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圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计【10张图/11100字】【优秀机械毕业设计论文】

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圆柱 螺旋弹簧 测力 分选 结构设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述：

文档包括:
说明书一份，46页。11100字。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共10张，如下所示
A0-装配图.DWG
A3-底座.DWG
A3-气缸.DWG
A4-GB／T276-94深沟球轴承61800-2RZ.DWG
A4-GB／T292-94角接触球轴承B7200C.DWG
A4-分料盘.DWG
A4-大齿轮.DWG
A4-电动机.DWG
A4-轴.dwg
A4-键2.DWG

目录
摘要.........................................................I
Abstract....................................................II
第1章 绪论.................................................4
1.1 课题研究目的及意义...................................4
1.2分选机分选方式研究....................................6
1.3课题国内外现状........................................6
1.3.1国外分选机研究现状.................................6
1.3.2国内分选机研究现状................................. 7
1.4存在问题...............................................7
第2章 方案的选择与设计.................................9
2.1本课题的设计任务......................................9
2.2圆柱螺旋弹簧分选机的设计思路.........................9
2.3送料机构..............................................10
2.4加力与检测机构.......................................11
2.5落料分选机构..........................................12
第3章 总体的机构设计...................................14
第4章 弹簧分选机零件结构设计.........................16
4.1齿轮的选择设计.......................................16
4.2夹持轴承与轴的连接的夹具的选择......................17
4.2.1上夹具的设计.......................................17
4.2.2下夹具的设计.......................................19
4.3气缸的设计选择.......................................20
4.4传动轴的选择设计.....................................22
4.5轴承的选择设计.......................................24
4.5.1原动部分装配所选用的轴承...........................24
4.5.2 执行部分装配所选用的轴承..........................26
4.6其他主要零部件的设计.................................28
4.6.1键的选择设计.......................................28
4.6.2轴套的选择设计....................................28
4.6.3电动机的选择设计...................................29
4.6.4分料盘的设计.......................................31
4.6.5底座的设计................................ 32
第5章 校核计算.................................34
5.1底座上板的受力分析与弯曲应力计算...................34
5.2 轴受力分析与应力计算.............................. 36
总结............................................39
致谢............................................41
参考文献........................................42
附录............................................43

摘 要
弹簧的应用十分广泛可以说是各种机械、电器 、化工等产品的关键零件。凡是承受变载荷的弹簧，在企业内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证，行业抽检和工艺调整环节中，必须进行性能检测。所以弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，测力是检测的主要内容之一。弹簧测力分选机是在基于工业进程高速发展的今天，结合圆柱螺旋弹簧的需求量和生产企业需求的前提下所应运而生的。本论文主要是对分选机的机械结构进行研究,设计，实验与制造。
此弹簧分选机是针对大批量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照预先规定的指标进行测试自动筛选出合格与不合格产品，并在不合格产品范围内依据是否可以修复将弹簧进一步细分，自动流入不同料箱，以此应用与不同场合。这种弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上，针对汽车、摩托车离合器弹簧生产制造工艺设计的，适用于各种类型的圆柱螺旋弹簧的分选。
本论文首先论述螺旋弹簧分选机的分选方式以及国内外分选机的研究现状和设备的性能优缺点，结合课题背景，提出本论文的主要研究内容。在对弹簧特点与控制需求进行分析的基础上，提出了分选机机械结构的方案设计。
在论文中所研究和设计的圆柱螺旋弹簧分选机，满足功能要求，解决了弹簧生产过程中的实际问题，提高了生产与检测效率，为以后此类设备的设计提供了借鉴作用。

关键词：圆柱螺旋弹簧; 分选机; 弹性系数

Abstract
Spring testing is the phase of the production process essential working procedure, load is one of the main content of detection. Spring load separator is in today's rapid development based on industrial process, in combination with the demand and production of cylindrical helical spring under the premise of enterprise requirements arises at the historic moment. This thesis mainly is the study of mechanical structure of the separator, the design, the experiments and manufacture.
This spring sorting machine is for mass production according to the elastic coefficient of the spring, in accordance with the prescribed index test automatically select the qualified and unqualified products, and within the scope of the unqualified products according to whether can repair will spring further subdivided, automatic into the different material box, with different situations in application. The spring separator is installed in the spring section of online detection technology, in the process of machining for automobile, motorcycle clutch spring manufacturing process design, suitable for various types of cylindrical helical spring sorting.
This paper first expounds the separation method of helical spring sorting machine and the performance of the domestic and foreign research situation of the separator and equipment advantages and disadvantages, combined with the project background, puts forward the main research content of this paper. On the analysis of the demand and control characteristics of the spring, on the basis of sorting machine mechanical structure design are put forward.
In the thesis the research and design of cylindrical helical spring sorting machine, meet the functional requirements, solved the practical problems in the process of producing spring, improve the efficiency of the production and testing, design provides a reference for such a facility.

Keywords: Cylindrical helical spring; separator; Modulus of elasticity

主要内容：
1）查阅文献资料15篇以上、翻译不少于五千印刷符的英文资料；
2）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构方案论证；
3）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计，绘制图纸；
4）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析；
5）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计说明书。

主要任务及基本要求（包括指定的参考资料）：
主要任务及基本要求：
1）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构全套图纸； 一套
2）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析计算报告； 一份
3）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计说明书； 一份
4）翻译不少于5000印刷符的英文资料。 一份
参考文献
【1】张伟 苏惠芳 顾国宝. WGTF-500型弹簧负荷分选机的研制[J]. 浙江丝绸工学院机电系,浙江丝绸工学院机电系,浙江丝绸工学院办工厂, 2006, 03(6) : 31-36, 39
【2】邹安阳 张建钢 乔桥 张链.弹簧分选机的机构设计及控制原理研究[J].机电系，2007(3):38-40
【3】谢一明 郭志勇. 弹簧自动测力分选包装机[J].包装与食品机械 1995,001
【4】卞宗林,等.国内弹簧高新技术(材料)的发展[J].弹簧工程,2000,(4):3-5.
【5】乔桥 张建钢 邹安阳. 基于PC104 工业控制环境的弹簧分选测试系统设计[J]. 制造业自动化,2012,(4):68-74.
【6】徐树兴 王宝光 郑义中. 螺旋弹簧自由高度在线自动分选技术[J]. 新技术新工艺,1992,(3):27-28.
【7】李祝强 郭松涛. 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计[J]. 重庆大学, 2010-05-01
【8】赵炳炎 王光导. 微机控制1000N弹簧负荷分选机简介[J]. 弹簧工程,1991,004 
【9】王为 宋庭新 魏兵.一种基于PC104的弹簧分选控制系统设计[J]. 湖北工业大学
【10】傅华栋 李维荣 丁宝平 姜膺. 圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的开发[J]. 机电产品开发与创新,2007,005
【11】孙恒 陈作模 葛文杰. 机械原理 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第七版，高等教育出版社，2006.5
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【13】周建方等.材料力学 机械工业出版社，普通高等教育机电类规划教材，2002.1
【14】机械制图 大连理工大学工程图学教研室编，第六版，高等教育出版社，2007.7
【15】孔凌嘉主编.简明机械设计手册[M].北京:北京理工大学出版社, 2008


圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计

















内容简介：
季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 1 扬州大学广陵学院 本科生毕业论文 毕业论文题目 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 学 生 姓 名 季琳莉 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 81001 班 指 导 教 师 周建华 完 成 日 期 2014 年 5 月 29 号 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 2 目录 摘要 . 1章 绪论 .题研究目的及意义 .选机分选方式研究 .题国内外现状 .国外分选机研究现状 .国内分选机研究现状 . 7 在问题 . 2章 方案的选择与设计 .柱螺旋弹簧分选机 的设计思路 .料机构 .力与检测机构 .料分选机构 . 3 章 总体 的机构设计 . 4 章 弹簧分选机零件结构设计 .轮的选择设计 .持轴承与轴的连接的夹具的选择 . 上夹具的设计 . 下夹具的设计 .缸的设计选择 .动轴的选择设计 .承的选择设计 . 原动部分装配所选用的轴承 .琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 3 行部分装配所选用的轴承 .他主要零部件的设计 . 键的选择设计 . 轴套的选择设计 . 电动机的选择设计 . 分料盘的设 计 . 底座的设计 . 32 第 5章 校核计算 .座上板的受力分析与弯曲应力计 算 .受力分析与应力计 算 . 36 总结 .谢 .考文 献 .录 .琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 I 摘 要 弹簧 的应用十分广泛可以说是各种机械 、 电器 、 化工等产品的关键零件。凡 是承受变载荷的弹簧，在企 业 内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证 ，行 业抽检和工艺调整环节中 ，必 须进行性能检测 。所以弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，测力是检测的主要内容之一。弹簧测力分选机是在基于工业进程高速发展的今天，结合圆柱螺旋弹簧的需求量和生产企业需求的前提下所应运而生的。本论文主要是对分选机的机械结构进行研究 ,设计，实验与制造。 此弹簧分选机是针对大批量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照预先规定的指标进行测试自动筛选出合格与不合格产品，并在不合格产品范围内依据是否可以修复将弹簧进一步细分，自动流入不同料箱，以此应用与不同场合。这种弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上，针对汽车、摩托车离合器 弹簧生产制造工艺设计的，适用于各种类型的圆柱螺旋弹簧的分选。 本论文首先论述螺旋弹簧分选机的分选方式以及国内外分选机的研究现状和设备的性能优缺点，结合课题背景，提出本论文的主要研究内容。在对弹簧特点与控制需求进行分析的基础上，提出了分选机机械结构的方案设计。 在论文中所研究和设计的圆柱螺旋弹簧分选机，满足功能要求，解决了弹簧生产过程中的实际问题，提高了生产与检测效率，为以后此类设备的设计提供了借鉴作用。 关键词：圆柱螺旋弹簧 ; 分选机 ; 弹性系数 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 is of is of of is in s on in of of at is of of is to of in of to in is in of in of of of of of of On of of on of In of 琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 in of of a a of 琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 4 第 1 章 绪论 题研究目的及意义 弹簧的应用十分广泛，可以说是各种机械 ,电器 ,化工等产品的关键零件。近几年来，国内弹簧工业的设计制造及材料方面有了新的发展，对弹簧的要求也越来越高，在各种螺旋弹簧中，内燃机的气门簧是其中较为重要的弹簧之一，它是国家质监部门要求负荷值全检的产品，装入内燃机的每一只气门簧，都必须经过数字检测设备的严格检测，这样才能保证内燃机工作的可靠性与寿命。由于内燃机气门弹簧种类繁多，数量巨大。因此，用普通的手动检测设备进行检测，由人进行分类的方法，容易产生许多误操作使得供 ,需双方发生许多的摩擦与误会并且工作量也是十分巨大的。因此，各弹簧生产厂及主机厂均希望能拥有 一种能在线进行检测并能自动进行分类的设备 弹簧分选机，但是，目前国内市场上能见到的弹簧分选机均为国外厂家生产的，这些分选机不但分组单一，且价格昂贵。国内各弹簧生产设备及检测设备生产厂均未研制出高效实用的弹簧分选机。国外市场上能见的分选机类型为两种 高精度型和高速度型；高精度型弹簧分选机主要用来分选那些精度要求很高的弹簧，但这种分选机的分选速度很低，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机在速度上能达到较高的要求但价格非常昂贵。国内很多弹簧生产机检测设备生产厂针对各自的需求研发了一些弹簧分选机设备， 如基于重力的弹簧分选机，基于尺寸的弹簧分选机，基于压力的弹簧分选机，这些设备在功能和性价比上都还和国外同类产品有一定差距。 选机分选方式研究 对于弹簧的分选，按照自动化程度分，有两种分选方式，一是利用人工分选，就季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 5 是以人为主，使用只含单一要素检测的测试装置完成分组分选。二是机器自动分组分选，即以机器为主完成自动分组分选。在机器自动分组分选中又包括：单一工位式、单一分选式、混合式。以上几种分选原理方式其示意图如下图所示。 图 1一工位方式 图 1一分选方式 人工方式 所谓人工方式是指主要依靠工作人员的操作完成对弹簧分选分组。这种方式利用手工逐个检测，采用的设备也较为简单，一般依靠单一要素台式检测机或者是手持式检测工具。依靠这种方式主要利用其两点：一是设备简单，二是精准度可以达到极高，但对操作人员要求也非常高，常需要操作人员对工作位置较高调整精准度，而且工作人员劳动强度大，极易误操作使分选精度降低。 机器自动化 随着圆柱螺旋弹簧需求量不断上升，机器自动化检测成为一种提高效率，节约生产成本的有效方式。机器自动化利用现代电子技术与传统机械相结合，极大提高自动化水平。圆柱螺旋弹簧分选机自动化、模块化结构将分选机设备分为上料机构、定位监测机构、分选机构、电控机构。而按照主体分为工位旋转式与直进式，装乘容器旋转式与通道旋转式。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 6 1) 工位旋转式 工位即指圆柱螺旋弹簧的检测位置。而工位旋转是指圆柱螺旋弹簧的检测位置随工位旋转而改变。在此过程中工位盘（由一圆盘或者履带及相应的工位组成）由驱动机构驱动带动工位上圆柱 螺旋弹簧转到相应的检测位置，即圆柱螺旋弹簧相对工位盘静止不动。 2) 工位直进式 工位直进式是以圆柱螺旋弹簧为运动主体，再以外力使其按照预定轨迹运动。因此，这个过程中弹簧的有效定位成为关键，关系到能否精确检测弹簧分选分组信息。 3) 装盛框旋转式与通道旋转式 圆柱螺旋弹簧主体要素检测完成后需要对应的将弹簧分配到预定装盛框。装盛框旋转与通道旋转两种方式都能完成对弹簧的分装，但在结构和效率上却不尽相同。装盛框旋转方式由于结构本身自重与加入弹簧重量，使得对驱动体的要求提高，增加了设计成本。通道旋 转式基本上避免了装盛框旋转所带来的不利因素，但精准定位也是设计上需解决的技术要点。 题国内外现状 外分选机研究现状 在分选机研究方面，国外公司起步较早。美国 于 20世纪 30年代及 40年代研制了这种设备，并根据市场需要不断推陈出新。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的 1970 年开发的弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 7 因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。 目前国外市场上有两种弹簧分选机 高精度型与高速度型；高精度型弹簧分选机用来分选那些分检精度要求很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每个变形即对应一个飞行速度。因此，这种弹簧对精度要求十分苛刻，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟 4件，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机主要为大批量弹簧生产商研制的专用分选机，如英国 种分选机在速度上能达到较高的要求，但高昂的费用使的大多数的企业都无法接受。 内分选机研究现状 相对国外 而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少 ,目前主要是引进或者改造国外的分选机。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选机，该机在设计上采用工位旋转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位，速度过低则达不 到设计要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提高。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 8 在问题 张伟，苏惠芳，顾国宝等在文献 1中总结，得出当今的弹簧分选机急需解决的一些问题，如，测试高度不能 自由显示 ,整机外型的美观性等都需要进一步开发、改进。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 9 第 2 章 方案的选择与设计 课题的设计任务 弹簧测力分选机是由送料机构，加力及检测机构，落料及分选机构组成。其工作过程是：人工有顺序的将弹簧放入送料机构，送料机构在送料电机的带动下，通过一个有特定传动比的机构，将弹簧送入加力及检测机构的待测点，以待检测，加力与检测机构由加力机构与称重传感器及相关零件组成，当弹簧到达待检测点后，加力机构的压杆下压，直至到达规定的弹簧变形量停止，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱。所以本课题的主要设计任务就是设计出送料机构、检测机构与分选机构这几个部分。 图 2簧测力分选机布局方案 柱螺旋弹簧分选机 的设计思路 圆柱螺旋弹簧分选机分选流程：弹簧成型后进入分选工序，依次进入送料机构预压弹力值 F 测分选装框。在此过程中需要及时人工抽检弹簧实测值与弹簧分选机检测值对比，如若相对值不在公差范围，则立即手动调校准至工作范围。分选完成后由工作人员将盛满的框包装整理，将空框安放到位即可。此弹簧测力分选机是对大量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照设定的指标进行测试，筛选出合格与不合格产季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 10 品，自动流入不同料箱，用于不同场合。通过查阅大量文献，提出下列设计思路： (1) 通过查阅大量弹簧分选机的资料提出性能更优越的 设计方案； (2) 对圆柱螺旋弹簧测力分选机进行总体的机构设计； (3) 根据整体对各个部件进行详细的设计； (4) 设计好整体及零部件后进行强度的校核 ; 料机构： 这个部分是将受检弹簧逐个连续的输送给下一机构，这里有两种方案比较，一种是采用带式输送，一种采用分料盘将受检弹簧从料斗中取出输送出去，如下图所示 图 2式输送 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 11 图 2料盘输送 带式送料装置是用减速器通过一定的传动比将受检弹簧输送出去，由于传动带的长度有限，故传动带上的弹簧数量少，且需人工有间隔的放置，耗时耗力，而采用分料盘输送可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单，最后从滑道流入下一机构。 力及检测机构： 这个机构是将工件准确定位并对其进行检测的同时发出信号给分选系统。目前考虑有两种类型的定位方式，一种是 V 型块定位，一种是平面定位。工件以平面定位常用的定位元件 主要有支承钉，支承板等方式，我们对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准，它们一般要求耐磨，均采用较好的材料，容易清理切削。工件以外圆定位常用的定位元件有 V 型块定位， V 型块的两工作平面间的夹角有 60 度、 90 度、 120 度三种，其中以 90 度应用最广，且结构以标准化。V 型块设计，安装的基准是检验心轴的中心。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时， V 型块工作面的长度一般应为 25提高定位的稳定性。用 V 型块定位，季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 12 工件的定位基准始终在 V 型块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。考虑 到送料装置所采用的圆形分料盘，所以采用 V 型块定位的方式，该定位使弹簧中心与传感器中心对中，测力杆沿受检弹簧轴线移动实现测力，并由测力杆对面的传感器向分选系统发信号。如图 2 2力系统方案 料及分选机构： 弹簧分选机分选机构是有效分选的关键技术。该机构在设计需求上需要结构相对要简洁，能将圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内，同时便于方便取出分选好的弹簧。作为连接定位与分选框的的 中间环节，对于分选机构的要求提出了更高的要求，而用户的需求又是不尽相同的，因此在设计上应该考虑模块化的设计方式，即将各个部分化整为零，依据用户需求来装配分选机构的分选数组。在这里分选机分选机构在保障有效落料方面起着核心控制作用，关键在于使圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内。国内外在这方面的研究时间相对较早，运用方式也越来越灵活多变。具有代季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 13 表性的分别运用在农业上的种子分选滚筒式、苹果分选链条式，其次就是利用分选物料自身特性设计分选机构 落料筒动定方式。滚筒式与链条式原理相同，仅在结构上有差别，都能适应大量 自动化生产的要求且效率也高，但由于结构庞大以及是以大量的摩擦传动为基础，因此在设备运行过程中资源消耗大，不适用于体积小、重量轻的离合器弹簧的分选。落料筒动定方式有效运用了弹簧自身要素特点，利用弹簧弹性系数的不同从而进行分选，不仅结构简单，且可控制好等特点。 下图 2分选机构的方案。 图 2这里应提出在我们选择方案时，应着重考虑下述几个方面 :（ 1）所选方案是否能满足要求的性能指标。（ 2）结构是否简单、紧凑、实用。（ 3）制造是否方便，成本可否降低。 综上所述，整个弹簧分选机的机械结构我 们采用分料盘输送的送料机构， V 型块定位的检测机构以及落料筒动定方式的分选机构，以便更好的达到我们所期望的设计要求。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 14 第 3 章 总体的机构设计 根据查阅的各种文献资料，以及上章对各个方案的比较，基本勾勒出了圆柱螺旋弹簧测力分选机的总体机构的蓝图。如图 33示，圆柱螺旋弹簧测力分选机机构主要由三个部分组成，即落料机构、测力机构和分选机构。这三个部分由各个零件组合而成，装配后焊接于底座上。底座采用铸造工艺制作而成，以提供稳定的支撑。 定位机构即分料盘与空心轴通过 健连接，传动轴上有紧固件，并且有一个深沟球轴承，一个角接触球轴承装在轴上，分别承受径向与轴向的载荷力。将空心轴通过紧固件连接在底座上，电动机放在支承板的电动机支架上，电动机上的齿轮与套在传动轴上的大齿轮啮合用以传动。 测力机构安装在底座上，主要为一个小型液压缸给予压力压跟随分料盘转动到检测工位的螺旋弹簧。 分选机构安装在底座上，主要由气压缸给予推力将分选出的圆柱螺旋弹簧推出分料盘落入不同的落料箱中，最终完成分选。 图 3季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 15 图 3簧测力分选机三维剖视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 16 第 4 章 弹簧分选机零件结构设计 轮的选择设计 齿轮传动是本方案弹簧分选机的重要传动之一，齿轮传动的形式很多，应用广泛，传动的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达 200m/s，在这里要介绍的是安装在分料盘下面，主要运行轴和减速器之间传动的两个直齿圆柱齿轮。由于两个齿轮的分度圆直径均 d 160因此两个齿轮都采用腹板式结构。下面首先是连接电动机的小齿轮。（输入功率 速 500r/s）。 此弹簧分选机属于工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（ 88），并且经过查表选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为 40 选小齿轮齿数 0，大齿轮齿数 7,由设计计算公式进行试算，即 d(1t)1 1 ()23 ，为确定公式内的计算数值，试选载荷系数 =齿轮传递的转矩 10 据机械设计手册查表选取齿宽系数 =1，材料的弹性影响系数 =齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限1=600齿轮的接触疲劳强度极限 2=550公式可计算应力循环次数 009， 09，根据机械设计手册取接触疲劳寿命系数 1=2=算接触疲劳许用应力时，取失效概率为 1%，安全系数S=1，可得 1 = 11 =540 2 = 此可算出小齿轮分度圆直径 d(1t) 周速度 = 11601000=s，齿宽 b=*1=数 m(t)=11=h=m(t)=据以上数据并且按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 1 = 13 =据手册查表计算得 K=琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 17 =模数 m=由齿根弯曲强度设计的计算，最后计算 的 m 比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 m=2接触强度算得的分度圆直径1 =出小齿轮齿数约为 22，这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。最终根据公式可得出，分度圆直径 1 = 1 = 442 = 2 =140心距 a=1+22 =92轮宽度 b=*1=44以可以设计出大小齿轮的结构。 持轴承与轴的连接的夹具的选择 夹具的设计 如下图 4示，此图为夹持分选部分所用的专用夹具的上夹具主视图；如下图4示，此图为上夹具左视图，如下图 4示，此图为上夹具俯视图。其中，夹具的主要组成零部件已标出。当电动机带动传动轴 3 开始工作时，夹具夹持轴承以起到紧固的作用。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 18 3 轴 4 键 6 大齿轮 7 夹紧件 图 4夹具主视图 图 4夹具左视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 19 图 4夹具俯视图 夹具的设计 夹持深沟球轴承并固定在支承板上的下夹具，采用轴承座的形式，下图 别表示轴承座的主视图、左视图以及俯视图。通过上下夹具共同的作用，使得分选部分的工作更加紧固。 图 4承座主视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 20 图 4承座左视图 图 4承座俯视图 缸的设计选择 气缸是根据 工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力 。这里我们采用普季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 21 通单作用活塞缸， 仅一端有 活塞 杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠 弹 簧 或自重返回。 它主要用于将检测好的圆柱螺旋弹簧退出分料盘，以便下一批弹簧的检测。下图的图 4气缸的三维图 ，图 4 4 4视图以及俯视图。图中已标出所需尺寸。 图 4缸的三维图 图 4缸的主视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 22 图 4缸的左视图 图 4缸的俯视图 动轴的选择设计 轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力，在本设计中我们所选用的传动轴是只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴。这里的传动轴选用 45 钢，调质处理。设计此传动轴的结构满足了轴和装在轴上的零件有准确的工作位置，轴上的零件便于装卸和调整，并具有良好的制造工艺，各零件间牢固可靠。 下图 4轴的三维图， 下图 4根据轴向定位的要求所设计出的轴的各段直径与长度，尺寸已在图中标出。图 4键处的局部剖视图。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 23 图 4的三维图 图 4动轴 的主视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 24 图 4视图 承的选择设计 动部分装配所选用的轴承 如下图 4示，为选用的深沟球轴承，代号为 61800 2 4该轴承的剖视图，所需尺寸已在图中标出。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 25 图 4沟球轴承的 三维图 图 4沟球轴承的剖视图 这类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量 8 16，季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 26 大量生产，价格最低。因为原动部分轴很短，所以只选用 61800 2一深沟球轴承，即可满足需求。 行部分装配所选用的轴承 如下图 4示，是传动轴下端装配所选用到的深沟球轴承 61902 2类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量 8 16，大量生产，价格最低。图 4它的剖视图。 图 4沟球轴承的 三维图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 27 图 4沟球轴承的剖视图 如下图 4示，是传动轴下端装配所选用到的角接触 球轴承 类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷，能在较高转速下正常工作。承受轴向载荷的能力与接触角 有关。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高。图 4它的剖视图。 图 4季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 28 图 4接触球轴承剖视图 他主要零部件的设计 的选择设计 键的选择应用于两部分， 原动部分中连接电动机的装配小齿轮所选择设计的键 7 18。 传动轴下端装配大齿轮所选择设计的键 为 7 23。 套的选择设计 如下图 4示，为轴套的尺寸设计。上面的轴套位于传动轴上端深沟 球轴承61902 2上面，下面的轴套位于传动轴下端角接触球轴承 下面。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 29 图 4套 动机的选择设计 电动机 的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源 。这里通过电动机的转动从而使得整个装置工作，我们选用 定功率为 3动机的满载转速为 1420r/定转矩为 图 4电动机的 三维图，图 4电动机三视图 。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 30 图 4动机三维图 图 4动机三视图 料盘的设计 分料盘的设计是送料机构的关键，它可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 31 感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单。 图 4它的三维图， 下图 4视图以及俯视图。零件所需尺寸已在图中标出。 图 4图 4视图 座的设计 此弹簧分选机中的底座设计是用来支撑分选机构及电动机部分，并且用来支撑气季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 32 缸的活动，这里我们选用 45 钢的底架。 ， 图 4 4 4别是底座的主视图、左视图以及俯视图，所需尺寸已在图中标出。 图 4座主视图 图 4季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 33 图 4季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 34 第 5 章 校核计算 座上板的受力分析与弯曲应力计算 力分析 如下图 5示，为底板的受力分析，其中已知 F=10为拉力机所 承受的最大拉力，距离单位是： 图 5板受力分析图 算 力 01=5矩 100 103 =m 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 35 抗弯截面系数或抗弯截面模量 对底板矩形截面，如下图 5示，有 62其中 b=95 h=10 62 95 102m 10 = 106500/ 106=107板截面图 校核：因为此次设计底板所选用的材料为 ，由机械工程材料可 知其性能参数 b 375 460 s 235 50 Z 90 x 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 36 由以上参数可知梁弯曲许用正应力 范围，作为近似，可取为材料在轴向拉压时的许用正应力。显而可见 则横梁选择设计安全合理。 受力分析与应力计算 轴的工作能力就是指轴的强度、刚度和振动稳定性等方面。轴的工作能力主要取决于轴的强度，所以我们要进行轴的强度校核，以防止断裂或塑性变形。进行轴的强度校核时，根据轴的具体受 载及应力情况，通过 的 以对此轴的强度校核情况有个很全面，直观的看法。下图 5绿色是夹具所夹位置，红色是轴所受的力。图 5所计算出的应力情况，图 5轴变形的位移情况。图 5轴的安全系数。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 37 图 5的受力情况 图 5 5琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 38 图 5们所选的轴的材料是 45 钢，调质，通过在简明手册表中所查数据可知该材料的许用弯曲应力 70此，对比上图四幅图中的情况来看，该传动轴的选择设计安全合理。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 39 总结 本 设计 是对 我 在 大学毕业前的 主要 设计学习 工作 的考核及学业 总结。 弹簧测力分选机作为一种精密试验设备，对于材料科学的快速发展、对于工业产品和工程结构的合理设计、有效地使用材料、改进工艺、降低劳动力、提高生产效率、提高产品质量和降低成本，以及保证安全可靠和提高使用寿命等有极其重要的作用。本设计从对弹簧分选机分析着手，先对弹簧分选机所面对的对象及其所完成的试验种类及方法入手，使我们对该分选设备的功能有一个大体的了解，接着分析了它的弹簧分选原理，包括弹簧分选机的基本结构以及弹簧分选机的分选流程。本设计对于每一部分的机构都进行了两种方案的比较，最后选择更高效更快速分选的方案。本设 计的主要部分是结构设计， 第三章对总体的方案设计描绘出了蓝图，并且通过对三维图的研究更能直观的看出整个的结构设计。 在第四章 弹簧分选机的零件结构设计 中 ，对 重要部分 的零件作了详细的绘制及讲解说明 。说明书最后章节对本设计中的两个主要受力部分作了简约的分析与校核，结果表明了本设计的安全合理性。 虽然 毕业设计内容繁多， 而且相较于以前的课程设计难度大很多，并且 需要绘制很多三维图，两三个月的时间几乎天天呆在电脑前做设计，图中稍有尺寸改动，就要大范围的变动很多图线，设计 过程 复杂 繁琐 ， 但 现在想来 我的收获却 是非常多，体会到了机械设计的苦与甜 。 通过查资料，包括书本的和网上的，不仅让我获得了很多新的知识，也让我重温了过去所学的知识，绘图过程让我对 掌握不断提高，对我即将进入社会的机械设计工作打下了很好的基础。 本次设计还存在很多不足之处，有些零件设计出于创新，加了自己的思想，但受知识的限制，没能做出具体的解释说明，这让我感到很遗憾，很有压力，但是这种 不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行， 变压力为动力，不断的发现，进行研季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 40 究、探索和创造。 顺利如期的完成本次毕业设计给了我 一定的成就感 ，让我 进一步 了解专业知 识的同时也对本专业的发展前景充满信心， 我们可以发挥各自的灵感，对某些东西进行改进、创新，从而推动机械行业不断发展、进步。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 41 致谢 在 设计说明书 完稿之际，衷心 的 感谢 本次毕业设计的指导老 师 周建华 ，正是 在周老师 悉心 加耐心的 指导 下 ，课题研究 及设计 工作才得以 开展并 顺利完成。 我们无论什么时候有问题都可呼叫周老师，他总会采取各种联系方式来指导我们，因为设计前
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本文标题：圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计【10张图/11100字】【优秀机械毕业设计论文】
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