关 键 词：

jx111 棘轮 手动 设计 kt rw fy a0

资源描述：

【JX111】棘轮型手动压机设计[KT+RW+FY]【1.5A0】,jx111,棘轮,手动,设计,kt,rw,fy,a0

内容简介：

毕业设计（论文）外文翻译 题目 模拟气体运动的快速压缩机 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105325 学 生 姓 名 王琦 指 导 教 师 袁宁 填 表 日 期 2011 年 3 月 10 日 is or to It in so on on of to be or is a in in so on If is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A of in it to a is at is a if to is to In to to of if in in of is to up of in in to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is In to on to (1) is (2) (3) of is (4) is (5) is to be to to in on to on of to in to or to in to to in of or in in of is a a to to be In be to so on s to of In to or to s so on to on to In is by in to in to to to of is (a) (b) (c) In of is If is to or In of to to to be to If a in in of In to a up in of or on to so of in to in in be as as to if to to or is in is of is in is it to is on in by to to I n is to to on be to In to to to in in on to to in to to to to be of in to to is on to to on of by is in to in of In (a) or (b) to to to to be to to (c) as is in (d) is (e) is by to is to of to be to on of to to 机械设计理论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人 类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当 新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调 的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来 说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流 ，需要解决下列问题： （ 1） 所设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是， 产品的 设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。 通常 ，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清 楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。 制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（ a）初步设计；（ b）功能设计；（ c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要 考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都 允许的限度内研制出一种新材料。 在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造 技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。 在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供 应。 在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案 件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料； (b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任 诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长期 性能数据是如此的时候； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。 通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。 从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。 毕业设计（论文） 题 目： 棘轮 型 手动压力机的设计 学 院： 南昌航空大学 科技学院 专业名称： 机械设计制造及其自动化 班级学号： 078105325 学生姓名： 王琦 指导教师： 袁 宁 二 O 一 一 年 六 月 毕业设计（论文）开题报告 题目 棘轮 手动压机设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105325 学 生 姓 名 王 琦 指 导 教 师 袁 宁 填 表 日 期 2011 年 3 月 15 日 说 明 开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的 意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。 以下填写内容 各专业 可根据具体情况适当 修改 。 但每个专业填写内容应保持一致。 一、 选题的依据及意义 ： 毕业设计（论文）选题的原则要根据教学计划中所制定的培养目标要求，能达到综合训练为目的，有利于培养学生独立工作能力，巩固和提高所学知识。应尽量选择既满足教学基本要求，又结合生产、科研实际的题目。可根据学生的特点，结合个人的实际工作选择题目。机械产品设计类型依据特点分为开发型、改进型、技术引进等三种类型。 机械产品设计要求具有有效性、经济性、工艺性和外观质量。 题目类型 主要包括 :机械设计类、工艺工装设计类、机电产品设计、液压系统及装置设计、电气控制系统设计等。 (所有专业课程的内容，结合生产实际都行 ) 题目示例 60 吨压力机液压系统与控制系统设计 压力机机械结构设计，液压系统设计，控制系统设计。 由于我国压力机技术相比国外落后点，大型的压力机和用于数控的比较欠缺，作为在校大学生，我就选棘轮式手动压力机。手动压力机制造简单，操作方便，造价费用低廉。在更多的方面大型的压力机起不到作用。所以选 棘轮式的是对棘轮机构有所掌握。 依据 ： （ 1）体现我国 机械加工中冷压工艺的 实际发展需要 直接面向我国 机械加工 的当前实际， 考虑今后发展趋向 ；压力机 在制造领域和应用领域的重要地位 ，努力实现 标准化 与 自动化 。 （ 2）满足毕业设计的内容规定要求 机械专业 毕业设计内容包含初步设计和技术设计两大部分。 毕业设计不 是相关课程设计内容的简单组合与重复，否则将对完成 基本训练和培养独立工作能力极为不利。 设计题目 具有较完整的设计原始资料，包括 所要设计的 设备 的原始数据 （ 工作压力、底座尺寸、压力机高度、最大工作行程 等 ）相关使用要求、 运动分析、总体强度受力分析、齿条工艺规程设计、成本核算 等，这些原始资料都来自实有 机械 设备的 设计 实践。 （ 3）适应 专业科技知识的实际水平 由于学时有限，在校所学 专业课程知识的深、广度难以满足 中型、大型设备 设计 工作的需要。毕业设计题目的规模和内容幅度， 是 从大多数 学生 能掌握的专业科技知识的实际水平出发， 所要设计的设备型号以小型 为 主 ， 工作压力也在考虑范围内，以中小负荷为主 等。 意义： （ 1） 培养理论联系实际的设计思想，通过课题研究回顾、总结大学三年所学。在以后工作中 , 能更快速地提高专 业技术； （ 2） 综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题 。使 自己的实践动手、动笔能力得到 锻炼 ； （ 3） 为工作时候的产品开发、改进打下基础； （ 4） 掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力 。 二、国内外研究概况及发展趋势： 棘轮型 手动压力机是 机械压力机 中具有代表性的一类 加工 设备， 该类设备 结构坚固，提高生产效率，且 具有 操作方便、动作灵活，经久耐用 等特点 。 它 广泛 应用 于家电业、电子工业、电器端子、钟表工业、照相机、微型马达等制造及零部件装配，最适用小零部件之压入、成型、装配、铆合、打印、冲孔 、切断、弯曲、印花等工作要求。 它的用户几乎包罗了国民经济各部门，量大面宽。现在我国经济建设蓬勃发展，压力机的使用从大型工厂到私人手工作坊，几乎在涉及到零件冷压工艺的地方都可以见到。 压力 机种类繁多，型式多样，工作压力小到几十公斤，大到几吨；精密程度也有很大的差别，价值由几百元到上万元不等。 棘轮机构 棘轮机构 棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。 它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘 爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现，在传递很小动力时，也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角 度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度，可应用多棘爪棘轮机构。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。棘轮机构常用在各种机床和自 动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。 棘轮机构基础知识 1 棘轮机构 (基本型式和工作原理 图示为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时，止 回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。 2 棘轮机构的分类方式有以下几种： 按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构 齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。 齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦代替棘轮。特点是 传动平稳、无噪音；动程可无级调节。但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。适用于低速轻载的场合。 按啮合方式分外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构 外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块均安装在棘轮的外部，而内啮合棘轮机构的棘爪或楔块均在棘轮内部。外啮合式棘轮机构由于加工、安装和维修方便，应用较广。内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。 外啮合式棘轮机构 内啮合式棘轮机构 按从动件运动形式分单动式棘轮机构、双动式棘轮机构和双向式棘轮机构 单动式式棘轮机构当主动件 按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。双动式棘 轮机构，在主动摇杆向两个方向往复摆动的过程中，分别带动两个棘爪，两次推动棘轮转动。 双动式棘轮机构常用于载荷较大，棘轮尺寸受限，齿数较少，而主动摆杆的摆角小于棘轮齿距的场合。 双动式棘轮机构 以上介绍的棘轮机构，都只能按一个方向作单向间歇运动。双向式棘轮机构可通过改变棘爪的摆动方向，实现棘轮两个方向的转动。图示为两种双向式棘轮机构的形式，双向式棘轮机构必须采用对称齿形。 双向式棘轮机构 3 棘轮机构的应用 棘轮机构的主要用途有：间歇送进、 制动和超越等，以下是应用实例。 1)间歇送进 图示为牛头刨床，为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。当曲柄 1 转动时，经连杆 2 带动摇杆 5 作往复摆动；摇杆 5 上装有双向棘轮机构的棘爪 3，棘轮 4 与丝杠 6 固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。若改变驱动棘爪的摆角，可以调节进给量；改变驱动棘爪的位置（绕自身轴线转过 180后固定），可改变进给运动的方向。 2)制动 图示为杠杆控制的带式制动器，制动轮与外棘轮 2 固结，棘爪 3 铰接于制动轮 4上 A 点，制动轮 上围绕着由杠杆 5 控制的钢带 6。制动轮 4 按逆时针方向自由转动，棘爪 3 在棘轮齿背上滑动，若该轮向相反方向转动，则 4 轮被被制动。 3)超越 图示的棘轮机构可以用来实现快速超越运动。运动由蜗杆传到蜗轮，通过安装在蜗轮上的棘爪 3驱动棘轮固连的输出轴 5按图示方向慢速转动。当需要轴快速转动时，可按输出轴的方向快速转动输出轴上的手柄，这时由于手动转速大于蜗轮转速，所以棘爪在棘轮齿背滑过，从而在蜗轮继续转动时，可用快速手动来实现输出轴超越蜗轮的运动。 4 棘轮机构的设计要点 棘轮机构的设计主要应考虑：棘轮齿形 的选择 、模数齿数的确定 、齿面倾斜角的确定 、行程和动停比的调节方法 现以齿式棘轮机构为例，说明其设计方法 1)棘轮齿形的选择 图示为常用齿形，不对称梯形用于承受载荷较大的场合；当棘轮机构承受的载荷较小时，可采用三角形或圆弧形齿形；矩形和对称梯形用于双向式棘轮机构。 2)模数、齿数的确定 与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数 m 作为计算的基本参数，但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径 计算。 m = da/z 棘轮齿数 z 一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进给和分 度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数（ z 250，一般取z = 8 30），然后选定模数。 3)齿面倾斜角的确定 棘轮齿面与径向线所夹称为齿面倾斜角。棘爪轴心 轮齿顶点 A 的连线过 A 点的齿面法线 夹角称为棘爪轴心位置角。 为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘齿对棘爪的法向反作用力 N 对 的力矩大于摩擦力 齿面）对 的力矩，即 N 则 式中 f 和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数和摩擦角，一般 f 取 5. 行程和动停比的调节方法 1）采用棘轮罩 通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。 2）改变摆杆摆角 通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆摆角的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。 3） 采用多爪棘轮机构 要使棘轮每次转动的角度小于一个轮齿所对应的中心角时，可采用棘爪数为 如 n=3 的棘轮机构，三棘爪位置依次错开 /3 ，当摆杆转角 1 在 1/3 范围内变化时，三棘爪依次落入齿槽，推动棘轮转动相应角度 2 为 2/3 范围内 /3 整数倍。 我国许多企业自 “ 八五 ” 以来， 通过技术攻关、自行设计，以及 从 德国舒勒、美国维尔森、日本小松 等 著名公司 引进 设计制造技术，或采取与国外厂商合作生产的方式，将国内压力机的技术水平提升到了 国际先进 水平。 目前国 内 生产的一些 大型机械压力机及 其 生产线已跨出国门 ，走向世界。 小型手动压力机虽然刚度差，降低了模具寿命和制件质量。但是它成本低、操作方便，容易安装机械化装置。并且由于手动压力机总体处于质量稳定、大批量廉价市售状态，由国情决定，其市场需求量仍将保持在一个较高的水平。 冷压设备质量的好坏，它直接影响到设备的安全和合理使用，也关系到生产中产品质量、生产效率及成本，以及模 具寿命等一系列重要问题。随着科学技术的发展，压力机的精度也有了相当 大的提高 ： （ 1）小型高速精密压力机主要用于生产电传打字机、复印机、照相机等较厚的精密制件。其制件的种类、 材料厚度、冲压工艺的难度、形状及尺寸各异，种类较多。总压力一般不超过 2500压力机采用滑块式机械传动，刚性好，导向精度高，适应性强，工作可靠，操作维修方便，应用较广。法因图尔（ G 司是目前世界上最大的精 密 压 力 机生产厂商 。 （ 2） 步冲压力机是由计算机数控，并带有模具库的数控压力机，它不但能自动进行板料制作，而且还可以利用步冲轮廓的特性，突破传统加工离不开专用模具的概念，具有很大的通用性。目前已发展到带有激光切削，进一步降低了对于模具的依赖。日本的天田、村田公司和德 国的通快机械公司更生产的设备都是集切、步冲、成形和等离子切割于一体的通用数控压力机。 （ 3） 列高速压力机。由日本京利公司制造的 列高速压力机，其结构特点为四柱框架式结构，送料器按压力机的大小专门配备，送料精度高。适用于集成电路、接插件、高频头及小型、超小型电机的定子、转子等制件的生产。 （ 4） 列高速压力机。德国舒勒公司制造的 列高速压力机， 列压力机共有从 500 4000个规格， 采用框架式机架，结 构紧凑。压力机设有凸轮式精密自动送料装置。适用于电器小零件的 加 工，不适宜于浅拉深。 （ 5） 列高速压力机。日本三井公司生产的 列高速压力机和 山田公司生产的 列高速压力机结构类似，精度高。适用于中、小型制件的弯曲、浅拉深等较精密的工艺。当与材料开卷机、矫平机及自动送料装置、以及收卷机等联合使用后，对于像集成电路的引线框架一类的平板型制件，此类压力机具有很高的生产率。 （ 6） 列高速压力机。日本山田公司生产的 列高速压力机为小型压力机，适用与电子工业的接插件、电位器、电容器等小型电子元件的制件生产。 （ 7）脉冲星型（普尔 萨型）超高速精密压力机。美国明斯特公司生产的脉冲星型（普尔萨型）超高速压力机，其结构特点是：机架为框架式，运动平稳，精度高，模具的闭合高度调整用数字显示等。该压力机不仅速度高，而且运动精密，可制作出高精密的制件。它是专门为集成电路引线框等导线板和终端接头等精密制件设计的。 （ 8）多工位自动传递压力机。我国目前引进的大多是日本旭精机公司生产的 特点是结构紧凑，集约程度高。该型压力机还可配置多种附属装置，以满足不同类型的精密、复杂制件的自动连续加工，主要加工小型拉深件。 三 、研究内容及实验方案： 内容： （ 1）开题报告 ； （ 2） 总体设计 ； （ 3） 常规设计 ； （ 4） 成本核算 ； （ 5）箱体 工艺规程设计 ； （ 6）编写毕业设计说明书 ； （ 7）外文资料翻译 。 方案： （ 1） 独立思考，继承和创新 设计时，要认真阅读参考资料，继承或借鉴前人的设计经验和成果，但不能盲目地全盘抄袭，应根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆地进行改进和创新。只有这样，才能做出高质量地设计 。 （ 2）全面考虑机械零部件地强度、刚度、工艺性、经济性和维护等要求 任何零部件的机构和尺寸，除去考 虑它的强度刚度外，还应该综合考虑零件本身 及整个部件的工艺性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。 （ 3）采用“三边”设计方法 机械设计中，多数零件可以由计算确定零件的基本尺寸，再通过草图设计决定其具体结构和尺寸；而有些零件，则需先经初算和绘草图，得出初步符合设计条件的基本结构尺寸，然后再进行必要得计算，根据计算的结果，再对结构和尺寸进行修改。因此，计算和画图互为依据，交叉进行。这种边计算、边画图、边修改的“三边”设计方法是经常采用的方法。 （ 4）使用标准和规范 设计时应尽量使用标准和规范，这有利 于零件的互换性和工艺性，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。因此，课程设计中，凡是有标准或规范的，应该尽量采用。 四、目标、主要特色及工作进度 目标： （ 1）通过毕业设计， 提高并巩固所学的理论知识 ； （ 2） 通过毕业设计，培养自己科学，严谨，实务和创新的 工作作风； （ 3） 通过毕业设计，综合利用自己所学的理论知识，分析解决工作中遇到的问题； （ 4）为工作时候的产品开发、改进打下基础； （ 5） 培养独立思考，独立工作的态度。 特色： （ 1） 协调性 整个 机器由许多零件组成，虽然各零件的功能不同、性能各异，但它们在组合时必须按照机器整体功能的需要。因各个零件都是为了共同实现整体的目标，所以，各零件应该有机地联系在一起。一个系统的好坏，最终要由其整体功能来体现。若各个子系统设计合理、能协调工作，系统运行后的整体功能会大于各子系统功能的简单代数和，即符合系统的增益规律。若各个子系统设计不合理，导致各部分间存在矛盾，组成的系统运行后会出现内耗，从而造成整体功能小于各部分的功能之和。因此，性能不匹配或达不到整体目标的设计，无论其局部的功能和性能设 计的多么好，都是失败的设计。 （ 2）相关性 构成整个系统的各要素之间也是互相关联的，它们之间有着相互作用、相互制约 的特定关系。某个要素性能的变化将影响对相关要素的作用，从而对整个系统产生影响。 （ 3）内外结合性 任何系统必定存在于一定的社会和物质环境中，机械系统也不例外。环境的变化必将引起系统输入的变化，从而也将导致其输出的变化。应在调查研究的基础上，搞清外部环境对该机械系统的作用和影响。如市场对该机械的要求（功能、价格、数量、尺寸、重量、工期和外观等）和约束条件（基金、材料、设备、技术、使用环 境、基础和地基以及法律与政策等），这些都对内部设计有直接的影响，影响其可行性、经济性、可靠性和使用寿命等指标，在进行总体方案设计时，必须考虑这些影响。否则，可能导致设计失败。同时，也不能忽略内部系统对外部环境的作用和影响，如系统运行后或产品投产后对周围环境的影响，对操作人员的影响等。内部系统与外部环境相一致是系统设计的另一特点。它可以使设计尽量做到周密、合理，少走弯路，避免不必要的返工和浪费。从而，以尽可能少的投资获取尽可能大的效益。 进度： 毕业设计（论文）工作内容及完成时间： 1、开题报告 第 1 周 2、总体方案设计 第 2 周 3、常规设计 第 3 周 第 7 周 4、 箱体工艺规程设计 第 8 周 第 10 周 5、 编写毕 业设计说明书 第 11 周 第 14 周 6、外文资料翻译（不 少于 6000 字符） 第 15 周 五、参考文献 （ 1） 机械设计手册 第 4 卷 液压、气动与液力传动与控制 北京：机械工业出版社 2004 （ 2） 沈纫秋主编 工程材料与制造工艺教程 北京： 航空工业出版社 3）张鼎承主编 冲压机械化与自动化 北京 :机械工业出版社 1982 （ 4） 日 日本塑性加工学会编 压力加工手册 北 京 :机械工业出版社 1984 （ 5） 德国 紧技术公司产品样本 冲锻压模具的快速夹紧 2001 （ 6） 7） 青岛市机械系统翻译网译 青岛市机械工业局科技情报站 1985 （ 8） 濮良贵、纪名刚主编机械设计第八版 北京：高等教育出版社， （ 9） 孟宪源 姜琪编著 机构构型与应用 机械工业出版社 （ 10）清华大学何德誉主 编 专用压力机 机械工业出版社 （ 11） 赵呈林主编 锻压设备 西北工业大学出版社 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目 ： 棘轮 型 手动压力机的设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 设计原始资料：模型图纸一份及要求说明书 工作压力 2000 底座尺寸 20855大工作行程 205 压机高度 302计技术要求 确立总体设计方案 绘制总装配图和零件图 远动分析 强度 受力分析计算 成本核算 箱体工艺规程设计 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1查阅资料，英文资料翻译（ 6000 字符），撰写开题报告 2 周 7 周 2 周 1 周 2 周 业答辩 1 周 、主 要参考资料： 1 . 沈纫秋主编 工程材料与制造工艺教程 北京： 航空工业出版社 ， 2 . 张鼎承主编 冲压机械化与自动化 北京 :机械工业出版社， 1982. 3 名刚主编机械设计第八版 北京：高等教育出版社， 4 王少怀主编机械设计师手册 北京：电子工业出版社， 5 紧技术公司产品样本 冲锻压模具的快速夹紧， 2001. 6 . 日 日本塑性加工学会编 压力加工手册 北京 :机械工业出版社， 1984. 7 械设计、机械设计基础课程设计 北京：高 等教育出版社， 1996. 8 1991. 航空工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781053 班 学生（签名）： 日期： 自 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 7 月 2 日 指导教师（签名）： 助理指导教师 (并指 出所负责的部分 )： 航空工程 系（室）主任（签名）： 附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 棘轮型手动压机设计 学生姓名 : 王琦 班级： 0781053 指导老师 : 袁宁 摘要 : 本课题是棘轮手动压力机的设计，针对机械装置工作条件，设计符合实际工作要求的压力机。压力机的设计包括齿轮轴、齿条、箱体的设计和一些零部件的选用校核等。在设计过程中，根据任务书提供的压力机的长度、宽度、高度、行程等要求，完成压力机的总体设计。 其中主要以人力为主，通过齿轮带动齿条运动，用棘轮实现自锁，用手轮回复齿条，其中主要设计了各个系统传动的零部件，结构 比较简单，属于典型的手动压力机 对压力机进行受力分析，完成齿轮的设计。由于压力机的机身结构紧凑，齿轮与轴连成一体，做成齿轮轴结构。在齿轮轴设计时候，完成选用轴承、拟定轴上的零件的装配方案、校核轴的强度要求等工作。完成齿轮轴结构的的设计后，就可以进一步确定与其啮合的齿条的尺寸，并设计齿条的工艺规程。齿条的工艺规程设计有两种方案，比较两种方案的优劣，选择合适的一种。轴承对压力机的工作发挥着重要的作用，应该校核其强度，设计其密封装置等。在以上各项工作完成后，可以设计压力机机身（箱体）的设计和轴承端盖的设计。最后， 还应进行成本校核，成本核算的实质是一种数据信息处理加工的转换过程，即将日常已发生的各种资金的耗费，按一定方法和程序，按照已经确定的成本核算对象或使用范围进行费用的汇集和分配的过程。成本校核的目的是为了在满足机械工作要求和加工精度的基础上，设计出最经济廉价产品。 关键词 : 压力机 棘轮机构 成本校核 指导老师签名： 0781053 is to to as of In to to to of to by to of of on to of As to of of of of of of of of of on an in of In is be to of be is a to to in or of of of of is in to on of 目 录 1 引言 1 课题研究的目的和意义 . 1 2 手动压力机的设计 体方案的确定 . 2 轮的设计 . 2 轮材料及精度的选择 . 2 轮的设计计算 . 3 轮的校核 . 4 轮的几何尺寸计算 . 7 轮轴的设计 . 8 轮轴 材料的选择 . 8 定齿轮轴的最小直径 . 9 轮轴上零件的装配方式 . 11 轮轴的校核 . 11 轮轴的零件图 . 14 3 滚动轴承的选择 . 14 动轴承 类型的选择 . 14 动轴承的配置 . 14 动轴承的润滑 . 15 动轴承的密封装置 . 16 的选择 . 16 的尺寸型号 . 17 轮机构的设计 . 18 轮的基本结构和工作原理 . 18 轮装置的优缺点 . 18 轮机构中的主要问题 . 19 轮几何尺寸的计算 . 19 轮的零件图 . 20 轮和手柄 的设计 . 20 轮和手柄的材料选择 . 20 柄长度的设定 . 20 柄直径的确定 . 20 条的设计 . 21 件的特点及材料的选择 . 21 条参数的设定 . 21 条基本尺寸的设定 . 22 体的设计 . 2 错误 !未定义书签。 件的特点及材料的选择 . 22 体的结构设计 . 22 4 箱体的工艺规程设计 . 25 计任务 . 26 件工艺性分析 . 26 胚的选择 . 27 订零件加工工艺路线 . 28 定零件工艺规程 . 29 力机的成本核算 . 30 定零件工艺规程 . 29 力机的成本核算 . 30 5 结论 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 1 棘轮 型 手动压力机的设计 1 引言 机械设计是机械工业的基础技术。科研成果要转变成有竞争里的新产品，设计起着关键性的作用。设计工作的质量和水平，直接关系到产品的质量、性能和技术经济效益。工业发达的国家都十分重视机械设计工作，依靠先进的技术和数字化的电控部件不断的研制出适应市场需求的机电产品，有力的促进全球经济的蓬勃发展。 机械工业的水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。人们之所以要广泛使用机器是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，能够大大提 高劳动生产率和改善劳动条件。 手动压力机是机械压力机中具有代表性的一类加工设备，该类设备 结构坚固，提高生产效率，且 具有 操作方便、动作灵活，经久耐用 等特点 。 它 广泛 应用 于家电业、电子工业、电器端子、钟表工业、照相机、微型马达等制造及零部件装配，最适用小零部件之压入、成型、装配、铆合、打印、冲孔、切断、弯曲、印花等工作要求。 它的用户几乎包罗了国民经济各部门，量大面宽。现在我国经济建设蓬勃发展，压力机的使用从大型工厂到私人手工作坊，几乎在涉及到零件冷压工艺的地方都可以见到。压力机种类繁多，型式多样，工作压力小到几十 公斤，大到几吨 。 我国许多企业自 “ 八五 ” 以来，通过技术攻关、自行设计，以及 从 德国舒勒、美国维尔森、日本小松等著名公司 引进 设计制造技术，或采取与国外厂商合作生产的方式，将国内压力机的技术水平提升到了 国际先进 水平。 目前国 内 生产的一些 大型机械压力机及 其 生产线已跨出国门 ，走向世界。小型手动压力机虽然刚度差，降低了模具寿命和制件质量。但是它成本低、操作方便，容易安装机械化装置。并且由于手动压力机总体处于质量稳定、大批量廉价市售状态，由国情决定，其市场需求量仍将保持在一个较高的水平。 这次所设计的棘轮式手动压力机属于 中小型压力机，其中主要以人力为主，通过齿轮带动齿条运动，用棘轮实现自锁，用手轮回复齿条，其中主要设计了各个系统传动的零部件，结构比较简单，属于典型的手动压力机。 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 2 2 棘轮 型 手动压力机的设计 根据设计的要求，本次设计内容为棘轮式手动压力机，设计所要完成的内容为：最大工作压力 2000大工作行程 205轮带动齿条传动；以棘轮达到自锁目的；手轮控制齿条的回反运动；根据各方面的考虑，最终确定了下图所示的结构方 案 。 该机器放置在工作台上，动力为人力，工作时齿条通过齿轮带动 做用在零件上，齿条与齿轮轴为一体，齿轮轴通过螺母与手柄固定，齿轮轴不直接固定在箱体上，而是通过轴承来减小轴与箱体之间的摩擦力，延长机器的使用寿命，提高机器的精度。 图 2总体方按图 轮的设计 选择 本课题所要设计的压力机采用齿轮传动，齿轮材料及其热处理方法直接影响齿轮的强度、耐磨性等性能，因而直接影响齿轮的承载能力和使用寿命 。选择齿轮材料要根据齿轮的载荷大小、工作要求、工作环境、加工精度及加工成本等综合考虑。 根据要求，所设计的是手动压力机，所以在齿轮工作情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，保证在整个工作寿命期间不致失效。因此，齿轮精度的选择，必须南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 3 根据用途、工作条件等确定。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的设计计算方法及设计数据，所以目前设计一般使用的齿轮传动，通常只按保证齿根疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。 1、按上图的压力 机总体结构示意图 ， 由齿轮、齿条 、棘轮 确定传动 方案， 选用直齿圆柱齿轮进行传动 。 2、根据参考文献 3表 10类机器所用齿轮传动的精度等级范围，选取齿轮传动的精度等级 。 手动压力机属于一般工作机器，速度及精度要求都不是很高 ，故 选用 7 级精度（ 。 3、根据参考文献 3表 10取 传动件的材料 。 选择齿轮、齿条的材料均为 40经调质及表面淬火，齿面硬度为48 轮 的 设计计算 根据参考文献 9，人的力量在 10间，所以取作用于压力机手柄处 的力为 50定压力 机手柄的长度 为 1000但是实际的作用力臂 长度不足，去掉手握位置及其他因素构，最后取 实际 在压力机手柄上 产生的力臂约为 950据设计任务书中的数据，压力机的最大工作压力为 2000 根据计算式带入数据： 2211 其中： 1F =50 1d =2F =2000 50 000 2d 所求 得： 2d =24以可确定 分度圆直径 为 ： d=2 2d =2 24=48(选择 齿数 ： z =18 根据计算式带入数据： 其中： z =12， d=46 1848m =求得： m=昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 4 轮 的 校核 根据齿根弯曲强度 由于齿面硬度很高，赤芯强度又很低的齿轮 40质淬火，通常保证齿根弯曲疲劳强度为主。 效核 弯曲强度： 3 2112 F 1、 确定公式的各个计算数值 1）根据参考文献 3表 10取齿宽系数 因齿轮、齿条均为硬齿面，故宜选择稍小的齿宽系数 ，故 取 2）根据参考文献 3图 10d）渗碳淬火钢和表面硬化（火焰或感应淬火）刚的 弯曲疲劳强度极限 ，选取齿轮的弯曲疲劳强度极限 查取 580）根据参考文献 3图 10取 弯曲疲劳寿命系数 查得 弯曲疲劳寿命系数 :） 计算弯曲疲劳许用应力 根据设计要求 取弯曲疲劳安全系数 S= 根据计算式 ： F = 其中 580S=入上式得： F = 80） 计算载荷系数 K。 根据 计算式： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 5 根据参考文献 3表 10K ，选取使用系数。 查取 使用系数 1 根据参考文献 3表 10间载荷 分配系数取齿间载荷分配系数。 查取 齿间载荷分配系数 根据 参考文献 3图 10v 值，确定动载系数。 查取 动载系数据 参考文献 3表 10H，确定接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数。 用插值法查得 6级精度、齿轮相对支承对称布置时， 虑到齿轮为 7级精度，取据计算 式 ： b=中， d=48，代入上式 得： b=1 48=48mm h=(2c*)m=(2 1+ 3=据 b/h=48/据 参考文献 3图 10： 算载荷系数 K 根据计算 式 ： 其中 1，得： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 6 =1 1=） 取齿形系数 根据 参考文献 3表 10定齿形系数 。 查得 齿形系数 ： ） 取应力校正系数 根据 参考文献 3表 10定 应力校正系数 。 查得应力校正系数： ）根据计算式代入数据： ） 齿轮传递的转矩 1T ： 1T = 1150 950=510 、 设计计算： 按照齿根弯曲强度进行设计计算 根据计算式： 3 2112 F 其中数据由上可知，代入数据 ： 3250. 012 358120 4. 655. 149 4 22 m 所求 得： m 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， 只 与齿轮直径有关，因此可 以根据 由弯曲强度算得的模数并就进圆整为标准值 m=4。 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 7 轮 的 几何尺寸计算 1、齿数： 根据计算式： zdd=46， m=4，代入上式得： z =48=12 z 取整数 12 2、压力角 压力角取国家标准（ 1356 =20 3、齿顶高 根据计算式： ha=ha*m 其中 m=4， 齿顶高系数 1，代入上式得： ha=ha*m=1 4=4 4、齿根高 根据计算式： c*)m 其中 m=4， c*为顶隙系数 c*=入上式得： c*)m=(1+ 4=5 5、齿全高 h： 根据计算式： h=ha+2c*)m 其中 m=4， 1， c*= h=ha+2c*)m=4+5=9 6、齿顶圆直径 根据计算式： da=d+2z+2m 其中 z=12， m=4， 1，代入上式得： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 8 da=d+2z+2m=(12+2 1) 4=56 7、齿根圆直径 根据计算式： df=2c*)m 其中 z=12， 1， c*=代入上式得： df=2c*)m=(121、齿厚 s： 根据计算式： s= m/2 其中 m=4，取 入上式得： s= m/2=4/2=、齿槽宽 e： 根据计算式： e= m/2 其中 m=4，取 入上式得： e= m/2=4/2=0、计算齿轮宽度 b： 根据计算式： b=中及 d=48计算 得： b=1 48=48选择 轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素： 度及耐磨性要求； 此处选择的轴属于转轴。但是，在工作中该轴主要承受的是扭矩，弯矩相当的小。在多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时需对轴进行强度计算，南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 9 以防止断裂或塑 性变形。 轴的材料主要是碳钢和合金钢。刚轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是 45钢 。 合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。 考虑到该齿轮轴上的齿是在轴上加工出来的， 根据 参考文献 3表 15能 ，选取该 齿轮 轴的材料。 选取此齿轮轴的材料为 40质 处理。 1、计算在齿轮上的力： 齿轮上传递的扭矩为： 1T = 1150 950=510 、 初步确定齿轮轴的最小直径： 因为 选取轴的材料为 40质处理 。 根据 参考文献 3表 15 T 及 确定齿轮轴的 0值 。 查取 T 值为 45。 由于此齿轮轴主要承受扭矩，按扭转强度条件进行计算 ， 轴的扭转强度条件 为： T 32.0 T 推导出 ： 3 中 T=510 T =45，代入上式得： 3 3 =昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 10 为方便计算，取轴的最小直径为 38 此齿轮轴的最小直是 尺寸为 44 如 下 图所示 ： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 11 图 2的零件 图 零件的装备方式 轴上零件的装配方案是 进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。选用的 装配方案 是：右端轴承、垫圈、 轴承端盖 依 次从轴的右端向左端安装；左端 从右到左依次 安装轴承 、 垫片 、垫圈及轴承盖 。这样就对各轴段的粗细 做了初步安排， 根据设计要求选择下图 所示 的 装配方案。 图 2核 1、 按轴所受扭矩来校核轴的强度： 轴的扭转强度条件为： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 12 T T 代入数值，计算得 : T = 5 经选定轴的材料为 40质处理。查参考文献 2表 15 0值 ，确定此齿轮轴的 0值 。 查得， T =35 因为 T = T ,所以此齿轮轴满足强度要求。 2、校核轴的疲劳强度： 1）判断危险截面： 根据上图轴的零件图所示进行分析，齿轮两端 15截面只受扭矩的作用，虽然轴肩及过渡配合所引起的应力集中均会削弱轴的强度，但是由于此轴的最小直径是按照扭转强度较为宽裕确定的，所以这两个截面不需要进行校核。 从受载的情况来看， 44为该截面只受到手轮的力，而手轮作为回升齿条的零件所用的里较小， 轴的最大直径处也不必校核。 截面受扭矩作用的同时，还存在由轴肩引起的应力集中，并且此处轴的直径最小，因此该轴只需校核截面两侧即可。 2） 16 选取计算式进行计算： 抗扭截面系数： 3d 根据计算式带入数据 得 ： 3d =332 3截面 上的扭矩为： T=面上的扭转切应力为： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 13 T 根据已知数据带入上式得： T 合处的k，根据参考文献 3附表 3取： k= 根据已知数据带入上式得： k=按磨削加工，根据参考文献 3附表 3 综合系数为 ： k =k+1 据已知数据带 入上式得： k =k+1 以轴在截面 的安全系数为： S =k 1根据已知数据代入上式得： S =k 1= 0=S=该轴在截面 强度足够。此齿轮轴因无大 的瞬时过载及严重的应力不对称性，故可以省略静强度的校核。 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 14 轮轴的零件图 见齿轮轴的零件图纸。 3 滚动轴承的选择 压力机所采用的轴承为滚动轴承。各类滚动轴承的结构性质不同，可适应不同的载荷速度和使用、安装情况，应根据具体的要求选用。一般应考虑如下几个因素，进行比较选择。 1、 载荷情况 2、 运转速度情况 3、 选择轴承时，需要考虑装在轴两端的轴承有一端能在发热时可自由移 动。 4、 一般轴直径小时，选用球轴承，因为轴尺 寸小，承载能力也小。轴径尺寸大时，选用滚子轴承。如果轴承孔的尺寸受限，可考虑选用滚针轴承。 5、 若考虑轴承安装或者更换方便，可选用分离型轴承。 深沟球轴承主要用于承受纯径向载荷，也可同时承受径向载荷和轴向载荷。当其仅承受纯径向载荷时，接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时，具有角接触轴承的性能，可承受较大的轴向载荷 。深沟球轴承的摩擦系数很小，极限转速也很高， 特别是在轴向载荷很大的高速运转工况下，深沟球轴承比推力球轴承更有优越性。 因此，比较适合用在手动压力机上。 根据轴承在齿轮轴上所处位置的轴的直径的大 小， 参照工作要求， 根据参考文献 7表 15， 由轴承产品目录中，初步选取特轻（ 1）系列，深沟球轴承 型号为 6009，其尺寸为： d D B=406815由于滚动轴承内径与轴的配合采用基孔制，而轴承外径与壳体孔的配合采用机轴制，因此，必须根据载荷大小、载荷作用的方向及性质，以及工作温度、轴承精度、轴与外壳材料、拆装要求等因素，合理正确的选择与轴承内外圈配合的轴和外壳孔的公差，以便得到正确的配合。一般来说，一根轴需要有两个支点，每个支点可由一个或一个以上的轴承组合。合理的配置是要考虑轴在机器中有正南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 15 确的位置、防止轴向窜动以及轴受热膨胀后不致将轴承卡死等因素。 深沟球轴承是滚动轴承中最为普通的一种类型。基本型的深沟球轴承由一个外圈，一个内圈、一组钢球和一组保持架构 成 。 这种轴承 在安装时，通过调整端盖面与外壳之间的垫片厚度，使轴承外圈与端盖间存在很小的轴向间隙，以适当补偿轴受热所引起的变化。 此外，对于固定间隙轴承（深沟球轴承），可在轴承盖与箱体轴承座端面之间或在轴承盖与轴承外圆之间设置调整垫片，以此在装配时通过调整来控制轴向间隙大小。 本次设计 采用深沟球轴承的双支点单向固定，固定方式如 下图 深沟球轴承的双支点各单向固定 为见效滚动轴承的摩擦、防止磨损、烧伤及升温，必须对滚动轴承进行润滑。选择滚动轴承的润滑方式和 润滑剂的类型必须考虑轴承的类型、尺寸及运转条件（如载荷大小、转速、允许的升温等）。 常用的润滑方式有：脂润滑；油润滑。选择脂润滑还是油润滑没有一个界限标准。润滑效果的好坏集中表现在轴承温升上。 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 16 润滑对于滚动轴承具有重要的意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。 由于所设计的手动压力机转速较小，所以选择脂润滑，脂润滑与油润滑相比有很多优点：不易泄露，维护简单，可防止灰尘、冷却液及其他杂质进入，油膜强度高，可长时间不必更换润滑脂，密封的支承结构简单，不需 专门的润滑装置。对于垂直轴尤为适合。 轴承中填充润滑脂不宜过量，以填满轴承空间的 1/3 - 1/2 为宜。 密封的作用是防止润滑油从轴承中泄露出来，并防止灰尘、冷却液、杂质等进入轴承。如果密封不好，将使轴承润滑得不到保证，造成温升、轴承烧伤等情况，使轴承和轴系统无法工作。 一般的密封方式分为两种：接触是密封和非接触式密封。根据设计的要求分析，我们选择接触式密封中的毡封圈密封。 毡封圈主要用于使用润滑脂且工作环境较清洁的忠诚部件内。毡封圈与轴接触速度一般不超过 4 5m/毡封质量好，则速度可达 7 8m/s。 在轴承上开出梯形槽，将毛毡按标准制成环形或带形，放置在梯形槽中以与轴密切接触；或者在轴承上开缺口放置毡圈油封，然后用另外一个零件压在毡圈油封上，以调整毛毡与轴的密合程度，从而提高密封效果。 根据设计的要求以及装卸方便，此次设计选择普通圆头平键，分别装在手轮固定，和棘轮固定上，具体装置位置见图 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 17 图 2装置位置图 的尺寸，型号 根据要求，手轮位置和棘轮位置的轴尺寸相差不大，可以选择同样的键 用。 1、公称直径： d=30 2、公称尺寸： b h=10 8 3、其他具体尺寸如图： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 18 图 2、键的尺寸极限偏差： b为 h为 L为 5、轴槽及轮毂槽对轴及轮毂的对称度公差根据参考文献 7表 10般在 7到 9级选取。 6、平键的材料通常为 45钢 轮机构的基本结构和工作原理 1、棘轮的组成： 棘轮的基本组成，摆杆、棘轮、棘爪。 2、棘轮的工作原理： 摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 轮装置的优缺点 1、优点： 结构简单、制作方便、运动可 靠、转角可调。 2、缺点： 工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。使用于速度较低和载荷不大的南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 19 场合。 轮机构中的主要问题 正压力 摩擦力 F 要求在工作时，棘爪在 的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。 轮几何尺寸的计算 1、齿数：选择棘轮齿数 16 2、模数：模数 4 3、顶圆直径： 根据计算式： da=入数据得： 6 4、齿间距： 根据计算式： p= m 代入数据得 : p=、齿顶高： 根据计算式 : h= : h=3 6、齿顶弦长： 根据计算式 : a=m 得 : a=4 7、棘爪工作面长度： 根据计算式 : : 、齿偏角： =20 9、棘轮宽 ： 根据计算式 : b=4m 得 : b=16 10、棘爪斜高、齿斜高： 根据计算式 : h1=h h/代入数据得 : h1=h =1、棘轮齿根圆角半径： 2、棘爪尖端圆角半径： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 20 13、棘爪长度 : 根据计算式 : L=2p 代入数据得 : L= 棘轮机构零件 图 图 2轮的零件图 轮和手柄的材料选择 1、手轮通过键连接到齿轮轴上，作用于通过手轮的转动调节齿条的位置，所以只需要铸造后开键槽，不需要过于复杂的设计。 2、手柄是压力机上传力构件，根据 参考文献 7表 12选用碳素结构钢制造，材料牌号为： 种材料广泛应用于普通金属构件，吊钩、拉杆等。所以完全可以用于手柄的制造。 柄长度的设定 初定压力机手柄的长度 为 1000但考虑到手的实 际作用点及机器本身结构的特点，取 实际 在压力机手柄上 产生的力臂约为 950 柄 直径的确定 手柄直径的大小 =31.0 b 式中b为材料的许用弯曲应力，取 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 21 b=25.1 7表 12得： 25 代入数据 ： F=2000L=950mm，25计算得： d d=20手柄的直径为 20 1零件的特点及材料的选择 齿条是由狭长平面组成的，加工过程中要保证零件的平面度，齿条固定在机箱上，安装上齿向要与齿条底面保持垂直，否则会影响到齿轮和齿条的契合和传动的精度。 根据设计内容，本次设计的手动压力机属于闭式齿轮传动，由手柄带动齿轮轴，带动齿条， 从而实现机器工作目的，所以设计中要以考虑齿面的接触疲劳强度为主，但对于齿面硬度很高，齿芯强度低的齿轮则要考虑齿根的弯曲疲劳强度。 40种材料，经过调质和表面淬火后，加工出来的零件表面硬度很高，芯部硬度较低，所以用其作为齿轮和齿条的材料较为适合。两种零件相互配合提高效率。 2齿条参数的设定 1、模数： 选择与齿轮相同的模数 z=4 2、压力角： 取国家标准 1356 1988 =20 3、齿顶高： 根据计算式 ha=ha*m 其中 齿顶高系数，取 1， m=4，代入上式得， 4、齿根高： 根据计算式 c*） m 其中 c*为顶隙系数，取 c*=m=4，代入上式得， 6、 齿厚： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 22 根据计算式 s= m/2 其中 =m=4，代入上式得， s=、 齿槽宽： 根据计算式 e= m/2 其中 =m=4，代入上式得， e=齿条基本尺寸的设定 1、齿条长度： 根据设计说明书，压力机的最大行程为 205力机的整体高度为320 定为齿条长度为 280 2、齿条宽度： 因为前面已求出齿轮的宽度为 d=48，齿轮的倒角为 2 2以齿轮的最小宽度为 44齿条宽度为 40 计 1零件的特点及材料的选择 1、零件的特点： 箱体一般承受的外力为： 1） 与箱壁垂直的力，如止推轴承或径向轴承所承受的轴向力； 2） 与箱壁同一平面的力，如径向轴承的径向力； 3） 轴两边箱壁上承受的扭转力矩。 造成箱壁变形的外力，主要是垂直与箱壁的力，其他两种外力造成的变形很小。箱体的刚度指的是箱壁所受垂直方向的力与箱壁上的着力点同方向变形量的比值。 2、材料的选择： 对于铸造箱体，一般采用灰铸铁 铁箱体的壁厚，在保证足够刚度的前提下应尽量选取较小厚度。根据本次设计的内容，箱体为较小箱体，所选用的材料为 1、箱体的壁厚 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 23 箱体要有合理的壁厚。轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大，其壁厚应该更厚些。箱座、箱盖、轴承座、底座凸缘等的壁厚查参考文献 5 表 3 1）箱座壁厚 根据参考文献 7表 3据计算式： = 8 =1（单级），代入数据得： =）箱盖 1 根据参考文献 7表 3据计算式： 1= 8 这里 =1（单级），代入数据得： 1=16）箱体凸缘厚度 b 根据参考文献 7表 3据计算式： b=把所查得已知数据代入上式得： b= 16 2、 箱盖外轮廓的设计 箱盖外轮廓常以圆弧和直线组成。箱盖外轮廓圆弧半径应根据结构作图确定。 3、 箱体凸缘尺寸 轴承座外端面应向外凸出 5 10便切削加工 。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离 +2+（ 5 10） 中 2=27入上式得： 、地脚螺钉直径 据参考文 献 7表 3据计算式： 0 代入数据得： 2昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 24 5、地脚螺钉数目 n 根据参考文献 7表 3定 n=2 6、箱盖、箱体联结螺栓直径 据参考文献 7表 3据计算式： 有，螺栓间距 L 150 200 代入数据得： 标准为 10 7、轴承盖的设计 1）轴承盖的结构 轴承盖的作用是固定轴承、承受轴向载荷、密封轴承座孔、调整轴系位置和轴承间隙等。其类型有凸缘式和嵌入式两种。 本课题中所选用的轴承盖为凸缘式。如下图所示凸缘式轴承盖用螺钉固定在箱体上，调整轴系位置或轴系间隙时不需要开箱盖，密封性也较好。 图 2构简图 2）轴承盖参数的确定 （ 1）轴承盖螺钉直径和数目 n 根据参考文献 7表 9定： 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 25 螺钉直径为 10钉数为 4。 （ 2）轴承盖外径 据参考文献 7表 9据计算式： 0+螺钉直径， 据计算式代入数据得： 4、 1、 据参考文献 7表 3得： 43 9、箱体外壁至轴承座端面距离 1l 根据参考文献 7表 3据计算式： 1l =2+（ 5 代入数据，计算得： 1l =32 4 箱体的工艺规程设计 所要加工的零件为一箱体，如下图所示 ， 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 26 图 2件材料： 件生产类型：单件小批量 1、零件的功用 箱体是机械或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使他们之间保持正确的小户位置，并按照一定的传动关系协调的传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 2、零件的结构特点 箱体的形状复杂、壁薄且不均匀，内部成腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求低的紧固孔。 3、零件工艺分析 箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。 主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮 研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削。 箱体支承孔的加工，对于直径小于 50般不铸出，可采用钻扩 (或半精镗 )铰 (或精镗 )的方案。对于已铸出的孔，可采用粗镗半精镗精镗 (用浮南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 27 动镗刀片 )的方案。由于主轴轴承孔精度和表面质量要求比其余轴孔高，所以，在精镗后，还要用浮动镗刀片进行精细镗。对于箱体上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。 1、 确定毛坯制造方法 箱体材料一般选用 00的各种牌号 的灰铸铁，而最常用的为 铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。 2、 确定加工余量 ,毛坯尺寸和公差 毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。 3、 绘制毛坯图 南昌航空大学科技学院 2011 届学士学位论文 28 图 4根据箱体的结构特点，可得这 个零件加工典型工艺路线如下： 这里制定出两种工艺路线方案，并进行比较，从中选出最合适的一种方案。 方案一： 工序 00：标准铸件 工序 05： 铣底座下底面 工序 10： 铣底座上端面凸台 工序 15： 铣左端面 工序 20：钻 齿轮轴孔 工序 25： 钻定位盘螺栓孔 工序 30： 钻地脚螺钉孔 工序 35： 钻螺纹孔 工序 40： 车螺纹孔内螺纹 工序 45： 镗齿轮轴孔 工