隔水管橫焊縫自動對中裝置的設(shè)計(機械電氣部分).doc

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)及其應用班級： 數(shù)控一班設(shè)計學生：唐燕指導教師：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：湖南工學院 目錄目錄.1.第一章 隔水管橫焊縫自動對中裝置述的概.3.第二章 總體方案的設(shè)計.3.2-1 設(shè)計任務.3.2-2 基本工作原理.4.第三章 機械部分的設(shè)計.63-1V型塊的模型設(shè)計.6.3-2導軌的設(shè)計.7.3-3驅(qū)動輪裝置的設(shè)計.93-3-1計算驅(qū)動輪所需的扭矩.93-3-2鏈傳動的設(shè)計.12 3-3-3 減速器的設(shè)計.143-3-4電動機的選用.183-3-5聯(lián)軸器的選用.193-3-6軸的設(shè)計.20 3-3-7軸承的選用.23 3-3-8 滾動輪的設(shè)計.27 3-3-9 滾輪支承上蓋的設(shè)計.27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，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，與之相應的業(yè)務熟練的工程技術(shù)隊伍和技術(shù)工人隊伍。新型快速接頭系列產(chǎn)品有：SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列產(chǎn)品。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SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列產(chǎn)品制造中，對卷制成管狀板材的內(nèi)橫、外橫能進行自動對中的裝置。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0.13m/min之間，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2-1設(shè)計任務設(shè)計一個裝置，使兩根長各5.5m的隔水管自動對中，并且使兩管的對中精度達到：兩管的軸線同軸偏差3mm。對中點后隔水管要實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。2-2方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2.2）所示。 圖2.21、滾輪2、V型塊3、導軌2-3基本工作原理2-3-1總體工作原理如圖2-3-1所示，該裝置由、兩組V型塊組成。組可以沿V型塊下邊的導軌直線移動，組固定，V型塊下邊有導軌，但是V型塊與導軌相對固定不動。 組組圖2-3-1 1、滾動輪2、電動機3、減速器4、驅(qū)動輪、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型塊下邊的導軌可以實現(xiàn)隔水管的對接。2-3-2驅(qū)動輪裝置的簡要說明如圖2-3-2所示，運動的傳遞順序是：電動機減速器鏈輪滾輪隔水管圖2-3-該圖是驅(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3-1V型塊的模型設(shè)計參照V型底座的零件圖。1、V型塊的加工方法：鑄造成型2、V型塊的材料：鑄鋼3、 V型塊的加工要求，對裝滾輪部分和下底面進行精加工，加工方法由廠家自己決定，使這兩部分的平面度達到IT7級，粗糙度也達到IT7級。在加工裝滾輪凹槽時要使4個凹槽的位置度達到IT7級，所有螺紋孔及銷孔的位置度也要達到IT7級3-2導軌的設(shè)計一、導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合型滑動導軌，參照機械設(shè)計手冊第三卷，表28-112。其形狀見圖3-2-1。 圖3-2-1尺寸見表28.3-5，取A1000 mm，B200 mm，120。二、進行導軌的力學計算導軌的材料：選用釩鈦耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵為導軌的材料。表面熱處理：在其粗加工后進行一次時效淬火處理，采用電接觸加熱的表面淬火，最后導軌還要進行磨削，使其表面的粗糙度達到預定的要求，取其值為0.8。硬度匹配：為了保證導軌的壽命，加工結(jié)果應該保證導軌接合面的硬度不同，此取為100HBS，三、導軌的校核查表可得鑄鐵的許用壓強為1 MPa，已知導軌的外形如上圖所示，取導軌滑座共承重8 t，則滑座每側(cè)的承重為對三角形導軌設(shè)垂直斜向力為F，如圖3-2-2所示，圖3-2-2則有 2Fcos30=20000 11500 N則左側(cè)導軌承受的壓強為3-3-6軸的設(shè)計參照簡明機械設(shè)計手冊P367軸設(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， 選擇軸的材料第三， 初步估算軸的材料第四， 進行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計第五， 進行強度計算第六， 進行剛度計算第七， 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P軸傳遞的功率n 軸材料許用扭應力（），見表1413A與軸材料及相應許用扭應力有關(guān)的系數(shù)，見表14-13注意：對于，開一個鍵槽，軸頸就增大5-7%。P0.01kw n=15 MPa A=102 mm mm考慮到此設(shè)計的傳動軸與滾輪的配合，取 mm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: T=21.5Nm 圓周力: F=0.478N徑向力 F=0.176N周向力: F= Ftan=0.068N2軸承的支反力水平面的支反力: R=R= F/2=0.239N垂直面的支反力: R=(- Fd/2+ F30)/60=133.2 N R=( Fd/2+ F30)/60=500.4 N3畫彎距圖水平面的彎距: M= R30=0.0717Nm垂直面的彎距: M= R30=39.96 Nm, M= R30+ F d/2=5.007 Nm合成彎距: M=39.96 Nm M=5.007 Nm4畫彎距圖 T= F d/2=0.2145 Nm當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（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）校核公式查機械設(shè)計P366表15-1，軸的材料選用40相應的彎曲疲勞極限355MPa軸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P370之表14-16，對于開鍵槽的軸， mm mm mm 故 mm，符合要求。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）校核公式查機械設(shè)計P366表15-1，軸的材料選用40相應的彎曲疲勞極限355MPa軸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P370之表14-16，對于開鍵槽的軸， mm mm mm 故 mm，符合要求。所用到的三根軸的具體形狀參照零件圖。3-3-7軸承的選用一、基本條件3248N軸頸預期壽命運轉(zhuǎn)時有輕微的沖擊。二、當量動載荷的計算查機械設(shè)計P323表13-6取則當量動載荷三、基本額定動載荷（對于滾子軸承）按照查機械傳動設(shè)計手冊之P1671，選用單列圓錐滾子軸承（GB297-84）選用的兩種軸承的參數(shù)為：型號 d D C 7606E 30 mm 72 mm 77.5 58.87204E 20 mm 47 mm 26.8 18.2其具體形狀如圖3-3-7所示，上圖為7204E，下圖為7606E。圖3-3-73-3-7滾動輪的設(shè)計根據(jù)裝配的需要，設(shè)計出如圖3-3-10所示的滾輪，該滾輪用于驅(qū)動輪和滾動輪。圖3-3-63-3-7滾輪支承上蓋的設(shè)計該零件的設(shè)計主要依據(jù)裝配時的需要，設(shè)計出來的圖形如圖3-3-11所示。圖3-3-7鳴 謝此次設(shè)計是我們大學三年最后一次設(shè)計，是對我們?nèi)陙硭鶎W的專業(yè)知識的一次全面檢查，要求我們能夠綜合運用三年來所學的知識，在畢業(yè)實習的基礎(chǔ)上由自己獨立設(shè)計隔水管橫焊縫自動對中裝置通過此次設(shè)計，使我們明白了機械設(shè)計的知識，特別是對原來沒有鞏固的知識進行了一次全面的復習，并由自己進行設(shè)計，記憶深刻.在即將畢業(yè)時,對三年來所學的溫習一遍,沒學好的,重新看,學一遍,收獲不小.同時增強了在計算、繪圖及檢索參考文獻等方面的能力。歷經(jīng)兩個多月的畢業(yè)設(shè)計終于完成了！首先感謝黃開有副教授對我的大力支持，感謝他能在百忙中能抽出寶貴的時間來指導我，給了我很多意見及相關(guān)資料，如果沒有他的悉心指導，我想我是不可能那么順利的完成這次設(shè)計。在這次設(shè)計中，我深切體會到一個產(chǎn)品設(shè)計過程的艱巨和工作量的巨大，也深切體會到了一