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棘轮型手动压力机的设计.doc

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棘轮型手动压力机的设计.doc

WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOM目录1引言1课题研究的目的和意义12手动压力机的设计21总体方案的确定222齿轮的设计2221齿轮材料及精度的选择2222齿轮的设计计算3223齿轮的校核4224齿轮的几何尺寸计算723齿轮轴的设计8231齿轮轴材料的选择8232确定齿轮轴的最小直径9233齿轮轴上零件的装配方式11234齿轮轴的校核11235齿轮轴的零件图143滚动轴承的选择1431滚动轴承类型的选择1432滚动轴承的配置1433滚动轴承的润滑1534滚动轴承的密封装置1635键的选择16351键的尺寸型号1736棘轮机构的设计18361棘轮的基本结构和工作原理18362棘轮装置的优缺点18363棘轮机构中的主要问题19364棘轮几何尺寸的计算19365棘轮的零件图2037手轮和手柄的设计20371手轮和手柄的材料选择20WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOM372手柄长度的设定20373手柄直径的确定2038齿条的设计21381零件的特点及材料的选择21382齿条参数的设定21383齿条基本尺寸的设定2239箱体的设计2错误未定义书签。391零件的特点及材料的选择22392箱体的结构设计224箱体的工艺规程设计2541设计任务2642零件工艺性分析2643毛胚的选择2744拟订零件加工工艺路线2845制定零件工艺规程2946压力机的成本核算30461制定零件工艺规程29462压力机的成本核算305结论31参考文献32致谢33WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOM棘轮型手动压机设计摘要本课题是棘轮手动压力机的设计,针对机械装置工作条件,设计符合实际工作要求的压力机。压力机的设计包括齿轮轴、齿条、箱体的设计和一些零部件的选用校核等。在设计过程中,根据任务书提供的压力机的长度、宽度、高度、行程等要求,完成压力机的总体设计。其中主要以人力为主,通过齿轮带动齿条运动,用棘轮实现自锁,用手轮回复齿条,其中主要设计了各个系统传动的零部件,结构比较简单,属于典型的手动压力机对压力机进行受力分析,完成齿轮的设计。由于压力机的机身结构紧凑,齿轮与轴连成一体,做成齿轮轴结构。在齿轮轴设计时候,完成选用轴承、拟定轴上的零件的装配方案、校核轴的强度要求等工作。完成齿轮轴结构的的设计后,就可以进一步确定与其啮合的齿条的尺寸,并设计齿条的工艺规程。齿条的工艺规程设计有两种方案,比较两种方案的优劣,选择合适的一种。轴承对压力机的工作发挥着重要的作用,应该校核其强度,设计其密封装置等。在以上各项工作完成后,可以设计压力机机身(箱体)的设计和轴承端盖的设计。最后,还应进行成本校核,成本核算的实质是一种数据信息处理加工的转换过程,即将日常已发生的各种资金的耗费,按一定方法和程序,按照已经确定的成本核算对象或使用范围进行费用的汇集和分配的过程。成本校核的目的是为了在满足机械工作要求和加工精度的基础上,设计出最经济廉价产品。关键词压力机棘轮机构成本校核WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOMRATCHETTYPEMANUALPRESSDESIGNABSTRACTTHISISSUEISTOMANUALLYPRESSRATCHETDESIGN,WORKINGCONDITIONSFORMECHANICALDEVICES,DESIGNEDTOMEETACTUALWORKREQUIREMENTSPRESSESPRESSDESIGNINCLUDESGEARSHAFT,RACK,CABINETDESIGNANDSOMECOMPONENTSSUCHASTHESELECTIONOFCHECKINTHEDESIGNPROCESS,ACCORDINGTOTHEPRESSTHEMISSIONSTATEMENTTOPROVIDETHELENGTH,WIDTH,HEIGHT,STROKE,ETC,TOCOMPLETETHEOVERALLDESIGNOFTHEPRESSMAINLYTOHUMANBASED,DRIVENBYGEARRACKMOVEMENT,WITHTHERATCHETTOACHIEVESELFLOCKINGHANDWHEELBACKRACK,WHICHDRIVETHEMAINDESIGNCOMPONENTSOFEACHSYSTEM,RELATIVELYSIMPLESTRUCTURE,TYPICALOFTHEHANDPRESSTHEFORCEANALYSISONTHEPRESSTOCOMPLETETHEDESIGNOFGEARSASTHECOMPACTBODYPRESSES,GEARANDSHAFTFUSED,CAUSINGTHEGEARSHAFTSTRUCTUREWHENTHEGEARSHAFTTOCOMPLETETHEBEARINGSELECTION,SHAFTDEVELOPEDPARTSOFTHEASSEMBLYPROGRAM,CHECKINGTHEWORKOFSHAFTSTRENGTHREQUIREMENTSCOMPLETEDTHEDESIGNOFTHESTRUCTUREOFTHEGEARSHAFT,YOUCANFURTHERDEFINETHESIZEOFITSMESHINGOFRACKANDRACKOFTHEPROCESSDESIGNRULESRACKOFPROCESSPLANNING,THEREARETWOOPTIONS,COMPARETHEPROSANDCONSOFTWOOPTIONS,CHOOSETHERIGHTONEBEARINGONTHEPRESSPLAYEDANIMPORTANTROLEINTHEWORK,SHOULDCHECKITSSTRENGTH,THEDESIGNOFITSSEALINGDEVICESINTHEABOVEWORKISCOMPLETED,CANBEDESIGNEDTOPRESSFRAMEBOXDESIGNANDTHEDESIGNOFBEARINGENDCAPSFINALLY,THECOSTSHOULDBECHECKED,THEREALCOSTACCOUNTINGINFORMATIONPROCESSINGISADATAPROCESSINGCONVERSIONPROCESSABOUTTOOCCURDAILYALLFUNDSHAVEBEENSPENT,ACCORDINGTOCERTAINMETHODSANDPROCEDURESHAVEBEENESTABLISHEDINACCORDANCEWITHTHEOBJECTORTHEUSEOFCOSTACCOUNTINGRANGECOSTSOFCOLLECTIONANDDISTRIBUTIONPROCESSTHEPURPOSEOFTHECOSTOFCHECKINGISINORDERTOMEETTHEJOBREQUIREMENTSANDPRECISIONMACHINERY,WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOMBASEDONTHEMOSTECONOMICALDESIGNOFCHEAPPRODUCTSKEYWORDSFORCINGPRESSRATCHETINSTITUTIONSCHECKTHECOSTSIGNATUREOFSUPERVISOR棘轮型手动压力机的设计1引言11课题研究的目的及意义机械设计是机械工业的基础技术。科研成果要转变成有竞争里的新产品,设计起着关键性的作用。设计工作的质量和水平,直接关系到产品的质量、性能和技术经济效益。工业发达的国家都十分重视机械设计工作,依靠先进的技术和数字化的电控部件不断的研制出适应市场需求的机电产品,有力的促进全球经济的蓬勃发展。机械工业的水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。人们之所以要广泛使用机器是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作,又能较人工生产改进产品的质量,能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。手动压力机是机械压力机中具有代表性的一类加工设备,该类设备结构坚固,提高生产效率,且具有操作方便、动作灵活,经久耐用等特点。它广泛应用于家电业、电子工业、电器端子、钟表工业、照相机、微型马达等制造及零部件装配,最适用小零部件之压入、成型、装配、铆合、打印、冲孔、切断、弯曲、印花等工作要求。它的用户几乎包罗了国民经济各部门,量大面宽。现在我国经济建设蓬勃发展,压力机的使用从大型工厂到私人手工作坊,几乎在涉及到零件冷压工艺的地方都可以见到。压力机种类繁多,型式多样,工作压力小到几十公斤,大到几吨。我国许多企业自“八五”以来,通过技术攻关、自行设计,以及从德国舒勒、美国维尔森、日本小松等著名公司引进设计制造技术,或采取与国外厂商合作生产的方式,将国内压力机的技术水平提升到了国际先进水平。目前国内生产的一些大型机械压力机及其生产线已跨出国门,走向世界。小型手动压力机虽然刚度差,降低了模具寿命和制件质量。但是它成本低、操作方便,容易安装机械化装置。并且由于手动压力机总体处于质量稳定、大批量廉价市售状态,由国情决定,其市场需求量仍将保持在一个较高的水平。WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOM这次所设计的棘轮式手动压力机属于中小型压力机,其中主要以人力为主,通过齿轮带动齿条运动,用棘轮实现自锁,用手轮回复齿条,其中主要设计了各个系统传动的零部件,结构比较简单,属于典型的手动压力机。2棘轮型手动压力机的设计21总体方按的确定根据设计的要求,本次设计内容为棘轮式手动压力机,设计所要完成的内容为最大工作压力2000KG;最大工作行程205MM;齿轮带动齿条传动;以棘轮达到自锁目的;手轮控制齿条的回反运动;根据各方面的考虑,最终确定了下图所示的结构方案。该机器放置在工作台上,动力为人力,工作时齿条通过齿轮带动做用在零件上,齿条与齿轮轴为一体,齿轮轴通过螺母与手柄固定,齿轮轴不直接固定在箱体上,而是通过轴承来减小轴与箱体之间的摩擦力,延长机器的使用寿命,提高机器的精度。图21总体方按图1定位盘2齿轮轴3手轮4轴承5齿条6手柄7端盖8棘轮9棘爪WWW88DOC88COMWWWYANZIEDUCOM22齿轮的设计221齿轮材料及精度的选择本课题所要设计的压力机采用齿轮传动,齿轮材料及其热处理方法直接影响齿轮的强度、耐磨性等性能,因而直接影响齿轮的承载能力和使用寿命。选择齿轮材料要根据齿轮的载荷大小、工作要求、工作环境、加工精度及加工成本等综合考虑。根据要求,所设计的是手动压力机,所以在齿轮工作情况下,必须具有足够的、相应的工作能力,保证在整个工作寿命期间不致失效。因此,齿轮精度的选择,必须根据用途、工作条件等确定。但是对于齿面磨损、塑性变形等,由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的设计计算方法及设计数据,所以目前设计一般使用的齿轮传动,通常只按保证齿根疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。1、按上图的压力机总体结构示意图,由齿轮、齿条、棘轮确定传动方案,选用直齿圆柱齿轮进行传动。2、根据参考文献3表108各类机器所用齿轮传动的精度等级范围,选取齿轮传动的精度等级。手动压力机属于一般工作机器,速度及精度要求都不是很高,故选用7级精度(GB1009588)。3、根据参考文献3表101常用齿轮材料及其力学特性,选取传动件的材料。选择齿轮、齿条的材料均为40CR,并经调质及表面淬火,齿面硬度为4855HRC。222齿轮的设计计算根据参考文献9,人的力量在1050KG之间,所以取作用于压力机手柄处的力为50KG。初定压力机手柄的长度为1000MM,但是实际的作用力臂长度不足,去掉手握位置及其他因素构,最后取实际在压力机手柄上产生的力臂约为950MM。根据设计任务书中的数据,压力机的最大工作压力为2000KG。根据计算式带入数据2211DFDF其中1F501D0952F200050980952000982D所求得2D24MM所以可确定分度圆直径为

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