【正文】 定設(shè)計(jì)方案 ..............................................................................................5 2 總 體設(shè)計(jì) .................................................................................................................................... 7 方案設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................7 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 傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 ................................................................................................................ 11 軸的計(jì)算與設(shè)計(jì) ............................................................................................................... .15 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 ............................................................................................ 17 凸輪的計(jì)算與設(shè)計(jì) .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 緒論 ............................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 functional element。但是其水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距。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。 班 級(jí)： 機(jī)械 92 學(xué) 號(hào)： 0923051 作者姓名： 2020 年 5 月 25 日 Ⅲ 摘 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)。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)。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。 highspeed stamping Ⅴ 目 錄 摘 要 ............................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 課題背景 .............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 直齒圓柱機(jī)械加工的主要工藝問(wèn)題 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 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。 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?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)、消化吸收到自主開發(fā)都有了較快的發(fā)展，有了自主開發(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 。 沖壓技術(shù)源於大批量生產(chǎn)的發(fā)展和需要，尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在依然如此 。 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 2 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 ?；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。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。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。盡管如 此，從各種說(shuō)法中可以看出：① 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：② 功能是從使用角度提出的系統(tǒng)所應(yīng)完成的任務(wù)； ③ 功能常表達(dá)為輸人和輸出之間的艾系。 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。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)。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。 2） 指各種物理量 (如位移、速度、力 )的放大或縮小等 。 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)。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。 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。 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 第二凸輪 第三凸輪 5 及第四凸輪 6外。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 1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 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)）。 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 ； 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 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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) Y90L4。 ? 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒輪。 7)由圖 1019取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=。 有表 104 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)， KHβ=. 由 b/h= KHβ= 查圖 1013 得 KFβ= 故載荷系數(shù) 5 6 5 2 ?????? ?? 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（ 1010a）得 mmkkdd tt )( 3111 ?? 7）計(jì)算模數(shù) mmndm ?? 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m ≥ ? ? 311212 ????????FaaYSYFdZKT?? 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 . 2） 由圖 1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001?? .大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? ； 11 3） 由圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK ； 4） 計(jì)算彎曲疲 勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=， 由式（ 1012） 得 M P aSK FEFNF 0 3][ 111 ?? ?? M P aSK FEFNF ][ 222 ?? ?? 5）計(jì)算載荷系數(shù) K. ?????? ?? HHVA KKKKK 6)查取齒型系數(shù) 由表 1015 查得 ?saY ?saY 7)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/[σF]并加以比較， 013 ][ 1 11 ?F SaFa YY? ][ 2 22 ?F SaFa YY? 大齒輪的數(shù)值大 4） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmYYdKTm F SaFaz 2)][2( 3121 1 ??? ? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 mmm ? mmd ? 算出小齒輪齒數(shù) 1511 ?? mdz 大齒輪齒數(shù) ???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)。 （ 1）聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查表 可得聯(lián)軸器的型號(hào)為 HL3 聯(lián)軸器： 3582 GB501485 （ 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 。 (5）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ 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 ，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=L1L=502=48 Ⅳ 段直徑 d4=50mm 長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即 L4=20mm Ⅴ 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 ① 求分度圓直徑：已知 d1=195mm ② 求轉(zhuǎn)矩：已知 T2= 貴主編的第八版《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。 (4) 選擇軸承型號(hào) 由 [1]P270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。 主動(dòng)軸