沖床自動送料機構(gòu)設(shè)計（160mm）

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1、 分類號 TH122 單位代碼 11080 密 級 學 號 0802140208 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 沖床自動送料機構(gòu)設(shè)計（160mm） 作 者 古代輝 院 (系) 機械與材料工程學院 專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化2班 學 號 0802140208 指導教師 張艷麗 答辯日期 2018年 5 月

2、 25 日 西安文理學院 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信責任書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 本人畢業(yè)論文（設(shè)計）與資料若有不實，愿意承擔一切相關(guān)的法律責任。 論文作者簽名: 古代輝

3、 2018年 5月 25 日 西安文理學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 沖床自動送料機構(gòu)設(shè)計（160mm） 摘要：傳統(tǒng)沖床機構(gòu)是由人工送料，耗時長且工作效率低，所以現(xiàn)改進用沖床自動送料機構(gòu)，提高機床運動效率，降低人力。由于送料的工件厚度比較薄，綜合選定輥軸送料機構(gòu)。 論文對現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)進行分析，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用主軸原動力，采用曲柄搖桿機構(gòu)，棘輪機構(gòu)，雙輥軸實現(xiàn)沖床自動送料。通過原理分析，計算送料機構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件尺寸，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；再對關(guān)鍵零部件進行強度計算和校核，如齒

4、輪、軸、軸承和鍵等，以滿足設(shè)計要求。 Automaticfeedingmechanismofpunchpress Abstract: Thetraditionalpunchingmachineismadeofartificialfeeding, whichistime-consumin-andinefficient.Therefore,theautomatic feedingmechanismofpunchingmachine is used to improvetheefficiencyofmachinet

5、oolmovementandreducemanpower. Becauseoftherelativelythin,comprehensiveselectionoftheroller feedingmechanism. Thepaperanalyzestheexistingequipmentstructure,andonthe based on.theexistingstructure,themainshaftdrivingforce is used to drive thecrankrockermechanism.Theratchetmechanismandthedoublerolle

6、rare usedtorelizetheautomaticfeedingofthepunchpress.Throughtheprincipleanalysis,therelerantcomponentsizeofthefeedingmechanismiscalculatedandthestructural designincarriedout.Thenthekeypartsarecalculatedandchecked,suchasgear, shaft,bearing andkeytomeetthedesignrequirements. Keywords：Punch;Automat

7、icfeeding;Crankrockermechanism. 目 錄 1 緒論 1 1.1 沖壓在機械制造中的地位及特點 1 1.2 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢 2 2自動送料機構(gòu)的總體方案設(shè)計 3 2.1送料機構(gòu)的選擇 3 2.1.1自動送料裝置的選擇 3 2.1.2送料方式的選擇 3 2.2機構(gòu)的尺寸 4 2.2.1機構(gòu)的原始尺寸 4 2.2.2確定機構(gòu)的尺寸 5 2.3送料機構(gòu)的運動原理 6 2.4送料時間及其調(diào)整方法 7 2.5送料裝置機構(gòu)運動分析 8 2.5.1作滑塊和板料的位移曲線圖 8 2.5.2作滑

8、塊和板料的速度線圖(v-t曲線) 8 2.6小結(jié) 9 3沖床自動送料機構(gòu)的設(shè)計 10 3.1上下輥的尺寸 10 3.2壓緊裝置 10 3.3抬輥裝置 11 3.4驅(qū)動機構(gòu) 12 3.4.1曲柄搖桿機構(gòu)尺寸 12 3.4.2曲柄滑塊機構(gòu)尺寸 12 3.5間歇運動機構(gòu) 13 3.6其它零件 13 3.7離合器 13 3.8小結(jié) 14 4齒輪的設(shè)計及校核 15 4.1齒輪的初步設(shè)計 15 4.2齒面接觸疲勞強度驗算 16 4.3齒根彎曲疲勞強度驗算 18 4.4小結(jié) 19 5軸的設(shè)計及校核 20 5.1下輥軸的校核 20 5.2大齒輪軸的校核 24 5.3小

9、結(jié) 28 6 軸承的設(shè)計和校核 29 6.1第一對軸承的校核 29 6.2第二對軸承的校核 30 6.3小結(jié) 31 7 鍵的設(shè)計和校核 32 7.1第一個平鍵的設(shè)計和校核 32 7.2第二個平鍵的設(shè)計和校核 33 7.3第三個平鍵的設(shè)計和校核 34 7.4小結(jié) 34 8 零件的潤滑 35 8.1齒輪的潤滑 35 8.2軸承潤滑 35 8.3小結(jié) 36 9. 密封和注意事項 37 9.1軸承的密封 37 9.2注意事項 37 9.3小結(jié) 38 總結(jié) 39 結(jié)束語 40 參考文獻 41 致 謝 42 附錄A 外文文獻 43

10、 III 西安文理學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 緒論 沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接到變形力進行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。 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(chǎn)60%～70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經(jīng)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

11、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(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)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(chǎn)一般是采用復合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。以現(xiàn)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(chǎn)率極高的全自動沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓

12、生產(chǎn)的工藝和設(shè)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(shù)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(shù)十件）零件的生產(chǎn)。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。 總之，沖壓模具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便于實現(xiàn)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(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復

13、雜的結(jié)構(gòu)件。 1.2 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復合材料或高分子材料替代。 在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術(shù)和模具、裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓等設(shè)備，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術(shù)所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟 沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由沖壓工序的性質(zhì)決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強大的剪切

14、力進行剪切，使坯件與板料分離 在現(xiàn)代化的機加工過程中，消耗于送料的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬于輔助時間。要想提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時間將是非常重要的一個環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時間，就必須提高生產(chǎn)的自動化程度。自動送料機構(gòu)就是為實現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動化而設(shè)計的一種專用機構(gòu)。 自動送料機構(gòu)可將沖壓料或沖壓件經(jīng)過定向機構(gòu)，實現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)也是一種行之有效的方法。目前，國內(nèi)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

15、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(gòu)，這將大大提高沖壓的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)沖壓的完全自動化。 2自動送料機構(gòu)的總體方案設(shè)計 2.1送料機構(gòu)的選擇 2.1.1自動送料裝置的選擇 在沖床自動送料機構(gòu)中，自動送料裝置需要便捷和可操作性強的功能以便更好的送料。經(jīng)過考察和實際情況可知，上件裝置在本次設(shè)計中不符合，其性能復雜且不便捷。而本次沖床自動送料機構(gòu)的設(shè)計主要是為了提高送料的效率，減少工人的工作量以及浪費不必要的機器的損耗。所以我選擇了送料裝置，也就是自動送料裝置，而不是人工上件或者機械上件。 2.1.2送料方

16、式的選擇 查資料可知，能夠選擇的送料方式很過，例如鉤式、輪鉗式、杠桿式等。現(xiàn)對這些送料方式進行綜合考察，以選出最適合本次沖床的送料方式。 從板料厚度上比較：可知因為鉤式、輪鉗式和杠桿這三種送料方案所要使用的模胚料的厚度偏厚，而本設(shè)計所用的材料比較薄，所以前三種送料方式不予考慮。 從送料方式穩(wěn)定性比較：夾持送料是利用工具夾住模具，在運動過程中，振動大從而導致不能正常送料，不夠準確。但是輥軸送料機構(gòu)的運動過程中就比較穩(wěn)定，也能更為準確的達到送料的目的，從而提高沖床送料，效率更高，節(jié)省時間材料等。由于輥軸送料機構(gòu)大大地提高了沖床送料的效率和準確性，所以我選擇了這個送料機構(gòu)如圖2-1 圖2

17、.1輥軸送料裝置實物圖1 2.2機構(gòu)的尺寸 2.2.1機構(gòu)的原始尺寸 圖2.2輥軸送料裝置的原理圖 1. 板料送進距離Sn =160mm 2. 壓機頻次n =170次/分 3. 板料厚度B=2.5mm 4. 沖壓滑塊行程H=80mm 5. 許用壓力角[α]=25度 6. 板料送進阻力Fb=550N 7. 沖壓板料時的阻力Fr=2500N 8. 速度不均勻系數(shù)δ=0.03 9. e=0 10. 底面至沖床工作臺面距離為20~50mm 11. 上輥軸半徑Rb=下輥軸半徑=小齒輪半徑=60 mm 12

18、. 大齒輪半徑R2=120mm 13. R=180mm 14. X=370mm 15. Y=1250mm 2.2.2確定機構(gòu)的尺寸 根據(jù)2.2.1機構(gòu)的原始尺寸可知道機構(gòu)尺寸的原始要求，現(xiàn)依次求出機構(gòu)的尺寸大小。 計算步驟如下: A.求輥軸轉(zhuǎn)角 B.搖桿擺角 C.機架中心距 D.曲柄搖桿機構(gòu)：曲柄半徑r= lO1A =2543.24 mm 則曲柄半徑 r=50.23mm 上面求出了曲柄搖桿機構(gòu)的曲柄半徑r的大小，而本次機構(gòu)中不僅有曲柄搖桿機構(gòu)也有曲柄滑塊機構(gòu)，現(xiàn)在求

19、曲柄滑塊機構(gòu)的曲柄半徑r1。 E.曲柄滑塊機構(gòu):半徑r1 F. 初取桿長l1=560mm： 而 可知桿長l1=560mm符合要求，桿lAC也符合要求。 綜上為送料機構(gòu)的尺寸計算。 2.3送料機構(gòu)的運動原理 圖2.3機構(gòu)送料與運動循環(huán)圖 從圖2-3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：

20、曲柄是繞固定點旋轉(zhuǎn)，并且?guī)又瑝K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(zhuǎn)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。 2.4送料時間及其調(diào)整方法 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，如圖2-3b，曲柄轉(zhuǎn)角大概在2

21、70度到90度之間，板料都在送料。 如圖2-3a所示。設(shè)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，保證送料的圓滿完成。 圖2.4送料機構(gòu)實物圖2 2.5送料裝置機構(gòu)運動分析 2.5.1作滑塊和板料的位移曲線圖 如圖2-3，將曲柄滑塊機構(gòu)中，曲柄的移動范圍分為12等分，并且是按照曲柄的旋轉(zhuǎn)方向所依次劃分的。取開始運動時的地方為原點，也就是12等分的第一等分，而此時在沖頭處在最高點。并且沖頭開始沖壓，板料開始送料，一直到最低點，也就是第七等分時，板料停止送料，沖頭切料。

22、完成切料后，曲柄帶動沖頭向上返回，而機構(gòu)又開始送料。就這樣循環(huán)周期性地送料。 按照此運動規(guī)律，作滑塊和板料位移圖。 圖2.5位移圖 2.5.2作滑塊和板料的速度線圖(v-t曲線) 根據(jù)微分法，速度的表示公式為： dy在圖2-5位移圖中表示ds，而dx在圖2-5位移圖中表示dt。 并且α在圖2-5位移圖中表示所在點時的切線的傾角。 從圖中我們可以知道,速度V與位移圖中所在點時的切線的傾角，也就是在位移圖中該點處的斜率成正相關(guān)關(guān)系。 其中K為極距，單位為mm 按照此運動規(guī)律，作滑塊和板料速度圖。 圖2.6速度圖 2.6小結(jié) 本章首先對沖床自動送料機構(gòu)

23、進行了總體方案的選擇和送料方式的選擇。再在原始尺寸的基礎(chǔ)下對機構(gòu)的尺寸進行了詳細的計算，方便于以后對機構(gòu)更深的設(shè)計和分析。最后對機構(gòu)的運動原理進行了詳細，以便對機構(gòu)進行全面的了解。 3沖床自動送料機構(gòu)的設(shè)計 3.1上下輥的尺寸 這個機構(gòu)中有兩個輥子，分為上下輥軸，它們也是機構(gòu)在工作時的主要零件。在沖床工作中，上下輥軸分別與材料接觸 。 本設(shè)計的主動輥為下輥。 其直徑 S為送料距離（mm）,為搖桿擺角，一般 從動輥直徑可設(shè)計的稍小些。 從推薦的中心距離系列中暫時選擇， 3.2壓緊

24、裝置 在自動送料過程中，板料之所以能向前行進，是由于其被上下輥固定住，再由上輥的向前進帶動著向前進。所以需要選擇一個合適的壓緊裝置，避免板料未被壓緊，或是被壓得太緊而造成表面斷裂等情況出現(xiàn)。 根據(jù)實際情況，既要保護板料不受損傷，又要壓緊板料，我選擇了板簧式壓緊裝置。 圖3.1板簧實物圖 如圖3-1，其截面是長方形，并合在一起形成的長圓弧形彈簧鋼。所以這種構(gòu)造是板簧由于其他壓緊裝置的優(yōu)勢，其具有一定程度的阻尼以及彈簧功能。這樣的功能運用于本設(shè)計中，可既完成壓緊，又可保護板料的性能不受損壞。 3.3抬輥裝置 在送料過程中，既然有了壓緊裝置來壓緊輥子，那就也需要抬輥裝置來放松輥子，畢

25、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(diào)整。 本次設(shè)計機構(gòu)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(diào)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(shè)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(xiàn)，就巧妙和簡便

26、的達到了抬輥要求。 圖3- 2手柄示意圖 第一次抬輥，由于是第一放料，還沒開始送料，所以選擇用手柄這樣更合理的方式。但第二次抬輥，是送料完成后，將要切料，此時需要抬輥。所以我選擇了撞桿式抬輥裝置，當送料完成后，如圖3-2，板料撞到了裝置，給到信號，裝置就講上輥抬起。 圖3.3 抬輥裝置原理圖 3.4驅(qū)動機構(gòu) 3.4.1曲柄搖桿機構(gòu)尺寸 由上面的計算可得曲柄搖桿機構(gòu)尺寸： 曲柄 lO1A =50.23 mm 連桿 L=1300 mm 搖桿 R=180 mm 曲柄轉(zhuǎn)動中心和大齒輪轉(zhuǎn)動中心距O1O2=1303.6 mm lO1A2+ O1O22 < L2

27、+ R2 所以此曲柄搖桿機構(gòu)滿足傳動要求。 3.4.2曲柄滑塊機構(gòu)尺寸 由上面的計算可得曲柄滑塊機構(gòu)尺寸： 曲柄lO1A =40mm e=0 搖桿lAC=560mm>96.54mm 則曲柄滑塊機構(gòu)尺寸的設(shè)計如此，滿足要求。 3.5間歇運動機構(gòu) 由第二章可知，在機構(gòu)自動送料過程中，機構(gòu)送料是周期循環(huán)的，而輥軸也是要周期性的間歇轉(zhuǎn)動的。因為不是一直不停的送料，是要停下一會以有時間切料的。這時就需要間歇機構(gòu)來控制機構(gòu)。 間歇運動機構(gòu)也是通過控制輥軸來實現(xiàn)其功能的，如圖3-6，綜合考慮，棘輪機構(gòu)是最符合以上要求的。 圖3.4 棘輪機構(gòu)示意圖 3.6其它零件 本次設(shè)計中

28、所用到的緊固零件等其他零件，無需經(jīng)過自己計算，都是通過手冊選取的標準件。 另外，為板料能送到指定位置，不受速度、慣性等外界因素的影響，會在輥軸的頂端部分安裝制動器。 3.7離合器 可知間歇機構(gòu)使輥軸間歇性運動，同時也需要離合器來控制輥軸的停歇。如圖3-6。 圖3.5離合器結(jié)構(gòu)圖 3.8小結(jié) 本章是對機構(gòu)的零件以及機構(gòu)的設(shè)計，是對沖床機構(gòu)更詳細的設(shè)計。首先分析了上下輥軸的尺寸，再根據(jù)計算得出詳細尺寸。再分別對壓緊裝置、抬輥裝置、驅(qū)動機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)進行分析說明，并選擇了最適合本次設(shè)計的裝置和機構(gòu)。最后再說明了機構(gòu)的其他零件的選擇和離合器的選擇。

29、 4齒輪的設(shè)計及校核 本次送料機構(gòu)中有一對齒輪傳動，大齒輪帶動小齒輪，小齒輪和上輪輥一起帶動板料前進，從而達到自動送料的目的。 由于胚料比較薄，所以對齒輪的性能有一對要求，以保證板料不被擠壓損壞，順利完成送料。 圖4.1齒輪示意圖 由于只有達到傳動的要求，對傳動比沒有嚴格要求.故查資料小齒輪（下輥軸）的材料用40Cr，硬度取為260HB。大齒輪的材料用45剛，硬度取為240HB。 4.1齒輪的初步設(shè)計 小齒輪軸上； 根據(jù)經(jīng)驗，由模數(shù)取值表， 取m=4.5 ； 初取小齒輪齒數(shù)，小齒輪齒數(shù) ； 小齒輪分度圓直徑d1=m

30、z1=4.527=120mm ； 大齒輪分度圓直徑d2=mz2=4.553=240mm ； 則可算得大小齒輪中心距a=m(z1+z2)/2=4.5*(27+53)/2=180mm ； 取小齒輪齒寬b1=60mm，大齒輪齒寬b2=50mm ； 由轉(zhuǎn)數(shù)，在《機械設(shè)計》中圖12.17c 查得 小齒輪的齒面接觸疲勞極限 ； 大齒輪的齒面接觸疲勞極限 4.2齒面接觸疲勞強度驗算 由于大小齒輪互相嚙合運動，所以； 根據(jù)參考文獻七中可選得齒輪傳動的精度為8級精度； 根據(jù)參考文獻七中12.9可選得； 根據(jù)參考文獻七中圖12.9可選得

31、 齒輪的圓周力 而 又 即可算得重合度系數(shù) 則可算得齒間載荷分配系數(shù) 根據(jù)參考文獻七中表12.11，可求得 綜上可求得載荷系數(shù) 根據(jù)表參考文獻七中12.12可選得彈性系數(shù) 根據(jù)圖參考文獻七中12.16可選得 根據(jù)表參考文獻七中12.14可選得 工作時間=24000h 根據(jù)表參考文獻七中12.15，估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的取值范圍為10， 并且選取m=8.79 則小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 = 大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 根據(jù)參考文獻七中圖12.18小齒輪的接觸壽命系數(shù)ZN1=1.18 大齒輪的接觸壽命系數(shù)ZN2 =1.1

32、9 則可算得小齒輪的許用接觸應(yīng)力 大齒輪的許用接觸應(yīng)力 從而可算得齒面接觸疲勞強度 則可看出齒面接觸疲勞強度小于許用齒面接觸疲勞強度，滿足要求。 4.3齒根彎曲疲勞強度驗算 首先算得 可算得齒間載荷分配系數(shù)=1.45 先算得b/h=60/(4 根據(jù)參考文獻七中圖12.14可選得齒向載荷分布系數(shù) 綜上可算得載荷系數(shù)=3.74 根據(jù)參考文獻七中圖12.21可選得小齒輪的齒形系數(shù)

33、 大齒輪的齒形系數(shù) 根據(jù)參考文獻七中圖12.22可選得小齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 大齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 根據(jù)參考文獻七中圖12.23c可選得小齒輪的彎曲疲勞極限 大齒輪的彎曲疲勞極限 根據(jù)參考文獻七中表12.14可選得齒輪的彎曲最小安全系數(shù)為 根據(jù)參考文獻七中表12.15可選得應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 的取值范圍為 并且選取m=49.91 可計算得小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 ==24.48107 大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為=12.27107

34、 根據(jù)參考文獻七中圖12.24可選得小齒輪的彎曲壽命系數(shù)為 大齒輪的彎曲壽命系數(shù)為 根據(jù)參考文獻七中圖12.25可選得尺寸系數(shù) 綜上可計算出 小齒輪的許用彎曲應(yīng)力=316.8MPa 大齒輪的許用彎曲應(yīng)力 驗算小齒輪的彎曲應(yīng)力=84.98MPa<[] 大齒輪的彎曲應(yīng)力=85.13MPa<[] 由上面的計算可知大小齒輪的彎曲應(yīng)力都小于其許用彎曲應(yīng)力，滿足要求。 4.4小結(jié) 本章對機構(gòu)中所使用的齒輪進行了系統(tǒng)的計算和校核。首先對齒輪進行初步計算，再對齒輪的齒面接觸疲勞強度和根彎曲疲勞強度進行驗算。最后所選擇的齒輪滿足機構(gòu)使用要求。 5軸的設(shè)

35、計及校核 本次沖床自動送料機構(gòu)有上下兩個輪輥和一個大齒輪，所以機構(gòu)采用了三根軸，分別是上下輥軸和大齒輪軸。上輥軸起固定作用，而下輥軸和大齒輪軸上零件偏多，結(jié)構(gòu)復雜。故只對下輥軸和大齒輪軸進行校核。 軸徑可以按照扭轉(zhuǎn)強度進行初算，計算公式為： 式中P------軸所傳遞的功率（kw） n-----軸的轉(zhuǎn)速（r/min） A----由軸的許用應(yīng)力所確定的系數(shù) 5.1下輥軸的校核 由于對下輥軸的材料沒有特殊要求 所以選用下輥軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì) 圖5.1 下輥軸示意圖 下輥軸的計算步驟如下： 圖 5.2齒輪受力圖 如圖5-2，齒輪

36、的受力圖，首先要知道轉(zhuǎn)矩 則可求出下輥軸的圓周力為 =550N 再能算出下輥軸的徑向力為 =256.47N 根據(jù)圖5-2，可由此算出下輥軸的支撐反力為 =439.82N 根據(jù)圖5-2，可由此算出下輥軸的水平面反力為 =337.18N 根據(jù)上面的計算，可首先畫出下輥軸的彎矩圖如下 圖5.3下輥軸的彎矩圖 根據(jù)上面的計算，受力分析可得下輥軸的水平面受力圖如下 圖5.4下輥軸的水平面受力圖 則根據(jù)圖5-4，可算出下輥軸的垂直面反力分別為

37、 根據(jù)上面的計算，受力分析可得下輥軸的垂直面受力圖如下 圖5.5下輥軸的垂直面受力圖 再綜上可畫出下輥軸的彎矩圖如下 圖5.6下輥軸的彎矩圖 根據(jù)參考文獻七中表16.3可選得下輥軸的許用應(yīng)力分別為， 則可算出下輥軸的應(yīng)力校正系數(shù)為=0.58 根據(jù)上面的計算，可首先畫出下輥軸的轉(zhuǎn)矩圖如下 圖5.7下輥軸的彎矩圖 根據(jù)圖5-7，則下輥軸的當量轉(zhuǎn)矩分別為 ； 再根據(jù)上面所有的計算，再得出下輥軸的彎矩圖如下 圖5.8下輥軸的彎矩圖 下輥軸的軸徑1為=14.26mm<40mm 根據(jù)計算可知軸徑1滿足要求。 下輥軸的軸徑2為=18.32m

38、m<26mm 根據(jù)計算可知軸徑2也滿足要求。 綜上，下輥軸的所有校核都符合要求，則下輥軸合格，可用于本次設(shè)計的自動送料機構(gòu)。 5.2大齒輪軸的校核 選取的大齒輪軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理 取，于是得大齒輪軸的最小軸徑為 圖5.9 大齒輪軸示意圖 大齒輪軸的計算步驟如下： 圖5.10 大齒輪受力圖 首先計算出大齒輪軸受的力 如圖5-2，齒輪的受力圖，首先要知道轉(zhuǎn)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(jù)圖5-10，可由此算出大齒輪軸的支撐反力分別為 =439.82N 根據(jù)圖5-10，可由此算出大齒輪軸

39、的水平面反力為 =337.18N 根據(jù)上面的計算，可首先畫出大齒輪軸的彎矩圖如下 圖5.11大齒輪軸的彎矩圖 根據(jù)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5.12大齒輪軸的水平面受力圖 則根據(jù)圖5-4，可算出大齒輪軸的垂直面反力分別為 =809.57N =946.9N 根據(jù)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5.13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 圖5.14大齒輪軸的彎矩圖 根據(jù)參考文獻七中表16.3可選得大齒輪軸的許用應(yīng)力分別為 ; 則可算出

40、大齒輪軸的應(yīng)力校正系數(shù)為=0.64 根據(jù)上面的計算，可首先畫出大齒輪軸的轉(zhuǎn)矩圖如下 圖5.15大齒輪軸的轉(zhuǎn)矩圖 根據(jù)圖5-15，則大齒輪軸的當量轉(zhuǎn)矩分別為 ； 再根據(jù)上面所有的計算，再得出大齒輪軸的彎矩圖如下 圖5.16大齒輪軸的彎矩圖 大齒輪軸的軸徑1為=17.71mm<40mm 根據(jù)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(jù)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(shè)計的自動送料機構(gòu)。 5.3小結(jié) 本章主要構(gòu)中所使用的兩個軸進了系統(tǒng)的計算和校核。首先對下輥軸進行了

41、詳細的計算和校核，再對大齒輪軸進行了計算和校核。最后所選擇的兩個軸都滿足機構(gòu)使用要求。 6 軸承的設(shè)計和校核 機構(gòu)中軸承都選用深溝球軸承,也都是選用d=40mm 6008型的 6.1第一對軸承的校核 首先計算出出第一對軸承的徑向載荷=844N 根據(jù)上面的計算可知第一對軸承的轉(zhuǎn)速； 第一對軸承的軸向載荷=0 N 而=0/9420=0 根據(jù)參考文獻七中表18.7可得e=0.16 又可計算得=0/8440

42、承的沖擊載荷系數(shù)=1.2 綜上，可算出第一對軸承的當量動載荷=1012.8N 而我預計第一對軸承的預期使用壽命為= 再根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可計算出第一對軸承的額定動載荷=6335.27N 而6008型的深溝球軸承基本額定動載荷為=13200N 可知計算出的第一對軸承的額定動載荷遠遠小于基本額定動載荷，<，則選用的軸承滿足機構(gòu)使用要求。 6.2第二對軸承的校核 首先計算出出第二對軸承的徑向載荷=952N 根據(jù)上面的計算可知第二對軸承的轉(zhuǎn)速 第二對軸承的軸向載荷也等于零，=0N 而=0/9420=0 根據(jù)表18.7可得e=0.16 又可計算得=0/952 ，0

43、考文獻七中表18.7，可得X=1，Y=0 又根據(jù)參考文獻七中表18.8可得第二對軸承的沖擊載荷系數(shù)=1.2 綜上，可算出第二對軸承的當量動載荷 =1142.4N 而我預計第二對軸承的預期使用壽命為= 再根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可計算出第二對軸承的額定動載荷 =4588N 而6008型的深溝球軸承基本額定動載荷為=13200N 可知計算出的第二對軸承的額定動載荷遠遠小于基本額定動載荷，<，則選用的軸承滿足機構(gòu)使用要求。 6.3小結(jié) 本章對機構(gòu)中的兩對軸承進行了系統(tǒng)的計算和校核。首先對第一對軸承進行了計算和校核，再對第二對軸承進行了計算和校核。最后所選擇的兩對軸承都滿 足機構(gòu)使用要求。

44、 7 鍵的設(shè)計和校核 鍵是標準件，用來實現(xiàn)軸上軸向固定和周向固定。此次設(shè)計采用了四個鍵，分別是3個普通平鍵和1個圓頭楔鍵。 7.1第一個平鍵的設(shè)計和校核 圖 7.1 平鍵連接受力圖 1.選擇鍵連接的類型和尺寸 根據(jù)實際情況，首先選用平鍵連接。，類型選用圓頭普通平鍵（A型）。 2.校核鍵連接的強度 可知鍵，軸和輪轂的材料都是鋼； 根據(jù)上面的計算可知第一個平鍵傳遞的 根據(jù)參考文獻七中查表可得 由于鍵的長度要稍小于所在軸段，則第一個平鍵鍵長為22mm。 根據(jù)參考文獻七中查表7.1可得第

45、一個平鍵的許用擠壓應(yīng)力為 綜上可算出第一個平鍵能傳遞的轉(zhuǎn)矩為 根據(jù)上面的計算可知第一個平鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大于平鍵能傳遞的基本轉(zhuǎn)矩，則第一個平鍵滿足機構(gòu)使用要求。 7.2第二個平鍵的設(shè)計和校核 1.選擇鍵連接的類型和尺寸 根據(jù)實際情況，首先選用平鍵連接。，類型選用圓頭普通平鍵（A型）。 2.校核鍵連接的強度 可知鍵，軸和輪轂的材料都是鋼； 根據(jù)上面的計算可知第二個平鍵傳遞的 根據(jù)參考文獻七中查表可得 由于鍵的長度要稍小于所在軸段，則第二個平鍵鍵長為45mm。 根據(jù)參考文獻七中查表7.1可得第二個平鍵的許用擠壓應(yīng)力為 綜上可算出第一個平鍵能傳遞的轉(zhuǎn)矩為 根

46、據(jù)上面的計算可知第二個平鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大于平鍵能傳遞的基本轉(zhuǎn)矩，則第二個平鍵滿足機構(gòu)使用要求。 7.3第三個平鍵的設(shè)計和校核 1.選擇鍵連接的類型和尺寸 根據(jù)實際情況，首先選用平鍵連接，類型選用圓頭普通平鍵（A型）。 2.校核鍵連接的強度 可知鍵，軸和輪轂的材料都是鋼； 根據(jù)上面的計算可知第三個平鍵傳遞的 根據(jù)參考文獻七中查表可得 由于鍵的長度要稍小于所在軸段，則第三個平鍵鍵長為33mm。 根據(jù)參考文獻七中查表7.1可得第三個平鍵的許用擠壓應(yīng)力為 綜上可算出第一個平鍵能傳遞的轉(zhuǎn)矩為 根據(jù)上面的計算可知第二個平鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大于平鍵能傳遞的基本轉(zhuǎn)矩，則第二個平

47、鍵滿足機構(gòu)使用要求。 7.4小結(jié) 本章主要對機構(gòu)中所使用三個平鍵進行了系統(tǒng)的計算和校核。首先對第一個平鍵進行了計算和校核，再對第二個平鍵進行計算和校核，最后對第三個平鍵進行計算和校核?？芍x擇的齒輪滿足機構(gòu)使用要求。 8 零件的潤滑 8.1齒輪的潤滑 齒輪均采用脂潤滑，工人在大概240個小時用脂潤滑一次，保證齒輪能長期正常使用。 由于鈣基潤滑脂，防水性好，能在環(huán)境惡劣中保持性能。所以潤滑脂選用的是鈣基潤滑脂。 圖8.1 鈣基潤滑脂實物圖 8.2軸承潤滑 設(shè)計中軸承的潤滑均采用黃油潤滑，工人在大概200個小時用脂潤滑一次，保證軸承的功能能長期正常使用。 黃油也是鈣基潤滑

48、脂，色黃，像豬油，是其的一種俗稱。由于鈣基潤滑脂2號，一般使用在中速輕荷的中小型機械的滾動軸承中。所以這次設(shè)計中軸承選用的潤滑脂是黃油。 圖8.2 黃油實物圖 8.3小結(jié) 本章對齒輪和軸承的潤滑進行了說明和選擇，根據(jù)實際情況和上面的計算選擇的潤滑最適合本次設(shè)計中的零件。 9. 密封和注意事項 9.1軸承的密封 密封的目的： 1. 避免臟污進入，保持軸承的清潔。 2. 避免潤滑脂泄露，保證軸承潤滑，正常工作。 3. 降低噪音。 4. 延長軸承的使用壽命。 型號與它所配套的軸承的內(nèi)外徑和厚

49、度有關(guān) 查油封型號表，選用油封型號18407。 圖9.1密封圈實物圖 9.2注意事項 在操作沖床過程中，有一定危險性，所以需要注意安全。 1.在操作過程中，不要有大的動作或移動，防止身體失去平衡 2.不要用機床做太多太難的動作 3.不要將頭手等肢體和皮膚伸到材料的移動部分，發(fā)生損傷 4.材料需符合使用要求，不能在使用過程中突然斷裂或變形 5.應(yīng)清楚地標示機床的危險處 9.3小結(jié) 本章首先對機構(gòu)中零件軸承的密封進行了說明和選擇，再詳細的把沖床的使用注意事項列舉出來，以便能安全的使用。

50、 總結(jié) 傳統(tǒng)沖床機構(gòu)是由人工送料，耗時長且工作效率低，所以采用了本次設(shè)計的 沖床自動送料機構(gòu)，提高機床運動效率，降低人力。 首先選擇機構(gòu)的總體方案設(shè)計和送料的方式，再對機構(gòu)進行詳細的設(shè)計。設(shè)計中根據(jù)原始數(shù)據(jù)計算出了機構(gòu)的尺寸，再對機構(gòu)中所要用到的裝置和機構(gòu)，如壓緊裝置、抬輥裝置、驅(qū)動機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)進行分析說明。最后對機構(gòu)中所用到的零件進行計算和校核。 可知根據(jù)本次設(shè)計中首先計算出的尺寸，和后面機構(gòu)裝置的選擇，以及機構(gòu)中主要零件的計算和校核。達到了設(shè)計的目的和要求。 結(jié)束語 這次畢業(yè)設(shè)計是進入大

51、學以來最重要的課堂理論知識與實踐相結(jié)合的過程。在從開始拿到這個題目時到現(xiàn)在，經(jīng)過了大半年。過程中很緊張擔憂，出現(xiàn)這樣的狀況，最主要的原因是自己對相關(guān)的專業(yè)知識掌握的還不夠扎實。在設(shè)計中，我不斷鉆研，反復思考，反復修改，終于，在自己的不斷努力當中完成了自己所擔負的設(shè)計任務(wù)。設(shè)計當中我用到了《機械設(shè)計課程設(shè)計》，《機械設(shè)計》等相關(guān)專業(yè)理論知識，翻閱了學過的關(guān)于力學、制圖、公差方面的書籍如《理論力》《機械制圖》《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，在圖書館借閱了沖床和沖壓模具方面的文獻和書籍如《沖床的數(shù)控改造及全自動送料裝置的研制》《沖床自動送料機的原理與設(shè)計》《沖壓模具》。綜合運用了與此相關(guān)的各種理論知識，尤

52、其是CAD，深刻認識到它對于機械設(shè)計人員的重要性。 這次畢業(yè)設(shè)計中最讓我獲益的是，增長了獨立自主學習的能力。當我一籌莫展時，我首先去圖書館借書。在那些書中我知道了沖床是什么，它自動送料的意義，我應(yīng)該怎樣開始著手。雖然過程很辛苦，但我沒有放棄，這是讓我最值得驕傲的地方。在以后的學習和生活中，我肯定會面臨更過更大的困難，那是沒有老師同學幫助我，我得靠自己。我必須得選擇堅持，放棄是懦弱的。所以我現(xiàn)在就應(yīng)該不懼困難，做好畢設(shè)。 這次畢業(yè)設(shè)計運用了很多專業(yè)知識，很多是大二大三所學。好些知識已經(jīng)忘記，但我沒有氣餒，我就去查閱了許多文獻和書籍。這些都鍛煉了我的自學能力和動手實踐能力，獲得了很大的成就感。

53、但我知道我的知識還不夠，還需要更多的學習。我也對機械這個行業(yè)有了更深的了解，產(chǎn)生了更大的趣味性。我更感受這個專業(yè)的重要性，需要運用于實踐。如果用心去做，就會發(fā)現(xiàn)機械這個行業(yè)的趣味性，并不是那么枯燥乏味。 未來我還要面臨更多的困難和挑戰(zhàn)，而我也不會像在學校有這么多的幫助。所以我就更需要多學習多經(jīng)歷。這次畢業(yè)設(shè)計就恰好的達到了鍛煉自己的目的，我很感謝有這樣的一次機會，也為我以后的工作和學習奠定了一個非常好的基石，以后能取得更大的進步。 參考文獻 [1]南雷英，戚春曉，孫友松.沖壓生產(chǎn)自動送料技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展概況[J].鍛壓裝備與

54、 制造技術(shù)，2006（2）：18-20. [2]焦連岷.沖床的數(shù)控改造及全自動送料裝置的研制[D].南京：南京理工大學，2007. [3]王振寧，張學良.沖壓機自動送料機構(gòu)氣動系統(tǒng)及PLC控制[J].液壓與氣動，2003 （10）:49-50. [4]徐剛，魯潔，黃才元.金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004（4）：16-22. [5]張新華，俞震初.沖床自動送料機的原理與設(shè)計[J].鍛壓技術(shù)，1993,18（5）：46-49. [6]張新華，魯志康，趙建躍.沖床自動送料機的PLC控制與設(shè)計[J].鍛壓技術(shù)，2000，

55、 25（2）：44-46. [7]魯世紅，金龍，杜超.卷板機自動送料技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].鍛壓技術(shù)，2017,42(7):1-5.5 致 謝 我歷時將近兩個月時間終于把這篇論文寫完了,在這段充滿奮斗的歷程中,帶給我的學生生涯無限的激情和收獲。在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙,都在同學和老師的幫助下度過了。在校圖書館查找資料的時候,圖書館的老師給我提供了很多方面的支持與幫助,尤其要強烈感謝我的論文指導老師張老師。有她對我進行了不厭其煩的指導和幫助,無私的為我進行論文的修改和改進,就沒有我這篇論文的最終完成。在此,我向指導和幫助過我

56、的老師們表示最衷心的感謝! 同時,我也要感謝本論文所引用的各位學者的專著,如果沒有這些學者的研究成果的啟發(fā)和幫助,我將無法完成本篇論文的最終寫作。至此,我也要感謝我的朋友和同學,他們在我寫論文的過程中給予我了很多有用的素材,也在論文的排版和撰寫過程中提供熱情的幫助!金無足赤,人無完人。由于我的學術(shù)水平有限,所寫論文難免有不足之處,懇請各位老師同學批評和指正! 附錄A 外文文獻 Stress Analysis of Stamping Dies 作者：R. S. Rao

57、 來源： Journal of Materials Shaping Technology 發(fā)表時間： 1989-06-15 數(shù)據(jù)庫 Springer期刊 Abstract: Experimental and computational procedures for studying deflections, flit, andalignment characteristics of a sequence of stamping dies, housed in a transfer press, are pre-sented. Die loads ar

58、e actually measured at all the 12 die stations using new load monitors and used as input to the computational procedure. A typical stamping die is analyzed using a computational code, MSC/NASTRAN, based on finite element method. The analysis is then extended to the other dies, especially the ones w

59、here the loads are high. Stresses and deflections are evaluated in the dies for the symmetric and asymmetric loading conditions. Based on our independent die analysis, stresses and deflections are found to be reasonably well within the tolerable limits. However, this situation could change when the

60、stamping dies are eventually integrated with the press as a total system which is the ultimate goal of this broad research program. INTRODUCTION Sheet metal parts require a series of operations such as shearing , drawing , stretching , bending , and squeezing. All these operations are

61、carried out at once while the double slide mechanism descends to work on the parts in the die stations, housed in a transfer press [1]. Material is fed to the press as blanks from a stock feeder. In operation the stock is moved from one station to the next by a mechanism synchronized with the motion

62、 of the slide. Each die is a separate unit which may be independently adjusted from the main slide. An automotive part stamped from a hot rolled steel blank in 12 steps without any intermediate anneals is shown in Figure 1. Transfer presses are mainly used to produce different types of automot

63、ive and aircraft parts and home appliances. The economic use of transfer presses depends upon quantity production as their usual production rate is 500 to 1500 parts per hour [2]. Although production is rapid in this way, close tolerances are often difficult to achieve. Moreover, the presses produce

64、 a set of conditions for off-center loads owing to the different operations being performed simultaneously in several dies during each stroke. Thus, the forming load applied at one station can affect the alignment and general accuracy of the operation being performed at adjacent stations. Another pr

65、actical problem is the significant amount of set-up time involved to bring all the dies into proper operation. Hence, the broad goal of this research is to study the structural characteristics of press and dies combination as a total system. In this paper, experimental and computational procedures f

66、or investigating die problems are presented. The analysis of structural characteristics of the transfer press was pursued separately [3]. A transfer press consisting of 12 die stations was chosen for analysis. Typical die problems are excessive deflections, tilt, and misalignment of the upperand lower die halves. Inadequate cushioning and offcenter loading may