Z90型电动阀门装置及数控加工工艺的设计.doc

Z90型电动阀门装置及数控加工工艺的设计 摘要 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 目 录 第一章 课题简介 1 1.1 Z90型电动阀门概述 1 1.2 本文的设计思路 1 第二章 Z90型电动阀门的结构及工作原理概述 2 2.1 Z90型电动阀门的结构 2 2.2 Z90型电动阀门的工作原理 2 2.3 Z90型电动阀门装置的原始性能参数 2 第三章 Z90型电动阀门装置主要零部件的设计 3 3.1 齿轮的设计 3 3.1.1 选择齿轮材料及热处理方法 3 3.1.2 计算齿轮的许用应力 3 3.1.3 齿轮的几何尺寸计算 3 3.1.4 齿轮弯曲疲劳强度的计算 4 3.1.5 校核齿轮齿面接触疲劳强度 5 3.1.6 齿轮的实际圆周速度 6 3.1.7 计算啮合力 6 3.1.8 电动机的选择 6 3.2 轴的设计 7 3.2.1 选用轴的材料和初步估算轴径 7 3.2.2 轴上受力分析 7 3.2.3 确定危险截面并计算安全系数 7 3.3 轴承的寿命计算 10 3.3.1 计算内部轴向力S 11 3.3.2 计算实际轴向力 11 3.3.3 取系数X、Y值 11 3.3.4 计算当量载荷P 11 3.3.5 计算轴承额定寿命L 12 3.4 选用键并校核强度 12 3.4.1 输出轴上安装齿轮处选用键的内型 12 3.4.2 电机齿轮固定键的内型 13 3.5 箱体的设计 13 3.6 齿轮和轴的润滑油的选择 13 3.7 工件压机构紧及夹具 14 3.8 电器元件及控制机构 15 第四章 关键零部件的数控加工工艺设计 18 4.1 概述 18 4.1.1 数控加工工艺的概念 19 4.1.2 数控加工工艺特点 20 4.1.3 数控加工的工艺适应性 20 4.1.4 数控加工零件的工艺性分析 21 4.2 数控加工工艺 22 4.2.1 零件图样工艺分析 22 4.2.2 制定工艺过程 23 4.2.3 选择刀具 23 4.2.4 确定切削用量 23 4.3 三维造型及CAM模拟加工 23 第五章 本文小结 25 参考文献 26 致 谢 27 第一章 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。Z90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。 1.1 Z90型电动阀门概述 Z90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。 1.2 本文的设计思路 由于Z90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 Z90型电动阀门的结构及工作原理概述 2.1 Z90型电动阀门的结构 Z90型电动阀门装置由六个部分组成，即电机、减速箱、控制机构、手一电动切换机构、手轮部件及电器部分。 2.2 Z90型电动阀门的工作原理 Z90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。 2.3 Z90型电动阀门装置的原始性能参数 1．电动阀门装置公称转矩为900N﹒m。 2．最大控制转矩为1350 N﹒m。 3．最小控制转矩为≤450 N﹒m。 4．允许通过的阀杆直径为60mm 5．输出转速为24r／min。 6．电机功率为2.2KW。 7．电动阀门装置的重量为128kg。 第三章 Z90型电动阀门装置主要零部件的设计 3.1 齿轮的设计 3.1.1 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