毕业论文终稿-热处理加热炉装料机设计（送全套CAD图纸 资料打包）

买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑毕业设计论文课题热处理加热炉装料机II摘要本次毕业设计是关于加热炉装料机的设计。首先对装料机作了简单的概述；接着分析了装料机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的装料机各主要零部件进行了校核。在加热炉装料机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造加热炉装料机过程中存在着很多不足。整机结构主要由电动机产生动力将需要的动力传递到齿轮上，然后通过齿轮传递到齿轮，通过齿轮再过渡到另外一组齿轮上，然后再通过齿轮过渡到蜗轮蜗杆上。同时本文对该方案装料机的关键零部件设计过程进行了详细阐述，其主要内容包括系统总体方案的设计、电动机的选择、执行机构的设计、传动零部件的设计、飞轮的设计、轴的设计与校核以及轴承的选择、等。本文主要介绍装料机的发展状况，装料机结构设计原理，装料机总体方案分析及确定，装料机结构设计内容所包含的机械图纸的绘制，的计算，结构设计结论与建议。本论文研究内容1装料机总体结构设计。2装料机工作性能分析。3电动机的选择。4装料机的传动系统、执行部件。5对设计零件进行设计计算分析和校核。6绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。关键词加热炉装料机，传动装置，连杆，减速器IIIABSTRACTTHISGRADUATIONDESIGNISTHEDESIGNOFAHEATINGFURNACECHARGINGMACHINETHELOADERISSUMMARIZEDTHENANALYZESTHESELECTIONPRINCIPLEANDTHECALCULATIONMETHODOFTHEFILLINGMACHINETHENCALCULATEDBASEDONTHESEDESIGNCRITERIAANDSELECTIONMETHODINACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSOFTHEGIVENPARAMETERSSELECTIONANDDESIGNTHENCHECKONTHEMAJORCOMPONENTSOFLOADERSELECTEDINTHEDESIGN,HEATINGFURNACECHARGINGMACHINEMANUFACTURINGANDAPPLICATION,ATPRESENTOURCOUNTRYCOMPAREDWITHFOREIGNADVANCEDLEVELTHEREARESTILLLARGEGAPS,CHINAINTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFHEATINGFURNACECHARGINGMACHINEPROCESSTHEREAREMANYSHORTCOMINGSTHESTRUCTUREISMAINLYPRODUCEDBYTHEMOTORPOWERWILLNEEDTOTRANSFERTHEPOWERTOTHEGEAR,ANDTHENTRANSFERREDTOTHEGEARTHROUGHTHEGEAR,THEGEARANDTHETRANSITIONTOANOTHERSETOFGEAR,ANDTHENTHROUGHTHETRANSITIONTOTHEWORMGEARDESIGNOFKEYPARTSANDTHESCHEMEOFCHARGINGMACHINEWEREINTRODUCEDINDETAIL,THEMAINCONTENTSINCLUDESYSTEMOVERALLPLANDESIGN,THECHOICEOFMOTOR,ACTUATORDESIGN,TRANSMISSIONPARTSOFTHEDESIGN,THEFLYWHEELDESIGN,SHAFTDESIGNANDCHECKINGANDBEARINGSELECTION,ETCTHISPAPERINTRODUCESTHEDEVELOPMENTSITUATIONOFTHEFILLINGMACHINE,FILLINGMACHINESTRUCTUREDESIGNPRINCIPLE,ANALYSISOFLOADERANDDETERMINETHEOVERALLSCHEME,DRAWING,MECHANICALDRAWINGSCHARGINGMACHINESTRUCTUREDESIGNCONTENTCONTAINEDINTHECALCULATION,THECONCLUSIONANDSUGGESTIONOFSTRUCTUREDESIGNTHERESEARCHOFTHISTHESIS1THEOVERALLSTRUCTUREDESIGNOFLOADINGMACHINE2ANALYSISOFLOADERWORKINGPERFORMANCE3THECHOICEOFMOTOR4TRANSMISSIONSYSTEM,EXECUTIVECOMPONENTLOADINGMACHINE5THEDESIGNOFCOMPONENTSFORTHEDESIGNCALCULATIONANDCHECK6TODRAWTHEASSEMBLYDRAWINGANDPARTSASSEMBLYDIAGRAMANDPARTSDIAGRAMDESIGNKEYWORDSHEATINGFURNACECHARGINGMACHINE,TRANSMISSIONDEVICE,CONNECTINGROD,GEARREDUCERIV目录摘要IIABSTRACTIII1绪论111加热炉装料机的发展史112加热炉装料机的用途113加热炉装料机的优越性1131加热炉装料机的特点1132加热炉装料机与其他工件装料机的比较214加热炉装料机减速器22加热炉装料机总体方案321加热炉装料机设计方案3211加热炉装料机方案一3212加热炉装料机方案二3213加热炉装料机方案三4214加热炉装料机方案四422加热炉装料机执行机构的选型与设计523加热炉装料机传动装置方案确定63电动机选择、传动系统运动和动力参数计算831电动机的选择832传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1033总体设计方案114圆柱齿轮传动零件的设计计算1241选择齿轮材料及精度等级1242按齿面接触疲劳强度设计1243根据齿根弯曲疲劳强度设计145蜗轮蜗杆传动设计计算1551选择蜗杆传动类型1552选择材料15V53按齿面接触疲劳强度进行设计1554蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1755校核齿根弯曲疲劳强度1856验算效率1957精度等级公差和表面粗糙度的确定1958热平衡核算196轴的设计计算2061轴的结构设计2062轴的结构设计2363轴的结构设计2464校核轴的强度277轴承的选择和校核3271高速轴轴承的校核3272低速轴轴承的校核3473计算输入轴轴承3674计算输出轴轴承388基于虚拟技术的装料机设计及装配仿真4081设计参数4082创建齿轮基本圆4083创建齿廓曲线4184创建扫引轨迹4485创建圆柱4586变截面扫描生成第一个轮齿4787阵列创建轮齿4888蜗杆的建模499工艺设计及PLC数控程序的开发5591金属材料的分析5592各零部件的材料选择及工艺分析5793主要零件的参数设置及加工路径分析5994加工程序的编制71VI结束语76参考文献77致谢78VIIVIIIIXXXIXIIXIIIXIVXVXVI11绪论进入21世纪，我国工件工业快速发展，深加工产业规模也在飞速扩大,现有工件机械设备生产能力小,不能满足大型加工厂的生成要求。因此,改进和扩大现有工件机械设备是完全必要的。加热炉装料机作为工件加工的基础设备，在我国广泛应用几十年。生产实践证明,该设备对品种、粒度、外在水份等适应性强,与其他给料设备相比,具有运行安全可靠、性能稳定、噪音低、维护工作量少等优点,仍不失推广使用的价值。11加热炉装料机的发展史运输机设备是矿生产系统的主要设备之一,给设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。目前,我国矿使用的给设备主要是加热炉装料机和电振工件装料机。加热炉装料机最早研制于20世纪60年代初,70年代,国外工件装料机发展状况也与国内大相径庭,并没有更高的技术含量,但价格却是国内同类产品的45倍。12加热炉装料机的用途最通用的加热炉装料机为K型，一般用于或其他磨琢性小、黏性小的松散粒状物料的给料。加热炉装料机适用于矿井和选厂，将碳经仓均匀地装载到装料机或其它筛选、贮存装置上。13加热炉装料机的优越性131加热炉装料机的特点1结构简单,维修量小在加热炉装料机中,电动机和减速器均采用标准件,其余大部分是焊接件,易损部件少,用在矿恶劣条件下,其适用性深受使用单位的好评。2性能稳定加热炉装料机对的牌号,粒度组成,水分、物理性质等要求不严,当来料不均匀,水分不2稳定且夹有大块、橡胶带、木头及钢丝等时,仍能正常工作。3噪音低加热炉装料机是非振动式给料设备,其噪音发生源只有电动机和减速器,而这两个的噪音都很低。尤其在井下或仓等封闭型场所,噪音无法扩散,这一点是电动给料机所无法达到的。4安装方便、高度小加热炉装料机一般安装在仓口,不需另外配制仓口闸门溜槽及电动机支座,安装可一步到位,调整工作量小,而电动工件装料机由于不能直接承受仓压,需要另外安放仓口过渡溜槽,相比之下,加热炉装料机占有高度小,节省了建筑面积和投资。132加热炉装料机与其他工件装料机的比较往复式与振动式工件装料机两种给料方式不同点是给料频率和幅值以及运动轨迹不同。在使用过程中，由于振动式给料机给料频率高，噪声也大；由于它是靠高频振动给料，其振动和频率受物料密度及比重影响较大，所以，给料量不稳定，给料量的调整也比较困难；由于是靠振动给料，给料机必须起振并稳定在一定的频率和振幅下，但振动参数对底板受力状态很敏感，故底板不能承受较大的仓压，需增加仓下给料槽的长度，结果是增加了料仓的整体高度，使工程投资加大；由于给料高度加大，无法用于替换目前大量使用的加热炉装料机。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机械中应用很广。14加热炉装料机减速器减速器类型很多，按传动级数主要分为单级、二级、多级；按传动件类型又可分为齿轮、蜗杆、齿轮蜗杆、蜗杆齿轮等。减速器系统框图电动机联轴器高速轴中间轴低速轴32加热炉装料机总体方案21加热炉装料机设计方案设计方案1采用分离气缸和定位夹紧气缸实现物料的运送和分离2利用机械手进行送料3采用伺服电机控制工作台进行送料4、采用电机带动减速器，然后带动连杆机构实现往复运动211加热炉装料机方案一方案一采用双作用缸实现物料的分离功能和定位夹紧功能气动送料机由两个基本应用模块组成物料分离模块及传送模块。物料分离模块由两个双作用气缸组成，分别实现物料的分离功能和定位夹紧功能。为保证真空系统的气流通畅，以提高真空发生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安装节流阀。同时，回路4中的所有连接气管应尽可能的短，以减小空气流通阻力，提高真空度。采用气缸的优点减少了物料的运送步骤，缩短了加工时间，操作简单。缺点对物料的放置有很高的精度要求，造价高昂，一般的小型企业不采用212加热炉装料机方案二方案二利用机械手进行送料机械手是以小车形式通过钢绳同滑块联接起来，由冲床滑块上升运动牵引小车作前进的水平运动完成送料，由通过钢绳连接的重物使小车作复位运动。由小车机械手将工件送至冲床下进行冲孔，提高了生产效率，保证了质量，改善了劳动强度，确保了人生安全。采用机械手送料的优点4送料与冲床节拍相同，可以连续生产。缺点首先由于整个过程均由机械手实现，所以对机械手的要求度很高，其次，如果工件大小不一要经常更换。213加热炉装料机方案三方案三采用伺服电机控制工作台进行送料由单片机产生驱动脉冲信号，步进电机的驱动器收到驱动脉冲信号后，步进电机将会按照设定的方向转动一个固定的角度，将电脉冲转化成交位移。电机的转速由脉冲信号频率来控制决定，再由电机控制工作台进行送料冲压。优点1、可以连续生产，并且能实现一人控制几台机器2、可靠性高，由于送料机构外部由步进电机控制，所以每次的行程都是固定值。3、低功耗，低电压。在许多没有电力供应的应用场合，较低的功耗和工作电压是生产便捷化的必要条件。4、维护方便，经济实用。加热炉装料机结构是由电动机、减速器、联轴器、H形架、连杆、底板给料槽、传动平台、漏斗闸门、托辊等组成。214加热炉装料机方案四方案四采用电机带动减速器，然后带动连杆机构实现往复运动传动原理当电动机开动后，经弹性联轴器、减速器、曲柄连杆机构拖动倾斜的底板在托辊上作直线往复运动，当底板正行时,将仓和槽形机体内的带到机体前端底板逆行时,槽形机体内的被机体后部的斜板挡住,底板与之间产生相对滑动,机体前端的自行落下。将均匀地卸到运输机械或其它筛选设备上。该机设有带漏斗、带调节阀门和不带漏斗、不带调节阀门两种形式。综合以上的比较，选择方案4来设计加热炉装料机机构。522加热炉装料机执行机构的选型与设计（1）机构分析执行机构由电动机驱动，电动机功率2KW，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设置蜗杆减速器，减速增扭。（2）机构选型方案一用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。方案二用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。方案三用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功能。（3）方案评价方案一结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，快速行程为返回行程，工作效率高。方案二结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。方案三结构复杂，且滑块会有一段时间作近似停歇，工作效率低，不能满足工作周期43秒地要求。综上所述，方案一作为装料机执行机构的实施方案较为合适。（4）机构设计急回系数K定为2，则,得。简图如下暂定机架长100MM，则由可得曲柄长50MM，导杆长200MM。方案一方案二方案三6（5）性能评价图示位置即为最小位置,经计算。性能良好。23加热炉装料机传动装置方案确定（1）传动方案设计由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。方案一二级圆锥圆柱齿轮减速器。方案二齿轮蜗杆减速器。方案三蜗杆齿轮减速器。（2）方案评价由于工作周期为43秒，相当于14R/MIN,而电动机同步转速为1000R/MIN或1500R/MIN,故总传动比为71或107,较大，因此传动比较小的方案一不合适，应在方案二与方案三中选。而方案二与方案三相比，结构较紧凑，且蜗杆在低方案一方案二方案三7速级，因此方案二较为合适。83电动机选择、传动系统运动和动力参数计算31电动机的选择1确定电动机类型按工作要求和条件,选用Y系列三相交流异步电动机。2确定电动机的容量由于曲柄轴的功率为35KW,曲柄轴的角速度为425RAD/S根据周期计算公式2WT45RAD/2310678/MINWSR3选择电动机转速由2表132推荐的传动副传动比合理范围圆柱齿轮传动I齿小于8蜗轮蜗杆传动I齿840则传动装置总传动比的合理范围为I总（28）（840）（16200）电动机转速的可选范围为故电动机转速可选范围为。符合这一范围的同步转速23790/MINDAWNIR根据电动机所需功率和同步转速，查2表121，符合这一范围的常用同步转速有1500、1000。MINRIR估算由电动机至运输带的传动的总效率为4321A为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表1初选2901为蜗杆传动的传动效率2802为轴承的传动效率出选393为卷筒的传动效率出选464923111068098096A估算由电动机至运输带的传动的总效率为4321A为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表1初选2901为蜗杆传动的传动效率2802为轴承的传动效率出选393为卷筒的传动效率出选464为一对齿轮的传动效率出选550工作机所需的功率35168DAPKW工作机4确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较，查机械基础P499附录50及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表表31电机参数比较表电机转速R/MIN方案电机型号额定功率KW同步转速满载转速电机质量KG参考价格（元）1Y132S45515001440387602Y132M265510009406310223Y160M285575071079800选用同步转速为1500R/MIN为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1500R/MIN的Y系列电动机，型号为Y132S4。查机械基础P500附录51，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸MM，见以下两表具体参数表如下10表32电动机的技术数据电动机型号额定功率（KW）同步转速（R/MIN）满载转速（R/MIN）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S455150014402222图3132传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1传动装置总传动比总IWMN1403576式中NM电动机满载转速1440R/MINNW工作机的转速4060R/MIN。2分配传动装置各级传动比齿轮传动比为07，那么取蜗轮蜗杆减速比为50其中、分别为12341133总体设计方案124圆柱齿轮传动零件的设计计算41选择齿轮材料及精度等级根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度，要求齿面粗糙度。1632RAM因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械设计P322表1410，小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度236HBS；大齿轮选用45号钢，正火处理，硬度为190HBS。取小齿轮齿数，则大齿轮齿数，使两齿轮的齿数140Z2107428ZI互为质数，取值,选取螺旋角。初选螺旋角2由表1取（因非对称布置及软齿面）。6109D42按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以由课本公式得21312HEDTTZUTK确定有关参数如下1）确定公式内的各计算数值1试选12TK2）选取区域系数Z243H3）780184502则1267134计算小齿轮传递的转矩641195080PTNMN5由表107选取齿宽系数09D136）由表106查得材料的弹性影响系数2189MPAZE（4）、许用接触应力HLIMHNTS由图1查得，63CLIM170HPALI250PA由式1计算应力循环次数52L916431836150LHNNRT250LNI由图1查得接触疲劳的寿命系数，634189TZ293NT通用齿轮和一般工业齿轮按一般可靠度要求选取安全系数。所以计算两轮10HS的许用接触应力LIM117089653HNTZMPASLI22541TH故得2131HEDTTZUK4232678013899346540M则模数1COS76COS1260TTDZ由表1取初步选择标准模数615（5）、校核齿根弯曲疲劳强度1443根据齿根弯曲疲劳强度设计由式（1017）COS2123FSDNYZYKTM（1）确定计算参数1）计算载荷系数5032041FVAK2）根据纵向重合度从图1028查得螺旋角影响系数980Y3）计算当量齿数4）查齿形系数由表105查得,127FAY245FA5查应力校正系数由表103查得，,15SA26SA6由图1020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲MPAEN501劳强度极限MPEN38027）由图1018取弯曲疲劳系数,8501FNK92FN8）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14，由式（1012）得MPASFENF57304185011K286922159）计算大小齿轮的,并加以比较FSAY127150463ASF2478ASY大齿轮的数值较大（1）设计计算423221506873108COS10641759NM对比计算结果，由齿根接触疲劳强度计算法面模数大于齿面弯曲疲劳强度计算带模NM数，去，以满足弯曲强度。N52确定有关参数和系数5蜗轮蜗杆传动设计计算51选择蜗杆传动类型根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆ZI。52选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCUSN10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。53按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材【1】P254式1112,传动中心距16322HPEKTA1确定作用在蜗杆上的转矩127426NM22确定载荷系数K因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253取载荷分布不均系数1由教材P253表115选取使用系数由于转速不高,冲击不大,可取动载系数10A051V则由教材P252105VA3确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故160。21A4确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值035从教材P253图11181DAD1中可查得29。5确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCUSN10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从从教材【1】P254表117查得蜗轮的基本许用应力268。由教材【1】AP254应力循环次数应力循环次数N606012728（2810365）956HLJN2710J为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数J1两班制，每班按照8小时计算，寿命10年。寿命系数7HN10K5956则2801MPA6计算中心距223326910574217605ZEAKTMH176取中心距A200MM,因I50,故从教材【1】P245表112中取模数M63MM,蜗轮分度圆直径63MM这时0315从教材【1】P253图1118中可查得接触系数1DAD129因为,因此以上计算结果可用。54蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1蜗杆轴向尺距MM直径系数3146972AM10Q齿顶圆直径121635ADHM齿根圆直径FC蜗杆齿宽B195009M25112MM2Z蜗杆轴向齿厚MM；分度圆导程角314698AMS“30572蜗轮蜗轮齿数5318变位系数MM2046演算传动比MM,这时传动误差比为,153ZI5327810425是允许的。蜗轮分度圆直径MM26359DMZ蜗轮喉圆直径3465MM2AAH蜗轮齿根圆直径21FFM蜗轮咽喉母圆半径20346527GARD蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。由参考文献【1】P270图蜗轮采用齿圈式，青铜轮缘与铸造铁心采用H7/S6配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6个55校核齿根弯曲疲劳强度FFAFYMDKT22153当量齿数33584COSS07“Z根据从教材【1】P255图1119中可查得齿形系数22046,8X15FAY螺旋角系数“305718644从教材P25知许用弯曲应力FNFK从教材【1】P256表118查得由ZCUSN10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力56FMPA由教材P255寿命系数6699FN710K024N51F5602437PA46720H故所选轴承满足寿H39862510679PCN60L31RH命要求。74计算输出轴轴承初选两轴承为30212型圆锥滚子轴承查圆锥滚子轴承手册可知其基本额定动载荷103KN基本额定静载荷130KNRCORC1求两轴承受到的径向载荷和1RF2R将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图2和水平面图3两个平面力系。其中图3中的为通过另加转矩而平移到指定轴线图1中的亦通过TAF另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知N4275FTNR9012N12AF976RV134FR2V13R2HRN58979762R1H2R1R39N12457314FF22RH2RVR2（2）求两轴承的计算轴向力2AF和对于30213型轴承,按教材P322表137,其中,E为教材P321表Y2FRD135中的判断系数E04,因此估算N842915Y2FRD1R按教材P322式1311A152641FD2AE1415N23求轴承当量动载荷和1P246720H故所选轴承满足H412739530826PCN60L301RH寿命要求408基于虚拟技术的装料机设计及装配仿真81设计参数打开PROE，在菜单中点击工具，选择菜单，然后设置参数，如下图4182创建齿轮基本圆（1）绘制蜗轮基本圆曲线。在工具栏内单击按钮，弹出“草绘”对话框，选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图3189所示；单击【草绘】进入草绘环境；（2）进入草绘以后，点击圆，画4个圆，退出草图，然后设置参数4283创建齿廓曲线（1）创建渐开线。在工具栏内单击按钮，弹出“曲线选项”对话框，点击从方程，单击选取基准坐标系PRT_CSYS_DEF作为参照。系统弹出设置坐类型菜单管理器，单击笛卡尔在系统弹出的记事本窗口中输入曲线方程为R7266/2THETAT45XRCOSTHETARSINTHETATHETAPI/180YRSINTHETARCOSTHETATHETAPI/180Z03在曲线定义对话框内，点击确定完成渐开线的创建。如图（4镜像渐开线。在工具栏内单击按钮，创建分度圆曲线与渐开线的交点，如图所示43（5）在工具栏内单击按钮，弹出“基准轴”对话框，通过2个面创建一条基准轴。如下图（6）在工具栏内单击按钮，弹出“基准平面”对话框，选择一条基准轴和基准点创建一个基准平面。如图44（7）在工具栏内单击按钮，弹出“基准平面”对话框，在“旋转”文本框内输入旋转角度为3，在“基准平面”对话框内单击确定完成基准平面的创建，如图（8）单击选取渐开线，点击镜像单击选取“DTM3”面作为参照平面，单击完成渐开线的创建。84创建扫引轨迹（1）创建投影曲面。在工具栏内单击旋转按钮，弹出“旋转”定义操控面板，在面板内选择曲面旋转，然后单击“放置”“定义”，弹出“草绘”定义对话框，用DTM3作为平面。（2）单击草绘，绘制如图45（4）在工具栏内单击基准平面按钮，设置基准平面，以中心轴和DMT2为参照，绘制出DMT3。（5）创建投影线。在主菜单内依次单击“编辑”“投影”，弹出“投影”操作面板，选择一个平面，方向，再选择DMT3在点击参照，选择草绘投影，以DMT3为投影，方向为底部进入草绘85创建圆柱（1）选择拉伸选项，以FOROTN面为平面，方向相右，绘制一个直径为8825的圆，完成草图。然后选择对称，深度为30、（2）、创建倒角选择倒角按钮，选择倒角为2546（3）在工具栏内单击旋转按钮，弹出“旋转”操控面板，在操控面板内单击【位置】按钮，然后单击【定义】按钮，弹出“草绘”定义对话框，单击草绘按钮进入草绘环境，绘制如图单击按钮完成草图的绘制。（4）在操控面板内单击按钮，单击按钮完成后的蜗轮如图4786变截面扫描生成第一个轮齿（1）在工具栏内单变截面扫操控面板，单击参照按钮弹出一个上滑面板，按如图所示的设置定轨迹（2）在操控面板内，单击选项按钮弹出一个上滑面板，在下拉列表框中选择“恒定剖面”选项（3）在操控面板内，单击按钮进入草绘环境，绘制如图所示的草图，单击按钮完成草图绘制。（4）在操控面板内，单击按钮，单击按钮完成后的特征如图29所示。（5）创建另外半个齿轮。按上述（1）（4）步骤进行操作，不同地方是在第（1）步骤的轨迹选取中，选取另一条投影线。设置参数4887阵列创建轮齿首先单击选取已经创建好的轮齿，然后在工具栏内单击按钮，弹出“阵列”的控制面板完成如图最后再实行涡轮的修整，点击旋转以RIGHT为平面进入草绘，创建如图完成草绘，旋转以后如图49最后通孔，选择拉伸，进入草绘，绘制如图完成草绘，然后去除材料，如图88蜗杆的建模1建立新零件，使用三个平面2设置参数503（1建立基准平面DTM1，TOP平面往下偏距，编辑关系式DO（MZ2MQ）/2（2）建立蜗杆轴线A1，FRONT平面与TOP的交线（3）建立轴线A2，RIGHT平面与DTM1的交线。（4）建立直角坐标系CSO，X垂直与TOP平面向上，Y垂直与FRONT平面向外，Z垂直与RIGHT平面向右。（5）建立坐标系CS1，X垂直与DTM1平面向上，Y垂直与RIGHT平面向右，Z垂直与FRONT平面向里。（6）建立直角坐标系CS2，参照为CS1，相对Z轴旋转角度D3360/（4Z2）4建立螺旋线，圆柱坐标系为CS0，方程为RMQ/2THETATTX360ZTLA5草绘曲线，草绘平面为FRONT，参照基准为顶TOP，草绘参照为A2轴线。画四个同心圆，圆心在A2轴线上，从外到里为D10,D9,D8,D7,并建立关系。D9MZ2D10D22MD8D2COSALPHA_TD7D224M51完成后如图所示7、讲上面的渐开线沿RIGHT平面镜像。完成后如图8，将第五步所做的草绘曲线及上面两条渐开线向左移动。设置关系为D11LA，完成后如图529建立伸出项，草绘平面RIGHT，参照顶TOP，双侧拉伸。草绘参照为A1轴线。以A1为参照画一个圆，设置关系直径大笑D21MQ24M,深度D202LA完成后如图10建立扫描混合特征，参照如下图所示原点轨迹为第4步建立螺旋线。草绘两界面，螺旋线的开始与结束为两界面的定位点。界面如图53选择通过边创建图元，选择两渐开线及草绘曲线的最外和最里的开弧线，降渐开线和最里的圆弧线倒圆角，将圆角大小添加到草绘关系里SD4038M。完成第一剖面绘制。接着同样完成第二个剖面的绘制。完成后如图11将上面完成的扫描特征沿A1轴阵列，个数为Z1，角度为360/Z1、完成后如图12建立基准点PNTO，镜像后的渐开线与草绘曲线的交点。5413通过PNTO，平行也RIGHT做一个DTM2。14建立旋转切剪特征，草绘平面FORNT，草绘参照为A1轴线和DTM2。草绘如下完成后编辑关系，长度尺寸D1061直径尺寸D105MQ3倒角尺寸D107D10815M成后如图559工艺设计及PLC数控程序的开发91金属材料的分析911材料机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2的铁碳合金称为钢，含碳量大于2的称为铁。1铸铁常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。2钢钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。碳素钢的性能主要取决于其含碳量。低碳钢的含碳量低于025，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0102的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0305之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、56键、齿轮和轴等零件。含碳量在05507的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。每一种合金元素低于2或合金元素总量低于5的称为低合金钢。每一种合金元素含量为25或合金元素总含量为510的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5或合金元素总含量高于10的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。但合金钢零件一般都需经过热处理才能提高其机械性能；此外，合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。表11是常用的金属材料的机械性能。表21常用钢铁材料的机械性能材料机械性能名称牌号抗拉强度BN/MM2屈服强度SN/MM2硬度HBS普通碳素结构钢Q215Q235Q255Q275335410375460410510490610215235255275优质碳素结构钢203545410530600245315355156197220合金结构钢18CR2NI4W35SIMN40CR40CRNIMO20CRMNTI65MN1187859819801079735835510785835834430260229247269217285铸钢ZG230450ZG270500ZG31057045055057023027031013014315357灰铸铁HT150HT200HT250145195240150200170220190240球墨铸铁QT45010QT5007QT6003QT7002450500600700310320370420160210170230190270225305912材料选用的原则从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则（1）载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。（2）零件的工作条件在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。（3）零件的尺寸及质量零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。（4）经济性选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用。为了简化供应和储存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的品种和规格，使综合经济效益最高。5892各零部件的材料选择及工艺分析轴承盖本课题所设计的轴承盖通盖采用铸铁HT200，因为铸铁具有良好的耐磨性和减振性，而且价格低廉。加工工艺路线车削其外形铣削内形钻孔。6、封盖本课题所设计的轴承盖封盖采用铸铁HT200，因为铸铁具有良好的耐磨性和减振性，而且价格低廉。加工工艺路线车削其外形铣削内形钻孔。7、盖板在本课题中对盖板的力学性能要求不高，采用材料Q235A就可以满足使用要求。加工工艺路线铣削外形及平面、钻孔。8、大齿轮齿轮的材料及热处理对齿轮的使用性能和寿命有很大的影响。考虑材料的综合性能及经济性，本课题所设计的齿轮的材料选用45钢，齿面硬度220250HBS。因其加工精度并不高，因此采用滚齿齿端加工齿面热处理修正内孔的加工方案。9、齿轮轴通过对材料的综合性能及经济性的分析，本课题所设计的轴采用45钢，因其在机构中起传递作用，则需要有较高的强度、硬度和耐磨性。因此，采用淬火3545HRC。其加工工艺路径为车削其外圆轮廓滚齿齿端加工齿面热处理铣削键槽攻螺纹热处理精磨。10、传动轴传动轴的使用要求同于齿轮轴的使用要求，因此本课题设计中采用45钢。其加工工艺路径为车削其外圆轮廓铣削键槽攻螺纹热处理精磨。11、箱盖箱盖零件是减速器的基础零件之一。箱盖在该机构中起支撑作用。箱盖的加工质量对机器的精度、性能和寿命都有直接的影响。本课题所设计的箱盖采用铸铁HT200，因为铸铁具有较好的耐磨性、铸造性、切削性和减振性，且成本低廉。箱盖的制造方法多采用铸造，毛坯在铸造时应防止砂眼和气孔产生。为了减少残余应力，箱盖铸造后应进行时效处理。5912、箱座箱座零件也是减速器的基础零件之一。本课题所设计的箱座采用铸铁HT200。箱座的制造方法要求与箱盖相同。93主要零件的参数设置及加工路径分析931概述箱体是减速器加工中常见的典型零件之一。它是箱体部件装配时的基准件，由它将一些轴、套、齿轮、轴承、离合器等零件和组件装在一起，使其保持正确的相互位置，彼此能按照一定的传动关系运动。箱体零件按结构可分为整体式箱体和分离式箱体；按外形可分为狭义箱体（近似长方体）和壳体（非长方体）；按用途可分为具有主轴支撑孔的箱体和没有主轴支撑孔的箱体。减速器的箱体由箱盖和箱座组成，其本身应有足够的刚度，以免在载荷作用下产生过大的变形，导致齿轮沿齿宽载荷分布不均匀；故在箱体的外侧轴承座处添加加强筋以提高刚性，同时可增大减速器的散热面积。为了便于安装，通常将箱体做成剖分式结构，箱盖与箱座的剖分面应与齿轮轴线平面重合。箱体是传动的基座，为保证齿轮轴线的相互位置的正确，箱体上的轴承孔要求精度很高，应尽量设计成相同直径的通孔，以便在一次镗削完成。根据箱体类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面（1）孔径精度箱体轴承支撑孔径的尺寸公差和几何误差会造成轴承与孔的配合不良，因而影响轴的回转精度、传动平稳性、噪声、轴承寿命等。（2）孔与孔间的相互位置精度同一轴线上各轴承孔的同轴度和端面对轴心线的垂直度误差，会使轴承装配时出现歪斜，影响轴的回转精度和轴承寿命；孔系之间的平行度误差会影响齿轮的啮合质量。（3）孔和平面的位置精度主轴孔与安装基面的平行度要求决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。（4）平面精度装配面的平面度会影响箱体与床身的接触质量，加工过程中的定位基面的平面度会影响其他表面的加工精度。60（5）表面粗糙度配合面的表面粗糙度会影响连接面的配合质量，接触表面的表面粗糙度会影响接触面间的接触刚度。932箱体的材料及热处理1、箱体类零件的材料（1）箱体的材料箱体零件的结构形状比较复杂，一般选用铸造毛坯。材料普遍采用灰铸铁。因为灰铸铁容易成形、易切削、成本低、吸振性和耐磨性较好。其牌号根据需要选用HT150HT300，最常用的是HT200。对于精密机床的主轴箱则选用耐磨的铸铁；负荷较大的箱体采用铸钢制造；对于结构简单，单件小批量生产的箱体，为了缩短制造周期则可采取钢板焊接结构形式。灰铸铁的用途根据牌号的不同而选用HT100低负荷和不重要的零件，如防护罩、小手柄、盖板和重锤等；HT100承受中等负荷的零件，如机座、支架、箱体、带轮、轴承座、法兰、泵体、阀体、管路、飞轮和电动机座等；HT200、HT250承受较大负荷的重要零件，如机座、床身、齿轮、汽缸、飞轮、齿轮箱、中等压力阀体、汽缸体和汽缸套等；HT300、HT350承受高负荷、要求耐磨和高气密性的重要零件，如重型机床床身、压力机床身、高压液压件、活塞环、齿轮和凸轮等。表31铸铁牌号和力学性能（摘自GB/T94391988）抗拉强度B/MPA显微组织牌号抗压强度BC/MPA基体石墨HT100HT150HT200HT250HT300HT350100150200250300350500650750100011001200FP（少）FPP细PS或TS或T粗片较粗片中等片较细片细小片细小片（2）箱体的毛坯毛坯为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。铸件毛坯在单件小批量生产时，多采用手工木模造型，毛坯精度低，加工余量大；大批大量生产的毛坯多采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小61批量生产时直径大于50MM的孔及成批生产时大于30MM的孔，一般都在毛坯上铸出预孔，以减少加工余量及节约材料。2、箱体的热处理为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯铸造后要安排人工时效处理。箱盖、箱座的人工时效处理规范为加热到500600，加热速度50120/H，保温46H，冷却速度不大于30/H，出炉温度不大于200普通精度的箱体，只需铸造工序后安排一次人工时效处理。对于高精度或形状复杂的箱体，要在粗加工后在安排一次人工时效，以消除粗加工带来的内应力。经综合考虑，本课题所设计的箱体箱盖采用HT200。箱体毛坯采用金属模机器造型，铸造后进行人工时效处理，由于加工要求不太高，故工序间不穿插热处理。933箱体的工艺性分析（1）减速器的箱盖、箱座主要加工部分是分割面、轴承孔、通孔和螺孔，其中轴承孔要在箱盖、箱座合箱后再进行镗孔或铣削加工，以确保两轴承孔中心线与分割面的位置，以及两孔中心线的平行度和中心距。（2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行人工时效处理，以消除铸件的内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力的大小，防止零件变形。（3）如果磨削加工分割面达不到平面度要求时，可采用箱盖与箱座对研的方法。最终安装使用时，一般加密封胶密封。（4）减速器箱盖和箱座不具有互换性，所以每装配一套必须钻铰定位销，做标记和编号。（5）减速器若批量生产可采用专用的镗模或专用镗床，以保证加工精度及提高生产效率。（6）两孔的平行度的精度主要由设备精度来保证