【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(gè)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(shí)可考慮以下因素： i．原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的機(jī)械特性 原動(dòng)機(jī)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(dòng)不均勻的，而各種工作機(jī)的載荷性質(zhì)差異更大，有的甚至是強(qiáng)烈沖擊或振動(dòng)，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(chǎng)所應(yīng)避免使用橡膠彈性元件的聯(lián)軸器。它在我們四年的大學(xué)生活學(xué)習(xí)中占有很重要的地位。 由于能力所限 ,經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處 ,懇請(qǐng)各位老師給予指教。 同時(shí)感謝院領(lǐng)導(dǎo)和圖書館工作人員、復(fù)印室各位老師的支持和幫助，也對(duì)其他方面給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝 。 在確定設(shè)計(jì)的任務(wù)方向和進(jìn)行 設(shè)計(jì)的過(guò)程中，何老師以他豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，為我解答了遇到的各類理論與實(shí)際性的問(wèn)題，給予我很多有實(shí)際意義的建議 。在這方面，我很欠缺，還在待于在日后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作中來(lái)彌補(bǔ)和提 高。 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 42 第八章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì) ， 是大學(xué)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(shí)習(xí)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(duì)維護(hù)的要求等都應(yīng)與連接裝置的具體配置和要求相適應(yīng)。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(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)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(jì)算軸承的當(dāng)量重負(fù)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(jì)手冊(cè) 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(jì)手 ]4[冊(cè) ? ， ? 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(yīng)按 r1P 計(jì)算。 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)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(yīng)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(xiǎn)截面。 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)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(dòng)軸承。 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)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(xiǎn)截面。 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)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(dòng)軸承，因軸承同時(shí)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(jí)精度 （ GB1009588） 。 組合體可分成 3個(gè)簡(jiǎn)單幾何形狀的物體 (圖 45所示 ) ,它們對(duì)水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別用 J1， J2， J3表示 ， 則組合體的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)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(jì)算后得： mkgJ ??? ? 圖 44 不完全主動(dòng)齒輪受力圖 （ 2） 平均角加速度的計(jì)算 當(dāng)主動(dòng)齒輪的最后一個(gè)齒與從動(dòng)齒輪的末齒嚙合時(shí) ， 由于無(wú)后續(xù)齒 ， 故從動(dòng)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(dòng)輪上鎖止凹圓弧半徑 sR 按表 1512 計(jì)算得 mmR? 圓心在主動(dòng)輪軸心上。39。假定主動(dòng)輪的實(shí)際齒數(shù) 1 11Z? ，中心距 78A mm? ，模數(shù) ? ，壓力 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)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?yàn)榇舜蔚臎_孔的零件高度為 ，所以設(shè)計(jì)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(jì)的偏心輪軸及運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的主軸傳動(dòng)、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(fēng)機(jī)水泵等場(chǎng)合的節(jié)能調(diào)速。電機(jī)基本技術(shù)條件符合 IEC60034－ 1 和 GB755 國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，安裝尺寸符合 IEC72 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) YCT 電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) YCT電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)是機(jī)械工業(yè)部組織設(shè)計(jì)的 Y系列異步電動(dòng)機(jī)的主要派生系列。 （ 5）通過(guò)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(jī)的驅(qū)動(dòng)下 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 9 與沖孔實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的精準(zhǔn)配合使該沖孔機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的全自動(dòng)沖孔，不再是 以往生產(chǎn)的半自動(dòng)手工送料，安全省力且提高了送料精度。為此我們?cè)谙到y(tǒng)中增加了彈性阻尼系統(tǒng)（如圖 24所示）。軸帶動(dòng)不完全主動(dòng)齒輪，不完全從動(dòng)齒輪和固定在不完全從動(dòng)齒輪上的分度盤作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 確定傳動(dòng)方案，方案簡(jiǎn)圖如下（圖 21 所示）： 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 5 （ a） （ b） 圖 21 方案簡(jiǎn)圖 比較 2 種傳動(dòng)方案，方案 (a)采用無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行沖孔，方案（ b）采用 Y型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，采用齒輪減速器減速來(lái)達(dá)到?jīng)_孔的額定轉(zhuǎn)速。從控制方式上來(lái)分大體可總結(jié)為 PLC（可編程 控制器） +伺服系統(tǒng) +步進(jìn)電機(jī)或不完全齒輪系統(tǒng) +彈性阻尼裝置 +異步電動(dòng)機(jī)。 本次設(shè)計(jì)的主要工作是在認(rèn)真分析目前已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用的幾種沖孔機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)之后，結(jié)合我國(guó)目前的保險(xiǎn)管帽孔的生產(chǎn)狀況，設(shè)計(jì)出了一臺(tái)比較先進(jìn)的全自動(dòng)沖孔機(jī)?；诖朔N情況，我這次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)沖孔機(jī)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(wèn)題，使結(jié)構(gòu)流程得到很好的簡(jiǎn)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(wú)孔）的沖孔機(jī)中，都采用了現(xiàn)代電子技術(shù)，如 票據(jù)自動(dòng)沖孔機(jī) 采用的票據(jù)打孔設(shè)備 是采用 PLC 控制伺服系統(tǒng)進(jìn)行票據(jù)自動(dòng)定位，具有定位精度高、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn) [15]。正是基于上序情況，本課題根據(jù)社會(huì)的需求將設(shè)計(jì)出新型的全自動(dòng)沖孔機(jī)。 圖 11 保險(xiǎn)管帽 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 3 針對(duì)設(shè)計(jì)的要求，決定 該沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)思路為：采用振動(dòng)料斗自動(dòng)送料的機(jī)構(gòu)，從料斗出來(lái)的加工零件進(jìn)入分度盤，而分度盤由不完全齒輪帶動(dòng)，分度盤的的旋轉(zhuǎn)使加工零件準(zhǔn)確的進(jìn)入凹模部位等待加工；送料的同時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心輪軸旋轉(zhuǎn)，偏心輪帶動(dòng)滾動(dòng)軸承及上模座運(yùn)動(dòng)，而上模座的運(yùn)動(dòng)使使凸模的沖頭完成沖孔任務(wù)，偏心輪軸的另外一端裝錐齒輪，錐齒輪之間的傳動(dòng)帶動(dòng)不完全齒輪軸運(yùn)動(dòng)，不完全齒輪帶動(dòng)分度盤運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)。但是此機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)占用較大的空間，且要求操作嚴(yán)格及維修費(fèi)用制造費(fèi)用較高，不太適合小型企業(yè)的使用及制造，耗電較 ]18[大 。 因?yàn)榇舜螞_的孔為小孔，軸受力不大，所以經(jīng)過(guò)比較確定方案（ a）為最終方案。 完成全自動(dòng)沖孔任務(wù) 先啟動(dòng)振動(dòng)料斗開(kāi)關(guān)，振動(dòng)料斗開(kāi)始振動(dòng)送料，經(jīng)過(guò)料斗斜槽后進(jìn)入料嘴。從而保證不完全齒輪能夠在高速中正常運(yùn)行。 （ 7） 本設(shè)計(jì)采用無(wú)級(jí)電機(jī)變速代替以前復(fù)雜的傳動(dòng)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(dòng)和變速裝置使機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝及經(jīng)濟(jì)合理， 以往采用的沖床功率較大，采用且對(duì)于生產(chǎn)中耗電量大，成本較高的問(wèn)題，本機(jī)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(jī)能在規(guī)定的調(diào)速范圍內(nèi)均勻地、連續(xù)地?zé)o級(jí)調(diào)速、并能輸出額定轉(zhuǎn)矩，電機(jī)在運(yùn)行中當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變動(dòng)時(shí)可通過(guò)控制器的速度負(fù)反饋系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的勵(lì)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(jī)構(gòu)傳動(dòng)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(jī)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(jī)構(gòu) ， 當(dāng)主動(dòng)輪 1轉(zhuǎn)一周時(shí) ， 從動(dòng)輪 2轉(zhuǎn) 1/4 周 ，從動(dòng)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(guò)在全自動(dòng)沖孔機(jī)中增加阻尼系統(tǒng) ,調(diào)節(jié)彈簧彈力大小來(lái)克服不完全從動(dòng)齒輪的慣性力矩 ,如需在高速下運(yùn)行 ,齒輪的慣性力矩較大 ,則彈簧的彈力應(yīng)相應(yīng)調(diào)大 ,反之 ,則彈力減小。 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)： ? ?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(qiáng)度； 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 23 1） 試選載荷系數(shù) Ke=； 2） 計(jì)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(yīng)力： 由圖 5