【文章內(nèi)容簡介】 陣如下： 表 21 傳動(dòng)方案形態(tài)學(xué)矩陣 傳動(dòng)方案形態(tài)學(xué)矩陣功能因素 功能載體（形態(tài)） 1 2 3 4 5 6 A 上下運(yùn)動(dòng) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 汽缸 液壓缸 凸輪機(jī)構(gòu) 鏈傳動(dòng) 齒輪機(jī)構(gòu) B 左右運(yùn)動(dòng) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 汽缸 液壓缸 凸輪機(jī)構(gòu) 鏈傳動(dòng) 齒輪機(jī)構(gòu) C 同步?jīng)_壓 齒輪系 組合凸輪機(jī)構(gòu) 取三種功能的各一種解法組合可得 N=6?6?2=72 共 72 種方案。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達(dá)到同步以及傳動(dòng)的作用。 圖 方案運(yùn)動(dòng)原理圖 方案運(yùn)動(dòng)原理： 如圖 1 所示：包括第一齒輪 上模 第一凸輪 第二凸輪 第三凸輪 第四凸輪 第二齒輪 下模 第三齒輪 第五凸輪 第六凸輪 1第七凸輪 1第八凸輪 1第四齒輪 1凸模 15及凹模 16 等。 本發(fā)明是一種平動(dòng)式同步高速薄板沖壓 裝置 ，包括上模 2 及下模 8，上模 2 的本體及下模 8 的本體是相同的矩形框架。上模 2 的矩形框架的底部設(shè)置有凸模 15，下模 8的矩形 7 框架的頂部設(shè)置有凹模 16。 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。四個(gè)相同的齒輪分別是第一齒輪 第二齒輪 第三齒輪 9 及第四齒輪 14，四個(gè)齒輪中至少有一個(gè)是主動(dòng)齒輪。八個(gè)相同的凸輪分別是第一凸輪 第二凸輪 第三凸輪 第四凸輪 第五凸輪 第六凸輪 1第七凸輪 12 及第八凸輪 13。 四個(gè)齒輪排成二行二列 矩形陣列，兩兩嚙合，每個(gè)齒輪的傳動(dòng)軸上裝配有兩個(gè)凸輪，該兩個(gè)凸輪的長軸方向正交布置。 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。 下模 8的矩形框架套裝在處在下面一行的四個(gè)凸輪外，即套裝在第五凸輪 第六凸輪 1第七凸輪 12 及第八凸輪 13 外。 所有八個(gè)凸輪均是等寬凸輪。 如圖 1所示，驅(qū)動(dòng)第一齒輪 1順時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪 7 逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用等寬凸輪第二凸輪 第三凸輪 5 的輪廓曲線控制上模 2 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)，用第一凸 輪 第四凸輪 6 的輪廓曲線控制上模 2內(nèi)側(cè)的左右面橫向運(yùn)動(dòng)，與工件的輸送速度一致。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)）。 在本發(fā)明的工作過程中，第二凸輪 第三凸輪 第六凸輪 11 及第八凸輪 13 控制上模 2與下模 8作沖壓運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)等速，第一凸輪 第四凸輪 第五 凸輪 10 及第七凸輪 12 控制上模 2 與下模 8 作相同的橫向運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)同步工件的輸送速度（在沖壓工件時(shí)間段）。上模 2 在第二凸輪 第三凸輪 第一凸輪 第四凸輪 6 的控制下只能在平面中作平動(dòng)，同理下模 8 也只能在平面中作平動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了平動(dòng)同步高速?zèng)_壓。 功率計(jì)算及 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 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； 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。 b+4(ab) 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)可知 a= b=； 所以 l=2 +4（ ） =。 因?yàn)闆_孔的材料為 45號(hào)鋼 所以經(jīng)過查找得到 ? b=600MPa ? s=355MPa 8 所以抗剪強(qiáng)度為 178MPa=178N/mm2 最后得到 P= 1 178=≈ (2)電機(jī)所需的工作功率： 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，我們假設(shè)在沖壓的瞬間，轉(zhuǎn)過角度為 30176。，向下的距離為 2mm； 通過計(jì)算得到 r=15mm V= 前面得到?jīng)_壓力 P= 所以功率 W=PV= = m/s 總? =(? 齒輪 )8次方 = 總? =總??= =1399Nm/s≈ 1400Nm/s 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 軸的工作轉(zhuǎn)速： Nw=60 1000V/π D=1282r/min 因?yàn)橐ド晕⒋簏c(diǎn)的轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，所以取轉(zhuǎn)速為 1400r/min。 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。 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100l24. 其主要性能：額定功率： ，滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min，額定轉(zhuǎn)矩 。 9 3 技術(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì) 傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 與 設(shè)計(jì) 根據(jù)之前計(jì)算出來的數(shù)據(jù)得到： wP ?電 轉(zhuǎn)速為 1400r/min 額定轉(zhuǎn)矩為 ； 因?yàn)辇X輪的傳遞效率是 ，所以 wP 2 ????齒 傳動(dòng)比 1 zznni ????齒。 底下的計(jì)算參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》 211 頁 – 213頁 P1 = 1500 w ，小齒輪轉(zhuǎn)速 n1 = 1400 r/min ,齒數(shù)比為 。 ? 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒輪。 1） 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 2） 機(jī)構(gòu)為一般機(jī) 器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB 100988） 3） 材料選擇 .由表 101 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，二者硬度差為 40HBS。 4） 選小齒輪齒數(shù) 241?z ，大齒輪齒數(shù) 272 0 9 ????z ? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 109a）進(jìn)行計(jì)算 即 dlt≥ ? ? ? ???duZukT E 211 ? 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1） 試選載荷系數(shù) Kt= 2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNn PT ??????? 41 151 3)由表 107選取齒寬系數(shù) φ d=1 4）由表 106查得材料的彈性影響系數(shù) EZ = 21MPa 5）由圖 106d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極 限? Hlim1=600MPa； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限? Hlim2=550MPa 6)由式 1013機(jī)選應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 104 0 0 08211 4 0 06060 ?????????? j L hnN 92 ??N 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 7)由圖 1019取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=。KHN2= 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) s=1 由式（ 1012）得 MPasK NHH 5 4 0][ lim1 1?? ? 10 M P asK NHH 2 2][ lim2 2 ?? ?? 2） 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 td1 ,帶入 [σH]中較小的值 td1 ≥ ? ? ? ???duZukT E 211 ? = 2）計(jì)算圓周速度 v smsmndv lt /5 4 ?? ????? ?? 3）計(jì)算齒寬 b b= d? ltd =1= 4）計(jì)算齒寬和齒高之比 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 模數(shù) mt 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 齒高 h= mt =1 .448mm= b/h=≈ 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=,7級(jí)精度，由圖 108查得動(dòng)載系數(shù) Kv= 直齒輪 KHα=KFα=1 由表 102 查得使用系數(shù) KA=1。 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)。 5）幾何尺寸計(jì)算 1， 計(jì)算分度圓直徑 mmmzd ???? mmmzd ???? 2， 計(jì)算中心距 mmdda 402 )( 21 ??? 3， 計(jì)算齒輪寬數(shù) mmdb td ?? ? 12 取 mmB 382 ? mmB 401 ? 最后經(jīng)驗(yàn)算檢查，合適。 軸的計(jì)算與設(shè)計(jì) 從動(dòng)軸設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 .查 [2]表 131① 可知： MPab 650?? MPas 360?? 查 [2]表 136 可知： [σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ1]bb=60Mpa 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： d≥C 查表 135可得， 45鋼取 C=118 則 d≥118()1/3mm= 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取 d=35mm ① 以下凡是出現(xiàn)見表或見圖均是參考濮良貴主 編的第八版《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。 齒輪上作用力的計(jì)算