機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-高速平動(dòng)沖壓裝置的設(shè)計(jì)方法及裝置設(shè)計(jì)【全套圖紙】

編編 號(hào)號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目題目： 高速平動(dòng)沖壓裝置的設(shè)計(jì)方法及高速平動(dòng)沖壓裝置的設(shè)計(jì)方法及 裝置設(shè)計(jì)裝置設(shè)計(jì) 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923051 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱： ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書(shū)書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）高速平動(dòng)沖壓裝置的 設(shè)計(jì)及裝置設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果， 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容 外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成 果作品。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 班 級(jí)： 機(jī)械 92 學(xué) 號(hào)： 0923051 作者姓名： 2015 年 5 月 25 日 摘摘 要要 創(chuàng)新教育是加速培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的重要手段和方法，是素質(zhì)教育的一個(gè)重要組成部 分，是把創(chuàng)新學(xué)、發(fā)明學(xué)、基礎(chǔ)知識(shí)等相關(guān)學(xué)科的一般原理有機(jī)綜合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的 創(chuàng)新思維和提高創(chuàng)新能力的一個(gè)重要過(guò)程。高速?zèng)_壓技術(shù)是集設(shè)備、模具、材料和工藝 等多種技術(shù)于一體的高新技術(shù)。相對(duì)于普通沖壓而言，高速?zèng)_壓的速度每分鐘在幾百次 到上千次，因此其生產(chǎn)效率要高出普通沖壓上十倍甚至幾十倍，被譽(yù)為是一種質(zhì)量好、 效率高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低的先進(jìn)制造技術(shù)，在電子、電器、汽車(chē)家電等工業(yè) 領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如電子接插件、電器接插件、各類(lèi)連接器、IC 框架、汽車(chē)連接 件、空調(diào)器散熱片、醫(yī)療器件等一些中小型及微細(xì)金屬零件及超微細(xì)金屬零件均可實(shí)現(xiàn) 高速?zèng)_壓。高速?zèng)_壓技術(shù)是集設(shè)備、模具、材料和工藝等多種技術(shù)于一體的高新技術(shù)。 主要表現(xiàn)為：實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_壓的設(shè)備不但本身具有高的加工精度和全自動(dòng)化數(shù)字化功能， 其配套的周邊設(shè)備、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用等均需考慮由于高速條件下溫度、振動(dòng) 等效應(yīng)帶來(lái)的影響；工藝設(shè)計(jì)時(shí)的排樣和出料、定位和導(dǎo)料等都必須考慮速度因素。這 些也是高速?zèng)_壓需要達(dá)到高生產(chǎn)率、獲得高精度零件，并保證模具和設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)、 制品的材料利用率高的關(guān)鍵技術(shù)。高速?zèng)_壓技術(shù)是近 20 年發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)成形加工技術(shù)， 20 世紀(jì) 80 年代末開(kāi)始在我國(guó)的一些外資企業(yè)應(yīng)用，當(dāng)初其設(shè)備和模具均是依靠進(jìn)口。最 近 10 年來(lái)我國(guó)在高速?zèng)_壓技術(shù)方面從引進(jìn)、消化吸收到自主開(kāi)發(fā)都有了較快的發(fā)展，有 了自主開(kāi)發(fā)的高速壓力機(jī)、高速?zèng)_壓用模具材料、可自行設(shè)計(jì)和加工高速?zèng)_壓用多工位 級(jí)進(jìn)模具等。但是其水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距。如何縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距， 加快我國(guó)高速?zèng)_壓技術(shù)的推廣。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；功能元；高速?zèng)_壓 Abstract Innovative education is important to accelerate training creative talent means and methods, quality education is an important component of the innovation and science, inventions science, basic knowledge of related disciplines such as general principles of organic synthesis up to train students in creative thinking and improve the innovation ability of an important process. Using functional element for the Creative Design.Technology is a high-speed stamping equipment, tooling, materials and technology and other technologies in one high-tech. Compared with the general press, the rate of high-speed stamping hundreds of times per minute to thousands of times, so its efficiency is higher than normal times or even dozens of times on the press, hailed as a good quality, high efficiency suitable for mass production, low cost, advanced manufacturing technology, electronics, appliances, automobiles and home appliances industry is widely applied, such as electronic connectors, electrical connectors, various connectors, IC frame, car connection parts, air conditioner heat sink, medical devices and some small, medium and micro metal parts and metal parts can be ultra-fine high-speed stamping. Technology is a high- speed stamping equipment, tooling, materials and technology and other technologies in one high- tech. Mainly as follows: high-speed stamping equipment for not only its high precision and fully automated processing of digital features, its supporting peripheral equipment, die structure design, material selection, and must be subject to conditions as high temperature, vibration and other effects caused impact; process design the layout and the materials, positioning and guidance material and so the speed factor to be considered. These are also high-speed pressing need to achieve high productivity, access to high-precision parts and tooling and equipment to ensure long life products, high utilization ratio of key technologies. High-speed stamping technology in the last 20 years developed advanced forming technology since the late 80s of the 20th century a number of foreign applications in China, had their equipment and molds are imported. The last 10 years in China in the high-speed press technology from the introduction, digestion and absorption to have developed a rapid development, with self-developed high-speed presses, high-speed press with a mold material can be designed and processed with multiple high-speed stamping the Progressive molds. But the level of developed countries there is a large gap. How to narrow the gap with the developed countries to speed up our high-speed press technology promotion and application of engineering and technical personnel is stamping industry incumbent. Keywords: innovation; functional element; high-speed stamping 目目 錄錄 摘 要.III AbstractIV 目錄.V 1 緒論 .1 1.1 課題背景 1 1.2 課題的研究意義.1 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和關(guān)鍵問(wèn)題.2 1.4 功能分析法 2 1.5 用功能分析法確定設(shè)計(jì)方案5 2 總體設(shè)計(jì) 7 2.1 方案設(shè)計(jì).7 2.2 功率計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇.8 3 技術(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì) 8 3.1 傳動(dòng)齒輪的計(jì)算.11 3.3 軸的計(jì)算與設(shè)計(jì).15 3.4 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.17 3.5 凸輪的計(jì)算與設(shè)計(jì).19 3.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 20 3.7 潤(rùn)滑與密封 20 4 齒輪加工工藝 .21 4.1 直齒圓柱齒輪的主要技術(shù)要求.21 4.2 直齒圓柱機(jī)械加工的主要工藝問(wèn)題 22 4.3 實(shí)施裝置中的齒輪25 5 三維圖的繪制 .25 5.1 三維圖繪制方案的確定.25 5.2 三維圖的圖樣.26 6 設(shè)計(jì)的不足以及展望.30 致謝 .32 參考文獻(xiàn).33 1 1 緒論緒論 1.1 課題背景課題背景 創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用人類(lèi)已有的相關(guān)科技成果進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,設(shè) 計(jì)出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實(shí)用性的一種實(shí)踐活動(dòng)。在創(chuàng)新過(guò)程中，利用功能 元方法有著重要的實(shí)際創(chuàng)新意義。 為了實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)，突出創(chuàng)新教育加速培養(yǎng)創(chuàng)造性人才是關(guān)鍵。在整個(gè)教學(xué)實(shí)踐中， 把創(chuàng)新學(xué)、發(fā)明學(xué)、基礎(chǔ)知識(shí)等相關(guān)學(xué)科的一般原理有機(jī)綜合起來(lái)，利用功能元?jiǎng)?chuàng)新方 法完成一個(gè)工程實(shí)例是一個(gè)重要過(guò)程. 高速?zèng)_壓技術(shù)是集設(shè)備、模具、材料和工藝等多種技術(shù)于一體的高新技術(shù).相對(duì)于普 通沖壓而言，高速?zèng)_壓的速度每分鐘在幾百次到上千次，因此其生產(chǎn)效率要高出普通沖 壓上十倍甚至幾十倍，被譽(yù)為是一種質(zhì)量好、效率高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低的先 進(jìn)制造技術(shù)，在電子、電器、汽車(chē)家電等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如電子接插件、 電器接插件、各類(lèi)連接器、IC 框架、汽車(chē)連接件、空調(diào)器散熱片、醫(yī)療器件等一些中小 型及微細(xì)金屬零件及超微細(xì)金屬零件均可實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_壓.高速?zèng)_壓技術(shù)是集設(shè)備、模具、 材料和工藝等多種技術(shù)于一體的高新技術(shù). 現(xiàn)有的高速薄板沖壓裝置，有氣動(dòng)沖壓裝置和氣液壓沖壓裝置等。這些裝置在工作 過(guò)程中均是在固定的位置，上模作等速運(yùn)動(dòng)或同時(shí)作橫向往返運(yùn)動(dòng)，下模是靜止的。其 缺陷是隨著工作頻率提高，振動(dòng)、噪音等不利因素將增大而影響工作質(zhì)量和工作環(huán)境。 1.2 課題的研究意義課題的研究意義 實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_壓的設(shè)備不但本身具有高的加工精度和全自動(dòng)化數(shù)字化功能，其配套的 周邊設(shè)備、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用等均需考慮由于高速條件下溫度、振動(dòng)等效應(yīng)帶 來(lái)的影響；工藝設(shè)計(jì)時(shí)的排樣和出料、定位和導(dǎo)料等都必須考慮速度因素.這些也是高速 沖壓需要達(dá)到高生產(chǎn)率、獲得高精度零件，并保證模具和設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)、制品的材 料利用率高的關(guān)鍵技術(shù).高速?zèng)_壓技術(shù)是近 20 年發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)成形加工技術(shù)，20 世紀(jì) 80 年代末開(kāi)始在我國(guó)的一些外資企業(yè)應(yīng)用，當(dāng)初其設(shè)備和模具均是依靠進(jìn)口.最近 10 年 來(lái)我國(guó)在高速?zèng)_壓技術(shù)方面從引進(jìn)、消化吸收到自主開(kāi)發(fā)都有了較快的發(fā)展，有了自主 開(kāi)發(fā)的高速壓力機(jī)、高速?zèng)_壓用模具材料、可自行設(shè)計(jì)和加工高速?zèng)_壓用多工位級(jí)進(jìn)模 具等。但是其水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距。如何縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，加快 我國(guó)高速?zèng)_壓技術(shù)的推廣應(yīng)用，是沖壓行業(yè)工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。 沖壓是汽車(chē)制造的四大工藝之一，車(chē)身的制造精度在很大程度上取決於沖壓及其總 成的精度。沖壓技術(shù)源於大批量生產(chǎn)的發(fā)展和需要，尤其是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在依然 如此。 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和關(guān)鍵問(wèn)題本文研究的主要內(nèi)容和關(guān)鍵問(wèn)題 同步高速?zèng)_壓.板厚 1mm，孔長(zhǎng) 4.5mm,孔寬 1.5mm,孔距 2mm,板以 50M/m 直線勻速。 要求工作平穩(wěn)，噪音小。沖壓時(shí)工件與沖壓機(jī)構(gòu)同步橫向運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_壓的設(shè)備不 2 2 但本身具有高的加工精度和全自動(dòng)化數(shù)字化功能，其配套的周邊設(shè)備、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 材料 3 選用等均需考慮由于高速條件下溫度、振動(dòng)等效應(yīng)帶來(lái)的影響；工藝設(shè)計(jì)時(shí)的排樣 和出料、定位和導(dǎo)料等都必須考慮速度因素。這些也是高速?zèng)_壓需要達(dá)到高生產(chǎn)率、獲 得高精度零件，并保證模具和設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)、制品的材料利用率高的關(guān)鍵技術(shù)。本 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是怎樣利用功能元分析法進(jìn)行創(chuàng)新方案的確定，以及對(duì)設(shè)計(jì)方案的分析， 最后就是圖紙的繪制。 1.4 功能分析法功能分析法 為了更好地開(kāi)發(fā)和發(fā)展產(chǎn)品， 明確產(chǎn)品的功能是非常重要的?；趶漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)的觀 點(diǎn)對(duì)功能的理解，提出一種比較仝面、系統(tǒng)、便于使用的功能分析法。它可用于產(chǎn)品的 功能分析和功能結(jié)構(gòu)的建立，并為尋求產(chǎn)品的合理實(shí)體解答打下良好基礎(chǔ)， 為改進(jìn)現(xiàn)有 產(chǎn)品及發(fā)展新產(chǎn)品找出方向.它還可作為某些新的設(shè)計(jì)技術(shù)與方法的基礎(chǔ)。 任何產(chǎn)品都是為了滿足人類(lèi)的某種需要而存在的，亦即要求它在一定的環(huán)境條件下 完成所需要的某種動(dòng)作或發(fā)揮所要求的作用，這就構(gòu)成了對(duì)產(chǎn)品的功能要求。整個(gè)產(chǎn)品 的構(gòu)成就是為了完成這種功能要求。為了設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，不少學(xué)者在其所提出的 設(shè)計(jì)進(jìn)程中都提到了設(shè)汁對(duì)象的功能問(wèn)題，并將功能結(jié)構(gòu)的建立作為發(fā)展產(chǎn)品方案的葦 要階段。功能結(jié)構(gòu)的建立，不僅對(duì)新產(chǎn)品的實(shí)體結(jié)構(gòu)設(shè)汁具有指導(dǎo)意義，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn) 品的功能結(jié)構(gòu)分析，可以明確或找出其改進(jìn)及發(fā)展方向.曾在設(shè)計(jì)進(jìn)程建議中專(zhuān)門(mén)提出了 建直功能結(jié)構(gòu)圈的要求，以期取得設(shè)汁人員的重視.但目前大家對(duì)功能的理解還很不統(tǒng)一， 功能的分析及功能結(jié)構(gòu)罔的建立還缺少簡(jiǎn)明可行的方法。本文試罔存分析冉天功能的概 念的基礎(chǔ)上提出分析廣 品功能和建立其功能結(jié)構(gòu)的一般方法。 目前，功能的概念已廣泛應(yīng)用在許多領(lǐng)域中。例如在價(jià)值分析中，有人提出功能是 產(chǎn)品所具有的能夠滿足用戶需要的特性?；蛘哒f(shuō)是產(chǎn)品所具有的效能、用途、使用價(jià)值。 在設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)，許多學(xué)者也對(duì)功能有一定的描述， 如.功能是某系統(tǒng)的輸人與輸出間的 一般關(guān)系，其目的在于執(zhí)行或掌握某種任務(wù)。功能是由某量 (如輸人量)的元素到某量 (如輸出量)的元素問(wèn)的明確的編排 說(shuō)法很多，理解不一。盡管如此，從各種說(shuō)法中可以 看出： 功能是系統(tǒng)所具有的葦要特征之一，是對(duì)系統(tǒng)一個(gè)側(cè)面的抽象捕述： 功能 是從使用角度提出的系統(tǒng)所應(yīng)完成的任務(wù)；功能常表達(dá)為輸人和輸出之間的艾系。 由 于系統(tǒng) 是在一定的環(huán)境條件下為完成某既定要求而工作的，它所應(yīng)具有的功能顯然離不 開(kāi)環(huán)境條件的影響。因而為了更全面地理解功能，為了更有利于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)，可 以認(rèn)為： 功能是在一定環(huán)境條件下系統(tǒng)所必須解決的問(wèn)題?；?yàn)榻鉀Q某問(wèn)題系統(tǒng)所應(yīng)完 成的動(dòng)作或發(fā)揮的作用。 1.5 用功能分析法確定設(shè)計(jì)方案用功能分析法確定設(shè)計(jì)方案 功能分析法指緊緊圍繞產(chǎn)品功能進(jìn)行分析、分解、求解、組合、優(yōu)選的方案設(shè)計(jì)方法。 功能的抽象描述應(yīng)該能夠放映出產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)在特定約束條件下輸入與輸出量之間 的因果關(guān)系。由總功能分解為分功能再分解至功能至功能元，最后做出功能樹(shù)狀結(jié)構(gòu)圖 的構(gòu)成，即為功能分析。 4 為了找到正確合適的設(shè)計(jì)方案，我利用功能元分析法，將總功能分解為功能遠(yuǎn)的目的 是為了便于找到實(shí)現(xiàn)功能元的功能載體。設(shè)計(jì)功能載體是完成原理方案的重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。 而功能載體是具有完成某一功能屬性的物體。 當(dāng)功能元的解法求出后，將各功能元的解合理地組合起來(lái)成為一個(gè)整體，便形成實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)總功能的原理解。系統(tǒng)原理解可以用功能元-解法形態(tài)學(xué)矩陣求出。以系統(tǒng)的 功能元為行，各功能元的相應(yīng)解法為列，構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣。將各功能元的不同解法進(jìn)行 組合可以形成多個(gè)系統(tǒng)原理解，即得到多個(gè)原理設(shè)計(jì)方法。 在組合過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意：組合在一起的各功能元的解應(yīng)具有相容性，即各功能元的解 在幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量流、物理流和信息流上分析是相互協(xié)調(diào)的，不相互干擾，不相 互矛盾，否則形成的方案應(yīng)予以剔除；其次，組合的方案從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益上衡量具有 先進(jìn)性、合理性和經(jīng)濟(jì)型。 功能原理方案設(shè)計(jì)步驟： 圖 1.1 功能原理方案設(shè)計(jì)圖 常用的五種物理功能元： 5 圖 1.2 物理功能元圖 1）包括各種類(lèi)型能量之間的轉(zhuǎn)變、運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)變、材料性質(zhì)的轉(zhuǎn)變、物態(tài)的轉(zhuǎn)變及 信號(hào)種類(lèi)的轉(zhuǎn)換等。 2）指各種物理量(如位移、速度、力)的放大或縮小等。 3）包括能量流、物料流、信息流的結(jié)合或分離（如運(yùn)動(dòng)的合成或分解）。 4) 反映能量流、物料流、信息流的位置變化。如離合器、開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等。 5) 體現(xiàn)三大流在一定時(shí)間范圍內(nèi)保存的功能，如彈簧、電池、錄音帶、光盤(pán)等的儲(chǔ)存. 功能元（分功能）的求解: 一個(gè)功能元（分功能）都要找出相應(yīng)的技術(shù)、物理效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)一個(gè)功能元 （分功能）可以相應(yīng)地提出幾個(gè)技術(shù)、物理效應(yīng)。 功能元的求解方法主要有： 參考有關(guān)資料、專(zhuān)刊或產(chǎn)品求解法； 利用各種創(chuàng)造性方法以開(kāi)闊思想去探討求解法； 利用設(shè)計(jì)目錄求解法。 設(shè)計(jì)目錄是把能實(shí)現(xiàn)某種功能元的各種原理和結(jié)構(gòu)綜合在一起的一種表格或分類(lèi)資 料。 部分功能元解法目錄： 表 1-1 功能元解法表 連連 桿桿 6 機(jī)械一次增力功能元解法目錄: 表 1-2 機(jī)械一次增力功能元解法表 四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換解法目錄: 表 1-3 四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換解法表 21 1 2 1 2 ll F l l F 1 2 1 2 F l l F 1tan tan 12 FF tan 1 2 F F 2 sin2 1 2 F F 當(dāng)量摩擦角 螺紋升角 螺紋中徑 2 2 )tan( 2 d d T F 2 1 2 F F 7 2 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì) 2.1 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 在功能元目錄表 3-9（參考呂仲文主編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)），查 出以上三個(gè)功能元的解法，將功能元及其解法（功能載體）組成分功能形態(tài)矩陣如下： 表 2-1 傳動(dòng)方案形態(tài)學(xué)矩陣 功能載體（形態(tài)） 傳動(dòng)方案形 態(tài)學(xué)矩陣功 能因素 1 2 3 4 5 6 A 上下運(yùn)動(dòng) 曲柄滑塊機(jī) 構(gòu) 汽缸液壓缸 凸輪機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu) B 左右運(yùn)動(dòng) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 汽缸 液壓缸 凸輪機(jī)構(gòu) 鏈傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu) C 同步?jīng)_壓 齒輪系 組合凸輪機(jī)構(gòu) 取三種功能的各一種解法組合可得 N=6 6 2=72 共 72 種方案。根據(jù)本身的使用情況 還有設(shè)計(jì)的方便實(shí)用，并且排除那些帶有沖擊與急回特性的方案，故從 72 種方案中選用 共軛直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)，即 A4+B4+C1,因?yàn)橐經(jīng)_壓所以選擇齒輪機(jī)構(gòu)， 用 4 個(gè)齒輪成正方形互相嚙合來(lái)達(dá)到同步以及傳動(dòng)的作用。 圖 2.1 方案運(yùn)動(dòng)原理圖 方案運(yùn)動(dòng)原理： 如圖 1 所示：包括第一齒輪 1、上模 2、第一凸輪 3、第二凸輪 4、第三凸輪 5、第四 凸輪 6、第二齒輪 7、下模 8、第三齒輪 9、第五凸輪 10、第六凸輪 11、第七凸輪 12、第 八凸輪 13、第四齒輪 14、凸模 15 及凹模 16 等。 本發(fā)明是一種平動(dòng)式同步高速薄板沖壓裝置，包括上模 2 及下模 8，上模 2 的本體及 8 下模 8 的本體是相同的矩形框架。上模 2 的矩形框架的底部設(shè)置有凸模 15，下模 8 的矩 形框架的頂部設(shè)置有凹模 16。 上模 2 及下模 8 的傳動(dòng)系統(tǒng)由四個(gè)相同的齒輪和八個(gè)相同的凸輪構(gòu)成。四個(gè)相同的 齒輪分別是第一齒輪 1、第二齒輪 7、第三齒輪 9 及第四齒輪 14，四個(gè)齒輪中至少有一個(gè) 是主動(dòng)齒輪。八個(gè)相同的凸輪分別是第一凸輪 3、第二凸輪 4、第三凸輪 5、第四凸輪 6、第五凸輪 10、第六凸輪 11、第七凸輪 12 及第八凸輪 13。 四個(gè)齒輪排成二行二列矩形陣列，兩兩嚙合，每個(gè)齒輪的傳動(dòng)軸上裝配有兩個(gè)凸輪， 該兩個(gè)凸輪的長(zhǎng)軸方向正交布置。 上模 2 的矩形框架套裝在處在上面一行的四個(gè)凸輪外，即套裝在第一凸輪 3、第二凸 輪 4、第三凸輪 5 及第四凸輪 6 外。 下模 8 的矩形框架套裝在處在下面一行的四個(gè)凸輪外，即套裝在第五凸輪 10、第六 凸輪 11、第七凸輪 12 及第八凸輪 13 外。 所有八個(gè)凸輪均是等寬凸輪。 如圖 1 所示，驅(qū)動(dòng)第一齒輪 1 順時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪 7 逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用等寬 凸輪第二凸輪 4、第三凸輪 5 的輪廓曲線控制上模 2 的內(nèi)側(cè)上下面上下運(yùn)動(dòng)，并在沖壓工 件時(shí)作等速運(yùn)動(dòng)，用第一凸輪 3、第四凸輪 6 的輪廓曲線控制上模 2 內(nèi)側(cè)的左右面橫向運(yùn) 動(dòng)，與工件的輸送速度一致。同理，第四齒輪 14 逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，第三齒輪 9 順時(shí)方向轉(zhuǎn) 動(dòng)，利用等寬凸輪第六凸輪 11、第八凸輪 13 的輪廓曲線控制下模 8 的內(nèi)側(cè)上下面上下運(yùn) 動(dòng)，并在沖壓工件時(shí)作等速運(yùn)動(dòng)（與上模 2 相對(duì)應(yīng)） ，用第五凸輪 10、第七凸輪 12 的輪 廓曲線控制下模 8 的內(nèi)側(cè)左右面橫向運(yùn)動(dòng)，與工件的輸送速度一致（與上模 2 相對(duì)應(yīng)） 。 在本發(fā)明的工作過(guò)程中，第二凸輪 4、第三凸輪 5、第六凸輪 11 及第八凸輪 13 控制 上模 2 與下模 8 作沖壓運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)等速，第一凸輪 3、第四凸輪 6、第五凸輪 10 及第七 凸輪 12 控制上模 2 與下模 8 作相同的橫向運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)同步工件的輸送速度（在沖壓工件 時(shí)間段） 。上模 2 在第二凸輪 4、第三凸輪 5、第一凸輪 3、第四凸輪 6 的控制下只能在平 面中作平動(dòng)，同理下模 8 也只能在平面中作平動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了平動(dòng)同步高速?zèng)_壓。 2.2 功率計(jì)算及功率計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y 系列三相異步電 動(dòng)機(jī)。 2、確定電動(dòng)機(jī)的功率： (1)確定沖壓力大小 根據(jù)沖壓力公式 P = kltT 其中 k 表示系數(shù)，通常取值為 1.3； l 表示沖壓形狀的周長(zhǎng)； t 表示沖壓的厚度； T 表示材料的抗剪強(qiáng)度. l=2 b+4(a-b) 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)可知 a=2.25 b=0.75； 所以 l=23.140.75+4（2.25-0.75）=10.7。 因?yàn)闆_孔的材料為 45 號(hào)鋼 所以經(jīng)過(guò)查找得到 9 b=600MPa s=355MPa 所以抗剪強(qiáng)度為 178MPa=178N/mm2 最后得到 P=1.310.711178=2478.294N2478.3N (2)電機(jī)所需的工作功率： 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，我們假設(shè)在沖壓的瞬間，轉(zhuǎn)過(guò)角度為 30，向下的距離為 2mm； 通過(guò)計(jì)算得到 r=15mm V=0.48m/s 前面得到?jīng)_壓力 P=2478.3N 所以功率 W=PV=2478.30.48=1189.584N m/s =(齒輪)8 次方=0.85總 =1399Nm/s1400Nm/s總 總 85. 0 584.1189 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 軸的工作轉(zhuǎn)速： Nw=601000V/D=1282r/min 因?yàn)橐ド晕⒋簏c(diǎn)的轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，所以取轉(zhuǎn)速為 1400r/min。 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比,故選擇電動(dòng)機(jī) 型號(hào) Y90L-4。 4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100l2-4. 其主要性能：額定功率：1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。 10 3 技術(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)齒輪的計(jì)算傳動(dòng)齒輪的計(jì)算與與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 根據(jù)之前計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)得到： 轉(zhuǎn)速為 1400r/min 額定轉(zhuǎn)矩為 2.2 ；wPk5 . 1 電 因?yàn)辇X輪的傳遞效率是 0.99，所以 wP194.142698 . 0 99. 01500 2 齒 傳動(dòng)比 ; 1 2 092 . 1 1282 1400 z z n n i 齒 底下的計(jì)算參考機(jī)械設(shè)計(jì) 211 頁(yè) 213 頁(yè) P1 = 1500 w ，小齒輪轉(zhuǎn)速 n1 = 1400 r/min ,齒數(shù)比為 1.092。 選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒輪。 1） 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 2） 機(jī)構(gòu)為一般機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（GB 1009-88） 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，二者硬度差為 40HBS。 4） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)24 1 z27208.2624092 . 1 2 z 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行計(jì)算 即 dlt2.32 duZukTE 2 11 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1）試選載荷系數(shù) Kt=1.3 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmN n P T 4 1 1 5 1 100232 . 1 1400 5 . 1 9550000 10 5 . 95 3)由表 10-7 選取齒寬系數(shù) d=1 4）由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8EZ 2 1 MPa 5）由圖 10-6d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim1=600MPa； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim2=550MPa 6)由式 10-13 機(jī)選應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 10408. 61530082114006060jLhnN 9 2 1054 . 5 N 7)由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.90;KHN2=0.95 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) s=1 由式（10-12）得 11 MPa s KNH H 540 lim 1 1 MPa s KNH H 5 .522 lim 2 2 2）計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑,帶入H中較小的值 t d1 2.32 =34.7536mm t d1 duZukTE 2 11 2）計(jì)算圓周速度v smsm nd v lt /546. 2/ 100060 14007536.34 10060 1 3）計(jì)算齒寬 b b=134.7536mm=34.7536mm d lt d 4）計(jì)算齒寬和齒高之比 模數(shù) mt=1.448mm 齒高 h=2.25 mt =2.251.448mm=3.258mm b/h=34.7536/3.258=10.66710.67 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=2.546m/s,7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.1 直齒輪 KH=KF=1 由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1; 有表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， KH=1.423. 由 b/h=10.67 KH=1.423 查圖 10-13 得 KF=1.35 故載荷系數(shù) 5653 . 1 423 . 1 11 . 11 . 1 HHVA KKKKK 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 mm k k dd t t 97.36)( 3 1 11 7）計(jì)算模數(shù) mm n d m54 . 1 1 1 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m 3 1 1 2 12 F aaYSYF dZ KT 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 12 2）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) MPaFE5001 度極限；MPa FE 380 2 3）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ；85. 0 1FN K88. 0 2 FN K 4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.4，由式（10-12）得 MPa S K FEFN F 57.303 11 1 MPa S K FEFN F 86.238 22 2 5）計(jì)算載荷系數(shù) K. 485 . 1 35 . 1 11 . 11 HHVA KKKKK 6)查取齒型系數(shù) 由表 10-15 查得 58 . 1 1 sa Y764 . 1 2 sa Y 7)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/F并加以比較， 01379 . 0 1 11 F SaFaY Y 01644 . 0 2 22 F SaFaY Y 大齒輪的數(shù)值大 4） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm YY d KT m F SaFa z 2) 2 ( 3 1 2 1 1 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 mmm5 . 2 mmd97.36 1 算出小齒輪齒數(shù) 15 1 1 m d z 大齒輪齒數(shù) 1715092. 1 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度， 并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 5）幾何尺寸計(jì)算 1， 計(jì)算分度圓直徑 mmmzd5 .37155 . 2 11 mmmzd 5 . 42175 . 2 22 2， 計(jì)算中心距 13 mm dd a40 2 )( 21 3， 計(jì)算齒輪寬數(shù) mmdb td 5 . 37 1 取 mmB38 2 mmB40 1 最后經(jīng)驗(yàn)算檢查，合適。 3.2 軸的計(jì)算與設(shè)計(jì)軸的計(jì)算與設(shè)計(jì) 3.2.1 從動(dòng)軸設(shè)計(jì)從動(dòng)軸設(shè)計(jì) 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理.查2表 13-1可知： MPa b 650MPa s 360 查2表 13-6 可知：b+1bb=215Mpa 0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC 查表 13-5 可得，45 鋼取 C=118 則 d118(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取 d=35mm 以下凡是出現(xiàn)見(jiàn)表或見(jiàn)圖均是參考濮良貴主編的第八版機(jī)械設(shè)計(jì)教材。 3、齒輪上作用力的計(jì)算 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55106P/n=9.551062.53/121.67=198582 N 齒輪作用力： 圓周力：Ft=2T/d=2198582/195N=2036N 徑向力：Fr=Fttan200=2036tan200=741N 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比 例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。 （1）聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，查表 9.4 可得聯(lián)軸器的型號(hào)為 HL3 聯(lián)軸器：3582 GB5014-85 （2）確定軸上零件的位置與固定方式 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊.軸外伸端 安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定， 兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向 定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過(guò)盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。 （3）確定各段軸的直徑 14 將估算軸 d=35mm 作為外伸端直徑 d1 與聯(lián)軸器相配，考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位， 取第二段直徑為 d2=40mm 齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處 d3 應(yīng)大于 d2，取 d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑 d4 應(yīng)大于 d3，取 d4=50mm.齒輪 左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑 d5 滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸 承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定。右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取 d6=45mm。 (4) 選擇軸承型號(hào) 由1P270 初選深溝球軸承,代號(hào)為 6209,查手冊(cè)可得:軸承寬度 B=19,安裝尺寸 D=52,故軸環(huán)直徑 d5=52mm。 (5）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 段：d1=35mm 長(zhǎng)度取 L1=50mm II 段:d2=40mm 初選用 6209 深溝球軸承，其內(nèi)徑為 45mm, 寬度為 19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離.取套筒長(zhǎng)為 20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離 而定，為此，取該段長(zhǎng)為 55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小 2mm,故 II 段長(zhǎng)： L2=（2+20+19+55）=96mm III 段直徑 d3=45mm L3=L1-L=50-2=48 段直徑 d4=50mm 長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即 L4=20mm 段直徑 d5=52mm. 長(zhǎng)度 L5=19mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L=96mm （6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 求分度圓直徑：已知 d1=195mm 求轉(zhuǎn)矩：已知 T2=198.58Nm 貴主編的第八版機(jī)械設(shè)計(jì)教材。 5、齒輪上作用力的計(jì)算 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55106P/n=9.551062.53/121.67=198582 N 齒輪作用力： 圓周力：Ft=2T/d=2198582/195N=2036N 徑向力：Fr=Fttan200=2036tan200=741N 6、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比 例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。 （1）聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，查表 9.4 可得聯(lián)軸器的型號(hào)為 HL3 聯(lián)軸器：3582 GB5014-85 15 （2）確定軸上零件的位置與固定方式 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊.軸外伸端 安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定， 兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向 定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過(guò)盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。 （3）確定各段軸的直徑 將估算軸 d=35mm 作為外伸端直徑 d1 與聯(lián)軸器相配，考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位， 取第二段直徑為 d2=40mm 齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處 d3 應(yīng)大于 d2，取 d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑 d4 應(yīng)大于 d3，取 d4=50mm.齒輪 左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑 d5 滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸 承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取 d6=45mm。 (4) 選擇軸承型號(hào) 由1P270 初選深溝球軸承,代號(hào)為 6209,查手冊(cè)可得:軸承寬度 B=19,安裝尺寸 D=52,故軸環(huán)直徑 d5=52mm。 (5）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 段：d1=35mm 長(zhǎng)度取 L1=50mm II 段:d2=40mm 初選用 6209 深溝球軸承，其內(nèi)徑為 45mm, 寬度為 19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離.取套筒長(zhǎng)為 20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離 而定，為此，取該段長(zhǎng)為 55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小 2mm,故 II 段長(zhǎng)： L2=（2+20+19+55）=96mm III 段直徑 d3=45mm L3=L1-L=50-2=48mm 段直徑 d4=50mm 長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即 L4=20mm 段直徑 d5=52mm 長(zhǎng)度 L5=19mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L=96mm (6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 求分度圓直徑：已知 d1=195mm 求轉(zhuǎn)矩：已知 T2=198.58Nm 求圓周力：Ft 根據(jù)課本 P127（6-34）式得 Ft=2T2/d2=2198.58/195=2.03N 求徑向力 Fr 根據(jù)課本 P127（6-35）式得 Fr=Fttan=2.03tan200=0.741N 16 因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=48mm 軸承支反力： FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N 由兩邊對(duì)稱，知截面 C 的彎矩也對(duì)稱.截面 C 在垂直面彎矩為 MC1=FAyL/2=0.37962=17.76mN 截面 C 在水平面上彎矩為： MC2=FAZL/2=1.01962=48.48mN MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63mN 轉(zhuǎn)矩：T=9.55（P2/n2）106=198.58mN 求圓周力：Ft 根據(jù)課本 P127（6-34）式得 N d T Ft03 . 2 195 58.19822 2 2 求徑向力 Fr 根據(jù)課本 P127（6-35）式得 NFF tr 741 . 0 200tan03. 2tan 因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=48mm 軸承支反力： N F FF r BYAY 37 . 0 2 74 . 0 2 N F FF t BZAZ 01. 1 2 03. 2 2 由兩邊對(duì)稱，知截面 C 的彎矩也對(duì)稱. 截面 C 在垂直面彎矩為: mmN LF M AY C 76.17 2 9637. 0 2 1 截面 C 在水平面上彎矩為： mmN LF M AZ C 48.48 2 9601 . 1 2 2 mmN MM M CC C 63.51 2 482.48762.17 2 21 轉(zhuǎn)矩：T=9.55（P2/n2）106=198.58mN 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取 =0.2，截面 C 處的當(dāng)量彎矩： mN TM M c ec 13.65 2 )58.1982 . 0(632.51 2 )( 22 2 (7)校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度 由式（6-3)得 17 MPaMPa d be 6014 . 7 451 . 0 100013.65 1 . 0 13.65 1 33 3 該軸強(qiáng)度足夠。 3.2.2 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理.查2表 13-1 可知： MPa b 650MPa s 360 查表 13-6 可知： b+1bb=215Mpa 0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC 查2表 13-5 可得，45 鋼取 C=118 則 mm n P Ad92.20 33.473 64. 2 118 3 3 3 3 0 考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取mmd22 3、齒輪上作用力的計(jì)算 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩： N n P T53265 33.473 64 . 2 1055 . 9 1055 . 9 66 齒輪作用力： 圓周力：N d T Ft2130 50 5326522 徑向力：NFF tr 775200tan2130200tan 確定軸上零件的位置與固定方式 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置 在齒輪兩邊.齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周 向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過(guò)兩端軸承蓋 實(shí)現(xiàn)軸向定位， 4、 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初選用 6206 深溝球軸承，其內(nèi)徑為 30mm, 寬度為 16mm考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒 長(zhǎng)為 20mm，則該段長(zhǎng) 36mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為 2mm。 (2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 求分度圓直徑：已知mmd50 2 求轉(zhuǎn)矩：已知mNT26.53 求圓周力 Ft：根據(jù)課本 P127（6-34）式得 18 N d T Ft13. 2 50 26.5322 2 3 求徑向力 Fr 根據(jù)課本 P127（6-35）式得 NFF tr 76. 036379 . 0 13 . 2 tan 兩軸承對(duì)稱 LA=LB=50mm (1)求支反力 BZAZBYAX FFFF、 N F FF r BYAX 38 . 0 2 76 . 0 2 N F FF t BZAZ 065 . 1 2 13. 2 2 (2) 截面 C 在垂直面彎矩為 mN LF M AX C 19 2 10038 . 0 2 1 (3)截面 C 在水平面彎矩為 mN LF M AZ C 5 .52 2 100065. 1 2 2 (4)計(jì)算合成彎矩 mN MM M CC C 83.55 2 52.52192 2 2212 (5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本 P235 得 =0.4 mN TM M C ec 74.59 2 )26.534 . 0(832.55 2 )( 22 2 (6)校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度 由式（10-3） MPaMPa d M b ec e 6012.22 301 . 0 1000 7 . 59 1 . 0 1 33 此軸強(qiáng)度足夠 3.3 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 3.3.1 從動(dòng)軸上的軸承從動(dòng)軸上的軸承 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 Lh=1030016=48000h (1)由初選的軸承的型號(hào)為: 6209, 查1表 14-19 可知:d=55mm,外徑 D=85mm,寬度 B=19mm,基本額定動(dòng)載荷 C=31.5KN, 基本靜載荷 CO=20.5KN, 查2表 10.1 可知極限轉(zhuǎn)速 9000r/min （1）已知 nII=121.67(r/min) 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N 根據(jù)課本 P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力 19 則 RS FF63. 0NFFF RSS 682108363. 063 . 0 121 (2) FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N (3)求系數(shù) x、y FA1/FR1=682N/1038N =0.63 FA2/FR2=682N/1038N =0.63 根據(jù)課本 P265 表（14-14）得 e=0.68 FA1/FR148000h 預(yù)期壽命足夠 3.3.2 主動(dòng)軸上的軸承主動(dòng)軸上的軸承 (1)由初選的軸承的型號(hào)為:6206 查表 14-19 可知:d=30mm,外徑 D=62mm,寬度 B=16mm, 基本額定動(dòng)載荷 C=19.5KN,基本靜載荷 CO=111.5KN, 查表 10.1 可知極限轉(zhuǎn)速 13000r/min 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 Lh=1030016=48000h （1）已知 nI=473.33(r/min) 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1129N 根據(jù)課本 P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力 FS=0.63FR 則 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N (2) FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N (3)求系數(shù) x、y FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63 FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63 20 根據(jù)課本 P265 表（14-14）得 e=0.68 FA1/FR148000h 預(yù)期壽命足夠 3.4 凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 凸輪機(jī)構(gòu)是使從動(dòng)件作預(yù)期規(guī)律運(yùn)動(dòng)的高副機(jī)構(gòu),按封閉方式的不同可分為力封閉和 形封閉兩類(lèi)：靠彈簧力、從動(dòng)件自重等外力使從動(dòng)件與凸輪始終保持接觸的凸輪機(jī)構(gòu),屬 于力封閉類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)；靠凸輪(組)的幾何形狀來(lái)保持從動(dòng)件和凸輪之間始終可靠接觸的 凸輪機(jī)構(gòu)屬于形封閉類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu),也稱幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu),共軛凸輪機(jī)構(gòu)就屬于此類(lèi).在一 個(gè)共軛凸輪機(jī)構(gòu)中,往往包含兩組(或兩組以上)完整的凸輪機(jī)構(gòu),其同類(lèi)構(gòu)件相互剛性聯(lián) 接,兩凸輪分別控制同一從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的不同行程,其中剛性聯(lián)接的兩個(gè)凸輪稱為共 軛凸輪。根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式的不同,共軛凸輪機(jī)構(gòu)又可分為往復(fù)直動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪 機(jī)構(gòu)、往復(fù)擺動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)及步進(jìn)分度轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)等。 在力封閉類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)中,必須設(shè)置回程彈簧或設(shè)計(jì)成溝槽凸輪,其設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,機(jī)構(gòu) 沖擊較大,僅能用于要求不高的中、低速場(chǎng)合；而形封閉共軛凸輪機(jī)構(gòu)是靠共軛凸輪的幾 何形狀實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件與凸輪的可靠接觸,因而可省去回程彈簧,減小接觸應(yīng)力,提高傳動(dòng)精度,從 而較適于中、高速場(chǎng)合,因此各類(lèi)共軛凸輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)器中有著十分廣泛 的應(yīng)用前景。然而由于共軛凸輪機(jī)構(gòu)中參與嚙合的零件多、凸輪廓線存在條件較苛刻導(dǎo) 致設(shè)計(jì)分析復(fù)雜,使其應(yīng)用受到了一定限制.因此有必要研究出較為簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)方法.共軛 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心任務(wù)是凸輪廓線的分析和求解。目前,對(duì)共軛凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究大 多是采用傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)法等 ,設(shè)計(jì)較為復(fù)雜?，F(xiàn)在以平底直動(dòng)從動(dòng)件共軛凸 輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析為例,提出一種復(fù)極矢量函數(shù)與速度瞬心法相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,并通過(guò) 設(shè)計(jì)實(shí)例,結(jié)合Matlab進(jìn)行共軛凸輪機(jī)構(gòu)的可視化設(shè)計(jì)分析,簡(jiǎn)捷、方便而有效地解決該 問(wèn)題。平底直動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)工作原理： 如圖1所示,在平底直動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)中,主動(dòng)件為