导弹发动机壳体清洗机设计.doc
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1、(二二一二一二 年年 六六 月月本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书学校代码:学校代码:学学号号:摘要摘要为了使导弹发动机壳体清洗机械化,为了迎合市场的需求,节约劳动力,使工作效率最大化,设计了导弹发动机壳体清洗机。该设计思路力求操作简单,减少成本。该设备可以自动清洗导弹发动机壳体。该设备清洗方式为竖直清洗,即工件浸入在清洗液中,毛刷通过液压系统从工件上方伸入转动清洗。所以,该设备尽量避免使用电。该设计的难点在毛刷杆与驱动的连接问题,考虑到要避免用电,最后的设计方案为在槽钢一端安放小型电机与皮带轮连接,皮带另一端连接从动皮带轮,从动皮带轮通过齿轮传动另外俩个毛刷杆。清洗所需要的转矩很小,所以选
2、用的电机功率也比较小,从安全性与节能性考虑,从所需的各零件的加工难度考虑,此设计方案可行。该设备以液体作为介质传递能量,采用先进的子母缸液压回路,油温低,工作速度 0.10.3m/s 可调、行程 1000mm。设计中主要使用了 CAXA 电子图板、UG等绘图软件关键字:液压缸皮带轮清洗AbstrsctIn order to make the missile engine clean mechanization,in order to meet thedemand of the market,save labor,and cause the work to maximize efficiency
3、,designthe missile engine cleaner.This design ideas to simple operation,to reduce costs.The equipment can automatic cleaning missile engine.This equipment cleaningmethod for vertical cleaning,namely the workpiece in cleaning fluid into,the brushthrough hydraulic system from the top down into the rot
4、ation to clean.So,theequipment is trying to avoid using electricity.The design of the difficulties in thebrush rod and drive linking problem,consider to avoid electricity,the last of thedesign scheme for the small motor was laid in channel steel end connection withpulley,the other end connection dri
5、ven belt pulleys,driven pulley through the geartransmission another two brush bar.Cleaning need torque is small,so the selection ofmotor power also are small,from safety and energy conservation consideration,fromthe various parts processing difficulty consideration,this design scheme is feasible.The
6、 equipment in liquid medium as energy,and the use of advanced zimu cylinderhydraulic loop,the oil temperature is low,the speed of work from 0.1 to 0.3 m/sadjustable,travel 1000 mm.The main design using CAXA electronic board,UG otherdrawing softwareKey words:hydraulic cylinderbelt rollercleaner目录第一章前
7、言.61.1设计课题意义.61.2国内清洗机现状.61.3课题分析.7第二章方案设计.82.1方案一.82.2方案二.92-3方案讨论.9第三章材料的选择原则.103.1考虑工作条件对材料使用性能的要求.103.2考虑生产工艺对材料工艺性能的要求.113.3考虑总成本要最低.113.4产品的实用性和市场需求.123.5考虑实现现代生产组织的可能性.12第四章设计.134.1夹具的设计.134.2导向杆设计.144.3皮带轮设计.144.4毛刷杆设计.154.5小车导轨设计.154.6毛刷与毛刷杆的连接设计.164.7导轨宽度设计.174.9工件在清洗槽中定位设计.174.10键的选用.184.
8、11轴承的选用.194.12螺栓选用.204.13电动机的选用.214.14导轨的选择.214.15液压缸的选择.224.16考虑总成本要最低.25结论.26参考文献.27谢辞.28第一章前言1.1设计课题意义该题目来源于航天六院。该项目包含了机械、液压和自动控制等方面。要求学生综合运用所学的基础理论知识、技术基础知识、专业知识解决工程技术中的实践问题,掌握工程设计方法,提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力。1.2国内清洗机现状大连组合机床研究所是最早从事清洗技术开发与研究的单位。已开发两大类产品:通用清洗机和专用清洗机,并用其技术先后扶植了几家清洗机厂。大连清泉过滤机厂、大连组合机
9、床研究所辅机总厂、江南清洗设备厂、涿州清洗设备厂等,先后为各行业主要是汽车行业提供了大量的清洗设备,为我国的汽车行业技术改造、设备配套做出了一定的贡献。在短短的十几年中,我国清洗机行业发展如此之快,充分体现了我国科学技术人员和广大劳动人民的聪明才智以及勇于创新精神。目前,我国通用清洗机已形成系列产品,也能生产如清洗汽车发动机缸体、缸盖等复杂的大型专用清洗设备。由于我国清洗技术起步较晚,因此与国外相比存在一定差距,主要表现在:(1)清洗技术简单,仅限于喷淋式清洗。且研究不够深入,有时对工件清洗工艺安排不甚合理。难以满足我国各行业的要求,虽有超声波清洗机,但不能形成竞争实力。(2)清洗机配套技术有
10、待提高,如过滤、吸雾排风、浮油排除等。清洗液过滤对工件清洗影响较大,国内对各种过滤方法及工艺参数的研究不足。对吸雾排风、浮油排除等装置研究重视不够。(3)清洗喷嘴品种单一,不能满足特殊清洗部位的需要。国外喷嘴有专业生产厂生产,种类繁多、规格齐全。国内对喷嘴研究不多,没有系列化产品。(4)清洗介质种类少,质量符合要求的不多。清洗介质对清洗技术的发展影响很大,国内生产厂较多,但对此投入研究的不多。(5)清洗机质量有待提高,主要是保证清洁度要求,降低设备的故障率,以及三漏、防腐、噪声、外观质量、整体造型等方面。同时,配套部件的水平低,严重阻碍了清洗机水平的提高。如风机、水泵噪声超过用户要求的标准,配
11、套的动力部件如油缸漏油,信号开关工作不稳定等。因此,对配套部件的研究也应得到足够的重视。1.3课题分析完成整体方案设计,装配图、部分零件图完成整体方案设计,需要对所学的课程进行系统的回顾和整理,比且上网查询相关内容,对课题和所处的行业有基本的认识。设计时要按照设计要求一步一步进行,明白设计思路,应用所学知识,和查询信息的能力完成设计。装配图,查询课本或者相关书籍、网络,明白装配图的要求和格式。利用所学的软件和机械制图,认真完成。主要机构的确定,要进行功能、力学、运动、材料力学等方面的分析计算。主要标准件的选择,要有分析比较和必要的计算。主要零件设计:分析功能要求和结构的关系、确定材料,分析确定
12、主要表面加工要求,如有必要进行强度刚度校核。第二章方案设计2.1方案一如图 2-1 所示,通过在每个刷子上面按一个微型马达达到转动达到清洗的效果。缺点:无导向,整个清洗组的重量大,可能造成摆动,从而使刷子不可能准确进入到工件中,电机与刷子不好连接。图 2-1 方案一主视图2.2方案二通过电机连接皮带轮,皮带带动其中一个转动,另外俩个通过齿轮传动。解决了刷子与转动体的连接问题,解决了无导向问题。图 2-2 清洗方案二主视图图 2-3 方案二毛刷杆转动设计2-3方案讨论通过俩个方案的比较,方案一明显出现很多问题,包括装配,零件的选择,到最后工作的完成都很难实现。方案二针对了方案一出现的问题进行改良
13、,各项问题都得到解决。方案二可行。第三章材料的选择原则掌握各种材料的特性,正确地选择和使用材料,是一项重要的任务。许多人都可能把选材看成一种简单而不太重要的任务。当碰到零件的选材问题时,他们一般都是参考相同零件或类似零件的用材方案,即经验法选材。当无先例可循,同时对材料的性能又无特殊要求时,会偏向选用一种较万能的材料,如 45 号钢。但严格地说,这种选材并不科学。选材正变成一种严格地建立在试验与分析的基础上的科学方法。掌握这种选材方法的要领,了解正确选材的过程,显然具有很大的实际价值。零件在工作过程中最终都会发生失效,即零件完全被破坏或严重损伤,或不能满意地起到预定的作用。失效也可能是设计失效
14、,也可能是选材失效,也可能是加工失效或安装使用失效。找出失效原因,解决零件失效问题便具有基础。设计人员也要了解这类分析,这将会为产品带来更合理的设计并减少设计的返工。具体地说,应从下列几个方面进行考虑。3.1考虑工作条件对材料使用性能的要求材料在使用过程中的表现,即使用性能,是选材时考虑的最主要根据。不同零件所要求的使用性能是很不一样的,有的零件主要要求高强度,有的零件则要求耐磨性,而另外一些零件甚至无严格的性能要求,仅仅要求有美丽的外观。因此,在选材时,首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能。对所选材料使用性能的要求,是在对零件的工作条件及零件的失效分析的基础上提出的。零件的工作条
15、件是复杂的,要从受力状态、载荷状态、工作温度、环境介质等几个方面全面分析。受力状态有拉、压、弯、扭等;载荷性质有静载、冲击栽荷、交变载荷等;工作温度可分为低温、室温、高温、交变温度;环境介质为与零件接触的介质,如润滑剂、海水、酸、碱盐等。为了更准确地了解零件的使用性能,还必须分析零件的失效方式,从而找出对零件失效起主要作用的性能指标。有时,可通过改进强化方式或方法,可以将廉价材料制成性能更好的零件。所以选材时,要把材料成分和强化手段紧密结合起来综合考虑。另外,当材料进行预选后,还应当进行实验室试验、台架试验、装机试验、小批生产等,进一步验证材料力学性能试验的可靠性。3.2考虑生产工艺对材料工艺
16、性能的要求任何零件都是由不同的工程材料通过一定的加工工艺制造出来的。因此材料的工艺性能,即加工成零件的难易程度,自然应是选材时必须考虑的重要问题。所以,熟悉材料的加工工艺过程及材料的工艺性能,对于选材是相当重要的。材料的工艺性能与使用性能相比,工艺性能处于次要地位;但要某种情况下,工艺性能也可成为主要考虑的因素。当工艺性能和力学性能相矛盾时,有时正是工艺性能的考虑使得某些力学性能显然合格的材料不得不舍弃,此点对于大批量生产的零件特别重要。因为在大量生产时,工艺周期的长短和加工费用的高低,常常是生产的关键。例如,为了提高生产效率而采用自动机床实行大量生产时,零件的切削性能可成为选材时考虑的主要问
17、题,此时,应选用易切削钢之类的材料,尽管它的某些性能并不是最好的。3.3考虑总成本要最低除了使用性能与工艺性能外,经济性也是选材必须考虑的重要问题。选材的经济性不单是指选用的材料本身价格应便宜,更重要的是采用所选材料来制造零件时,可使产品的总成本降至最低,同时所选材料应符合国家的资源情况和供应情况。(1)材料的价格,不同材料的价格差异很大,而且在不断变动,因此设计人员应对材料的市场价格有所了解,以便核算产品的制造成本。(2)国家的资源状况,随着工业的发展,资源和能源的问题日益突出,选用材料时必须对此有所考虑,特别是对于大批量生产的零件,所用的材料应该是来源丰富并符合我国的资源状况的。例如,我国
18、缺钼,但钨却十分丰富,所以我们选用高速钢时就要尽量多用钨高速钢,而少用钼高速钢。另外,还要注意生产所用材料的能源消耗,尽量选用低能耗的材料。(3)零件的总成本,由于生产经济性的要求,选用材料时零件的总成本应降至最低。如果准确知道了零件总成本与其相关因素的关系,则可以精确地分析选材对零件总成本的影响,并选取成本最低的材料。但是,只有在大规模工业生产中预先进行详尽的试验分析,才能找出这种关系。对于一般情况,显然不可能进行这种详细的分析、试验,但这时也应该按上述思路,利用手头一切可能得到的资料,逐项地进行分析,以保证使零件的总成本最低。最有价值的是生产及使用情况的统计资料。由各种统计图表,加上过去的
19、工程经验,便可做出较为合理的判断,必要时还可以进行模型试验。3.4产品的实用性和市场需求某项产品或某种零件的优劣,不仅仅要求能符合工作条件的使用要求。从商品的销售和用户的愿望考虑,产品还应当具有重量轻、美观、经久耐用等特点。这就要求在选材时,应突破传统观点的束缚,尽量采用先进科学技术成果,做到在结构设计方面有创新、有特色,在材料制造工艺和强化工艺上有改革、有先进性。3.5考虑实现现代生产组织的可能性一个产品或一个零件的制造,是采用手工操作还是机器操作,是采用单件生产还是采用机械化自动流水作业,这些因素都对产品成本和质量起着重要的作用。因此,在选材时,应考虑到所选材料能满足实现现代化生产的可能性
20、。第四章设计4.1夹具的设计夹具的设计工件的尺寸形状图 4-1 工件尺寸图如图示是夹具的对称的半面,在正常状态下,由于弹簧的作用,圆孔是撑开的。夹具板下方有俩导向轨,手柄连接一个丝杠,当放入工件后转动丝杠,弹簧压缩,达到夹紧的作用。优点是能同时控制 3 个夹紧,方便操作。图 4-2 夹具俯视图4.2导向杆设计为了确保刷子能伸入到工件体内,必须加导向装置,即在升降液压杆俩旁加导向杆。为了导向精确,支架与导套采取过渡配合。图 4-3 导向杆导套4.3皮带轮设计图 4-4 皮带轮设计图连接刷子的皮带轮上有皮带槽和齿轮,齿轮是圆柱直齿轮。材料为 HT200。4.4毛刷杆设计如图 4-4 所示,毛刷杆是
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