第一组开口凸轮箱报告

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开口凸轮箱拆装测绘 与中间轴结构设计

总结报告

班级: 11纺机电 组号： 组长： 组员：

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2013年1月01日

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目 录

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概述 .......................................................................................................................................... 3 开口凸轮箱拆装测绘 .............................................................................................................. 3 2.1 拆装测绘方案的制定 .................................................................................................. 3

2.1.1 准备工作 .......................................................................................................... 3 2.2 开口凸轮箱的具体拆卸步骤 ...................................................................................... 4 2.3 装配 .............................................................................................................................. 5

2.3.1 装配前的准备工作 .......................................................................................... 5 2.3.2 准备工作的内容 .............................................................................................. 5 2.3.3 装配的注意事项 .............................................................................................. 5 2.4 机械装配的一般要求 .................................................................................................. 6 2.5 开口凸轮箱拆装实训有关注意事项 .......................................................................... 7 2.6 拆装测绘实施 .............................................................................................................. 7 3 开口凸轮箱中间轴设计 ........................................................................................................ 11

3.1 运动简图 .................................................................................................................... 11 3.2 受力分析 .................................................................................................................... 12

3.2.1 直齿圆锥齿轮受力分析 ................................................................................ 12 3.2.2 直齿圆柱齿轮受力分析 ................................................................................ 13 3.3 中间轴的设计 ............................................................................................................ 13

3.3.1 选材料 ............................................................................................................ 13 3.3.2 估算轴径 ........................................................................................................ 13 3.3.3 计算轴的弯矩，扭矩 .................................................................................... 13

4.改进后的图 ................................................................................................................................. 16

4.1开口凸轮箱设计前的装配图 .......................................................................................... 16 4.2开口凸轮箱设计后的装配图 .......................................................................................... 17 4.3改进之后的阶梯轴 .......................................................................................................... 17 5、学习小结 .................................................................................................................................. 18 参考文献： .................................................................................................................................... 18

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1 概述

织机有五大运动，分别由五大机构完成，其中之一是开口机构，开口机构有连杆开口机构、凸轮开口机构、多臂开口机构、提花开口机构。凸轮开口机构有整个机构装在织机下方的开式凸轮机构，有整个机构装在箱体中的半闭式凸轮开口机构，这种半闭式凸轮开口机构简称开口机构。开口凸轮箱适应高速，速度可700R/MIN，常用于新型织机中。

2 开口凸轮箱拆装测绘

2.1 拆装测绘方案的制定

2.1.1 准备工作

（1）观察开口凸轮箱的外形，用手来回推动输入轴，感受传动过程。观察开口凸轮箱各个部分的结构。

（2）观察开口凸轮箱的传动路线，分析该传动方案的特点。观察各级传动所采用传动机构的特点，并判断其布局是否合理。

（3）观察轴系部件，分析传动零件所受轴向力和径向力向箱体基础传递的过程，分析轴上零件的轴向和周向固定方法，观察轴承组合的固定方法

（4）观察箱体部件，观察箱体的结构工艺性（如薄厚壁之间的过度、拔模斜度、两壁间的连接、箱体底面结构、同一轴线上的两轴承孔直径是否相似、各轴承坐孔外端面是否处于同一平面等），观察支撑肋板的凸台的位置及高度，观察各部分螺栓的尺寸及间距，它们与外箱壁、凸台边缘的距离，并注意扳手空间是否合适。

（5）观察箱体附件，观察油标、放泊螺塞等的结构、位置及功能。

（6）观察润滑与密封装置，分析传动件采用何种润滑方式，观察传动件与箱体的距离，分析滚动轴承的润滑方式，观察加油孔的结构与位置。

（7）分析传动零件的结构、材料及毛坯种类。

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2.1.2 一般规则和要求

（1）拆卸前必须熟开口凸轮箱的各部构造和工作原理。为了搞清开口凸轮箱的构造、原理和性能，可以查阅相关说明书和技术资料。

（2）从实际出发，可不拆卸的尽量不拆卸，需要拆的一定拆。拆装不仅增加了修理的工作量，而且对零件的寿命也有很大的影响 。但对于不拆卸的部分必须经过整体的检验，确保使用的质量，否则会使隐患缺陷在使用中发生故障和事故，这是绝对不允许的。如果不能肯定内部零件的技术状态时，就必须拆卸检查，以保证修理的质量。

（3）使用正确的拆卸方法，高度注意安全。开口凸轮箱解体前，应先切断电源。擦洗外部，将润滑液倒入油盆。分解的顺序一般是先附件后主体，先外后内，先上部后下部。拆卸时应记住各零件的顺序，拆卸的顺序大体上和装配的顺序相反，先装的后拆。使用合理的工具和设备，避免猛敲很打，严禁直接捶打机件的工作面。必须敲打时应使用木锤、铜锤或铅垂，或垫以软性材料。对不可拆卸的连接或拆卸后降低精度的结合件，不得已要拆卸时，应尽量保护它的精度，特别是应保护材料贵、结构复杂、生产周期长的零件。

（4）拆卸时应为装配创造条件

精密而又复杂的部件，应画出装配草图或传动系统图，拆卸时还要做好标记（顺序和方位），以免浪费装配的找正和调整的时间（一般采用误差消除法装配）。对于高精度、低表面粗糙度的零件，清洗后要涂防锈泊并用泊纸包装。对于细长的零件要悬挂，如平放，要用多个支撑点，以免腐蚀和变形。对于液压元件、润滑油孔应加以堵塞保护，以免掉进污物或尘屑。各部件应分箱放置，避免丢失和混杂。

2.2 开口凸轮箱的具体拆卸步骤

（一）凸轮轴 凸轮轴两侧的螺钉→拿掉轴圈→取出凸轮轴→凸轮轴上的轴承、挡圈、皮带轮、螺钉→凸轮片

（二）侧轴 轴盖螺钉→ 取掉轴盖→取出侧轴→侧轴轴承、挡圈

（三）下侧主轴 下侧主轴轴套→下侧主轴齿轮→下侧主轴齿轮→侧主轴轴承等

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2.3 装配

开口凸轮箱经过维修后的装配方法与装配质量，是达到修理质量的重要环节。装配的顺序与拆卸相反，并随机械的构造不同而不同。

其原则是：丛里到外，从上到下，先零件后部件，最后总装成整台机器。

2.3.1 装配前的准备工作

装配前应该做好充分的准备工作，使装配工作能顺利进行，否则，由于配件延期，延误了设备恢复生产的时间，会使工厂受到较大的经济损失。

2.3.2 准备工作的内容

（1）了解所装配设备的用途，各部分的结构和工作原理及有关的技术要求。 （2）定适当的工作地点。

（3）备必需的设备、工具和装配所需的辅助材料，如纸垫、毛毡、垫圈等。

（4）定基本部件（如主轴箱或机械的机架）的安装位置，安排好零件、部件安装的顺序，避免中途返工浪费时间。

（5）做好起重与搬运的准备。

2.3.3 装配的注意事项

（1）应保证零件的质量机械设备的装配质量与零件本身的质量有密切关系。如果零件的几何精度、表面粗糙度和热处理不符合要求。则会产生装不上或旦然勉强装上去，但不能达到装配精度。这样不仅影响装配质量，而且还会影响到装配的效率。

（2）力的作用点必须保持正确的脚螺钉的位置与地脚的螺钉孔对不准，强行将底脚螺钉打偏，则会使紧固螺钉的作用点不正确，从而使箱体变形。

（3）加紧力必须均匀一致当用螺钉连接时，如果加紧力不均匀，使一边加紧，则会产生加压弯曲。如果加紧力小，将会使部件连接不紧，如果加紧力过大，则螺钉容易损坏。为此应选用正确的紧固方法，并应使用合适的工具。

（4）对固定连接的要求固定连接的零件，除要求具有足够的连接强度外，还应保持

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其结合处的紧密性，不允许有间隙、松弛和渗漏的现象。为防止泄露，可降低两接触面得表面粗糙度，然后用强力压紧，或在连接的结合面间放置衬垫。

（5）对滑动配合零件的要求滑动配合的零件应具有最小的允许间隙，并且滑动要灵活自如。经过刮、磨精加工的导轨与其相配合零件的表面，应能全部贴紧。

（6）对定位销的要求为使零件相互位置精度固定而采用定位销钉时，其数量至少要有两个。常用的销钉有圆柱形和圆锥形两种。其工作表面（全长上）应与两连接零件孔的内表面完全贴紧。

（7）对两连接零件结合面的要求装配时，两连接零件结合面之间，不允许放置图样上没有的或结构本身不需要的衬垫，如箱体支持面，均用螺丝固定，在装配时，不应使用衬垫。

2.4 机械装配的一般要求

（1）清洗

在装配前，不论是新的零、部件或是已经清洗过的旧零、部件，都应进一步清洗。 (2)检查

在装配前，应对所有的零、部件按技术检验的要求进行检查，在装配的过程中，也要随时对装配质量进行检查，避免全部装好后再返工。

（3）配合记号

对所有的配合件，不能互换的零、部件，都应按拆卸、修理或制造时的所作的记号，成对或成套的进行试装配，不允许混乱。

（4）垫圈的图层 为保证密封性，安装各种衬垫时，要求在垫圈表面涂抹机油、封胶或虫胶漆。 （5）配用新的止动元件，副开口销、弹簧垫圈、保险垫片等必须按原机械要求配齐，不得遗漏，一般不准重复使用。 （6）定位销的装配

装定位销，不准用铁器强迫打入，应在配合安全适当时，轻轻打入。 （7）涂润滑脂

对运动零件的摩擦面，均应涂有润滑油脂（用运转时所用的润滑油脂，脂脂的盛

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具需清洁有盖，以防尘沙进入。

2.5 开口凸轮箱拆装实训有关注意事项

（1）拆装时，把拆下的螺栓等零件按种累排好，以防散失。

（2）实验完毕后把设备及工具整理好，经指导教师同意方能离开实验室。

2.6 拆装测绘实施

小组成员讨论后，制定出拆装方案，崔祥顺、杨川、郭震川主要进行拆装，谢凤巧、张海玲进行测绘，记录数据等，并绘制出零件图。

零件图如下：

图一 加紧套

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图二 联轴器

图三 方盖

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图四 大圆锥齿轮

图五 小圆锥齿轮

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图六 直齿圆柱齿轮

图七 轴套

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3 开口凸轮箱中间轴设计

3.1 运动简图

题号 1 输入轴转速 1000rpm 输出轴转速 500 rpm 功率 2.5 KW 11

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3.2 受力分析

3.2.1 直齿圆锥齿轮受力分析

P9550?2500??47.75KN?m n1500T1?9550?T2?T1?i???47.75?2?0.95?90.725KN?m，η取0.95 dm1?(1?0.5?R)d1?(1?0.5?0.3)?80?68mm，?R?b1? R3Ft1??Ft2?2T12?47750??1404.4N dm168

Fa2??Fr1?Ft1tan?cos?1?1404.4?tan20??cos26.57??133.377NFa1??Fr2?Ft1tan?sin?1?1404..4?tan20??sin26.57??65.837N

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3.2.2 直齿圆柱齿轮受力分析

P9550?2500??47.75KN?m n4500T3?T4?9550?Ft3??Ft4?2T32?47750??596.875Nd3160Ft3596.875??635.16Ncos?cos20?Fr3??Fr4?Ft3tan??596.857?tan20??217.238N Fn3??Fn4?

3.3 中间轴的设计

3.3.1 选材料

选择45号钢，调质处理，查表得其许用应力???为35KPa。

3.3.2 估算轴径

9.55?106?2.5d??8.56mm

0.2?38?50033.3.3 计算轴的弯矩，扭矩

3.3.3.1 垂直面弯矩

m?Fa2D2160?133.377??10670.16N?m 22Fr2?NB?ND?Fr3?m?98NB?144Fr3?475ND?0 解得ND?N，NB?N在CD段, M??ND??1，

0??1?331

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?1?0，M?0N?m??311，M??46.456N?m

331??2?377

）, 在BC段,M??ND??2?Fr（3?2?331?2?331，M??46.456N?m?2?377，M??41.253N?m

）?N（377??3?475 在AB段 M??ND??3?Fr（3?3?331B?3?377），?3?377，M??41.253N?m?3?475，M??89.499N?m

3.3.3.2 水平面弯矩

Ft3?FT2?ND?NB98NB?475ND?144Ft3解得ND??297.9N，NB??420.47N在CD段 M?ND??1，

331??2?377

0??1?331

?1?0，M?0N?m?1?331，M?98.605N?m1, 在BC段 M??ND??2?Fr（3?2?33）?2?331，M?98.605N?m?2?377，M??80.281N?m

）?N（377??3?475 在AB段 M??ND??3?Fr（3?3?331B?3?377），?3?377，M??80.281N?m?3?475，M??22.04N?m

3.3.3.3 合成弯矩

合成弯矩

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MA?46.456N?mMB?41.2532?98.6052?106.887N?mMC?89.499?80.276?133.165N?mMD?22.04N?m22

3.3.3.4 扭矩

T??mA?mC?T3?T2?81.857?77.764?4.093N?m

3.3.3.5当量弯矩

MeA?68.82?(4.1?0.6)2?68.9N?mMeB?120.72?(4.1?0.6)2?120.8N?mMeC?(4.1?0.6)?46.7?95.5N?mMeD?(0.6?4.1)2?0N?m

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3.3.3.6 确定轴的直径

d?M2?T2?16?13.1

d3 15

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4.改进后的图

4.1开口凸轮箱设计前的装配图

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4.2开口凸轮箱设计后的装配图

4.3改进之后的阶梯轴

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5、学习小结

通过对开口凸轮箱的学习，我们已经基本掌握了开口凸轮箱的整体工作原理，以及部分机械知识，在整个开口凸轮箱的学习中、动手操作拆装当中我们分工明确积极应对出现的各种问题，在拆装过程中我们不断向老师提出我们的疑惑问题，并且得到老师认真详细的解答。

我们对出现的问题通过小组同学认真讨论与分析，加之梁老师的帮助下我们顺利的完成项目，较好的完成了对开口凸轮箱的拆装中间轴的改进设计等各项工作，同时通过小组讨论的学习方式提高了我们的动手能力，团队合作能力。

在此深深的感谢梁老师对我们的教导与帮助。

参考文献：

[1]机械设计手册编委会，机械设计手册（第三卷）-北京，机械工业出版社 2004.8 [2]周海波主编 机械设计基础 江苏 南通纺织职业技术学院2004.12

[3]薛秋红主编，织机开口凸轮箱拆装与设计指导书，江苏 南通纺织职业技术学院2005.9 [4]吉化集团公司编写 机械制图 北京化学工业出版社2003.11 [5]刘锡奇，太史洪顺主编 机械制图 大连理工大学出版社，2003

[6]骆泰君，朱诗顺主编 机械课程设计简明手册 北京 化学工业出版社2006.6 [7]王大康，卢颂峰主编 机械设计课程设计 北京 北京工业大学出版社2006.1 [8]卜炎主编 机械传动装置设计手册 北京 机械工业出版社1998.12

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