【文章內(nèi)容簡介】 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。實踐證明 ,該機運轉(zhuǎn)平穩(wěn) ,達到了預定要求。 全自動沖孔機的設計研究 22 第五章 錐齒輪傳動的設計 選擇錐齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 由于工作要求的不同，錐齒輪傳動可設計成不同的形式。本次設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)。功率為 1 1 2 P k w??? ? ? ? ?，根據(jù)本設 計的需要選擇軸交角為 ?90?? 的標準直齒輪傳動。 由于此軸的速度不高，故選用 7級精度 （ GB1009588） 。 材料選用 45鋼，硬度為 240HBS。 由于本設計為等速傳動，所以選擇二錐齒輪的大小相等，故取齒數(shù)為 Z=26，又由于為開式軟齒面，主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，應校核齒根的彎曲疲勞強度，按接觸疲勞強度進行設計。 齒面接觸強度設計 按齒面強度設計： ? ?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 528 ]5[c 按合金鋼調(diào)質(zhì)與查 MQ 線可得。 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 勞強度。由式（ 547）可知 ? ?1 22 123601 0 . 5F F S F PRKT YYb m z ??????? 全自動沖孔機的設計研究 24 計算重合度系數(shù) 由式（ 521）可知 0. 25 0. 75 /Y????? 而由式（ 512）得 121. 88 3. 2( 1 / 1 / ) 1. 88 3. 2( 1 / 26 1 / 26 ) 1. 63 4zz?? ? ? ? ? ? ? ? 因此， 0 .2 5 0 .7 5 / 1 .6 3 4 0 .7Y? ? ? ? 由圖 525查得 FSYY?? 因為兩個齒輪式一樣的，校核其中任意一個即可。 校核小齒輪的齒根彎曲疲勞強度 ? ?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????? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故齒根彎曲疲勞強度足夠。 全自動沖孔機的設計研究 25 確定錐齒輪的結構尺寸 名稱 代號 計算公式及結果 分度圓錐角 ? 21a r c c ot ( / ) c ot 1 45z z arc? ? ? ? ? 齒頂高 ah 1 3 3aah h m mm?? ? ? ? 齒根高 fh ( ) (1 0 . 2 ) 3 3 . 6fah h c m m m??? ? ? ? ? ? 分度圓直徑 d 3 2 6 7 8d m z m m? ? ? ? 齒頂圓直徑 ad 2 c o s 7 8 2 3 c o s 4 5 8 2 .2 4aad d h m m?? ? ? ? ? ? ? 齒根圓直徑 fd 2 c o s 7 8 2 3 . 6 c o s 4 5 7 2 . 9 1ffd d h m m?? ? ? ? ? ? ? 節(jié)錐距 R ? ? ? ?22 39 39 d d m m? ? ? ? ? 齒頂角 a? a r c t a n( / ) a r c t a n( 3 / ) 3aa hR? ? ? ? ? 齒根角 f? a r c t a n ( / ) a r c t a n ( 3 . 6 / 5 5 . 1 5 ) 4ff hR? ? ? ? ? 頂錐角 a? 45 3 48aa? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 根錐角 f? 4 5 4 4 1ff? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 齒寬 b 0 .3 5 5 .1 5 1 7db R m m?? ? ? ? 分度圓齒厚 S mmmS ???? ? 全自動沖孔機的設計研究 26 第六章 軸與零部件的設計 軸的設計 偏心輪軸的設計 、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩： npT ?? 式中 p— 電動機有效功率 n— 電動機轉(zhuǎn)速 n=180r/min 代入公式有 11 0. 75 0. 99 0. 74 25dP P k w?? ? ? ? 1 180 / minnr? mmNnpT ??????? 9 3 9 31 8 07 4 2 661 ： 已知圓錐齒輪的 md 值 ( 1 0. 5 ) 78 ( 1 0. 5 0. 3 ) 66 .3mRd d m m?? ? ? ? ? ? ? 而 112 / 2 39 39 3. 75 / 66 .3 11 88 .3tmF T d N? ? ? ? 1 1 1ta n c o s 1 1 8 8 . 3 ta n 4 5 c o s 4 5 = 8 4 0 . 3 NrtFF ??? ? ? ? 1 1 1ta n sin 1 1 8 8 .3 ta n 4 5 sin 4 5 = 8 4 0 .3 NatFF ??? ? ? ? ： 初步估算軸的最小直徑 ,選取軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,根據(jù)315362 ]5[ ?表P 取 126oA? ，于是得 33m i n 1 1/ 1 2 6 0 . 7 4 2 5 / 1 8 0 2 0 . 2od A P n m m? ? ? ? 軸的最小直徑是安裝錐齒輪處的直徑 ⅡⅠ ?d ,根據(jù)齒輪孔得 21d mm? ?Ⅰ Ⅱ ： （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 全自動沖孔機的設計研究 27 軸的裝配方案（如圖 61）所示： 圖 61 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 為了滿足錐齒輪的軸向定位要求 ,Ⅰ Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩 ,故取 24d mm? ?Ⅱ Ⅲ ， 左端用軸端擋圈定位，錐齒輪與 軸配合的輪轂孔長度 1 18L mm? ，為了保證軸端擋圈只壓在齒輪上而不壓在軸端上 , 故Ⅰ Ⅱ的長度應比 1L 略短一些 ,現(xiàn)取 17l mm? ?Ⅰ Ⅱ 。 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。參照工作要求并根據(jù) 24d mm?Ⅱ Ⅲ ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承 30205 型，其尺寸為 2 5 5 2 1 6 . 2 5d D T m m m m m m? ? ? ? ?，故25d d m m??Ⅲ Ⅳ Ⅸ Ⅹ 。 兩滾動軸承相對的端面采用軸肩進行軸向定位 .由手冊上查得 30205 型軸承定位軸肩高度 0 . 0 7 2 2 9h d h m m d d m m?? ? ? ?Ⅳ Ⅴ Ⅷ Ⅸ， 取 ， 因 此。而右軸承左邊的端蓋距螺紋軸肩的距離為 13mm ，為了使端蓋裝拆方便和添加潤滑脂，取21l ?Ⅷ Ⅸ ，同理取 21l mm?Ⅱ Ⅲ ， 28l mm?Ⅳ Ⅴ 。 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 全自動沖孔機的設計研究 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 。 在安裝圓螺母的軸段，由于圓螺母的厚度為 8mm ，取 mml 10??ⅧⅦ ，軸承端蓋的總寬度為 11mm 。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 。 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求 ,Ⅹ Ⅺ軸段右 端需要制出一軸肩 ,故?、?Ⅺ的直徑 24d mm? ?Ⅸ Ⅹ ；左端用 軸端擋圈定位 ,按軸端直徑取擋圈直徑30D mm? 半聯(lián)軸器與 軸配合的輪轂孔長度 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上 , 故Ⅹ Ⅺ的長度應略短一些 ,現(xiàn)取 36l mm? ?Ⅹ Ⅺ ，經(jīng)查表確定安裝半聯(lián)軸器軸段的直徑為 22d mm?Ⅺ Ⅻ 。 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。按 d?Ⅰ Ⅱ 由表 61查得平鍵截面 66b h mm mm? ? ? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 mm32 ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 7/ 6Hn；錐齒輪與軸的連接，選用平鍵為 mmmmmm 1666 ?? ，錐齒輪與軸的配合為 7/ 6Hm；同樣，偏心輪與軸選用 mmmmmm 14810 ?? 的平鍵，配合為 7/ 6Hm。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選用軸的直徑尺寸公差為 6m 。 （ 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。 因此作為簡支梁的軸的支承跨距 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖。在確定頂軸承的支點位置時 ,應從手冊中查取 a 值（參看圖 1523）。對于 30205 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 mm? 。 因 此 作 為 簡 支 梁 的 軸 的 支 承 跨 距mmmmmmmmLLL 4 ?????? ， 根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖 。 全自動沖孔機的設計研究 29 從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。計算截面C處的 HM ， VM ， M 如下： 1 2 3 1123() ( 4 9 . 2 5 5 0 . 7 5 4 2 . 7 5 ) 1 1 8 8 . 3 1 8 1 4 . 25 0 . 7 5 4 2 . 7 5tNH L L L FFNLL?? ? ? ?? ? ??? 2 1 1 18 14 .2 11 88 .3 62 5. 9NH NH tF F F N? ? ? ? ? 1 23(NVF LL? ?r 1 1 2 3 a 1 m 0 3F ( L + L + L ) F d / 2 + F L) 8 4 0 . 3 ( 4 9 . 2 5 5 0 . 7 5 4 2 . 7 5 ) 8 4 0 . 3 3 3 . 1 5 1 6 0 4 2 . 7 5 1 0 5 8 . 35 0 . 7 5 4 2 . 7 5 N? ? ? ? ? ? ??? ? 2 1 1 10 58 .3 84 0. 3 21 8NV NV rF F F N? ? ? ? ? 1 0HM ? 21 4 9 .2 5 5 8 5 2 3 .