托盘交换器及其随行夹具设计【10张图/12200字】【优秀机械毕业设计论文】
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文档包括:
说明书一份,37页,12200字左右.
图纸共10张,如下所示
A0-随行夹具装配.dwg
A0-工作台部件.dwg
A0-5张零件图.dwg
A3-夹具.dwg
A3-托盘.dwg
A3-转台.dwg
目 录
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论………………………………………………………………………………1
1.1 概述………………………………………………………………………………1
1.1.1选题背景 …………………………………………………………………1
1.1.2托盘交换器现在的研究状况 ……………………………………………1
1.1.3研究前景 …………………………………………………………………2
1.1.4研究对象 …………………………………………………………………2
第2章 总体方案的确定………………………………………………………………5
2.1 工作台传动机构的选择…………………………………………………………5
2.2 本章小结…………………………………………………………………………8
第3章 机床和加工零件的选择确定………………………………………………9
3.1 机床的选择…………………………………………………………9
3.2 加工零件的选择…………………………………………………………9
3.3 刀具的选择…………………………………………………………9
3.4 本章小结…………………………………………………………………10
第4章 托盘随行夹具的选择确定………………………………………………11
4.1 夹具的选择…………………………………………………………11
4.2 夹具的受力分析…………………………………………………………12
4.2.1夹具靠摩擦力固定工件…………………………………………………12
4.2.2铣削虎钳与托盘之间连接螺栓受力分析………………………………13
4.2.3托盘T型槽………………………………………………………………14
4.3 本章小结…………………………………………………………………………16
第5章 液压系统的设计………………………………………………………17
5.1 液压缸型号的选择………………………………………………………………17
5.2 主要参数的计算………………………………………………………………17
5.3 活塞杆的校核………………………………………………………………18
5.4 电动机型号确定………………………………………………………………19
5.5键的选择与校核………………………………………………………………19
5.5.1键的选择…………………………………………………………………19
5.5.2键强度的校核……………………………………………………………19
5.6本章小结…………………………………………………………………19
第6章 托盘交换器工作部分设计…………………………………………………20
6.1锥齿轮的结构设计………………………………………………………………20
6.1.1模数的选择………………………………………………………………20
6.1.2锥齿轮参数选择…………………………………………………………20
6.1.3锥齿轮齿根弯曲疲劳强度计算…………………………………………22
6.2圆柱齿轮的设计…………………………………………………………………23
6.2.1直齿圆柱齿轮设计计算…………………………………………………23
6.2.2直齿圆柱齿轮参数计算…………………………………………………24
6.3托盘定位拉紧一体化技术………………………………………………………26
6.3.1定位拉紧机构的设计……………………………………………………26
6.3.2夹紧机构强度校核………………………………………………………27
6.4托盘输送与夹紧…………………………………………………………………27
6.4.1 T型槽尺寸和螺栓的选择………………………………………………27
6.4.2夹具的设计………………………………………………………………29
6.5回转体……………………………………………………………………………30
6.5.1滑动轴承的选择…………………………………………………………30
6.6本章小结…………………………………………………………………32
结论………………………………………………………………………………………33
参考文献………………………………………………………………………………34
致谢………………………………………………………………………………………35
![托盘交换器及其随行夹具设计[3A0]](/images/A5927/A5927_2.gif)
- 内容简介：
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本科学生毕业设计 托盘交换器及其随行夹具设计 系部名称 ： 机电工程学院 专业班级 ： 机械设计制造及其自动化 08 学生姓名 ： 张西洋 指导教师 ： 李伟 职 称 ： 教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二一二 年六月 s 08 012黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 第 1 章 绪论 1 述 1 题背景 1 盘交换器现在的研究状况 1 究前景 2 究对象 2 第 2 章 总体方案的确定 5 作台传动机构的选择 5 章小结 8 第 3 章 机床和加工零件的选择确定 9 3 床的选择 9 工零件的选择 9 3 . 3 刀具的选择 9 章小结 10 第 4 章 托盘随行夹具的选择确定 11 4 . 1 夹具的选择 1 1 具的受力分析 12 具靠摩擦力固定工件 12 削虎钳与托盘之间连接螺栓受力分析 13 盘 14 章小结 16 第 5 章 液压 系统的设计 17 压缸型号的选择 17 要参数的计算 17 塞杆的校核 18 动机型号确定 19 黑龙江工程学院本科生毕业设计 的选择与校核 19 的选择 19 强度的校核 19 章小结 19 第 6 章 托盘交换器工作部分 设计 20 齿轮的结构设计 20 数的选择 20 齿轮参数选择 20 齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 22 柱齿轮的设计 23 齿圆柱齿轮设计计算 23 齿圆柱齿轮参数计算 24 盘定位拉紧一体化技术 26 位拉紧机构的设计 26 紧机构强度校核 27 盘输送与夹紧 27 型槽尺寸和 螺栓的选择 27 具的设计 29 转体 30 动轴承的选择 30 章小结 32 结论 33 参考文献 34 致谢 35 黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 本设计的目的是要设计出 经常 用于加工中心的托盘自动交换装置 ,简称 （ 。该机构应该实现托盘的自动交换以及托盘的传输，完成待加工工件和已加工工件之间的自动交换。具体方法是参考资料， 对国 内外现状进行分析研究及对托盘交换器及其随行夹具的结构 设计 和 计算 ，最后利用计算出的结果绘制出托盘交换机构 的装配图 ，随行夹具 的零件图 和输送机构的装配图 及一些 重要的零件图。 本设计最终实现了托板的升起下降和回转进而使托盘带动的夹具和夹紧的已加工和待加工工件之间的交换，实现了回转体对托盘的自动拉紧，以及对滑台在工作台上 的固定。本设计的说明书 ，装配图，零件图 和 液压图 详细的说明了本机构的工作原理和设计的全过程 。 关键词： 柔性 ； 托盘 ； 夹具 ； 随行 ；系统 I 黑龙江工程学院本科生毕业设计 he of is to a (is of is of of of so as to of of on of of in 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 述 题背景 本文主要研究了回转式托盘交换其及其随行夹具的设计，此机构可以减少加工时间，提高加工效率。 尤其对于小工件，不论是金切加工还是电加工，均可多工件一次装卡加工，节约大量的换刀时间以及 刀具 快进快退时间，生产工艺节拍大大缩短，在满足生产的基础之上减少了设备数量，对那些前期投入不足或者车间非常狭小的厂家来讲，具有明显的意义。 可减少 工件装夹次数，避免工作多次定位所产生的 积累误差，节省辅助时间，实现高质、高效加工。在科技发达的今天， 选择此课题，可以节省加工时间提高效率，为当今机械行业高速发展做点帮助。 盘交换器现在的研究状况 由韩国籍李兑浩，金厂镐，催玄珍发明设计的，由李兑浩申请的发明专利 自动托盘交换器在一体地形成有叶片的轴和用于限制叶片的旋转的制动器之间提供和收回液压油，以便形成有叶片的轴通过液压油的压力旋转，该自动托盘交换器还在容纳轴和制动器的壳体和轴的上下液压板之间提供和收回液压油，以便轴通过液压油的压力上下运动，由此 托盘与轴的运动有机地联系在一起。 该 自动托盘交换器（ 包括：可旋转圆柱形中空轴；上液压板和下液压板，其分别设置于轴的上侧和下侧，与轴形成一体；叶片，其设置于上液压板和下液压板之间以包围轴的外表面的一部分，且与轴形成一体；制动器，设置于轴的外表面，以限制轴的旋转；壳体，用于容纳轴和制动器，还具有液压提供口；固定臂，连接到壳体以固定制动器；托盘，与轴互锁以上、下、左、右运动。 由日本人 船越晃 和 藤元明彦 发明设计的 日本山梨 申请的 发那科株式会社 享有专利的托盘交换器夹紧机构 中，一种托盘交换器夹紧机构将工件安装托 盘夹紧到工作台和将工件安装托盘从工作台松开，该托盘交换器夹紧机构包括工件安装托盘，工件安装托盘传送到工作台和从工作台移走的方向与其夹紧和松开的移动方向相同。当将其夹紧到工作台或从工作台移走时，工件安装托盘在平行于工作台的平面上移动。 托盘交换器在一些机床中的应用： 27152 178 伸缩式主轴以提高机床加工范围、多用性及刚性，每一种型号各配置一个内置回转工作台，最小黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 承重达 13608盘尺寸为 1219219 1524 743 工件自动上（ 下 ） 料能够在机床保持连续切削的状态下完成。 列镗铣中心提供不同规格的回转工作和托盘承载能力；其托盘交换系统对于每一种型号的机床都是标准配置。工件上 （ 下 ） 料在重型双托盘滑台上自动运行。 沈阳第一机床厂 开发研的 速卧式加工中心是集高速、高精及高可靠性等特点于一体，并具有双托盘交换功能，广泛适用于汽车、摩托车、仪表、液压件等行业，是箱体、壳体、阀体等零部件加工的理想设备，尤其适合汽车发动机缸体、缸盖、变速箱壳体等零件的成套加工生产线。 起 独特的托盘交换器结构，不但 保证了托盘交换的快速性和准确性，也极大的降低了客户将来换件维修的费用。 床强力切削及高精度 - 此为新型 系列的卧式加工范围 。机床的长行程达 800 x 800 x 800 且具有较小的装夹尺寸，快移速度可达 60 m/独特 刀具 设计的 托盘 交换器 ，为该机床特色。使用具有 8,000 1,075 矩 的 传动轴 扭矩， 0 H 符合强力切削所有的要求。动托盘交换器 是 旋转式托盘交换器标配两个托盘，旋转式托盘存储选配额外 4 个托盘 。 究前景 如今机械行业仍旧对人类的生活十分重要，人类离不开机械，生活离不开机械，任何一个行业都需要机械作为保障。科技发展，要求生产效率提高，同样的时 间要求加工出更多的零件，同样的零件要求占用的工时尽量缩短，以此才可以适应当今社会的快速发展。 本设计 研究的课题正是服务于机械行业，更是服务于人类。该机构既减少工人的工作量还可以减少工序，让加工更为简单，操作更为容易。这种适应社会和人类需求的产品一定会有很好的研究前景。 究对象 1、 托盘 在柔性物流系统中，工件一般是用夹具定位加紧的，而夹具被安装在托盘上。为了使工件在整个 有效地完成任务，系统中所有的机床和托盘必须统一接口。托盘结构形状一般类似于加工中心的工作台，通常为正方形结构，它带有 大倒角的棱边和 T 型槽，以及用于夹具定位夹紧的凸榫。有的物流系统也使用圆形托盘。 2、 托盘交换器 托盘交换器 是加工中心中最为常见的换料装置，他不仅是加工系统与物流系统间的工件传输上的那个接口，也起到物流系统工件的作用。托盘交换器在机床单机运行时是加工中心的一个辅助件，但在 整体功能分析上 ，他完成或协助完成物料黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 （工件）的装卸与交换，并起缓冲作用，因此，从系统分析出发，又可以把它划为物流系统，通常托盘交换器，刀库及换刀机械手都由加工设备数控系统的可编程序控制器控制，驱动源有液压，气压，电能。交换托盘应允许 手动操作以适应维修和调整用。 托盘交换器一般有回转式托盘交换器和往复式托盘交换器两种。 （ 1） 回转式托盘交换器 回转式托盘交换器通常与分度工作台相似，有两位，四位和多位形式。多位的托盘交换器可以存储若干工件，所以特称缓冲工作站和起盘库。两位的回转式托盘交换器其上有两条平行的导轨供托盘移动导向用，托盘的移动和交换器的回转通常由液压驱动。这种托盘交换器有两个工作位置，机床加工完毕后，交换器从机床工作台移出装有工件的托盘，然后旋转 180 度，将装有未加工的工件的托盘再送到机床的加工位置。 如图 回转式托盘交换器 。 图 转托盘交换器 （ 2） 往复式托盘交换器 往复式托盘交换器的基本形式是一种两托盘的交换装置。有无托盘的往复式托盘交换器，他有一个托盘库和一个托盘交换器组成。当机床加工完毕后，工作台横向移动到卸料位置，将装有已经加工的托盘一直拖到盘库的空位上，然后工作台横向移动到装料机构位置，托盘交换器再将待加工的工件移到工作台上。带有托盘库的交换装置允许在机床前形成一个小的工件队列，起到小型中间储料库的作用，以补偿随机或非同步生产的节 拍差异。由于设置了托盘交换器，使工件的装卸时间大幅度减缩。 如图 往复式托盘交换器。 3、 随行夹具 随行夹具的特点是灵活多变，可大大缩短生产准备周期；元件可重复使用，制造， 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 管理方便，长期经济性好；易于实现计算机辅助工艺设计。目前使用的随行夹具有两种基本类型，即槽系组合夹具 和 孔系组合夹具。槽系组合夹具元件间靠键和槽定位， 而孔系组合夹具则靠孔与销定位。由于孔系组合夹具与槽系组合夹具相比于有精度高，刚性好，易组装，可便利地提供数控编程原点，在柔性制造系统中得到广泛应用。 图 复式托盘交换器 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 总体方案的确定 作台驱动机构的选择 一台精密卧式加工中心的研制，需要为该加工中心选配一台交换工作台。目前市场上有多种交换工作台驱动机构，能否在这类交换台驱动机构中选择一种适合机床工作要求的型式，很有实际意义。 1、 利用回转工作台伺服电机驱动交换台 这种交换台采用的是利用回转工作台伺服电机来驱动托板交换的方法，与其它驱动方式相比，省去了一套转动的驱动装置，使设备结构简单化，托板的转动由回转工作台的伺服电机提供动力源，设备成本 低，伺服电机定位精准，交换精度高。种交换台的滑台安装在床身上，通过控制装置驱动在床身上滑动，滑台的侧面固定有伺服电机，上面装有回转工作台，回转工作台上部设有回转体，伺服电机与回转体之间设有传动机构。床身上固定有支撑架，支撑架上装有升降机构，采用液压方式提升。升降机构上装有转动托板，转动托板的两端分别与回转体、托盘 1和固定在支撑架上的托架、托盘 5相配。待加工工件固定在托盘 1上并置于托架上。回转体上装有齿轮 6，它与回转体通过螺钉固定联结。在转动托板底面固定有与齿轮 3相啮合的齿轮 6，当升降机构 带动转动托板上升后，两齿轮相互啮合，当升降机带动转动托板下降后，两齿轮纵向错开，相互离开。工作时被加工的工件固定在托盘 5上，托盘 5置于回转体上并通过回转工作台中的锁紧机构锁定，通过滑台的移动将托盘 5及其上的工件移至加工区， 加工 完成后，回转工作台返回 ； 使回转工作台进入回转托板一端的下方，再通过升降机构使转动托板连同托盘 1、 5上移，使齿轮 3与齿轮 6相互啮合，通过齿轮 6的传动带动齿轮 3、转动托板转动，将托盘 5及其上的已加工工件和托盘 1及其上的待加工工件交换位置，然后下落，待加工工件与回转体锁定固定，通过滑台移至加 工区进行加工，已加工的工件及托盘置于托架上，可取下已加工工件，换为下一个待加工工件，再等待下一次的交换动作。这种装置虽然结构简单，但也有其缺点。由于采用大齿轮传动，制造装配要求高，并且大齿轮暴露在工作台面下，铁屑容易挤入齿面啮合区，造成齿轮磨损。目前这种回转台实际应用不多，但如果能解决好齿轮防护问题，仍不失为一种可供选择的方案。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 1、 3、 图 转式托盘交 换机构 2、 利用液压驱动交换台 利用液压来驱动托板的交换台与其它交换台相比，液压装置通过设置溢流阀等易于实现过载保护，同时液压件能自行润滑，使用寿命长，并且液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。这种交换台与上述利用回转工作台伺服电机来驱动的交换台实施方式基本相同。根据图 换台回转时，提升活塞在液压力作用下上升，抬起转动托板，随之也将两托盘抬起。这时，回转油缸筒一端进油，推动活塞即齿条移动，齿条随即驱动与其相啮合的齿轮盘转动，齿轮盘与中心轴连接在一起，这样也就带动交换台 实现回转。交换台回转到位后，将两托盘及其工件交换位置后落下，然后与图 加工工件与回转体锁定固定，通过滑 台移至加工区进行加工，已加工的工件及托盘置于托架上，可取下已加工工件后再换为下一个待加工工件，等待下一次的交换动作。图 交换台需要回转时，液压油通过油缸油管接头开始进油。液压油作用于齿条端部的水平活塞上，使齿条在足够的推力下移动，从而推动工作台回转。齿条的行程是由工作台回转的角度决定的，由于该交换台只有 2个工位，每次交换都是旋转 180度 ，这就要 求齿条的行程简单但必须十分准确。为此采用了死挡铁，死挡铁采用螺栓形式，旋转死挡铁可以调节其在油缸筒内的伸出长度，使齿条的行程准确达到工作台回转所需的行程要求。当齿条端面碰到死挡铁时，工作台停止回转。工作台在回转与停止时，工作台及其上面安装的工件回转惯量及加、减速度要求具有很大的回转力，回转力是由齿轮盘传给齿条的，在齿轮盘把动力传给齿条时，齿条与齿轮之间黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 将产生相当大的推力，而齿条上的推力会使油缸筒产生弯曲变形，为了预防此情况产生，采用 4根与油缸筒平行的加固铁棒，成 90度 。均布在油缸筒四周，以便增强油缸筒的刚度 防止其弯曲变形。此外，还可通过调节活塞接近运动终点时的供油压力和流量的方法来实现缓冲，活塞运动开始供给全油量，而到活塞运动接近终点时逐渐减少供油流量。这样活塞在大部分的行程中高速运动而当接近运动终点时速度下降为较小的恒定速度，这样既保障了控制过程的迅速和敏捷，也减轻了活塞高速运动对缸体的冲击。液压传动是一种应用广泛的方法，以液压油为工作介质，传动机构众多，可实行远距离传动，但需要配套液压站，一些相对运动表面间易产生漏油。现在，有些加工中心利用伺服电机来驱动交换台，避免了液压漏油。 A 图 压驱动台的回转机构 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 3、 利用伺服电机驱动交换台 这种交换台同其它交换台的工作方式基本相同，具有占地面积小、交换速度快、精度较高等特点，是今后此类产品发展的趋势。根据图 换台通过齿轮箱变速来达到交换台工作的目的。交换台回转时，提升活塞在液压力作用下上升，抬起转动托 板，随之也将两托盘抬起，这时，伺服电机根据指令回转，带动齿轮轴旋转。齿轮轴又带动齿轮盘，齿轮盘与中心轴连接在一起，也就带动交换台实现回转。齿轮盘和提升活塞采用销连接，在交换台转动时，只需提升活塞，而齿轮盘的上下自由度被限制，只能同提升活塞一起绕中心轴旋转，这样就提高了传动精度。工作台回转到位后，将两托盘及其工件交换位置后落下，然后同图 加工工件与回转体锁定固定，通过滑台移至加工区进行加工，已加工的工件及托盘置于托架上，可取下已加工工件再换为下一个待加工工件，等待下一次的交换动作。这种交换台由于其 优越的性能，已经越来越多地应用于加工中心，但其价格比上述 2种驱动机构要高。 图 服电机式回转机构 综上所诉选择方案 1。 章小结 本章主要介绍了总体方案的选择，对整体设计定个方向，为以后的设计做好铺垫，总体方案一定，设计内容就要围绕此方案来进行设计。 总体方案对于一个设计来说非常重要，方案确定了设计的方向，如何去设计，所以在进行设计之前应该首先确定总体方案 ，并且应该列出多种方案，通过对比论证选择最合适的方案。本设计通过对比三个方案，方案一最适合 本 设计，接下来的设计内容，计算过程都是围绕方案一来进行的。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 机床和加工零件的选择确定 床的选择 选择 机床为卧式升降台式铣床： 工作面积 425 2000 。主轴转速 18数 20，主电动机 11动机总功率 如图 示为 床。 工零件确定 工件是长 ： L=300： B=80高 ： h=80材料 35 号钢。 5 3 0 M P 。 具选择 铣削深度取， t=5削宽度为 ， B=45铣刀直径 ， D=80具为圆柱铣刀，铣削方法为顺铣。 铣削力： = P F S 切 均其中： M m / zm m / 均单 位 面 积 切 削 分 力 ；: 圆 周 切 削 力 ；： 切 削 的 平 均 横 截 面 积 ；： 铣 刀 直 径 ；： 每 齿 进 给 量 ；： 铣 削 深 度 ；： 铣 削 宽 度 ；： 接 触 角 ；2255s i n = 2 - 2 0 . 4 8 48 0 8 0 （ = （ m m / （ = 0 4 2 m （ P 取根据参考文献 6取 . 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 铣 刀 齿 数 计 算 1 2 . 6 c o 。Z=T= （ 为 螺 旋 角 根据参考文献 5取 ， = 4 0 。 ， 粗 齿 。 1 2 . 6 8 0 c o s 4 0= = 7 . 7 28 0 + 4 5 。 （ = zB t S F P D 切 均 （ 6 0 0 4 5 5 0 . 0 5 8= 1 0 = 2 1 4 9 . 7 1 4 8 0P 切 （ 顺 铣 ， 圆 柱 铣 刀 。由参考文献 6得， = 0 切平 （ = 0 0 . 8 2 1 4 9 . 7 = 1 7 1 9 . 7 6 切平取 = 0 . 7 5 0 切垂 直 压 向 工 件 （ = 0 . 7 5 2 1 4 9 . 7 = 1 6 1 2 . 3 垂 直 （ 章小结 本章主要介绍了本设计的两大主要内容， 机床和零件。 机床和零件的确定是本设计的关键，只有确定了机床才可以确定工作台的尺寸，加工功率，切削力 ， T 型槽的宽度，个数，间距 等问题；确定了零件的尺寸，材料，形状才可以确定加工方式，夹具类型，夹紧方法 ，夹具的大小 等一 系列 问题。本设计选择了 床和长：L=300： B=80高 ： h=80材料 为 35 号钢的工件。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 第 4 章 托盘随行夹具的选择确定 具的选择 采用机用老虎钳 1、 平口钳的用途 平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。它是 铣床 、 钻床的随机附件。将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。 2、 平口钳的工作原理 用扳手转动 丝杠 ，通过丝杠螺母带动活动 钳身移动，形成对工件的加紧与松开。被夹工件的尺寸不得超过 70 毫米。 3、 平口钳的构造 平口钳的装配结构是可拆卸的 螺纹连接 和 销连接 ；活动钳身的直线运动是由螺旋运动转变的；工作表面是螺旋副、导轨副及间隙配合的轴和孔的摩擦面。由 图 见，平口 钳组成简练，结构紧凑。 图 用虎钳 4、 注意事项 （ 1） 、 工件的被加工面必须高出钳口，否则就要用平行垫铁垫高工件。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 （ 2）、 为了能装夹得牢固，防止刨削时工件松动，必须把比较干整的平面贴紧在垫铁和钳口上。要使工件贴紧在垫铁上，应该一面夹紧，一面用手锤轻击工件的子面，光洁的平面要用铜棒进行敲击以防止敲伤光洁表面。 5、 特点 （ 1） 为了不使钳口损坏和保持已加工表面，夹紧工件时在钳口处垫上铜片。用手挪动垫铁以检查夹紧程度，如有松动，说明工件与垫铁之间贴合不好，应该松开平口钳重新夹紧 。 （ 2） 刚性不足的： 工件需要支实，以免夹紧力使工件变形。 具的受力分析 具靠摩擦力固定工件 = （ 0 系 数 取 1= 2 = = P P F P 切压 切 压总 垂 垂（ 1 2 1 4 9 . 7= - 1 6 1 2 . 3 = 4 5 6 8 . 1 . 2F 压（ 0 应 该 分 别 承 受 大 小 的 轴 向 力 ， 丝 杠 直 径 204 （ 0 4（ 1. 51 1 取 （ 紧 连 接 不 控 制 预 紧 力 ： = （ =b 抗 拉 强 度 4 5 s = 4材 料 ： 普 通 碳 素 钢 号 钢 ： 取 1 5 0 M （ 04 4 5 6 8 . 1 = 3 8 m 1 4 1 5 0D黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 7 2 - 3不 符 合 参 考 文 献 表 4 0 = 9 8 0 M P 材 料 为 980= = 2 3 . 7 5 m m 2 4 m 取 削虎钳与托盘之间连接螺栓受力分析 根据参考文 5表 212160选 虎 钳 型 号 为 ： Q， 4 0 4 2 3 0 1 5 5外 形 尺 寸 ，1 6 m 螺 栓 直 径 ， 螺 栓 强 度 校 核 。 如图 示，该图表示虎钳与托盘之间靠螺栓连接，螺栓 1 和 2 收倾覆力矩作用，1 端放松， 2 端拉伸。对螺栓进行受力分析。 m a xm a x 2212 (1 8 5 = 1 7 1 9 1 8 5 = 3 1 8 1 5 5 . 6 N m 平 (3 1 8 1 5 5 . 6 1 3 8 3 . 3 1 5F (F。预 紧 力 ： m 平。 (= =, =1m 1 . 1 1 7 1 9 . 7 6 = 5 7 6 4 . 4 7 1 2 1F 。 + 1 5 7 6 4 . 4 7 1 3 8 3 . 3 1 7 1 4 7 . 7 6 F 。 ( 214 (1 6 4 0 料, =785 785= = = 6 5 4 M P 2s (1=16 . 21 7 1 4 7 . 7 6 4= = 8 5 . 3 2 M P a 6 5 4 M P 1 4 1 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 合格 图 力分析图 盘 T 型槽 根据 参考文献 5表 2 图 型槽尺寸 示意图 A 取 18， B 取 30， C 取 12， H 取 30 根据 参考文献 7 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 图 意图 图 型槽用螺栓 示意图 查表得 K=10,s=24,e=l=30l 取 50 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 章小结 确定好加工工件以后，就要确定用什么夹具来夹紧工件，机用虎钳是日常生活中最常见的夹具，为了减少成本我不去重新设计新型的夹具而采用机用老虎钳来夹紧工件。托盘有 来固定机用虎钳。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 第 5 章 控制 系统的设计 压缸型号的选择 如图 示，选择单活塞液压缸。 图 活 塞液压缸 估取m 9 0 0 0 载荷 1900 要参数计算 欲取1=3杆腔与有杆腔的有效面积1 2 1 2 A A与 应 满 足即活塞杆直径 间满足 d=取背压2 取液压缸机械效率 可得液压缸无杆 腔的有效面积 642190001 0 . 30 . 9 3 1 02 217 4 . 0 7 1 0 （ 得液压缸内径 414 4 7 4 . 0 7 1 0 0 . 0 9 7 m 9 7 m （ 按 348 7将液压缸内径圆整为 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 1 0 0 m m 1 0 c 因122,活塞杆直径为 0 . 7 1 0 . 7 1 1 0 0 7 1 m （ 圆整为 : 7 0 m m 7 c 则液压缸实际有效面积为： 22210 7 8 . 5 0 c （ 2 2 2 2 22 1 0 7 4 0 . 0 4 c d （ 212 3 8 . 4 6 c A （ 由于升起速度很低，故： v （ 对钢的结构尺寸进行检验取调速阀的最小稳定流量： m i n 5 0 m L / m i 和活塞最小进给速度： m i n 0 m / m i 代入 2m i nm i 5 c （ 可满足要求。 液压缸的实际工作压力 642261 4119000 0 . 3 1 0 4 0 . 0 4 1 00 . 9 2 . 8 4 1 0 M P . 5 1 0 （ 单个液压缸需求的最大流量 要求活塞升起速度 4m / 231 m i n 2 m a x 4 0 . 0 4 4 1 0 1 6 0 1 6 c m / m i n 1 6 . 0 2 m L / m i v （ 塞杆的校核 m a 1 9 0 0 0 4 . 9 M P 1 4 7 0F d （ 45 号钢： 2 3 0 M P a 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 合格 动机型号确定 设计电动机转动一秒钟 则转盘转动一圈，选用转速为 720r/电动机，选取电动机型号为 的选择与校核 的选择 电动机与小锥齿轮之间靠键来周向固定，需要对 键进行选择，发动机的伸出轴的直径 d=2 8 ，电动机伸出轴 110长取 80 对键进行强度校核 强度校核 键的校核 公式 ： 32 1 0k （ 52 0 . 5 3 1 0 0 . 8 3 M P a 0 . 8 3 M P 2 8 0 4 章小结 升起机构用液压系统来实现升降，要求运动精度比较高，能够确保齿轮啮合完全。并且液压系统能够完成计算内的升降 范围就可以，升起后停止的时间非常短，只需要托板转动 180 度既可以。 本设计在回转台旋转部位需要电动机来提供动力来实现转台的旋转，病带动托盘转动，要求电动机 转动一秒钟 则转盘转动一圈，于是在设计齿轮时使 大锥齿轮 与 小 锥齿轮之间的传动比为 4，小直齿轮与大直齿轮之间的传动比为 级传动，传动比为 12，所以选择电动机的转速 720r/里电动机伸出轴与小锥齿轮之间靠键来周向固定。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 第 6 章 托盘交换器工作部分 设计 齿轮的结构设计 数的选择 齿轮的模数是根据传动功率、扭 矩等选择的。可以用类比法（参照类似的设备、机械装置，传动功率、转速相近，使用条件相近，有可比性）初选齿轮模数，进行齿轮、轴，等零件的总体结构设计，包括选择轴承、齿轮精度等。边进行结构（尺寸）设计边校核齿轮、轴、轴承的强度等。如果， “ 所有的 ” 强度满足使用条件，则继续完成结构设计；如果，有 “ 一个 ” 不满足的，需要修改设计方案或者重新选择高强度材料，重新校核强度，直到满足为止，继续完成结构设计。 我国规定的标准模数系列表 : 表 准模数 第一系列 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 第二系列 8 14 18 22 36 45 注 :选用模数时 ,应优先采用第一系列 ,其次是第二系列 ,括号内的模数尽可能不用。 所以估取 , 1 2 1 21 0 , 2 0 , 8 0 , 4m z z i 则122 0 0 m m , 8 0 0 m 齿 轮参数计算 锥距： 2 2 2 21211 2 0 0 8 0 0 4 1 2 m d d （ 齿宽： 1 3 7 m （ 分度圆： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 1 1 2c o t c o t 4 1 4a r c i a r c 。（ 21= 9 0 - = 7 6。 。（ 齿顶高： *= = 1 1 0 = 1 0 m h m （ 齿根高： * 1 0 . 2 1 0 1 2 m h c m （ 顶隙： * 0 . 2 1 0 2 m mc c m （ 分度圆直径： 1 1 2 22 0 0 m m , 8 0 0 m md z m d z m （ 齿顶圆直径： 1 1 12 c o s 2 0 0 2 1 0 c o s 1 4 = 2 1 9 m d h 。（ 2 2 22 c o s 8 0 0 2 1 0 c o s 7 6 = 8 0 4 . 8 m d h 。（ 齿根圆直径： 1 1 12 c o s 2 0 0 2 1 2 c o s 1 4 1 7 6 m d h 。（ 2 2 22 c o s 8 0 0 2 1 2 c o s 7 6 = 7 8 8 m d h 。（ 齿顶角 1 2 1 1 . 6 7 2a a f 。 。（ 齿根圆 1212a r c t a n a r c t a n 1 . 6 7412 。 （ 齿 顶 圆 锥 角 ： 1 1 1 1 4 1 . 6 7 1 5 . 6 7 1 6 。 。（ 2 2 2= + 7 6 1 . 6 7 7 7 . 6 7 7 8 。（ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 齿 根 圆 锥 角 ： 1 1 1 1 4 1 . 6 7 1 2 . 3 3 。（ 2 2 2 7 6 1 . 6 7 7 4 . 3 3 。（ 分 度 圆 齿 厚 ： 3 . 1 4 1 0 1 5 . 7 m （ :当 量 齿 数 11120 2 0 . 6 2 1c o s c o s 1 4 。（ 22280 = 3 3 3 . 3c o s c o s 7 6。（ 结 构 尺 寸 ： 1 6 m （ 齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 一般的直齿锥齿轮制造精度低，因而可以认为在啮合过程中载荷仅有一对相啮合的齿来承担，故可以不考虑齿间载荷分配问题，也可以忽略重合度的影响，即在计算中略去系数 K。这样，载荷系数 K K（ 式中的 K查表， 1 , 1 . 1 , 1 . 6 5 K （ 1 1 . 1 1 . 6 5 1 . 8 K K （ 扭矩 5 5 511 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 4 0 . 5 3 1 0 N m （ 查表得 1 1 22 . 7 6 , 1 . 5 6 , 2 . 0 6 , 1 . 9 7F a s a F a s Y Y （ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 小锥齿轮材料选取 40质 )，硬度为 280锥齿轮材料为 45 号钢（ 调质）硬度为 240者材料硬度差为 40 取 齿根弯曲疲劳强度计算公式为： 13 2 22141 0 . 5 1F a s （ :F a s 算 大 小 锥 齿 轮 的 比 较 111 2 . 7 6 1 . 5 6 0 . 0 1 83 0 3 . 5 7F a s （ 222 2 . 0 6 1 . 9 7 0 . 0 1 62 3 8 . 8 6F a s （ 0 8 0 6 ,小锥齿轮数值大。 查 表 得 ， 1 5 0 0 M P 小 锥 齿 轮 弯 曲 疲 劳 强 度2 3 8 0 M P 大 锥 齿 轮 弯 曲 疲 劳 强 度120 . 8 5 , = 0 F 111 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 7 M P 4F N F S ( 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 6 M P 4F N F S (则： 53 2 222 1 . 8 0 . 5 3 1 0 0 . 0 8 2 . 7 90 . 2 5 1 0 . 5 0 . 2 5 2 0 4 1m (满足要求。 柱齿轮 的 设计 齿 圆柱齿轮的设计计算 - 传动比： 21213zi z (模数取 m=10 黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 查表，齿宽系数 中 心 距 ： 12= + = 7 0 0 m z z (齿 轮 齿 数 ： 12= 34, =105分 度 圆 直 径 ： 1 1 2 23 5 0 m m , 1 0 5 0 m md m z d m z (传 动 效 率 ： = 转 矩 ： 5521 3 0 . 9 0 . 5 3 1 0 N m m 1 . 4 3 1 0 N m mT i T ( 4 0 r , 2 8 0 H B S , 4 5 2 4 0 H B 轮 材 料 :C 硬 度 为 大 齿 轮 材 料 为 号 钢 调 质 ， 硬 度 为 查 表 得 ， 1 3 0 3 . 7 M P ， 2 2 3 8 . 8 6 M P a 1 1 . 1 2 1
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