毕业设计（论文）-硅油加注机的设计（全套图纸）.pdf

毕业设计说明书 题 目: 硅油加注机的设计硅油加注机的设计 学院(直属系): 机械工程学院机械工程学院 年级、 专业: 2011 级级 机械工程机械工程 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 2005 年年 5 月月 7 日日 1 XX 大学毕业设计说明书 目目 录录 摘要摘要 1 1 引言引言 1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义 3 1.2 硅油加注机的发展现状 4 1.3 本课题研究的主要内容 6 2 硅油加注机的三维设计硅油加注机的三维设计 6 2.1 Solidworks 设计基础7 2.2 草图绘制 8 2.3 基准特征，参考几何体的创建 9 2.4 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 9 2.5 工程图的设计 10 2.6 装配设计 11 3 硅油加注机的设计硅油加注机的设计 12 3.1 硅油加注机的方案布局图的确定 13 3.2 硅油加注机的工作原理 15 4 机械传动部分的选型计算机械传动部分的选型计算 16 4.1 驱动电机的选型计算 16 4.2 同步带传动的选型计算 17 4.3 液压缸的选型计算 19 4.4 加注量的设计计算 19 5 各重要组成部分的强度校核各重要组成部分的强度校核 20 5.1 机架强度的校核 21 5.2 转轴强度的校核 22 5.3 轴承强度的校核 23 总结总结 24 致谢致谢 25 2 XX 大学毕业设计说明书 参考文献参考文献 26 摘摘 要要 本课题来源于当今社会机械工业加注设备的创新和更新换代基础之上，通过 设计出硅油加注机，从而来满足当今社会硅油加注设备不足的缺陷。 国内硅油加注机设备的研发及制造要与全球号召的高效经济、加注质量好， 效率高等主题保持一致。近期对机械行业中硅油加注机的使用情况进行了调查， 发现在产品行业中，硅油的使用非常普遍。自然而然在机械设备中硅油加注机的 使用也非常频繁。传统的硅油在没有自动加注设备而需要人工加注的情况下，加 注效率低下，劳动强度大，所以设计一个专用的硅油加注机势在必行。 本文运用大学所学的知识，提出了硅油加注机的结构组成、工作原理以及主 要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了硅油加注机总的指 导思想，从而得出了该硅油加注机的优点是高效，经济，并且加注质量高，运行 平稳的结论。 【关键词】硅油加注机、设计、结论 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Abstract With the aging of the population problem is becoming more and more serious, the elderly and disabled travel, there is a problem in any country. How to solve this problem, which reflectsthe developed degree of a society from the level of science and technology to the humanistic care and other aspects of the. Our attention to this situation or not, that is no easy installation in vehicles off disabilities on facilities, this 3 XX 大学毕业设计说明书 concern degree. The arrangement oflifting system for disabled people in the car, can improve the above situation.The disabled to pedal accessibility, and realize the company by personnel, andtrained personnel to operate this set of machinery, control to complete the disabledspecial automobile seat lifting system, to enable the disabled smoothly on the trainobjective. Should first in- depth discussion from the feasibility scheme of the mechanism, through the hands of the power unit, and then after repeated and carefulfeasibility, safety analysis and correction of motion,. 【Key words】The manufacturing process the location, clamping, the process 1 引言引言 1.1 课题的来源与研究的目的和意义课题的来源与研究的目的和意义 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不 可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参 加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化 的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难， 不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越 来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提 高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未 来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消 除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛 等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、 更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和 宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件， 人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的 发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人 类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的 工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以 及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件 还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和 运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互 4 XX 大学毕业设计说明书 促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开 始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲， 它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世 纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分 解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之 后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个 人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘， 可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块 的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题 太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出 现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。 综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专 业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体， 从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的 冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科 学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。 1.2 硅油加注机的发展现状硅油加注机的发展现状 当今社会， 随着机械工业的蓬勃发展， 各行各业的机械设备也在不断地更新， 不断地完善，硅油加注机同样在发展着，传统的硅油在没有自动加注设备而需要 人工加注的情况下，加注效率低下，劳动强度大。现代硅油加注机是用来代替传 统的多样的加注设备的一种硅油加注专用机。随着机械行业的大发展，硅油的使 用也越来越广泛，根据不同的工况，所需加注的硅油的容量也有区别。如果使用 传动的临时的加注设备的话，不但劳动强度大、效率低、定位精度低，而且满足 不了大批量生产要求。所以使用一个专用的硅油加注机以成为发展趋势。 1.3 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容 本论文主要研究运用 SolidWorks 对硅油加注机进行设计。在设计过程中，了 解 SolidWorks 的各种功能。 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副 总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目 标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年推出第一套 SolidWorks 三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事 处，并经由 300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。1997 年， 5 XX 大学毕业设计说明书 Solidworks 被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的 主打品牌。SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统。 由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995- 1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名。从 1995 年至今，已经累计 获得十七项国际大奖。 其中仅从 1999 年起， 美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。 至此，SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明， 使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的 明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美 元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三 百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后 的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作， 成为 CAD 行业一家高 素质的专业化公司。SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力 的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、 直观式设计技术、 先进的 parasolid 内核 （由 剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks 成为全球装机量最 大、 最好用的软件。 资料显示， 目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万， 涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、 娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家 企业。在教育市场上，每年来自全球 4，300 所教育机构的近 145，000 名学生通 过 SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D CAD 软件相比，SolidWorks 相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和 设计者使用 SolidWorks 三维软件，越来越多的企业需要 SolidWorks 人才。 Solidworks 软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是 SolidWorks 的五大特点。使得 SolidWorks 三维软件成为目前全球领先的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛 选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高 产品质量。在目前市场上所见到的三维 CAD 解决方案中，SolidWorks 是设计过程 6 XX 大学毕业设计说明书 比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工 程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。SolidWorks 软件是世 界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，由于技术创新符合 CAD 技术的 发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公 司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术 创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995- 1999 年获得全球微机平台 CAD 系 统评比第一名；从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑 奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、 稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计 时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现， 不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原 来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创 造了 CAD 行业的世界纪录。 并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继 续独立运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks 三维机械设计 软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内（由剑 桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks 成为全球装机量最大、 最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉 及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱 乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企 业。在教育市场上，每年来自全球 4，300 所教育机构的近 145，000 名学生通过 SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D CAD 系统相比，与 SolidWorks 相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程 师使用 SolidWorks，越来越多的企业雇佣 SolidWorks 人才。据统计，全世界用户 每年使用 SolidWorks 的时间已达 5500 万小时。 在美国， 包括麻省理工学院 （MIT） 、 斯坦福大学等在内的著名大学已经把 SolidWorks 列为制造专业的必修课，国内的 一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、浙江大学、 华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、武汉理工大 学等也在应用 SolidWorks 进行教学。Solidworks 软件功能强大，组件繁多。 7 XX 大学毕业设计说明书 Solidworks 有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得 SolidWorks 成为 领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少 设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而 且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks 在现今社会阶段逐渐广泛应用， 并且 SolidWorks 公司对中国市场 重点开发， 日后 SolidWorks 应用将会更加完善， 更加普遍。 通过前文对 SolidWorks 的深入了解后，往后会对 SolidWorks 进行个别应用的分析，如建模，装配，工程 图，力学分析等。 2 硅油加注机的三维设计硅油加注机的三维设计 熟悉 SolidWorks 的工作环境；了解 SolidWorks 的命令，掌握在 SolidWorks 工 作环境中文件的打开、保存、导入等基本操作，掌握三维建模流程。 2.1 草图绘制草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高 级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束； 熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用 草图绘制工具完成草图绘。 2.2 基准特征基准特征-参考几何体的创建参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准 点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵 活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 2.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法； 掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实 践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用 扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 2.4 工程图设计工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖 视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 2.5 装配设计装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运 8 XX 大学毕业设计说明书 用 SolidWorks 智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够 在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法； 灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的 方法。 3 硅油加注机的设计硅油加注机的设计 3.1 硅油加注机的方案布局图的确定硅油加注机的方案布局图的确定 本次设计的硅油加注机采取的方案是：本次所设计的硅油加注机通过活塞式 加注，液压油缸驱动活塞杆从而带动活塞上下移动，当液压缸打开行程时，活塞 杆下移，从而将料缸里面的硅油通过负压的作用排出到加注头，从而达到了定量 加注的目的。其中料缸左边装有三通，三通是直接和料筒连接的，当液压油缸活 塞杆上移时，由于负压的作用，料筒里面的硅油会被吸入到料缸里面，然后当液 压缸活塞杆下降时，就降硅油加注到了指定的容器里面。其具体方案布局图如下： 9 XX 大学毕业设计说明书 3.2 硅油加注机的工作原理硅油加注机的工作原理 硅油加注机的工作原理为：液压油缸驱动活塞杆从而带动活塞上下移动，当 液压缸打开行程时，活塞杆下移，从而将料缸里面的硅油通过负压的作用排出到 加注头，从而达到了定量加注的目的。其中料缸左边装有三通，三通是直接和料 筒连接的，当液压油缸活塞杆上移时，由于负压的作用，料筒里面的硅油会被吸 入到料缸里面，然后当液压缸活塞杆下降时，就降硅油加注到了指定的容器里面 4 机械传动部分的选型计算机械传动部分的选型计算 4.1 驱动电机的选型计算驱动电机的选型计算 已知整个设备上工件与零件的重量，我们取总重量为 200Kg，限位轴转动速 度为 12r/min。即： mm s G = mg = 200 10 = 2000N V = 1 - 2m/min = 16.6 - 33.3/ 10 XX 大学毕业设计说明书 具体的电机设计计算如下: 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01 (t - t ) 60 = Vl l Vl负载速度（m/min） 有速度可知每秒上升 50mm， 0.033 1.2=1.2 360 = ls 电机转速 3.负载惯量 左右水平运动 2 2 2 0.005 ()2000.000126779(.) 22 = PB JLMMkg m 电机惯量 43452 7.87 100.4 0.23.72 10 (.) 3232 = BB JBL Dkg m 总惯量 2 0.00032(.)=+= LLMB JJJkg m 4.电机转矩 启动转矩 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2 + = S NM JMJLJM TN m t 必须转矩 ()2.36.=+=TMTLTS SN m S 为安全系数，这里取 1.0。 根据以上得出数据，我们选用直流无刷电机型号为 92BL- A，此无刷直流步进 电机厂家为南京森宇机电的产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 11 XX 大学毕业设计说明书 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为 92BL- 4030H1- LK- B，电机额定功率为 0.37KW，额定转矩为 75N.m，最大转矩为 12 XX 大学毕业设计说明书 80N.m，额定转速为 3000r/min。外形尺寸 80 x80 x148，电机输出轴径为 16mm。 4.2 同同步带步带传动的选型计算传动的选型计算 (1)传动名义功率 P_=037kW (2)主动轮转速 n1=1500rmin，从动轮 =350rmin (3)中心距 a=100mm 左右 (4)工作情况， 24 小时运转 求设计功率 P=K0 Pm=0.42= 0.8Kw，式中 Ko 为载荷修正系数 由设计功率 0.8Kw 和 n =1500rmin，由查得带的型号为 L 型，对应节距 P =9.525mm （1）选择小带轮齿数 由小带轮转速 n=1500r/min，L 型带，查表得小带轮最小许用齿数 Z1=14，则 大带轮齿数 Z2= i Z1，其中 i= n1n2=1500350=4286 Z2=428614=60 取标准带轮齿敦=60 （2）确定带轮节圆直径 dI=Pb Z1/=42.736mm d2= Pb Z2/=182mm （3）确定同步带的节线长度 L， L= 2acos +(d2+d1 )2+( d2- d1)180 式中： =sin- 1 (d2- d1)/2a =0 218； 12 6 (以 a=100mm 代入) 则 L =150.54 选 择最接近计算值的标准 节线长(见表 4)L=160.20mm （4）计算同步带齿数 z Zb=Lp/Pb=160.20/9.525=17 （5）传动中心距 n 的计算 a=Pb( Z2- Z1)2zcos 式中： inV =314l6 inV=tg- 用逐步逼近法计算，=1351 8(弧度)代 入上式 得出 a=102.45 与精确计算结果相似。 最后测量装置同步带选用 L 型同步带 P= 9.525mm ZB=17， L,= 15020ram b= 25.4mm 同步带轮： Z1=14，Z2=60，dI=Pb Z1/=42.736mm 13 XX 大学毕业设计说明书 d2= Pb Z2/=182mm 4.3 液压缸液压缸的选型计算的选型计算 1)液压缸的类型及结构形式 液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作用式和双作用式两种；按结构形 式可分为活塞式、柱塞式、组合式和摆动式四大类。 其中，单作用液压缸分为：单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、柱塞式液压 缸、差动液压缸和伸缩液压缸。但是，差动式液压缸和柱塞式液压缸只能单作用 而不能双作用。组合液压缸包括：弹簧复位式、齿条式、串联式和增压式四种。 摆动液压缸又分为：单叶片式和双叶片式两种。下面以一种典型液压缸为例，说 明液压缸的基本组成。表 2- 1 液压缸的类型和特点： 类型 速度 作用力 特点 双活塞杆 液压缸 U=q/A3 F=p1A1 活塞的两侧都装 有活塞杆，只能向活 塞一侧供给压力油， 由外力使活塞反向运 动 单活塞杆 液压缸 U=q/A3 F1=p1A1 活塞仅单向运 动，返回行程利用自 重或负荷将活塞推回 柱塞式液 压缸 U=q/A3 F1=p1A1 柱塞仅单向运 动，由外力使柱塞反 向运动 差动液压 缸 U3=q/A3 F3=p1A1 可使速度加快， 但作用力相应减小 伸缩液压 缸 - - - - - - 以短缸获得长行 程；缸由大到小逐节 推出，靠外力由小到 大逐节缩回 双活塞杆 液压缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1- p2）A1 F2=（p2- p1）A2 双边有杆，双向 液压驱动，双向推力 和速度均相等 14 XX 大学毕业设计说明书 用 液 压 缸 单活塞杆 液压缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1- p2）A1 F2=（p2- p1）A2 单边有杆，双向 液压驱动，u1V U2， F1F2 伸缩液压 缸 - - - - - - 双向液压驱动， 由大到小逐节推出， 由小到大逐节缩回 弹簧复位 液压缸 - - - - - - 单向由液压驱 动，回程弹簧复位 串联液压 缸 U1=q/ （A1+A2） U2=q2A 2 F1=p1（A1- A2） - 2qA2 F1=2p2A2- A2- q 1（A1+A2） 用于缸的直径受 限制，而长度不受限 制处，可获得在的推 力 增 压 缸 - - - - - - 由活塞缸和柱塞 缸组合而成，低压油 送入 A 腔，B 腔输出 高压油 齿条液压 缸 - - - - - - 活塞的移动通过 传动机构变成齿轮的 往复回转运动 动 液 压 缸 单叶片液 压缸 W =8q/（b （D2- d2） T=p（D2- d2） b/8 把液压能变为回 转的机械能，输出轴 摆动角 300 度 双叶片液 压缸 W =4q/（b （D2- d2） T=p（D2- d2） b/4 把液压能变为回 转的机械能，输出轴 摆动角 150 度 注：b叶片宽度；D叶片的底端 、顶端直径；w叶片轴的角速度；T- - 理 论转矩 2)液压缸的工作压力 根据负载并查表，初选工作压力 P1=3MPa 3)计算液压缸尺寸 15 XX 大学毕业设计说明书 鉴于砂轮要求快进、快退速度相等，可选用单杆式轻负载型液压缸。无杆 腔工作面积 A1，有杆腔工作面积 A2， 且 A1=2A2，即活塞杆直径 d 与缸筒直径 D 呈 d=0.707D 的关系。 回油路上背压 P2 取 0.8MPa 油路压力损失P 取 0.5MPa A1=F/(P1- P2/2)=418210- 6/(3- 0.8/2)m2=0.0016m2 D= / ) 14( A =45.13mm d=0.707D=31.91mm 按 GB/T2348- 2001 将直径元整成就进标准值 D=50mm d=35mm; 液压缸两腔的实际有效面积为： A1=D2/4=19.6310- 4m2 A2=(D2- d2)/4=10.0110- 4m2 根据上述 D 与 d 的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力 4)液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算 工 况 推 力 F /N 回油 腔压力 P2/MPa 进油 腔压力 P1/MPa 输 入流量 / J Q（ L/min） 输 入功率 /P kW 计算公式 进 启 动 1 289 0 1.86 - 2 1 12 FA P p AA + = 121 Qv= （ A-A） 1 Pp Q= 加 速 1 193 1 ppp=+ P=0.5 1.76 - 恒 速 6 45 1.29 4.81 0. 10 工 进 4 182 0.8 2.54 1.57 0.098 0. 07 1 1 p A 1 2 QAv= 1 Pp Q= 退 启 动 1 289 0 1.29 - 1 2 p A 2 QA v= 16 XX 大学毕业设计说明书 加 速 1 193 0.5 2.17 - 1 Pp Q= 恒 速 6 45 1.62 5.01 0. 135 4.4 加注加注量量的设计计算的设计计算 根据预先给定的参数工作节拍2s， 每次加注量130ml， 于是： V=130ml=130 3 cm, 通过体积计算公式：Xhrv 2 =，本次设计的油缸行程位 150，在这里，我们可以 设定，活塞杆的移动长度及液压缸的行程按照 150mm 来就算，那么则有： 150 2 14. 3XXrv=，可得. 6 . 27 3 130, 15014 . 3 mmrmmV V X r=，则,取整数 r=30mm,则直径为602= Xr，本次设计的活塞直径为 70mm，根据系统工况，满 足要求。 系统的油压和油缸活塞杆的移动速度有直接关系， 假定在油压 14MPa 常规大 气压下，由速度计算公式得活塞杆推出的时间tmmx t s v/ 2 3014 . 3 = 推 ，得 v=150mm/s,而活塞杆缩回的时间与推出段时间相等，即为：即为 150mm/s,所以工 作节拍在常规 14Mpa 大气压下，液压缸的往返为一个行程，即为 2s/300mm,也就 是 2s/次，满足系统要求。 5 各重要组成部分的强度校核各重要组成部分的强度校核 5.1 机机架架强度的校核强度的校核 机架的选择根据整个加注机的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分 析得出底架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。 见下图： 即物料和底架上面的所有零部件等等给的压力为 G=20000N（10000Kg） 17 XX 大学毕业设计说明书 +(1000X20N)=30000N; 根据方管承载力计算公式： M=Pac/L(M：弯矩，P 集中力，a 集中力距支座距离，c 集中力距另一支座距 离，L 跨度，L=a+c) bhhh W= 12 （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。 M=Pac/L=11960 xL，本次设计初定 L 为 1000mm 则 M=13456N.M bhhh W= 12 ，初定方管为 140 x58x6。计算 W 得出 2 10.42cm 46 2 M13456 f=1212.35 10a=12.12 10a W10.42cm 由于 N PP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素结构钢 Q235A 的抗拉强度为 375500Mpa， 由于 270Mpa 远远小 于 375Mpa，所以初定方管满足要求。 5.2 转转轴轴强度的校核强度的校核 轴的强度计算一般可分为三种：1）按扭转强度或刚度计算；2）按弯扭合成 强度计算；3）精确强度校核计算。 当轴的支撑位置和轴所受的载荷大小、方向、作用点及载荷种类均已确 定，支撑反力及弯矩可求得时，可按照弯曲或者弯扭合成强度进行轴的强度计算。 作用在轴上的载荷一般按集中载荷考虑，如本设计中的带传动对轴的力，其作用 点取在轮缘宽度的中点。计算时，通常把轴当作置于铰链支座上的双支点梁，一 般轴的支点近似取为轴承宽度中点。 由于本设计所用轴主要是受弯曲强度，很少的扭转强度，是根据扭转强度设 计，应校核轴的弯曲强度，首先分析轴的受力，左端受的是圆锥筛的重力，右端 18 XX 大学毕业设计说明书 是带轮对轴的力，中间是轴承座的两个支撑力。 左端的作用力包括筛自身的重力、物料的重力、物料旋转产生的离心力。所 以考虑圆锥筛对轴产生作用力时，仅是一个经验数据。在这里，假设圆锥筛为实 心，对轴的作用力取其重力的 4 1 。 筛的材料为不锈钢，密度是 a F =7.38 /,锥筛大端直径为 D= mm850 ，小端直径是 d=360mm， H=1140mm， h=510mm， 所以锥筛的体积 22 ()( ) 3232 Dd VHh = 即 223 850360 ()1140()510198327172.7 3232 Vmm = 0.2 3 m ; 所以,筛的重力约为 3 0.2 7.85 101570mVpKg= 15709.8/15386GKgN KgN= 故取 G= G 4 1 =3846.5N。 轴径是按扭转强度初步设计的，所以要校核轴的弯曲强度，轴的强度校核也 就是找出危险截面，看危险截面是否满足轴径条件，如果危险截面满 足，那么别 的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表面 状态，尺寸影响等因素，及轴材料的疲劳极限，计算危险截面的情况是否满足条 件。我所校核的轴是根据许用弯曲应力校核的，即由弯矩产生的弯曲应力 b 不超 过许用弯曲应力 b ， 一般计算顺序是先画出轴的空间受力图， 将轴上作用力分解 为水平面受力图和垂直面受力图，并求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。 然后作出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩图，作出合成弯矩图和转矩图应用公 式 22 ()MMT=+ 绘出当量弯矩图，式中是根据转矩