隔水管横焊缝自动对中装置的设计(机械电气部分).doc

毕业设计说明书设计题目：隔水管横焊缝自动对中装置的设计（机械电气部分）专业：数控技术及其应用班级： 数控一班设计学生：唐燕指导教师：黄开有职称：副教授设计时间：4月1日6月15日设计地点：湖南工学院 目录目录.1.第一章 隔水管横焊缝自动对中装置述的概.3.第二章 总体方案的设计.3.2-1 设计任务.3.2-2 基本工作原理.4.第三章 机械部分的设计.63-1V型块的模型设计.6.3-2导轨的设计.7.3-3驱动轮装置的设计.93-3-1计算驱动轮所需的扭矩.93-3-2链传动的设计.12 3-3-3 减速器的设计.143-3-4电动机的选用.183-3-5联轴器的选用.193-3-6轴的设计.20 3-3-7轴承的选用.23 3-3-8 滚动轮的设计.27 3-3-9 滚轮支承上盖的设计.27第一章隔水管横焊缝自动对中装置的概述快速接头隔水管系列产品，是湛江市南油集团合众公司特有的为海洋石油配套的专用产品，多年来经过不断的开发和改进，已形成了完整配套的技术图纸、成熟的生产技术、工艺流程和加工制造装备，与之相应的业务熟练的工程技术队伍和技术工人队伍。新型快速接头系列产品有：SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品。本毕业设计的目的是将合众公司原来的生产设备改为自动化的设备，并降低工人的劳动强度。本设计的主要要求：设计出一种针对SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品制造中，对卷制成管状板材的内横、外横能进行自动对中的装置。要求能实现管的自动对中、自动找正、定位夹紧、纵向自动行走，行走速度在0.13m/min之间，可以自动调节，动力为普通三相交流电动机，控制方式为随车控制形式，要求结构实用、重量轻、调节操作方便、技术优先价格合理。本设计的主要内容：1、内外自动对中装置总体方案的确定。2、内外自动对中装置机架结构的设计。3、内外自动对中装置机械系统的设计。第二章总体方案的设计2-1设计任务设计一个装置，使两根长各5.5m的隔水管自动对中，并且使两管的对中精度达到：两管的轴线同轴偏差3mm。对中点后隔水管要实现转动。2-2方案的选定使两根隔水管自动对中的方法有很多，经过了对具体方案的工作原理及可行性的分析，本人决定采用V型装置，其大概形状如（图2.2）所示。 图2.21、滚轮2、V型块3、导轨2-3基本工作原理2-3-1总体工作原理如图2-3-1所示，该装置由、两组V型块组成。组可以沿V型块下边的导轨直线移动，组固定，V型块下边有导轨，但是V型块与导轨相对固定不动。 组组图2-3-1 1、滚动轮2、电动机3、减速器4、驱动轮、两组V型块均有8个滚轮和中间的一个驱动轮支承，组V型块下边的导轨可以实现隔水管的对接。2-3-2驱动轮装置的简要说明如图2-3-2所示，运动的传递顺序是：电动机减速器链轮滚轮隔水管图2-3-该图是驱动轮的安装图，大轴（上边）装滚轮与链轮，小轴装链轮，两装有圆锥滚子滚动轴承，运动由减速器接入小轴，再经过链传动传到滚轮。第三章 机械部分的设计3-1V型块的模型设计参照V型底座的零件图。1、V型块的加工方法：铸造成型2、V型块的材料：铸钢3、 V型块的加工要求，对装滚轮部分和下底面进行精加工，加工方法由厂家自己决定，使这两部分的平面度达到IT7级，粗糙度也达到IT7级。在加工装滚轮凹槽时要使4个凹槽的位置度达到IT7级，所有螺纹孔及销孔的位置度也要达到IT7级3-2导轨的设计一、导轨的选用由工作要求承载能力较大而且能够自动补偿磨损的要求，决定选用平面三角复合型滑动导轨，参照机械设计手册第三卷，表28-112。其形状见图3-2-1。 图3-2-1尺寸见表28.3-5，取A1000 mm，B200 mm，120。二、进行导轨的力学计算导轨的材料：选用钒钛耐磨铸铁耐磨铸铁为导轨的材料。表面热处理：在其粗加工后进行一次时效淬火处理，采用电接触加热的表面淬火，最后导轨还要进行磨削，使其表面的粗糙度达到预定的要求，取其值为0.8。硬度匹配：为了保证导轨的寿命，加工结果应该保证导轨接合面的硬度不同，此取为100HBS，三、导轨的校核查表可得铸铁的许用压强为1 MPa，已知导轨的外形如上图所示，取导轨滑座共承重8 t，则滑座每侧的承重为对三角形导轨设垂直斜向力为F，如图3-2-2所示，图3-2-2则有 2Fcos30=20000 11500 N则左侧导轨承受的压强为3-3-6轴的设计参照简明机械设计手册P367轴设计的步骤为：第一， 根据机械传动方案的整体布局，拟定轴上零件的布置和装配方案。第二， 选择轴的材料第三， 初步估算轴的材料第四， 进行轴系零、部件的结构设计第五， 进行强度计算第六， 进行刚度计算第七， 校核键的联接强度第八， 验算轴承第九， 根据计算结果修改设计第十， 绘制零件图一、轴强度的计算轴直径的计算公式P轴传递的功率n 轴材料许用扭应力（），见表1413A与轴材料及相应许用扭应力有关的系数，见表14-13注意：对于，开一个键槽，轴颈就增大5-7%。P0.01kw n=15 MPa A=102 mm mm考虑到此设计的传动轴与滚轮的配合，取 mm二按照弯矩合成强度计算1求滚轮上作用力的大小,方向作用在滚轮上的转距为: T=21.5Nm 圆周力: F=0.478N径向力 F=0.176N周向力: F= Ftan=0.068N2轴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画弯距图水平面的弯距: M= R30=0.0717Nm垂直面的弯距: M= R30=39.96 Nm, M= R30+ F d/2=5.007 Nm合成弯距: M=39.96 Nm M=5.007 Nm4画弯距图 T= F d/2=0.2145 Nm当量弯矩的计算公式轴在危险截面的弯矩轴在危险截面的扭矩（减速器的输出扭矩）扭矩校正系数（对于稳定不变的转矩）故轴在危险截面的合成弯矩三、校核轴的强度（按照第三强度理论）校核公式查机械设计P366表15-1，轴的材料选用40相应的弯曲疲劳极限355MPa轴在危险截面的抗弯模量W的计算公式参照简明机械设计手册P370之表14-16，对于开键槽的轴， mm mm mm 故 mm，符合要求。所用到的三根轴的具体形状参照零件图。三、校核轴的强度（按照第三强度理论）校核公式查机械设计P366表15-1，轴的材料选用40相应的弯曲疲劳极限355MPa轴在危险截面的抗弯模量W的计算公式参照简明机械设计手册P370之表14-16，对于开键槽的轴， mm mm mm 故 mm，符合要求。所用到的三根轴的具体形状参照零件图。3-3-7轴承的选用一、基本条件3248N轴颈预期寿命运转时有轻微的冲击。二、当量动载荷的计算查机械设计P323表13-6取则当量动载荷三、基本额定动载荷（对于滚子轴承）按照查机械传动设计手册之P1671，选用单列圆锥滚子轴承（GB297-84）选用的两种轴承的参数为：型号 d D C 7606E 30 mm 72 mm 77.5 58.87204E 20 mm 47 mm 26.8 18.2其具体形状如图3-3-7所示，上图为7204E，下图为7606E。图3-3-73-3-7滚动轮的设计根据装配的需要，设计出如图3-3-10所示的滚轮，该滚轮用于驱动轮和滚动轮。图3-3-63-3-7滚轮支承上盖的设计该零件的设计主要依据装配时的需要，设计出来的图形如图3-3-11所示。图3-3-7鸣 谢此次设计是我们大学三年最后一次设计，是对我们三年来所学的专业知识的一次全面检查，要求我们能够综合运用三年来所学的知识，在毕业实习的基础上由自己独立设计隔水管横焊缝自动对中装置通过此次设计，使我们明白了机械设计的知识，特别是对原来没有巩固的知识进行了一次全面的复习，并由自己进行设计，记忆深刻.在即将毕业时,对三年来所学的温习一遍,没学好的,重新看,学一遍,收获不小.同时增强了在计算、绘图及检索参考文献等方面的能力。历经两个多月的毕业设计终于完成了！首先感谢黄开有副教授对我的大力支持，感谢他能在百忙中能抽出宝贵的时间来指导我，给了我很多意见及相关资料，如果没有他的悉心指导，我想我是不可能那么顺利的完成这次设计。在这次设计中，我深切体会到一个产品设计过程的艰巨和工作量的巨大，也深切体会到了一个工程技术人员必须有科学认真细致的工作态度，这将对即将走向社会的我有着深远的影响。设计参考书目：1、简明机械设计手册唐金松主编1992年6月第一版2、机械设计实用手册吴宗泽主编1999年1月第一版3、机械零件设计手册陈仕贤等编4、机械传动设计手册修订本1992年12月第二版5、机械制图第五版大连理工大学工程画教研室主编6、机械设计第七版濮良贵纪名刚主编高等教育出版社