半自動(dòng)平壓模切機(jī)的設(shè)計(jì)

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1、半自動(dòng)平壓模切機(jī) 摘要 機(jī)械設(shè)計(jì)是工科高等學(xué)校機(jī)械類，機(jī)電類等專業(yè)必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，我們?cè)趯W(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也應(yīng)更 加注重對(duì)知識(shí)的整體運(yùn)用和實(shí)踐。作者設(shè)計(jì)的半自動(dòng)平壓模切機(jī)是印刷包裝行業(yè)壓制紙盒、紙箱等紙制品的專用設(shè) 備。本文從擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖出發(fā)，通過(guò)查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，比較不同方案，選擇了最合適的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 并且對(duì)其工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幾何參數(shù)進(jìn)行了深刻的分析和探討。作者運(yùn)用優(yōu)秀的 Auto cad 將設(shè)計(jì)的裝置形象， 直觀的描繪出來(lái)了。該模切機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，效率高，易操作的特點(diǎn)。由于某些原因，沒(méi)有上傳完整的畢業(yè) 設(shè)計(jì)（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、相關(guān)圖紙

2、CAD/PRQE中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi) 容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請(qǐng)聯(lián)系我的叩扣 : 二二壹五八玖一壹五一 關(guān)鍵詞： 機(jī)械設(shè)計(jì) 半自動(dòng)平壓模切機(jī) Auto cad Semi automatic die-cutting machine Abstract Mechanical design is an engineering college machinery, electrical and other specialized types of a compulsory basic course of technology, we study the

3、 basic knowledge at the same time, should also pay more attention to the knowledge of the overall application and practice. The author designed semi-automatic die-cutting machine is the printing and packaging industry press boxes, cartons and other paper products and special equipment. This paper pr

4、oposed the motion cycle chart from the start, through the search of mechanical design manual, comparison of different options, select the most suitable transmission system and executing mechanism, and its working principle, structure design and geometric parameters of an in-depth analysis and discus

5、sion. The excellent Auto CAD will design the device image, intuitive outlined. The cutting machine has the advantages of simple structure, compact structure, high efficiency, easy to operate. Key words: Mechanical Design Semi automatic die-cutting machine AutoCAD 第一章 概述 1.1 課題來(lái)源 本課題屬于自主選題，其研究目標(biāo)為

6、設(shè)計(jì) 可對(duì)各種規(guī)格的紙板、厚度在 4mm以下的瓦楞紙板，以及各種高級(jí) 精細(xì)的印刷品進(jìn)行壓痕、切線、壓凹凸的模切機(jī)。本論文主要研究 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)主要零部進(jìn)行 力和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，并要 繪制所設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，繪制模切機(jī)的裝配圖和重要零件的零件圖。 1.2 課題研究目的及意義 平壓平 模切 機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的最普遍的類型，也是國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家最多的機(jī)型。平壓平 模切 機(jī)可以用于各 種類型的 模切 ，既能 模切瓦楞紙 板、 卡紙 、 不干膠 ，又能 模切橡膠 、海綿、金屬板材等，既能人工續(xù)紙半 自動(dòng)模切 ， 也能全 自動(dòng) 高速聯(lián)動(dòng) 模切 。半自動(dòng)平壓模切機(jī)的精準(zhǔn)度比

7、比一般的模切機(jī)要高。他的工作原理最具有代表性的。所 以研究它也及其重要。 平壓平模切機(jī)分為立式、臥式兩種。立式模切機(jī)俗稱“老虎嘴”機(jī)，其特點(diǎn)是精準(zhǔn)度比圓壓圓模切機(jī)好，售價(jià) 便宜，突出的缺點(diǎn)是安全系數(shù)低，多年來(lái)始終沒(méi)有徹底解決杜絕傷殘事故問(wèn)題，工傷事故時(shí)有發(fā)生，在當(dāng)今國(guó)家重 點(diǎn)保證人身安全并已立法的大環(huán)境下，如果還是解決不了安全問(wèn)題，必然要退出市場(chǎng)。臥式模切機(jī)分為半自動(dòng)模切 機(jī)、全自動(dòng)模切機(jī)以及帶清廢和不帶清廢四種。它們的共同特點(diǎn)是精準(zhǔn)度比較準(zhǔn)確，效率比“老虎嘴”機(jī)高，比圓 壓圓低，處于中位。 近二十年來(lái)， 平壓 模切 機(jī)是使用最廣泛且技術(shù)發(fā)展最快的機(jī)型。 萬(wàn)丈高樓平地起， 作為一

8、個(gè)剛剛畢業(yè)的大學(xué)生， 要想有自己的技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)技術(shù)創(chuàng)新，就得先搞懂基本設(shè)備的基本原理。為以后實(shí)現(xiàn)模切機(jī)的數(shù)字化和智能化做 準(zhǔn)備。 8 第二章方案選型 2.1根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 為保證機(jī)器的正常運(yùn)行，防止出現(xiàn)卡紙，空壓等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，個(gè)個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作, 并且保證機(jī)構(gòu)的運(yùn)行到準(zhǔn)確的位置。在設(shè)計(jì)半自動(dòng)平壓模切機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，我主要確定沖壓模切，走紙兩個(gè)執(zhí)行 構(gòu)件的先后順序。 各部件運(yùn)動(dòng)分析 1主軸轉(zhuǎn)角運(yùn)算 選擇案速箱的輸出軸為運(yùn)動(dòng)分析主軸，平面六桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù) K=1.3,根據(jù)機(jī)械原理有關(guān)知識(shí) 9 = 180^ = 23.5 5并知

9、該運(yùn)動(dòng)周期以 156.5 =180 -23.5 為分界點(diǎn)，分為 0— ——156.5 和 156.50 — K+1 360兩個(gè)過(guò)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(kāi)始，在平面六桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下向上移動(dòng)至預(yù)定模切位置， 進(jìn)行沖壓模切；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為156.50 --360 ,下模完成模切動(dòng)作，快速急回運(yùn)動(dòng)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(dòng)）沒(méi)有嚙合運(yùn)動(dòng)，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(dòng)鏈輪鏈條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行走紙運(yùn)動(dòng)

10、。 4、夾緊裝置的分析 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0 ---156.5 ,帶動(dòng)夾子的凸輪走過(guò)推程，進(jìn)入遠(yuǎn)休止使剛性彈簧夾完成夾紙動(dòng)作；當(dāng)主軸轉(zhuǎn) 角為156.50 --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)。 表2-1主軸轉(zhuǎn)角與機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 主軸轉(zhuǎn)角 0 156.5 360 走紙機(jī)構(gòu) 停止 運(yùn)動(dòng) 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） 2.2 送料模切機(jī)構(gòu)選型 送料： 1,紙板的輸送：a雙列鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；b帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 選用a雙列鏈采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ①采用鏈輪更易固定紙板夾子； ②鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是多對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，承載

11、能力大，傳動(dòng)效率高，并且可實(shí)現(xiàn)中心距較大的軸間傳動(dòng); ③模切時(shí)摩擦較大，易發(fā)熱，而雙列鏈適合長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下工作。 圖2-1雙列鏈傳動(dòng)正視圖 2,紙板停歇：a凸輪；b特殊齒輪 選用b特殊齒輪鏈輪 ①采用特殊齒輪加工和維修方便，工作可靠； ②易實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與靜止時(shí)間的比例在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)； ③工作時(shí)面接觸為間歇運(yùn)動(dòng)，不易磨損。 主動(dòng)鏈輪做單向間歇運(yùn)動(dòng)，選擇齒輪（4個(gè)）與不完全齒輪（1個(gè)）組合，將鏈條安放在完全齒輪上，在將完全 齒輪與不完全齒輪連接，不完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分別在這兩個(gè)齒輪上裝有凸形和凹形圓弧板，以起到 鎖止弧的作用。  圖2-2 不

12、完全齒輪 圖2-3不完全齒輪嚙合 不完全齒輪的齒數(shù)為15,有齒的部分為108度，無(wú)齒的部分為252度，分度圓r=25cm齒根圓r=23.5cm齒頂圓 r=26.5cm。完全齒輪齒數(shù)為40,模數(shù)m=10.6,齒根圓r=18cm,分度圓r=21.2cm ,齒頂圓r=24cm 。根據(jù)設(shè)計(jì)要求 知不完全齒輪的轉(zhuǎn)速為50r/min 。 3,紙板的固定：a剛性彈簧夾；b普通夾子 選用a剛性彈簧夾 圖2-4 剛性彈簧夾 ①剛性彈簧夾具有剛性彈簧力的作用，不僅可以自動(dòng)的將紙板夾緊，而且可以準(zhǔn)確平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn)走紙運(yùn)動(dòng)； ②能準(zhǔn)確、方便、自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊和松開(kāi)動(dòng)作。 4.夾緊裝置的機(jī)構(gòu) 在送紙后，

13、要將紙板夾緊，因此機(jī)構(gòu)在上升到一 定位置后需要有一段時(shí)間的停歇，所以要選擇具有一端停歇的往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可選取不完全齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)或連 桿機(jī)構(gòu)。 （一） 不完全齒輪 由于不完全齒輪有較大的沖擊力，所以只適合低速輕載場(chǎng)合并且多使用與有特殊要求的專用機(jī)械中，所以我們不采 用它。 （二）連桿機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳遞時(shí)，傳遞路線較長(zhǎng)，易產(chǎn)生較大誤差同時(shí)機(jī)械效率也會(huì)降低，而連桿及滑塊所產(chǎn)生的慣性力難以 用一般平衡方法消除，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)，所以也不采用它。 （三）凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，而且相應(yīng)快速， 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。所以選用凸輪

14、機(jī)構(gòu)很適合。 5平壓模切機(jī)構(gòu) （1）下圖機(jī)構(gòu)為最簡(jiǎn)單的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，不難看出該機(jī)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但完全可以實(shí) 現(xiàn)下模的上下移動(dòng)和沖壓過(guò)程，但由于它的承載能力很差，且下模在進(jìn)行沖壓時(shí)在紙板上停留片刻才能保證壓模效 果，所以不能選用此機(jī)構(gòu)。 24 圖2-5曲柄滑塊機(jī)構(gòu) (2)下面兩個(gè)沖壓機(jī)構(gòu)也能完成工作，但是機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)比較困難，并且傳動(dòng)過(guò)程較長(zhǎng)，能量易損失, 傳動(dòng)效率低，所以不采用這兩種機(jī)構(gòu)。 圖2-6 六桿機(jī)構(gòu) (3)圖是六桿機(jī)構(gòu)，它彌補(bǔ)了方案一承載能力差和方案

15、二傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn) 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載能力強(qiáng)，且機(jī) 構(gòu)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以采用此方案。 2-7 六桿機(jī)構(gòu) 最終選型：紙板的輸送選用雙列鏈輪傳動(dòng)；紙板的停歇殊齒輪組選用特殊齒輪；紙板的固選用剛性彈簧夾，其 中的夾緊機(jī)構(gòu)用凸輪機(jī)構(gòu)；平面模切選用平面六桿機(jī)構(gòu)。 2.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇 根據(jù)機(jī)構(gòu)的功能，運(yùn)動(dòng)規(guī)律的形式，傳動(dòng)精度高低，機(jī)構(gòu)的工作性能，應(yīng)用范圍可調(diào)性，運(yùn)轉(zhuǎn)速度，承載能力， 機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能，加速度峰值，可靠性，經(jīng)濟(jì)性， （制造難易，能耗大?。?，結(jié)構(gòu)緊湊（尺寸，重量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性） 等要求來(lái)選擇方案。 根據(jù)半自動(dòng)平壓切模機(jī)的工作原理，把機(jī)器完成加工要求的動(dòng)作分解成若

16、干種基本運(yùn)動(dòng)。 “半自動(dòng)平壓模切機(jī)” 主要由三大部分組成，即：動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；輸入走紙機(jī)構(gòu)；沖壓模切機(jī)構(gòu)。其中動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又分為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu) 和變速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。輸入走紙機(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)。對(duì)于本機(jī)構(gòu)，我們必須從以下方面做重要分析 （1） 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下模往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)時(shí)，要同時(shí)考慮機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足運(yùn)動(dòng)條件和動(dòng)力條件。 （2） 為滿足機(jī)器工藝需要，各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作在規(guī)定的位置和時(shí)間上必須協(xié)調(diào)，準(zhǔn)確。 （ 3 ）毫無(wú)疑問(wèn)，作為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)工作者，也應(yīng)特別注意合理性和經(jīng)濟(jì)性 備選機(jī)構(gòu)列表: 表2-2 機(jī)構(gòu)類型比較 機(jī)構(gòu) 供

17、選機(jī)構(gòu)類型 紙板的輸送 雙列鏈輪傳動(dòng) 皮帶輪傳動(dòng) 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(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu) 平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 動(dòng)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(dòng)機(jī) 構(gòu) 單級(jí)蝸桿傳動(dòng)機(jī) 構(gòu) 圓錐-圓柱齒輪傳 動(dòng)機(jī)構(gòu) 由上述備選機(jī)構(gòu)中選出3種典型可行方案如下： 方案A:皮帶輪傳動(dòng)----凸輪機(jī)構(gòu)----普通夾子----直動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)----聯(lián)軸器----單級(jí)蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 方案B:雙列鏈輪傳動(dòng)----凸輪機(jī)構(gòu)----普通夾子----直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)----聯(lián)軸器----錐-圓柱齒

18、輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 方案C:雙列鏈輪傳動(dòng)----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(dòng)機(jī) 構(gòu) 方案A 1、示意圖 圖2-8 傳動(dòng)示意圖A 分析與評(píng)定 (1) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析 V 帶雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，成本低廉，沖擊力小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，但是易磨損、打滑，傳動(dòng)效率低，壽命 較短，走紙運(yùn)動(dòng)的精度不高，很難實(shí)現(xiàn)走紙定位與沖壓模切兩者之間的協(xié)調(diào)性。 (2) 機(jī)械動(dòng)力分析 蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)

19、境適應(yīng)好，但傳動(dòng)效率低，易發(fā)熱，不適宜于連續(xù)長(zhǎng)期工作。直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承 受較大的生產(chǎn)阻力，如果長(zhǎng)期在重載條件下工作，直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)將不能滿足沖壓模切的力學(xué)要求； (3) 機(jī)械機(jī)構(gòu)合理性 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用會(huì)造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸和重量都變大。 (4) 機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 使用普通夾子會(huì)降低了生產(chǎn)成本，但由于其易磨損，維修成本大，并且不便于紙板的自動(dòng)化夾緊和松開(kāi)，需要相應(yīng) 輔助手段，經(jīng)濟(jì)成本還是很大。凸輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)也會(huì)是經(jīng)濟(jì)成本增加。 總體上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)很差 方案 B 圖2-9 傳動(dòng)示意圖B 分析與評(píng)定： (1)機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析 下模向上

20、運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模切運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的生產(chǎn)阻力，但是直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)不能承受很大的阻力，所以選用直動(dòng) 推桿凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成沖壓模切并不是很合理；凸輪機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間帶動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，將會(huì)使工作磨損變形產(chǎn) 生的微小誤差積累，這會(huì)造成走紙機(jī)構(gòu)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(dòng)失調(diào)。 (2)機(jī)械動(dòng)力分析 直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)難以承受很大的生產(chǎn)阻力，不便長(zhǎng)期在重載條件下工作，聯(lián)軸器的傳遞效率雖然高，但是減速效 果差。 （ 3）機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用會(huì)造成整體機(jī)構(gòu)的尺寸和重量都變大。使用普通夾子不僅不便于紙板 的自動(dòng)化夾緊和松開(kāi)，而且需要相應(yīng)輔助手段，增加了機(jī)構(gòu)

21、的尺寸。 （ 4）機(jī)械機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性 凸輪機(jī)構(gòu)和錐圓柱齒輪的設(shè)計(jì)、制造較難，用料較大，生產(chǎn)成本較高，況且維修方面的技術(shù)含量較高，經(jīng)濟(jì)成本較 高。 總體上機(jī)械功能的實(shí)現(xiàn)較差 方案 C 2-10 傳動(dòng)示意圖C (1)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析 雙列鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承載能力大，傳動(dòng)效率高，可實(shí)現(xiàn)中心矩較大的軸間傳動(dòng)。雙列鏈輪機(jī)構(gòu)和特殊齒輪在主動(dòng)輪的帶 動(dòng)下完成完成走紙的間歇運(yùn)動(dòng)，并且能準(zhǔn)確配合沖壓

22、模切運(yùn)動(dòng)，精度高 ；V形帶和齒輪的組合傳動(dòng)，功率損失小, 機(jī)械效率高，可靠性高；剛性彈簧夾能自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)紙板的夾緊與松開(kāi) (2)機(jī)械的力學(xué)分析 平面六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，在承受載荷，加速度，耐磨性，制造難易，重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性這些具 體項(xiàng)目的性能明顯優(yōu)于連桿凸輪組合機(jī)構(gòu)，它可以平穩(wěn)的完成模切任務(wù)。如果加上飛輪的調(diào)節(jié)，它能大大的降低因 短時(shí)間承受很大生產(chǎn)阻力而帶來(lái)的沖擊震動(dòng)。所以選擇六連桿機(jī)構(gòu)作為沖壓模切機(jī)構(gòu) (3 ) 機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性 該機(jī)構(gòu)各構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，尺寸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)重量適中。 (4 ) 機(jī)械結(jié)構(gòu)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(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，維修容

23、易，經(jīng)濟(jì)成本低。其他機(jī)構(gòu)性價(jià)比也很高。最重 要是能很好的循環(huán)工作，這才是最大的經(jīng)濟(jì)效益。 綜上所述，從、機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)械動(dòng)力分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性與經(jīng)濟(jì)性這四個(gè)方面綜合考慮，方案 A各方面性能 最優(yōu)。 2.4電動(dòng)機(jī)的選型 表2-3常用原動(dòng)機(jī)類型 運(yùn)動(dòng)形式 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 電動(dòng)機(jī) 柴油機(jī) 油壓馬達(dá) 氣壓馬達(dá) 往復(fù)運(yùn)動(dòng) 直動(dòng)電動(dòng)機(jī)液壓機(jī) 往復(fù)擺動(dòng) 擺動(dòng)油缸擺動(dòng)氣缸  考慮到原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)相匹配，選擇電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)，過(guò)載運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速和控制等方 面都有良好的性能 原始數(shù)據(jù)有每小時(shí)壓制紙板3000張。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所用電機(jī)轉(zhuǎn)速n = 1450r/min

24、, Pc = 2Mi06N,下模移動(dòng)白Wf程長(zhǎng)度H =50士 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(dòng)件的轉(zhuǎn)速 no=3000/60=50r/min 因?yàn)橹鲃?dòng)件轉(zhuǎn)速較低，所以可以選擇轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)，選擇三相異步籠型交流電動(dòng)機(jī)，封 閉式，380V,鋰； 選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)所需的功率 4 其中生產(chǎn)阻力Pc = 2M106行程速比系數(shù)k為1.3 s為有效模切行程、t 為周期，"w為0.96 s s 1.2 m vw "=廠=36^^ =1.769 s k 1 3000 1.3 1 = 3.54 kw 2 106

25、1.2 10 3600 1-3~~ 3000 1.3 1 “軸,”齒 分別為皮帶，軸承，齒輪的效率。 齒二 0.96 0.993 0.982 則=0.895 _ P w Po =一二3.96KW 選取電動(dòng)機(jī)額定功率Pm,使Pm =(1-1.3) Po ,查得Pm = 4kw ,已知工作機(jī)轉(zhuǎn)速1 = 5以小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速”。= 14507rm的 表2-4電動(dòng)機(jī)方案選型 方 案 型號(hào) 額 士 7E 功 率% (k w) 滿載時(shí) 堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩 額 士 7E 轉(zhuǎn) 矩 堵 轉(zhuǎn) 電 流 額 士 7E 電 流 最 大 轉(zhuǎn) 矩 額 士 7E 轉(zhuǎn) 矩 噪 聲 /d

26、B 凈 重 /kg 轉(zhuǎn) 速 r/m in 電 流 /A 效 率 ( %) 功率 因素 cos中 1 Y112M- 4.0 289 8.1 85. 0.87 2.2 7.0 2.2 79 45 2 0 7 5 2 Y112M- 4.0 144 8.7 84. 0.82 2.2 7.0 2.2 74 43 4 0 7 5 3 Y132M1 4.0 960 9.4 84 0.77 2.0 6.5 2.0 71 75 -6

27、0 綜上所述4點(diǎn)，最終選型為：Y112M-4 表2-5 Y112M-4電動(dòng)機(jī)安裝尺寸 型號(hào) 安裝尺寸（mm） 外形尺寸（mm） A B C D E F G H K AB AC AD HD L Y112M- 4 19 0 14 0 70 28 j6 60 8 24 16 0 12 24 5 24 0 19 0 26 5 40 0 AO 3.1 傳動(dòng)比的分配 各級(jí)傳動(dòng)比 1,傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 第三章機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì) 23 .nm i 二— nw 1440 50

28、 =28.8 59 2,分配各級(jí)傳動(dòng)比 i=i帶ii齒「齒,初選i帶=2,則齒輪減速器的傳動(dòng)比為 i 28.8 i帶一 2 = 144 按展開(kāi)式的布置，取…M可算出i飛=3.33,則心詈4.32 3.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。 1 ,各級(jí)轉(zhuǎn)速。 , nm n1 = 一 i帶 1440 2 = 720 rmin n1 n2 =—— i i齒 c n2 n3 =. i 2齒 720 4.32 167 3.33 二 167「min =50 rmin IV工作軸 n4=n3=50rmin

29、 2,各軸功率 I 軸 Pl =Po”帶=3.96M0.96kw =3.8kw ］軸 P2 = PE軸齒=3.8 - 0.99乂 0.98kw =3.96kw 田 軸 P3=P2“軸 ”2齒=3.69 義 0.99乂 0.98kw =3.58kw W 軸 P4 = P3”軸=3.54kw 3,各軸轉(zhuǎn)矩 I 軸 Ti =9550 P1 =9550 網(wǎng) N m =50.4n n1 720 m II 軸 T2 =9550 P2 3 69 - —=9550 369N m =211n n2 167 m 田軸 T3 =9550 P3 3.58

30、 二9550 N m = 684 N n3 50 m IV軸 T4 =9550 P4 3.54 … -9550 N m - 676n i n4 50 m 3.3V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用普通 V帶傳動(dòng)，已知電動(dòng)機(jī)功率P=4kw轉(zhuǎn) 速小=1440外訪，傳動(dòng)比i = 2,每天工作8 小時(shí)，（以下查表，圖均來(lái)自《機(jī)械設(shè)計(jì)》高教地八版 ） mm 1,確定計(jì)算功率Pca,由表8-7查得工作情況系數(shù)Ka = 1.1,故Pca= KAPm=1.lM4kW =4.4kw 2,選擇V帶的帶型，根據(jù)Pca,n1,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

31、： 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=90mm ②驗(yàn)算帶速v 二 dn 60 1000 一二 90 1440 r =6.78 60 1000 min ③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑，d2 d2 =id1 =2 90mm = 180mm 根據(jù)表 8-8 d2=180mm 4,確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld ①根據(jù)式 0.7(d1+d2)Ma。M2(d1+d2)初選中心距 a。= 550mm ②所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 , 、2 2 二(d2-d1) 二 (180-90) Id =2a。 =2 500 — (90 180) 14

32、28mm 2 4ao 2 4 500 由表8-2選取帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld=1400mm ③計(jì)算實(shí)際中心距 Id -Ido a = ao 2 二 500 1440-1428 二486mm 中心距變化范圍為465— 528mm 5,驗(yàn)算小帶輪上的包角 a1 =1800 -(d2 -d1)57.30 /a =180 -(180 -90) ^573 =1690 . 90 486 6,計(jì)算單根V帶的額定功率Pr,由d1=90mm和n1=1440%in , i=2和A帶型，查表8-4b Wipo=0.17kw ,查表8-5 得 ka=0.985,查表 8-2 得 kc=0.96

33、 Pr =(Po ：Po) ka ki =1.064 0.17) 0.98 0.96kw =1.17kw ②計(jì)算V帶的根數(shù)z Pca 4.4 z 3.76 Pr 1.17 取4根。 7計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F。)min,由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m,所以 、(2.5 -ka Pca 2 、(2.5-0.985 4.4 2 (Fo) min =500 qv =500 0.1 6.78 ka z v 0.985 4 6.78 = 130N 應(yīng)使帶實(shí)際初拉力F0 > (F0)min 8,計(jì)算壓軸力最小值 (Fp) =2 z (F0) 1

34、69 min =2 5 130 sin =1294N 2 3.4減速器的齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)此帶式減速器的高級(jí)齒輪傳動(dòng)，已知輸入功率 P〔 = 3.8kw ,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=720r/min ,齒數(shù)比4.32 ,電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)工作壽命15年(設(shè)每年工作300天)兩班制，以下查表，圖均來(lái)自《機(jī)械設(shè)計(jì)》高教地八版 ) 1,選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。 ①選用斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng) ②模切機(jī)為一般工作機(jī)器，速度 b不高，故選用7級(jí)精度(GB 10095-88) 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

35、者材料硬度差為40HBS ④選擇小齒輪z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=20m 4.32=86.4取87, ⑤選取螺旋角，初選一:二140 2,按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2kt Ti u _1 /ZhZe、2 dit 之3 （ ）2 \ 中d ? a U [二H] 1 .確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試選kt =1.6 ②由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh =2.433 ③由圖 10-26 查得% = 0.74,編=0.82,邑=% + %=0.74+0.87=1.61 ④計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， Ni =60mjLh =60父720父1父（2父8M300M15） =3.11 109

36、N2 _ _ 9 3.11 10 4.32 = 7.20 108 ⑤計(jì)算小齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1 =9550 3-8n m=5.04 104N mm 720 ⑥由表10-7選取齒寬系數(shù)4=1 1 ⑦由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa 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 Glim1=600MPa ,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃Hlim2= 550MPa ⑨由圖10-19取得接觸疲勞壽命系數(shù) Khn1=0.91, Khn2=0.96 ⑩計(jì)算接觸疲勞選用應(yīng)力 取失效效率為1%,安全系數(shù)s=1,所以 KHN1；：lim1 [二

37、H]1 0,91 600MPa =546MPa S KHN 2；=lim 2 [0h]2 = =0.96 550MPa=528MPa S [二H]1 [二H]2 _ [；:h] =[-]—[-]- =537MPa 2 2 .計(jì)算 ①試計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t,由計(jì)算公式得而至行1,6父5,04出532 2^33^11 2 1 1,61 4.32 537 d1t _3 91224 ： 45mm ②計(jì)算圓周速度 二d〔tm 二 45 720 , _m v = = = 1.7 m 門(mén) 60 1000 60 1000 s ③計(jì)算齒寬b及模數(shù)mn1 b - ：d

38、d〔t =1 45mm = 45mm dit cos： 45mm cos140 _ _ mnt 2.18 z1 20 h =2.25mnt=2.25 18mm=4.905 b 45 9.17 h 4.905 ④計(jì)算縱向重合度 邙， ：二三0.318：dZ1tan： =0.318 1 20 tan140 =1.586 ⑤計(jì)算載荷系數(shù)k 已知使用系數(shù)ka=1,根據(jù)v=1.7 ms,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv=1.04。 由表10-4用插值法查得7級(jí)精度,S小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置，KHp = 1.32,由表10-3查得KfB= 1.418,2= 9.17,由 圖

39、 10-13 查得 KfP = 1.32 ,由表 10-3 查得 KHa = KFa = 1.2 ,故載荷系數(shù) K = KAKVKHaKHp = 1M1.04M1.2M 1.418 = 1.77 ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑，由式 d = d1t3 : = 453 1 77 c =46.54mm 1.6 d〔cos ： 46.54 cos140 ⑦計(jì)算模效 mn mn = = = 2.26mm zi 2 3,按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 2kT1Y cos2: YFaYSa mn -3 , 2 -V Z%Z12 a ［汨 <1>確定計(jì)算參數(shù) ①計(jì)算載荷系數(shù)

40、 K = KAKvKFaKF -： = 1 1.04 1.32 1.2 =1.65 ②根據(jù)縱向重合度 邙= 1.903,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)YB = 0.88 ③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)， Zv1 = Z1 20 COS3 : -COS3140 20 =21.89 0.914 ZV2 =- Z2 COS3 : = 95.24 ④查得齒形系數(shù) 由表 10-5 查得 YFa1=2.80, YFa2 =2.214, 由表10-5查得應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.55, Ysa2 = 1.775 ⑤由圖10-20C查得小

41、齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 bE1=500MPa,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限仃FE2= 380MPa ⑥由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn2=0.98. 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 [of]i = Kfi；”Fe1 =303.57, [；=f]2 = KF2； FE2 =241.57 S S ⑧計(jì)算大小齒輪的 經(jīng)角并且加以比較。 [E YFalYsal [E1 2.80 1.55 303.57 = 0.01430 YFa2Ysa2 2.214 1.775 [二 f]2 - 241.57 =0.01627 ＜2＞設(shè)計(jì)計(jì)算 2 M 1.65X5

42、.04 父104 M 0.88 乂 (cos14)2 1 202 1.01 0.01627=1.52mm 對(duì)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=2.0mnE 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^計(jì)算應(yīng)有齒數(shù) Z1 d〔cos ： _ 46.54 cos140 mn 2 = 22.58 取 z1=23, z2=99 4＞幾何尺寸計(jì)算 ①計(jì)算中心距 (z1 +z2)mn (23+99)x2 a = =- = 0- mm = 125.73mm 2cos

43、 2 cos14 將中心距圓整為126mm ②按圓整后的中心距修正螺旋角 「arccojz1 z2)mn] = arccos。19)2 = 14w 2a 2 126 因?yàn)镻值改變不多，故參數(shù) 匕，kP, Zh等不必修正 ③計(jì)算大小齒輪分度圓直徑 z1mn 23 2 cos: cos14.48 =47.5mm d2 = Z2mn 99 2 0 = 204.5mm cos14.480 ④計(jì)算齒輪寬度 b =6d1 =1 M47.

44、5 =47.5 圓整后取 B2=45mm,B1=50mm 3.5軸的設(shè)計(jì) 以低速軸為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。 已知 P川=3.58kw , nm =50r/min , T川=684N m,齒輪齒寬 B=115mm,齒數(shù)工=74, 1、求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d4 =259.5 mm = =11 36"。  而 Ft=2T3 = 2 684 d2 259.5 10 -871N =f tan 二 n t cos : = 871 tan 20o cos11 36" = 311.20N F a= Fttan ： =311.203 0.246734

45、=76.78N 圓周力Ft,徑向力Fr及軸向力Fa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)》W Ao =110 dmin =入需=42.5mm 因?yàn)檩S的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開(kāi)鍵梢，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(cè)》，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(dòng)軸承的型號(hào)為 7210C,它的尺寸（內(nèi)徑3外徑3寬度）為 d3 D3 b=503 1003 21。 3

46、、選擇聯(lián)軸器 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖表，取 Ka=1.3 ,貝UTca =KaT3 =1.3M684 = 889.2N，m。 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(xiāo)聯(lián)軸器，具型號(hào)為：HL3JC45『84GB5014-85, JC45 84 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(zhǎng)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(guò)盈使軸承對(duì)稱固定

47、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。 ―*1-M M M M M 21 18 113 38 45 82 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(hào)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(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行軸向定位，軸段 5要比軸段6的直徑大5?10mnW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(dòng)軸承的，所以軸段的直徑取決于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈直徑， 為55mm考慮拆卸的方便, 軸段3的直徑

48、只要比軸段4的直徑大1?2mmt行了，這里取為58mm 軸段 2 處的軸環(huán)， 右側(cè)可用來(lái)定位齒輪， 左側(cè)可用來(lái)定位滾動(dòng)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(dòng)軸承的手冊(cè)，可得該型號(hào)的滾動(dòng)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(duì)于齒輪，由手冊(cè)查得平鍵的截面尺寸寬 3高 =163 10(GB1095-79),鍵梢用鍵梢銃刀加工，長(zhǎng)為 80mm標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)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

49、的聯(lián)接，選用平鍵為 143 93 63,半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向 定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 k6。 ( 4)確定軸的各段長(zhǎng)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(zhǎng)度比半聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度(為85mm要短2?3mm 故該段軸長(zhǎng)取為 82mm。 同理，軸段3的長(zhǎng)度要比齒輪的輪轂寬度(為116mm犯2?3mm故該段軸長(zhǎng)取為112mm 軸段 1 的長(zhǎng)度即滾動(dòng)軸承的寬度，查手冊(cè)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(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求， 取端

50、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(zhǎng)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(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離， 取5mm已知滾動(dòng)軸承寬度為21mm齒輪輪轂長(zhǎng)為100mm則軸段4的長(zhǎng)度為：10+5 + (115-113)+21=38mm (5) 取軸端倒角為 23 45。 6、按彎扭合成校核 （1）畫(huà)受力簡(jiǎn)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 Fha = Fh

51、9二455.08N 2 Fr4 Fa4 d 21 垂直面內(nèi)支反力（（圖③） 一 311.196 305.47 259.5. =( 一 )=-79.52 N 2 2 169 FVB =Fr4 —Fva =311.196 — (—78.932)=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(jiàn)滾動(dòng)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 1 =18 + 113+38 = 169mm。 圖⑥：合成彎矩 垂直面的彎矩圖和水平面上的彎矩圖，按 M=

52、M2+MV2計(jì)算合成 圖⑦：轉(zhuǎn)矩圖 圖⑧：當(dāng)量彎矩轉(zhuǎn)矩 按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取修正系數(shù)口為0.6 ,則 二 T =0.6 420402 =252241 N.mm (2)校核軸的強(qiáng)度 對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核來(lái)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 Mca =3m 2 +(訂 f =Ji607i22 +2522412 =299100N.mm b-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

53、截面處當(dāng)量彎矩為 m ba = \；M 2 +9t 2 =v53227 2 +2522412 =257798N.mm c-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(wú)需校核彎扭合成強(qiáng)度。 強(qiáng)度校核：考慮鍵梢的影響，查表計(jì)算， Wa =16cm3 (b=0.16cm, t=0.1cm) a ca a ca Wa =0.1d 16.8cm 299 098 _ _ 299.098 =18.7MPa 16 b ca ca Mca 267.806 16.8 =15.94MPa

54、 查表得［o」］b = 50 MPa %4工1,或二口J 所以安全。 FtA a卡 M丹坦 ,『丁[『t] 1 圖3-2軸的載荷分析圖 3.6軸承的選擇和校核計(jì)算 已知軸承的預(yù)計(jì)壽命為L(zhǎng)h=40800h,轉(zhuǎn)速n=50r/min , Fa4=76.78N。如上以選用角接觸球軸承 7210C, 查滾動(dòng)軸承樣本知7210c的基本額定動(dòng)載荷 C=30600N基本額定靜載荷C0=20O0ON 1、求兩軸承的徑向載荷 F

55、rA = JfHa FV2A- i；455.082 79.522 =461.98N FrB -；fHb 低一 =J455.482 400.132- =606.27 N 2、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Fd=eFr,其中判斷系數(shù)e=互，可初取e=0.4,所以 C。 FdA =0.4FrA =184.79N, FdB =0.4FrB=242.51N 故 FaA =Fa4 +FdA=76.78+184.792=261.5N , f,b = FdB=242.51N FaA = 261.5 =0.013075, FaB = 242.51 =0.012

56、1254 Co 20000 Co 20000 查表可得 eA =0.382 , eB =0.380 所以可得 FaA =Fa4 FdA=446.29N, f.b = FdB=242.51N FdA =0.382FrA=176.47N, FdB -0.380FrB =230.38N FaA C0 48371 =0.022315, FB 當(dāng)6.8 =0.0121225 20000 兩次計(jì)算的Fa相差不大, C0 因此確定 eA =0.382, eB =0.380, FaA=446.92N, FaB ==242.51N。 3、求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P 因?yàn)?FaA =4462

57、9 =0.966 FrA 461.98 FaB 230.38 aB =32吧=0.379 = eB FrB 606.37 查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù) 軸承 A Xa=0.45, Ya =1.474；軸承 B Xb=1, Yb = 0 因工作情況平穩(wěn)，查取fp=1.2,則 由 P = fp (XFr+YFa)得 Pa = 1.2 3 ( 0.45 3 461.98+1.474 3 446.29) =1038.86N Pb = 1.2 3 ( 13 606.67+0) =728.004N 4、驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)镻a〉Pb,所以按軸承A的受力大小驗(yàn)算。由 =

58、過(guò)(&)；=」0^ ( 30500)3 =15910101h>Lh=40800h 60n PA 60 50 1038.86 20000 C0 故所選用軸承滿足壽命要求 3.7平面六桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3-3 六桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的分析 圖 AB=b-a,BC=e, CD=g AD=d, CG= AC=a+b 由設(shè)計(jì)要求可得極位夾角 =錯(cuò) 誤！未找到引用源。 H=50mm 在?AB5口？BCM,由余弦定理得: 在?ABC+,得 錯(cuò)誤！未找到引用源。 9 = 900 1^ -a 故 d=J(a + b) +c2-2 (b + a)*c ? cos[J 另外桿a為曲柄的條件為：

59、(1)在a、b、c、d四桿中，a為最小，c為最大； (2) a+cwb+d 根據(jù)以上分析，可取l=510mm c=410mm f=310mm 帶入以上公式可得 a2Ml.92+b2M0.08 =560 考慮a為曲柄的條件，可得各桿長(zhǎng) a=16mm b=29.3mm c=420mm d=367.8mm f=310mm l=510mm 3.8凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，其工作條件為等速輕載。對(duì)推桿得運(yùn)動(dòng)要求為，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò) 1200推桿 上升50mm凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到150,推桿停止不動(dòng)，凸輪在繼續(xù)轉(zhuǎn)到2400,推桿下降50mm凸輪轉(zhuǎn)過(guò)其余角度時(shí)，推桿 又停止不動(dòng)。

60、1,確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸設(shè)初步確定凸輪的基圓半徑為 r0 = 20mm。選定推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因其工作條件為等速輕載，應(yīng)選用amax和jmax較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以保證推桿運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和工作精度。由表 9-1可知，推程，回程都可 選用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2,理論輪廓線 對(duì)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的理論廓線的坐標(biāo)可令 x = (so + s) sin6+ecosd, y = (so s) cos* - esinc 中的e=0, so=ro ,求的 x = (ro s) sin、 y = (ro s) cos、 式中，位移s應(yīng)分段計(jì)算。 ①推程階段 、.oi=12O =2二/3

61、 、1 習(xí)0,2二 / 3] 、2=[0,二 /6] c 3 = [0,二 /2] 、4 =[0,2二 /3] si =2h、：i2/、；2oi ②遠(yuǎn)休止階段 :。2 = 300 =二/ 6 s2 = 50 ③回程階段 。。3 = 900 =二/2 s3 = h -2hC 32 / C.2 03 ④遠(yuǎn)休止階段 、.04 =120 =2二/3 s4 = 0 ⑤推程段的壓力角和回程段的壓力角 ds/d、 a = arctan| | 6=601+602 + 63,在近休止階段 6=601 + 602 + 603 + 5 ro s 在推程階段取6=61,在逃

62、休止階段取6=601+62,在回程階段取 表3-1 6 （度） 0 10 20 30 40 50 60 S (mrm 0 3.85 7.69 11.54 15.39 19.23 23.08 6 （度） 70 80 90 100 110 120 S (mrm 27.92 31.78 36.62 41.46 45.31 20 6 （度） 150 160 170 180 190 200 210 S (mrm 50 47.57 42.57 36.67 25 20.62 15.32 6

63、（度） 220 230 240 S (mrm 7.43 2.43 0 3.9鏈條及鏈輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)平壓模切機(jī)的鏈傳動(dòng)，已知額定驅(qū)動(dòng)功率 P5 = P4 ,力帶=3.54M 0.96 = 3.4kw ,主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速m = " =變=25；＜ 傳 i 帶 2 min 動(dòng)比i=3.2 ,載荷平穩(wěn)，中心線水平布置（以下查表，圖均來(lái)自《機(jī)械設(shè)計(jì)》高教地八版 ） 1 .選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)Zi=19,大鏈輪為Z2=i 2=3.2父19 = 61 2 .確定計(jì)算功率由表 9-6 查得 Ka = 1.0,由圖 9-13 查得 Kz =1.

64、52,雙列鏈，則計(jì)算功率 Pca= Ka,Kz,P = 1M 1.52M 3.4kw = 5.168kw 3 .選擇鏈條型號(hào)和齒距 根據(jù)Pca=5kw n1=25/in查圖9-11 ,可選32A-2,查表9-1 ,鏈條節(jié)距為P=50.8mm 4 .計(jì)算鏈節(jié)距和中心距ao =(30 --50)p=152mm--2540 mm ,取ao=1600m3相應(yīng)的鏈節(jié)數(shù)為 , 小ao Lpo =2 — P Z1 Z2 Z2-Z1 十( )2 —=105.27 ao 取鏈節(jié)數(shù)為 5.計(jì)算鏈速 Lp =105節(jié)，查表9-7得中心距計(jì)算系數(shù)f1=0.24421則鏈傳

65、動(dòng)最大中心距為a= f1 .P[2Lp-(Z1+Z2)]=1613mm V,確定潤(rùn)滑方式V=靠濡=04%,由V=0.共和鏈號(hào)3A-2查得圖9-14可知應(yīng)采取油池潤(rùn)滑或油 盤(pán)飛濺潤(rùn)滑 6.計(jì)算壓軸力Fp 有效圓周力為：Fe = 1000P=8500N鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) Kfp =1.15，則壓軸力為Fp = KfpFe = 9775N 鏈輪的設(shè)計(jì) V 分度圓直徑d=- J =308.64 ,1800 sin z 齒頂圓直徑 damax =d 1.25P -dr =343.56 damin =d + (1 -16) P -dr =326.58 Z 齒根圓 df =d

66、-dr =280.06 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 bi=31.55,齒寬 bf =0.93父31.55 = 29.34 輪厚度 h = k dk 0.01d d>150 , k 取 9.5 h=29 輪直徑 dh =dk - 2h=158 輪長(zhǎng)度 l=3.3h=95.7 總結(jié) 在做這個(gè)課題之前我對(duì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 這門(mén)課的認(rèn)識(shí)是很膚淺的， 實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)得知識(shí)太少， 而且就算上課的時(shí)候再認(rèn)真聽(tīng)課，光靠課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)根本就無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題， 必須要靠自己學(xué)習(xí)。 我的設(shè)計(jì)中存在很多不完美、缺憾甚至是錯(cuò)誤的地方，但由于時(shí)間的原因，是不可能一一糾正過(guò)來(lái)的了。盡管 設(shè)計(jì)中存在這樣或那樣的問(wèn)題，我還是從中學(xué)到很多東西。首先，我體會(huì)到參考資料的重要性，利用一切可以利用 的資源對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。往往很多數(shù)據(jù)在教材上是沒(méi)有的，我們找到的參考資料也不齊全，這時(shí)參考資料 的價(jià)值就立時(shí)體現(xiàn)出來(lái)了。其次，從設(shè)計(jì)過(guò)程中，我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制圖知識(shí)， AUTOCAD畫(huà)圖水平有所提 高，Word輸入、排版的技巧也有所掌握，這些應(yīng)該是我