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揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
課題： 軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)(總體、卷制裝置設(shè)計(jì))
專 業(yè) 機(jī)械制造/計(jì)算機(jī)運(yùn)用與維護(hù)
學(xué) 生 姓 名 孫 鴻 祥
班 級(jí) 03機(jī)/計(jì)（1）
學(xué) 號(hào) 0301610103
指 導(dǎo) 教 師 梁 明 富
專 業(yè) 系 主 任
發(fā) 放 日 期 2007年3月 4日
一、設(shè)計(jì)內(nèi)容
課題來(lái)源于南京市雙圓彈簧廠。為高效率制造軸承卡簧需設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)。
本課題完成：
1.總體設(shè)計(jì)
2.卷制裝置設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
工件: 軸承卡簧
鋼絲尺寸：<=2*3
卡簧最大外徑：<=φ150mm
卷制速度：30只/min
三、技術(shù)要求
1.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度；
2.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
3.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)便于維修、調(diào)整；
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)物化成果的具體內(nèi)容及要求
1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，達(dá)1萬(wàn)字以上，且要符合規(guī)范要求；
2.設(shè)計(jì)圖樣全部用AutoCAD繪制，總的繪圖量達(dá)3張A0以上；
3.具體設(shè)計(jì)的圖樣有：
（1）總裝配圖一張；
（2）卷制裝置部裝圖一張；
（3）卷制裝置全部零件圖。
可附其他實(shí)物及實(shí)驗(yàn)要求
五、主要參考文獻(xiàn)：
1.張英會(huì)等主編.彈簧手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997
2.羅輝主編.機(jī)械彈簧制造技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987
3.徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995
4.葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001
5.葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001
6.李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995
7.<<中國(guó)軸承新舊型號(hào)對(duì)照手冊(cè)>>編寫(xiě)組編.中國(guó)軸承新舊型號(hào)對(duì)照手冊(cè).北京:兵器工業(yè)出版社,1995
六、其他
3
文 獻(xiàn) 資 料
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造/計(jì)算機(jī)運(yùn)用
學(xué) 生 姓 名 孫鴻祥
班 級(jí) 03機(jī)/計(jì)（1）
學(xué) 號(hào) 0301610103
指 導(dǎo) 教 師 梁明富
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文 獻(xiàn) 資 料
［1］苗乃元，房苗雷.BJH50-800半自動(dòng)卷簧機(jī)設(shè)計(jì)[J].鍛壓機(jī)械，2002，(1)：25-27.
［2］朗學(xué)孝.熱卷圓簧的旋向問(wèn)題[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2001，(1)：14-15.
［3］張克球．預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼較線質(zhì)量現(xiàn)狀[J]．金屬制品，2005，(1)：43-49．
［4］瞿文廣.卷簧機(jī)直徑凸輪加工方法的改進(jìn)[J].機(jī)械工藝師，1997，(8)：27.
［5］Howard A.Greis.新式微型連續(xù)卷簧機(jī)[J].現(xiàn)代制造.2005，（22）26-28.
[6] Yang Yu. Fault diagnosis approach for roller bearings based on empirical mode decomposition method and hilbert transform[J].Chinese journal of mechanical engineering,2005,(2):267-270.
［7］朗學(xué)孝．對(duì)熱卷圓簧的旋向問(wèn)題的看法[J]．機(jī)車車輛工藝，2001，(1)：35-38．
［8］廖厚德．彈簧行業(yè)的發(fā)展[J]．金屬制品，1996，（1)：16-17．
［9］梁興斌．無(wú)芯自動(dòng)卷簧機(jī)[J]．鐵道車輛，1972，(5)：15-17．
［10］鄧玲．四磨頭自動(dòng)彈簧端面磨床的研制[J]．機(jī)電技術(shù)，2005，(2)：22-26．
6．Solidworks建模 首先我要對(duì)Solidworks進(jìn)行介紹一下，它是一種先進(jìn)的，智能化的參變量 式CAD設(shè)計(jì)軟件，在業(yè)界被稱為“3D機(jī)械設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先者”，易學(xué)易用， 界面友好，功能強(qiáng)大，在機(jī)械制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，掌握和使用Solidworks已 經(jīng)成為最基本的技能之一。 與傳統(tǒng)的2D機(jī)械制圖相比，參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件具有許多優(yōu)越性，是 當(dāng)代機(jī)械制圖設(shè)計(jì)軟件的主流和發(fā)展方向。傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)通常是按照一定的 比例關(guān)系，從正視，側(cè)視，俯視等角度，根據(jù)投影，透視效果逐步繪出所需要 的各個(gè)單元，然后標(biāo)注相應(yīng)尺寸， 要 制圖和 圖 具 好的 繪圖和 能 。 果標(biāo)注尺寸發(fā) 變化， 圖 的尺寸 步變 果 變 圖行， 標(biāo)注尺寸 發(fā) 變化， 要?￠繪制，標(biāo)注， ￡?繪圖￥?相當(dāng)§?。 參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件，是參currency1式和變量式的統(tǒng)稱。在繪制'“圖后，? ??fi尺寸等currency1fl 制–件和 ? 制–件，?“圖進(jìn)fi'·定 ??， 是參currency1式?式。?”軟件?…?fi 關(guān)‰ 性， 果? 標(biāo)注尺寸， 圖 的尺寸 步 ￠。 ?? ` ′?的 制–件，?“圖?”ˉ定 ? ?， 是變量式????。 Solidworks? ?˙件，¨ ?和￥?圖等 件?成，?有 成˙件之ˇ的圖 —稱為“圖。?2D，3D“圖 成3D? 和￥?圖`， 果? “圖的 標(biāo)注尺寸， 3D? 和￥?圖 步 ￠ 相 ， 果? ￥?圖的標(biāo)注 尺寸， 3D? 和“圖 步 ￠。軟件使用 常方 ，大大 設(shè) 計(jì) 的￥?量， ￥?效 。 通常，從 一個(gè)˙件 件 ?一個(gè)￠˙件 件 ，繪制“圖a 成基 ? a然后在? ?? 多的 ， 成˙件。 ??從 ?軟件?fi?面 o? ， ， 成˙件和¨ ?￥?圖。 是常用的設(shè)計(jì)方 ， 是?下 的設(shè)計(jì)方 。 “圖繪制從˙件 件 ，對(duì)”一個(gè)￠的 ?設(shè)計(jì)，要首先 ?˙件 件。 ?”˙件a¨ ? ￥?圖的相關(guān)性，所?當(dāng) 一個(gè)視圖 變`， ? 個(gè)視圖 ?… 變。 SolidWorks2006?許?定 功能, ?單? 的”￥具”_” ”??,? ? .定 ”系統(tǒng) ”和” 件 性” . SolidWorks2006???…保存￥?.?…恢復(fù)功能???…保存˙件,¨ ? ￥?圖 件的信息,在系統(tǒng)死機(jī)` 丟失currency1據(jù). 果設(shè)定? ,則 ”￥ 具”_” ”?單??.在”系統(tǒng) ” ,單擊” 份” , ”每 (n)次 后,?…恢復(fù)信息”復(fù) 框,然后設(shè)定信息?…保存ˇ應(yīng)發(fā) 的變 次 currency1. SolidWorks2006具有很強(qiáng)的 件交換功能,??輸fi,輸出currency1十種 件格式,? ?與AutoCAD，pro/ENGINEER,Solid Edge,CAM等軟件很方 地進(jìn)行 件交換。 SolidWorks2006在“圖繪制?式 ￥?圖 供 網(wǎng)格線和捕捉網(wǎng)格線 功能。?將網(wǎng)格線與? 邊線對(duì)齊， ?捕捉到角度。網(wǎng)格線和捕捉功能在 SolidWorks2006 太使用，￡為SolidWorks是參變量軟件，尺寸和 關(guān)系 已 供 所需的精度 各個(gè)部零件的建立 6.1建立新文件 1． 單擊標(biāo)準(zhǔn)￥具? 的￠ ??按鈕， “ 件”——“￠ ” ?單??， “￠ Solidworks 件”對(duì)話框。 2． 單擊“˙件”圖標(biāo)（ 單擊“ 級(jí)”按鈕，進(jìn)fiTutrial窗口，然后 “˙件”圖標(biāo)）。 3． 單擊“確定”按鈕， ` 創(chuàng) 一個(gè)￠的˙件 件。 6.2 制 程繪 過(guò) 1. 的建模軸 （1）.“圖的繪制 （2）拉伸第一段軸成o? （3）拉伸第二段成o? （4）拉伸第 段成o? （5）拉伸第四段成o? （6）拉伸第五段成o? （7）插fi基準(zhǔn)面 （8）拉伸切除 (9)再次插fi基準(zhǔn)面 （10）拉伸切除 （11）倒角 2．一 的建模 軸鍵 （1）“圖的繪制 （2）拉伸成o? 4． 的建模軸齒輪 （1）“圖繪制 （2）拉伸o? （3）陣列圓周 （4）拉伸o? （5）拉伸切除 3．一 套筒的建模軸 （1）“圖的繪制 （2）拉伸o? （3）拉伸o? （4）倒角 4． 二 的建模 程（同上）軸 過(guò) 5.三 的建模 程軸 過(guò) （同上） 6.四 的建模 程（同上）軸 過(guò) 7.扇行 的建模 齒輪 （1）“圖的繪制 （2） 拉伸o? （2）陣列圓周 (3) 拉伸切除 （3）倒角 (4) 拉伸切除 8．裝配體 （1）¨ 個(gè)部件 成¨ ? 7總結(jié) 本課?我首先 解 卷簧機(jī)的￥?原理，明確 扇 齒輪對(duì)傳…¨置? 整?機(jī)器的?要意 。在?基礎(chǔ) ，?析被?￥˙件的尺寸和技術(shù)要 ，利用卷 簧機(jī)的￥?原理設(shè)計(jì)軸承 簧卷制機(jī)，并且掌握包括傳…¨置，卷制¨置，切 斷¨置在內(nèi)的總?結(jié)構(gòu)。 為使得機(jī)器簡(jiǎn)單，?靠，安·，在整個(gè)結(jié)構(gòu) ，?扇 齒輪?為傳…¨置 的最核心部?。在卷制¨置 ，為使 個(gè)滾輪能夠o現(xiàn) 步 向轉(zhuǎn)…，采用 個(gè) 小齒輪 `嚙合一個(gè)大齒輪的結(jié)構(gòu)。 課題的?要￥?是在”機(jī)器的傳…¨置的設(shè)計(jì)，在￥?初期，需要計(jì)算出 卷制滾輪牽引鋼絲成 彈簧的牽引 ， 部?的計(jì)算我是根據(jù) 圓彈簧 的 '成的。算出牽引 ??根據(jù) 傳…¨置? 卷制¨置的傳…比確 定本機(jī)器的 …機(jī)，從 計(jì)算出總?結(jié)構(gòu)的傳…比并? 各級(jí)傳…的傳…比。? 各級(jí)傳…比??設(shè)計(jì)出傳…¨置 各˙件的尺寸和參currency1要 。 在課題的 過(guò)? ，我 ?ˇ學(xué)的 o的 ，對(duì)” ?理 和?￥￥ 有 ￠的 ，在過(guò) 的四 ，我 然學(xué)過(guò) ，?? ”?有 用”o ，學(xué)'后 很多， 正 的?有多 。在 次設(shè)計(jì)過(guò)? ，我 要使用 方面的?業(yè) ， 在￠ 強(qiáng)￡我 強(qiáng)化和?￥ 。??，我 對(duì)￥?制圖? §currency1'“?§?繪圖軟件掌握的 ?fi ，為? 后進(jìn)fifl 能 –￥??定 基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)
開(kāi)題論證報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造/計(jì)算機(jī)運(yùn)用
學(xué)生姓名 孫鴻祥
班 級(jí) 03機(jī)/計(jì)（1）
學(xué) 號(hào) 0301610103
指導(dǎo)教師 梁明富
完成日期 07.5.1
課題名稱：軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)(總體、卷制裝置設(shè)計(jì))
一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1：課題來(lái)源：本課題來(lái)源于鹽城市雙圓彈簧廠。為高效率制造軸承卡簧需要設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)。
2：課題研究的主要內(nèi)容：本課題完成： 總體設(shè)計(jì) 卷制裝置設(shè)計(jì)
3：國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述：
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入和社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，彈簧作為通用基礎(chǔ)件，量大面廣，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)所有領(lǐng)域。和先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家相比，我國(guó)彈簧業(yè)總體技術(shù)水平要落后30年，個(gè)別企業(yè)落后10年左右。在所有配套彈簧中（除軍工等特殊產(chǎn)品外）汽車工業(yè)是要求最高的，其中尤以懸架彈簧、氣門(mén)彈簧、穩(wěn)定桿最為典型，最能說(shuō)明行業(yè)現(xiàn)狀和差距，比較普遍令人關(guān)注的問(wèn)題是：
缺乏自主的獨(dú)立開(kāi)發(fā)能力，大部分企業(yè)按來(lái)圖制造，絕少參與同步開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)權(quán)、更改權(quán)、認(rèn)可權(quán)都掌握在主機(jī)廠手中，主要在國(guó)外汽車公司中，全行業(yè)開(kāi)發(fā)能力差、實(shí)驗(yàn)手段有限是不爭(zhēng)的事實(shí)。
中國(guó)加入WTO之后給彈簧業(yè)帶來(lái)商機(jī)，但以現(xiàn)有的技術(shù)質(zhì)量水平去應(yīng)付出口市場(chǎng)，必然會(huì)隱含風(fēng)險(xiǎn)。工欲善其事，必先利其器，要提升自身的技術(shù)質(zhì)量水平，首先要有投入，有些企業(yè)在技改時(shí)受到資金、技術(shù)、信息等諸多條件制約，設(shè)備改造和連線力度稍有欠缺。還有一些企業(yè)新規(guī)劃了廠房，生產(chǎn)裝備，但工藝手段變化不大，新瓶裝舊酒，手工作坊痕跡明顯，必然影響到企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
欲改變目前的不利環(huán)境，只有進(jìn)一步深化改革：?裁減冗員，壓縮管理成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。擴(kuò)張生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)行集約化生產(chǎn)，降低單件生產(chǎn)成本。加快技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)力量，重點(diǎn)縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和生產(chǎn)裝備改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)敏捷化、多品種生產(chǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)快速化反應(yīng)。持續(xù)改進(jìn)挖潛，推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。
二、本課題擬解決的問(wèn)題
首先，本課題設(shè)計(jì)的卡簧卷制機(jī)采用的是無(wú)芯卷制的方式，因此需要根據(jù)制造彈簧的內(nèi)徑不同，計(jì)算出卷制裝置的角度和定位。然后，由于彈簧棒料的進(jìn)給完全是利用若干組導(dǎo)輪的擠壓摩擦力完成的，所以需要計(jì)算出能夠產(chǎn)生牽引的摩擦力。此外，電動(dòng)機(jī)的功率也需要計(jì)算完成
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案：電動(dòng)機(jī)的功率需要根據(jù)卷簧機(jī)內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，算出傳動(dòng)比，再依據(jù)能滿足棒料進(jìn)給的功率來(lái)計(jì)算出所需電動(dòng)機(jī)的功率，同時(shí)還要考慮其他裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的功率
預(yù)期效果：1 軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度。2 軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3 軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)便于維修、調(diào)整。
四、課題進(jìn)度安排
3月6日～3月17日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月18日～3月30日．論文開(kāi)題階段。
提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
4月1日～5月10日． 設(shè)計(jì)(論文)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月11日～5月25日． 中期檢查階段
中期檢查，編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
5月26日～5月28日． 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯
5月29日～6月2日．畢業(yè)設(shè)計(jì)
圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿，材料復(fù)查。論文修改、定稿，材料復(fù)查。
6月3日～6月5日．畢業(yè)答辯
6月6日～6月8日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
年 月 日
六、專業(yè)系意見(jiàn)
年 月 日
七、學(xué)院意見(jiàn)
年 月 日
3
揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007
軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)(總體、卷制裝置設(shè)計(jì))
摘要：本課題在分析了軸承卡簧卷制機(jī)的基本工作原理和特點(diǎn)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)軸承卡簧卷制機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和卷制裝置做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，完成了一套完整的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了卷簧機(jī)的性能，使得軸承卡簧生產(chǎn)自動(dòng)化程度提高，生產(chǎn)效率更高 ，工人勞動(dòng)強(qiáng)度下降。
本課題的任務(wù)重點(diǎn)是軸承卡簧卷制機(jī)的總體設(shè)計(jì)和卷制裝置的設(shè)計(jì)。卷制裝置通過(guò)帶傳動(dòng)和減速器的減速以及扇形齒輪將動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)傳到卷制滾輪，利用一對(duì)或幾對(duì)上下滾輪的摩擦力推動(dòng)鋼絲向右運(yùn)動(dòng)，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。該結(jié)構(gòu)屬于無(wú)芯卷制方式，整機(jī)運(yùn)行性能較好，能滿足工件加工的速度及精度。
為了實(shí)現(xiàn)該卡簧卷制機(jī)的運(yùn)行要求，本課題使用扇形齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，經(jīng)過(guò)計(jì)算驗(yàn)證，扇形齒輪可以保證滾輪傳動(dòng)的精度要求，同時(shí)還可以通過(guò)扇形齒輪對(duì)切斷裝置進(jìn)行傳動(dòng)，使得機(jī)器整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性提高。此外，通過(guò)更換不同齒數(shù)的扇形齒輪可以調(diào)節(jié)機(jī)器的送線長(zhǎng)度，大大提高了卡簧卷制機(jī)工作的靈活性和通用性。
關(guān)鍵詞：軸承卡簧；無(wú)芯卷制；扇形齒輪
揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007
目 錄
1 前言………………………………………………………………………………1
2 彈簧的制造工藝…………………………………………………………………2
2.1 彈簧材料的種類………………………………………………………………2
2.2 彈簧的制造工藝………………………………………………………………2
2.2.1冷成形彈簧的制造工藝…………………………………………………………2
2.2.2 熱成形彈簧的制造工藝…………………………………………………………4
3 軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理……………………………………………………6
3.1 自動(dòng)卷簧機(jī)的介紹…………………………………………………………………6
3.2軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理………………………………………………………6
3.3 軸承卡簧卷制機(jī)送線推力的計(jì)算…………………………………………………7
4 軸承卡簧卷制機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………10
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………………………10
4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比…………………………………11
4.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………12
4.3.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)…………………………………………………………………12
4.3.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………12
4.4 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………14
4.4.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)………………………………………………………………14
4.4.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………15
4.5 軸的強(qiáng)度和剛度校核………………………………………………………………17
4.6總體結(jié)構(gòu)確定…………………………………………………………………22
5 卷制裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………………22
5.1 扇形齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………22
5.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………22
5.3 其它零件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………23
6. solidworks建?！?4
總結(jié)…………………………………………………………………………………35
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………36
致謝……………………………………………………………………………………37
附錄……………………………………………………………………………………38
軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì) （總體、卷制裝置設(shè)計(jì)）,設(shè)計(jì)人：孫鴻祥 指導(dǎo)老師：梁明富,摘要：,本課題的任務(wù)重點(diǎn)是軸承卡簧卷制機(jī)的總體設(shè)計(jì)和卷制裝置的設(shè)計(jì)。卷制裝置通過(guò)帶傳動(dòng)和減速器的減速以及扇形齒輪將動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)傳到卷制滾輪，利用一對(duì)或幾對(duì)上下滾輪的摩擦力推動(dòng)鋼絲向右運(yùn)動(dòng)，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。該結(jié)構(gòu)屬于無(wú)芯卷制方式，整機(jī)運(yùn)行性能較好，能滿足工件加工的速度及精度。,彈簧的制造工藝,彈簧的種類較多，形狀各異，精度要求不同，生產(chǎn)批量不等，因而制造方法也就有所不同。彈簧的制造方法根據(jù)成形工藝的不同可分為冷成形和熱成形兩種。當(dāng)彈簧材料尺寸較小，在常溫下成形的，稱為冷成形；當(dāng)彈簧材料尺寸較大，需將材料加工之后成形的，稱為熱成形。,卷簧,a.有芯軸卷簧 b.自動(dòng)卷簧機(jī)卷簧（無(wú)芯軸卷簧）,有芯軸卷簧,有芯軸卷簧多用于中、小批量的生產(chǎn)和專門(mén)設(shè)計(jì)、有特殊要求的彈簧。在大批量生產(chǎn)中，這種方法也用于卷制扭簧和一些拉伸螺旋彈簧。芯軸裝在主軸的卡盤(pán)上與主軸一起旋轉(zhuǎn)。主軸通過(guò)掛輪及送進(jìn)絲杠使彈簧材料的送進(jìn)裝置在床身上左右移動(dòng)，將彈簧材料緊緊的繞在芯軸上卷制成彈簧毛坯。壓縮螺旋彈簧支承圈的并圈則是通過(guò)自動(dòng)并圈裝置或機(jī)床開(kāi)合螺母手柄的操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)。,軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理,軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理,利用一對(duì)或幾對(duì)滾輪壓住鋼絲并旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)鋼絲動(dòng)依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲形。上、下圈徑桿可在各自的滑槽中移動(dòng)，通過(guò)控制上、下圈徑桿的位置，就可控制彈簧圈徑的大小。節(jié)距桿為垂直紙面的運(yùn)動(dòng)，其作用是使卷繞的鋼絲形成螺紋升角。通過(guò)控制節(jié)距桿的位置，就可控制彈簧節(jié)距的大小。當(dāng)卷繞完畢時(shí)，用切刀將鋼絲切斷。芯軸則作為切刀切鋼絲時(shí)的一個(gè)支承。,卷制裝置的設(shè)計(jì),扇形齒輪的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 其他零件的設(shè)計(jì),扇形齒輪的設(shè)計(jì),在該機(jī)器中，扇形齒輪是關(guān)鍵性的零件，扇形齒輪作為傳動(dòng)裝置的輸出端，又起到了卷制裝置和切斷裝置的輸入端的作用。扇形齒輪旋轉(zhuǎn)一周，一個(gè)被加工零件完成。該機(jī)器的技術(shù)要求中規(guī)定每分鐘生產(chǎn)30個(gè)卡簧，即扇形齒輪的轉(zhuǎn)速n=30r/min。同時(shí)，扇形齒輪作為切斷裝置的輸入端，需要保證切斷刀在每個(gè)零件生產(chǎn)完成后又足夠的停頓時(shí)間實(shí)現(xiàn)切斷，這就需要扇形齒輪不能是一個(gè)完整的齒輪。經(jīng)過(guò)計(jì)算，為了保證被加工零件直徑為150mm,扇形齒輪的有齒角度為225度，完整齒數(shù)為66齒，需要齒數(shù)為42齒。 在以后的使用操作中，如需要生產(chǎn)不同直徑的零件，只需更換相同模數(shù)不同齒數(shù)的扇形齒輪即可，使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。見(jiàn)圖,扇形齒輪的設(shè)計(jì),傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì),本機(jī)器傳動(dòng)裝置的主要問(wèn)題是如何保證兩個(gè)送線滾輪能夠?qū)崿F(xiàn)同步同向旋轉(zhuǎn)，對(duì)待此問(wèn)題，本課題采用一個(gè)同步大齒輪的結(jié)構(gòu)，使大齒輪同時(shí)嚙合兩個(gè)送線滾輪軸上的小齒輪，,傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì),其他零件的設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)導(dǎo)桿 校直裝置 上、下圈徑桿,調(diào)節(jié)導(dǎo)桿,本裝置中，由于鋼絲需要經(jīng)常拆卸，這就要求上送線滾輪能夠松卸和壓緊，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿即起壓緊作用。調(diào)節(jié)導(dǎo)桿通過(guò)螺紋調(diào)節(jié)桿在箱體內(nèi)部的距離，壓緊可調(diào)軸承座，從而壓緊滾輪。,校直裝置,校直裝置由兩組不同方向的校直滾輪組組成。每組校直滾輪組又由上下共5個(gè)校直滾輪組成。,上、下圈徑桿,上、下圈徑桿是用來(lái)卷制鋼絲，使鋼絲成型用的。徑桿的位置零件尺寸的不同，通過(guò)調(diào)節(jié)徑桿上頂桿的位置和角度，實(shí)現(xiàn)被加工零件的直徑大小。這里一般保證上下圈徑桿之間的角度為90度。,Solidworks建模,軸的建模 軸齒輪的建模 套筒的建模 裝配體,軸的建模,軸齒輪的建模,套筒的建模,裝配體,致 謝,為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已結(jié)束，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年的最后一次作業(yè)，也是最后一次考試，之前幾次課程設(shè)計(jì)累積的經(jīng)驗(yàn)給了我很大的幫助。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，它不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)，更是一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，個(gè)人的奮戰(zhàn)是不行了，要注重團(tuán)隊(duì)合作精神。 本課題是在老師梁明富的悉心指導(dǎo)下完成的，一學(xué)期的學(xué)習(xí)中，老師對(duì)我工作上嚴(yán)格要求，從課題的選定、資料的收集、材料的選用，實(shí)習(xí)的安排及論文的審定等各個(gè)環(huán)節(jié)，都傾注了老師大量的心血，尤其是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)使我受益匪淺，在此謹(jǐn)向老師致以最衷心的感謝和敬意。,卷簧機(jī)圖,卷簧機(jī),揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007
1前言
本課題來(lái)源于南京市雙圓彈簧廠，彈簧作為通用基礎(chǔ)件，量大面廣，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)所有領(lǐng)域。由于使用環(huán)境、場(chǎng)合、功能各異，使各種彈簧的形狀和大小差別懸殊，品種繁雜。正因?yàn)閺椈杀旧淼墓逃刑卣?，生產(chǎn)彈簧投資不大，入門(mén)技術(shù)門(mén)檻不高，所以吸引了不少?gòu)S家投資于此。和先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家相比，我國(guó)彈簧行業(yè)總體技術(shù)水平要落后30年，缺乏自主的獨(dú)立開(kāi)發(fā)能力，大部分企業(yè)按來(lái)圖制。而工業(yè)的發(fā)展刺激了彈簧的需要，同時(shí)也對(duì)彈簧加工設(shè)備提出了更高的要求，以往的加工設(shè)備多為純機(jī)械式卷簧機(jī)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而功能卻很單一，調(diào)試煩瑣，加工精度又難以保證。因此，為了高效的制造軸承卡簧，需要設(shè)計(jì)制造軸承卡簧卷制機(jī)，刻不容緩。
目前彈簧制造基本分為有芯卷制和無(wú)芯卷制兩種方式，無(wú)芯卷制較傳統(tǒng)的有芯卷制方式有經(jīng)濟(jì)性好，生產(chǎn)效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為彈簧制造行業(yè)的主流制造方式。在此課題中設(shè)計(jì)的軸承卡簧卷制機(jī)采用無(wú)芯卷制方式。同時(shí)需要滿足以下幾點(diǎn)技術(shù)要求：
a.軸承卡簧機(jī)卷制速度為30只/min，卡簧最大外徑：≤φ150mm，鋼絲尺寸：≤2×3；
b.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度；
c.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
d.軸承卡簧卷制機(jī)應(yīng)便于維修、調(diào)整。
本課題需要首先需要完成總體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，安裝尺寸，確定機(jī)器的傳動(dòng)方式和工作原理，分配各級(jí)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，同時(shí)根據(jù)需要的生產(chǎn)量確定機(jī)器的工作參數(shù)。
其次，在完成總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行卷制裝置設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)的卷制裝置機(jī)構(gòu)，利用扇型齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，并能保證進(jìn)給量準(zhǔn)確，高效率，低功耗，平穩(wěn)運(yùn)行，具有良好的性能價(jià)格比。
2彈簧的制造工藝
2.1彈簧材料的種類
彈簧主要在動(dòng)載荷作用下工作，因此，要求彈簧材料具有高的抗拉強(qiáng)度極限、屈服極限、彈性極限和疲勞極限，同時(shí)要求具有高的沖擊韌性和塑性。在特殊條件下使用的彈簧，如在高溫、低溫、腐蝕介質(zhì)中及衡器儀表上使用的彈簧，除上述要求外，還要求具有耐熱、防蝕、導(dǎo)電、防磁、耐低溫以及恒彈性等性能。因此設(shè)計(jì)彈簧時(shí)，選擇合適的材料是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作。
彈簧材料的種類繁多，目前大量使用的是彈簧鋼，其次是具有特殊性能的彈簧材料，如不銹耐酸鋼、耐熱鋼（合金）、銅合金、鎳合金以及橡膠、塑料等。
按交貨狀態(tài)，金屬材料也可分為熱軋和冷拉兩類。
熱軋材包括圓鋼、扁鋼、梯形鋼和鋼板等。熱軋鋼的規(guī)格和尺寸公差較大，表面質(zhì)量較差，一般用于疲勞性能要求不高的低應(yīng)力彈簧或截面尺寸較大的重型彈簧。
冷拉（軋）材又分以下幾種類型：
a.在成材過(guò)程中經(jīng)過(guò)強(qiáng)化加工的絲材和帶材。這類材料在彈簧冷成形后不需要淬火，只需進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力回火處理。如冷拉碳素彈簧鋼絲、油淬火回火鋼絲、冷軋不銹鋼帶等。
b.在成材后以退火或高溫回火狀態(tài)供應(yīng)，這類材料在彈簧冷成形后需進(jìn)行淬火、回火處理。如合金彈簧鋼絲、異形鋼絲，馬氏體不銹鋼絲以及彈簧和工具鋼冷軋帶等。
c.冷拉圓鋼，直徑一般在7-25mm，表面質(zhì)量較高，主要用于疲勞壽命要求高、使用應(yīng)力較大的大、中型彈簧。這種材料以光亮退火或冷拉狀態(tài)供貨，彈簧經(jīng)熱成形后需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。如冷拉合金彈簧鋼。
2.2彈簧的制造工藝
彈簧的種類較多，形狀各異，精度要求不同，生產(chǎn)批量不等，因而制造方法也就有所不同。彈簧的制造方法根據(jù)成形工藝的不同可分為冷成形和熱成形兩種。當(dāng)彈簧材料尺寸較小，在常溫下成形的，稱為冷成形；當(dāng)彈簧材料尺寸較大，需將材料加工之后成形的，稱為熱成形。
2.2.1冷成形彈簧的制造工藝
冷卷螺旋彈簧所用的材料，大致為直徑0.1-14mm的鋼絲和圓鋼，或邊長(zhǎng)小于10mm的異形鋼絲和方鋼，或相近尺寸的鋼帶和扁鋼。材料的供應(yīng)狀態(tài)通常為兩大類，一類為硬狀態(tài)，其本身已具有彈簧所需要的機(jī)械性能，成形后只需消除應(yīng)力回火；另一類為退火狀態(tài)成形后尚需淬火和回火才能獲得所需要的性能。
制造冷卷螺旋彈簧的基本工藝過(guò)程：
當(dāng)用成形后不需淬火處理的材料制造時(shí)為：卷簧，去應(yīng)力回火、支承端部或端面加工、立定或強(qiáng)壓處理、去毛刺或倒角、檢驗(yàn)、防腐處理。
當(dāng)用成形后需淬火處理的材料制造時(shí)，與以上所不同的主要是成形后要進(jìn)行淬火、回火處理，支承端部的加工有時(shí)需要正火，其他工序基本相同。
A.卷簧 卷簧是彈簧卷制成形的簡(jiǎn)稱，是彈簧制造過(guò)程的主要工序，卷制的方法和精度決定著彈簧的幾何尺寸、性能、材料的利用率和生產(chǎn)效率。
彈簧的卷制設(shè)備一般分無(wú)芯軸卷簧機(jī)和有芯軸卷制機(jī)兩種。下面分別敘述有芯軸和無(wú)芯軸卷簧。
a.有芯軸卷簧 有芯軸卷簧多用于中、小批量的生產(chǎn)和專門(mén)設(shè)計(jì)、有特殊
要求的彈簧。在大批量生產(chǎn)中，這種方法也用于卷制扭簧和一些拉伸螺旋彈簧。
芯軸裝在主軸的卡盤(pán)上與主軸一起旋轉(zhuǎn)。主軸通過(guò)掛輪及送進(jìn)絲杠使彈簧
材料的送進(jìn)裝置在床身上左右移動(dòng)，將彈簧材料緊緊的繞在芯軸上卷制成彈簧毛坯。壓縮螺旋彈簧支承圈的并圈則是通過(guò)自動(dòng)并圈裝置或機(jī)床開(kāi)合螺母手柄的操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)。
卷制方式有單個(gè)卷制和多個(gè)連續(xù)卷制兩種：?jiǎn)蝹€(gè)卷制一般用于條料制造的彈簧以及扭轉(zhuǎn)、拉伸和油封彈簧等。多個(gè)連續(xù)卷制是一次卷成一串螺旋圈，然后再按尺寸分別切斷成單個(gè)彈簧。
卷簧屬于彎曲成形。在成形時(shí)，材料的外層縱向產(chǎn)生彈塑性拉伸變形，而內(nèi)層縱向產(chǎn)生彈塑性壓縮變形；在中性層兩側(cè)的某個(gè)范圍內(nèi)則為純彈性變形，彈性變形范圍隨相對(duì)彎曲半徑的加大而增大。但是，在載荷解除后由于中性層兩側(cè)純彈性變形的恢復(fù)，以及內(nèi)外層縱向總變形中彈性變形部分的恢復(fù)，而使零件的彎曲半徑發(fā)生改變，內(nèi)彎曲半徑與芯軸尺寸不一致，這種現(xiàn)象就是通常所說(shuō)的回彈。
為了在冷成形后得到所要求的形狀尺寸精度，在彈簧設(shè)計(jì)、工藝裝置設(shè)計(jì)和編制工藝規(guī)程時(shí)，必須準(zhǔn)確地掌握不同材料的各類彈簧在成形時(shí)的回彈量。
影響回彈量的因素很多，主要有材料的機(jī)械性能、旋繞比和工藝裝置等。
b.自動(dòng)卷簧機(jī)卷簧（無(wú)芯軸卷簧）該部分內(nèi)容見(jiàn)第三部分。
B.去應(yīng)力回火 去應(yīng)力回火通常簡(jiǎn)稱為回火，有時(shí)也稱為低溫退火或低
溫回火。其目的主要是為了消除金屬絲冷加工和彈簧卷繞成形時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。它可以顯著地改善冷成形彈簧的機(jī)械性能和使用特性穩(wěn)定彈簧的尺寸，提高彈簧的疲勞壽命。對(duì)于鉛淬火冷拉鋼絲和冷拉青銅絲，在消除應(yīng)力的同時(shí)，還可提高金屬絲的彈性極限和硬度。若將彈簧給予一定的變形，裝在夾具上進(jìn)行回火，則不但可以調(diào)整彈簧制造中的尺寸，而且能有效地減少使用中的蠕變。
回火過(guò)程將引起彈簧直徑、長(zhǎng)度和圈數(shù)的變化，通常稱為回火變形量。其大小與材料的類別、尺寸，旋繞比及卷簧的情況有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，用碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲、油淬火回火鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑縮小，用青銅絲和不銹鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑增大。回火變形量與旋繞比成正比。在制訂工藝時(shí)一般應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或圖表對(duì)變形量作一大略的估計(jì)，然后根據(jù)卷簧和校正的情況確定出去應(yīng)力回火規(guī)范，將回火變形量控制在預(yù)期的范圍內(nèi)。
C.壓縮彈簧兩端面的磨削 為了使彈簧能直立、與支承座接觸良好、減少繞曲和具有較均勻的壓力，冷卷彈簧的兩端面一般要進(jìn)行磨削加工，簡(jiǎn)稱為磨簧。磨簧加工后要求磨平部分不少于圓周長(zhǎng)的3/4，端頭厚度不小于金屬絲直徑的1/8。普通圓柱螺旋彈簧的端面光潔度不低于3，并應(yīng)保證有良好的端面不平度及軸線與兩端面的不垂直度。
彈簧應(yīng)根據(jù)彈簧生產(chǎn)批量的大小來(lái)選擇設(shè)備和操作方式。手工方式磨簧所用的設(shè)備，通常是普通砂輪機(jī)再加以適當(dāng)?shù)膴A具和輔助工具。設(shè)備和工裝都比較簡(jiǎn)單，但勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低因此適用于品種多、批量小的生產(chǎn)。在大批量的生產(chǎn)中，則采用彈簧端面磨床機(jī)磨削彈簧的端面。
D.校正加工 壓縮螺旋彈簧在端面磨削結(jié)束后，如果彈簧的自由高度、不垂直度、節(jié)距、外徑等未達(dá)到技術(shù)文件所規(guī)定的偏差時(shí)，則往往需要校正加工。拉伸和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧也有類似的整形加工。
校正操作目前一般還處于手工或半手工作業(yè)狀態(tài)。常用的工具是：金屬絲在4mm以上的彈簧，多用手板壓力機(jī)和劈距機(jī)等；金屬絲在4mm 以下的彈簧，則多用具有鍥形刃口的專用刀具和專用鉗子等。校正加工就是利用這些工具使彈簧局部產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到圖紙所要求的尺寸。
E.扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的成形工藝 其工藝和壓縮、拉伸螺旋彈簧基本相同，不同的亦僅是端部的加工。
在小批量生產(chǎn)和支腿比較復(fù)雜的情況下，多采用手工、或半自動(dòng)的有芯軸卷簧法成形，但需留出支腿的長(zhǎng)度。在大批量生產(chǎn)時(shí)，則在直尾卷簧機(jī)和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧專用機(jī)上卷制。這兩種成形方法多用于支腿比較簡(jiǎn)單的情況。
2.2.2熱成形彈簧制造工藝的
當(dāng)彈簧所用鋼材的圓形截面直徑大于12mm、矩形截面邊長(zhǎng)大于10mm、或相近尺寸的扁鋼時(shí)，一般采用熱成形制造工藝。對(duì)于彈簧旋繞比小于5、材料直徑大于7mm的冷拉合金圓鋼，當(dāng)退火軟化程度不能滿足冷卷要求時(shí)，也可采用熱成形制造工藝方法。大型螺旋彈簧，板彈簧和扭桿彈簧等大多采用熱成形制造工藝方法。
熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程一般為：下料、料頭鍛扁、加熱、卷繞成形、熱處理、噴砂或噴丸、立定處理或強(qiáng)壓處理、端面加工、檢驗(yàn)、表面防腐處理。
以上工藝流程可根據(jù)材料狀態(tài)、設(shè)備條件、加工方法和技術(shù)要求等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
a.下料 在下料之前，必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能、截面尺寸、表面質(zhì)量、硬度和脫碳等項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。并按爐號(hào)、規(guī)格分批投入下料車間。對(duì)于大批量生產(chǎn)的彈簧材料，可要求供料廠按定尺或倍尺供應(yīng)，這樣即可省去下料工序，又降低材料消耗。
b.料頭鍛扁 彈簧材料在卷制前，端部鍛扁是為了減少成形后端圈的磨削加工量。鍛扁的長(zhǎng)度按下式計(jì)算：
（2-1）
c.加熱、卷繞成形 加熱卷繞主要是利用材料在高溫時(shí)強(qiáng)度低、塑性好的特性，使成形容易進(jìn)行。加熱溫度應(yīng)根據(jù)熱加工規(guī)范確定。加熱時(shí)間應(yīng)保證在燒透的情況下，力求減少或避免造成嚴(yán)重的氧化和脫碳。
卷繞彈簧的設(shè)備在專業(yè)化工廠多數(shù)采用專用卷簧機(jī)，而一般機(jī)械廠則用普通車床。卷簧時(shí)應(yīng)根據(jù)預(yù)制高度一次完成，盡量避免卷后再次加熱劈開(kāi)螺距。為了提高生產(chǎn)率、在卷簧機(jī)上，可裝置自動(dòng)或半自動(dòng)退芯軸裝置及機(jī)械手，把卷完的彈簧自動(dòng)放到指定的地點(diǎn)冷卻。
卷彈芯軸的尺寸，根據(jù)彈簧內(nèi)徑尺寸和旋繞比確定。旋繞比C=4-6時(shí)，芯軸尺寸基本上與彈簧內(nèi)徑相同；旋繞比小于4時(shí)，芯軸尺寸比彈簧內(nèi)徑大些；旋繞比大的彈簧，芯軸尺寸應(yīng)比彈簧內(nèi)徑小些，大約小0.5-1mm。芯軸尺寸還與加熱溫度有關(guān)，對(duì)直徑尺寸要求嚴(yán)格的彈簧，只有通過(guò)試卷，調(diào)整芯軸尺寸，來(lái)滿足彈簧特性和彈簧直徑偏差的要求。彈簧預(yù)制高度應(yīng)根據(jù)彈簧的壓并應(yīng)力、旋繞比、材料表面質(zhì)量、材料的種類、熱處理后的硬度等因素來(lái)確定。
d.彈簧的熱處理
e.立定處理和強(qiáng)壓處理 為了使彈簧在使用過(guò)程中具有穩(wěn)定的尺寸，熱卷彈簧也需進(jìn)行立定處理。而強(qiáng)壓處理是為了提高彈簧的承載能力。
f.端面加工 為了使彈簧端圈支承穩(wěn)定和滿足垂直度、光潔度的要求，對(duì)于材料兩端鍛扁后卷繞的彈簧端面要進(jìn)行磨削加工。磨削加工一般在砂輪機(jī)或?qū)Ｓ玫膹椈啥嗣婺ゴ采线M(jìn)行。對(duì)于材料端部未進(jìn)行鍛扁加工而卷制的彈簧，卷繞之后應(yīng)在車床或銑床上把端圈周長(zhǎng)的3/4削平，然后再進(jìn)行熱處理。如果立定處理和強(qiáng)壓處理后彈簧的垂直度不合格，可根據(jù)具體情況磨平或矯正。矯正后的彈簧應(yīng)再次壓并3-5次。
g.彈簧的質(zhì)量檢查 彈簧的質(zhì)量檢查按產(chǎn)品圖紙和GB1239-76的規(guī)定進(jìn)行。其它采用熱成形方法制造的彈簧，如板彈簧，其工藝流程與上述熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程基本相同。
3軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理
3.1自動(dòng)卷簧機(jī)的介紹
自動(dòng)卷簧機(jī)卷簧（無(wú)芯軸卷簧）用芯軸卷制彈簧后還要作手工切段、沖切、整修等輔助工序，不僅勞動(dòng)量大、生產(chǎn)率低，而且降低了材料利用率和質(zhì)量均勻性。因此，在大批量生產(chǎn)中，廣泛采用自動(dòng)卷簧機(jī)。它可以自動(dòng)卷繞、切斷、計(jì)數(shù)等，能以一個(gè)工作循環(huán)完成彈簧的成形工藝，因此勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，材料利用率高，并可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)作業(yè)。而且，對(duì)于彈簧的尺寸和形狀具有廣泛的適應(yīng)性，除能卷制圓柱壓縮螺旋彈簧外，還可以卷制圓錐形、中凸形、中凹形等非圓柱螺旋彈簧；并圈和不并圈、左旋或右旋、等節(jié)距和不等節(jié)距的螺旋彈簧；具有切向直尾的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧等。拉伸螺旋彈簧則是卷制成單件毛坯后再加工出鉤環(huán)，目前也有的卷簧機(jī)能在機(jī)上直接制出鉤環(huán)。
除各種型號(hào)國(guó)產(chǎn)自動(dòng)卷簧機(jī)外，還有其他型式的萬(wàn)能自動(dòng)卷簧機(jī)和專用自動(dòng)卷簧機(jī)。
3.2軸承卡簧卷制機(jī)的工作原理
圖3-1 成形卷制機(jī)構(gòu)示意圖
成形機(jī)構(gòu)如圖3-1所示。利用一對(duì)或幾對(duì)滾輪壓住鋼絲并旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)鋼絲向右運(yùn)動(dòng)，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。上、下圈徑桿可在各自的滑槽中移動(dòng)，通過(guò)控制上、下圈徑桿的位置，就可控制彈簧圈徑的大小。節(jié)距桿為垂直紙面的運(yùn)動(dòng)，其作用是使卷繞的鋼絲形成螺紋升角。通過(guò)控制節(jié)距桿的位置，就可控制彈簧節(jié)距的大小。當(dāng)卷繞完畢時(shí)，用切刀將鋼絲切斷。芯軸則作為切刀切鋼絲時(shí)的一個(gè)支承。
金屬絲從料架上引出后，首先經(jīng)校直機(jī)構(gòu)、滾輪，再經(jīng)導(dǎo)向板送入卷繞機(jī)構(gòu)。卷繞機(jī)構(gòu)由卷繞桿、芯軸刀和節(jié)距桿組成。金屬絲進(jìn)入卷繞機(jī)構(gòu)后，被卷繞桿頂住，然后沿兩個(gè)一般互為90角的卷繞桿圍繞芯軸刀作螺旋圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，彎曲卷繞成螺旋形彈簧圈。彈簧節(jié)距的大小是由節(jié)距桿控制的，它可以沿軸向運(yùn)動(dòng)，按照所設(shè)計(jì)彈簧節(jié)距的尺寸調(diào)整位置。如果節(jié)距桿在凸輪的控制下后退不起作用時(shí)，則可卷繞出密圈的拉伸和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧毛坯。如果節(jié)距桿在凸輪的控制下隨進(jìn)料機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)而自動(dòng)調(diào)整位置時(shí)，則可卷繞成不等節(jié)距的螺旋彈簧。卷繞桿在凸輪的控制下可以按箭頭方向移動(dòng)。通過(guò)調(diào)整卷繞桿與芯軸刀之間的距離，來(lái)控制彈簧直徑的大小。在整個(gè)卷繞過(guò)程中如卷繞桿位置固定，就卷繞出圓柱形螺旋彈簧；如卷繞桿的相對(duì)位置隨進(jìn)料動(dòng)作而自動(dòng)調(diào)節(jié)，則可卷制出中凸形或中凹形彈簧。送料長(zhǎng)度也由凸輪控制，即根據(jù)需要將凸輪調(diào)整好后，當(dāng)送料到所規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)，送料滾輪就會(huì)自動(dòng)停止送料。然后由凸輪控制的偏心連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)切斷刀與芯軸刀將金屬絲切斷，這就完成了卡簧的形成。
從以上過(guò)程可以看出，卷簧的全部循環(huán)過(guò)程，是通過(guò)機(jī)床的凸輪軸上的各種凸輪的周期聯(lián)動(dòng)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。凸輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周就完成一個(gè)周期，卷制出一個(gè)彈簧。如此往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)就實(shí)現(xiàn)了彈簧的自動(dòng)成形。
影響卷簧質(zhì)量的因素是多方面的，例如彈簧材料的抗拉強(qiáng)度、延伸率、彈性模量、曲強(qiáng)比、材料的尺寸精度等級(jí)和表面狀況、機(jī)床設(shè)備的精度、輔助工具與金屬絲接觸部分的摩擦狀況、送料長(zhǎng)度的精確度以及卷繞速度和操作者的技術(shù)水平等等。因?yàn)檫@些因素與自動(dòng)卷簧機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況有關(guān)，因而，在使用自動(dòng)卷簧機(jī)卷簧時(shí)，需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整。
3.3軸承卡簧卷制機(jī)送線推力的計(jì)算
圖3-2 工件成形受力分析圖
已知：
在送線出口以及二個(gè)圈徑頂桿外，壓力與摩擦力的關(guān)系為：
(3-1)
根據(jù)平面作用力系的平衡原理，可得出下面的方程
對(duì)O點(diǎn)取矩
(3-2)
將已知參數(shù)與(3-1)式代入(3-2)，得：
(3-3)
若將看作是已知參數(shù)，則公式（3-3）可成下式：
(3-4)
根據(jù)塑性變形與內(nèi)作用力的關(guān)系，在A點(diǎn)的剖面其應(yīng)力最大，可以認(rèn)為該點(diǎn)的曲率形式了彈簧的圈徑；而該點(diǎn)的曲率是由該點(diǎn)的內(nèi)彎距與內(nèi)軸力聯(lián)合作用的結(jié)果，它們遵循下列的關(guān)系：
(3-5)
式中：,,,并注意帶下標(biāo)的e的參數(shù)，分別是彈性極限時(shí)的曲率，彎矩，軸力，將有關(guān)的參數(shù)代入，得：
將（3-6）式代入（3-5）式，經(jīng)整理后得下式：
解得 。
將代入（3-4），得
上式中的及分別為兩個(gè)圈徑頂桿的正壓力，而則為送線滾輪對(duì)鋼絲的推力減去槽板對(duì)鋼絲的摩擦阻力之后得到的數(shù)值，滾輪的推力可估算為：
(3-6)
其中：Na的力臂長(zhǎng)取決于鋼絲在槽板中間隙。
圖3-3 工件成形示意圖
如圖3-3所示，假定：
則
取動(dòng)摩擦系數(shù),并將有關(guān)的參數(shù)代入（3-7），可得
。
4軸承卡簧卷制機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇
工作機(jī)所需功率為Pw，由于產(chǎn)量為30只/min，生產(chǎn)卡簧直徑為d=150mm。所以送料速度：
電動(dòng)機(jī)所需功率為: (4-1)
從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置總效率為：
(4-2)
式中 ,,
由式（4-2）得
由式（4-1）得
工作機(jī)滾子軸的轉(zhuǎn)速為：
取V帶傳動(dòng)比：，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng),總傳動(dòng)比合理范圍，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M1-6。
表4-1 電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)表
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
Pw/kW
同步轉(zhuǎn)速/
滿載轉(zhuǎn)速/
電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg
總傳動(dòng)比
V帶傳動(dòng)
減速器
Y132M1-6
4
1000
960
75
25.6
2.8
18.29
4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比
A.傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：
B.分配各級(jí)傳動(dòng)比：
因 ，取2.8。
按展開(kāi)式布置，取,可算出，；取，。
C.計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)
a.各軸轉(zhuǎn)速
Ⅰ ；
Ⅱ ；
Ⅲ ；
Ⅳ ；
Ⅴ 。
b.各軸功率
Ⅰ ；
Ⅱ ；
Ⅲ ；
Ⅳ ；
Ⅴ ；
Ⅵ 。
c.各軸轉(zhuǎn)矩
Ⅰ ；
Ⅱ ；
Ⅲ ；
Ⅳ ；
Ⅴ ；
Ⅵ 。
4.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
4.3.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)
V帶又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、接頭V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶及大鍥角V帶等10多種。其中普通V帶應(yīng)用最廣，窄帶則在近十年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越多。
帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：a.緩沖和吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲??；b.帶傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)、過(guò)載時(shí)帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；c.適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合；d.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。
帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：a.不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；c.整個(gè)傳動(dòng)裝置的外廓尺寸較大，不夠緊湊；d.帶的壽命較短，傳動(dòng)效率較低。
鑒于上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)主要適用于：a.速度較高的場(chǎng)合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級(jí)傳動(dòng)。帶的工作速度一般為5～30m/s,高速帶可達(dá)60m/s。b.中、小功率傳動(dòng)，通常不超過(guò)50KW。c.傳動(dòng)比一般不超過(guò)7，最大用到10。d.傳動(dòng)比不要求十分準(zhǔn)確。
4.3.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
A.選擇V帶型號(hào)
a．確定計(jì)算功率
查文獻(xiàn)資料【8】表4-6得工作情況系數(shù) 。
b．選擇V帶型號(hào)
按，，查文獻(xiàn)資料【8】圖4-11得,選擇A型V帶。
B.確定帶輪直徑，
a.選取小帶輪直徑
根據(jù)文獻(xiàn)資料【8】圖4-11及表4-4，選取小帶輪直徑。
b.驗(yàn)算帶速
v在5～25m/s內(nèi)，合適。
c.確定從動(dòng)帶輪直徑
查文獻(xiàn)資料【8】表4-4選取。
C．確定中心距A和帶長(zhǎng)Ld
a.初選中心距
（4-3）
取。
b.求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度
（4-4）
由式（4-4）得
選取。
c.計(jì)算中心距
d.確定中心距調(diào)整范圍
；
。
D.驗(yàn)算小帶輪包角
（4-5）
由式（4-5）得
所以，合適。
E．確定V帶根數(shù)Z
a.確定額定功率
根據(jù)文獻(xiàn)資料【8】表4-5，用線性插值法
b.確定V帶根數(shù)Z
（4-6）
查表得 ，，
由式（4-6）得
取Z=4根，合適。
F．計(jì)算單根V帶初拉力
查文獻(xiàn)資料【8】表4-1得
（4-7）
由式（4-7）
G.計(jì)算對(duì)軸的壓力
H．確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸
，采用實(shí)心輪結(jié)構(gòu)，
，采用六孔板輪結(jié)構(gòu)。
4.4齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)
齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式。齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：a.瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作平穩(wěn)，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；b.適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度從很低到300m/s；c.傳動(dòng)效率高，=0.92-0.98，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率較高；d.工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；e.外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)精湊。
齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，需專門(mén)設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求是:a.瞬間傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)和噪聲小，能保證較好的傳動(dòng)平穩(wěn)性和較高的運(yùn)動(dòng)精度；b.在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，輪齒的強(qiáng)度高，耐磨性好，承載能力大，能達(dá)到預(yù)期的工作壽命。
4.4.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
A．選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)，及齒寬系數(shù)
考慮到該減速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為221HBS、255HBS，屬軟齒面閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝查文獻(xiàn)資料【8】表6-5，取齒寬系數(shù)。
B．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
a.確定公式中各參數(shù)
（4-8）
（a）載荷系數(shù)
試選=1.5。
（b）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（c）材料系數(shù)
查文獻(xiàn)資料【8】表6-3得 。
（d）大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，
查文獻(xiàn)資料【8】圖6-8得，，。
（e）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（工作壽命10年 ，每年工作300天，兩班制）
（f）接觸疲勞壽命系數(shù)
查文獻(xiàn)資料【8】圖6-6得 ，。
（g）確定許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù)
b.設(shè)計(jì)計(jì)算
（a）試算小齒輪分度圓直徑
取=，
由式（4-8）得
（b）計(jì)算圓周速度v
（c）計(jì)算載荷系數(shù)K
查文獻(xiàn)資料【8】表6-2得使用系數(shù)；根據(jù)、7級(jí)精度
查文獻(xiàn)資料【8】圖6-10得動(dòng)載系數(shù)；查文獻(xiàn)資料【8】圖6-13得
。
則
（d）校正分度圓直徑
c.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸
（a）選取模數(shù)
（b）兩輪分度圓直徑、
。
（c）中心距a
。
（d）齒寬b
。
取
。
（e）齒高h(yuǎn)
。
C.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（4-9）
a.確定公式中各參數(shù)值
（a）大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限、
查文獻(xiàn)資料【8】圖6-9得 ，。
（b）彎曲疲勞壽命系數(shù)、
查文獻(xiàn)資料【8】圖6-7得 ，。
（c）許用彎曲應(yīng)力、
取定彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)=2.0，得
（d）齒形系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)、
查表6-4得 ，，，。
（f）計(jì)算大小齒輪的與，并加以比較取其
中大值代入公式計(jì)算：
小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。
D.校核計(jì)算
彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。
4.5軸的強(qiáng)度和剛度校核
圖4-1 1軸的機(jī)構(gòu)與裝配草圖
軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力，對(duì)于用于傳遞轉(zhuǎn)矩的軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，對(duì)于只受彎矩的軸（心軸）應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算，兩者都具備的按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核等。
現(xiàn)對(duì)主軸1進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核：
A.求出主軸上的轉(zhuǎn)矩T：
主軸上的傳遞的功率：
則
B.求作用在齒輪上的力：
C.軸的受力分析（見(jiàn)圖4-2）
a.畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖4-2a）
b.計(jì)算支承反力
軸承的支點(diǎn)位置，由深溝球軸承查手冊(cè)，a=22mm。
齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離
齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離
左支點(diǎn)水平面的支反力
右支點(diǎn)水平面的支反力
左支點(diǎn)垂直面的支反力
右支點(diǎn)垂直面的支反力
c.畫(huà)彎矩圖（見(jiàn)圖4-2c、d、e）
截面C處水平面彎矩
截面C處垂直面彎矩
截面C處合成彎矩
D.彎曲合成強(qiáng)度校核
通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，危險(xiǎn)截面C。
考慮扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，，則
截面C處計(jì)算應(yīng)力
強(qiáng)度校核：
45鋼調(diào)質(zhì)處理，查得
彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。
畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖
圖4-2 軸的受力分析及彎扭矩圖
E.軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
確定危險(xiǎn)截面：
由于d在估算時(shí)放大了5%以考慮鍵槽的影響，而且A，B只承受轉(zhuǎn)矩，故不必校核。截面C上應(yīng)力最大，但由于過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在該軸段兩端，故也不必校核。截面Ⅳ，Ⅴ處應(yīng)力接近最大，應(yīng)力集中相近，且最嚴(yán)重，但截面Ⅴ不受轉(zhuǎn)矩作用，故不必校核。截面Ⅳ為危險(xiǎn)截面，截面Ⅳ的左右兩端校核。
Ⅳ截面左側(cè)
由文獻(xiàn)資料【8】附表10-1查得，；由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表10-4得表面質(zhì)量系數(shù)。則
彎曲應(yīng)力
應(yīng)力幅
材料的力學(xué)性能
45鋼調(diào)質(zhì)，查表得 ，，
軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ,,經(jīng)插值計(jì)算
，。
材料的敏性系數(shù) 由,，查文獻(xiàn)資料【8】圖并經(jīng)插值
，。
疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)
平均應(yīng)力
切應(yīng)力
安全系數(shù)
查文獻(xiàn)資料【8】表10-6得許用安全系數(shù)，顯然，則Ⅵ安全。
4.6總體結(jié)構(gòu)確定
圖4-4 總體結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)論，得出各傳動(dòng)齒輪和帶輪的之間的中心距，確定各傳動(dòng)軸之間的位置，從而確定機(jī)器箱體的大小尺寸。然后根據(jù)各構(gòu)件之間的工作關(guān)系，確定機(jī)器面板上的位置形狀要求，如圖4-4所示。
5卷制裝置的設(shè)計(jì)
5.1扇形齒輪的設(shè)計(jì)
在該機(jī)器中，扇形齒輪是關(guān)鍵性的零件，扇形齒輪作為傳動(dòng)裝置的輸出端，又起到了卷制裝置和切斷裝置的輸入端的作用。扇形齒輪旋轉(zhuǎn)一周，一個(gè)被加工零件完成。該機(jī)器的技術(shù)要求中規(guī)定每分鐘生產(chǎn)30個(gè)卡簧，即扇形齒輪的轉(zhuǎn)速n=30r/min。同時(shí)，扇形齒輪作為切斷裝置的輸入端，需要保證切斷刀在每個(gè)零件生產(chǎn)完成后又足夠的停頓時(shí)間實(shí)現(xiàn)切斷，這就需要扇形齒輪不能是一個(gè)完整的齒輪。經(jīng)過(guò)計(jì)算，為了保證被加工零件直徑為150mm,扇形齒輪的有齒角度為225度，完整齒數(shù)為66齒，需要齒數(shù)為42齒。
在以后的使用操作中，如需要生產(chǎn)不同直徑的零件，只需更換相同模數(shù)不同齒數(shù)的扇形齒輪即可，使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。見(jiàn)圖5-1。
圖5-1 扇形齒輪零件圖
5.2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
本機(jī)器傳動(dòng)裝置的主要問(wèn)題是如何保證兩個(gè)送線滾輪能夠?qū)崿F(xiàn)同步同向旋轉(zhuǎn)，對(duì)待此問(wèn)題，本課題采用一個(gè)同步大齒輪的結(jié)構(gòu)，使大齒輪同時(shí)嚙合兩個(gè)送線滾輪軸上的小齒輪，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-2。
圖5-2 傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)
5.3其他零件的設(shè)計(jì)
a．調(diào)節(jié)導(dǎo)桿
本裝置中，由于鋼絲需要經(jīng)常拆卸，這就要求上送線滾輪能夠松卸和壓緊，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿即起壓緊作用。調(diào)節(jié)導(dǎo)桿通過(guò)螺紋調(diào)節(jié)桿在箱體內(nèi)部的距離，壓緊可調(diào)軸承座，從而壓緊滾輪。
b．校直裝置
校直裝置由兩組不同方向的校直滾輪組組成。每組校直滾輪組又由上下共5個(gè)校直滾輪組成。
c．上、下圈徑桿
上、下圈徑桿是用來(lái)卷制鋼絲，使鋼絲成型用的。徑桿的位置零件尺寸的不同，通過(guò)調(diào)節(jié)徑桿上頂桿的位置和角度，實(shí)現(xiàn)被加工零件的直徑大小。這里一般保證上下圈徑桿之間的角度為90度。
6．Solidworks建模
首先我要對(duì)Solidworks進(jìn)行介紹一下，它是一種先進(jìn)的，智能化的參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件，在業(yè)界被稱為“3D機(jī)械設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先者”，易學(xué)易用，界面友好，功能強(qiáng)大，在機(jī)械制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，掌握和使用Solidworks已經(jīng)成為最基本的技能之一。
與傳統(tǒng)的2D機(jī)械制圖相比，參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件具有許多優(yōu)越性，是當(dāng)代機(jī)械制圖設(shè)計(jì)軟件的主流和發(fā)展方向。傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)通常是按照一定的比例關(guān)系，從正視，側(cè)視，俯視等角度，根據(jù)投影，透視效果逐步繪出所需要的各個(gè)單元，然后標(biāo)注相應(yīng)尺寸，這就要求制圖和看圖人員都必須具備良好的繪圖和三維空間想象能力。如果標(biāo)注尺寸發(fā)生變化，幾何圖形的尺寸不會(huì)同步變更；如果改變了幾何圖行，其標(biāo)注尺寸也不會(huì)發(fā)生變化，還要重新繪制，標(biāo)注，因此繪圖工作相當(dāng)繁重。
參變量式CAD設(shè)計(jì)軟件，是參數(shù)式和變量式的統(tǒng)稱。在繪制完草圖后，可以加入尺寸等數(shù)值限制條件和其他幾何限制條件，讓草圖進(jìn)入完全定義狀態(tài)，這就是參數(shù)式模式。由于軟件自動(dòng)加入了關(guān)聯(lián)屬性，如果修改了標(biāo)注尺寸，幾何圖形的尺寸就會(huì)同步更新。也可以暫時(shí)不充分的限制條件，讓草圖處于欠定義狀態(tài)，這就是變量式操作模態(tài)。
Solidworks模形由零件，裝配體和工程圖等文件組成，沒(méi)有生成零件之前的圖紙稱為草圖。由2D，3D草圖直接生成3D模形和工程圖時(shí)，如果修改了草圖的標(biāo)注尺寸，其3D模形和工程圖會(huì)同步更新；相反，如果修改了工程圖的標(biāo)注尺寸，其3D模形和草圖也會(huì)同步更新。軟件使用起來(lái)非常方便，大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，提高了工作效率。
通常，從打開(kāi)一個(gè)零件文件或建立一個(gè)新零件文件開(kāi)始，繪制草圖、生成基體特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以從其他軟件導(dǎo)入曲面或幾何實(shí)體開(kāi)始，編輯特征，生成零件和裝配體工程圖。這是常用的設(shè)計(jì)方法，也就是自下而上的設(shè)計(jì)方法。
草圖繪制從零件文件開(kāi)始，對(duì)于一個(gè)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，要首先建立零件文件。
由于零件、裝配體及工程圖的相關(guān)性，所以當(dāng)其中一個(gè)視圖改變時(shí)，其他兩個(gè)視圖也會(huì)自動(dòng)改變。
SolidWorks2006允許自定義功能,選擇菜單欄中的”工具”_”選擇”命令,可以顯示.定義”系統(tǒng)選項(xiàng)”和”文件屬性”選項(xiàng)卡.
SolidWorks2006可以自動(dòng)保存工作.自動(dòng)恢復(fù)功能可以自動(dòng)保存零件,裝配體或工程圖文件的信息,在系統(tǒng)死機(jī)時(shí)不會(huì)丟失數(shù)據(jù).如果設(shè)定此選項(xiàng),則選擇”工具”_”選項(xiàng)”菜單命令.在”系統(tǒng)選項(xiàng)”選項(xiàng)卡上,單擊”備份”選項(xiàng),選擇”每(n)次更改后,自動(dòng)恢復(fù)信息”復(fù)選框,然后設(shè)定信息自動(dòng)保存前應(yīng)發(fā)生的變更次數(shù).
SolidWorks2006具有很強(qiáng)的文件交換功能,可以輸入,輸出數(shù)十種文件格式,可以與AutoCAD，pro/ENGINEER,Solid Edge,CAM等軟件很方便地進(jìn)行文件交換。
SolidWorks2006在草圖繪制模式及工程圖中提供顯示網(wǎng)格線和捕捉網(wǎng)格線功能?？蓪⒕W(wǎng)格線與模型邊線對(duì)齊，還可捕捉到角度。網(wǎng)格線和捕捉功能在SolidWorks2006中不太使用，因?yàn)镾olidWorks是參變量軟件，尺寸和幾何關(guān)系已提供了所需的精度
各個(gè)部零件的建立
6.1建立新文件
1． 單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的新建命令按鈕，或選擇“文件”——“新建”菜單命令，打開(kāi)“新建Solidworks文件”對(duì)話框。
2． 單擊“零件”圖標(biāo)（或單擊“高級(jí)”按鈕，進(jìn)入Tutrial窗口，然后選擇“零件”圖標(biāo)）。
3． 單擊“確定”按鈕，這時(shí)就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的零件文件。
6.2繪制過(guò)程
1.軸的建模
（1）.草圖的繪制 （2）拉伸第一段軸成實(shí)體
（3）拉伸第二段成實(shí)體 （4）拉伸第三段成實(shí)體
（5）拉伸第四段成實(shí)體 （6）拉伸第五段成實(shí)體
（7）插入基準(zhǔn)面 （8）拉伸切除
(9)再次插入基準(zhǔn)面 （10）拉伸切除
（11）倒角 2．一軸鍵的建模
（1）草圖的繪制
（2）拉伸成實(shí)體 4．軸齒輪的建模
（1）草圖繪制
（2）拉伸實(shí)體 （3）陣列圓周
（4）拉伸實(shí)體 （5）拉伸切除
3．一軸套筒的建模
（1）草圖的繪制 （2）拉伸實(shí)體
（3）拉伸實(shí)體 （4）倒角
4． 二軸的建模過(guò)程（同上） 5.三軸的建模過(guò)程（同上）
6.四軸的建模過(guò)程（同上）
7.扇行齒輪的建模
（1） 草圖的繪制 （2） 拉伸實(shí)體
（2） 陣列圓周 (3) 拉伸切除
（3） 倒角
(4) 拉伸切除
8．裝配體
（1）裝配個(gè)部件生成裝配體
7總結(jié)
本課程我首先了解了卷簧機(jī)的工作原理，明確了扇形齒輪對(duì)傳動(dòng)裝置以及整體機(jī)器的重要意義。在此基礎(chǔ)上，分析被加工零件的尺寸和技術(shù)要求，利用卷簧機(jī)的工作原理設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)，并且掌握包括傳動(dòng)裝置，卷制裝置，切斷裝置在內(nèi)的總體結(jié)構(gòu)。
為使得機(jī)器簡(jiǎn)單，可靠，安全，在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，以扇形齒輪作為傳動(dòng)裝置的最核心部分。在卷制裝置中，為使兩個(gè)滾輪能夠?qū)崿F(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，采用兩個(gè)小齒輪同時(shí)嚙合一個(gè)大齒輪的結(jié)構(gòu)。
課題的重要工作是在于機(jī)器的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，在工作初期，需要計(jì)算出卷制滾輪牽引鋼絲成型彈簧的牽引力，這部分的計(jì)算我是根據(jù)南京市雙圓彈簧廠的資料完成的。算出牽引力才可以根據(jù)減速傳動(dòng)裝置以及卷制裝置的傳動(dòng)比確定本機(jī)器的電動(dòng)機(jī)，從而計(jì)算出總體結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。以各級(jí)傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)出傳動(dòng)裝置中各零件的尺寸和參數(shù)要求。
在課題的研究過(guò)程中，我溫習(xí)了以前學(xué)的不扎實(shí)的知識(shí)，對(duì)于材料熱處理和加工工藝有了新的認(rèn)識(shí)，在過(guò)去的四年里，我們雖然學(xué)過(guò)了這些知識(shí)，可由于沒(méi)有運(yùn)用于實(shí)踐，學(xué)完后就忘了很多，真正記住的沒(méi)有多少。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們必須要使用這方面的專業(yè)知識(shí)，這在無(wú)形中就強(qiáng)迫我們強(qiáng)化和鞏固了這些知識(shí)。此外，我還對(duì)工程制圖以及AUTOCAD繪圖軟件掌握的更深刻了，為以后進(jìn)入社會(huì)能勝任工作奠定了基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
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致 謝
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已結(jié)束，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年的最后一次作業(yè)，也是最后一次考試，之前幾次課程設(shè)計(jì)累積的經(jīng)驗(yàn)給了我很大的幫助。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，它不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)，更是一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，個(gè)人的奮戰(zhàn)是不行了，要注重團(tuán)隊(duì)合作精神。
本課題是在老師梁明富的悉心指導(dǎo)下完成的，一學(xué)期的學(xué)習(xí)中，老師對(duì)我工作上嚴(yán)格要求，從課題的選定、資料的收集、材料的選用，實(shí)習(xí)的安排及論文的審定等各個(gè)環(huán)節(jié)，都傾注了老師大量的心血，尤其是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)使我受益匪淺，在此謹(jǐn)向老師致以最衷心的感謝和敬意。
在課題的完成過(guò)程中，我還得到了南京市雙圓彈簧廠張科長(zhǎng)的悉心指導(dǎo)，張科長(zhǎng)在卷簧機(jī)的制造和彈簧的制造工藝方面有很深造詣。他不厭其煩地給我答疑解惑，使我對(duì)自己的工作有了深層次的了解，也使我在具體設(shè)計(jì)和計(jì)算中少走了彎路。在此，我向張科長(zhǎng)以及彈簧廠里給我做過(guò)指導(dǎo)的其他工人師傅們致以由衷的敬意。另外，其他組的老師在工程制圖方面也給了我許多幫助和指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時(shí)向在論文完成過(guò)程中給我以幫助的各位同學(xué)表示感謝。
附 錄
1 軸承卡簧卷制機(jī) KHJ-00 A0
2 卷制裝置 KHJ-03-00 A0
3 壓板 KHJ-03-06 A3
4 徑桿 KHJ-03-07 A3
5 定位座 KHJ-03-08 A3
6 ４軸從動(dòng)輪 KHJ-03-11 A3
7 ４軸 KHJ-03-12 A3
8 ４軸套筒 KHJ-03-13 A4
9 ３軸 KHJ-03-15 A3
10 ２軸前端蓋 KHJ-03-16 A4
11 ２軸 KHJ-03-17 A3
12 １軸前端蓋 KHJ-03-18 A4
13 固定環(huán) KHJ-03-19 A3
14 滾輪 KHJ-03-20 A3
15 可調(diào)軸承座 KHJ-03-22 A3
16 １軸 KHJ-03-23 A3
17 １軸齒輪 KHJ-03-24 A3
18 １軸套筒-２ KHJ-03-25 A4
19 １軸后端蓋 KHJ-03-26 A4
20 ２軸齒輪 KHJ-03-27 A3
21 ２軸后端蓋 KHJ-03-29 A4
22 ３軸套筒 KHJ-03-30 A4
23 ３軸后端蓋 KHJ-03-31 A4
24 ３軸從動(dòng)輪 KHJ-03-32 A3
25 ４軸后端蓋 KHJ-03-34 A4
26 扇形齒輪 KHJ-03-36 A3
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