零件设计与加工工艺-机电数控一体化毕业论文

机电数控一体化毕业论文题目：零件设计与加工工艺专业：机电数控一体化目录1摘要12关键词13绪论24带式输送机概述4.1带式输送机的应用4.2带式输送机的分类4.3各种带式输送机的特点4.4带式输送机的发展状况4.5带式输送机的工作原理4.6带式输送机的结构和布置形式5带式输送机减速器的参数设定35.1选择齿轮材料及精度等级35.2按齿面接触疲劳强度设计--35.3按齿根弯曲疲劳强度校核---55.4几何尺寸计算-56、零件绘图-67、设计总结-7青岛飞洋职业技术学院毕业论文第页零件设计与加工工艺摘要：齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。本次论文设计的题目是“带式输送机减速器齿轮设计”。进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器齿轮零件图及零件的工艺设计。本次的设计具体内容主要包括：选择齿轮材料及精度等级；按齿面接触疲劳强度设计；主要尺寸计算；按齿根弯曲疲劳强度校核；几何尺寸计算；零件绘图。对于即将毕业的学生来说，本次设计的最大成果就是：综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理、计算机应用基础以及工艺、夹具等基础理论、工程技术和生产实践知识。掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力.关键词：齿轮材料精度等级接触疲劳强度弯曲疲劳强度

3绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。原始参数：1）输送物料：煤2）物料特性：（1）块度：0～3（2）散装密度：0.90t/m3（3）在输送带上堆积角：ρ=20°（4）物料温度：<503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：300m（2）倾斜角：β=0°（3）最大运量:350t/h设计解决的问题：熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。4带式输送机概述4.1带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；（2）不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3）管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。4.2带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。其简介如下：4.3各种带式输送机的特点（1）QD80轻型固定式带输送机QD80轻型固定式带输送机与TDⅡ型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。（2）它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U形带式输送机它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由提高到使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。（4）管形带式输送机U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式带输送机其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30°以上，最大可达90°。（6）压带式带输送机它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。4.4带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达16°)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，带式输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围：（1）适用于环境温度一般为°°C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；（2）可做水平运输，倾斜向上(16°)和向下()运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达15km；（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；（4）输送带伸长率为普通带的1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。4.5带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示，它主要包括一下几个部分：输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。图2-1带式输送机简图1-张紧装置2-装料装置3-犁形卸料器4-槽形托辊5-输送带6-机架7-动滚筒8-卸料器9-清扫装置10-平行托辊11-空段清扫器12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。（3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。4.6带式输送机的结构和布置形式1带式输送机的结构带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，如下表2-1所示：表2-1不同物料的最大运角物料种类角度物料种类角度煤块18°筛分后的石灰石12°煤块20°干沙15°筛分后的焦碳17°未筛分的石块18°0—350mm矿石16°水泥20°0—200mm油田页岩22°干松泥土20°由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。2布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动青岛飞洋职业技术学院毕业论文第9页共8页5带式输送机减速器的参数设定5.1选择齿轮材料级精度等级选择齿轮的材料为：小齿轮选用45钢调质，硬度为220~250HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为170~210HBS。因为是普通减速器，由教材表11.20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.2~6.3um。5.2按齿面接触疲劳强度设计按式（10—21）试算，即

dt≥1）确定公式内的各计算系数①试选Kt＝1.6试选小齿轮齿数=20，则大齿轮齿数=100②因为齿轮为硬齿面，宜选取较小齿宽系数φd＝0.8③由图10－30选取区域系数ZH＝2.433④由图10－26查得＝0.76，＝0.92，则εα＝+＝1.68

⑤由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8

⑥由图10－21,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，查取＝＝1100MPa；⑦由式10－13计算应力循环次数

N1＝60n1jLh＝60×480×1×（2×8×300×8）＝1.105×

N2＝N1/5＝2.21×由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.97

⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得

[σH]1＝＝0.95×1100MPa＝1045MPa

[σH]2＝＝0.97×1100MPa＝1067MPa

[σH]＝([σH]1＋[σH]2)/2＝1056MPa

2）计算

①试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥=58.748

②计算圆周速度

v==1.48m/s

③计算齿宽b及模数mnt

b=φd×d1t=0.8×58.748mm=46.9984.mm

==2.85

h=2.25=2.25×2.85mm=6.413mm

b/h=46.9984/6.413=7.33

④计算纵向重合度εβ

=0.318×0.8×20×=1.269

⑤计算载荷系数K

已知载荷平稳，所以取KA=1

根据v=1.48m/s,7级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.04；由表10—4查与直齿轮的相同，按硬齿面，非对称布置查得=1.281

由表10—13查得KFβ=1.19

由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数

K==1×1.04×1.4×1.281=1.865

⑥按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10—10a）得

=61.824mm

⑦计算模数mn

=5.3按齿根弯曲疲劳强度校核由式(10—17)≥

1）确定计算参数

①计算载荷系数

K==1×1.04×1.4×1.19=1.733

②根据纵向重合度εβ==1.269，从图10－28查得螺旋角影响系数

Yβ＝0.88

③计算当量齿数

=/cosβ=20/cos=20.061

=/cosβ=100/cos=103.061

④查取齿型系数

由表10－5查得=2.80；=2.18

⑤查取应力校正系数

由表10－5查得=1.55；=1.790

⑥计算[σF]查10-20（d）图，取＝＝700Mpa。取失效概率为1％，安全系数S＝1，

KFN1=0.9

KFN2=0.92

[σF]1=450Mpa

[σF]2=460MPa

⑦计算大、小齿轮的并加以比较

=0.009435

=0.008215

小齿轮的数值大。

2）设计计算

mn≥=2.7699

对比两计算结果，法面模数相差不多。取标准值，=3，=61.8245.4几何尺寸计算

1）计算中心距

=19.996，取=20

则=100

a==185.5mm，a圆整后取186mm

2）按圆整后的中心距修正螺旋角=

3）计算大、小齿轮的分度圆直径

d1=62.000

d2=310.000

4）计算齿轮宽度

b=φd×d1=49.6mm

圆整B1=50mm，B2=45mm

五零件绘图

六设计总结经过三周的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，接受了盲目计算的教训。至于画装配图和零件图,由于前期计算比较充分,整个过程用时不到三天,在此期间,我还得到了许多同学和老师的帮助.在此我要向他们表示最诚挚的谢意.尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美!参考资料目录：[1]《机械设计（第八版）》，高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2006年5月第八版；

[2]《工程机械构造图册》，机械工业出版社，刘希平主编；[3]《机械设计课程设计手册》，高等教育出版社，吴宗泽，罗圣国主编，2006年5月第三版；

[4]《减速器选用手册》，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版；

[5]《机械制图（第四版）》，高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2001年8月第四版；

[6]《互换性与技术测量（第四版）》，中国计量出版社，廖念钊，古莹庵，莫雨松，李硕根，杨兴骏编，2001年1月第四版；

毕业论文成绩评定表专业班级08级原班级*班姓名****论文题目*************************·评定内容论文选题资料利用学术造诣知识掌握科研能力完成情况写作能力写作规范总分数成绩评分标准10分10分20分20分10分10分10分10分100分实际评分评阅教师评阅成绩评定内容论文选题资料利用学术造诣知识掌握科研能力完成情况写作能力写作规范总分数评分标准10分10分20分20分10分10分10分10分100分实际评分答辩成绩评定内容仪态仪表语言写作规范完成情况科研能力应用价值创新观点答辩效果总分数评分标准10分10分10分10分10分20分10分20分100分实际评分评语指导教师评语：评阅教师评语：答辩小组评语：指导教师__________年月日评审教师__年月日答辩负责人__________年月日基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计HYPERLINK"/detail