基于proe鋼管切割機(jī)設(shè)計(jì)

基于proe鋼管切割機(jī)設(shè)計(jì)ee(ee)指導(dǎo)教師：ee[摘要]：對(duì)現(xiàn)有的型材砂輪切割機(jī)進(jìn)行分析研究，針對(duì)其生產(chǎn)效率低，加工精度低，研制了一臺(tái)新型管材砂輪切割機(jī)。該切割機(jī)利用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給速度恒定，受力均勻；通過液壓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝夾，工作高效穩(wěn)定。該砂輪切割機(jī)能切割不同尺寸，加工效率高，適用范圍廣。關(guān)鍵詞：砂輪切割機(jī)；管材加工；液壓驅(qū)動(dòng)。[Abstract]:Analysisoftheexistingprofilesabrasivecutterforitslowproductivity,lowmachiningaccuracy,anddevelopedanewtypeofpipewheelcutter.Thecuttingmachineusehydraulictransmissiontoachievethetoolautomaticallyfeed,feedrateconstant,uniformforce;theautomaticclampingoftheworkpiecethroughthehydraulicdrive,theworkishighlyefficientandstable.Thegrindingwheelcuttingmachinetocutthedifferentsizes,highprocessingefficiencyforawiderange.Keywords:Abrasivecutter；Tubeprocessing；hydraulicdrive.目錄31067引言44464引言475901，選題的目的及研究意義4182282、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、開展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等4282083、開展策略和措施491434、對(duì)本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法〔技術(shù)路線〕或設(shè)計(jì)〔實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行說明4860一切割局部的設(shè)計(jì)793871.1砂輪片的選取7320541.2電機(jī)的選擇716941.3帶的設(shè)計(jì)761381.3.1確定計(jì)算功率7263991.3.2初選帶的型號(hào)831241.3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和。8206981.3.4確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度8258361.3.5驗(yàn)算帶輪包角9188391.3.6確定帶的根數(shù)992491.3.6確定單根帶的初拉力10310531.3.7計(jì)算帶對(duì)軸的壓力1041261.4帶輪的設(shè)計(jì)10313921.5鍵的選擇1262501.6軸的設(shè)計(jì)12103761.7滾動(dòng)軸承的選擇及壽命的計(jì)算1430574二液壓局部的設(shè)計(jì)1666402.1選擇液壓缸的類型1676772.2選擇安裝方式16172942.3負(fù)載的大小1682892.4液壓缸的選擇17146642.5行程的計(jì)算18226882.6液壓缸的連接1950822.7液壓泵的選擇19205002.8換向閥的選擇20257592.9液壓系統(tǒng)根本功能回路的設(shè)計(jì)2121128三夾具的設(shè)計(jì)22124523.1工件的夾緊設(shè)計(jì)22244383.2駐車夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2230076四電控局部的設(shè)計(jì)2446474.1整機(jī)電氣控制的設(shè)計(jì)243425五畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)258117六參考文獻(xiàn)26引言1，選題的目的及研究意義隨著科技的進(jìn)步和自動(dòng)化的飛速開展，機(jī)電一體化產(chǎn)品廣泛應(yīng)用各種加工業(yè)，手工切割已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代工業(yè)開展的要求。手工切割質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差，所以能夠設(shè)計(jì)一臺(tái)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量高，勞動(dòng)條件好和能適應(yīng)產(chǎn)品快速更新?lián)Q代的切割機(jī)顯得尤為重要。采用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)，液壓技術(shù)或PLC控制技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)夾具的自動(dòng)夾緊和刀片的自動(dòng)進(jìn)給切斷。其中自動(dòng)夾緊改善了以前靠人工旋轉(zhuǎn)螺紋夾緊的現(xiàn)狀，大大節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，自動(dòng)切斷能以恒力勻速進(jìn)給，提高了刀片的使用壽命，操作更加平安。2、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、開展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等所謂機(jī)械切割主要是指使用切割設(shè)備進(jìn)行材料的各種形狀切割下料。這里所涉及到的切割機(jī)設(shè)備范圍相對(duì)較廣，除了在我國(guó)早期使用的小車切割機(jī)外，目前市面上應(yīng)用最多還有便攜式數(shù)控切割機(jī)、龍門式數(shù)控切割機(jī)、懸臂式數(shù)控切割機(jī)和臺(tái)式數(shù)控切割機(jī)，另外像直條機(jī)、相貫線切割機(jī)等專用設(shè)備也有一定的市場(chǎng)占有率；而機(jī)械切割的加工材料范圍也不僅僅局限于鋼板、鋼管等，一般只要的導(dǎo)電金屬均屬于可加工范疇，只是針對(duì)不同材質(zhì)材料，切割設(shè)備需要搭配不同的切割方式。同時(shí)，其切割范圍也受到限制，一般僅限于切割規(guī)那么的矩形件和一維的型材和棒材等，不能切割異形件而且材料的浪費(fèi)較嚴(yán)重。3、開展策略和措施(1)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。在“十二·五〞期間將扶持和引導(dǎo)一些切割機(jī)生產(chǎn)的重點(diǎn)企業(yè)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，改變現(xiàn)在控制系統(tǒng)、等離子電源、激光發(fā)生器都是進(jìn)口的，我們自己做機(jī)架的不利局面。首先在控制系統(tǒng)上我們要有一個(gè)突破，過去假設(shè)干年有很多企業(yè)都不同程度地投入控制器的開發(fā)。因?yàn)閷I(yè)性太強(qiáng)，自身不具備能力，一般都和高校和科研單位聯(lián)合開發(fā)，解決了局部抵擋控制系統(tǒng)的需求。今后行業(yè)將引導(dǎo)支持局部企業(yè)，加大研制力度，生產(chǎn)高擋的控制系統(tǒng)，解決旋轉(zhuǎn)坡口切割、型鋼切割、激光切割的設(shè)備控制。向切割設(shè)備制造強(qiáng)國(guó)邁步。隨著技術(shù)的開展和用戶要求，通過切割減少后續(xù)機(jī)加工工序，提高生產(chǎn)效率，已成為切割行業(yè)“十二·五〞期間開展的方向。因此，高精度火焰切割機(jī)、精細(xì)等離子切割機(jī)，特別是激光切割機(jī)，將成為切割加工中的主要設(shè)備。4、對(duì)本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法〔技術(shù)路線〕或設(shè)計(jì)〔實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行說明本課題主要解決的問題是切割機(jī)的傳動(dòng)方式及工裝夾具設(shè)計(jì)。解決問題的方法是利用帶傳動(dòng)，夾具就用常見的虎鉗夾緊這種夾緊方法平安，方便，可靠。設(shè)計(jì)方案切割局部主要有砂輪，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成?，F(xiàn)在切割局部有兩種可行的方案：第一，電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)。第二，電動(dòng)機(jī)通過圓錐齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪片轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到切割過程中電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)，而圓錐齒輪傳動(dòng)不宜用在轉(zhuǎn)速太高的場(chǎng)合工作。所以優(yōu)先選取第一種方案。而且運(yùn)用齒輪傳動(dòng)時(shí)，還要考慮到如何消除震動(dòng)和怎樣潤(rùn)滑齒輪，這樣就增加了產(chǎn)品的復(fù)雜性，維護(hù)性和本錢。圖0.1切割局部原理圖切割局部原理圖如下圖，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪片高速旋轉(zhuǎn)，電機(jī)與工作臺(tái)之間采用鉸鏈支撐，升降液壓缸可推動(dòng)砂輪片上下移動(dòng)，完成切割。夾具液壓缸可實(shí)現(xiàn)夾具自動(dòng)夾緊。從而實(shí)現(xiàn)完整的切斷過程。圖0.2三維裝配圖一切割局部的設(shè)計(jì)1.1砂輪片的選取砂輪是由一定比例的磨粒和結(jié)合劑經(jīng)過壓胚，枯燥，焙燒和車整制造成的特殊的一種切削工具。在切削過程中砂輪中的磨粒起著切削刃的作用，磨粒的硬度決定了切削的種類，選擇砂輪符合的枯燥條件，工件材料，加工要求等各種因素，以保證切削質(zhì)量，下面的幾個(gè)條是選擇的標(biāo)準(zhǔn)：〔1〕磨削鋼等韌性材料應(yīng)選擇剛玉類磨料，磨削鑄鐵硬質(zhì)合金等脆性材料應(yīng)選擇碳化硅類磨料。〔2〕粗磨時(shí)應(yīng)選擇粗粒度，精磨時(shí)選擇細(xì)粒度。〔3〕薄片砂輪應(yīng)選擇橡膠或樹脂結(jié)合劑。〔4〕工件材料硬度高，應(yīng)選擇軟砂輪，工件硬度低應(yīng)選擇硬砂輪?！?〕精密磨削時(shí)應(yīng)取組織較緊密的砂輪。最終選取的砂輪片的型號(hào)為TL-001型，其磨料為剛玉，粒度為20#經(jīng)調(diào)研切斷能力為50的砂輪片，其規(guī)格為，所需電機(jī)的最少功率，轉(zhuǎn)速為砂輪片的最大限速度為。1.2電機(jī)的選擇根據(jù)砂輪片的要求，現(xiàn)在選用比擬常用的Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)。這是由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)。因而具有與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間的良好的互換性。供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選擇方法，首先不考慮電動(dòng)機(jī)與負(fù)載之間的減速器的傳動(dòng)比，從可以利用的電動(dòng)機(jī)中踢除不能完成任務(wù)的電動(dòng)機(jī)，其次對(duì)那些能完成任務(wù)的電動(dòng)機(jī)，尋找可行的傳動(dòng)比范圍。然后確定功率和滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速，額定電流，額定轉(zhuǎn)矩，功率因數(shù)等。由這些選取功率為3.0kw滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速為額定電流功率因數(shù)為0.87，效率為82%，額定轉(zhuǎn)矩根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1，選擇了Y100L-2型電動(dòng)機(jī)，其質(zhì)量為33kg。電機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量Y100L-23kw2870r/min2.2kw2.3kw33kg1.3帶的設(shè)計(jì)確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第156頁，表8-7查得工作情況系數(shù)，計(jì)算功率為。工況空輕載啟動(dòng)重載啟動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)h<1010~16>16<1010~16>16載荷變動(dòng)微小液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，輕負(fù)荷輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3初選帶的型號(hào)根據(jù)和n，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中第157頁圖8-11初選A型普通V帶。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第155頁表8-6查得A型，考慮到帶輪太小其彎曲應(yīng)力過大，所以要使故取。槽型YZABCDE驗(yàn)算帶的速度因?yàn)樗苑弦蟆Ｓ?jì)算由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與砂輪的轉(zhuǎn)速根本同步，選速比故，確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度初選中心距由考慮到結(jié)構(gòu)的要求初選。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第146頁表8-2取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度最后確定中心距所以最后取驗(yàn)算帶輪包角所以符合。確定帶的根數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第155頁表8-5查得。小帶輪包角1801751701651551501451401351301251201.000.990.980.960.950.930.910.890.880.860.840.82由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第146頁表8-2查得。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第152頁表8-4a查得。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第154頁表8-4b查得。取帶根。確定單根帶的初拉力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第149頁表8-3查得。帶型YZABCDEq/(kg/m)0.020.060.100.180.300.610.92計(jì)算帶對(duì)軸的壓力1.4帶輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)帶輪時(shí)應(yīng)該滿足的要求有：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，無過大的鑄造應(yīng)力質(zhì)量且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造，轉(zhuǎn)速高時(shí)經(jīng)過動(dòng)平衡輪槽工作面加工精度，以減小帶的磨損，各槽的尺寸和角度保持一定的精度，以使載荷分布均勻。帶輪的材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，有時(shí)候也采用鋼或非金屬材料，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200.當(dāng)帶速小于時(shí)采用HT150，當(dāng)帶速為時(shí)采用HT200，當(dāng)帶速再高時(shí)宜采用鑄鋼或或鋼板沖壓后焊接而成。在本次設(shè)計(jì)中采用了比擬常見的HT150.帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸由于帶輪的基準(zhǔn)直徑軸的直徑d由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-5查得且所以可采用孔板式。圖1.1帶輪其中可由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10查得f與e有《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10可查得設(shè)取1.5鍵的選擇因?yàn)閹л喸谳S端，所以選擇圓頭單平鍵為宜。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第106頁，表6-1鍵寬和鍵高鍵長(zhǎng)選擇軸徑d6~88~1010~1212~1717~2222~3030~3838~44bh2233445566871081281.6軸的設(shè)計(jì)因?yàn)樵趲У脑O(shè)計(jì)中，帶輪的尺寸已經(jīng)定了，也就說安裝帶輪局部的軸頸也定了為28mm，砂輪片所選的規(guī)格為，所以安裝砂輪片局部的軸頸為32mm，故由經(jīng)驗(yàn)得出軸的大致形狀為：圖1.2主軸軸的校核圖1.3主軸受力圖為摩擦系數(shù)取0.6圖1.4軸上載荷分析圖故判斷出危險(xiǎn)截面在有水平彎曲應(yīng)力又有垂直彎曲應(yīng)力的截面處選軸的材料為最常用的的45鋼。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第362頁表15-1故平安。材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑硬度/HBS備注45正火回火<100170~217590295255140551.7滾動(dòng)軸承的選擇及壽命的計(jì)算軸承的選擇在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，我們采用了既有轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又能夠承受少量軸向力的角接觸球軸承。又因?yàn)樵谳S的設(shè)計(jì)中，又因?yàn)榭臻g尺寸的限制要求，軸承的內(nèi)徑確定為30mm，故我選取接觸角的角接觸球軸承，其代號(hào)為7007C，靜載荷，根本額定的動(dòng)載荷〔其中軸向力的主要來源是安裝或拆卸帶輪時(shí)所受的載荷估計(jì)載荷的大小為100N，根據(jù)分析，在安裝和拆卸帶輪時(shí)的力相同的情況下，拆卸帶輪時(shí)，軸承所受的力更大?！齿S承壽命的計(jì)算圖1.5軸承受力分析圖計(jì)算徑向力，求兩軸承的軸向力，。對(duì)于7007AC型的軸承，軸承的派生軸向力。軸承2放松，軸承1被壓緊查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第321頁，表13-5，對(duì)軸承1對(duì)軸承2軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6得取載荷性質(zhì)舉例中等載荷1.2~1.8車輛，造紙機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)因?yàn)樗园摧S承2的受力大小計(jì)算二.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇〔倒數(shù)第三頁里有東東〕選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇電動(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)比那么低速級(jí)的傳動(dòng)比2.1.4圖電機(jī)端蓋2.2運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸滾筒軸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，應(yīng)選用7級(jí)精度〔GB10095-88〕。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280HBS，大齒輪材料為45鋼〔調(diào)質(zhì)〕硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。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，即確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值〔1〕試選載荷系數(shù)1。〔2〕由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八幅員10-30選取區(qū)域系數(shù)?！?〕由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八幅員10-26查得，，那么。〔4〕計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩?！?〕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)》第八幅員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)》第八幅員〔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%，平安系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式〔10-12〕得〔11〕許用接觸應(yīng)力計(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)==2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=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。使用系數(shù)根據(jù)v=7.6m/s,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八幅員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)》第八幅員10-13查得由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-3查得.故載荷系數(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〕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)》第八幅員10-28查得螺旋角影響系數(shù)〔3〕計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)?！?〕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)》第八幅員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〕由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八幅員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。取彎曲疲勞平安系數(shù)S＝1.4,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式〔10-12〕得〔9〕計(jì)算大、小齒輪的并加以比擬。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算比照計(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來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，那么取3.4幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距a=將中以距圓整為141mm.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。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑計(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)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表2低速級(jí)齒輪：名稱代號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩假設(shè)取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,那么求作用在齒輪上的力因低速級(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)《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,那么: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/T5014-2003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.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔1〕擬定軸上零件的裝配方案圖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,應(yīng)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根本游子隙組、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。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，那么軸環(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，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)84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長(zhǎng)40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長(zhǎng)49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長(zhǎng)85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長(zhǎng)60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長(zhǎng)54.5mm6-7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，應(yīng)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渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩求作用在齒輪上的力〔1〕因低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：〔2〕因高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為：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：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖4-2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,應(yīng)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根本游子隙組、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。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h=6mm，那么軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取?！?〕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。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。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，應(yīng)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渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長(zhǎng)29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長(zhǎng)90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長(zhǎng)12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長(zhǎng)51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩假設(shè)取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,那么求作用在齒輪上的力因低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為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,那么: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/T5014-2003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)擬定軸上零件的裝配方案圖4-3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,應(yīng)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根本游子隙組、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*20.75mm，故；而，mm。3〕取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；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，應(yīng)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渡配合來保證的，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)80mm1-2段直徑30mm2-3段軸長(zhǎng)45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長(zhǎng)45mm3-4段直徑31.75mm4-5段軸長(zhǎng)99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長(zhǎng)61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長(zhǎng)26.75mm6-7段直徑45mm5.齒輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建?！?〕在上工具箱中單擊按鈕，翻開“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，翻開“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〕繪制齒輪根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?！?〕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>雙擊草繪根本圓的直徑尺寸，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)立齒輪齒廓線1>在右工具箱中單擊按鈕翻開“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)，翻開“曲線：從方程〞對(duì)話框，如圖5-7所示。2>在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再?gòu)摹霸O(shè)置坐標(biāo)類型〞菜單中選擇“笛卡爾〞選項(xiàng)，如圖5-8所示，翻開記事本窗口。3>在記事本文件中添加漸開線方程式，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)立過兩曲線交點(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)立過兩平面交線的基準(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_16>如圖5-13所示，單擊“確定〞按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。55-15基準(zhǔn)平面對(duì)話框5-15基準(zhǔn)平面DTM17>如圖5-16所示，單擊“確定〞按鈕，創(chuàng)立經(jīng)過基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面DTM1轉(zhuǎn)過“-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DTM28>鏡像漸開線。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)立齒根圓實(shí)體特征1>在右工具箱中單擊按鈕翻開設(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翻開“類型〞對(duì)話框，選擇其中的“環(huán)〞單項(xiàng)選擇按鈕，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)立，創(chuàng)立后的結(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)立一條齒廓曲線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翻開“類型〞對(duì)話框，選擇“單個(gè)〞單項(xiàng)選擇按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。圖5-21草繪曲線圖5-22顯示倒角半徑3>翻開“關(guān)系〞對(duì)話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”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)，翻開“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)立的齒廓曲線作為復(fù)制對(duì)象。圖5-24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)立另一端齒廓曲線〔9〕創(chuàng)立投影曲線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〞面作為參照平面，參照方向?yàn)椤坝舀?，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外表，投影結(jié)果如下列圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果〔10〕創(chuàng)立第一個(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。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)立，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)立的輪齒特征，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。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>在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)立的第二個(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)立，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，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了根本的研究方法，，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。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)選擇中CAD圖里找我聯(lián)系方式吧參考文獻(xiàn)[1]王定.礦用小絞車[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1981.[2]程居山.礦山機(jī)械[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.8.[3]王洪欣,李木,劉秉忠.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].徐州;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.[4]唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].徐州;