全自动冲孔机的设计研究_毕业设计(编辑修改稿)

全自动冲孔机的设计研究_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

通过在全自动冲孔机中增加阻尼系统 ,调节弹簧弹力大小来克服不完全从动齿轮的惯性力矩 ,如需在高速下运行 ,齿轮的惯性力矩较大 ,则弹簧的弹力应相应调大 ,反之 ,则弹力减小。 实践证明 ,该机运转平稳 ,达到了预定要求。 全自动冲孔机的设计研究 22 第五章 锥齿轮传动的设计 选择锥齿轮类型、精度等级、材料及齿数 由于工作要求的不同，锥齿轮传动可设计成不同的形式。 本次设计的齿轮为直齿圆锥齿轮，转速为 1 180 / minnr ，传动比为 1，单向连续运转，载荷较平稳，小批量生产。 功率为 1 1 2 P k w    ，根据本设 计的需要选择轴交角为 90 的标准直齿轮传动。 由于此轴的速度不高，故选用 7级精度 （ GB1009588）。 材料选用 45钢，硬度为 240HBS。 由于本设计为等速传动，所以选择二锥齿轮的大小相等，故取齿数为 Z=26，又由于为开式软齿面，主要失效形式为齿面磨损和轮齿折断，应校核齿根的弯曲疲劳强度，按接触疲劳强度进行设计。 齿面接触强度设计 按齿面强度设计：  2131 1017 1 0. 5R H P RZ KTd u    式中： d1t为小齿轮分度圆直径； K为载荷系数； T1为锥齿轮传递的转矩； d 为齿宽系数； u为齿数比； ZE为材料的弹性影响系数； H 为齿轮接触疲劳强度； 全自动冲孔机的设计研究 23 1） 试选载荷系数 Ke=； 2） 计算锥齿轮传递的转矩； 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 0 . 7 2 8 / 1 8 0 3 8 . 6T P n N m     3）选取齿宽系数：选取   4）选取重合度系数：取   5）确定许用应力： 由图 528 ]5[c 按合金钢调质与查 MQ 线可得。 lim 1 lim 2 290FF M Pa 同理由图 529 查得 lim 1 lim 2 700HH M Pa 由式（ 529）、（ 530）分别求得 1 2 l im1 m in/ 2 9 0 2 1 1 / 1 . 3 4 4 6F P F P F S T N X FY Y Y S M P a         1 2 l im1 m in/ 7 0 0 1 1 / 1 7 0 0H P H P H N W HZ Z S M P a        2 计算 1）初算主动齿轮大端分度圆直径：   2310 .8 8 1 .5 3 8 .61 0 1 7 7 6 .31 0 .5 0 .3 7 0 0 0 .3 1d m m       2）确定齿数和模数： 选取 1226zz，大端模数 11/ 76 .3 / 26 2. 93 6m d z m m  ，取 3m mm 3）计算主要几何尺寸： 1 2 1 3 2 6 7 8d d m z m m        22 39 39 d d m m     0 .3 5 5 .1 5 1 7db R m m    校核齿根弯曲疲 劳强度。 由式（ 547）可知  1 22 123601 0 . 5F F S F PRKT YYb m z  全自动冲孔机的设计研究 24 计算重合度系数 由式（ 521）可知 0. 25 0. 75 /Y 而由式（ 512）得 121. 88 3. 2( 1 / 1 / ) 1. 88 3. 2( 1 / 26 1 / 26 ) 1. 63 4zz        因此， 0 .2 5 0 .7 5 / 1 .6 3 4 0 .7Y    由图 525查得 FSYY 因为两个齿轮式一样的，校核其中任意一个即可。 校核小齿轮的齿根弯曲疲劳强度  11 222 3 6 0 1 . 5 3 8 . 6 4 . 1 5 0 . 7 1 3 8 . 1 11 7 3 2 6 1 0 . 5 0 . 3F F PM P a         故齿根弯曲疲劳强度足够。 全自动冲孔机的设计研究 25 确定锥齿轮的结构尺寸 名称 代号 计算公式及结果 分度圆锥角  21a r c c ot ( / ) c ot 1 45z z arc     齿顶高 ah 1 3 3aah h m mm    齿根高 fh ( ) (1 0 . 2 ) 3 3 . 6fah h c m m m      分度圆直径 d 3 2 6 7 8d m z m m    齿顶圆直径 ad 2 c o s 7 8 2 3 c o s 4 5 8 2 .2 4aad d h m m       齿根圆直径 fd 2 c o s 7 8 2 3 . 6 c o s 4 5 7 2 . 9 1ffd d h m m       节锥距 R    22 39 39 d d m m     齿顶角 a a r c t a n( / ) a r c t a n( 3 / ) 3aa hR     齿根角 f a r c t a n ( / ) a r c t a n ( 3 . 6 / 5 5 . 1 5 ) 4ff hR     顶锥角 a 45 3 48aa          根锥角 f 4 5 4 4 1ff          齿宽 b 0 .3 5 5 .1 5 1 7db R m m    分度圆齿厚 S mmmS   全自动冲孔机的设计研究 26 第六章 轴与零部件的设计 轴的设计 偏心轮轴的设计 、转速、转矩： npT  式中 p— 电动机有效功率 n— 电动机转速 n=180r/min 代入公式有 11 0. 75 0. 99 0. 74 25dP P k w    1 180 / minnr mmNnpT  9 3 9 31 8 07 4 2 661 ： 已知圆锥齿轮的 md 值 ( 1 0. 5 ) 78 ( 1 0. 5 0. 3 ) 66 .3mRd d m m       而 112 / 2 39 39 3. 75 / 66 .3 11 88 .3tmF T d N    1 1 1ta n c o s 1 1 8 8 . 3 ta n 4 5 c o s 4 5 = 8 4 0 . 3 NrtFF     1 1 1ta n sin 1 1 8 8 .3 ta n 4 5 sin 4 5 = 8 4 0 .3 NatFF     ： 初步估算轴的最小直径 ,选取轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,根据315362 ]5[ 表P 取 126oA ，于是得 33m i n 1 1/ 1 2 6 0 . 7 4 2 5 / 1 8 0 2 0 . 2od A P n m m    轴的最小直径是安装锥齿轮处的直径 ⅡⅠ d ,根据齿轮孔得 21d mm Ⅰ Ⅱ ： （ 1）拟定轴上零件的装配方案 全自动冲孔机的设计研究 27 轴的装配方案（如图 61）所示： 图 61 轴的装配方案 （ 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足锥齿轮的轴向定位要求 ,Ⅰ Ⅱ轴段右端需要制出一轴肩 ,故取 24d mm Ⅱ Ⅲ ， 左端用轴端挡圈定位，锥齿轮与 轴配合的轮毂孔长度 1 18L mm ，为了保证轴端挡圈只压在齿轮上而不压在轴端上 , 故Ⅰ Ⅱ的长度应比 1L 略短一些 ,现取 17l mm Ⅰ Ⅱ。 初步选择滚动轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 ,故选用单列圆锥滚子轴承。 参照工作要求并根据 24d mmⅡ Ⅲ ，由轴承产品目录中初步选取单列圆锥滚子轴承 30205 型，其尺寸为 2 5 5 2 1 6 . 2 5d D T m m m m m m    ，故25d d m mⅢ Ⅳ Ⅸ Ⅹ。 两滚动轴承相对的端面采用轴肩进行轴向定位 .由手册上查得 30205 型轴承定位轴肩高度 0 . 0 7 2 2 9h d h m m d d m m   Ⅳ Ⅴ Ⅷ Ⅸ， 取 ， 因 此。 而右轴承左边的端盖距螺纹轴肩的距离为 13mm ，为了使端盖装拆方便和添加润滑脂，取21l Ⅷ Ⅸ ，同理取 21l mmⅡ Ⅲ ， 28l mmⅣ Ⅴ。 取安装偏心轮的轴段 32d mm Ⅵ Ⅶ ，齿轮的右端与左轴承之间采用圆螺母定位，已知偏心轮 毂 的宽度为 18mm,为了使圆螺母端面可靠地压紧齿轮 ,此轴段应 全自动冲孔机的设计研究 28 略短于轮毂宽度 ,故取 mml 17ⅦⅥ ，偏心轮的左端采用轴肩定位 ,轴肩高2h mm ,取 36l mm Ⅴ Ⅵ .轴环宽度 hb  ,取 11l mm Ⅴ Ⅵ。 在安装圆螺母的轴段，由于圆螺母的厚度为 8mm ，取 mml 10ⅧⅦ ，轴承端盖的总宽度为 11mm。 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 ,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 14l mm ,故取 26l mmⅩ Ⅺ。 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求 ,Ⅹ Ⅺ轴段右 端需要制出一轴肩 ,故取Ⅹ Ⅺ的直径 24d mm Ⅸ Ⅹ ；左端用 轴端挡圈定位 ,按轴端直径取挡圈直径30D mm 半联轴器与 轴配合的轮毂孔长度 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上 , 故Ⅹ Ⅺ的长度应略短一些 ,现取 36l mm Ⅹ Ⅺ ，经查表确定安装半联轴器轴段的直径为 22d mmⅪ Ⅻ。 至此 ,已初步确定了轴的各端直径和长度 . （ 3） 轴上零件的轴向定位 齿轮 、半联轴器、偏心轮的周向定位均采用平键连接。 按 dⅠ Ⅱ 由表 61查得平键截面 66b h mm mm   ，键槽用键槽铣刀加工，长为 mm32 ，半联轴器与轴的配合为 7/ 6Hn；锥齿轮与轴的连接，选用平键为 mmmmmm 1666  ，锥齿轮与轴的配合为 7/ 6Hm；同样，偏心轮与轴选用 mmmmmm 14810  的平键，配合为 7/ 6Hm。 滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选用轴的直径尺寸公差为 6m。 （ 4） 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 152，取轴段倒角为 145，各轴肩处的圆角半径见零件图。 因此作为简支梁的轴的支承跨距 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。 在确定顶轴承的支点位置时 ,应从手册中查取 a 值（参看图 1523）。 对于 30205 型圆锥滚子轴承，由手册中查得 mm。 因 此 作 为 简 支 梁 的 轴 的 支 承 跨 距mmmmmmmmLLL 4  ， 根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 全自动冲孔机的设计研究 29 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。 计算截面C处的 HM ， VM ， M 如下： 1 2 3 1123() ( 4 9 . 2 5 5 0 . 7 5 4 2 . 7 5 ) 1 1 8 8 . 3 1 8 1 4 . 25 0 . 7 5 4 2 . 7 5tNH L L L FFNLL      2 1 1 18 14 .2 11 88 .3 62 5. 9NH NH tF F F N     1 23(NVF LL r 1 1 2 3 a 1 m 0 3F ( L + L + L ) F d / 2 + F L) 8 4 0 . 3 ( 4 9 . 2 5 5 0 . 7 5 4 2 . 7 5 ) 8 4 0 . 3 3 3 . 1 5 1 6 0 4 2 . 7 5 1 0 5 8 . 35 0 . 7 5 4 2 . 7 5 N        2 1 1 10 58 .3 84 0. 3 21 8NV NV rF F F N     1 0HM  21 4 9 .2 5 5 8 5 2 3 .。