一種高溫防砂節(jié)流器設(shè)計

XX大學2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 2015 屆 機械工程及自動化 專業(yè) 子 題：活動式井下節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的設(shè)計學生姓名： 班級學號：指導教師： 職 稱：所在系（教研室）：機電與信息工程系下達日期：2014年7月4日 完成日期：2015年5月13日 摘 要本課題來源于當今社會機械工業(yè)節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計出活動式井下節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置，從而來滿足當今社會活動式井下節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置不足的缺陷。 國內(nèi)節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟、質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對機械行業(yè)中節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的使用情況進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機械行業(yè)中，節(jié)流器的使用非常普遍。自然而然在機械設(shè)備中它們的安裝也非常頻繁。傳動的節(jié)流器在沒有實驗設(shè)備而需要人工進行實驗的情況下，效率低下，勞動強度大，所以設(shè)計一個專用的節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置勢在必行。本文運用大學所學的知識，提出了節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置總的指導思想，從而得出了該節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且質(zhì)量高，運行平穩(wěn)的結(jié)論。關(guān)鍵詞：機械工業(yè)；節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置；效率；高效AbstractThe environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. In the production equipment of enterprises, give full consideration to the possible problems in the operation of the equipment, so as to reduce the noise pollution g, Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Fout degrees .目 錄摘要1Abstract2第一章 緒論4 1.1 課題的來源與研究的目的和意義5 1.2 本課題研究的主要內(nèi)容6第二章 Solidworks設(shè)計基礎(chǔ)4 2.1 草圖繪制5 2.2 基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建6 2.3 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建7 2.4 工程圖的設(shè)計10 2.5裝配設(shè)計14第三章 節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計14 3.1節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的總體方案圖15 3.2電動絞車的主要傳動方式類型15 3.3機械傳動部分的設(shè)計計算16 3.3.1電機的選型計算16 3.4蝸輪蝸桿的設(shè)計計算17 3.4.1選擇蝸桿傳動類型17 3.4.2選擇材料17 3.4.3承載能力計算17 3.4.4蝸輪輪齒的強度驗算18 3.4.5計算蝸桿的各項參數(shù)19 3.5齒輪的傳動設(shè)計20 3.5.1齒輪模數(shù)的確定20 3.5.2接觸強度和彎曲強度的驗算22 3.5.3驗算接觸強度22 3.5.4驗算彎曲強度28 3.6中間軸設(shè)計29 3.6.1選材29 3.6.2基本軸徑估算31 3.6.3軸上零件布置32 3.6.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計33 第四章 三維軟件設(shè)計總結(jié)34 結(jié)論35 致謝36 參考文獻37第一章緒論1.1課題的來源與研究的目的和意義由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構(gòu)。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學，自然科學和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。1.2 本課題研究的主要內(nèi)容本論文主要研究運用SolidWorks對節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，了解SolidWorks的各種功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設(shè)計軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國達索（Dassault Systemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎。其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構(gòu)的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師和設(shè)計者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設(shè)計時能夠為用戶提供不同的設(shè)計方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計過程中降低設(shè)計的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設(shè)計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，市值將SolidWorks設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進的parasolid內(nèi)（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構(gòu)的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。在美國，包括麻省理工學院（MIT）、斯坦福大學等在內(nèi)的著名大學已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學（教育機構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、浙江工業(yè)大學、浙江大學、華中科技大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、武漢理工大學等也在應用SolidWorks進行教學。Solidworks軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學易用。 SolidWorks在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應用，并且SolidWorks公司對中國市場重點開發(fā)，日后SolidWorks應用將會更加完善，更加普遍。通過前文對SolidWorks的深入了解后，往后會對SolidWorks進行個別應用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學分析等。第二章 Solidworks設(shè)計基礎(chǔ) 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。2.1草圖繪制掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。2.2 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。2.3拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。2.4工程圖設(shè)計靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。2.5裝配設(shè)計靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術(shù)；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。第三章 節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 3.1 節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置的總體方案圖 本次設(shè)計的節(jié)流器室內(nèi)實驗裝置采用的方案為：采用電動絞車通過帶動滾筒轉(zhuǎn)動，從而帶動鋼絲繩輪的轉(zhuǎn)動，而鋼絲繩的另一端裝有節(jié)流器，節(jié)流器是裝在套管里面的油管里面，隨著電動機的正反轉(zhuǎn)而隨著鋼絲繩升降，從而起到了對節(jié)流器室內(nèi)進行實驗的目的。其布局的具體方案如下：3.2電動絞車的主要傳動方式類型我國常用的電動絞車類型及其傳動方式有下列幾種:1.型電動絞車,其傳動方式為:一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪2.型電動絞車,其傳動方式為:一組蝸輪,一組直齒輪3.電動絞車,其傳動方式有兩種,一種為:一組蝸輪,兩組直齒輪;一組為一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪4.型電動絞車,其傳動方式為:一組蝸輪,一組直齒輪5.型電動絞車,其傳動方式為:一組蝸輪,一組少齒差行星齒輪6.型電動絞車,其傳動方式為:一組直齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪7.型電動絞車,其傳動方式為:一組圓錐齒輪,一組變速直齒輪,一組行星齒輪,一組直齒輪。3.3電機的選型計算 已知節(jié)流器實驗裝置以及機械零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，鋼絲繩移動范圍為50mm300mm，移動速度為12r/min。即： 具體的電機設(shè)計計算如下:本次設(shè)計加速時間 負載速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，3.1.2 電機轉(zhuǎn)速 負載轉(zhuǎn)矩式中：負載慣量左右水平運動絲桿螺母慣量式中總慣量電機轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，可以選擇南京森宇機電的產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 電機額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.6N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。3.4蝸輪蝸桿的設(shè)計計算3.4.1選擇蝸桿傳動類型根據(jù)小絞車P189“回柱絞車主要技術(shù)規(guī)格”，采用圓弧面蝸桿（ZC）。3.4.2選擇材料根據(jù)設(shè)計要求,并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大,速度是慢速,故蝸桿用40Cr,因需要效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為250-300HB.蝸輪用鋁鐵青銅ZQAl9-4,金屬模鑄造.為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,二輪芯用灰鑄鐵HT25-47鑄造.3.4.3承載能力計算圓弧面蝸桿傳動的損壞形式同圓柱蝸桿傳動類似，主要是齒面磨損與膠合。為實現(xiàn)齒面之間的動壓潤滑，避免發(fā)生膠合和減輕磨損，圓弧面蝸桿傳動的承載能力按以下驗算：（）選擇蝸桿頭數(shù)，渦輪齒數(shù)及蝸桿包容渦輪的齒數(shù) Z1=1，Z2=iZ1=43，Z=4.3（）選擇傳動比參數(shù) 根據(jù)i=40，n1=730r/min,查5P312圖3-42，取I=1（）選擇材料系數(shù)，質(zhì)量系數(shù)及工作條件系數(shù) 齒輪材料為鋁鐵青銅，制造精度8級，啟動頻繁，間歇工作制度，查5P312表3-20，取K1=1，K2=0.8，K3=1.06（）計算功率參數(shù) H=1123（）確定中心距 根據(jù)H=1123，n1=730r/min，查5P312圖3-43得A=225mm（）驗算：N1=18.53kw，N1=18.5kwN1， 滿足要求。3.4.4蝸輪輪齒的強度驗算圓弧面蝸桿傳動的蝸輪發(fā)生斷齒的情況是比較少見的。但為慎重起見，必要時仍需對蝸輪輪齒進行強度驗算。由于蝸輪輪齒在受力時的變形造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使力的作用位置向齒根方向偏移。所以，蝸輪輪齒的折斷不是由于彎曲強度不夠，而是齒根剪切強度不足引起的。（）蝸輪圓周力 P2=199 KN（）蝸桿與蝸輪嚙合齒對之間的載荷分布不均勻系數(shù)，可取KP=0.5，B=54mm，Cn=0.304=92=-（1+）=0.55-=0.559-=4.95（） 蝸輪齒根的許用剪應力 =0.5b ，查3P205表8-9 b=540，=0.5540=270（）0 =tg-1=tg-1=6.530 =sin-1=sin-1=22.95（）= =198故蝸輪齒根的剪切疲勞強度滿足要求。3.4.5計算蝸桿的各項參數(shù)（）蝸桿頂圓直徑 Dd2=387.19mm（）徑向間隙 C=0.15=0.15=1.4（）校正蝸桿圓直徑 Dg1=2A-Dg2-2C=2225-387.19-21.4=60mm齒頂高、齒根高和全齒高h1=0.9=0.9=8.42mmh1=0.85=0.85=7.95mmh2=0.7=0.7=6.55mmh2=1.05=1.05=9.82mmh1=h1+h1=8.42+7.95=16.37mmh2=h2+h2=6.55+9.82=16.37mm（）分度圓直徑和成形圓直徑df2=Dd2-2h2=387.19-26.55=374.09mmdf1=2A-df2=2225-374.09=75.91mmd0=140.625,取d0=145mm（）蝸桿頂圓直徑和渦輪根圓直徑Dd1=df1+2h1=75.91+26.55=89.01mmDg2=df2-2h2=374.09-29.82=354.45mm3.5齒輪的傳動設(shè)計本設(shè)計的齒輪傳動是由三個直齒圓柱齒輪來完成的。即小齒輪、過橋齒輪和大齒輪。小齒輪安裝在蝸桿軸上，中間齒輪和大齒輪安裝在中間軸和卷筒上。通過這三個齒輪，將運動傳遞到卷筒上。3.5.1齒輪模數(shù)的確定參考同類產(chǎn)品：選取小齒輪材料為40C鋼，齒面淬火，淬火硬度為HRC4550；橋輪材料為40C鋼，表面淬火，淬火硬度為BRC4855；大齒輪用40C合金鋼鑄成，調(diào)質(zhì)處理，硬HRC230260。初選z=19, 則z2=i19=1.2119=23, z=i z3=3.623=83, 為減小傳動的尺寸，小齒輪和橋齒輪均為硬齒面；大齒輪采用軟齒面，其目的是使大齒輪和中間齒輪使用壽命相當。 模數(shù)大小需由彎曲疲勞強度確定。由于第二對齒輪傳動承載較大，就按第二對齒輪傳動初步計算。按彎曲強度，m 1P201式（10-5） 式中，取載荷系數(shù)K=1.325，z=23，轉(zhuǎn)矩T=6338 Nw齒寬系數(shù)=0.51橋輪、大齒輪許用彎曲應力：=637MP，=396MP齒形系數(shù)：Y=2.69 ， Y=2.21應力修正系數(shù)：Y=1.58 ， Y=1.77以上數(shù)據(jù)均查自1P200 = 就按二者中的大值計算，將諸值代入式，得M=8.5mm 圓整，取m=8mm。3.5.2接觸強度和彎曲強度的驗算3.5.3驗算接觸強度（）齒數(shù)和精度等級：z=19，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度（）使用系數(shù) K=1（）動載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 以上25數(shù)據(jù)均查自1P193-205（）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=111.11.21=1.33 K=K.K.K.K=11.021.151.13=1.325（）總工作時間 設(shè)計每日工作8個小時，一年300天，使用壽命8年，使用期限內(nèi)工作時間占20%t=830080.2=3840h（）工作應力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動輪，每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同側(cè)嚙合一次；中間輪同一側(cè)齒面也嚙合一次。因此，接觸應力按脈動循環(huán)變化N=60rnt=60116.983840=3.910N=N/i=3.910/1.2=3.2610N=N/i=3.2610/3.6=0.910（）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9（10）節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5（11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1（13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3以上913數(shù)據(jù)均查自1P201210（14）許用接觸應力 =1472 =1713 =1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=100mm（16）驗算=Z.Z=189.82.5=1453=1472 =Z.Z=188.92.5=1224=1235 經(jīng)計算知，大小齒輪均滿足接觸強度要求。 3.5.4驗算彎曲強度（1） 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21（2） 應力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775（3） 彎曲疲勞極限 600，650，450（4） 彎曲安全系數(shù)S S=1.0（5） 應力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動輪。每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同一側(cè)嚙合一次，彎曲應力按脈動循環(huán)變化；中間同一側(cè)齒面口嚙合一次，彎曲應力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910（6） 彎曲壽命系數(shù)KFNKFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15（7） 許用彎曲應力 =540 =650=518(8) 驗算：經(jīng)計算知：大小齒輪均滿足彎曲強度要求，且具有高的可靠性。3.5中間軸設(shè)計中間軸（過橋齒輪軸）是為適應絞車結(jié)構(gòu)上的需要（加大滾筒與蝸輪軸的中心距）而設(shè)計的，軸固定在底盤左側(cè)箱中部。軸上有一過橋齒輪，齒輪有40Cr合金鋼制成，齒面硬度為HRC5055。齒輪孔內(nèi)鑲有銅套，軸心部挖空，加一個旋蓋（壓油蓋），組成擠壓式油杯。下面就具體設(shè)計一下中間軸結(jié)構(gòu)。已知，中間軸傳遞功率P2=13.16 KW。轉(zhuǎn)速n2=14.15 r/min,轉(zhuǎn)矩T2=8881.84 Nm3.5.1選材中間軸受力情況簡單，且不是重要的軸，選45鋼就可以了。 3.5.2基本軸徑估算 由1P表15-3 查得A0=108 dA0=108 =105.4mm ， 取d=105mm 由于該軸并不旋轉(zhuǎn)，強度要求并不高，所以，根據(jù)同行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，取d=75mm。3.5.3軸上零件布置 軸外面套有軸套，過橋齒輪再固聯(lián)在軸套上，用螺釘將二者聯(lián)接。因中間軸不轉(zhuǎn)，無須軸承支撐。軸左端與支承架。3.5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 運動時，通過小齒輪與中間輪嚙合，帶動軸套也隨之轉(zhuǎn)動。但中間軸不能轉(zhuǎn)動。將凸臺銑去一塊就是為了防止中間軸與軸套之間由于某種原因而造成軸套帶動軸轉(zhuǎn)動。由于軸套是運動的，需一套潤滑機構(gòu)使軸套轉(zhuǎn)動靈活；故在軸上開有油槽孔，軸套內(nèi)孔圓周上也均布3條油槽。加油時，將壓油蓋擰開，向螺孔中加入黃油，加滿后，擰緊壓油油蓋。軸套內(nèi)的三條油槽用來輸送和分布潤滑油，油槽長度應小于軸套寬度。隨著軸套的轉(zhuǎn)動發(fā)熱，黃油逐漸變稀，從軸上的油孔中滲出，隨軸套一起轉(zhuǎn)動。這樣就將潤滑油分布在軸套與中間軸的接觸面上，起保護中間軸和潤滑的作用，相當于一滑動軸承。軸與齒輪不直接接觸，通過軸套聯(lián)接。因而齒輪上的力不直接做用于軸上，中間軸的受力情況很簡單，只受重力和支持力這兩個力而平衡。對這種情況，軸的直徑足夠大，不需強度校核。3.6 主軸的設(shè)計計算 JH-14型回柱絞車的主軸是一定心軸，固定在左右兩支承架上。它只起支承旋轉(zhuǎn)機的作用，而不傳遞動力，即指承受彎矩作用。3.6.1主軸的設(shè)計 由前知：卷筒上傳遞的功率是12.9kw，轉(zhuǎn)速n=3.9m/min3.6.2材料選擇選用鋼，為保證其機械性能，應進行調(diào)試處理。3.6.3軸徑的初步估算估算公式：dA0 式中A0是與材料有關(guān)的系數(shù)，查1P表15-3 得A0=108dA0=108=99.76 圓整，取d=160.9mm 由于此軸是固定心軸，受力情況并不嚴重。因此，接上式估算的軸徑可作為軸的最大直徑。參考現(xiàn)有同類產(chǎn)品，取最小軸徑d=115mm。3.6.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）確定軸上零件的布置方式。為使結(jié)構(gòu)緊湊，并考慮具體的工藝性和強度要求，將大齒輪與卷筒一側(cè)對稱地安裝在軸頸處。即大齒輪在卷筒右側(cè)，通過鍵與卷筒固聯(lián)在一起。軸承兩端裝有軸承蓋，內(nèi)有檔油板和密封圈。軸承蓋用螺釘M1220與卷筒固定在一起。（2）根據(jù)工藝和強度要求把軸制成階梯形，這樣可以使軸上零件定位可靠并且拆裝方便。（3）確定軸的各段長度。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為,各軸肩處圓角半徑見圖紙.至此，軸的設(shè)計完畢。下面畫出它的結(jié)構(gòu)簡圖：圖2-1 軸的結(jié)構(gòu)簡圖3.6.5主軸的強度校核 受力分析：卷筒部件的大齒輪和卷筒未與軸直接接觸，但其上的力通過軸承傳遞到了主軸上。因此，主軸所受軸承的力與卷筒所受軸承的力大小相等方向相反。另外，主軸兩端還受兩個支承架的支承力。若考慮重力的作用，主軸還受卷筒部件的重壓作用。軸的空間受力圖：OXyz圖2-2 軸的空間受力圖由前知：R =392N，R=24500N；R=31642N，R35874N，估計卷筒重量約為154公斤，則G=1509N。將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力，并畫出彎矩圖： 支反力：根據(jù)平衡方程R+R=R+G+R R64+G236+R408=R472解得，R=5383.8N，R=28159.2N彎矩圖：圖2-3 彎矩圖YX面受力圖：支反力：根據(jù)平衡方程 R+R=R+R R64+R408=R472解得，R=26042.2N， R=34331.8N彎矩圖：圖2-4 彎矩圖合成彎矩圖M=圖2-5 合成彎矩圖對照結(jié)構(gòu)圖，分析合成彎矩圖，可知主軸較危險的三個部面分別是：中間軸頸110的右端面，右端面軸承的中間部面，右端軸頸的左端面。（主軸結(jié)構(gòu)圖）。 這三個合成彎矩分別是：M= = =2669644M=2841782.4M= = =1243279.8因為、處的截面直徑相同，M M，只需驗算M就行了。直徑校核：心軸的截面尺寸是根據(jù)彎曲強度來計算。其危險截面的尺寸可按下式確定。d=式中，M最大彎矩 許用彎曲應力 對于實心軸=0，對于空心軸=，d：軸內(nèi)徑，d：軸外徑，對于卷筒主軸，查P，45鋼，=355MP。取安全系數(shù)n=2.0，則=177.5 MP。主軸是實心軸，=0。d。則d=53.18mm75mm d=54.29mm85mm由以上計算可以看出，主軸強度足夠。第四章 三維軟件設(shè)計總結(jié) 通過本次設(shè)計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點。關(guān)于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為AutoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因為一旦設(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配。看地圖是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方法以及。由于該零件的設(shè)計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。一個完整的工程圖紙應該包含以下4個方面。一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表