板料弯边机及动力箱设计【cad高清图纸和说明书全套】
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哈尔滨理工大学学士学位论文板料弯边机及动力箱设计摘要风阀是中央空调的组成部分。现在随着人民生活的需求量日益增大,使得风阀的使用量越来越大。风阀体板料大都是由薄壁板料加工而成,为了增加板料刚度需要进行折弯处理。本弯边机采用辊压成形对板料进行折弯处理。板料在塑性弯曲时,由于中性层会发生内移,使得板材受拉伸的区域扩大,受压缩的区域减少,从而使板材的平均长度增加,在分析板材滚弯变形时的应力应变的基础上,运用弹塑性理论对板材的中性层移动、厚度减薄及长度增加进行了分析计算。本设计的任务是完成一台板料弯边机的总体设计和部件设计,侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲拉伸理论的基础上,设计出板料折弯机的工作原理,计算出相关参数,并确定部件及零件的型号、尺寸和动力参数。绘制弯边机联系尺寸图、动力箱的部装图及箱体零件图,并对主要零部件进行相关的校核计算。最后通过UG软件对动力箱进行三维设计,达到了三维实体造型的目的.板带材产品薄而宽的断面决定了板带材产品在生产和应用上有其特有的优势条件。本设备具有结构相对紧凑、性能可靠、生产成本相对便宜、工作效率高等特点。关键词 风阀体;板料;弯边机;动力箱The design of power box for wind valve and sheet metal bendingAbstractWind valve is an integral part of the central air-conditioning.Now with the lives of the people growing demand Valve allows the use of more and more.Valve body sheets are made ofthin-walled sheet metal which need bending processing in order to increase the stiffness of sheet.The machine is used roller roll forming of sheet metal to bend side to deal with.The design task is to complete a sheet metal bending mill design which focuse on the design of the power box. On the basis of in a familiar with stretch of sheet metal bending theory design of sheet metal bending mill working principle calculate inertia and related mechanical parameters and to identify parts and components model and size power and other parameters. Drawing size chart power box assembly and the main parts of work chart and main components of the associated check calculation.Finally through the power box on UG software for three-dimensional design reach the purposes of a three-dimensional solid modeling .Product thin plate strip wide cross-section of the board decided to strip products in the production and application has its unique advantages. The device has a relatively compact structure reliable performance the cost of production is relatively cheap high efficiency.Keywords wind Valve; sheet metal; mill; power box不要删除行尾的分节符,此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 辊压成型的功能和用途11.3 辊弯成型21.4 本设计的工作内容2第2章 轧制工艺设计及计算42.1 毛坯料的计算42.1.1 计算板材的尺寸42.1.2 最小弯曲半径42.2 咬入条件计算42.3 终定方案7第3章 总体方案设计83.1 总体布局83.2 结构及构件选择93.3 工作原理103.4 结构特点10第4章 传动装置设计114.1 电机的选择114.2 动力箱的传动方案114.3 传动装置的运动及动力参数计算124.3.1 分配传动比124.3.2 各轴的转矩计算124.4 轴径初定14第5章 运动部件的设计计算与校核165.1 带轮计算165.2 蜗杆蜗轮设计175.3 齿轮传动设计205.3.1 第一对齿轮的传动设计205.3.2 第二对齿轮的传动设计235.4 轴的校核计算26第6章 主要机件的选用与校核316.1 箱体的选择316.2 轴承的选择及校核316.2.1 轴承的选择316.2.2 轴承的校核316.3 联轴器的选择33第7章 UG三维建模347.1 UG简介347.2 零件建模347.3 零件装配357.3.1 动力箱装配图357.3.2 爆炸图357.4 运动仿真36结论37致谢38参考文献39附录A40 4048附 录B49金属轧制49千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论1.1 课题背景金属板料成型加工设备是汽车、电子信息、家用电器和仪表等行业最重要的工艺装备之一。因此,风阀体板料弯边机动力箱的设计也充分体现了课题研究的重要性。目前,国内外金属板料成型装备正朝着高精度、数控等方向不断发展。因其本身的重要性,所以其技术水平很大程度决定了制件的质量和成本。金属板料成型设备在20世纪已经得到了全面的发展。形成了较完备的体系并达到了较高的技术水平。现今板料成型设备技术持续发展,并形成了许多新种类产品,如高精密压力机、弯边机、数控回转头压力机以及无模成型压力机等。中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。为了增加刚度需要弯边,采用冲压加工比较困难,因为板材较长,一般都长一米多,因此模具的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化的大批量的现代化生产要求。采用辊压成形能很好地解决以上问题。本成形弯边机是专为通风口滚边而设计的,所加工的材料厚度约为2.04.0mm。材料为延展性较强的钢板或类似的金属材料,轧辊转速可调,工作台可以上下升降、前后调节。工件最终的形状为“U”型。辊压成品的制作步骤:按照所需规格将一定宽度的金属板片经输入装置水平匀速地送人成型辊压机,金属板片经过串联的12对主轧辊和11对辅助轧辊的辊压加工,逐渐变形成为所需的“U”形槽形状。最后经输出装置送走进入下一走加工装置1。1.2 辊压成型的功能和用途由卷料辊制成的各种剖面形状的板弯型材,重量轻,生产率高。适用于大批量生产各种复杂剖面形状的制件。由于使用多对辊轮的连续成形,可以轧制出许多薄壁、刚度大、质轻而且断面形状复杂的制件型材。加上顺序辊压过程可以与冲洗、起伏、卷筒、焊接等多种工艺装置连动,形成流水作业,因此生产效率高,成本低,是现代加工制品中广泛应用和大力推广的一种无切削加工方,如自来水管、波纹板、自行车钢圈、塑料龙骨、不锈钢窗框和各种通风口的生产。1.3 辊弯成型在强度要求较高的管件对接焊时,从优化焊接结构方面考虑,需要各种规格的开口衬环作为焊缝衬垫。衬环的制作一般采用无缝钢管机械加工或者板料钣金加工而成,但在大批量生产中,由于受工厂现在设备限制,通常采用无缝钢管锯割下料、车加工割断、洗缺口机械加工方法制作,特别是当选用较大直径开口衬环时,这种加工方法给工厂带来一定困难,不仅效率低,而且成本高。针对上述情况,通过工艺实践,进行工艺攻关,采用板材剪切下料、端头预弯、辊弯成型的钣金加工方法;设计制造预弯夹具,在普通车床上进行,收到了良好的效果,生产成本比无缝钢管机械加工制作成本降低两倍,效率也提高四倍多。如图1-1所示,为某工厂使用的辊弯机结构。其工作原理是将滚花芯轴固定车床主轴上,辊弯夹具固定在刀架上,手动进给中拖板,使辊弯夹具上两辊轮压轮压紧工件,使工件在受到两辊压轮一定的力的作用下发生弯曲与芯轴贴合;主轴旋转,工件靠与芯轴之间的摩擦力带动旋转,此时工件在辊弯力矩的作用下辊弯、旋转成型2。图1-1辊弯机结构1.4 本设计的工作内容本课题专门针对某风阀体生产商设计风阀体流水线生产过程中的其中一道工序,即将板料轧弯两个。在了解风阀体的使用状况和轧制工艺的前提下,做一个总体设计,侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲理论的基础上,设计出板料弯边机的工作原理。具体工作内容如下。1轧制工艺设计及相关计算 这部分内容是在阅读大量轧制工艺资料的前提下,对风阀体的整个加工工艺过程作一个分析,这是作为板料弯边机工作原理设计的重要参考依据。其次是对毛坯料进行初步计算、咬入条件计算和确定板料弯曲的最终加工方案。2板料弯边机的总体方案设计 这部分内容包括轧机的方案比较、结构及构件的选择、轧机的工作原理及结构特点分析等。3动力箱的设计 这部分为本设计的主要内容,是对动力箱整个传动装置的设计。包括电机的选择、传动装置的运动及动力计算、运动部件的设计计算及校核以及主要机件的选用与校核等。4UG三维设计 对UG的应用简介、零件的设计过程、零件的装配过程、爆炸过程及运动仿真等。5编写设计说明书 写出设计说明书、绘制轧机总装图、动力箱的装配图及主要零件工作图。第2章 轧制工艺设计及计算2.1 毛坯料的计算2.1.1 计算板材的尺寸风阀体板料纵向长度为1424mm,材料许用应力M,弹性模量M。轧制后截面几何形状及尺寸见图2-1。 M图2-1 板材截面几何形状及尺寸板料拉伸后弯角处中性层长度可表示为 式中 ,;由于,可得。 ;,mm。将数值代入式(2-1), 因为四个弯角相同,所以板料中性层总宽度为 L=285.72mm。2.1.2 最小弯曲半径最大和最小半径是影响板材性能的两个重要参数,因此有必要对其进行计算。由关系式 (2-1)式中 。由手册,查得C为0.5。因此, 。本设计的。 2.2 咬入条件计算本设计要求两个轧弯90度。初定每个90度分6道,共12道。第一道轧角为0度,起导向及定位作用。最后一道为90度起定型及出料作用。板厚为2mm的金属板料每道最大弯角为25度,因此定为第一次弯90度的第一道0度,第二道20度,第三道40度,第四道60度,第五道80度,第六道90度。第二次弯90度的定为第七道20度,第八道40度,第九道60度,第十道80度,第十一道90度,第十二道也为90度。最后的一道是为了终定型及板料出料。考虑每道弯角为20度,板料进入轧辊因难,因此在每道轧辊之间加一道辅助轧辊,对板材进行一次预弯。金属板材厚2mm的每道辅助弯角最大为15度,因此定为每道10度,第一道不预弯,为0度。只起进一走定向作用。能使轧制精度提高。在12道主轧辊之间共加11道辅助轧辊。第一道0度,第二道30度,第三道50度,第四道70度,第五道90度,第六道94度(考虑到回弹的作用),第七道30度,第八道50度,第九道70度,第十道90度,第十一道94度(考虑到回弹)3。1对每道轧制力进行计算 查表得,可得。轧制的受力几何图见图2-2。图2-2 轧制的受力几何图根据公式 (2-2) mm mm即R要大于65mm,初定轧辊半径为70mm2第二道的受力分析 (本设计取轧制速度为15m/min)。如图2-2可得到弯曲梁高度为=18.772 mm因此,可得到弯曲力矩的计算式 (2-3)弯曲中心层半径为 mm N.mm又由弯曲力的计算式为 (2-4) mm代入上式,可得 N又由阻力矩的计算式 其中, mm代入上式,得到 N.mm由摩擦力 N得到, N.mm。则总力矩为 N.mm根据上述的计算过程,可以得到各道次轧制力见表2-1。表2-1 各道次轧制力计算名称弯曲角度(度)咬入高度(mm)轧辊半径R(mm)轧辊径向力(N)轧辊圆周力(N)弯矩(N.mm)第一道轧辊0070000第二道轧辊201.28270214031042565第三道轧辊401.128701828.7274.335330第四道轧辊600.838701341.5201.2324294.9第五道轧辊800.44670765.6114.8412303.2第六道轧辊900.05770469.2270.3835863.84第七道轧辊201.28270214031042565第八道扎辊401.128701828.7274.335330第九道轧辊600.838701341.5201.2324294.9第十道轧辊800.44670765.6114.8412303.2第十一道轧辊900.05770469.2270.3835863.84第十二道轧辊900.05770469.2270.3835863.842.3 终定方案本设计采用12对主轧辊,11对辅助轧辊,第一对主轧辊为0度,(16)为轧第一个型,(712)为第二个型。六对主扎辊角度分别为0度、20度、40度、60度、80度、90度。各道弯角所受的弯矩见表2-2。根据计算,采用R=70mm的轧辊(以中心距为准,即中心距为140mm)。表2-2 第一个弯角所受的弯矩弯角弯矩0度020度M=42565N.mm40度M=35330N.mm60度M=24294.9N.mm80度M=12303.2N.mm90度M=5863.84N.mm十一个辅助轧辊分别为0度、30度、50度、70度、90度、94度。30度、50度、70度、90度、94度。第六道、十一道辅助轧辊为94度是为了考虑金属板材的回弹。第3章 总体方案设计机床设计和其他产品设计一样,都是根据市场的需求、现有制造条件和可能采用的新工艺以及有关科学技术知识进行的一种创造性劳动。 随着科学技术的发展,机床设计工作已经由单纯类比发展到分析计算;由单纯静力分析发展到包括静态、动态以及热变形、热应力等的分析;由定性分析发展到定量分析,使机床产品在设计阶段就能预测其性能,提高了一次成功率。特别是在计算机辅助设计的发展和应用以及生产社会化的有利条件下的今天,不仅能提高机床设计的效率,缩短设计周期,而且许多零部件均可外购,缩短了产品的制造周期,可更好地满足市场的需求。 本板料弯边机的总体设计也是符合上述要求的其设计的流程见图3-1。 图3-1 弯边机的设计流程图3.1 总体布局风阀体板料弯边机现在主要有两种形式,即立式与卧式。立式结构虽然占用空间小,但在实际流水线生产过程中存在连续性差,生产效率低,且结构复杂、工艺性差、成本高等缺点。卧室结构虽然占用空间较大,但在实际流水线作业中连续性好,生产效率高,而且结构简单、制造容易、安装方便且传动链易于控制等优点。综合对比以上两种结构形式,显然卧式结构最适合风阀体生产厂家的实际情况,所以本设计选用卧式结构。3.2 结构及构件选择本设备主要是由电机、带传动、蜗杆传动、齿轮传动、辊轮传动系统以及输入输出装置组成见图3-2。图3-2 弯边机总体图由于本设备的整个工作台可以上下、前后调整位置,电机与减速箱的距离是可变的,因此采用了带传动,并且可以通过调节电机座上的螺杆来改变皮带的松紧。另外带传动还具有缓冲、吸振、运行平稳等特点。采用蜗杆传动是因为它具有传动比大、结构紧凑、工作平稳的特点。由于要做成一个大的动力箱的话蜗杆轴很长强度不好,所以把动力箱分成6个,每个动力箱带动2对主轧辊,每个之间再用联轴器串联联接,这样能满足蜗杆的挠度要求。同时蜗轮扭矩较大,能够满足与蜗轮同轴的大齿轮同时带动两组齿轮工作的要求。采用齿轮传动,主要是其瞬间传动比恒定,从而使轧辊转速恒定。在电机的选择上,因为要求轧辊的转速可调,所以采用了变频调速器来实现电机的无级变速。3.3 工作原理如图3-2所示,成型辊压机工作原理为:电机通电后,通过带传动把动力传到6根串联的蜗杆上。6根蜗杆分置在6个减速箱内,箱体间通过联轴器连接。每根蜗杆带动一根蜗轮轴旋转。大齿轮与蜗轮同轴,每个大齿轮分别与其左右两侧的两个大齿轮相啮合,每个与大齿轮同轴的小齿轮又和它上方的小齿轮啮合,这样一个大齿轮就能带动四个小齿轮旋转。小齿轮的尺寸是一样的,每个小齿轮轴作为减速器的输出轴。减速器共有上下两排24个输出轴。这12对输出轴经过万向联轴器接到12对主轧辊轴上,经过调速电机,使轧辊获得所需的转速,来实现对工件的渐进加工,11对辅助轧辊对工件的加工起辅助作用。3.4 结构特点由于最终形成的“U”型槽变形较大,所以在辊压系统中共采用了12对主轧辊和11对辅助轧辊对金属板料进行渐变加工,这样可以提高加工精度。为了使各个轧辊与加工工件接触处的线速度方向相同,采用一个大齿轮带动其左右两侧的两个相同尺寸的大齿轮,每个与大齿轮同轴的小齿轮再带动其上方的一个小齿轮的方法,来得到我们所需的转向关系。而且各个小齿轮的尺寸完全一致,每根轧辊轴有相同的角速度。为了调整工作台的高度,以适应自动化生产线中下一道工序对工件高度的要求,在本设备中采用了蜗杆传动和螺旋传动相结合的方法。通过蜗杆传动以及蜗轮轴孔和螺杆的螺旋传动,把蜗杆的水平旋转转换成螺杆的垂直运动,以此改变工作台的高度。这相对于用垫铁来改变高度,既减轻了工人的劳动强度,又提高了精度11。第4章 传动装置设计4.1 电机的选择前六道的力矩为0、42565N.mm、35330N.mm、24294.9N.mm、12303.2N.mm、5863.84N.mm可见力矩是减小的。取最大力矩T=42565,可计算出电机的功率P及转速n为 (4-1) 其中,v=0.25m/s (4-2)代入上式,得取 取最大的力矩来计算即M=42565 N.mm。共12道主轧辊,11道辅助轧辊。 N.mm KW考虑到经过多重传送,且打算采用蜗轮蜗杆传动,设备精度不高,而且为了设备以后升级,可轧更厚的板材和提高轧制速度,取功率为5.5KW的Y132W4型同步转速电机,转速为1500r/min4。4.2 动力箱的传动方案本设计所采用5.5KW(Y132W4)型同步转速电机,由上可知转速为1500r/min。轧制速度初定为10m/min=0.167m/s。则有 动力箱的传动示意图见图4-1。先经过带轮减速后再传到动力箱,动力箱采用二级传动,第一级为蜗杆传动,第二级为齿轮传动。1电机 2.皮带3.9.联轴器 4.涡杆轴 5.蜗杆 6.大齿轮7.万向联轴器 8.10.小齿轮图4-1 传动方案4.3 传动装置的运动及动力参数计算4.3.1 分配传动比考虑到蜗轮蜗杆的传动能力较大,为进一步简化结构,方便零件的生产和加工,增强机构的通用性,在第一级蜗轮蜗杆传动时,传动比稍大些,而第二级齿轮传动采用等转速传动。现分配如下。1)分配传动比,初定带传动;2)变速器第一级;3)变速器第二级;所以总传动比。4.3.2 各轴的转矩计算0轴,即为电机轴,其转矩计算如下。 kw, r/min N.m (4-3)轴,即为减速器高速轴(蜗杆轴), 查得带传动的效率为0.95,则可得 kw r/min N.m轴,即为减速器蜗轮轴,共有6根,功率按平分计算。查得蜗杆传动的效率为0.80,滚动轴承的效率为0.98,则可得 kw r/min N.m轴,即为下轧辊轴, 查得齿轮传动的效率为0.97,滚动轴承的效率0.98,则可得 kw r/min N.m轴,即为上轧辊轴,查得齿轮传动效率为0.97,滚动轴承的效率为0.98,则可得 kw r/min N.m由上述计算,可得到各轴的传动参数见表4-1表4-1 各轴传动参数轴序号功率(kw)转速(r/min)转矩(Nm)传动比i效率055150035.0215.22590954.8916509506822.75285.45400750646422.75269.910950614522.75257.810954.4 轴径初定1轴 蜗杆轴由关系式 (4-4)采用45钢,代入上式,得到 mm即最小直径应大于21mm。2轴, 蜗轮轴由关系式 其中,采用45钢,取。代入上式,得到 即最小直径应大于35mm。3轴 即为下轧辊轴由关系式 其中,采用45钢,取,代入上式,得到 mm即最小直径应大于35mm。4轴 蜗轮轴由关系式 其中,采用45钢,取。代入上式,得到 mm即最小直径应大于34mm。由上述计算,可得各轴的最小半径见表4-2。表4-2 各轴的最小半径轴号最小半径(mm)21353534第5章 运动部件的设计计算与校核5.1 带轮计算由上一章可知,电动机为Y132W-4,功率P=5.5KW,转速n=1440r/min。则带轮的设计计算与校核具体如下。1定V带型号和带轮直径 工作情况系数Ka,可查得Ka=1.3 功率 Pc=Ka.P=1.35.5=7.15 KW选带型号,由功率Pc可知,取B型小带轮直径,可取D1=100mm大带轮直径,由D2=170 mm (设)大带轮转速, =838.5 r/min2计算带长 由以下公式=135 mm=35 mm初定中心距a=600mm。则带长 =1636.04 mm基准长度取 mm。3求中心距和包角 中心距=687 mm小轮包角 =173.52。4求带根数 带速=7.536 m/s传动比=1.26带根数 可查得P0=1.27KW,Ka=0.74,取KL=0.92,得到 =5根5计算轴上载荷 张紧力 =235.3 N (由表11.4 q=0.17kg/m )轴上载荷 =2350 N5.2 蜗杆蜗轮设计蜗杆采用45钢,表面硬度45HRC。蜗轮材料采用ZCuSn10P1,砂型铸造。具体计算如下。1初选 当量摩擦系数,取大值,选值,在i=40线上中间区域选一点,有。2中心距计算 蜗轮转矩=347637 N.mm使用系数取转速系数,=1.08弹性系数,根据蜗轮副材料查得寿命系数,=1.131.6接触系数,可查得接触疲劳极限,可查得接触疲劳最小安全系数,自定,选中心距, ,取a=190mm。3传动基本尺寸 蜗杆头数查表得蜗轮齿数,=40 模数, 取。蜗杆分度圆直径,取 mm。蜗轮分度圆直径,=280 mm蜗杆导程角,查得蜗轮宽度, 取。蜗杆圆周速度,=4.995 m/s相对滑动速度,=5.02 m/s当量摩擦系数,可查得,。4齿面接触疲劳强度验算 许用接触应力,=202.3 MPa最大接触应力,=171.6202.3MPa合格。5轮齿弯曲疲劳验算 齿根弯曲疲劳极限可查得弯曲疲劳最小安全系数,自取,许用弯曲疲劳应力,=82 MPa轮齿最大弯曲应力, =27.682 MPa合格。6蜗杆轴挠度验算 轴惯性矩, =5.96106mm4,允许蜗杆挠度,得蜗杆挠度, =0.027 mm合格。7温度计算 传动啮合效率, =0.807搅油效率,自定,轴承效率,自定,总效率,=0.79散热面积估算, =1.467m2箱体工作温度 =52.670合格5。5.3 齿轮传动设计5.3.1 第一对齿轮的传动设计齿轮用45号钢,调质处理,硬度229HB286HB,平均取240HB。计算步骤如下。1齿面接触疲劳强度计算(1)初步计算转矩,=288808 N.m齿宽系数,由表12.13,取接触疲劳极限,由图12.17C,取初步计算的许用接触应力,可查得初步计算的小齿轮直径, 取d1=180mm。初步齿宽,=57.6,取 mm。(2)校核计算圆周速度,=0.214 m/s精度等级选8级齿数Z和模数m,取齿数使用系数,可查得动栽系数,可查得齿间载荷分配系数,先求 N 由此得, 。 齿向载荷分布系数,=1.502载荷系数,=弹性系数,可查得=节点区域系数,可查得=2.5接触最小安全系数,可查得=1.05总工作时间,应力循环次数,=接触寿命系数,可查得接触应力, MPa MPa验算, 计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整。(3)确定传动主要尺寸和实际分度圆直径模数取标准值m=6,齿数为Z=30。对分度圆进行圆整,即mm mm中心距aa= mm齿宽b= mm mm2齿根弯曲疲劳强度验算 验算如下,重合度系数,=齿间载荷分配系数,齿向载荷分配系数,=取=1.21。载荷系数,齿型系数,可查得=2.34,=2.34应力修正系数,可查得=1.72,=1.72弯曲疲劳极限,可查得=600 MPa,=450 MPa弯曲最小安全系数,可查得=1.2应力循环次数,弯曲寿命系数,可查得=0.95,=0.97尺寸系数,=1.0许用弯曲应力 MPa MPa验算 MPa MPa,传动无严重过载,故不作静强度校核。5.3.2 第二对齿轮的传动设计齿轮用45号钢,调质处理,硬度229HB286HB,平均取240HB。计算过程如下。1齿面接触疲劳强度计算(1)初步计算转矩 T3,=271345 N.m齿宽系数,可查得接触疲劳极限,可查得初步计算的许用接触应力,可查得初步计算的小齿轮直径 取。初步齿宽,=44.8mm,取。(2)校核计算圆周速度=0.167(m/s)精度等级,选8级齿数Z和模数m,取齿数取m=6mm使用系数,可查得动栽系数,可查得齿间载荷分配系数 N由此得。齿向载荷分布系数 =1.325载荷系数=弹性系数,可查得=节点区域系数,可查得=2.5接触最小安全系数,可查得=1.05总工作时间,h应力循环次数=接触寿命系数,可查得接触应力, MPa MPa验算,轴承2被压紧Fa1=Fs1=278.44N N,可查得可查得冲击载荷系数,考虑中等冲击,可查得当量载荷系数, N N轴承寿命,因,只计算轴承2寿命2静载荷计算,可查得当量静载荷 MPa(MPa)取大者,故。MPaMPa取大者,故 N。安全系数,正常使用滚子轴承。可查得计算额定静载荷,=2.53553=8883N3许用转速验算 载荷系数,可查得=1,可查得=1载荷分布系数,可查得=0.96,可查得=0.75许用转速,=4800r/minr/min均大于工作转速909r/min。6.3 联轴器的选择由文献机械设计,联轴器的选择原则:对于载荷平稳、转速稳定、同轴度好、无相对移动的可选用刚性联轴器,有相对位移的需选无弹性元件的挠性联轴器。载荷和速度不大、同轴度不易保证的,宜选用定刚度弹性联轴器;载荷、速度变化较大的最好选用具有缓冲、减振作用的变刚度弹性联轴器。对于动载荷较大的机器,宜选用重量轻、转动惯量小的联轴器。对联轴器的其他要求是:装拆方便,尺寸较小,质量较轻,维护简单等。经过对各类联轴器的类比,结合本机床的使用环境、工作要求等因素最终选择弹性万向联轴器。它具有结构简单、制造容易、维护方便、允许轴向移动大等特点。万向材料为MC尼龙。尼龙有一定的弹性,弹性模量比金属底得多,可缓冲冲击。尼龙耐磨性好,摩擦系数小,有自润滑作用。非常适合本设计要求。第7章 UG三维建模7.1 UG简介UG软件是当今世界上最先进紧密集成的面向制造业的CAX高端软件,是知识驱动自动化技术领域中的领先者,在航空汽车机械电器电子玩具等工业领域的应用非常广泛。 由于具有强大而完美的功能,UG几乎成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和标准,因而在国外大学院校里已成为学习工程类转移必修的专业课程,也成为工程技术人员比备的技术之一。随着我国加入WTO,一场新的工业设计领域的技术革命已兴起,作为提高生产率和竞争力的有效手段,UG也正在国内形成一个广泛应用的热潮。7.2 零件建模进入UG界面选择建模模块画动力箱内零件的模型已完成后续操作。本次建模复杂零件主要是涡轮蜗杆,简要介绍蜗杆建模,画出圆柱做出扫掠截面和扫掠线选择扫掠命令画出蜗杆型见图7-1图7-1 蜗杆图7.3 零件装配7.3.1 动力箱装配图将在UG中画好的零件按次序组合起来,在个零件之间添加约束使其装配在一起。装配方法有如下两种1 自顶向下的方法 自顶向下的设计方法又叫演绎设计方法。在进行装配建模时,在以前没有建好零件或子装配体的情况下,要设计新产品可以充分利用“自顶向下”装配建模的优点。对一个产品先进行整体描述,然后分解成各个子装配与零件,再将子装配体按照顺序分解为更小的子装配体或零件,直至分解到最底层的子装配体或零件。然后制定工作计划和开始产品设计。2自底向上的方法 这种方法适用于己经具备了产品装配所需的装配单元(零件或子装配体)的场合。它是首先将各装配单元引入到装配造型的文件中,然后根据装配约束条件将它们组装在一起。在了解产品装配结构以及具备各个零件或子装配体的情况下,这是一种最好的装配造型方案。在这种方法中,一个装配体的零件或子装配体在未放进装配环境前就已被设计和编辑,然后再加到装配体上本次装配采用自底向上的方法结果见图7-2图7-2 装配图7.3.2 爆炸图爆炸图,又称分解图,主要是来查看组件中各零件的位置状态。可利用命令来分解组件。大体步骤选择爆炸视图选择爆炸选择装配中的零件之后选择移动将零件放到适当的位置见图7-3图7-3 爆炸图7.4 运动仿真创建运动机构连杆,定义运动副,之后添加机构的驱动器进行机构的仿真。本动力箱的仿真见图7-4图7-4 仿真图仿真过程电动机带动带轮使蜗杆轴旋转,蜗杆螺旋传动,蜗杆带动涡轮实现运动方向的改变。涡轮带动大齿轮旋转,大齿轮带动下输出轴上的大齿轮转动,大齿轮带动同轴的小齿轮转动小齿轮带动上输出轴上的小齿轮转动从而为动力箱外部的轧辊提供动力。- 40 -结论经过这一个学期的毕业设计,使我解决问题的能力有了很大的提高。不仅巩固了前三年时间里所学的理论知识,还让我初步了解了设计一种机械类产品的主要流程:怎样去收集、整理各种资料和素材,怎样根据生产要求和施工环境具体设计,怎样去完善、合理的整理和编写说明书。通过此次毕业设计也让我深深的体会到,现实当中设计生产一种机械产品的过程是相当复杂和烦琐的,并不像自己想象和理论上那么简单。顺利地完成一项产品的设计,不仅需要扎实的理论知识,还要考虑到许多现实的因素,这些收获都为我以后的学习和工作起到很大的指导作用。在设计风阀体板料弯边机动力箱的设计工程中,我采用了上述方案,但这种方案并不是唯一的最简单的。所以仍有很大的空间继续使该机简化。致谢经过大学四年的学习,我对机械方面知识有了一个系统的学习。通过原来的课程设计,我在指导老师的指导下,对设计工作有了一个初步认识,对设计步骤也进行了熟悉和掌握。在即将毕业之前,我怀着对以后工作的美好憧憬和渴望,希望把学到的知识应用于生产。我也需要系统地检验学习的知识。毕业设计恰好为我提供了这样一个“演习”的机会。设计过程是我在校期间所学知识、理论及各种能力的综合应用与升华,是创新潜能得到激发的过程。它培养了我理论联系实际的正确思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决设计过程中遇到的各种问题。我在设计过程中发现了自己的知识漏洞,通过学习进行了弥补。本次设计工作是在段铁群教授的指导下进行的,在整个课题的研究和论文撰写过程中,都得到段教授的热情帮助和指导。在此特别向段教授表示衷心的感谢!同时,在本课题的研究过程中,还得到课题组所有同学的大力帮助和支持在此一并感谢。最后还要感谢所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友!并衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授,你们辛苦了!参考文献1 武科达.保贾诺维茨.金属板料成形及其模具设计实例.化学工业出版社,2006:4057 2 孙建林.轧制工艺润滑原理与技术与应用.冶金工业出版社,2003:22313 梁柄文.板金冲压工艺与窍门精选下册.机械工业出版社,2004:691354 潘承怡.苏相国.冯新敏.机械设计课程设计.哈尔滨理工大学2005:1782535 邱宣怀.机械设计.第四版.高等教育出版社,1997:61376 黄开榜.张庆春.金属切削机床.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006:45977 王春香.机械精度设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000:761258 机械设计手册编委会编写组.机械设计手册3.机械工业出版社,2004:30489 邓文英.金属工艺学上册.第四版.高等教育出版社,2000:11215810 郑文伟.吴克坚.机械原理.第七版.高等教育出版社,1996:7514211 M.Suzuki and K. imura. Microstructure changes of a poloypropylene/montmorillonite nanocomposite in a single screw. Mechnical Science and Technology ,1996:4:61112 Naki, D. Wagen. Rubber crumb toughened polystyrene prepared by reinforcing reaction molding. American Syvthellc Rubber Industry,1998:2:5458
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