项目计划书4篇

好文供参考!1/20项目计划书4篇【引读】这篇优秀的文档“项目计划书4篇”由网友上传分享，供您参考学习使用，希望此文对您有所帮助，喜欢的话就分享给下载吧！项目计划书【第一篇】钻削设备研发计划书（大作业）学院：机械工程学院班级：机研205班学号：202031205040姓名：刘译文摘要：随着社会科学与技术的发展，普通钻削技术已经不能满足社会的需要，由此诞生了振动钻削技术，一般的钻削技术是进行连续的切削，而振动钻削则是一种脉冲式的切削，其主要实现方式是靠激振装置使刀具与工件之间产生相对振动，采用这种振动钻削可以明显的改善切削条件，例如，降低了切削温度，减少了出口毛刺，提高了表面粗糙度等，相对普通钻削技术具有良好的工艺效果。在本课题中，需要研发一种不同于以往的振动钻削设备，其主要采用偏心激振的方式使刀具与工件产生一定频率与振好文供参考!2/20幅的相对轴向振动，已有的大多采用多个电机实现这种运动，而本次设计主要为了减小设备体积，只采用一个电机实现，从而大大的减轻了设备的体积重量。偏心式振动设备采用一个电机使刀具在转动的同时还能轴向振动，使设备体积重量减小，经济性和适用性大大提高，使其在骨科手术中使用更加方便。1、引言随着现代医学的发展，骨骼内固定技术的应用越来越普遍。在骨科相关手术中需要在骨骼上制孔以固定螺丝和钢板等医疗器材以治疗病患，普通的钻削设备在钻孔时会产生许多问题，例如钻削压力大、钻切温度高以及排屑困难等。因此需要采用振动钻削设备，但传统的振动钻削设备体积质量很大，不利于在骨科手术中使用，因此需要研发一种体积足够小的手持式振动钻削设备，本课题主要利用偏心激振方式使刀具与工件之间实现一定频率和振幅的相对轴向振动，偏心式振动钻削设备整体结构小，不但便于在骨科手术时使用，相对于传统钻削还能大大提升钻孔质量。2、钻削设备总体方案确定设计任务需求分析随着现代医学的发展，骨骼内固定技术的应用越来越普遍。在骨科相关手术中，需要在骨骼上制孔以固定螺丝和钢板等医疗器材以治疗病患。由于在采用传统的钻削设备进行钻削的过好文供参考!3/20程中，通常都会伴随着钻削压力大、钻切温度高以及排屑困难等问题，往往会使得钻削时加工效率低下、加工成本增加，因此就需要研发一种振动钻削设备，其体积质量需与已有的振动钻削设备相比要足够小，便于在骨科手术中使用。确定设计任务要求为了提高振动骨钻削设备的可操作性和应用范围，需要对原有轻量化偏心式低频轴向振动辅助钻削设备设计进步一轻量化和自动化。本题目的主要研究和设计内容，就在于在原有偏心式骨钻削设备的基础上，进行小型化设计并增加自动化控制功能。目标要求：1、利用偏心激振方式在钻孔设备附加轴向振动。2、设备运行稳定可靠。在钻削骨质材料时钻头的轴向振动频率在30-100Hz范围内，振幅大于等于mm。3、使设备主轴转速在200–3000rpm可调。轻量化偏心式低频轴向振动辅助钻削设备功能分析主要功能分析振动切削加工技术是一种新型的非传统的特种加工工艺，它主要是在振动切削的加工过程中，给予切削刀具（或者工件）以一定的切削方向，一定量的频率和振幅的脉冲振动，用以改善其切削材料时的切削性能和加工功效。振动切削主要可以采用两种方式来进行实现，一种就是在控制钻削刀具转动的同时，对被加工工件进行一定幅度和频率的轴向振动。另一种是刀具好文供参考!4/20在旋转的同时也在轴向振动，按照产生振动的设备来划分:超声波振动、电磁振动、液压振动和机械振动。本设备需要采用机械式振动，主要依靠偏心激振的方式而产生轴向振动。偏心式低频轴向振动辅助钻削设备主要环节与关键技术设计轻量化偏心式低频轴向振动辅助钻削设备是采用偏心方式使钻头在高速转动的同时，刀具与工件产生产生一定频率和振幅的相对轴向振动，与此同时还要保证装置的轻量化。偏心式振动钻孔的主要环节与关键技术是利用摩擦轮与摩擦盘之间的摩擦力使偏心轴转动，此外偏心轴的转动带动振动主轴产生轴向振动，偏心轴的偏心量决定了振动的振幅，振动主轴与摩擦面之间的距离和偏心轴与摩擦面的距离之比决定了钻削刀具的振动频率。2．3总体方案确定花键副部件结构方案（1）方案一采用普通花键轴与花键副配合，具体结构如图。图花键副（2）方案二采用GJZ20型号的滚动花键副，具体结构参数如图。（3）方案对比方案一由于花键轴与花键副之间有间隙，将会导致振动主轴一端不能精确支撑，钻头在高速转动时会发生径向跳动，又好文供参考!5/20因为花键轴与花键副之间靠摩擦传动，传动效率低。方案二花键与花键副之间有滚珠，不会有间隙存在，并且两者之间靠滚珠传动，效率更高。因此选择方案二。2．4方案对环境与安全的影响在安全方面，相较于以往的偏心式振动钻削设备，由于减小了体积，将骨钻做成了手持式，避免了体积过大可能在操作过程中产生的误伤，此外因为采用振动钻削技术，所以在钻削时产生的切屑是不连续的断屑，会直接从孔内排出，不会伤人。在环境方面，相较于以往多个电机实现振动钻削，本次设计的偏心式轴向振动钻削设备只采用了一个电机就实现了振动钻削，大大减少了能源的损耗，降低了污染物的排放。主要部件详细设计空心轴的详细设计按扭转强度条件计算（1）确定轴的最小直径查资料选定骨钻扭矩为N·m，选取轴的材料为45钢，轴的尺寸设计，首先按照轴的扭转强度计算轴的最小轴径，对于空心轴，则有（3-1）式中：d—轴的直径，mmP—轴传递的功率，kWn—轴的转速，r/min好文供参考!6/20β—空心轴的内径d1与外径d之比T—轴传递的扭矩，N·m取β=，A0值由下表3-1取A0=125，则最小轴颈dmin=mm，由于空心轴内部装有零件，取d=50mm，d1=42mm。表3-1轴常用几种材料的[τT]及A0值轴的材料Q235A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti）4540Cr、35SiMn[τT]/Mpa15～2530～3525～4535～55A149～126135～112126～103112～97（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径与长度初步选择OT-ECS3260无槽无刷直流电机与齿轮减速器配好文供参考!7/20合，其电机轴颈8mm，空心轴开孔与其连接，孔的直径也为8mm，初步选择轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选锁扣外圈型角接触球轴承轴承7008C，其尺寸为d×D×B=50mm×78mm×15mm，空心轴内部与花键副通过紧定螺钉进行轴向固定，考虑到轴承端盖等因素，空心轴的具体尺寸如图。图空心轴空心轴建模由上面计算结果建立模型如图。图空心轴振动主轴的详细设计按扭转强度条件计算（1）确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，轴的尺寸设计，首先按照轴的扭转强度计算轴的最小轴径，则(3-2）式中：d—轴的直径，mmP—轴传递的功率，kWN—轴的转速，r/minT—轴传递的扭矩，N·m查表（2-1）取A0=115,计算dmin=5mm，因为空心轴与振动主轴通过滚动花键副传递扭矩，初步设计花键轴的直径为好文供参考!8/2020mm，由图可知滚动花键副可以传递的扭矩为27N·m，远远大于所需要的扭矩。（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径与长度轴颈最小处与两个圆螺母配合，直径为10mm，选定长度为18mm，轴端倒角为C1,第二段是花键需要与滚动花键副配合，选定直径为20mm，长度为33mm，第三段轴需要打孔与偏心轴组件配合，因此轴颈需要取大些，选取直径为36mm，长度为41mm，其内部需要开槽与孔用弹性挡圈配合，第四段轴需要轴向开孔与筒夹连接，初步选取直径为25mm，长度为36mm，轴的尺寸结构如图。图振动主轴按弯扭合成强度条件计算（1）求轴上的载荷螺母的重量由solidwords可知为g，两个螺母重量为，则其重为N,偏心轴的质量为g，其重为N，空心轴传递到振动主轴的扭矩为N·m。（2）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面，按照弯扭合成强度条件：（3-4）式中：σca─轴的计算应力，MPa；M─轴所受弯矩，N·mm；好文供参考!9/20T─轴所受扭矩，N·mm；W─轴的抗弯截面系数，mm3；[σ-1]─对称循环应力时轴的许用弯曲应力，单位MPa。危险截面处计算公式为（3-5）当扭转切应力为静应力时，取α=；当扭转切应力为i脉动循环变应力时，取α=；若扭转切应力为对称循环变应力时，则取α=1。该结构下，取α=根据轴的常用材料及其力学性能可得知调制45号钢的许用应力为60MPa，经计算σca=远远小于[σ-1]，故该结构符合弯扭合成强度。偏心轴的详细设计按扭转强度条件计算（1）确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，给定摩擦轮与摩擦盘之间的正压力为6N，因此知道摩擦轮与摩擦盘之间的摩擦力=×6=N，则偏心轴受到的扭矩为T=fR=×=N·m，由扭矩计算轴的最小轴颈公式(3-6)查表（2-1）取[τT]=30，计算d=mm，因偏心轴承受较大弯矩，因此取最小轴颈为10mm。（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径与长度好文供参考!10/20偏心轴左端通过键与摩擦轮连接，其直径为最小轴颈10mm，长度初步选定为16mm，其次是一个直径为14mm，长度为14mm的一个轴肩，下一轴段与振动主轴通过深沟球轴承配合在一起，并且与另外两段轴的轴线相差有mm的偏心量，在偏心轴转动时能够带动振动主轴振动，振幅大小就是偏心量的大小，直径初步选定为10mm，长度为36mm，接下来的轴段与滚轮轴承配合，选定直径为8mm，长度为14mm，考虑到利用轴端挡圈与轴承配合和键的尺寸，设计具体尺寸结构如图。图偏心轴按弯扭合成强度条件计算（1）求轴上的载荷有上面计算可知，摩擦轮与摩擦盘之间的正压力为6N，同理滚轮与摩擦轮的压力也为6N，摩擦轮和滚轮的质量由solidwords算出分别为g和g，则其分别重为N和N，计算得到摩擦轮对偏心轴的压力F1=N，滚轮对偏心轴的压力为N，受到两个深沟球轴承的压力F3=6N、F4=6N，偏心轴受到的扭矩为N·m。（2）做出弯矩图和扭矩图图弯矩扭矩图（3）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面，按照弯扭合成强度条件：好文供参考!11/20（3-8）式中：σca─轴的计算应力，MPa；M─轴所受弯矩，N·mm；T─轴所受扭矩，N·mm；W─轴的抗弯截面系数，mm3；[σ-1]─对称循环应力时轴的许用弯曲应力，单位MPa。当扭转切应力为静应力时，取α=；当扭转切应力为i脉动循环变应力时，取α=；若扭转切应力为对称循环变应力时，则取α=1。该结构下，取α=根据轴的常用材料及其力学性能可得知调制45号钢的许用应力为60MPa，经计算σca=MPa远远小于[σ-1]，故该结构符合弯扭合成强度。轴承寿命计算空心轴上轴承寿命校核已知轴上的两个轴承为角接触球轴承轴承70000C，其额定动载荷为C=，两轴承的径向载荷为Fr1=，Fr2=，轴向载荷为Ft1=，Ft2=好文供参考!12/20。两个轴承的当量动载荷为：P1=fP1(XFr1+YFt1)=×(×+×)=(3-9)P2=fP2(XFr2+YFt2)=×(×+×)=(3-10）根据参看文献[4]表13-5和13-6知，式中X=,Y=,fP1=fP2=。根据参看文献[4]式（13-5a），有Lh=10660nΙ(ftCP)ε式中ft=。对于两个轴承，有Lh1=10660nΙ(ftCP1)ε=10660×3000(××)103=331233h(3-11)Lh2=10660nΙ(ftCP2)ε=10660×3000(××)103=34546h(3-12)故，满足使用寿命。电机的详细设计经过与老师的商量最终选择的电机为OT-ECS3260无槽无好文供参考!13/20刷直流电机，转速的调节主要靠改变电压实现，其应用领域有电动玩具及模型，汽车产品，医疗产品，个人护理等。其主要参数为：额定电压：18V额定速度：12745rpm额定转矩：额定电流：其结构尺寸如图4、总结相较于以往的振动钻削设备，在实现相同功能的前提下我设计的更加小巧，能够更加方便的在骨科手术中使用，