1、摘 要本畢業設計主要是設計Z90型電動閥門裝置的主要零部件以及關鍵零部件的數控加工工藝。Z90型電動閥門裝置具有功能全、性能可靠、控制系統先進、體積小、重量輕、使用維護方便等特點。廣泛用于電力、冶金、石油、化工造紙、污水處理等部門。用以控制閥門的開啟、關閉和調節，可遠距離控制，也可現場操作。Z90型電動閥門裝置廣泛應用于電力、冶金、石油、化工、造紙、造船、消防、供水、環保等眾多行業。 是閥門實行遠程控制、集中控制和自動控制必不可少的驅動裝置。 目 錄第一章 課題簡介11.1 Z90型電動閥門概述11.2 本文的設計思路1第二章 Z90型電動閥門的結構及工作原理概述22.1 Z90型電動閥門的結

2、構22.2 Z90型電動閥門的工作原理22.3 Z90型電動閥門裝置的原始性能參數2第三章 Z90型電動閥門裝置主要零部件的設計33.1 齒輪的設計33.1.1 選擇齒輪材料及熱處理方法33.1.2 計算齒輪的許用應力33.1.3 齒輪的幾何尺寸計算33.1.4 齒輪彎曲疲勞強度的計算43.1.5 校核齒輪齒面接觸疲勞強度53.1.6 齒輪的實際圓周速度63.1.7 計算嚙合力63.1.8 電動機的選擇63.2 軸的設計73.2.1 選用軸的材料和初步估算軸徑73.2.2 軸上受力分析73.2.3 確定危險截面并計算安全系數73.3 軸承的壽命計算103.3.1 計算內部軸向力S113.3.2

3、 計算實際軸向力113.3.3 取系數X、Y值113.3.4 計算當量載荷P113.3.5 計算軸承額定壽命L123.4選用鍵并校核強度123.4.1 輸出軸上安裝齒輪處選用鍵的內型123.4.2 電機齒輪固定鍵的內型133.5箱體的設計133.6齒輪和軸的潤滑油的選擇133.7工件壓機構緊及夾具143.8電器元件及控制機構15第四章 關鍵零部件的數控加工工藝設計184.1 概述184.1.1 數控加工工藝的概念194.1.2 數控加工工藝特點204.1.3 數控加工的工藝適應性204.1.4 數控加工零件的工藝性分析214.2 數控加工工藝224.2.1 零件圖樣工藝分析224.2.2 制定

4、工藝過程234.2.3 選擇刀具234.2.4 確定切削用量234.3 三維造型及CAM模擬加工23第五章 本文小結25參考文獻26致 謝278第一章 課題簡介閥門電動裝置是閥門的驅動裝置，用以驅動和控制閥門的開啟和關閉。Z90型電動閥門裝置的工作原理是通過齒輪傳動來實現的，是二級齒輪傳動，即先由電機齒輪帶動蝸桿齒輪，帶動蝸桿，經過手柄帶動撥環,使支桿銷直立上檔,再由蝸桿帶動蝸輪，帶動輸出軸，而輸出軸的轉動帶動了軸上的大傘齒輪，再由大傘齒輪帶動小傘齒輪（即中轉齒輪），再帶動電器部分的行程開關上的小齒輪，經電器部分來完成工作。廣泛應用于電力、冶金、石油、化工、造紙、造船、消防、供水、環保等眾多行

5、業。 是閥門實行遠程控制、集中控制和自動控制必不可少的驅動裝置。1.1 Z90型電動閥門概述Z90型電動閥門裝置，通稱為多回轉閥門電動裝置，適用于閥瓣做直線運動的閥門，如閘閥、截止閥、隔膜閥、水閘閥等。它用于閥門的開啟、關閉或調節，是對閥門實現遠控、集控和自控必不可少的驅動裝置。他們具有功能全、性能可靠、控制系統先進、體積小、重量輕、使用維護方便等特點，廣泛用于電力、冶金、石油、化工造紙、污水處理等部門。1.2 本文的設計思路由于Z90型電動閥門裝置的內部結構大部分都采用齒輪傳動來完成，所以本文設計上先應從齒輪著手，再確定電動機的型號，再確定軸，軸承，鍵，以及工件機構和夾具的設計。最后對關鍵零

6、部件的數控加工工藝進行了設計。第二章 Z90型電動閥門的結構及工作原理概述2.1 Z90型電動閥門的結構Z90型電動閥門裝置由六個部分組成，即電機、減速箱、控制機構、手一電動切換機構、手輪部件及電器部分。2.2 Z90型電動閥門的工作原理Z90型電動閥門裝置的工作原理是通過齒輪傳動來實現的，是二級齒輪傳動，即先由電機齒輪帶動蝸桿齒輪，帶動蝸桿，經過手柄帶動撥環,使支桿銷直立上檔,再由蝸桿帶動蝸輪，帶動輸出軸，而輸出軸的轉動帶動了軸上的大傘齒輪，再由大傘齒輪帶動小傘齒輪（即中轉齒輪），再帶動電器部分的行程開關上的小齒輪，經電器部分來完成工作。2.3 Z90型電動閥門裝置的原始性能參數1電動閥門裝

7、置公稱轉矩為900Nm。2最大控制轉矩為1350 Nm。3最小控制轉矩為450 Nm。4允許通過的閥桿直徑為60mm5輸出轉速為24rmin。6電機功率為2.2KW。7電動閥門裝置的重量為128kg。第三章 Z90型電動閥門裝置主要零部件的設計3.1 齒輪的設計3.1.1 選擇齒輪材料及熱處理方法根據工作要求，選用多齒輪傳動。在箱體內，沒有特殊要求，從降低成本、減小結構尺寸和易于選材的原則出發，決定蝸桿齒輪選用45鋼調質，齒面硬度為217255HBS。3.1.2 計算齒輪的許用應力1）計算許用接觸應力查教材，得齒輪的接觸疲勞極限別為：齒輪（217255）1=580MPa1= Zn1×

8、1/ S=580/1.1=527.3 Mpa2）計算許用彎曲應力由教材查得：齒輪（217255HBS）（2）數控車床：粗車兩段外圓面達160.5×35和145.5×35。（3）數控車床：精車145.5和160.5兩段外圓面。（4）數控車床：倒角2mm。4.2.3 選擇刀具根據工件的材料采用硬質合金刀具，其切削工具鋼時宜采用切削鋼時較低的切削速度。切削用量選用的規律是：工件材料的硬度愈高經濟切削速度愈低；粗加工時背吃刀量和進給量大，切削速度低；精加工時背吃刀量和進給量小，切削速度高。4.2.4 確定切削用量切削用量根據工件材料、刀具材料及圖樣要求選取。所選參數詳見機械加工工序

9、卡片。4.3 三維造型及CAM模擬加工根據前述的工藝措施，制定數控加工的主要工藝工藝過程。我選擇離合套作為三維造型設計的對象，（如圖6所示）在Solid Works軟件中進行草圖繪制，再用旋轉功能得到三維造型圖，（見圖7，8所示）圖 6 離合套的三維造型設計圖7 離合套（1） 圖8 離合套（2）第五章 本文小結三年緊張而又愉快的大學即將接近尾聲了，在此，我將以一畢業設計來總結我三年所學的知識。我設計的課題是Z90型電動閥門裝置及關鍵零部件的數控加工工藝設計，這一次的設計使我對電動閥門的工作原理有了進一步的認識，從而了解了此類機械產品的一些內部特征。在設計的過程中遇到了一些問題，在這些問題中我也

10、懊惱過，但還是靜下心來慢慢的回顧三年所學習的知識，通過自己的分析和老師的指導，這些問題得到了進一步的解決。通過這次的畢業設計，使我懂得了學習的重要性，和對所學知識鞏固的必要性，使我從中得到了一些啟發。這次畢業設計，將會在我以后的工作和生活中有所幫助。這次的畢業設計可以測試一個人的能力，我將會把它當作一筆寶貴的財富。最后，謝謝學校三年來對我的教育和培養。在這畢業設計中讓我感觸最深的是要會靈活應用。其實，我們大學三年學了不少東西，學的東西很多，但是都不是很精，知道是知道一點，但如果要問我該零件的原理或者用在哪里？怎么用？等等一系列的問題我都答不上來。通過了這次設計讓我對有些零部件有了一個籠統的概念

11、，至少知道如何去選用，如何裝配。從資料收集到模具總體結構方案的擬定，從模具具體數據的設計計算到設計模具總體裝配圖以及零件圖的繪制，從三維輔助設計軟件進行產品零件設計到模具的造型和仿真加工以及生成NC文件等全過程本人都盡力而為之，力求做得最好！在這次的畢業設計中，老師對我們提出的問題及困惑，總是不厭其煩的一一解答，并對我們的設計提出意見和建議，使我們在設計中不斷的完善，而且避免犯一些嚴重的錯誤，這些也是我們在平時根本學不到或不可能注意到的方面。由于我的知識水平有限，在設計過程中難免有不足甚至錯誤的地方，希望老師和同學能給我提出批評和建議！多謝指教！參考文獻1. 新編機械設計實用手冊-學苑出版社 蔡春源主編2. 機械設計基礎-中國礦業大學出版社 張建中主編3. 機械設計基礎實訓教程-上海交通大學出版社 王家禾主編4. 機械加工工藝手冊-機械工業出版社 孟少農編5. 機械零件設計手冊-冶金工業出版社6.