒距： =17.27mm 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 9 齒厚： =2.75 =8.635mm 同理可以確定齒輪 22 和齒輪軸 27 的模數(shù) m=4.5,其傳動比 i=5 取 =20,=100 則分度圓直徑 =m=90mm =m=450mm 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 = = =99mm = = =459mm 齒根圓直徑 = = =78.75mm = = 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 10 =43

23、8.75mm 齒距 齒厚 s= =7.065mm 基圓直徑 =84.57mm 頂隙 依照上述步驟繼續(xù)計算，對于齒輪軸 11 和齒輪 30 求得其模數(shù) m=4 取齒輪軸 11 齒數(shù)為,齒輪 30 的次數(shù)為，其傳動比為 i=5 則分度圓直徑 =m=64mm =m=320mm 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 = = =72mm 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 11 = = =328mm 齒根圓直徑 = = =54mm = = =310mm 齒距 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 12 3-6 油標尺油標尺 (2) 油標 油標用來指示箱體內(nèi)油面高度，它應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面穩(wěn)定之處， 如低速級傳動件附近。油標的

24、結(jié)構(gòu)很多，有旋塞式油標、圓形和長形油標，其尺寸規(guī) 格已有國家標準。便于選用，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封要求高，多用于較為重要的減速器中。 3.5.5 定位銷定位銷 為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，在精加工軸承座孔前，在箱體聯(lián)接 凸緣長度方向的兩端，各裝配一個定位銷。為保證提高定位精度，兩定位銷應(yīng)布置在 箱體對角線方向，距箱體中心線不要太近。此外，還要考慮到加工和裝拆方便，而且 不與吊鉤、螺栓等其他零件發(fā)生干涉。定位銷是標準件，有圓柱銷和圓錐銷兩種結(jié)構(gòu)。 通常采用圓錐銷，一般圓錐銷的直徑是箱體凸緣連接螺栓直徑的 0.70.8 倍左右，其長 度大與箱體聯(lián)接凸緣總厚度，以便于裝拆。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文

25、）說明 13 3.5.6 啟蓋螺釘啟蓋螺釘 由于上箱蓋與機座接合處涂有密封膠，連接后接合較緊，不易分開，為了便于抬 起上箱蓋，在上箱蓋外側(cè)的凸緣上裝有 12 個啟蓋螺釘，在啟蓋時，可先擰動此螺釘 頂起上箱蓋。啟蓋螺釘直徑約與箱體凸緣連接螺栓直徑相同，最好與連接螺栓布置在 同一直線上，便于鉆孔。啟蓋螺釘?shù)穆菁y有效長度應(yīng)大于上箱蓋凸緣厚度，釘桿端做 成圓柱形，大倒角或半圓形，以免頂壞螺紋。 3-7 啟蓋螺釘啟蓋螺釘 3.5.7 起吊裝置起吊裝置 起吊裝置有吊環(huán)螺釘、吊耳、吊鉤等，供搬運減速器用。 為了裝卸和搬運減速器，常在箱蓋上鑄出吊耳或吊耳環(huán)，用于吊起箱蓋，也可用 于起吊輕型減速器，但不允許起吊

26、整臺減速器。吊環(huán)在箱座兩端凸緣下部直接鑄出， 其寬度一般與箱體外凸緣相等，吊鉤可以起吊整臺減速器。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 14 3-8 吊環(huán)螺釘?shù)醐h(huán)螺釘 3.5.8 軸承端蓋軸承端蓋 軸承端蓋是用來對軸承部件進行軸向固定，它承受軸向載荷，可以調(diào)整軸承間隙， 并起密封作用。軸承端蓋有凸緣式和嵌入式兩種。 根據(jù)軸是否穿過端蓋，軸承端蓋又分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有空，軸的外 伸端穿過此孔伸出箱體，穿過處須有密封裝置，悶蓋中央無孔，用在軸的非外伸端。 結(jié)論結(jié)論 本論文結(jié)合焊接滾輪架基本要求和特點，采用機械設(shè)計的基本方法，對焊接機械 的設(shè)計進行了研究，所做的工作主要有以下幾個方面： 本科畢業(yè)設(shè)計

27、（論文）說明 15 （1）培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理 論，結(jié)合生產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計 方面的知識； （2）通過制訂設(shè)計方案，合理選擇傳動機構(gòu)和零件類型，正確計算零件工作能力、 確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護等要求，之后進行結(jié) 構(gòu)設(shè)計，達到了解和掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計和方法； （3）進行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。例如計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、 圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。 參考文獻參考文獻 1 駱素君、朱詩順主編， 機械課

28、程設(shè)計簡明手冊化學工業(yè)出版社 2006，8 2 成大先主編， 機械設(shè)計手冊。機械制圖。極限與配合 （單行本）化學工業(yè)出版 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 16 社 2004，1 3 榮涵銳主編， 機械設(shè)計課程設(shè)計簡圖冊哈爾濱工業(yè)大學出版社 2005，1 4 張展主編， 機械設(shè)計通用手冊中國勞動出版社 1994，5 5 許鎮(zhèn)宇、邱宣懷主編， 機械零件 （修訂版）高等教育出版社,1995,12 6 余俊、全永俙、余夢生、張英會機械設(shè)計 （第二版） ，高等教育出版社,1986 7 龔溎義主編， 機械零件課程設(shè)計圖冊高等教育出版社，1981 8 王昆、羅圣國主編， 機械零件課程設(shè)計掛圖 ，高等教育出版社,1

29、986 9 天津大學機械零件教研室編， 機械零件手冊高等教育出版社，1982 10 龔溎義,羅圣國,李平林,張立乃等. 機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 2006,3 3 致謝致謝 本課程設(shè)計是在劉昆明老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度， 嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 17 目的最終完成，劉老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹向劉老師致以 誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時，我還要感謝在一起愉快的畢業(yè)設(shè)計同學們，正是由于你們的幫助和支持， 我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的王樹華、

30、尉 學華同學，他們幫我講解了許多問題，給予我不少的幫助。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成， 有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后 我還要感謝培養(yǎng)我的大學，謝謝你們! 附件附件 1 外文資料翻譯 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 18 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 19 外文翻譯一外文翻譯一 輪軸輪軸 圖圖 1 火車的車輪安裝在車軸上，兩個輪同步轉(zhuǎn)動。這被稱為輪軌火車的車輪安裝在車軸上，兩個輪同步轉(zhuǎn)動。這被稱為輪軌。 一個軸是中央軸用來承載滾輪和齒輪。著某些情況下，車軸也可以用來承載被安 裝在滾輪和齒輪中的軸承和軸承墊，以使他們圍

31、繞軸旋轉(zhuǎn)。在另外一些情況下，輪和 齒輪也許會被直接固定在軸上，通過軸承來支撐軸，這種情況在自行車上最為常見。 1 交通工具的軸交通工具的軸 車軸是有輪交通工具的必不可少的一個部分。車軸維持著車輪及車輪和整體的位置關(guān)系。 對于大多數(shù)交通工具來說，車輪是唯一與地面接觸的部分。車軸承載著運輸裝置和其上的貨物的所 有的總量，還有加速度，和顛簸時的沖擊力。以結(jié)構(gòu)力學的觀點來看，軸必須協(xié)調(diào)好與下列設(shè)備的 關(guān)系。 驅(qū)動器：一個或多個車軸都是動力系統(tǒng)的一部分，一個機械系統(tǒng)都會將轉(zhuǎn)動的力作用在軸上， 使之能夠傳動力到輪，一邊去動整個運輸裝置。 剎車系統(tǒng)：相反的當運載裝置想要停下來時，它就會提供一個力給車軸，通過

32、摩擦力來使車輛 停下來，當車子停下來時由于發(fā)動機還在旋轉(zhuǎn)，也就是說軸依然在承受負載。 導(dǎo)向：大部分小型汽車的前輪都是用來導(dǎo)向的，運輸工具通過改變前輪軸來改變前輪和車身的 朝向，以便調(diào)整車的運行方向。 2 結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 20 圖圖 2 o 系列新干線的車輪系列新干線的車輪 直軸是一種連接左輪和右輪的裝置。車軸的中心線在兩個輪的正中間，這樣設(shè)計 可以保證輪的位置能夠在承受壓力是不至于改變。直軸常用于火車、民用汽車的后軸， 以及承受巨大載荷的非道路運載工具。 在拆分設(shè)計時車輪附在軸的一個端上。在某些設(shè)計中它允許允許左輪和右輪獨立 懸在車身下，這通過一個減震橋來實現(xiàn)，這樣

33、就可以保證車身在行駛時能夠不太顛簸。 當軸不是懸掛式的時，分開車軸可以通過左輪和右輪分別以不同速度驅(qū)動車體來使車 輛轉(zhuǎn)彎和保證平穩(wěn)。 一個串聯(lián)軸是兩個或兩個以上的軸安裝在一起組成的。卡車通常會使用多個軸來 提供一個軸所不能提供的運載能力，自卸式卡車通常在后輪處有一個串聯(lián)軸。 3 驅(qū)動軸驅(qū)動軸 圖圖 3 驅(qū)動軸前段的花健驅(qū)動軸前段的花健 一個被發(fā)動機驅(qū)動的軸被稱作驅(qū)動軸。 現(xiàn)代前輪驅(qū)動車可以融合一個驅(qū)動和前輪為一個單位，我們稱之為橋。驅(qū)動輪是 一個的被萬向分離接頭連接的兩個軸。每一個軸都和車輪用一個等速連軸器連接，它 允許車輪在轉(zhuǎn)向時也能良好的傳遞動力。 在后輪驅(qū)動的汽車和卡車中，發(fā)動機驅(qū)動一個

34、驅(qū)動軸它將發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)里傳遞給 車后部的驅(qū)動軸。這些驅(qū)動也許是一個活動軸，但現(xiàn)代設(shè)計通常一個分裂軸來表明他 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 21 們的不同。 一些簡單的運輸工具的設(shè)計，例如卡丁車，也許只有一個驅(qū)動輪。這個驅(qū)動軸是 一個分裂軸，分別被不同的發(fā)動機所驅(qū)動。 4 死軸和懶軸死軸和懶軸 圖圖 4 這個大卡車擁有一個龐大的驅(qū)動軸這個大卡車擁有一個龐大的驅(qū)動軸 死橋 ，也稱為懶惰車軸 ，不傳遞動力而是自由旋轉(zhuǎn)。后軸驅(qū)動的汽車的前軸可 被視為死軸。許多卡車和拖車使用死軸來保證載重量。一個死軸緊挨著一個驅(qū)動軸被 稱為推軸。 一些自卸車和拖車被裝配了空軸，它們被安裝的也許高也許低。當軸被降低時是 為了

35、提高他們的載重量，或者是為了平均的分配貨物的載重量到各個輪，例如通過一 個載重橋。當它們沒用用時，就把他們拆除，以節(jié)省動力，減輕各個輪的負載。同時 也能夠使整個運載設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊。 許多廠商提供數(shù)控空軸，這樣當主軸達到他們總量極限時，死軸就會被自動放低， 當有必要時，死軸也可以被立即提升，只需要按一個按鈕。 外文翻譯二外文翻譯二 齒輪齒輪 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 22 圖圖 1 1 破舊的時鐘和暴露的齒輪破舊的時鐘和暴露的齒輪. . 圖圖 2 2 現(xiàn)代單階行星齒輪軸作用在微馬力電機上現(xiàn)代單階行星齒輪軸作用在微馬力電機上 1.1.齒輪概述齒輪概述 齒輪是一種安裝在傳動裝置上，通過齒與齒的咬合

36、傳播力的裝置單位。齒輪不同 于滾輪和滑輪的地方就是在于齒輪表面有層層的齒和牙，這些齒與牙咬合與其他的齒 與牙，從而使力傳播到其他的地方而不至于產(chǎn)生滑動。根據(jù)結(jié)構(gòu)和安裝方法的不同同 一種齒輪可以以不同的方式傳播運動，可以從動力源處傳播不同的速度和運動方向。 齒輪最常見的安裝形式是和其他的齒輪咬合，但齒輪可以和任何具備合適齒的裝 置咬合，比如傳動鏈。 齒輪的最重要的特性是齒輪的尺寸（直徑）可以被定制為某個特定數(shù)字，以便服 務(wù)于機械利益。這就造成了與齒輪膠合的齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)不同于第一個齒輪。在特 定機器的背景下，齒輪組往往代表了一個特定的齒輪膠合。這種齒輪組的咬合蘊含著 特定的轉(zhuǎn)動比率，他通過齒數(shù)

37、和齒輪的半徑來實現(xiàn)。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 23 2.2.機械利益機械利益 圖圖 3 3 運動中的齒輪組運動中的齒輪組 對于齒輪組來說，他們的咬合運動決定了他們的運動線速度必然是相等的。線速 度是齒輪的角速度與他的半徑的乘積，我們可以看到在相同的線速度下，齒輪半徑越 大的齒輪運轉(zhuǎn)的越慢。 這種結(jié)論同樣可以被另外一種分析過程所印證：數(shù)齒數(shù)。因為兩個咬合齒輪的齒 是一個緊咬著另外一個齒。當小齒輪的所有的齒都經(jīng)過空間里的同一點時，小齒輪旋 轉(zhuǎn)了一周，與此同時，大齒輪的齒并沒有都經(jīng)過同一個點，也就是說大齒輪并沒有旋 轉(zhuǎn)一周。在同一給定時間內(nèi)，小齒輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)更多，它的速度就更快。它們的速度比 與它們

38、的次數(shù)比成反比。 (速度 a * 齒數(shù) a) = (速度 b * 齒數(shù) b) 這個比率也就是常見的齒輪齒數(shù)比。 扭矩的確定與通過齒輪齒施加于其他齒的力有關(guān)?？紤]到兩個齒輪是通過一個接 觸點傳播力的，一般情況下，這部分力有徑向分力和切相分力。徑向分力可以忽略不 計：它只是造成輕微側(cè)滑進且并對轉(zhuǎn)動無影響。自由切線部分造成轉(zhuǎn)動。扭矩等于切 向部分的力乘以半徑。因此我們可以看到大齒輪傳遞著大的扭矩，而小齒輪傳遞的扭 矩則較小。扭矩比等于半徑比，這正好和速度比相反，較大的扭矩意味著較小的速度， 反之亦然。事實上扭矩比與速度比相反也可以從能量守恒定律中推導(dǎo)出來。在這里我 們忽略了摩擦力的作用。速度比確實與

39、此輪的齒數(shù)和尺寸有關(guān)，但是摩擦力將導(dǎo)致扭 矩比實際上較速度比小。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 24 在上面的討論中我們已經(jīng)提到了齒輪的半徑。由于齒輪不是一個完全的圓，而是 一個在點接觸齒面內(nèi)實現(xiàn)。由于是小面積的接觸，交叉螺旋齒輪只能用于輕負載。 4.44.4 準雙曲面齒輪準雙曲面齒輪 準雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪相似，但軸與軸之間存在偏移，不交叉。球行表面出 現(xiàn)錐形，但以齒的補償?shù)窒S，實際上是螺旋錐形齒的革新，準雙曲面齒輪幾乎和軸 成 90 度。這取決于哪一方的軸的角度被抵消，相對于螺旋傘齒輪 雙曲線齒輪甚至可能嚙合運行更加順利。此外，齒輪設(shè)計中，可以用螺旋錐齒輪 達到更大的減速比，即使用一套單一

40、的準雙曲面齒輪就可以使減速比率達到 60:1 甚至 更高是“完全可行的”。 4.54.5 蝸桿蝸桿 蝸桿是一類似于螺絲齒輪。這是一種的特別的螺旋齒輪，但它的螺旋角通常是有 點大（例如，有些接近 90 度）并且它的身體通常是分布在相當長的軸線方向，它是這 些特性，使其有點像螺釘。 蝸桿通常一個被網(wǎng)狀齒圍著的盤形齒輪，它被稱為“齒輪” “輪”“渦輪”“蝸桿”，在渦輪蝸桿系統(tǒng)中，它允許幾個部件在一個很小的空間內(nèi) 實現(xiàn)很大的傳動比。在實際中，齒輪減速比往往低于 10:1 ;而蝸輪組傳動比通常在 10:1 與 100:1 之間，甚至達到 500:1 。 在渦輪蝸桿組中由于蝸桿的的螺旋角很大，齒間滑 動可

41、能是很大的，以及由此產(chǎn)生的摩擦損失驅(qū)動器的效率通常要少百分之九十以上， 有時甚至不到百分之五十，這遠少于其它類型的齒輪。 4.64.6 齒輪齒條齒輪齒條 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明 25 圖圖 5 5 齒輪齒條齒輪齒條 機架是齒列或棒，可以將其視為部分齒輪與無限大的曲率半徑。齒條與小齒輪扭 矩可轉(zhuǎn)換為線性力，機架移動直線。這種機制常被用于汽車轉(zhuǎn)換向的方向盤以及左向 右運動的拉桿上 。 支架還具有理論的齒輪幾何。例如，齒形的齒輪可相當于一個機架（無限半徑） 和一個具有標準齒的齒輪。齒輪齒條式的齒輪受制于齒條。 5.5.齒輪的歷史齒輪的歷史 據(jù)史料記載，遠在公元前 400200 年的中國古代就巳開始使用齒