毕业设计（论文）-免烧砖的压制设备设计.doc

免烧砖的压制设备设计摘要随着我国墙体材料改革进程的不断推进及人们对工业废渣综合利用的迫切需要，免烧砖变得越来越重要。免烧砖包括很多种，如煤矸石砖、灰砂砖、粉煤灰砖、煤渣砖等。最近国家己将大力推广使用免烧砖瓦列入重点扶持项目，研制新型高效能的免烧砖机正是基于此目的，其意义是深远的。在生产这些产品的工艺过程中，砖坯的成型是一个非常重要的环节。本文中研究的免烧砖机力求体积小、效率高，用于制造实心或空心的免烧砖，且砖可承受高压载荷。基于上述要求，提出了将上料、压砖、落砖等机构全部安排在同一部位的结构设计思想，且尽可能地将辅助操作时间全部或部分地重合于基本工作时间内。本文确定了免烧砖机执行机构的动力由液压泵站系统提供，而且具体研究了该液压系统的结构组成、工作原理及其控制过程。克服了行程受到约束外，抗冲击能力差、零部件需经常更换等缺陷。为了更好地体现结构设计理念及避免在装配和运动中出现失误，本文应用UG技术完成了免烧砖机执行机构的实体装配设计。免烧砖压制设备的压砖模可根据需要随意调换，实心与空心的都可以; 上料与落砖机构可与任何形式的传输设备配用; 用液压泵站作为动力源可提高系统工作的平稳性，且容易实现过载保护;液压控制技术与PLC技术相结合，可以完成油路中各种阀的时序自动控制，使液压系统更加精确、灵活地完成预期控制任务；占地面积较小，且整机维护方便。关键词 免烧砖；免烧砖机；液压泵站；UG Exempts bakeing bricks the suppression equipment designAbstractWith the development of our countrys wall material,we have a requirment to the use of waste.bricks which dont need burn become more and more important. Bricks which dont need burn contain a lot of types:gangue,grit and so on. Therefore the significance of devejloping a new type of non-kiln brick machine machine with high performance is farreaching.In the process of producting these products bricks taking shape is very important.Non-kiln brick machine studied in this thesis has smaller volume and higher efficiency, can be used to produce the solid non-kiln brick or the hollow one which can support high pressure load. According to the requirements, in thesecond chapter of the thesis the structure design that make the appending part,the brick pressing part and the brick dropping part lay on the same area is proposed, and the time spending on the auxiliary action can be coincided with the basic action s partly or completely. In order to embody the structural design notions and escape the faults that are happened in assembling or acting, the whole structure of non-kiln brick machine is completed on the base of UG and the kinematics simulation is also researched.Exempts bakeing bricks to suppress equipments pressure brick die to be possible according to need to exchange at will, the solid and hollow may; The high-quality goods with fall the brick organization to be possible to use for parts with any form transmission facility; May enhance the system work with the hydraulic pressure pumping station as the power supply the stability, and easy to realize the over-load protection; The hydraulic control technology and the PLC technology unify, may complete in the oil duct each kind of valves succession automatic control, causes the hydraulic system to be more precise, to complete the anticipated control task nimbly; The area is small, and the complete machine maintenance is convenient.Key words bricks which dont need burn； non-kiln brick machine; hydraulic pump station; UG目 录摘要.Abstract.第1章 绪论11.1课题背景11.2本课题研究的目的和意义11.3本课题要求的主要技术指标及预期实现的功能21.3.1主要技术指标21.3.2预期实现的功能21.3.3系统特点3第2章 压制设备的设计42.1总体设计42.2液压缸的设计62.2.1 油缸的有效推力62.2.2缸体壁厚62.2.3 缸盖厚度62.2.4 活塞杆72.3 滑板的设计72.4 压头和压环的设计9第3章 送料装置，激振装置，顶出装置的设计113.1送料装置的设计113.2 激振装置的设计123.2.1支撑弹簧的设计133.2.2 电机的选择153.2.3齿轮同步器的设计153.3顶出装置的设计26第4章 免烧砖压制设备的计算机辅助设计284.1 UG软件简介284.1.1 CAD技术的产生和发展284.1.2 UG软件的特点284.2液压泵站基于UG的三维实体造型304.2.1 UG造型过程304.2.2基于UG的装配36结论41致谢42参考文献43附录44第1章 绪论1.1课题背景建筑行业提倡使用绿色建材已成为国际性的发展趋势，现在普遍认为绿色建材的定义含以下四大要素:a.生产所用的原材料是否利废，主要原材料使用的一次性资源是否最小，在原材料的采集过程中是否对环境或生态造成破坏;b.生产过程中所产生的废水、废渣、废气是否符合环境保护的要求，同时生产加工过程中的能耗尽可能少;c.使用过程中的功能应齐备(如隔热保温性能，隔声性能，使用性能等)，并应是健康、卫生、安全的，无有害气体、有害放射性等;d.在其使用寿命终结之后，亦既废弃时不能造成二次污染，并可能再利用的材料。基于上述要求，通常使用的烧结砖瓦将会逐渐成为历史，取而代之的将是免烧砖瓦得到广泛应用。免烧砖材料的来源主要是其他行业的“废料”，如采用矿渣、煤渣、粉煤灰等废料为主要原料，而不会再去大量地采挖自然土，使土地得到有效保护;由于采用了免烧工艺，避免了对环境的污染;免烧砖的抗压强度较好，可谓一举多得。2目前，型式、功能各异的免烧砖机种类还是比较多的，例如:河南大方实业股份有限公司生产的MZJ型粉煤灰免烧砖机、郑州重型设备股份有限公司制造的MSZ型各规格免烧压砖机、上海中殷电子机械工程有限公司生产的HQ丫100型液压制砖机等，这些设备对推动墙体材料的改革，满足国家建设的需要，变废为宝、保护环境、保护耕地，造福后代都具有重大意义。但随着建筑行业不断发展的需要，上述各类免烧砖机己经逐渐显现出各自的缺陷来，主要体现在:效率低、免烧砖抗高载能力差、压制的砖型单一、设备运行精度低、自动化程度低、且占地面积较大等，这些是国内外同类设备普遍存在的问题。1.2本课题研究的目的和意义随着自然灾害和人为因素的影响，再加之随意的挖掘土地来进行砖瓦的烧结，我国农村的耕地面积正在逐渐减少，况且从环保的角度讲也是不利的，这些己经引起了国家有关部门的高度重视。因而国家已将大力推广使用免烧砖瓦列入重点扶持项目，研制新型高效能的免烧砖机正是基于此目的。 绿色建材取代烧结砖瓦已成为今后的发展趋势，免烧砖材料的来源主要是其他行业的“废料”，如采用矿渣、煤渣、粉煤灰等废料为主要原料，而不会再去大量地采挖自然土，使土地得到有效保护;由于采用了免烧工艺，避免了对环境的污染;免烧砖的抗压强度较好，可谓一举多得。免烧砖机的出现对推动墙体材料的改革，满足国家建设的需要，变废为宝、保护环境、保护耕地，造福后代都具有重大意义。但随着建筑行业不断发展的需要，己有的各类免烧砖机已经逐渐显现出各自的缺陷来，主要体现在:效率低、免烧砖抗高载能力差、压制的砖型单一、设备运行精度低、自动化程度低、且占地面积较大等，这些是国内外同类设备普遍存在的问题。为了解决以上问题，我们受哈尔滨市新型建材设备研究所的委托，拟研制一种效率高、砖坯承载大、砖型可调程度高、全自动控制的新型免烧砖机，此项研究意义重大，成型后可填补国内空白。1.3本课题要求的主要技术指标及预期实现的功能1.3.1主要技术指标设备的工作周期低于9秒;一个工作周期出砖4块;额定压力300吨，即每块砖平均承载60左右吨;全程自动控制。1.3.2预期实现的功能1、采用液压系统驱动，额定压力300吨，9秒内出砖4块；2、采用液压，电机，可编程控制器(PLC)进行全程控制，操作简便，维护方便，可靠性高；3、压砖模可根据需要随意调换，实心与空心的都可以；4、在保证承载50吨的前提下，砖的厚度可根据需要调整；5、上料与落砖机构可与任何形式的传输设备配用；6、占地面积较小，且整机维护方便。1.3.3系统特点1、砌块成型机采用液压和电气联合驱动和控制。在满足功能和可靠性前提下，液压部分大大简化，使设备的成本降低，控制变得更为简便。应用独立的液压集成站，避免了由于主机振动对液压系统的影响，从而保证了液压系统工作的可靠性。2、成型机具有模振和台振2种功能，其振幅可以根据原料的品种和配比进行调节，由于振动力功能的特殊效果，使产品的密度和强度均一。对模具采用夹紧技术，使振动效果更优化，另外，根据市场的需求，可更换不同的模具，从而可生产出多种型号尺寸和外形的制品，包括实心砌块、空心砌块和、及各种颜色的步道砖等。3、脱模过程采用同步随动处理的方式，保证成型砖完整的脱模，提高了成型砌块的成品率。4、原材料适应性好，可利用废渣生产出高质量的承重和非承重制品。如原材料配比为粉煤灰百分之五十六，石膏百分之二点四，高炉渣百分之八，砂百分之二十，添加激发剂，生产出的砌块抗冻性优良，干缩值及耐九性等指标均达到或超过国家标准要求。5、砌块成型机工作中的主要运动受力较大，但速度较低，而布料小车进退，上压头快退，底板下降时受力较小，速度快。6、适用性高，可靠性高，设备的自动控制与液压控制系统采用PLC和触屏联合控制的方式，设备动作可靠，操作方便，用户可以根据不同类型的砌块来设定相关的参数，从而生产出不同类型的砌块。第2章 压制设备的设计2.1总体设计整个设备有进料装置、激振装置、压模装置、顶出装置等。其它主要零件有上模梁、滑杆、滑板、液压缸、料箱、料斗、底座以及把它们进行联结的螺栓和螺钉等。如图2-1所示。图2-1 压砖机的主视图对于压砖机，成型压力和静停时间对砖的质量有很大影响。例如成型压力对粉煤灰砖的物理力学性能的影响：粉煤灰砖成型压力是决定试件最终强度大小的主要因素之一。一般采用的粉煤灰本身没有经过处理，粒径大小不均，活性也较低，成型压力可以将大颗粒表面强度较小的一层灰分剥落，使其反应更加充分，因此成型压力对粉煤灰颗粒起活化作用，另外，颗粒之间主要是以范德华力相结合，压力越高，孔隙越小，结构越致密，就越有利于原料的水热合成，试件强度也就越高。成型压力与体积密度的关系：增加成型压力，原料之间结合更加紧密，原料之间孔隙变小。因而增加成型压力有利于提高体积密度，但当压力超过一定数值时，体积密度、强度等指标提高不明显。成型压力与力学强度的关系：随着压力的增大，粉煤灰砖的抗折抗压强度均有不同强度的增加，这是因为增加成型压力有利于提高坯料间的密实度，促进水热合成反应，从而提高了制品的强度。但随着成型压力的继续增加，力学强度变化不大。成型压力与表面裂纹的关系：一般而言，成型压力的改变对粉煤灰砖表面裂纹的影响不大，但当粉煤灰砖多组分混合不均匀时，因应力集中，可能会导致表面裂纹的产生。静停时间对物理力学性能的影响：荷载静停的目的是尽量排出坯料间的大量空气，荷载静停时间过短或者不静停，由御批体间有大量空气不易排出，导致坯体结构疏散；而当载荷静停时间较长时，由于体积密度并不与时间呈线性变化关系，体积密度没有较大的增长。在压制成型过程中，无静停时间，材料内部受力是不均匀的，有的颗粒受力较大，发生变形，对于力的作用起延续作用。某些部分受力将小于设定值，只有经过一段时间，大量空气才能得以排出，材料内部变形才能稳定。（成型压力2025MPa,载荷静停2040秒）。压制成型工艺控制：成型压力：对于坯体高，要求致密，粉料的流动性小，要求压力大，但增大到一定值，再增大压力，坯体的致密度增加的已经不明显了。加压方式：加压可分为单面加压和两面加压两种。单面加压是从一个方向上施加压力。两面加压是在上下两面都加压。两面加压又有两种情况：一种是两面同时加压，这时粉料之间的空气易被挤压到模型的中部，另一种是两面先后加压，这样空气容易排出。我设计的坯体的厚度较小，所以选择单面加压，压力是300吨。进料装置采用“抽屉”的设计，左边与下边不通，右边是空的，目的是为了使料进入模箱。送料箱下面有轨道，以便使其运行自如。送料箱边缘有把手。为了避免送料箱在往复运动过程中脱落，两边安有挡头（根据其行程确定）。进料时，送料箱在左侧，料从储料箱进入送料箱。此时，前一批砖被顶出模箱，在送料箱向右运动时，一方面向模箱进料，一方面把前一批砖向右推出，同时完成加料和推砖工作。储料箱是固定的，通过两个支杆与底座的上板固定。为了使其受力平衡，用六个螺钉与上模梁固定。设计的顶出装置是用液压控制的。把油缸通过油缸底座固定在压砖机的底座上。通过顶杆和拖杆的运动把砖坯顶出。激振装置有电动机,齿轮同步器,两个轴，偏心块等组成.由于偏心块的旋转带动送料板及模箱的振动，达到振实的目的，为了防止弹簧的偏心，在模箱和出料板中有导杆,起导向作用。2.2液压缸的设计2.2.1 油缸的有效推力根据需要，选油压P=24MPa，油缸的内径为200mm。则活塞受压面积A=3.14RR=3.14（200/2）（200/2）=31400mm压力F=PA 则F=241000000(200/2)3.1410000=243.1410000=75.3610000N75.3T共有4个油缸，所以总压力F=75.34=301.2T,此压力是为了使砖密实，压力可靠。2.2.2缸体壁厚对于P8MPa的中高压油缸要厚壁筒。根据油压，材料选用45号钢选D1/D=1.24式中 D1液压缸外径 D液压缸内径即D1=1.24D=1.24200=248mm2.2.3 缸盖厚度对于用螺栓联接的缸盖或整体缸盖，可近似地按边缘固定的圆板来计算强度。缸盖受油压作用时，最大应力发生在边缘上。按此得缸盖的厚度公式为： （2-1）式中 h缸盖厚度（厘米） D油缸内径（厘米） D=20 P油压（公斤/厘米2） P=240 许用应力（钢取400（公斤/厘米）2.2.4 活塞杆当活塞杆长度l小于15倍活塞杆直径d时，d值可按拉压强度 （2-2）式中 F活塞杆所受的拉伸或压缩载荷（公斤） F=71.6 许用应力（钢取400（公斤/厘米）2.3 滑板的设计滑板在滑杆上通过液压缸的运动上下运动，为了使其更好的运行，用铜套，并用螺钉将其固定在滑板上。整个装置采用液压传动。液压传动是以液体为工作介质进行能量转换、传递和分配的传动。液压传动相对于机械传动来说是一门新技术。近代液压传动在工业上的真正推广和使用只是二十中叶以后的事。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪音、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有许多新成就。我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。主视图如图2-2所示，俯视图如图2-2所示，从下面往上看得视图如图2-3所示。图2-2 滑板主视图 图2-2 滑板俯视图图2-3 滑板从下往上看的视图2.4 压头和压环的设计压头与液压缸采用螺纹联接。在压头外面套上压环，压环与滑板采用螺钉固定。压头如图2-4所示，压环如图2-5所示。 图2-4 压头图2-5 压环第3章 送料装置，激振装置，顶出装置的设计3.1送料装置的设计常见的进料装置有很多种，它装设于料仓卸料口，将料仓内的物料连续均匀地进入到下道工序设备中去。对进料机的要求：1、具有确定而均匀的流量；2、进料最好采用自动化控制系统；3、结构合理，能适应物料性质和工艺要求，能满足整个装置相互间尺寸的要求；4、常见的进料机有：带式进料机、旋转进料机、滚轮进料机、叶轮进料机、圆盘进料机和振动进料机等。螺旋进料机，螺旋轴支撑在管外的两端轴承内。螺旋进料机有单管和双管两种。双头螺旋的进料机，它比单头螺旋能提供更为均匀的进料。滚筒进料机，当滚筒转动时，在存仓卸料口下面的部分物料受到摩擦力带动滚筒下落，有存仓卸料口均匀地出来。滚筒喂料适用各种类型的物料。对于流动性好的粒状物料采用光面滚筒。圆盘喂料机具有旋转的圆盘，在圆盘上方有着套在存仓的卸料口上面的伸缩套筒。活动套筒距圆盘的高度可以通过骡杆调节。物料从存仓落到圆盘上，堆积成一截锥形的料堆。传动装置经立轴带动水平圆盘回转时，物料被固定的刮板刮下，落到卸料管中，圆盘下面装有盘壳，盘壳有一圈高出盘面的盘边围在圆盘外周，以防物料由盘上撒落下来。当有物料颗粒掉落盘壳内时，随盘一起回转的刮灰板就能将这些物料刮入下料口，以防积料产生阻塞。根据设计装置的要求，设计了一种新的进料装置，如图3-1所示。进料装置采用“抽屉”的设计，左边与下边不通，右边是空的，目的是为了使料进入模箱，送料箱下面有轨道，以便使其运行自如。送料箱边缘有把手。为了避免送料箱在往复运动过程中脱落，两边安有挡头（根据其行程确定）。进料时，送料箱在左侧，料从储料箱进入送料箱。此时，前一批砖被顶出模箱，在送料箱向右运动时，一方面向模箱进料，一方面把前一批砖向右推出，同时完成加料和推砖工作。储料箱是固定的，通过两个支杆与底座的上板固定。为了使其受力平衡，用六个螺钉与上模梁固定。图3-1 送料装置3.2 激振装置的设计振动装置由电动机弹齿轮同步器同偏心块，支撑弹簧等组成弹齿轮同步器的作用是保证振台下的两个偏心块有相同的转速且转向相反，同时使两轴有足够的距离，以使宽台面能平稳的工作。振动频率和振幅是振动的两个基本参数。振幅和频率应该选得互相协调，使颗粒振动衰减小，并在振动过程中不致出现静止状态。振幅与混合料的颗粒大小有关，振幅过大或过小都会降低振动效果。如振动偏小，颗粒不起振，混合不足振实；振幅过大，则易使振动转化为跳跃运动，混合料内部产生涡流，这样不但使振动效率降低并延长了振动时间，而且使混合料产生分层现象，跳跃过程使混合料吸入大量空气，降低其密实性。我选择的振幅为1毫米。激振装置如图3-2所示。图3-2 激振装置3.2.1支撑弹簧的设计弹簧虽然不属于激振装置，可是它保证激振的正常进行。支撑弹簧选用圆柱螺旋弹簧。弹簧的节距为P，在自由状态下，各圈之间应有适当的间距a，a0.2mm弹簧的两个端面圈应与邻圈并紧且磨平，这种设计能保证两支撑弹簧端面与弹簧轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。估计其承载的力为8000N，因用十个弹簧支撑，所以每个弹簧支撑力为800N。1.选定材料为硅锰弹簧钢（60Si2Mn,类弹簧）2.选择旋绕比c=5，按公式算出曲度系数k值, 3.根据安装空间初设弹簧中径D为20mm，查取弹簧的许用应力，许用应力=800MPa。4.试算弹簧丝直径d, （3-1）式中 k 曲度系数 k=1.31C 旋绕比 C=5Fmax所受最大力 Fmax=800N _许用应力 =800MPa。选取标准值d=4.5mm5.根据变形条件，弹簧工作圈n=106. 外径 D2=D+d=20+4.5=24.5mm内径 D1=D-d=20-4.5=15.5mm节距 P=0.320=6mm高度 Ho=nd+np=105mm7.验算稳定性对于压缩弹簧，如长度较大时，则受力易失去稳定性。这时工作是不允许的。为了便于制造及避免失稳现象，考虑长细比b=Ho/D式中 Ho弹簧的高度 Ho=105mm D弹簧的中径 D=20mm所以两端固定。8.疲劳强度和静力强度的验算最大循环切应力 （3-2）式中 k曲度系数 k=1.31D弹簧中径 D=20mmd弹簧丝直径d=4.5mmF2最大载荷 F2=800N最小循环切应力 式中 k曲度系数 k=1.31D弹簧中径 D=20mmd弹簧丝直径d=4.5mmF1安装载荷F1=100N 疲劳强度安全系数计算值 （3-3）所以疲劳强度符合条件。静应力强度验算静应力强度安全系数计算值3.2.2 电机的选择振动装置中的电动机选用型号为，同步转速3000(r/min)，满载转速2900(r/min)，额定功率7.5KW。3.2.3齿轮同步器的设计齿轮同步器的作用是保证振台下的两轴有相同的转速，而且转向相反。同时使两轴有足够的距离，以使较宽台面能平稳的工作。为了清楚的看到齿轮同步器，下面是齿轮同步器的视图。图3.3所示。图3.3 齿轮同步器1.初选齿轮(1）选择直齿圆柱齿轮传动。(2）选用7级精度。(3）选择材料为45钢，硬度为240HBS。(4）选用与电动机相联的齿轮1齿数Z1=42。与之相啮合的齿轮Z2=20，依次Z3=42，Z4 =42。齿轮1与齿轮2的传动比（3-4） 2.按齿面接触疲劳强度设计：（3-5）(1)确定公式内的各计算1）试选载荷系数值2）计算齿轮1传递的转矩T1=95.51000007.5/3000Nmm=23875Nmm3）齿宽系数4）材料的弹性影响系数 5）按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限6）应力循环次数7)查接触疲劳寿命系数S=1（3-6）(2)计算1）试计算齿轮1分度圆直径d1t （3-7）2）计算圆周速度3）计算齿宽 4)计算齿宽与齿高之比b/h模数 齿高 5）计算载荷系数根据，7级精度，查得动载系数因是直齿轮，假设查得齿间载荷分配系数 使用系数 7级精度，齿轮相对支撑非对称分布时 由查齿向载荷系数故载荷系数式中 使用系数 =1动载系数 =1.5齿间载荷分配系数 =1.2齿向载荷系数 =1.4496）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径7）计算模数3.按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（3-8）确定公式内的各计算数值（1）弯曲疲劳强度极限（2）弯曲疲劳寿命系数S=1.4 =0.85500/1.5Mpa=303.57Mpa （3-9） （3）计算载荷系数（4）查取齿形系数（5）查取应力校正系数（6）计算大小齿轮的并加以比较（3-10）齿轮1的数值大（7）设计计算对比计算选m=24.几何尺寸计算(1）分度圆直径 d1=z1m1=422=84mmD2=z2m2=202=40mm(2)中心距(3）计算齿轮宽度b1=45mm同理，计算另外的两个齿轮得d3=z3m3=84mm d4=z4m4=84mm托板在外力作用下，有抵抗破坏的能力，但这种能力又是有限度的。而且在外力作用下，托板的尺寸和形状还将发生变形。为了保证托板的正常工作，托板应有足够的能力负担起应当承受的载荷。托板的校核：托板在整个装置中起着承受压力的作用，它的设计非常重要。根据估算它所受的最大力约为300吨。剪力图如图3-4所示。弯矩图如图3-5所示。AC段 CD段 图3-4剪力图 图3-5 弯矩图 即在x=500时，受到最大弯矩DB段从右段开始算 正应力的校核： 令 截面是高为h，宽为b的矩形，则弯曲切应力 （为横截面上的剪力，为截面宽度，为整个截面对中性轴的惯性矩，为截面上距中性轴为y的横线以下部分面积对中性轴的静矩。）对于矩形截面，。可见矩形截面梁的最大切应力为平均切应力的1.5倍。轴的设计：按扭转强度条件计算这种方法只按轴所受的扭矩来计算轴的强度，在做轴的结构设计时，这种方法估算轴的直径。轴的扭转强度条件为（3-11）式中 扭转切应力单位为Mpa轴所受的扭矩，单位为N mm轴的抗扭截面系数，单位为mm轴的转速，单位为r/min轴传递的功率，单位为kw计算截面处轴的直径，单位为mm许用扭转切应力，单位为MPa由上式得轴的直径式中 当截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径大于100毫米的轴，有一个键槽时轴径增大百分之三，有两个键槽时，应增大百分之七。对于直径小于100毫米的轴，有一个键槽时轴径增大百分之五到百分之七，有两个键槽时应增大百分之十到百分之十五，然后将轴径圆整为标准直径。应当注意的是这样求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。齿轮同步器中轴的设计：1.求作用在齿轮上的力齿轮1的分度圆直径为d1=84mm T1=95.51000007.5/3000Nmm=23875 Nmm 其中 圆周力，径向力，轴向力。2.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。取 选直径为30mm校核此轴在模箱下的强度。此轴用联轴器与电动机的伸出轴联接。联轴器的计算转矩应小于联轴器公称转矩条件，查标准（GB5843-86）。选用YL型凸缘联轴器YL5。其许用转矩为53000 Nmm,符合条件。3.轴的结构设计1）根据需要确定轴的各段直径和长度（1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，其旁边需要制出轴肩。（2）初步选择滚动轴承，选择角接触轴承，根据轴的直径确定轴承的各部分尺寸。（3）安装偏心块处的轴段：偏心块的左端与左轴承之间采用套筒定位。根据尺寸需要，要让套筒端面可靠的压紧偏心块，偏心块的右端采用轴肩定位，轴肩高度大于0.07倍的直径尺寸。 （4）偏心块与轴的周向定位采用平键联接。键槽用键槽铣刀加工，为了保证偏心块与轴有良好的配合。（5）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为245，各轴肩处的圆角半径R=2（4）求轴上的载荷偏心块的最大直径为45毫米根据经验中间的受的剪力最大，弯矩最大。抗弯截面系数 抗扭截面系数 水平面弯矩 垂直面弯矩 总弯矩截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45钢，调质处理。抗拉强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限取 有效应力集中系数 表面质量系数为 钢的特性系数为 计算安全系数值 （3-12）3.3顶出装置的设计为了更好的把砖坯顶出来，需有顶出装置。我设计的顶出装置是用液压控的。把油缸通过油缸底座固定在压砖机的底座上。通过顶杆和拖杆的运动把砖坯顶出。如图3-6所示。1顶杆 2底座 3支座 4油缸底座 5拖杆6拖杆图3-6 顶出装置第4章 免烧砖压制设备的计算机辅助设计4.1 UG软件简介4.1.1 CAD技术的产生和发展CAD(Computer Aided Design)指利用计算机系统进行设计的全过程，包括资料检索、方案构思、零件造型、工程分析、工程制图、文档编制、模拟仿真等。在设计的各个阶段设计着充分发挥计算机的辅助作用，充分发挥“人机协同效应”。因此CAD概念一提出，就引起了工程界的关注和支持。随着CAD技术应用的不断深入、计算机软硬件技术的快速发展，CAD概念发生了较大的变化和拓宽，CAD的内涵也得到了充实，CAD系统得到了迅速的发展和完善1 。目前，CAD技术日益完善，许多发达国家相继推出成熟的CAD/CAE/CAM集成化商品软件，在设计理论、设计方法、设计环境、设计工具等各个方面出现许多成熟的现代CAD技术。当今CAD技术是计算机在工程中最有影响的应用技术，她作为现代工程制造技术的重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和科学的更新与改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上的竞争力，加强国民经济发展的一项关键性高新技术。4.1.2 UG软件的特点Unigraphics软件(以下简称UG)起源于美国麦道公司，是目前世界上最先进的面向制造行业的CADCAMCAECAPP高端软件之一。 UG被认为是世界上最好的工业设计软件包，它包括灵活的符合建模模块以及功能强大的照相渲染、动画和快速的原形工具等。在复合建模中，用户可在下列方法中选择:solid(实体建模)、surface(表面建模)、wireframe(线框建模)及其他基于特征的参数化建模。其功能特点如下:1)用造型来设计零部件，实现了设计思想的直观描述;2)充分的设计柔性，使概念设计成为可能;3)提供了辅助设计和辅助分析的完整解决方案;4)图形和数据的绝对一致及工程数据的自动更新;5)提供了输入输出接口与二次开发工具。UG软件是一个交互式的CADCAECAMPDM系统，该系统的CAD模块提供了一个真三维的设计环境，允许设计师精确地描述几乎任何几何形状，通过组合可以对产品进行设计、分析和建立工程图等。UG软件各个功能模块功能的实现是以建立三维模型为基础的，在建模的操作、管理、开发和适用性等方面，UG软件具有很多优势。 1.简洁的主模型表达 UG软件建模不同于其他三维软件的体素建模，它具有几何特征建模功能，携带的信息量大、质量高，而且表达简单。UG软件推荐用户尽量使用几何特征建模，除非第一次必须使用体素建模。几何特征建模能够用简洁的主模型表达方式为后续快速、方便的制造及装配提供了基础，同时对硬件资源的消耗也小。2.灵活的桌面管理方式 有些软件用“库”的方式管理桌面上的实体，而UG软件用“层”的方式。用“库”的方式管理，管理对象必须是完整的实体，而且对象多时，从库里调进、调出，系统资源的开销大、速度慢、易出错。用“层”的方式管理，管理对象可以是实体，也可以是几何特征，这种管理方式只是对显示对象的一种过滤选择，不是从库里调进、调出，管理方便、速度快，系统不易出错。 3.多功能的历程树 UG建模的每一步操作，都记录在历程树里，供查询参考。如果前后两步操作没有依赖关系，通过操作历程树也可以删除某步操作，整个历程树可重新排序。UG建模的每一步操作在未save(保存)之前均可执行undo(撤销)。这一操作极大地方便了用户。有些软件只能在二维工程图或三维实体建模的某些操作中实现这些功能。4.容错性 好的软件应该有好的容错性，会自动拒绝一些超过范围的变量值并进行提示，不理会一些误操作，不会因为内容太多而潜伏一些错误。在进行慎重操作(如删除基特征或特征重排序)时，也会预先提醒。UG软件就具有这些容错功能，即使误操作了，也可undo。5.强大的装配功能 在进行大装配时，除了对硬件的资源有要求外，对CAD软件本身也有要求。UG软件强大的装配功能，能将大量零件同时调到工作面上配。甚至进行第三次建模操作，再装配，即从底层到顶层的设，进行大装配。并在其基础上进行第二次建模操作(如打孔、提升或改变曲面的显示模式)，然后再装计;还能在装配环境下进行从顶层到底层的设计，即由最终的模型(装配体)派生出其下一级的子模型的具有相关性的基本参数，然后再进行子模型设计。值得一提的是WAVE技术，它能进行再装配关系下的从顶层到底层，及从底层到顶层的双向控制、双向优化。CAD软件已经历了数字化图纸、实体建模、参数化建模、优化建模阶段而发展到当今的基于知识工程的建模(即KBE)。在UG软件里，WAVE技术及二维草图作为KBE的载体，使基于知识工程的建模思想得到充分体现。 6.开发性 开发的CAD软件，应该给用户提供对外输入、输出的数据模块及调用或执行外部软件的接口，还提供一些供二次开发的手段，如开发语言、集成的界面开发工具等，此外还要公开模型变量的软件内部表示。如当一个长方体的宽(输入变量)发生变化时，其体积(输出变量)随之发生变化;反之，其体积作为输入变量变化，其宽作为输出变量也变化，或者说其体积、宽既作输出变量，又作输入变量。这要求软件公开模型变量的内部表达。UG软件具有很好的开发性，其变量都是透明的，用户既可用来作为输出，又可作为输入。可方便地用作变量迭代，给软件的二次开发带来极大便利7 。4.2液压泵站基于UG的三维实体造型4.2.1 UG造型过程1.特征造型的概念与分类 特征造型是CAD模块的基础和核心建模工具。特征是一组具有特定属性相互关联的几何形体，是零件形状、工艺和功能等特征信息集的综合描述。它涵盖有关设计和制造所需要的工程信息。特征分为基本体素、扫描特征、参考特征、曲面特征、成型特征和用户自定义特征。 2.零件造型过程 零件造型的过程可以分为基础特征的时间和细节设计两步。首先分析零件的形状特点，根据零件的基本轮廓特征，使用基本体素法或者对曲线和草图曲线进行拉伸、旋转和扫描建立基础特征实体。考虑到零件模型的可修改性和参数化设计的要求，一个零件模型里的基本体素不应该超过一个。使用成型特征、布尔操作、操作特征命令对零件进行特征细化设计。图4-1是零件造型的基本过程。图4-1零件造型过程整个上压模零件的造型过程大致相同，以较典型的滑板零件、压头等造型过程为例介绍如下:1) 滑板零件造型过程:(1)进入UG。选择草绘图标，画出如图4-2的草绘草图。图4-2 草绘草图图4-3对话框(2)选择图标拉伸，在图4-3对话框中输入60后，点确定得到图4-4滑板。 图4-4滑板(3)选择打孔图标,如图4-5对话框。输入图中数据，确定后通过阵列可得到图4-6滑板。图4-5对话框图4-6滑板(4) 类似（1）的草绘画出图4-7草绘草图。 图4-7草绘草图(5)点拉伸。在图4-3对话框中输入数值。得到图4-8压头。图4-8压头 (6) 类似（2）的操作，拉伸后得到图4-9压板。图4-9压板(7)选择凸垫。在图4-10对话框点矩形。在通过阵列可得到图4-11模头。另一个角度的总图4-12滑板装置。 图4-10对话框图4-11模头 图4-12滑板装置4.2.2基于UG的装配以液压缸的装配为例，说明UG的装配过程。（1） 进入UG，新建文件名，如图4-13对话框。图4-13对话框（2）选择部件，在图4-14对话框中选择上板。4-14对话框（3）添加部件，在图4-14对话框中选液压缸，如图4-15液压缸。如图4-15液压缸（4）配对条件图4-16对话框，选配对类型中的。图4-16对话框（5）选择相应的配对面，如图4-17配对面。确定后如图4-18装配图。图4-17配对面图4-18装配图（6）重复以上操作得到图4-19装配图。图4-19装配图（7）创建组件阵列，如图4-19对话框，选线性。得到图4-20液压缸装配。图4-19对话框图4-20液压缸装配结论本文通过对整机预期目标的分析评估、对整机结构与工作原理的研究、用UG进行三维造型、对液压泵站工作原理的研究及相