【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 mm 。 推書次數(shù)為： 50177。 /分。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 擇 ： 按照設(shè)計(jì)要求推書機(jī)構(gòu)只需實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則 擬定了 圖 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、圖 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和 圖 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu) 進(jìn)行比較分析。 圖 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 其中間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由槽輪機(jī)構(gòu)或不完全齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)組成；傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由圓柱齒輪、圓錐齒輪或蝸輪蝸桿；直線運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)可由曲柄滑塊或凸輪機(jī)構(gòu)組成。 通過(guò) 表 比較如下 ： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 表 各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較 縱橫推進(jìn)機(jī)構(gòu) 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪 機(jī)構(gòu) 不完 全齒輪 凸輪 機(jī)構(gòu) 圓柱 齒輪 圓錐 齒輪 蝸輪 蝸桿 曲柄 滑塊 凸輪 機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，成本低 運(yùn)動(dòng) 精確 運(yùn)動(dòng)精確 沒(méi)沖擊 易實(shí)現(xiàn)同向變 速 不同方向傳動(dòng) 和變速 垂直方向傳動(dòng) 加工簡(jiǎn)單成本低 運(yùn)動(dòng)精確，沒(méi)沖擊 運(yùn)動(dòng) 不精確 沖擊 ，加 工 復(fù)雜，成本高 易磨損，加工成本高 只可同向傳動(dòng) 加工復(fù)雜 成本高，角度不易變 占空間，對(duì)桿長(zhǎng)要求高 易磨損，加工成本高 綜上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ， 通過(guò)三種機(jī)構(gòu)的對(duì)比， 選擇間歇性運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中的槽形凸輪機(jī)構(gòu)。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并根據(jù)推書機(jī)構(gòu)的要求進(jìn)行了圖表比較選用了較合適的推書機(jī)構(gòu)零部件的組合。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 3 槽形 凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 槽形 凸輪 設(shè)計(jì) 分析 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成的 ， 三者作相對(duì)運(yùn)動(dòng) 。 凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊控制準(zhǔn)確有效、性能穩(wěn)定和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) ， 而且與其它機(jī)構(gòu)配合可以 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求 ， 因此應(yīng)用非常廣泛 ， 特別是在印刷機(jī)、紡織機(jī)、內(nèi)燃機(jī)以及各種自動(dòng)機(jī)中應(yīng)用更加普遍 。 充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù) ， 實(shí)現(xiàn)凸輪輪廓曲線的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ，可以提高凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)質(zhì)量與精度 ， 縮短設(shè)計(jì)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量。推書機(jī)構(gòu)要求等加速等減速運(yùn)動(dòng)，所謂等加速等減速運(yùn)動(dòng) ， 即從動(dòng)件在一個(gè)推程中先作等加速運(yùn)動(dòng) , 后作等減速運(yùn)動(dòng) ， 而在回程時(shí)先作等加速運(yùn)動(dòng) ， 后作等減速運(yùn)動(dòng)。故推書機(jī)構(gòu)中的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為一偏置槽形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪角速度 srad/11 ?? ，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，推桿最大行程 mmh 25? ，具體尺寸見附零件圖 。 該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)， 要執(zhí)行構(gòu)件 (推書滑塊 )工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回 。 凸輪 輪 廓線的 計(jì)算與繪制 對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)構(gòu)的傳力性能好，推書滑塊勻速推書并快速退回，而推書機(jī)構(gòu)凸輪廓線設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)該類機(jī)構(gòu)的正常工作影響很大，所以下面將在對(duì)該類機(jī)構(gòu)工作原理和工作要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，用解析法分析符合工作要求的凸輪輪廓曲線方程，并繪制凸輪廓線圖。 建立如圖 xNy. 圖 機(jī)構(gòu)安裝及輪廓尺寸 簡(jiǎn)圖 由封閉向量三角形 △ NKM得矢量方程式： 14 llrq ?? 以復(fù)數(shù)形式表示： ?? ii ellre 14 ?? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 歐拉展開得： ?? sinsin1 rl ? 41 co sco s lrl ?? ?? 削去 得：4cossin lr rtg ?? ? ?? 所以，凸輪的理論廓線方程為： ??? ?? s inc o s)( 4 ??? tg tglrr 其中 r 為凸輪向徑， ? 為搖桿擺角，是中間變量， 可用如下 方法求解。由圖 封閉四邊形 NABC的封閉矢量方程式 ： slll ??? 023 以復(fù)數(shù)形式表示： 0023 ?? iii selelel ??? ? 。其中 0? 由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。 歐拉展開得： ?? s ins ins in 302 lsl ??? ?? c o sc o sc o s 3002 lsll ???? 削去 ? 得：???????? ? ???? CB CBAAar c tg2222? ，其中???? s i n)c o s(),c o s(2,s i n2 220203220203 sslllCsllBslA ??????? ， 2l ， 3l 為相應(yīng)桿長(zhǎng)， 0l 由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。 聯(lián)解上式 即可求得凸輪輪廓曲線方程 )(?r 。 假設(shè)機(jī)構(gòu)的極位夾角為 1? (可由給定的行程速度變化系數(shù)求出 )， 推書齒輪的工作行程為 h (即為mmH ? )，取凸輪向徑角度 ? 和 h 相同的等分?jǐn)?shù)為 N，則凸輪向徑的轉(zhuǎn)角 ? 可表示為： ?????? ??? 29018 0 1010 ?? tN推書齒輪的位移： ?????? ?? ，其中 t為其等分?jǐn)?shù)，取值范圍為 (0 ,N )。 根據(jù)凸輪曲線方程 )(?r 及從動(dòng)件位移方程，繪制出凸輪廓線圖如圖 ： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 1 理論輪廓線 。 2 實(shí)際輪廓線 圖 凸輪輪廓曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 本章重點(diǎn)介紹了凸輪的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括 :槽形凸輪的分析和凸輪 相關(guān)計(jì)算并 在AutoCAD 上完成 凸輪輪廓曲線和凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的繪制 ,使設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖于一體 ，非常方便 ， 同時(shí) 讓 推書機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn) 了 間歇推書運(yùn)動(dòng)， 使得 執(zhí)行構(gòu)件 (推書滑塊 )工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回 ，完成了設(shè)計(jì)的要求。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 4 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪齒條參數(shù)設(shè)計(jì) 齒輪傳動(dòng)是近代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)，是傳遞機(jī)器動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一 種主要形式，是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的一種極佳傳動(dòng)方案。齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒條齒廓為直線，齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且在傳動(dòng)過(guò)程中始終保持相同的標(biāo)準(zhǔn)齒形角，和與其它傳動(dòng)相比，具有傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定傳動(dòng)比等特點(diǎn)。 齒輪齒條在傳動(dòng)的過(guò)程中是相當(dāng)穩(wěn)定的，所以在相似的技術(shù)當(dāng)中算是比較穩(wěn)定的一種， 齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)形式。 所以 根據(jù)推書機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 要求 選用 了 齒輪齒條 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中齒輪為圓柱直齒輪， 現(xiàn)設(shè)計(jì)齒輪齒條參數(shù)如下表 所示 ： 表 齒輪齒條參數(shù) 名稱 符號(hào) 齒數(shù) ? ?1Z 齒條 ? ?2Z 模數(shù) m 2 2 齒數(shù) z 21 287 壓力角 a ?20 ?20 齒頂高系數(shù) ?ah 1 1 頂隙系數(shù) ?c 幾何尺寸的計(jì)算 (1) 分度圓直徑 d ： mmmzd 4221211 ???? (2) 齒頂高 ah ： mmmhhh aaa 22121 ?????? (3) 齒頂圓直徑 ad ： mmmhzd aa 462)1221()2( 11 ??????? ? (4) 齒根圓直徑 fd ： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 mmmchzd af 372)()22( 11 ?????????? ?? (5) 基圓直徑 bd ： mmdd b o s42c o s 011 ????? 重合度的校核 齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)效率高和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，齒輪齒條設(shè)計(jì)中重合度的大小對(duì)設(shè)計(jì)的合理性和傳動(dòng)的平穩(wěn)性影響較大。所以對(duì)打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條的重合度進(jìn)行校核驗(yàn)算是非常重要的。在安裝時(shí)要根據(jù)上表的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出重合度，以校核該齒輪齒條設(shè)計(jì)能否滿足工作要求。 根據(jù)上述 的幾何尺寸經(jīng)計(jì)算得 01 31??a ，繪出的齒輪齒條嚙合重合度如 圖 所示： ? ? ???????? ??????? ?s inc o s2t a nt a n2 1 11 mhz aaa ?? ? ? ?????? ?????? 000 20s i n20c o s 21220t a n31t a n212 1 o? ? 圖 齒輪齒條嚙合簡(jiǎn)圖 計(jì)算結(jié)果表明，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條傳動(dòng)的重合度數(shù)值為 ，根據(jù)相關(guān)資料，認(rèn)為重合度在 ～ 范圍內(nèi)比較合理。據(jù)此判斷，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)合理，能夠滿足工作要求。 齒輪的強(qiáng)度校核 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 齒 輪齒條傳動(dòng)，不存在高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)時(shí)間工作條件（要求），且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)比齒輪傳動(dòng)小的太多了，所以，就不存在輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞（點(diǎn)蝕等）強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題 。比起直齒輪傳動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)的重合系數(shù)要高，每個(gè)齒承受的力相對(duì)要小。所以，對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，只要通過(guò)輪齒受力分析計(jì)算，滿足輪齒彎曲強(qiáng)度即可。 ：圓柱直齒輪， 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 300HBS； ： FLFCF bFF KKS 1lim][ ?? ? 查表有： 21lim /600 mmNbF ?? 取 2?FS ，單向傳動(dòng)取 1?FcK ，因?yàn)椋?608 ?????? FHFV NNN 所以取 1?FLK ，則有： 21l i m1 /300][ mmNKKS FLFCF bFF ?? ?? 3 驗(yàn)算彎曲應(yīng)力： ndVFF md KKTY ?? ?2112? 其中 ,20 ?? FYz (x=0), mNT ?? ， ?Kv mmd 401 ? mmmk nd 2,1 ??? ?? 211 / 00][ mmNYFF ??? 則 1221 11 ][/2Fnd VFF mmNmdKKTY ??? ? ???? 所以齒輪彎曲強(qiáng)度符合要求。 本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括 : (1) 分析設(shè)計(jì)了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的參數(shù)； (2) 對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了重合度的校核及對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度的校核。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 5 其它 零 部件的設(shè)計(jì) 與計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)與校核 推書機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)軸和凸輪軸都采用平鍵。電動(dòng)機(jī)正常工作的轉(zhuǎn)速為n0=960r/min。齒輪的轉(zhuǎn)速 n1=n0/i1=960/2=480r/min；功率 P1=10KW。凸輪軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i2=480r/min； 功率 P2=10KW。因此各軸的轉(zhuǎn)速如下： 齒輪軸： n1=480r/min； 凸輪軸： n2=480r/min； 1．確定齒輪軸最小直徑 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： ][95500003 TTT dnPWT ?? ??? 式中： T? —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位 MPa ； T—軸所受的扭距，單位 mmN? ； TW —軸的抗扭截面系數(shù)，單位 3mm ； n—軸的轉(zhuǎn)速，單位 min/r ； P —軸傳遞的功率。單位 KW； d —計(jì)算截面處軸的直徑，單位 mm ； [ T? ]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位 MPa ； 由上式可得軸的直徑： 30333 ][][ nPAnP