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畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙
帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)和制造
一 前言
1 課題來源:
當(dāng)今科技越來越智能化,機(jī)械化,數(shù)字化,勞動力得到空前的解放.與此同時(shí)這也給我們帶來了新的挑戰(zhàn).怎樣才能使勞動力得到更充分的解放呢?而這樣的解放帶來的效益如何得到更大的提高,帶著這些問題我查閱資料,根據(jù)我這段期間的院外實(shí)踐設(shè)計(jì)了一個(gè)帶式輸送機(jī)的方案.其目的在于解放勞動力,提高生產(chǎn)力.
我設(shè)計(jì)的這一輸送機(jī),它主要由電動機(jī),聯(lián)軸器,減速器,鼓輪四大部分組成.其中聯(lián)軸器,減速器是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),由于減速器和聯(lián)軸器的要求較高,所以用數(shù)控設(shè)備來加工以滿足所需精度.
2 課題類型:
由于考慮到運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動性和平穩(wěn)性,我采取了以普通平帶為輸送載體的平帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方案.首先普通平帶的傳動比不得大于5一般不大于3而其它幾種常見的帶的傳動比都是小于等于10雖然傳動比小的效率低,但其價(jià)格便宜適宜中小企業(yè)的規(guī)模.而從帶速方面考慮普通平帶的帶速為15-30 并不比其它的幾種常見的帶子的帶速慢.此外普通平帶的抗拉強(qiáng)度大,耐濕性好,中心距大,價(jià)格便宜,但傳動比小,效率較低,可呈交叉,半交叉及有導(dǎo)輪的角度傳動,傳動功率可達(dá)500kw.
帶傳動的軸間距范圍大,工作平穩(wěn),噪聲小,能緩和沖擊,吸收振動,摩擦型帶有滑動不能用分度鏈,由于帶摩擦起電,不易用于易燃易爆的地方,軸和軸承上的作用力大的壽命較短.
3 課題意義
該課題面向中小企業(yè),側(cè)重于經(jīng)濟(jì)利益的最大化,故此設(shè)計(jì)方案與其傳統(tǒng)的加工方法相比更具有側(cè)重性.首先其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的更為簡單,從而安裝起來十分的容易,操作起來方便,對操作的技術(shù)要求也低適應(yīng)中小企業(yè)的運(yùn)作.其次,由于其成本低故采用的帆布平帶的壽命也較短,但其摩擦性能良好保證了運(yùn)輸?shù)钠椒€(wěn)性能.再次,帆布平帶采用螺栓接頭,便于更換,由于采用的是單級減速器,故其維修成本和安裝成本大大降低.最后,雖然是為了經(jīng)濟(jì)利益的最大化,但為了使其其它部件的精度得到保證,與傳統(tǒng)的加工的方法相比其傳動部件是通過數(shù)控設(shè)備加工出來的.這樣在保證經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)也保證了零件的精密度.
4 國內(nèi)外數(shù)控的需求和現(xiàn)狀分析：
數(shù)控是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，據(jù)各國報(bào)導(dǎo)，數(shù)控工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱之“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”，如今世界數(shù)控工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了數(shù)控專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。美國工業(yè)界認(rèn)為“數(shù)控工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本稱數(shù)控工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“數(shù)控就是黃金”，新加坡政府則把數(shù)控工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國數(shù)控權(quán)威經(jīng)理稱為“數(shù)控是印鈔機(jī)”。可見數(shù)控工業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。數(shù)控技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要．專家預(yù)言：２１世紀(jì)機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。加入世貿(mào)組織后，中國正在逐步向“世界制造中心”邁進(jìn)。近年來隨著小批量生產(chǎn)所占的比重越來越大，生產(chǎn)的市場的競爭也變的日益的激烈起來。生產(chǎn)廠商在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)還要通過頻繁的改型來滿足市場變化的需求。即使是大批量生產(chǎn)，也改變了產(chǎn)品長期一塵不變的做法。我國過早在１９５８年就開始了數(shù)控機(jī)床的研制工作，１９９０年，我國機(jī)床總數(shù)為３１７００００臺，其中數(shù)控機(jī)床僅為２３５００臺，只占機(jī)床總數(shù)的０.７４％。機(jī)械工業(yè)景氣檢測中心２００２年《中國數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀分析》報(bào)告指出，２００１年，我國機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值也名列世界第五名，同年國內(nèi)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量也達(dá)１.８萬臺，比上年增長了２８.５％。金屬切削機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從２０００年的１７.４％提高到 ２００１年的２２.７％。今年來，在國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制造技術(shù)突飛猛進(jìn)的大背景下，通過大量的技術(shù)引進(jìn)，我國數(shù)控機(jī)床在品種，數(shù)量，質(zhì)量方面都得到了全面而迅速的發(fā)展。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，減速器的比例將不斷提高。同時(shí)對減速器的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。以數(shù)控機(jī)床的加工代普通機(jī)床進(jìn)行加工生產(chǎn)減速器、數(shù)控化進(jìn)程進(jìn)一步加快，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對數(shù)控機(jī)床的要求也越來越高。中國的數(shù)控技術(shù)也雖然發(fā)展迅速但是與需求相比，顯然是供不應(yīng)求，其主要是缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、高端領(lǐng)域。中國在數(shù)控精度、壽命和制造周期及生產(chǎn)能力方面與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大的差距，國內(nèi)主業(yè)數(shù)控廠是“大而全”、“小而全”的組織形式，而在國外數(shù)控企業(yè)是“小而?！薄ⅰ靶《?。因而發(fā)現(xiàn)了中國數(shù)控業(yè)的四大弊?。?
1、體制不順、基礎(chǔ)薄弱
2、科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少
3、工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低
4、模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后
1.工件的裝夾
? 加工中心的夾具一般都不復(fù)雜，只要求有簡單的定位，夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。對夾具的基本要求有簡單的定位能保障在加工中心工作臺之間保持一定的尺寸關(guān)系。應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間保持一定的安全距離，以防止夾具與刀具在加工過程中發(fā)生碰撞，夾具的剛性和穩(wěn)定性要好。
2.刀具的裝夾
? 加工中心是由刀柄，刀體，刀片和相關(guān)附件構(gòu)成的。刀柄是刀具在主軸上的定位和裝甲機(jī)構(gòu)，刀體是用于支撐刀片，并與刀片一起固定于刀柄上，刀片用于支撐刀片并與刀片一起固定于刀柄上。代培是由刀具的切削刃，是刀具中的耗材，相關(guān)的附件包括接桿，彈簧夾頭，刀座，平衡塊，以及緊古用的特殊螺釘?shù)?。加工中心中的刀柄，刀體和相關(guān)的附件是成系列的，由于加工中心的工藝能力強(qiáng)大，因此其刀具種類也比較多。一般方位銑削類，鏜削類，轉(zhuǎn)削類等。由于加工中心配備有刀庫，所以加工過程中不需要人工頻繁地?fù)Q刀，只需要將各種加工用具編號依次裝入刀庫就可以了
3.對刀
? 加工中心對刀的目的是確定工件原點(diǎn)。在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。常用光電式尋邊器裝在加工中心主軸上。其對刀步驟如下：
（1）用手把帶刀柄的光點(diǎn)式尋邊器裝在加工中心主軸上。如主軸上已裝有刀具，用一只手同時(shí)按上下倆個(gè)“刀具松開”鍵，使主軸的刀具松開，操作人員聽到松開聲音后，一只手抓住刀具往下拉，另一只手還是地按住兩個(gè)“刀具松開”鍵上，直到刀具的刀柄離開主軸錐面.，才松開按鍵，以完成主軸上刀具的拆卸。然后進(jìn)行光點(diǎn)式尋邊器的安裝，光點(diǎn)式尋邊器的刀柄與主軸錐面接觸后，按下“刀具加緊”鍵，以加緊光電式尋邊器。
（2）把夾好的工件表面擦干凈后。由于在進(jìn)行工件裝甲時(shí)，主軸已基本位于工件的正上方，所以可以按下handweel水平軟件，進(jìn)入手輪進(jìn)給窗口，選擇y軸使能，10? 反向搖手搖電脈沖發(fā)生器將尋邊器離開工件右側(cè)面，性質(zhì)Z軸， 用手搖電脈沖發(fā)生器上伸超過工件及工件最高點(diǎn) 。然后選擇X軸使，用手搖電脈沖發(fā)生器使主軸上升到適當(dāng)?shù)奈恢?用手搖脈沖發(fā)生器移動到超過工件的前側(cè)面處。然后選擇x軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器移動到工件x軸的大致中心位置，再選擇z軸的使能，用手搖脈沖發(fā)生器將尋邊器降低到工件的前側(cè)面處。
?(3) 在選擇Y軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器球頭與工件前側(cè)面間的間隙較小時(shí)，降低進(jìn)給，繼續(xù)用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器接近工件的前側(cè)面，當(dāng)光電式尋邊器發(fā)出紅光時(shí)，說明尋邊器球頭
與工件側(cè)面接觸，操作人員應(yīng)停止進(jìn)給，并記下此時(shí)顯示在手輪進(jìn)給窗口的Y軸坐標(biāo)為Y1。
（４）?反向搖動手輪脈沖發(fā)生器，使尋邊器離開工件前側(cè)面，選擇“Z”使能，用手搖脈沖發(fā)生器上開到超過工件及夾具最高處。然后選擇“Y”軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器是尋邊器超過工件后側(cè)面處。再選擇Z軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器降低到達(dá)工件的后側(cè)面外。
（５）?再選擇Y軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器接近工件后側(cè)面，當(dāng)尋邊器探頭與工件后側(cè)面間的間隙較小時(shí)，再選擇Y軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器接近工件后側(cè)面，當(dāng)尋邊器探頭與工件后側(cè)面間的間隙較小時(shí)，降低進(jìn)給增量，繼續(xù)用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器逐漸靠近工件后側(cè)面。當(dāng)光電式尋邊器發(fā)出紅光時(shí)，操作人員停止進(jìn)給，并記下此時(shí)顯示在手輪進(jìn)給窗口的Y軸坐標(biāo)。
（６）? 發(fā)向搖動脈沖發(fā)生器使尋邊器離開工件后側(cè)面，選擇Z軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器上升到超過工件及夾具的最高處。然后選擇Y軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器大致沿Y軸的對稱中心處再選擇X軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器到達(dá)工件沿Y軸的對稱中心處。再選擇X軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器到達(dá)超過工件左側(cè)面處。選擇Z軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器將尋邊器降低帶工件的左側(cè)面處。
?（７）再選擇x軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器，使尋邊器接近工件左側(cè)面處，選擇z軸使能，當(dāng)尋邊器球頭與工件后側(cè)面間的間隙較少時(shí)，降低進(jìn)給，繼續(xù)用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器發(fā)出紅光時(shí)，操作人員停止進(jìn)給，并記下此時(shí)顯示在手輪進(jìn)給窗口的x坐標(biāo)。
（８）反向搖動脈沖發(fā)生器離開工件側(cè)面選擇z使能。用手搖脈沖發(fā)生器上升到工件及夾具的最高處。然后選擇x軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器，使尋邊器越過工件，到達(dá)超過工件右側(cè)面處，再選擇z軸上能，用手搖脈沖發(fā)生器降低到達(dá)工件的右側(cè)面處。
（９）再選擇x軸使能，用手搖脈沖發(fā)生器使尋邊器接近工件右側(cè)面，當(dāng)尋邊器球頭與右側(cè)面間的間隙較小時(shí)，降低進(jìn)給，繼續(xù)用手搖脈沖發(fā)生器，使尋邊器逐漸靠近工件右側(cè)面。當(dāng)光電式尋邊器發(fā)出紅光時(shí)，操作人員停止進(jìn)給，并記下此時(shí)顯示在手輪進(jìn)給窗口的x軸坐標(biāo)。
（10?） 反向搖手搖電脈沖發(fā)生器將尋邊器離開工件右側(cè)面，性質(zhì)Z軸， 用手搖電脈沖發(fā)生器上伸超過工件及工件最高點(diǎn) 。然后選擇X軸使，用手搖電脈沖發(fā)生器使主軸上升到適當(dāng)?shù)奈恢?
二 方案論證
5課題研究的方法:
首先,對一個(gè)課題的研究要對該課題進(jìn)行可行性分析.其次,確定課題方案,再次,畫圖,設(shè)計(jì)計(jì)算.最后,審核.在這一過程中通常采取理論聯(lián)系實(shí)際的原則.通過上網(wǎng)查閱資料,圖書館翻看各類書籍,個(gè)人一段時(shí)期的實(shí)訓(xùn)經(jīng)歷,老師的指導(dǎo)等等一個(gè)又一個(gè)渠道.把這一個(gè)又一個(gè)渠道在腦海里匯總加工,最終設(shè)計(jì)出來并能成功的服務(wù)于生產(chǎn)并使企業(yè)從中獲取更大利益.
6設(shè)計(jì)及制造方案:
由于帆布帶式輸送機(jī)的要求不是很高,我在設(shè)計(jì)這一機(jī)器的時(shí)候采取了舉重放輕的方法.所謂的舉重就是在設(shè)計(jì)該機(jī)器重要部件的時(shí)候采用電腦繪圖,編程,并通過數(shù)控設(shè)備加工,而在其它部件上由于結(jié)構(gòu)簡單,壽命較短,安裝方便,故都是買成品組裝的方法.設(shè)計(jì)完了就需要加工制造,而在這一方面,為了經(jīng)濟(jì)利益更大化和使用價(jià)值的更大化想結(jié)合,我又采取了選取不同的材料和不同的加工方式的方法來降低成本.這樣下來既能設(shè)計(jì)出符合要求的機(jī)械又提高了經(jīng)濟(jì)效益.
7可行性分析:
通過這一段時(shí)期的院外實(shí)踐和從各方面的資料獲知,輸送機(jī)這一機(jī)種有廣闊的市場前景,而對于越來越多的中小企業(yè)來說輸送機(jī)里面的帶式輸送機(jī)更具競爭性,競爭需要價(jià)格和科技做后盾,于是我選擇了帆布帶式輸送機(jī)作為設(shè)計(jì)的課題,為什么說我要選擇帆布帶輸送機(jī)作為設(shè)計(jì)的課題呢?其可行性到底有多高,下面我分析一下.
首先,帆布帶式輸送機(jī)的抗拉強(qiáng)度較大,耐濕性好,價(jià)廉,耐熱.這樣可以保證在惡劣的環(huán)境下也可以工作.
其次,帆布帶式輸送機(jī)軸間距范圍較大.工作平穩(wěn),噪聲小,能緩和沖擊,吸收振動,這樣可以保證工作的質(zhì)量.
再次,帆布帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,成本低,安裝方便,適用中小企業(yè)的批量生產(chǎn).
三 文獻(xiàn)綜述:
8課題研究的目標(biāo):
該課題主要是為了滿足中小企業(yè)的生產(chǎn)需一年能工作300天左右,適應(yīng)三班制,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)利益的最大化.此外還要保證該機(jī)器的工作壽命不宜過短.故障次數(shù)和平均故障維修時(shí)間過多和過短,滿足了這些條件該課題就算是設(shè)計(jì)成功了.
9課題研究的內(nèi)容:
帆布帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)的內(nèi)容及已知條件:原動機(jī)種類,工作機(jī)的名稱及其特性,原動機(jī)額定功率和轉(zhuǎn)速.許用帶輪直徑,軸間距要求等
設(shè)計(jì)滿足的條件有:運(yùn)動學(xué)的條件,傳動比,幾何條件;帶輪直徑,帶長,中心距滿足的一定幾何關(guān)系;傳動能力條件:中心距,帶速應(yīng)在合理的范圍內(nèi),此外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性,工藝性的要求.
設(shè)計(jì)結(jié)果:帶的種類,帶型,所需帶根數(shù)或帶寬,帶長,帶輪直徑,軸間距,帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸,預(yù)緊力,軸載荷等.
10 擬解決關(guān)鍵的問題:
（1）在帶傳動工作時(shí)可以清楚的觀察到帶松弛下垂的現(xiàn)象。怎樣解決這一問題，現(xiàn)取主輪上的帶為研究對象并用F表示輪作用于摩擦力之和，其方向切于主動輪圓周
式中F與f的差稱為有效拉力也就是帶所能傳遞的圓周力。設(shè)p為主動輪的輸入功率（kw）v為帶輪圓周速度m/s則F=1000p/v（n）由此可知，借助帶與帶輪的張緊，使主動輪上的輸入功率轉(zhuǎn)化為帶兩邊的拉力差值。從而克服從動輪上的阻力距，帶動從動輪工作。
雖然，當(dāng)F，P 及V 一定時(shí)帶能傳遞的圓周力F有一個(gè)極限值。如果郁郁某種原因，機(jī)器出現(xiàn)過載，則圓周力F不能克服從動輪上的阻力距，帶的面發(fā)生滑動，從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低甚至不動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑是帶傳動的主要失效形式之一。因此，設(shè)計(jì) 帶傳動時(shí)應(yīng)保證帶傳動不發(fā)生打滑。
（2）帶的耐久性取決于最大應(yīng)力的大小和應(yīng)力循環(huán)的總次數(shù)。當(dāng)傳遞的功率一定時(shí)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值后便將帶疲勞損壞即帶將分層，脫開或斷裂。應(yīng)力最大則允許的循環(huán)總次數(shù)就越小，為了保證有足夠的壽命須使帶在一定壽命下的許用應(yīng)力使用，一般況下彎曲應(yīng)力所占的比例較大，它對帶的壽命有明顯的影響。
（3）帶輪的精度應(yīng)通過數(shù)控加工技術(shù)加工，減速器和聯(lián)軸器也是通過數(shù)控技術(shù)加工。
四 進(jìn)度安排：
2.20-3.1 選擇課題，構(gòu)思，定下進(jìn)度安排，并經(jīng)常與指導(dǎo)老師聯(lián)系，溝通。
3.2-3.9 查資料。
3.10-3.20 寫完開題報(bào)告。
3.21-3.25 交給指導(dǎo)老師批閱。
3.26-4.1 修改。
4.2-4.9 查資料。
4.10-20 寫完論文。
4.21-4.25 交給指導(dǎo)老師批閱。
4.26-5.1 修改。
5.2-5.30 畫圖。
5.31-6.2 交給指導(dǎo)老師批閱。
6.4-6.8 修改。
6.9-6.10 上交已修改完的畢業(yè)論文。
6.11 申請答辯
參考文獻(xiàn)：
1《機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊》化學(xué)工業(yè)出版社 成大先主編
2 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（單行本） 減[變]速器`電機(jī)與電器 化學(xué)工業(yè)出版社 成大先 主編
3《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 吳宗澤主編
4《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（單行本）機(jī)械傳動 化學(xué)工業(yè)出版社 成大先主編
徐灝
5《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社主編
6 《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 李洪主編
7 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第六版 高等教育出版社 盧玉明 主編
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