机原设计大作业.doc

 前 言 人们在长期的生产实践和社会生活中,为了节省劳动提高效率,不断改进所使用的工具从而创造和发明了机械和机械科学。然而在当今社会使用机器进行生产的水平已成为衡量一个国家生产技术水平和现代化程度的标志之一。其中机械设计扮演着很重要的角色。 总过程设计本着以下原则 ： 1.满足功能性要求机械设计的目的就是要实现预定的目标。 2.满足可靠性要求为不使机械在于预期时间内发生破坏、零件过度磨损、变形而导致失效强烈的震动和冲击而损坏机器的工作性能为保证人身和财产安全对机械的整体设计及零部件的强度设计都做了严格的要求。 3.满足经济要求:机械产品的经济体现在设计、制造、销售和使用的全过程产品的成本很大程度上取决于设计阶段。本设计在保证机器质量的前提下,降低了原材料的消耗,在满足要求的前提下,采用了价格低廉的原材料,采用标准零部件并充分考虑其工艺性以减少加工成本。 此次课程本组主要设计电动可调力矩扳手通过本组成员的努力,我们设计出了比较理想的方案并对其进行了理论分析和数据计算理论数据和分析详见说明书。 编者 2013-5-10 目 录 一．设计任务及设计要求 4 二．机构运动简图及基本原理 5 三．机构分析 6 （一）原动部分 6 （二）执行部分 6 换向器 9 自动离合器 10 四．总结及概括 12 一．设计任务及设计要求 1.设计任务：设计一种可实现力矩在一定范围内可调的电动定力矩扳手。画机构简图、编写说明书、进行局部机构仿真。 2.功能特点：①便携式手持工具②力矩可调③使用效率高④可换向 ⑤使用范围广 3.约束条件：①重20kg↓②体积（可手执）③1-15N.m范围内可调④使用电机较小（手执工具）较便宜（=500元） ⑤自动对正⑥预准较准确（偏差5%） 电动力矩扳手设计过程 设计过程流程图 二．机构运动简图及基本原理 经过计算及改进设计，我们最终方案（在后文中与其他设计方案作对比说明）的机构简图如下。直流电机由电池供电经二级减速器降速升扭，经主轴传动至换向器（实现正反转切换松开工作），换向后传到扭转头。转动，即可拧紧或松开螺钉。 电动机经过行星轮系减速升扭，增大扭矩。通过调节换向器可以改变扳手的拧动方向。通过调节离合器中的弹簧压缩量来控制力矩扳手的力矩大小，当拧动螺丝到所调力矩时，离合器中的钢珠从小坑中滚出来，沿轨迹打滑，实现自动离合。 三．机构分析 （一）原动部分 原动部分我们从以下方面考虑：1，转速大（有减速升扭空间）2.初始扭矩不能太小，扭矩太小的话，无法升到理想扭矩值。3.经济实惠，能考虑用直流电动机最好 所以我们经过扭矩的换算，使用DM-12SP型电机，额定电压为24V，额定电流12A，转速3600r/mim,输出功率P=200W,扭矩11.7NM. （二）执行部分 执行部分为一可拆换式扭转头，前端四方或六角槽连接所需加紧的螺母。标注直径后端可插入力矩扳手主体前端，与传动主轴相连，从而在主轴带动下做旋转运动从而加紧螺母。同理，若是前端换位螺丝刀头可以对应的进行螺栓的加紧。 四方转头3d图示 设计要点 扭转头可换——对于标准的方头/六角螺母或者是螺栓，常用尺寸均配备一个可换扭转头或螺丝刀头，工作时对应装卸。 转头内四方边倒角——内四方孔卡于螺母之上，带动螺母转动实现拧紧动作。内边缘应对应设计较大倒角便于操作工拧紧时，工具与待拧螺母的对正，节约工时，生产效率高。 （三）传动部分（减速器、换向器、自动离合器） 减速器部分我们采用两级变速 减速器仿真图 所有齿轮全都均使用标准齿轮； 齿轮Z0~Z4:模数m=1 （ Z0=20：Z1=60：Z2=40：Z3=60；Z4=40）； ）； 一级减速器和二级减速器一样， 减速比都为4， 所以总传动比为16. 根据行星轮传动关系得 根据扭矩和功率的转换关系式，得电机输出扭矩 ； 一级变速后的扭矩为 （为行星轮系的传递效率，取0.98.） 一级减速以后=15r/s=94.25rad/s. 扭矩升到2.059N.m; 二级减速器减速比为4， 是由两对减速比为2的 齿合齿轮组成的。传动比为： 二级变速后扭矩为： （K为二级变速的传动效率系数，取0.97） 经过二级减速后，扭矩升到8.23N.m，转速降到3.75r/s=23.56rad/s. 较高的转速保证了，使用中的高效，以及8.23nm的转矩使得其在家庭使用及轻工业中能够应对一部分的螺丝加紧问题。 换向器 换向器由三个相同小齿轮的齿数为15，大齿轮的齿数为20，模数均为1。图中固连Z1齿轮的轴1与电机相连传