螺母拆装机设计.doc
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1、新疆工业高等专科学校新疆工业高等专科学校毕业设计(论文) 螺 母 拆 装 机系 别: 机 械 工 程 系 专业班级: 机械设备制造及自动化指导教师: 薛 风 完成日期: 2006年6月18日 新疆工业高等专科学校毕业设计(论文)评定意见书设计(论文)题目:螺母拆装机 专 题: 设 计 者:姓名 张平安 专业 机械自动化 班级0318 设计时间: 年 月 日 年 月 日指导教师:姓名 薛风 职称 单位 新工专 评 阅 人:姓名 职称 单位 评定意见:评定成绩:指导教师(签名): 年 月 日评阅人(签名): 年 月 日答辩委员会主任(签名): 年 月 日新疆工业高等专科学校毕业设计(论文)任务书一
2、、 题目:螺母拆装机二、 指导思想和目的:在现有的技术和数据下,结合实际,展开想象,尊重现实,充分发挥主观能动性,为东风汽车厂装配车间设计螺母拆装机。三、 设计任务或主要技术指标:完成螺母拆装机的设计,首先要设计机械部分,主轴的设计,操作及控制系统的设计,校核载荷强度;在有就是设计电气部分,选择电机,设计控制电路图,总装图。四、 设计进度与要求:在老师规定的时间内按期完成,完成所有的计算和校验,保证所选择的材料强度合适,电气图的设计要合理简单。主要参考书及参考资料:机械设计实用手册 机械零件课程设计手册等专业班级: 学生: 指导教师: 年 月 日教研室主任(签名): 系(部)主任(签名): 年
3、 月 日目 录第一章 概述2第二章 螺母拆装机总体设计3第一节 工作原理确定4第二节 主要参数确定5第三章 螺母拆装机传动系统、执行系统设计8一、方案1 齿轮传动8第一节 电动机选型设计计算8第二节 齿轮减速器设计计算9第三节 主动块及横销设计计算13第四节 主轴设计计算16第五节 轴承选型计算20第六节 工作弹簧设计计算23二、方案2 皮带传动27第一节 电动机选型设计计算27第二节 三角皮带传动设计计算28第三节 主动块及横销设计计算30第四节 主轴设计计算32第五节 轴承选型计算36第六节 工作弹簧设计计算39第四章 螺母拆装机支撑系统设计42第五章 操作及控制系统设计43第一节 主动块
4、和从动块牙嵌离合器选型43第二节 力矩调整器设计45第三节 工作机构离合器设计46第三节 控制系统47皮带传动装配图49齿轮传动装配图50后 记51参考书目5250第一章 概述人类创造了文明,也创造了汽车。汽车的诞生使人类逐步步入现代化的文明进程。110余年的汽车发展史在人类历史长河中仅是一瞬间,但汽车的诞生和发展却给人类社会带来了巨大而深刻的变化。汽车以惊人的数量、卓越的性能和广泛的用途渗透到人类活动的各个领域,成为21世纪现代文明的主要标志,人类不可缺少的生存和发展的伙伴。真正的汽车传入中国比较晚,由于当时清政府实行的是闭关锁国的政策,所以西方的工业革命对中国并没有产生多大的影响。汽车是我
5、国道路运输主要组成部分,国民经济的繁荣给汽车事业荣来空前巨大的发展,汽车数量日益增长汽车的保养与维修的工作量越来越大虽然建国以来,我过的汽车保养与维修水平得到很大的提高,然而汽车维修行业的技术水平还是很薄弱的特别是近年来发展极其迅速的许多及类型的保修企业及个体户他们大部分仅有简单的笨重的手工操作。不但劳动强度很高,由于不采用技术手段良好的工作作风,使保修质量差保修费用成本高,性能得不到保证,使汽车的零件过早失效,汽车的动力性,经济性,可靠性等技术性下降,车辆的使用寿命下降。在过去的几年因为销售上的巨大利润使许多人只重视销售而把维修当成一个无关紧要的配套,许多4S店在选购设备时只求验收通过而又最
6、省钱,许多设备只能看不能用;或是用了几年有的设备因多年末标定而已不准,检测出来的数据已不能采用;有些设备因耗品用完或某些零件损坏而不能用;还有些设备因人员的变动而不能正确使用,修理工不得不面对先进的设备而使用原始的方法检测维修汽车.劳动强度大,检测效果不准,造成维修质量差,严重影响公司信誉。许多发达国家十分重视汽车保修与维修的技术化,专业化,使拆装工作机械化,以提高汽车保修质量和减轻工人劳动强度,在拆装工作中轮胎拆装是拆装时经常性的工作,这是因为:1. 汽车在运行中 ,驾驶不平稳,装载货物不均匀等因素造成轮胎的磨损老化,破裂,必须拆下旧的换上新的轮胎。2. 轮胎由于手驱动的负荷的影响,前驱动磨
7、损要小些,道路对轮胎影响,后轮双胎并拆时,内胎相对比外胎磨损大,为了控制轮胎的不均匀磨损,并延长其使用寿命轮胎要经常换位,必须拆装轮胎。3. 汽车进行制动系保养时,要调整前后轮毂轴承时,调整或换所制动片时必须拆装轮胎。由于轮胎是橡胶制品具有接地与地面接触工作环境较快,其次轮胎本身自重较大,工作强度较大,除少数拥有保修工具,如轮胎螺母拆装的大企业,大多采用不符合技术劳动强度,提高技术质量水平的精神,我设计轮胎螺母拆装机针对目前的实际情况进行设计。1. 具有较高的商业销售价值,其生产成本降低使用效率高适应好,销售市场较为广阔。2. 使用的车型较为广泛,我国的汽车种类较为繁多,大量进口车型比例较大,
8、而占保修行业比量较大的小企业和个体修车行,修理的车型大都较为复杂,所以要求本机修理车型较多。3. 针对小企业和个体修车行技术力量薄弱的忽然资金短缺的特点,要求本机价格较低,操作简便能实现自动控制按扭,具有较多的实用价值和通用性。本设计的设计原则1. 满足工作强度,工作刚度的要求,具有一定的寿命。2. 适用于大,中,小型企业和运输业。3. 制造方便,结构简单,成本低。4. 使用可靠性强,维修简单,使用安全。第二章 螺母拆装机总体设计 在拆装工作中,螺纹联接的拆装工作量约占拆装工作量 的50-60%。而且汽车上有些螺纹联接件要求较大的拆装扭矩,仅依靠人力进行拆装是很困难的,必须采用拆装设备以保证拆
9、装质量和拆装效率。 螺纹联接拆装设备种类很多,可按下述方法进行分类。按结构分,可分为手持式和移动式,手持式设备小巧,使用方便,如机动扳手等,此类设备可拆装一般螺纹联接,移动式拆装设备主要用于拆装大扭矩的螺纹联接部分,其结构较复杂,体积大,一般都装脚轮,可在地面上移动,如轮胎螺母拆装机骑马螺栓拆装机等,此类设备大多为专用设备。按其动力来源分,又可分为人力式和机动式,机动式又可分为电动式、气动式和液动式。人力式拆装设备,如手动扳手,其结构简单易于接近拆装部分,使用方便。电动扳手工作可靠,效率较高(N=0.40-0.60),因驱动能源是采用电力保证工作安全,通常采用双重绝缘结构PIB系列电机作为驱动
10、装置或者加设漏电保护装置。液动扳手的工作方便可靠,重量轻,工作时无噪音且效率高(N=0.7-0.8),但设备投资大,在我国目前的保修企业中应用较少。气动扳手的效率低,但结构简单。因此,在具备压缩空气网路的保修企业,采用气动扳手是解决机械化拆装螺纹联接的重要途径。按其扭矩作用方式,可分为冲击式和静扭式,冲击式由于冲击能力大,因此扩力比大使结构简单,但冲击噪音较大。近年来由于电子技术的不断发展,行星齿轮传动结构和少齿差行星齿轮传动结构得到广泛的应用,使静扭设备的结构尺寸大为减少,扩力比大为增加,静扭设备在汽车运输企业中也将逐步被广泛应用。第一节 工作原理确定轮胎螺母拧紧、旋松力矩要求比较大,直接用
11、电动机驱动时,电动机功率比较大,不经济。因采用力矩放大原理,可使电动机功率减小。而力矩放大可采用冲击原理将力矩放大。如上图所示。其工作原理为:横销固定在主动轴上,主轴旋转,通过横销带动主动块旋转,用较小的力矩将螺母拧紧后,横销与主动块接触斜面将产生一个轴向力,推动主动块压缩工作弹簧向右移动,主动块和从动块分离,此时从动块静止,主动块还在旋转。当转过一定角度时,主动块又重新和从动块接合,该过程既产生冲击力矩,如此重复多次可达到所须拧紧力矩。旋松螺母过程同上。第二节 主要参数确定1 中心高度的确定;列举几个国产螺母拆装机:(1) LCJ-型轮胎螺母电动拆装机是中国航空公司皖南机械厂工贸公司汽车设备
12、厂的产品。项目 技术参数电机功率 (KM) 1.5额定电压 (v) 380输出轴扭矩(Nm) 450输出轴转速(r/min) 650中心高度 (mm) 510重量 (Kg) 98外形尺寸(mm) LCJ-300型轮胎螺母拆装机项目 技术参数最大扭矩(Nm) 7300主轴转速(r/min) 280中心高度 (mm) 485电压 (v) 380外形尺寸(mm) 300520770重量 (kg) 120(3) LC2-510型轮胎螺母拆装机自江都市汽车保修设备厂制造用于汽车轮胎的装技术参数。最大轴扭矩(vm) 510.输出轴转速 (r/min) 538输出轴中心高度(mm) 480外形尺寸 (mm)
13、 830510730重量 (Kg ) 98(4) LCZ-40形轮胎螺母拆装机;上海航空设备厂的产品用于汽车轮胎螺母的拆卸与安装。使用于东风,解放,跃进,黄河等车形技术参数LCZ-40形轮胎螺母拆装机型号 LCZ-40最大冲击扭矩不小于(Nm) 400主轴转速 (r/min) 280中心高度 (mm ) 480电机功率 (KV ) 1.1外形尺寸 (mm ) 800420705重量 (Kg ) 100由以上四螺母拆装机(LCJ,LCJ-300 LC2-510,LCZ-40)可确定中心高度中心高度H=480mm主轴转速n=350 r/mmH=480mm 2.螺母拆装机轴转速确定根据以上四种、螺母
14、拆装机(LCJ,LCJ-300 LC2-510,LCZ-40)可确定主轴转速为 =350r/mm.3螺母拧紧力矩MJ的确定。查汽维修常用调整数据手册得各型载货车轮胎螺母拧紧力矩。解放 CA1090 343392Nm (P132_)东风 EQ1090E 274 314Nm (P167)黄河 JN11501103,JN1150109 333382Nm(P186) KM450日野 2M440 392470Nm (P421,427,428) KB212日产 TKL-20 414470。4Nm(P500)依发 W50L, W50LK,W50LAK 372421。41Vm(P534)斯堪尼亚 Lj110
15、490Nm (P547)由以上数据可确定国产车螺母拧紧力矩为MJ=420Nm进口气螺母拧紧力矩为 MJ=520Nm螺母旋松力矩 MS 的确定由经验公式 MS=KMJ 式中:MS旋松力矩; MJ拧紧力矩; K超紧系数。 不同的车辆,不同的使用条件,不同部位的螺纹联接件K值是不同的K=1.53。有时甚至使大些。对于工作环境较好,接确油脂,锈蚀现象较轻的螺纹联接件,可取小值,反之应取大值。 对于轮胎螺母拆装机一般K取为1.5-2。 国产车螺母旋松力矩确定。MS=KMJ=2240=840Nm 进口车螺母旋松力矩确定。MS=KMJ=2520=1040Nm 第三章 螺母拆装机传动系统、执行系统设计 一、方
16、案1 齿轮传动第一节 电动机选型设计计算采用Y系列电动机 我国新设计的丫系列三相笼型电动机属于一般用途的全封闭子2扇空电动机,其结构简单工作可靠,价格低廉维护方便。适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性物体和无特殊要求的机械上由起动性能较好也适用于某些要求动焦距较高的机械电动机的功率选得合适与否对电动机的工作经济性能都有影响。1电动机选择初选输出轴功率Te=25N.m n=300r/minp=Tn/9.55=25300/9.55=785.3W 则实际电动机所需功率Pd=P/na 带传动效率n1=0.96一对滚动轴承n2=0.99牙嵌离合器n3 =0.98 则电动机输出轴的传动总效率na=n1n2n3=
17、0.960.990.98=0.93pd=p/na=785.3/0.93=844.4w=0.84kw选取电动机额定功率pd=1.1kw.方案电动机型号转速n额定功率堵转及矩1Y-90S-414001.12.2齿轮转动比=5 螺母拆装机实际的主轴转速为n=1400/5=280r/min 故选用Y-90S-4电动机电动机额定扭矩 Me=95501.1/1400=7.5N.m电动机安装计算中心高安装尺寸外形尺寸轴伸尺寸平静尺寸H(mm)AB(mm)L(b1+b2)h(mm)DE(mm)FGd(mm)9014100310(155+90)190245087第二节 齿轮减速器设计计算根据n1=1400r/m
18、in ,n2=280r/min , 确定齿轮传动比i=5 ,YFa1=2.80 YSa1=1.57 YFa2=2.18 YSa2=1.791 选择齿轮材料及精度考虑些对齿轮传动递的功率不大故大,小齿轮都选用硬齿面。小齿轮选用20cr,渗碳淬水齿面硬度为56-62HRC,大齿轮选用20Cr,渗碳淬水齿轮硬度为56-62HRC(表6-6)(看机械设计基础)因是选7级精度要求齿面粗糙度Ra1.63.2mm.。“机械设计基础” 表6-9P132齿宽系数选表6-10P138d=0.4“机械设计基础”表6-7K=1.8P128“机械设计基础”图6-35P136=300Mpa“机械设计基础”图6-36 P1
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