全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)研究 第一章 緒論 1.1 全自動(dòng)沖孔機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 日新月異的高新技術(shù)，帶動(dòng)新材料、新設(shè)計(jì)、新工藝不斷推陳出新，作為現(xiàn)代化機(jī)械中的沖孔機(jī)，也以不斷創(chuàng)新的先進(jìn)技術(shù)和全新的面貌出現(xiàn)在用戶面前。目前兩大品類（有孔、無孔）的沖孔機(jī)中，都采用了現(xiàn)代電子技術(shù)，如票據(jù)自動(dòng)沖孔機(jī)采用的票據(jù)打孔設(shè)備是采用PLC控制伺服系統(tǒng)進(jìn)行票據(jù)自動(dòng)定位，具有定位精度高、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)[15]。全自動(dòng)打孔沖孔機(jī)中的自動(dòng)調(diào)整、打孔、成型、燈光指示、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)排屑等，構(gòu)成了手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)化產(chǎn)品系統(tǒng)；為了服務(wù)于不同用戶的需要，小到個(gè)人用的經(jīng)濟(jì)型訂書機(jī)，大至機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位用的全自動(dòng)

2、專業(yè)沖孔機(jī)，都配套完備；面對不同用途，金屬、鐵圈、膠圈、螺旋圈（金屬、塑料），或圓鈕、打孔、無孔熱熔等各種沖孔機(jī)應(yīng)有盡有；對不同行業(yè)、不同業(yè)務(wù)、不同場合乃至不同零件及其厚度的需要，有專門設(shè)計(jì)的輕巧型的、辦公室用的、專業(yè)用的、票據(jù)用的、工廠用的產(chǎn)品等，各種沖孔機(jī)種類齊全；對于刻意追求形象美觀、色澤鮮艷、設(shè)計(jì)獨(dú)具個(gè)性的用戶，現(xiàn)代沖孔機(jī)也一改過去的老面孔，出現(xiàn)了各種顏色、多種造型、創(chuàng)意新穎、功能“二合一”、材料多樣的裝飾型沖孔機(jī)?？傊?，適應(yīng)時(shí)代潮流，適應(yīng)市場需要，適應(yīng)用戶“上帝”的意愿，沖孔機(jī)正向著產(chǎn)品多樣化、系列化、功能化、操作簡單化、自動(dòng)化、價(jià)位多元化方向發(fā)展。 目前，我國沖孔機(jī)市場也在向國際

3、市場接軌，世界知名的辦公及工廠設(shè)備廠商如法國寶、彪馬、亞大力、美連、意必高、利寶等公司產(chǎn)品相繼進(jìn)入我國市場，歐美的、日本的及我國大陸、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)、臺(tái)灣省產(chǎn)的沖孔機(jī)，各式各樣品種不斷推陳出新并展示于中國市場，使廣大用戶大開眼界，領(lǐng)略各種新潮風(fēng)格的產(chǎn)品。 在日常生產(chǎn)和生活中，沖孔工作隨處可見，這樣的設(shè)備也多種多樣，但集送料和沖孔功能于一身的聯(lián)合沖孔，迄今為止在相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表還不多見。基于此種情況，我這次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)沖孔機(jī)將送料和沖孔功能集于一身，很好的解決了以前的人工送料問題，使結(jié)構(gòu)流程得到很好的簡化及縮短，提高了生產(chǎn)效率及工作環(huán)境的安全性能，力求做到環(huán)保及節(jié)省資源的效果，使得

4、沖孔的效率大大的提高。 1.2 課題的來源、研究的目的及意義 隨著市場經(jīng)濟(jì)的繁榮，商業(yè)活動(dòng)的效率越來越高，機(jī)械日趨成為重要的行業(yè)，而機(jī)械行業(yè)中的零部件如保險(xiǎn)管帽孔的沖孔又變得非常重要，但由于傳統(tǒng)的保險(xiǎn)管帽孔的沖制是：由工人將工件一件一件放置在沖孔模具上，然后沖壓機(jī)動(dòng)作完成沖孔，工人再取出工件。該法結(jié)構(gòu)簡單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故[12]。正是基于上序情況，本課題根據(jù)社會(huì)的需求將設(shè)計(jì)出新型的全自動(dòng)沖孔機(jī)。此設(shè)計(jì)的目的和意義主要是解決傳統(tǒng)的的人工上料、取料問題，采用傳輸裝置全自動(dòng)送料，減少人工壓緊工件、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全可靠性差及模具容易損壞等問題，避免工傷事故；其次是在滿足沖孔精度的條件

5、下節(jié)省原材料及成本。 1.3 本設(shè)計(jì)的主要工作 在一臺(tái)現(xiàn)代化的機(jī)器中,常會(huì)包含著機(jī)械、電氣、液壓、潤滑、冷卻、信號、控制、檢測等系統(tǒng)的部分或全部,但是機(jī)器的主體,仍然是它的機(jī)械系統(tǒng)。無論分解哪一臺(tái)機(jī)器，它的機(jī)械系統(tǒng)總是由一些機(jī)構(gòu)組成；每個(gè)機(jī)構(gòu)又是由許多零件組成。所以，機(jī)器的基本組成要素是機(jī)械零件。 本次設(shè)計(jì)的主要工作是在認(rèn)真分析目前已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用的幾種沖孔機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)之后，結(jié)合我國目前的保險(xiǎn)管帽孔的生產(chǎn)狀況，設(shè)計(jì)出了一臺(tái)比較先進(jìn)的全自動(dòng)沖孔機(jī)。要求設(shè)計(jì)的為保險(xiǎn)管帽上沖孔的全自動(dòng)沖孔機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，該機(jī)要求能在外徑為3.59mm，壁厚為0.2mm 的保險(xiǎn)管帽（如圖1-1）上自動(dòng)沖出直徑為0.

6、8mm的小孔，孔對零件中心的偏差不能超過0.01mm，且每秒沖3件。 圖1-1 保險(xiǎn)管帽 針對設(shè)計(jì)的要求，決定該沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)思路為：采用振動(dòng)料斗自動(dòng)送料的機(jī)構(gòu)，從料斗出來的加工零件進(jìn)入分度盤，而分度盤由不完全齒輪帶動(dòng)，分度盤的的旋轉(zhuǎn)使加工零件準(zhǔn)確的進(jìn)入凹模部位等待加工；送料的同時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心輪軸旋轉(zhuǎn)，偏心輪帶動(dòng)滾動(dòng)軸承及上模座運(yùn)動(dòng)，而上模座的運(yùn)動(dòng)使使凸模的沖頭完成沖孔任務(wù)，偏心輪軸的另外一端裝錐齒輪，錐齒輪之間的傳動(dòng)帶動(dòng)不完全齒輪軸運(yùn)動(dòng)，不完全齒輪帶動(dòng)分度盤運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)。 根據(jù)設(shè)計(jì)思路，本次設(shè)計(jì)主要要完成的工作為： 1、系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)； 2、電動(dòng)機(jī)的選擇； 3、偏

7、心輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 4、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 5、錐齒輪的設(shè)計(jì)； 6、軸與零部件的設(shè)計(jì)； 7、模具的設(shè)計(jì)； 第二章 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 總體方案的確定 由于保險(xiǎn)管帽的沖的孔徑較小，要求精度高。又由于傳統(tǒng)的沖孔是工人將工件一件一件的放置在沖孔模具上，然后沖壓機(jī)動(dòng)作完成沖孔，工人再取出工件，該法結(jié)構(gòu)簡單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故。所以本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一臺(tái)全新的全自動(dòng)沖孔機(jī)，要求自動(dòng)送料、沖孔與一體。 近些年來，國內(nèi)一些工廠和研究單位在開發(fā)沖孔機(jī)械上做了許多工作，也取得了一定的進(jìn)展。從控制方式上來分大體可總結(jié)為PLC（可編程控制器）+伺服系統(tǒng)

8、+步進(jìn)電機(jī)或不完全齒輪系統(tǒng)+彈性阻尼裝置+異步電動(dòng)機(jī)。 PLC（可編程控制器）+伺服系統(tǒng)+步進(jìn)電機(jī)控制具有定位精度高、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。此控制設(shè)計(jì)出來的全自動(dòng)沖孔機(jī)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作的功能，生產(chǎn)效率同普通人工送料機(jī)相比增加了90%，節(jié)約人力資源50%。但是此機(jī)設(shè)計(jì)出來占用較大的空間，且要求操作嚴(yán)格及維修費(fèi)用制造費(fèi)用較高，不太適合小型企業(yè)的使用及制造，耗電較。 不完全齒輪系統(tǒng)+彈性阻尼裝置+異步電動(dòng)機(jī)控制的全自動(dòng)沖孔機(jī)具有結(jié)構(gòu)較簡單，外形美觀大方，結(jié)構(gòu)合理，占地面積少，能精確的完成自動(dòng)沖孔任務(wù)，要求人員操作的技術(shù)水平較低且操作便捷，整臺(tái)機(jī)器耗電量少，價(jià)格相對比較便宜，勞動(dòng)生產(chǎn)率相對普通的人工送

9、料機(jī)提高2倍左右。但是此機(jī)器加工的產(chǎn)品效率較低，使用年限較短，適合小型企業(yè)制造及使。 綜上所述，結(jié)合所需公司的特點(diǎn)和借鑒其他全自動(dòng)沖孔機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對二種沖孔機(jī)控制方案的反復(fù)論證，確定本沖孔機(jī)的控制采用不完全齒輪系統(tǒng)+彈性阻尼裝置控制，以三相電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，模具沖頭為工作執(zhí)行部件，振動(dòng)料斗為送料部件。利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸及偏心輪而實(shí)現(xiàn)沖孔的總體設(shè)計(jì)方案。 確定傳動(dòng)方案，方案簡圖如下（圖2-1所示）： （a） （b） 圖2-1 方案簡圖 比較2種傳動(dòng)方案，方案(a)采用無級變速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行沖孔，方案（b）采用Y型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，采用齒輪減速器減速來達(dá)到?jīng)_孔的額定轉(zhuǎn)速。

10、比較方案（a）跟（b），顯然方案（a）簡單方便，占地面積少，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝及經(jīng)濟(jì)合理，使用于軸受力較小的傳動(dòng)。方案（b）采用Y型電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閅型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都比較高，而要求的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較小，且采用齒輪減速，增加了成本以及使機(jī)構(gòu)不緊湊，不方便安裝加工，占地面積較方案（a）大，適合軸傳動(dòng)受力較大的機(jī)構(gòu)。 因?yàn)榇舜螞_的孔為小孔，軸受力不大，所以經(jīng)過比較確定方案（a）為最終方案。 2.2 工作原理和創(chuàng)新之處 2.2.1 工作原理 全自動(dòng)沖孔機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖（如圖2-2） 圖2-2 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖 1.振動(dòng)料斗 2.料斗斜槽 3.不完全主動(dòng)齒輪

11、 4.不完全從動(dòng)齒輪 5.分度盤 6.凸模 7.沖孔模具 8.工作臺(tái) 9電機(jī)固定板 l0.電機(jī) 11.聯(lián)軸器 l2.主軸 l3.軸承座 l4.軸承 l5.偏心輪 l6、l8.錐齒輪 l7.軸 全自動(dòng)沖孔機(jī)的系統(tǒng)的工作原理簡述如下： 先啟動(dòng)振動(dòng)料斗開關(guān)，振動(dòng)料斗開始振動(dòng)送料，經(jīng)過料斗斜槽后進(jìn)入料嘴。料嘴與分度盤的料槽相連，來料（保險(xiǎn)管帽）恰好每次只有一個(gè)進(jìn)入分度盤料槽。 偏心輪帶動(dòng)軸承座，軸承，模具的上模部分運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沖孔時(shí)，偏心輪給予向前的位移，模具卸料板內(nèi)的彈簧壓縮，凸模完成沖孔；當(dāng)卸料時(shí)，卸料板內(nèi)彈簧伸長，凸模向后運(yùn)動(dòng)，卸料板卸掉已沖好

12、的保險(xiǎn)管帽。 完成全自動(dòng)沖孔任務(wù) 兩錐齒輪嚙合改變運(yùn)動(dòng)方向，錐齒輪軸旋轉(zhuǎn)。軸帶動(dòng)不完全主動(dòng)齒輪，不完全從動(dòng)齒輪和固定在不完全從動(dòng)齒輪上的分度盤作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主軸旋轉(zhuǎn)一周，不完全從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)1/4周，這樣可以把振動(dòng)料斗出來的有序料一個(gè)一個(gè)地送到凹模上。主軸旋轉(zhuǎn)一周沖一個(gè)保險(xiǎn)管帽，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖孔。 啟動(dòng)調(diào)節(jié)沖孔開關(guān)，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。通過聯(lián)軸器，凸輪軸軸帶動(dòng)凸輪和錐齒輪旋轉(zhuǎn)。 2.2.2 創(chuàng)新之處 （1）采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)（如圖3-2所示）作為間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)齒輪2轉(zhuǎn)四分之一周，從動(dòng)齒輪每轉(zhuǎn)

13、停歇四次。當(dāng)從動(dòng)齒輪停歇時(shí)，主動(dòng)齒輪上的鎖止弧與從動(dòng)齒輪上的鎖止弧互相配合鎖住，以保證從動(dòng)齒輪停歇在鎖定位置。當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（如圖2-3所示）時(shí)，主動(dòng)齒輪角速度增大，從動(dòng)齒輪的角速度亦增大，運(yùn)轉(zhuǎn)中慣性力增大，此時(shí)容易發(fā)生齒輪間卡死。為此我們在系統(tǒng)中增加了彈性阻尼系統(tǒng)（如圖2-4所示）。 通過調(diào)節(jié)彈簧彈力大小來克服齒輪的慣性力。如需在高速下運(yùn)行，齒輪的慣性力較大，則彈簧的彈力應(yīng)加大，反之，則彈力應(yīng)減小。從而保證不完全齒輪能夠在高速中正常運(yùn)行。 圖2-3 不完全齒輪機(jī)構(gòu) （2） 此機(jī)構(gòu)利用沖孔模具的導(dǎo)向作用，省去了沖床的滑塊機(jī)構(gòu)；因沖裁力較小，省去了沖床的飛輪機(jī)構(gòu)，因而整個(gè)

14、機(jī)構(gòu)得到簡化，加工方便。 （3）模具通常垂直安裝在沖床上完成沖壓任務(wù)。而本機(jī)構(gòu)利用現(xiàn)有模架，并且考慮到從振動(dòng)料斗出來的保險(xiǎn)管帽是水平的，應(yīng)而將沖孔模具水平放置即水平方向完成沖孔任務(wù)。 （4） 此機(jī)構(gòu)自身就是一部小沖床和送料機(jī)構(gòu)，解決了占用其它沖床的矛盾。 （5）通過采用不完全齒輪和分度盤及彈性阻尼裝置在同一變速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下與沖孔實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的精準(zhǔn)配合使該沖孔機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的全自動(dòng)沖孔，不再是以往生產(chǎn)的半自動(dòng)手工送料，安全省力且提高了送料精度。 圖2-4 彈性阻尼系統(tǒng) （6） 以往采用的沖床功率較大，生產(chǎn)中耗電量大，成本較高。本機(jī)構(gòu)消耗功率500W，大

15、大節(jié)省能源，降低成本。 （7）本設(shè)計(jì)采用無級電機(jī)變速代替以前復(fù)雜的傳動(dòng)及變速裝置，它可以任意調(diào)節(jié)沖孔速度并減少了大量的傳動(dòng)和變速裝置使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝及經(jīng)濟(jì)合理，以往采用的沖床功率較大，采用且對于生產(chǎn)中耗電量大，成本較高的問題，本機(jī)構(gòu)消耗功率500W，大大節(jié)省能源，降低成本。 第三章 電動(dòng)機(jī)的選擇 3.1電動(dòng)機(jī)的類型 經(jīng)查閱相關(guān)資料，得到無極變速電動(dòng)機(jī)的類型主要有冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)、電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)等。其主要特點(diǎn)和應(yīng)用場合如下（表3-1）： 表 名稱 特點(diǎn)和應(yīng)用場合

16、 YTSZ冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) 冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，是在YTSP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)的使用特點(diǎn)而開發(fā)的系列產(chǎn)品。開發(fā)中綜合了生產(chǎn)冶金及起重用直流電動(dòng)機(jī)和交流電梯電機(jī)的豐富經(jīng)驗(yàn)，以及對交流變頻調(diào)速的研究成果，電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和絕緣系統(tǒng)設(shè)計(jì)既考慮了對變頻電源供電和寬范圍變頻調(diào)速的適應(yīng)能力，又體現(xiàn)了冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)過載能力大、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。與變頻調(diào)速良好的起、制動(dòng)功能相結(jié)合，特別適用于采用變頻調(diào)速、短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)的場合。電機(jī)基本技術(shù)條件符合IEC60034－1和GB75

17、5國際和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，安裝尺寸符合IEC72國際標(biāo)準(zhǔn) YCT電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) YCT電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)是機(jī)械工業(yè)部組織設(shè)計(jì)的Y系列異步電動(dòng)機(jī)的主要派生系列。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由拖動(dòng)電機(jī)(Y系列電動(dòng)機(jī))。電磁轉(zhuǎn)差離合器和控制器三部份組成，可用于恒轉(zhuǎn)距負(fù)載場合，特別適宜在遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載中使用(例如離心式水泵和風(fēng)機(jī))、有較明顯的節(jié)能效果。YCT系列電磁調(diào)速電機(jī)能在規(guī)定的調(diào)速范圍內(nèi)均勻地、連續(xù)地?zé)o級調(diào)速、并能輸出額定轉(zhuǎn)矩，電機(jī)在運(yùn)行中當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變動(dòng)時(shí)可通過控制器的速度負(fù)反饋系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的勵(lì)磁電流，使輸出轉(zhuǎn)速基本上保持不變。本系列電機(jī)有全國統(tǒng)一的技術(shù)條件，并且外形安裝尺寸

18、，拖動(dòng)電機(jī)及其它易損件全國生產(chǎn)廠均勻統(tǒng)一，可以互換。YCT系列電機(jī)的特點(diǎn)： 1、無失控區(qū) 2、調(diào)速范圍廣，速度調(diào)節(jié)平 3、具有速度負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速變化率小 4、起動(dòng)力矩大，起動(dòng)平衡 5、結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用維護(hù)方便 6、控制功率小，并能實(shí)現(xiàn)多種方式控制應(yīng)用范圍 YCT系列電磁調(diào)速電機(jī)，可用于油漆流水線，裝配流水線的傳輸帶，注塑機(jī)、印染機(jī)、印刷機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)爐、拉線機(jī)、卷紙機(jī)、卷紙機(jī)、卷板機(jī)、壓延機(jī)、空調(diào)設(shè)備、輸送設(shè)備等 YVP變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) YVP系列變頻電機(jī)是一種交流、高效、節(jié)能型調(diào)速電動(dòng)機(jī)，專為匹配變頻調(diào)速設(shè)

19、計(jì)制造，是機(jī)電一體化的調(diào)速節(jié)能新產(chǎn)品。與其他調(diào)速方式相比，變頻調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)有： 1、 效率高、節(jié)能顯著； 2、 調(diào)速平滑，能在5-100HZ范圍內(nèi)無極調(diào)速 3、 低頻起動(dòng)時(shí)對負(fù)載沖擊??； 4、 體積小、重量輕、安裝尺寸和Y系列基本相同； 5、 起加起動(dòng)設(shè)備； 6、 應(yīng)用范圍廣，在50HZ以下可作動(dòng)電流小不用附恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，在50HZ以上可作恒功率運(yùn)行； 7、 比電磁調(diào)速電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，維修方便。 YVP變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)能夠保證電機(jī)長時(shí)間低速或高速運(yùn)行，是目前交流調(diào)速方案中最先進(jìn)的系統(tǒng)之一。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的主軸傳動(dòng)、紡織、化工、冶金、塑膠、輕工、造紙等行業(yè)的恒轉(zhuǎn)矩

20、、恒功率調(diào)速以及風(fēng)機(jī)水泵等場合的節(jié)能調(diào)速。 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 1.電動(dòng)機(jī)輸出功率的確定 (1).不完全齒輪機(jī)構(gòu)所需功率： 式中：T-不完全齒輪慣性力矩為 -不完全齒輪轉(zhuǎn)速為 -不完全齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率0.98 所以， (2).沖孔機(jī)構(gòu)所需功率： 彈簧受壓力 　 式中：-線材的鋼性模數(shù)：不銹鋼絲； -線徑為 -中徑為 -總?cè)?shù)8 -有效圈數(shù) 則有 則彈簧所受力為 式中：-模具的沖壓行程。 沖孔機(jī)構(gòu)所需的功率為： 式中：-總沖裁力為 -克服彈簧的作用力 -卸料力，初步估算為 則有： 除此之外，還有導(dǎo)套與導(dǎo)柱的摩

21、擦力,再加上傳動(dòng)件的功率損失，須選用以上的電動(dòng)機(jī)，其選擇方案由如下幾種： (1).YTSZ冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) 型號 標(biāo)稱功 率 額定電 流 額定轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 安裝長度 YTSZ90S-4 1.1 3.0 7.0 0.25 0.003 17 500 (2).YCT電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) 型號 拖動(dòng)功 率 調(diào)速范圍 額定轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)速變 化率 電源（三相交流） 重量 安裝長度 YCT112-4B 0.75 1250-125 4.9 0.25 、 53 520 (3).YVP變

22、頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī) 型號 標(biāo)稱功 率 額定電 流 額定轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 安裝長度 YVP90S6 0.75 2.5 7.9 1.25 0.0029 22 400 綜合考慮以上三種特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本較低，選擇第三種方案，即型號為YVP90S6變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)簡圖（如圖3-1）和相關(guān)安裝尺寸如下： 圖3-1 機(jī)構(gòu)簡圖 安裝尺寸 標(biāo)座號 H A B C D E FGD G 90S 140 100 56 50 87 20 K AB AC A

23、D AA BB HD HA L 10 180 175 155 36 130 190 12 400 第四章 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 偏心輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1.1 偏心輪機(jī)構(gòu)的總體構(gòu)思 偏心輪采用滾子從動(dòng)盤形偏心輪機(jī)構(gòu)，直接用滾動(dòng)軸承作為滾子（選用深溝球軸承），為了設(shè)計(jì)的方便采用作圖法設(shè)計(jì)。 先取推程運(yùn)動(dòng)角= 遠(yuǎn)休止角= 回程運(yùn)動(dòng)角= 近休止角= 4.1.2 偏心輪基圓半徑的確定 為了減小偏心輪的尺寸、重量和高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的不平衡，希望有盡可能小的基圓半徑。移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形偏心輪機(jī)構(gòu)的最小基圓半徑，主要受

24、三個(gè)條件的限制，即： （1） 偏心輪的基圓半徑應(yīng)大于偏心輪的偏心輪軸的半徑； （2） 保證最大壓力角不超過許用壓力角； （3） 保證偏心輪實(shí)際廊線的最小曲率半徑≥3-5mm，以避免運(yùn)動(dòng)失真和應(yīng)力集中。 根據(jù)上述情況，初選偏心輪的基圓半徑為：=26.5mm 4.1.3 其他尺寸的確定 因?yàn)榇舜蔚臎_孔的零件高度為3.7mm，所以設(shè)計(jì)偏心輪的行程為10mm，所以偏心輪直徑為74mm，偏心輪寬度為b=18mm，滾子直徑為15mm，其他齒輪根據(jù)設(shè)計(jì)的偏心輪軸及運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定。 4.2 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.2.1 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的介紹 不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通漸開線齒輪機(jī)構(gòu)演化而成的一

25、種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。它與普通漸開線齒輪機(jī)構(gòu)不同之處是輪齒不布滿整個(gè)圓周，主動(dòng)輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)輪的間歇運(yùn)。 圖4-1 不完全齒輪 圖4-1所示為一不完全齒輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)1/4 周，從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)停歇4次。當(dāng)從動(dòng)輪停歇時(shí),1上的鎖止弧與2 上的鎖止弧互相配合鎖住，以保證從動(dòng)輪停歇在鎖定位置。不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛，與其它間隙機(jī)構(gòu)相比，其動(dòng)停時(shí)間比不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制，結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，其缺點(diǎn)是從動(dòng)輪在每次運(yùn)動(dòng)始末，速度均有突變,沖擊較大，故一般用于低速、輕載的場合。 4.2.2 不完全齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì) 不完全齒輪采用45鋼，主動(dòng)輪調(diào)質(zhì)處理，從動(dòng)輪?；幚怼８鶕?jù)進(jìn)

26、料分析，主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)輪由四工位，即從動(dòng)輪得停歇數(shù)，主從動(dòng)輪外圓直徑相同。假定主動(dòng)輪的實(shí)際齒數(shù)，中心距，模數(shù)，壓力角，齒頂高系數(shù)。 (1).按表15-12，由 可求得 (2).從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角 (3).從動(dòng)輪每一個(gè)運(yùn)動(dòng)角中所包含的齒數(shù) (4).從動(dòng)輪每一個(gè)鎖止弧所跨越的整周節(jié)數(shù)，即從動(dòng)輪相鄰兩鎖止弧間的實(shí)際齒數(shù) 齒槽數(shù)與相同為11個(gè) (5).由圖15-67，按用插齒法求得主動(dòng)輪首末齒的齒頂高系數(shù) (6).主動(dòng)輪除首、末齒以外的齒頂圓半徑 (7).主動(dòng)輪首齒齒頂圓半徑 (8).主動(dòng)輪末齒齒頂圓半徑 (9).主動(dòng)輪的齒根圓半徑 (10).從動(dòng)輪的齒頂圓

27、半徑 (11).主動(dòng)輪上首齒與末齒中心線間所夾的圓心角 (12).從動(dòng)輪上鎖止凹圓弧半徑按表15-12計(jì)算得圓心在主動(dòng)輪軸心上。 (13).主動(dòng)輪上鎖止凸圓弧直徑 (13).主動(dòng)輪首齒工作時(shí)重疊系數(shù)按表15-12計(jì)算得 ，合格 4.2.3 不完全齒輪阻尼器設(shè)計(jì) 在全自動(dòng)打孔機(jī)中，我采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分度動(dòng)作，當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)1/ 4周。然而在最初的安裝、調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，沖孔機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而電機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí),主動(dòng)齒輪角速度增大，此時(shí)很容易發(fā)生齒輪間卡死。從不完全從動(dòng)齒輪的角速度變化曲線(圖4-2所示)可看出為中間嚙合區(qū)，在此區(qū)的嚙合情況與

28、普通漸開線(完全) 齒輪傳動(dòng)相同，為定角速比傳動(dòng)。A為開始嚙合區(qū), B 為最后嚙合區(qū)，在這兩區(qū)角速度皆有突變。在嚙合終止區(qū)，角速度從正常速度突變?yōu)? ,有慣性力矩產(chǎn)生。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí),從動(dòng)齒輪角速度增大,在嚙合終止區(qū)角加速度亦增加,慣性力矩隨之增大，從而易產(chǎn)生齒輪間卡死。 我的解決辦法是:在系統(tǒng)中增加彈性阻尼系統(tǒng)。彈性阻尼系統(tǒng)圖如圖4-3所示。不完全從動(dòng)齒輪與分度盤組合體受力分析如下： 圖4-2 角速度變化曲線 圖4-3 組合體受到慣性力矩和摩擦力矩的聯(lián)合作用,受力圖如圖4-4所示,則組合體的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程為： 式中: F ——摩擦力; FN ——為彈簧力; R

29、為阻尼力到組合體中心的距離。 （1） 組合體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 從動(dòng)齒輪在完成一次嚙合時(shí),速度從正常轉(zhuǎn)速180r/ min 變化到0，速度有突變，因而產(chǎn)生慣性力矩,其力矩大小為 式中: J 為轉(zhuǎn)慣量；ω為角速度。 組合體可分成3個(gè)簡單幾何形狀的物體(圖4-5所示) ,它們對水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別用J1，J2，J3表示，則組合體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =J1+J2-J3 以分別表示各部分物體的質(zhì)量、半徑和厚度，則上式中 代入數(shù)據(jù): =0.0619mm，= 0.039，=0.01mm， =0.1004mm，=0.008mm ,=0.012mm，ρ=780

30、0kg/m3 ,計(jì)算后得： 圖4-4 不完全主動(dòng)齒輪受力圖 （2） 平均角加速度的計(jì)算 當(dāng)主動(dòng)齒輪的最后一個(gè)齒與從動(dòng)齒輪的末齒嚙合時(shí)，由于無后續(xù)齒，故從動(dòng)齒輪的角速度從正常角速度變化為0。 在設(shè)計(jì)中，齒輪的分度圓直徑為78mm ,模數(shù)為1.5 ,故正常齒數(shù)為52。齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒所需時(shí)間為 則平均角加速度為： （3） 慣性力矩 （4） 阻尼系統(tǒng)中彈簧彈力的計(jì)算 由轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程得 其中：摩擦系數(shù)f =0.25；R =0.05m。故 =72N 圖4-5 通過在全自動(dòng)沖孔機(jī)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(dòng)齒輪的慣性力矩,如需在高

31、速下運(yùn)行,齒輪的慣性力矩較大,則彈簧的彈力應(yīng)相應(yīng)調(diào)大,反之,則彈力減小。實(shí)踐證明,該機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),達(dá)到了預(yù)定要求。 第五章 錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5.1 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(dòng)可設(shè)計(jì)成不同的形式。本次設(shè)計(jì)的齒輪為直齒圓錐齒輪，轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比為1，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)。功率為，根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要選擇軸交角為的標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)。 由于此軸的速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。 材料選用45鋼，硬度為240HBS。 由于本設(shè)計(jì)為等速傳動(dòng)，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

32、齒面，主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，應(yīng)校核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度，按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5.2 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 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； 為齒寬系數(shù)； u為齒數(shù)比； ZE為材料的彈性影響系數(shù)； 為齒輪接觸疲勞強(qiáng)度； 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算值 1） 試選載荷系數(shù)Ke=1.5； 2） 計(jì)算錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩； 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(yīng)力：

33、 由圖5-28按合金鋼調(diào)質(zhì)與查MQ線可得。 同理由圖5-29查得 由式（5-29）、（5-30）分別求得 2 計(jì)算 1）初算主動(dòng)齒輪大端分度圓直徑： 2）確定齒數(shù)和模數(shù)： 選取，大端模數(shù) ，取 3）計(jì)算主要幾何尺寸： 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式（5-47）可知 計(jì)算重合度系數(shù) 由式（5-21）可知 而由式（5-12）得 因此， 由圖5-25查得 因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪式一樣的，校核其中任意一個(gè)即可。 校核小齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。

34、 5.3 確定錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 代號 計(jì)算公式及結(jié)果 分度圓錐角 齒頂高 齒根高 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 節(jié)錐距 齒頂角 齒根角 頂錐角 根錐角 齒寬 分度圓齒厚 S 第六章 軸與零部件的設(shè)計(jì) 6.1 軸的設(shè)計(jì) 6.1.1 偏心輪軸的設(shè)計(jì) 1.確定軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩： 式中 p—電動(dòng)機(jī)有效功率 n—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=180r/min 代入公式有

35、 2.求作用在錐齒輪上的受力： 已知圓錐齒輪的值 而 3.初步確定軸的最小直徑： 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)取，于是得 軸的最小直徑是安裝錐齒輪處的直徑,根據(jù)齒輪孔得 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （1）擬定軸上零件的裝配方案 軸的裝配方案（如圖6-1）所示： 圖6-1 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 ，左端用軸端擋圈定位，錐齒輪與，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(yīng)比略短一些,現(xiàn)

36、取。 初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)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)，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，故。 兩滾動(dòng)軸承相對的端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位.由手冊上查得30205型軸承定位軸肩高度。而右軸承左邊的端蓋距螺紋軸肩的距離為，為了使端蓋裝拆方便和添加潤滑脂，取，同理取，。 取安裝偏心輪的軸段，齒輪的右端與左軸承之間采用圓螺母定位，已知偏心輪的寬度為18mm,為了使圓螺母端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取，偏心輪的左端采用軸肩定位,軸肩高,取.軸環(huán)寬度,取。 在安裝圓螺母的軸段，

37、由于圓螺母的厚度為，取，軸承端蓋的總寬度為。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,故取。 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,故取Ⅹ-Ⅺ的直徑；左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑半聯(lián)軸器與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(yīng)略短一些,現(xiàn)取，經(jīng)查表確定安裝半聯(lián)軸器軸段的直徑為。 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。按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，半聯(lián)軸器與軸的配合為；錐齒輪與

38、軸的連接，選用平鍵為，錐齒輪與軸的配合為；同樣，偏心輪與軸選用的平鍵，配合為。滾動(dòng)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。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸段倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 5.求軸上的載荷 因此作為簡支梁的軸的支承跨距 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手冊中查取a值（參看圖15-23）。對于30205型圓錐滾子軸承，由手冊中查得。因此作為簡支梁的軸的支承跨距，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。計(jì)算截面C

39、處的，，如下： 6.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上式中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得。因此，此軸合理安全。 6.1.2 不完全主動(dòng)齒輪軸設(shè)計(jì) 1.確定軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩： 代入公式有： 2.求作用在錐齒輪上的力 （1）作用在錐齒輪上的力 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖示: （

40、2）作用在不完全齒輪上的力： 已知， 則有 3.初步確定軸的最小直徑 先按15-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)取，于是得 軸的最小直徑是安裝錐齒輪處的直徑,根據(jù)齒輪孔得。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 軸的裝配方案如（圖6-2）所示： 圖6-2 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 為了滿足齒輪的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故?、?Ⅲ的直徑，左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈長度。錐齒輪與，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(yīng)比略短一些,現(xiàn)取。

41、 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)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)，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，故。 兩滾動(dòng)軸承相對的端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位.由手冊上查得30205型軸承定位肩高度。 取安裝不完全齒輪的軸段，已知不完全齒輪輪的寬度為15mm，為了使圓螺母端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取，不完全齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高,取，軸環(huán)寬度,取。 齒輪的右端與左軸承之間采用圓螺母定位，圓螺母的厚度為所以取，為了車削螺紋和形成一個(gè)軸肩，取 軸承端蓋的總寬度為。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添

42、加潤滑脂的要求,取左邊軸承的右軸承端蓋的外端面與軸環(huán)左端面間的距離 ,故取。同理取，。 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 錐齒輪、不完全齒輪的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得錐齒輪與軸的連接，選用平鍵為，錐齒輪與軸的配合為；同樣，不完全齒輪與軸選用的平鍵，配合為。滾動(dòng)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。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸段倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 5.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手冊中查取a值（參看

43、圖15-23）。對于30205型圓錐滾子軸承，由手冊中查得。因此作為簡支梁的軸的支承跨距根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。計(jì)算截面C處的，，如下： 6.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核式，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上式中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得。因此，此軸合理安全。 6.1.3 不完全從動(dòng)齒輪軸的

44、設(shè)計(jì) 1.確定軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩： 代入公式有： 2.作用在不完全從動(dòng)齒輪上的力： 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 軸的裝配方案如（圖6-3）所示： 圖6-3 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 根據(jù)下模座的結(jié)構(gòu)和進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，需把此軸安裝在下模座上，選用的軸承不宜過大，從軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30203，其尺寸為，故，為了使軸的端部不頂?shù)桨惭b軸承孔的底面，取軸段的長度為。 軸承另一端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得

45、30203軸承定位肩高度。 取安裝不完全齒輪的軸段，已知不完全齒輪和分度盤輪的寬度為14mm,為了使圓螺母端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取，不完全齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3mm，取。軸環(huán)寬度,取。 齒輪的右端與左軸承之間采用圓螺母定位，圓螺母的厚度為所以取，為了車削螺紋和形成一個(gè)軸肩，取 軸承端蓋的總寬度為。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取軸承端蓋的外端面與軸環(huán)左端面間的距離 ,故取。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 不完全齒輪和分度盤的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得，選用平鍵為，錐齒輪與

46、軸的配合為；滾動(dòng)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。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸段倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。 6.2 軸承的選擇與校核 6.2.1 偏心輪軸上的軸承選擇與校核 1. 偏心輪軸上的軸承選擇 選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級單列圓錐滾子軸承30205型，其尺寸為。 2.計(jì)算軸承支反力F 水平支反力： ， 垂直支反力 ， 合成支反力： 3.計(jì)算軸承的軸向負(fù)載荷 由設(shè)計(jì)手冊查得30205型軸承的，，，則軸承內(nèi)部軸向力： 由圖6-4可知， 則有

47、 圖6-4 軸的載荷分析圖 所以 所以 計(jì)算軸承的當(dāng)量重負(fù)荷 查設(shè)計(jì)手冊，，則 查設(shè)計(jì)手，則 因，應(yīng)按計(jì)算。 計(jì)算軸承的式壽命 常溫下工作，查設(shè)計(jì)手冊；滾子軸承，按式（5-3a）計(jì)算： 軸承要求的壽命為20年，每年工作300天，2班制，則有 可行。 6.2.2 不完全齒輪軸1的軸承選擇與校核 1. 不完全齒輪軸1上的軸承選擇 選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級單列圓錐滾子軸承30205型，其尺寸為。 2.計(jì)算軸承支反力R 水平支反力： ， 垂直支反力 ， 合成支反力： 3.計(jì)算軸承的軸向負(fù)載荷 由設(shè)計(jì)手冊查得3

48、0205型軸承的，，，則軸承內(nèi)部軸向力： 由圖6-5可知， 則有 圖6-5 軸的載荷分析圖 所以 所以 計(jì)算軸承的當(dāng)量重負(fù)荷 查設(shè)計(jì)手冊，，則 查設(shè)計(jì)手冊，則 因，應(yīng)按計(jì)算。 計(jì)算軸承的式壽命 常溫下工作，查設(shè)計(jì)手冊；滾子軸承，按式（5-3a）計(jì)算： 軸承要求的壽命為20年，每年工作300天，2班制，則有 可行。 6.3 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 6.3.1 聯(lián)軸器類型選擇 在選擇標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件，如承載能力、轉(zhuǎn)速、兩軸相對位移、緩沖吸振以及裝拆、維修更換易損元件等綜合分析來確定。具體選擇時(shí)可考慮以下因素：

49、 i．原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的機(jī)械特性　原動(dòng)機(jī)的類型不同，其輸出功率和轉(zhuǎn)速，有的是平穩(wěn)恒定的，有的是波動(dòng)不均勻的，而各種工作機(jī)的載荷性質(zhì)差異更大，有的甚至是強(qiáng)烈沖擊或振動(dòng)，這將直接影響聯(lián)軸器類型的選擇，是選型的主要依據(jù)之一。對于載荷為平穩(wěn)的，可選用剛性聯(lián)軸器，否則宜選用撓性聯(lián)軸器。 ii．聯(lián)軸器連接的軸系及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況　對于連接軸系的質(zhì)量大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，而又經(jīng)常啟動(dòng)、變速或反轉(zhuǎn)的，應(yīng)考慮選用能承受較大瞬時(shí)過載，并能緩沖吸振的聯(lián)軸器。 iii．工作機(jī)的轉(zhuǎn)速高低　對于需高速運(yùn)轉(zhuǎn)的兩軸連接，應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性，以削除離心力產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，避免相關(guān)元件因磨損和發(fā)熱而降低傳動(dòng)質(zhì)量和使用

50、壽命。 iv．聯(lián)軸器的對中和對保持程度　保持良好的對中是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，可防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。選擇的聯(lián)軸器不但要補(bǔ)償安裝時(shí)難免存在的一定相對偏差，還應(yīng)預(yù)計(jì)到能補(bǔ)償兩軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的相對位移。 v．聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性　聯(lián)軸器的外形尺寸，安裝、拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護(hù)的要求等都應(yīng)與連接裝置的具體配置和要求相適應(yīng)。 vi．聯(lián)軸器的可靠性、使用壽命和工作環(huán)境　對于要求運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不允許運(yùn)轉(zhuǎn)工作臨時(shí)中斷的傳動(dòng)，最好選用不需潤滑、無非金屬彈性元件的聯(lián)軸器。高溫和含有腐蝕性介質(zhì)的場所應(yīng)避免使用橡膠彈性元件的聯(lián)軸器。有灰塵、潮濕的環(huán)境應(yīng)使用有罩殼的聯(lián)軸器。 vii．聯(lián)軸

51、器的制造、安裝和維護(hù)的成本。 根據(jù)以上要求及本設(shè)計(jì)的需要，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。此種聯(lián)軸器具有傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝制造方便，耐久性好，彈性柱銷由一定的緩沖和吸震能力，允許被連接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動(dòng)較大正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動(dòng)頻繁的場合，由于尼龍柱銷對溫度角敏感，故使用溫度限制在-20-- +70的范圍內(nèi)。 6.3.2 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩： 查課本,選取 所以轉(zhuǎn)矩 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表，選取HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為160,許用轉(zhuǎn)速為7100r/min。

52、 第八章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)，是大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課程以及全部專業(yè)課程和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的綜合。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉。它在我們四年的大學(xué)生活學(xué)習(xí)中占有很重要的地位。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)查閱了有關(guān)手冊、教材，并在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，對各個(gè)重要步驟進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算和說明,必要處都有校核。裝配圖和零件圖按照國家機(jī)械制圖標(biāo)

53、準(zhǔn)和模具設(shè)計(jì)的習(xí)慣畫法繪制,通過這次設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步熟悉了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)文件和設(shè)計(jì)說明書的編寫，分析問題、解決問題的能力得到了提高，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際生產(chǎn)問題。圓滿地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)中我最大的感受是：理論與實(shí)踐必須相結(jié)合，只有將正確的理論應(yīng)用于實(shí)踐中，才能真正發(fā)揮理論的價(jià)值，才能更深刻地了解和掌握理論的真正內(nèi)涵，而要做到理論與實(shí)踐相結(jié)合必須有一定的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這方面，我很欠缺，還在待于在日后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作中來彌補(bǔ)和提高。此外，設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)繁重的工作，必須具有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和頑強(qiáng)的決心和毅力。 由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中尚有許多不

54、足之處,懇請各位老師給予指教。 參考文獻(xiàn) 主要參考資料： [1] D.J.Lee，D.J.Kim，B.M.Kim. New processes to prevent a flow defect in the combined forward–backward cold extrusion of a piston-pin[J]. Journal of Materials Processing Technology 139 (2003) 422–427 [2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊（1-5卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.5 [3]孫恒，陳作模.機(jī)械原

55、理[M].北京：高等教育出版社，2001 [4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，1 [5]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：西北工業(yè)大學(xué)，2003 [6]鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊[M].北京：高等教育出版社，2005.11 [7]吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [8]劉潭玉.畫法幾何及機(jī)械制圖[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，2000 [9]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1990，8 [10]吳伯杰編著.沖壓工藝與模具[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004，6 [11]許發(fā)越等.模具設(shè)計(jì)與制造手冊[M].

56、北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [12]劉錫傳，王文生編著.軸的設(shè)計(jì)[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1993，3 [13]朱孝錄編著.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，12 [14]李連清.自動(dòng)沖孔機(jī)[J]. 宇航材料工藝，2004，04：24 [15]吳鴻鈞.一種新型沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械工程師，2001，02：12～13 [16]劉文艷.全自動(dòng)沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2006，08：134～135 [17]辛舟. 軸承保持架自動(dòng)沖孔機(jī)[J]. 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，03：49～51 [18]王天利. 減振器連接板沖孔機(jī)的設(shè)

57、計(jì)[J]. CMET.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2003,06：26～27 致謝 將近三個(gè)月的時(shí)間，我在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先要感謝給予我?guī)椭母魑焕蠋熀屯瑢W(xué)，更要感謝的是指導(dǎo)老師何哲明老師和寧波得益機(jī)電設(shè)備有限公司的劉部長，他們多次帶領(lǐng)我們參觀了寧波得益機(jī)電設(shè)備有限公司。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，我觀摩了現(xiàn)場作業(yè)，向工程設(shè)計(jì)人員提出不懂的問題，同時(shí)設(shè)計(jì)人員介紹了一些在工廠里實(shí)用的技術(shù)和寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)。我結(jié)合自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題深入調(diào)查研究，收集和掌握了第一手資料。做好了設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。在確定設(shè)計(jì)的任務(wù)方向和進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，何老師以他豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對我們進(jìn)行指導(dǎo)，為我解答了遇到的各類理論與實(shí)際性的問題，給予我很多有實(shí)際意義的建議。再次表示衷心的感謝。 同時(shí)感謝院領(lǐng)導(dǎo)和圖書館工作人員、復(fù)印室各位老師的支持和幫助，也對其他方面給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝。 最后感謝學(xué)校和機(jī)械工程學(xué)院給了我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。 44