管套壓裝專機(jī)設(shè)計(jì)帶CAD圖,管套壓裝,專機(jī),設(shè)計(jì),CAD 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 隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，軸、軸承和軸套的使用也越來越廣泛，而軸與軸承、軸套的配合為過盈配合H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長(zhǎng)度增大而增大。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。按照《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范（ＧＢ５０２３１－９８）》中
第５．５．１條裝配前應(yīng)測(cè)量孔和軸的配合部位尺寸及進(jìn)入端倒角角度與尺寸。根據(jù)實(shí)測(cè)的平均值，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和本規(guī)范附錄十六選擇裝配方法。
第５．５．２條在常溫下裝配時(shí)應(yīng)將配合面清洗潔凈，并涂一薄層不含二硫化鉬添加劑的潤滑油；裝入時(shí)用力應(yīng)均勻，不得直接打擊裝配件。
第５．５．３條縱向過盈連結(jié)的裝配宜采用壓裝法。壓裝設(shè)備的壓力，宜為壓入力的３．２５～３．７５倍；壓入或壓出速度不宜大于５ｍｍ/ｓ。壓入后２４ｈ內(nèi)，不得承受負(fù)載的要求，如果使用人工裝配不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個(gè)專用的管套壓裝專機(jī)以成為發(fā)展趨勢(shì)。本論文設(shè)計(jì)的專機(jī)不但可解決人工裝配時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、定位精度低的問題，而且滿足了大批量生產(chǎn)要求。 第二章 設(shè)計(jì) 2.1 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)。 2.2 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。 2.3 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(zhǎng)，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。 2.4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(zhǎng)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(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)，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。 第三章 系統(tǒng)原理 3.1 系統(tǒng)原理及硬件框圖 管子軸套壓裝專機(jī)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)的原理在無縫鋼管二端均勻壓入二軸套，且保證二軸套的相對(duì)位置。系統(tǒng)硬件框圖如（圖一） 動(dòng)力機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖一 3.2 工作原理 先通過定位實(shí)現(xiàn)二套之間的相對(duì)位置。通過高度可調(diào)V型塊來保證管、套在壓入前定位的同心度，用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪（軸承）對(duì)管子中間部位壓緊防止二端施壓時(shí)管子受力失穩(wěn)而中間拱起。對(duì)安全離合器進(jìn)行調(diào)整以限定最大壓入力從而保護(hù)電機(jī) 電機(jī)開始旋轉(zhuǎn) 打開電機(jī)開關(guān) 減速機(jī) 輸出轉(zhuǎn)速要和壓頭移動(dòng)速度相配轉(zhuǎn)速 皮帶輪 皮帶輪旋轉(zhuǎn) 絲杠支承 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng) 裝有螺母的壓頭 移動(dòng) 軸套壓入 到達(dá)指定位置 安全離合器 打滑 操作工即停止電機(jī) 3.3 設(shè)計(jì)思路 3.3.1 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)。 3.3.2 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。 3.4 設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1 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(zhǎng)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(zhǎng)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) 3.4.2 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） 3.4.3 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 3.4.4 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 3.5 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 3.6 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 3.7 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 第四章 產(chǎn)品附圖介紹（CAD） 4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要?dú)v史 在我們講述的CAD的基本理論之前，先說說它的簡(jiǎn)史是比較合適的。CAD是計(jì)算機(jī)時(shí)代的產(chǎn)品。它從早期的計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的交互式計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。兩個(gè)這樣的系統(tǒng)包括：麻省理工學(xué)院的 SAGE PROJECT 及 SKETCHPAD。SAGE PROJECT旨在開發(fā)CRT顯示器及操作系統(tǒng)。SKETCHPAD是在 SAGE PROJECT下發(fā)展起來的。CRT顯示和光筆輸入用于與系統(tǒng)進(jìn)行交互操作。CAD與出次出現(xiàn)的NC和APT（自動(dòng)編程工具）碰巧同時(shí)問世。后來，X-Y繪圖儀作為計(jì)算機(jī)繪圖的標(biāo)準(zhǔn)硬拷貝輸出裝置使用，一個(gè)有趣的現(xiàn)象是X-Y繪圖儀與NC鉆床具有相同的機(jī)構(gòu)，除了繪圖筆被NC機(jī)床上的主軸刀具替代之外。 開始，CAD僅僅是一個(gè)帶有內(nèi)置設(shè)計(jì)符號(hào)的繪圖編輯器，供用戶使用的集合元素只有直線、圓弧、以及兩者的組合。自由曲線幾其曲面的發(fā)展，如昆氏嵌面、貝塞爾嵌面以及B-樣條曲線，使CAD系統(tǒng)可用于復(fù)雜曲線及曲面設(shè)計(jì)。三維CAD系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)者步入三維設(shè)計(jì)空間。由于一個(gè)三維模型包含了NC 刀具路徑編程所需要的足夠信息，所以能夠開發(fā)CAD與NC之間聯(lián)系的系統(tǒng)。所謂交鑰匙的CAD/CAM系統(tǒng)便是根據(jù)這一概念開發(fā)的，并從20世紀(jì)70年代至80年代流行起來。 20世紀(jì)70年代，三為實(shí)體建模的發(fā)明標(biāo)志著CAD一個(gè)新時(shí)代的開始。過去的三維線框模型僅用邊界來表達(dá)一個(gè)物體。這在某種意義上是含糊的，一個(gè)簡(jiǎn)單的模型可能有幾種解釋。同時(shí)也無法獲得一個(gè)模型的體積信息。實(shí)體模型包含完整的信息，因此，它不僅可以用來生成工程圖，而且也可以在同一模型上完成工程分析。后來，開發(fā)了許多商業(yè)系統(tǒng)和研究系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中相當(dāng)多的是基于PADL和BUILD系統(tǒng)。盡管它們?cè)诒磉_(dá)上是強(qiáng)有力的，但仍然存在許多缺陷。例如，這種系統(tǒng)具有較強(qiáng)的計(jì)算能力和內(nèi)存需求，非常規(guī)的物體建模方式以及標(biāo)注公差能力的缺乏，這一切已阻礙了CAD的應(yīng)用。直到20世紀(jì)80年代中期，實(shí)體建模開始介入設(shè)計(jì)環(huán)境。今天實(shí)體建模的應(yīng)用如同繪圖和線框模型應(yīng)用一樣普遍。 在個(gè)人計(jì)算機(jī)上，CAD一走向大眾化。這種發(fā)展使CAD應(yīng)用面廣并且很經(jīng)濟(jì)。CAD原本作為一種工具僅被航空和其它主要工業(yè)企業(yè)使用。諸如AutoCAD、Versa CAD、CADKEY等個(gè)人機(jī)CAD軟件包的引入，使小型公司乃至個(gè)人可以擁有并使用CAD系統(tǒng)。到1988年為止一銷售10萬個(gè)以上的PC CAD軟件包。今天，基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的實(shí)體模型的PC CAD易于獲得，并且銷售變得更為普及。由于微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展使得個(gè)人能夠承受四體模型需要的大量計(jì)算負(fù)荷，所以如今許多實(shí)體模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，并且作為平臺(tái)已不成一個(gè)問題。隨著標(biāo)準(zhǔn)圖形用戶界面的發(fā)展，CAD系統(tǒng)可以很容易地從一臺(tái)計(jì)算機(jī)想另一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳送，大多數(shù)CAD系統(tǒng)都能夠在不同的平臺(tái)上運(yùn)行。在大型計(jì)算機(jī)、工作站和基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的CAD系統(tǒng)之間幾乎沒有區(qū)別。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 一個(gè)CAD系統(tǒng)包含三個(gè)主要部分： （1）硬件 計(jì)算機(jī)及輸入/輸出裝置。 （2）操作系統(tǒng)軟件。 （3）應(yīng)用軟件 CAD軟件包 硬件主要用于支持軟件功能。在CAD系統(tǒng)中使用著種類繁多的硬件。操作系統(tǒng)軟件是CAD應(yīng)用軟件與硬件之間的界面。操作系統(tǒng)軟件管理著硬件運(yùn)行并提供許多諸如創(chuàng)建和取消操作任務(wù)、控制任務(wù)的進(jìn)程、在任務(wù)間分配硬件資源、提供通向軟件資源，如文件、編輯器、編譯和應(yīng)用程序的通道等基本功能。這不僅對(duì)CAD軟件很重要，而且對(duì)非CAD軟件也很重要。 應(yīng)用軟件是CAD系統(tǒng)的核心。它由二維和三維建模、繪圖、工程分析等程序完成。一個(gè)CAD系統(tǒng)的功能邊建立在應(yīng)用軟件中。正是應(yīng)用軟件使一種CAD軟件包區(qū)別于另一種，通常應(yīng)用軟件是依賴于操作系統(tǒng)的。要把在一個(gè)操作系統(tǒng)上運(yùn)行的CAD系統(tǒng)移到另一個(gè)操作系統(tǒng)上，并不像編譯軟件那樣微不足道。因此也必須注意操作系統(tǒng)。 4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 在二維繪圖領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)給了設(shè)計(jì)者去嘗試幾個(gè)可行的解決方案的能力。通常還需要某些形式的設(shè)計(jì)分析計(jì)算，而為了這一任務(wù)已經(jīng)編寫了許多程序。計(jì)算機(jī)為設(shè)計(jì)者對(duì)所建議的各種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析和為最終設(shè)計(jì)準(zhǔn)備正式繪圖提供了強(qiáng)有力的工具。 計(jì)算機(jī)方法能夠提供比傳統(tǒng)的餓紙和筆的餓方法 有意義、更大成本節(jié)約的優(yōu)點(diǎn)，但是一個(gè)CAD系統(tǒng)并不僅僅是一個(gè)電子繪圖板。計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)可使設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出既快又準(zhǔn)確的圖形，并且很容易修改。當(dāng)涉及到重復(fù)性的工作時(shí)，會(huì)戲劇性的產(chǎn)生復(fù)制產(chǎn)品，因此標(biāo)準(zhǔn)圖形只要一次構(gòu)建成功，就可以從圖庫中取出。剪切和粘貼技術(shù)作為節(jié)約勞動(dòng)力的輔助工具被使用。當(dāng)幾個(gè)分項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員從事同一工程時(shí)，要建立中心數(shù)據(jù)庫，使得由某一個(gè)人繪的細(xì)節(jié)圖可以很容易地合并到其他不同的裝配圖中。中心數(shù)據(jù)庫也可以作為標(biāo)準(zhǔn)參考零件庫使用。 有限元是一項(xiàng)成熟的應(yīng)力分析技術(shù)，它多被土木工程和機(jī)械工程所采用。它由將結(jié)構(gòu)劃分成有限的小單元組成，并計(jì)算每一個(gè)單元之間的作用力。如果被分割的餓單元空間足夠小，就能對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)后實(shí)體的內(nèi)部應(yīng)力獲得一個(gè)好的估計(jì)。這些計(jì)算機(jī)技術(shù)慣用于大型結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)，諸如船體、橋梁、飛機(jī)機(jī)身和還面油井平臺(tái)。汽車工業(yè)使用類似的方法來設(shè)計(jì)和制造車身。 4.3 CAD二維繪圖 CAD使多視圖的二維繪圖成為可能，視圖空間可以從微米到米的比例范圍無限變化。它提供給機(jī)械設(shè)計(jì)師放大的功能，即使在恰當(dāng)配合的餓裝配零件中最小的元件也能看清楚，設(shè)計(jì)程序甚至能自動(dòng)辨認(rèn)CAD裝配圖中的潛在問題。針對(duì)具有不同特征的零件，如運(yùn)動(dòng)的或靜止的，在顯示時(shí)可以被指定成不同顏色。為了有利于工程設(shè)計(jì)的變化，可使用帶有自動(dòng)尺寸變化的系統(tǒng)對(duì)零件進(jìn)行尺寸標(biāo)注。 4.4 CAD三維繪圖 隨著三維建模的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)者具有了更多的自由度。他們可應(yīng)生成三維零件圖并且可以無限制的修改可以獲得所許的結(jié)果。通過無限元分析，應(yīng)力見到計(jì)算機(jī)模型上，并且以圖形化的方式顯示起結(jié)果，在產(chǎn)品物理模型真正生產(chǎn)之前，對(duì)設(shè)計(jì)中的任何內(nèi)在問題給設(shè)計(jì)者一個(gè)快速的反饋。 三維模型可用線框、曲線或?qū)嶓w方式生成。在線框模型中，直線和圓弧構(gòu)成了模型邊界。結(jié)果是一個(gè)可以從任何位置觀察的三維模型，但仍只是一個(gè)框架形式。創(chuàng)建曲面猶如在骨架上包上皮。一旦這樣生成后，模型就可以被渲染，使得圖形看上去更逼真。曲面模型普遍用于構(gòu)件板金的展開和重疊以用語制造。 實(shí)體模型是最復(fù)雜的建模層次，并且用于建立實(shí)體模型的程序在一段時(shí)期內(nèi)只用在大型計(jì)算機(jī)上。只有近年來微型計(jì)算機(jī)才達(dá)到這個(gè)能力水平，也可運(yùn)行復(fù)雜的算法，生成實(shí)體模型。計(jì)算機(jī)“認(rèn)為”實(shí)體模型是一種句有實(shí)體質(zhì)量的模型，所以它可被“鉆控”“加工”“焊接”，好像它是一個(gè)實(shí)際的零件。它能夠由任何材料構(gòu)成并顯示其材料特性，因此，能夠進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算。 4.5 計(jì)算機(jī)輔助繪圖的好處 用計(jì)算機(jī)完成繪圖幾設(shè)計(jì)任務(wù)的好處是令人難忘的：提高速度、提高準(zhǔn)確度、減少硬拷貝存儲(chǔ)空間及易于恢復(fù)信息、加強(qiáng)信息傳輸能力、改善傳輸質(zhì)量和便于修改。 4.5.1 速度 工業(yè)用計(jì)算機(jī)能以平均每秒3300萬次完成一項(xiàng)任務(wù)；更新的計(jì)算機(jī)其速度更快。用計(jì)算機(jī)計(jì)算零件的變形 量是一個(gè)重要的功績(jī)。當(dāng)理論上的載荷加到零件上時(shí)、通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行有限元分析或者在監(jiān)視器上顯示一個(gè)城市的整體規(guī)劃時(shí)，這兩者都是既費(fèi)時(shí)又計(jì)算量大的任務(wù)。AUTO CAD軟件可根據(jù)需要多次復(fù)制所許模型的形狀和集合尺寸，快速自動(dòng)地進(jìn)行剖面填充幾尺寸標(biāo)注。 4.5.2 準(zhǔn)確 Auto CAD 程序依據(jù)操作系統(tǒng)幾計(jì)算機(jī)平臺(tái)每點(diǎn)具有14位的精度。這在用數(shù)學(xué)計(jì)算諸如一個(gè)圓的線段、程序必須圓整線段數(shù)時(shí)是十分重要的。 4.5.3 存儲(chǔ) 計(jì)算機(jī)在能夠在物理空間中存儲(chǔ)上千幅圖，這空間能夠存儲(chǔ)上百幅手工圖。而且計(jì)算機(jī)能夠很容易的搜索和找到一幅圖，只要操作者擁有正確的文件名。 4.5.4 傳輸 由于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)是以電子的形式存儲(chǔ)，它能被送到各種位置。最明顯的位置是監(jiān)視器。計(jì)算機(jī)可以在屏幕上以不同方式顯示數(shù)據(jù)，如圖形，并方便的將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可讀圖形。這些數(shù)據(jù)也可被傳送給繪圖機(jī)，打印出常見的圖形，通過直接連接到計(jì)算機(jī)輔助制造機(jī)床或由電話線傳輸?shù)降厍虻娜魏蔚胤健Ｄ憧梢圆辉诿皳p壞或丟失的餓危險(xiǎn)去郵件圖紙，現(xiàn)在圖紙可以通過電信網(wǎng)立即發(fā)送到目的地。 4.5.5 質(zhì)量 計(jì)算機(jī)總是從最初生成的數(shù)據(jù)形式保存數(shù)據(jù)。它可以不顧疲勞的不斷地重復(fù)同一個(gè)數(shù)據(jù)輸出。線型將總是鮮明和清晰的，具有一致的線寬。而文本也總是清晰明了的。計(jì)算機(jī)不會(huì)改變輸出質(zhì)量，因?yàn)橛?jì)算機(jī)不會(huì)像人那樣因周末的交游或深夜觀看娛樂節(jié)目而疲勞。 4.5.6 修改 計(jì)算機(jī)以某種便于修改的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并且不斷的提供反饋給用戶。某些圖形一旦畫成，它就不必再畫，因?yàn)槲矬w可以被復(fù)制、延伸、改變尺寸，并且在不重復(fù)畫的情況下，可以多種形式加以修改。 除了最初購買CAD工作站的花費(fèi)，CAD的唯一缺點(diǎn)是它是一個(gè)小軟件，而它能容易被克服。由于圖形是以電子格式存儲(chǔ)而不是圖紙格式，所以有可能會(huì)容易的刪除繪圖文件。這就是為什么強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)自己一個(gè)好的繪圖習(xí)慣以避免意外的刪除繪圖文件。一盎司的保護(hù)等于一磅的治療。如果你按照正確的順序操作，則有很多種成功恢復(fù)文件的方式。如此輕松！ 第五章 產(chǎn)品相關(guān)部件介紹 5.1 同步電機(jī)介紹 5.1.1 同步電機(jī)和異步電機(jī)的區(qū)別 v ①轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu) v 感應(yīng)電機(jī): 三相雙層疊繞組或其他交流繞組 籠式繞組,構(gòu)成閉合回路 v 同步電機(jī): 多為同心式繞組，外接直電源 ②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系 ③繞組中的電流 ④氣隙大小的差別 5.1.2 同步電機(jī)的運(yùn)行原理 v 當(dāng)勵(lì)磁繞組通以直流電之后，建立恒定的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n時(shí)，定子的導(dǎo)體感應(yīng)交流電動(dòng)勢(shì)，其頻率是 5.1.3 同步電機(jī)的分類 v ①按運(yùn)行方式和功轉(zhuǎn)換方向：同步發(fā)電機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 同步調(diào)相機(jī) v ②按結(jié)構(gòu)分 旋轉(zhuǎn)磁極式 v 旋轉(zhuǎn)電樞式(小容量) v ③按磁極的形狀分： 隱極機(jī) v 凸極機(jī) v ④按原動(dòng)機(jī)的類別分：汽輪發(fā)電機(jī) 水輪發(fā)電機(jī) 柴油發(fā)電機(jī) 燃汽輪發(fā)電機(jī) 風(fēng)力發(fā)電機(jī) v 汽輪發(fā)電機(jī)——轉(zhuǎn)速高、離心力大(p=1,p=2)——隱極式 v 水輪發(fā)電機(jī)——轉(zhuǎn)速低、極數(shù)多——凸極式 5.2 離合器的介紹 5.2.1 離合器的功用 離合器的功用是防止傳動(dòng)系過載。當(dāng)汽車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性相連而急劇降低轉(zhuǎn)速，因此其中傳動(dòng)件會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力矩（數(shù)值可能大大超過發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出大最大轉(zhuǎn)矩），對(duì)傳動(dòng)系造成超過其承載能力的載荷,而是其機(jī)件損壞。有了離合器，便可依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)。 5.2.2 離合器的分類 摩擦離合器根據(jù)從動(dòng)盤的數(shù)目可分為單盤離合器、雙盤離合器和多盤離合器。采用若干個(gè)螺旋彈簧作壓緊彈簧，并沿摩擦盤圓周分布的離合器稱為周布彈簧離合器。僅具有一個(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)力的螺旋彈簧，并安置在中央的離合器則稱為中央彈簧離合器。還有一種采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的，稱為膜片彈簧離合器。 5.2.3 離合器的工作原理 3．1圖3-1所示為摩擦離合器中的兩種壓緊彈簧（膜片彈簧和螺旋彈簧）的彈性特性，在離合器蓋總成中的螺旋彈簧處于壓緊狀態(tài)，其彈性特性的曲線如圖中曲線1所示。膜片彈簧彈性特性曲線如圖中曲線2所示。假如所設(shè)計(jì)的兩種離合器的壓緊力均相同，即壓緊力均為,軸向壓緊變形量為。當(dāng)摩擦片磨損量達(dá)到容許的極限值時(shí)，彈簧壓縮變形量減小到。此時(shí)螺旋彈簧壓緊力便降低到〈，兩值相差較大，將使離合器中的壓緊力不足而產(chǎn)生滑磨，而膜片彈簧壓緊力則只降低到與相差無幾的，使離合器仍能可靠得工作。當(dāng)離合器分離時(shí)，如兩種彈簧的進(jìn)一步壓縮均為，由圖可知，膜片彈簧所需的作用力為不螺旋彈簧所需的作用力減小約20%。可見，膜片彈簧離合器操縱輕便。 圖3-1離合器兩種壓緊彈簧的彈性曲線 顯然在離合器中采用膜片彈簧作壓緊彈簧有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，膜片彈簧具有壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使得離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減小，并顯著得縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻。另外，由于膜片彈簧具有上述的非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤摩擦片磨損后，仍能可靠得傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不產(chǎn)生滑磨。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片彈簧是一種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少。而螺旋彈簧在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向饒曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤的壓緊力。 3．2離合器的接合過程 離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦片，帶動(dòng)從動(dòng)盤本體和與從動(dòng)盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)盤本體和減振器盤又通過六個(gè)減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤轂相對(duì)于動(dòng)盤本體和減振器盤來回轉(zhuǎn)動(dòng)，夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來。 當(dāng)離合器接合時(shí)，主、從摩擦元件總是經(jīng)歷轉(zhuǎn)速不等到轉(zhuǎn)速一致的摩擦過程。在交通繁忙的城市使用條件下，離合器頻繁的接合和滑磨，使摩擦片很容易磨損，滑磨產(chǎn)生的熱量使壓盤和飛輪等零件的溫度升高。若摩擦表面溫度過高，將加劇摩擦片磨損，降低離合器使用壽命。離合器在起步過程中的滑磨比換檔時(shí)嚴(yán)重得多，而離合器滑磨的嚴(yán)重程度常用滑磨功來衡量，以下討論起步時(shí)離合器的接合過程和滑磨功。 圖3-2離合器的接合過程的力學(xué)模型 圖3-2為討論汽車起步時(shí)離合器接合過程的力學(xué)模型．為發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部分和離合器主動(dòng)部分的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量．為簡(jiǎn)化到離合器從動(dòng)軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量．在計(jì)算時(shí)，為簡(jiǎn)便起見，忽略從離合器從動(dòng)盤到驅(qū)動(dòng)輪全部旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，僅把看成汽車平移質(zhì)量，即汽車總質(zhì)量換算到離合器從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量．根據(jù)動(dòng)能相等的原理，有： 　　 3－１ 而　　 　 3－２ 式中　?。x合器從動(dòng)軸角速度； 　　　　－車速； 　　　?。嚳傎|(zhì)量； 　　　?。囕啙L動(dòng)半徑； 　　　　、－分別為變速器和主減速器傳動(dòng)比； 由此得： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3－３ 由于離合器從動(dòng)軸上的阻力矩和上坡阻力矩引起，可表示為： 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　3－４ 式中　　　-重力加速度； －滾動(dòng)阻力系數(shù)； －坡度阻力系數(shù)． 圖3-3汽車起步時(shí)離合器的接合過程 離合器的接合過程如圖3－3所示，可分為兩個(gè)階段：第一階段從離合器摩擦面開始接觸到等于汽車行駛阻力轉(zhuǎn)矩，時(shí)間從０至；第二階段從到，即離合器從動(dòng)角速度從０至發(fā)動(dòng)機(jī)角速度相等． 第一階段的滑磨功為： 3－５ 第二階段的滑磨功為： 3－６ 滑磨功的大小取決于和的數(shù)值以及駕駛員的操縱狀況．當(dāng)駕駛員操縱狀況一定時(shí)大，時(shí)間就長(zhǎng)，如圖3－２所示，就大；大，dw/dt小，增長(zhǎng)就慢，從而滑磨時(shí)間（-）長(zhǎng)，大．聯(lián)立式3－３和3－４，汽車總質(zhì)量愈大，變速器檔位愈高，和愈大，滑磨功愈大．當(dāng)駕駛員放松離合器踏板較快，接合較猛時(shí)，增加較猛，滑磨時(shí)間較短，滑磨功較小．當(dāng)操作油門使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，滑磨功就較大． 當(dāng)在平坦的瀝青路或混凝土路上起步時(shí)，阻力矩很小，可以忽略不計(jì)，于是和中的第一項(xiàng)可視為零，則總滑磨功： 假定在此滑磨過程中不變，于是得到： 　　　 　　　　　　　　 3－７ 式中　　－發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，［ ］為r/min. 此式表明，離合器在上述假定條件下的滑磨功等于汽車在起步過程中獲得的動(dòng)能．也就是說，在起步過程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能，一半用來使汽車加速餓而變?yōu)閯?dòng)能，一半消耗于離合器的滑磨，變?yōu)闊崮軗p失掉了． 離合器應(yīng)能經(jīng)受滑磨，同時(shí)由滑磨功轉(zhuǎn)換的熱量不應(yīng)使離合器零件溫度升高過大．由于壓盤質(zhì)量較飛輪為小，受熱引起的溫升較大．根據(jù)滑磨功可算出壓盤的升高溫度： 　　　　　　　　　　　　　　　　3－８ 式中　?。瓬厣?，［t］為oC －壓盤的比熱容，鑄鐵比熱容為481.4/(㎏·oC); -壓盤的質(zhì)量,[m ]為㎏; γ- 傳到壓盤的熱量所占的比例.對(duì)于單盤離合器,γ=0.5;對(duì)于雙盤離合器壓盤,γ=0.25;中間壓盤,γ=0.5; 5.3 產(chǎn)品部分零件圖 5.3.1 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。 5.3.2 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(zhǎng)，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。 5.3.3 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(zhǎng)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。 5.3.4 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 5.3.5 管套零件圖 5.4 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。 5.4.1 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。 5.4.2 管套零件圖 5.4.2.1 軸套零件圖 （軸套零件圖剖視圖） 5.4.2.2 管子零件圖 （管子零件圖剖視圖） 5.4.2.3 管套裝配圖 （管套裝配圖剖視圖） 5.4.2.4 V型塊 （V型塊剖視圖） 5.4.2.5 回轉(zhuǎn)壓板 （回轉(zhuǎn)壓板剖視圖） 5.4.2.6 左離合器 （左離合器剖視圖） 5.4.2.7 墊塊 （墊塊剖視圖） 第六章 結(jié)論 隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，軸、軸承和軸套的使用也越來越廣泛，而軸與軸承、軸套的配合為過盈配合H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長(zhǎng)度增大而增大。如果使用人工裝配不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個(gè)專用的管套壓裝專機(jī)以成為發(fā)展趨勢(shì)。 我設(shè)計(jì)的這臺(tái)管套壓裝專機(jī)時(shí)就考慮到人的操作特征，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。它便于使用容易上手和減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度從而提高工作效率、減少了勞動(dòng)強(qiáng)度、而且還增強(qiáng)了定位精確度。這臺(tái)機(jī)的性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高，價(jià)格便宜為大規(guī)模使用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 但我的設(shè)計(jì)中還存在許多不足如：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)可以在以下方面進(jìn)行改進(jìn)： 方案一：更換牙嵌式離合器，使用不容易打滑、耐磨損的離合器代替。 方案二：針對(duì)電機(jī)頻繁啟動(dòng)，在電機(jī)控制回路中安裝低壓斷路器保護(hù)電機(jī)正常工作。 當(dāng)然我們也可用液壓站來提供動(dòng)力，但也存在許多不足。例如液壓沒有電動(dòng)和氣動(dòng)干凈，液壓太笨重不方便移動(dòng)，控制麻煩等缺點(diǎn)。 當(dāng)然我們也可用氣壓站來提供動(dòng)力，但也存在許多不足。例如氣壓一般提供的動(dòng)力不平穩(wěn)有沖力對(duì)軸、軸承和軸套的安裝有一定的破壞。 當(dāng)然具體情況視每個(gè)廠方的情況而定，這里只提供一些設(shè)計(jì)思路，當(dāng)然由于能力所限，設(shè)計(jì)中存在許多不足之處希望各位老師給予批評(píng)指教 第七章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 轉(zhuǎn)眼之間兩個(gè)月時(shí)間就過去了，在老師的精心指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了，回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，雖然做的挺苦挺累，但從畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了好多東西，真是讓我受益匪淺！ 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前所學(xué)課程進(jìn)行了一次深入的全面的總復(fù)習(xí)進(jìn)一步理解了所學(xué)過的理論知識(shí)及對(duì)其中把沒掌握好的知識(shí)加以鞏固，對(duì)沒有學(xué)過的知識(shí)到圖書館查找相關(guān)的資料進(jìn)行系統(tǒng)的自學(xué)，從而具體運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)這也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，是提高了AuToCAD畫圖能力的訓(xùn)練，更增加了我進(jìn)一步的求學(xué)的欲望。因?yàn)樯鐣?huì)在不斷的進(jìn)步，產(chǎn)品在不斷的更新，我們要跟上社會(huì)發(fā)展潮流，必須不停的給自己“充電”，活到老學(xué)到老，這樣才不會(huì)被社會(huì)所淘汰、拋棄，然而在以后的社會(huì)工作及生活中，遇到類似等的問題我們才會(huì)對(duì)它充滿自信，并且順利地去解決它。 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)操作壓入軸套的許多不足和弊端，例如使用人工裝配不但勞動(dòng)強(qiáng)度太大而且相互位置尺寸得不到精確保證。由此我想出了用機(jī)器來代動(dòng)手工壓裝，因?yàn)檫@樣不緊提高了工作效率、減少了勞動(dòng)強(qiáng)度、而且還增強(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)可以在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：采用液壓控制方案。 方案一：更換牙嵌式離合器，使用不容易打滑、耐磨損的離合器代替。 方案二：針對(duì)電機(jī)頻繁啟動(dòng)，在電機(jī)控制回路中安裝低壓斷路器保護(hù)電機(jī)正常工作。 當(dāng)然我們也可用液壓站來提供動(dòng)力，但也存在許多不足。例如液壓沒有電動(dòng)和氣動(dòng)干凈，液壓太笨重不方便移動(dòng)，控制麻煩等缺點(diǎn)。 當(dāng)然我