0400-管套压装专机设计【全套14张CAD图+说明书】
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管套压装
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摘 要
摘要：近期对机械行业中轴、轴承和轴套的使用情况进行了调查，发现在机械行业中轴、轴承和轴套是其中的关键零配件。自然而然在装配中它们的安装也非常平凡，按照《机械设备安装工程施工及验收通用规范（ＧＢ５０２３１－９８）》中<BR>第５．５．１条装配前应测量孔和轴的配合部位尺寸及进入端倒角角度与尺寸。根据实测的平均值，应按设计要求和本规范附录十六选择装配方法。 <BR>第５．５．２条在常温下装配时应将配合面清洗洁净，并涂一薄层不含二硫化钼添加剂的润滑油；装入时用力应均匀，不得直接打击装配件。<BR>第５．５．３条纵向过盈连结的装配宜采用压装法。压装设备的压力，宜为压入力的３．２５～３．７５倍；压入或压出速度不宜大于５ｍｍ/ｓ。压入后２４ｈ内，不得承受负载。所以在安装轴、轴承和轴套时如果使用人工压配不但劳动强度太大而且相互位置尺寸不易保证，所以设计一个专用的压装机势在必行。
本次的毕业设计课题是管套压装专机。采用的总体方案是：在专机上定位两轴套相对位置，利用电机减速机提供动力，通过皮带轮带动丝杠转动，进而带动装有螺母的压头移动，将旋转运动转化为直线压入运动。采用牙嵌式安全离合器进行过载保护，压配后在管子相应位置通过钻模板钻孔。
通过这次毕业设计，使我进一步理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要的地位。
通过这次毕业设计，使自己对轴套压装专机的工作有了亲身的体验，了解了压装专机的工作原理和工作过程，发现了许多人工手动操作压入轴套的不足和弊端，由此想出了用机器来代动手工压装，这样不紧提高了工作效率、减少了劳动强度、也增强了定位精确度。但我们所设计的牙嵌式离合器容易打滑，则磨损厉害，影响了使用寿命，使用频率高，电机频繁启动，鉴于以上不足，今后的设计可以采用液压控制方案。
就我个人而言，希望通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力。同时也学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对轴套压装专机的制造和电机及减速器选择，弹簧计算，离合器计算等做了一次练习。
总之，通过这次毕业课程设计使我受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础。在此，衷心感谢各位老师和同学的帮助和指导。
由于能力所限，设计中许多不足之处，希望各位老师给予批评指教。
关键词：管套压装专机 压入力 结构设计
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I 摘 要 摘要 ： 近期对机械行业中轴、轴承和轴套的使用情况进行了调查，发现在机械行业中轴、轴承和轴套是其中的关键零配件。自然而然在装配中它们的安装也非常平凡，按照机械设备安装工程施工及验收通用规范（）中 第条装配前应测量孔和轴的配合部位尺寸及进入端倒角角度与尺寸。根据实测的平均值，应按设计要求和本规范附录十六选择装配方法。 第条在常温下装配时应将配合面清洗洁净，并涂一薄层不含二硫化钼添加剂的润滑油；装入时用力应均匀，不得直接打击装配件。 第 条纵向过盈连结的装配宜采用压装法。压装设备的压力，宜为压入力的倍；压入或压出速度不宜大于 /。压入后内，不得承受负载。所以在安装轴、轴承和轴套时如果使用人工压配不但劳动强度太大而且相互位置尺寸不易保证，所以设计一个专用的压装机势在必行。 本次的毕业设计课题是管套压装专机。 采用的总体方案是： 在专机上定位两轴套相对位置， 利用电机减速机提供动力，通过皮带轮带动丝杠转动，进而带动装有螺母的压头移动，将旋转运动转化为直线压入运动。 采用牙嵌式安全离合器进行过载保护，压配后在管子相应位置 通过钻模板钻孔。 通过这次毕业设计，使我进一步理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计，使自己对轴套压装专机的工作有了亲身的体验，了解了压装专机的工作原理和工作过程，发现了许多人工手动操作压入轴套的不足和弊端，由此想出了用机器来代动手工压装，这样不紧提高了工作效率、减少了劳动强度、也增强了定位精确度。但我们所设计的牙嵌式离合器容易打滑，则磨损厉害，影响了使用寿 命，使用频率高，电机频繁启动，鉴于以上不足，今后的设计可以采用液压控制方案。 就我个人而言，希望通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力。同时也学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对轴套压装专机的制造和电机及减速器选择，弹簧计算，离合器计算等做了一次练习。 总之，通过这次毕业课程设计使我受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础。在此，衷心感谢各位老师和同学的帮助和指导。 于能力所限，设计中许多不足之处，希望各位老师给予批评指教。 关键词： 管套压装专机 压入力 结构设计 录 第一章 引言 . 1 第二章 设计思路 . 2 1 课题的目的与意义 . 2 2 对机械设计基本要素的认识 . 2 第三章 机械设计方法 . 3 1 机械设计步骤 . 3 2 方案设计 . 3 3 技术设计 . 3 4 针对本课题的设计思路 . 5 5 设计计算 . 7 入力计算 . 7 杆计算 . 8 动机的选择 . 9 合器计算与选择 . 11 带轮的选择 . 11 承的选择 . 11 栓强度计算 . 12 . 12 算机辅助设计的简要历史 1 计算机辅助设计 2 维绘图 3 维绘图 算机辅助绘图的好处 1 速度 2 准确 3 存储 4 传输 5 质量 修改 型块 . 17 转压板 . 18 离合器 . 19 套结合件 . 20 套零件图 . 21 7 . 产品部分附图（ . 21 简单介绍 . 21 套零件图 . 22 套零件图 . 23 子零件图 . 24 套装配图 . 25 型块 . 26 转压板 . 27 离合器 . 28 块 . 29 第四章 毕业设计 感想 . 30 第五章 致谢 . 32 参考文献 . 33 1 G， e 的比较与前景 今天你正用的软件，如果一两年后就消失了，无法升级，功能又觉得不够，怎么办？再重新选或学习新软件？所以一个软件的持久发展很重要。 我开始用 平面图 ,后来用 立体图，自觉功能不够，就自修了 ,从 以说爱不释手，但近来作图尤其是逆向与造型部分，大伤脑筋，况且对于对于零件繁多的图形， 对硬件的要求还是很高。对于诸如相切拔模， 补破面等等老大难， 拿不出快捷的解决办法，上一次我转一打印机底壳的 ，破面补了 4 天，才分模。好惨哪！ 看看 介绍： 世界上一种主流的 70年代 应运而生。从 1982 年到 1988 年， 继发布了 1 版本、 2 版本、 3 版本，并于 1993 年发布了功能强大 的 4 版本，现在的 4 版本和 本两个系列。 本应用于 台， 本应用于 种平台。 本的开发开始于 1994 年。为了使软件能够易学易用， 94 年开始重新开发全新的 本，新的 本界面更加友好，功能也日趋强大，并且开创了 件的一种全新风格。 法国 世界著名的航空航天企业。其产品以幻影 2000和阵风战斗机最为著名。 产品开发商 立于 1981 年。而如今其在 得到世界范围内的承认。其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美圆。雇员人数由 20人发展到 2， 000 多人。 法国 司的 体化软件，居世界域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子 电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的 子样机模块功能及混合 建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。 供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括 :从大型的波音 747 飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过 13,000 的用户选择了 其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。 著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用成了整个波音 777 的电子装配 ，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了 业内的领先地位。 绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的 本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护 。 本 2 具有： 为确保 用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务发展需求，使客户具有更大的竞争优势。 于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。 T 和 件平台的独立性 在 台和 台上开发完成的，并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。 台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而 台上 格的用户界面，可使用户在 台上高效地处理复杂的工作。 合了显式知识规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图，定义产品的性能和变化。隐式的经验知识变成了显式的专用知识，提高了设计的自动 化程度，降低了设计错误的风险。 有兼容性，两个系统可并行使用。对于现有的 户， 引领他们迈向 界。对于新的 户，可充分利用 成一个完整的产品开发环境。 航空航天： 于航空航天工业，是业界无可争辩的领袖。以其精确安全，可靠性满足商业、防御和航空航天领域各种应用的需要。在航空航天业的多个项目中， 应用于开发虚拟的原型机，其中包括 机公司（ 美国）的 机公司（法国）的阵风（ 斗机、机公司（加拿大）的 务机、以及 国）的 人驾驶侦察机。 机公司在 用 计了除发动机以外的 100%的机械零件。并将包括发动机在内的 100%的零件进行了预装配。 是迄今为止，唯一进行 100%数字化设计和装配的大型喷气客机。参与 目的工程师、工装设计师、技师以及项目管理人员超过 1700 人，分布于美国、日本、英国的不同地区。他们通过 1,400 套 作站联系在一起，进行并行工作。 设计人员对 777 的全部零件进行了三维实体造型，并在计算机上对整个 777 进行了全尺寸的预装配。预装配使工程师不必再制造一个物理样机，工程师在预装配的数字样机上即可检查和修改设计中的干涉和不协调。 机公司宣布在 777 项目中，与传统设计和装配流程相比较，由于应用 省了 50%的重复工作和错误修改时间。尽管首架 777 的研发时间与应用传统设计流程的其他机型相比，其节省的时间并不是非常的显著，但 机公司预计， 777 后继机型的开发至少可节省 50%的时间。 后参数化处理功能在 777 的设计中也显示出了其优越性和强大功能。为迎合特殊用户的需求，利用 参数化设计， 需进行参数更改，就可以得到满足用户需 3 要的电子样机，用户可以在计算机上进行预览。 汽车工业： 汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。 造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端（ 解决方案。 及产品、加工和人三个关键领域。 可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。 一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在 都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进行数字化工程实施。 技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供应商所认可。从近来一些著名汽车制造商所做的采购决定 ，如 ，足以证明数字化车辆的发展动态。 居于世界领先地位的卡车制造商，总部位于瑞典。其卡车年产量超过 50， 000 辆。当其他竞争对手的卡车零部件还在 25， 000 个左右时， 司借助于 统，已经将卡车零部件减少了一半。现在， 用更多的分析仿真，以缩短开发周期，提高卡车的性能和维护性。 统是 司的主要 统，全部用于卡车系统和零部件的 设计。通过应用这些新的设计工具，如发动机和车身底盘部门 统创成式零部件应力分析的应用，支持开发过程中的重复使用等应用，公司已取得了良好的投资回报。现在，为了进一步提高产品的性能， 在推广设计师、分析师和检验部门更加紧密地协同工作方式。这种协调工作方式可使 司更具市场应变能力，同时又能从物理样机和虚拟数字化样机中不断积累产品知识。 造船工业： 造船工业提供了优秀的解决方案，包括专门的船体产品和船载设备、机械解决方案。船体设计解 决方案已被应用于众多船舶制造企业，类似 及所有类型船舶的零件设计、制造、装配。船体的结构设计与定义是基于三维参数化模型的。参数化管理零件之间的相关性，相关零件的更改，可以影响船体的外型。船体设计解决方案与其他品是完全集成的。传统的 体和曲面造型功能用于基本设计和船体光顺。 用 成式外型设计）作为参数化引擎，进行驱逐舰的概念设计和与其他船舶结构设计解决方案进行数据交换。 本的 供了与 工的直接集成，并在与 协作中得到发展，机器人可进行直线和弧线焊缝的加工并克服了机器人自动线编程的瓶颈。 用 计和建造美国海军的新型弗吉尼亚级攻击潜艇。大量的系统从核反应堆、相关的安全设备到全部的生命支持设备需要一个综合的，有效的产品数据管理系统（ 行整个潜艇产品定义的管理，不仅仅是一个材料单，而是所有三维数字化产品和焊接 设备。 供了强大的数据管理能力。 于 术的应用在业内一直处于领先地位，从设计、零件、船载设备到试车，涉及造船业的所有方面。在切下第一块钢板前，已经完成了全部产品的三维设计和演示。 船舶的设计与制造过程中，依照船体设计舰桥、甲板和推进 4 系统。船主利用 4D 漫游器进行浏览和检查。 中国广州的文冲船厂也对 行了成功地应用。使用 行三维设计，取代了传统的二维设计。 厂房设计： 在丰富经验的基础上， 造船业、发电厂、加工厂和工程建筑公司开发了新一代的解决方案。包括管道、装备、结构和自动化文档。 这些行业中的第一个面向对象的知识工程技术的系统。 被成功应用于 其扩展企业。使用 真对正在建设中的 普工厂设计进行了修改。费用的节省已经很明显地体现出来。并且对将来企业的运作有着深远的影响。 涂 装 生 产 线 主 要 应 用 于 汽 车 和 宇 航 工 业 。用 计其先进的涂装生产线， 显缩短了设计与安装的时间。 用 鹿特丹工厂开发新的生产流程，鹿特丹工厂拥有二千万吨原油的年处理能力，可生产塑料、树脂、橡胶等多种复杂化工产品。 加工和装配： 一个产品仅有设计是不够的，还必须制造出来。 长为棱柱和工具零件作 2D/3D 关联，分析和 程驱动的混合建模方案保证高速生产和组装精密产品，如机床，医疗器械、胶印机钟表及工厂设备等均能作到一次成功。 在机床工业中，用户要求产品能够迅 速地进行精确制造和装配。 的制造商像 产品中受益非浅。 用 计和制造纺织机械和机器人。 用 计和制造大型机床。 品也同样应用于众多小型企业。象 用 计和生产电站的电子终端和控制设备。 用 计和制造压力设备。用 计焊接和切割工具 。 消费品： 全球有各种规模的消费品公司信赖 中部分原因是 计的产品的风格新颖，而且具有建模工具和高质量的渲染工具。 用于设计和制造如下多种产品：餐具、计算机、厨房设备、电视和收音机以及庭院设备。 另外，为了验证一种新的概念在美观和风格选择上达到一致， 以从数字化定义的产品，生成具有真实效果的渲染照片。在真实产品生成之前，即可促进产品的销售。 显示出了在非高科技行业的应用价值。例如： L用 这使得不光是包装设计人员，其他非技术人员，象销售人员、采购人员、管理人员都可以快速地浏览大量产品照片。这一点在卫生用品制造业是非常重要的，因为在这个行业中包装是唯一不同的产品。 是不是有些心动， 推出 的 个软件中最快的，比如 2001 年， 长 27， 长 11，而 是下降。当然 来的 是同类软件中最大的。 在大型企业和公司这方面， 着绝对的优势。现在 要是在发 展中小型企业，当然它的中小型企业的用户数量也在不断地增长。 5 e,e of if 2 or a is I to do a on a be to in as so he of of at A of AM in 970s 982 988, a , . 993 a , is 4 5 V4 V5 5 of 994. To to be to 4 of a 5 AM to a is s to 000 up to 981. AM DM in of of 50,000 of 0 to ,000. is a AM s AM in is of in to of 47 to In 3,000 a to be s in 6 de a of in s a a 77 a AM in BM a in of in of he on of a In of of to as as of 1. of a of to a of be to s so a 2. of of of of to to of 3. T in T by a in a T of on to 4. of of of in of of of of of of 5. a of 5 be in to T a 7 is In in a of in of in to 00% of 00% of of is so 00% of a in ,700 in s ,400 to 77 on D on 77 of so no a in of be on of of 77 to of a 50% 77 of is 77 of at 0% of of 777 To of is no to of of on is de s in of in to A ne as of in of is be s to of is s in 0,000 in 5,000, 8 by in of to is AM ll By of a on in to in is of to in of to of is on in as a of of .2 of in be be of a of to an is a a on AD in a in to of In to a in in of 4D a D on BM 9 of of a of is of wh1 第一章 引言 毕业设计是在学完了专业课，并经历了生产实习的基础上进行的最后一个教学环节，是对之前所学课程的一次总复习，也是一次理论联系实际的训练，它在几年的学习中占有十分重要的地位。 就我个人而言，希望通过这次毕业设计，对自己今后从事的工作，进行一次适应性的训练，通过设计锻炼自己分析问题，解决问题的能力，特别是利用计算机进行辅助设计的能力，为今后从事专业工作打下良好的基础。 此次毕业设计的课题是设计一台管子轴套压装专机 。根据设计任务书的要求，在无缝钢管二端要均匀压入二轴套，且要保证二轴套相对位置， 轴套压到底后，在相应位置要钻攻螺孔，具体尺寸及要求见管套结合件图。 根据所学专业知识，通过参阅机械设计手册及图册资料，本人采用的总体方案是：利用电机减速机带动丝杠螺母的传动方式，通过丝杠螺母结构将旋转运动转化为直线压入运动。 由于轴套与轴之间的配合为过盈配合 H8/需压入力较大，且随压入长度增大而增大，当轴套压到底时，压入力会瞬间急增，为保护电机，需采用安全离合器进行过载保护，利用其可调整保护压力，以限定最大压入力。管子由 虑到管、套在压入前定位的同心度要求很高，否则可能会出现压不进的现象，故采用高 度可调 降低对专机零件加工的精度要求，可使专机装配、调试简单、方便，节约成本。针对管子较长，刚性较差，为防止二端施压时管子受力失稳而中间拱起，采用回转压板通过一滚轮对其中间部位压紧。丝杠支承采用深沟球轴承和单向推力轴承组合，以减小摩擦力、延长使用寿命。 根据 管套结合件图，在专机上相应位置安装钻模板。当 安全离合器开始打滑，操作工即停止电机。 此时用手枪钻通过钻模板进行钻孔，然后启动电机反转退回压头到位后停止，再卸下工件进行人工或机动攻丝。 该专机可解决人工装配时劳动强度大、效率低、定位精度低的问题， 满 足了大批量生产要求。 下面是专机设计时的主要零件、外购件、标准件的计算和选用步骤。 由于能力所限，设计中当有许多不足之处，希望各位老师给予批评指教。 2 第二章 设计思路 （ 1）课题的目的与意义 此课题的目的是让我们更好地掌握机械设计的内容和方法，能正确、合理地选用设计参数、机械结构； 学会 利用厂家提供的产品样本合理选择配套件；提高查阅设计手册和正确使用标准的能力， 尤其是利用计算机进行辅助设计的能力 。通过这次工作前的适应性训练， 为今后从事专业工作打下良好的基础。 （ 2）对机械设计基本要素的认识 机械设计 首先要保证的是产品的功能及其可靠性，并保证产品有良好的工艺性。机械设计是一项创造性的劳动，新颖的设计要求有新的构思，对此，设计人员一方面应大胆地采用新理论和新结构，另一方面也要总结经验采用原有的成功的技术和结构。设计的过程是一个探索的过程，在设计的起始阶段，应该允许发挥创造性而不受各种约束。即使发生许多不切实际的设想，也没关系，这可以在设计的早期，在绘制图样以前加以纠正。通常要有几套设计方案，要在各方面对这些方案进行对比，从中选择最佳方案。最后选定的方案可能是各套方案中最好部分的组合，也可能是未被接受方案中 的某个构思。 产品要便于使用和减轻人的劳动强度。设计人员要使所设计的机器适应人，就必须考虑人的操作特征，其中包括：工作场所的空间分配，通风条件，色彩和照明，手柄、开关及踏脚的位置和尺寸，操作人员的体力，安全保护，操作人员的心理和习惯等。 机械设计的起始阶段，设计人员要对产品是否为社会所需要，有无竞争力，有无销路，是否经济，盈利多少等问题与管理人员、销售人员磋商。 如上所述，机械设计涉及工程技术的各个领域。这些领域中所涉及到的基本要素有：材料、强度、挠度、刚度、稳定度；摩擦、磨损、润滑；形状、尺寸、表面加工、 体积、重量、风格；温度、噪音、腐蚀；可靠性；控制；实用、安全、价格；以及维修等。 3 第三章 机械设计方法 （ 1）机械设计步骤 机械设计是机械产品生产的第一道工序。在设计中要求对机器的工作原理、功能、结构、零部件设计，甚至加工制造和装配方法都确定下来。因此，不同的设计者可能有不同的设计方案和设计步骤。但是，机械设计的共性规律是客观存在的，需要不断地总结和完善。机械设计的一般步骤：动向预测；方案设计；技术设计；施工设计；试生产。下面着重分析方案设计和技术设计。 （ 2）方案设计 根据设计任务书提出的对所设计 机器的工作要求，首先对能满足工作要求的多种设计原理方案加以分析比较。由于任何工作原理都必须通过一定的运动形式来实现，所以这一步骤也是确定设计所需运动的方案。例如设计一台往复运动的机器时，可采用的设计原理方案很多，有电动的，有气动、液压及其他组合机构等形式的，每种形式中还有多种机构能达到预期的运动，如齿轮齿条机构、丝杆螺母机构、凸轮机构、曲柄滑块机构等。确定设计原理方案时，可把设计对象当作完整的系统，并将它分成具有各种分功能的机构及零件为子系统和元素，进行系统分析和机构分析、机构综合和加以比较，选择最优方案。 在这一阶段，要按选择最优方案所需的技术 经济论证来制定产品总体和主要部件方案，同时要确定关于工作原理、可靠性和强度的问题范围，这些问题必须加以研究，有些要得到实验验证。要对不致太大影响技术任务书中规定的设计对象，它的最终主要指标的那些结构要素作近似计算。如果想在有接近于设计对象的实际样机，就可以不经过计算而拟订各个机构要素，但在方案设计中，为了进行于选择最优设计方案有关的技术 经济计算，必须充分精确地估计对最终结果有影响的参数。例如，在设计机械传动装置方案时，为了选择传动型式（丝杆螺母传动，行星齿轮传动、 蜗杆传动等），必须具有一些数据能求得要素尺寸，从而确定对比方案的重量和外廓尺寸，而其误差对最终结果没有很大影响。 在简化设计中，选择最优方案可以与机械的使用者和对该项机械有经验分得人员共同商定。 在确定设计原理方案时，还必须体现机械工业的技术发展政策。根据机械的实际工作情况，尽量采用微电子技术和新型材料，设计机电一体化产品。 （ 3）技术设计 在技术设计中，要拟定设计对象的总体和部件，具体确定零件的结构，对所4 设计的机械产品提出的要求是：制造和维护经济，操纵方便而安全，可靠性高，使用寿命长，为了能达到这些要求， 零件应满足一些准则，简而言之，可以用：“明确、简单、安全”六字来表达。 所谓明确主要指结构的形状和尺寸关系清晰，作用关系可以预测和计算，功能明确，也即能量、信息和物料的转换与流动走向明确。一个明确的结构应避免产生附加载荷、附加变形和可能的剧烈磨损，应尽可能见效载荷和温度应力引起的变形。明确的结构是实现产品预定技术功能的前提。 所谓简单，一般是指形状简单，零件数少，相对运动副少，磨损件少，使用、维护、保养方便等。但对于具体情况要具体分析。不希望某一方面的简单导致另一当面的复杂。一旦出现这种情况应予协调。 安全 性包括由小到大的五个范围：结构构件的安全性；功能的安全性；运行的安全性；工作的安全性和环境的安全性。这五个范围相互之间是关联的，应该统盘考虑。 在结构设计时主要采用安全技术、间接安全技术和指示安全技术来解决产品的安全问题。 在上述结构设计准则下，应考虑技术设计中出现的强度、刚度、抗振性、耐磨性、工艺性等问题。如载荷的合理分配、结构的合理传力、运动中的稳定性等。 操纵条件和操纵方便对机械的可靠性和劳动生产率有很大影响，因为很多机械产品的工作效果取决于人机系统的指标。如产品在运行中噪声大、振动强、手柄作用力大、 检查不便、变速困难等等，易导致疲劳，违反操作而可能引起事故。 标准化对所设计的产品的制造成本和运行经济有很大意义。实现了标准化，可使机械产品的成本有所降低，设计周期有所缩短，可靠性则有所提高 机械设计和绘图是密切联系的工作，因为机械设计是一种创造性的形象思维，而绘画则是将形象思维表现出来的最好方法。形象思维的结果，不通过图的表现总是模糊和支离的，并且难以精确无误的传给别人，一个有经验的设计者在构思时，总是需要反复的修改初步设计总图。 设计人员按照他所绘制的初步设计总图，简单计算或估算机械的各主要零件的受力、 强度、形状、尺寸和重量等，如发现原来所选的结构不可行或不实际，则要调整或修改结构，还要考虑有没有发生过热、过度磨损和过早发生疲劳破坏的危险部位，并采取措施解决。 在这阶段，设想中的机器初步成型了，设计人员通过初步设计总图的绘制，5 会发现各部分的形状、尺寸和比例大小有许多矛盾，当需要加强或改进某一方面，可能会削弱或恶化另一方面，必须权衡取舍，在各方面保持平衡以达到最佳综合效果。这时，设计人员的经验起着重要作用。 在修改初步设计的总图的过程中，还需对初步设计进行技术 般原则是：选那些结构复杂的、重量大 的、尺寸大的、材料贵的、性能差的、技术水平低的，以及批量大的、工艺复杂的、远材料消耗高的、成品率低的那些零件进行分析，并据此修改设计，以期得到技术 经济指标高的初步设计总图。 （ 4）本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：针对本课题的设计思路 此次毕业设计的课题是设计一台管子轴套压装专机 。根据设计任务书的要求，在无缝钢管二端要均匀压入二轴套，且要保证二轴套相对位置， 轴套压到底后，在相应位置要钻攻螺孔，具体尺寸及要求见附图 管套结合件图。 分析管套结合件图，管套结合是过盈配合，需要较大的压入力， 且要保证套和管子上螺孔的相对位置，显然用人工压配劳动强度太大，相互位置尺寸不易保证，使用压装专机势在必行。 根据设计任务书的要求，在 10 秒钟内要压到位，工作行程为 100入速度范围大。速度快些，效率虽会提高，但结合时冲击会很大，尤其是在管套压到底时，所以选择时间为 10秒完成压套动作。 专机方案的确定，最重要的是选择一种往复运动机构。最常用的形式有：齿轮 齿条机构加滚动或滑动导轨；丝杠螺母机构（滑动或滚珠丝杆螺母副）；气动或液压传动装置等。原动件可采用电机 减速机，动力通过皮带轮传至执行件。采用皮带轮的 好处是柔性传动，过载时皮带会打滑，可以起到辅助的保护作用，但不能用作经常的安全保护使用。 二套之间的相对位置可通过定位实现。利用套上 48 凸台和 9 孔及 100端面定位， 9 孔装入菱形销 , 48 凸台插入定位沉孔 ,用这样的类似于一面二销的六点完全定位方式保证相对位置，其中一只套定位在压头上，另一只套定位于固定支座上。 根据近三年所学专业知识，通过参阅机械设计手册、夹具设计手册及相关图册资料，结合考虑专机制造成本和周期，本人拟采用的总体方案是：利用电机减速机提供动力，通过皮带轮带动丝杠转动，进而带动装有螺母 的压头移动，将旋转运动转化为直线压入运动。 6 由于轴套与轴之间的配合为过盈配合 H8/需压入力较大，且随压入长度增大而增大，当轴套压到底时，压入力会瞬间急增，为保护电机，需采用安全离合器进行过载保护，利用其可调整保护压力，以限定最大压入力。 管子由 虑到管、套在压入前定位的同心度要求很高，否则可能会出现压不进的现象，故采用高度可调 V 型块，以降低对专机零件加工的精度要求，可使专机装配、调试简单、方便，节约成本。针对管子较长，刚性较差，为防止二端施压时管子受力失稳而中间拱起，采用回转压板通过一滚 轮（轴承）对其中间部位压紧。 丝杠支承可采用滑动轴承和单向推力轴承组合，或采用深沟球轴承和单向推力轴承组合，但考虑到专机工作时径向力较小而轴向力很大，为减小摩擦力、延长使用寿命，选择后者的支承方式。 根据 管套结合件图，在专机上相应位置安装钻模板。当 安全离合器开始打滑，操作工即停止电机。 此时用手枪钻通过钻模板进行钻孔，然后启动电机反转退回压头到位后停止，再卸下工件进行人工或机动攻丝。 减速机的输出转速要和压头移动速度相配，即要选择相应的丝杆螺距。减速机应选用国产著名品牌，以保证产品质量。如选择不到相应产品， 也可自行设计、制造。 该设计方案经慎重考虑，多方论证，应是切实可行的。当然可采用 滚珠丝杆螺母副加滚动导轨的形式，磨损小，寿命长，传动效率更高，但制造成本也会大幅提高。 该专机可解决人工装配时劳动强度大、效率低、定位精度低的问题，可满足大批量生产要求。 7 （ 5）设计计算 根据装配图上技术要求，管子与轴套的配合要求是 H8/ 所以最大过盈 9 m 作 用 (千克 ) 根据装配图上技术要求，轴套两端的最大压入长度 00mm p=P/f P= f ： 容面直径， f：摩擦系数 p 计算 配合件材料不同 : d (c1/(c2/ 10公斤 /厘米 被包容件 容件 1=1+(d1/d) 2/1-(d1/d) 2- u 1 1+(d/2/1-( d/2+ u 2 注 : d=40cm 2 0cm 见表 1 P4 8 取 见表 1 P4 7 取 l=50 2=1000公斤 /厘米 2 见表 1 1=( 106 取 106 见表 1 106 取 106 1+(32/40)2/ 1-(32/40)22=1+(40/50)2/ 1-(40/50)2+9/4 2 106)+ 106) 10 公斤 /厘米 2 P=p/f 40 100 =2773 取 P=3000公斤 ( (机械设计手册第二卷 表 15 2螺杆中径 f/ (p) 1/2 梯形齿 =整体式螺母 = 许用压强 见机械设计手册第二卷表 15 2 螺杆的材 料为 45钢 螺母的材料为青铜 查设计手册得 P=20 由上面计算得到最大的轴向载荷 F=0000N 由以上条件计算得： f/ (p) 1/2=30000/(20) 1/2=据机械设计手册查标准取中径为标准值 得中径 7 0 3 驱动转矩 + ) 轴向载荷 0000N 螺杆中径 7纹升角 =l/( 当量摩擦角 = s/2 注： l =3 为当量摩擦角 见机械设计手册第二卷表 15 2 螺旋副摩擦系数 取 s=常使螺纹升角 430 标准值为 30 9 螺纹升角 =7 =2 当量摩擦角 =动转矩 ( ) + ) =(30000 27/2 1000 =30 47N m 要求 10S 内压入，根据管套结合件图，可知压入行程为 100空行程取为20于丝杆的螺距为 3丝杆在 10 秒内要转 120/3=40转。 则螺杆转速为 40 6=240（转分） 电机功率 =（ 47 240） / 101.2 ：转矩 动转矩转速 根据计算的电动机功率 P=及离合器完全脱开时的扭矩 00 N m，所以选择 P=3电动机，型号为 见德森江浪械设计手册第二卷） F=2 D/ 注： N c=( 计算压力时，取过载扭矩 2N m 完全脱开时 00 N m 一般为 45，为 4 =5 ：键与花键连接的摩擦系数取 =d：周直径或滑动半离合器孔 径 D=100mm,d=25载时的弹簧压力 D/ 10 =（ 2 62 103） /100 5100/25 =296N 完全脱开时弹簧压力 D/ =（ 2 100 103） /100 (55=478N 则每根弹簧压力：初压力 =296/6=49N 终压力 =478/6=80N 取弹簧的初压力 F（取 =49=44N 械设计手册第二卷） 按结构尺寸，选确定弹簧中径 D=12钢丝直径 d=装高度 6 安装载荷 4N 从安装高度压缩 8缩载荷 0N 材料：碳素钢弹簧钢丝（ 许用切应力 查机械设计手册第二卷表 b=1810， =b=求直径 d 初定旋转比： C=D/d=12/ 查机械设计手册第二卷图 得 K= d= )1/2 =44)/ =取 d=实际相近 弹簧刚度 P要求： P =(808=弹簧有效圈数 n n= 注： 见机械设计手册第二卷表 G=79 103 n=（ 79 103 （ 8 123 =8 总圈数 n1=n+ 0(圈 4) 11 弹簧刚度 P = D3 n=(79 103 (8 123 8)= 基本相符 弹簧安装变形量： 1/ P =44/（ 自由高度： 1+6+9=45（ 变形量 61+8=17 负荷 装负荷 P 9=N） 完全脱开时 9=N） 接近题意 压并高度 Hb=0 6(节距 t: t= (n=(8=压并变形量 059(合器的选择 选择梯形牙嵌式安全离合器，牙的工作面为平面工作面，牙形角为 30离合器上牙的工作面应有较高的硬度，以提高耐磨性和承受冲击载荷的能力常用 206 406嵌式安全离合器，其压紧装置由若干小的压紧弹簧组成，能传递较大的 极限转矩，与轴用键联接。表见 根据传递功率 P=3速 250转 /分 利用插入法见机械设计手册卷（二） 皮带轮 60 则选用 窄 V 带 ,单根传递的功率为 们计算得到的功率为3以选两根皮带。 V 带轮轮廓尺寸 (基准宽度制 ):基准宽度 4准线上槽深 准线下槽深 2间距 e=19一槽对成面至端面的最小距离 f=12间距离及极限偏差为 轮宽 B=（ e+2f(2=43径 da=68槽角 =34，其极限偏差为 根据机械设计手册 第三卷 第六章 12 根据最大受力为 3000千克，所以选择单向推力球轴承： 根据表 基本尺寸 d=30 基本载荷 8得 :轴承代号为 51206 d=30 D=52 T=16 3 9 据表 基本尺寸 d=25 基本载荷 :轴承代号为 51105 d=25 D=42 T=11 5 2 机械设计手册第二卷 ) 根据装配图可得支座 (二 )的受翻转力矩螺栓所受的轴向力为 矩 T=0 （公式见机械设计手册第二卷 根据受力平衡得 T=： 3为中心到底面的距离 L=100为轴向压入力 P=3000 0 = D =3000 100/63 作用应力 =4 D/ D/ 1/2 代入值得 7可以取 12螺栓直径为 12足强度要求 在我们讲述的 说说它的简史是比较合适的。 从早期的计算机绘图系统发展到现在的交互式计算机 图形13 学。两个这样的系统包括：麻省理工学院的 在开发 示器及操作系统。 在 发展起来的。 动编程工具）碰巧同时问世。后来， 图仪作为计算机绘图的标准硬拷贝输出装置使用，一个有趣的现象是 图仪与 床具有相同的机构，除了绘图笔被 开始， 图编辑器，供用户使用的集合元素只有直线、圆弧、以及两者的组合。自由曲线几其曲面的发展，如昆氏嵌面、贝塞尔嵌面以及 维 于一个三维模型包含了 具路径编程所需要的足够信息，所以能够开发 间联系的系统。所谓交钥匙的统便是根据这一概念开发的，并从 20 世纪 70 年代至 80 年代流行起来。 20世纪 70年代，三为实体建模的发明标志着 去的三维线框模型仅用边界来表达一个物体。这 在某种意义上是含糊的，一个简单的模型可能有几种解释。同时也无法获得一个模型的体积信息。实体模型包含完整的信息，因此，它不仅可以用来生成工程图，而且也可以在同一模型上完成工程分析。后来，开发了许多商业系统和研究系统。这些系统中相当多的是基于 统。尽管它们在表达上是强有力的，但仍然存在许多缺陷。例如，这种系统具有较强的计算能力和内存需求，非常规的物体建模方式以及标注公差能力的缺乏，这一切已阻碍了 到 20世纪 80年代中期，实体建模开始介入设计环境。今天实体建模的应用如同绘图和线框 模型应用一样普遍。 在个人计算机上， 种发展使 如 小型公司乃至个人可以拥有并使用统。到 1988 年为止一销售 10 万个以上的 件包。今天，基于个人计算机的实体模型的 于获得，并且销售变得更为普及。由于微型计算机的发展使得个人能够承受四体模型需要的大量计算负荷，所以如今许多实体模型在计算机上运行，并且作为平 台已不成一个问题。随着标准图形用户界面的发展， 多数 都能够在不同的平台上运行。在大型计算机、工作站和基于个人计算机的 计算机辅助设计的结构 一个 （ 1）硬件 计算机及输入 /输出装置。 （ 2）操作系统软件。 （ 3）应用软件 硬件主要用于支持软件功能。在 作系统软件是 作系统软件管理着硬件运行并提供许多诸如 创建和取消操作任务、控制任务的进程、在任务间分配硬件资源、提供通向软件资源，如文件、编辑器、编译和应用程序的通道等基本功能。这不仅对且对非 应用软件是 统的核心。它由二维和三维建模、绘图、工程分析等程序完成。一个 是应用软件使一种 常应用软件是依赖于操作系统的。要把在一个操作系统上运行的 不像编译软件那样微不足道。因此也必须注意操作系统。 计算机辅助设计 在二维绘图领域 中计算机辅助设计给了设计者去尝试几个可行的解决方案的能力。通常还需要某些形式的设计分析计算，而为了这一任务已经编写了许多程序。计算机为设计者对所建议的各种机构设计的分析和为最终设计准备正式绘图提供了强有力的工具。 计算机方法能够提供比传统的饿纸和笔的饿方法 有意义、更大成本节约的优点，但是一个 统并不仅仅是一个电子绘图板。计算机绘图系统可使设计者设计出既快又准确的图形，并且很容易修改。当涉及到重复性的工作时，会戏剧性的产生复制产品，因此标准图形只要一次构建成功，就可以从图库中取出。剪切和粘贴技术作为节 约劳动力的辅助工具被使用。当几个分项目设计人员从事同一工程时，要建立中心数据库，使得由某一个人绘的细节图可以很容易地合并到其他不同的装配图中。中心数据库也可以作为标准参考零件库使用。 有限元是一项成熟的应力分析技术，它多被土木工程和机械工程所采用。它由将结构划分成有限的小单元组成，并计算每一个单元之间的作用力。如果被分15 割的饿单元空间足够小，就能对一个结构后实体的内部应力获得一个好的估计。这些计算机技术惯用于大型结构物的设计，诸如船体、桥梁、飞机机身和还面油井平台。汽车工业使用类似的方法来设计和制造车身。 维绘图 图空间可以从微米到米的比例范围无限变化。它提供给机械设计师放大的功能，即使在恰当配合的饿装配零件中最小的元件也能看清楚，设计程序甚至能自动辨认 对具有不同特征的零件，如运动的或静止的，在显示时可以被指定成不同颜色。为了有利于工程设计的变化，可使用带有自动尺寸变化的系统对零件进行尺寸标注。 维绘图 随着三维建模的出现，设计者具有了更多的自由度。他们可应生成三维零件图并且可以无限制的修改可以获得所许的结果。通过无限元分析，应力见 到计算机模型上，并且以图形化的方式显示起结果，在产品物理模型真正生产之前，对设计中的任何内在问题给设计者一个快速的反馈。 三维模型可用线框、曲线或实体方式生成。在线框模型中，直线和圆弧构成了模型边界。结果是一个可以从任何位置观察的三维模型，但仍只是一个框架形式。创建曲面犹如在骨架上包上皮。一旦这样生成后，模型就可以被渲染，使得图形看上去更逼真。曲面模型普遍用于构件板金的展开和重叠以用语制造。 实体模型是最复杂的建模层次，并且用于建立实体模型的程序在一段时期内只用在大型计算机上。只有近年来微型计算机才达到这个 能力水平，也可运行复杂的算法，生成实体模型。计算机“认为”实体模型是一种句有实体质量的模型，所以它可被“钻控”“加工”“焊接”，好像它是一个实际的零件。它能够由任何材料构成并显示其材料特性，因此，能够进行质量计算。 计算机辅助绘图的好处 用计算机完成绘图几设计任务的好处是令人难忘的：提高速度、提高准确度、减少硬拷贝存储空间及易于恢复信息、加强信息传输能力、改善传输质量和便于修改。 速度 工业用计算机能以平均每秒 3300 万次完成一项任务；更新的计算机其速度更快。用计算机计算零件的变形 量是一个重要的功绩。当理 论上的载荷加到零件上时、通过计算机进行有限元分析或者在监视器上显示一个城市的整体规划16 时，这两者都是既费时又计算量大的任务。 件可根据需要多次复制所许模型的形状和集合尺寸，快速自动地进行剖面填充几尺寸标注。 准确 序依据操作系统几计算机平台每点具有 14 位的精度。这在用数学计算诸如一个圆的线段、程序必须圆整线段数时是十分重要的。 存储 计算机在能够在物理空间中存储上千幅图，这空间能够存储上百幅手工图。而且计算机能够很容易的搜索和找到一幅图，只要操作者拥有正确的文件名。 传输 由于计算机的数据是以电子的形式存储，它能被送到各种位置。最明显的位置是监视器。计算机可以在屏幕上以不同方式显示数据，如图形，并方便的将数据转换成可读图形。这些数据也可被传送给绘图机，打印出常见的图形，通过直接连接到计算机辅助制造机床或由电话线传输到地球的任何地方。你可以不在冒损坏或丢失的饿危险去邮件图纸，现在图纸可以通过电信网立即发送到目的地。 质量 计算机总是从最初生成的数据形式保存数据。它可以不顾疲劳的不断地重复同一个数据输出。线型将总是鲜明和清晰的，具有一致的线宽。而文本也总是清晰明了的。计算机不会改 变输出质量，因为计算机不会像人那样因周末的交游或深夜观看娱乐节目而疲劳。 修改 计算机以某种便于修改的形式存储数据并且不断的提供反馈给用户。某些图形一旦画成，它就不必再画，因为物体可以被复制、延伸、改变尺寸，并且在不重复画的情况下，可以多种形式加以修改。 除了最初购买 作站的花费， 唯一缺点是它是一个小软件，而它能容易被克服。由于图形是以电子格式存储而不是图纸格式，所以有可能会容易的删除绘图文件。这就是为什么强调要培养自己一个好的绘图习惯以避免意外的删除绘图文件。一盎司的保护等于一磅的治疗。如果 你按照正确的顺序操作，则有很多种成功恢复文件的方式。如此轻松！ 17 6 1 V 形块 名 称 ： 数 量 ： 1 材 料 ： 45 技术要求 ： 锐角倒钝，淬火 黑。 作 用： 管子由 V 型块定位，考虑到管、套在压入前定位的同心度要求很高，否则可能会出现压不进的现象，故采用高度可调 V 型块，以降低对专机零件加工的精度要求，可使专机装配、调试简单、方便，节约成本。 18 3沉孔 深 1 7同作4 X 4 5 6 2 回转压板 名 称 ： 回转压板 数 量 ： 1 材 料 ： 45 技术要求 ： 锐边处理，淬火 黑。 作 用： 针对管子较长，刚性较差，为防止二端施压时管子受力失稳而中间拱起，采用回转压板通过一滚轮（轴承）对其中间部位压紧。 19 6 3 左离合器 名 称 ： 左离合器 数 量 ： 1 材 料 ： 40 术要求 ：去锐，调质 部高频淬火 用：由于轴套与轴之间的配合为过盈配合 H8/需要的压力较大，且随压入长度增大而增大，当轴套压到底时，压入力会瞬间急增，为保护电机，需采用安全离合器进行过载保护，利用其可调整保护压力，以限定最大压入力。 20 套结合件 1 轴套 数量 2 材料 无缝钢管 42 5 数量 1 材料 A 技术条件 压装时要保证二端轴套压到底，并保证二轴套相对位置 21 套零件图 7. 产品部分附图（ 此毕业设计图纸是用 件制作，随着社会的发展计算机技术也越来更新，计算机的应用也越来越普遍，对计算机功能的要求也越来越高。 图所缺少的是立体感。 是一种能弥补以上缺陷的绘图软件。下面我就对此软件 做个简单的介绍，以及 展示 本设计中部分零件 图 。 简单介绍 由美国 司开发的三维机械 件，自 1995年问世以来，以其强大的功能、易用性和创新性，极大地提高了机械工程师的设计效率，在与同类软件的竞争中逐步确立了它的市场地位，在全球已拥有 30 余万的正版用户。 供了强大的基于特征的实体建模功能，用户可以通过拉伸特征、旋转特征、薄壁特征、抽壳特征、特征阵列以及打孔等操作实现产品的设计，方便地添加特征、更改特征以及 将特征重新排序，对特征和草图进行动态修改，并通过拖曳等方法实现实时设计修改。 在进行装配设计时，可以直接参与其他零件并保持这种参考关系生成新零22 件，可以动态地查看装配体的所有运动，并对运动零部件进行动态的干涉检查和间隙检测；还可以应用智能零件技术自动完成重复设计，运用智能化装配技术完成自动捕捉并定义装配关系。 在进行工程图设计时，可以自动生成详细、准确的工程图样，该工程图是全相关的，即在修改图样时，三维模型、各个视图、装配体都会自动进行更新。 此外， 提供了功能强劲的全相关的钣金设计和模具 设计能力，以及开发的二次开发工具，从儿为用户进一步扩充和定制系统功能统共了方便。 23 套零件图 套零件图 （ 轴套零件图 剖视图 ） 24 子零件图 （ 管子零件图 剖视图 ） 25 套装配图 （ 管套装配图 剖视图 ） 26 型块 （ 视图 ） 27 转压板 （回转压板剖视图） 28 离合器 （ 左离合器 剖视图 ） 29 块 （垫块 剖视图 ） 30 第四章 毕业设计感想 转眼之间两个月时间就过去了，在老师的精心指导下，我的毕业设计完成了，回顾整个毕业设计过程，虽然做的挺苦挺累，但从毕业设计中我学到了好多东西，真是让我受益匪浅！ 通过这次毕业设计，使我 对以前所学课程进行了一次深入的全面的总复习 进一步理解了所学过的理论知识及 对其中把没掌握好的知识加以巩固， 对 没有学过的知识 到图书馆查找相关的资料 进行系统的自学，从而 具体运用这些知识 进行毕业设计 。 同时这也是一次理论联系实际的训练， 是提高了 力 的训练 ，更增加了 我
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