【正文】 ? ?? 前已選軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 齒輪的右端與左軸承之間采用圓螺母定位，圓螺母的厚度為 8mm 所以取12l mm? ?Ⅶ Ⅷ ，為了車削螺紋和形成一個軸肩，取 14d mm?Ⅴ Ⅵ 軸承端蓋的總寬度為 10mm 。 20 300 2 8 96000hLh? ? ? ? ? 39。具體選擇時可考慮以下因素： i．原動機和工作機的機械特性 原動機的類型不同，其輸出功率和轉(zhuǎn)速，有的是平穩(wěn)恒定的，有的是波動不均勻的，而各種工作機的載荷性質(zhì)差異更大，有的甚至是強烈沖擊或振動，這將直接影響聯(lián)軸器類型的選擇，是選型的主要依據(jù)之一。高溫和含有腐蝕性介質(zhì)的場所應避免使用橡膠彈性元件的聯(lián)軸器。它在我們四年的大學生活學習中占有很重要的地位。 由于能力所限 ,經(jīng)驗不足，設(shè)計中尚有許多不足之處 ,懇請各位老師給予指教。 同時感謝院領(lǐng)導和圖書館工作人員、復印室各位老師的支持和幫助，也對其他方面給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W表示感謝 。 在確定設(shè)計的任務方向和進行 設(shè)計的過程中，何老師以他豐富的實際工作經(jīng)驗和教學經(jīng)驗，對我們進行指導，為我解答了遇到的各類理論與實際性的問題，給予我很多有實際意義的建議 。在這方面，我很欠缺，還在待于在日后的進一步學習和工作中來彌補和提 高。 全自動沖孔機的設(shè)計研究 42 第八章 設(shè)計總結(jié) 本次設(shè)計 ， 是大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課程以及全部專業(yè)課程和生產(chǎn)實習的綜合。 v．聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性 聯(lián)軸器的外形尺寸，安裝、拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護的要求等都應與連接裝置的具體配置和要求相適應。hhLL? 可行。 F 水平支反力： 1 ? ， 2 ? 垂直支反力 1 ? ， 2 218NVFN? 合成支反力： 2 2 2 21 1 1 1 8 1 4 . 2 1 0 5 8 . 3 2 1 0 0 . 3N H N VF F F N? ? ? ? ? 全自動沖孔機的設(shè)計研究 37 2 2 2 22 2 2 6 2 5 . 9 2 1 8 6 6 2 . 8N H N VF F F N? ? ? ? ? 由設(shè)計手冊查得 30205 型軸承的 32200rCN? ， 0 37000rCN? ， ? ，? 則軸承內(nèi)部軸向力： 11 2 1 0 0 .3 6 5 6 .32 2 1 .6FSNY? ? ?? 22 6 6 2 .8 2 0 7 .12 2 1 .6FY? ? ?? 由圖 64可知， 1AaFF? 則有 圖 64 軸的載荷分析圖 11126 5 6 . 32 0 7 . 1 8 4 0 . 3 6 3 3 . 2AA S NA S F N??????? ? ? ? ? ??? 所以 1 ? 22212 0 7 . 16 5 6 . 3 8 4 0 . 3 1 4 9 6 . 6AA S NA S F N??????? ? ? ? ??? 所 以 2 ? 計算軸承的當量重負荷 Pr 11/ 6 5 6 .3 / 2 1 0 0 .3 0 .3 1 2 5 0 .3 7A R e? ? ? ? 查設(shè)計手冊 1X? ， 0Y? ， ? 則 r 1 1P 1 . 5 2 1 0 0 . 3 3 1 5 0 . 5pf F N? ? ? ? 22/ 14 96 .6 / 66 2. 8 2. 25 6 0. 37A R e? ? ? ? 查設(shè)計手 ]4[冊 ? ， ? 則 r 2 2 1P ( ) 1 . 5 ( 0 . 4 6 6 2 . 8 1 . 6 6 5 6 . 3 ) 1 9 5 9 . 3pf X F Y A N? ? ? ? ? ? ? ? 因 r2 r1PP? ，應按 r1P 計算。 全自動沖孔機的設(shè)計研究 36 取安裝不完全齒輪的軸段 16d mm? ?Ⅳ Ⅴ ，已知不完全齒輪和分度盤輪 轂 的寬度為 14mm,為了使圓螺母端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應略短于輪轂寬度 ,故取mml 13??ⅤⅣ ，不完全齒輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高 3mm， 取 mmd 22??ⅣⅢ 。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長度 . （ 3） 軸上零件的軸向定位 錐齒輪、不完全齒輪的周向定位均采用平鍵連接。 初步選擇滾動軸承。 全自動沖孔機的設(shè)計研究 29 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長度 . （ 3） 軸上零件的軸向定位 齒輪 、半聯(lián)軸器、偏心輪的周向定位均采用平鍵連接。 初步選擇滾動軸承，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用單列圓錐滾子軸承。 由于此軸的速度不高，故選用 7級精度 （ GB1009588） 。 組合體可分成 3個簡單幾何形狀的物體 (圖 45所示 ) ,它們對水平軸的轉(zhuǎn)動慣量分別用 J1， J2， J3表示 ， 則組合體的轉(zhuǎn)動慣量 J =J1+J2J3 以 )3,2,1(, ?IhrM III 分別表示各部分物體的質(zhì)量、半徑和厚度 ， 則上式中 2/2/ 1412121 hrrMJ ???? 全自動沖孔機的設(shè)計研究 20 2/2/ 2422222 hrrMJ ???? 2/2/ 3432333 hrrMJ ???? 代入數(shù)據(jù) : 1r =， 2r = ， 3r =， 1h =， 2h = ,3h =， ρ =7800kg/m3 ,計算后得： mkgJ ??? ? 圖 44 不完全主動齒輪受力圖 （ 2） 平均角加速度的計算 當主動齒輪的最后一個齒與從動齒輪的末齒嚙合時 ， 由于無后續(xù)齒 ， 故從動齒輪的角速度從正常角速度 30/n??? 變化為 0。在嚙合終止區(qū) ， 角速度從正常速度突變?yōu)?0 ,有慣性力矩產(chǎn)生。11 3 6 0 3 6 0Z Z? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? (12).從動輪上鎖止凹圓弧半徑 sR 按表 1512 計算得 mmR? 圓心在主動輪軸心上。39。假定主動輪的實際齒數(shù) 1 11Z? ，中心距 78A mm? ，模數(shù) ? ，壓力 全自動沖孔機的設(shè)計研究 17 角 20?? 176。 根據(jù)上述情況，初選偏心輪的基圓半徑為： br = 其他尺寸的確定 因為此次的沖孔的零件高度為 ，所以設(shè)計偏心輪的行程為 10mm，所以偏心輪直徑為 74mm，偏心輪寬度為 b=18mm，滾子直徑為 15mm，其他齒輪根據(jù)設(shè)計的偏心輪軸及運動規(guī)律確定。廣泛應用于數(shù)控機床的主軸傳動、紡織、化工、冶金、塑膠、輕工、造紙等行業(yè)的恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速以及風機水泵等場合的節(jié)能調(diào)速。電機基本技術(shù)條件符合 IEC60034－ 1 和 GB755 國際和國家標準的規(guī)定，安裝尺寸符合 IEC72 國際標準 YCT 電磁調(diào)速三相異步電動機 YCT電磁調(diào)速電動機是機械工業(yè)部組織設(shè)計的 Y系列異步電動機的主要派生系列。 （ 5）通過采用不完全齒輪和分度盤及彈性阻尼裝置在同一變速電機的驅(qū)動下 全自動沖孔機的設(shè)計研究 9 與沖孔實現(xiàn)時間上的精準配合使該沖孔機實現(xiàn)了真正的全自動沖孔，不再是 以往生產(chǎn)的半自動手工送料，安全省力且提高了送料精度。為此我們在系統(tǒng)中增加了彈性阻尼系統(tǒng)（如圖 24所示）。軸帶動不完全主動齒輪，不完全從動齒輪和固定在不完全從動齒輪上的分度盤作旋轉(zhuǎn)運動。 確定傳動方案，方案簡圖如下（圖 21 所示）： 全自動沖孔機的設(shè)計研究 5 （ a） （ b） 圖 21 方案簡圖 比較 2 種傳動方案，方案 (a)采用無級變速電動機帶動主軸旋轉(zhuǎn)進行沖孔，方案（ b）采用 Y型電動機帶動，采用齒輪減速器減速來達到?jīng)_孔的額定轉(zhuǎn)速。從控制方式上來分大體可總結(jié)為 PLC（可編程 控制器） +伺服系統(tǒng) +步進電機或不完全齒輪系統(tǒng) +彈性阻尼裝置 +異步電動機。 本次設(shè)計的主要工作是在認真分析目前已經(jīng)得到廣泛運用的幾種沖孔機的優(yōu)缺點之后，結(jié)合我國目前的保險管帽孔的生產(chǎn)狀況，設(shè)計出了一臺比較先進的全自動沖孔機?；诖朔N情況，我這次設(shè)計的全自動沖孔機將送料和沖孔功能集于一身，很好的解決了以前的人工送料問題，使結(jié)構(gòu)流程得到很好的簡化及縮短，提高了生產(chǎn)效率及工作環(huán)境的安全性能，力求做到環(huán)保及節(jié)省資源的效果，使得沖孔的效率大大的提高。目前兩大品類（有孔、無孔）的沖孔機中，都采用了現(xiàn)代電子技術(shù)，如 票據(jù)自動沖孔機 采用的票據(jù)打孔設(shè)備 是采用 PLC 控制伺服系統(tǒng)進行票據(jù)自動定位，具有定位精度高、生產(chǎn)效率高的特點 [15]。正是基于上序情況，本課題根據(jù)社會的需求將設(shè)計出新型的全自動沖孔機。 圖 11 保險管帽 全自動沖孔機的設(shè)計研究 3 針對設(shè)計的要求，決定 該沖孔機的設(shè)計思路為：采用振動料斗自動送料的機構(gòu)，從料斗出來的加工零件進入分度盤，而分度盤由不完全齒輪帶動，分度盤的的旋轉(zhuǎn)使加工零件準確的進入凹模部位等待加工；送料的同時由電動機帶動偏心輪軸旋轉(zhuǎn)，偏心輪帶動滾動軸承及上模座運動，而上模座的運動使使凸模的沖頭完成沖孔任務，偏心輪軸的另外一端裝錐齒輪，錐齒輪之間的傳動帶動不完全齒輪軸運動，不完全齒輪帶動分度盤運動，如此循環(huán)。但是此機設(shè)計出來占用較大的空間，且要求操作嚴格及維修費用制造費用較高，不太適合小型企業(yè)的使用及制造，耗電較 ]18[大 。 因為此次沖的孔為小孔，軸受力不大，所以經(jīng)過比較確定方案（ a）為最終方案。 完成全自動沖孔任務 先啟動振動料斗開關(guān)，振動料斗開始振動送料，經(jīng)過料斗斜槽后進入料嘴。從而保證不完全齒輪能夠在高速中正常運行。 （ 7） 本設(shè)計采用無級電機變速代替以前復雜的傳動及變速裝置，它可以任意調(diào)節(jié)沖孔速度并減少了大量的傳動和變速裝置使機構(gòu) 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且傳動效率高、使用維護方便、工藝及經(jīng)濟合理， 以往采用的沖床功率較大，采用且對于生產(chǎn)中耗電量大，成本較高的問題，本機構(gòu)消耗功率 500W，大大節(jié)省能源，降低成本。 YCT 系列電磁調(diào)速電機能在規(guī)定的調(diào)速范圍內(nèi)均勻地、連續(xù)地無級調(diào)速、并能輸出額定轉(zhuǎn)矩，電機在運行中當負載轉(zhuǎn)矩變動時可通過控制器的速度負反饋系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)離合器的勵磁電流，使輸出轉(zhuǎn)速基本上保持不變。n 不完全齒輪轉(zhuǎn)速為 180 /minr w? 不完全齒輪機構(gòu)傳動效率 所以，1 1 . 8 1 8 0 1 0 0 0 3 4 . 69 5 5 0 0 . 9 8wPw?? ? ?? (2).沖孔機構(gòu)所需功率： 彈簧受壓力 43 CK = ( G d ) / ( 8 ) k g f / m mmDN? ? ? 式中： G 線材的鋼性模數(shù) ：不銹鋼絲 G=7300 ； d 線徑為 2mm mD 中徑為 23mm N 總?cè)?shù) 8 CN 有效圈數(shù) N2=6 則有 4 3 4 3CK = ( G d ) / ( 8 ) = ( 7 3 0 0 2 ) / ( 8 2 3 6 ) 0 . 2 0 k g f / m mmDN? ? ? ? ? ? ? 則彈簧所受力為 1 / 0 . 1 0 2 0 . 2 0 4 5 2 / 0 . 1 0 2 1 7 6 . 5F K L N? ? ? ? ? 式中： L 模具的沖壓行程。 圖 41 不完全齒輪 圖 41所示為一不完全齒輪機構(gòu) ， 當主動輪 1轉(zhuǎn)一周時 ， 從動輪 2轉(zhuǎn) 1/4 周 ，從動輪每轉(zhuǎn)停歇 4次。39。 39。 39。彈性阻尼系統(tǒng)圖如圖 43所示。故 NF =72N 圖 45 通過在全自動沖孔機中增加阻尼系統(tǒng) ,調(diào)節(jié)彈簧彈力大小來克服不完全從動齒輪的慣性力矩 ,如需在高速下運行 ,齒輪的慣性力矩較大 ,則彈簧的彈力應相應調(diào)大 ,反之 ,則彈力減小。 齒面接觸強度設(shè)計 按齒面強度設(shè)計： ? ?2131 1017 1 0. 5R H P RZ KTd u?? ? ???? ????? 式中： d1t為小齒輪分度圓直徑； K為載荷系數(shù)； T1為錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩； d? 為齒寬系數(shù)； u為齒數(shù)比； ZE為材料的彈性影響系數(shù)； H? 為齒輪接觸疲勞強度； 全自動沖孔機的設(shè)計研究 23 1） 試選載荷系數(shù) Ke=； 2） 計算錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩； 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 0 . 7 2 8 / 1 8 0 3 8 . 6T P n N m? ? ? ? ? 3）選取齒寬系數(shù)：選取 ? ? 4）選取重合度系數(shù)：取 ? ? 5）確定許用應力： 由圖 5