箱体结构设计
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集装箱结构设计及工艺流程1. 引言集装箱是一种用于运输、贮存和搬运货物的标准化大型金属箱体。
其结构设计及工艺流程的步骤和流程对于确保集装箱的强度、稳定性和耐久性至关重要。
本文将详细描述集装箱结构设计及工艺流程的步骤和流程,以确保流程清晰且实用。
2. 结构设计步骤集装箱的结构设计步骤如下:2.1 确定使用要求首先,需要明确集装箱的使用要求,包括货物类型、负荷重量、运输方式等。
这些要求将直接影响到集装箱的结构设计。
2.2 确定尺寸和容积根据使用要求,确定集装箱的尺寸和容积。
一般来说,集装箱的尺寸应符合国际标准,如20英尺(约为6米)或40英尺(约为12米)。
2.3 确定材料和厚度选择适合的材料用于制造集装箱,并确定各个部位所需的厚度。
常见的材料包括钢板、铝合金等,其厚度应根据集装箱的尺寸和使用要求进行合理选择。
2.4 设计结构框架基于集装箱的尺寸、容积和使用要求,设计集装箱的结构框架。
结构框架通常由上下两个长方形底板和四个立柱组成,并通过横向和纵向连接件连接起来。
2.5 设计箱门和抓手设计集装箱的箱门和抓手。
箱门应具有良好的密封性能和强度,以确保货物在运输过程中不受损失。
抓手应便于操作,方便人工搬运。
2.6 设计加强件根据集装箱的使用要求,在结构框架中添加必要的加强件,以增加集装箱的强度和稳定性。
加强件通常位于角部、顶部和底部等易受力部位。
2.7 进行强度计算对设计好的集装箱进行强度计算,以确保其能够承受预期负荷并具备足够的安全储备。
强度计算包括静态荷载分析、动态荷载分析等。
2.8 进行模拟测试利用计算机辅助设计软件进行集装箱的模拟测试,验证其结构设计的合理性和可行性。
模拟测试可以帮助发现潜在的问题并进行改进。
3. 工艺流程集装箱的制造过程通常包括以下工艺流程:3.1 材料准备准备所需的材料,包括钢板、铝合金等。
对于钢板,需要进行切割、弯曲等加工,以获得所需的形状和尺寸。
3.2 零部件制造根据结构设计图纸,制造集装箱的各个零部件,如底板、立柱、连接件等。
箱体的结构设计1.箱体的主要功能(1)支承并包容各种传动零件,如齿轮、轴、轴承等,使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。
箱体还可以储存润滑剂,实现各种运动零件的润滑。
(2)安全保护和密封作用,使箱体内的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人生安全,并有一定的隔振、隔热和隔音作用。
⑶使机器各部分分别由独立的箱体组成,各成单元,便于加工、装配、调整和修理。
(4)改善机器造型,协调机器各部分比例,使整机造型美观。
2.箱体的分类按箱体的功能可分为:(1)传动箱体,如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体,主要功能是包容和支承各传动件及其支承零件,这类箱体要求有密封性、强度和刚度。
见图21-6。
⑵泵体和阀体,如齿轮泵的泵体,各种液压阀的阀体,主要功能是改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。
这类箱体除有对前一类箱体的要求外,还要求能承受箱体内液体的压力。
(3)支架箱体,如机床的支座、立柱等箱体零件,要求有一定的强度、刚度和精度,这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。
按箱体的制造方法分,主要有:(1)铸造箱体,常用的材料是铸铁,有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜等。
铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂,有较好的吸振性和机加工性能,常用于成批生产的中小型箱体。
(2)焊接箱体,由钢板、型钢或铸钢件焊接而成,结构要求较简单,生产周期较短。
焊接箱体适用于单件小批量生产,尤其是大件箱体,采用焊接件可大大降低成本。
(3)其它箱体,如冲压和注塑箱体,适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的箱体。
2 设计的主要问题和设计要求箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系,如车床按两顶尖要求等高,确定箱体的形状和尺寸,此外还应考虑以下问题:1.满足强度和刚度要求。
对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题;但对于大多数箱体,评定性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作,而且还影响部件的工作精度。
箱体的焊接结构设计焊接箱体一般用低碳钢(如Q235-A)焊成,根据结构和承载的需要,轴承座的材料亦可用铸钢,如ZG270-500钢等。
箱体的角焊缝的焊脚尺寸可取壁板厚度的必比,详见第1章5节。
焊缝要求密封,箱体应进行渗漏检查。
焊后还须作消除内应力处理。
箱体设计中首先是确定箱壁厚度,其中关键是定出主要承载堵的厚度,以此作为箱体壁厚的参考值。
用常规计算来确定壁厚时,通常需要将箱体简化,而后按工程力学的一般方法进行计算。
当由铸造箱体改为焊接箱体时,则可用等价截面法,求得焊接箱体的壁厚。
轴承座是焊接箱体的主要构件之一,其结构型式见表18.2-30,箱体的焊接结构实例见表18.2-31o表18.2-3。
轴承座结构型式及使用条件型式f®ffl 使用条件及特氐『型式I «i 使用条件及特点(续)型式筒使用条件及特点R式尚明使用条件及特点双层壁箱体轴承座Mj⅛=⅛刚性大,能承受较大的段荷图i两壁板的距离较小时用,BBJ壁板间距较大时用刑分式轴承座K Bn») ")o) p)图m及图n由厚铜板气M而成,亦可采用锻件。
用于第Q柏承。
当轴承座内部结构复杂,财用帏钢件做成为增加刚度,在轴承座处设置加强的.加强助可采用铜板条或槽倒整用P及图q若干轴承座连成S体。
图p,各地承座用一供厚的板作出,适用于轴承座外仲短,存内径相整小,轴线距离近的精体。
质量较大L但制造工汇大为筒化。
图q不旌成一体的轴承座为铎钢件,或是厚钢板3S制品,质里可减辂D j)例分式轴承座k)Bi)图k由半个纲管或用雪板制成,用于较小的轴承图I由实心触形毛坯做成,用于大型轴承图a箱壁厚度较大时采用,但开孔过大会降低箱体刚度S b在箱壁上惮一套环以增加轴承的厚度,在受力不大,孔径较小时采用图C将轴承插人箱里,形成独承座,在其内、外e1均用角焊轴焊接,轴承座具有较大的强度和抗弯刚度四d果用台府式.焊接时对中宸确,但加工鬓较大M面的轴与表齐体建壁平整承图e及星f在轴承座上开停接坡□图g及93h在箱壁匕开熄接城口b)说明:上图为三根卷板机被速器箱体,其壁板分别用25πun 及20mm 钢板制成。
集装箱结构设计材料选用标准《集装箱结构设计材料选用标准》序言在现代物流和运输行业中,集装箱作为一种方便、高效的货物包装和运输工具得到了广泛的应用。
而集装箱的结构设计和材料选用标准则直接关系到了其使用效果和安全性。
本文将对集装箱结构设计及材料选用标准进行全面探讨,帮助读者对该主题有更深入的了解。
1. 集装箱结构设计概述集装箱的结构设计主要包括箱体结构、箱门结构、角铁结构等多个部分。
在箱体结构设计时,需要考虑受力特点、承载能力、密封性以及使用寿命等因素。
箱门结构的设计直接关系到货物的装卸和安全保障。
角铁结构则是保证集装箱整体结构的稳固性和耐用性。
综合考虑这些因素,可以保证集装箱在运输过程中能够安全可靠地运输货物。
2. 集装箱结构设计材料选用标准在集装箱的结构设计中,材料选用是至关重要的一环。
钢材是目前主要的集装箱结构材料,其优点包括强度高、耐腐蚀性好等。
在材料选用时,需要考虑不同部位对材料的要求,如箱体、箱门等部分需要选择不同规格和材质的钢材。
还需要考虑材料的成本、可持续性以及环保性等因素。
3. 我的个人观点和理解在我看来,集装箱结构设计和材料选用标准的重要性不言而喻。
只有在结构设计合理、材料选用恰当的情况下,集装箱才能够确保货物的安全运输。
随着环保意识的增强,我认为在材料选用时需要更加重视材料的可持续性和环保性,推动集装箱行业向着更加绿色、环保的方向发展。
总结通过本文的全面探讨,读者对集装箱结构设计及材料选用标准应该有了更深入的了解。
在实际运用中,需要综合考虑集装箱的受力特点、使用环境、耐用性等多方面因素,才能够选择合适的结构设计和材料选用标准,确保集装箱的安全和稳定运输。
结语集装箱结构设计材料选用标准是一个复杂而又重要的课题,需要不断探索和研究。
希望本文能够为读者提供一些有价值的参考,同时也欢迎各界专家学者和从业人员对该主题进行更深入的讨论和研究。
(以上内容仅为模拟示范,实际文章内容需根据具体要求和主题进行撰写)集装箱作为现代物流和运输行业中非常重要的一环,其结构设计和材料选用标准直接关系到货物的安全运输和保障。
箱体毕业设计说明书箱体毕业设计说明书一、设计背景随着现代物流行业的迅速发展和电子商务的兴起,包装箱体作为物流运输的重要环节,对于商品的保护和运输效率起着至关重要的作用。
然而,当前市场上的箱体设计仍存在一些问题,如结构不稳定、重量过大、耐用性差等。
因此,本设计旨在通过创新的设计理念和先进的材料技术,提出一种新型的箱体设计方案,以满足现代物流运输的需求。
二、设计目标1. 提高箱体的结构稳定性,确保商品在运输过程中的安全性。
2. 减轻箱体的重量,降低运输成本,提高运输效率。
3. 提升箱体的耐用性,延长使用寿命,减少资源浪费。
4. 提供更多的设计空间,满足不同商品的包装需求。
三、设计原理1. 结构优化:采用先进的结构设计方法,通过优化箱体的支撑结构和连接方式,提高其整体稳定性和抗压能力。
2. 材料创新:选用高强度、轻质的新型材料,如碳纤维复合材料,以减轻箱体重量同时提升其强度和刚度。
3. 系统集成:结合现代信息技术,通过智能化设计和生产,实现箱体的个性化定制和智能化管理。
四、设计方案1. 结构设计在箱体的支撑结构上,采用三维悬臂结构,以提高箱体的整体稳定性。
同时,引入可调节的连接件,使得箱体的组装和拆卸更加便捷,方便进行维修和更换。
2. 材料选择选用高强度、轻质的碳纤维复合材料作为箱体的主要材料,以减轻重量并提升强度。
此外,还可以利用碳纤维的导电性能,设计智能感知系统,实时监测箱体内部的温度、湿度等参数,以保护货物的安全。
3. 智能化设计引入智能感知技术和物联网技术,设计箱体内部的温度、湿度、压力等传感器,实现对箱体内部环境的实时监测和控制。
此外,还可以通过集成GPS定位系统,实现对箱体的远程定位和管理,提高物流运输的效率和安全性。
五、设计效果1. 结构稳定性提升:通过优化结构设计和材料选择,箱体的整体稳定性得到提升,能够有效防止货物在运输过程中的碰撞和挤压。
2. 重量减轻:采用轻质材料,如碳纤维复合材料,使得箱体的重量大幅减轻,降低运输成本和能源消耗。
箱体钣金设计加工方案
箱体钣金设计加工方案
箱体钣金设计加工方案是指对产品进行钣金结构设计并进行加工的方案。
钣金结构设计是指通过对产品外形的分析和认识,确定好构成产品的各种轴线、基准线、基准面将它们矢量化。
箱体钣金加工方案主要包括以下几个步骤:
1.产品外形设计:根据产品的功能和使用要求,确定产品的外
形形状、尺寸和材料,确保产品的美观和实用性。
2.钣金结构设计:根据产品的外形设计,确定产品的结构形式,包括板料的选择、开料方式、弯曲角度、连接方式等。
3.材料选择:根据产品的使用环境和要求,选择合适的钣金材料,如冷轧板、不锈钢板、铝合金板等,确保产品的强度和耐用性。
4.加工工艺设计:根据产品的结构设计,确定产品的加工工艺,包括切割、冲孔、弯曲、焊接、打磨等,确保产品的加工精度和质量。
5.表面处理:根据产品的外形和要求,选择适当的表面处理方式,如喷漆、喷粉、电镀等,增加产品的美观和耐腐蚀性。
6.组装调试:根据产品的结构设计和加工工艺,将各个零部件
进行组装,进行必要的调试和测试,确保产品的功能和性能。
7.质量控制:在整个加工过程中,进行严格的质量控制,包括原材料的检验、加工过程的监控和成品的检测,确保产品的质量和可靠性。
以上是箱体钣金设计加工方案的主要内容,在实际操作中,还需要根据具体产品的要求和生产条件进行适当的调整和改进。
通过合理的钣金设计和加工工艺,可以提高产品的质量和竞争力,满足客户的需求。
箱体的结构设计1.箱体的主要功能(1)支承并包容各种传动零件,如齿轮、轴、轴承等,使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。
箱体还可以储存润滑剂,实现各种运动零件的润滑。
(2)安全保护和密封作用,使箱体内的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人生安全,并有一定的隔振、隔热和隔音作用。
(3)使机器各部分分别由独立的箱体组成,各成单元,便于加工、装配、调整和修理。
(4)改善机器造型,协调机器各部分比例,使整机造型美观。
2.箱体的分类按箱体的功能可分为:(1)传动箱体,如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体,主要功能是包容和支承各传动件及其支承零件,这类箱体要求有密封性、强度和刚度。
见图21-6。
(2)泵体和阀体,如齿轮泵的泵体,各种液压阀的阀体,主要功能是改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。
这类箱体除有对前一类箱体的要求外,还要求能承受箱体内液体的压力。
(3)支架箱体,如机床的支座、立柱等箱体零件,要求有一定的强度、刚度和精度,这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。
按箱体的制造方法分,主要有:(1)铸造箱体,常用的材料是铸铁,有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜等。
铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂,有较好的吸振性和机加工性能,常用于成批生产的中小型箱体。
(2)焊接箱体,由钢板、型钢或铸钢件焊接而成,结构要求较简单,生产周期较短。
焊接箱体适用于单件小批量生产,尤其是大件箱体,采用焊接件可大大降低成本。
(3)其它箱体,如冲压和注塑箱体,适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的箱体。
2 设计的主要问题和设计要求箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系,如车床按两顶尖要求等高,确定箱体的形状和尺寸,此外还应考虑以下问题:1.满足强度和刚度要求。
对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题;但对于大多数箱体,评定性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作,而且还影响部件的工作精度。
箱体结构设计毕业设计箱体结构设计毕业设计引言:在现代工程领域中,箱体结构设计是一项重要的技术,它涉及到各种工程领域,如建筑、机械、航空航天等。
本文将探讨箱体结构设计的一些关键要素和方法,以及一些实际案例的分析。
一、箱体结构设计的基本原理箱体结构设计的基本原理是力学和材料学的应用。
在设计过程中,需要考虑箱体的强度、刚度和稳定性等因素。
强度是指箱体抵抗外部力量的能力,刚度是指箱体在受力时的变形程度,稳定性是指箱体在受力时不发生失稳的能力。
二、箱体结构设计的关键要素1. 材料选择:箱体结构的材料选择直接影响到其强度和刚度。
常用的材料包括钢材、铝合金和复合材料等。
在选择材料时,需要考虑其重量、成本和可加工性等因素。
2. 结构形式:箱体结构的形式多种多样,如矩形箱体、圆柱形箱体和梁板结构等。
在选择结构形式时,需要考虑箱体的用途和受力情况。
3. 连接方式:箱体结构的连接方式也是设计的重要考虑因素。
常用的连接方式包括焊接、螺栓连接和粘接等。
在选择连接方式时,需要考虑其强度、可靠性和可拆卸性等因素。
4. 加强措施:为了提高箱体结构的强度和刚度,常常需要采取加强措施。
例如,在箱体的角部和边缘处加装加强筋或加厚材料等。
三、实际案例分析以汽车车身为例,汽车车身通常采用箱体结构设计。
在汽车车身设计中,需要考虑车身的强度、刚度和安全性等因素。
为了提高车身的强度,可以采用高强度钢材作为主要材料,并在关键部位加装加强筋。
此外,还可以采用激光焊接技术来提高连接的强度和可靠性。
为了提高车身的刚度,可以采用梁板结构设计,并在车身的底部加装加强梁。
此外,还可以采用复合材料作为车身材料,以提高刚度和降低重量。
为了提高车身的安全性,可以在车身的关键部位设置安全气囊和防撞梁等装置。
此外,还可以采用仿生学设计原理,使车身具有更好的吸能和分散冲击力的能力。
结论:箱体结构设计是一项复杂而重要的工程技术,它涉及到各种工程领域。
在设计过程中,需要考虑材料选择、结构形式、连接方式和加强措施等因素。
箱体结构设计
1.设计方法:
采用包容原则和美学角度进行修正。
2.箱体主要参数的选择: 壁厚
对于一般设计,铸造箱体的壁厚t 可以参考表21.1选取,表中Ln 为当量尺寸,用下式公式计算:
式中,L 为铸件长度,mm ,在L ,B ,H 中,L 为最大值;B 为铸件宽度,mm ;H 为铸件高度,mm.
表21.1铸造箱体的壁厚t
当量尺寸Ln
箱体材料
灰铸铁 铸钢 铸铝合金
铸钢 0.3 6 10 4 6 0.75 8 10-15 5 8 1.00 10 15-20 6 ---- 1.50 12 20-25 8 ---- 2.00 16 25-30 10 ---- 3.00
20
30-35
≧12 ---- 4.00 24 35-40 ---
----
注:1。
此表为砂型铸造外壁厚的数据。
2.球墨铸铁,可锻铸铁壁厚减小20%.
仪表类铸造外壳的最小壁厚参考表21.2选取。
表21.2 仪表类铸造外壳最小厚度t
2:加强筋
为加强箱体的强度,尤其是箱体的刚度,常在箱壁上增设加强筋。
若箱体有中间短轴或中间支承时,常设横向筋板。
筋板的高度H不应超过壁厚t的3-4倍,超过此值对提高刚度无明显效果。
加强筋的尺寸见表21.3
表21.3 铸造箱体加强筋尺寸
注:t为筋所在处的壁厚
3.孔和凸台
箱体内壁和外壁上位于同一轴线上的孔,从加工角度要求,单件少批量生产时,应尽可能使孔的直径相等;。
第八章箱体的整体设计及其附件的选用1、箱体的结构设计1)箱体材料的选择与毛坯种类的确定根据减速器的工作环境,可选箱体材料为灰铸铁HT200。
因为铸造箱体刚性好、外形美观、易于切削加工、能吸收振动和消除噪音,可采用铸造工艺获得毛坯。
2)箱体主要结构尺寸和装配尺寸见下表:单位:mm2、减速器附件(1)窥视孔和视孔盖在传动啮合区上方的箱盖上开设检查孔,用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等,还可以由该孔向箱内注入润滑油。
(2)通气器安装在窥视孔板上,用于保证箱内和外气压的平衡,一面润滑油眼相体结合面、轴伸处及其他缝隙渗漏出来。
(3)轴承盖轴向固定轴及轴上零件,调整轴承间隙。
这里使用凸缘式轴承盖,因其密封性能好,易于调节轴向间隙。
(4)定位销为了保证箱体轴承孔的镗削精度和装配精度,在减速器的两端分别设置一个定位销孔。
(5)油面指示装置在箱座高速级端靠上的位置设置油面指示装置,用于观察润滑油的高度是否符合要求。
(6)油塞用于更换润滑油,设在与设置油面指示装置同一个面上,位于最低处。
(7)起盖螺钉设置在箱盖的凸缘上,数量为2个,一边一个。
用于方便开启箱盖。
(8)起吊装置在箱盖的两头分别设置一个吊耳,用于箱盖的起吊;而减速器的整体起吊使用箱座上的吊钩,在箱座的两头分别设置两个吊钩。
3、减速器润滑及密封形式的选择高速轴的dn值为dn5⋅⨯40==⨯626<25043m mrm in105.1096..故减速器所有轴承均采用润滑脂润滑。
高速级大齿轮的圆周速度为s m 12m 7.110006013.391372 100060nd v 2<≈⨯⨯⨯=⨯=ππ故采用油池润滑。
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度。
轴承盖处密封采用毛毡圈。
箱盖与箱座之间的密封则采用涂水玻璃密封,涂水玻璃密封的方法能有效地减轻震动起到防震作用。
变速箱箱体毕业设计变速箱箱体毕业设计一、引言在现代汽车工业中,变速箱是一个至关重要的组成部分。
它负责传递引擎的动力,使车辆能够在不同的速度和负载条件下运行。
变速箱的设计和制造需要考虑许多因素,其中之一就是变速箱的箱体。
本文将探讨变速箱箱体的设计和相关问题。
二、变速箱箱体的功能变速箱箱体是变速箱的外壳,它的主要功能是保护内部的零部件免受外界环境的侵害。
同时,箱体还承担着支撑和固定内部零部件的作用,确保它们能够正常运转。
另外,箱体还需要具备良好的散热性能,以保证变速箱内部的温度在可控范围内。
三、变速箱箱体的材料选择在选择变速箱箱体的材料时,需要考虑多个因素。
首先,箱体需要具备足够的强度和刚度,以承受来自引擎的巨大扭矩和变速时的冲击力。
因此,通常会选择高强度的合金钢或铸铁作为箱体材料。
其次,箱体还需要具备较好的耐腐蚀性能,以应对来自外界环境的湿气、盐雾等腐蚀因素。
在这方面,不锈钢和铝合金是常用的选择。
最后,箱体的制造成本也是一个需要考虑的因素。
与其他材料相比,铸铁具有成本较低的优势,因此在一些经济型车型中常被选用。
四、变速箱箱体的结构设计变速箱箱体的结构设计需要满足多个要求。
首先,箱体需要具备良好的整体刚性,以保证内部零部件的位置和相对位置不发生变化。
其次,箱体还需要具备良好的密封性能,以防止润滑油泄漏和灰尘进入。
此外,箱体还需要考虑易于维修和拆卸的设计,以提高维修效率。
为了满足这些要求,现代的变速箱箱体通常采用模块化设计。
这种设计将箱体分为多个模块,每个模块负责不同的功能。
例如,一个模块可能负责支撑和固定内部零部件,另一个模块负责散热和密封。
这种模块化设计不仅提高了制造效率,还方便了维修和升级。
五、变速箱箱体的振动和噪音控制在变速箱的运行过程中,振动和噪音是一个不可忽视的问题。
箱体作为变速箱的外壳,对于振动和噪音的控制起着重要的作用。
为了减少振动和噪音的传递,箱体需要具备较好的隔音和减振性能。
为了实现这一目标,箱体的设计需要考虑到结构的刚度和材料的选择。
多功能行李箱的设计摘要环保机械产品是近年来备受市场亲睐的绿色新型科技产品。
我经过几个月的思考与实践,设计出了这一款多功能环保行李箱,它能帮助人们解决许多日常生活中的环保问题,也能使人们意识到环保、科技、机械之间的重要联系。
在设计过程当中,通过对各数据的计算、CAD应用及工程图的绘制、机械运动仿真、PRO/E、SolidWorks 中参数的选取及三维实体建模等,设计出了这款由上、中、下三箱体组成的多功能环保行李箱。
关键词:SolidWorks与CAD应用;运动仿真;环保与机械;绿色新型科技产品ABSTRACTThe environmental protection engineering products were the recent years are subject to the market kissed lai the green new science and technology product。
I undergo several month-long ponders and the practice,Designed this section of green multi-purpose environmental protection suitcases,It can help the people to solve in many daily life environmental protection problems,Can also cause the people to realize between the environmental protection, technical, machinery's important relation,In designs in the middle of the process,Through to various data computation, in engineering plat plan, mechanical movement simulation, SolidWorks parameter selection and three dimensional entity modelling and so on,esigned this section the multi-purpose environmental protection suitcases which was composed of the upper, middle and lower three box of bodies.Key words:solidworks and cad application;movement simulation;environmental protection and machinery;green new science and technology product目录一绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2 国内外状况 (1)1.3发展趋势 (1)1.4应用对象 (1)1.5设计构想 (1)二工作原理 (2)2.1 设计理念 (2)2.2 设计原理 (2)2.3 总体模型 (2)三、设计计算 (3)3.1运动情况 (4)3.2受力情况 (5)3.2.1 选取弹簧 (5)3.2.2 杆件的选取 (6)3.2.3 轴1旋转杆件的选取 (7)3.2.4 圆柱杆件的选取 (8)3.3 开口销的选择 (8)3.4箱盖、箱盖附板以及其连接设计 (9)3.4.1 箱盖附板的设计 (9)3.4.2 箱盖附板与箱盖连接设计 (10)3.4.3 箱盖设计 (11)3.4.4 箱盖与箱体的连接设计 (11)四、产品CAD零件图 (12)五、运动仿真技术与Pro/ENGINEER应用 (12)5.1对产品设计理念的影响 (12)5.2产品工作装置运动仿真设计步骤 (12)六、产品工作装置的三维实体建摸 (13)6.1工作装置零件建摸 (13)6.1.1箱体的生成 (13)6.1.2上盖的生成 (14)6.1.3座椅的生成 (15)6.1.4连杆的生成 (15)6.1.5抽屉的生成 (16)6.1.6连接销轴的生成 (16)6.2工作装置装配模型建摸 (17)6.2.1 轴1与箱体的连接模型装配 (18)6.2.2 轴2与轴1的连接模型装配 (19)6.2.3 轴3与轴2的连接模型装配 (19)6.2.4.轴3与椅子背板的连接 (20)6.2.5 椅子背板与座板的连接模型装配 (21)6.2.6 轴1与轴4的连接模型组装配 (21)6.2.7 轴4与磁铁板的连接模型装配 (22)6.2.8抽屉与磁铁板以及箱体的连接模型装配 (22)七、整体工作装置运动仿真 (23)7.1概述 (23)7.2创建产品工作装置的机械运动仿真 (24)7.2.1连接轴的设置 (24)7.2.2创建快照 (24)7.2.3定义伺服电动机 (24)7.2.4运行运动 (27)7.2.5获取分析结构 (30)7.2.6运动机构的仿真示例 (31)八、材料的选择 (33)8.1选材原则 (33)8.2材料类型 (33)九、设计小结 (34)十、致谢 (35)十一、参考文献 (36)1 绪论1.1 研究背景及意义随着人类科学技术的不断发展,人与自然的和谐已成为当今世界的焦点。
1.箱体的主要功能
(1)支承并包容各种传动零件,如齿轮、轴、轴承等,使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。
箱体还可以储存润滑剂,实现各种运动零件的润滑。
(2)安全保护和密封作用,使箱体的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人生安全,并有一定的隔振、隔热和隔音作用。
(3)使机器各部分分别由独立的箱体组成,各成单元,便于加工、装配、调整和修理。
(4)改善机器造型,协调机器各部分比例,使整机造型美观。
2.箱体的分类
按箱体的功能可分为:
(1)传动箱体,如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体,主要功能是包容和支承各传动件及其支承零件,这类箱体要求有密封性、强度和刚度。
见图21-6。
(2)泵体和阀体,如齿轮泵的泵体,各种液压阀的阀体,主要功能是改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。
这类箱体除有对前一类箱体的要求外,还要求能承受箱体液体的压力。
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(3)支架箱体,如机床的支座、立柱等箱体零件,要求有一定的强度、刚度和精度,这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。
按箱体的制造方法分,主要有:
(1)铸造箱体,常用的材料是铸铁,有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜等。
铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂,有较好的吸振性和机加工性能,常用于成批生产的中小型箱体。
(2)焊接箱体,由钢板、型钢或铸钢件焊接而成,结构要求较简单,生产周期较短。
焊接箱体适用于单件小批量生产,尤其是大件箱体,采用焊接件可大大降低成本。
(3)其它箱体,如冲压和注塑箱体,适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的箱体。
2 设计的主要问题和设计要求
箱体设计首先要考虑箱体零件的布置及与箱体外部零件的关系,如车床按两顶尖要求等高,确定箱体的形状和尺寸,此外还应考虑以下问题:
1.满足强度和刚度要求。
对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题;但对于大多数箱体,评定性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作,而且还影响部件的工作精度。
2.散热性能和热变形问题。
箱体零件摩擦发热使润滑油粘度变化,影响其润滑性能;温度升高使箱体产生热变形,尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力,对箱体的精度和强度有很大的影响。
3.结构设计合理。
如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的强度和刚度。
4.工艺性好。
包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各方面的工艺性。
5.造型好、质量小。
设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。
3箱体结构设计
箱体的形状和尺寸常由箱体部零件及部零件间的相互关系来决定,决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为"结构包容法",当然还应考虑外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。
箱体壁厚的设计多采用类比法,对同类产品进行比较,参照设计者的经验或设计手册等资料提供的经验数据,确定壁厚、筋板和凸台等的布置和结构参数。
对于重要的箱体,可用计算机的有限元法计算箱体的刚度和强度,或用模型和实物进行应力
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或应变的测定,直接取得数据或作为计算结果的校核手段。
1.箱体的毛坯、材料及热处理
(1)箱体的毛坯:选用铸造毛坯或焊接毛坯,应根据具体条件进行全面分析决定。
铸造容易铸造出结构复杂的箱体毛坯,焊接箱体允许有薄壁和大平面,而铸造却较困难实现薄壁和大平面。
焊接箱体一般比铸造箱体轻,铸造箱体的热影响变形小,吸振能力较强,也容易获得较好的结构刚度。
(2)箱体的材料和热处理
箱体的常用材料有:
铸铁多数箱体的材料为铸铁,铸铁流动性好,收缩较小,容易获得形状和结构复杂的箱体。
铸铁的阻尼作用强,动态刚性和机加工性能好,价格适度。
加入合金元素还可以提高耐磨性。
具体牌号查阅有关手册。
铸造铝合金用于要求减小质量且载荷不太大的箱体。
多数可通过热处理进行强化,有足够的强度和较好的塑性。
钢材铸钢有一定的强度,良好的塑性和韧性,较好的导热性和焊接性,机加工性能也较好,但铸造时容易氧化与热裂。
箱体也可用低碳钢板和型钢焊接而成。
箱体的热处理:
铸造或箱体毛坯中的剩余应力使箱体产生变形,为了保证箱体加工后精度的稳定性,对箱体毛坯或粗加工后要用热处理方法消除剩余应力,减少变形。
常用的热处理措施有以下三类:
A)热时效。
铸件在500~600°C下退火,可以大幅度地降低或消除铸造箱体中的剩余应力。
B)热冲击时效。
将铸件快速加热,利用其产生的热应力与铸造剩余应力叠加,使原有剩余应力松弛。
C)自然时效。
自然时效和振动时效可以提高铸件的松弛刚性,使铸件的尺寸精度稳定。
2.箱体结构参数的选择
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(1) 壁厚
铸铁、铸钢和其它材料箱体的壁厚可以从表21-2中选取,表中N用下式计算:
N=(2L+B+H)/3000 (mm)
式中L-铸件长度(mm),L、B、H中,L为最大值;
B-铸件宽度(mm);H-铸件高度(mm);
表21-2 铸造箱体的壁厚
仪器仪表铸造外壳的最小壁厚参考表21-3选取
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(2)加强筋
为改善箱体的刚度,尤其是箱体壁厚的刚度,常在箱壁上增设加强筋,若箱体中有中间短轴或中间支承时,常设置横向筋板。
筋板的高度H不应超过壁厚t的(3-4)倍,超过此值对提高刚度无明显效果。
加强筋的尺寸见表21-4。
(3)孔和凸台
箱体壁和外壁上位于同一轴线上的孔,从机加工角度要求,单件小批量生产时,应尽可能使孔的质量相等;成批大量生产时,外壁上的孔应大于壁上的孔径,这有利于刀具的进入和退出。
箱体壁上的开孔会降低箱体的刚度,实验证明,刚度的降低程度与孔的面积大小成正比。
在箱壁上与孔中心线垂直的端面处附加凸台,可以增加箱体局部的刚度;同时可以减少加工面。
当凸台直径D与孔径d的比值D/d≤2和凸台高度h与壁厚t的比值t/h≤2时,刚度增加较大;比值大于2以后,效果不明显。
如因设计需要,凸台高度加大时,为了改善凸台的局部刚度,可在适当位置增设局部加强筋。
见图21-8。
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图21-8
(4)连接和固定
箱体连接处的刚度主要是结合面的变形和位移,它包括结合面的接触变形,连接螺钉的变形和连接部位的局部变形。
为了保证连接刚度,应注意以下几个方面的问题:
1)重要结合面表面粗糙度值Ra应不大于3.2um,接触表面粗糙度值越小,则接触刚度越好。
2)合理选择联结螺钉的直径和数量,保证结合面的预紧力。
为了保证结合面之间的压强,又不使螺钉直径太大,结合面的实际接触面积在允许围尽可能减小。
如图19-9。
3)合理设计联结部位的结构,联结部位的结构及特点及应用见表21-5。
表21-5
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(end)
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