【正文】 圖 4－4 生成漸開線4) 單擊“外插延伸”圖標，便漸開線與齒根圓相交，運用“圓角”圖標，將漸開線與齒根圖之間用圖角相接，單擊“分割”圖標，切除漸開線與齒根圖相交形成的多余線條，運用“接合”圖標，將兩條倒圓角的漸開線與分割保留的小圓弧段接合成一條曲線，單擊“多截面曲面”圖標，形成齒形間輪廓曲面，如圖 4－5 所示。 圖 4－1 輸入基本參數(shù)和關系式 圖 4－2 創(chuàng)建基本曲線2) 單擊“平面”圖標，創(chuàng)建大小端齒輪基本圓，在所創(chuàng)建的平面上，繪制大小端齒輪基本圓，圓半徑用公式確定，如圖 4－3 所示。在主菜單中單擊“開始”－“外形”－“創(chuàng)成式外形設計”，進入創(chuàng)成式外形設計模塊中。上海理工大學本科生畢業(yè)設計（論文）31 標準件根據結構需要，選擇所需尺寸的各類標準件(表 41)蝸桿軸（1 軸）的相關標準件名稱 型號 個數(shù)電機 Y90L6（JB/T 96191999） 1聯(lián)軸器 GYS2（GB/T58432022 ） 1六角頭螺栓 GB/T57822022 M10x55 6墊圈 GB/T93 10 6螺母 GB/T6175 M10 6 單列圓錐滾子軸承 30906（GB/T 2971994） 2 內六角圓柱頭螺釘 GB/T M6x16 12墊圈 GB/T931987 6 12螺母 GB/T8101998 1普通 A 型平鍵 GB/T10962022 8x7x18 2蝸輪軸（2 軸）的相關標準件 內六角圓柱頭螺釘 GB/T M6x20 12墊圈 GB/T931987 6 12螺母 GB/T8101998 2角接觸球軸承 7007C GB/T2922022 2普通 A 型平鍵 GB/T10962022 12x8x50 1普通 A 型平鍵 GB/T10962022 12x8x90凸輪軸（3 軸）的相關標準件六角頭螺栓 GB/T57822022 M6x20 6六角頭螺母 GB/T61702022 M6 6墊圈 GB/T931987 6 6螺母 GB/T8101998 2角接觸球軸承 7007C GB/T2922022 2普通 A 型平鍵 GB/T10962022 14x9x36 3普通 A 型平鍵 GB/T10962022 14x9x50 1普通 A 型平鍵 GB/T10962022 14x9x80 1撥盤軸（4 軸）的相關標準件六角頭螺母 GB/T61702022 M42 6墊圈 GB/T931987 42 1普通 A 型平鍵 GB/T10962022 14x9x50 1圓錐滾子軸承 30210 GB/T2971994 2 螺釘緊固軸端擋圈 GB/T8911986 B50 1十字槽沉頭螺釘 GB/ M6x16 1圓柱銷 GB/T119 A3x12 1六角頭螺栓 GB/T57822022 M10x40 1六角頭螺母 GB/T61702022 M10 1墊圈 GB/T931987 10 1槽輪軸（5 軸）的相關標準件六角頭螺母 GB/T61702022 M24 6平墊圈 GB/T952022 24 1普通 A 型平鍵 GB/T10962022 16x10x36 1推力球軸承 51111 GB/T3011995 1十字槽沉頭螺釘 GB/ M5x12 8毛皮沖孔機的設計32表 4－1 標準件列表 主要零件的三維建模應用 Catia 軟件完成了毛皮沖孔機的主要零部件的三維建模，包括錐齒輪、直齒圓柱齒輪、蝸輪、蝸桿、凸輪、槽輪等，下面對典型零件的三維建模過程進行闡述。其特有的“產品/流程/資源（PPR）”模型和工作空間提供了真正的協(xié)同環(huán)境，可以激發(fā)員工的創(chuàng)造性、共享和交流 3D 產品信息以及以流程為中心的設計流程信息。產品整個開發(fā)過程包括概念設計、詳細設計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護。圍繞數(shù)字化產品和電子商務集成概念進行系統(tǒng)結構設計的 CATIA V5 版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產品整個開發(fā)過程的工作環(huán)境。包括一汽集團、一汽大眾、沈陽金杯、上海大眾、北京吉普、武漢神龍在內的許多汽車公司都選用 CATIA 開發(fā)他們的新車型。在中國，CATIA 也得到了廣泛的應用。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強大的功能以得到各行業(yè)的認可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標準。包括:從大型的波音 747 飛機、火箭發(fā)動機到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產品。CATIA 是 CAD/CAE/CAM 一體化軟件，位居世界 CAD/CAE/CAM 領域的領導地位，廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子/電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產品設計與制造領域，其特有的 DMU 電子樣機模塊功能及混合建模技術更是推動著企業(yè)競爭力和生產力的提高。第四章 毛皮沖孔機的三維建模 三維建模軟件的介紹CATIA 是法國達索飛機公司在 70 年代開發(fā)的高檔 CAD/CAM 軟件，是世界上一種主流的 CAD/CAE/CAM 一體化軟件。結合傳動零件尺寸，設計軸并進行校核。m)許用轉速n/（r/min）軸孔直徑d/ mm軸孔長度L/ mm外徑D/ mm材料 軸孔類型鍵槽類型GYS2 63 10000 24 52 90 HT200 Y 型 A 型 本章小結本章主要介紹了毛皮沖孔機的詳細計算，通過所給的工作軸轉速及主軸功率，選擇電動機，確定動力運動參數(shù)。采用Y 型軸孔，A 型鍵，軸孔直徑 d=20～24mm，選 d=24mm，軸孔長度 L=52mm。m) 選用 GYS2 型（GB/T58432022）凸緣聯(lián)軸器，公稱轉矩 Tn=63(N毛皮沖孔機的設計28 滾動軸承的選擇 蝸桿軸的軸承選擇考慮軸受力較小且主要是軸向力，故選用圓錐滾子軸承查《機械設計手冊》選擇 2 個 30205（GB/T2971994） 蝸輪軸的軸承選擇考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用角接觸球軸承查《機械設計手冊》選擇 2 個 7007C（GB/T2922022） 主軸的軸承選擇考慮軸同時受軸向力和徑向力，故選用角接觸球軸承查《機械設計手冊》選擇 2 個 7210C（GB/T2971994） 聯(lián)軸器的選擇和計算聯(lián)軸器由于沖孔機載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經濟問題，選用凸緣聯(lián)軸器，如圖 3－12 所示。= N凸輪：徑向力＝（沖針沖力）20KGf=200N危險截面的強度校核:根據軸的結構和受力，做主軸受力簡圖，如圖 3－5 所示。= N錐齒輪受力：錐齒輪分度圓直徑為：d=mZ=642=252 mmFt=2T/d=2F’= Fttanαn= NFr1= F’cos δ1=cos 45176。 軸的設計計算及校核 軸的選材及其許用應力由《機械設計手冊》中的圖表查得 選 45 號鋼，調質處理，HB217～255，σb=650MPa，σs=360MPa，σ1=280MPa按扭距估算最小直徑：選取最小直徑 d1=45 (mm)上海理工大學本科生畢業(yè)設計（論文）25 軸的結構設計根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主軸設計為階梯軸，如圖 3－4 所示。鎖止弧半徑 Rr=Rre=43mm。槽深 h=Ab=59mm。槽頂高 A=axcos(π/Z)=120xcos(π/6)=104mm。圓銷中心的回轉半徑 R=axsin(π/Z)=100xsin(π/6)=60mm。槽輪撥銷盤轉速 n=10(轉/分)。若設圓銷數(shù)為 κ，運動系數(shù) τ 由式改寫為：k2Z/(π2)由于 τ1，可推導得出：毛皮沖孔機的設計24 τ=K(Z2)/2Z 由上式可知，圓銷數(shù)與槽輪的槽數(shù)有關：當 z=3 時，κ6（即可取 k=1～5）；當z=4 或 5 時，可取 z=1～3；當 z≥6 時，可取 κ=1 或 2。故必有沖擊，且槽輪槽數(shù)愈少，角加速度愈大，如三槽槽輪的最大角加速度為四槽的 倍，為六槽的 倍。但是，圓銷剛進入徑向槽時，槽輪的角速度 ω2 為零，然后角速度逐漸增大，當圓銷轉過 j1 時（槽輪轉過 j2）時，槽輪角速度 ω2 達到最大值。2)對于單圓銷外槽輪機構，由于 z≥3，所以 τ1/2,即槽輪運動時間總是小于靜止時間,且 z 較小時 τ 也較小。要實現(xiàn)間歇運動，機構滿足：0τ1。 槽輪計算（1）槽輪機構的類型如圖 3－3 所示，采用外槽輪機構，撥盤與槽輪的轉向相反。凸輪轉向：逆時針方向凸輪轉速 n=10r/min上壓腳裝置采用幾何封閉直動從動件凸輪機構驅動，凸輪運動參數(shù)和針盤凸輪相同，但安裝相位角超前 180176。凸輪近休止角 o=360176。凸輪遠休止角 s=360176。1/6=60176。圖 3－2 平面盤形凸輪機構（2）從動件運動規(guī)律考慮機器工作速度比較低，所以，從動件運動規(guī)律采用比較簡單的等速運動規(guī)律。ZV=Z/cosσ=查得齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)(表 105)YFa= YSa= = R=d1 /2=?ub=RφR=4) 校核齒根彎曲強度 =≤[σF]即滿足齒根彎曲疲勞強度（4）其它尺寸確定ha*=1，c*=分度圓直徑 d1=d2=mZ1=240mm錐距 R=d1 /2=?u齒頂高：ha1=ha2=ha*m=8mm齒根高：hf1=hf2=m(ha*+c*)= 齒輪寬度：b=RφR=取 B=60mm 凸輪計算（1）凸輪機構類型：凸輪機構型式：平面盤形凸輪機構從動件運動形式：直動從動件類型：平底從動件如圖 3－2 所示，多數(shù)平底與其速度方向垂直，因此受力情況好，傳動效率高，與凸輪接觸面間易形成鍥形油膜，易潤滑，結構維護簡單、體積小，重量輕，但不能與內凹或直線輪廓工作，且平底不能太長。齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS。(GB/T 123691990)2) 傳動為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度。校核傳動比誤差:ε=｜ii0｜/i100%=||/100%=%≤5%這樣,既滿足齒面接觸疲勞強度同時也滿足齒根彎曲疲勞強度。4) 初定小齒輪齒數(shù) Z1=25，大齒輪齒數(shù)=Z2Xi2==,圓整為 74。3) 材料選用。 直齒圓柱齒輪計算（1）選定齒輪類型、精度等級、材料及初設齒數(shù)1) 按傳動方案設定，選用直齒圓柱齒輪傳動。=56MPa壽命系數(shù) [σF]=[σF]180。42′38″蝸桿軸向齒厚 Sa=1/2πm=蝸桿齒寬 b≥（+Z1）m=2) 蝸輪：蝸輪齒數(shù) Z2=31 變位系數(shù) X2=蝸輪分度圓直徑 d2=mZ2=蝸輪喉圓直徑 da2=m(Z2+2)=蝸輪齒根圓直徑 df2=m()=蝸輪咽喉母圓半徑 rg2=a1/2da2==蝸輪寬度 B≤=（5）校核齒根彎曲疲勞強度 當量齒數(shù) 根據 x2= ZV2=查表 1119 得齒形系數(shù) YFa2=毛皮沖孔機的設計16螺旋角系數(shù)計算彎曲應力 σF=許用彎曲應力[σF]=[σF]180。,模數(shù) m=。=Zp，因此以上計算可用。所以應力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh==上海理工大學本科生畢業(yè)設計（論文）15壽命系數(shù)則[σH]=kHN[σH]180。m2) 確定載荷系數(shù) KK=KAKβKν應工作載荷較穩(wěn)定，轉速不高且沖擊不大，故1　齒向載荷分布系數(shù) Kβ，蝸桿傳動在平穩(wěn)載荷下工作，載荷分布不均現(xiàn)象將由于工作表面良好的磨合而得到改善，取 Kβ=1；2　據《機械設計》表 11—5，選取使用系數(shù) KA=；3　因為蝸輪圓周速度 V＜3m/s，取動載系數(shù) Kν=K=KAKβKν=≈3) 確定彈性影響系數(shù) ZE選用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿配對，故取 ZE=160MPa1/24) 確定接觸系數(shù) Zp取蝸桿分度圓直徑和傳動中心距 a 比值 d1/a=,得（《機械設計》 圖 1118）Zp=5) 確定許用接觸應力[σH]據蝸輪材料鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，可得（《機械設計》表 117）蝸輪基本許用應力[σH]180。（3）按齒面解除疲勞強度進行設計根據蝸輪傳動的設計準則，先按齒面解除疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。此外，有些尺寸必須彼此協(xié)調，如齒輪傳動中心距必須等于相嚙合齒輪的節(jié)圓半徑之和。有些數(shù)據應標準化，如齒輪和蝸輪的模數(shù)；有些尺寸需圓整。（5）傳動件的主要參數(shù)確定后，其結構尺寸有些應按幾何關系公式計算，如齒輪和蝸輪的齒頂圓、齒根圓直徑；有些則是按經驗公式或數(shù)據來確定，如蝸輪最大直徑和寬度、蝸桿螺旋長度。（3）注意材料選擇應與設計計算方法、機件工作條件、毛坯制造方法等情況相適應，材料的種類應盡可能少。各傳動件的具體設計計算方法按機械設計教材，且應注意以下一些問題：（1）要確定各傳動件與其他機件的裝配或協(xié)調關系。m) i η0 910 1 Ⅰ 910