180mm沖床自動送料機構設計【含6張CAD圖】
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I沖 床 自 動 送 料 機 構 設 計 （ 180mm）摘要：在現代工業(yè)生產自動化領域里，材料的搬運、機床送料、整體裝配等實現自動化是非常必要的。 然而送料是一想重復且十分繁重的工作， 為了消 除累積誤差、 提高生產效率， 減輕體力勞動， 保證生產安全， 所以采用自動送料 機構是行之有效的方法。本文首先介紹了機構的選擇， 接著講述了自動送料機構原理與分析過程， 零 部件的設計與選擇過程等。 最后通過校核、 修改等步驟后， 表明本設計中的雙棍 軸齒輪送料機構設計適合設備的生產與需要， 并能夠實現間歇送料與機械化與自 動化，從而大大地提高了生產效率。關鍵詞：沖壓；間歇送料；自動化Design of automatic feeding mechanism for punch(180mm)Abstract:In the field of modern industrial production automation, the to automation of material handling, machine feeding and assembly is necessary , and feeding is think of a repetitive and very hard . In order to eliminate the cumulative error , improve the production efficiency, reduce the physical labor and ensure the safety of production, the method of automatic feeding mechanism is adopteed.The principle and analysis process of automatic feeding mechanism, the design and selection process of parts are introduced in this paper. Finally through check, modify, and other steps, which indicates that the design of the roller type gear conveying mechanism design is suitable for the production and equipment needs, and can realize the mechanization and automation, thus greatly improve the production efficiency.Keywords: Punching ,intermittent feed, automationIII目錄摘 要 ..........................................................................................................................................................IABSTRACT ................................................................................................................................................II1 緒 論 ....................................................................................................................................................11.1 沖 壓 在 機 械 制 造 中 的 地 位 及 特 點 ........................................................................................11.2 國 內 外 研 究 現 狀 ...................................................................................................................22 沖 床 自 動 送 料 機 構 總 體 方 案 設 計 ..................................................................................................43 自 動 送 料 機 構 的 設 計 ........................................................................................................................63.1 送 料 機 構 的 概 述 ...................................................................................................................63.1.1 送 料 機 構 的 原 理 .........................................................................................................63.1.2 輥 軸 送 料 機 構 的 送 料 時 間 及 其 調 整 方 法 .................................................................63.1.3 本 節(jié) 小 結 .....................................................................................................................73.2 輥 子 的 設 計 ..........................................................................................................................73.2.1 輥 子 的 尺 寸 設 計 ........................................................................................................73.2.2 壓 緊 裝 置 .....................................................................................................................83.2.3 抬 輥 裝 置 .....................................................................................................................93.2.4 離 合 器 的 設 計 .............................................................................................................93.2.5 驅 動 機 構 ..................................................................................................................103.2.6 本 節(jié) 小 結 ..................................................................................................................113.3 其 它 零 件 .............................................................................................................................113.4 軸 的 設 計 及 校 核 .................................................................................................................113.4.1 下 輥 軸 的 設 計 ...........................................................................................................123.4.2 大 齒 輪 軸 的 設 計 與 校 核 ...........................................................................................153.4.3 本 節(jié) 小 結 ...................................................................................................................183.5 軸 承 的 計 算 和 校 核 ..............................................................................................................183.6 齒 輪 的 設 計 及 校 核 .............................................................................................................203.6.1 初 步 設 計 ...................................................................................................................203.6.2 齒 輪 的 校 核 計 算 .......................................................................................................203.6.3 本 節(jié) 小 結 ...................................................................................................................243.7 鍵 的 設 計 和 校 核 .................................................................................................................243.7.1 平 鍵 1 的 設 計 和 校 核 ...............................................................................................243.7.2 平 鍵 2 的 設 計 和 校 核 ...............................................................................................253.7.3 平 鍵 3 的 設 計 和 校 核 ...............................................................................................253.7.4 本 節(jié) 小 結 ...................................................................................................................264 潤 滑 與 密 封 ....................................................................................................................................274.1 潤 滑 ....................................................................................................................................274.2 密 封 ....................................................................................................................................27參 考 文 獻 ..............................................................................................................................................28致 謝 .....................................................................................................................................................30附 錄 A 英 文 文 獻 ..................................................................................................................................3111 緒 論沖床或稱沖壓機,是一種普遍使用的金屬機械冷加工設備，沖壓工藝由于比 傳統(tǒng)機械加工來說有節(jié)約材料和能源， 效率高， 對操作者技術要求不高及通過各 種模具應用可以做出機械加工所無法達到的產品這些優(yōu)點， 因而它的用途越來越 廣泛。 隨著機械行業(yè)向著先進制造技術方向的發(fā)展， 計算機技術在機械設計與制 造中的得到了廣泛的運用， 對于我而言， 將學習到機械產品設計與制造方面的基 礎知識與計算機輔助設計與制造技術相結合， 聯系實際的機械產品結構設計， 既 可以強化機械設計意識，培養(yǎng)我的機械運動方案與結構創(chuàng)新能力。在現代工業(yè)生產自動化領域里， 材料的搬運、 機床送料、 整體裝配等實現自 動化是非常必要的。 然而送料是一想重復且十分繁重的工作， 為了消除累積誤差 、 提高生產效率， 減輕體力勞動， 保證生產安全， 所以采用自動送料機構是行之有 效的方法。 沖壓是金屬塑性變形成形加工的基本方法之一， 它主要用于加工板料 零件， 沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件， 又能夠制造大型零件； 既能夠制造 一般尺寸公差等級和形狀的零件， 又能夠制造精密和復雜形狀的零件。 沖壓具有 生產效率高、 加工成本低 、 材料利用率高操作簡單 、 便于實現機械化與自動化等 一 系 列 優(yōu) 點 ， 因 此 在 汽 車 ， 機 械 、 家 用 電 器 、 點 擊 、 儀 表 、 航 空 航 天 、 兵 器 等 生 產和發(fā)展具有十分重要的意義。 而自動送料沖床又具有高效率等特點， 所以說自 動送料沖床在今后的生產中具有很大的發(fā)展空間。1.1 沖壓在機械制造中的地位及特點沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件， 又能夠制造諸如汽車大梁、 壓力容器 封頭一類的大型零件； 既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件， 又能夠制造 精密 （公差在微米級） 和復雜形狀的零件。 占全世界鋼產 60%～70% 以上的板材 、 管材及其他型材， 其中大部分經過沖壓制成成品。 沖壓在汽車、 機械、 家用電器 、 電機、儀表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。沖壓件重量輕、 厚度薄、 剛度好。 它的尺寸公差是由模具保證的， 所以質量 穩(wěn)定， 一般不需再經機械切削即可使用。 冷沖壓件的金屬組織與力學性能優(yōu)于原 始坯料， 表面光滑美觀。 冷沖壓件的公差等級和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。 大批量 的中、 小型零件沖壓生產一般是采用復合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。 以現代高速多工 位壓力機為中心， 配置帶料開卷、 矯正、 成品收集、 輸送以及模具庫和快速換模 裝置， 并利用計算機程序控制， 可組成生產率極高的全自動沖壓生產線。 采用新型模具材料和各種表面處理技術， 改進模具結構， 可得到高精度、 高壽命的沖壓 模具，從而提高沖壓件的質量和降低沖壓件的制造成本。沖壓生產的工藝和設備正在不斷發(fā)展， 除傳統(tǒng)的使用壓力機和鋼制模具制造 沖 壓 件 外 ， 液 壓 成 形 以 及 旋 壓 成 形 、 超 塑 成 形 、 爆 炸 成 形 、 電 水 成 形 、 電 磁 成 形 等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術水平提高到了一個新的高 度。 特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的批量 （甚至是數十件） 零件的生產。 對 于普通沖壓工藝， 可采用簡易模具、 低熔點合金模具 、 成組模具和沖壓柔性制造 系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工?？?之 ， 沖 壓 模 具 有 生 產 率 高 、 加 工 成 本 低 、 材 料 利 用 率 高 、 操 作 簡 單 、 便 于 實現機械化與自動化等一系列優(yōu)點。 采用沖壓與焊接、 膠接等復合工藝， 使零件 結構更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復雜的結構件。1.2 國內外研究現狀隨著市場經濟的發(fā)展，國內、國際市場競爭日益激烈，產品更新更為迅速， 尤其是隨著機械行業(yè)的發(fā)展， 沖壓制件類型、 工藝、 外形越來越復雜， 精度要求 越來越高，傳統(tǒng)的沖床已經不能滿足要求，以及制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料， 正逐步被高強鋼板、 涂覆鍍層鋼板、 塑料夾層鋼板和其他復合材料或高分子材料 替代。 隨著材料科學的發(fā)展 ， 加強研究各種新材料的沖壓成形性能， 不斷發(fā)展和 改善沖壓成形技術。在模具設計與制造中，開發(fā)并運用 CAD/CAM 系統(tǒng)，發(fā)展 高新制造技術和模具、 裝置等， 以適應沖床產品的更新換代和各種生產批量的要 求。 推廣應用數控沖壓等設備， 進行機械化與自動化的流水線沖壓生產。 要想提 高生產效率， 就必須提高生產的自動化程度， 自動送料機構就是為了實現生產中 送料工序自動化而設計的一種專用機構。 自動送料機構可將沖壓料或沖壓件經過 定向機構， 實現定向排列 ， 然后順序地送到機床或工作地點。 這在自動化成批大 量生產中顯然是實用的，不但可以把操作人員從重復而繁重的勞動中解脫出來， 而且對保證安全生產也是一種行之有效的方法。 這使我國的機械制造業(yè)得到了質 的提升。目前， 我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展， 而對這一形勢， 我國的板材加工工藝及相 應的沖壓設備都有了長足的進步， 有重型機械壓力機機器覆蓋件生產線、 大型多 工位壓力機、 數控板沖、 剪拆機床及柔性加工生產線、 無模多點成形壓力機、 高 速壓力機等國外沖壓機床開始采用伺服電機進行控制。 中國沖壓機床行業(yè)進過技 術引進、 合作生產及合資等多種方式的運作， 快速地提升了我國沖壓機床設備整 體水平。 近年設計制造的許多產品， 其技術性能指標已經接近或達到世界先進水3平，但由于大家都在進步，所以國內成品與國外名牌產品的差距并無明顯縮短。 因此， 我國沖壓設備行業(yè)和企業(yè)須以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應對當前的機遇和 挑戰(zhàn)。自動送料機構就是為實現生產中送料工序自動化而設計的一種專用機構。 自 動送料機 可將沖壓料或沖壓件經過定向機構，實現定向排列，然后順序地送到 機床或工作地點。 這在自動化成批大量的生產中顯然是實用的， 不但可把操作人 員從重復而繁重的勞動中解脫出來， 而且對保證安全生產也是一種行之有效的方 法。目前，國內擁有大量的沖壓機床，如果能把它們改造成半自動或自動機床， 將會充分發(fā)揮機床的潛在力量， 這是一個具有重大意義的事情， 而在機床上安裝 自動送料機構，這將大大提高沖壓的生產效率，實現沖壓的完全自動化。2 沖 床 自 動 送 料 機 構 總 體 方 案 設 計為了完成對沖壓機床的自動送料過程， 本次采用機械送料機構， 目前國內外 有多種方式能達到自動送料，下面主要講述了如何運用機械裝置完成自動送料。沖床自動送料機構主要分為了送料裝置、 壓緊裝置與傳動件裝置兩類。 本設 計屬于機械送料裝置。 由于本次所給的材料比較薄， 只要能平穩(wěn)順利的完成送料 ， 到達預期的送料精度， 根據其結構的難易程度與成本的高低， 雙棍軸送料機構成 為了我們首選的機構。圖 2.1 單邊輥軸送料裝置結構簡圖Sn --- 為板料送進距離n --- 為壓機頻次B --- 為板料厚度H ---- 為沖壓滑塊行程[α ]-- 為許用壓力角Fb --- 為板料送進阻力Fr --- 為沖壓板料時的阻力 δ - -- 為速度不均勻系數 e=0 取 R1=Rb底面至沖床工作臺面距離為 20~50mm板料送進運動原理： 大齒輪帶動小齒輪運動， 同時上輥軸被壓緊， 所以被上5下輥軸壓住的板料就被帶動向前行進。曲柄滑塊運動原理： 曲柄可運動循環(huán) 360 度， 同時帶動著滑塊上下運動。 當 滑塊運動到最低點時， 切掉板料， 同時板料送進運動停止。 當滑塊完成切料， 又 向上運動時， 板料運動也開始運動。 板料送進運動和曲柄滑塊上下運動是同時做 循壞運動，就順利完成了自動送料。表 1.1 單邊輥軸自動送料裝置題目的原始數據方案Sn/mmn/次 /分B/mmH/mmFb/NFr/N???/度δRb/mmR2/mmR/mmL/mmx/mmy/mm1 1801203 80 5902900250.0460 12018013003701250送料間距的大小按下式計算：s ???d1 ??π ??240 ??90?????180mm360 360當送料間距 S 確定時，一般可以調節(jié)主動輥直徑 d1 和轉角α，使送料間距 達到要求。輥軸的直徑和送料時圓周速度和 S 轉角α密不可分， 主動輥的直徑計算方式為D 360S1 ?????從動輥的作用相對小一些， 自然結構上的設計也比較簡單， 為保證兩滾軸能 同時運轉，所以要求他們的齒數與直徑成比例。d1 ??Z1 d2 Z2在送料時需要先將材料放在送料裝置上， 所以要將上輥抬起， 所以需要我們 設計一個抬輥的裝置， 有兩種作用。 一種是在開始裝料時需要將上棍子抬起， 使 兩輥之間有一定的間隙， 以便材料能順利通過。 另外一種抬輥的作用是在當每次 把材料送進去之后， 在沖壓工作之前， 讓材料不受任何約束。 第一次采用手動抬 棍，需要在上輥裝一個手柄，以便于手動抬棍 ；第二次抬輥動作需要我們設計 杠桿式抬輥裝置，利用螺桿來推動杠桿完成抬輥動作。3 自 動 送 料 機 構 的 設 計3.1 送料機構的概述3.1.1 送 料 機 構 的 原 理圖 3.1 機構送料與運動循環(huán)圖從圖 3.1 可知，沖床自動送料是由板料送進與滑塊上下行進同時進行的。 板料送進運動原理： 大齒輪帶動小齒輪運動， 同時上輥軸被壓緊， 所以被上下輥軸壓住的板料就被帶動向前行進。 曲柄運動原理： 曲柄連接著兩個運動，一個是曲柄滑塊運動， 一個是曲柄搖桿運功。這兩個運動是同時進行的，并且曲柄搖桿連接著板料送進運動。1.曲 柄 滑 塊 運 動 原 理 ： 曲 柄 是 繞 固 定 點 旋 轉 ， 并 且 帶 動 著 滑 塊 上 下 運 動 。 由 于曲柄不停循環(huán) 360 度作運動，則滑塊也上下做周期性的運動。2.曲柄搖桿運動原理： 曲柄運動帶動著大齒輪運動， 而大齒輪與小齒輪嚙合 ， 也就是順著帶動小齒輪向前轉動。 由于小齒輪 （下輥軸） 與上輥軸合力壓住了板 料， 板料同時也被帶動著向前運動， 著也就是板料送進運動。 可知此時曲柄也不 停循環(huán) 360 度作運動，則齒輪運動也是周期性的運動。板料送進運動和曲柄滑塊上下運動是同時做循壞運動， 就順利完成了自動送 料。3.1.2 輥 軸 送 料 機 構 的 送 料 時 間 及 其 調 整 方 法滑塊的起點是滑塊的最高點。 當滑塊下降到開始時， 沖壓的角度是沖壓的開7RR始角度， 而在沖壓結束時的角度是沖壓結束角。 然后滑塊繼續(xù)下降到最低點， 然 后完成滑塊的上行動作。通過調整送料的轉角找出曲柄轉動時,板料不動與板料送進時他們之間產生 的轉角。 為了確保材料被沖壓， 板料應處于不可移動的位置。 為了保證板料進給 速度較低，有必要盡可能多地制造金屬板的進給時間。由上面可知送料送進和滑塊上下是同時進行的。 滑塊在最低點時， 停止送料 ， 其余滑塊運動在除最低點時，曲柄轉角大概在 270 度到 90 度之間，板料都在送 料。設定好送料距離， 可以通過改變偏心的圓周位置來達到精確送料。 用這個方 法實際就是通過改變送料的快慢， 以與滑塊的上下運動匹配， 保證送料的順利完 成。3.1.3 本 節(jié) 小 結主要敘述了送料機構的工作原理、 工作過程， 采用雙輥軸送料機構以及送料 時的簡圖說明， 完成沖壓時候的工序， 當沖壓過程進行完畢后， 沖頭回升到一定 高度， 沖頭與工作面將材料脫離時才能繼續(xù)送料， 輥軸送料機構的送料時間 應盡 可能的使板料送進時間大于板料不動的時間。3.2 輥子的設計3.2.1 輥 子 的 尺 寸 設 計輥子是本次設計的送料機構的主要工作零件之一。 在送料過程中， 輥子會直 接與材料表面產生摩擦從而到達送料， 所以就要求輥子表面應具有較好的耐磨性 和幾何尺寸及精度要求。求輥軸轉角 ????Sn ?180 ??180 ?180 ??173????Rb ???60搖桿擺角 R1?A ???R2??173 60120 ??86?本設計主動輥為下輥? ?d ??360 s ??360 ?180 ??240mm1 π ? π ??86?S--送 料 進 距 （ mm）?????下 輥 轉 角 （ ?） ， 即 搖 桿 擺 角 ， 一 般 從 動 輥 直 徑 d 2可 設 計 的 稍 小 些 。????100 ?。從 推 薦 的 中 心 距 系 列 中 暫 選 a ??230mm,??d ??(a ??d1 ) ??2 ??(230 ??240 ) ??2 ??220 mm2??i ??d 2d12??n1 n2??Z 2Z1??2202402??0.917n1 ???下輥轉速（r / min）； n2 ???上 輥 轉 速 （ r / min）； Z1 ???下 輥 傳 動 齒 輪 齒 數 ； Z2 ???上 輥 傳 動 齒 輪 齒 數 。輥 子 長 度 一 般 取 L ??B ??(10 ~ 20) ??130.4 ??20 ??150.4mm,圓 整 后 取 L ??150mm。3.2.2 壓 緊 裝 置送料能否進行主要是大齒輪帶動棍軸運轉， 而在棍子與材料之間沒有進行固 定， 要使棍子能帶動材料的運送， 就必須讓上下輥壓緊材料， 才能保證順利運送 材料， 因此就要設計一個壓緊的裝置， 使送料達到要求的精度。 利用彈簧的壓緊 力來使上輥與平面達到要求的壓緊程度，結構簡圖如下圖：圖 3.2 板簧式壓緊裝置原理圖自動送料裝置中上棍子的壓緊裝置是在上輥加一對彈簧使上輥與工作面壓 緊， 而且彈簧的壓緊程度可以根據我們所需要來平衡， 從而達到精確送料的目的 。93.2.3 抬 輥 裝 置在送料過程中需要抬輥裝置來放松輥子， 畢竟板料不是一直都在沖床上， 一 直處于被送進的狀態(tài)。 與壓緊裝置一樣， 作用的對象都是上下輥， 不過主要是針 對上輥。 抬輥裝置是讓上輥向上移動一點高度， 使其與下輥不在將板料壓緊， 使 胚料處于自由的狀態(tài)，可以送進或者調整。本次設計機構送料過程中需要兩次抬輥： 一次是在胚料裝進沖床時， 需要上 輥抬起， 將其送入上下輥的間隙； 第二次時將要切料時， 而此時以將胚料送到了 指定位置，這時需要抬輥，以調整胚料的位置，更好的切料。抬輥裝置有撞桿式、氣動式等。 為了更便捷和更有效， 本次設計在第一次抬輥動作中沒有選擇以上幾種， 而是選擇手動。 所以在抬輥中裝上一個手柄， 使它與撞桿式抬輥裝置連在一起， 利 用杠桿原理實現，就巧妙和簡便的達到了抬輥要求。圖 3.3 抬輥裝置原理圖3.2.4 離 合 器 的 設 計根據實際情況， 本次設計使用的是滾柱式內星輪無撥爪單向超越離合器。 滾 柱式內星輪無撥爪單向超越離合器常用于驅動輥軸送料機構的輥軸， ， 根據間歇 機構那可知超越離合器使送料機構的輥軸產生間歇轉動， 以達到按一定規(guī)律自動 送料的目的。一般， 它允許的壓力機滑塊行程數小于 250 次/min ， 送料速度小于 45m/min。 。 本設計選用的壓力機滑塊行程數為 170 次 /min,送 料 速 度 v=120× 0.240=28.8m/min， 滿 足 要 求 。由 文 獻 [6],選 用 D=100mm 的超越離合器，滾柱數 Z=3，許用轉矩 T=70N.m允許總結合次數為 5×106， 允許最高接合次數為 80 次/mi n， 極限轉速為 1000r/min，10x2 ??y2 3702 ??12502O OO A1接合式的最大空轉角度為 1°。圖 3.4 離合器結構圖3.2.5 驅 動 機 構沖床自動送料機構是利用曲軸作為其驅動源件， 它的動力源機構是用曲柄搖 桿帶動其運轉的。這個機構主要的零部件有曲柄滑塊、連桿、曲柄搖桿。根據壓力機尺寸，暫取曲柄搖桿機構尺寸如下：機架中心距 曲柄半徑 r= LO1AP ??L ? ?1 2??1303mm2l2 ??2 cos?A (l2 ??p2 sin2 ?A )(l2 ??R2 sin2 ?A )r2 ??l21??(P2 ??R2 ??l2 ) ? 2 2 2sin2 ?A22 ?13002 ??2 cos 86 (13002 ??13032 sin2 86)(13002 ??1802 sin2 86)??(13032 ??1802 ??13002 ) ? 2??6408r ??80mm曲柄滑塊機構中的曲柄半徑 r1：2 2sin2 862Hr ??l' ?O1 A 2??80 ??40mm 2根 據 許 用 壓 力 角 [α ]調 節(jié) 連 桿 長 Lab，取 Lab=540mm,然 后 通 過 驗 算 得 出 ：lab ??lA'C ???H / 2 ?sin[?] 40sin 25 ??96.64113.2.6 本節(jié)小結通過原始數據計算出輥子的直徑 240mm， 輥軸轉角為 173°， 搖桿擺角 86°， 選取輥子長度為 150mm， 驅動機構中的機架中心距 p 為 1303mm， 曲柄半徑 80mm 以及連桿長度為 540mm， 還 講 述 了 在 沖 壓 送 料 中 抬 輥 裝 置 以 及 壓 緊 裝 置 、 D 為100mm 的超越離合器。3.3 其它零件軸承、緊固零件等其他零件，均按手冊選取標準件，詳見裝配圖。 本設計的送料機構中設計了一個托物架，以便支撐毛胚材料。 需要說明的是， 因為本設計所選用的壓力計滑塊行程次數為 170 次/min， 為中速沖壓，所以不采用制動裝置。但是在高速送料的情況下，由于輥子、材料、 傳動系統(tǒng)的慣性， 會使材料在送料行程終點處的定位精度受到很大影響， 故應在 輥軸端部裝設制動器。制動器的結構形式以閘瓦式應用較為普遍，其結構簡單， 容易加工裝配。 缺點是長期處于制動狀態(tài)， 摩擦損失較大。 常用的摩擦材料有石 棉或鑄鐵。其他的制動器有帶式和氣動式。另外， 本送料機構上還加了一個拖物架， 起支撐材料的作用， 便于輥軸自動 送料，其結構如下圖圖3.5托物架圖3.4 軸的設計及校核在本次送料機構中，需要設計 3 根主要的軸，上、下棍軸與大齒輪上的軸， 而下棍軸是最重要的軸， 結構復雜、 零件較多， 所以要對下棍軸進行詳細的分析 與計算。 另外的兩根軸作用相對較小， 內部結構也相對簡單明了， 他們只起到讓 送料過程順利的作用，所以只對下棍軸做精確的校核。其計算過程如下：在這次設計中， 題目并沒有對軸做出任何要求， 因此我們就按一般的軸來進行計算，通常選用 45 鋼作為調質鋼， ?b ??650MPa,?s ??360MPa 。12t3.4.1 下 輥 軸 的 設 計下輥軸的初步計算過程如下： 首先得設計下輥軸的整體結構，如下圖：下輥軸上的受力圖圖 3.6 軸的結構圖軸上的轉矩由上面計算可知圖 3.7 軸的受力圖?1 ??Fb ??r ??510 ??60 ??30600N ??mmF ??2?1 ??2 ??30600 Ft ??278Nd1 220F tan? 278 ??tan 20?Fr ? t n ?cos? cos60? Fr ??202NFr1 ??278 ??208 ??224 ?180266 Fr1 ??369N畫出其彎矩圖如下Fr 2??278 ??58 ??224 ??258266 Fr 2 ??186N在水平面上的彎矩圖和計算過程：13Ft1 F圖 3.8 水平彎矩圖??155 ??208 ??1200 ?180266??155 ??58 ??1200 ?158Ft1 F??933N??746Nt 2 266 t 2在垂直面上的彎矩圖：圖 3.9 垂直彎矩圖再將水平面與垂直面的彎矩合成如下：14?圖3.10合成彎矩圖其許用應力值 由 文 獻 [3]中 15-4 查得：??0b ????102.5MPa???1b ????60MPa???1b ? 60 再計算出應力校正系數????0.59轉矩圖??? ?0b ????102.5其當量轉矩為： ?????0.59 ??70000 ?????41300N ??mm??1 ??0.59 ??33200,如 圖再對軸的直徑進行校核；M1??1 ??21712N ??mm105105軸的直徑 d1 ??3 0.1???1b ? 0.1??60??28mmd1 ??28 ??40mmd2 ??3 M2 ??30.1???1b ?41300 0.1??60 ??21mm d2 ??21 ??28mm經過詳細的計算下棍軸沒有超過其所能承受的載荷達到了初步要求。??3153.4.2 大 齒 輪 軸 的 設 計 與 校 核選取的大齒輪軸的材料為 45 剛,調質處理取 A0 ??105 ，于是得大齒輪軸的最小軸徑為dmin P2??A0 32??105??3 4.83100.71 ??38.149mm圖 3.11 大齒輪軸示意圖大齒輪軸的計算步驟如下：圖 3.12 大齒輪受力圖首先計算出大齒輪軸受的力如圖 3-14， 齒 輪 的 受 力 圖 ， 首 先 要 知 道 轉 矩則可求出大齒輪軸的圓周力為 =550N 再能算出大齒輪軸的徑向力為 =256.47N 根據圖 3-13， 可 由 此 算 出 大 齒 輪 軸 的 支 撐 反 力 分 別 為=439.82N根據圖 3-14， 可 由 此 算 出 大 齒 輪 軸 的 水 平 面 反 力 為=337.18N根據上面的計算，可首先畫出大齒輪軸的彎矩圖如下n16圖 3.13 大齒輪軸的彎矩圖根據上面的計算，受力分析可得大齒輪軸的水平面受力圖如下圖 3.14 大齒輪軸的水平面受力圖則根據圖 3-15， 可 算 出 大 齒 輪 軸 的 垂 直 面 反 力 分 別 為=809.57N =946.9N根據上面的計算，受力分析可得大齒輪軸的垂直面受力圖如下圖3.15大齒輪軸的垂直面受力圖再綜上可畫出大齒輪軸的彎矩圖如下17圖3.16大齒輪軸的彎矩圖根 據 文 獻 [6]中 表 16.3 可選得大齒輪軸的許用應力分別為則可算出大齒輪軸的應力校正系數為 =0.64根據上面的計算，可首先畫出大齒輪軸的轉矩圖如下圖3.17大齒輪軸的轉矩圖根據圖 3-19， 則 大 齒 輪 軸 的 當 量 轉 矩 分 別 為?T ??0.64??70000 ??44894N.mm ；?T1 ??0.64??66000 ??42240N.mm再根據上面所有的計算，再得出大齒輪軸的彎矩圖如下;18圖3.18大齒輪軸的彎矩圖大齒輪軸的軸徑 1 為 =17.71mm<40mm根據計算可知軸徑 1 滿足要求。大齒輪軸的軸徑 2 為 =18.07mm<26mm 根據計算可知軸徑 2 也滿足要求。 綜上， 大齒輪軸的所有校核都符合要求， 則大齒輪軸合格， 可用于本次設計的自動送料機構。3.4.3 本 節(jié) 小 結通過計算得出上輥軸直徑為 d1= 28mm，d2 =21mm； 大 齒 輪 軸 直 徑 d1=17.71mm， d2=18.07mm； 經 過 詳 細 的 校 核 都 符 合 課 題 要 求 。3.5 軸承的計算和校核沖床自動送料裝置中一共使用了四個軸承， 其中只有下輥軸的軸承受的軸承 應力比較大，所以對其他軸承不做校核，下棍軸軸承計算過程如下：下棍軸軸承選用 6232 型深溝球軸承，其軸承數據如下：軸承型號d（mm）D(mm) Cr（N） C0r （N）6232 160 290 11200 6420194242 ??73025162 ??7692rhr r22對其進行校核2 2它的徑向載荷F1r ? F 1x ??F1 y ? ??844N由前面計算能得到下棍軸的轉速 n1 ??45r / min 下棍軸在軸向上的沒有受到任何力，所以 F1R ??0N 由 文 獻 [6]中 表 16-5 得到 e=0.16F1RF1r??0 ， 0
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