小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　2沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求1</p><p>　　3小型沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)1</p><p>　　4沖壓機(jī)的工作原理

2、2</p><p>　　5沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3</p><p>　　5.1對(duì)氣缸的使用要求3</p><p>　　5.2氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖3</p><p>　　5.3氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算4</p><p>　　5.4氣缸內(nèi)徑的確定4</p><p>　　5.5活塞桿直徑的確定4</

3、p><p>　　5.6缸筒長(zhǎng)度的確定4</p><p>　　5.7氣缸筒的壁厚的確定5</p><p>　　6蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算5</p><p>　　6.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級(jí)5</p><p>　　6.2選擇蝸桿蝸輪材料5</p><p>　　6.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)6

4、</p><p>　　6.4確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩6</p><p>　　6.5確定載荷系數(shù)K6</p><p>　　6.6確定彈性影響系數(shù)6</p><p>　　6.7確定接觸系數(shù)6</p><p>　　6.8確定許用接觸應(yīng)力6</p><p>　　6.9 計(jì)算中心距7</p

5、><p>　　6.10 計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸7</p><p>　　6.11 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度7</p><p>　　6.12當(dāng)量摩擦角9</p><p>　　7齒輪齒條的設(shè)計(jì)9</p><p>　　7.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)8</p><p>　　7.2按齒面接觸強(qiáng)度

6、設(shè)計(jì)9</p><p><b>　　7.3計(jì)算10</b></p><p><b>　　8計(jì)算齒輪軸11</b></p><p><b>　　致謝15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p&g

7、t;<b>　　前 言</b></p><p>　　目前 ,在國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)中 ,沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,

8、而且由于沖擊過程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。,因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床是具有現(xiàn)實(shí)意義的。</p><p>　　一些金屬和非金屬微型薄板件沖制主要采用兩種方法：一是在排樣設(shè)計(jì)中采用多排策略，增大模具尺寸以滿足大型壓力機(jī)的需求。并將設(shè)計(jì)和制造好的模具安裝在機(jī)械壓力機(jī)上來實(shí)施沖壓，其缺點(diǎn)是：設(shè)各投資大、模具設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜，總成本高，且必須采用機(jī)械壓力機(jī)；二是采用小型模具，在小噸位壓力

9、機(jī)上實(shí)施沖壓。雖然模具設(shè)計(jì)、制造比較容易，但仍擺脫不了機(jī)械壓力機(jī)固有的缺陷：笨重、噪音大．操作不方便、安全，浪費(fèi)能源等問題．本文結(jié)合微型薄板件的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種新型微型件氣動(dòng)沖壓一體化機(jī)(直接采用活塞桿和凸模連接的形式)．減輕了床身重量．并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化.采用該一體化結(jié)構(gòu)，沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、可靠．操作安全和方便．這為沖壓提供了一種新設(shè)計(jì)方法．</p><p>　　因此需要一臺(tái)沖壓直接成型的機(jī)器，我

10、通過研究和考驗(yàn)試圖設(shè)計(jì)一臺(tái)氣動(dòng)沖壓機(jī)來沖壓馕，代替人工生產(chǎn)，來滿足人們的需求，個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)有限，希望你們能夠提出寶貴的意見。</p><p><b>　　1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn)。而大部分沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大

11、、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式。氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為介質(zhì)，以壓縮空氣為動(dòng)力，無噪音，無污染，環(huán)保。也不需要承擔(dān)介質(zhì)方面成本

12、。所以我設(shè)計(jì)的以空氣為介質(zhì)進(jìn)行傳動(dòng)——?dú)鈩?dòng)沖壓機(jī)，它的設(shè)計(jì)輕巧，不占用空間，可任意放在工作臺(tái)上或流水線上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可根據(jù)產(chǎn)品的大小調(diào)整工作高度；改變模具；氣缸行程調(diào)整簡(jiǎn)單，配有空氣節(jié)流閥，氣缸上、下行速度均可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)；</p><p>　　2沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求</p><p>　　功能設(shè)計(jì)：沖壓機(jī)的基本功能就是設(shè)計(jì)一個(gè)氣缸，并使得有足夠的力可以沖壓食品成型. 氣缸以壓

13、縮空氣作為動(dòng)力源．帶動(dòng)活塞傳動(dòng)到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動(dòng)，從而形成沖力．使食品在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的目的．它與普通沖壓機(jī)不同的是，行程可以任意調(diào)節(jié)，壓力可以調(diào)節(jié)，最大的特點(diǎn)是氣動(dòng)壓力機(jī)壓力?？梢栽趬旱焦ぜ笮纬杀憾瓿晒ぜ某尚危?lt;/p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：可以小型件氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、模具、控制箱構(gòu)成．機(jī)架包括氣缸、底座、工作臺(tái)。氣缸通過其上的法蘭與上固定板用螺釘固定連接．模具包括上模板、圓柱銷

14、、凸模與氣缸活塞桿用螺紋固定連接．并通過卸料螺釘與模板連接，凹模通過內(nèi)六角螺釘和圓柱銷與模板定位緊固連接．下模板用螺栓、螺母固定在機(jī)架的工作臺(tái)上．凸模通過錐面與氣缸活塞桿配合連接：</p><p>　　外觀及尺寸：由于尺寸相對(duì)較小，氣動(dòng)元件安裝方便，不受空間限制。使得整體比較美觀，占地面積小。</p><p>　　用Solidwork軟件對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析。</

15、p><p><b>　　3小型沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　小型沖壓機(jī)的三維效果圖如下：</p><p>　　圖3-1 小型沖壓機(jī)的三位效果圖</p><p>　　小型氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、升降、模具、控制箱構(gòu)成．機(jī)架包括可調(diào)緩沖氣缸、底座、工作臺(tái)。</p><p>　　氣缸安裝在升降架上，并

16、通過螺栓夾緊。凸模與氣缸的活塞桿通過螺紋連接，活塞帶動(dòng)凸模工作。凹模放在底座上，通過螺栓連接。升降包括升降架、齒條、升降裝置（齒輪軸、蝸輪、蝸桿）升降機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)凸模與凹模之間的高度，以便進(jìn)行工作?？刂葡涞臍鈩?dòng)按鈕按下，機(jī)器開始工作，打開氣源，可調(diào)緩沖氣缸工作，活塞帶動(dòng)凸?？焖傧蛳逻\(yùn)動(dòng)到壓縮物體時(shí)，活塞減慢速度，將物體慢慢的壓縮成型，當(dāng)碰到形成開關(guān)時(shí)，活塞收回。</p><p>　　1-底座 2-手搖桿 3升

17、降箱 4-銷 5夾緊螺栓 6-管接頭 7-緩沖氣缸 8-控制箱</p><p>　　9-升降架 10凸模 11-凹模 12行程開關(guān) 13齒條 14-蝸桿 15-軸套 16-蝸齒</p><p>　　17-鍵 18-軸承 19-齒輪軸 21-擋板</p><p>　　圖3-2 沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)圖</p><

18、p><b>　　4沖壓機(jī)的工作原理</b></p><p>　　沖壓過程可以分為如下幾個(gè)步驟 ,用框圖表示如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 小型沖壓機(jī)沖壓過程框圖</p><p>　　由于氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn) ,因此本文探討的沖壓機(jī)采用氣動(dòng)沖壓。將所沖

19、的毛坯放在凹模板上．開動(dòng)控制箱開關(guān)旋鈕．電磁閥3得電，使氣缸5接通氣源1，氣缸活塞桿帶動(dòng)凸模下行，節(jié)流閥4調(diào)節(jié)沖壓速度，凸模進(jìn)入凹模沖壓．凸模上的擋板碰到行程開關(guān)后換向電磁閥3得電，使得氣缸收回，沖壓完成。根據(jù)上述沖壓過程框圖 ,設(shè)計(jì)氣壓系統(tǒng)回路如圖</p><p>　　1-減壓閥 2-氣罐 3電磁閥 4-溢流閥 5-氣缸 6-形成開關(guān)</p><p>　　圖4-2 氣動(dòng)回路圖</p

20、><p><b>　　5沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1對(duì)氣缸的使用要求</p><p>　　（１）氣缸正常的工作條件：介質(zhì)、環(huán)境溫度一般為－２０～８０℃，工作壓力一般為０.１～１.０ＭＰａ。</p><p>　?。ǎ玻┌惭b前，應(yīng)在１.５倍工作壓力下進(jìn)行試驗(yàn)，不應(yīng)漏氣。</p><p&g

21、t;　?。ǎ常┌惭b的氣源進(jìn)口處需設(shè)置油霧器，以利工作中潤(rùn)滑。氣缸的合理潤(rùn)滑極為重要，往往因潤(rùn)滑不好而產(chǎn)生爬行，甚至不能正常工作。</p><p>　　（４）安裝時(shí)，要注意動(dòng)作方向，活塞桿不允許承受偏心負(fù)載或橫向負(fù)載。</p><p>　?。ǎ担┴?fù)載在行程中有變化時(shí)，應(yīng)使用有足夠輸出力的氣缸，并要附加緩沖裝置。</p><p>　?。ǎ叮┎皇褂脻M行程，特別活塞桿伸出時(shí)

22、，不要使活塞與缸蓋相碰擊。否則容易引起活塞和缸蓋等零件損壞。 </p><p>　　5.2氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖</p><p>　　圖5-1 氣缸設(shè)計(jì)選擇流程圖</p><p>　　氣缸按供氣方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入壓縮空氣，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓縮空氣，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠氣體壓力完成。由

23、于單作用氣缸僅向單向運(yùn)動(dòng)，有外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)，而雙作用單活塞氣缸在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下可以像兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)但兩個(gè)方向的輸出力不同，所以該方案采用雙作用單活塞缸。</p><p><b>　　5.3氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，根據(jù)考查，正常青年人的臂力大約50-70kg，而正常生產(chǎn)時(shí)兩手同時(shí)進(jìn)行，在加工時(shí)可能由于其他原因影響，綜合考慮氣缸要

24、驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小180Kg，考慮到氣缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的力，受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前氣缸之間的摩擦力的影響，并考慮到凸模的質(zhì)量。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率β：</p><p>　　由《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》表</p><p>　　表5-1 氣缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與負(fù)載率 </p><p>　　運(yùn)動(dòng)速度v=3m/min=50mm/s，取β=

25、0.60，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F=F0/=2713.85N</p><p>　　5.4氣缸內(nèi)徑的確定</p><p>　　表5-2 氣缸缸徑的計(jì)算</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　D= =83.15mm</p><p>　　F—?dú)飧椎妮敵隼?N；</

26、p><p>　　P —?dú)飧椎墓ぷ鲏毫a</p><p>　　按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=100 mm</p><p>　　表5-3 氣缸缸徑尺寸系列</p><p>　　5.5活塞桿直徑的確定</p><p>　　表5-4 活塞桿直徑系列 （mm）</p><p>　　由d=

27、0.3D 估取活塞桿直徑 d=30 mm</p><p>　　5.6缸筒長(zhǎng)度的確定</p><p>　　缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30</p><p>　　L為活塞行程；B為活塞厚度</p><p>　　活塞厚度B=(0.6 1.0)D= 0.7X100=70mm</p><p>　　由于氣缸的行程L=350mm ,所以S=

28、350+70+30=450mm</p><p>　　導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:</p><p>　　一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A，在D<100mm時(shí)，可取A=(0.6 1.0)D；在D>80mm時(shí), 可取A=d。</p><p><b>　　所以A=30mm</b></p><p><b>　　最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H：

29、</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣缸的最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：H </p><p>　　代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H==50 mm</p><p>　　活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+80=450+70+30+50=600 mm</p><p>　　5.7氣缸筒的壁厚的確定</p><p

30、>　　由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》可查氣缸筒的壁厚 可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： </p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　—缸筒壁厚（mm）；</p><p>　　D—缸筒內(nèi)徑（mm）；</p><p>　　P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）；</p><p>　　—

31、缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）；</p><p>　　實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途氣缸約取計(jì)算值的7倍；重型氣缸約取計(jì)算值的20倍，再圓整到標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼。</p><p>　　參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核</p><p>　　缸體的材料選擇ZG310-570，=600 MPa， ==120 MPa</p><p>　　n為

32、安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)</p><p>　　P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）。當(dāng)工作壓力p≤16 MPa時(shí)，P=1.5p；當(dāng)工作壓力p＞16 MPa時(shí)，P=1.25p</p><p>　　由此可知工作壓力0.5 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.5×0.5=0.75 MPa</p><p><b>

33、　　=0.3mm</b></p><p>　　參照下表 氣缸筒的壁厚圓整取 =4 mm</p><p>　　表5-5氣缸筒的壁厚</p><p>　　6蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　6.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級(jí)</p><p>　　由于傳動(dòng)的功率不大，速度也不高，故選用阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)，

34、精度為：8C-GB10089-88。</p><p>　　6.2選擇蝸桿蝸輪材料</p><p>　　考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿用45號(hào)鋼表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪邊緣采用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而齒芯用45鋼。</p><p>　　6.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)</p&g

35、t;<p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：</p><p>　　6.4確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　按,估取效率η=0.8 ,由于蝸桿不經(jīng)常，靠人力轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)書冊(cè)得：,P=18.65W</p><p><b>　　28497.2</b><

36、;/p><p>　　6.5確定載荷系數(shù)K</p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)；由表6-1 使用系數(shù)選取使用系數(shù).由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p>　　表6-1 使用系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　K

37、=</b></p><p>　　6.6確定彈性影響系數(shù)</p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配，故</p><p><b>　　6.7確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值,從教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-5中可查得=2.9.</p><p

38、>　　6.8確定許用接觸應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從教材機(jī)械設(shè)計(jì)表11-7中查蝸輪的基本許用應(yīng)力=268</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </b></p><p><b>　　(為蝸輪轉(zhuǎn)速)</b></p&

39、gt;<p><b>　　,(為工作壽命)</b></p><p>　　j為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù)j=1</p><p><b>　　所以壽命系數(shù)為</b></p><p><b>　　則 ：</b></p><p>　　=[]`=0.7=187.6<

40、;/p><p><b>　　6.9 計(jì)算中心距</b></p><p><b>　　==64.85mm</b></p><p>　　取中心距a=80mm，因i=14.5，取m=2mm，=35.5mm。這時(shí)/ a=, 取接觸疲勞系數(shù)為’=2.8，因?yàn)閆ρ’<Zρ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。</p>&

41、lt;p>　　6.10 計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸</p><p><b>　?、?蝸桿 </b></p><p>　　軸向齒距 </p><p>　　直徑系數(shù) </p><p>　　齒頂圓直徑 </p><p>　　齒根

42、圓直徑 </p><p>　　分度圓導(dǎo)程角 </p><p>　　蝸桿軸向齒厚 </p><p><b>　?、?蝸輪</b></p><p>　　蝸輪齒數(shù)=28，變位系數(shù)=-0.125</p><p>　　蝸輪分度圓直徑 </p&

43、gt;<p><b>　　蝸輪喉圓直徑</b></p><p><b>　　蝸輪齒根圓直徑 </b></p><p><b>　　蝸輪咽喉母圓半徑</b></p><p>　　6.11 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　選取當(dāng)量系數(shù) &l

44、t;/p><p>　　根據(jù)變位系數(shù)=-0.125，=29.99 </p><p>　　從機(jī)械設(shè)計(jì)中的圖11-19中查得齒形系數(shù)為 =2.87。</p><p>　　螺旋角系數(shù) =</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力 =</p><p>　　由鑄錫磷青銅制造的蝸輪的基本許用

45、彎曲應(yīng)力為</p><p><b>　　′=56Mpa.</b></p><p><b>　　壽命系數(shù)為 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　＜</b></p><p>　　由此可見彎

46、曲強(qiáng)度是可以滿足的。</p><p><b>　　6.12當(dāng)量摩擦角</b></p><p>　　，其值可根據(jù)滑動(dòng)速度由表11-18和1-19中選取?；瑒?dòng)速度計(jì)算為 =0.166m/s</p><p>　　又由于蝸輪是有鑄錫磷青銅制造的且硬度≥45HRC，根據(jù)查得，根據(jù)自鎖條件，其蝸輪蝸桿傳動(dòng)返程自鎖。</p>&

47、lt;p><b>　　7齒輪齒條的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) </p><p>　　已知載荷變化不大，傳動(dòng)功率=18.65W選擇材料及確定許用應(yīng)力，采用軟齒面的組合，選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。由于傳動(dòng)比是無限大，選擇直齒圓柱齒傳動(dòng)。</p><p>　　（1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高

48、，采用7級(jí)精度。</p><p>　?。?）材料的選擇，由表10-1選擇齒條材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為500HBS，</p><p>　　齒輪材料為45號(hào)鋼，?；幚?，零度為400HBS</p><p>　　（3）選擇齒輪的齒數(shù) 齒條的齒數(shù)無限大。</p><p>　　7.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　

49、　確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　?。?）初選</b></p><p>　　（2）由圖10—30選區(qū)域系數(shù)=2.467</p><p>　?。?）由圖10—26查的， 則</p><p>　?。?）計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩</p><p>　?。?）由表7-1選取齒寬系數(shù)。<

50、/p><p>　　表7-1 圓柱齒輪的齒寬系數(shù)</p><p>　　(6)由材料彈性影響系數(shù)=189.8</p><p>　?。?）由齒面硬度查得齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限=624，齒條的解除疲勞強(qiáng)度極限=600Mp</p><p>　　（8）由式10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　=60nj=60×12

51、×1×16×300×10=9.216×</p><p>　?。?）由圖10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　?。?0）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%安全系數(shù)S=1由式10—12得</p><p><b>　　=599Mp</b></p><p><

52、;b>　　=558MP</b></p><p><b>　　7.3計(jì)算</b></p><p>　?。?）試算齒輪分度圓直徑代入中較小的值</p><p><b>　　=50.85㎜</b></p><p>　　（2）計(jì)算圓周速度V</p><p><

53、b>　　=0.85m/s</b></p><p>　　（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)</p><p><b>　　㎜</b></p><p>　　h=2.25=2.25×1.77=3.99㎜</p><p>　　b/h==12.74</p><p>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)K&l

54、t;/p><p>　　由使用系數(shù)=1，根據(jù)V=0.85m/s，7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)=0.6， =1.42, =1.35</p><p>　　得=1.4，故載荷系數(shù)</p><p>　　K==1×0.6×1.4×1.42=1.19</p><p>　?。?）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得</p&

55、gt;<p>　　=50.83×=48.15㎜</p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)</b></p><p><b>　　=1.89</b></p><p>　　7.4按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　由式</b></p>

56、<p>　　7.4.1確定計(jì)算參數(shù)</p><p><b>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　K==1×0.6×1.4×1.35=1.13</p><p>　?。?）根據(jù)縱向重合度=1.419，螺旋角影響系數(shù)=0.86</p><p><b>　?。?/p>

57、3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p><b>　　（4）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10—5查得 =2.17</p><p>　?。?）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　查得=1.56, =1.80</p><p>　?。?）齒輪的疲勞強(qiáng)度極限=500

58、MP, =400MP</p><p>　?。?）彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.87，=0.95</p><p>　?。?）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10—12得</p><p><b>　　=310.71MP</b></p><p><b>　　

59、=271.4MP</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算齒輪的</b></p><p><b>　　齒條數(shù)值大</b></p><p><b>　　7.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　≥=1.56</b></p

60、><p>　　對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面參數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取=2.0已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足解除疲勞強(qiáng)度，需按解除疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑=2.37×21=49.77㎜來計(jì)算應(yīng)有齒數(shù)</p><p><b>　　=27.5</b></p><p><b>　　則=28，</b&g

61、t;</p><p><b>　　7.5齒寬</b></p><p>　　B==1×42.85=42.85mm</p><p><b>　　圓整后mm，</b></p><p><b>　　8計(jì)算齒輪軸</b></p><p>　　8.1 求輸

62、出軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=2.87W、=6r/min</p><p>　　8.2 求作用在齒輪上的力</p><p>　　因一直齒輪分度圓直徑為=56㎜則圓周力：</p><p><b>　　軸向力：</b></p><p><b>　　徑向力:</b>

63、</p><p>　　8.3初步確定最小直徑</p><p>　　先按下式初步估算軸的最小值。選軸材料為40Cr，，表15—3，取</p><p><b>　　=9.5㎜</b></p><p>　　8.4按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　對(duì)軸進(jìn)行分析，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)

64、生的彎矩，并分別做出水平彎矩圖和垂直彎矩圖，最后求出總彎矩。</p><p>　　圖8-1 齒輪軸的受力圖</p><p>　　通過計(jì)算最后的得出M=62748N.mm</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)矩T=5481.7N.mm</p><p>　?。?）40Cr的強(qiáng)度極限為，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以。</p><p&g

65、t;<b>　　，故是安全的。</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，</p><p><b>　　8.5判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面</p><p><b>　　截面IV右側(cè)的</b></

66、p><p><b>　　截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以</p><p><b>　　，，。</b></p><p><b>　　綜合系數(shù)的計(jì)算</b></p><p>　　由，經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的

67、理論應(yīng)力集中為，，</p><p>　　軸的材料敏感系數(shù)為，，</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，</p><p>　　軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸

68、表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即βq=1，則綜合系數(shù)值為</p><p><b>　　碳鋼系數(shù)的確定</b></p><p>　　碳鋼的特性系數(shù)取為 </p><p><b>　　，</b></p><p>　　8.6安全系數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　

69、軸的疲勞安全系數(shù)為</b></p><p><b>　　故軸的選用安全</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許福玲，陳堯明主編.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5.</p><p>　　[2]畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].青島海

70、洋出版社.</p><p>　　[3] 鄒慧君主編.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,1999</p><p>　　[4]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（中冊(cè)）[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1982:763.</p><p>　　[5]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 2 卷）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:11-13.</p>&l