洗模机专用减速器毕业设计开题报告.doc

毕业实习报告题 目 洗模机专用减速器设计 专 业 数控技术 班 级 学 号 姓 名 指导老师 成 绩 2014年3月目 录一、选题的依据、设计目的和意义二、毕业设计方案的选择三、毕业设计的基本内容四、毕业设计步骤、方法及措施五、毕业设计工作进度六、主要参考文献6毕业实习报告洗模机专用减速器设计一、选题的依据、设计目的和意义1、选题依据 本次设计的题目为洗模机专用减速器设计，洗模机是由超声波发生系统,电解电路系统，循环过滤系统，专用的电解清洗液和优质防锈液组成。清洗的原理是： 利用电解作用，污垢受电流的作用产生正负分子，通过在金属表面所产生的氧气与氢气的催化作用下，使有污垢的部分进行快速分解，剥离并加以浮出； 利用超声波的空化效应，产生无数小气泡与对象物进行互相撞击。对工件上的污垢进行冲击爆破，使污垢自动剥离。 利用特殊的溶液经充分化学效应使得污垢迅速分解。有效祛除模具上的油，锈，硫化物，瓦斯气体，塑胶积碳等污垢，本次减速器的设计是根据洗模机内部清洗喷头所要达到的运动要求，设计一个洗模机专用减速器。设计技术协议由成都东方凯特瑞环保催化剂有限责任公司提供。2、设计目的和意义 减速器的设计是数控技术专业所包含的一个较为基础的内容，选择减速器方向的毕业设计题目完全符合本专业要求，减速器的设计不仅可以将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程，还可以训练学生运用画图软件和了解减速器各个部分的作用。从应用性方面来说，减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大的转矩机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速器的应用范围相当广泛，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹。减速器的种类繁多，不同种类有不同的用途，按照传动种类可分为：齿轮减速器，蜗杆减速器，行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级减速器和多级减速器；按照齿轮外形分可分为圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和他们组合起来的圆锥-圆柱齿轮减速器。此次设计的减速器为洗模机专用减速器，是洗模机必不可少的一部分，设计一个符合要求的减速器能够有效保证洗模机清洗喷头运行速度达到设计要求，并能使洗模机的运行得到保障，具有很好的发展前途和应用前景。从环保节能性来说，洗模机可以深入到模具内部去除油、锈、硫化物、树脂碎末及瓦斯气等污垢，彻底清除模具表面的任何污垢使模具返回到原有绚丽本色，并且具有良好的防锈功能。使用洗模机可以让模具反复使用，有效减少了制造成本，提高了生产效率。然而对洗模机而言，设计一个符合要求的减速器将会有效的延长洗模机的寿命。故设计一个洗模机专用的减速器是非常有必要的。二、毕业设计方案的选择本次设计的前提为：1. 任务：模具清洗系统减速器设计2. 工作制度：年工作日：335天每日工作时间：24小时，68次/天连续工作时间：1小时/次本次设计的基本要求为：1）电机和齿轮箱需安装在洗模机外部，在洗模机外部需增加上下机械行程开关，当行程走至下限位行程开关，触动下限位接触开关，电机需停顿5秒，然后电机反向旋转，当触动上限位开关时，电机反向旋转。.喷头移动的时间为来回分别为25S，来回一个行程完成后，电机停顿5S。2）工件重量：15公斤，外形尺按照我公司尺寸设计。3）喷头水平有效行程和喷头距离清洗模具高度由招标方根据我公司模具清洗工况设计。4）系统要求：系统使用压力大于120Bar，管路能承受相应最高压220bar，配置安全阀、调压阀，过滤器等，电磁阀选用上海巨良，系统需考虑可维修性。5）洗模机电器控制系统采用PLC控制，其控制元气件均采用西门子品牌，PLC采用西门子200.6）模具清洗系统需配备时间控制。由以上信息可以计算喷头用丝杆的转速：根据图纸量得丝杆长度L=908mm，喷头来回时间分别为25s，根据GBT5796.3-1986,丝杆螺距P=6mm，故计算丝杆转速为n丝杆=363.2rmin。由于丝杆在洗模机内部，操作者看不到丝杆的运动情况，故需要在减速器箱体外部增加一个输出轴，这里暂把洗模机内部的丝杆称为喷头用丝杆，外部丝杆称为限位开关用丝杆。设计的方案中喷头用丝杆的运动状况由限位开关用丝杆反映，在限位开关用丝杆的首尾端各安一个限位开关，用以判定喷头是否到达终点和是否处于暂停状态。本次设计的初选方案为以下三种：方案一：方案一采用V带和锥齿轮传动，V带的输出轴连接喷头用丝杆，锥齿轮的输出轴连限位开关用丝杆。V带的传动优点为：V带传动中心距较大，可实现远距离传动。 传动带具有较大的弹性和挠性，能缓冲、吸振，传动平稳，噪声小。当过载时，带与带轮间发生打滑而不损伤零件，起到保护作用。结构简单，制造，安装和维护都比较方便。此方案的缺点为：带传动中存在弹性滑动，不能保证准确的传动比。外廓尺寸较大，不紧凑，效率较低，寿命较短。带传动需要张紧，较大的张紧力会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大。不宜用于高温、易燃、易爆等场合。方案一机构简图如下：方案一初步计算如下：查表得带轮传动比范围i带=24，直齿圆锥齿轮传动比范围i锥5，故本次减速器设计的传动比范围为25，假设箱顶限位开关用丝杆长度L1=100mm，公称直径选14mm，螺距P=2，则限位开关用丝杆转速n限=120rmin，假设圆锥齿轮的传动比为5，则电机转速n电=120rmin5=600rmin，带轮传动比为24，则电机转速n电=726.4rmin1452.8rmin，由上述计算可知，600rmin不在726.4rmin1452rmin范围内，此时若要用此方案就需要两台电动机，而若改小箱顶限位开关用丝杆长度，则限位开关用丝杆的转速更小，也不符合要求，故此假设不合理。假设箱顶限位开关用丝杆长度为200mm，公称直径选择18mm，螺距选择P=2，则限位开关用丝杆转速n限=240rmin，假设圆锥齿轮传动比为4，则电机转速n电=960rmin，则选用的电动机满载转速需大于960rmin，故有以下几种型号的电机可供选择方案型号效率额定功率同步转速满载转速一Y160M-686%7.5kW1000rmin970rmin二Y225M-690.2%30kW1000rmin980rmin三Y315S-692.8%75kW1000rmin990rmin考虑到功率消耗的问题，选择方案一最合适。选择A型V带，主动轮转速n主=970rmin，从动轮转速n从=363.2rmin，故带轮传动比i带2.67，查相关资料选择小轮直径d1=90mm，验算带速V带=d1n1(601000）4.57ms，不在5ms25ms范围内。故不符合要求。若再改大小带轮直径，则大带轮直径也相应的变大，不符合经济性原则，故此假设不合理。 综上所述，采用带轮和锥齿轮传动不合理。方案二：方案二采用链和涡轮蜗杆传动，链传动的输出轴连接喷头丝杆，涡轮蜗杆的输出轴连接行程开关用丝杆。链传动的优点为：无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的传动比，传动效率较高，能达到98%，作用于轴上的压力较小，链传动的结构也较为紧凑。可在温度较高，湿度较大，有油污，腐蚀等恶劣条件下工作。链传动的主要缺点是瞬时传动比不准确，工作时有噪声，振动，传动不平稳，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用，只能用于平行轴间同向回转的传动。缺点是链传动的冲击较大。方案二机构简图如下：方案二初步计算如下查表得链传动传动比常用范围为25，涡轮蜗杆传动比常用范围为i50.由以上的计算可知，n丝=363.2rmin，则根据链传动的传动比范围，电机转速范围为n电726.4rmin1816rmin，选择电动机额定转速为1500rmin，则有以下几种电机可供选择：方案型号效率额定功率同步转速满载转速一Y100L2-482.5%3.0kW1500rmin1430rmin二Y132S-485.5%5.5kW1500rmin1440rmin三Y160M-488%11kW1500rmin1460rmin综合考虑，选择第二方案电机，根据满载转速和丝杆转速，得出链传动传动比为i链3.965，在常用的传动比范围内。假设箱顶行程开关用丝杆的长度为100mm，公称直径选14mm，螺距P=2，则箱顶丝杆转速为120rmin，则涡轮蜗杆传动比为i蜗=12，在常用的传动比范围内。故初步确定此方案可行。方案三是采用圆柱齿轮和涡轮蜗杆传动，圆柱齿轮传动的输出轴连接丝杆，涡轮蜗杆传动的输出轴连接箱顶限位开关用丝杆。齿轮传动的优点有：传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，瞬时传动比为常数，能实现稳定传动比，功率和速度适用范围广。方案三机构简图如下：方案三初步计算如下：查表得圆柱直齿轮传动比适用范围为i齿=35，涡轮蜗杆传动比常用范围为i50，如图所示喷头用丝杆只经过一次减速，而限位开关用丝杆经过了两次减速，而喷头用丝杆的转速为n丝=363.2rmin，则电机的转速范围为n电=1089.6rmin1816rmin，查表初选Y132S-4电机，满载转速为n=1440rmin，则圆柱直齿轮实际传动比为n齿=3.96，在常用范围内，假设箱顶限位开关用丝杆长度100mm，公称直径14mm，螺距P=2，则限位开关用丝杆转速n限=120rmin，总传动比i=1440120=12，故涡轮蜗杆传动比i涡=123.96=3.03.不满足蜗轮蜗杆的传动比范围，故将箱顶用丝杆的螺距改为P=4，则此时i=6.06满足要求，故初步判定此方案可行。根据以上的三种方案的机构简图和各种传动形式的优缺点归纳以及初步计算结果，对以上的三种方案进行分析：方案一中，带传动不能保证稳定的传动比，而且由初步计算可知此方案不符合经济性和合理性，故方案一不合适。经计算，方案二和方案三都可以达到洗模机专用减速器设计的技术协议，但是，方案二中箱顶限位开关用丝杆只经过了一次减速，涡轮蜗杆的传动比较大，故涡轮蜗杆的尺寸也比方案三中的涡轮蜗杆大，而且方案二中的链传动的制造比方案三中的圆柱直齿轮复杂，而且方案二中的链传动不如方案三中的圆柱直齿轮传动的传动比准确和稳定。综上所述，方案二不如方案三优越。方案三为最佳方案。三、毕业设计的基本内容 从上述的方案的选定可以得出，方案三为最佳方案。方案三的工作原理为：电动机通电带动电动机转，进而带动啮合齿轮的输入轴转动，输入轴带动输出轴转动，在输出轴上做一段蜗杆，蜗杆转动又带动箱顶限位开关用丝杆转动，而大齿轮轴又连接喷头用丝杆，使喷头用丝杆转动。喷头用丝杆和限位开关用丝杆的转速之间存在着一定的关系，这种关系使得限位开关用丝杆可以反映喷头用丝杆的运动状态，进而反映喷头的运动状态。以达到间接观察喷头运动状态的目的。小齿轮轴作为输入轴使喷头用丝杆得以减速，而输出轴二则经过啮合圆柱直齿轮和涡轮蜗杆两次减速。 综上所述，此次设计的基本内容为：通过对圆柱直齿轮和蜗轮蜗杆传动的设计，使洗模机中的喷头达到需要的运动条件，并且能够在减速器外部反映出喷头的运动状态。四、毕业设计步骤、方法及措施 毕业设计步骤：根据洗模机专用减速器技术协议中给出的条件计算出丝杆转速以及丝杆的受力分析。电机的选择。传动比的分配。传动机构参数及动力计算。传动零件的设计，计算及校核。输入，输出轴的计算及校核。轴承的选择。键及联轴器的选择。密封和润滑的设计箱体结构的设计。五、毕业设计工作进度 2014年2月24号至28号（第一周）选题 2014年3月3号至14号（第二、三周）完成开题报告 2014年3月17号至5月1号：（第四周至第十周）减速器机械结构的设计和计算初稿。2014年5月2号至5月16号：（第十一至第十二周）编写说明书。2014年5月16号至27号：请指导老师检查毕业设计工作量及合理性。2014年