LD350带悬臂拉丝机毕业说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 拉丝机也被叫做拔丝机、拉线机 ,在工业应用中使用很广泛的机械设备，广泛应用于机械制造，五金加工，石油化工，塑料，竹木制品，电线电缆等行业 ,拉丝机属于标准件等金属制品生产预加工设备，目的是为了把由钢材生产厂家求生产运输至标准件等金属制品生产企业的线材或棒材经过拉丝机的拉拔处理，使线材或棒材的直径、圆度、内部金相结构、表面光洁度和矫直度都达到标准件等金属制品生产需要的原料处理要求 . 本产品的主要由电动机带动蜗杆，再由蜗杆带动涡轮，最后滚动卷筒，通过拉丝模盒，进行拉拔 . 关键词 :拉丝 减速器 卷速 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is as n a of in as to of is to to by to of or of or is of on 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 第一章 绪论 . 1 言 . - 1 - 题研究的目的和意义 . - 1 - . - 1 - . - 2 - 题研究内容与思路 . - 3 - . - 3 - . - 3 - 9碳素钢丝的应用 . - 3 - . - 3 - 第二章 设计方案的确定 . - 5 - 丝机的拉过程分析 . 错误 !未定义书签。 动布局设计 . 错误 !未定义书签。 动机的选择 . 错误 !未定义书签。 拔模 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第三章 设计计算与校核 . - 6 - 拔模参数计算 . - 6 - 动比的分配与初步设计 . - 8 - 传动的设计计算 . - 8 - 轮蜗杆的选择 . - 9 - 杆传动的设计计算 . - 10 - 杆轴的设计计算 . - 15 - 轮轴的设计 . - 16 - 杆轴的设计与校核 . - 18 - 承寿命校核 . - 26 - 他部件的校核计算 . - 28 - 第四章 卷筒尺寸设计 . - 30 - 第五章 蜗杆减速器箱体 . - 32 - 速器尺寸设计 . - 32 - 速箱体的附件说明 . - 33 - 第六章 密封说明 . - 34 - 第七章 设计小结 . - 34 - 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 八章 致谢 . - 36 - 第九章 参考文献 . - 37 - 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章 绪论 言 目前中国已经成为全球线材制品大国。 线材行业中广泛使用的一种是拉丝机。拉丝机的内孔由圆柱面与圆锥面组成。圆锥面为对线材（工件）的压缩区，圆柱面为拉丝机的定径区，其直径大小与线材尺寸相对应。拉丝的质量直接影响线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我国目前采用的拉丝 机工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。这种工艺的可靠性不高，且生产效率较低。 题研究的目的和意义 题的来源及研究 目前中国已经成为全球线材制品大国。但是从经济效益看，差距却很大。全行业各类产品基本生存在上下游企业的夹缝中，长期以来在微利和亏损的边缘徘徊。这些必须引起全行业的高度关注。我国线材制品行业普遍面临成本压力，其根本出路还是加强科技进步和技术创新，增加高附加值产品的比重，同时进一步加强企业管理，节约资源，提高竞争力。 预计 2010 年，国内中高碳线材制品的消费量将增长至 865 万吨 （未包括净出口量）。“十一五”期间，我国中高碳线材制品消费量将持续增长，但增长率将有所下降。因为，中高碳线材（硬线）的制造成本与普通低碳钢线材的成本差距逐渐缩小，为进一步发展中高碳线材制品生产提供了条件。另外，随着中高碳线材制品生产成本的降低，特别是建筑行业用优质高强度钢丝及制品的价格与普通低碳钢丝的差距逐渐缩小，为中高碳线材制品在建筑行业推广创造了条件，这将带动中高碳制品消费总量的持续增长。线材行业的不断发展对拉丝机提出了越来越多的要求，低成本高质量就要求拉丝机的使用寿命要更长，内孔精度要更高，总之就是要 提高拉丝机的质量。 拉丝机的内孔由圆柱面与圆锥面组成。圆锥面为对线材（工件）的压缩区，圆柱面为拉丝机的定径区（拉区），其直径大小与线材尺寸相对应。拉丝机的质量直接辩证唯物线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我国目前采用的拉丝机模孔工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。它的工作原理是，旋转，针状磨头在磨孔内做微移动或摆动，以达到加工模孔的目的。这种工艺的可靠性不高，且生产效率较低。针状磨头设计成锥状是为了使其在模也内穿进方便，同时在磨削过程中产生径向分力以提高磨削效果。但因此也带来很多弊端。首先，针状磨头 的锥度使加工出来的模孔也具有锥度，使用有锥度的模孔拉丝时，起定径作用的仅仅是锥状模孔的小端。定径区小，因而在拉作业时的接触面积小，那么买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 由于拉丝机工作过程中作用在磨擦表面微观体积上周期性的接触载荷或交变应力的存在，极易使表面或次表面形成裂纹。由此造成模孔剧烈磨损，线材拉质量差。其次，针状磨头是手工修制的，磨头形状极难呈现理想圆锥形。因此，在过程中，由于针磨头呈锥面，径向分力存在，且几乎不可能完全平衡，由此而产生的偏心力使悬置的磨头呈现挠曲，从而加工出偏心的模孔。另一方面，由于模头的不规则，在磨削过程中出现高 频交变应力，以致产生振动。对于一个“ 悬臂梁”结构，在加工过程中存在的振动，将对整个结构的寿命有所影响。 从考核产品或设备可靠性的角度一看，主要指标是寿命和性能。显而易见，针磨工艺是比较落后的。所以就要求改进国内的拉丝机拉技术，本课题就是在消化、吸收国外先进技术的基础上，研制出高速线拉丝机。 内外 悬臂拉丝机的发展现状 研磨工艺是拉丝模成型的主要工序。它分为三个步骤，粗磨、细磨 (精磨 )、抛光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。据中国机床商业网报道，随着科学技术的不断发展，各种模具的 加工工艺要求越来越高。提高模具抛光的速度和质量使我国模具制造工艺达到世界先进水平，已成为刻不容缓的重要课题。目前，国外拉丝模抛光效果最好的是日本、美国，而意大利、瑞典、丹麦等国抛光质量次之。 机械式拉丝模抛光机 是实用新型涉及一种抛光机。它包括机架、驱动电机、传动机构、直线往复运动的导杆、设置在导杆上的支架、抛光带；传动机构包括连接在电机轴上的偏心轮、铰接在偏心轮偏心轴上的曲柄；曲柄的另一端与导杆的一端铰连接；导杆通过一对同轴设置的导套连接在机架上；在导杆中部横向连接有支架，抛光带穿越拉丝模模孔连接在 支架上。本实用新型用机械传动代替手工操作，通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转化为导杆的直线往复运动；通过连接在导杆上相对于模孔做直线往复运动的抛光带，实现了对模孔的抛光加工。大大节约了加工时间、降低了劳动强度、提高了抛光质量、节约了研磨材料。 我国拉丝模制造工业从八十年代起，发展较快，但总的来说与国外还有不小的差距，我国制模工业还比较落后，加强制模管理，提高拉丝模质量水平，推动制模工艺技术的进步，是当前的重要课题。本课题拉丝模抛光机设计就是着眼于用新型涉及一种对拉丝模具进行抛光加工的拉丝模具高速抛光机其特点 是拉丝模具放置定位腔是一个由旋转端盖和旋转体构成的圆锥形空腔，改进后的拉丝模具定位腔具有通用性，电机激磁控制电路设置了激磁可调开关，在定时控制线路和振动、旋转速度控制线路之间设置了一个启动保护电路，经过如此改进后的拉丝模具高速线抛光机往复振动从而实现抛光，改造简单，安全可靠。且大大的提高了劳动生产力。制订与国外等同的拉丝模产品标准，所以必须搞专业化管理，目前国内有必要成立专门的机构，以进一步加强拉丝模抛光机制造管理。机械式买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 拉丝模抛光机是自己制模，并且同时实现抛光，太大地减少了拉丝厂辅助部门的人员和资金占用， 提高了经济效益。 题研究内容与思路 题的研究内容 （ 1）完成 传动方案的设计、选择及确定 （ 2）完成 悬臂单头立式拉丝机设计 整机设计、计算及校核 （ 3）完成传动零件、卷筒、拉丝模盒等重要零件的设计、计算及校核 （ 4）完成 悬臂单头立式拉丝机 总装配图（零号图）及非标准零件图若干张 （ 5）完成设计说明书一份 题的研究思路 （ 1）通过查资料、结合传统的生产工艺的基础和机械线 材行业的发展需要，设计 （ 2）采用 软件初步设计出 及各个附属机构。 （ 3）根据零部件的设计计算，确定其结构并选定各零件的材料。 （ 4）绘制主体结构的三维图纸和工程图纸，关键零件的三维图纸、工 图纸和有限元分析。 （ 5）通过计算完成分析各个动作的运动的方式。 （ 6）根据要求和设计过程，编写设计说明书。 9碳素钢丝的应用 用以制造弹簧或类似弹簧性能零件的钢类。具有高的弹性极限 疲劳极限 (尤其是缺口疲劳极限 )以及一定的冲击韧性和塑性主要在冲击震动等动载荷或长期周期性交变应力的条件下使用。所以在各种状态下工作的弹簧都要有良好的表面质量和较高的抗疲劳性能。在工艺性能上需经淬火回火的弹簧钢应具有一定的淬透性不易脱碳过热敏感性低和塑性较高在热状态下易于成形。制造小尺寸弹簧用的钢丝要有均匀的硬度和一定的塑性。 章小结 结合三维实体建模技术、二维建模技术、优化设计技术等技术对原有的悬臂拉丝机进行整体反求创新改造设计，用液压系统来代替连杆机构买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 对拉丝往复运 动进行控制，同时，对操作人员进行必要的培训可以加速生产效率和质量。应用以上的分析我们设计的 悬臂拉丝机一定能满足生产者的需求，在激烈的市场竞争中站稳脚步，获得更大的利润。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第二章 设计方案的确定 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 第三章 设计计算与校核 拔模参数计算 1. 拉拔模材料 陶瓷拉丝模 ：适于应力不大的条件下，拉制直径 色金属线材或棒材 2. 加工率 3 6 . 5 %100%D)2 拉拔模角 查有色金属挤压与拉拔技术（文献二）表 插值法选取182 ， 。 表 拔模角 道次加工率 2 纯铜 软铜 硬钢 铝 铜 黄铜 10 5 3 2 7 5 4 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 15 7 5 4 11 8 6 20 9 7 6 16 11 9 25 12 9 8 21 15 12 30 15 12 10 26 18 15 35 19 15 12 32 22 18 40 23 18 15 - - - 查文献二表 摩擦系数 f=文献二表 11d= 表 擦系数 金属与合金 摩擦系数 1 2 3 4 紫铜 62 68 取 c o a （ a= 得 1r 取系数为 4. 拉拔功率的计算 W 准备参数 f 2查得 s=1274 6 3 1(1 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 7 5 C 6 8 111 卷筒转速计算 n 取蜗杆传动机械效率为 80%，则 6 0 1/ 0 0 0* 蜗 卷筒直径为 350长 L=1100频率 f /f 所以转速 n=60*f=110r/ 动比的分配与初步设计 预选卷筒转速 60r/机械设计机械设计基础课程设计（文献一）附表 9选取电机 得该电机的满载转速为 2900r/ 总传动比 I=2900/110=分配传动比为 i 带 =2， i 蜗 = 传动的设计计算 1. 拉确定计算功率 作时间为 8h。查机械设计（文献三）表 8A= 故 2. 选择 小带轮转速 900/2=1450r/据 型。 3. 初选小带轮的基准直径 查出 25文献三表 8 0 验算带速 d /30/ 故带速是合适的。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 计算大带轮直径 为 i 带 80 查文献三表 8 80 4. 确定 d 因为 d1+选 （ 6）确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸磷锡青铜 属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45查文献三表 11 。 工作寿命 2000h。故应力循环次数 N 7 寿命系数 7 则 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - M P 6 （ 7）计算中心距 a 8 3 3 6 0 3 故取 a=160 查文献四表 4（ 1） 蜗杆 模数 m=5， 蜗杆长度 b 9)b 2 取 b=130 直径系数 q=10 分度圆直径 d1 2d 1 齿顶圆直径 62d *11 齿根圆直径 2d *11 分度圆导程角 r= 054821o 轴向齿距 （ 2） 蜗轮 蜗轮齿数 3， 变位系数 验算传动比 i i=z2/ 这时的传动比误差为 %6%4 是允许的。 蜗轮分度圆直径 d2 d2=65 宽度 齿根圆直径 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 2*22 齿顶圆直径 8 0)(2d 2*22 8 0)(2 2*22 咽喉母圆半径 021 22 212F （ 1）许用弯曲应力 F 查文献三表 116 。 寿命系数 6 许用弯曲应力 F M P 5 （ 2）螺旋角影响系数 8 2 4 4 2 r （ 3）当量齿数 o 22 （ 4）齿形系数 据变位系数和当量齿数，查文献三图 11F 故弯曲强度是满足要求的。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 效率公式 )t t vr r ）（ 1） 相对滑动速度 Vs s /0 060 11 （ 2） 当量摩擦角 v 根据相对滑动速度 1用插值法算出 013421v。 代入效率计算式中 %00)91361811t a n( 361811t a 000 大于原估计值 80%。 结论：该结果是正确的。 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从10089级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f 10089查文献一附表 10面粗糙度 顶圆粗糙度 查文献一附表 10轮 、蜗杆齿胚基准面径向和断面跳动公差如表所示 表 蜗轮、蜗杆齿胚基准面径向和断面跳动公差 基准面直径 d 8级精度跳动 0 634 蜗杆、蜗轮齿胚尺寸和形状公差如表所示 表 蜗杆、蜗轮齿胚尺寸和形状公差 精度等级 8级 孔 尺寸公差 状公差 尺寸公差 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 形状公差 顶圆直径公差 由蜗轮直径和蜗杆长度，溅油散热面积预取 S= 取表面散热系数 2d /。 则油温 7)1(1 0 0 020t 所以要改善散热状况。 改善方法有三：加散热片增加散热面积 在蜗杆轴端加装风扇 在传动箱内增加冷却循环管路 本次采用方法在传动箱内增加冷却循环管路。 （ 1） 蜗杆 轴向齿距极限偏差 轴向齿距累积公差 （ 2） 蜗 轮 一齿径向综合公差 i 图 蜗杆轴 (1)根据公式 d C (P2/， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - (2)这根是高速轴，所以选择柱销联轴器。考虑到安全因素，即选择轴孔直径为 38 长取 50。 (3)根据密封圈确定第二段轴径，根据第一段轴径 63 取第二段轴径为 45 (4)第三段轴上安装圆锥滚子轴承，由轴承标准件取得内径为 50 (5)第 四段取直径 60 (6)因为安装了甩油板需要高 2以第五段直径取 56 (7)尺寸和第四段一样 直径为 608)上同 5、 6. (9)第十段需要安装角接触轴承 因此直径为 50 010)总轴长 465. 确定各段轴长 由上述“”得第一段轴长为 50因为实际安装时轴承需推进 3 以轴肩宽度取为 8 即上述的“”这段轴肩宽度） 根据箱体壁厚以及箱体侧视图的宽度为 116，以及蜗轮端面距离内壁距离为（ 116。以及蜗轮轮毂长度为 96。 让整体布局成为对称分布。 但需要注意的是：我们必须留出挡油板或分油盘的空隙。 因第三段上圆锥滚子轴承 轴长取为 30 足要求。 上述“ 14”这段轴长也需安装轴承，要求大于 三段轴上安装的圆锥滚子轴承宽度 )，故取为 30 最后确定第 7 段的轴长，因上面需安装端盖，先取 130 确定轴上圆角和倒角尺寸 轴端倒角皆为 452 ，参考书上表 15轴肩处的圆角半径和 倒角。 (1)轴上的零件定位，固定和装配 蜗轮蜗杆单级减速装置中，可将蜗轮安装在箱体中央，相对两轴承对称分布，蜗轮左面用轴肩定位，右端面用轴端盖定位，轴向采用键和过度配合，两轴承分别以轴承肩和轴端盖定位，周向定位则采用过度配合或过盈配合，轴呈阶梯状，左轴承从左面装入，右轴承从右面装入。 (2)确定轴的各段直径和长度 轴的初步设计尺寸如图所示 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 图 涡轮轴 轴的最小直径为安装联轴器处的直径 1d ，故同时选用联轴 器的转矩计算，查文献 14虑到转矩变化很小，故取1 . 3 , 1 . 3 8 0 0 . 6 1 9 9 1 0 4 0 . 8 0 5 9A c N m 则 由输出端开始往里设计。查机械设计手册选用 表 蜗轮轴联轴器参数 型号 公称转矩 )( 用转速 (r 1L 250 4000 84 112 55 0 ，考虑到要安装卷筒 06 。轴上键槽取1016 ， 06 。 定位轴肩 高度 ， ，考虑到轴承端盖的长度和安装和拆卸的方便，取 9 选用角接触球轴 承，参照要求取型号为 7213 5 1 2 0 2 3d D B m m m m m m ，考虑到轴承右端用套筒定位，取齿轮距箱体内壁一段距离 a=20虑到箱体误差在确定滚动轴承时应据箱内壁一段距离S，取 S=8。已知所选轴承宽度 T=22，则 50L 。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 安装蜗轮轴段， 5，蜗轮齿宽 ，涡轮 ) 取 L =95于为了使套筒能压紧蜗轮则 5 。 选用角接触球轴承，参照要求取型号为 7213 5 1 2 0 2 3d D B m m m m m m 0 4 （ 3）轴上零件的周向定位 蜗轮、半联轴器与轴的定位均采用平键连接。按 0由 文献 1表 6220 键槽用铣刀加工，长为 80时为了保证齿轮与轴配合由良好的对称，故选择齿轮轮毂与轴的配合为6样半联轴器与轴的连接，选用平键分别为为 01016 ，半联轴器与轴的配合为6动轴承的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （ 4）参考 文献 1表 15轴端倒角为圆角和倒角尺寸 452 ，个轴肩的圆角半径为 12 杆轴的设计与校核 1、转速 1 带又 m in/ 5 0/n 1 带 5 0 0 0 0T 已知蜗杆分度圆直径为 4 62蜗轮功率 轮节圆直径为 蜗轮转速 m n 12 蜗 2 蜗P 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 6 7 2 2 7 5 0 0 0 02221 2F FF 9 6t a 21 图 蜗杆传动部分受力分析 (1)根据已求得的的功率 2 ， (2)求作用在齿轮上的力 齿轮分度圆的直径为 48 d 2 圆周力： 7005 2t 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 径向力：2 5 6 2 N/ c o s t a F =F t a (3)求轴上的载荷 水平：N H 2N H 1N H 2N H 1 . 6 6 3 . 1F 5 5有 33 F 13 F N H 2N H 1 垂直：N 6 2 . 6 6 3 . 1F 有： 61 F 51 2N V 1 水平弯矩： 1 4 52M H 垂直弯矩： 0 482 总弯矩： M 221 V 1 2 M 222 V 2 2 根据轴的计算作出弯矩图和扭矩图 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 21 - 图 弯矩图和扭矩 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 22 - 表 危险截面处的力矩值 表 的常用材料及主要性能 材料排号 热处理 毛坯直径 硬度 抗拉强度极限 屈服强度极限 弯曲强度极限 剪切强度极限 许用弯曲应力 备注 轧或锻后空冷 10090 215 45 正火回火 1006240 285 245 135 调质 10000 490 355 185 载 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 37 24 35 67 12 85 F 12 76 2N V 1 弯矩M 4 5 1 2 总弯矩 71 . 4 2 M 221 V 1 2 11 4 8M M M 222 V 2 2 扭矩T 67227N 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 23 - (4) 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时 ,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的强根据上表中的数值 ,并取 =的计算应力 = T)21/2/W=面以选定轴的材料为 45钢 ,调质处理 ,由表 . 故安全 . (5) 精确校核轴的疲劳强度 （ 1）危险截面的左侧 抗弯截面系数 34300 扭截面系数 68600 面左侧的弯矩 M=0264 N 截面上的扭矩 67227N 面上的弯曲应力 2 M P b截面上的扭转切应力 =2=的材料为 45钢 ,调质处理 5M P 35,275,640 11 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 和 按表 r/d=D/d=插值后可查得 ， 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 24 - 表 肩圆角处的理论应力集中系数 应力 公式 （拉伸、弯曲）或（剪切扭转） 拉伸 24 dr/ 曲 332 dr/ 转剪切 316 dr/ 又由文献三图 11 故有效应力集中系数为 1+ 1+ 寸系数 =扭转尺寸系数 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 25 - =按磨削加工 ,表面质量系数为 轴未经表面强化处理 ,即 1q,综合系数值为 +1/ = +1/ 钢的特性系数 取取 于是 ,计算安全系数 + m)= = + m)= /( +)1/2= 可知其安全 . (2) 截面右侧 抗弯截面系数 803=50200 扭截面系数 803=102400 面右侧的弯矩 M=(8264 N 截面上的扭矩 67227N 面上的弯曲应力 =M/W=面上的扭转切应力 =2=盈配合处的 / /,于是得