【正文】 單位用的全自動專業(yè)沖孔機(jī)，都配套完備；面對不同用途，金屬、鐵圈、膠圈、螺旋圈（金屬、塑料），或圓鈕、打孔、無孔熱熔等各種沖孔機(jī)應(yīng)有盡有；對不同行業(yè)、不同業(yè)務(wù)、不同場合乃至不同零件及其厚度的需要，有專門設(shè)計的輕巧型的、辦公室用的、專業(yè)用的、票據(jù)用的、工廠用的產(chǎn)品等，各種沖孔機(jī)種類齊全；對于刻意追求形象美觀、色澤鮮艷、設(shè)計獨具個性的用戶，現(xiàn)代沖孔機(jī)也一改過去的老面孔，出現(xiàn)了各種顏色、多種造型、創(chuàng)意新穎、功能“二合一”、材料多樣的裝飾型沖孔機(jī)。此設(shè)計的目的和意義主要是解決傳統(tǒng)的的 人工上料、取料 問題，采用傳輸裝置全自動送料，減少 人工壓緊工件 、 勞動強(qiáng)度大 、 安全可靠性差 及 模具容易損壞 等問題，避免工傷事故；其次是在滿足沖孔精度的條件下節(jié)省原材料及成本。 根據(jù)設(shè)計思路，本次設(shè)計主要要完成的工作為： 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計； 電動機(jī)的選擇； 偏心輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計； 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ； 錐齒輪的設(shè)計； 軸與零部件的設(shè)計； 模具的設(shè)計； 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 4 第二章 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計 總體方案的確定 由于保險管帽的沖的孔徑較小，要求精度高。 不完全齒輪系統(tǒng) +彈性阻尼裝置 +異步電動機(jī)控制的全自動沖孔機(jī)具有結(jié)構(gòu)較簡單，外形美觀大方， 結(jié)構(gòu)合理，占地面積少，能精確的完成自動沖孔任務(wù)，要求人員操作的技術(shù)水平較低且操作便捷，整臺機(jī)器耗電量少，價格相對比較便宜，勞動生產(chǎn)率相對普通的人工送料機(jī)提高 2 倍左右。 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 6 工作原理和創(chuàng)新之處 工作原理 全自動沖孔機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖（如圖 22） 圖 22 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖 輪 9電機(jī)固定板 l0.電機(jī) 輪 l 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 7 全自動沖孔機(jī)的系統(tǒng)的工作原理簡述如下： 啟動調(diào)節(jié)沖孔開關(guān)，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動。料嘴與分度盤的料槽相連，來料（保險管帽）恰好每次只有一個進(jìn)入分度盤料槽。 圖 23 不完全齒輪機(jī)構(gòu) （ 2） 此機(jī)構(gòu)利用沖孔模具的導(dǎo)向作用，省去了沖床的滑塊機(jī)構(gòu)；因沖裁力較小，省去了沖床的飛輪機(jī)構(gòu)，因而整個機(jī)構(gòu)得到簡化，加工方便。 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 10 第三章 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)的類型 經(jīng)查閱相關(guān)資料，得到無極變速電動機(jī)的類型主要有冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)、電磁調(diào)速三相異步電動機(jī)、變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)等。本系列電機(jī)有全國統(tǒng)一的技術(shù)條件，并且外形安裝尺寸， 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 11 拖動電機(jī)及其它易損件全國生產(chǎn)廠均勻統(tǒng)一，可以互換。 沖孔機(jī)構(gòu)所需的功率為： 12 ()ZwwwF F F vFvP ?????? 卸 式中： ZF 總沖裁力為 1F 克服彈簧的作用力 F卸 卸料力，初步估算為 26N 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 13 則有： 32 13 3. 97 17 6. 5 26 10 45 2 ?? ? ? ? ???（ ） 除此之外，還有導(dǎo)套與導(dǎo)柱的摩擦力 ,再加上傳動件的功率損失，須選用500w 以上的電動機(jī)，其選擇方案由如下幾種： (1).YTSZ 冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動機(jī) 型號 標(biāo)稱功 率 Kw 額定電 流 A 額定轉(zhuǎn) 矩 Nm? 諸 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)動慣量2Kgm? 重量 Kg 安裝長度 mm YTSZ90S4 17 500 (2).YCT 電磁調(diào)速三相異步電動機(jī) 型號 拖動功 率 Kw 調(diào)速范圍r/min 額定轉(zhuǎn) 矩 Nm? 轉(zhuǎn)速變 化率 電源（三相交流） 重量 Kg 安裝長度 mm YCT1124B 1250125 50Hz 、 380V 53 520 (3).YVP 變頻調(diào)速三相異步電 動機(jī) 型號 標(biāo)稱功 率 Kw 額定電 流 A 額定轉(zhuǎn) 矩 Nm? 諸 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 2Kgm? 重量 Kg 安裝長度mm YVP90S6 22 400 綜合考慮以上三種特點和應(yīng)用范圍，結(jié)合設(shè)計要求，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本較低，選擇第三種方案，即型號為 YVP90S6 變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)。當(dāng)從動輪停歇時 ,1上的鎖止弧與 2 上的鎖止弧互相配合鎖住 ， 以保證從動輪停歇在鎖定位置。12( ) / 2A m Z Z?? 可求得 39。 39。1 1 1( 2 ) / 2 1 . 5 ( 5 2 2 0 . 4 1 ) / 2 3 9 . 6 1 5asR m Z f? ? ? ? ? ? ? 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 18 1 2 ?? (13).主動輪首齒工作時重疊系數(shù)按表 1512 計算得 ?? ，合格 不完全齒輪阻尼器設(shè)計 在全自動打孔機(jī)中 ， 我采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)分度動作 ， 當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)一周時 ， 從動輪轉(zhuǎn) 1/ 4周。不完全從動齒輪與分度盤組合體受力分析如下： 圖 42 角速度變化曲線 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 19 圖 43 組合體受到慣性力矩和摩擦力 矩的聯(lián)合作用 ,受力圖如圖 44所示 ,則組合體的轉(zhuǎn)動微分方程為： RfFFRddJ Ntw 2?? 式中 : F —— 摩擦力 。實踐證明 ,該機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn) ,達(dá)到了預(yù)定要求。 lim 1 lim 2 290FF M Pa???? 同理由圖 529 查得 lim 1 lim 2 700HH M Pa???? 由式（ 529）、（ 530）分別求得 1 2 l im1 m in/ 2 9 0 2 1 1 / 1 . 3 4 4 6F P F P F S T N X FY Y Y S M P a? ? ?? ? ? ? ? ? ? 1 2 l im1 m in/ 7 0 0 1 1 / 1 7 0 0H P H P H N W HZ Z S M P a? ? ?? ? ? ? ? ? 2 計算 1）初算主動齒輪大端分度圓直徑： ? ? 2310 .8 8 1 .5 3 8 .61 0 1 7 7 6 .31 0 .5 0 .3 7 0 0 0 .3 1d m m?? ?? ? ???? ? ? ??? 2）確定齒數(shù)和模數(shù)： 選取 1226zz??，大端模數(shù) 11/ 76 .3 / 26 2. 93 6m d z m m? ? ?，取 3m mm? 3）計算主要幾何尺寸： 1 2 1 3 2 6 7 8d d m z m m? ? ? ? ? ? ? ? ?22 39 39 d d m m? ? ? ? ? 0 .3 5 5 .1 5 1 7db R m m?? ? ? ? 校核齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度。 取安裝偏心輪的軸段 32d mm? ?Ⅵ Ⅶ ，齒輪的右端與左軸承之間采用圓螺母定位，已知偏心輪 轂 的寬度為 18mm,為了使圓螺母端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應(yīng) 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 28 略短于輪轂寬度 ,故取 mml 17??ⅦⅥ ，偏心輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高2h mm? ,取 36l mm? ?Ⅴ Ⅵ .軸環(huán)寬度 hb ? ,取 11l mm? ?Ⅴ Ⅵ 。 因此作為簡支梁的軸的支承跨距 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。因此][ 1????ca ，此軸合理安全。 取安裝不完全齒輪的軸段 32d mm? ?Ⅵ Ⅶ ，已知不完全齒輪輪 轂 的寬度為15mm，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 14??ⅧⅥ ，不完全齒輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高 2mm ,取 mmd 36??ⅥⅥ ，軸環(huán)寬度 hb ? ,取 mml 7??ⅥⅥ 。 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 33 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。因此? ?1ca???? ，此軸合理安全。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 不完全齒輪和分度盤的周向定位均采用平鍵連接。 不完全齒輪軸 1 的軸承選擇與校核 1. 不完全齒輪軸 1 上的軸承選擇 選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級單列圓錐滾子軸承 30205 型，其尺寸為2 5 5 2 1 6 . 2 5d D T m m m m m m? ? ? ? ?。 ii．聯(lián)軸器連接的軸系及其運轉(zhuǎn)情況 對于連接軸系的質(zhì)量大、轉(zhuǎn)動慣量大，而又經(jīng)常啟動、變速或反轉(zhuǎn)的，應(yīng)考慮選用能承受較大瞬時過載，并能緩沖吸振的聯(lián)軸器。 vii．聯(lián)軸器的制造、安裝和維護(hù)的成本。 本次設(shè)計查閱了有關(guān)手冊、教材，并在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，采用了計算機(jī)輔助設(shè)計，對各個重要步驟進(jìn)行了詳細(xì)計算和說明 ,必要處都 有校核。首先要感謝給予我?guī)椭母魑焕蠋熀屯瑢W(xué)，更要感謝的是指導(dǎo)老師何哲明老師和 寧波得益機(jī)電設(shè)備有限公司 的劉部長，他們多次帶領(lǐng)我們參觀了 寧波得益機(jī)電設(shè)備有限公司 。 。 我結(jié)合自己的畢業(yè)設(shè)計課題深入調(diào)查研究，收集和掌握了第一手資料。圓滿地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。此種聯(lián)軸器具有傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝制造方便，耐久性好，彈性柱銷由一定的緩沖和吸震能力，允許被連接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 41 移，適用于軸向竄動較大正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動頻繁的場合，由于尼龍柱銷對溫度角敏感，故使用溫度限制在 20 +70 的范圍內(nèi)。 iv．聯(lián)軸器的對中和對保 持程度 保持良好的對中是正常運轉(zhuǎn)的前提，可防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 計算軸承的式壽命 常溫下工作，查設(shè)計手冊 ? ；滾子軸承 10/3?? ，按式（ 53a）計算： 661 0 / 3 1 0 / 3 5r11 0 1 0 3 2 2 0 0 1( ) ( ) 3 . 0 6 9 1 06 0 P 6 0 1 8 0 2 8 2 9 . 6rth CfLhn ?? ? ? ?? 軸承要求的壽命為 20 年，每年工作 300 天， 2班制，則有 39。 （ 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸段倒角為 145??，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 軸承另一端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位。對于 30205 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 mm? 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ,取左邊軸承的右軸承端蓋的外端面與軸環(huán)左端面間的距離 15l mm? ,故取 mml 23??ⅨⅧ 。 （ 1）擬 定軸上零件的裝配方案 軸的裝配方案如（圖 62）所示： 圖 62 軸的裝配方案 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 全自動沖孔機(jī)的設(shè)計研究 32 為了滿足齒輪的軸向定位要求 ,Ⅰ Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩 ,故取Ⅱ Ⅲ的直徑 24d mm? ?Ⅱ Ⅲ ，左端用軸端擋圈定位 ,按軸端直徑取擋圈長度 18l mm? ?Ⅰ Ⅱ 。對于 30205 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 mm? 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 14l mm? ,故取 26l mm?Ⅹ Ⅺ 。 校核小齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?11 222 3 6 0 1 . 5 3 8 . 6 4 . 1 5 0 . 7 1 3 8 . 1 11 7 3 2 6 1 0 . 5 0 . 3F F PM P a????? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。本次設(shè)計的齒輪為直齒圓錐齒輪，轉(zhuǎn)速為 1 180 / minnr? ，傳動比為 1，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)。 R 為阻尼力到組合體中心的距離。從不完全從動齒輪的角速度變化曲線 (圖 42所示 )可看出 2B 1B 為中間嚙合區(qū) ， 在此區(qū)的嚙合情況與普通漸開線 (完全 ) 齒輪傳動相同 ， 為定 角速比傳動。1 1 1( 2 2 ) / 2 1 . 5 ( 5 2 2 1 2 0 . 2 5 ) / 2 3 7 . 1 2 5fR m Z f c ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (10).從動輪的 齒頂圓半徑 39。12 / 7 8 / 1 .5 5 2Z Z A m? ? ? ? (2).從動輪的運動角 360 / 4 90? ? ? ? ? (3).從動輪每一個運動角中所包含的齒數(shù) 39。 不完全齒輪的參數(shù)設(shè)計 不完全齒輪采用 45 鋼，主動輪調(diào)質(zhì)處理，從動輪?；幚?。 先取推程運動角 = ?60?? 遠(yuǎn)休止角 = ?60?s? 回程運動角 = ??? ?