资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共46页)
编号：525437
类型：共享资源
大小：442.59KB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-18
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计全论文
- 资源描述：
-
工艺夹具毕业设计15毕业设计砂带磨削工艺,机械毕业设计全论文
- 内容简介：
-
第一章 砂带磨削工艺简介第一节 砂带磨削工艺砂带磨削经过近三十年的发展，现已成为一项较完整且自成体系的新的加工技术。因其加工效率高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户亲睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几乎能加工所有的工程材料，从一般日常生活用具到大型宇航器具无所不可应用，并已成为获取显著经济效益的一种重要手段。其作为一种加工技术之所以受到人们日益广泛的重视，得到迅速发展，是因为它具有以下一些重要的特点：砂带磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂带磨削效率高表现在它的切除率、磨削比（切除工件重量与与磨料磨损重量之比）和机床功率利用率三个方面都很高。目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已达到700mm3/mms,甚至超过了车削或铣削等。砂带的磨削比大大超过了砂轮，高达300:1，甚至400:1，而砂轮才30:1。砂带磨床的功率利用率，远在砂带磨削发展初期就已达到80%，领先于其它机床，而今则高达96%，相比之下，砂轮磨床只有52%，铣床57%，车床65%，所以砂带磨削还是一种很好的节能加工技术。 砂带磨削工件表面质量高。这除了因其具有磨削、研磨和抛光的多重作用外，还因为：相对砂轮磨削而言，砂带磨削有冷态磨削之称，即磨削温度低，工件表面不易出现烧伤等现象。砂带磨削系统震动小且稳定性好。由于砂带本身质量轻，其磨削工艺结构系统的平衡状态易于控制，所有的回转部件(如接触轮、驱动轮、张紧轮等)磨损极小，不会出现象砂轮那样的动不平衡因素。此外，砂带的弹性磨削效应能够大大减轻或吸收磨削时产生的震动和冲击。磨削速度稳定，砂带驱动轮不会象砂轮一样越磨直径越小速度越慢。砂带磨削工件表面质量高主要表现在表面粗糙度值小，残余应力状态好，以及表面无微观裂纹或金相组织变化等现象。从表面粗糙度来看，砂带磨削目前已可达Ra0.01mm，达到了镜面磨削的效果，而对于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情况,则非常容易达到。砂带磨削工件表面残余应力多呈压应力状态，其值一般在-60-5Kg/mm2，而砂轮磨削则多是张应力，所以砂带磨削非常有利于强化工件表面，提高工件疲劳强度。砂带磨削精度高。由于砂带制作质量和砂带磨床生产水平的提高， 砂带磨削早已跨入精密和超精密加工的行列，最高精度已达到0.1mm以下。砂带磨削成本低。这主要表现在：砂带磨削设备简单。与砂轮磨床相比，砂带磨床简单得多，这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。砂带磨削操作简便，辅助时间少。不论是手动还是机动砂带磨削，其操作都非常简便。从更换调整砂带到被加工工件的装夹，这一切都可以在很短的时间内完成。砂带磨削比大，机床功率利用率高，切削效率高。这使得切除同等重量或体积的材料所消耗的工具和能源费用减少，占用时间短。砂带磨削非常安全，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。由于砂带本身质量很轻，即使断裂也不会有伤人的危险。砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小，通常1/2（D d）。与轮压式磨削法相比，带压法的接触压力较小，单位时间内去除的金属量亦小，主要用于磨削圆弧面、圆锥面和其它异形表面，尤其以精加工抛光为主。砂带和砂轮一样，同属于一种多齿微刃型切削工具，其加工特性基本相同，所不同的只是形状各异而已。2.2 目前的发展状况 在国外，一些工业发达国家由于各种类型砂带磨床的迅速发展，砂带磨削的功能已远远超出了用于除锈、粗磨、抛光等范围，其加工效率为砂轮磨削的520倍，加工质量可与一般常规的磨削方法相媲美，加工精度已接近或达到与砂轮磨削相同的水平，而机床功率的利用率却比任何金属切削机床都高，其应用范围遍及各个行业，几乎对所有材料（如木材、橡胶、各种金属）都可进行磨g帅0工。据有关资料介绍，美国每年的砂轮与砂带产量之比约为 1： 1。在著名的工程机械企业CaterPiller公司，砂带磨削就占有重要的地位。2.3 砂带磨削装置的主要结构及磨削用量砂带磨削装置有几种不同的结构。一种是由电机输出轴直接传动砂带的装置，另一种是由电机经磨削主轴传动砂带的装置，还有一种是供内圆磨削使用的装置。对于第一种装置，它的特点是接触轮直接安装并固定在具有1：5锥度的电机输出轴上，该装置具有砂带张紧及快换操纵机构，参见图2。因为这种磨削装置可以借助夹持架安装在多种金属切削机床上进行磨削加工，故称其为通用砂带磨削装置。在这种装置中，张紧轮和接触轮宜采用质地均匀的尼龙材料制成。由于接触轮和张紧轮都是高速旋转的零件，张紧轮的转速可达 5 000 r min以上，为保证安全并提高整个装置的工作平稳性，加工后应对这两种零件进行动平衡试验，力求将不平衡重减到最小。砂带的线速度受允许的最大极限限制，一般选为 25 ms。工件每转砂带沿工件轴线的纵向进给量一般控制在砂带宽度的一半以内，精加工时可适当减少一些。另外，磨粒的粒度与磨削的表面粗糙度有直接关系，粒度越小，磨削后的表面粗糙度数值越低。使用时，应保证有充足的冷却润滑液和相应的除尘设备。第二章 线材机工作原理第一节 用途与结构该设备主要用于磨削线材表面，线材进料端由压料机构压紧，出料端收卷机构拉直，磨削时，线材只作直线运动，磨头作行星旋转进行磨削其磨削效率高，操作安全简捷，是抛磨线材的理想设备。本设备主要由放线机构、压料收紧机构、磨削装置、后导向装置、收卷机构、床身及控制系统等组成。第二节 工作原理我们需要加工的线材，从送料平台的放线机构出来，首先进入收紧机构的导向装置。由于导向装置的导向套是用聚四氟乙烯作成的，有一定的弹性，如果导入的材料直度不够也能轻易通过。然后线材通过压紧轮与收紧轮的通道，它们都由45号刚制成，在这里线材就有一定校直作用。在后面的收卷机构强行收卷的情况下线材强行通过收紧机构。压紧轮与收紧轮的通道也不是大小不变的，（收紧机构见制图）压紧轮与收紧轮之间的孔径可以通过螺母调定，为了更好的把压紧装置固定在固定座上，我们采用两端固定法，其下端与弹簧组装。为什么要用弹簧组装呢？主要是为了更好地调节压紧轮的平行度，也是调节孔径大小的信号。当孔径小的时候，明显感到螺母拧得不够紧，这也是弹簧在这儿的一个重要作用。由于本设计机床的磨削直径为512，所以当直径过大，我们调节螺母很困难，从而保证机器的正常运行。线材的正式加工是在磨削装置里面。磨削装置相对比较复杂，它由磨头、转盘驱动机构、转盘、碳刷机构、轴、托轮等各大零部件组成。（详见制图）磨头是对工件加工的组要设备，它也是整个机床里面最复杂的部件。现在一一介绍它的组成与工作原理。首先，砂带的传动，砂带是套在张紧轮，驱动论，支承轮上。各类轮与砂带接触的部分均是由橡胶材料构成，主要是为了更好的让砂带传动，减少砂带与轮之间的打滑，增加它们间的摩擦，使传动比较恒定。砂带又通过接触轮压向线材，使线材与砂带接触得更紧密，从而更好的对工件进行磨削。砂带是决定对加工工件加工精度的决定因数。那么砂带的使用与选择也由为重要，在这里做简要的介绍。砂带的基本结构要素：砂带一般由四大基本要素组成，即基体、粘结剂、磨料和结构形式。如表所示：基体布基、纸基、复合基 磨料天然磨料天然刚玉、石榴玉砂带 普通磨料白刚玉、棕刚玉、锆刚玉、碳化硅超硬磨料人造金刚石、立方氮化硼粘结剂动物胶、半树脂、全树脂、耐水产品结构形式无接头砂带接头砂带对接、搭接等二、 砂带的使用范围：1 板材加工行业：原木板、膛合板、纤维板、刨花板、贴面板、家具、建材及其它；2 金属加工行业：有色金属类、黑色金属类、；3 陶瓷、皮革、纤维、油漆、塑料及橡胶制品、石材等其他行业。三、 砂带的选择：正确合理地选择砂带，不仅是为了获得良好的磨加工效率,而且还应考虑砂带的使用寿命。选择砂带的主要依据，一是磨削加工的条件,如磨加工工件的特性、磨床状态、工件的性能和技术要求、生产效率等；另一方面还必须从砂带的特性来选择。1 粒度的选择：一般来说，磨料粒度的选择是考虑磨削效率和工件表面光洁度。对于不同的工件材质，粗磨、中磨和精磨所选用砂带的粒度范围见下表。工件材质 粗磨 中磨 精磨 磨削方式钢铁 24-60 80-120 150- W 40 干磨湿磨有色金属 24-60 80-150 180- W 50 干磨湿磨木材 36-80 100-150 180-240 干磨玻璃 60-80-100-120 100-150 180- W 40 湿磨油漆 80-150 180-240 280- W 20 干磨湿磨皮革 46-60 80-150 180- W 28 干磨橡胶 16-46 60-120 150- W 40 干磨塑料 36-80 100-150 180- W 40 湿磨陶瓷 36-80 100-150 180- W 40 湿磨石材 36-80 100-150 180- W 40 湿磨2 粘结剂的选择：砂带按粘结剂不同可分为动物胶砂带（俗称干磨砂带）、半树脂砂带、3 全树脂砂带和耐水砂带四种。其适用范围如下：(一) 动物胶砂带价格低廉，制作方便，主要适用于低速磨削。(二) 半树脂砂带改善了动物胶砂带的防潮性差和耐 热 性差等缺点，大大提高了粘结性能，在价格提高不多的情况下，磨削性能成倍增加。它广泛应用于金属、非金属磨削，特别在木材和皮革加工行业中更受欢迎。(三) 全树脂砂带采用优质合成树脂高强度棉布和优等磨料制成，成本较高，但它具有耐磨，可进行强力磨削等特点。在要求高速运转、大切削、高精度磨削的情况下，均胜任。以上三种砂带适于干磨，也可在油剂中磨削，但不耐水。(四) 耐水砂带与上述砂带相比，对原料要求更高，制造工序也更复杂，因而产量较少，价格也比较高。它具有树脂砂带的特性外，还可直接用于水冷却液磨削。4 基体的选择：名 称 特 性 用 途 适 用 范 围纸 单层轻型纸65-100g/M2 轻薄、柔软，抗拉强度低，成本低。 多用于细磨或中磨，适于手工或震动式砂光机使用。 复杂型面工件抛光，曲面木器砂光，金属与木器面漆的磨光，精密仪器仪表修磨等。多层中型纸110-130g/M2 较厚实，柔性好，抗拉强度比轻型纸高。 手工或手持式抛光机用，制造页状、卷状砂纸。 金属工件的除锈、磨光，木器家俱的砂光，底漆腻子磨光，漆面机抛，表壳、仪表修磨等多层重型纸160-230g/M2 厚实，富柔曲性，抗拉强度高，延伸率小，韧性高。 制造纸砂带，机加工用。 适用滚筒式砂光机，宽带砂光机及一般砂带磨床，主要加工胶合板，刨花板、纤维板、皮革及木器。布 轻型布（斜纹） 很柔软，轻薄，抗拉强度适中。 手工用或低负荷机用。 金属件打磨除锈、磨光抛光，滚筒式砂光机板材加工，缝纫机架加工，轻负荷砂带。中型布（粗斜纹） 柔曲性好，厚实，抗拉强度高。 机用 一般机用砂带，及重负荷砂带，如家具、工具、电熨斗、砂钢片、发动机叶片型磨加工等。重型布（缎纹） 厚实，纬向强度高于经向强度 机用，适合于重负荷磨削。 用于加工大面积板材。复 合 基 特别厚实，强度高，抗皱抗拉抗破。 机用。 重负荷砂带，特别适于铡花板、纤维板、胶合板加工及镶嵌地板的磨加工等。钢 纸 特别厚实，强度很高，延伸率小，耐热性好。 机用。 主要用于砂盘，打焊缝、除锈、除金属表皮及氧化层等。5 磨料的选择：通常是抗张强度较高的工件材料，选用韧性较大、承受压力较高、抗破碎能力强、耐高温性及化学稳定性均较好的刚玉磨料；抗张强度低、韧性大的金属、非金属等工件，选择硬性高、脆性大、易碎裂的碳化硅磨料，如：玻璃、黄铜、皮革、橡胶、陶瓷、玉器、刨花板、纤维板等。6 砂带使用前的处理：砂带使用时要使其运转方向和砂带背面所标志的方向一致，以免砂带在运转中断裂或影响加工厂工件的表面质量。砂带磨削前应先转几分钟，待砂带运转正常时再开始磨削。砂带使用前应做悬挂处理，即将拆开包装的砂带挂在100-250mm直径的管子上，让其悬挂23天。管子直径大小的选择应根据砂带粒度的粗细来决定。悬挂时接头应处于管子上端，管子应成水平状态。 线材机由前后两个磨削工作面够成，它们结构是完全一样的。把张紧装置，驱动装置，支承装置，固定在转盘上，够成一个三角形，这样具有稳定性，那么每个转盘上可以有两个这样的三角形。转盘中间就是线材的通道。线材对称的两边分别是由接触轮把压砂带在线材上，这样一来，线材几乎处在一个固定的通道上。驱动装置由电动机带动驱动轮转动，驱动轮再通过砂带与轮之间的摩擦来实现砂带的运转，从而对工件进行抛光加工。张紧轮在这里主要起调节砂带的张紧程度的，当砂带过紧它可以调松，过松可以调紧。由于选用的砂带很长，所以还要安装一个支承装置。只是这样设计，线材只能磨削到两个较小的对称面。线材不转动，因为线材是很长的，线材还需要收卷机构收卷，是不可能转动的。那怎么办呢？所以只有让转盘转动。转盘绕线材作圆周运动，线材不转动，由于砂带机构是固定在转盘上，那么就相当于砂带绕线材转动。砂带又是相对线材作切线运动，这样一来砂带就可以磨削到线材的一周了。前面已经讲了，砂带机构是固定在转盘上的，而砂带机构最主要驱动装置是电动机。这儿选用的是异步电动机。电机也是固定在转盘上，那又是怎样对电机供电的呢？所以在这里我们进行了一个非常巧妙的设计安装一个电刷。转筒（见制图）和电刷是相互接触的，它在这里对电机的供电起一个桥梁作用。转筒固定在两个转盘之间，和转盘同步转动。供电电刷作用在转筒上，它是通过支架固定，电源就输在了转筒上拉。电动机的连线又与另一电刷连接，这样转筒上的电就输入了电动机，解决了电机供电的难题，避免电机会绕线的问题。电刷与电机都需要经验和一定的理论来确定。特别是电动机，他几乎是所有机械设备的必备用品，所以选用就非常的重要。下面分别来介绍它们。电刷在电机中起着输入或输出电流的作用，在整流子电机中，电刷还起着换向作用。电刷的质量直接影响着电机的使用性能，它是电机的重要组成部件。 电动工具、家用电器电刷是令仪公司主导产品之一，具有火花小、噪音低、抗电干扰，使用寿命长、安全可靠等优点。广泛用于各种规格的电机，如：吸尘器、手电钻、压榨器、搅拌机、混合机、割草机、缝纫机、空气干燥机、豆浆机、微型电动冲击钻、电动磨光机、.电刨励磁机等。电刷是用在电机的换向器或集电环上，作为导出或导入电流的滑动接触体。随着电机工业的发展，出现了不同性质的电刷，根据所用原材料和制造工艺的不同，可分为碳石墨电刷、天然石墨刷、电化石墨刷、金属石墨电刷。碳石墨电刷主要用炭粉、石墨粉按一定比例混合，用沥青等作粘结剂，经混合、磨粉、压制、焙烧、加工装配而成。（目前已经淘汰）。石墨电刷是以天然石墨粉作基本材料，用树脂或煤焦油沥青作粘结剂，经混合、压制、固化（指树脂作粘结剂）、或焙烧（指用沥青作粘结剂）、加工装配而成。电化石墨类主要采用炭黑、焦炭（包括石油焦、沥青焦）、木炭和部分石墨粉为原材料，以煤焦油或沥青作粘结剂经混合、磨粉、压制、焙烧、石墨化（处理温度在2500以上）等工序制成半成品毛坯，然后加工装配制成成品电刷。金属石墨电刷（又称有色电刷），是以金属粉末（铜、银、锡、铅等粉末）和石墨粉为基本原材料，经混合、压制、烧结、机械加工、装配而成。电刷的分类我国电刷有以下几类：1、 天然石墨电刷：S3、S4、S5、S6B、S6M、S7、S26、S201、251、S253、S255、S270等；2、 电化石墨电刷：D104、D172、D172N/M、D202、D213、D214、D215、D252、D280、D308、D308L、D309、D374、D374B、D374D、D374N、D374F、D374S、D374L、D376、D376N、D376Y、D464F、D479等；3、 金属石墨电刷：J101、J102、J103、J105、J113、J151、J164、J201、J203、J204、J205、J206、J213、J220、J252、J260、J265等。注：1、S代表天然石墨电刷，S后的数字为顺序号；2、D代表电化石墨电刷，D后的第一位数字表示：1- 代表石墨基（即原材料以石墨为基础）；2- 代表焦炭基（即原材料以焦炭为基础）；3- 代表炭黑基（即原材料以炭黑为基础）；4- 代表木炭基（即原材料以木炭为基础）；其余数字为顺序号。3、J代表金属石墨电刷，J后第一位数字表示：1- 代表无粘结剂电刷；2- 代表有粘结剂电刷。其余数字为顺序号。 4、字尾M、NM、L、N、F、S、Y分别表示刷体浸渍的不同有机物。电机的选择1正确的选择方法 电动机作为一种设备一旦发生故障就会影响人们的正常生活和生产。对于名牌电动机，如果选用正确、安装和接线良好，并且维修保养完善，那么它既能以所规定的特性正常运行。因此，首先必须以正确的选择方法选定电动机。选择步骤： 为了防止电动机发生故障，在选定电动机时须了解负载种类和特性，同时还须了解负载的要求，然后选定能满足这些要求的电动机。 对于负载机械须考虑如下事项： (1)从力学角度考虑负载的类型 (2)负载机械的转速转矩待性； (3)负载机械的工作类型(连续工作，短时工作，变负载工作，断续工作等)； (4)起动频率； (5)是否要调节转速(无级变速，有级变速，定速等)； (6)负载转动惯量的大小； (7)负载机械的转速； (8)驱动负载机械所需的功电； (9)起动方式(分手动与自动，以及是否诡按)； (10)制动方式(是否快苹制动)； （11是否要反转； (12)使用场所的环境条件(温度高低，湿度高低，有无爆炸性气体，有无腐蚀化气体、液体，有无滴水和粉尘，是否需要隔绝噪音，室内还是室外等)； (13)电动机的连结方式(直接连接，齿轮连接，皮带连接)； (14)安装型式。 对于以上负载机械的要求事项定的技术要求如下： (1)电动机转速转矩特性；(2)电动机的起动转矩及最大转矩；(3)能否调节转速；(4)工作定额(连续定额，短时定额，断续定额等)(5)电动机的转速；(6)电动机的类型；(7)电动机的额定输出功率；(8)电源存量、频率、电压、相数；(9)绝缘等级；(10)外壳防护型式，(11)轴身尺寸；(12)卧式、立式或凸缘式；(13)附件(底座，皮带轮等)；(14)使用的控制器。 以下给出的是选择电动机的选择程序，其中包括了电机的选择和一些参数的选择程序。第三章线材机各零部件设计第一节 砂带1.1砂带磨削分类按基本结构形式，砂带磨削总的可以分为闭式和开式两类，其中开式砂带磨削多用于精密加工和超精密加工之中，砂带的使用周期长，可以省去许多换带的时间。闭式砂带磨削在高效强力磨削和精密磨削两方面都有极为广泛的应用，是砂带磨削的主流。闭式和开式砂带磨削均可进行外圆、内孔、平面和型面等各种表面加工，应用范围十分广泛。在这两大类方式中又可以分为接触轮式、压磨板式和自由式几种基本形式。 （1）.接触轮式 砂带通过接触轮与工件接触进行磨削。可以用于加工工件的外圆、内孔、平面，又可以将接触轮制成一定的形状对工件曲面进行成形加工。采用浮动接触轮磨削还可用于对不规则型面的随行加工。 如图2-2图2-2（2）.压磨板式 磨削时砂带通过压磨板与工件接触。压磨板起加压作用，一般用于平面加工，可增大接触面积，提高磨削效率和工件几何精度，特别是平面度。 如图2-3图2-3（3）.自由式 工件直接与柔性的砂带接触，不用任何物体支承砂带，它是利用砂带张紧后自身的挠性对工件进行磨削或抛光。这种方式在一定范围内很容易适应工件的轮廓，尤其是不规则形状的工件，帮多用于加工外成型表面和倒棱、去毛刺、抛光等工序中。 如图2-4图2-4 实际应用中，上述三种形式并非孤立地被采用，而是结合具体加工情况，设计多种复合在一台设备上使用，进而大大发挥砂带磨削的多重作用。此外，按操作方式，砂带磨削可以分为手动磨削和机动磨削。按磨削力的外加方式，砂带磨削可以分为恒力磨削和恒切除率磨削。1.2砂带宽度的确定 砂带宽度是根据线材直线运动和转盘转动的速度来确定的。我们社线材运动的速度为V，转盘每转一圈的时间为T，砂带的宽度为D，它们满足的的要求为： DVT 但一般一台机床设计好后，砂带宽度就已经确定在一个固定的范围拉。第二节 轴2.1轴的材料与选择一、碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。例如：35、45、50等优质碳素钢。一般轴采用45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理 。轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢Q235、Q275等。 二、合金钢合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。例如：汽轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。滑动轴承的高速轴，采用20Cr、20CrMnTi等。三、球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。2.2轴的设计与计算一、按扭转强度进行计算轴不是标准零件,需要自己设计计算。在满足强度和保证轴正常工作的条件下来设计轴。例如:用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴。已知电动机输出的传动功率P=15kW,从动齿轮转速n=280rmin,从动齿轮分度圆直径d=320mm,轮毂长度l=80mm试设计减速器的从动轴的结构和尺寸。这种计算方法主要应用于传动轴，也可以初步估算轴的最小直径，在此基础上进行轴的结构设计。按扭转强度计算公式：式中,许用扭转切应力: MPaT-轴传递的转矩，也是轴承受的扭矩: NmmW-轴的抗扭截面系数: W=0.2,mmP-轴传递的功率: kwd-轴的直径: mmn-轴的转速: r/minC为由轴的材料和受载情况所决定的常数。按公式计算轴的直径，当轴截面上有一个键槽时，轴径应增大5%；有两个键槽时，应增大10%。 二、按弯扭合成强度计算1、作轴的受力简图 轴上零件所受的作用力，其作用点在轮毂宽度的中间点。而轴承处支承反力作用点的位置，要根据轴承的类型和布置方式确定。如果轴上的载荷不在同一平面内，需求出两个互相垂直平面的支承反力。即水平面和垂直面支承反力。2、作弯矩图根据受力简图分别作出水平面弯矩图MH和垂直面的弯矩MV，求出合成弯矩M并作合成弯矩图。3、作轴的扭矩图4、作当量弯矩图根据已作出合成弯矩图和扭矩图，按第三强度理论计算各剖面上的当量弯矩Me，并作当量弯矩图。式中。a-根据扭矩性质而定的校正系数，对于不变的扭矩，0.3；对于脉动循环变化的扭矩，0.6；对于对称循环变化的扭矩，1。5、的强度计算求出危险截面的当量弯矩后，按强度条件计算：W-轴的危险截面的抗弯截面系数，W=0.1d32.3轴的分类及应用一、按轴受的载荷和功用可分为： 1、心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。如.车辆轴和滑轮轴。 2、传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。如汽车的传动轴 3、转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。如减速器轴。 二、按轴线形状可分为： 直轴、曲轴和挠性轴 另外还有空心轴、光轴和阶梯轴。对轴的结构基本要求是： （1）轴和轴上的零件有准确定位和固定 （2）轴上零件便于调整和装拆 （3）良好的制造工艺性（4）形状、尺寸应尽量减小应力集中2.4轴的结构设计一、轴的各部分名称 为了便于轴上零件的装拆，将轴制成阶梯轴。 轴颈1：轴与轴承配合处的轴段 轴头2：安装轮毂键槽处的轴段 轴身3：轴头与轴颈间的轴段轴肩或轴环4：阶梯轴上截面尺寸变化的部位，其中一个尺寸变化最大称为轴环二、零件在轴上的固定 1、轴向固定 （1）轴肩和轴环 轴肩和轴环是阶梯轴上截面变化的部位，它对轴上的零件起轴向定位的作用。方法简单，定位可靠。为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径必须小于零件孔端的圆角半径或倒角；否则，无法紧贴。轴肩或轴环的高度h必须大于或。 轴环与轴肩尺寸 h=（0.07d3）（0.1d5）mm 轴环宽度 bl.4h 零件孔端圆角半径和倒角的数值见表轴径101818303050508080100(轴)0.81.01.62.02.5或(孔)1.62.03.04.05.02、周向固定 （1） 键联接 （2） 过盈配合联接 （3） 圆锥销联接（4） 成型联接过盈配合是利用轴和零件轮毂孔之间的配合过盈量来联接，能同时实现周向和轴向固定，结构简单，对中性好，对轴削弱小，装拆不便。成型联接是利用非圆柱面与相同的轮毂孔配合，对中性好，工作可靠，制造困难应用少。 平键联接 花键联接 销联接成型联接过盈联接 (1)轴端挡圈和圆锥面 轴端挡圈圆锥面：轴端挡圈与轴肩、圆锥面与轴端挡圈联合使用，常用于轴端起到双向固定。装拆方便，多用于承受剧烈振动和冲击的场合。 轴端挡圈圆锥面（2）圆螺母和定位套筒 圆螺母和定位套筒：定位套筒用于轴上两零件的距离较小，结构简单，定位可靠。圆螺母用于轴上两零件距离较大，需要在轴上切制螺纹，对轴的强度影响较大（3）弹性挡圈和紧定螺钉 弹性挡圈和紧定螺钉：这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。弹性挡圈紧定螺钉三、轴的结构工艺性1、轴为阶梯轴便于装拆。轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设有砂轮越程槽(a)和螺纹退刀槽(b)。2、轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。3、为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有45的倒角。4、为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。 四、提高轴的疲劳强度轴大多在变应力下工作，结构设计时应减少应力集中，以提高轴的疲劳强度，尤为重要。轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴，相邻两段轴径变化不宜过大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。尽量不在轴面上切制螺纹和凹槽以免引起应力集中。尽量使用圆盘铣刀。此外，提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，采用表面碾压、喷丸和渗碳淬火等表面强化方法，均可提高轴的疲劳强度。轴与孔之间的配合过盈量来联接，能同时实现周向和轴向固定，结构简单，对中性好，对轴削弱小，装拆不便。成型联接是利用非圆柱面与相同的轮毂孔配合，对中性好，工作可靠，制造困难应用少。按扭转强度计算公式第三节 滚动轴承31 概述 滚动轴承是标准件，由专门的轴承工厂成批生产。在机械设计中只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型租型号进行组合结构设计。滚动轴承安装、维修方便，价格也较便宜，故应用很广。 材料 滚动轴承的内、外圈和滚动体用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造，常用牌号如GCrl5、3Crl5SiMn等(G表示滚动轴承钢)，淬火后硬度应不低于61HRC一65HRC，工作表面要求磨削、抛光。 保持架选用较软材料制造，常用低碳钢板冲压后铆接或焊接而成。实体保持架则选用铜合金、铝合金、酚醛层压布板或工程塑料等材料。.32 滚动轴承的类型和选择 321 滚动轴承的类型 滚动轴承的类型名称、代号、简图、性能特点等列于相关表中，可查阅机械设计手册。 0类：双列角接触球轴承；1类：调心球轴承； 2类：调心滚子轴承； 3类：圆锥滚子轴承； 4类：双列深沟球轴承； 5类：推力球轴承； 6类：深沟球轴承； 7类：角接触球轴承；8类：推力圆柱滚子轴承； N类：圆柱滚子轴承； U类：外球面球轴承； QJ类：四点接触球轴承。 滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面间的夹角称为公称接触角。滚动轴承按所能承受载荷方向与公称接触角的不同分为向心轴承和推力轴承两大类。向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角从0到45。3.2.2 滚动轴承类型的选择选择滚动轴承类型时，必须了解轴承的工作载荷(大小、性质、方向)、转速及其他使用要求，以下选用原则可供参考：转速较高、载荷较小、要求旋转精度高时宜选用球轴承；转速较低、载荷较大或有冲击载时则选用滚子轴承。 轴承上同时受径向和轴向联合载荷，一般选用角接触肄轴承或圆锥滚子轴承；若径向载荷较大、轴向载荷小，可选用深沟球轴承；而当轴向载荷较大、径向载荷小时，可采用推力角接触球轴承、四点接触球轴承或选用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构。各类轴承使用时内、外圈间的候斜角应控制在允许角偏斜值之内，否则会增大轴承的附加载荷而降低寿命。当两轴承座孔轴线不对中咸由于加工、安装误差和轴挠曲变形大等原因使轴承内、外圈倾斜角较大时，选用调心轴承对轴和轴承的工作情况会有一定改善。带座外球面轴承则特别适用于补偿安装不良引起的对中性误差。为便于安装拆卸和调整间隙常选用内、外圈可分寓的分离型轴承(如圆锥滚子轴承、四点接触球轴承)、具有内锥孔的轴承或带紧定套的轴承。选轴承时要注意经济性(各类型轴承价格比)。球轴承比滚子轴承便宜。同型号尺寸公差等级为P0、P6、P5、P4、P2的滚动轴承价格比约为1：15：2：7：10。 . .3.3滚动轴承的组合结构设计在确定了轴承的类型和型号以后，还必须正确的进行滚动轴承的组合结构设计，才能保证轴承的正常工作。轴承的组合结构设计包括：1）轴系支承端结构；2）轴承与相关零件的配合；3）提高轴承系统的刚度。 3.3.1 支承端结构为保证滚动轴承轴系能形式 正常传递轴向力且不发生窜动，在轴上零件定位固定的基础上，必须合理地设计轴系支点的轴向固定结构。典型的结构形式有三类。 1 两端单向固定 普通工作温度下的短轴（跨距L01C时，接触应力将增大；轴承承受联合载荷时，受载滚动体将增加，这都会增大轴承接触表面间的摩擦，使润滑状态变坏。此时，极限转速值应修正，实际许用转速按下式计算 N = f1f2N0式中 N实际许用转速，rmin； N0 轴承的极限转速，rmin； f1 载荷系数； f2载荷分布系数。如果轴承的许用转速不能满足使用要求，可采取某些改进措施，如改变润滑方法(采用喷油或油雾润滑)，改善冷却条件，提高轴承精度，适当增大轴承游隙，改用特殊轴承材料和特殊结构保持架等，都能有效地提高轴承的极限转速。 第四节 齿轮4.1齿轮传动的特点1)效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%99%，这对大功率传动有很大的经济意义。2）结构紧凑 比带、链传动所需的空间尺寸小3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。5）齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。 6）齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。 4.2齿轮传动机构的分类齿轮传动就装置形式分： 1）开式、半开式传动 在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。 2）闭式传动 而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体(机匣)的，这称为闭式齿轮传动(齿轮箱)。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。按齿面硬度分： 1）软齿面齿轮 轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC； 2）硬齿面齿轮 轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC。齿轮传动机构的分类按轴的相对位置平行轴齿轮传动机构相交轴齿轮传动机构、交错轴齿轮传动机构按齿线相对齿轮体母线相对位置直齿、斜齿、人字齿、曲线齿按齿廓曲线渐开线齿、摆线齿、圆弧齿按齿轮传动机构的工作条件闭式传动、开式传动、半开式传动按齿面硬度软齿面（350HB）、硬齿面（350HB）说明： 平行轴齿轮传动机构又称为平面齿轮传动机构. 相交轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构统称为空间齿轮传动机构. 闭式传动的齿轮封闭在箱体内，润滑良好；开式传动的齿轮是完全外露的，不能保证良好润滑；半开式传动的齿轮浸在油池内，装有防护罩，不封闭。 传动的基本要求： 在齿轮传动机构的研究、设计和生产中，一般要满足以下两个基本要求： 1.传动平稳-在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动及噪音尽量小。 2.承载能力大-在尺寸小、重量轻的前提下，要求轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长。4.3定轴齿轮系传动比计算齿轮系传动比即齿轮系中首轮与末轮角速度或转速之比。进行齿轮系传动比计算时除计算传动比大小外，一般还要确定首、末轮转向关系。一、 一对齿轮传动时传动比计算方法及主动轮从动轮转向关系主动轮从动轮转向1、传动比大小无论是圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮传动传动比均可用下式表示： 式中：1为主动轮，2为从动轮。对于齿轮齿条传动，若1表示齿轮1角速度，d1表示齿轮1分度圆直径，v2表示齿条的移动速度，存在以下关系： 2、主、从动轮之间的转向关系1） 画箭头法各种类型齿轮传动，主从动轮的转向关系均可用标箭头的方法确定。（1） 圆柱齿轮传动： 外啮合圆柱齿轮传动时，主从动轮转向相反，故表示其转向的箭头要么相向要么相背。内啮合圆柱齿轮传动时，主从动轮转向相同，故表示其转向的箭头相同。 （2） 圆锥齿轮传动： 圆锥齿轮传动时，与圆柱齿轮传动相同，箭头应同时指向啮合点或背离啮合点。圆柱齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆传动(3） 蜗杆传动： 蜗杆与蜗轮之间转向关系按左（右）手定则确定，同样可用画箭头法表示。 (4） 齿轮齿条传动： 齿轮齿条之间的转向关系可用画箭头法表示。 2）方法对于圆柱齿轮传动，从动轮与主动轮的转向关系可直接在传动比公式中表示即： 其中+号表示主从动轮转向相同，用于内啮合；号表示主从动轮转向相反，用于外啮合；对于圆锥齿轮传动和蜗杆传动，由于主从动轮运动不在同一平面内，因此不能用号法确定，圆锥齿轮传动、蜗杆传动和齿轮齿条传动只能用画箭头法确定。当外啮合齿轮为偶数对时，传动比为正号，表示轮系的首轮与末轮的转向相同。外啮合齿轮为奇数对时，传动比为负号，表示首轮与末轮的转向相反。式中等号右边的指数 3为该齿轮系中外啮合齿轮的对数，传动比i为负值，表示轮1与轮5的转向相反。齿轮系首轮与末轮的相对转向，也可用画箭头的方法来确定和验证，如图所示。由图中可以看出，轮1和轮5的转向相反。 二、平行定轴齿轮系传动比数值的计算 图示为各轴线平行的定轴轮系，输入轴与主动首轮1固联，输出轴与从动末轮5固联，所以该轮系传动比，就是输入轴与输出轴的转速比，其传动比i求法如下： （1） 由图可知齿轮动力传递线为： （12）（23）（34）（45） 上式括号内是一对啮合齿轮，其中轮1、2、3、4为主动轮，2、3、4、5为从动轮；以“”所联两轮表示啮合，以“”所联两轮同轴运转，它们的转速相等。 （2） 传动比i的大小 上式表明，该定轴齿轮系的传动比等于各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中各从动轮齿数的连乘积与各主动轮齿数的连乘积之比，其正负号取决于轮系中外啮合齿轮的对数。结论:定轴齿轮系传动比，在数值上等于组成该定轴齿轮系的各对啮合齿轮传动的连乘积，也等于首末轮之间各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。设定轴齿轮系首轮为1轮、末轮为K轮，定轴齿轮系传动比公式为： 式中，m为齿轮系中从轮1到轮k间，外啮合齿轮的对数。.第五节 弹簧5.1概述弹簧是一种应用很广泛的机械零件，在外载荷作用下能产生显著的弹性变形。弹簧的主要功能是弹性能力、缓冲吸振或储存能量，有时也用于测力装置。为了满足不同的工作要求，弹簧具有不同的类型。按形状可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、碟形弹簧、板弹簧、平面涡卷弹簧及环形弹簧等；按所受载荷情况可分为压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、弯曲弹簧等；按弹簧丝剖面形状可分为圆形、方形等。按负荷来分类: 区分类别 颜 色形状号 压 缩 比最 大压缩比使用寿命(30万次)使用寿命(50万次)轻小负荷浅深 大 小50%45%58%轻负荷红色40%36%48%中负荷蓝色32%28.8%38%重负荷绿色茶色24%21.6%28%极重负荷咖啡色20%18%24%备注(1)定数=压力/压缩比(kgfhnm) (2)压缩比=压缩量/自由长 ()塑料模具常用轻负荷和中负荷,优先使用中负荷.5.2弹簧选择一、弹簧选用原则:1.弹簧长度选择一般保证:在开模状态时弹簧的预缩量一般取值24mm(如遇特殊情况需加大预压时，视需要来确定压缩值);闭模状态弹簧压缩时小于或等于最大压缩量(最大压缩量 LA=弹簧自由长L*最大压缩比取值)。2.复合模
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号