160mm沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含9張CAD圖】
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I沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（ 160mm）摘要：傳統(tǒng)沖床機(jī)構(gòu)是由人工送料，耗時(shí)長(zhǎng)且工作效率低，所以現(xiàn)改進(jìn)用沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，提高機(jī)床運(yùn)動(dòng)效率，降低人力。由于送料的工件厚度比較薄，綜合選定輥軸送料機(jī)構(gòu)。論文對(duì)現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用主軸原動(dòng)力，采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)，雙輥軸實(shí)現(xiàn)沖床自動(dòng)送料。通過(guò)原理分析，計(jì)算送料機(jī)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件尺寸，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；再對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核，如齒輪、軸、軸承和鍵等，以滿足設(shè)計(jì)要求。IIAutomatic feeding mechanism of punch pressAbstract:The traditional punching machine is made of artificial feeding, which is time-consumin-and inefficient. Therefore, the automatic feeding mechanism of punching machine is used to improve the efficiency of machine tool movement and reduce manpower. Because of the relatively thin, comprehensive selection of the roller feeding mechanism.The paper analyzes the existing equipment structure, and on the based on.the existing structure, the main shaft driving force is used to drivethe crank rocker mechanism. The ratchet mechanism and the double roller are usedto relize the automatic feeding of the punch press. Through the principle analysis, the relerant component size of the feeding mechanism is calculated and the structural design incarried out. Then the key parts are calculated and checked, such as gear, shaft, bearing and key to meet the design requirements.IIIKeywords：Punch; Automatic feeding; Crank rocker mechanism.目 錄1 緒論 ...........................................................................................................................................................11.1 沖壓在機(jī)械制造中的地位及特點(diǎn) ....................................................................................................11.2 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢(shì) ....................................................................................................................22 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................................................32.1 送料機(jī)構(gòu)的選擇 .................................................................................................................................3IV2.1.1 自動(dòng)送料裝置的選擇 ..................................................................................................................32.1.2 送料方式的選擇 ..........................................................................................................................32.2 機(jī)構(gòu)的尺寸 .........................................................................................................................................42.2.1 機(jī)構(gòu)的原始尺寸 ..........................................................................................................................42.2.2 確定機(jī)構(gòu)的尺寸 ..........................................................................................................................52.3 送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理 .........................................................................................................................62.4 送料時(shí)間及其調(diào)整方法 .....................................................................................................................72.5 送料裝置機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 .....................................................................................................................82.5.1 作滑塊和板料的位移曲線圖 ......................................................................................................82.5.2 作滑塊和板料的速度線圖(v-t 曲線) ..........................................................................................82.6 小結(jié) .....................................................................................................................................................93 沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................103.1 上下輥的尺寸 ...................................................................................................................................103.2 壓緊裝置 ...........................................................................................................................................103.3 抬輥裝置 ...........................................................................................................................................113.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) ...........................................................................................................................................123.4.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸 ....................................................................................................................123.4.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸 ....................................................................................................................123.5 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) ...................................................................................................................................133.6 其它零件 ...........................................................................................................................................133.7 離合器 ...............................................................................................................................................133.8 小結(jié) ...................................................................................................................................................144 齒輪的設(shè)計(jì)及校核 ..................................................................................................................................15V4.1 齒輪的初步設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................154.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 ...................................................................................................................164.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 ...................................................................................................................184.4 小結(jié) ...................................................................................................................................................195 軸的設(shè)計(jì)及校核 ......................................................................................................................................205.1 下輥軸的校核 ...................................................................................................................................205.2 大齒輪軸的校核 ...............................................................................................................................245.3 小結(jié) ...................................................................................................................................................286 軸承的設(shè)計(jì)和校核 .................................................................................................................................296.1 第一對(duì)軸承的校核 ...........................................................................................................................296.2 第二對(duì)軸承的校核 ...........................................................................................................................306.3 小結(jié) ...................................................................................................................................................317 鍵的設(shè)計(jì)和校核 .....................................................................................................................................327.1 第一個(gè)平鍵的設(shè)計(jì)和校核 ...............................................................................................................327.2 第二個(gè)平鍵的設(shè)計(jì)和校核 ...............................................................................................................337.3 第三個(gè)平鍵的設(shè)計(jì)和校核 ...............................................................................................................347.4 小結(jié) ...................................................................................................................................................348 零件的潤(rùn)滑 .............................................................................................................................................358.1 齒輪的潤(rùn)滑 .......................................................................................................................................358.2 軸承潤(rùn)滑 ...........................................................................................................................................358.3 小結(jié) ...................................................................................................................................................369. 密封和注意事項(xiàng) ....................................................................................................................................379.1 軸承的密封 .......................................................................................................................................37VI9.2 注意事項(xiàng) ...........................................................................................................................................379.3 小結(jié) ...................................................................................................................................................38總結(jié) .............................................................................................................................................................39結(jié)束語(yǔ) .........................................................................................................................................................40參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................................41致 謝 .........................................................................................................................................................42附錄 A 外文文獻(xiàn) ........................................................................................................................................4311 緒論沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接到變形力進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。1.1 沖壓在機(jī)械制造中的地位及特點(diǎn)沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級(jí)和形狀的零件，又能夠制造精密（公差在微米級(jí)）和復(fù)雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn)60%～70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機(jī)械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學(xué)性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級(jí)和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。大批量的中、小型零件沖壓生產(chǎn)一般是采用復(fù)合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工位壓力機(jī)為中心，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫(kù)和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成生產(chǎn)率極高的全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機(jī)和鋼制模具制造沖壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的批量（甚至是數(shù)十件）零件的生產(chǎn)。對(duì)于普通沖壓工藝，可采用簡(jiǎn)易模具、低熔點(diǎn)合金模具、成組模具和沖壓柔性制造系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工。 總之，沖壓模具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。采用沖壓與焊接、膠接等復(fù)合工藝，使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡(jiǎn)單的工藝制造出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。21.2 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢(shì)制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復(fù)合材料或高分子材料替代。在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術(shù)和模具、裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓等設(shè)備，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術(shù)所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由沖壓工序的性質(zhì)決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強(qiáng)大的剪切力進(jìn)行剪切，使坯件與板料分離在現(xiàn)代化的機(jī)加工過(guò)程中，消耗于送料的時(shí)間損失是組成零件單件加工時(shí)間的一部分，它屬于輔助時(shí)間。要想提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時(shí)間將是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時(shí)間，就必須提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)就是為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的一種專用機(jī)構(gòu)。自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)可將沖壓料或沖壓件經(jīng)過(guò)定向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)定向排列，然后順序地送到機(jī)床或工作地點(diǎn)。這在自動(dòng)化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實(shí)用的，不但可把操作人員從重復(fù)而繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，而且對(duì)保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的方法。目前，國(guó)內(nèi)擁有大量的沖壓機(jī)床，如果能把它們改造成半自動(dòng)或自動(dòng)機(jī)床，將會(huì)充分發(fā)揮機(jī)床的潛在力量，這是一個(gè)具有重大意義的事情，而在機(jī)床上安裝自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，這將大大提高沖壓的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)沖壓的完全自動(dòng)化。32 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)2.1 送料機(jī)構(gòu)的選擇2.1.1 自動(dòng)送料裝置的選擇在沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)中，自動(dòng)送料裝置需要便捷和可操作性強(qiáng)的功能以便更好的送料。經(jīng)過(guò)考察和實(shí)際情況可知，上件裝置在本次設(shè)計(jì)中不符合，其性能復(fù)雜且不便捷。而本次沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是為了提高送料的效率，減少工人的工作量以及浪費(fèi)不必要的機(jī)器的損耗。所以我選擇了送料裝置，也就是自動(dòng)送料裝置，而不是人工上件或者機(jī)械上件。2.1.2 送料方式的選擇查資料可知，能夠選擇的送料方式很過(guò)，例如鉤式、輪鉗式、杠桿式等?，F(xiàn)對(duì)這些送料方式進(jìn)行綜合考察，以選出最適合本次沖床的送料方式。從板料厚度上比較：可知因?yàn)殂^式、輪鉗式和杠桿這三種送料方案所要使用的模胚料的厚度偏厚，而本設(shè)計(jì)所用的材料比較薄，所以前三種送料方式不予考慮。4從送料方式穩(wěn)定性比較：夾持送料是利用工具夾住模具，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)大從而導(dǎo)致不能正常送料，不夠準(zhǔn)確。但是輥軸送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就比較穩(wěn)定，也能更為準(zhǔn)確的達(dá)到送料的目的，從而提高沖床送料，效率更高，節(jié)省時(shí)間材料等。由于輥軸送料機(jī)構(gòu)大大地提高了沖床送料的效率和準(zhǔn)確性，所以我選擇了這個(gè)送料機(jī)構(gòu)如圖 2-1圖2.1輥軸送料裝置實(shí)物圖12.2 機(jī)構(gòu)的尺寸2.2.1 機(jī)構(gòu)的原始尺寸5圖2.2輥軸送料裝置的原理圖1. 板料送進(jìn)距離 Sn =160mm2. 壓機(jī)頻次 n =170 次/分3. 板料厚度 B=2.5mm4. 沖壓滑塊行程 H=80mm5. 許用壓力角[α]=25 度6. 板料送進(jìn)阻力 Fb=550N7. 沖壓板料時(shí)的阻力 Fr=2500N8. 速度不均勻系數(shù) δ=0.039. e=010. 底面至沖床工作臺(tái)面距離為 20~50mm 11. 上輥軸半徑 Rb=下輥軸半徑=小齒輪半徑=60 mm12. 大齒輪半徑 R2=120mm13. R=180mm14. X=370mm15. Y=1250mm62.2.2 確定機(jī)構(gòu)的尺寸根據(jù) 2.2.1 機(jī)構(gòu)的原始尺寸可知道機(jī)構(gòu)尺寸的原始要求，現(xiàn)依次求出機(jī)構(gòu)的尺寸大小。計(jì)算步驟如下:A.求輥軸轉(zhuǎn)角 mRSbn 79.1526081?????B.搖桿擺角 ?479.52AC.機(jī)架中心距 6.3032221 ?yxLPOD.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：曲柄半徑 r= lO1A 24.76sin )24.76sin1803)(.i130(24.76cos1302)1308.( sin)sin)((cos222222221 ????????? ???AAAO RlpllRPlr ??=2543.24 mm 則曲柄半徑 r=50.23mm上面求出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄半徑 r 的大小，而本次機(jī)構(gòu)中不僅有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)也有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄半徑 r1。E.曲柄滑塊機(jī)構(gòu):半徑 r1 m4028'1??HlAOF. 初取桿長(zhǎng) l1=560mm：而 6.925sin40]i[/'1 ????HlCA可知桿長(zhǎng) l1=560mm 符合要求，桿 lA'C 也符合要求。綜上為送料機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算。2.3 送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理7圖2.3機(jī)構(gòu)送料與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖從圖 2-3 可知，沖床自動(dòng)送料是由板料送進(jìn)與滑塊上下行進(jìn)同時(shí)進(jìn)行的。板料送進(jìn)運(yùn)動(dòng)原理：大齒輪帶動(dòng)小齒輪運(yùn)動(dòng)，同時(shí)上輥軸被壓緊，所以被上下輥軸壓住的板料就被帶動(dòng)向前行進(jìn)。曲柄運(yùn)動(dòng)原理：曲柄連接著兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是曲柄搖桿運(yùn)功。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，并且曲柄搖桿連接著板料送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。1.曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)原理：曲柄是繞固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并且?guī)?dòng)著滑塊上下運(yùn)動(dòng)。由于曲柄不停循環(huán) 360 度作運(yùn)動(dòng)，則滑塊也上下做周期性的運(yùn)動(dòng)。2.曲柄搖桿運(yùn)動(dòng)原理：曲柄運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)著大齒輪運(yùn)動(dòng)，而大齒輪與小齒輪嚙合，也就是順著帶動(dòng)小齒輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)。由于小齒輪（下輥軸）與上輥軸合力壓住了板料，板料同時(shí)也被帶動(dòng)著向前運(yùn)動(dòng)，著也就是板料送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。可知此時(shí)曲柄也不停循環(huán) 360 度作運(yùn)動(dòng)，則齒輪運(yùn)動(dòng)也是周期性的運(yùn)動(dòng)。板料送進(jìn)運(yùn)動(dòng)和曲柄滑塊上下運(yùn)動(dòng)是同時(shí)做循壞運(yùn)動(dòng)，就順利完成了自動(dòng)送料。2.4 送料時(shí)間及其調(diào)整方法由上面可知送料送進(jìn)和滑塊上下是同時(shí)進(jìn)行的?；瑝K在最低點(diǎn)時(shí)，停止送料，其余滑塊運(yùn)動(dòng)在除最低點(diǎn)時(shí)，如圖 2-3b，曲柄轉(zhuǎn)角大概在 270 度到 90 度之間，板料都在送料。如圖 2-3a 所示。設(shè)定好送料距離，可以通過(guò)改變偏心的圓周位置來(lái)達(dá)到精確送料。用這個(gè)方法實(shí)際就是通過(guò)改變送料的快慢，以與滑塊的上下運(yùn)動(dòng)匹配，保證送料的圓滿完成。8圖2.4送料機(jī)構(gòu)實(shí)物圖22.5 送料裝置機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析2.5.1 作滑塊和板料的位移曲線圖如圖 2-3，將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄的移動(dòng)范圍分為 12 等分，并且是按照曲柄的旋轉(zhuǎn)方向所依次劃分的。取開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的地方為原點(diǎn)，也就是 12 等分的第一等分，而此時(shí)在沖頭處在最高點(diǎn)。并且沖頭開始沖壓，板料開始送料，一直到最低點(diǎn)，也就是第七等分時(shí)，板料停止送料，沖頭切料。完成切料后，曲柄帶動(dòng)沖頭向上返回，而機(jī)構(gòu)又開始送料。就這樣循環(huán)周期性地送料。按照此運(yùn)動(dòng)規(guī)律，作滑塊和板料位移圖。圖2.5位移圖92.5.2 作滑塊和板料的速度線圖 (v-t 曲線)根據(jù)微分法，速度的表示公式為： ??tanStSdxysv?dy 在圖 2-5 位移圖中表示 ds，而 dx 在圖 2-5 位移圖中表示 dt。并且 α 在圖 2-5 位移圖中表示所在點(diǎn)時(shí)的切線的傾角。從圖中我們可以知道,速度 V 與位移圖中所在點(diǎn)時(shí)的切線的傾角，也就是在位移圖中該點(diǎn)處的斜率成正相關(guān)關(guān)系。 )tan()tan(tan????KvvtSS ??其中 K 為極距，單位為 mm按照此運(yùn)動(dòng)規(guī)律，作滑塊和板料速度圖。圖2.6速度圖2.6 小結(jié)本章首先對(duì)沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了總體方案的選擇和送料方式的選擇。再在原始尺寸的基礎(chǔ)下對(duì)機(jī)構(gòu)的尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，方便于以后對(duì)機(jī)構(gòu)更深的設(shè)計(jì)和分析。最后對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行了詳細(xì)，以便對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面的了解。10113 沖床 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 上下輥的尺寸這個(gè)機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)輥?zhàn)?，分為上下輥軸，它們也是機(jī)構(gòu)在工作時(shí)的主要零件。在沖床工作中，上下輥軸分別與材料接觸 。本設(shè)計(jì)的主動(dòng)輥為下輥。其直徑mSd240.761301???????S 為送料距離（mm ）, 為搖桿擺角，一般 ??10?從動(dòng)輥直徑 2d可設(shè)計(jì)的稍小些。從推薦的中心距離系列中暫時(shí)選擇 35m2?a，98.043)25()(12121???????Znia上 輥 傳 動(dòng) 齒 輪 齒 數(shù) 。下 輥 傳 動(dòng) 齒 輪 齒 數(shù) ；） ；上 輥 轉(zhuǎn) 速 （ ） ；下 輥 轉(zhuǎn) 速 （?212 in/Zr3.2 壓緊裝置在自動(dòng)送料過(guò)程中，板料之所以能向前行進(jìn)，是由于其被上下輥固定住，再由上輥的向前進(jìn)帶動(dòng)著向前進(jìn)。所以需要選擇一個(gè)合適的壓緊裝置，避免板料未被壓緊，或是被壓得太緊而造成表面斷裂等情況出現(xiàn)。根據(jù)實(shí)際情況，既要保護(hù)板料不受損傷，又要壓緊板料，我選擇了板簧式壓緊裝置。12圖3.1板簧實(shí)物圖如圖 3-1，其截面是長(zhǎng)方形，并合在一起形成的長(zhǎng)圓弧形彈簧鋼。所以這種構(gòu)造是板簧由于其他壓緊裝置的優(yōu)勢(shì)，其具有一定程度的阻尼以及彈簧功能。這樣的功能運(yùn)用于本設(shè)計(jì)中，可既完成壓緊，又可保護(hù)板料的性能不受損壞。3.3 抬輥裝置在送料過(guò)程中，既然有了壓緊裝置來(lái)壓緊輥?zhàn)?，那就也需要抬輥裝置來(lái)放松輥?zhàn)?，畢竟板料不是一直都在沖床上，一直處于被送進(jìn)的狀態(tài)。與壓緊裝置一樣，作用的對(duì)象都是上下輥，不過(guò)主要是針對(duì)上輥。抬輥裝置是讓上輥向上移動(dòng)一點(diǎn)高度，使其與下輥不在將板料壓緊，使胚料處于自由的狀態(tài)，可以送進(jìn)或者調(diào)整。本次設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)送料過(guò)程中需要兩次抬輥：一次是在胚料裝進(jìn)沖床時(shí)，需要上輥抬起，將其送入上下輥的間隙；第二次時(shí)將要切料時(shí)，而此時(shí)以將胚料送到了指定位置，這時(shí)需要抬輥，以調(diào)整胚料的位置，更好的切料。抬輥裝置有撞桿式、氣動(dòng)式等。為了更便捷和更有效，本次設(shè)計(jì)在第一次抬輥動(dòng)作中沒有選擇以上幾種，而是選擇手動(dòng)。所以在抬輥中裝上一個(gè)手柄，使它與撞桿式抬輥裝置連在一起，利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)，就巧妙和簡(jiǎn)便的達(dá)到了抬輥要求。13圖3- 2手柄示意圖第一次抬輥，由于是第一放料，還沒開始送料，所以選擇用手柄這樣更合理的方式。但第二次抬輥，是送料完成后，將要切料，此時(shí)需要抬輥。所以我選擇了撞桿式抬輥裝置，當(dāng)送料完成后，如圖3-2，板料撞到了裝置，給到信號(hào)，裝置就講上輥抬起。圖3.3 抬輥裝置原理圖3.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3.4.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸由上面的計(jì)算可得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸：曲柄 lO1A =50.23 mm14連桿 L=1300 mm搖桿 R=180 mm曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心和大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心距O 1O2=1303.6 mmlO1A2+ O1O22 96.54mm則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)如此，滿足要求。3.5 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由第二章可知，在機(jī)構(gòu)自動(dòng)送料過(guò)程中，機(jī)構(gòu)送料是周期循環(huán)的，而輥軸也是要周期性的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的。因?yàn)椴皇且恢辈煌５乃土?，是要停下一?huì)以有時(shí)間切料的。這時(shí)就需要間歇機(jī)構(gòu)來(lái)控制機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也是通過(guò)控制輥軸來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的，如圖3-6，綜合考慮，棘輪機(jī)構(gòu)是最符合以上要求的。圖3.4 棘輪機(jī)構(gòu)示意圖153.6 其它零件本次設(shè)計(jì)中所用到的緊固零件等其他零件，無(wú)需經(jīng)過(guò)自己計(jì)算，都是通過(guò)手冊(cè)選取的標(biāo)準(zhǔn)件。另外，為板料能送到指定位置，不受速度、慣性等外界因素的影響，會(huì)在輥軸的頂端部分安裝制動(dòng)器。3.7 離合器可知間歇機(jī)構(gòu)使輥軸間歇性運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也需要離合器來(lái)控制輥軸的停歇。如圖 3-6。圖3.5離合器結(jié)構(gòu)圖3.8 小結(jié)本章是對(duì)機(jī)構(gòu)的零件以及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是對(duì)沖床機(jī)構(gòu)更詳細(xì)的設(shè)計(jì)。首先分析了上下輥軸的尺寸，再根據(jù)計(jì)算得出詳細(xì)尺寸。再分別對(duì)壓緊裝置、抬輥裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析說(shuō)明，并選擇了最適合本次設(shè)計(jì)的裝置和機(jī)構(gòu)。最后再說(shuō)明了機(jī)構(gòu)的其他零件的選擇和離合器的選擇。164 齒輪的設(shè)計(jì)及校核本次送料機(jī)構(gòu)中有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，大齒輪帶動(dòng)小齒輪，小齒輪和上輪輥一起帶動(dòng)板料前進(jìn)，從而達(dá)到自動(dòng)送料的目的。由于胚料比較薄，所以對(duì)齒輪的性能有一對(duì)要求，以保證板料不被擠壓損壞，順利完成送料。圖4.1齒輪示意圖由于只有達(dá)到傳動(dòng)的要求，對(duì)傳動(dòng)比沒有嚴(yán)格要求.故查資料小齒輪（下輥軸）的材料用 40Cr，硬度取為 260HB。大齒輪的材料用 45 剛，硬度取為240HB。4.1 齒輪的初步設(shè)計(jì)小齒輪軸上 ；17根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由模數(shù)取值表， 取 m=4.5 ； 初取小齒輪齒數(shù) ，小齒輪齒數(shù) ； 小齒輪分度圓直徑 d1=mz1=4.5 27=120mm ； ?大齒輪分度圓直徑 d2=mz2=4.5 53=240mm ；則可算得大小齒輪中心距 a=m(z1+z2)/2=4.5*(27+53)/2=180mm ； 取小齒輪齒寬 b1=60mm，大齒輪齒寬 b2=50mm ；由轉(zhuǎn)數(shù) ，在《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖 12.17c 查得小齒輪的齒面接觸疲勞極限 ； 大齒輪的齒面接觸疲勞極限 4.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算由于大小齒輪互相嚙合運(yùn)動(dòng)，所以 ；smnd/534.01620v1????根據(jù)參考文獻(xiàn)七中可選得齒輪傳動(dòng)的精度為 8 級(jí)精度；根據(jù)參考文獻(xiàn)七中 12.9 可選得 ；根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.9 可選得齒輪的圓周力 NdTF10231t ???18而又即可算得重合度系數(shù)則可算得齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表 12.11，可求得綜上可求得 載荷系數(shù) 根據(jù)表參考文獻(xiàn)七中 12.12 可選得彈性系數(shù) 根據(jù)圖參考文獻(xiàn)七中 12.16 可選得 根據(jù)表參考文獻(xiàn)七中 12.14 可選得工作時(shí)間 =24000h根據(jù)表參考文獻(xiàn)七中 12.15，估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 的取值范圍為10 ，并且選取 m=8.79 19則小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 =大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.18 小齒輪的接觸壽命系數(shù) ZN1=1.18大齒輪的接觸壽命系數(shù) ZN2 =1.19 則可算得小齒輪的許用接觸應(yīng)力 大齒輪的許用接觸應(yīng)力 從而可算得齒面接觸疲勞強(qiáng)度 則可看出齒面接觸疲勞強(qiáng)度小于許用齒面接觸疲勞強(qiáng)度，滿足要求。 4.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算首先算得20可算得齒間載荷分配系數(shù) =1.45先算得 b/h=60/(4根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.14 可選得齒向載荷分布系數(shù)綜上可算得載荷系數(shù) =3.74根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.21 可選得小齒輪的齒形系數(shù)大齒輪的齒形系數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.22 可選得小齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)大齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.23c 可選得小齒輪的彎曲疲勞極限大齒輪的彎曲疲勞極限根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表 12.14 可選得齒輪的彎曲最小安全系數(shù)為 根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表 12.15 可選得應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 的取值范圍為并且選取 m=49.91可計(jì)算得小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 = =24.48 107大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 =12.27 10721根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.24 可選得小齒輪的彎曲壽命系數(shù)為大齒輪的彎曲壽命系數(shù)為根據(jù)參考文獻(xiàn)七中圖 12.25 可選得尺寸系數(shù)綜上可計(jì)算出小齒輪的許用彎曲應(yīng)力 =316.8MPa大齒輪的許用彎曲應(yīng)力驗(yàn)算小齒輪的彎曲應(yīng)力=84.98MPa<[ ]大齒輪的彎曲應(yīng)力 =85.13MPa<[ ]由上面的計(jì)算可知大小齒輪的彎曲應(yīng)力都小于其許用彎曲應(yīng)力，滿足要求。4.4 小結(jié)本章對(duì)機(jī)構(gòu)中所使用的齒輪進(jìn)行了系統(tǒng)的計(jì)算和校核。首先對(duì)齒輪進(jìn)行初步計(jì)算，再對(duì)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。最后所選擇的齒輪滿足機(jī)構(gòu)使用要求。225 軸的設(shè)計(jì)及校核本次沖床自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)有上下兩個(gè)輪輥和一個(gè)大齒輪，所以機(jī)構(gòu)采用了三根軸，分別是上下輥軸和大齒輪軸。上輥軸起固定作用，而下輥軸和大齒輪軸上零件偏多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故只對(duì)下輥軸和大齒輪軸進(jìn)行校核。軸徑可以按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行初算，計(jì)算公式為：式中 P------軸所傳遞的功率（kw ）n-----軸的轉(zhuǎn)速（r/min ）A----由軸的許用應(yīng)力所確定的系數(shù)5.1 下輥軸的校核由于對(duì)下輥軸的材料沒有特殊要求所以選用下輥軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì) 圖5.1 下輥軸示意圖下輥軸的計(jì)算步驟如下：23圖 5.2齒輪受力圖如圖 5-2，齒輪的受力圖，首先要知道轉(zhuǎn)矩則可求出下輥軸的圓周力為 =550N 再能算出下輥軸的徑向力為 =256.47N 根據(jù)圖 5-2，可由此算出下輥軸的支撐反力為=439.82N 根據(jù)圖 5-2，可由此算出下輥軸的水平面反力為 =337.18N 根據(jù)上面的計(jì)算，可首先畫出下輥軸的彎矩圖如下圖5.3下輥軸的彎矩圖根據(jù)上面的計(jì)算，受力分析可得下輥軸的水平面受力圖如下24圖5.4下輥軸的水平面受力圖則根據(jù)圖 5-4，可算出下輥軸的垂直面反力分別為 根據(jù)上面的計(jì)算，受力分析可得下輥軸的垂直面受力圖如下圖5.5下輥軸的垂直面受力圖再綜上可畫出下輥軸的彎矩圖如下25圖5.6下輥軸的彎矩圖根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表16.3可選得下輥軸的許用應(yīng)力分別為 ，則可算出下輥軸的應(yīng)力校正系數(shù)為 =0.58根據(jù)上面的計(jì)算，可首先畫出下輥軸的轉(zhuǎn)矩圖如下圖5.7下輥軸的彎矩圖根據(jù)圖5-7，則下輥軸的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩分別為 ；再根據(jù)上面所有的計(jì)算，再得出下輥軸的彎矩圖如下26圖5.8下輥軸的彎矩圖下輥軸的軸徑1為 =14.26mm<40mm根據(jù)計(jì)算可知軸徑1滿足要求。下輥軸的軸徑2為 =18.32mm<26mm根據(jù)計(jì)算可知軸徑2也滿足要求。綜上，下輥軸的所有校核都符合要求，則下輥軸合格，可用于本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。5.2 大齒輪軸的校核選取的大齒輪軸的材料為 45 剛,調(diào)質(zhì)處理取 ，于是得大齒輪軸的最小軸徑為27圖 5.9 大齒輪軸示意圖大齒輪軸的計(jì)算步驟如下：圖 5.10 大齒輪受力圖首先計(jì)算出大齒輪軸受的力如圖 5-2，齒輪的受力圖，首先要知道轉(zhuǎn)矩則可求出大齒輪軸的圓周力為 =550N再能算出大齒輪軸的徑向力為 =256.47N根據(jù)圖 5-10，可由此算出大齒輪軸的支撐反力分別為=439.82N根據(jù)圖 5-10，可由此算出大齒輪軸的水平面反力為 28=337.18N 根據(jù)上面的計(jì)算，可首先畫出大齒輪軸的彎矩圖如下圖 5.11 大齒輪軸的彎矩圖根據(jù)上面的計(jì)算，受力分析可得大齒輪軸的水平面受力圖如下圖 5.12 大齒輪軸的水平面受力圖則根據(jù)圖 5-4，可算出大齒輪軸的垂直面反力分別為=809.57N=946.9N根據(jù)上面的計(jì)算，受力分析可得大齒輪軸的垂直面受力圖如下29圖 5.13 大齒輪軸的垂直面受力圖再綜上可畫出大齒輪軸的彎矩圖如下 圖 5.14 大齒輪軸的彎矩圖根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表16.3可選得大齒輪軸的許用應(yīng)力分別為;則可算出大齒輪軸的應(yīng)力校正系數(shù)為 =0.64根據(jù)上面的計(jì)算，可首先畫出大齒輪軸的轉(zhuǎn)矩圖如下30圖 5.15 大齒輪軸的轉(zhuǎn)矩圖根據(jù)圖5-15，則大齒輪軸的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩分別為 ；再根據(jù)上面所有的計(jì)算，再得出大齒輪軸的彎矩圖如下 圖 5.16 大齒輪軸的彎矩圖大齒輪軸的軸徑1為 =17.71mm<40mm根據(jù)計(jì)算可知軸徑1滿足要求。大齒輪軸的軸徑2為 =18.07mm<26mm31根據(jù)計(jì)算可知軸徑2也滿足要求。綜上，大齒輪軸的所有校核都符合要求，則大齒輪軸合格，可用于本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。5.3 小結(jié)本章主要構(gòu)中所使用的兩個(gè)軸進(jìn)了系統(tǒng)的計(jì)算和校核。首先對(duì)下輥軸進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核，再對(duì)大齒輪軸進(jìn)行了計(jì)算和校核。最后所選擇的兩個(gè)軸都滿足機(jī)構(gòu)使用要求。326 軸承的設(shè)計(jì)和校核機(jī)構(gòu)中軸承都選用深溝球軸承,也都是選用d=40mm 6008型的6.1 第一對(duì)軸承的校核首先計(jì)算出出第一對(duì)軸承的徑向載荷 =844N根據(jù)上面的計(jì)算可知第一對(duì)軸承的轉(zhuǎn)速 ；第一對(duì)軸承的軸向載荷 =0 N而 =0/9420=0根據(jù)參考文獻(xiàn)七中表18.7可得e=0.16又可計(jì)算得 =0/8440
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