隔水管横焊缝自动对中装置设计（全套毕业设计含CAD图纸）
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湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 系（教研室）主任 : 机电工程 学 院 机械 工程 系（教研室） （签名） 年 月 日 学生姓名 ： 陈 浩 学号 ： 021 专业 ： 机械设计 制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 隔水管横焊缝自动对中装置 2 学生设计（论文）时间： 自 3 月 20 日开始至 5 月 31 日 止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： 简明机械设计手册上海科技出版社 ; 机械设计实用手册化学工业出版社 ; 机械零件设计手册 国防工业出版社 ; 机械传动设计手册 煤炭工 业出版社 ; 画法几何及机械制图 华南理工大学出版社 ; 机械设计高等教育出版社 ; 4 设计（论文）完成的主要内容： 根据总体设计方案，绘制 装配图一张 （ 算机 图）。 进行主运动计算、强度计算和动力计算，绘制 件 图 各 一张（ 进行 动力传动结构设计 ，绘制 滚轮链轮支座零件 图一张（ 工 图）。 绘制 传动 主轴零件图一 张（ 算机图）。 编写毕业设计说明书一套（不少于一万字，有英文摘要，全部用计算机打出）。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： 套管对中装置 装配图一张（ 算机图）； 滚轮链轮支座零件图一张（ 工图 ） ； 绘制传动主轴零件图三张（ 算机图 ） ； 算机图）； 滚轮零件图一张 （ 算机图） 毕 业说明书一套 （ 不少于一万字，有英文摘要，全部用计算机打出）。 6 发题时间： 2006 年 3 月 20 日 指导教师： （签名） 学 生： （签名） 湖南科技大学 毕业设计（论文） 指导人评语 指导人： （签名） 年 月 日 湖南科技大学 毕业设计（论文） 评阅人评语 指导人： （签名） 年 月 日 湖南科技大学 毕业设计（论文） 答辩委员会记录 日期 ： 学生： 学号： 班级 ： 题目 : 提交毕业设计 （ 论文 ) 答辩委员会下列材料 : 1 设计 （ 论文 ) 说明书 共 页 2 设计 （ 论文 ） 图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文）答辩委员 会评语： 毕业设计（论文）答辩委员会 主任： （签名） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 总评成绩 ： 实习报告 专 业： 数控技术及其应用 生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际 知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。 掌握机械加工工艺方面的知识及方法 了解切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等 了解机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备 了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法 熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识 点 ： 柳州工程机械厂 关 柳州东风汽车厂 柳州钢铁厂 定点实习厂 柳州东风汽车厂简介 东风柳汽公司是东风汽车公司的控股 子公司，也是东风汽车公司在南方重要的载货汽车和轻型乘用汽车生产基地，国家大型一档企业。它还是国内第一家生产中型柴油载重汽车的企业，赢得了 “ 柴油东风，柳汽正宗 ” 的美誉。 1991 年，东风柳汽创出了 “ 乘龙 ” 品牌并迅速形成市场知名度，奠定了 “ 一门双杰，东风乘龙 ” 的产品格局。 自从 1997 年成为国内最早通过 量认证的汽车生产企业之后，东风柳汽的事业就上了一个台阶。 2001 年，东风柳汽公司更是推出面向公务、商务和休闲旅游用车市场的新一代多功能轻型车东风 “ 风行 ” 商旅车，吹响了进军国内高档轻型乘用 车市场的号角。 目前，东风柳汽已形成年产 “ 东风 ” 和 “ 乘龙 ” 商用车 60000 辆、 “ 风行 ”乘用车 30000 辆的生产能力。 柳州汽车厂六个发展历程 （ 1） 建厂期：上世纪 50 年代，主要以农用机械为主。 （ 2） 1969 年：生产出 用柳江牌卡车。 （ 3） 1981 年：生产出柴油翻斗车，同时加入了中国第二汽车制造厂，采用东风品牌。 （ 4） 1991 年：柳汽生产出新品牌 头车）。 （ 5） 1997 年：以 75%的股权加入东风集团，成为其子公司， 正式更名为东风柳州汽车有限公司。 （ 6） 2003 年，成立东风集团和雷诺公司 生产基地：主厂、二基地（ 85 年始建，位于柳江县，占地为 714 亩）、三基地 七大车间：车桥车间、机械车间、工装车间、热处理车间、车架车间、车身车间、总装车间 四大部件：汽车前后桥、举升器油缸、车架、车身 生产线：重车线、大车线、小车线 2003 年生产能力：大车 60000 辆 小车 30000 辆 乘龙精神：自立自强 创优创新 同心同德 为国为民 通过在柳汽公司车桥厂的实习，我们比较全面地了解机械 加工及相关典型零件的生产技术过程。初步了解典型的机电一体化产品和设备的生产过程、培养我们收集资料的能力及提高分析问题的能力，使我们更好地学习、掌握机械工程专业知识。 机械加工工艺方面我们重点了解了左壳 锥齿轮差速器这一典型零件的机械加工工艺过程，听了有关技术人员对其的具体分析。并记下了该零件的工艺过程卡和工序卡等工艺文件。具体如下：（对应的工艺过程卡、工艺简图和工序卡见附录） 由于汽车转弯时，左右两边轮子的行程不同，所以转速不同，为防止转弯时出现滑动、滑拖现象，必须使用差速器调节两边轮子的转速。左壳 锥 齿轮差速器是用来固定支承轴承，防止微尘和外来颗粒侵入到锥齿轮差速器里面和防止锥齿轮差速器里面的润滑油外泻。零件结构比较简单，在结构上成对称分布。生产纲领约为 63000 个，属于大批量生产。 毛胚的选择 零件一般是由毛胚加工而成。在现有的生产条件下，毛胚主要有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的 50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内 腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。选择毛胚还 应该考虑的原因 （ 1）零件的力学性能要求 相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力学性能有所不同。铸铁的强度，离心浇注，压力浇注的铸体，金属型浇注的铸体，沙型浇注的铸体依次递减；钢质零件的锻造毛胚，其力学性能高于钢质棒料和铸钢体。 （ 2）零件的结构形状和外廓尺寸，直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料。相差较大时宜采用锻件。形状复杂的毛胚不宜采用金属型铸造。尺寸较大的毛胚，不宜采用摸锻，压铸和精铸。多采用沙型铸造和自由锻造。外型复杂的小零件宜采用精密铸造的方法 （ 3）生产纲领和批量 生产纲领大时宜采 用高精度与高生产率的毛胚制造方法，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛胚制造方法 （ 4）现场生产条件和发展 应该经过技术经济分析和论证 零件的材料为 据零件结构简单和对称分布的特点，零件的生产纲领为大批量生产 . 参观实习厂 一 广西柳工机械股份有限公司是我国目前生产轮式装载机系列产品规模最大、产量最多、质量最好、设备最全的国家机械工业大型骨干企业，是广西首家由国营大型企业改造、发行社会公众股的股份制企业。 公司位于南疆龙城柳州市。净资 产 元，员工 5900 人，生产区占地面积 67万平方米。主要名优产品有：引进美国卡特彼勒公司技术生产的 列轮式装载机、井下装载机和履带式液压挖掘机，已形成 4000台年生产能力的规模。 该公司计划通过实施总投资约 12 亿元的技术改造和外引内联、科、工、贸相结合等措施， 2000 年形成年产装载机、挖掘机和推土机等多种工程机械系列产品 10000 台的综合生产能力，实现年销售收入 元和利税 12 亿元。 本公司还将积极拓展房地产、商业贸易、服务旅游业及经批准的其它经营业务。 二 （ 1） 1952 年，在美国，计算机的应用使得数控技术的产生、发展得以有充分的条件。其最初用途为军工业的生产。 （ 2） 20 世纪 60 年代，晶体管的发明使得数控机床批量生产得以实现。 （ 3） 20 世纪 70 年代，苏联的数控机床产量超过美国，成为世界上数控机床产量第一的国家。 （ 4） 20 世纪 80 年代，日本的数控机床产量位居第一 产量为全世界产量的 30%,而德国的西门子产量也占 15%。与此同时，在 80 年代初期我国也引进数控加 工技术。 数控机床的分类 （ 1）经济型数控机床：一般由普通机床改装而成，精度和复杂程度较低，可实现两轴联动，可进行平面加工，价格较便宜。 （ 2）全能型数控机床：精度和复杂程度较高，一般可实现三至五轴联动，且有刀具库，可自动换刀。可进行平面和空间立体加工，价格一般较贵。 （ 1） 1978 年，柳州工程机械厂引进了数控切割机和火焰切割机。其主要功能是用于分离机械元件、零件和 X、 Y 轴联动的直线、圆弧切割。 （ 2） 1985 年，柳州工程机械厂从上海气焊机厂引进了 板机，其主要硬件设施有 。 （ 3） 1988 年，柳州工程机械厂引进了一批价值 600 万美元的先进设备： 数控车床 立式、卧式车床 数控火焰切割机 数控折弯机 三坐标测量仪 数控等离子切割步冲机 机器人焊接线（位于结构分厂） 铸制线 双立柱加工中心 X 10000Y 3000Z 1500 600 加工中心是具有刀库的三轴联动数 控镗铣床。其系统组成包括：数控系统动系统、测量及反馈系统 I/O 控制系统（ 式加工中心、五面体加工中心等。 （ 1）世界装载机发展史简介 20 世纪初，美国出现第一台装载机，它是用马车和钢丝绳构成，兼有驱动与装载的功能。 20 世纪 40 年代，第一次工业革命期间，装载机采用液压设备作动力，即先导式液压装置。 20 世纪 50 年代，第二次工业革命期间，装载机的变速箱采用液力变矩器，其工作矩为 到 60 年代时，第三次工业革命期间，装载机采用角接式刚性车架。 到上世纪 70代，产品向细化发展更为突出，16m。其中最有影响力的几个公司为：美国 典 本小松公司等。 （ 2）柳工装载机发展史 上世纪 50 年代，柳工从上海糖果机械厂首次引进装载机生产设备。 到了 60 年代，天津某 研究所与厦门工程机械厂合作开发，仿制成功我国第一台 装载机。此项成果由柳工试验、鉴定合格。 70 年代，转载机装载能力有所提高，由 高到 。 一系列 G 类型产品 （ 3）现代装载机的发展趋势 趋向于环保、高效、节能、可靠 趋于机电一体化 更具舒适性 型号多样，有大、中、小等各种型号 更加智能化 有自动监控维护的功能 二 . 进厂参观 设备：加工中心 2 数控车床 17 普通车床 24 滚齿机 21 磨床 18 钻床 8 坐标镗床 2 铣床 3 仿形车床 3 拉床 1 插床 1 卧式钻床 5 行车 1 车间面积： 3456 员工总人数： 80（女 17 名），其中包括 8 名党员。有大专学历以上 8 人、高级技师 1 名、技师 1 名、高级工程师 1 名、中级工程师 1 名。 主要产品：变速箱齿轮和轴类以及 品配套件等 生产宗旨：永不接受不合格产品 永不传递不合格产品 永不制造不合格产品 主要设备： 柱移动卧式加工中心 等离子线切割机 剪板机 锻压机床 无箱数控制造 从意大利进口 毛坯来源 （三个） 总装配流程 为期两周的实习结束了，在这进行参观实习期间，在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多。让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识 在这个科技时代中，高技术产品品种类繁多，生产工艺、生产流程也各不相同，但不管何种产品，从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理，通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此，在专业实习过程中，首先要了解其生产原理，弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次，在专业 人员指导下，通过实习过程见习产品的设计、生产及开发等环节，初步培养我们得知识运用能力。概括起来有以下几方面： 产目的、生产程序及产品供求情况。 艺条件的确定以及流程的编制原则。 术规格、包装和使用要求。 习生产流程及技术设计环节，锻炼自己观察能力及知识运用能力。 在实习过程中，我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能， 更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里，使我们对未来充满了信心，以良好的心态去面对社会。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。 这次生产实习的全过程来看，自始至终我们都服从老师的安排，严格要求自己，按时报到，注重安全。 本次实习使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用， 理论与实际的相结合，让我们大开眼界，也算是对以前所学知识的一个初审吧！这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅。在短短的一个星期中，让我们初步让理性回到感性的重新认识，也让我们初步的认识了这个社会，对于以后做人所应把握的方向也有所启发 1 隔水管横焊缝自动对中装置 底座的设计 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：陈浩 指导老师： 刘安民 匡建新 摘要 随着科学技术的发展，自动化技术的运用越来越广泛，已经渗入生产生活的大部分过程。 快速接头隔水管系列产品，是南海西部石油合众近海建设公司为海洋石油田打井作业配套的专用产品。分析了该公司新型产品 （包括 ） 的 生产工艺、处理过程及生产效率后，设计出一套以 V 型装置为主包括导轨、驱动轮、链 传动、减速器、电动机、联轴器、轴、轴承、键、弹性挡圈及滚动轮等零部件的装置 ,并完成相关选材及相应的力学校核，用以实现两根需要正对焊接的隔水管自动对中，并在对中点焊后同步转动以完成进一步的焊接。 关键词 隔水管 ;自动对中 ;V 型装置。 is of o. to *) a to so on nd to in to “V” 2 目录 摘要 . 1 . 1 目录 . 2 前言 . 3 第一章 总体方案的设计 . 4 计任务 . 4 案的选定 . 5 本工作原理 . 5 动轮装置的简要说明 . 6 第二章 机械部分的设计 . 6 型块的模型设计 . 6 轨的设计 . 7 轨的选用 . 7 轨的选材及计算 . 7 轨的校核 . 8 动轮装置的设计 . 9 算驱动轮所需的扭矩 . 9 动轮的校核 . 12 传动的设计 . 12 轮齿数 传动比 i . 12 定计算功率 . 12 3 链节距 . 13 心距和链节数 . 13 5 小链轮毂孔最大直径 . 13 轴力 Q . 13 传动设计结果 . 13 . 15 速器的机构特点 . 15 通圆柱蜗杆传动设计报告 . 18 动机的选用 . 21 轴器的选用 . 22 的设计 . 23 承的选用 . 25 的选用 . 27 . 27 动轮的设计 . 28 轮支承上盖的设计 . 28 第三章 结论 . 29 谢词 . 30 参考文献： . 31 3 前言 隔水管系统也称做水下器具。它是移动式海上钻井装置 不可缺少的复杂的器具 ， 它的完善与否直 接关系到深海钻井 的 成败 。 应该认为，从海上钻井装置 到下列海底井口的全部隔水 导管 件统 称 为 隔水管系统。通常的隔水管系统的部件有活节联接器、球节 、 伸缩节 、张力器、分流器、 运动补偿器、水下防喷设备、水下井口设备、 水下井口设备、 挠性隔水管和防喷器连接器等。 隔水管系统的功用主要是提供从 海底井口到海上钻井装置上的泥浆循环和起下钻具的通道，并能适应海上钻井装置 在钻井作业时的升沉和摇 摆；控制海底井口；解决压 井 与放喷的通道和控制问题，消除钻井作业时，由于海上钻井装置的升沉而造成的不良影响；消除升沉对下入井内工作仪器的影 响；可另加专门装置进行试油等 。 一般在深海水域进行钻井作业的动力定位钻井船，应采用无导向线的隔水管系统，靠动力定位系统完成重返或重连作业。 海上钻井装置的隔水管柱是由每根 50 英尺长的管子连接组成的，每根管子的两端都有特制的接箍。在钻完 口井后，钻井装置移离井位前，可将隔水管系统提 升拆卸堆放在 快速接头隔水管系列产品，是 南 海石 油合众 近海建设公司（ O. 特有的为海洋石油管道输送配套的专用产品，多年来经过不断的开发和改进，已拥有完整配套的技术图纸、先进的生产技术、工艺流程和加工制造装备，与之相应的业务熟练的工程技术队伍和技术工人队伍。新型快速接头系列产品有： 。 本 设计 的 目的 是 将 快速接头隔水管系列产品 的 生产设备改 进以实现自动化控制 ， 提高生产效 率，提升产品质量、 降低工人的劳动强度 并最终实现增长经济效益。 设计的主要要求 有， 设计出一套 针对 ，对卷制成管状 的 板材的内横 及外横焊缝 进行自动对中、 自动 焊接的装置。要求能实现管的自动对中、焊接位置的自动导向、自动找正、定位夹紧 、点焊、纵向自动行走，行走速度在 3m/以自动调节，动力为普通三相交流电动机，控 制方式为随车控制形式，要求结构实用、重量轻、调节操作方便、 价格合理。 本人负责 的部分 是： 实现隔水管的自动 对 中。 本设计的主要内容： 1、自动对中装置总体方案的确定。 2、 自 动对中装置机架结构的设计。 3、自动对中装置 传 动系统的设计。 4 1、 总体方案的设计 计任务 设计一个装置，使两根长各 隔水管自动对中，并且使两管的对中精度达到：两管的轴线同轴偏差 3中点焊后隔水管要实现转动，以便对两管进一步焊接 。 表 列快速自锁隔水套管主要技术参数： 体 材料 345 345 外径 762 610 510 内径 712 610 560 460 壁厚 5 25 25 25 单位长度质量 kg/m 454 392 拉屈服能力 3 弯屈服能力 屈服压力 挤压强度 头 母接头外径 864 746 690 582 公接头外径 712 610 555 460 公母接头联接后长度 43 387 382 370 公母接头总质量 52 20 母接头抗张屈服能力 接头抗弯屈服能力 接头内屈服压力 鞋 外径 788 636 536 插入钻杆配合直径 ) ) ) ) 导向阀通道面积 试验压力 案的选定 使两根隔水管自动对中的方法有很多，经过了对具体方案的工作原理及可行性的分析，本人决定采用 V 型装置，其大概形状如（图 示。 图 型装置 1、滚轮 2、 V 型块 3、导轨 本工作原理 如图 2装置由 、 两组 组可以沿 组固定， 是 组 组 1、滚动轮 2、电动机 3、减速器 4、驱动轮 图 V 型底座 、 两组 个滚轮和一个置于中间的驱动轮。 两 根 隔水管 被自动机械分别置于6 两组 自动控制系统启动动力系统带动 型块上的 隔 水管 通过 组 轨 直线运动以 实现 与 组 的隔水管精确对接 ；当两隔水管对接完成后自动系统控制焊接机械手完成两管的点焊 ， 实现两管的同速转动 并最终由机械手 完成 两根 隔水管 的 自动焊接 。 动轮装置的简要说明 如图 动 力 的传递顺序是：电动机减速器链轮滚轮隔水管 。 电动机将电能转化成机 械能，并通过联轴器将动力传至减速器；减速器降低 轴 的转速 输出 反比增大的扭距，带动链轮 转动；链轮通过传动链带动滚轮，滚轮利用静摩擦力驱动隔水管转动。 图 链机构 如 图 驱动轮的安装图，大轴（上边）装滚轮与链轮，小轴装链轮，两 边 装有圆锥滚子滚动轴承，运动由减速器接入小轴，再经过链传动传到滚轮。 2 机械部分的设计 型块的模型设计 参照 a、 造成型 b、 钢 c、 求 :对 安 装滚轮 的 部分和下底面进行精加工，加工方法由厂家自己决定，使这两7 部分的平面度达到 ，粗糙度也达到 。 在加工装滚轮凹槽时要使 4 个凹槽的位置度达到有螺纹孔及销孔的位置度也要达到 轨的设计 轨的选用 由工作要求承载能力较大并能够自动补偿磨损 ， 因此 选用平面三角复合型滑动导轨，参照 机械设计手册 第三卷，表 28 其形状见图 1000图 型底座 尺寸见表 A 1000 B 200 120 。 轨的 选材 及计算 a、 导轨的材料： 钒钛耐磨铸铁 。 (因为 钒钛耐磨铸铁 具有耐磨损和相对强度较高的优点 ) b、 表面热处理： 在热处理中要预防如下问题： (一 )、过热现象 我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。 热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料 （常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。 过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使 冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。 粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现 象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。 (二 )、过烧现象 8 加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。 (三 )、脱碳和氧化 钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状 裂纹。 加热时，钢表层的铁及合金与元素或介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般 570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。 为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性） (四 )、氢脆现象 高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过 除氢处理如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。 因此 在其粗加工后进行一次时效淬火处理，采用电接触加热的表面淬火 的方法 ，最后 对 导轨进行磨削 ，使其表面的粗糙度达到预定的要求，取其值为 c、 硬度 匹配：为了 减少导轨的磨损以保证导轨的寿命，加工结果应 保证导轨 上与 V 型块接触的部分与 硬度不同，此取为 100 轨的校核 查表可得铸铁的许用压强为 1 知导轨的外形如上图所示， 算的导轨的体积约等于 M ，钢的密度： 33 /108.7 得： 导轨， 又 ：由表 4 9 74 5 a x a x 导轨总 ,考虑一安全因子， 取导轨 共承重 8 t， 0 0 0 0108 0 0 0 则滑座每侧的承重为 00004 对三角形导轨设垂直斜向力为 F，如图 9 图 力分析图 则有 220000 32000030c o F 11500 N 则左侧导轨承受的压强为 M P 10 41 1 图 于左边。 故此导轨符合要求。 动轮装置的设计 算驱动轮所需的扭矩 如图 示。 10 图 轮受力图 1、 每组 个 支承滚轮（若加上驱动轮则为 9个），每个轮上的支承反力应为（ 2/2G）/4（按照 8个支承点算），即 82 每根管的质量约为： M=500 则 3 3 12 4 5 0 08 2 考虑到管的外圆柱面的制造误差，有可能 8个支承点存在某些支承点与管子不接触，故 ，取 S 则 2、计算使管子转动所需的扭矩 机械传动部分的总传动比 50i 所用电动机的转速为 11 滚轮的运动参数 507501 15 901 R 、管子的运动参数（按最大管计算） 3812 R 0152112 R R 4、管 的线速度 015 11222 此速度即 是管子自动焊接的速度，经过分析，此速度基本符合焊接的要求。 5、计算滚轮使管子转动所需的扭矩 T 计算在 110 32 V 由本设计可知， t=1s 500 00V 要求出滚轮使管子转动所需的扭矩 T，可以采用动量矩定理： )()( 00 M 由动量矩定理可得： 022 2 13 8 0 0 1010 3322 V 21.5 即滚轮使管子转动所需的扭矩 T 21.5 。 12 动轮的 校核 查 “机械设计手册软件版 可知 钢 则最大静摩擦力 NF f 2 5 9 0 02 a x 相应最大摩擦力矩 9903812599 10 32 而 T 21.5 所以 要求。 传动的设计 链传动是应用较广的一种机械传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 与带轮相比，链传动能保持准确的平均传动比 ， 可用于中心距较大的场合（ 10 米以内）； 传动效率高，可达 径向压轴力小， 结构紧凑 ； 能在高温及低速情况下工作；与齿轮传动相比，链传动安装的精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。 设计所需原始数据： 传动的功率 P，小链轮和大链轮的转速 动机种类，载荷性质以及传动用途等。 设计参数 如下 ： 轮齿 数 传动比 i 小链轮齿数 链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。 为考虑磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数，并有限选用以下数列： 17、 19、21、 23、 25、 38、 57、 76、 95、 114。 小链轮齿数 选择 链速 v(m/s) 38 8 25 齿数 17 21 25 35 链传动的传动比一般不大于 6，推荐的传动比 i=2 定计算功率 计算功率 根据传递的功率 P，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定的，即 式中： P 传递的功率， 工作情况系数。 13 3 链节距 在一定条件下，链的节距 p 越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪声也越严重。所以设计时，为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选取教小节距的单排链。速度高、功率大时，则选用小节距的多排链。从经济上考虑，中心距小、传动比大时、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排链。 心距 和链节数 设计中，若中心距不受其它条件限制，一般可取 3050)p，最大取 0p。有张紧装置或拖板时， 大于 80p；对中心距不能调整的传动， 30p。 链条长度以链节数 距 p 的倍数 )来表示。链节数 中心距 间的关系为 计算出的 圆整为整数，最好成绩取偶数。然后根据圆整后的链节数计算理论中心距，即 为了保证链条松边有一个合适的安装垂度 f=(a，实际中心距 a应较理论中心距 a 小一些，即 a=论中心距 a 的减小量 a=(a，对于中心距可调整的链传动 ,a(即相应于 f)可取大的值；对于中心距不可调整的和没有张紧装置的链传动，则应取较小的值。 5 小链轮毂孔最大直径 不小于安装链轮处的轴径。 轴力 Q 链传动的压轴力可近似取为 Q 式中： 链传递的有效圆周力， N； 压轴力系数。对水平传动， 垂直传动， 传动 设计结果 用机械设计手册软件版 以 轻松完成链传动的设计，下面是设计的过程。 1、初始条件 传递功率 链轮的转速 15 r/均传动比 1可大或小 大链轮的转速 15 r/动种类 水平传动 14 传动速度 低速传动 V 3/s 润滑条件 由设计结果决定 中心距条件 可调 载荷性质 平稳载荷 原动机种类 电动机 2、设计结果 小链轮齿数 17 大链轮齿数 17 平均传动比 1 大链轮的转速 15 r/计功率 条节距 号 08A 小链轮轮毂孔许用直径 34 条速度 m/s 润滑方式 人工定期润滑 初定中心距 508 长节数 97 节 链条长度 m 理论中心距 260 际中心距 255 效圆周力 N 作用在轴上的拉力 N 滚子外径（最大值） 条排距 链板高（最大值） 用静强度安全系数 强度安全系数 链比压 用寿命 100000 h 3、链传动的尺寸参数 如图 15 名称 符号 小链轮数值 大链轮数值 单位 排距 度圆直径 d 顶圆最大直径 顶圆最小 直径 度圆最大弦齿高 度圆最小弦齿高 根圆直径 大齿根距离 轮 速器的选用 速器的机构特点 减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。 减速器的结构如下： （ 1）箱体 减速器箱体的作用是支承轴系零件，固定轴系的位置，保证轴系运转精度 ; 箱体内装有润滑轴系的润滑油，因此箱体必须是密封防尘的，但又要使箱体内与箱体外的大气压平衡。因此减速 器箱体的重要质量指标是整体刚度和稳定性、密封性。大批量生产的减速器箱体常常采用铸造方法制作，铸造的材料通常是价廉的普通灰铸铁、球墨铸铁与变性灰铸铁等，在有较高强度和刚度要求时使用铸钢。 在某些场合为了使机器的重量尽可能轻，也有使用铝合金制作箱体的。如果生产的批量较小，则多数采用焊接的方式来制作箱体。 16 减速器的箱体受力情况较复杂，常常会受到较大的弯曲和扭转应力作用，因此如何在不大幅度增加重量的情况下提高箱体的刚度就显得很关键，在箱体外设计肋板就是很有效的办法。但采用肋板使箱体的加工工艺变得更加复杂。 铸造工艺 方面的要求是箱体形状力求简单，易于造型和拔模，壁厚均匀，过渡平缓，金属不要局部积聚等。机械加工工艺方面应尽量减少加工面积，以提高生产率和减少刀具的磨损，应尽量减少工件和刀具的调整次数，以提高加工精度和节省加工时间，例如同 轴上的两个轴承座孔直径应尽量相同。 当轴承采用箱体内的油润滑时，须在箱座剖分面的凸缘上开设输油沟，使飞溅到箱盖内 壁上的油经油沟流入轴承。输油沟有铣制和铸造两种形式，设计时应使箱盖斜口处的油能 顺利流入油沟，并经轴承盖的缺口流入轴承。 (2）窥视孔和视孔盖 窥视孔应开在箱盖顶部，以便于观察 传动零件啮合区的情况，可由孔注入润滑油，孔的大小应该足够大，以便进行检查操作，窥视孔应设凸台便于加工。视孔盖可用铸铁、钢板或有机玻璃制成。孔与盖之间加有密封垫片。 (3）油标 油标用来指示油面高度，一般安置在低速级附近的油面稳定处。油标形式有油标尺、管状油标、圆形油标等。常用的是带有螺纹部分的油标尺。油标尺的安装位置不能太低，以防油从该处溢出。油标座孔的倾斜位置要保证油标尺便于插入和取出。 （ 4）放油孔和油孔螺塞 工作一段时间后，减速箱中的润滑油需要进行更换。为使减速箱中的污油能顺利排放，放油孔开在油池的最 低处，油池底面有一定斜度，放油孔座应设凸台，螺塞与凸台之间应有油圈密封。 (5）通气器 减速器工作时由于轮齿啮合摩擦会产生热量，热量使箱内的空气受热膨胀，通气器能使箱内受热膨胀的气体排出，以便箱内外气压平衡，避免密封处渗漏。通气器一般安放在箱盖顶部或视孔盖上，要求不高时，可用简易的通气器。 (6）起吊装置 起吊装置用于拆卸和搬运减速器，包括吊环螺钉、吊耳和吊钩。吊环螺钉或吊耳用于起吊箱盖，设计在箱盖两端的对称面上，吊环螺钉是标准件，设计时应有加工凸台，便于机械加工。吊耳可在箱盖上直接铸出。吊钩用于吊运整台减 速器，在箱座两端的凸缘下面铸出。 （ 7）定位销 定位销用来保证箱盖与箱座联接以及轴承座孔的加工和装配精度。一般用两个圆锥销安置在联接凸缘上，距离较远且不对称布置，以提高定位精度。定位销长度要大于联接凸缘的总厚度，定位销孔应为通孔，以便于装拆。 （ 8）起盖螺钉 在拆卸箱体时，起盖螺钉用于顶起箱盖。它安置在箱盖凸缘上，其长度应大于箱盖联接凸缘的厚度，下端部做成半球形或圆柱形，以免在旋动时损坏螺纹。 （ 9）轴 减速器中的齿轮或蜗轮蜗杆，需要安装在轴上。减速器中的轴都是直
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