机械毕业论文-F钉自动排钉机设计

毕业设计毕业设计 论文论文 F 钉自动排钉机的设计 学学 号 号 姓姓 名 名 专专 业 业 机械设计制造及其自动 化 系系 别 别 机械工程系 指导教指导教 师 师 XXX 讲师 XXX 副教授 二 一五年三月二 一五年三月 摘摘 要要 本课题来源于当今社会机械工业加工设备的改良和更新换代基础之上 通过 设计出 F 钉自动排钉机 从而来满足当今社会排钉设备不足的缺陷 国内 F 钉自动排钉机的研发及制造要与全球号召的高效经济 安全稳定主题 保持一致 近期对机械行业中排钉设备的使用情况进行了调查 发现在机械行业 中 钉是起到连接两个零件的关键零配件 自然而然在装配中它们的安装也非常 平凡 在排钉时如果使用临时设备加工 不但劳动强度太大而且相互尺寸不易保 证 所以设计一个专用的 F 钉自动排钉机势在必行 本文运用大学所学的知识 提出了 F 钉自动排钉机的结构组成 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 F 钉自动排钉 机总的指导思想 从而得出了该 F 钉自动排钉机的优点是高效 经济 并且安全 系数高 运行平稳的结论 关键词 自动排钉机 关键零配件 设备 高效 i ABSTRACT With development of all kind of science technology and global economy F manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools It can replace the heay labor in order to achieve the production mechanization and automation and can work in dangerous working environments to protect the personal safety Therefore widely used in machine building metallurgy electronics light industry and atomic energy sectors The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop by controlling and regulating pressure flow atcompress engt F hthdirec tionpro cedurework The inverted pendulum is a typical high order system with multi variable non linear strong coupling fleet and absolutely instable It is representative as an ideal model to prove ne w control theory and techniques During the control process pendulum can effectively r eflect many key problems such as equanimity robust follow up and track therefore This paper studies a control method of double inverted pendulu m First of all the mathematical model of the double inverted pendulum is established then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model an d determine the system performance index weightmatrix by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix F the simulation of the system i s made by KEYWORDS pneumatic manipulator cylinder pneumatic loop Fout degrees of freedom ii 目目 录录 摘摘 要要 i ABSTRACT ii 目目 录录 iii 1 绪论 1 1 1 课题的来源与研究的目的和意义 2 1 2 本课题研究的内容 3 1 3 Solidworks 设计基础 6 1 3 1 草图绘制 7 1 3 2 基准特征 参考几何体的创建 10 1 3 3 拉伸 旋转 扫描和放样特征建 12 1 3 4 工程图的设计 12 1 3 5 装配设计 12 2 F 钉排钉机总体结构的设计 12 2 1 F 钉排钉机的总体方案图 12 2 2 F 钉排钉机的工作原理 13 2 3 机械传动部分的设计计算 14 2 3 1 出料输送线电机的选型计算 15 2 3 2 直线导轨的设计计算 17 2 3 3 V 带传动的设计计算 17 3 各主要零部件强度的校核 18 3 1 传动轴的校核与计算 19 3 2 轴承强度的校核计算 20 4 F 钉自动排钉机中主要零件的三维建模 21 4 1 电机的三维建模 22 4 2 主动滚筒的三维建模 23 4 3 移动板的三维建模 24 iii 4 4F 钉自动排钉机的三维建模 25 5 三维软件设计总结 25 结论 26 致致 谢谢 26 参考文献参考文献 27 附录附录 一一 38 附录附录 二二 45 XX 学院毕业设计 论文 0 1 绪论绪论 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 XX 学院毕业设计 论文 1 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 11 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 机械工业是一个国家的重要产业 机械工业的发展无时不刻都在影响着国家 经济的发展 人类的进步离不开机械工业的发展 在全球经济发展的大环境下 中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时 越来越多的外国企业和品牌传 播到中国已经成为现实 在新的市场需求的推动下 对 F 钉自动排钉机进行改良 和优化是当务之急 有大型排钉设备企业对设备的安全指标的有着一定生产的严 格要求 在生产设备的企业 充分考虑到在设备运行中可能出现的问题 从而减 少噪声污染引起的振动或不当操作设备的现象等 国内 F 钉自动排钉机设备的研 发及制造要与全球号召的高效经济 安全稳定主题保持一致 F 钉自动排钉机的 发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关 近期对机械行业中 F 钉的使用情况进行了调查 发现在机械行业中 F 钉是用 得非常多的物件 自然而然在装配中它们的安装也非常平凡 所以设计一个专用 的 F 钉自动排钉机势在必行 本次的毕业设计课题的是 F 钉自动排钉机的设计 本文介绍了 F 钉自动排钉机的结构组成 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 该 F 钉自动排钉机的优点是高效 经济 并且安 XX 学院毕业设计 论文 2 全系数高 运行平稳 本次 F 钉自动排钉机的设计 大大地提高了对 F 钉进行排 钉的工作效率和质量 并且对后续的 F 钉自动排钉机的开发和研制都有着一定的 影响 在某种程度上大大提升了该设备在国内外的竞争力 体现了机械工业重要 性这一核心价值 1 21 2 本课题研究的内容本课题研究的内容 本论文主要研究运用 SolidWorks 对 F 钉自动排钉机进行设计 在设计过程 中 了解 SolidWorks 的各种功能 1 31 3 SolidworksSolidworks 设计基础设计基础 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 1 3 11 3 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 1 3 21 3 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 1 3 31 3 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 1 3 41 3 4 工程图设计工程图设计 XX 学院毕业设计 论文 3 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 1 3 51 3 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 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 2 2 F F 钉排钉机总体结构的设计钉排钉机总体结构的设计 2 12 1 F F 钉排钉机的总体方案图钉排钉机的总体方案图 本次设计的 F 钉自动排钉机采取的方案是 该设备具有自动送料 定长进 料 压紧剪切 墩粗打帽 机构退回及自动出料等功能 由送料卷筒对该机进行 自动送料 然后通过定长送料气缸对卷筒装的钉带进行拉料 并且每次所拉的距 离是一样的 然后当传感器感应到了钉带的到来后 墩粗大帽装置开始动动作 使 F 钉自动成型 接着压紧剪切装置就开始动作 气缸驱动切断刀下移并起到切 断钉带的作用 最后切断的 F 钉排被安装在与出料槽同轴的气嘴吹出到外面的出 料输送线上面 如此循环 具体方案布局图如下 XX 学院毕业设计 论文 4 2 22 2 F F 钉排钉机的工作原理钉排钉机的工作原理 当送料卷筒对该机进行自动送料 然后通过定长送料气缸对卷筒装的钉带进 行拉料 并且每次所拉的距离是一样的 然后当传感器感应到了钉带的到来后 墩粗大帽装置开始动动作 使 F 钉自动成型 接着压紧剪切装置就开始动作 气 缸驱动切断刀下移并起到切断钉带的作用 最后切断的 F 钉排被安装在与出料槽 同轴的气嘴吹出到外面的出料输送线上面 这样就实现设备的自动上料 压紧剪 切 墩粗 打帽和自动出料等功能了 2 32 3 机械传动部分的设计计算机械传动部分的设计计算 2 3 12 3 1 出料输送线电机的选型计算出料输送线电机的选型计算 已知整个出料输送线的总重量 150KG 其他重量 50KG 我们取总重量为 200Kg 钉排移动速度为 1 2r min 即 mm mms s G mg 200 10 2000N V 1 2m min 16 6 33 3 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 XX 学院毕业设计 论文 5 负载速度 m min Vl 有速度可知每秒上升 50mm 0 033 1 2 1 2 360 ls 电机转速 电机 Vl n PB 2 400 min 0 005 电机 Vl nr PB 3 负载转矩 0 3 10 200 0 005 1 73 220 9 B gMP TLN m 式中 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 我们选用电机型号为 160BL A 此无电机厂家为机 电产品 根据电机的特性曲线以及参数表如下 XX 学院毕业设计 论文 6 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 160BL 4030H1 LK B 电机额定功率为 0 37KW 额定转矩为 7 62N m 最大转矩为 9N m 额定转速为 3000r min 电机大致图如下 XX 学院毕业设计 论文 7 外形尺寸 292x232 电机输出轴径为 24mm 2 3 22 3 2 直线导轨的设计计算直线导轨的设计计算 1 直线轴承的选择 用于测试的 POM 工程塑料支架 钢架适用于工作温度 不锈钢轴承适用于 水 蒸汽 硝酸等腐蚀性介质和真空的工作场所 按下列公式确定型轴承的计 算 硬度 硬度系数 FH HRC58 的硬度 hrc52 58 FH 0 6 1 0 FH 1 FT 的温度系数 工作温度小于 100C FT 1 温度 100oc 125oc FT 1 0 0 95 接触系数 FC 每根导轨装一套轴承 FC 1 0 每根导轨装二套轴承 FC 0 81 每根导轨轴装三套轴承 FC 0 72 每根导轨装四套轴承 FC 0 66 载荷系数 FW 小于 15 米 分钟的速度 无冲击 无振动 FW 1 0 1 5 小于 60 米 分钟的速度 超调量小或振荡 FW 1 5 2 0 XX 学院毕业设计 论文 8 运行速度大于 60 米 分钟 或有更大的冲击 振动 FW 2 0 5 0 时间是生命的 LH 10000 1 2 L S N1 60 单位 小时小时 L 长 度寿命 万米 LS 工作行程 米 N1 每分钟往复次数 已知行程 L 0 2 米 工作温度 60oC 每分钟往复次数 n1 20 微小冲击 轴 承工作载荷 PC 200Kg 硬度大于 HRC60 期望寿命 Lh 5000 小时 试选择轴承 型号 按以上工作条件 1 0 1 0 0 81 1 0 2 10 2m min 运行速度 属于一般冲击 选取FW 2 0 FHFTFC V 根据本次载荷重量为 2000N 我们选用两个导向光杆加上丝杆螺母 这样滑 动轴承的所受负载就平均分配 上下六个滑动轴承分别连接底板和连接上固定圆 盘 两边轴承座为固定式的 中间六个为可以随着丝杆螺母上下滑动 六个导向 光杆加上丝杆螺母 这样每个导向光杆的滑动轴承处的所受负载为 166N 本次 设计中所选择的滑动轴承为带法兰形状的 XX 学院毕业设计 论文 9 根据每个滑动轴承的负载承受 166N 我们选用滑动轴承为 LMF20 轴承中 间孔径为 20mm 这样导向光杆的直径也为 20mm 2 直线轴承安装 轴承座孔推荐 H7 J7 系列 线性轴公差推荐 G6 H6 级 轴承的安装必须 使用步芯棒压痕 线性轴必须对齐到轴承孔 轻轻地斜插进入行动 将导致保持 架和滚动轴承脱变 安装方向应在表 1 所示 可以提高承载能力 延长寿命 轴 承座孔可能会导致承压 间隙变小 用手转动轴 若轴可以接触球 可以轻松地 转动 以 0 0 01mm 的间隙 如果一点力旋转 随着 0 01 0mm 间隙 干 扰 如果力不能旋转 配合间隙已超过 0 01mm 也可以让球滚动滑动 将减少 轴承与轴的使用寿命 只能应用于低速 轻负荷 在高要求的情况下定心 3 直线轴承润滑和灰尘 轴承厂是涂上防锈油 使用时需要添加润滑油 低 噪音润滑脂 常用的有 2 锂基润滑脂和低噪音轴承润滑脂填脂量为边间隙 1 3 在轴承使轴的摩擦 造成非预期的轴承损坏 铁将大大降低轴承的使用寿命 灰 尘和污物阻塞球体保持航道 不能转动 造成损坏 橡胶球架 密封轴承可用于 一般的无尘车间 如木工机械 在尘土中铸造机械等许多场合 在两端的轴承和 XX 学院毕业设计 论文 10 密封 以防止灰尘和降低油品损耗 4 轴承载荷和冲击载荷下的生活 运动和变化 或当轴承是固定的 本机和其他 因素的振动会使与形成凹坑接触 外部硬盘进入轴承 而且在表面压痕的形成 超过一定限度 直线的永久变形 这将阻碍运动平稳 振动和噪声引起的振动 将进一步削弱周围的物质 造成恶性循环 凹面积扩大 基本额定静载荷由永久 变形有限公司 静态负荷容量等于钢球直径的 1 10000 球环的两个时间之间的接 触点的永久变形 称为基本额定静载荷 C0 轴承的使用 影响是难以衡量的 常 用的静态负荷选择适当的安全系统 保证轴承静负荷不超过额定静负荷 静载荷 P0 C0 FS 选择轴承 振动和冲击 FS 1 FS 2 7 1 5 由振动和冲击的场所 由于重复荷载作用下轴承工作在地表以下一定深度 对裂纹形成的较弱的部 分 然后用金属片状剥离表面的接触 这被称为疲劳剥落 在安装过程中 润 滑 密封在正常情况下 轴承失效是绝大多数人的疲劳失效 寿命一般在轴承 是指轴承疲劳寿命 额定寿命直线轴承是 50000 米 通过定义基本额定动载荷确 保 由于轴承的寿命是分散的 使用同样的材料 同样的过程 使用相同的轴承 寿命的条件是不一样的 所以轴承基本额定动载荷 C 被定义为一组相同的轴承在 相同的条件下运行 50000 米 没有任何疲劳剥落现象的动态承载能熊 2 3 32 3 3 V V 带传动的设计计算带传动的设计计算 1 设计功率 d P kwP A K d P0 142 1 工况系数 查 B1 表 8 1 22 取 1 2 A K A K P 传递的功率 2 选定带型 XX 学院毕业设计 论文 11 根据和查 B1 图 8 1 2 选取普通 V 带 A 型 小带轮转速 为 d p 1 n 1 n 1440r min 2 2 3 传动比 1 76 0 i 2 n i n1 min 818018 76 1 1440 r 3 小带轮基准直径 mm 1 d d 由 B1 表 8 1 12 和表 8 1 14 选定 100mm 75r min 1 d d min d d 4 大带轮基准直径 mm 2 d d cmdid dd 17610076 1 12 由 B3 表 8 7 得 180mm 2 d d 5 带速验算 smvsm nd v d 3025 54 7 100060 1440100 100060 max 1 1 6 初定轴间距 mm 0 a mmdda dd 280 2 21 0 7 所需带的基准长度 mm 0 d L 0 2 0 4 2 2 12 210 a dd ddaL dd ddd 2804 80 280 2 2802 2 886mm 依 B1 表 8 1 8 取 900mm 即带型为 A 900 d L 8 实际轴间距 a XX 学院毕业设计 论文 12 mm LL aa dd 287 2 886900 280 2 0 0 9 小带轮包角 1 3 57180 12 1 a dd dd 3 57 287 80 180 164 10 单根 V 带的基本额定功率 1 p 根据带型号 和普通 V 带查 B1 表 8 1 27 c 取 1 32kw 1 d d 1 n 11 时单根 V 带型额定功率增量 1 i 1 P 根据带型号 和 查 B1 表 8 1 27 c 取 0 15kw 1 n i 12 V 带的根数 Z Z 49 3 87 0 96 0 15 0 32 1 8 4 11 La d kkpp P 小带轮包角修正系数查 B1 表 8 1 23 取 0 96 a k 带长修正系数查 B1 表 8 1 8 取 0 87 L k 13 单根 V 带的预紧力 0 F 2 0 1 5 2 500mv Zv P k F d a 2 54 7 1 0 54 7 4 8 4 1 96 0 5 2 500 134 N m V 带每米长的质量 kg m 查 B1 表 8 1 24 取 0 1k gm 14 作用在轴上的力 F XX 学院毕业设计 论文 13 106182sin41342 2 sin2 1 0 NZFF 159282sin41343 2 sin3 1 0max NZFF 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1 5 倍 max F 15 带轮的结构和尺寸 带轮应既有足够的强度 又应使其结构工艺性好 质量分布均匀 重 量轻 并避免由于铸造而产生过大的应力 轮槽工作表面应光滑 表面粗糙度 以减轻带的磨损 mRa 2 3 带轮的材料为 HT150 查 B1 表 8 1 10 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺 寸 根据带轮的基准直径查 B1 表 8 1 16 确定轮辐 3 3 各主要零部件强度的校核各主要零部件强度的校核 3 13 1 传动轴的校核与计算传动轴的校核与计算 1 轴的特点 轴是组成机械的主要零件之二 一切作回转运动的传动零件 都必须装在轴上刁 能进行运动及 力的传递 同时它又通过轴承和机架 联接 由此形成 个以轴为基准的组合体一轴系部件 XX 学院毕业设计 论文 14 2 轴的种类 1 根据承受载荷的不同分为 1 转轴 定义既能承受弯矩又承受扭矩的轴 2 心轴 定义 只承受弯矩而不承受扭矩的轴 3 传送轴 定义 只承受扭矩而不承受弯矩的轴 z 根据轴的外形 可以 将直轴分为光轴和阶梯轴 3 根据轴内部状况 又可以将直轴分为实心轴和空 4 轴的设计重点 1 轴的设计 W 轴的工作能力设计 主要进行轴的强度设计 刚度设计 对于转速较高的轴还要进行振动稳定性 的计算 轴的结构设计 根据轴的功能 轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机 器中的支撑要求 同时应具有良好的工艺性 一般的设计步骤为 选择材料 初估轴径 结构设计 强度校核 必要时要进行刚度校核和 稳定性计算 2 轴的材料 轴是主要的支承件 常采用机械性能较好的材料 常用材料包括 碳素 钢 该类材料对应力集中的敏感性较小 价格较低 是轴类零件最常用的材 料常用牌号有 30 35 40 45 50 采用优质碳钢时 一般应进行热处理 以改善其性能 力较小或不重要的轴 也可以选用 X235 Q255 等普通碳 钢 合金钢 对于要求重载 高温 结构尺寸小 重量轻等使用场合的轴 可以选用合金纲合金钢具有史好的机械性能和热处理性能 但对应力集中较 敏感 价格也较高 设计中尤其要汁意从结构上减小应力集中 并提高其表 面质量 铸铁 对于形状比较复杂的轴 可以选用球铸铁和高强度 铸铁 它们具有较好的加工性和吸振性 经济性好且 力集中不敏感 但铸 XX 学院毕业设计 论文 15 造质量不易保证 3 轴的结构工艺性 1 从装配来考虑 应合理的设计非定位轴肩 使轴上不同零件在安装过程中 尽量减少不必要的配合 为了装配方便 轴端应设计 45 的倒角 在装键的 轴段 应使键槽靠近轴与轮毅先接触的直径变化处 便于在安装时零件上的 键槽与轴上的键容易对准采用过盈配合时 为了便于装配 直径变化可用锥 面过渡等 2 从加工来考虑 当轴的某段须磨削加工或有螺纹时 须设计砂轮越 程槽或退刀槽根据表面安装零件的配合需要 合理确定表面粗糙度和加工方 法为改善轴的抗疲劳强度 减小轴径变化处的应力集中 应适当增大其过渡 圆角径 但同时要保证零件的可靠定位 过渡圆角半径又必须小于与之相配 的零件的圆角半径或倒角尺寸 轴的设计时应考虑多方面因素和要求 其中主要问题是轴的选材 结 构 强度和刚度 其中对于轴的强度校核尤为重要 通过校核来确定轴的设 计是否能达到使用要求 最终实现产品的完整设计 由此看来合理的进行轴 的强度校核成为轴设计的主要内容 同时也是评定轴的设计成败得先决条 件 校核结果如不满足承载要求时 强度校核是对材料或设备的力学性能进 行检测并调节的一种方式 并且这种方式以不破坏材料或设备性能为一前 提 进行轴的强度校核计算时 应根据轴的具体受载及应力情况 采取相应 的计算方法 并恰当地选取其许用应力 对于传动轴应按扭转强度条件计 算 3 23 2 轴承强度的校核计算轴承强度的校核计算 根据根据条件 轴承预计寿命16 365 8 48720小时 1 已知n 458 2r min 两轴承径向反力 FR1 FR2 500 2N 初先两轴承为深沟球轴承6204型 根据课本P265 11 12 得轴承内部轴向力FS 0 63FR则 FS1 FS2 0 63FR1 315 1N 2 FS1 Fa FS2Fa 0 故任意取一端为压紧端 现取1端为压紧端 FA1 FS1 315 1N FA2 FS2 315 1N XX 学院毕业设计 论文 16 3 计算当量载荷 P1 P2根据课本P263表 11 9 取f P 1 5 根据课本P262 11 6 式得 P1 fP x1FR1 y1FA1 1 5 1 500 2 0 750 3N P2 fp x2FR1 y2FA2 1 5 1 500 2 0 750 3N 4 轴承寿命计算 P1 P2故取P 750 3N 深沟球轴承 3 4 4 F F 钉自动排钉机中主要零件的三维建模钉自动排钉机中主要零件的三维建模 4 14 1 电机的三维建模电机的三维建模 4 24 2 主动滚筒的三维建模主动滚筒的三维建模 XX 学院毕业设计 论文 17 4 34 3 移动板的三维建模移动板的三维建模 4 4F4 4F 钉自动排钉机的三维建模钉自动排钉机的三维建模 XX 学院毕业设计 论文 18 5 5 三维软件设计总结三维软件设计总结 通过本次设计 再次提出了利用三维软件的水平 并吸收了大量的经验 总 结出以下几点 关于图纸的绘制方面 当零件的尺寸已经给出 不考虑图纸尺寸 不合适的 基于三维零件图 装配时必须考虑的大小是合适的 因为 AutoCAD 绘图效果不好 也会引起的尺寸误差 和甚至出现欠定义大小 因此 必须通过 在这个时候对零件进行测量 进行修改 直到符合要求 该工具是方便的输入数 据映射 通过选择部分的类型 标准件 可以生成 但有时需要在工具集使用部 分可能找不到 所以在这个时候随机应变 其他部分而不是通过修改或满足要求 增加组件的使用 三维地图应该是灵活的 解决问题的方法总比问题多 当一个 方法不能正常映射 试试另一种方法 它不仅可以完成零件的生产 而且还可以 开发映射一个更好的主意 并打破了新思想的规则 学习使用一些可以节省时间的命令 如镜像 阵列 能省则省 在装配过 沉重 曾给了我一个很大的障碍 是要花很多时间去找出为什么 在一个活跃的 子组件 虽然活动范围会产生干扰 可以设置该复合物的活动范围 如先进的范 围内 和角度范围 即使在这个范围内不影响母配体 不能设置 因为一旦设定 的范围内 在父组件将被视为完全定义的组件模型 它将冲突分总成 将无法完 成装配 看地图是最重要的任务是理解零件图 图表工具 没有工具是没有法律 的零件图 所以不要急着写 想通过零件的结构 并认为通过线图 这是重中之 重 映射 部分建模 一般应的特点进行深入分析 找出零件是由几个特点 摆 脱所有的形状特点 它们之间的连接相对位置 表面 然后按主次特征造型的关 系 按一定的顺序 一个复杂的部分 有许多简单的功能 通过切除或重叠相 交 所以部分建模 序列特征是很重要的 虽然不同的建模过程可以构造出相同 的实体部分 但其建模过程和实体结构的稳定性有直接的影响 实体模型可以修 改应用程序 可理解性和实体模型 特别是在二维图纸 我们只能看到元器件的 布局 并用虚线给说的内部特征 除了部分的相贯线 这条线各特征在路口出 现 在选秀过程中零件 必须选择第一个草图平面 这是非常重要的 决定了后 续的模型飞机的命令 使用简单的说 一个圆柱形围成一个圈 然后绘制 也可 XX 学院毕业设计 论文 19 以作为一个长方体旋转 虽然他们的结果都是一样的 但草图平面和命令的使 用 如果我们想要一个轴 那么我们应该选择第二个方法以及 由于该零件的设计不规则零件 用于为拉伸和旋转命令 许多零部件都是对称 的 所以为了节省时间 提高效率 通常用于指挥镜特性 一个完整的工程图纸应该包含以下 4 个方面 一组视图 一组视图 包括视图 剖面 断面 局部视图 是正确的 完整的 对各部分的结构和形状表达清楚 尺寸 尺寸的确定和零件的形状各部分的位置 技术要求 表明部分的一些要求必须在制造和检验完成 如表面粗糙度 尺寸公 差 形位公差 材料和热处理的方法和指标 标题栏 注明产品名称 材料 数量 拉伸比和拉伸 等 单击 新建 图标以显示新的文件系统 SolidWorks 文件 对话框中 单击 选 项 对话框中的组件 你可以进入装配工作模式 进行以后的设计工作 XX 学院毕业设计 论文 20 结论结论 在最近的一段时间的毕业设计 使我们充分把握的设计方法和步骤 不仅复 习所学的知识 而且还获得新的经验与启示 在各种软件的使用找到的资料或图 纸设计 会遇到不清楚的作业 老师和学生都能给予及时的指导 确保设计进 度 本文所设计的是 F 钉自动排钉机的设计 通过初期的定稿 查资料和开始正 式做毕设 让我系统地了解到了所学知识的重要性 从而让我更加深刻地体会到 做一门学问不易 需要不断钻研 不断进取才可要做的好 总之 本设计完成了 老师和同学的帮助下 在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学 是大家的帮 助才使我的论文得以通过 XX 学院毕业设计 论文 21 致致 谢谢 至此在论文完成之际 向我的导师表示由衷的感谢 真心的感谢我的导师 这几年来对我的谆谆教导 感谢我敬爱的老师 您不仅在学习学业上给我以精心 的指导 同时还在思想给我以无微不至的关怀支持和理解 给予我人生的启迪 使我在顺利地完成大学阶段的学业同时 也学到了很多有用的做人的道理 明确 了人生目标 知道自己想要什么了 不再是从前那个爱贪玩的我了 导师严谨求 实的治学态度 锐意创新的学术作风 认真加负责 公而忘私的敬业精神 豁达 开朗的宽广胸怀 平易近人 经过近半年努力的设计与计算 查找了各类的键槽 加工设备的设计资料 论文终于可以完成了 我的心里无比的激动和开心 虽然 它不是最完美的 也不是最好的 但是在我心里 它是我最珍惜的 因为我自己 已经尽力的做了 它是我用心 用汗水成就的 也是我在大学四年来对所学知识 的应用和体现 四年的学习和生活 不仅丰富了我的知识 而且锻炼了我的个人 能力 更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多有用的知 识 在此对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意 谢谢各位同学老师 XX 学院毕业设计 论文 22 参考文献参考文献 1 郑淑芳 机械设计理论研究与探讨 北京 科学出版社 2004 5 2 黄长艺 轴套键槽加工专机操作系统概述 北京 机械工业出版社 2005 1 3 周宏甫 轴套宽 16 槽加工专机的创新设计 高等教育出版社 2004 3 4 姜继海 宋锦春 高常识 轴套宽 16 槽加工专机工作原理 高等教育出 版社 2002 8 5 张春林 曲继方 张美麟 机械创新设计 机械工业出版社 2001 4 6 钱平 轴套槽加工专机应用技术 机械工业出版社 2005 1 7 张辽远 轴套宽槽加工专机系统的设计与实现 机械工业出版社 2002 8 8 基恩士传感器选择手册 2010 版本 9 黄长艺 严普强 机械工程测试技术基础 机械工业出版社 2001 1 10 张桓 陈作模 机械原理 高等教育出版社 2000 8 11 王昆 何小柏 汪信远 轴套宽槽加工专机系统原理 高等教育出版 社 1995 12 12 徐锦康 机械设计 高等教育出版社 2004 4 13 胡泓 姚伯威 机电一体化原理及应用 北京 国防工业出版社 2000 6 14 陈铁鸣 轴套宽槽加工专机的创新 高等教育出版社 2003 7 15 孙靖民 机械优化设计 机械工业出版社 2005 1 16 王勇领 系统分析与设计 北京 清华大学出版社 1991 7 17 Hirohiko Arai Kazuo Tanie and Susumu Tachi Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space XX 学院毕业设计 论文 23 附录附录 一一 机械工程的内容机械工程的内容 机械工程的服务领域广阔而多面 凡是使用机械 工具 以至能源和材料生 产的部门 都需要机械工程的服务 概括说来 现代机械工程有五大服务领域 研制和提供能量转换机械 研制和提供用以生产各种产品的机械 研制和提供从 事各种服务的机械 研制和提供家庭和个人生活中应用的机械 研制和提供各种 机械武器 不论服务于哪一领域 机械工程的工作内容基本相同 主要有 建立和发展 机械工程的工程理论基础 例如 研究力和运动的工程力学和流体力学 研究金 属和非金属材料的性能 及其应用的工程材料学 研究热能的产生 传导和转换 的热力学 研究各类有独立功能的机械元件的工作原理 结构 设计和计算的机 械原理和机械零件学 研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金 属工艺学等等 研究 设计和发展新的机械产品 不断改进现有机械产品和生产新一代机 械产品 以适应当前和将来的需要 机械产品的生产 包括 生产设施的规划和实现 生产计划的制订和生产 调度 编制和贯彻制造工艺 设计和制造工具 模具 确定劳动定额和材料定 额 组织加工 装配 试车和包装发运 对产品质量进行有效的控制 机械制造 企业的经营和管理 机械一般是由许多各有独特的成形 加工过程的精密零件组 装而成的复杂的制品 生产批量有单件和小批 也有中批 大批 直至大量生 产 销售对象遍及全部产业和个人 家庭 而且销售量在社会经济状况的影响 下 可能出现很大的波动 因此 机械制造企业的管理和经营特别复杂 企业的 生产管理 规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业 XX 学院毕业设计 论文 24 机械产品的应用 这方面包括选择 订购 验收 安装 调整 操作 维 护 修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备 以保证机械产品在长期使 用中的可靠性和经济性 机械产品的应用 这方面包括选择 订购 验收 安装 调整 操作 维 护 修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备 以保证机械产品在长期使 用中的可靠性和经济性 研究机械产品在制造过程中 尤其是在使用中所产生的环境污染 和自然资 源过度耗费方面的问题 及其处理措施 这是现代机械工程的一项特别重要的任 务 而且其重要性与日俱增 机械工程分类 机械的种类繁多 可以按几个不同方面分为各种类别 如 按功能可分为动 力机械 物料搬运机械 粉碎机械等 按服务的产业可分为农业机械 矿山机 械 纺织机械等 按工作原理可分为热力机械 流体机械 仿生机械等 另外 机械在其研究 开发 设计 制造 运用等过程中都要经过几个工作性质不同的 阶段 按这些不同阶段 机械工程又可划分为互相衔接 互相配合的几个分支系 统 如机械科研 机械设计 机械制造 机械运用和维修等 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉 互相重叠 从而使机械 工程可能分化成上百个分支学科 例如 按功能分的动力机械 它与按工作原理 分的热力机械 流体机械 透平机械 往复机械 蒸汽动力机械 核动力装置 内燃机 燃气轮机 以及与按行业分的中心电站设备 工业动力装置 铁路机 车 船舶轮机工程 汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系 船用汽轮机是动力 机械 也是热力机械 流体机械和透平机械 它属于船舶动力装置 蒸汽动力装 置 可能也属于核动力装置等等 机械工程的发展历程机械工程的发展历程 人类成为 现代人 的标志就是制造工具 石器时代的各种石斧 石锤和木 质 皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱 从制造简单工具演进到制 造由多个零件 部件组成的现代机械 经历了漫长的过程 几千年前 人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨 用来提水的桔槔和 XX 学院毕业设计 论文 25 辘轳 装有轮子的车 航行于江河的船及桨 橹 舵等 所用的动力 从人自身 的体力 发展到利用畜力 水力和风力 所用材料从天然的石 木 土 皮革 发展到人造材料 最早的人造材料是陶瓷 制造陶瓷器皿的陶车 已是具有动 力 传动和工作三个部分的完整机械 人类从石器时代进入青铜时代 再进而到铁器时代 用以吹旺炉火的鼓风器 的发展起了重要作用 有足够强大的鼓风器 才能使冶金炉获得足够高的炉温 才能从矿石中炼得金属 在中国 公元前 1000 前 900 年就已有了冶铸用的鼓风 器 并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风 15 16 世纪以前 机械工程发展缓慢 但在以千年计的实践中 在机械发展 方面还是积累了相当多的经验和技术知识 成为后来机械工程发展的重要潜力 17 世纪以后 资本主义在英 法和西欧诸国出现 商品生产开始成为社会的中心 问题 18 世纪后期 蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织 面粉 冶金等行业 制作 机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧 但难以用手工加工的金属 机械制造 工业开始形成 并在几十年中成为一个重要产业 机械工程通过不断扩大的实践 从分散性的 主要依赖匠师们个人才智和手 艺的一种技艺 逐渐发展成为一门有理论指导的 系统的和独立的工程技术 机 械工程是促成 18 19 世纪的工业革命 以及资本主义机械大生产的主要技术因 素 动力是发展生产的重要因素 17 世纪后期 随着各种机械的改进和发展 随 着煤和金属矿石的需要量的逐年增加 人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高 到一个新的阶段 在英国 纺织 磨粉等产业越来越多地将工场设在河边 利用水轮来驱动工 作机械 但当时的煤矿 锡矿 铜矿等矿井中的地下水 仍只能用大量畜力来提 升和排除 在这样的生产需要下 18 世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机 用以 驱动矿井排水泵 但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高 基本上只应用于煤矿 1765 年 瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机 降低了燃料消耗率 1781 年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机 扩大了蒸汽机的应用范围 蒸汽机的发 明和发展 使矿业和工业生产 铁路和航运都得以机械动力化 蒸汽机几乎是 19 XX 学院毕业设计 论文 26 世纪唯一的动力源 但蒸汽机及其锅炉 凝汽器 冷却水系统等体积庞大 笨 重 应用很不方便 19 世纪末 电力供应系统和电动机开始发展和推广 20 世纪初 电动机已 在工业生产中取代了蒸汽机 成为驱动各种工作机械的基本动力 生产的机械化 已离不开电气化 而电气化则通过机械化才对生产发挥作用 发电站初期应用蒸汽机为原动力 20 世纪初期 出现了高效率 高转速 大 功率的汽轮机 也出现了适应各种水利资源的水轮机 促进了电力供应系统的蓬 勃发展 19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进 成为轻而小 效率高 易于操纵 并可随时启动的原动机 它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械 以后又 用于汽车 移动机械和轮船 到 20 世纪中期开始用于铁路机车 蒸汽机在汽轮 机和内燃机的排挤下 已不再是重要的动力机械 内燃机和以后发明的燃气轮 机 喷气发动机的发展 是飞机 航天器等成功发展的基础技术因素之一 工业革命以前 机械大都是木结构的 由木工用手工制成 金属 主要是 铜 铁 仅用以制造仪器 锁 钟表 泵和木结构机械上的小型零件 金属加工 主要靠机匠的精工细作 以达到需要的精度 蒸汽机动力装置的推广 以及随之 出现的矿山 冶金 轮船 机车等大型机械的发展 需要成形加工和切削加工的 金属零件越来越多 越来越大 要求的精度也越来越高 应用的金属材料从铜 铁发展到以钢为主 机械加工包括锻造 锻压 钣金工 焊接 热处理等技术及其装备 以及切 削加工技术和