转环接头滚压缩口成形机设计

摘要

一些机器或简单装置中因存在转矩，其转动的线、绳在负荷状态下可能出现打结，造成仪器设备损坏或线、绳破断、甚至引起人身伤亡。转环接头可以释放转动装置中的转矩，避免了转动装置中的线、绳在外力作用下转动打结。本项目讨论的转环接头就是装在钓具尾端，防止钓丝打结的一个小部件。目前，转环接头的生产大部分依赖于手工制造，生产效率低，工人劳动强度大。在生产自动化需求的大环境下，本文针对渔用转环设计了一台自动化成形设备。
　　转环接头的自动加工制造成功的关键是其绳环与转筒的装配及缩口工艺的实现。文中首先对缩口加工的工艺进行了分析，探讨了不同的缩口原理，从机器实现困难性、加工自动化程度及流畅性等多方面综合考虑，优选出了满足要求的机构;为保证各执行件运动协调，分析了各执行件的运动和协调要求，对加工转环接头时相关零部件间的传动时间进行分配，绘出了相应的工作循环图。由于机器要加工多种不同尺寸的零件，为保证通用性，对涉及到的作换向用的曲柄摇杆机构进行了运动设计，获得了比较理想的构件尺寸。文中还对缩口所需要的加工力进行了分析，用计算机软件模拟了转环接头缩口时转筒的应力应变分布情况，并因此分析了影响转环接头缩口加工的相关因素。
　　在全面分析成形机各部分结构原理的基础上，利用Pro/E软件对零部件进行三维实体建模，在装配模块下对整台设备进行虚拟装配，同时进行干涉检查，以确保整个结构的正确性。利用Pro/E的运动仿真模块对缩口传动系统进行了运动仿真分析，得到的运动仿真动画可以直观的显现各个时刻各构件、特别是空心主轴的运动情况，得到其运动特性曲线，便于进行机器运动性能分析。此外，对缩口成形机的关键零部件进行有限元分析，进一步保证结构的安全可靠性。
　　本文创新设计了一套转环接头制造设备，其中所讨论的实现方案、方法与过程对转环接头的自动化制造具有一定的借鉴与指导意义。

目录

声明

摘要

第1章引言

1．1 渔具转环加工设备研究背景

1．2 渔用转环制造及工艺概述

1．2．1 渔用转环结构

1．2．2 金属管缩口相关加工工艺

1．2．3 设备制造及自动化

1．3 研究的主要内容

1．3．1 本课题的主要内容

1．3．2 本课题的意义

第2章加工原理方案设计

2．1 缩口加工原理方案

2．1．1 梯形槽弧形轨迹楔入滚压法

2．1．2 梯形槽直线轨迹楔入滚压法

2．1．3 双梯形槽轮滚压法

2．1．4 旋压滚压法

2．2 机构选型

2．2．1 缩口滚压传动机构

2．2．2 换向机构

2．2．3 绳环上料机构

2．2．4 转筒上料机构

2．3 本章小结

第3章传动系统的参数设计

3．1 转环机的工作原理

3．2 工作运动循环图

3．3 缩口传动工艺参数设计

3．4 缩口传动系统运动参数设计

3．4．1 曲柄摇杆机构设计

3．4．2 减速与增速传动设计

3．5 本章小结

第4章缩口加工变形力学分析

4．1 缩口成形原理

4．2 缩口力学性能分析

4．3 缩口结构有限元分析

4．3．1 转筒模型的建立

4．3．2 有限元模型加载

4．3．3 数值求解及结果分析

4．4 影响缩口加工因素的探讨

4．4．1 缩口模具对缩口的影响

4．4．2 壁厚对缩口的影响

4．5 本章小结

第5章转环加工设备虚拟样机设计

5．1 转环加工设备三维实体建模

5．1．1 绳环传动装置建模

5．1．2 转筒传动装置建模

5．1．3 缩口传动装置建模

5．1．4 通用性设计

5．1．5 总装配图

5．2 运动分析及仿真

5．2．1 曲柄摇杆机构的运动仿真

5．2．2 空心主轴的运动仿真

5．3 关键零件的力学分析

5．3．1 空心主轴的力学性能分析

5．3．2 缩口模具力学性能分析

5．3．3 螺旋传动机构的强度校核

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 不足

6．3 展望

致谢

参考文献

附录

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