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1、河南科技大学2011本科毕业论文（设计）论文题目：输送机重要零件设计与加工 姓名： 院系：机电学院 专业：机械设计及其自动化 班级： 学号： 指导老师： 完成时间：摘 要输送机的传动是把电能转化为机械能的一种装置，是依靠电机驱动的。它输出机械能的方式是靠输出扭矩来完成的，目前各种输送机已有了标准的型号，但主要应用在标准化的生产中。输送机在工作中由于承受很大扭矩和冲击载荷，使输送机在工作中的出现发热和电机主轴零件的磨损，往往使主轴弯曲变形降低输出效率甚至损坏电机。因此需要对输送机的主轴和轴承盖盖改进和设计。提高输送机输送效率。通过计算校核输送电机端盖和主轴重要零件，利用caxa和proe软件，对
2、其改进和设计好的电机的主轴和端盖进行数控加工制造模拟和仿真，给出零件的仿真轨迹和NC程序，指导零件的数控加工降低加工输送机的成本和工序，来提高电机工作状况的延长其使用寿命。关键词：输送电机，端盖，输送电机主轴，NC程序。Abstract The drive motor is the electrical energy into mechanical energy of a device, as long as it is to rely on electromagnetic induction transformation. It is on the way of mechanical ene
3、rgy output to the output torque, current conveyor motor has a standard model, but mainly used in standardized production. The conveyor at work due to bear large torque and impact load, so that the conveyor appeared in the work of the heating and wear parts of the motor shaft, often causes the bendin
4、g deformation and reducing the output efficiency and even damage the motor. It needs to be improved and the design of the conveyor shaft and end cap. Improved conveyor conveying efficiency. The design and improvement of the good parts were simulated and the simulation of NC machining and manufacture
5、, the parts of the simulation and NC program, CNC machining guide parts cost reduction and processing conveyor. To check the shaft parts with good design. To improve the working condition of the motor and prolong its service life.Keywords: conveyor motor end cover, transmission shaft. NC program.目 录
6、1 绪论.1 1.1 引言.1 1.2 输送机的发展.1 1.3 输送机国内外研究现状.2 1.4 输送机的设计意义及内容.2 1.5 输送机应用前景.22 输送机重要零件的设计.3 2.1 输送机的构造.3 2.2 输送电机功率的计算.3 2.3 输送电机的选择原则.3 2.4 主动轴的设计.4 2.4.1 轴的初步估算.4 2.4.2 计算各轴段的直径.4 2.4.3 计算各轴段的长度.4 2.4.4 轴的校核.5 2.5 轴承盖的设计.8 2.6 输送机装配总图的绘制.103 输送机重要零件的加工.10 3.1 轴的加工.11 3.1.1 轴的加工工艺制定.11 3.1.2 轴的NC程序
7、的生成.13 3.2 轴承盖的加工.14 3.2.1 轴承盖的加工工艺制定.14 3.2.2 轴承盖NC程序的生成.154 结束语.18致谢词.19参考文献.20附录1 零件图和装配图.4页附录2 NC程序.2页1 绪论1.1 引言输送机在现在生活中应用的越来越普遍，在生产的各个方面代替人力的搬运，提高了生产效率降低了生产成本，但其在工作时的满载，空载和货物的变载往往会使输送机在瞬间改变其输送功率。如果控制不好会使电机烧坏或电机零部件损伤，这就需要使用自动控制技术对其功率进行控制，使其在满载与空载时变化平稳主轴与端盖的受力变化均匀，要满足这一要求，除了要用现进的控制技术之外，对输送机的关键零件
8、的要求也特别高，其主轴与端盖要有较高强度以防止在变载荷情况下出现裂纹，还要有足够的刚度防止出现变形。所以对其主轴与端盖的设计和布局应科学合理。1.2输送机的发展输送机的发展归功于电机的发展。给人类改造自然做出了巨大的贡献。最早研制成功电机的是德国人雅克比，他在1834年用两个U形电磁铁通电后产生吸引和排斥作用带动轮轴的转动从而制成了人类最早的电机。交流电机的研制成功是在1888年，美籍塞尔维亚人特斯拉根据电磁感应研制成的。虽然人类在电机的研制方面取得了巨大的成功，但人类对电机的提高和更新从未停止过，使电机功率密度提高一个数量级为其广泛应用开辟了道路。尤其为现在输送机的发展奠定了基础。输送机的发
9、展趋势使输送机更加方便，快捷，智能。使用于远距离，大运量，高速，便于人工的智能控制。队输送机的时时监控和对张紧带的时时调节，可以提高输送机输送货物的能力，降低电机的磨损，现代输送机的驱动，主要有单机驱动，多机并行驱动和单机多级可调驱动，真正实现了智能化的操作驱动。国内输送机的发展已经实现了区域化，整体化，系统化的运输发展。可以利用Plc技术实现对输送过程的时时监控和调接。利用可编程技术对输送机的时时控制，实现了输送机从原来的刚性向现在的柔性的智能化的发展。虽然我国在输送机方面实现了跨域式的发展，但与发达国家仍存在一定的距离。具体表现在的输送机在输送过程中的稳定性，国外输送机的加速可达到0.2-
10、0.4m/s.国内在此方面也能达到这样的标准。这会引起输送机的冲击浪式涌动。甚至出出现打滑使皮带磨损。1.3输送机国内外研究现状 我国自从1978年改革开放以来，第一产业如雨后春笋般的迅速发展。为了满足工业生产的需要，输送机的研究与发展也取得了巨大的进步。特别是国家制定的“七五”“八五”“九五”攻关项目中，带式，链式，大倾角输送机有了跨越式的发展，带宽B有原来的900mm发展到1300mm,输送机的功率有原来的150kw发展到1700kw.同时输送机的带速也得到了提高，现在已经达到45米/秒。效率也提高了10%20%左右。但我国输送机的发展与国外比较而言，仍存在一定的差距，比如说；日本输送机的
11、水平已经达到最大运量10000t/h,输送机的长度最长为4000m,最大运输倾角达到45度。综上所述；输送机的研究向着智能化，规模户发展。1.4输送机的设内容义及计意根据输送机的用途和承受的载荷，输送机的单元负载包括链条，皮带和滚筒。主要应用固定连续按照输送机的动力系统划分，输送机包括重力和动力两种形式，重力式输送机利用重物本身的重力进行上下的运动，其运动路线得到限制，所以队输送机的结构并不复杂，而动力式输送机主要依靠马达以电力的形式实现对货物的连续运送，可以实现变载变路径的传送，对输送机的内部要求较高，按照动力式输送机的功率，传动时的加速度，和对输送机传动平稳性的要求，结合输送机的使用寿命，
12、满足工况需求对输送机进行设计和改进。1.5输送机应用前景随着现代化生产的进行，输送机的应用也越来越广泛，主要应用在煤炭，冶金，矿山，能源，化工等个个方面，在运输规模较大，质量较高的货物，从而代替人的体力劳动，是生产效率得到提高。特别是在煤炭，化工，冶金方面，在一些高危险高强度的工作环境中，输送机更能发挥其优势。向着自动化，智能化，规模化的前景。更好的有利于为人类生产发展。2 输送机重要零件的设计 2.1 输送机的构造带式输送机的机构包括：输送带，驱动装置，拉紧装置，托裩，机加，扫除装置，制动装置。工作时驱动滚筒通过摩擦驱动输送带把货物运出，然后通过输送带的末端利用货物自身的重物卸载。输送带的内
13、部结构如下图所示：输送带大部分利用制成橡胶，有耐磨性，抗腐蚀性。已经形成了标准化，所以只需按设计标准选择。查表的；输送带的厚度Db=Db1+ Db2=1.5*4+3+1=10mmL=LZ+LA*N查表计算的12m拉紧力F1=S2+S3=8000N支撑托裩Pa=exax(I/V+q)x10=700N2.2 输送电机功率的计算输送电机的计算需要考虑的因素和参数有；（本输送机按带式输送机计算）阻力系数f,带速v,带宽B.次输送机按3000N计算根据有关公式F*Z*L=F03000N*3卷*20米=180000N查表得到带式宽度为B的摩擦阻力系数为0.1，那么其驱动力为F0*f360000*0.1=1
14、8000NW=F0*V=36000N*(10米/分/60秒)=3000焦耳/秒=6千瓦输送电机的功率选取6千瓦，考虑到输送机工况的保险问题和启动空载满载和运送货物量的变化选取8千瓦的输送电机。2.3 输送电机的选择原则：一般选择三相异步电动机；根据电机的功率为8千瓦电机的转速：800/min根据生产需要和设计标准；2.4 输送机主动轴的设计输送机主轴是主要是输出扭矩的零件，并承受冲击载荷，它在工作中会出现变形弯曲发热磨损，所以它需要足够的刚度和强度。加工时对表面的粗糙度要求较高。轴的形状位置也会影响输送机的正常工作，也需要对轴进行校验。以防止在工作情况下出现附加的震动，2.4.1 轴的初步估算
15、 根据轴的传动原理设计轴的传动方案和整体布局 输送机轴的材料根据轴的受力和载荷综合考虑轴的材料为45号钢 硬度为HBS220 MPa 抗拉强度极限B650MPa 屈服强度极限s360MPa 弯曲疲劳极限1270MPa 剪切疲劳极限1155MPa 初步估算轴的最小直径； 按轴的最小直径计算；d0,电机的功率按8千瓦计算， 轴的转动按800/min计算，根据公式可知：d0=A0p/n27.876mm需要开键槽需增加5%，圆整30mm2.4.2 计算各轴段的直径 (1)计算轴段d1 d1=d0+(1-5)=31-35mm根据设计要求d1应取35mm (2) 计算轴段d2 d2=d1+(1-5)mm=
16、36-40mm根据设计要求d2取38 （3）计算轴段d3 d3的作用是安装轴用挡圈，其挡圈型号为TBSS30国标，查机械手册动d3取 34mm (4)计算轴段d4 d4作用是安装齿轮，而挡圈的高度要比齿廓高1-2mm,取d4=38mm (5)计算轴段d5 d5是过度段考虑拆卸方便d5取36mm (6)计算轴段d6 d6是用来固定轴上的齿轮，所以要比齿廓高1-2mm,所以d6取40mm (7)计算轴段d7 考虑拆卸方便d7取35mm2.4.3 计算各轴段的长度 轴段d0与联轴器相连的部分，按照联轴器的选择标准应38mm,轴段d0要比联轴 器短2-3mm,取该段轴长35mm. B段为伸出部分，按照
17、计算校核强度应取。 d1段长度为凸缘式轴承端盖，滑动轴端按照端盖滑动轴承座。 宽度根据螺钉直径箱体壁厚查表，C段的长度应该取81mm。 d2段的长度 嵌入在轴承内取5.5mm d3段为砂轮越程槽，查手册一般取2mm。 d4的长度要比轮廓宽度短2-3mm,该轴段取30mm d5段为过渡部分根据机壳的设计d3段为226mm。 d7与d4段一样应取30mm 2.4.4 轴的校核1按照弯曲强度合成法计算；(1)轴的扭转强度计算；符合轴的最小直径的计算公式。(2)按弯扭合成应力校核轴的硬度T=9550000P/nT=95500N.mmT1=95500/2=47750N.mmM=47750/63*30=2
18、2738N.mm图1主轴扭矩图查的=0.65抗弯截面系数：W0.1d3抗弯截面系数：W0.1d3那么轴的计算应力是57.1 MPa 1=60Mpa, ,因因此设计的轴是安全的，能满足输送机在工作时的要求。图2主动轴的二维平面图图3主轴的三维实体图根据输送机的工作原理，合理设计布局主动轴的位置和传动方案，利用CAD辅助绘制出主动轮的装配图。图4输送机主动轴的装配图2.5 轴承盖的设计 输送机轴承盖的作用,是对轴承进行密封和固定轴承，使输送机的主轴具有良好的工作环境，防止主轴在工作中由于外界的灰尘和水分进入主轴内。并且还有阻止轴端的润滑油泄露的作用，使主轴能够得到充分的润滑。图5从动轴二维平面图端
19、盖的设计应满足轴承的安装需要，由以上从动轴设计尺寸，需要选择的轴承，为配合轴承的安装，轴承盖的外圆直径为轴壳紧密配合。内圆直径为46mm,倒角Rr以器到固定轴承的作用。考虑轴的直径为24mm其内部需要开R1.5的半圆槽，用于安装密封套圈，防止润滑油的泄露，那么内空的直径为。由于端盖需要连接在壳体上，需要设计3-5.8沉空10深6的沉头空。图6输送机轴承盖的二维平面图通过proe软件根据输送机轴承盖的二维图绘制出三维实体图图7输送机轴承盖的三维实体图2.6 输送机装配总图的绘制图8输送机的装配总图3 输送机重要零件的加工 精基准的选择；地为基准的选择时要考虑零件的重要加工面在加工时要有准确的位置
20、精度形状精度。保证整个加工工序的顺利完成。根据基准选择的原则：需遵循三个原则；基准重合，基准统一，互为基准，自为基准。粗基准的选择；选择重要表面为粗基准，粗基准不能重复，应尽量选择平整，没有缺陷的表面。3.1 轴的加工3.1.1轴的工艺程序制定河南科技学院机电学院机械加工工艺卡产品名称图号零件名称主动轴共1页第1页毛坯种类圆 钢材料牌号45钢毛坯尺寸45mm500mm序号工种工步工 序 内 容设备工具夹 具刃 具量 具1下料45mm500mm2车三爪卡盘夹持车床1车端面见平数控车床2钻中心孔中心钻2mm3用尾座顶尖顶住中心孔4粗车30mm外圆至32mm，长35mm5粗车35mm外圆至37mm，
21、长81mm6粗车38mm外圆至40mm，长14mm7精车30mm达到其尺寸8精车35mm达到其尺寸9精车38mm达到其尺寸10调头，三爪自定心卡盘夹持38mm处使用跟刀架车另一端面，保证总长 490mm1112钻中心孔13粗车35mm外圆至37mm长80mm14粗车40mm外圆至42mm长为1715粗车38mm外圆至40mm长为30mm16粗车36mm外圆至36mm长为227mm17粗车38mm外圆至40mm长为31.5mm18切退刀槽34mm外圆至36mm长为2mm19精车35mm达到其尺寸20精车40mm达到其尺寸21精车38mm达到其尺寸22精车38mm达到其尺寸23切到角24铣键槽25
22、检验3.1.2 轴的NC程序的生成 图9轴的轨真轨迹图的第一部分图10轴的仿真轨迹图的第二部分图11轴的真轨迹图的第三部分3.2 轴承盖的加工3.2.1 轴承盖的工艺程序制定 由于端盖在工作中受到震动和较小动载荷，所以用45钢，采用煅件毛坯，为提高加工效率，减少机床对零件的切削使用模锻成型，有利于保证零件的加工精度，减少工人的劳动量，减少加工成本。河南科技学院机电学院机械加工工艺卡产品名称图号零件名称轴承盖共1页第1页毛坯种类圆 钢材料牌号45钢毛坯尺寸86mm16mm序号工种工步工 序 内 容设备工具夹 具刃 具量 具1下料86mm16mm2车1虎头钳夹持毛坯外圆铣床2铣端面达到其尺寸数控铣
23、床3钻孔3-2mm深15mm4铣沉头空5调头反夹6铣52mm长3mm的棱7铣46mm和R1.5mm的圆角8铣25.2mm深12mm9用专用铣刀铣内圆槽3.2.2 轴承盖NC程序的生成 图12轴承盖仿真轨迹图的第一部分1图13端盖端盖仿真轨迹图的第一部分2图14端盖仿真轨迹图的第二部分1图15端盖端盖仿真轨迹图的第二部分2通过图5和图6两图的仿真轨迹可以得到加工电机主轴的NC程序4 结束语 通过对输送机的主轴和轴承盖的设计与加工，可以知道要提高输送机的工作效率和寿命，必须从输送机的装配布局和零件的设计制造出发，充分考虑其受力和冲击大小，提高零件的表面粗糙度和形状位置精度，使零件的装配更加紧凑，运
24、行更加平稳，避免输送机在启动停止和运载货物大小变化时，对主轴和输送机内部构造造成的损坏。不仅使我的CAD,POROE,软件操作得到了提高，也使我学到了论文的设计的写法，为今后研究和设计机械零件打下了坚实的基础。同时我也培养了对科学严谨的态度，使我意识到不论哪项科学研究，都有一个感性到理性，从表面到内部的认识层次。只有本着循序渐进，脚踏实地心态，才能做好学问。而一味的盲目追求篇幅，不洞察细微之处，不在末枝小节处下功夫，又怎能深入发现问题的所在，又怎能在重大问题的研究中找到新的方法。所以认真仔细，不骄不躁是每一个做学问应有的心态。致谢：在即将毕业的日子里，我在刘老师的帮助下顺利完成了毕业设计与答辩
25、，不仅使我完成了学校所要求的毕业设计，也巩固了我大学四年所学的知识。我在毕业设计中得到了刘老师很大的帮助，刘老师平易近人态度和蔼，认真指导，帮助解决我在毕业设计中遇到的困难。在大学四年里我得到了河南科技学院机电学院各位名师的指导；在本人所学的机械设计制造与其自动化专业中受益匪浅，为以后走向社会奠定了坚实的基础，使自己有了一技之长。能为祖国的现代化事业贡献出自己薄弱的力量！再次送上我真诚的祝福；祝各位老师身体健康，阖家欢乐，桃李满天下！参考文献；1濮良贵机械设计M.高等教育出版社2濮良贵机械原理M.高等教育出版社3成大先机械手册M.化学工业出版社4陆剑中金属切削原理与刀具M.机械工业出版社5王先喹机械制造工艺学M.机械工业出版社6孔宪庶画法几何华中科技大学M.机械工业出版社18