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文档简介
中原工学院毕业设计(论文)I摘要我这次毕业设计的主要内容是自动化板料剪切生产线——成品接料架的设计,我设计的接料架包括三个部分,输送机构、接料机构、盛料机构。整个板料剪切生产线包括开卷机构、展平机构、剪板机和成品接料架,整个生产线要实现自动化生产,我认为主要是接料架的设计。接料机构要实现几个主要的功能,第一要实现自动化的升降,这要靠plc控制液压缸的上升和下降;第二是要对板材进行装整,实现板材的整齐;第三是要把整理后的板材输送出去。整个生产线最难实现的是如何实现几个机构的同时性和协调性,以及对整个生产线的自动控制。板料的剪切从开卷、展平、剪切,到接料、打包等是一个专业化得流程,需要综合的考虑整个加工生产过程和各种装备的布置和谐问题,因此需要设计一个自动控制生产线。本次毕业设计的另一个任务是通过实习调研、综合考虑各方面因素选择合适的剪板机。关键词:自动控制,板机,接料架Automaticcontrolofhydraulicplateshearproductionlinesset-hydrauliccombinationoffinishedmaterialframedesignAbstractIgraduatedfromthemaincontentofthisdesignisautomaticsheetshearline-finishedthedesignofpickfeeder,Idesignedtoanswerthefeederconsistsofthreeparts,transportationagency,answertheinstitution,chenginstitution.Thewholesheetshearlineincludingopen-bookinstitutions,flatteninginstitutions,plateshearsandfinishedproductsmeetfeeder,thewholeproductionlinetorealizeautomationproduction,Ithinkismainlyconnectfeederdesign.Connectinstitutiontoachieveseveralmajorfunction,thefirsttorealizeautomationfluctuation,thismustdependonthePLCcontrolhydrauliccylinderofrisingandfalling;Thesecondistoinstallthewhole,tomaterialandrealizeplank;Thethirdistoputfinishingtheplankafterconveyingout.Thewholeproductionlineofthemostdifficultrealizationishowtorealizeseveralinstitutionsatthesametimesexandcoordinationofthewholeproductionline,aswellastheautomaticcontrol.Theshearsheetfromopen-book,flattening,shear,tomeetmaterials,packaging,isaspecializedmustflow,requirecomprehensiveconsideringthewholeprocessingproductionprocessandvariousequipmentarrangementharmoniousproblem,soitneedtodesignanautomaticproductionline.Thegraduationdesignanothertaskisthroughthepracticeresearch,comprehensiveaccountofvariousfactorschooseappropriateplateshears.Keywords:AtomaticCntrolPateSearsMetRck
目录1引言 12课题调研 23方案论证 34剪板机的选型 45输送机构的设计 55.1输送机构的综述 55.2电动机的选择 55.3减速机的选择 65.4平带的选取 65.5滚子链的选取和滚轮的设计 65.6v带的选取和带轮的设计 85.6.1确定计算功率 85.6.2选择带型 85.6.3确定带轮的基本直径 85.6.4验算带的速度 85.6.5确定中心距a和带轮的基准长度 95.6.6确定带的根数 106升降架的设计 116.1升降机构的设计 116.1.1传动轴的强度计算 126.1.2轴的设计 146.2液压缸的设计 206.2.1缸体的设计 206.2.2螺钉的强度校核 206.2.3主轴上键的连接强度计算 216.2.4输入轴上连接强度计算 217结论 238参考文献 249致谢 25中原工学院毕业设计(论文)PAGE1引言随着现在科学技术的发展,现在加工制造设备、加工制造技术越来越向智能化、自动化方向发展,传统的传动、加工方式已不能适应现在技术的要求,而液压、气动传动方式具有很大的优点,因此现在的设备多采用液压传动。现在加工设备要求加工效率高、操作方便、减小工人的劳动强度以及改善工作环境。如,传统的板料剪切基本都是手动操作,要求工人技术水平高,不但工作效率低、劳动强度大、工作环境恶劣,而且危险性高,因此需要设计自动控制液压板料剪切生产线,这是提出本课题的原因和目的,目前市场上已经有了相关的生产设备,但大都是拼接组装而成,没有整套的设备,且有些仍然是半自动化、半手工的操作方式。尤其是成品接料方面大都是手工接料,要求工人自己去做,且不具备自动计数功能,有些虽然才用一些自动接料装置,但其设计装置多少多有些不合理的地方,仍然有改进的空间,这就是我这次毕业设计的任务——成品接料架设计。板料的剪切从开卷、展平、剪切,到接料、打包等是一个专业化得流程,需要综合的考虑整个加工生产过程和各种装备的布置和谐问题,因此需要设计一个自动控制生产线。本次毕业设计的另一个任务是通过实习调研、综合考虑各方面因素选择合适的剪板机。2课题调研在老师的带领下我们整个课题设计小组到郑州的钢材市场进行了金属板材的加工和销售情况的调研,通过这次调研使我对我所要做的课题有了更深的了解和认识,为我今后的设计打下了基础。金属板材的应用十分广泛,涉及到工业生产的各个方面,金属板材型号、种类繁多,用途也各不相同。关于金属板材的剪切加工,目前市场上大都仍然是手工操作,自动化、半自动化剪切生产线则很少,且所用机器陈旧,大都是十几年的产品,年久失修存在很大的安全隐患。我在钢材市场也见到了几家自动化的板材剪切生产线,但他们的生产线都是设备组装而成,在整体以一体化方面存在缺陷,如剪板机和开卷机、展平机并不配套。根据这次调研,目前市场上最常用的金属板材的厚度为0.25—1.2mm,而最常用的板材为优质钢,我在市场上也见到了一些比较厚的钢板,最厚的大约有5mm,但是这种钢板用的并不多,因此在本次毕业设计中不予考虑。据我了解,目前市场上所使用的钢板大都长超不过5m,宽超不过3m,因此我决定本次毕业设计的板材规格为厚0.5-0.8mm,宽0.5-1.5m,长0.5-3m,剪板机的选型及开卷、展平机构将据此设计。3方案论证要实现整条生产线的自动化生产,包括展平、开卷、剪切部分都很容易实现,只有在其接料方面则不容实现,这也是为什么市场上大都是半自动化生产的原因。其他部分装置都有专门的厂家设计生产,只有接料架没有形成固定的模式,用户只有根据自己的实际情况自己来解决接料问题。这也是我这次毕业设计所要解决的问题,在如何实现自动接料,据我了解目前市场上主要有两种方案。剪板机把板材剪掉后落在一个特制床身上,通过一个皮带的传动从而板材传输出去后落在一个接料斗里,同时完成板料的整理和计数,通过一个液压缸控制接料斗的升降,然后在完成剪切生产后再通过链条传动从而把板料传导出去,最后用铲车把板料产走。2.剪板机把板材剪掉后直接落在接料架上,同时完成板料的整理和计数,接料架安装在导轨上实现接料架的前后移动,从而调节所剪板料的长度,等板料剪到所需时停止剪切,通过一个塔吊把板料吊出。分析这两种方案各有各的优缺点,第一种方案的优点是:能够实现完全的自动化生产,整个接料系统运行平稳、结构简单,且接料架能够升降从而能够实现接料的平稳和一次接受更多的板料;缺点是:整条接料线有点复杂,且对板料的长宽都有一定限制,毕竟接料架的尺寸不可能很大。第二种方案的优点是:整个接料结构非常简单,可以调节所剪板料的长度,从而可以实现长板料的接收;缺点是:不能调节接料架的升降,且板料不能直接移出需要塔吊吊出。综合考虑以上两种方案。第一种方案比第二种方案结构更简单、更容易实现、工作效率更高,因此选择第一种方案。4剪板机的选型据我对市场上剪板机的了解,目前厂家生产的剪板机主要是液压自动控制剪板机,而传统的电动剪板机则已经很少。液压传动具有传动功率大、传动平稳、传动效率高等很多优点,且有利于实现自动控制等。根据本次设计的要求,板材的厚度在0-0.4mm之间,板材的最大宽度不超过两米,因此选择泰安联大锻压设备制造有限公司的产品。剪板机的型号为:QC11-4×2000可剪板厚可剪板宽剪切角主电机功率满载行程次数重量4mm2000mm0.5°—2°5.5KW≤12次/min3500kg图4.1所选剪板机样品详细介绍:本机采用钢板焊接结构,液压传动,蓄能器回程,工作平稳可靠,体积小、重量轻、刚性好、噪音低。调整刃口间隙迅速方便,机器设有前托料及后挡料。后挡料采用锥齿轮机械传动,调节方便可靠。前托料采用标尺计数挡块定位,另外设有灯光对线、便于划线及板料的剪切。本机可无级调节上刀架的行程量(时间继电器),以提高剪切板料的效率。剪切角可调可适应不同的板厚。机器还装有防护栅,保证了操作安全。5输送机构的设计图5.1输送机构的简图1.电机2.滚子链轮3.减速器4.v带轮5.平带6.滚动轴5.1输送机构的综述板材从剪板机上剪下厚落在如上图所示的输送板上,通过平带的运动把板料输送到接料架上,所选剪板机的最大剪板宽度为2m,设计所剪板材的最大长度为3m。因为设计剪切板材的最大长度为3m、宽为2m,属于长距离传动,考虑采用带传动,板材被切下来后直接落在传动带上,利用带与板材之间的摩擦力把板材传到接料架上。电机的选择,因为传动力很小,因此选择小功率的电机,因传动速度不大,因此需要用减速器减速。5.2电动机的选择电动机的容量选择的是否合适,对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选的过小,不能保证工作机的正常的工作或使电动机因过载而过早的损坏;而容量选的过大,则电动机的价格较高,能力又不能充分利用,而且由于电动机经常不满载运行,其效率和功率因数都较低,增加电能消耗而造成能源的浪费。因为所需电机的功率不大,工作评稳,工作环境不恶劣,因此可以选取普通的三相异步电动机,查机械设计课程设计第21章有关三相异步电动机介绍。Y系列三相异步电动机是按照国际电工委员会标准设计的,具有国际互换性的特点。起中Y系列(IP44)电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,具有防止灰尘、贴铁屑或其他杂物侵入电机内部之特点,B级绝缘,工作环境温度不炒股+40℃,相对湿度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压380V,频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上,如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。因为电机需要带动减速器,而减速器需要带动滚动轴转动,有功率损耗,因此电机的功率不应过小,要选择合适的功率,也可以起到保护电机的作用。选取电机的型号为Y112M-4,额定功率4kw,额定转速1440r/min,同步转速1500r/min,质量68kg[1]。5.3减速机的选择减速器应选择传动效率高,结构简单,尺寸小的减速器。因为需要改变功率传动的方向,因此初步选择涡轮蜗杆减速器。根据机械设计手册单行本第五版减(变)速器·电机与电器,CW型圆弧圆柱蜗杆减速器减速器。该减速器具有整体机体、模块化设计的特点,用于传递两交错轴间的运动和功率的机械传动,如冶金、矿山、起重、化工、建筑、建材、能源及轻工等行业的机械设备。适用范围为:减速器输入轴转速不大于1500r/min;减速器工作环境温度-40-40℃,当工作环境温度低于0℃,启动前润滑油必须加热到0℃以上,或采用低凝固点的润滑油,当工作环境温度高于40℃时,必须采取冷却措施;减速器输入轴可正方两方向旋转。选用减速器型号为CW型圆弧圆柱蜗杆减速器,型号为CW80-25-IFJB/T7935-1999中心距80mm,高H280mm,输入功率4.06kw,传动比12.5[2]。5.4平带的选取因为平带的受力不大,但有较大的接触,磨摩擦力很到,因此平带应当选择耐磨型号的。查机械设计手册单行本机械传动。平带的选取为普通的平带,带宽b160mm,所需环形带长因超过平带最大环形带内轴长度,因此需要接取,所需长度根据具体使用时来定[3]。5.5滚子链的选取和滚轮的设计链传动是一种绕性传动,它是有链条和链轮组成,通过链轮轮齿与链条链接的啮合来传递运动和动力。与摩擦型的带传动相比,链传动无弹性滑动和整体打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不要像带那样张的很紧,所以作用与轴上的径向压力较小。滚子链的选取和链轮的设计。滚子链的规格和主要参数。ISO链号08B.节距p12.7.滚子直径d18.51.排距17.8.抗拉载荷单排13.8KN/min,双27.6KN/min[4]。滚子链链轮的设计:滚子链轮的连接轴dk=50mm.图5.2滚子链的结构示意图分度圆直径=[(5-1)齿顶圆直经(5-2)齿根圆直径(5-3)齿高(5-4)确定的最大轴凸缘直径:[5](5-5)滚子链链轮轴向齿廓:[5]齿宽单排=0..93=0.93×7.75=7.21[6](5-6)齿侧倒角公称=0.13p=0.13×12.7=1.65齿侧半径5.6v带的选取和带轮的设计5.6.1确定计算功率=[7](5-7)=kW式中——传动的额定功率()——工作情况系数查表8-6[4],载荷变动较大,软启动每天工作时间小于10小时,取=1.2。5.6.2选择带型根据=4.8kW和主动带轮(小带轮)转速=r/min,查图8-8[4]中选定A型V带[8]。5.6.3确定带轮的基本直径查参考文献[4]取主动轮基准直径=mm[9]。5.6.4验算带的速度===m/s[10]由于过小,表示所选的过小,这将使所需要的有效拉力过大,即所需要的跟数过多,于是带轮的宽度,轴径及轴承的尺寸都要随之增大。取=mm==m/s=m/s由于过小,表示所选的过小,这将使所需要的有效拉力过大,即所需要的跟数过多,于是带轮的宽度,轴径及轴承的尺寸都要随之增大。取=mm==m/s=m/s===640mm并按照V带轮的基准直径系列进行圆整,圆整后=640mm5.6.5确定中心距a和带轮的基准长度由于中心距未给出,可根据传动的结构需要初步中心距取代入=mm,=mmmm取=mm=mm,根据带传动的几何关系,按下式计算所需带的基准长度≈+++[11](5-8)≈mm=mm由参考文献[7]表33.1-9取=mm,由于V带的中心距一般是可以调整的,故采用下式进行近似计算≈=mm=mm考虑安装调整和补偿预紧力(如带伸长而松弛后的紧张)的需要,中心距的变化范围为==mm=mm==mm=mm。5.6.6确定带的根数[12](5-9)式中——包角系数,查得0.91——长度系数,查得1.13——单根V带的基本额定功率,查得0.94kW——单根V带额定功率的增量,查得0.5kW[4]代入数据得==2根图5.3V轮示意图V带轮有轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐结构的不同,v带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。带轮选实心式带轮。带轮的参数:d1=2d=2×28=56.宽B=15+9×2=33L=2d=56dd=160ψ=38º[4]验算平带的传动速度:设计剪板机每分钟剪十快板,即传动带最多用六秒把板材传出去。有电机转速为1440r/min,v带的传动比i=1,减速器的传动比i=12.5,因此平带的传动速度v=/s=0.6m/s>0.5m/s,因此符合设计要求。轴是组成机器的主要零件之一。一切做回转运动的传动零件,都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递,轴主要是支撑回转零件及传递运动和动力。轴按照承受载荷的不同,可分为以下三类:转轴既承受弯矩又承受扭矩。心轴只承受弯矩不承受扭矩。传动轴只承受扭矩不承受弯矩。按轴线形状的不同,可分为两种:曲轴通过连杆可以将旋转运动改变为往复直线运动,或作相反的运动变换。直轴直轴又可按外形分为光轴和阶梯轴[4]。本次设计的剪板机采用的是直轴。滚动轴因为主要承受的是扭矩,且承受的扭矩不大,因此滚动轴的设计采用空心轴,既省材料,又减轻重量,且根据理论力学的知识同等直径、同等材料的空心轴和实心轴所能承受的扭矩相差不大,空心轴能满足设计的要求。6升降架的设计机构的整题框架采用角钢焊接的方式连接,这样设计简单轻便,且制造容易。接料架主题的设计是本次毕业设计的重点,接料架的设计要满足几个方面的要求,第一能够升降,且能够逐步下降;第二要能够成一定数量的板材,并把板材输送出去;第三在接板材的同时要能够对板材进行装整。因此整个接料架可以分成三个机构,即升降机构,接料、输送机构和装板机构。6.1升降机构的设计要实现机构的升降主要是有两种方法:一种是采用机械动的方法,如利用齿轮动或是丝杠螺母升降的方法,机械传动使降架升降的方法具有传动功率大、传动稳定等优点,但是很难满足随着板材的增加而逐渐下降的设计要求,且机械传动功率损耗大、效率低、机构复杂、不利于维修等,采用机械传动式的方法不易实现自动控制。另一种方法是,才有液压传动的方法来实现升降架的上升和下降,采用液传动的方式具有传递功率大、传效率高、噪音小、传动平稳且有利于实现自动控制及实现升降架的逐步下降等优点。升降架采用了类似曲柄滑块的结构升降架采用的是导杆在一定位置滑动的方式实现升降架的上升和下降,该机构有一个缺点是当导杆的受力方向和导杆的滑动方向之间的夹角小于摩擦角时会出现一个死点,导致导杆卡死而无法滑动,因此在设计是应该避免导杆被卡死,但是本此设计因为升降架的尺寸足够大,及导杆足够长,因此升降架无论是在最高位置还是在最低位置,导杆的运动方向和受力方向之间的夹角都要大于摩擦角,因此不会出现导杆被卡死的现象。6.1升降架的示意图6.1.1传动轴的强度计算轴的计算准则是满足轴的强度或刚度要求,必要时还应校核轴的振动稳定性。轴的扭转强度条件计算:轴的扭转强度条件为:[13](6-1)式中:——扭转切应力单位为MPa;T——轴所受的扭矩,单位为N.mm;——轴的抗扭截面系数,单位为mm3n——轴的转速,单位为r/min;P——轴传递的功率,单位为kW;d——计算截面处轴的直径,单位为mm;——许用扭转切应力,单位为MPa。由上式可得轴的直径d≥(6-2)式中A0=,对于空心轴,则(6-3)式中,即空心轴的内径d1与外径d之比,通常取=0.5~0.6。应当指出,当轴截面上开有键槽时,应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d>100mm的轴,有一个键槽时,轴径增大3﹪;有两个键槽时,应增大7﹪.对于直径d≤100mm的轴,有一个键槽时,轴径增大5%~7﹪;有两个键槽时,应增大10%~15﹪.然后将轴径圆整为标准直径。按弯扭合成强度条件计算作出轴的计算简图(即力学模型)在作计算简图时,应先求出轴上受力零件的载荷(若为空间力系,应把空间力分解为圆周力,径向力和轴向力,然后把它们全部转化到轴上),并将其分解为水平分力和垂直分力。然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。作出弯矩图图6.2水平面弯矩图根据上述简图,分别按水平面和垂直平面计算各力产生的弯矩,并按计算结果分别作出平面上弯矩和垂直面上的弯矩;然后按下式计算总弯矩并作出M图;(6-4)作出扭矩图图6.3垂直平面弯矩图校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后,可针对某些危险截面作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论,计算应力(6-5)为了考虑循环特性的影响,引入折合系数a,则计算应力为:(6-6)对于直径为d圆轴,弯曲应力,扭转切应力,将代入上式中,则轴的弯扭合成强度条件为(6-7)其中式中:——轴的计算应力,单位为MPa;M——轴所承受的弯矩,单位为N.mm;T——轴所受的扭矩,单位为N.mm;W——轴的抗弯截面系数,单位为mm3——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。——轴的抗弯系数。6.1.2轴的设计(1)作用在齿轮上的力[14]切向力Ft=2T/d==11.97kN径向力=4.36kN轴向力Fx=0法向力12.74kN(2)计算主轴的直径[15]取轴的材料45钢。调质处理:由参考文献[17]查得:取A=110对于主轴是空心轴,则由公式式为内外径之比,通常选取β=0.5~0.6。代入数据:n=30r/min,P=5.34kW,取β=0.5,得d≥61.88mm。考虑到轴上有一个键槽d≥d'(1+3﹪)=63.74圆整d=65mm由于X62W升降台铣床的主轴采用三支撑结构,后支撑只起辅助支撑作用,因此算得的轴径最小可以为前中支撑处的最小值。取中支撑d=65mm,前支撑d=90,确定各轴段的长度,为了满足齿轮和轴的定位要求,分别取各轴段的长度:前中支撑轴段长度分别为60mm,56mm,其它各轴段长度根据轴加工的工艺性分别选取,然后在对其进行设计。(3)轴承的选择[16]X62W型升降台铣床主轴箱中的主轴采用三支撑结构,前中支撑分别选用32218和32213圆锥滚子轴承,承受作用于主轴上的径向力和轴向力。后支撑采用单列向心球轴承6310,只起辅助支撑作用。(4)主轴的校核[17]对于主轴箱中,主轴所受的力最大,所以对其主轴校核,其他各轴同理对其受力分析和进行校核。1)求作用在齿轮上的力切向力:Ft=2T/d==11.97kN径向力:=4.36kN轴向力:Fx=0法向力:12.74kN(1)弯矩最大是轴的危险截面。现将计算出的截面处的载荷水平面H垂直面V支反力R弯矩总弯矩转矩计算弯矩由上表中数值可得:前以选定轴的材料为45号钢,调质处理。由参考文献[17]查得=60MPa因<,故安全。截面1只受扭矩作用,没有键槽等应力集中,只由轴承的过盈配合,但其应力集中在两端,所以不用校核;4、5截面处只受弯矩作用,也不必校核;截面3处虽然计算弯矩最大但其上齿轮与轴属于间隙配合(因齿轮需在花键轴赏花动)该处没有应力集中,也不必校核;只有截面2处既受弯矩作用,又受扭矩作用,而且有轴肩引起的应力集中,所以该轴只校核2处截面左右即可。1)截面2的左侧抗弯矩系数:抗扭矩系数:截面2左侧的弯矩为截面2上的扭矩T为:T=134129N·mm截面上的弯矩应力:图6.4弯矩图和扭矩图截面上的扭转切应力:轴的材料为45号钢,调质处理,由参考文献[17]查得:截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数由参考文献[17]查得:经插值后可查得:又由参考文献[17]可得轴的敏性系数为:故有效应力集中系数按式为查得尺寸系数扭转尺寸系数。轴按磨削加工,得表面质量系数为轴未经表面强化处理,即,则按参考文献[17]可得综合系数值为:得材料特性系数于是,计算安全系数的值得:故可知安全。2)截面2右侧抗弯截面系数W计算抗扭截面系数为弯矩M及弯曲应力为扭转T及扭转应力为:T=134129N·mm过盈配合产生的应力集中系数轴按磨削加工,有参考文献[17]得表面质量系数故得综合系数为所以轴在截面2右侧的安全系数为故在截面右侧的强度也是足够的。对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。所以此轴合格。6.2液压缸的设计设计升降架最大承重量为10t,验算所需液压缸的压力6.2.1缸体的设计主液压缸位于主轴的正上方,当机床需要换刀时液压缸负责将刀具拉丁从锥孔内顶松,其主要负载是克服蝶形弹簧变形产生的压力。有第4.5节碟形弹簧的校核可知液压缸的工作压力至少为280000N。查手册可确定液压缸的最大工作压力为6.5MPa。缸体强度校核按照材料力学中厚壁筒有关公式,液压缸外径及壁厚由下式计算:或[18](6-8)式中D——液压缸内径,m;——试验压力,使其比液压缸最大工作压力p大20%~30%,即=(1.2~1.3)P,Pa;此处取1.2。——缸体材料的许用拉应力,Pa;=,其中是缸体材料的抗拉强度,Pa;可以从有关手册中查到,n为安全系数,建议取n不小于5,此处取6。HT200的抗拉强度为120~175MPa,此处取130MPa代入数据解得m=17.87mm。圆整后取20mm,即液压缸外径为120mm。6.2.2螺钉的强度校核液压缸与缸盖的连接方法有螺纹连接,焊接和螺纹连接等几种方式。其中以螺钉连接方式应用最广,为保证链接螺钉工作的可靠性,对压力较高的液压缸,应该校核链接螺钉的强度。缸盖链接螺钉的强度计算,螺纹处的拉应力:[19](6-9)式中——螺钉预紧力系数,=1.25~1.5,此处取1.3;——螺栓的个数,此处使用4个;F——缸盖受到的最大推力,N;——螺栓螺纹(M8)内径0.0068m;螺纹处的剪应力:(6-10)式中——螺栓螺纹的内摩擦系数,一般取=0.12;合成应力:式中——螺栓材料的许用应力,螺钉材料为20钢410Mpa。其中F为28064N,=4,=0.0068m,=410代入数据解得:,又=1.1=1.1251.27=276.4<所以液压缸端盖螺钉的强度足以满足液压缸的使用强度。6.2.3主轴上键的连接强度计算主轴上面装配有三个齿轮,他们与主轴均采用平键连接且键的规格除工作长度之外均相同。所以只需校核工作长度最短的键,即最上端齿轮与主轴的连接键。选择键的类型eq\o(\s\up6([8]),\s\do2())轴径d=78mm,查《机械设计课程设计》手册选普通A型平键GB1096-79,键长为36mm,工作长度为14mm。强度校核键的材料用45钢,由《机械设计》(第八版)表6-2查得得许用应力[]=100~120MPa,键的工作长度取k,假定载荷在键的工作表面上均匀分布,普通平键链接的强度条件为eq\o(\s\up6([9]),\s\do2())式中:T——传递的转矩,单位为N.mK——键与轮彀键槽的接触高度,此处为5mm;l——键的工作长度,mm;d——轴的直径,主轴直径为78mm;——键,轴,轮彀三者中最弱材料的许用挤压应力,单位为MPa;将已知数据代入挤压强度公式,解得:,满足工作要求6.2.4输入轴上连接强度计算选择键的类型轴颈d=48mm,查《机械设计课程设计》手册选普通A型平键14x9,GB1096-79,键长为36mm,工作长度为22mm。强度校核键的材料用45钢,由《机械设计》(第八版)表6-2查得得许用应力[]=100~120MPa,键的工作长度取k,假定载荷在键的工作表面上均匀分布,普通平键链接的强度条件为[10](6-11)式中:T——传递的转矩(T=Fy),单位为N.mK——键与轮彀键槽的接触高度,此处为3mm;l——键的工作长度,mm;d——轴的直径,主轴直径为48mm;——键,轴,轮彀三者中最弱材料的许用挤压应力,单位为MPa;将已知数据代入挤压强度公式,解得:,满足工作要求。7结论毕业设计作为毕业前夕的一次综合性的训练,是对我们整个大学四年中学习到的知识进行一次总结、完善和检验。通过这次的设计,对我们在理论和实践相结合方面产生了很大的帮助,对于培养分析问题和解决问题的能力以及融会贯通和巩固发展所学知识方面也受益非潜。在毕业设计的过程中我深入的体会到机械设计的规范化与标准化,并通过这次设计开阔了思维,丰富了知识,为即将走上工作岗位的我们打下了良好的基础,可以说,毕业设计是一次难得的锻炼机会。在毕业设计的过程中,机械设计手册成了我最好的朋友。在我们机械行业,所有的设计都是建立在标准化与规范化的基础上的创新。所有的零部件的设计我们都在满足其机械性能的基础上优先选用标准件,在大量的翻阅手册的过程中,我认识到手册在机械的重要性,离开手册,任何设计都是空洞,没有依据的。在这几个月的设计中,我对大学阶段所学的专业知识又有了一次全面而深入的学习,在机械制造、机械设计、液压的课本中本来生疏的的知识在这一段时间里又有了新的的认识。同时在设计的过程中,我们大学所学到的所有课程都被联系到了一起,特别是后期设计说明书的书写,那是对我大学所学知识的一次大总结。在整个设计过程中,我深深体会到了理论知识运用到实践中的难度,我明白了要将所学的知识运用到实处还需要付出很多努力与汗水。总之,在这次设计中,我学到的知识是我这一生宝贵的财富,我会在以后的学习工作中学以致用。8参考文献[1].黄大宇梅瑛主编.机械设计课程设计.吉林大学出版
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