滅火瓶收口專用設(shè)備設(shè)計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本次設(shè)計是滅火瓶收口專用設(shè)備設(shè)計 ， 在設(shè)計過程中，要求我們運(yùn)用機(jī)電液的知識完成， 其設(shè)計的內(nèi)容 主要包括，液壓缸的設(shè)計，液壓控制系統(tǒng)設(shè)計，液壓站的設(shè)計，模具 的設(shè)計，電氣系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容。 對專用機(jī)構(gòu)中機(jī)械部分的設(shè)計主要是主軸 設(shè)計， 重點(diǎn)是主軸的剛度 、轉(zhuǎn)速、主軸箱的布置，液壓系統(tǒng)的設(shè)計等。根據(jù)使用要求，對主軸的旋轉(zhuǎn)精度要求不高， 主軸前后支撐跨度不打， 分析主軸的扭矩和力矩確定采用兩個圓錐滾子軸承限制其軸向移動和徑向移動。由于產(chǎn)品的單一性，故 主軸采用單級傳動， 電機(jī)和主軸通過齒輪來 實(shí)現(xiàn)傳動 ， 這樣可以節(jié)省廠房空間， 同時 又 降低 了 成本。 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計內(nèi)容主要為明確設(shè)計要求，制定基本方案，繪制液壓系統(tǒng)圖，并且確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)包括載荷的組成和計算，計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，對其它液壓元件的選擇具體以及專用件也給予慎重考慮。 液壓 系統(tǒng)設(shè)計 主要是包括液壓夾緊機(jī)構(gòu)和托架旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計，用于夾緊液的壓缸安裝在主軸后面以減少傳動鏈， 提高傳動精度 ，通過壓力繼電器的分合來確定是否松開合夾緊， 收口托架驅(qū)動采用擺動液壓缸通過連軸器直接連接以提高傳動精度，用調(diào)速閥來控制擺動液壓缸的轉(zhuǎn)動速度來 控制收口速度，通過限位 開關(guān)限制它轉(zhuǎn)動在 90度之內(nèi)。 液壓站的設(shè)計主要是滿足機(jī)床對液壓系統(tǒng)的要求，液壓站是一種標(biāo)準(zhǔn)化的液壓傳動裝置，它是由油箱，液壓泵裝置和液壓集成系統(tǒng)等三部分組成。 電氣系統(tǒng)的設(shè)計就是運(yùn)用機(jī)電傳動的知識， 同時力求機(jī)電解決機(jī)械加工當(dāng)中的存在的危險 ，預(yù)知故障的存在， 即 由于本人知識有限不能很好的解決，希望大家能完善 。 關(guān)鍵詞 ： 液壓缸 ， 液壓滑臺，液壓站， 彎曲成形， 機(jī)電液 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 he of my of . up on of to s To in is is so to to to of to As a of at it is to is it to by to of of to up is it is it by of to to is it is it is it of up to to to it 0 of 買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 前 言 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，全國高教機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會第三次會議記要指出，“畢業(yè)設(shè)計題目應(yīng)該以產(chǎn)品（或工程）設(shè)計類題目為主，尤其要鼓勵去工廠從高真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計”。在實(shí)際工程設(shè)計中，學(xué)生可以得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計工程師的工作，提供全面的鍛煉機(jī)會。 我們這次畢業(yè)設(shè)計題目，是結(jié)合老師的具體研制項(xiàng)目設(shè)立的，我們在實(shí)習(xí)廠所參觀的并以以往設(shè)備為參考，結(jié)合所學(xué)機(jī)械各方 面知識，在老師指導(dǎo)下，查閱許多手冊，經(jīng)過不斷的改進(jìn)，最終設(shè)計出了此次 滅火瓶收口裝用設(shè)備 ，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設(shè)備昂貴的問題。 我此次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是 滅火瓶收口 專用設(shè)備設(shè) 計，在許老師的輔導(dǎo)下，對原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，從而可以減少勞動強(qiáng)度。計算正確，四張零號圖紙，符合工作量的要求。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我在計算，制圖，公差與技術(shù)測量，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計，金屬材料與熱處理，機(jī)械制造工藝方面的知識都受到全面的綜合訓(xùn)練，在機(jī)電液的結(jié)合方面使我受益匪淺。特別是許老師在工作中對我的耐心輔導(dǎo)，他對學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任 感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，無不給我以深刻的影響。 由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴那啡?，錯誤之處一定存在，懇請各位老師給予批評指正。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………………… 1 …………………………………………………………………………… .前言 ……………………………………………………………………………………… 3 第 1 章 主軸液壓夾具的設(shè)計要求 …………… ……………………………………… 1 用夾具基本要求 ……………………………… … ………………………… ..具設(shè)計的基本方法和步驟 ………………………………………………… .. 1 閱原始資料，明確目標(biāo) … ………………………………………… .. 夾具的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 ..… ..……………………………………………… 1 具動力方案設(shè)計 …………………………………………………… .. 夾具力的計算 ……………………………………………………… .....制夾具圖 ……………………… ………………………………………… ..緊液壓缸設(shè)計 ……… ..…………………………………………………… . 液壓缸設(shè)計計算步驟 ………………………………………………… .. 液壓缸性能參數(shù)計算 ………………………………………………… .. 液壓缸行程 S 的確定 ………………………………………………… ..構(gòu)強(qiáng)度計算與穩(wěn)定性較核 ………………………………………………… 6 筒外徑的確定 ……………………………………………………… .. 液壓缸主要尺寸計算 ???? ?????? ????????? ? 5 壓缸 強(qiáng)度計算和穩(wěn)定性 校核 ???????????????? 軸的設(shè)計計算步驟 ????????????????????? ? 6 ???????????????????? 6 ???????????????????? 10 第 2 章 擺動缸的設(shè)計計算 ………………………………………………………… ..動缸基本參數(shù)的確定 ………………………………………………… … 12 動缸性能參數(shù)的確定 ………………………………………………… … 13 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 3 章 收口托架設(shè)計 ………… ……………………………………………… …… 14 第 4 章 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 ………………………………………………………… ..確設(shè)計要求 …………………………………………………………… ..制定液壓系統(tǒng)基本方案 ………………………………………………… . 設(shè)計課題 …………………………………………… … ..……………… .. 設(shè)計要求 …………… ………………………………… … ..… ………… . 確定液壓執(zhí)行元件的形式 …………………… … ………… ..………… .. 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路 ………………………… … ..……… ..5 液壓源系統(tǒng) ……………………………………………………… ...制液壓系統(tǒng)圖 ………………………………………………………… ...確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) ……………………………………………… . 載荷的組成與計算 …………………………… …………………… .. 初選系統(tǒng)工作壓力 ………………………………………………… 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ……………………………………… ,.壓元件的選擇和專用件選擇 …………………………………………… 19 1 液壓泵的選擇 ……………………………………………………… 21 2 液壓閥的選擇 ……………………………………………………… 21 3 輔助裝置的選擇 …………………………………………………… 21 液壓系統(tǒng)圖 ………… ……………………………………………… ....... 5 章 收口機(jī)總體機(jī)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………… .. 6 章 液壓站的總體設(shè)計 ………………………………………………………… ..號說明 ………………………………………………………… ...............形尺寸 ………………………………………………………… ...............箱設(shè)計 ………………………………………………………… ................壓站的總成 …………………………………………………… ...……… 7 章 耳座的聯(lián)接強(qiáng)度校核 ………………………………………………………… 8 章 電氣控制設(shè)計 ………………………………………………………………… 23 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… . 謝 …………………………………………………………………….... .............. 考 文 獻(xiàn) …………………………………………………………………… ............陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 1 - 第 1章 主軸液壓 夾具 的設(shè)計計算 用夾具 的基本要求 對專用機(jī)床的夾具設(shè)計基本要求可以概括為四個方面 ： （ 1） 穩(wěn)定的保證工件的加工技術(shù)要求 夾具設(shè)計首先應(yīng)保證工件的位置精度要求，其次應(yīng)保證工件的尺寸精度，粗糙度及其技術(shù)指標(biāo)的要求。 （ 2） 提高機(jī)械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的成本 專用夾具設(shè)計是，既要提高勞動生產(chǎn)率，又要降低成本。夾具的復(fù)雜程度和工作效率必須與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，才能良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小，選擇夾具結(jié)構(gòu)，防止盲目的采用高效率先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和傳動裝置，造成夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜而加大制造 成本。同時盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，降低夾具制造成本。盡可能采用多件加工或機(jī)動時間與輔助時間重合的結(jié)構(gòu)，以減少單件加工的時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低工件的成本。 （ 3） 結(jié)構(gòu)簡單，便于制造與維修 專用夾具應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于零件的制造與夾具的裝備，結(jié)構(gòu)實(shí)際是應(yīng)便于易損零件的更換和維修。 （ 4） 操作安全，方便 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)使工人操作方便，省力，便于裝卸工件及清理切屑，創(chuàng)造文明的生產(chǎn)環(huán)境，夾具在機(jī)床上裝卸應(yīng)迅速方便，安全。特別注意夾具在裝卸中的安全，為此夾具上不得有影響操作者安全的突出部分，保證工人的人身安全。 總之，設(shè)計夾具是必須兼顧質(zhì)量，生產(chǎn)率，勞動條件和經(jīng)濟(jì)性等諸方面的要求，有時也有所側(cè)重，如對位置精度要求很高的工件，夾具往往著眼于保證精度要求，對于位置精度要求度不太高而加工批量大的情況，提高生產(chǎn)率便成為主要矛盾，則著重考慮提高夾具的工作效率。 具設(shè)計方法和步驟 1． 研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù) （ 1） 分析工件的產(chǎn)品圖 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 2 - 通過分析工件的零件圖，了解被加工工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料及毛坯制造方法，加工技術(shù)要求，零件各表面間的尺寸要求，加工余量大小及生產(chǎn)類型等。 此設(shè)計所要加工的零件是鋼管，且為無縫鋼管，因?yàn)槭潜”?零件，且直徑比較大，工件和夾具一起旋轉(zhuǎn)，因此采用五抓自動定心式夾緊裝置。 （ 2） 了解工具車間的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平 通過調(diào)查研究，掌握工具車間制造夾具的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，使所設(shè)計的夾具盡可能自己制造和裝配，從而保證夾具制造質(zhì)量和降低制造成本。 2． 夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計 （ 1） 確定工件的定位方式，設(shè)計定位裝置，分析定位誤差。 （ 2） 確定工件的夾緊方式和設(shè)計夾緊裝置。 （ 3） 確定工件的夾緊方式和設(shè)計夾緊裝置。 計算夾緊工件所需要的夾緊力，分析夾緊力對工件正確定位和加工精度的影響，確定夾緊裝置，選擇夾緊力源及其傳遞 方式，設(shè)計合理的夾緊機(jī)構(gòu)。 為確保夾緊可靠，在設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)時，必須注意檢查夾緊機(jī)構(gòu)是否自鎖或其它夾緊機(jī)構(gòu)是否鎖緊。 （ 4） 確定其它元件或裝置結(jié)構(gòu)形式 （ 5） 考慮各種元件，裝置的布局，確定夾具體及總體布局，繪制夾具方案總圖 3． 夾具的動力裝置設(shè)計 采用液壓夾緊的夾具，一般情況下其夾緊力比較大而且穩(wěn)定不易松動等而且結(jié)構(gòu)較簡單，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。 4． 夾具力的計算 (1) 為防止工件與夾具體之間的滑動所需夾緊力： =28=2) 為防止工件在軸向上 用下移動所需夾 緊力： t D=28 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 3 - K=． 3 繪制夾具總圖 如圖所示： 緊液壓缸的 設(shè)計 壓缸設(shè)計計算步驟 （ 1）根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動要求，選擇液壓缸的類型，根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求，選擇液壓缸的安裝方式。 (2) 根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動分析，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。 (3) 根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如缸體壁厚，缸蓋結(jié)構(gòu)，密封形式，排 氣與緩沖等。 (4) 液壓缸性能的驗(yàn)算。 液壓缸性能參數(shù)的計算 液壓缸的輸出力 單桿活塞式液壓缸的推力 1103 式中 N 11=? Ф2 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 4 - Фm Ф1=? Ф2=10-3 1=103? 10度比 ψ＝ 1=16： 9。 查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》第 5卷知：單桿活塞式液壓缸的輸出推力為 出拉力為 液壓缸的輸出速度計算 (1) 單桿活塞式液壓缸活塞外伸時的速度 0Q/中 m/m3/s 1=10-3 =0 式中 q m3/r； 10ml/r r/1450~2970r/=0=40? 102970/60=s 0Q/0? (102) 單桿活塞式液壓缸活塞縮入時的速度 0Q/中 m/ m3/s； 2= (4=2=60Q/0*0m/ 液壓缸的作用時間 液壓缸的作用時間 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 5 - t=V/Q= 式中 s； 塞桿伸出時 A= 塞桿縮入時 A=m； m3/r S=630 Q=r 0,63/s .5 s 液壓缸的儲油量 液壓缸的儲油量 V==0,63= 液壓缸的輸出功率 液壓缸的輸出功率： N= 式中 W； N； m/s F=196 v=s N=96? 0=125 液壓缸主要尺寸的計算 液壓缸內(nèi)徑的計算 根據(jù)載荷的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸的內(nèi)徑 Ф F 式中 N； 陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 6 - F=120 P=Ф 塞桿直徑的計算 根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿的直徑 Ф? )1( ? =? =60壓缸行程 S 的確定 液壓缸行程 采用標(biāo)準(zhǔn)系列值取為 S＝ 60壓缸的筒壁厚的計 算 缸筒壁厚 ][2/ ??? 式中 實(shí)驗(yàn)壓力 管使用應(yīng)力 ][? ＝ 17041 7 02/???? 壁筒厚度為 10 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算及穩(wěn)定性校核 1） 缸筒外徑的確定 缸體內(nèi)徑確定后，由強(qiáng)度條件計算壁厚，求出缸筒外徑 1＝ D+2? D=240 ＝ 101=D+2? ＝ 240＋ 2? 10＝ 260） 液壓缸的穩(wěn)定性和活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算 按速度比要求初步確定活塞桿直徑后，還必須滿足液壓缸的穩(wěn)定性及其強(qiáng)度 （ 1）液壓缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 7 - 根據(jù)材料力學(xué)的理論，一根受壓的直桿，在其軸線負(fù)載超過穩(wěn)定臨界力時，即失去原有的直線狀態(tài)下的平衡，或稱為失穩(wěn)。對于液壓缸其穩(wěn)定條件為 Fr 當(dāng) L/d 大于 10 時，要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算 此缸 L/d＝ 60/30=1<10 所以可以不用校核活塞桿的縱向彎曲強(qiáng)度或穩(wěn)定性的計算。 （ 2）活塞桿的強(qiáng)度計算 ][)/(4 212 ?? ??? 式中 σN 于實(shí)心活塞桿，則為 A=? Ф2 [? 用應(yīng)力][? ＝ ??s? 材料的屈服極限 n――安全系數(shù) n＝ 2 =4? 1000/（ 602） =[? ]=170 ? [? ]=170以強(qiáng)度足夠 3） 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后 ,就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括 :缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 8 - 置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同 ,結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計時根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。 (1) 缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連 接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān) 易加工、便于裝拆的前提下 ,采用內(nèi)六角圓柱螺釘進(jìn)行連接。 (2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 為了使結(jié)構(gòu)簡單 ,采用整體式結(jié)構(gòu)。 (3)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) ,包括活塞桿與端蓋導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) ,以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向 ,也可以做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換 ,所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè) ,也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu) ,有利于導(dǎo)向套的潤滑； 而油壓即常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu) ,在高壓下工作時 ,使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開 ,以提高密封性能。 活塞桿處的密封形式有 為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵 ,保證油液清潔及減少磨損 ,在端蓋外側(cè)增加防塵圈。常用的有無骨架防塵圈和 也可用毛氈圈防塵。為了結(jié)構(gòu)簡單 ,夾緊液壓缸的活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)是把導(dǎo)向套和下端蓋以及缸體做成一體 ,活塞桿與導(dǎo)向部分采用 (4)活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用 ,應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度 、運(yùn)動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈?；钊盎钊麠U與密封腔體處的密封均采用 (5)液壓缸的緩沖裝置 液壓缸帶動工作部件運(yùn)動時 ,因運(yùn)動件的質(zhì)量較大 ,運(yùn)動速度較高 ,則在到達(dá)行程終點(diǎn)時 ,會產(chǎn)生液壓沖擊 ,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機(jī)械碰撞。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。常用的有以下幾種：環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置和可調(diào)節(jié)流緩沖裝置，本處采用的是節(jié)流調(diào)速閥來達(dá)到緩沖的目的。必須指出的是上述緩沖裝置，只能在液壓缸全行程終了時才起緩沖作用，當(dāng)活塞在行程沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 9 - 過 程中停止運(yùn)動時，上述緩沖裝置不起緩沖作用。這時在回油路上可設(shè)置行程閥來實(shí)現(xiàn)緩沖。 (6)液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸進(jìn)出油口的連接等。 ①液壓缸的安裝形式 根據(jù)安裝位置和工作要求不同，液壓缸與主軸直接連接，并用防松螺母擰緊，液壓缸與主軸一起轉(zhuǎn)動，因此在液壓缸的后面裝有導(dǎo)油接頭，活塞桿通過空套與傳壓套連接，當(dāng)傳壓套向前推時則夾緊，后退則松開。 ②液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定 液壓缸的進(jìn)、出油口，設(shè)置在導(dǎo)油接頭上，導(dǎo)油接頭外套不轉(zhuǎn)動，內(nèi)軸轉(zhuǎn)動，油管接在外套上，通過導(dǎo) 油接頭將油注入液壓缸的左右倉里。液壓缸設(shè)有專用的排氣裝置，以便空氣能首先從液壓缸排出。進(jìn)、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)夾緊缸的內(nèi)徑，確定螺孔連接油口的安裝尺寸為 2。 夾緊液壓缸的整體結(jié)構(gòu)和公差配合見裝配圖，各零件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求、公差及表面粗糙度詳見零件圖。 軸設(shè)計方法和步驟 軸部件的基本要求 主軸部件是收口機(jī)上的一個關(guān)鍵部件。它主要由主軸、軸承和傳動齒輪等零部件組成。在主軸上要安裝工件、夾具和其他工具，工作時使它們產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動，傳遞所需的變形功率和扭矩 ，還承受相當(dāng)大的徑向和軸向的旋壓力，同時還須保證主軸、夾具相對旋輪，床身等保持有十分準(zhǔn)確的位置，以便使之在工作期限內(nèi)得到所要求的加工精度。為此，主軸不見應(yīng)滿足下列幾點(diǎn)基本要求： 1）旋轉(zhuǎn)精度 主要是指主軸前端的徑向和軸向偏擺的大小。這個 數(shù)值將會直接反映到所旋壓零件的尺寸和集合形狀誤差中去。 2）剛度 指主軸部件在旋壓時由于旋壓力而引起的變形大小。這個數(shù)值必須限制在旋壓零件的允許公差范圍內(nèi)，否則除了會降低旋壓機(jī)的加工精度，還會使主軸軸承和傳動件的載荷分布不均勻，降低其使用壽命。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 10 - 3）抗振 性 這個要求對告訴旋壓機(jī)時特別重要，良好的抗振性才能保證旋壓件的表面光潔度和設(shè)備的穩(wěn)定工作。 4）滑動表面的耐磨性 這些滑動表面主要指主軸軸頸和滑動 軸承，主軸與滑套以及芯模與主軸軸端安裝定位孔等相應(yīng)的接觸表面。提高這些表面的耐磨性，對長久地保持旋壓機(jī)地出世使用精度關(guān)系極大。 軸尺寸計算步驟 主軸為一根空心鋼管，前后裝有雙列圓錐滾子軸承。在其前端裝有管坯夾緊機(jī)構(gòu)。它由3～ 5 個斜鍥機(jī)構(gòu)，并由主軸尾端的氣缸或液壓缸驅(qū)動。它時由一根鋼管，連接法蘭和其他緊固件等連接一體，主軸的傳動由電動機(jī)通過齒輪 減速器和皮帶傳動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。此外，主軸部件通過軸承盒安裝在部分式的箱體中。 主軸前后軸承之間的距離 主軸部件在受力后主軸和軸承都將產(chǎn)生相應(yīng)的變形。為了討論方便，首先設(shè)主軸為剛性體，則主軸受力 在前后支點(diǎn)處產(chǎn)生支反力分別為 軸承相應(yīng)地產(chǎn)生變形1?和2?。因而，主軸發(fā)生傾斜，其前端產(chǎn)生撓度為 。如近似地假定軸承的變形符合胡克定律，即 1 1 1R???2 2 2R???式中 12,??—— 分別為前后軸承的彈性系統(tǒng)。 根據(jù)簡單的幾何關(guān)系可得： = 1? (1 )21?，2?值代入上式，又因支反力為 1 (1 )R=rP =21 1 2 2(1 2 ) ( )? ?? ? ?] 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 11 - 因此可知， 和 l 之間呈二次雙曲線 關(guān)系，這說明前后軸承之間距離 l 愈大，則 愈小。 其次，主軸受力后也發(fā)生彎曲變形，使主軸前段產(chǎn)生撓度 。這時設(shè)軸承為剛性體，根據(jù)材料學(xué)，得 = 21 [ ( ) ]3 l 式中 E——— 材料的彈性模數(shù)； J———— 主軸斷面的慣性矩。 從公式可知， 與 l 之間成直線關(guān)系，如圖所示，并與 相反，當(dāng)兩軸承間距較大時，撓度 增大。 主軸前端的總撓度應(yīng)該是以上兩個撓度的和，也是 l 的函數(shù)，即 Y ??+ =f(l) 如圖所示，函數(shù) Y ??f(l)應(yīng)有一個極小值，即當(dāng)兩軸承間距為 l 時，主軸的變形最小，也就是剛度 最好。因此設(shè)計主軸時，應(yīng)合理地選擇前后兩軸承的間距，不宜太大或太小。 選擇主軸前后軸承間距離的原則是：當(dāng)主軸剛度好而軸承剛度較差時，兩支點(diǎn)間的距離應(yīng)該大一些；反之則應(yīng)該小一些。 主軸箱設(shè) 計：由于產(chǎn)品單一且精度要求不高，所以采用單級變速系統(tǒng)，這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，主軸的全部傳動機(jī)件都裝在一起；便于集中操縱；箱體少，從而加工量和安裝時修配結(jié)合面也少。但是也有些缺點(diǎn)：主軸箱的震動可能傳給主軸；主軸箱在傳動中發(fā)生的熱量會引起箱體和主軸的熱變形。反之，在旋壓時，特別是在加熱旋壓時，熱量除了使主軸熱變形外，也會導(dǎo)致箱體和有關(guān)傳動件的熱變形，從而影響了傳動精度。此外，由于主軸箱內(nèi)空間限制等原因，主軸采用撓性連接比較困難。 主軸箱全部和電機(jī)都裝在液壓箱體上，這樣可以節(jié)省大量空間。電機(jī)通過齒輪軸將力矩傳 遞給主軸，傳動比為 連接卡盤則借用螺釘和鍵等裝在主軸前端不部的圓柱段上。主軸的前后徑向軸承是采用帶錐度 1： 12 內(nèi)孔的圓錐滾子軸承，軸承力的作用點(diǎn)都向外，這樣可以減小卡盤的作用力矩， 兩個向心滾子軸承安裝在主軸的前后兩端，用來承受主軸的徑向力。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 12 - 第 2 章 托架 擺動缸的設(shè)計 托架擺動液壓缸系指輸出軸能夠直接輸出轉(zhuǎn)矩、并往復(fù)回轉(zhuǎn)一定角度 (一般小于 2800 )的液壓缸 ,又稱為擺動液壓馬達(dá)。本次設(shè)計采用的是單葉片式擺動液壓缸。它由缸體、端蓋、定片、動片、花 鍵套等主要零件組成。其中定片與缸體緊固在一起 ,動片與花鍵套連成一體。為了防止油的泄漏，定片內(nèi)側(cè)與動片外側(cè)各嵌有一個小葉片，由彈簧片保證小葉片與花鍵套或缸體的密封。當(dāng)壓力油接通某一油口，另一油口接通回油時，動片兩側(cè)開有的徑向槽與外圓兩端面的三角槽相通，便于啟動時通壓力油，當(dāng)動片擺至終點(diǎn)時能起緩沖作用。 2． 1 擺動液壓缸基本參數(shù)確定 1. 擺動液壓缸型號 . 擺動液壓缸額定壓力 P=. 擺動液壓缸額定流量 L=104? s 4. 擺動液壓缸扭矩 N=15. 擺動液壓缸擺動角度 264 度 6. 擺動液壓缸外圍直徑 D=125． 2 擺動液壓缸性能參數(shù)的計算 1． 擺動液壓缸輸出缸功率為： P=中 N—————————— 液壓缸的輸出缸率 —————————— 液壓缸的輸出力 ———————————— 液壓缸的輸出速度 m/s P=50410? ? (1) 單葉片擺動液壓缸的輸出角速度 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 13 - w =228()Q M M b? 式中 w——————— 擺動液壓缸的輸出角速度 s Q——————— 輸入液壓缸的流量 3/L—————— 液壓缸內(nèi)徑 m ———— 轉(zhuǎn)軸直徑 m B——————— 葉片寬度 m ————— 擺動液壓缸的容積效率 m/擺動液壓缸一次行程的擺動時間 t= /w? 式中 t———————— 轉(zhuǎn)動時間 s ? ———————— 葉片擺動角度 w —————— —— 擺動角速度 s t=? /w =900 ? s＝ 1) 定片尺寸的確定 定片是大圓半徑為 50圓半徑為 27的四分之一圓環(huán) ,其兩側(cè)均開有徑向槽 ,并和外圓端面的三角槽相通 ,便于啟動時通壓力油 ,當(dāng) 動片擺至終點(diǎn)時還能起到一定的緩沖作用。 定片固定在回轉(zhuǎn)缸的缸體上，由一個內(nèi)六角圓柱頭螺釘和一個圓柱銷將定片與缸體固定在一起。 (2) 動片尺寸的確定 由于回轉(zhuǎn)缸的作用是帶動機(jī)械手手臂轉(zhuǎn)動 90° ,因此動片的形狀是一個 180°的半圓環(huán)形弧 ,其外徑為 54徑為 42度為 24,與定片尺寸相同。動片固定在帶動軸一起轉(zhuǎn)動的花鍵套上。為了使通油順暢，在動片的兩側(cè)也分別開有一個徑向槽和一個三角槽，槽的具體尺寸見零件圖。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 14 - (3) 缸體長度的確定 回轉(zhuǎn)缸缸體長度沒有特別要求 ,但也不要過長或過短 ,只要滿足要求即可?；剞D(zhuǎn)缸缸體長度定 為 132 (4) 動片和定片的長度的確定 動片和定片的長度等于缸體長度減去缸體與升降缸連接部分的長度和缸蓋伸進(jìn)缸體內(nèi)部的長度。因此， L=1322 第 3 章 收口托架 的設(shè)計 下面對 收口托架 液壓傳動的基本工作原理做一個初步的介紹，如圖所示。 收口托架 的液壓傳動是以 有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質(zhì)。 帶動油泵輸出壓力油，是將電動機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能。壓力油經(jīng)過管道及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)入油缸，推動 葉片轉(zhuǎn)動 ，從而使 收口托架轉(zhuǎn)動，即 而將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。托架在轉(zhuǎn)動 時所能克服的 摩擦阻力大小，以及 溫度、轉(zhuǎn)動力矩大小，均與油液的壓力和活塞的有效工作面積。托架收口 速度 大小決定于流入密封油缸中油流速的的大小 。這種借助于運(yùn)動著 的壓力油的容積變化來傳遞動力的液壓傳動稱為容積式液壓傳動，托架 的液壓傳動都是屬于容積式液壓傳動。 第 4 章 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 液壓傳動具有許多優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，反應(yīng)快，承載能力大；較易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速比大；運(yùn)動平穩(wěn)；易于實(shí)現(xiàn)自動化；特別是采用電 — 液聯(lián)合傳動時，能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的自動化工作循環(huán)；具有自潤滑能力；磨損小，壽命長；液壓元件易于實(shí)現(xiàn)通用化、標(biāo)準(zhǔn) 化，便于大批量生產(chǎn)。液壓傳動有如此多的優(yōu)點(diǎn)，因此，本次所設(shè)計的機(jī)械手的驅(qū)動方式就采用液壓驅(qū)動，并由 液壓系統(tǒng)的設(shè)計大致按以下幾個步驟： 1． 提出設(shè)計參數(shù)； 2． 草擬液壓系統(tǒng)圖； 3． 確定液壓系統(tǒng)的工作壓力和流量； 4． 擬定液壓系統(tǒng)圖； 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 15 - 5． 設(shè)計或選擇液壓元件和輔助液壓裝置； 6． 從安全、可靠，使用、維護(hù)，經(jīng)濟(jì)效果等方面檢查整個設(shè)計。 4． 1 明確設(shè)計要求 設(shè)計要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)行進(jìn)一步液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其它方面的情況了解清楚。 （ 1） 主機(jī)的概況：用途 ，性能，工藝流程，作業(yè)環(huán)境，總體布局等； （ 2） 液壓系統(tǒng)要完成那些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； （ 3） 液壓缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式，運(yùn)動速度； （ 4） 各動作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； （ 5） 對調(diào)速范圍，運(yùn)動平穩(wěn)性，轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求； （ 6） 自動化程度，操作控制方式的要求； （ 7） 對防塵，防燥，噪音，安全可靠性的要求。 制定液壓系統(tǒng)基本方案 計課題 設(shè)計一臺滅火瓶 收口 專用設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其工作循環(huán)為： 卡抓卡緊 — → 主軸轉(zhuǎn)動 — → 火焰槍靠近 — → 火焰槍點(diǎn)火 并將工件加熱到 920攝氏度 — → 托架向上轉(zhuǎn)動 900 收口 — → 火焰槍停止加熱并遠(yuǎn)離 — → 托架回轉(zhuǎn) 090 — → 主軸停轉(zhuǎn) — → 卡抓松開 — → 卸工件 設(shè)計要求 1． 在工作中如果突然停電后 ， 再次啟動時要手動復(fù)位。 2． 收口 時要平穩(wěn)可靠。 3． 卡緊要可靠，避免在收口時出現(xiàn)打滑 。 定液壓執(zhí)行 元件的形式 液壓執(zhí)行元件為單活塞 桿液壓缸和擺動式液壓缸， 其特點(diǎn) 直接驅(qū)動。 擬定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路 液壓執(zhí)行元件確定后，其運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。 方向控制用換向閥來控制。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 16 - 速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量來控制，調(diào)速方式為節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速一般是采用定量泵供油，用流量控制閥來改變輸入和輸出液壓執(zhí)行元件來調(diào)節(jié)速度，此種調(diào)節(jié)方式結(jié)構(gòu)方式簡單。 節(jié)流調(diào)速方式一般采用開式循環(huán)方式，在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。 壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來控制，液壓源的核心元件是液壓泵，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 液壓供油系統(tǒng)。統(tǒng)供油過程 中采用齒輪 泵供油。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的，泵的入口裝有精濾油器，回油管路油設(shè)有精慮油器， 根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及油溫的要求，還要考慮冷卻裝置。 4． 3 繪制液壓系統(tǒng)圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由各自擬定好的控制回路及液壓源組合而成，各回路組合要去掉多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的連鎖關(guān)系，避免誤操作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。 為避免液壓系統(tǒng)的維 護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的監(jiān)測元件，如壓力表，壓力繼電器等。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。 系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓元件的名稱和動作，注明液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵的動作順序表。 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 荷的組成和計算 （ 1） 工作載荷 陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 17 - 常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的推力 ， 擺動液壓缸軸的扭矩 等，這些作用力的方向與活塞運(yùn)動方向相同為負(fù)，相反為正。 （ 2） 卡緊力為 120抓采用 45鋼。 選系統(tǒng)工作壓力 查《機(jī)械設(shè)計手冊》【 5】表 ，選液壓機(jī)的工作壓力為 1～ 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 活塞桿受壓時 F= 1 式中 a 2．頂出缸： 4 )(22 ? = 則 F= 1 ＝ 2500× 3N 壓泵的選擇 （ 1） 確定液壓泵的最大工作壓力 ??p 式中 1??p 初算是可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈窂?fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的取 ??p ＝（ 2) 確定液壓泵的流量 k(?s 式中 般取 k＝ 陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 18 - ? 于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)還須加上溢流閥的最小溢流量，s。 ? s 取 k＝ P ? k(?s＝ 216L/用 齒輪泵 效率為 液壓閥的選擇 按照系統(tǒng)所需最高工作壓力和通過該閥的最大流量 ,選取標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格。溢流閥應(yīng)按 油泵的最大壓力 選?。涣髁块y應(yīng)按回路上控制的流量范圍選取。閥的公稱流量應(yīng)大于控制調(diào)速范圍所要求的最大通過流量，最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于調(diào)速范圍所要求的最小穩(wěn)定流量。其它閥類的選擇，按接入回路的通過流量選取。必要時，通過流量可以超過該閥的公稱流量的20%，但不宜過大，以防止壓力損失過大，引起發(fā)熱、噪聲和閥的性能變壞。此外，根據(jù)系統(tǒng)性能的要求，選取相應(yīng)的閥的型號。各種閥的具體型號參見液壓系統(tǒng)工作原理圖。 （ 1） 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件，溢流閥按液壓泵的最大流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最 低穩(wěn)定速度的要求。 （ 2） 閥的形式，按安裝和操作方便選擇。 輔助裝置的選擇 液壓系統(tǒng)中有一些輔助裝置 ,如油管、管接頭、濾油器、蓄能器、油箱和冷卻裝置等。雖然在液壓系統(tǒng)中輔助裝置居于次要的位置，但是當(dāng)這些輔助裝置 中任何一個細(xì)小的部分，如果沒有給予足夠的重視和適當(dāng)?shù)陌才?，往往會破壞液壓系統(tǒng)的正常工作或降低了系統(tǒng)的工作效率和壽命等。因此，在安排液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，或選擇這些輔助元件時，都要做細(xì)致的工作。 1． 油管和管接頭 (1) 油管 : 油管的類型 ,可根據(jù)使用場合和液壓系統(tǒng)的最大工作壓力進(jìn)行選擇 有紫銅管、塑料 管、尼龍管及橡膠軟管。紫銅管彎曲方便，容易裝配，但承壓較低，一般在 10械手液壓系統(tǒng)中采用紫銅管較多。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 19 - 油管的尺寸一般先通過油管的最大流量和管內(nèi)許的流速來選擇油管內(nèi)徑，然后按工作壓力來確定油管的壁厚。 則油管內(nèi)徑： ?????????????? 中 Q—— 通過油管的最大流量； 分? V—— 油管內(nèi)的流速。 V=s 則 ?d d=12據(jù)油管的強(qiáng)度條件 ,由下式計算油管壁厚δ： ][2?? ????????????????? 中 P—— 油管內(nèi)油液的工作壓力； P=10 油管內(nèi)徑； d=σ ]—— 油管材料的許用拉應(yīng)力。 [σ ]=25????查表按標(biāo)準(zhǔn)選擇尺寸相近的油管：外徑 6徑 d=122 (2)管接頭 :油管之間的連接或油管與各種液壓元件的連接 ,是液壓系統(tǒng)配管工作中最大量的工作。對這些連接的要求是工作可靠、密封良好、結(jié)構(gòu)簡單、安裝和制造方便。在機(jī)械手上油管的連接方法應(yīng)用最多的是螺紋連接，其優(yōu)點(diǎn)是便于拆換、安裝方便。 根據(jù)需要，選用擴(kuò)口薄管接頭。這種連接適用于工作壓力較小的情況，常用于工作壓力小于 8般用作紫銅管的連接。利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需要其他密封件，結(jié)構(gòu)簡單，適用于薄壁管件的連接。查表選用管子外徑 4型擴(kuò)口式錐螺紋直通管接頭。 1. 濾油器 在 收口機(jī) 的液壓系統(tǒng)中 ,保持油的清潔很重要 ,油中的臟物會引起運(yùn)動零件劃傷、磨 損甚至卡死，堵塞節(jié)流閥和緩沖裝置的節(jié)流縫隙及小孔，影響液壓 收口機(jī) 的工作性能并造成故障。因此需要對油液進(jìn)行過濾，一般是采用濾油器來防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)中。濾油器一般安置在油泵吸油口前邊，以保護(hù)油泵，并使通往系統(tǒng)的全部油液過濾。 沈陽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） - 20 - 選用紙芯濾油器，濾芯部分一 般采用機(jī)油微孔濾紙。為了增加濾紙的過濾面積，紙芯一般做成折疊形。此種結(jié)構(gòu)的濾油器，在中低壓液壓系統(tǒng)中，用作精過濾效果較好， 過濾精度高，壓力降為 易堵塞，無法清洗，需經(jīng)常更換紙芯。查手冊選用 10 3．油箱 油箱的主要作用是儲油和散熱，因此必須有足夠的散熱面積和儲油量。 油箱的有效容量可按下面經(jīng)驗(yàn)公式概略確定： V= 式中 K— 為系數(shù)，對于中壓系統(tǒng) K=5～ 7，取 K=6； Q— 泵的 額定流量， Q=10 l/ V=6× 10=60l 4. 蓄能器 蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功能是儲存能量、吸收脈動壓力和沖擊壓力。在間隙短時操作的液壓傳動中，采用蓄能器可節(jié)省功率消耗。查手冊選用的皮囊式蓄能器型號為 由于影響液壓沖擊的因素很多 ,沖擊壓力的與泵的型式及容量、構(gòu)成系統(tǒng)的液壓元件的特性有關(guān)，因而很難準(zhǔn)確計算。在大多數(shù)沒有特殊要求的場合，在系統(tǒng)設(shè)計時，可以采取緩沖措施，不作計算。常采取以下緩沖措施：當(dāng)換向閥 迅速開閉時，在保證工作周期以及電磁鐵使用壽命的前提下，盡量減慢換向速度；在系統(tǒng)中設(shè)置減速回路或安裝吸收液壓沖擊的蓄能器等。 如圖紙所示 第 5章 收口機(jī) 專用機(jī)構(gòu)總體設(shè)計 1 工