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正文內(nèi)容

機(jī)械式送料機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵零件夾具設(shè)計(jì)(參考版)

2024-10-11 05:34本頁(yè)面
  

【正文】 我也會(huì)一直記著母校的“澡身浴德,修業(yè)及時(shí)”。 通過(guò)此次設(shè)計(jì),也讓我意識(shí)到在機(jī)械設(shè)計(jì)這一專(zhuān)業(yè)上,我還有許多許多需要學(xué)習(xí),并不是通過(guò)一個(gè)大學(xué)和一個(gè)設(shè)計(jì)就能讓我在這個(gè)專(zhuān)業(yè)上有什么優(yōu)越感,但此次設(shè)計(jì)也讓我從中體會(huì)到了設(shè)計(jì)的許多樂(lè)趣,加大了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的興趣,我相信這在今后的生活和工作中會(huì)對(duì)我有很大的幫助和影響。更重要的是指導(dǎo)老師張莉給予的悉心指導(dǎo),在每一個(gè)階段都給我們安排任務(wù),并在每個(gè)任務(wù)完成后指出錯(cuò)誤,解決我們的難點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)使我對(duì)機(jī)械零件的設(shè)計(jì),零件的裝配,夾具的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和掌握。在即將離開(kāi)母校之即,我要感謝我的母校臺(tái)州學(xué)院,她為我們 提供了一個(gè)優(yōu)雅學(xué)習(xí)環(huán)境,一個(gè)展示自我的平臺(tái),一個(gè)知識(shí)的海洋。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),感到機(jī)械設(shè)計(jì)綜合了力學(xué),公差,材料,制圖 等學(xué)科的知識(shí),要學(xué)好了這些功課,才能真正做好機(jī)械設(shè)計(jì)。再比如標(biāo)注較混亂等諸多細(xì)節(jié)上的錯(cuò)誤。 由于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),第一 次做整個(gè)設(shè)計(jì)工作,在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了一些疑問(wèn)比如對(duì)圖層,線形不熟悉就不確定自己畫(huà)出的線在出圖到圖紙上時(shí)實(shí)際上是什么樣子,對(duì)于各種線寬度,沒(méi)有實(shí)際的概念。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 32 (a)鉆模板夾緊主視圖 (b)鉆模板俯視圖 圖 鉆模板夾緊方案圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 33 夾具使用說(shuō)明 在安裝工件前,首先擰松螺桿上的螺母,向右放下螺桿,向上掀開(kāi)鉆模 板,把工件放到夾具底座凸臺(tái)上,蓋上鉆模板到支柱上,螺桿向左卡進(jìn)鉆模板上的槽,擰緊螺桿上的螺母,完成夾具的裝配,如圖所示 所示。在鉆模板懸空一側(cè)下方使用兩個(gè)支柱支撐鉆模板,鉆模板前面設(shè)計(jì)一個(gè)槽用來(lái)放置一個(gè)螺桿,螺桿上的螺栓從上至下擰緊從而壓緊鉆模板。 (a)定位主視圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 31 (b)定位俯視圖 圖 定位方案圖 夾緊方案 分析 設(shè)計(jì) 由于工 件 采用 一 面一 孔一銷(xiāo)定位 , 夾緊方案選擇 螺栓擰緊,夾緊方式和夾緊力方向如圖 所示。 定位分析 本夾具定位方案采用 六 點(diǎn)定位。 設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度,保證夾具的操作方便、夾緊可靠、使用安全、有合理的裝卸空間,還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作 用,使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。 (2)怎樣夾緊:使用夾緊螺母夾緊工件。 通過(guò)上面計(jì)算軸的應(yīng)力及其變形如表 所示: 表 應(yīng)力及其變形計(jì)算結(jié)果 構(gòu)件 應(yīng)力計(jì)算( MPa) 變形計(jì)算( mm) 許用應(yīng)力( MPa) 軸 220 由表 3 可以看出,軸在起動(dòng)力矩作用 下的最大等效應(yīng)力為 , 遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力 220MPa,安全域度大,因此軸滿足強(qiáng)度要求 ; 軸在起動(dòng)力矩作用下的變形較小,軸的剛度較好,滿足設(shè)計(jì)要求。 CAE 分析結(jié)果計(jì)算 軸在起動(dòng)力矩作用下的等效應(yīng)力云圖如圖 所示 ,從圖中可以得出 軸在起動(dòng)力矩作用下最大等效應(yīng)力 的 位置 為最左端 ,即起動(dòng)力矩作用 的 位置,最大應(yīng) 力等于。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 28 圖 網(wǎng)格模型圖 CAE 分析計(jì)算判據(jù) 主軸使用材料為圓鋼 45,材料伸長(zhǎng)率為﹥ 6%,屬于塑性材料,強(qiáng)度準(zhǔn)則選用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行判斷,其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 所示 。 主軸三維模型材料屬性如表 所示: 表 材料屬性 構(gòu)件名稱(chēng) 材料名稱(chēng) 材料參數(shù) 質(zhì)量( kg) 重量( N) 密度( 3/mkg ) 主 軸 圓鋼 45 7700 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 27 分析邊界條件 主軸僅有一個(gè)自由度,主軸被軸承及 支撐架 、 支板 限制了其它 5 個(gè)自由度,添加軸承約束條件,邊界約 束模型如圖 所示 . 圖 約束模型 主軸 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),同步帶輪給軸的扭矩 值 經(jīng) 前面計(jì)算得為 , 其載荷邊界模型如圖 所示。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 26 圖 運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà) Solid works 仿真運(yùn)動(dòng) 確定 CAE 分析計(jì)算內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的主軸三維圖模型如圖 所示。在設(shè)置完運(yùn)動(dòng)副以后,使用“解算方案”功能對(duì)連桿的運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行解算,解算方案結(jié)果如圖 所示。再建立運(yùn)動(dòng)方式,在運(yùn)動(dòng)副中的駕駛員模塊設(shè)置所需運(yùn)動(dòng)的方式,如圖 所示。如圖 所示。然后要用到“連桿”的功能,在本機(jī)構(gòu)中,主軸帶動(dòng)同步帶輪,在支撐架和支板出放置軸承以減少摩擦,所以在建立該連桿時(shí),軸、軸承內(nèi)圈、同步帶輪為一個(gè)連桿,如圖 所示,有顏色的為同一個(gè)連桿。 該機(jī)構(gòu)通過(guò)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)同步輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 支撐架三維模型 仿真運(yùn)動(dòng) UG 軟件中的運(yùn)動(dòng)仿真模塊可以把建造的三維模型按照實(shí)際運(yùn)動(dòng)模式以最直觀的畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 23 的形式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)師眼前,通過(guò)最直觀的運(yùn)動(dòng)可以讓設(shè)計(jì)者更清楚的發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)中的錯(cuò)誤和不足之處,能夠更容易的找到解決辦法。 圖 軸承外擋圈的建模 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 22 在支撐架上打 2 個(gè)通孔,用螺栓來(lái)連接支撐架和工作臺(tái),如圖 所示。拉伸距離為13mm,由于是建一個(gè)孔的模型,所以布爾運(yùn)算為求差,如圖 所示。 圖 支撐架底座拉伸圖 在第一步的底座上建立草圖,繪制底座上的支撐體,進(jìn)行拉伸,為了使同步帶輪和工作臺(tái)間隔一定的距離,支 撐架高度設(shè)計(jì)為 90mm, 拉伸距離則為 75mm,如圖 所示。一般常用到特征有拉伸、回轉(zhuǎn)、掃掠等,在特征建模的時(shí)候還會(huì)使用到布爾運(yùn)算的功能,比如求和、求差等,最后可能需要用上細(xì)節(jié)特征如拔模、螺紋、倒斜圓角來(lái)完善整個(gè)三維模型, 這里介紹 1 個(gè)零件的三維造型過(guò)程。 。支撐架內(nèi)壁與軸承外圈為過(guò)盈配合,粗糙度要求達(dá)到 。支撐架與工作臺(tái)進(jìn)行螺栓連接,設(shè)計(jì)一個(gè) 15mm 的臺(tái)階,在上面打 2 個(gè) 11? 的光孔,用來(lái)放置 10M 螺栓與工 作臺(tái)連接。主軸放置在支撐架里,需要安裝軸承來(lái)減小軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和支撐架產(chǎn)生的摩擦,支撐架的 3D造型圖如圖 所示 。大同步帶輪與支板之間的距離用軸套進(jìn)行定位,和軸使用緊定螺釘進(jìn)行連接,便于拆裝。 圖 齒條的尺寸和公差 可根據(jù)上列參數(shù)決定帶輪的結(jié)構(gòu)和全部尺寸,本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的同步輪 3D 造型如圖 所示,左圖為大同步帶輪,通過(guò)緊定螺釘與軸連接,小同步帶輪與軸承連接,皮畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 16 帶帶動(dòng)小同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1430,取齒形角 ?20?A ,齒高 ?rh ,齒頂厚 ?gb ,齒頂圓半徑 ?r ,齒根圓半徑 ?r 。 00 ???? PKPbb z dss () 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1424 查得,應(yīng)選帶寬代號(hào)為 100 的 L 型帶,其 ?sb ㎜。 大帶輪齒數(shù) 2z 傳動(dòng)比已由前面確定 2?i 4022020 ???? izz () 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 14 大齒輪節(jié)圓直徑 2d 152 2 ???? ?? bpzd () 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1432 查其外徑 ?ad 帶速 sπndπv /100060 11 ?? ????? () 初定軸間距 0a ?。?0a =900mm 帶長(zhǎng)及其齒數(shù) 02122100 4 )()(22 a ddddaL ????? ? () = )()(29002 2 ?? ????? ? 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1423 差得應(yīng)選用帶長(zhǎng)號(hào)為
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