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目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒論 5
1.1課題背景 5
1.2 本章小結(jié) 6
2 閥殼油封軸承壓裝機(jī)的技術(shù)路線 6
2.1 閥殼油封軸承壓裝機(jī)研究現(xiàn)狀 6
2.2 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)框架 7
2.3 設(shè)計(jì)要求 8
2.4 研究目的和意義 8
2.5 本章小結(jié) 9
3 總體方案設(shè)計(jì)及設(shè)備選型計(jì)算 9
3.1 總體方案設(shè)計(jì) 9
3.2氣缸的選型 10
3.2.1減震器壓裝機(jī)定位機(jī)構(gòu)氣缸的選擇 10
3.2.2 氣缸的理論輸出力 11
3.2.3氣缸的負(fù)載率 11
3.2.4計(jì)算和選型 12
3.3直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副 14
3.4 螺栓強(qiáng)度校核 14
3.4.1受橫向載荷鉸制孔螺栓連接強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì) 14
3.4.2受橫向載荷緊螺栓連接強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì) 15
3.5 本章小結(jié) 17
4 運(yùn)用CAD進(jìn)行建模 17
4.1軟件概述 17
4.2總體結(jié)構(gòu)建模 18
4.3 關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì) 19
4.3.1底板的設(shè)計(jì) 19
4.3.2 支撐軸座與支撐軸的設(shè)計(jì) 19
4.3.3 壓塊連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
4.3.4 壓緊部件上板的設(shè)計(jì) 21
4.4 裝配 22
5 總結(jié)與展望 23
5.1 總結(jié) 23
5.2 展望 24
參考文獻(xiàn) 25
緒論
本文主要是對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其可以實(shí)現(xiàn)閥殼油封軸承的壓裝。根據(jù)軸承進(jìn)行工藝分析，將壓裝分成2部。在設(shè)計(jì)中分別叫做Ⅰ工位和Ⅱ工位。本文第一章，首先介紹了閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究背景，闡述了本設(shè)計(jì)的主要意義；第二章，主要介紹閥殼油封軸承壓裝機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后闡述閥殼油封軸承壓裝機(jī)的分類和工作原理；第三章，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核；第四章，通過(guò)第三章的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)進(jìn)行主要部件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能夠處理實(shí)際應(yīng)用的目標(biāo)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我對(duì)大學(xué)這幾年所學(xué)到的指示進(jìn)行了一次系統(tǒng)的分析與應(yīng)用，鍛煉我對(duì)制圖軟件的熟練應(yīng)用程度，鍛煉了獨(dú)自解決問(wèn)題的能力，為今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：軸承 壓裝機(jī) 機(jī)械
Abstract
This article is mainly about the design of the valve housing oil seal bearing press machine. Through the design of its mechanical structure, it can realize the press fit of the valve housing oil seal bearing. According to the process analysis of the bearing, the press-fitting is divided into two parts. In the design, they are called I station and II station respectively. The first chapter of this article first introduces the research background of the valve housing oil seal bearing press and explains the main significance of the design; the second chapter mainly introduces the development trend of the valve housing oil seal bearing press and the current research status at home and abroad, and then explains the valve The classification and working principle of the shell oil seal bearing press machine; Chapter 3 is mainly for design calculation and strength check; Chapter 4 is for the main component design and structural design of the valve shell oil seal bearing press machine through the design calculation in Chapter 3. So that it can deal with the goals of practical applications. Through this graduation project, I carried out a systematic analysis and application of the instructions I have learned in the past few years, exercised my proficiency in 3D drawing software and 2D drawing software, and exercised my ability to solve problems alone. , Laying a good foundation for future work.
Keywords: Bearing Press Machine Machinery
III
附 錄
1 開(kāi)題報(bào)告
1.1課題背景
在中國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中機(jī)械占有重要地位，機(jī)械制造是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)。新中國(guó)成立后，特別是改革開(kāi)放30年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械工業(yè)發(fā)展迅速，各種機(jī)械產(chǎn)品層出不窮。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，第一個(gè)要滿足一定的要求，在一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也必須遵循某種方法。機(jī)械產(chǎn)品的基本要求取決于其所處的地位、作用及工作條件，主要考慮以下要求：功能要求、壽命要求、工藝性要求、價(jià)格要求、可靠性要求以及維護(hù)要求和標(biāo)準(zhǔn)化要求。
自1960年代以來(lái)，中國(guó)的軌道車輛一直在安裝無(wú)軸滾動(dòng)軸承。在1970年代有了固定軸承，他們分別是移動(dòng)式液壓機(jī)和固定軸承，并在1980年代記錄了壓力時(shí)間曲線和相關(guān)數(shù)據(jù)。 1989年之后，使用固定的兩缸軸承來(lái)通過(guò)單個(gè)微型計(jì)算機(jī)芯片記錄壓力和保持時(shí)間。在1990年代，計(jì)算機(jī)控制的固定式內(nèi)置鋼制兩缸軸承以及整體結(jié)構(gòu)內(nèi)置的軸承開(kāi)始進(jìn)入鐵路生產(chǎn)和維修服務(wù)部門(mén)。隨著時(shí)間的不斷發(fā)展，淘汰舊產(chǎn)品和出現(xiàn)新產(chǎn)品是歷史的必然。 1970年代的移動(dòng)式液壓機(jī)滿足了滾動(dòng)軸承的最基本要求，但是工作強(qiáng)度高，工作效率低。壓力測(cè)量使用手動(dòng)測(cè)量誤差。在相應(yīng)的數(shù)據(jù)中，以手動(dòng)填充為準(zhǔn)。這些缺點(diǎn)非常重要。出現(xiàn)在1980年代的固定式軸承機(jī)可以自動(dòng)測(cè)量和記錄每個(gè)車輪軸承組的技術(shù)參數(shù)，自動(dòng)測(cè)量和打印軸承壓力，停止按壓力，并隨時(shí)間自動(dòng)改變按壓力。曲線連接，其外觀很快就消除了移動(dòng)式液壓機(jī)。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)局限性以及軸承軸承工藝開(kāi)發(fā)人員缺乏了解，經(jīng)過(guò)十多年的制造實(shí)踐，軸承滾動(dòng)壓力機(jī)中記錄的時(shí)間和壓力曲線的缺點(diǎn)變得越來(lái)越明顯
滾動(dòng)軸承在鐵路部門(mén)有非常重要的作用，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到車輛形勢(shì)的安全性，一直是中國(guó)鐵道部門(mén)的工作重點(diǎn)。但是，在過(guò)去的一段時(shí)間，密封裝置，潤(rùn)滑和保持架的質(zhì)量一直影響軸承的質(zhì)量，不能滿足貨運(yùn)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求。熱軸將在車輪對(duì)工作期間產(chǎn)生，壓縮時(shí)的偏心載荷是軸端的變形。灼熱的地雷非常有害，從車輛的正常暴露，造成數(shù)十萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失到發(fā)生爆炸事故，都炸毀了威脅乘客和機(jī)組人員安全的車輛。壓機(jī)的固定過(guò)程對(duì)軸承的可靠性具有決定性的影響。壓缸的設(shè)計(jì)主要是為了確保軸承正確安裝，車軸工作正常以及汽車性能最大化。壓力機(jī)的殼體由底座，支架，供油的主缸，輔助缸和一對(duì)輪對(duì)組成。與以前相比，該機(jī)器的機(jī)身和支架的強(qiáng)度和剛度得到了極大的提高。主缸設(shè)計(jì)獨(dú)特，具有良好的特性。
1.2 本章小結(jié)
本章首先對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究背景進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并結(jié)合當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)狀分析了研究的目的及意義，為后續(xù)論文的進(jìn)行奠定了優(yōu)良的基礎(chǔ)。
2 閥殼油封軸承壓裝機(jī)的技術(shù)路線
2.1 閥殼油封軸承壓裝機(jī)研究現(xiàn)狀
與老式的壓裝機(jī)相比，現(xiàn)在的滾動(dòng)軸承軸承機(jī)具有更高的壓力機(jī)輸出固定力，并通過(guò)自動(dòng)化和信息技術(shù)大大提高了壓力機(jī)的精度，不僅提供了壓力機(jī)技術(shù)等級(jí)的自動(dòng)控制。壓力機(jī)的沖壓質(zhì)量高，并且壓力機(jī)的固定效率提高。
壓力機(jī)的殼體由底座，支架，供油的主缸，輔助缸和一對(duì)輪對(duì)組成。與以前相比，該機(jī)器的機(jī)身和支架的強(qiáng)度和剛度得到了極大的提高。主缸設(shè)計(jì)獨(dú)特，具有良好的特性。液壓站液壓控制的結(jié)構(gòu)和原理經(jīng)過(guò)多年的測(cè)試，密封性能良好，可靠。集成單元的主體是通過(guò)六個(gè)側(cè)面的鍛造和磨削制成的?？刂婆_(tái)是計(jì)算機(jī)控制臺(tái)的一種流行結(jié)構(gòu)，電氣盒的強(qiáng)弱安裝，很容易發(fā)生障礙。
（1） 鐵路滾動(dòng)軸承的發(fā)展與現(xiàn)狀
在鐵道部門(mén)的積極配合下，解決了許多制約滾動(dòng)軸承發(fā)展的狹窄問(wèn)題。1978年，中國(guó)鐵路開(kāi)始使用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承。鐵道部制定的主要技術(shù)政策是用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承，這樣一來(lái)起動(dòng)阻力和列車行駛阻力都減小了，增加列車牽引噸位，減少軸燃燒事故。為確保行車安全，提高速度，減少火車上的阻力85％，行駛中的阻力約10％，加速車流，節(jié)省油脂，白金屬和其他材料，降低運(yùn)營(yíng)成本，延長(zhǎng)車的保養(yǎng)周期。開(kāi)始使用大量的卡車，當(dāng)時(shí)使用的是軸承軸承，例如97720、197720、197726、197726和97730。其中，從日本進(jìn)口的兩軸承圓錐滾子軸承197726和國(guó)產(chǎn)軸承。在測(cè)試過(guò)程中，它主要符合中國(guó)使用的環(huán)境條件和線性條件。 1978年，鐵道部決定在中國(guó)的有軌電車上安裝197726型軸承，并于1980年開(kāi)始裝載大量新卡車。這種軸承已成為中國(guó)貨車的主要產(chǎn)品。 1992年10月5日，鐵道部發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布鐵路貨車197726滾動(dòng)軸承檢修會(huì)議紀(jì)要的通知》和“鐵路車輛197726軸承檢修措施”。在大修期間，在維護(hù)期間可能發(fā)生沒(méi)有用過(guò)的軸的圓柱滾子軸承。1998年1月，鐵道部鐵路局在第一階段批準(zhǔn)了由中外合資經(jīng)營(yíng)的197726型軸承對(duì)北京南科夫軸承SKF鐵路軸承有限公司的改進(jìn)設(shè)計(jì)。這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)主要包括使用塑料鋼保持架制造軸承和內(nèi)部微觀幾何尺寸，而傳統(tǒng)的滾子線模仿具有完全凸度的弧形。 SKF197726型軸承的生產(chǎn)始于1998年1月1日，用于車輛，與此同時(shí)工廠停止了197726軸承的生產(chǎn)。
（2）軸承的設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀
隨著鐵路車輛軸承的發(fā)展，壓機(jī)也得到了升級(jí)。近幾十年來(lái)，中國(guó)最常見(jiàn)的手推車軸承壓力機(jī)是移動(dòng)式機(jī)器，具有優(yōu)越的優(yōu)勢(shì)，易于移動(dòng)和易于操作，但隨著橋梁和軸承的發(fā)展，軸承和軸承的配合要求越來(lái)越高：工作進(jìn)展用于裝配壓力機(jī)無(wú)軌電車的移動(dòng)式機(jī)械性能差，故障率高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，正逐漸被固定的機(jī)床所取代。迄今為止，固定壓力機(jī)的功能非常強(qiáng)大：在開(kāi)始按壓時(shí)，操作員可以在控制系統(tǒng)中輸入軸號(hào)，軸類型，軸承號(hào)以及左右兩端。自動(dòng)匹配系統(tǒng)使用主控制機(jī)器上的傳感器和測(cè)量設(shè)備來(lái)獲得各種技術(shù)。
2.2 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)框架
第一章，首先對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究背景進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并結(jié)合當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)狀分析了研究的目的及意義，為后續(xù)論文的進(jìn)行奠定了優(yōu)良的基礎(chǔ)。
第二章，本章首先介紹了閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究現(xiàn)狀，并提出今后閥殼油封軸承壓裝機(jī)的發(fā)展方向，然后介紹了閥殼油封軸承壓裝機(jī)的開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線，最后對(duì)本文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了介紹，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)展工作做了鋪墊。
第三章，主要是設(shè)計(jì)計(jì)算，首先對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)氣缸進(jìn)行了選型，然后又對(duì)直線軸承進(jìn)行了計(jì)算與選項(xiàng)，并對(duì)其中所用的螺栓進(jìn)行了選型與校核，最后對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的整體強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算與校核，為后續(xù)對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了至關(guān)重要的作用。
第四章，主要利用二維制圖軟件對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制出了它的重要零部件的二維圖紙， 并對(duì)其主要零部件的功能及材料進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)它的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解。
第五章，結(jié)論與展望，總結(jié)了全文，并且對(duì)本設(shè)計(jì)中研究的主要成果進(jìn)行概括總結(jié)，并且提出本設(shè)計(jì)中的不足之處，以及后續(xù)需要改進(jìn)的地方。
2.3 設(shè)計(jì)要求
閥殼油封軸承壓裝機(jī)應(yīng)滿足的要求，如表2-1所示。
表2-1 設(shè)計(jì)要求
要求
內(nèi)容
經(jīng)濟(jì)性要求
在滿足使用要求的前提下，要盡可能的降低成本，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)性的重要性體現(xiàn)在制造、維修和銷售等各個(gè)方面。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮它的經(jīng)濟(jì)性。
安全性要求
安全性是設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器是最重要的指標(biāo)，需要保證機(jī)器安全穩(wěn)定的運(yùn)行，也要保證在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人員的人身安全。
可靠性要求
可靠性就是是指它在運(yùn)行的過(guò)程中的穩(wěn)定性，可靠性越高運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的可能性就會(huì)越小，它的使用壽命就會(huì)越長(zhǎng)。
操作使用方便性要求
測(cè)試裝置使用時(shí)便捷性也十分重要，操作方便可以有效的提高實(shí)驗(yàn)效率。。
2.4 研究目的和意義
在本課題的設(shè)計(jì)中，采用三維制圖軟件完成整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)集成先進(jìn)制造技術(shù)，開(kāi)辟一種新的設(shè)計(jì)思維，有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究課題參考?jí)貉b試驗(yàn)機(jī)整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)壓裝機(jī)工作原理深度研究，對(duì)比現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)中的不足之處，對(duì)其中所存在的問(wèn)題進(jìn)行改正，總結(jié)分析并研究出一種全新的結(jié)構(gòu)，提升裝置的通用性、可靠性及穩(wěn)定性。本裝置可以更有效的提高加工效率，對(duì)我國(guó)減震器護(hù)蓋裝配技術(shù)發(fā)展有著重要借鑒意義。
通過(guò)在對(duì)本裝置的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，能夠巧妙地利用大學(xué)四年所學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識(shí)，完成裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷的鞏固理論知識(shí)，完成對(duì)大學(xué)這幾年的理論知識(shí)的梳理與復(fù)習(xí)，在借助繪圖軟件過(guò)程中，使我們對(duì)軟件的運(yùn)用更加熟練，為以后參加工作，培養(yǎng)自主完成項(xiàng)目的能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.5 本章小結(jié)
本章首先介紹了閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究現(xiàn)狀，然后對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了總結(jié)與歸納，最后對(duì)本文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了介紹。
3 總體方案設(shè)計(jì)及設(shè)備選型計(jì)算
3.1 總體方案設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)是閥殼油封軸承壓裝機(jī)，本次設(shè)計(jì)通過(guò)下方的定位塊固定工件，通過(guò)氣缸的伸出和縮回來(lái)實(shí)現(xiàn)壓頭的上下運(yùn)動(dòng)，以直線軸承和導(dǎo)桿實(shí)現(xiàn)壓頭的精準(zhǔn)定位，用限位塊實(shí)現(xiàn)壓塊的伸出位置的限位，通過(guò)以上結(jié)構(gòu)的整體裝配，保證設(shè)備的精準(zhǔn)度。
閥殼油封軸承壓裝機(jī)主要包括一下幾部分：工作平臺(tái)、定位裝置、壓頭裝置、機(jī)體安裝座、動(dòng)力裝置等。
具體設(shè)計(jì)參數(shù)：
1. Ⅰ工位氣缸： MDB1F100-150-Z73L -XC12
2. 總行程： 150mm
3.力行程： 15mm
4.最大沖壓力： 5600N/0.6Mpa
5.Ⅱ工位氣缸： MDB1F100-150-Z73L -XC12
6.總行程： 150mm
7.力行程： 15mm
8.最大沖壓力： 23000N/0.6Mpa
9.作業(yè)高度 750（工作臺(tái)面高度）
10.生產(chǎn)節(jié)拍： 40S
11.外形尺寸： 1780mm×1670mm×600mm
為了滿足以上的裝配要求，我采用立式壓裝機(jī)。壓裝裝置采用液壓缸，這樣可得到足夠大的壓入力，從而使系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。定位裝置采用、V型塊等定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿的準(zhǔn)確定位。（如下圖）
圖3.1 閥殼油封軸承壓裝機(jī)總體方案圖
3.2氣缸的選型
3.2.1減震器壓裝機(jī)定位機(jī)構(gòu)氣缸的選擇
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，壓縮空氣，并將存儲(chǔ)在氣缸，電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。但是，當(dāng)工業(yè)應(yīng)用中對(duì)能量的要求不高時(shí)，使用壓縮空氣是唯一具有成本效益的選擇。氣動(dòng)“敏捷手指”用于在短距離內(nèi)高速移動(dòng)小物體，例如夾緊，運(yùn)輸，擰緊螺釘以及其他工業(yè)，貿(mào)易或醫(yī)療任務(wù)。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括空氣壓縮和處理、控制（通過(guò)閥門(mén)）和輸出驅(qū)動(dòng)（缸或電機(jī)）。這些組件在運(yùn)行期間幾乎不需要維護(hù)，因此使用壽命會(huì)延長(zhǎng)。壓縮空氣易于獲取，不會(huì)引起火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)。然而，壓縮空氣的生產(chǎn)和制備可能非常昂貴，并且必須抑制排氣的刺耳噪音。優(yōu)點(diǎn)是壓縮空氣對(duì)溫度變化不敏感。如果有泄漏，則不會(huì)影響機(jī)器的安全，也不會(huì)污染環(huán)境。在很寬的范圍內(nèi)，可以簡(jiǎn)單地控制致動(dòng)器的速度和力，但是可能難以獲得恒定且均勻的活塞速度。
在了解了各驅(qū)動(dòng)方式之后，對(duì)減震器壓裝機(jī)定位部分進(jìn)行選擇。
由于定位機(jī)構(gòu)中，定位的動(dòng)作為夾緊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且在定位過(guò)程中需要有一定的力。所以選擇氣動(dòng)作為減震器壓裝機(jī)定位部分的驅(qū)動(dòng)方式。
定位機(jī)構(gòu)為通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾緊往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，所以選擇的氣缸類型為雙作用的直線氣缸，并且為了保證氣缸的活塞桿不受徑向力，所以有相應(yīng)的限位機(jī)構(gòu)，最終選擇氣缸的類型為單導(dǎo)桿的雙作用直線氣缸作為定位機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件，直線的位移行程為150mm。接下來(lái)對(duì)氣缸的缸徑進(jìn)行計(jì)算和選型。
3.2.2 氣缸的理論輸出力
普通雙作用氣缸的理論推力（N）為：
式中, D一缸徑(mm)，p一氣缸的工作壓力(MPa)。
理論拉力(N)為：
式中,d一活塞桿直徑（mm）時(shí),估算時(shí)可令d=0.4D。
3.2.3氣缸的負(fù)載率
氣缸的負(fù)載率=實(shí)際負(fù)載力F/理論輸出力F0
當(dāng)負(fù)載情況變化，實(shí)際負(fù)載力也變化。
氣缸的實(shí)際負(fù)載是由工況決定，如果確定了負(fù)載率η，那么氣缸的理論出力也隨之確定，負(fù)載率η的選取與氣缸的負(fù)載性能及氣缸的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)（見(jiàn)下表）
負(fù)載的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
靜負(fù)載
如夾緊、
低速壓鉚
動(dòng)載荷
氣缸速度
＜100mm/s
氣缸速度
100~500mm/s
氣缸速度
＞500mm/s
負(fù)載率η
≤80％
≤65％
≤50％
≤30％
3.2.4計(jì)算和選型
本課題中舉升氣缸的軸向負(fù)載力：
F =μmg=0.3×104×9.8=306N
氣缸的平均速度：
V=s/t=100/0.8=125mm/s，按上表中，取負(fù)載率η=0.5；
理論輸出力：
F0=F/η=306/0.5=612N
由式和得：D=13.5mm；d=5.6mm
考慮安全系數(shù)后，根據(jù)下表得氣缸理論輸出力表，選擇缸徑為100mm的單導(dǎo)桿氣缸，行程為150mm，最終型號(hào)為MDB1F100-150-Z73L -XC12。
3.3直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副
直線導(dǎo)軌的距離額定壽命可用下式計(jì)算：
式中：——硬度系數(shù)，一般要求滾道的硬度不得低于58HRC，故通?？扇?；
——溫度系數(shù)，工作溫度<，取；
——接觸系數(shù)，每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為2，??；
——精度系數(shù)，精度等級(jí)為2，??；
——載荷系數(shù)，無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，??；
——額定動(dòng)載荷（N）；
F——計(jì)算載荷（N）。
由此可計(jì)算出導(dǎo)軌的距離額定壽命為
一般把滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的距離額定壽命定位50km，故滿足要求。
3.4 螺栓強(qiáng)度校核
3.4.1螺栓連接強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)
受橫向載荷鉸制孔螺栓連接的基本形式如圖3.3所示：
圖3.3受橫向載荷鉸制孔螺栓連接
受橫向載荷鉸制孔螺栓連接的基本計(jì)算公式：
按擠壓強(qiáng)度校核計(jì)算：
按抗剪強(qiáng)度校核計(jì)算：
按擠壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：
按抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：
式中： ――受橫向載荷，N； ――受剪直徑，（＝螺紋小徑），mm，查表獲得； ――受擠壓高度，取 、 中的較小值，mm；m――受剪面?zhèn)€數(shù)。
許用應(yīng)力的計(jì)算公式分兩組情況，如表3-2：
表3-2許用應(yīng)力計(jì)算公式
強(qiáng)度計(jì)算
被連接件材料
靜載荷
動(dòng)載荷
擠壓強(qiáng)度
鋼
鑄鐵
抗剪強(qiáng)度
鋼和鑄鐵
表中： 為材料的屈服極限，由螺栓機(jī)械性能等級(jí)所決定。
3.4.2受橫向載荷緊螺栓連接強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)
受橫向載荷緊螺栓連接的基本形式如圖3.4所示：
圖3.4 受橫向載荷緊螺栓連接
受橫向載荷緊螺栓連接強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)的基本公式如下：
?????? （1）預(yù)緊力計(jì)算公式：
?????? （2）校核計(jì)算公式：
?????? （3）設(shè)計(jì)計(jì)算公式：
?。?）許用應(yīng)力計(jì)算公式：
式中： ――橫向載荷，N； ――螺栓預(yù)緊力，N； ――可靠性系數(shù)，取1.1~1.3；m――接合面數(shù)；f――接合面摩擦因數(shù)，根據(jù)不同材料而定。鋼對(duì)鋼時(shí)，為0.15 左右； ――螺紋小徑，從表中獲??； ――螺栓屈服強(qiáng)度，MPa，由螺栓材料機(jī)械性能等級(jí)決定； ――安全系數(shù)，按表3-3選用。
表3-3 預(yù)緊螺栓連接的安全系數(shù)
材料種類
靜載荷
動(dòng)載荷
M6~M16
M16~M30
M30~M60
M6~M16
M16~M30
M30~M60
碳鋼
4~3
3~2
2~1.3
10~6.5
6.5
6.5~10
合金鋼
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
6~7.5
根據(jù)以上計(jì)算，最終選取連接螺栓的為四個(gè)8.8級(jí)的M8螺栓進(jìn)行連接，可以有效的整體裝置的強(qiáng)度及穩(wěn)定性和可靠性。
3.5 本章小結(jié)
本章主要是設(shè)計(jì)計(jì)算，首先對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的總體方案機(jī)器工作原理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后根據(jù)總體方案的設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)其中涉及到的設(shè)備進(jìn)行計(jì)算選型，首先對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的氣缸進(jìn)行了計(jì)算選型，然后又對(duì)直線軸承進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)其中所用螺栓進(jìn)行了選型與校核，為后續(xù)對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了至關(guān)重要的作用。
4 運(yùn)用CAD進(jìn)行建模
4.1軟件概述
Autocad是Autodesk計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，在1982年由Autodesk首次開(kāi)發(fā)?？捎糜?D工程圖，詳細(xì)的技術(shù)圖像，基本設(shè)計(jì)和3D設(shè)計(jì)文件。它的多媒體設(shè)計(jì)文檔使不使用計(jì)算機(jī)的專業(yè)人員可以快速學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)。在持續(xù)重復(fù)期間，最好研究各種技能和發(fā)展技能的要求，以不斷提高工作效率。 Autocad具有廣泛的兼容性，可以在微型計(jì)算機(jī)和工作站上的各種操作系統(tǒng)中使用。主要任務(wù)是完成完整的攝影作品。詳細(xì)而有力的工作。有很多方法可以聚在一起。他們可以改變形狀圖的多樣性，并具有很強(qiáng)的交流性。支持多種設(shè)備。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，適合所有類型的用戶。此外，autocad2000系統(tǒng)還包含一個(gè)autocad設(shè)計(jì)（adc），用于多個(gè)文檔的項(xiàng)目環(huán)境（mde），一個(gè)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序，一個(gè)新的目標(biāo)功能，一個(gè)預(yù)定義功能以及一個(gè)打開(kāi)和一個(gè)分區(qū)一個(gè)啟示。該程序的好處在于，現(xiàn)在可以輕松管理順暢的遷移和遷移管理。您可以使用當(dāng)前圖像導(dǎo)出PDF文件中的幾何圖形，填充，排序和分組文本。 pdf數(shù)據(jù)可以來(lái)自附加到現(xiàn)有圖像的PDF或指定的PDF文件。
4.2總體結(jié)構(gòu)建模
根據(jù)前文的計(jì)算以及相關(guān)參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)二維圖紙的繪制，閥殼油封軸承壓裝機(jī)的二維數(shù)模如圖4.1所示，裝配體在實(shí)際安裝的過(guò)程中要注意各個(gè)零部件的公差配合和尺寸精度是否滿足要求，在裝配前要檢查零件是否有加工缺陷，是否在運(yùn)輸過(guò)程中有劃傷等現(xiàn)象出現(xiàn)。要保證各零部件具有夠用的剛度和強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，加工方便，并提高在使用時(shí)的便捷性及保證穩(wěn)定性可靠性。
圖4.1總裝圖
4.3 關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)
4.3.1底板的設(shè)計(jì)
底板為整個(gè)耐久試驗(yàn)設(shè)備的支撐裝置，能夠承受裝置所需承受的最大壓力而不產(chǎn)生變形，并且能夠滿足工作壓力面的尺寸要求。底板的材料選擇Q235-A，通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工，保證表面的粗糙度和孔的位置公差以及行位公差，如圖4.2所示。
圖4.2底板
4.3.2 支撐軸座與支撐軸的設(shè)計(jì)
在本次設(shè)計(jì)中整體框架通過(guò)二根支撐軸和二個(gè)支撐軸連接座作為框架，通過(guò)螺栓把接的方式，將其固定在連接板上，這二個(gè)軸和二個(gè)支撐軸座在整體中間位置，下方連接有支撐下板，也是通過(guò)螺栓把接的方式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，加工方便，并提高在使用時(shí)的穩(wěn)定性可靠性。支撐軸座和支撐軸的三維數(shù)模分別如圖4.3、4.4所示
圖4.3 支撐軸座的
圖4.4 支撐軸
4.3.3 壓塊連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在本次設(shè)計(jì)中，壓塊連接件是用來(lái)安裝和支撐壓塊，因?yàn)閴簤K的強(qiáng)度要求比較高，對(duì)其加工精度還是有一定要求，須嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行加工，如圖4.5所示。
圖4.5 支撐軸
4.3.4 壓緊部件上板的設(shè)計(jì)
在本次設(shè)計(jì)中，壓緊部件上板選用的材料為Q235，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后，進(jìn)行淬火的熱處理，壓緊部件上板安裝在支撐桿上，通過(guò)螺母把接的方式，能有效的保證其穩(wěn)定性，壓緊部件上板上安裝氣缸，將氣缸固定在上面。所以壓緊部件上板所需的強(qiáng)度比較高，并且對(duì)其中間的孔要求加工精度較高，不能有加工缺陷，其零件圖如圖4.6所示。
圖4.6 壓緊部件上板
4.4 裝配
組裝是按照規(guī)定的技術(shù)要求組裝零件：按照規(guī)定的技術(shù)要求組裝零件，然后進(jìn)行調(diào)試和檢查以使其成為合格產(chǎn)品的過(guò)程始于裝配圖的設(shè)計(jì)。組件必須具有定位和夾緊的兩個(gè)基本條件。定位是確定零件正確位置的過(guò)程。定位后立即夾緊并固定零件。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，裝配工作可分為零件裝配，零件裝配和總裝。
（1）組件裝配：將若干零件連接成組件或?qū)⑷舾闪慵徒M件連接成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜一些的組件的工藝過(guò)。
（2）部件裝配：將若干零件和組件連接成部件的過(guò)程，稱為部件裝配。
（3）總裝配：將若干零件和部件裝配成最終產(chǎn)品的工藝過(guò)程，稱為總裝配。
因?yàn)檠b配工作的主要任務(wù)是保證產(chǎn)品在裝配后達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)精度要求，所以一定采取合理的裝配方法。
裝配體是由幾個(gè)零件組成的零部件。它表達(dá)了組件的工作原理和裝配關(guān)系。這在設(shè)計(jì)，組裝，調(diào)整，檢查，安裝，實(shí)用性和維護(hù)過(guò)程中非常重要。在CAD中，零件可以位于零件，零件和子裝配體，同軸配合，垂直配合，平行配合，距離配合，角度配合等之間。頂升機(jī)構(gòu)的裝配體如4.7所示:
圖4.7總裝圖
5 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)分析軸承壓裝機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了一種閥殼油封軸承壓裝機(jī)，通過(guò)分析其工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。本次論文首先介紹了閥殼油封軸承壓裝機(jī)的研究背景及本次設(shè)計(jì)的主要意義，然后提出閥殼油封軸承壓裝機(jī)的基本設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)理念，對(duì)閥殼油封軸承壓裝機(jī)進(jìn)行主要零部件設(shè)計(jì)，設(shè)備選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后，閥殼油封軸承壓裝機(jī)關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、發(fā)送裝置的整體設(shè)計(jì)、發(fā)送部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算、組裝設(shè)計(jì)、部件的加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)范的制作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中完成的同時(shí)，需要在時(shí)間內(nèi)進(jìn)行溝通與指導(dǎo)人員進(jìn)行商談。各階段結(jié)束后，應(yīng)謹(jǐn)慎檢查，慎重保持正確錯(cuò)誤，并保持改進(jìn)。畢業(yè)項(xiàng)目的各個(gè)階段互相關(guān)聯(lián)著。在設(shè)計(jì)上，零件和部件的結(jié)構(gòu)尺寸不能完全通過(guò)計(jì)算來(lái)決定，也應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)，技術(shù)，經(jīng)濟(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化，串聯(lián)化的要求。影響部件和部件尺寸的因素很多，隨著設(shè)計(jì)的發(fā)展需要考慮的課題需要綜合且合理，因此后期階段的設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)前期設(shè)計(jì)中不合理的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行必要的修改。因此，需要計(jì)算設(shè)計(jì)，同時(shí)繪制，反復(fù)修正，交替進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和附圖。標(biāo)準(zhǔn)化、串聯(lián)化、通用化應(yīng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行，以確?？苫Q性、成本降低、設(shè)計(jì)周期縮短，這是機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)之一。在設(shè)計(jì)上，我們要注意的是，如果要使用標(biāo)準(zhǔn)部件，就必須熟練、正確地使用所有種類的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉了我對(duì)三維及二維軟件的應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)制圖能力，對(duì)大學(xué)這么多年自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行了很好的總結(jié)和凝聚，為今后走向工作，實(shí)現(xiàn)快速接軌社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。
5.2 展望
本次的設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)與我個(gè)人來(lái)說(shuō)實(shí)屬很難，很難，尤其是這個(gè)設(shè)計(jì)很復(fù)雜，尤其在于本次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直以來(lái)自己能力有限。確實(shí)無(wú)法完成本次的設(shè)計(jì)，最后在老師與同學(xué)的熱情幫助下，我經(jīng)歷各種問(wèn)題，最后實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思路的設(shè)定，最后完成這個(gè)自動(dòng)打箔機(jī)的設(shè)計(jì)，完成一個(gè)主要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到最后的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一個(gè)過(guò)程。其實(shí)一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最后，成型到最后加工要經(jīng)歷一個(gè)全新的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程很漫長(zhǎng)也很長(zhǎng)久，經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程我也努力的完成了自己的想法與夢(mèng)想。未來(lái)我希望自己能在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域創(chuàng)造出屬于自己的天地。本次的設(shè)計(jì)，讓給我感觸很深，本次設(shè)計(jì)對(duì)我的鍛煉也很多，讓自己更加清楚自己的能力，設(shè)計(jì)就是從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到最后解決問(wèn)題的一個(gè)過(guò)程，本次完成設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)自己也是一個(gè)極大的認(rèn)可。
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