買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 0 畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 隔水管 橫焊縫 自動對中裝置的設(shè)計 （機械電氣部分） 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用 班 級： 數(shù)控一班 設(shè)計學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 黃開有 職稱： 副教授 設(shè)計時間： 4 月 1 日 6月 15 日 設(shè)計地點： 湖南工學(xué)院 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目錄 目錄 . 1. 第一章 隔水管 橫 焊 縫 自 動 對 中 裝 置 述 的概 . 第二章 總體方案的設(shè)計 . 3. 2計任務(wù) 2本工作原理 第三章 機械部分的設(shè)計 . 6 3 型塊的模型設(shè)計 3軌的設(shè)計 3動輪裝置的設(shè)計 3 算驅(qū)動輪所需的扭矩 . 9 3傳動的設(shè)計 . 12 3減速器的 設(shè)計 . 14 3動機的選用 . 18 3軸器的選用 . 19 3的設(shè)計 . 20 3承的選用 . 23 3滾動輪的設(shè)計 3滾輪支承上蓋的設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 第一章 隔水管 橫焊縫 自動對中裝置的概述 快速接頭隔水管系列產(chǎn)品，是湛江市南油集團(tuán)合眾公司特有的為海洋石油 配套的專用產(chǎn)品，多年來經(jīng)過不斷的開發(fā)和改進(jìn)，已形成了完整配套的技術(shù)圖紙、成熟的生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程和加工制造裝備，與之相應(yīng)的業(yè)務(wù)熟練的工程技術(shù)隊伍和技術(shù)工人隊伍。新型快速接頭系列產(chǎn)品有： 。本畢業(yè)設(shè)計的 目的 是將合眾公司原來的生產(chǎn)設(shè)備改為自動化的設(shè)備，并降低工人的勞動強度。 本設(shè)計的主要要求： 設(shè)計出一種針對 ，對卷制成管狀板材的內(nèi)橫、外橫能進(jìn)行自動對中 的裝置。要求能實現(xiàn)管的自動對中 、自動找正、定位夾緊 、縱向自動行走，行走速度在 3m/間，可以自動調(diào)節(jié)，動力為普通三相交流電動機，控制方式為隨車控制形式，要求結(jié)構(gòu)實用、重量輕、調(diào)節(jié)操作方便、技術(shù)優(yōu)先價格合理。 本設(shè)計的主要內(nèi) 容： 1、內(nèi)外 自動對中裝置總體方案的確定。 2、內(nèi)外 自動對中裝置機架結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 3、內(nèi)外 自動對中裝置 機械 系統(tǒng)的設(shè)計。 第二章 總體方案的設(shè)計 2計任務(wù) 設(shè)計一個裝置，使兩根長各 隔水管自動對中，并且使兩管的對中精度達(dá)到：兩管的軸線同軸偏差 3中 點 后隔水管要實現(xiàn)轉(zhuǎn)動 。 2案的選定 使兩根隔水管自動對中的方法有很多，經(jīng)過了對具體方案的工作原理及可行性的分析，本人決定采用 V 型裝置，其大概形狀如（圖 示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 圖 、滾輪 2、 V 型塊 3、導(dǎo)軌 2本工作原理 2體工作原理 如圖 2示，該裝置由 、 兩組 V 型塊組成 。 組可以沿 組固定， 是 組 組 圖 21、滾動輪 2、電動機 3、減速器 4、驅(qū)動輪 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 、 兩組 V 型塊 均有 8 個滾輪和中間的一個驅(qū)動輪支承， 組 V 型塊下邊的導(dǎo)軌可以實現(xiàn)隔水管的對接。 2動輪裝置的簡要說明 如圖 2動的傳遞順序是：電動機減速器鏈輪滾輪隔水管 圖 2圖是驅(qū)動輪的安裝圖，大軸（上邊）裝滾輪與鏈輪，小軸裝鏈輪，兩裝有圓錐滾子滾動軸承，運動由減速器接入小軸， 再經(jīng)過鏈傳動傳到滾輪。 第三章 機械部分的設(shè)計 3型塊的模型設(shè)計 參照 1、 造成型 2、 鋼 3、 V 型塊的加工要求，對裝滾輪部分和下底面進(jìn)行精加工，加工方法由廠家自己決定，使這兩部分的平面度達(dá)到 ，粗糙度也達(dá)到 。在加工裝滾輪凹槽時要使 4 個凹槽的位置度達(dá)到 ，所有螺紋孔及銷孔的位置度也要達(dá)到 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 3軌的設(shè)計 一、 導(dǎo)軌的選用 由工作要求承載能力較大而且能夠自動補償磨損的要求，決定選用平面三角復(fù)合型滑動導(dǎo)軌，參照 機械設(shè)計手冊 第三卷，表 28 其形狀見圖 3 1000圖 3寸見表 A 1000 B 200 120 。 二、進(jìn)行導(dǎo)軌的力學(xué)計算 導(dǎo)軌的材料：選用釩鈦耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵為導(dǎo)軌的材料。 表面熱處理：在其粗加工后進(jìn)行一次時效淬火處理，采用電接觸加熱的表面淬火，最后導(dǎo)軌還要進(jìn)行磨削 ，使其表面的粗糙度達(dá)到預(yù)定的要求，取其 硬度 匹配：為了保證導(dǎo)軌的壽命，加工結(jié)果應(yīng)該保證導(dǎo)軌接合面的硬度不同，此取為 100 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 三、導(dǎo)軌的校核 查表可得鑄鐵的許用壓強為 1 知導(dǎo)軌的外形如上圖所示，取導(dǎo)軌滑座共承重 8 t， 0 0 0 0108 0 0 0 則滑座每側(cè)的承重為 00004 對三角形導(dǎo)軌設(shè)垂直斜向力為 F，如圖 3 圖 3有 220000 32000030c o F 11500 N 則左側(cè)導(dǎo)軌承受的壓強為 M P 10 41 1 圖 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 故此導(dǎo)軌符合要求。 3動輪裝置的設(shè)計 3算驅(qū)動輪所需的扭矩 如圖 3示。 圖 3、 每組 V 型裝置共有 8 個支承滾輪（若加上驅(qū)動輪則為 9 個），每個輪上的支承反力應(yīng)為（ 2/2G） /4（按照 8個支承點算），即 82 每根管的質(zhì)量約為： M=500 則 3 3 12 4 5 0 082 考慮到管的外圓柱面的制造誤差，有可能 8個支承點存在某些支承點與管子不接觸，故 ，取 S 則 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 二、計算使管子轉(zhuǎn)動所需的扭矩 1、 機械傳動部分的總傳動比 50i 2、 所用電動機的轉(zhuǎn)速為 3、 滾輪的運動參數(shù) 507501 15 901 R 、管子的運動參數(shù)（按最大管計算） 3812 R R 5、管子的線速度 015 11222 此速度即就是管子自動的速度 。 6、計算滾輪使管子轉(zhuǎn)動所需的扭矩 T 計算在 1s 內(nèi)使管子的轉(zhuǎn)動的線速度達(dá)到 10 32 由本設(shè)計可知， t=1s 500 00出 滾輪使管子轉(zhuǎn)動所需的扭矩 T，可以采用動量矩定理： )()(00 M 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 由動量矩定理可得： 13 8 0 0 1010 3322 V 21.5 即滾輪使管子轉(zhuǎn)動所需的扭矩 T 21.5 。 三、對 T 進(jìn)行校核 查 “ 機械設(shè)計手冊軟件版 可知 鋼 則最大靜摩擦力 5 9 0 a x 相應(yīng)最大摩擦力矩 9903812599 10 32 而 T 21.5 會產(chǎn)生相對滑動的現(xiàn)象。 所以 T 符合設(shè)計的要求。 3傳動的設(shè)計 用機械設(shè)計手冊軟件版 以輕松完成鏈傳動的設(shè)計，下面是設(shè)計的過程。 1、初始條件 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 傳遞功率 鏈輪的轉(zhuǎn)速 15 r/均傳動比 1 可大或小 大鏈輪的轉(zhuǎn)速 15 r/動種類 水平傳動 傳動速度 低速傳動 V 3m/s 潤滑條件 由設(shè)計結(jié)果決定 中心距條件 可調(diào) 載荷性質(zhì) 平穩(wěn)載荷 原動機種類 電動機 潤滑方式 人工定期潤滑 2、設(shè)計結(jié)果 1 選擇鏈輪齒數(shù) 假定鏈速 v 3m/s,由表 9取小鏈輪齒數(shù) 17;從動鏈齒數(shù) 1 17=17 2 計算功率 表 9得工作情況系數(shù) = 確定鏈條節(jié)數(shù) 初定中心距 0p,則鏈節(jié)數(shù)為 2 21 +0 2 12 )2 = p + 21717 + 2 17*17 )2 =97 節(jié) ,取 7 節(jié) 4 確定鏈條的節(jié)距 p 由圖 9小鏈輪轉(zhuǎn)速估計 ,鏈工作在功率曲率頂點左側(cè)時 ,可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表9得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) (191z) (1917) L =(100 (1097) 取單 排鏈，由表 9得多排鏈系數(shù) 得所需傳遞的功率為 據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 15r/功率 圖 9鏈號 08A 單排鏈。同時也證實原估 計鏈工作在額定功率曲線頂點左側(cè)是正確的。再由表 9得鏈節(jié)距p= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 5 確定鏈長 L 及中心距 a L=10001000 m=a=4p(1 + 212221 )2(8)2( =260心距減 少量 a=（ a=（ 260際中心距 a =a=260 a =2556 驗算鏈速 v=100060 11 00060 m/s=s 與原假設(shè)相符。 7 驗算鏈輪轂孔 的小鏈輪轂孔許用最大直徑 4于電動機軸徑 D=30合適。 8 作用在軸上的軸力 000=377N 按水平布置取壓軸力系數(shù) 377N=434N 3、鏈傳動的尺寸參數(shù) 如圖 3示， 名稱 符號 小鏈輪數(shù)值 大鏈輪數(shù)值 單位 排距 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 分度圓直徑 d 頂圓最大直徑 頂圓最小直徑 度圓最大弦齒高 度圓最小弦齒高 根圓直徑 大齒根距離 3速 器的選用 考慮到負(fù)載較大，傳動比也相當(dāng)大，所以選用 單級 普通圓柱蝸桿減速器 ，其簡圖如圖 3示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 3了正確選用該普通圓柱蝸桿減速器，有必要對該減速器里邊所用的蝸輪蝸桿傳動進(jìn)行設(shè)計，采用機械設(shè)計手冊軟件版 行設(shè)計， 普通圓柱蝸桿傳動設(shè)計結(jié)果報告 ： 一、普通蝸桿設(shè)計輸入?yún)?shù) P 2. 蝸桿轉(zhuǎn)矩 3. 蝸輪轉(zhuǎn)矩 4. 蝸桿轉(zhuǎn)速 r/ 5. 蝸輪轉(zhuǎn)速 r/ 6. 理論傳動比 i 7. 實際傳動比 i 8. 傳動比誤差 ) 9. 預(yù)定壽命 H 4800 (小時 ) 10. 原動機類別 電動機 11. 工作機載荷特性 中等沖擊 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 12. 潤滑方式 浸油 13. 蝸桿類型 漸開線蝸桿 14. 受載側(cè)面 一側(cè) 二、材料及熱處理 1. 蝸桿材料牌號 45(表面淬火 ) 2. 蝸桿熱處理 表面淬火 3. 蝸桿材料硬度 55 4. 蝸桿材料齒面粗糙度 m) 5. 蝸輪材料牌號及鑄造方法 模 ) 6. 蝸輪材料許用接觸應(yīng)力 H 200 (N/) 7. 蝸輪材料許用接觸應(yīng)力 H 225 (N/) 8. 蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力 F 51 (N/) 9. 蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力 F 45 (N/) 三、蝸桿蝸輪基本參數(shù) 設(shè)計 (1 選擇蝸桿傳動類型 根 據(jù) 10085推薦，采用漸開線蝸桿（ 2 選擇材料 根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為了 45桿用鑄錫磷青銅 屬模鑄造。 3 按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度。傳動中心距 3 22 )( 1）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷不均、沖擊大，系數(shù)K=表 11取使用系數(shù) 于轉(zhuǎn)速不高，沖擊力不大，可取動載系數(shù) K= K*）確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪桿相配，故 160M 2/1 3）確定接觸系數(shù)紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 的比值 1d /a=表的Z= 4）確定許用接觸應(yīng)力 H 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45表得蝸輪的基本許用應(yīng)力 H =268 力循環(huán)次數(shù) N=60j 2010 壽命系數(shù) H = H =68 98）計算中心距 a=中心距 a=80 i=50故從表 11取模數(shù) m=4桿分度圓直徑a=圖 11可查得接觸系數(shù) Z=為 Z Z因此以上計算結(jié)果可用。 3 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1）蝸桿 軸向齒數(shù) 徑系數(shù) q=10；齒頂圓直徑 8根圓直徑 度圓導(dǎo)程角 =30 57 50 ；蝸桿軸向齒厚 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) 50；變位系數(shù) + 驗算傳動比 i=1250=50，這時傳動比誤差為505050=0，沒有誤差。 蝸輪分度圓直徑 50 4=200輪喉圓直徑 200+2 （ =128輪齒根圓直徑 200輪咽喉母圓直半徑 0128=16 校核齒根彎曲疲勞強度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 F = 當(dāng)量齒數(shù) 32根據(jù) +圖 11可查得齒形系數(shù) 旋角系數(shù) Y=1-140 =用彎 曲應(yīng)力 F = F 1查得由 造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 F =56命系數(shù) F =56 = 8 4 3 曲強度是滿足的 四、蝸桿蝸輪精度 目名稱 蝸 桿 蝸 輪 . 第一組精度 7 7 . 第二組精度 7 7 . 第三組精度 7 7 . 側(cè) 隙 f f 據(jù)所得的結(jié)果 來選用普通圓柱蝸桿減速器，查機械傳動設(shè)計手冊 7 考慮到安裝與潤滑的方便，本設(shè)計選用普通圓柱蝸桿減速器的型號是 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 8A Q 4390 86 該減速器的具體參數(shù)為 ： 中心距 a 80 動比 i 50 蝸桿頭數(shù) 1 蝸輪齒數(shù) 50 模數(shù) m 4 許用功率 P 1 動效率 量 M 28 速器的具體尺寸參照零件圖。 3動機的選用（ 074 查 機械零件設(shè)計手冊 用電動機的型號是 電機的具體參數(shù)是： 電機名稱： Y 系列三相異步電動機 類別代號： Y 型號規(guī)格： 護(hù)等級： 裝形式： 數(shù)： 8 額定功率： 2.2 速： 730 額定電壓： 380 V 額定電流： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 滿載效率： 步轉(zhuǎn)速： 750 滿載功率因素： =塞轉(zhuǎn)矩： 2.0 額定轉(zhuǎn)矩： 2.0 凈 重： 17 準(zhǔn)： 074動機的簡圖如圖 3示。 圖 3軸器的選用 聯(lián)軸器的選用主要依據(jù)許用扭矩，還有所用軸的大小。本設(shè)計的電動機輸出軸的大小為 38，變速器的輸入軸大小為 24，輸出軸大小為 38。 驅(qū)動輪輸入軸的大小為 20。 本人選用聯(lián)軸器所用的資料是 機械零件設(shè)計手冊 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 電動機與變速器的 聯(lián)接采用 凸 緣 聯(lián)軸器 速器與驅(qū)動輪輸入軸的聯(lián)接采用 凸緣 聯(lián)軸器 具體參數(shù)為： 型號 許用扭矩 d L D 螺栓數(shù)目 40 25/28 62 100 80 8 3 128 63 30/32 82 105 85 8 4 168 3 緣 聯(lián)軸器 的簡圖如圖 3 3的設(shè)計 參照 簡明機械設(shè)計手冊 設(shè)計的步驟為： 第一， 根據(jù)機械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配方案。 第二， 選擇軸的材料 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 第三， 初步估算軸的材料 第四， 進(jìn)行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第五， 進(jìn)行強度計算 第六， 進(jìn)行剛度計算 第七， 校核鍵的聯(lián)接強度 第八， 驗算軸承 第九， 根據(jù)計算結(jié)果修改設(shè)計 第十， 繪制零件圖 一、軸強度的計算 軸直徑的計算公式 3 0 43 11 P 軸傳遞的功率 n 軸材料許用扭應(yīng)力 （ ），見表 14 13 A 與軸材料及相應(yīng)許用扭應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)，見表 14意：對于 100d 開一個鍵槽，軸頸就增大 5 P kw n=15 45 =102 d 慮到此設(shè)計的傳動軸與滾輪的配合，取 20文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 二 按照彎矩合成強度計算 1求滾輪上作用力的大小 ,方向 作用在滾輪上的轉(zhuǎn)距為 : 周力 : 22向力 向力 : =軸承的支反力 水平面的支反力 : =直面的支反力 : =(- 2+ 30)/60= =( 2+ 30)/60= 3畫彎距圖 水平面的彎距 : 30=直面的彎距 : = 30=m, M2c= 30+ 2=m 合成彎距 : 212 M =m 222 M =m 4畫彎距圖 T= 2=m 當(dāng)量彎矩的計算公式 軸在危險截面的彎矩 軸在危險截面的扭矩 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 （減速器的輸出扭矩） 扭矩校正系數(shù) （對于穩(wěn)定不變的轉(zhuǎn)矩） 故軸在危險截面的合成彎矩 三、校核軸的強度 （按照第三強度理論） 校核公式 122 查 機械設(shè)計 15的材料選用 401 355 在危險截面的抗彎模量 W 的計算公式參照 簡明機械設(shè)計手冊 4于開鍵槽的軸， 20d b .3t 3 W 8230 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 38 2 3 0 3551 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 故 20合要求。 所用到的三根軸的具體形狀參照零件圖。 三、 校核軸的強度 （按照第三強度理論） 校核公式 122 查 機械設(shè)計 15的材料選用 40曲疲勞極限 1 355 在危險 截面 的抗彎 模量 W 的計算公式參照 簡明機械設(shè)計手冊 4于開鍵槽的軸， 20d b .3t 3 W 8230 38 2 3 0 71 3551 故 20合要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 所用到的三根軸的具體形狀參照零件圖。 3承的選用 一、基本條件 2 軸頸 0 預(yù)期壽命 100000運轉(zhuǎn)時有輕微的沖擊。 二、當(dāng)量動載荷的計算 查 機械設(shè)計 13 f p 取 1.1f p 則當(dāng)量動載荷 35 7332 RP 三、基本額定動載荷 10 660 L （對于滾子軸承 310） 310 6101 0 0 0 0 015603 5 7 3 按照 14C 查 機械傳動設(shè)計手冊 之 選用單列圓錐滾子軸承（ 選用的兩種軸承的參數(shù)為： 型號 d D C 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 7606E 30 72 77.5 58.8 7204E 20 47 26.8 18.2 其具體形狀如圖 3示，上圖為 7204E，下圖為 7606E。 圖 3文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 119