Z90型电动阀门装置及数控加工工艺的设计

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学号指导教师完成时间摘要本毕业设计主要是设计型电动阀门装置的主要零部件以及关键零部件的数控加工工艺。型电动阀门装置具有功能全性能可靠控制系统先进体积小重量轻使用维护方便等特点。广泛用于电力冶金石油化工造纸污水处理等部门。用以控制阀门的开启关闭和调节，可远距离控制，也可现场操作。型电动阀门装置广泛应用于电力冶金石油化工造纸造船消防供水环保等众多行业。是阀门实行远程控制集中控制和自动控制必不可少的驱动装置。目录第章课题简介.型电动阀门概述.本文的设计思路第二章型电动阀门的结构及工作原理概述.型电动阀门的结构.型电动阀门的工作原理.型电动阀门装置的原始性能参数第三章型电动阀门装置主要零部件的设计.齿轮的设计选择齿轮材料及热处理方法计算齿轮的许用应力齿轮的几何尺寸计算齿轮弯曲疲劳强度的计算校核齿轮齿面接触疲劳强度齿轮的实际圆周速度计算啮合力电动机的选择.轴的设计选用轴的材料和初步估算轴径轴上受力分析确定危险截面并计算安全系数.轴承的寿命计算计算内部轴向力计算实际轴向力取系数值计算当量载荷计算轴承额定寿命.选用键并校核强度输出轴上安装齿轮处选用键的内型电机齿轮固定键的内型.箱体的设计.齿轮和轴的润滑油的选择.工件压机构紧及夹具.电器元件及控制机构第四章关键零部件的数控加工工艺设计.概述数控加工工艺的概念数控加工工艺特点数控加工的工艺适应性数控加工零件的工艺性分析.数控加工工艺零件图样工艺分析制定工艺过程选择刀具确定切削用量.三维造型及模拟加工第五章本文小结参考文献致谢第章课题简介阀门电动装置是阀门的驱动装置，用以驱动和控制阀门的开启和关闭。型电动阀门装置的工作原理是通过齿轮传动来实现的，是二级齿轮传动，即先由电机齿轮带动蜗杆齿轮，带动蜗杆，经过手柄带动拨环,使支杆销直立上档,再由蜗杆带动蜗轮，带动输出轴，而输出轴的转动带动了轴上的大伞齿轮，再由大伞齿轮带动小伞齿轮即中转齿轮，再带动电器部分的行程开关上的小齿轮，经电器部分来完成工作。广泛应用于电力冶金石油化工造纸造船消防供水环保等众多行业。是阀门实行远程控制集中控制和自动控制必不可少的驱动装置。.型电动阀门概述型电动阀门装置，通称为多回转阀门电动装置，适用于阀瓣做直线运动的阀门，如闸阀截止阀隔膜阀水闸阀等。它用于阀门的开启关闭或调节，是对阀门实现远控集控和自控必不可少的驱动装置。他们具有功能全性能可靠控制系统先进体积小重量轻使用维护方便等特点，广泛用于电力冶金石油化工造纸污水处理等部门。.本文的设计思路由于型电动阀门装置的内部结构大部分都采用齿轮传动来完成，所以本文设计上先应从齿轮着手，再确定电动机的型号，再确定轴，轴承，键，以及工件机构和夹具的设计。最后对关键零部件的数控加工工艺进行了设计。第二章型电动阀门的结构及工作原理概述.型电动阀门的结构型电动阀门装置由六个部分组成，即电机减速箱控制机构手电动切换机构手轮部件及电器部分。.型电动阀门的工作原理型电动阀门装置的工作原理是通过齿轮传动来实现的，是二级齿轮传动，即先由电机齿轮带动蜗杆齿轮，带动蜗杆，经过手柄带动拨环,使支杆销直立上档,再由蜗杆带动蜗轮，带动输出轴，而输出轴的转动带动了轴上的大伞齿轮，再由大伞齿轮带动小伞齿轮即中转齿轮，再带动电器部分的行程开关上的小齿轮，经电器部分来完成工作。.型电动阀门装置的原始性能参数．电动阀门装置公称转矩为﹒。．最大控制转矩为﹒。．最小控制转矩为﹒。．允许通过的阀杆直径为．输出转速为。．电机功率为.。．电动阀门装置的重量为。第三章型电动阀门装置主要零部件的设计.齿轮的设计选择齿轮材料及热处理方法根据工作要求，选用多齿轮传动。在箱体内，没有特殊要求，从降低成本减小结构尺寸和易于选材的原则出发，决定蜗杆齿轮选用钢调质，齿面硬度为。计算齿轮的许用应力计算许用接触应力查教材，得齿轮的接触疲劳极限别为齿轮计算许用弯曲应力由教材查得齿轮齿轮弯曲许用应力为。齿轮的几何尺寸计算齿轮的设计计算求出齿轮的模数.将齿轮模数为标准值，所以，取齿轮弯曲疲劳强度的计算计算齿轮的模数式中齿轮的模数齿轮的载荷系数小齿轮传递的名义转矩圆柱齿轮的齿宽系数齿轮系数齿轮的复合齿形系数齿轮的重合度系数齿轮的许用弯曲应力确定公式内的各计算数据值选定齿轮的参数，取查机械设计实用手册，可得.计算齿轮的名义转矩计算齿轮的载荷系数查机械设计实用手册，因电机为短时工作制，额定持续工作时间为分钟。载荷平稳，所以取.。所以，初步估计转速查机械设计实用手册可得，.，.，.则.式中齿轮的端面重齿轮的螺旋角系数齿轮间的载荷分配系数齿轮齿向载荷分配系数则.查取齿轮的复合系数根据机械设计实用手册查得，.，.式中齿轮的复合齿形系数计算齿轮的所以计算齿轮的重合系数校核齿轮齿面接触疲劳强度式中.，.，.齿轮齿面接触疲劳强度材料的弹性系数齿轮节点区域系数齿轮重合度系数齿轮的载荷系数两齿轮的齿数比则，所以，接触疲劳强度足够。齿轮的实际圆周速度.计算啮合力圆周力径向力ав轴向力ав电动机的选择电动机的型号初选电动机型号采用户外型三相异步电动机该电机为短时工作制，额定持续工作时间为分钟。载荷平稳，对启动无特殊要求，启动性能较好，所以选用户外型三相异步电动机，电压为。电机为外购，所选电动机额定功率为.。确定电动机的转速电动机的额定转速是根据生产要求而选定。在确定电动机额定转速时，要考虑装置的传动比，两者相互配合，经过技术，经济方面全面考虑才能确定。所以选用的电动机转速要求不低。.轴的设计选用轴的材料和初步估算轴径输出轴的设计如图所示轴的材料选用.粗加工后进行调质处理便能满足使用要求。经调处理后，硬度为，由机械设计基础查表得，。轴上受力分析齿轮分度圆上的切向力齿轮的径向力.齿轮的轴向力确定危险截面并计算安全系数根据轴的结构尺寸,可知道截面处弯矩最大,且受转矩,又有过盈联接的应力集中,键槽的应力集中。以下将逐个校核之校核截面的安全系数如图所示由公式及,可知,式中,对称循环下材料试件的扭剪疲劳极限，弯曲，扭剪时的有效应力集中系数表面品质系数，弯曲，扭剪的绝对尺寸影响系数，材料拉伸，扭剪的平均应力计算系数，正应力，扭剪应力的平均应力式中由机械设计使用手册表查得，.，由表可以知道，过盈配合的应力集中系数远大于键槽的，故只按过盈配合考虑即可。查得，.，.。查表，取.ε查表，得.，.，查表，得.，.则.由表可以知道，单键槽时，.,因为，为截面以左的轴向应力，截面以右即，受转矩的段不受轴向力。.将上列诸值代入公式，代入式中.图输出轴图危险截面系数.轴承的寿命计算以输出轴轴承为例，轴承已初选型号为的单列向心推力球轴承查机械设计实用手册表，得如下数据额定动载荷.,.,.载荷系数.温度系数由前面的计算可知,即轴承的径向力,计算内部轴向力计算实际轴向力.,,.,.取系数值.由机械设计实用手册查表得.,.计算当量载荷.计算轴承额定寿命因为，所以轴承的额定寿面为若该电动阀门使用期限为年，若每年以工作日计，则，轴承的预期寿命为由于，所以该轴承合乎要求。.选用键并校核强度输出轴上安装齿轮处选用键的内型型键。由机械设计实用手册表，查得，键的宽度，键的高度为,键的长度,键槽深.则键的工作长度为.由前面的计算可以知道,.,。因为对于按标准选择的平键连接，具有足够的剪切强度，鼓按挤压强度进行强度校核。则.由教材查表得，键的许用挤压应力。显然，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。电机齿轮固定键的内型型键。由机械设计实用手册表，得,.则键的工作长度.由前面的计算可以知道，.则.同样，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。.箱体的设计根据工作的要求以及从降低成本减小结构尺寸和易于选材的原则出发，决定箱体选用钢调质，木模铸造清砂热处理，人工时效清除浇冒口及毛刺非加工面打底漆.齿轮和轴的润滑油的选择由于齿轮圆周速度，因而采用浸油润滑。电动阀门选用润滑油牌号机械润滑油。电动阀门传动所需用油量按每传递的功率时，需要的用油量为计算。故，实际用油量为工件压机构紧及夹具在工厂从事技术工作时，时常碰到要设计工装夹具。工装夹具有两个功能是定位，应按被加工零件的精度和定位基准设计，技术人员比较好掌握二是夹紧或压紧，由于零件和工况的不同，选取何种机构常是技术人员要仔细斟酌的问题。如图，所示第种连杆油缸活塞杆油缸固定支架压杆图工件夹具第二种油缸油缸活塞杆连杆压杆固定支架被压工件图工件夹具二.电器元件及控制机构如表.所示电器元件表代号名称型号规格数量,交流接触器热继电器闪光开关,行程开关,转矩开关按钮热敏开关熔断器开度表电位器电机变压器表.电器元件表控制机构由转矩控制机构，行程控制机构及可调式开度指示器组成。转矩控制机构由曲矩，碰块，凸轮，分度盘，支板和微动开关组成。当输出轴受到定的阻转矩后，蜗杆除旋转外，还产生轴向位移，带动曲矩旋转，同时使碰块也产生角位移，从而压迫凸轮，使支板上抬。当输出轴上的转矩增大到预定值时，则支板上抬直至微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置输出转矩的控制。行程控制机构由十进位齿轮组，顶杆，凸轮和微动开关组成，简称计数器。其工作原理是由减速箱内的主动小齿轮带动计数器工作。如果计数器按阀门开或关的位置已调整好，当计数器随输出轴转到预先调整好的位置时，则凸轮将被转动度，压迫微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置行程的控制。为了控制较多转圈数的阀门，可调整凸轮转度或度再压迫微动开关动作。可调式开度指示器由减速齿轮组，调节齿轮，阀门开度表盘，凸轮，微动开关及电位器组成。在现场调试时可根据所配阀门开关的圈树，将调节齿轮调整到所需位置，并与减速齿轮组吻合。当阀门在开启或关闭的过程中，开度盘经减速后转动，指示阀门的开关量，指示角度与阀门开关量同步，供远传指示阀门位置用。根据用户的需要，可增设中途开关。第四章关键零部件的数控加工工艺设计.概述数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点简称点。刀位点般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。数控编程是目前系统中最能明显发挥效益的环节之，其在实现设计加工

影响与对策负面影响社会负面影响主要是由于项目施工建设产生噪声建渣对周边居民生活造成影响。减少负面影响对策工程设计方案环保措施沿线属亚热带气候，旱雨季分明，降雨量集中，为防止建筑物被冲刷，确保排水畅通，设置必要边沟截水沟排水沟急流槽等排水设施，将水排到附近河沟中。服务站内进行园林绿化，形成绿色园林带，对区域内城市环境起到改善和美化作用。人工构造物和附属设施，其造型和色调做到与自然景观协调，为市民提供安全优美舒适整洁旅行和休憩环境。施工时采取措施施工时，建筑垃圾弃土应做到规范化，建渣运输应保证城市环境卫生，弃土应充分利用在填方区域，严禁随地弃土，导致因雨季水土流失造成河流污染。施工时尽可能在地块红线内进行，施工人员居住点产生生活污水不得随地倾倒，生活垃圾要集中处理。含有害物质建筑材料堆放点要远离社区居民点，工程废料和建筑垃圾不得随意堆放，必须及时运走。材料在运输途中，应采取封闭或遮盖措施，避免抛撒。粉煤灰运输应湿取湿运。绿化植被恢复施工结束后，对破坏绿地要给予尽量恢复，使项目建成后与周围自然环境相协调，保持生态平衡，创造良好城市视觉景观效果。社会经济环境影响对策在经过居民密集敏感地段，严禁夜间施工。对运输车辆及施工机械应加强维修，保证运输车辆及施工机械处于良好工作状态，降低噪声对周围环境影响。对因项目建设涉及征地而搬迁居民，应给予合理补偿安置，以保证居民能尽快恢复正常生产壤土。地质结构稳定持力层可靠。项目区环境质量保持了相对稳定，大气环境质量稳定在国家二级标准以内，主要大气污染物是总悬浮颗粒项目功能区噪声道路交通噪声和区域环境噪声低于国家标准。建设用地地势平坦，具有合适高程，保证了在汛期易于排水不受水淹交通条件便利。项目施工条件项目建设是县灾后恢复重建和改善县基础设施重要项目，得到了县政府大力支持和各部门积极配合，项目建设条件已经具备。工程前期工作情况项目前期工作进展顺利，前期立项规划土地环评等均得到相关部门同意。综上所述，项目建设条件已具备。第六章项目管理及保障措施项目管理管理体制该项目主办法人是县农村信用合作联社，法人代表朱勇。建设期由镇信用社按国家有。约亩，建筑面积约平方米。工期安排项目建设期个月工程施工期年月投资估算资金来源及使用计划投资估算根据初步测算，县农村信用合作联社信用社灾后重建工程项目总投资万元，其中，第部分工程建设费用万元，第二部分工程建设其他费用万元，第三部分预备费万元。资金来源县农村信用合作联社信用社灾后重建工程项目总投资万元，其中灾后重建资金万元，自筹资金万元。结论与建议县农村信用合作联社信用社重建工程项目属汶川大地震灾后恢复重建项目。项目实施，有利于县迅速开展灾后重建，尽快恢复和改善灾区基础设施，有利于稳定灾区群众生产生活秩序，具有现实必要性和紧迫性。项目建设条设成功，就必须通过积极有效组织协调排除障碍解决矛盾，以保证实现建设项目各项预期目标。加强安全建设管理本项目工程内容涉及大量沟槽施工，工期要求紧，施工安全管理好坏将直接影响到该项目经济和社会效益。首先，监督并要求施工单位建立健全工程项目安全生产制度，必须建立符合该项目特点安全生产制度，项目管理监理施工及相关人员必须认真执行制度规定和要求。工程项目安全生产制度符合国家地方相关行业及单位有关生产政策法规条例规范和标准。资金管理建设资金应按照灾后重建资金管理要求开设专用帐户专款专用。制定用款计划，确保建设资金足额恰当适时用于工程建设。第十四章社会评价项目社会影响分析社会评价从以人为本原则出发，研究拟建项目社会影响分析项目与所在地区相互适应性分析和社会风险分析。县农村信用合作联社信用社工程在其建设过程中和完成后，必然会影响到周边乃至整个镇社会与经济发展，包括产生正面影响通常称为社会效益和负面影响。与项目关系密切主要群体分析项目建设县信用社，镇居民，企业，个体经营户是项目建设受益者。项目建设地点周边居住居民，项目建设过程中他们是短期受损者。主要社会效益分析直接经济效益项目建成后，将为县镇灾后重建工作顺利开展创造条件和打下坚实基础。特别是对县因受灾遭到破坏金融服务体系将重新恢复和改善，使灾区企业和居民得到完善服务保障。项目实施对镇经济影响是显著。无形资产效益项目实施后，将改善县镇基础设施条件，为乡镇经济发展和社会发展奠定坚实基础。负面项目概况项目建设背景畜牧业是传统产业，也是当今最富有活力特色产业，又是在当前农业农村经济结构战略性调整中最有希望优势产业。改革开放以来，畜牧业有了长足发展，与年相比，肉类产量增长了近倍，奶类产量增长了近倍，羊毛产量增长了近倍，牧业产值增长了倍。然而，由于种种原因，畜牧业发展不平衡，发展速度低于其他行业，特别是牧业产值在大农业总产值中所占比例年来直徘徊在左右，而同期全国这比例却增长了个百分点，从年增长到年。畜牧业产值在大农业总产值中所占比例反映出个国家或个地区经济发展水平，在西方发达国家，如美国加拿大欧洲澳大利亚等，畜牧业在大农业总产值中均占到以上。迄今为止，促很强，投入也较大，要有批专业人员负责生产管理，同时对饲料营养要求也很高，饲养专门二元三元杂交种或专门化配套系。其生猪饲养量占全国饲养总量左右，生产猪肉为瘦肉型。主要作供港活猪和供国内大城市消费。相当于部分工厂化养猪场生产水平已达到养猪发达国家水平。社会风险及对策分析主要风险性因素影响本项目经济三种经济因素敏感程度为销售收入经营成本固定资产投资，即销售收入变化是影响项目经济效益最敏感因素，即产品价格和生产效率质量对项目内部收益率影响显著。由于本项目设计起点高，根据国内先进设备生产工艺养殖管理技术进行管理，产品价格产量同比有较强竞争力，实现预计销售收入安全系数较大，因此认为本项目风险性较小。防范和降低风险措施养猪经济效益，关键是提高出栏率，这样不但可加快周转，充分抓住高价位行情，还可以大幅度降低猪只省所需存能量消耗降低疾病感染机会减少药费人工场地资金周转等养殖成本。尤其在农村，同样是养猪，有养猪户赚钱，有却赔钱，主要原因就是许多养猪户尚未脱离落后养猪方法和传统习惯，养猪效益不高。养猪只要讲究品种饲料疾病管理，就能提高肥育猪出栏率，获得理想效益。品种选择充分利用杂交优势，选择生长快体型大品种，这样猪生长优势强饲料报酬高母猪不用去势即可出栏。选择以上杂交猪作为商品猪育肥对象，洋三元土三元杂交均可，但以洋三元杂交为最好。目前来讲，国内多采用长白和大约克夏杂交母猪与杜洛克公猪交配，从而获得最佳三元组合。选择杂交影响与对策负面影响社会负面影响主要是由于项目施工建设产生噪声建渣对周边居民生活造成影响。减少负面影响对策工程设计方案环保措施沿线属亚热带气候，旱雨季分明，降雨量集中，为防止建筑物被冲刷，确保排水畅通，设置必要边沟截水沟排水沟急流槽等排水设施，将水排到附近河沟中。服务站内进行园林绿化，形成绿色园林带，对区域内城市环境起到改善和美化作用。人工构造物和附属设施，其造型和色调做到与自然景观协调，为市民提供安全优美舒适整洁旅行和休憩环境。施工时采取措施施工时，建筑垃圾弃土应做到规范化，建渣运输应保证城市环境卫生，弃土应充分利用在填方区域，严禁随地弃土，导致因雨季水土流失造成河流污染。施工时尽可能在地块红线内进行，施工人员居住点产生生活污水不得随地倾倒，生活垃圾要集中处理。含有害物质建筑材料堆放点要远离社区居民点，工程废料和建筑垃圾不得随意堆放，必须及时运走。材料在运输途中，应采取封闭或遮盖措施，避免抛撒。粉煤灰运输应湿取湿运。绿化植被恢复施工结束后，对破坏绿地要给予尽量恢复，使项目建成后与周围自然环境相协调，保持生态平衡，创造良好城市视觉景观效果。社会经济环境影响对策在经过居民密集敏感地段，严禁夜间施工。对运输车辆及施工机械应加强维修，保证运输车辆及施工机械处于良好工作状态，降低噪声对周围环境影响。对因项目建设涉及征地而搬迁居民，应给予合理补偿安置，以保证居民能尽快恢复正常生产壤土。地质结构稳定持力层可靠。项目区环境质量保持了相对稳定，大气环境质量稳定在国家二级标准以内，主要大气污染物是总悬浮颗粒项目功能区噪声道路交通噪声和区域环境噪声低于国家标准。建设用地地势平坦，具有合适高程，保证了在汛期易于排水不受水淹交通条件便利。项目施工条件项目建设是县灾后恢复重建和改善县基础设施重要项目，得到了县政府大力支持和各部门积极配合，项目建设条件已经具备。工程前期工作情况项目前期工作进展顺利，前期立项规划土地环评等均得到相关部门同意。综上所述，项目建设条件已具备。第六章项目管理及保障措施项目管理管理体制该项目主办法人是县农村信用合作联社，法人代表朱勇。建设期由镇信用社按国家有。

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