机械5

本次设计题目是石油管螺纹保护帽旋压专用设备设计，在设计过程中，老师要求我们运用机电液的知识完成，设计的内容主要包括，旋压机床总体设计、尾顶的设计、旋压机构设计、液压控制系统设计、主传动系统的设计、电气系统及PLC的设计。 在机械结构中主要是主轴箱的传动设计，根据以给定的条件主轴转速来设计主传动系统能够。同时要考虑到制动和变速机构。主传动系统的主要参数包括公比的选择、传动副、级比指数、齿数的确定等等。 旋压进给机构的设计，旋压进给机构主要通过查冷冲压工艺手册确定旋压力，设计相应机构，选择液压缸，同时也要考虑到与机床相关部位的空间位置关系及自身的强度。 尾顶机构是通过计算旋压加工时零件的厚度、加工的形式、以及加工的条件来确定尾顶所需要的力量，同时选择相应的液压缸、弹簧等。 床身及底座主要考虑各个部位之间的联系，机床加工方向选用45度角向上加工主要是为了加强道轨的支撑刚度。 液压控制系统设计设计内容主要为明确设计要求，制定基本方案，绘制液压系统图，并且确定液压系统的主要参数，液压系统的主要参数包括载荷的组成和计算，液压缸的主要结构及安装尺寸，对其它液压控制元件辅助元件的选择 电气系统的设计即利用传感器接收信号，PLC对采集的信号进行分析计算并输出控制信号。PLC控制系统用西门子S7-200编写。 此次设计根据学校和老师的要求要运用机械、电子、及液压等多方面知识来完成，机电液一体化。机电液一体化是机械工业的发展方向，是机械与微电子以及液压技术的新型交叉科学。所谓一体化“一体化”并不是机械技术电子技术和液压技术的简单组合。二是互相取长补短、有机结合，以实现系统构成的最佳化。 随着，各项技术的发展，机械技术、电子技术、液压技术的互相渗透也来也多，也来越快。机电液有机的结合是实现机电业一体化的短孝轻、雹和智能化。本设计的特点是，以机械为主、以液压为动力部分。 设计是大学学习的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 通过这次设计，我在计算，制图，公差与技术测量，机械原理，机械设计，金属材料与热处理，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，在机电液的结合方面使我受益匪浅。特别是许老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 3．1主传动系设计 大体来说，住传动系统设计包括运动设计、结构设计和动力计算（即验算）。主传动系设计大致分如下步骤： 1.拟定转速系统。 2.进行传动件的初步计算。 3.进行结构设计及传动件验算。 3.1.1主轴转速的确定 根据公式
n=1000V2/ПD2 V----选定的切削转速d-----工件直径 专用机床用于完成特定的工艺，因此主轴不需太多的转速，主轴共有六级转速，即：
n=240，
n=316，
n=340，
n=380，
n=450，
n=540。为了使转速范围内的转速相对均匀，设某一工序所要求的合理转速为
n，而在机床上没有
n这级转速，所以产生转速损失，其相对损失为： A=（
n-
nj）/
n=1-
nj/
nj 1=1-200/254=20.6所以，损失是均匀的。 3.1.2公比Φ，变速范围R
n和级数Z的确定 对于大批量生产的专门化机床由于他的生产率高，转速损失影响很大，又不经常变速，所以选用公比Φ=1.12。变速范围R
n=
nmax/
nmi
n=540/240=2.25 转速级数Z=1 lgR
n/lgΦ= 3.1.3选择结构式 一．确定变速组的数目和变速组中传动副的数目 通常采用传动副P=2或3。因此6=2X3共需两个变速组 二．确定不同传动副的变速组的排列次序 根据“前多后少”的原则；选择：6=3X2的方案 三．确定变速组的扩大顺序 根据“前密后疏”的原则；选择6=31X23的结构式。 四．验算变速组的变速范围 最后扩大组的变速范围R=Φ（PJ-1）XJ=1.123=1.4<8 在允许的变速范围之内。 3.1.4确定是否需要增加降速定比传动副 该专用机床的主传动系统的总降速比为240/540=1/2.5，两个变速组的最小降速比为1/4，则总降速比为1/16，这样无须增加降速的定比传动副。为使变速组降速缓慢，以减少结构的径向尺寸，在电动机轴和主传动系统前增加一对38/50的降速传动齿轮副；这样，也有利于变形机床的设计，改变降速传动齿轮副的传动比，就可以将主轴6级转速一起提高或降低。 3.1.5分配各变速组的最小传动比，拟订转速图 主传动系统共需4根轴，再加上电机轴，共需5根轴。 1.决定轴4-5的降速比 主轴上的齿轮需要大一些，所以最后一个变速组的最小降速比为Umi
n=1/1 最大降速比Umax=1/1.065=1/1.41 2.决定其余变速组的最小传动比 根据“前缓后急”的原则，轴2-3间有一个分支为升速U1=1.064=1/1.25其他为降速U2=1/1=1 U3=1/1.065=1/1.33 3．画出各变速组的传动比连线，按基本组的级比指数X0=1，第一扩大组X1=3，画出各变速组的传动比连线，如图。