半自動平壓模切機(jī)包括內(nèi)含CAD

-.z.半自動平壓模切機(jī)設(shè)計(jì)說明書要圖紙進(jìn)群咨詢：332825716目錄一工作目的……………………二工作原理及工藝動作過程…………………三運(yùn)動循圖……………………四送料、模切機(jī)構(gòu)的選型……………………送料機(jī)構(gòu)的選型………………模切沖壓機(jī)構(gòu)的選型…………五機(jī)械運(yùn)動方案的評定和選擇………………六電動機(jī)的選型………………七機(jī)械傳動設(shè)計(jì)………………傳動比的分配…………………齒輪組的設(shè)計(jì)…………………鏈輪和鏈條的設(shè)計(jì)……………軸承和鍵的設(shè)計(jì)………………V形帶的設(shè)計(jì)…………………剛性夾子和凸輪的設(shè)計(jì)………平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………八機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖………………九傳動和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸計(jì)算…………軸的運(yùn)動參數(shù)…………………凸輪的運(yùn)動曲線圖……………平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動曲線圖………十飛輪的設(shè)計(jì)…………………設(shè)計(jì)目的通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，著手設(shè)計(jì)“半自動平壓模切機(jī)”。通過對機(jī)構(gòu)的選型、設(shè)計(jì)；對機(jī)械傳動方案、機(jī)械運(yùn)動方案的選擇和評價(jià)而培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力。熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。工作原理及工藝動作過程半自動平壓模切機(jī)是印刷，包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱制品的專用設(shè)備。它可以對各種規(guī)格的紙板、厚度在4mm一下的瓦楞紙板，以及各種高級精細(xì)的印刷品進(jìn)行壓痕、切線、壓凹凸。經(jīng)過壓痕、切線的紙板，用手工或機(jī)械沿切線除去掉邊料后，沿壓出的壓痕可折疊成各種紙盒、紙箱，或制成凹凸的商標(biāo)。它的工藝動作主要有兩個(gè)：一是將紙板走紙到位，二是進(jìn)行沖壓模切。其具體工作動作順序如下：半自動平壓模切機(jī)工藝動作順序紙盒余料松開走紙輸出走紙模切沖壓輸入走紙夾緊紙板印刷紙板紙盒余料松開走紙輸出走紙模切沖壓輸入走紙夾緊紙板印刷紙板運(yùn)動循環(huán)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求從機(jī)器的工藝動作可以看出，可以把整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動的運(yùn)動分成兩個(gè)部分，一是輔助運(yùn)動，它可以用于完成紙板的夾緊，走紙，松開等動作。對實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)要求做間歇運(yùn)動；二是主運(yùn)動，完成對紙板的壓切動作，要求裝有模板的滑塊做直線往復(fù)運(yùn)動。其特點(diǎn)是行程短，受載大。本機(jī)構(gòu)要求行程是50毫米，最大載荷是QUOTE，傳動機(jī)構(gòu)所用電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，工作速度是每小時(shí)壓制3000*。另外，主運(yùn)動和輔運(yùn)動要相互協(xié)調(diào)。運(yùn)動示意圖走紙機(jī)構(gòu)由上述機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求，繪制如下運(yùn)動示意草圖：走紙機(jī)構(gòu)夾緊裝置夾緊裝置模切機(jī)構(gòu)主軸夾緊裝置夾緊裝置模切機(jī)構(gòu)主軸（三）各部件運(yùn)動分析主軸的選擇和轉(zhuǎn)角運(yùn)算為了計(jì)算和設(shè)計(jì)方便，選擇變速箱的輸出軸為運(yùn)動分析主軸，如上圖所示。由原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求知，平面六桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.3，則極位夾角QUOTE°并知該運(yùn)動周期分為兩部分，以156.5°（156.5°=180°-23.5°）為界分為0°---156.5°和156.5°--360°兩個(gè)過程。2、模切機(jī)構(gòu)的分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，下模從行程最低點(diǎn)開始，在平面六桿機(jī)構(gòu)的帶動下向上移動至預(yù)定模切位置，進(jìn)行沖壓模切；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，下模完成模切動作，快速急回運(yùn)動至行程最低點(diǎn)即下一周期起點(diǎn)。3、走紙機(jī)構(gòu)的分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，特殊齒輪組（用于完成間歇運(yùn)動）沒有嚙合運(yùn)動，鏈輪鏈條處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，特殊齒輪組輪齒參與嚙合，帶動鏈輪鏈條運(yùn)動，進(jìn)行走紙運(yùn)動。4、夾緊裝置的分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0°---156.5°，帶動夾子的凸輪走過推程，遠(yuǎn)休止和回程使剛性彈簧夾完成夾紙動作；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.5°--360°，凸輪處于近休止?fàn)顟B(tài)使剛性彈簧夾處于夾緊狀態(tài)。（四）綜上所述運(yùn)動循環(huán)圖如下：主軸轉(zhuǎn)角0°156.5°(圖示位置)360°走紙機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動夾緊裝置送料夾緊輸入走紙模切機(jī)構(gòu)滑塊上升（模切）滑塊下降（回程）送料、模切機(jī)構(gòu)的選型（一）送料機(jī)構(gòu)的選型1、可選機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)類型紙板的輸送雙列鏈輪傳動皮帶輪傳動紙板的停歇機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)特殊齒輪組紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子2、選型原因：(1)對于紙板的輸送構(gòu)件，選用雙列鏈輪傳動：a、相對皮帶傳動而言，雙列鏈輪傳動精度較高，有利于紙板的精確走紙定位；b、適合于本機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離傳遞；c、本機(jī)構(gòu)在長時(shí)間傳輸、模切時(shí)摩擦大，易發(fā)熱，而雙列鏈輪傳動機(jī)構(gòu)適合于長時(shí)間在此惡劣環(huán)境下工作。另外，使用皮帶輪傳動其易打滑，易變形，傳輸精度低，傳遞效率低。(2)對于紙板的停歇，選用特殊齒輪組：a、相對凸輪機(jī)構(gòu)相比而言，特殊齒輪組制造容易，工作可靠。b、特殊齒輪組在設(shè)計(jì)時(shí)，易實(shí)現(xiàn)從動件的運(yùn)動時(shí)間和靜止時(shí)間的比例在較大*圍內(nèi)調(diào)節(jié)，適用*圍廣。c、特殊齒輪組在工作時(shí)由于面接觸且是間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，因此不易磨損，使用壽命長。另外凸輪機(jī)構(gòu)制造加工困難，易磨損。(3)對于紙板的固定，選用剛性彈簧夾：a、在走紙時(shí)，相對普通夾子而言，由于剛性彈簧力的作用，可以自動的將紙板夾緊，并準(zhǔn)確平穩(wěn)的走紙；b、在夾緊和松開紙板時(shí)，運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)和剛性彈簧的配合使用，能準(zhǔn)確、方便、自動的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊和松開動作。另外，使用普通夾子較難實(shí)現(xiàn)紙板的自動夾緊和松開的工藝動作以及平穩(wěn)走紙的目的。3、最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動；紙板的停歇殊齒輪組選用特；紙板的固選用剛性彈簧夾。（二）模切沖壓機(jī)構(gòu)的選型1、可選機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)急回機(jī)構(gòu)直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2、選型原因：a、相對凸輪機(jī)構(gòu)而言，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動副一般均為低副，其運(yùn)動副元素為面接觸，壓力較小，潤滑好，磨損小，則承載能力較大，有利于實(shí)現(xiàn)增力效果。b、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工制造容易，經(jīng)濟(jì)性好，且低副一般為幾何封閉，工作的可靠性好。c、在滿足運(yùn)動要求的條件下，連桿機(jī)構(gòu)可以靈活改變各桿件的相對長度來調(diào)節(jié)運(yùn)動規(guī)律，適用性強(qiáng)。另外，凸輪機(jī)構(gòu)增力效果差，設(shè)計(jì)加工制造困難，適用性差。最終選型：平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。機(jī)械運(yùn)動方案的評定和選擇由上述運(yùn)動循環(huán)圖及題設(shè)要求可知，“半自動平壓模切機(jī)”主要分為三大部分：動力傳動機(jī)構(gòu)；走紙機(jī)構(gòu)；沖壓模切機(jī)構(gòu)。其中動力傳動機(jī)構(gòu)又分為動力傳遞機(jī)構(gòu)和變速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。走紙機(jī)構(gòu)分為：紙板的輸送機(jī)構(gòu)，紙板的停歇機(jī)構(gòu)和紙板的固定機(jī)構(gòu)。沖壓模切機(jī)構(gòu)為急回機(jī)構(gòu)。備選機(jī)構(gòu)列表：機(jī)構(gòu)供選機(jī)構(gòu)類型紙板的輸送雙列鏈輪傳動皮帶輪傳動紙板的停歇機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)特殊齒輪組紙板的固定剛性彈簧夾普通夾子急回機(jī)構(gòu)直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動力傳遞機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器V形帶變速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)單級蝸桿傳動機(jī)構(gòu)錐--圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)由上述備選機(jī)構(gòu)可得32種備選機(jī)械運(yùn)動方案，從中選出3種典型可行方案如下：方案A：雙列鏈輪傳動----特殊齒輪組----剛性彈簧夾----平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)----V形帶----圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)方案B：雙列鏈輪傳動----凸輪機(jī)構(gòu)----剛性彈簧夾----直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)----聯(lián)軸器----錐--圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)方案C：皮帶輪傳動----凸輪機(jī)構(gòu)----普通夾子----直動桿凸輪機(jī)構(gòu)----聯(lián)軸器----單級蝸桿傳動機(jī)構(gòu)典型可行方案評定方案A：1、示意圖剛性彈簧夾剛性彈簧夾2、分析與評定(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量由于V形帶和齒輪的組合傳動，功率損失小，機(jī)械效率高，可靠性高；平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠承受很大的生產(chǎn)阻力，增力效果好，可以平穩(wěn)的完成模切任務(wù)；使用剛性彈簧夾自動的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊與松開動作，并運(yùn)用特殊齒輪組完成走紙的間歇運(yùn)動和準(zhǔn)確的定位，以實(shí)現(xiàn)與沖壓模切的協(xié)調(diào)配合。(2)機(jī)械的運(yùn)動分析在同一傳動機(jī)構(gòu)的帶動下，特殊齒輪和雙列鏈輪機(jī)構(gòu)共同完成走紙的準(zhǔn)確定位，運(yùn)動精度高，并且能和沖壓模切運(yùn)動很好的配合完成要求動作工藝。(3)機(jī)械動力分析平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有良好的力學(xué)性能，在飛輪的調(diào)節(jié)下，能大大的降低因短時(shí)間承受很大生產(chǎn)阻力而帶來的沖擊震動；整個(gè)機(jī)構(gòu)（特別是六桿機(jī)構(gòu)和特殊齒輪組）具有很好的耐磨性能，可以長時(shí)間安全、穩(wěn)定的工作。(4)機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尺寸設(shè)計(jì)簡單，機(jī)構(gòu)重量適中。(5)機(jī)械經(jīng)濟(jì)性平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工制造簡單，使用壽命長，維修容易，經(jīng)濟(jì)成本低，雖然特殊齒輪組設(shè)計(jì)加工難度較大，成本偏高，但與其他等效備選機(jī)構(gòu)相比，其能更好的實(shí)現(xiàn)工作要求，以帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。方案B：示意圖2、分析與評定(1)機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相較于方案A的V形帶，聯(lián)軸器的傳遞效率雖然高，但是減速效果差；采用直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)難承受很大的生產(chǎn)阻力，不能很好的完成沖壓模切功能；運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)帶動走紙機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動，由于長時(shí)間工作而磨損變形，會造成走紙機(jī)構(gòu)無法準(zhǔn)確定位。雖然能實(shí)現(xiàn)總體功能要求，但實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量較差。(2)機(jī)械運(yùn)動分析凸輪的長期間歇運(yùn)動導(dǎo)致微小誤差積累，從而引起走紙定位的準(zhǔn)確性下降，最終引起各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的配合運(yùn)動失調(diào)。(3)機(jī)械動力分析直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學(xué)要求；該方案中的凸輪機(jī)構(gòu)（包括機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)）耐磨性差。(4)機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但由于凸輪機(jī)構(gòu)的使用，造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸很重量都較大。(5)機(jī)械經(jīng)濟(jì)性由于凸輪機(jī)構(gòu)和錐圓柱齒輪的設(shè)計(jì)、加工制造較難，用料較大，維修不易，故而生產(chǎn)和維修經(jīng)濟(jì)成本均較高。方案C：1、示意圖普通夾子2、分析與評定普通夾子機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相對于方案B，皮帶傳送很難實(shí)現(xiàn)走紙的準(zhǔn)確定位；普通夾子不便于紙板的自動化夾緊和松開，需要相應(yīng)輔助手段較多；采用蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)境適應(yīng)好，但傳動效率低，不適宜于連續(xù)長期工作?？傮w上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量很差。機(jī)械運(yùn)動分析皮帶傳送易磨損、打滑，走紙運(yùn)動的精度低，又因很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位與沖壓模切的協(xié)調(diào)性差。機(jī)械動力分析直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長期在重載條件下工作，不能很好的滿足沖壓模切的力學(xué)要求；該方案中的凸輪機(jī)構(gòu)（包括機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)）和平帶耐磨性差。機(jī)械機(jī)構(gòu)合理性該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但由于凸輪機(jī)構(gòu)的使用，造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸很重量都較大。機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性由于普通夾子的使用，降低了生產(chǎn)成本，但由于其易磨損，維修成本大，又由于凸輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)的存在，經(jīng)濟(jì)成本還是很大。綜上所述，從機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動分析、機(jī)械動力分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性、機(jī)械經(jīng)濟(jì)性等各方面綜合考慮，方案A各方面性能均優(yōu)，故選擇其為最優(yōu)方案。電動機(jī)的選型類型和結(jié)構(gòu)形式：原始數(shù)據(jù)有每小時(shí)壓制紙板3000*。傳動機(jī)構(gòu)所用電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，N，下模移動的行程長度H＝50±0.5mm。下模與滑塊的質(zhì)量約120kg。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)械每小時(shí)沖壓3000次，所以機(jī)構(gòu)主動件的轉(zhuǎn)速no=3000/60=50r/min因?yàn)橹鲃蛹D(zhuǎn)速較低，所以可以選擇轉(zhuǎn)速較低的電動機(jī)，選擇三相異步籠型交流電動機(jī)，封閉式，380V，Y型；選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)所需的功率，其中生產(chǎn)阻力行程速比系數(shù)k為1.3s為有效模切行程、t’為周期，為0.96電動機(jī)類型表2-3常用原動機(jī)類型運(yùn)動形式類型連續(xù)轉(zhuǎn)動電動機(jī)柴油機(jī)油壓馬達(dá)氣壓馬達(dá)往復(fù)運(yùn)動直動電動機(jī)液壓機(jī)往復(fù)擺動擺動油缸擺動氣缸表2-3Y型；3、功率：QUOTE=5.897kw（QUOTE---功率、QUOTE---生產(chǎn)阻力、s---有效模切行程、t’---周期、k---行程速比系數(shù)）QUOTE（QUOTE分別為皮帶，軸承和齒輪的效率）故QUOTEkwQUOTE4、轉(zhuǎn)速：QUOTE(QUOTEQUOTE=8~40分別為皮帶和減速器的傳動比)則QUOTE5、電動機(jī)方案選型方案型號（kw）轉(zhuǎn)速r/min重量N參考價(jià)格（元）傳動比同步滿載總傳動比V帶減速器1Y160M1-111300029301170135058.62.820.932Y160M-411150014601230180029.22.511.683Y160L-61110009701470160019.429.7綜上所述4點(diǎn)，最終選型為：型號（kw）滿載時(shí)起動電流額定電流起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速r/min電流（380V）效率%功率因數(shù)Y160M1-111293020.887.20.887.02.02.2安裝尺寸：型號安裝尺寸(mm)外形尺寸(mm)ABCDEFGHKABACADHDLY160M1-125421010842110123716015330335265385605七、機(jī)械傳動設(shè)計(jì)7.1傳動比的分配各級傳動比1，傳動裝置總傳動比2，分配各級傳動比，初選，則齒輪減速器的傳動比為按展開式的布置，取，可算出=3.33，則=7.2計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)。1，各級轉(zhuǎn)速。Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸Ⅳ工作軸2，各軸功率Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸Ⅳ軸3，各軸轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸Ⅳ軸7.3V帶傳動設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)中第一級用普通V帶傳動，已知電動機(jī)功率P=4kw，轉(zhuǎn)速，傳動比，每天工作8小時(shí)，（以下查表，圖均來自《機(jī)械設(shè)計(jì)》高教地八版)1,確定計(jì)算功率，由表8-7查得工作情況系數(shù)，故2，選擇V帶的帶型，根據(jù)，由圖8-11選用A型。3，確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd，并驗(yàn)算帶速：①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1，由表8-6,8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1=90mm②驗(yàn)算帶速v=6.78③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑，d2根據(jù)表8-8d2=180mm4，確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度ld①根據(jù)式初選中心距②所需的基準(zhǔn)長度由表8-2選取帶基準(zhǔn)長度ld=1400mm③計(jì)算實(shí)際中心距中心距變化*圍為465—528mm5，驗(yàn)算小帶輪上的包角6，計(jì)算單根V帶的額定功率Pr，由d1=90mm，和n1=1440，i=2和A帶型，查表8-4b的，查表8-5得ka=0.985，查表8-2得kc=0.96②計(jì)算V帶的根數(shù)z取4根。7計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值，由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以=130N應(yīng)使帶實(shí)際初拉力8，計(jì)算壓軸力最小值=1294N7.4減速器的齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)此帶式減速器的高級齒輪傳動，已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=720r/min，齒數(shù)比4.32，電動機(jī)驅(qū)動工作壽命15年（設(shè)每年工作300天）兩班制，以下查表，圖均來自《機(jī)械設(shè)計(jì)》高教地八版)1，選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)。①選用斜齒輪圓柱齒輪傳動②模切機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）③材料選擇，由表10—1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。④選擇小齒輪z1=20，大齒輪齒數(shù)z2=204.32=86.4取87，⑤選取螺旋角，初選2，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①試選②由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)③由圖10-26查得，=0.74+0.87=1.61④計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，=607201（2830015）=3.11⑤計(jì)算小齒輪傳動轉(zhuǎn)矩=5.04⑥由表10-7選取齒寬系數(shù)⑦由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)⑧由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限⑨由圖10-19取得接觸疲勞壽命系數(shù)⑩計(jì)算接觸疲勞選用應(yīng)力取失效效率為，安全系數(shù)s=1，所以計(jì)算①試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬b及模數(shù)=2.2518mm=4.905④計(jì)算縱向重合度，=0.318⑤計(jì)算載荷系數(shù)k已知使用系數(shù)ka=1，根據(jù)v=1.7,7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)kv=1.04。由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置，，由表10-3查得，，由圖10-13查得，由表10-3查得，故載荷系數(shù)=⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑，由式⑦計(jì)算模數(shù)mn3，按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式<1>確定計(jì)算參數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)②根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，④查得齒形系數(shù)由表10-5查得，由表10-5查得應(yīng)力校正系數(shù)⑤由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限⑥由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù).⑦計(jì)算彎曲疲勞選用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,⑧計(jì)算大小齒輪的并且加以比較。<2>設(shè)計(jì)計(jì)算=1.52mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=2.0mm已可以滿足彎曲強(qiáng)度。但是為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度算的分度圓直徑d1=46.54mm來計(jì)算應(yīng)有齒數(shù)取z1=23，z2=994>幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算中心距將中心距圓整為126mm②按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢啵蕝?shù)等不必修正③計(jì)算大小齒輪分度圓直徑④計(jì)算齒輪寬度圓整后取B2=45mm,B1=50mm7.5軸的設(shè)計(jì)以低速軸為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。已知=3.58kw，=50r/min，=684，齒輪齒寬B=115mm,齒數(shù)=74，=。1、求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪的分度圓直徑為=259.5而F=F=FF=Ftan=311.20×0.246734=76.78N圓周力F，徑向力F及軸向力F的方向如圖4①示。2、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查取。因?yàn)檩S的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開鍵槽，所以要將最小軸徑增加5%，變?yōu)?4.625mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，取標(biāo)準(zhǔn)直徑45mm。4、初選軸承齒輪是斜齒輪，故軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用。選用角接觸球軸承為最佳。以上分析輸出端的直徑為45mm，從軸承產(chǎn)品目錄中選取滾動軸承的型號為7210C，它的尺寸（內(nèi)徑×外徑×寬度）為d×D×b=50×100×21。3、選擇聯(lián)軸器查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖表，取=1.3，則。根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、最小軸徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩、，查GB5014-85，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，其型號為：，公稱轉(zhuǎn)矩為930N.m,半聯(lián)軸器的孔徑為45，與軸配合的輪轂長度為84。1)擬定軸上零件的裝配方案要我們必須先確定軸上零件的拆裝順序和固定方式才能確定軸的結(jié)構(gòu)形狀。采取齒輪從軸的右端裝入，齒輪的右端用套筒固定，左端用軸肩定位。此時(shí)，齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接。采取過盈使軸承對稱固定安裝于齒輪的兩側(cè)，軸向用軸肩固定。初步選定軸結(jié)構(gòu)尺寸如下圖。圖3-1軸上零件裝配與軸的結(jié)構(gòu)示例(2)確定軸的各段直徑（從右到左）聯(lián)軸器型號已確定，聯(lián)軸器的右端用軸端擋圈定位，左端用軸肩進(jìn)行定位。故軸段6的直徑即為相配合的半聯(lián)軸器的直徑，取為45mm。軸段5的軸肩可對聯(lián)軸器進(jìn)行軸向定位，軸段5要比軸段6的直徑大5～10mm即可保證聯(lián)軸器的可靠性，所以可以取軸段5的直徑為52mm。由于軸段1和軸段4是放置滾動軸承的，所以軸段的直徑取決于滾動軸承內(nèi)圈直徑，為55mm?？紤]拆卸的方便，軸段3的直徑只要比軸段4的直徑大1～2mm就行了，這里取為58mm。軸段2處的軸環(huán)，右側(cè)可用來定位齒輪，左側(cè)可用來定位滾動軸承，軸環(huán)的直徑要滿足比軸段3的直徑(為59mm)大5～10mm的要求，查滾動軸承的手冊，可得該型號的滾動軸承內(nèi)圈安裝尺寸最小為65mm，故這段直徑最終取為66mm。(3)軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。對于齒輪，由手冊查得平鍵的截面尺寸寬×高=16×10(GB1095-79)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB1096-79),同時(shí)為了保證齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為14×9×63，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。（4）確定軸的各段長度軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，軸段6的長度比半聯(lián)軸器的轂孔長度(為85mm)要短2～3mm，故該段軸長取為82mm。同理，軸段3的長度要比齒輪的輪轂寬度(為116mm)短2～3mm，故該段軸長取為112mm。軸段1的長度即滾動軸承的寬度，查手冊為可取為21mm。軸環(huán)2寬度可取為18mm。軸承端蓋的總寬度為18mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=27mm，故取軸段5的長度為45mm。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為10mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取5mm。已知滾動軸承寬度為21mm，齒輪輪轂長為100mm,則軸段4的長度為：10＋5＋(115-113)+21=38mm(5)取軸端倒角為2×45°。6、按彎扭合成校核(1)畫受力簡圖圖①：軸空間受力圖②和圖③：軸上作用力分解為垂直面受力和水平受力。零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩，可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。軸上的支反力((圖②)水平面內(nèi)支反力=455.08N垂直面內(nèi)支反力((圖③)－=(－)=-79.52N=400.03圖④：垂直面的彎矩圖圖⑤：水平面上的彎矩圖支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，一般可按圖5取定，其中a值參見滾動軸承樣本，跨距較大時(shí)可近似認(rèn)為支反力位于軸承寬度的中點(diǎn)。故。圖⑥：合成彎矩垂直面的彎矩圖和水平面上的彎矩圖，按M＝計(jì)算合成圖⑦：轉(zhuǎn)矩圖圖⑧：當(dāng)量彎矩轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計(jì)算,取修正系數(shù)為0.6,則N.mm(2)校核軸的強(qiáng)度對危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核來判斷軸的強(qiáng)度是否滿足要求，而軸的危險(xiǎn)截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處或當(dāng)量彎矩最大處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知，a-a截面處彎矩最大,且截面尺寸也非最大，屬于危險(xiǎn)截面；a-a截面處當(dāng)量彎矩為=299100N.mmb-b截面處當(dāng)量彎矩不大但是軸徑較小，也屬于危險(xiǎn)截面。b-b截面處當(dāng)量彎矩為=257798N.mmc-c、d-d截面尺寸，僅受純轉(zhuǎn)矩作用，雖d-d截面尺寸最小，但由于軸最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，故強(qiáng)度肯定滿足，無需校核彎扭合成強(qiáng)度。強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響，查表計(jì)算，（b=0.16cm，t=0.1cm）=18.7MPa=15.94MPa查表得＝50MPa，所以安全。圖3-2軸的載荷分析圖7.6軸承的選擇和校核計(jì)算已知軸承的預(yù)計(jì)壽命為=40800h，轉(zhuǎn)速n=50r/min，=76.78N。如上以選用角接觸球軸承7210C，查滾動軸承樣本知7210C的基本額定動載荷C=30600N，基本額定靜載荷=20000N1、求兩軸承的徑向載荷NN2、求兩軸承的計(jì)算軸向力查《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知70000C型軸承，軸承派生力，其中判斷系數(shù)e=，可初取=0.4，所以=184.79N，=242.51N故=76.78+184.792=261.5N，=242.51N=0.013075，=0.0121254查表可得，所以可得=446.29N，=242.51N=176.47N，=230.38N=0.022315，=0.0121225兩次計(jì)算的相差不大，因此確定，，=446.92N，==242.51N。3、求軸承當(dāng)量動載荷因?yàn)?，查表或插值?jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承A，；軸承B，因工作情況平穩(wěn)，查取=1.2，則由=（*+Y）得=1.2×（0.45×461.98+1.474×446.29）=1038.86N=1.2×（1×606.67+0）=728.004N4、驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园摧S承A的受力大小驗(yàn)算。由=15910101h>=40800h故所選用軸承滿足壽命要求。（五）V形帶的設(shè)計(jì)由上圖得：皮帶的長度l=α·QUOTE+2a·sinα+（π-α）QUOTE其中cosα=QUOTEQUOTE故皮帶A：QUOTEQUOTEa=800mm則α=1.4005l=2517.785mm查普通V帶的基準(zhǔn)（GB/T11544--1997）得此皮帶型號為：A2500GB/T11544-1997皮帶B：QUOTEQUOTEa=295.68mm則α=1.518l=1111.315mm查表得此皮帶型號為：A1120GB/T11544-1997皮帶C：QUOTEQUOTEa=1016.07mm則α=1.5549l=2551.505mm查表得此皮帶型號為：A2500GB/T11544-1997（六）剛性彈簧夾及其配合凸輪的設(shè)計(jì)剛性彈簧夾及其配合凸輪的尺寸如上，按設(shè)計(jì)要求配合凸輪只需完成在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將夾子頂開和松弛兩個(gè)動作，故采用勻速運(yùn)動規(guī)律即可滿足運(yùn)動要求。雖然受剛性沖擊，但是作用力很小，運(yùn)動要求簡單，所以可以滿足設(shè)計(jì)要求。故可得，推桿的位移曲線圖如下：其中QUOTE（QUOTE為模塊上升時(shí)間，t為周期）凸輪角速度為QUOTE,轉(zhuǎn)速：QUOTE（七）平面六桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)βθAB=b-a,BC=e，CD=c，AD=d，CG=f，AC=a+bβθ由設(shè)計(jì)要求可得極位夾角θ=QUOTE H=50mm在?ABC和?BCD中，由余弦定理得：同理，在?BDF和?CDG中分別可得：cosQUOTEcosQUOTE則QUOTE在?ABC中，得QUOTEβ=90°--QUOTE故d=QUOTE另外桿a為曲柄的條件為：在a、b、c、d四桿中，a為最小，c為最大；a+c≤b+d根據(jù)以上分析，可取l=500mmc=400mmf=300mm帶入以上公式可得QUOTE=480考慮a為曲柄的條件，可得各桿長a=15mmb=36.2mmc=400mmd=387.9mmf=300mml=500mm機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖4321=5\*ROMANV=6\*ROMANVI=4\*ROMANIV=3\*ROMANIII=2\*ROMANII4321=5\*ROMANV=6\*ROMANVI=4\*ROMANIV=3\*ROMANIII=2\*ROMANII=1\*ROMANI傳動和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸計(jì)算（一）軸的參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速=1\*ROMANI．QUOTE=2\*ROMANII.QUOTE=3\*ROMANIII.QUOTEr/min（2）各軸輸入功率QUOTEQUOTEQUOTE輸出功率：QUOTEQUOTEQUOTE各軸輸入轉(zhuǎn)矩：QUOTEQUOTEQUOTE輸出轉(zhuǎn)矩：QUOTEQUOTEQUOTE由上述各項(xiàng)得：軸名功率P（kw）轉(zhuǎn)矩T（QUOTE）轉(zhuǎn)速nr/min傳動比i效率η輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸6.93822.6129302.80.96=1\*ROMANI軸6.666.5360.7959.57104