过载保护器壳体说明书

安徽机电职业技术学院

设计题目：（过载保护器壳体设计）

系 别：机 械 工 程 系

专 业：机械制造与自动化

班 级 机自3082班

姓 名：叶诚

学 号：1102083011

指导老师：王建军

完成时间：10 年 11月

前言

制造业是将可用资源，能源与信息通过制造过程转化为可供人们使用的工业品或生活品消费品行业，机械制造的主要任务就是完成机械产品的决策、设计、制造、装配。它为国民经济各行各业提供各种生产手段，担负着国民经济建设提供生产装备的重任。因此，机械制造业的技术水平直接影响国民经济其它产业的竟争力和经济效益。在战时，机械制造业为国民提供所需的武器装备，所以机械制造业也是国防安全的重要基础，世界军事强国无一不是装备制造业

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的强国。历史证明哪一个国家不重视机械制造工来，将会受到历史的惩罚。

把机械制造业称为“日不落行业”并无夸大其词，因为它始终不渝地陪伴着人类，从人类始祖开始使用和制造工具，到蒸汽机的制造与广泛应用，直到当今位于科技前沿的热门技术，如计算机、信息、海洋、生物工程等，也都是以机械制造提供的技术和设备为后盾。

经过两个世纪的发展，人类机械制造的精度和效率不断提出更高要求。促进机械制造业朝着这三个方面发展：

1、 加工技术高度自动化、信息化、集成化发展。

2、 加工技术朝精密和超精密方向发展，以越精密加工和纳米技术为代表。

3、 机械加工工艺方法多元化，除了传统的切削与磨削技术仍不断发展外，还出现了许多特种加工技术和工艺。使加工领域不断扩大，使过去加工的“不可能”成了“可能”。

本人此次设计的课题是过载保护器壳体。任何机械或装置都是由许多相互关联的零件组成，机器的质量和成本在很大程度上取决其组成部分。因些，保证零件质量是提高机器质量的基础。

过载保护器壳体是过载保护器的的重要组成部分。是确保传递的载荷不超过限定值的机械装置。它的质量直接决定着过载保护器的质量。是确保过载保护器起到安全保护作用的前提。所以在设计上一定要细心谨慎。

目录

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前言----------------------------------------------------------------2

摘要----------------------------------------------------------------5

第1章 零件的分析---------------------------------------------------6

第2章 确定毛坯-----------------------------------------------------7

第3章 工艺规程设计------------------------------------------------8

1. 工艺规程主要内容------------------------------------------------8

2. 机械加工工艺规程的卡片------------------------------------------8

3. 制订工艺规程的原则----------------------------------------------8

4. 制订工艺规程的主要依据------------------------------------------8

5. 制订工艺规程的步骤----------------------------------------------9

6. 零件装夹-------------------------------------------------------10

7. 加工方案-------------------------------------------------------10

第4章 机床夹具设计------------------------------------------------11

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1. 机床夹具的功用-------------------------------------------------11

2. 工件在夹具上的定位---------------------------------------------11

3. 常用定位方法与定位元件

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第5章 毕业设计感想---------------------------------------15

第6章 参考文献----------------------------------------------------16

致谢---------------------------------------------------------------17

摘要

随着科学技术的发展，机械设备正在朝着大型化，自动化发展。结构变得越来越复杂，在生产上的重要性也越来越大。

过载保护器通常被称为: 力矩保持器，过力保护器，扭力离合器，扭矩离合器，限力器，轴向载荷过载保护器，扭力器，安全离合器，安全联轴器，限力离合器，离合器限力器，滚珠离合器，摩擦离合器。过载保护器的作用:常用于安装在动力传动的主、被动侧之间，当发生过载故障时（扭矩超过设定值），扭矩器便会产生分离，从而有效保护了驱动机械以及负载；常见形式为：磨擦式扭矩器以及滚珠式扭矩器。扭矩器的安装结构形式有：轴-轴、轴-法兰、轴-同步带轮、轴-链轮、轴-齿轮、轴-带轮等。

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过载保护器是确保传递的载荷不超过限定值的机械装置,当载荷超过设定允许值时,可将传动迅速脱离,反应及时,安全可靠。主要用于工作中有可能发生大的过载和严重冲击的传动系统,如机床、包装机械、印刷机械、矿山机械、农业机械、纺织机械等,起到安全保护作用。

本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案，工艺路线的确定，以及夹具的选择，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。

本文重点解决的问题——结构设计及仿真

本课题中主要内容是：

（1） 设计过载保护器壳体的结构；

（2） 各结构部分的参数设计；

（3） 加工的夹具设计；

（4） 用仿真软件进行运动过程模拟分析以此来改善结构设计，直到得出满意的结果为止。

目标：满足过载保护器壳体的结构设计要求。

关键词：机械工业;过载保护器；壳体；机械夹

第一章：零件的分析

零件总体分析

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该过载保护器壳体的形状较为复杂，所以采用铸造加工，将各边放有一定的余量然后在进行后续加工使其达到使用要求；

过载保护器壳体是过载保护器的重要组成部分，从研究分析工作原理看：壳体在过载保护器中的作用是防护作用，所以它必须有两个特点：（1）它首先必须可以同其它的部件很好的配合；（2）它有自己的尺寸及参数。

本课题就是设计其中的一部分：壳体部件，主要是设计它的形状及参数。这些都是机械设计的基本内容，在各行机械设计中也都是普遍的。在铸造过程中要考虑到其强度，刚度，耐磨度，以及振动稳定性等。

工件材料为QT600.加工前先进行铸造成型。

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第二章：确定毛坯

合理选择材料是机械设计中重要的环节，选择材料首先必须保证零件在使用过程中具有良好的工作能力，然后还要考虑其加工工艺性和经济性。分析如下：

满足使用性能要求 使用性能是保证零件完成规定功能的必要条件。使用性能是指在零件使用条件下，材料应具有力学性能，物理性能，以及化学性能。对机械加工而言，最重要的是力学性能。

零件的受力状况 当零件受拉伸或是剪切这类分布均匀的静应力时，应选择组织均匀的材料。

铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。否孔，缩松，裂纹，冷浇不足气孔等多种铸造缺陷，造成铸件很高的废品率。

我们选用压铸的方式即将液态或半液态金属快速压入金属铸行中，并在压力的作用下凝固。其种铸造方式产品 质量最好，生产效率也高，能取得良好的经济效益。

根据零件材料QT600材料结构要求，也不便于加工，因此我们选用压铸，为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的将铸件低温加热过程中使其产生强化，以消除应力即人工时效。 毛坯加工方式为压铸。

铸件的尺寸公差；

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铸件的尺寸公差分为7级，故我们选取0.05mm铸件的加工余量。

第三章：工艺规程的设计

工艺规程是用表格的形式将机械加工工艺过程的内容，书写出来成为指导性文件，就是机械加工工艺规程。它是具体生产条件下，以较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的工艺形式书写工艺文件，经审批后用来指导生产的。

工艺规程内容主要包括：

1）零件加工工艺流程、加工工序内容：定位、夹紧、工步、走刀等。

2）切削用量：切削速度、进给量、切削深度和主轴转速。

3）采用设备及工艺装备：机床、（工艺装备：夹具、工位器具、量、检具、刀具等）。

4）工时定额等：机动时间、辅助时间。

5)本工序加工的图样-----工序图

以上内容在机械加工工序卡片中都要填写出来。

属于机械加工工艺规程的卡片有：

1）机械加工工艺过程卡片：主要列出零件加工所经过的整个工艺路线、以及工装设备和工时等内容，多作为生产管理者使用；给组织生产、管理人员用的。

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2）机械加工工序卡片：用来具体指导工人操作的一种最详细的工艺文件，卡片上要画出工序简图，注明该工序的加工表面及应达到的尺寸精度和粗糙度要求、工件的安装方式、切削用量、工装设备等内容；是直接指导操作者、检验员的。

制订工艺规程的原则：

1） 在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。

2)在本企业现有的条件下最有效利用本企业资源的工艺方案。

3)最适合本企业的工艺方案才是最合理的工艺方案。

制订工艺规程应遵循以下原则：

1）必须充分利用本企业现有的生产条件；

2）必须可靠地加工出符合图纸要求的零件，保证产品质量；

3）保证良好的劳动条件，提高劳动生产率；

4）在保证产品质量的前提下，尽可能降低消耗、降低成本；

5）应尽可能采用国内、外先进工艺技术。

制订工艺规程的主要依据:

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1）产品的装配图和零件的工作图；知道这一点，才能真正把握工件的技术要求。为制定合理工艺做准备。

2）产品的生产纲领；安排工序内容，工序集中、分散做依据。

3）本企业现有的生产条件：这就要求工艺编制人员对工厂熟悉了解的程度。

（包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备和专用设备及其制造能力、工人的技术水平以及各种工艺资料和标准等）；

①、生产装备、类别、精度。何种精度在何种设备或哪台设备上加工较为合适。

②、生产工人的技术水平。对单件小批量生产的类型尤为重要，精度对工人的技术水平依赖很大。

③、工装、量检具的精度是否完好。

④、生产结构的内部组织情况。

4）产品验收的质量标准；

5）毛坯生产条件和毛坯图、产品实物等资料。（作为参照。）

6）国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等相关信息

制订工艺规程的步骤:

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1）收集、熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型；

2）分析零件工作图和产品装配图，进行零件结构工艺性分析；吃透图纸，掌握它的装配关系。

分析其结构、使用场合、条件、性能，从而掌握重要的、非重要的，哪些是可以变通的，必要的时候搞工艺的和搞设计的共同商讨。

3）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法；

一般根据设计要求来定的，无特定选择权，具体到铸造或锻压，由铸造或锻压工艺人员与设计人员协商毛坯结构。

4）选择定位基准或定位基面；

5）拟定工艺路线；

6）确定各工序需用的设备及工艺装备；

7）确定工序余量、工序尺寸及其公差；

8）确定各主要工序的技术要求及检验方法；

9）确定各工序的切削用量和时间定额，并进行技术经济分析，选择最佳工艺方案；

10）填写工艺文件。

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本课题的零件的加工分析：

该过载保护器壳体的形状较为复杂，所以采用铸造加工，毛坯加工方式为压铸，铸件的尺寸公差分为7级，选取0.05mm铸件的加工余量。而后在车床上先进行粗加工，之后进行精加工，之后再画线打孔，装配。

零件装夹：

从零件图可以看出该零件是以A面为基准。

第一步：装夹壳体的上部。

第二步：利用夹具装夹A面，将上端面车平。

第三步：利用钻模对工件进行打孔。

工艺性分析：

零件结构的工艺性是指所设计的零件能在满足使用要求前提下制造的可行性和经济性。它包括了零件整个过程的工艺性。如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削等加工工艺过程。

在不同的生产类型和生产条件下，同一种零件的制造的可行性和工艺性有所不同。所以在对零件进行工艺分析时，必须根据具体生产类型和生产条件，全面具体综合性的分析

在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺的分析，它主要涉及如下几点：

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1.工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。

2．刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量。

3.便于观察切削情况。

4.尽量减少刀具调整和走刀次数。

5.尽量减少加工面积，提高生产率。

6.便于采用标准刀具、尽可能减少刀具类型。

7.尽量减少工件条件和刀具受力变形。

8.改善加工条件，便于加工，必要进便于采用多刀、多件加工。

9.适宜的定位基准，且定位基准到加工面的标注尺寸便于测量。

综上所述，根据加工工艺性分析，从图样要求可以看出，该零件加工内容为：车端面、车外圆、加工孔、攻螺纹。且螺纹都集中在外表面上。

确定加工方案：

由于壳体上多是端面、外圆、孔、螺纹等，是常见的切削结构。精度和表面粗糙度都不是太高。所以选择普通精密车床加工。

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按照加工原则、先粗后精、先面后孔、再螺纹，尽理使工序集中、减少装夹次数、换刀次数、缩短加工时间

1）工序1：在模具中铸造出壳体外形。

2）工序2：手工修整铸造出的壳体外形。

3）工序3：①车削A端面，将其车平。

②换刀，车削内孔。分别加工到φ29.5 深44。φ34深42.5。φ128深29。

4）工序4：①利用夹具装夹A面。车削壳体上端面将端面车平保证总宽度φ57。

②然后车削外圆到φ135。再加工φ100n7深3及φ52深9。

5）工序5：利用钻模到钻床上钻φ8孔。

6）工序6：攻螺纹到图示尺寸。

7）工序7：检验各部分尺寸是否符合要求。

8）工序8：入库。

第四章：夹具设计

在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和相互位置的精

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度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位）并把工件压紧夹牢，以保证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变（即工件的夹紧）着就是工件在上的正确安装。

机床夹具按其使用范围可分为以下种基本类型：

1）通用夹具

通用夹具具有一定的通用性。

2）专用夹具

专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的。

3）通用可调整夹具和成组夹具

通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。

4）组合夹具

组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹具。

5）随行夹具

随行夹是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。

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机床夹具的功用：

1）保证加工质量

机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工与定位面之

以及被加工表面相互之间的位置精度。

2）提高生产率，降低成本

使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多件、多工位加工。

3）扩大机床工艺范围

在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。

4）减轻工人劳动强度，保证生产安全。

1， 设计的准备：

为了提高劳动生产率，保证质量，需要设计专用夹具。

2，总体设计

工件在夹具上的定位：

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1.工件定位的方式

（1）直接找正定位——生产率低，精度→工人技术——单件小批或位置要求高

定位基准——所找正的表面

（2）划线找正定位——精度低——单件小批，复杂件，毛坯精度低

定位基准——所划的线

（3）夹具定位——生产率高，定位精度高，成批及大量生产

2．工件的定位原理

（1）六点定则——用空间合理布置的六个支承点工件的六个自由度

（2）工件自由度与加工要求的关系

①完全定位——六个自由度全部

②不完全定位——的自由度＜6

③欠定位——该限的自由度没有限——绝不允许

④过定位——重复一自由度——一般不允许

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3，定位元件——基本要求：

①足够的精度

②足够的硬度和耐磨性

③足够的强度和刚度

④工艺性好

4，常用定位方法与定位元件：

（一）工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：

1)主要支承——自由度

①固定支承——支承钉——球头——毛坯面

齿纹——侧面

平头——已加工面

支承板——光——侧面、顶面

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斜槽——底面

非标支承板——如圆环

②可调支承—— 一批工件调一次——自由度

③自位支承（浮动支承）——只定1点

2）辅助支承—— 一个工件调一次——不自由度——提高刚度 1）圆柱销（定位销）——短销——定2点 长销——定4点

2）圆柱心轴——间隙配合心轴——定心精度低——和端面联合定位过盈配合心轴——定心准确、装卸不便——精加工

花键心轴——花键孔定位

3）圆锥销——定3点

4）圆锥心轴（小锥度心轴）——定5点

（3）外圆定位

1）V形块——-短——定2点 基准是检验心轴的中心

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2）孔定位

（

长销——定4点 ①对中性好

活动——定1点 ②非整圆表面定位

2）定位套——定心精度低，已加工面定位

3）半圆套——大轴件、不便轴向装夹的零件

4）圆锥套——反顶尖

yx（4）组合表面定位（一面两孔）——支承板——、、z yx菱短圆柱销——、

削边销——z

安装——削边方向垂直于两销连线

5，定位误差的计算：

定位误差：是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差，在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

第五章：毕业设计感想

这段时间的毕业设计转眼间就到了扫尾阶段，在这段时间的设计学习过程中，我取得了长

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足的进步。

我的毕业设计的课题是过载保护器壳体工艺与工装及夹具的设计，这是一个我以前所没有接触的。它对于我来说完全是一个陌生的领域，经过指导老师的帮助和对参考资料的拜读，我已经对其以及其用途有了一定的了解。

过载保护器为工业发展的一个方向，它有着广阔的市场，属于实际需要去研制和改进的一种项目。设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身材料、国家标准、图册等工具书的能力。

在这里，感谢安徽机电职业技术学院给了我一个良好的学习氛围。感谢我的指导老师王建军老师，非常感谢他在我设计过程中的淳淳教导以及对有关问题的指点。

毕业设计是对未来工作的一种模拟。

通过这次设计，我对未来所从事的工作充满了信心！

本设计中难免有不足之处，敬望各位老师多多谅解指正。

第六章 参考文献

1、【刘守勇】 机械制造工艺与机床夹具 机械工业出版社 2010年第2版

2、【胡家秀】 机械设计基础 机械工业出版社 2006年8月第1版

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3、【黄云清】 公差配合与测量技术 机械工业出版社 2008年1月第2版

5、【郑广花】 机械制造基础 西安电子科技大学出版社 2009年2月第2版

6、【李洪】 机械加工工艺手册 北京出版社 1990

7、【赵如福】 金属机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 1990

8、【郑修文 冯怕风】 机械制造工艺学 北京 机械工业出版社 1992

9、【黄华梁 彭文生】 机械设计基础 高等教育出版社 2001

10【李继庆,陈作模】主编．机械设计基础．北京．高等教育出版社 1999

11、【孙桓，陈作模】主编．机械原理．第五版．北京．高等教育出版社．1996

12、【濮良贵，纪名刚】主编．机械设计．第七版．北京．高等教育出版社．1999

13、【张建中】主编．机械设计基础多媒体辅助教学系统．北京．高等教育出版社 2003.3

14【申永胜】主编．机械原理辅导与习题．北京．清华大学出版社 2001

致 谢

本毕业论文是在我的导师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老

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师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。半年来，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，正是由于老师的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!同时感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！

最后感谢我的母校——大学三年来对我的栽培。

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