手压阀毕业设计

宁波大红鹰学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目基于PRO/E的手压阀的设计院（部）专业班级姓名学号指导教师二一年六月目录一、产品总装造型3图113二、部分零件设计3宁波大红鹰学院毕业设计（论文）1图213图224图234图245图255图265图275图286图296三、阀体设计6图31主视图左视图俯视图6图32阀体PRO/E图7图33弹簧PRO/E图7图34阀杆PRO/E图7图35销钉PRO/E图8四、手压阀手柄设计8图41手柄PRO/E8（一）材料的选择原则8（二）材料的选择方法9表41钢10三手柄的设计表达分析10图4210一、零件视图的选择11二、手柄的尺寸分析11三表面粗糙度的选定12表42表面粗糙度13四、公差与配合的选择13（一）配合制的确定13（二）基准制的选择13（三）公差等级选择14（四）配合选择14五、装配图的绘制16图51手压阀装配示意图16一、用PROE对手压阀装配图的制作16二、装配图的内容16三、画装配图的一般步骤17四、装配图的尺寸标注17致谢17参考文献18宁波大红鹰学院毕业设计（论文）2手压阀的设计测绘摘要本文通过使用PRO/E软件对手压阀行造型设计并且用CAD软件绘制出了手压阀的部分零件图并绘制出了手压阀的装配图，并根据设计的手压阀的相应零件图进行分析说明以及完成对手压阀的测绘，对手压阀的材料选择加以详尽分析，以达到能更好的理解。关键词造型设计零件设计说明分析零件测绘前言液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的1020左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件液压泵；执行元件液压缸和液压马达；控制元件各种液压阀；辅助元件油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能宁波大红鹰学院毕业设计（论文）3一、产品总装造型图11手压阀是吸进或排出液体的一种手动阀门,当握住手柄向下压紧阀杆时,弹簧因受力压缩而使阀杆向下移动,此时液体入口与出口相连,手柄向下抬起时,由于弹簧弹力作用,阀杆向上压紧阀体,使液体入口与出口不通二、部分零件设计调节螺母设计调节螺母CAD图图21下面是用PROENGINEER对调节螺母的设计过程（一）、首先打开PROENGINEER6程序并点击草图，然后选择XY平面，在宁波大红鹰学院毕业设计（论文）4建模窗口中绘制正六边形，图形如下图22（二）、点击完成草图。然后选择拉伸命令，输入拉伸长度12，结果图形如下图23（三）、点击草图，选择平行平面，绘制如图所示的草图，结果图形如下宁波大红鹰学院毕业设计（论文）5图24（四）、点击旋转命令再点除料命令，点击完成，结果图形如下图25（五）、点击草图命令，选取重合平面建立草图，画完后拉伸长度为3，结果图形如下图26（六）、同样点击草图命令，选取重合平面之拉伸体3的上表面画直径为36的圆，画完后拉伸长度为11，结果图形如下图27宁波大红鹰学院毕业设计（论文）6（七）、在拉伸体6的中间面画，旋转除料后得到图形如下图28（八）、最后在塞座的底面攻螺纹，螺旋扫描，点击切口选项设置及结果如下两图所示图29三、阀体设计阀体CAD图图31主视图左视图俯视图宁波大红鹰学院毕业设计（论文）7图32阀体PRO/E图图33弹簧PRO/E图图34阀杆PRO/E图宁波大红鹰学院毕业设计（论文）8图35销钉PRO/E图四、手压阀手柄设计图41手柄PRO/E（一）材料的选择原则1、材料的力学性能材料性能应满足零件的工作需求，尽量使零件经久耐用，安全可靠。为此，必须根据零件的功用、受力状况、工作环境等，分析零件失效的形式与原因来确定材料抵抗失效应力具备的重要性能，根据主要性能来选择材料。2、材料的工艺性材料工艺性指的的是零件在制作过程中，材料适应冷、热加工工的性能包括1铸造性。2锻造性。3焊接性。4切削加工性。5热处理工艺性。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）93、材料的经济性在满足使用性能要求的前提下，应尽量采用便宜的材料，把零件的总成本降低到最低，以获得最大的经济利益。（二）材料的选择方法1以综合力学性能为主时的选材。在机器制造业中，相当的机械零件，如轴类，杆类。工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约，要求零件具有较高的强度和良好的塑性。因此根据零件的受力情况的大小，选用中碳钢或者合金钢材料（如45号钢、40CR钢等），并进行正火或者调质处理满足使用需求。零件受力越大，零件选用的材料的综合力学性能也应越高。2以疲劳强度为主时的选材。交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏，同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件，如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件，应选用疲劳强度高的材料制作，并合理设计结构形状，制定正确的加工工艺来减少应力集中。3以磨损为主时的选材。（1）在工作条件下，磨损较大，受力小的零件，如各种量具，钻套等，选用高碳钢或者高碳合金钢，进行淬火，低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织，满足耐磨需求。（2）同时承受磨损和交变应力的零件，应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。手柄要求有较高的力学性能，通过观察发现，手柄是一个硬度高的材料。查表41，可选择45号钢作为手柄材料。分类名称牌号应用举例说明碳素结构钢Q215A级B级金属结构件、拉杆、套圈、铆钉、短轴、心轴、凸轮、垫圈，渗碳零件及焊接件等。“Q”为碳素结构钢屈服点“屈”字的首位拼音字数，后面的数字表示屈服点数值，如Q235A表示碳素结构钢屈服点为235MPA。屈服点是表征材料受力后改变与未改变原有力学性能的临界点。Q235A级B级C级D级金属结构件，心部强度要求不高的渗碳零件，吊钩、拉杆、套圈、汽缸、齿轮、螺栓、螺母、连杆、轮轴、偰、盖及焊接件。Q275轴、刹车杆、螺栓、螺母、连杆、齿轮以及其他强度较高的零件。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）10优质碳素结构钢08F1020303540455060可塑性好的零件，如管子、垫片、渗碳件、拉杆、卡头、紧固件、冲模锻件、轴套、钩、螺钉、连接器、连杆、横梁、摇杆、键、销、螺栓齿轮、齿条、凸轮、曲柄轴齿轮、联轴器、衬套、轮轴、偏心轮、轮圈、弹簧等。牌号中的两位数字表示平均含碳量，45号钢即表示平均含碳量为045，平均含碳量025的为低碳钢；平均含碳量在02506之间的为中碳钢含碳量质量分数大于06的为高碳钢；在牌号后面加符号“F”表示沸腾钢。30MN40MN50MN螺栓、杠杆、制动板、用于承受疲劳载荷零件轴、曲轴、万向联轴器、用于高负荷下耐磨的热处理零件，如齿轮、发条等。锰的质量分数较高的钢，须加注化学元素符号“MN”。合金结构钢铬钢15CR20CR30CR40CR渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器、较重要的渗碳零件的重要的调质零件（如轮轴、齿轮、螺栓）较重要的调质零件（如齿轮、进气阀、轴、）强度及耐磨性高的轴、齿轮、螺栓等。钢中加入了一定的合金元素，提高了钢的力学性能和耐磨性，也提高了钢在热处理时的淬透性，保证金属能在较大截面上获得良好的力学性能。铬锰钛钢18CRMNT30CRMNTI40CRMNTII汽车上的重要渗碳件，如齿轮汽车、拖拉机上强度特高的渗碳齿轮强度高、耐磨性高的大齿轮、主轴。铸造碳钢ZG230450ZG310570铸造平坦的零件，如机座、机盖、机体、工作温度在450下的管路附件等，各种形状的机件，如齿轮、齿圈、重负荷机架等。ZG230450表示工程用铸钢，屈服点为230MPA抗拉强度450MPA。表41钢三手柄的设计表达分析手柄CAD零件图（如图31）所示。图42手柄是属于轴类零件，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）11根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。手柄的结构设计是确定螺杆的合理外形和全部结构尺寸，为螺杆设计的重要步骤。它由螺杆上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，螺杆的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对螺杆的变形等因素有关。可根据螺杆的具体要求进行设计，以下是一般轴类零件结构设计原则1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状。2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整。3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施。4、便于加工制造和保证精度。（四）、零件视图的选择1、主视图选择零件的主视图要尽可能把零件各部分的主要结构反映出来，轴基本上是圆柱体，因此轴的主视图应选用垂直于圆柱轴线的方向作为投影方向，这样既可把各段圆柱部分的相对位置和形状大小表示清楚，并且也反映出轴的轴肩、倒角、圆角等工艺结构。2、其他视图选择由于轴的各段圆柱可以用尺寸来表示，因此不必画出其左视图或右视图。根据轴类零件的结构特点，其表达方法可归纳如下（1）轴线水平，以轴类零件的非圆视图为主视图，平键槽朝前。（2）用移出断面、局部剖面、局部视图表示各类工艺结构。（3）对尚未表达清楚的局部形状和细小结构可使用局部视图或者局部放大图。（4）能采用省略、简化画法表达的要尽量采用。（五）、手柄的尺寸分析零件在设计、制造和检验时，计量尺寸的起点为尺寸基准。根据基准的作用不同，分为设计基准、工艺基准、测量基准等。1、设计基准设计时确定零件表面在机器中位置所依据的点、线、面。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）122、工艺基准加工制造时，确定零件在机床或夹具中位置所依据的点、线、面。3、测量基准测量某些尺寸时，确定零件在量具中位置所依据的点、线、面。（1）主要的径向尺寸和标准如图31所示，手柄孔10的面和阀体孔10配合（2）轴向主要尺寸和标准手柄的轴上主要装配螺套、顶垫和绞杆，为了保证螺纹在啮合时的正确性，其轴向定位就十分重要。如图31，设计时选用螺纹定位螺杆底端为轴向尺寸的设计基准。三表面粗糙度的选定表面粗糙度是表征零件表面在加工后形成的由较小间距的峰谷组成的微观几何形状特征的。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度参数值的大小对零件的使用性能和寿命都有直接影响。查表42，知手柄面粗糙度选用RA16,与顶垫、螺母配合表面的粗糙度选RA32,螺杆上螺纹面级倒角部分表面粗糙度可选用RA32,其他螺孔、圆角等加工面可选用RA63。表面粗糙度RAM表面形状特征加工方法应用举例125可加加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨半精加工表面。不重要零件的非配合表面，如支柱、轴、支架、外壳、紧固件的自由表面，如螺栓、螺钉。不要求定心及配合特性的表面如钻头钻的螺栓孔等表面固定支承表面。63微见加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨、拉半精加工表面。和其他零件连接而不是配合表面，如外壳、底座盖、端面，要求有定心及配合特性的固定支承表面，如定心的轴肩。不重要的紧固螺纹的表面。32看不见的加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨、拉、滚压、接近于精加工、要求定心要求有定心及配合特性的固定支承表面，如衬套、轴套。不要求定心及配合特性的活动支承表面，如活动关节、花键结合等。16可辨加工痕迹的方向车、镗、拉、磨、立、铣、铰、刮要求保证定心及配合特性的表面，如锥形销和圆柱销的表面、普通与6级精度的球轴承的配合面、中速转动的轴承、静连接IT7公差等级的孔，不要求保证定心及配合特性的固定支承表面，如支承热圈、齿套叉形件。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）13表42表面粗糙度四、公差与配合的选择（一）配合制的确定配合是表述两个零件间接触紧密程度的相关术语，通常用来表征孔和轴之间的相互结合关系。孔和轴之间的配合有三种情况间隙配合、过盈配合、和过渡配合。通过对千斤顶的结构研究可知，螺套和底座之间存在着配合关系，其他零件间不存在配合关系。螺套与底座之间的配合可依据一下因素来选择1、两零件之间不存在相对运动；2、两零件是维修时必须拆卸的零件；3、两零件用螺钉固定。若采用间隙配合，千斤顶在工作时会使螺套与底座间的相对运动，容易使零件因磨损和受力不均而产生机械损伤，影响使用寿命；若采用过盈配合，拆卸和装备都比较困难。因此，采用过渡配合。（二）基准制的选择选择基准制时，应从结构、工艺、经济等方面来综合考虑。国家标准规定了两种基准制1、基孔制基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度成为基孔制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带的位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合。基孔制的孔称为基准孔。国家标准规定基准孔的下偏差为0，“H”为基准孔的基本偏差。2、基轴制基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度称为基轴制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将轴的公差带位置固定，通过变动孔的公差带位置，得到各种不同的配合基轴制的轴称为基准轴。国家标准规定基准轴的上偏差为0，“H”为基轴制的基本偏差。一般情况下，应优先采用基孔制。这样可以限制定值刀具量具的规格数量。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）14基轴制通常仅用于具有明显经济效果的场合和结构设计要求不适合采用基孔制的场合。根据零件图分析两零件均为非标准件，都需要特别加工。同时，螺套的外径不存在和其他零件的配合关系，故选用基孔制配合。（三）公差等级选择零件加工时的允许偏差由国家标准GB/T180规定，称为尺寸公差或差。公差等级选择的原则是在满足使用要求的前提下，尽量选用低公差等级，以利于加工和降低成本。公差等级可采用类比法选择或者计算法确定。手压阀不属于精密零件，属于一般性的机械设备，两零件的配合属于一般精密配合，公差等级可考虑IT6IT7，鉴于IT6的加工要求较高，通常不能用车床加工完成，加工成本较高，故应选用IT7。当零件尺寸为5080MM时，公差等级为IT7时，标准公差为30M。（四）配合选择我们已经选定为过渡配合，基孔制。故初步选定配合为H7/K6。手柄零件的工艺结构分析零件的结构工艺性，是指零件所具有的的结构是否便于制造，装配和拆卸。它是评价零件结构设计优劣的重要指标。1、零件应尽量避免尖角、棱角、零件的尖角、棱角处容易产生过热、应力集中，导致裂纹产生。在设计零件时应将其设计为圆角或倒角。2、零件截面厚度应力求均匀零件截面尺寸差别较大时，容易造成冷却速度和组织转变不一致，产生很大的应力，导致较大的变形或开裂。设计零件结构时，尽量使其各部分厚度均匀一致，如变盲孔为通孔，厚大部位应尽量减薄，在大截面处开工艺孔，合理安排零件上孔洞位置。3、零件的形状应尽量对称和封闭。零件的几何形状不对称易造成淬火时冷却速度不同，应力分布不均匀而产生变形，因此应将零件形状对称设计。4零件的热处理金属零件的热处理主要指钢的热处理。钢的热处理是将固态钢加热到一定温宁波大红鹰学院毕业设计（论文）15度，保温一定时间，再将介质中以一定的速度冷却的一种工艺过程。与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。钢经过热处理后，可以改善其机械性能、力学性能及工艺性能，提高零件的使用寿命。热处理方法很多，常用的有退火、正火、淬火、回火、调质等。退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650摄氏度的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。调质调质就是淬火加高温回火，硬度在HBS210250左右，改善力学性能,可以承受较大载荷。主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45CR,调质,HB220250,50MN,正火或调质HRC2835。手柄的热处理选用调质HB220240C，可以使螺杆获得高的韧性和足够的强宁波大红鹰学院毕业设计（论文）16五、装配图的绘制图51手压阀装配示意图（一）、用PROE对手压阀装配图的制作装配图是用来表达机器或部件的图样。装配图是了解机器结构、分析机器工作原理和功能的技术文件，也是制订装配工艺规程，进行机器装配、检验、安装和维修的技术依据。手压阀在结构上我们可以选择布局剖表达。这样既能清楚的表达各主要零件的结构形状、装配关系，也能清楚的表达千斤顶的工作原理。如上图51所示。（二）、装配图的内容1、一组视图用来表达机器或部件的工作原理，零件间的装配关系，连接方式及主要零件的结构形状等本图是采取了主视图和左视图来表达的。2、必要的尺寸标注出与机器或部件的性能，规格，装配和安装有关的尺寸。3、技术要求用符号，代号或文字说明装配体在装配，安装，调试等方面应达到的技术指标。4、标题栏、零件序号及明细栏明细栏紧靠标题栏上方画出，是装配图中全部零件的详细目录，其内容包括零件序号、代号、名称、数量、材料。明细栏中的零件序号由下往上填写，若上方位置不够，可移一部分紧接标题栏左方继续填写。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）17（三）、画装配图的一般步骤1、根据确定的表达方案，部件的大小，视图的数量，选取适当的绘图比例和图幅。画出各视图的主要基准线，如底平面、轴线、中心线等。2、围绕主要装配干线由里向外，逐个画出零件的图形。一般从主视图入手，兼顾各视图的投影关系，几个基本视图结合起来进行绘制。先画