【正文】 5 3. 8P P k W k W?? ? ? ? ?帶 ； Ⅱ 軸 21 3 .8 0 .9 9 0 .9 8 3 .6 8P P k W??? ? ? ? ? ? ?齒軸 承 ； Ⅲ 軸 32 3 .6 8 0 .9 9 0 .9 8 3 .5 7P P k W??? ? ? ? ? ? ?齒軸 承 ； Ⅳ 軸 43 3 .5 7 0 .9 9 0 .9 8 3 .4 6P P k W??? ? ? ? ? ? ?齒軸 承 ； Ⅴ 軸 54 3 .4 6 0 .9 9 0 .9 8 3 .3 6P P k W??? ? ? ? ? ? ?齒軸 承 ； Ⅵ 軸 65 3 .3 6 0 .9 9 0 .9 8 3 .2 6P P k W??? ? ? ? ? ? ?齒軸 承 。 2 i?? ? ?減 帶 按展開式布置，取 ?1齒 齒 ,可算出 2 ?齒 ， 1 ?齒 ；取 3 2i ?齒 ，4 ?齒 。 ( 1 8 1 4 4 ) 3 7 .5 / 2 3 3 7 2 7 0 0 / m inmwir??? ? ? ? ? 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速器的傳動比，選定電動機(jī)的型號為 Y132M16。所以送料速度： 3 0 3 . 1 4 1 5 0 3 0 0 . 2 3 5 5 /1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0W dV m s? ? ? ?? ? ??? 313 .56 10 35 5 2610 00 10 00 6W wFw VwP k W?? ? ?? ? ??? 電動機(jī)所需功率為 oP : o PwP ?? (41) 從電動機(jī)到工作機(jī)之間的傳動裝置總效率 ? 為： 54? ? ? ?? ? ?帶 軸 承 齒 輪 (42) 式中 ? ?帶 , ? ?軸 承 , ? ?齒 輪 由式（ 42）得 540 .9 5 0 .9 9 0 .9 8 0 .8 3 3? ? ? ? ? 由式（ 41）得 3 . 3 2 6 3 . 9 90 . 8 3 3o PwP k W?? ? ? 工作機(jī)滾子軸的轉(zhuǎn)速 w? 為： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 2 3 5 5 3 7 . 5 / m in3 . 1 4 1 2 0w Vw mD? ?? ? ?? ? ?? 取 V 帶傳動比： 24i ??帶 ， 單級圓柱齒輪傳動 36i ??齒 ,總傳動比合理范圍39。 3 .6 1 0 2 0 .1 5 2 0 .3 2 1 0 / 6 .1 2P ? ? ? ? ? ? 331 3 .5 6 1 0 1 .3 8 3 6 1 0N k g? ? ? ?。 2 2aa MP P F P fN P f ?? ? ? ? ? ? (36) 其中： Na 的力臂長 ? 取決于鋼絲在槽板中間隙 ? 。 )aP F?? 0X?? / 2 ( )c b b cP F F N N? ? ? ? 0Y?? / 2 ( ) / 2b c b cN F F N? ? ? (32) 將已知參數(shù)與 (31)式代入 (32)，得： 0 .1 8 0 .1 8 / 7 5cbP N N M? ? ? 2 0 .8 2 1 .1 8 0cbP N N? ? ? 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 11 0 .8 2 1 .1 8 0bcNN?? (33) 若將 M 看作是已知參數(shù)，則公式（ 33）可成下式： ? 143bNM? 099cNM? (34) 根據(jù)塑性變形與內(nèi)作用力的關(guān)系，在 A點(diǎn)的剖面其應(yīng)力最大，可以認(rèn)為該點(diǎn)的曲率形式了彈簧的圈徑；而該點(diǎn)的曲率是由該點(diǎn)的內(nèi)彎距與內(nèi)軸力聯(lián)合作用的結(jié)果，它們遵循下列的關(guān)系： 21 / 3 (1 ) 2nm? ? ? ? 2231 2 (1 )2n n m n? ? ? ? ? (35) 式中： / eRR?? , / em M M? , / en N N? ,并注意帶下標(biāo)的 e 的參數(shù)，分別是彈性極限時(shí)的曲率，彎矩，軸力，將有關(guān)的參數(shù)代入，得： 51 1 2 10 2 2 75 2 78 5EdR? ?? ??? ? ? ? ?? 333 2 / 1 .6 2 2 1 0sm M d M?? ?? ? ? 264 0 . 0 1 7 74 / 7 . 1 8 1 03 . 1 4 4 7 8 5s Mn P d M?? ??? ? ? ??? 將（ 36）式代入（ 35）式，經(jīng)整理后得下式： 12 2 31 5 4 .6 5 7 2 1 0 3 .2 4 4 1 0 2 .9 1 3 4 0MM??? ? ? ? ? 解得 10M ??。 圖 32 工件成形受力分析圖 已知： 785 M pa? ?應(yīng) 力 屈 服 極 限 s M p a? 3彈 性 模 量 E=206Gpa=206 10 彈 簧 半 徑 R=75mm ?鋼 絲 直 徑 d=2 3mm 摩 擦 系 數(shù) f= 在送線出口以及二個圈徑頂桿外，壓力與摩擦力的關(guān)系為： 2 ( 39。 影響卷簧質(zhì)量的因素是多方面的，例如彈簧材料的抗拉強(qiáng)度、延伸率、彈性模量、曲強(qiáng)比、材料的尺寸精度等級和表面狀況、機(jī)床設(shè)備的精度、輔助工具與金屬絲接觸部分的軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)（總體 、卷制裝置設(shè)計(jì)） 10 摩擦狀況、送料長度的精確度以及卷繞速度和操作者的技術(shù)水平等等。凸輪軸每轉(zhuǎn)動一周就完成一個周期，卷制出一個彈簧。然后由凸輪控制的偏心連桿機(jī)構(gòu)帶動切斷刀與芯軸刀將金屬絲切斷，這就完成了卡簧的形成。在整個卷繞過程中如卷繞桿位置固定，就卷繞出圓柱形螺旋彈簧；如卷繞桿的相對位置隨進(jìn)料動作而自動調(diào)節(jié)，則可卷制出中凸形或中凹形彈簧。卷繞桿在凸輪的控制下可以按箭頭方向移動。如果節(jié)距桿在凸輪的控制下后退不起作用時(shí)，則可卷繞出密圈的拉伸和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧毛坯。金屬絲進(jìn)入卷繞機(jī)構(gòu)后，被卷繞桿頂住，然后沿兩個一般互為 90o 角的卷繞桿圍繞芯軸刀作螺旋圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，彎曲卷繞成螺旋形彈簧圈。 金屬絲從料架上引出后，首先經(jīng)校直機(jī)構(gòu)、滾輪，再經(jīng)導(dǎo)向板送入卷繞機(jī)構(gòu)。當(dāng)卷繞完畢時(shí)，用切刀將鋼絲切斷。節(jié)距桿為垂直紙面的運(yùn)動，其作用是使卷繞的鋼絲形成螺紋升角。利用一對或幾對滾輪壓住鋼絲并旋轉(zhuǎn)，推動鋼絲向右運(yùn)動，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。 除各種型 號國產(chǎn)自動卷簧機(jī)外，還有其他型式的萬能自動卷簧機(jī)和專用自動卷簧機(jī)。而且，對于彈簧的尺寸和形狀具有廣泛的適應(yīng)性，除能卷制圓柱壓縮螺旋彈簧外，還可以卷制圓錐形、中凸形、中凹形等非圓柱螺旋彈簧；并圈和不并圈、左旋或右旋、等節(jié)距和揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 9 不等節(jié)距的螺旋彈簧；具有切向直尾的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧等。因此，在大批量生產(chǎn)中，廣泛采用自動卷簧機(jī)。其它采用熱成形方法制造的彈簧，如板彈簧，其工藝流程與上述熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程基本相同。矯正后的彈簧應(yīng)再次壓并 35次。對于材料端部未進(jìn)行鍛扁加工而卷制的 彈簧，卷繞之后應(yīng)在車床或銑床上把端圈周長的 3/4 削平，然后再進(jìn)行熱處理。 為了使彈簧端圈支承穩(wěn)定和滿足垂直度、光潔度的要求，對于材料兩端鍛扁后卷繞的彈簧端面要進(jìn)行磨削加工。 為了使彈簧在使用過程中具有穩(wěn)定的尺寸，熱卷彈簧也需進(jìn)行立定處理。芯軸尺寸還與加熱溫度有關(guān)，對直徑尺寸要求嚴(yán)格 的彈簧，只有通過試卷，調(diào)整芯軸尺寸，來滿足彈簧特性和彈簧直徑偏差的要求。 卷彈芯軸的尺寸，根據(jù)彈簧內(nèi)徑尺寸和旋繞比確定。卷簧時(shí)應(yīng)根據(jù)預(yù)制高度一次完成，盡量避免卷后再次加熱劈開螺距。加熱時(shí)間應(yīng)保證在燒透的情況下，力求減少或避免造成嚴(yán)重的氧化和脫碳。鍛扁的長度按下式計(jì)算： 223 2 .3 44l D D??? （ 21） 、卷繞成形 加熱卷繞主要是利用材料在高溫時(shí)強(qiáng)度低、塑性好的特性，使成形容易進(jìn)行。對于大批量生產(chǎn)的彈簧材料，可要求供料廠按定尺或倍尺供應(yīng)，這樣即可省去下料工序，又降低材料消耗。 在下料之前，必須按國家標(biāo)準(zhǔn)，對材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能、截面尺寸、表面質(zhì)量、硬度和脫碳等項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。 熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程一般為：下料、料頭鍛扁、加熱、卷繞成形、熱處理、噴砂或噴丸、立定處理或強(qiáng)壓處理、端面加工、檢驗(yàn)、表面防腐處理。對于彈簧旋繞 比小于 材料直徑大于 7mm 的冷拉合金圓鋼，當(dāng)退火軟化程度不能滿足冷卷要求時(shí)，也可采用熱成形制造工藝方法。這兩種成形方法多用于支腿比較簡單的情況。 在小批量生產(chǎn)和支腿比較復(fù)雜的情況下，多采用手工、或半自動的有芯軸卷簧法成形，但需留出支腿的長度。校正加工 就是利用這些工具使彈簧局部產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到圖紙所要求的尺寸。 校正操作目前一般還處于手工或半手工作業(yè)狀態(tài)。 壓縮螺旋彈簧在端面磨削結(jié)束后，如果彈簧的自由高度、不垂直度、節(jié)揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 7 距、外徑等未達(dá)到技術(shù)文件所規(guī)定的偏差時(shí)，則往往需要校正加工。設(shè)備和工裝都比較簡單，但勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低因此適用于品種多、批量小的生產(chǎn)。 彈簧應(yīng)根據(jù)彈簧生產(chǎn)批量的大小來選擇設(shè)備和操作方式。磨簧加工后要求磨平部分不少于圓周長的 3/4，端頭厚度不小于金屬絲直徑的 1/8。在制訂工藝時(shí)一般應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或圖表對變形 量作一大略的估計(jì)，然后根據(jù)卷簧和校正的情況確定出去應(yīng)力回火規(guī)范，將回火變形量控制在預(yù)期的范圍內(nèi)。一般來說，用碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲、油淬火回火鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑縮小，用青銅絲和不銹鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑增大。 回火過程將引起彈簧直徑、長度和圈數(shù)的變化，通常稱為回火變形量。對于鉛淬火冷拉鋼絲和冷拉青銅絲，在消除應(yīng)力的同時(shí)，還可提高金屬絲的彈性極限和硬度。其目的主要是為了消除金屬絲冷加工和彈簧卷繞成形時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 （無芯軸卷簧）該部分內(nèi)容見第三部分。 為了在冷成形后得到所要求的形狀尺寸精度，在彈簧設(shè)計(jì)、工藝裝置設(shè)計(jì)和編制工藝規(guī)程時(shí)，必須準(zhǔn)確地掌握不同材料的各類彈簧在成形時(shí)的回彈量。在成形時(shí)，材料的外層縱向產(chǎn)生彈塑性拉伸變形，而內(nèi)層縱向產(chǎn)生彈塑性壓縮變形；在中性層兩側(cè)的某個范圍內(nèi)則為純彈性變形，彈性變形范圍隨相對彎曲半徑的加大而增大。多個連續(xù)卷制是一次卷成一串螺旋圈，然后再按尺寸分別切斷成單個彈簧。壓縮螺旋彈簧支承圈的并圈則 是通過自動并圈裝置或機(jī)床開合螺母手柄的操縱來實(shí)現(xiàn)。 芯軸裝在主軸的卡盤上與主軸一起旋轉(zhuǎn)。 有芯軸卷簧多用于中、小批量的生產(chǎn)和專門設(shè)計(jì)、有特殊 要求的彈簧。 軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)（總體 、卷制裝置設(shè)計(jì)） 6 彈簧的卷制設(shè)備一般分無芯軸卷簧機(jī)和有芯軸卷制機(jī)兩種。 當(dāng)用成形后需淬火處理的材料制造時(shí)，與以上所不同的主要是成形后要進(jìn)行淬火、回火處理，支承端部的加工有時(shí)需要正火，其他工序基本相同。材料的供應(yīng)狀態(tài)通常為兩大類，一類為硬狀態(tài)，其本身已具有彈簧所需要的機(jī)械性能，成形后只需消除應(yīng)力回火；另一類為退火狀態(tài)成形后尚需淬火和回火才能獲得所需要的性能。當(dāng)彈簧材料尺寸較小，在常溫下成形的，稱為冷成形；當(dāng)彈簧材料尺寸較大，需將材料加工之后成形的，稱為熱成形。 彈簧的種類較多，形狀各異，精度要求不同，生產(chǎn)批量不等，因而制造方法也就有所不同。這種材料以光亮退火或冷拉狀態(tài)供貨，彈簧經(jīng)熱成形后需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。如合金彈簧鋼絲、異形鋼絲，馬氏體不銹鋼絲以及彈簧和工具鋼冷軋帶等。如冷拉碳素彈簧鋼絲、油淬火回火鋼絲、冷軋不銹鋼帶等。 冷拉（軋）材又分以下幾種類型： 。 熱軋材包括圓鋼、扁鋼、梯形鋼和鋼板等 。 彈簧材料的種類繁多，目前大量使用的是彈簧鋼，其次是具有特殊性能的彈簧材料，揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 5 如不銹耐酸鋼、耐熱鋼（合金）、銅合金、鎳合金以及橡膠、塑料等。在特殊條件下使用的彈簧，如在高溫、低溫、腐蝕介質(zhì)中及衡器儀表上使用的彈簧，除上述要求外，還要求具有耐熱、防蝕、導(dǎo)電、防磁、耐低溫以及恒彈性等性能。 其次，在完成總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行卷制裝置設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)軸承卡簧卷制機(jī)的卷制裝置機(jī)構(gòu)，利用扇型齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳動，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比準(zhǔn)確，并能保證進(jìn)給量準(zhǔn)確，高效率，低功耗，平穩(wěn)運(yùn)行，具有良好的性能價(jià)格比。同時(shí)需要滿足以下幾點(diǎn)技術(shù)要求： 30 只 /min，卡簧最大外徑：≤φ 150mm，鋼絲尺寸 ：≤ 2 3； 應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度； 應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單 ； 便于維修、調(diào)整。 目前彈簧制造基本分為有芯卷制和無芯卷制兩種方式，無芯卷制較傳統(tǒng)的有芯卷制方軸承卡簧卷制機(jī)設(shè)計(jì)（總體 、卷制裝置設(shè)計(jì)） 4 式有經(jīng)濟(jì)性好，生產(chǎn)效率高，工人勞動強(qiáng)度低等優(yōu)勢，已經(jīng)成為彈簧制造行業(yè)的主流制造方式。而工業(yè)的發(fā)展刺激了彈簧的需