【文章內(nèi)容簡介】 有通過不斷努力，不斷拓寬我們的工作思路，切割行業(yè)將在新形勢下得到進(jìn)一步的發(fā)展。 本課題的主要內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容是完成橡膠切條機(jī)的改進(jìn)設(shè)計，分析其工作原理，根據(jù)我國的切割要求，完成主要零部件的設(shè)計計算和裝置的裝配設(shè)計，另外本設(shè)計是通過帶傳動與減速機(jī)的配合連接實現(xiàn)減速傳動，取代了原有日本減速裝置，將此產(chǎn)品國有化。本設(shè)計需滿足的要求如下：a. 達(dá)到技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求，滿足實際工作需要。b. 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單實用，滿足設(shè)計要求。c. 工作時能盡量減少噪音，設(shè)備外形力求簡約且美觀。 2 傳動方案的總體設(shè)計3 帶傳動的設(shè)計帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成為帶輪（主動輪和從動輪）和傳動帶。當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，利用皮帶輪和傳動帶間的摩擦和嚙合作用，將運(yùn)動和動力通過傳動帶傳遞給從動輪。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中廣泛發(fā)展。 帶傳動的類型按工作原理不同，帶傳傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動。在摩擦型帶傳動中，可分為平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動。 帶的彈性滑動和打滑傳動帶在受到拉力作用時會發(fā)生彈性變形。在小帶輪上，帶的拉力從緊邊拉力逐漸低到松邊拉力，帶的彈性變形量逐漸減少，因此帶相對與小輪向后退縮，使得帶的速度低于小帶輪的線速度；在大帶輪上，帶的拉力從松邊拉力逐漸上升為緊邊拉力，帶的彈性變形量逐漸增加，帶相對與大帶輪向前伸長，使得帶的速度高于大帶輪線速度。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微小滑動，稱為傳動帶的彈性滑動。彈性滑動總是存在，不可避免的。帶與帶輪之間由于功率過大，而發(fā)生顯著的相對滑動，稱為打滑，打滑可以避免的，在機(jī)械傳動種種起到過載保護(hù)的作用。 V帶輪的設(shè)計計算 確定計算功率首先確定本文的帶傳動的傳動比為i=2由《機(jī)械設(shè)計》表87查得工作情況系數(shù)，故 選擇V帶的帶型根據(jù)、由《機(jī)械設(shè)計》圖811選用A型。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由《機(jī)械設(shè)計》表86和表88，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。驗算帶速。按公式驗算帶的速度因為，故帶速合適。 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式，計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》表88，圓整為。 確定V帶的中心距 和基準(zhǔn)長度根據(jù)，初定中心距。 計算帶所需的基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計》表82選帶的基準(zhǔn)長度 計算實際中心距根據(jù)中心距變化范圍為。 驗算小帶輪上的包角 計算帶的根數(shù)計算單根V帶的額定功率。由和，查《機(jī)械設(shè)計》表84a得。根據(jù)，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計》表84b得,查《機(jī)械設(shè)計》表85的，表82得，于是 計算V帶的根數(shù)取2根。 計算單根V帶的初拉力最小值由《機(jī)械設(shè)計》表83得A型帶的單位長度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實際初拉力。 計算壓軸力壓軸力最小值為 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)V帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪輪速等已知條件，確定帶輪材料為HT200；帶輪基準(zhǔn)直徑，采用腹板式帶輪；輪槽截面尺寸參照《機(jī)械設(shè)計》表810進(jìn)行設(shè)計，對于大帶輪，因同時，則大帶輪采用孔板式帶輪，其與減速器相連。繪制帶輪零件圖如下： 小帶輪 大帶輪 V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù) V帶傳動的張緊V帶傳動運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。 V帶傳動的安裝帶輪的軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的V型槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過。多跟V帶傳動時，為避免各根V帶的載荷分布不均，帶的配組公差應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)（參見GB/T —92）。 V帶傳動的防護(hù)為安全起見，帶傳動應(yīng)置于保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外露。4 主要零部件的設(shè)計 外形設(shè)計根據(jù)廠家的生產(chǎn)實際要求，設(shè)定刀具的角速度為77176。/s。最大切割力為5KN。另外綜合已有的資料和經(jīng)驗，初步確定刀具外形如下圖所示： 刀具 刀具材料刀具除刀尖的部分外主要起支撐連接的作用，因此可以使用普通的45號鋼。而對于刀尖部分，切割橡膠受沖擊載荷較小，但要求有高的耐磨性，可選用cr12鋼。Cr12鋼是一種應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼，高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有較好的淬透性和良好的耐磨性。SKD—11是一種高碳高鉻合金工具鋼，熱處理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，適宜制做高精度長壽命冷作模具及熱固成型塑料模具。國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷作模具鋼Cr12MoV 鋼化學(xué)成分（GB/T 1299—2000）ω/％ C Si Mn Cr Mo P S V ~ ≤ ≤ ~ ~ ≤ ≤ ~ 性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火時體積變化小。其碳含量比Crl2鋼低很多，且加入了鉬、釩，因此，鋼的熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。 用途：用于制造斷面較大、形狀復(fù)雜、耐磨性要求高、承受較大沖擊負(fù)荷的冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規(guī)、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀復(fù)雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。綜上所述，本文選定切割刀具的刀尖材料為模具鋼Cr12MoV。 齒輪設(shè)計 整體方案由于齒輪和刀具都是安裝在軸上，它們具有相同的中心距，并且具有相同的角速度。另外根據(jù)題目實際的要求，兩切割刀具的轉(zhuǎn)動是同步的，所以兩齒輪的分度圓直徑要相同。于是本文設(shè)計的兩個齒輪應(yīng)該是相同的。 齒輪的材料，熱處理及精度因在工作條件完全相同的條件下，斜齒輪傳動可比直齒輪傳動獲得較小的傳動尺寸，即斜齒輪傳動比直齒輪傳動具有較大的承載能力，于是本論文選用斜齒圓柱齒輪。（1） 齒輪材料及熱處理 材料： 選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度190HB 取齒輪齒數(shù)Z=48（2） 齒輪精度 按GB/T10095－1998，齒輪精度選擇7級 初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 按有如下公式計算確定公式中的各參數(shù)數(shù)值試選Kt=查課本圖1030 選取區(qū)域系數(shù)ZH= 查課本圖1026 查得，所以由課本公式1013計算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60nj =601830010= h齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n=95501000/=499883N?mm由課本表107 查得齒寬系數(shù)Φd=由表106 查得材料的彈性影響系數(shù)由課本圖1021（d）按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限取接觸疲勞壽命系數(shù)接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，應(yīng)用公式1012得：[σH]=（540+540）/2MPa=540MPa 設(shè)計計算試計算齒輪分度圓直徑計算圓周速度計算齒寬b和模數(shù)計算齒寬b計算摸數(shù)m初選螺旋角=15 計算齒寬與高之比齒高 計算縱向重合度計算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)= 根據(jù)v=，7級精度，由課本圖108查表得動載系數(shù)Kv= 查課本由表103 得KHα=KFα= 查課本由表104 得KHβ=， 由圖1013得 KFβ=故載荷系數(shù)K=Ka Kv KHαKHβ==實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑mm計算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式進(jìn)行設(shè)計計算確定公式內(nèi)各計算數(shù)值計算載荷系數(shù)K=Ka Kv KFαKFβ=1=根據(jù)縱向重合度ε=，查得螺旋角影響系數(shù)Yβ=計算當(dāng)量齒數(shù)查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)力校正系數(shù)Y由課本由表105得：齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)查課本圖1020c得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限： σfe=380MPa查課本由圖1018得彎曲疲勞壽命系數(shù)： 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S= 計算模數(shù)得：對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，按GB/T13571987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，?。?mm，以滿足彎曲強(qiáng)度 齒輪的最終選擇根據(jù)上文的計算分析，結(jié)合設(shè)計的實際情況，本文選擇SH斜齒齒輪。與直齒輪傳動相比，斜齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)為：1)嚙合性能好，傳動平穩(wěn)，噪音小。2)重合度大，降低了每對齒輪的載荷，提高了齒輪的承載能力3)不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)少 齒輪 齒輪規(guī)格表 齒輪型號表 齒輪形狀表 齒輪中心距表從以上資料中查得本文所選用的一對撮合斜齒輪是SH290R和SH290L。中心距 a= 。齒寬b=25mm 螺旋角β=15176。法向壓力角20176。齒輪分度圓直徑d= 齒輪 主動軸 擬定整體方案根據(jù)需要，確定本次軸為階梯軸。在主動軸的左端，左端軸承，圓柱斜齒輪依次從軸的左端向右安裝，在最左端處通過聯(lián)軸器與減速機(jī)再通過帶輪與電動機(jī)相連。在主動軸的右端，刀具，右端軸承依次從軸的右端向左安裝。軸的設(shè)計圖如下： 主動軸 材料、尺寸的選擇設(shè)計選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本第370頁表153取，A0=112主動軸上功率P1=，轉(zhuǎn)速n1=，T1=522266N?m初定軸的最小直徑：根據(jù)課本第370頁式152得 根據(jù)軸向定位的要求具體確定主動軸上各段軸的直徑和長度a． 軸的最左端要求與減速機(jī)的相連，該軸段通過減速機(jī)，并在減速機(jī)的左端通過聯(lián)軸器連接固定。取d1=44mm，l1=84mm。b．連接固定齒輪的第二階梯軸，該軸段的直徑要與前面選用齒輪相配合。齒輪的右端通過軸肩定位，左端通過套筒固定。為了使穩(wěn)定連接，此處采用過盈配合。取d2=48mm，l2=72mm。 齒輪套筒c． 用于安裝軸承的第三段階梯軸。和該軸段配合的軸承選用UCPA210形軸承。軸承右端通過軸肩定位。左邊軸肩起著定位齒輪的作用。取d3=50mm，l3=60mm。d．主要起連接、支撐作用的第四段階梯軸。該軸段的左端軸肩用于定位軸承。取d4=64mm，l4=193mm。e． 用于安裝刀具和調(diào)整刀