【導(dǎo)讀】由于裝箱的靈活性、對裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性，圍板箱被。低成本、環(huán)保等優(yōu)點。作為產(chǎn)品外包的物流設(shè)施，圍板箱越來越受客戶的歡迎，使用量巨大。在著生產(chǎn)效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。這嚴重影響著圍板箱的應(yīng)用。工藝進行了研究，設(shè)計出了適應(yīng)與圍板箱生產(chǎn)的圍板自動化生產(chǎn)線鉚接裝置。然而，現(xiàn)有的圍板箱生產(chǎn)方式落后，并且在生產(chǎn)中。為了提高勞動生產(chǎn)率，降低工人勞動強度，的要求，提出了對圍板包裝箱生產(chǎn)工藝的改進方案，通過比較，分析其合理性和可行性。別進行設(shè)計，通過試驗分析最終完成了自動鉆鉚機的設(shè)計。維實體模型，包括弧面凸輪轉(zhuǎn)位機構(gòu)，鉚接機構(gòu)等。4)利用動力學(xué)分析軟件ADAMS對弧面凸輪轉(zhuǎn)位機構(gòu)的虛擬樣機進行了運動學(xué)分析，得出了工作時的鉚接筒的轉(zhuǎn)位角速度、角加速度。這為弧面凸輪分度機構(gòu)的優(yōu)化提供了參

　　

【正文】 （ 41） 式中： mK?? ， m為摩擦因子， 3/YK? ， Y 為真實應(yīng)力。 3)鉚釘桿塑性變形開始后，鉚釘中部金屬向下流動，近似于擠壓型的金屬流動；而鉚釘鐓頭部分的金屬向兩側(cè)流動，如圖 3． 23(a)所示。到了鐓粗末期，作為極端情況，當(dāng)縱向流動阻力大于橫向流動阻力時，可以近似認為 只有側(cè)向金屬流動，而沒有軸向的金屬流動，即只發(fā)生鐓粗變形，這個階段的鉚接力達到最大。 此時，鉚釘可以分為①區(qū)和②區(qū)，如圖 3． 23(b)所示。 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 a 鐓粗初期的金屬流動 b 鐓粗末期的金屬流動 圖 鐓粗的金屬流動 對于①區(qū)， 3/YK ??? ，式 ()轉(zhuǎn)化為 dxlKd 2??? （ 42） 因為是鐓粗變形，可以直觀的認為 xy ?? ? 按絕對值列出的簡化屈服方程為 xyxy ddK ???? ??? ,2 （ 43） 將式 （ 42)和 (43)聯(lián)立求解，得 CxlKy ??? 2? 應(yīng)用應(yīng)力邊界條件求積分常數(shù) C，當(dāng) yeyexx ?? ?? , 故有 yeexlKC ??? 2 代入得 ? ?yeey xxlK ?? ??? 2 （ 44） 式中： xxe? 表示鉚釘鐓粗的長度 ； ye? 是①區(qū)邊界處的垂直壓應(yīng)力。 對于②區(qū)， mK?? ， Yye 3239。 ??，從式（ ），推出 CxlKye ??? 2? 應(yīng)用應(yīng)力邊界條件求積分常數(shù) C，當(dāng) 39。, yeyexx ?? ?? 得出 39。2 yeexlKC ??? 代入得 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 32)(32 YxxlmY eye ???? （ 45） 故所需鉚接力為 yey ssF ?? ???? 21 （ 46） 把式 ()和 ()代入 ()得 ???????? ???????????? ?????? 32)(3232)(32)(32 21 YxxlmYsYxxlmYxxlYsF eyeee ? 整理得 ? ? ???????? ???????? )32)(32()(x32 21e1 xxlmssxlsF es? 式中 , 1s 為鉚釘桿面積； 2s 為鉚釘鐓頭的圓環(huán)面面積。 本設(shè)計中鉚釘直徑 d=5mm，鉚接后鐓頭直徑約為 mmd 100 ? ，釘桿原有長度 l=15mm，鋼與鋼接觸有潤滑的情況靜摩擦系數(shù) ~?m ，屈服極限 MPas 235?? 。 將數(shù)據(jù)代入公式得： ???????? ???????? ???????????????? )(3( 23235 2222 ???F ? 由 aFm? 得，接力為 3． 08噸力。 鉆孔結(jié)構(gòu)和鉚接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖見圖 41，圖 42 圖 42 鉚接機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 主動力軸的設(shè)計和校核及齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計 主動力軸的設(shè)計和校核 軸是設(shè)計也和其他零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩部分內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝定位以及軸的生產(chǎn)工藝等方面的要求，合理的確定 軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，軸的結(jié)構(gòu)形式不正確，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本，和軸上零件的難裝配等問題。因此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。 軸的計算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后進行的校核計算的，計算準則滿足軸的強度或剛性要求必要時還應(yīng)校核軸的振動穩(wěn)定性。 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 適用：①用于只受扭矩或主要承受扭矩的傳動軸的強度計算； ②結(jié)構(gòu)設(shè)計前按扭矩初估軸的直徑 mind 這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度，如果還有受有不大的彎矩時，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 ? ?TTT dnPWT ?? ???955000 T? 為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， T 為軸的扭矩 mmN? , TW 軸的抗扭截面系數(shù)， n 為軸的轉(zhuǎn)速， P 為軸傳遞的功率， d 計算截面處軸的直徑。 表 41 軸常用集中材料 T? 及 0A 值 軸的材料 AQ ?235 、 20 275Q 、35 ? ?iir TNC 18135 45 rC40 、 niMS35 038 MMS ni ? ? aT MP/? 25~15 35~20 45~25 55~35 0A 126~159 112~135 103~126 97~112 軸的直徑 ? ? 303 nPAPd T ?? ? 式中 ? ?30 TA ?? 初步估算動力軸的最小直徑 mmnPAd 211651430 330m i n ?????? 全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑。需要鍵槽，故將最小軸增加 %5 ，變?yōu)?，查機械手冊選擇標準直徑為 45mm 選擇聯(lián)軸器，取載荷系數(shù) ?AK ，則聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩為 mmNTKT Aca ?????? 6 2 0 7 5 04 7 7 5 0 根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、最小軸徑、軸速度，查手冊選擇 HL4 彈性柱銷聯(lián)軸器 。 初選軸承，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用。故選用角接觸球軸承。根據(jù)工作要求及輸入端的直徑 (為 45mm)，由軸承產(chǎn)品目錄中選取型號為 7211C 的滾動軸承，其尺寸（內(nèi)徑179。 外徑179。寬度）為， 211 0 055 ????? bDd 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 43 動力軸 由于聯(lián)軸器型號已定，左端用軸端擋圈定位 ,右端用軸肩定位。故軸段 6 的直徑即為相配合的半聯(lián)軸器的直徑，取為 45mm。聯(lián)軸器是靠軸段 2的軸肩來進行軸向定位的，為了保證定位可靠，軸段 2 要比軸段 1 的直徑大 5～ 10mm，取軸段 2的直徑為 52mm。軸段 1 和軸段 4 均是放置滾動軸承的，所以直徑與滾動軸承內(nèi)圈直徑一樣為 55mm。 考慮拆卸的方便，軸段 3 的直徑只要比軸段 4的直徑 大 1～ 2mm 就行了，這里取為 58mm。 軸段 2 是一軸環(huán)，右側(cè)用來定位齒輪，左側(cè)用來定位滾動軸承，查滾動軸承的手冊，可得該型號的滾動軸承內(nèi)圈安裝尺寸最小為 64mm，同時軸環(huán)的直徑還要滿足比軸段 3的直徑 (為 58mm)大 5～ 10mm 的要求，故這段直徑最終取為 66mm。 (3)確定軸的各段長度 軸段 1 的長度比半聯(lián)軸器的轂孔長度要 (為 84mm)短 2～ 3mm，這樣可保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故該段軸長取為 82mm，同理，軸段 4 的長度要比齒輪的輪轂寬度 (為 100mm)短 2～ 3mm， 故該段軸長取為 98mm。 軸段 6的長度即為滾動軸承的寬度，查手冊為 21mm。軸環(huán) 2 寬度取為 18mm。 軸承端蓋的總寬度為 20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。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l=25mm，故取軸段 2 的長度為 45mm。 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為 10mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 5mm。已知滾動軸承寬度為 21mm，齒輪輪轂長為 100mm,則軸段 3的長度為： 10＋ 5＋ (10098)+21=38mm 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。對于齒輪，由手冊查得平鍵的截全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 面尺寸寬179。高 =16179。 10(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 80mm(標準鍵長見 GB109679),同時為了保證齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 14179。 9179。 63，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 k6。 齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計 齒輪傳動是機械傳動中最重要 的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞動率可達數(shù)十千瓦，圓周速度可達 200m/s。齒輪傳動特點，第一效率高，在常用的機械傳動中，以齒輪傳動效率為最高，如一級圓柱齒輪的傳動效率可達 99%，這對大功率的傳動十分重要，因為即使效率只有百分之一，也有很大的經(jīng)濟利。第二結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需要的空間尺寸一般較小。第三工作可靠、壽命長，設(shè)計制造正確合理，使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可達一、二十年，這也是其他機械傳動所不能比擬的。第四，傳動比穩(wěn)定，傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性的基本要求。齒輪傳 動獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點。 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不適用于距離過大的場合。設(shè)計齒輪傳動在具體的工作情況下，必須有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不至于失效。齒輪的失效形式常見的有，齒面折斷，和工作齒面磨損，點蝕，膠合及塑性變形等。針對各種工作情況以及上述各種失效形式，都應(yīng)該確立相應(yīng)的設(shè)計準則。由于目前對于齒面磨損和塑性變形，尚未建立起廣為工程實際使用中而行之有效的計算方法和設(shè)計數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計一般使用的齒輪傳動時，通常只按齒根彎曲疲勞強度及保 證齒面接觸疲勞強度兩個準則進行計算。根據(jù)設(shè)計要求和準則，擬選擇所選擇的齒輪系統(tǒng)的材料為 45 或 40 rC ,調(diào)制后表面淬火。 齒輪傳動系統(tǒng)是解決鉆孔和鉚接的動力的主要結(jié)構(gòu)部分，當(dāng)傳動主軸通過皮帶輪獲得電機所給動力，再將動力傳送到齒輪系統(tǒng)帶動鉆頭鉚頭的轉(zhuǎn)動。依此來解決鉆孔鉚接時的動力問題。選用直齒圓柱齒輪傳動，對齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計時應(yīng)考慮到空間的限制 (根據(jù)鉸鏈上孔位置確定空間分布 )。根據(jù)鉸鏈上孔的位置來設(shè)計各個鉆孔動力軸、鉚接動 力軸所處的位置及各軸之間的相互關(guān)系。齒輪系統(tǒng)的布局如圖 51， 52 所示， 圖 51鉆孔齒輪系統(tǒng) 圖 52鉚接齒輪系統(tǒng) 圖 52 為鉚接齒輪系統(tǒng)，最外面為旋鉚桶，內(nèi)部以中心線為對稱中心，完成鉚接工序的兩個工作循環(huán)。途中可以看出，鉚接動力頭的空間位置在這部分設(shè)計中受到鉸鏈上距離最近的兩個孔的位置影響最大，兩相鄰孔的最短距離為 50mm，也就是說與鉆孔動力頭 (相連接的齒輪齒頂圓直徑要小于 50mm，這樣設(shè)計出來的齒輪裝配、運動中才 不會發(fā)生干涉，保證設(shè)計的正確性。在這一限制下對鉆孔齒輪系統(tǒng)進行設(shè)計計算，與鉆孔動力頭相鄰近的兩齒輪的齒頂圓直徑要小與 50mm，小齒輪 1 的齒數(shù)為 24，齒輪 2的齒數(shù)為 35，齒輪 3的全套設(shè)計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 齒數(shù)為 77，齒輪計算相關(guān)公式： 鉆孔機構(gòu)齒輪系統(tǒng)的設(shè)計與計算 在這一限制下對鉆孔齒輪系統(tǒng)進行設(shè)計計算，與鉆孔動力頭相鄰近的兩齒輪的齒頂圓直徑要小與 50mm，小齒輪 1的齒數(shù)為 24，齒輪 2 的齒數(shù)為 35，齒輪 3的齒數(shù)為 77，齒輪計算相關(guān)公式： 分度圓直徑計算： ? ?3 ??????????? ??HEdZT uuKd （ 47） （由計算公式（ 47）進行試算） 計算齒輪轉(zhuǎn)矩： n PT ?? （ 48） 試選載荷系數(shù) ?tK ， 計算齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩， mmNn PT ???????? 451151 表 41圓柱齒輪的齒寬系 數(shù) 裝置狀況 兩支相對齒輪做對稱分布 兩支承相對于小齒輪做不對稱分布 小齒輪做懸臂布置 d? ? ?~~ ? ?~~ ~ 查表 51選取齒寬系數(shù) 1??d 表 42 彈性影響系數(shù) EZ 齒輪材料 彈性模量 aMPE/ 配對齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑膠 ? ? ? ? ? 鍛鋼 鑄鋼 188 球墨鑄鐵 灰鑄鐵 由表 42查得材料影響系數(shù) MPaZE ? 由資料查得按齒面硬度查得 小齒