刀杆式手动压机设计

摘要本课题是刀杆手动压力机的设计，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。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；齿轮齿条机构；成本校核 IThe design of Arbor Manual PressStudent:HE Yang-yun Teacher:LIU Dian-tingAbstract：Holders of this issue is to manually press-style design, working conditions for mechanical devices, were designed to press the actual job requirements. The design of presses, including gear, rack, cabinet design and a number of components, such as the choice of checking. During the design process, according to mandate the provision of the Press book length, width, height, stroke and other requirements, the completion of the design press. Stress Analysis of Press to complete the design of gear. Completion of the structure of the design of gear, you can further complete the rack design, and design Process rack. Process design of the rack, there are two programs: one-piece small batch production and mass production. According to the actual situation of the workshop process to choose the appropriate line. As the press of the fuselage structure, connecting gear with the shaft, gear shaft into the structure. At the completion of the design of gear based on the complete selection of bearings, shaft to complete the design, preparation of parts of the assembly axis program, check-axis intensity of the work requirements. Bearing on the work of press plays an important role, we should check its strength, the design of the sealing devices. In the above work is completed, press frame can be designed (box) cover the design and the design of bearings. Finally, the cost of checking should be carried out, the real cost of information processing is a data processing conversion process. The purpose of the cost of checking is to meet the mechanical requirements and processing accuracy, based on the most economical to design low-cost products.Keyword: forcing press ；rack and pinion agencies ；check the cost II目次摘要：IAbstract:II1 前言11.1课题研究的目的及意义11.1.1 手动压力机的研究目的11.1.2 手动压力机的研究意义11.2 国内外研究现状11.3 本课题研究内容22 总体方案的确定33 齿轮的设计43.1 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数43.2 齿轮的设计43.2.1 按齿面接触强度设计63.2.2 按齿根弯曲强度设计73.3 齿轮的几何尺寸计算84 轴的设计114.1 初步确定轴的最小直径大小114.2 齿轮轴的结构设计124.3 轴的校核134.3.1 根据轴的扭矩强度条件计算154.3.2 按弯扭合成强度条件校核165 轴承的选用和布置185.1 轴承的选用与校核185.2 滚动轴承的配置195.3 滚动轴承的润滑205.4 滚动轴承的密封装置206 手动压力机箱体和相关附件的设计216.1 箱体的结构设计216.2 轴承盖的设计226.3 手柄的设计与强度校核227 齿条和其工艺规程的设计247.1齿条参数的确定247.2 齿条工艺设计分析257.2.1 确定毛坯制造方法267.2.2 各平面加工方法的确定267.2.3 各平面加工余量的确定277.2.4 绘制毛坯图287.2.5 背吃刀量的选择287.2.6 加工齿条的机床和刀具选择287.2.7 选择定位基准297.2.8 拟定零件加工工艺路线298成本校核318.1成本校核概念和意义318.2 产品生产成本项目318.3生产成本的核算328.3.1铸件的成本核算328.3.2直接材料成本的核算338.3.3直接人工成本的核算338.3.4制造成本的核算338.3.5压力机成本价格总额34毕业设计总结35致谢36参考文献371 前言1.1课题研究的目的及意义1.1.1 手动压力机的研究目的 1. 应用大学科学知识，刀杆式手动压机按一般设计基础理论知识学习。大学学到的理论知识应用的设计过程中，不断地发现设计中的问题，分析问题，解决问题的具体实践，以巩固和扩大理论知识。 2. 在设计过程中，需要专业知识的机械产品，尤其是机械产品在国内和国外的发展，和发展前景。这要求我们有更好的语言表达能力，应用知识，也可能涉及专业知识，英语和其他外国大学，科研院所和其他工具，如互联网，搜索一些最新前沿资料。这个过程实际上是收集，整理资料的能力。3. 在产品的设计过程中，查看了很多书籍，图表，这是整个机械行业的一大特色。有五，六百年的辉煌历史发展的机械，大量的实践经验，已经成为国家标准，给机械设计带来了极大的方便。我们所从事的设计过程中，可以提高我们获取信息及应用工具的能力。 4. 根据设计的要求画一些装配图纸和零件图纸，使用一些绘图软件。提高我们的实际能力，为今后的工作奠定了坚实的基础。1.1.2 手动压力机的研究意义 手动压机作为一种常用的机械动力增压装置，它可以克服大吨位液压机粗大，笨重，不便携带的缺点手动压机是一个机械压力机代表的一类加工设备，设备结构足够的坚固，可以提高生产效率并且有操作方便，动作灵活，经久耐用等特点。它的用户几乎涵盖了国家的各个经济领域以及各个部门。可以看出，现在正在蓬勃的发展，中国的经济建设中，利用手动压力机从大型工厂到私人手工作坊，几乎涉及到的部分冷压榨工艺。它的设计，以满足生产实践的要求，确保加工精度要求是必要的。1.2 国内外研究现状机械在国民经济中起着重要的作用，中国机械制造业，是中国经济战略的重点。建国以来，特别是新中国30多年的改革开放，中国的机械行业的快速发展，已经出来的各种机械产品。首先，我们必须满足一定的要求，对机械产品的设计，其次是机械产品设计应遵循一定的方法。取决于他们所处的位置，角色和工作条件，主要考虑以下要求：功能要求，生活要求，工艺要求，可靠性要求，维护和标准化要求的机械产品的基本要求。国内生产的一些大型机械压力机及生产线已跨出国门，走向世界。冷设备的质量是好坏，它关系到安全，合理使用设备，生产的产品质量，生产效率和成本，以及模具寿命有关的重要问题数。随着科学技术的发展，手动压机的准确性也得到了相当大的增加。 手动压机作为一种常用的机械动力增压设备，广泛用于各种产品的包装，维护，提供更准确，更方便的服务，是工厂的必备工具之一。很多标准件已经形成，提供了一个方便的专业化生产的部件和产品。各企业按照统一的标准进行生产，方便的组织和管理。产品的标准化，也推动标准化的机器的发展。小型手动压机也呈现出标准化趋势。这不仅体现在手动压机相应的标准化部件，还体现在各种各样的产品。此更新其维修和配件统一的参考标准。同时，工程师设计手册，手动压机在按照国家有关标准的产品的要求，考虑到手动压机工作性质，底座尺寸，高度，最大工作行程设计，以满足生产实践的要求。1.3 本课题研究内容本设计探讨内容是有关小型压力机的设计，本设计是对大学所学知识综合的运用。此设计研究的目的是用一种合理的机械设计方法，设计出一种能够保证其加工精度，同时成本比较低的手动式压力机。包括其传动装置部分和执行部分。包括齿轮的设计、轴的设计、齿条相关工艺的编制和各标准件的选用等。2 总体方案的确定 根据设计任务书的要求，刀杆式手动压力机的设计需要完成以下内容：最大工作压力为1000kg，最大工作行程为122mm，本设计类型的手动压力机采用齿轮齿条的啮合进行传动，因为其动力来源为人手。齿条下降速度可由手动控制以满足工作的相关要求。人施加于手柄上的力通过轴及齿轮传递到齿条上，使与齿条啮合的齿轮做旋转运动以带动相关部件的运动，从而可以实现对放置在工作台上的工件的压制。与此同时，传动轴通过加装轴承，而并不是与箱体直接接触，从而减小了传动轴与箱体的摩擦，使得机器工作更加的平稳。下图为手动压力机的一个简单结构示意图。 图2-1 手动压力机结构示意图1工作台2箱体3轴承盖4齿条 5压盖3 齿轮的设计 齿轮传动是机械传动中的最重要的传动之一,应用非常的广泛。它既有优点也有缺点，其优点是传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比较平稳。同时，齿轮机构的缺点有制造和安装的精度要求较高，成本较高，不适应于两轴距离较远时的传动等。齿轮传动可分开式、半开式、及闭式。开式齿轮传动为齿轮完全暴露在外面，没有防尘罩或机壳，这种齿轮传动轮齿易磨损，只适用于低速比较低的传动。完全暴露在外面。有简单的防护罩，但不能严密地做到防止外界杂物侵入，为半开式齿轮传动。与开式和半开式齿轮相比，闭式齿轮传动是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内，润滑和防护条件非常好，多用于比较重要的场合。在本论文设计中，根据齿轮传动的现场相关条件，比较符合半开式齿轮传动的要求。3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数手动压力机是齿轮与齿条啮合的机构，因为是通过杠杆使压力增大，所以只能冲一些相对比较小型的零件模型，齿轮采用的是直齿圆柱齿轮的传动。因为该机械为一般工作机械，速度不高，所以选择7级精度。材料的选择与轴有关，由于轴的直径和齿轮分度圆直径相差不大，因此齿轮和轴联成一体，做成齿轮轴。由于齿轮的尺寸较小，相对承受较大的载荷，对材料的要求比较高，所以选用40Cr。齿数Z初选为20。1、结构示意图一，由齿轮、齿条确定传动方案，选用直齿圆柱齿轮进行传动。2、由参考文献【2】表10-8各类机器所用齿轮传动的精度等级变化范围，选取齿轮传动的精度等级。手动压力机属于一般工作机器，速度及精度要求都相对比较低，故选用7级精度，由参考文献【2】表10-1常用齿轮材料及其力学特性，选取传动件的材料。根据设计要求选择齿轮的材料为40Cr，并经调质及表面淬火处理，齿面硬度为50-55HRC。3.2 齿轮的设计 根据参考文献【2】第十章，相关的齿轮传动的设计，根据齿轮的设计可按齿面接触强度设计和齿根弯曲强度设计两种方法，以确定齿轮的最小分度圆半径和最小模数。3.2.1 按齿面接触强度设计公式为 1）假设齿轮的分度圆直径为d, 则齿轮的扭矩为： 2）齿轮工作寿命为三年，一天工作八小时，两班制，齿轮齿数为20。则许用应力循环次数为： 根据参考文献【2】图1021的接触疲劳寿命系数为： 3)按齿面硬度查的小齿轮接触疲劳强度极限为750MPa,安全系数S=1所以，接触疲劳许用应力为 4)查参考文献【2】表107，齿宽系数取 5)查参考文献【2】表106，材料的弹性影响系数为 6）齿轮与齿条啮合的传动比 7）计算齿轮分度圆直径 mm 8）计算齿宽余齿高之比 齿宽 齿高 所以 9）计算载荷系数 因为手动压力机的转数比较较慢，并且设计时采用的数据是假设工作压力最大时情况，查参考文献【2】表10-2，所以使用系数。对于直齿轮， 齿轮的转速较低，精度为七级，查参考文献【2】图10-8动载系数 由参考文献【2】表10-4用插值法得七级精度、相对支承对称布置时 由， 查参考文献【2】图10-13的;故载荷系数 =1.36410） 按实际的载荷系数校正所得分度圆直径， 3.2.2 按齿根弯曲强度设计公式为： 1）参考文献【2】10-20c取齿轮弯曲强度疲劳极限2）参考文献【2】图10-18取弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力 安全系数S=1.4，得 4）查参考文献【2】，表10-5齿形系数 5）计算 6）设计计算 通过上述计算结果可知，由齿面接触疲劳强度计算的模数和由齿根弯曲疲劳强度计算的模数不同且前者较大，齿根弯曲强度所决定的承载能力由齿轮模数m的大小决定，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，与模数没有关系仅取决于齿轮直径，可取由齿根弯曲强度计算的的模数m=2.321就近圆整为m=2.5,按接触强度算的的分度圆直径为d=50mm,算出齿轮齿数 3.3 齿轮的几何尺寸计算 1）计算齿数：由公式：代入数据d=50及m=2.5，计算得： =20 2）压力角压力角取国家标准（GB/T 1356-1988）：=20 3）齿顶高ha：由公式：ha=ha*m代入数据m=2.5，ha*（=1）为齿顶高系数，计算得： ha=ha*m=12.5=2.5 4）齿根高hf：由公式： hf=(ha*+c*)m由数据m=2.5，c*为顶隙系数（=0.25），计算得： hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)2.5=3.1251mm 5）齿全高h： 由公式：h=ha+hf=(2ha*+c*)m代入数据，计算得： h=ha+hf=(2ha*+c*)m=5.6251mm 6）齿顶圆直径da： 由公式：da=d+2ha=(z+2ha*)m代入数据z=12，计算得： da=d+2ha=(z+2ha*)m=(20+21)2.5=54mm 7）齿根圆直径df：由公式：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m代入数据，计算得：df=(z-2ha*-2c*)m=(20-21-20.25)*2.5=43.751mm 8）齿厚s：由公式：s=m/2代入数据，计算得：s=m/2=3.142.5/2=3.926mm 9）齿槽宽e：由公式：e=m/2代入数据，计算得：e=m/2=3.144/2=3.924mm 10）计算齿轮宽度b： 由公式：b=d 代入数据，=0.9及d=50mm计算得：b=0.950=45mm表3-1 齿轮主要尺寸计算结果各部分名称代号公式及结果模数m2.5mm齿数Z20分度圆直径d齿顶高齿根高=1.25m=3.1251mm齿顶圆直径齿根圆直径齿距p 4 轴的设计因为轴的主要功用是支承回转零件及传递动力及运动。所以一切作回转运动的传动零部件，都必须安装在轴上才能进行动力和运动的传递。本设计选择的轴属于转轴。但是，在工作中该轴主要承受的是扭矩，弯矩相当的小。在大部分的情况下，轴的工作能力主要轴的强度决定。因此这个时侯就需要对轴进行强度计算，以防止断裂和塑性变形。轴的材料主要是碳钢和合金钢。粗糙的钢轴多数由圆钢，锻件，轧制而成。碳钢合金钢便宜，低灵敏度的应力集中，热处理或化学处理的方法也可以被用来改善的耐磨性和疲劳强度，所以使用的碳钢轴是极为广泛的，最常见的45号钢。合金结构钢具有较高的机械性能和更好的淬特性。因此，在传递大的功率，缩小尺寸和质量，并提高其耐磨性，并在轴的工作条件下的高或低的温度下，通常由合金钢制成。由于该齿轮轴上的齿是在轴上加工出来的，同时根据参考文献【1】表15-1轴的一般材料和其主要力学性能，来选取该齿轮轴的材料。选取此齿轮轴的材料为40Cr，并进行调质处理。4.1 初步确定轴的最小直径大小 扭矩，由公式： ，可得 查参考文献【2】表15-3，40Cr的许用扭转应力为35至55MPa之间,代入，求的 本设计中采用的齿轮轴结构，齿轮的的分度圆直径为，并在轴上钻一个直径为20mm的孔，所以取最小直径大小38mm，并在最小直径处装有轴承。查轴承相关图表，参考文献【5】表格15-3，得：轴承的宽度为B=15mm,外径大小为D=68mm.4.2 齿轮轴的结构设计1、对轴上零件装配方案的拟定对预定的轴上部件的装配方案的结构设计，它决定的基本形式在轴的轴线的前提下。可选的装配从左到右轴承，垫圈，轴承盖，在轴的右端安装结束时，留由右至左安装轴承，垫片，垫圈及轴承盖。在订单上的轴部的厚度做预备。 2、根据轴向定位原则确定轴的各段长度和直径 1）根据相关要求确定选择轴承为深沟球轴承。深沟球轴承主要承受径向载荷，初始选择。深沟球轴承可用于双枢轴的单向固定支承。此种轴承安装，通过调整端盖之间的垫片表面和外壳的厚度，这样小的轴向游隙轴承的外圈和端盖，适当补偿轴由热引起的变化之间。为了使轴和轴承孔的直径，你需要选择轴承型号：参照工作要求，查参考文献【2】表15-3（GB276-89）得:d=40mm 由轴承产品目录中，初步选取特轻（1）系列，深沟球轴承6008，其尺寸为：dDB=40mm68mm15mm 2）为了满足滚动轴承的左端和右端的定位要求，可选择轴肩进行轴向定位。定位轴肩高度h一般取为h=（0.07-0.1）d，d为与零件相配处轴的直径。查得6008型轴承定位轴肩的高度为：h=3mm因为轴间处的直径大小为46mm，大于齿轮的齿根圆半径（43.74mm）。所以，两边轴承的内圈可以使用套筒定位而不是使用轴肩。同时，查阅参考文献【2】表4-1，轴承端面与箱体内壁的距离为3mm，齿轮端面与箱体内壁的距离为10mm,所以，轴的长度为13mm是其二者之和。类似地，轴承的轴对称地布置在齿轮二侧，具有相同的长度且布置在直径的另一端。手柄侧的轴承被安装在合适的端面上，有一个轴肩。这种设计可以提高轴和轴的加工精度和降低重量，它的直径是38mm。3）因齿轮宽b=d=0.950=45mm，则轴上加工齿轮的部位应与齿轮宽度一致。故取 L=45mm4）在轴的安装手柄的一侧，由于安装端盖的宽度，L=22mm，和端盖距离手柄中心的长度为23mm。因此轴的长度为二者之和为45mm。5）在手柄的右侧的螺钉，其功能是调整手柄的松紧。考虑到相关要求在轴上其长度为10mm。 3、轴上零件轴向定位的要求滚动轴承与轴的轴向定位，可以通过过渡配合来保证其相关要求，此处选轴的直径尺寸公差为k6。 根据以上数据，设计轴的各部分尺寸如下：图4-1 齿轮轴的各部分尺寸4.3 轴的校核 在验算计算要求的初始结构设计标准的轴线完成后，为了满足轴的强度或刚性，如果必要时进行轴的振动稳定性检查。这里需要重要考虑轴的强度校核。轴强度检查期间，应根据轴负荷和应力分析的情况下，采取适当的计算方法和正确选择的许用应力。 承受的扭矩轴（驱动轴）应该是的扭矩强度条件下抵抗弯矩和承受的扭矩轴（转轴），应该是在弯曲强度条件承受瞬间；承受扭矩轴（心轴）应弯扭合成强度条件;疲劳强度也应该有准确的检查条件。此外，对于大型或瞬时过载应力循环不对称的轴，也应该是通过负载检查的静态强度，以避免过量的塑性变形。根据第二章的齿轮设计和第三章的轴的设计，可以做出轴的受力图（图4-2），轴的扭矩为:其中是人作用在轴上的力，L为轴的实际有效长度。L=500mm。代入数据，求的T=2451Nm。根据轴的力矩平衡及受力图的相关知识，求的在轴的支撑处的力分别为532Kg和418Kg。 做轴的受力图：图4-2 齿轮轴的受力图 根据上面轴的受力图，把轴的扭矩和弯矩图并合成如下：图4-3 齿轮轴的弯矩和扭矩图4.3.1 根据轴的扭矩强度条件计算 按扭转强度校核 在上面的设计中，因为轴上开有一孔，导致轴的抗扭强度有所减小，虽然已经用扭转强度条件初步估算了轴的最小直径，但是还要进行一次轴的扭转强度校核，其公式为：式中,扭转应力，MPa; T轴所受的扭矩，Nm； 轴的抗扭截面系数，在轴的最右端，开有一直径为20mm的孔径并且直径是最小的。其视图如下:抗扭截面系数： 图4-4 齿轮轴的最小端截面图代入数据算的： 代入上面数据：扭转应力 而40Cr的许用扭转应力为3555MPa，符合要求。4.3.2 按弯扭合成强度条件校核 在最大弯矩处，弯矩为： 扭矩为： 根据第三强度理论,轴的弯扭组合应力为： 由于压力机的转速很慢，所以把扭转切应力假定为静应力，取 代入得： 其中40Cr的许用静应力为因此强度有很大的剩余，可以满足强度要求。5 轴承的选用和布置 轴承分为滚动轴承与滑动轴承，其二者都有承受轴上载荷和支承旋转轴的作用。滚动轴承而被广泛采用的原因使因其具有摩擦阻力小，结构紧凑，旋转精度高等诸多的优点。滚动轴承虽然种类很多，但是他们的大致结构是相同的，一般都是由内圈、外圈（上圈、下圈）、滚动体以及保持架等部件组成。按照滚动轴承的承受载荷方向的不同，滚动轴承可分为：角接触轴承、轴向接触轴承、径向接触轴承。不同的轴承承受的载荷是不相同的，角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷，轴向接触轴承主要承受轴向载荷，径向接触轴承主要承受径向载荷。5.1 轴承的选用与校核 分析该机构的受力，轴上主要承受径向力，轴向力基本忽略不计。选择深沟球轴承，其内径为40，简化画法如下：图5-1 轴承的结构简图当量动载荷计算公式为：和分别为径向载荷和轴向载荷。轴向载荷约等于0.径向载荷为 对于球轴承查参考文献【2】表15-3，有1，0.齿轮的转速较低，取2r/min轴承的动载荷，查表的：取1.代入一下公式：算的2（）。查参考文献【2】表13-3，推荐的一般此种工作条件的轴承工作机械寿命为1200020000h.，在其范围之内。所以，轴承的寿命能满足要求，很适合工作需要。5.2 滚动轴承的配置一般情况下，一根轴需要有两个支点，每个支点可由一个或多个的轴承组合。合理的配置是应当防止轴向窜动以及轴受热膨胀后不致将轴承卡死因此应当考虑轴在机器中有正确的位置等因素。深沟球轴承也可用于双支点各单向固定的支承。因为轴的支承跨距较小，所以较常采用双支点各单向固定的支撑方式。这种轴承在安装过程中，通过调整端盖表面和壳之间的垫片的厚度，从而使适当的补偿轴的热变化引起的轴承的外圈和端盖之间的轴向间隙小。除此之外，对于一个固定的时间间隔的轴承（深沟球轴承）的轴承盖和壳体之间的轴承壳体的端面上，或设置在轴承盖和轴承的圆筒状的调整垫片，从而在装配过程中，通过调整控制间隙大小的差距。5.3 滚动轴承的润滑润滑滚动轴承具有重要的意义，在轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，也可以起着冷却，以减小接触应力，吸收振动，以防止腐蚀和其他效果。手动压力机属于低速运动的设备，选用的润滑方式与轴承的旋转速度有关，滚动轴承的dn(d为轴承的内径，n为轴承的转速）值较小，适用于用脂润滑。用润滑脂润滑可以提高强度，可以承受更大的负载损耗，不容易消耗，易于密封，加脂时间可以维持相当长的一段时间。这种润滑方法是非常适合不便经常加润滑脂的情况，通常将其添加润滑剂。这种润滑方法是只适用于下dn值。所以，这滚动轴承脂润滑是比较合适的。 滚动轴承的装脂量一般达到轴承内部空间容积的1/32/3。5.4 滚动轴承的密封装置在手动压力机的传动轴的外伸段，为了达到更好的密封效果应在轴承盖的轴孔内设置密封件。轴承的密封装置可分为接触式与非接触式两大类。为了阻止灰尘、水、酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失所以设置轴承的密封装置。因为已经选定了轴承的润滑方式为脂润滑，所以选定该轴承的密封装置为毡圈油封。梯形槽轴承的毛毡制成的标准环或带形状和放置在与轴紧密接触的梯形槽;缺口或轴承处毡圈密封毡圈的压力，然后另一个零件压在毡圈油封上，为了调整毛毡与轴的密合程度与轴的附着，从而提高了密封效果。主要用于毡圈密封润滑脂润滑的场合，其结构是简单的，但更大的摩擦，滑动速度是小于4-5米/ 秒时的地方。当毡圈的密封件相对于该轴接触的表面经过研磨和高品质的感觉，可用的7-8米/秒的滑动速度。在毡圈密封和机器速度较低的基础上，这样的密封件的使用是比较合适的。6 手动压力机箱体和相关附件的设计6.1 箱体的结构设计 箱体按其结构形状不同分为剖分式和整体式；按照制作方式的不同分为铸造箱体与焊接箱体。箱体的主要作用是起着支承轴系、保证传动件和轴系正常运转。本次毕业设计设计的箱体为整体式，制造方法为铸造箱体。为了保证箱体的刚度，还必须设有加强肋。为了保证安装的稳定性和刚度，箱体底座要有一定的宽度和厚度。整体式箱体重量轻，零件少、机体的加工量也少。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。压力机的箱体大多用HT150、HT200二种材料制造。本次设计采用HT200材料。在已确定箱体结构形式整体式和箱体毛坯制造方法（铸造箱体）的基础上，可进行箱体的结构设计。 （1）箱体的壁厚箱体都应该有合理的壁厚,因为轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大，其壁厚应该相对的更厚些。其数值可查阅参考文献【11】表4-1确定。箱座壁厚，查参考文献【11】表118，铸钢的最小壁厚在10-12mm之间。选择=10mm 符合要求。 （2）地脚螺钉直径df查参考文献【11】表3-1，由公式：df=0.036a+10A取90mm。代入数据，计算得：df=13.241mm取df=16mm （3）地脚螺钉数目n 查参考文献【11】表3-1，确定n=2。 （4）压盖、箱体联结螺栓直径d1 查参考文献【11】表3-1，由公式：d1=（0.6-0.8）df且有，螺栓间距L150200代入数据，计算得：d1=9.61mm，取标准为10mm。6.2 轴承盖的设计 1）轴承盖的结构 轴承盖的类型一般有凸缘式和嵌入式两种。它们的作用是轴承间隙、承受轴向载荷、密封轴承座孔、固定轴承及调整轴系位置等。本课题中所选用的轴承盖为凸缘式。因为凸缘式轴承盖用螺钉固定在箱体上，可以通过调整轴系位置或轴系间隙不需要开箱盖，所以密封性也相对来说比较好。2）轴承盖参数的确定 （1）轴承盖螺钉直径和数目d3、n查参考文献【11】表9-9，确定：螺钉直径为6mm，螺钉数为n=4。 （2)轴承盖（轴承座端面）外径D2查参考文献【11】凸缘式轴承盖，由公式：D2=D0+2.5d3，D0=D+2.5d3d3为螺钉直径，D为轴承外径。根据已知数据，代入公式，计算得：D0=83mm,D2=98mm 6.3 手柄的设计与强度校核1、材料的选用手柄是手动压机上传力的构件，查参考文献【1】表12-6，可选用合金结构钢制造，牌号：40Cr。此种材料广泛应用于曲轴、轴、连杆螺栓、齿轮等。2、长度的确定初步考虑手动压力机手柄的长度为600mm，因为考虑到手的实际作用点及机器本身结构的特点，所以实际取在压力机手柄上产生的力臂约为500mm。3、弯曲应力的校核手柄的材料：40Cr，调质，许用静应力为400MPa。手柄的受弯长度为550mm，最大弯矩为： 最大弯矩出的应力： 40Cr的许用弯矩为400MPa。所以手柄的材料满足受力时的强度要求。7 齿条和其工艺规程的设计7.1齿条参数的确定 1）、模数m与齿轮相同，即模数：m=2.5 2）、因为压力角处处相等，且等于齿形角，所以压力角取国家标准（GB/T 1356-1988）即： =20 3）、齿顶高ha： 由公式： ha=ha*m代入数据m=4，ha*为齿顶高系数（=1），计算得：ha=ha*m=12.5=2.5 4）、齿根高hf：由公式：hf=(ha*+c*)m代入数据m=4，c*为顶隙系数（=0.25），计算得：hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)2.5=3.126mm 5）、齿厚s： 由公式：s=m/2 代入数据，计算得：s=m/2=3.142.5/2=3.926mm 6）、齿槽宽e： 由公式：e=m/2 代入数据，计算得：e=m/2=3.144/2=3.926mm 7）、齿条长度：根据任务书上的数据：压力机的整体高度298mm，和最大工作行程122mm， 定齿条的长度为300mm。 8）、齿条宽度： 已经求出齿轮的宽度b=45mm，考虑到齿轮与齿条之间的啮合关系，两者之间的宽度之差为5-10mm，取整40mm作为齿条的宽度.9）齿条长度的确定根据任务书要求，确定齿条的长度为300mm,齿条的有齿啮合部分长度为L=260mm.表7-1 齿条各部分尺寸的计算结果各部分名称代号公式及计算结果模数m2.5齿顶高齿根高齿全高h压力角20齿距p齿厚sS=1.5708m=3.926mm齿槽ee=1.5708m=3.926mm径向间隙cC=0.25m=0.626mm7.2 齿条工艺设计分析 因为机械产品的好坏很大程度取决于工艺路线所以制定工艺路线是一个需要谨慎斟酌和反复修改的过程，主要是根据被加工零件表面的几何特征，应用一般的机械加工方法，如钻削、车削、铣削、镗削、刨削、磨削等，然后根据加工经济精度的原则预先设定加工工艺的路线，然后再将相识与相同的加工方法组合起来，逆向递推到毛胚设计为止的反复修改完善的过程。工艺路线制订要考虑的问题有以下几种：始终考虑的是经济性原则即制造成本低；主要是从现有资源的重复利用和提高加工效率两方面出发来降低制造成本。齿条有狭长平面组成，其相当于分度圆无限增大的齿轮。从结构尺寸可见其刚性不好，加工中保证平面度是主要任务，四个相互垂直的平面也应重视。为了保证安装后齿向要与底面保持垂直，不影响齿轮与齿条的啮合精度，齿条固定在床身上。齿条加工工艺分析：因为齿条是一种直径无限增大的齿轮，因此它的外圆与根圆已变成直线。如果是中批量生产齿条上齿形，可在插齿机上配以专用夹具插削而成，如果无插齿机或少量单件生产则可以采用齿轮铣刀，与插齿相比其精度较差。因为图样中要求齿顶面有平面度要求实际加工中需要交替定位，所以四个平面均加以磨削，保证相互垂直。这样插齿时，与底面定位在夹具中加工出的齿向能保证垂直度要求。7.2.1 确定毛坯制造方法 齿条的主要功用是传递动力，因为工作时需承受较大的载荷，要求有较高的强度和韧性，所以毛坯应选择锻件，这样可以使金属纤维尽量不被切断。又因为是单件小批量生产、且零件形状较简单，尺寸也不大，所以应采用自由锻。7.2.2 各平面加工方法的确定齿条的左右端面粗糙度要求是12.5，可以选择先粗车后半精车。对齿条的四个狭长的侧面，因为粗糙度要求是3.2，所以可以通过先粗铣后精铣可以达到要求。表7-2 平面的各种加工方案及能达到的经济精度及表面粗糙度序号加工方法公差等级 表面粗糙度 1粗车IT13IT1112.550 2粗车半精车IT10IT83.26.3 3粗车半精车精车IT8IT70.81.6 4粗车半精车磨削IT8IT60.20.8 5粗刨IT13IT116.325 6精铣IT13IT116.325 7粗刨精刨（精铣）IT10IT81.66.3 8粗铣精铣（或精刨）IT10IT81.66.3 9粗刨精刨（或精铣）刮研IT7IT60.10.8 10粗铣精铣（或精刨）刮研IT7IT60.10.8 11粗刨精刨（或精铣）宽刃精刨IT70.20.8 12粗铣精铣（或精刨）宽刃精刨IT70.20.8 13粗刨精刨（或精铣）磨削IT70.20.8 14粗铣精铣（或精刨）磨削IT70.20.8 15粗铣精铣磨削研磨IT50.0060.1 16粗铣拉削IT9IT70.81.67.2.3 各平面加工余量的确定 相邻两工序的工序尺寸之差被定义为工序间加工余量，有双边和单边余量。工序间加工余量的确定原则：1.加工余量应尽可能小，因为余量小则可以缩短加工时间，提高加工效率，降低制造成本，延长机床、刀具的使用寿命等优点；2.加工余量应能保证按此余量加工后能达到零件图样要求的尺寸、形状、位置公差和表面粗糙度的相关要求，工序公差不应超出经济加工精度范围等，与此同时本工序的余量应大于上工序留下的尺寸公差、形状公差和表面切削层厚度；3.本工序的余量除了考虑装夹误差、加工中的变形、热处理变形还需要考虑加工方法可能带来的误差。确定方法有下面三种：1.分析计算法：是目前应用相对较少的方法是指在可靠的实际数据资料基础上进行计算的方法；2.经验估算法：是指根据工艺人员的实际经验确定工序余量，因为通常都比较偏大，所以一般用于单件小批量的生产中;3.查表法：是应用非常广泛的一种方法，是指通过查阅有关的手册，在结合工厂的实际情况适当修正使用的方法。如果工艺基准与设计基准重合时，则应该由最后一道工序依次向前推算工序基本尺寸，直到毛胚尺寸（本工序的余量=前工序的工序尺寸本工序的工序尺寸）。工序尺寸的公差按各工序采用的加工方法的经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差；毛胚和两孔中心距按双向对称偏差标注。如果工艺基准与设计基准不重合时，那么应该应用工艺尺寸链分析计算。查参考文献【1】，端面的最大尺寸小于或是等于50mm的平面最大尺寸,查表的自由锻第一次粗加工余量1.01.5mm,取1.0mm，半精车端面余量是1.0mm。在四个狭长平面，先粗铣后精铣，可以达到粗糙度要求。参考文献【1】，表7-24,表7-25，粗铣的加工余量是1.5mm，精铣的加工余量是0.780.0mm，取1.0mm。齿条的毛胚宽度取45mm,一次粗铣后再精铣并可达到精度要求和粗糙度的相关要求。7.2.4 绘制毛坯图 根据设计中确定的各平面加工余量，可以得出毛坯的尺寸。图7-1 毛坯的尺寸图7.2.5 背吃刀量的选择 对于粗加工，则是根据工件的加工余量来确定的，除了留下精加工余量外，一次进给尽可能切除全部得余量。背吃刀量可达8mm810mm。当出现如下情况如：机床功率不足、切削加工余量过大、刀具强度不够、工艺系统刚度过低以及断续切削的冲击振动较大时，那么需要分多次进给。如果切削表面有硬皮的铸、锻件时，那么应尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以保护刀具。对半精加工和精加工，此时一般加工余量较小，可一次切除。但是为了保证加工精度和表面质量，最好多次进给，第一次进给的背吃刀量一般为加工余量的2/3以上。半精加工（表面粗糙度为6.33.2）时，背吃刀量可取0.52mm，精加工（表面粗糙度为1.60.8）时，背吃刀量取为0.10.4mm。 所以，在车端面时粗车和半精车背吃刀量均取1.0mm，粗铣齿条的四个狭长表面时背吃刀量取1.5mm，精铣是取1.0mm。7.2.6 加工齿条的机床和刀具选择 车端面，可以选择普通车床，如C6140，铣床可选择X52K，插齿要在专用的插齿机上进行。 加工齿条可以用铣刀，滚刀，插齿刀。程序铣削加工齿条等，齿轮刀具手指齿轮铣刀和盘形齿轮铣刀，它指的是用于加工大模数齿轮的齿轮铣刀，盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀和盘形锥齿轮分为切割器，前者用于加工直齿或斜齿圆柱齿轮和齿条，后者的齿形制造误差比较大，因此仅可用于低精度的直齿锥齿轮的粗加工和加工。该计划是成型机加工，更方便的插齿法加工齿轮插齿刀盘形直齿插齿刀，碗型的统治者插齿刀，锥柄斜齿轮插齿刀。盘形插齿刀主要用于处理内外参与直或斜齿轮，人字齿轮;碗插齿刀主要用于加工肩，并加强内部的外啮合直齿圆柱齿轮，锥柄网主要用于加工直齿或斜齿轮插齿刀。插齿刀精度有AA级、A级、级三种级可以加工六级