100吨非液压式冲床的设计【毕业论文+CAD图纸全套】_第1页
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买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 要 100吨非液压式冲床是通过偏心拉杆滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,对坯料进行成形加工的锻压机械。 100吨非液压式冲床动作平稳,工作可靠,只用于冲压模型工艺。其结构简单,操作方便,性能可靠。 100吨非液压式冲床主要用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具(汽车、摩托车、自行车)五金零部件等冲压及成型。 冲床的设计原理是将圆周运动转换为直线运动,由主电动机出力,带动飞轮,经离合器带动齿轮、曲轴(或偏心齿轮 )、偏心拉杆等运转,来达成滑块的直线运动,从主电动机到偏心拉杆的运动为圆周运动。 关键词 :压力机;偏心拉杆机构;机械制造;设计原理 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 00 of of of is to of 100 of is is to 100 of is of by or to of to 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 5 目 录 摘 要 . . 录 . 5 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 课题研究的科学意义 . 错误 !未定义书签。 床的发展史及国内外的发展概况 . 错误 !未定义书签。 课题的主要内容 . 错误 !未定义书签。 2 电动机的选择和飞轮设计 . 错误 !未定义书签。 床电力拖动特点 . 错误 !未定义书签。 动机的选择 . 错误 !未定义书签。 择电动机的类型 . 错误 !未定义书签。 择电动机的功率 . 错误 !未定义书签。 定电动机的转速 . 错误 !未定义书签。 算总传动比和分配传动比 . 错误 !未定义书签。 算传动装置的运动和动力参数 . 错误 !未定义书签。 轮转动惯量及尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 床一次工作循环所消耗的能量 . 错误 !未定义书签。 轮转动惯量计算 . 错误 !未定义书签。 轮尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 轮轮缘线速度验 算 . 错误 !未定义书签。 3 机械传动系统 . 错误 !未定义书签。 动系统的类型及系统分析 . 错误 !未定义书签。 动系统类型 . 错误 !未定义书签。 动系统的布置方式 . 错误 !未定义书签。 合器和制动器的位置 . 错误 !未定义书签。 动级数和各级传动比的分配 . 错误 !未定义书签。 轮的设计 . 错误 !未定义书签。 速级齿轮设计 . 错误 !未定义书签。 速级齿轮设计 . 错误 !未定义书签。 出轴的设计 . 错误 !未定义书签。 的概述 . 错误 !未定义书签。 出轴设计计算 . 错误 !未定义书签。 键连接的设计 . 错误 !未定义书签。 4 偏心拉杆滑块机构 . 错误 !未定义书签。 心拉杆滑块机构的运动与受力分析 . 错误 !未定义书签。 心轮的设 计计算 . 错误 !未定义书签。 心轮机构的特点与应用 . 错误 !未定义书签。 心轮的结构示意图 . 错误 !未定义书签。 定偏心轮的基本参数 . 错误 !未定义书签。 心拉杆装置 . 错误 !未定义书签。 心拉杆的结构 . 错误 !未定义书签。 心拉杆的强度校核 . 错误 !未定义书签。 承的选择 . 错误 !未定义书签。 承概述 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 6 动轴承 . 错误 !未定义书签。 动轴承的润滑及轴瓦结构 . 错误 !未定义书签。 动轴承的计算 . 错误 !未定义书签。 5 离合器与制动器 . 错误 !未定义书签。 合器与制动器的作用原理 . 错误 !未定义书签。 合器的设计 . 错误 !未定义书签。 合器的选择 . 错误 !未定义书签。 转键离合器的结构 . 错误 !未定义书签。 动器的设计 . 错误 !未定义书签。 动器的类型、工作特性及其选择原则 . 错误 !未定义书签。 式制动器的结构 . 错误 !未定义书签。 6 过载保护装置设计 . 错误 !未定义书签。 7 电路控制 . 错误 !未定义书签。 制电器与执行电器的选择 . 错误 !未定义书 签。 路的设计 . 错误 !未定义书签。 8 润滑系统 . 错误 !未定义书签。 床常用润滑剂 . 错误 !未定义书签。 油润滑 . 错误 !未定义书签。 油润滑 . 错误 !未定义书签。 9 结论与展望 . 错误 !未定义书签。 论 . 错误 !未定义书签。 足之处及展望 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1 绪论 课题研究的科学意义 100吨非液压式冲床是采用偏心拉杆机构作为工作机构的锻压机器。具有开式机身,与闭式冲床相比有其突出的优点:装模具和操作都比较方便,同时为机械化和自动化提供了良好的条件。但是也有其缺点:工作时变形较大,刚性较差。这不但会降低制品精度而且由于机身有角变形会使上模轴心线与工作台面不垂直,以至破坏了上、下模具间隙的均匀性,降低模具的使用寿命。 冲床是板料冲压生产中的主要设备。可用于冲孔、落料和成型等工序并广泛应 用于国防、航空、汽车、电器等部门中。所以对冲床的研究有很大的科学意义,冲床研究的成功将对冲床行业的发展产生巨大的影响。 床的发展史及国内外的发展概况 手压 冲床 : 手压 冲 床,主要用在小型压力铆接行业,如制鞋厂,拉练厂,小型五金制品等 。通常 压力在 100斤左右 。 特点 : 笨拙, 价格 便宜实惠 。 桌上精密冲床 : 手压压床演变的,一般压力在 0T 左右,常用 3T 和 5T 的,主要用于小型薄材料高速铆接 加工 ,如端子连接器铆接 加工 ,整平使用,小型模具简单铆接加工 ,可手动可连续冲压,速度可 达 300400转 /分,其特点 : 节省空间,生 产方便。 冲床零部件易损坏 。 维修率高 。 但维修也是很简单的 。 大型桌下倾斜式冲床 : 叫脚踏式冲床,价格便宜,适合单冲生产,做一些简单的冲压比较合适,如: 进行 餐具 的 冲压 加工 ,汽车粗糙零件加工,比较简单和精度要求不高的生产加工 。 有油压和气动两种,现在气动较多 。 闭式冲床 : 常见于大吨位冲床,最早是 发的,一般双轴居多,从 110T3000用于汽车大型部件行业和电脑手机等外壳生产行业 。 高速精密冲床 : 但行业不同所要求的速度也不一 样,例如做马达铁芯的,它的冲力要求和模具重量不协和就很难做到高速生产,所以社会上就出现了一些说高不高,说低不低的中速度冲床,一般速度在 200400转 /分之间,其技术要求比不上高速冲床,但也略高于低速冲床,主要使用于矽钢片,硅钢片冲压生产 中高速冲床: 一般速度 200900转 /分,主要针对电脑手机汽车等连接器,端子,马达铁芯, 比较有名的品牌是 品牌了! 中高速度以上在国内就是很少见了 , 但有些企业还是会使用的,是针对高精端产品而设计的,产品对 冲床有一定要求的,一般速度在 12002500转 /分之间 。 特殊机型 :伺 服控制 , 冲床不规则冲压,上升速度快,在下死点方位速度放慢或者停止瞬间,以保证产品材料不反弹变形,主要用在汽车航空行业和高精端电机行业 。 因此我国 冲床 技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 8 课题的主要内容 本文设计的主要内容有电动机、齿轮、输出轴、轴承、偏心轮、偏心拉杆的设计。本文还基于 件对冲床及冲床的零件进行三维建模、装 配,并对零件进行高级仿真。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 电动机的选择 动机的选择 择电动机的类型 感应电动机又称异步电动机,具有结构简单、坚固、运行方便、可靠、容易控制与维护、价格便宜等优点。因此在工作中得到广泛的应用。目前,冲床常用三相鼠笼转子异步电动机。 择电动机的功率 所需电动机功率的计算: 1 80 80= 确定电动机的转速 输出轴的工作转速为 38r/推荐的合理传动比范围,使用二级齿轮减速器。取单级齿轮传动的传动比 i=36,故电动机转速的可选范围 n=i 936) 38r/42r/368r/ ( 综合考虑电动机和传动系统装置的尺寸、重量以及齿轮传动的传动比,由于采用两边驱动,使用两个电动机,所以选择电动机的型号为 定功率为 载转速为950r/ 算总传动比和分配传动比 减速器总传动比 i=nm/50/38=25 ( 高速级齿轮传动的传动比 低速级齿轮传动的传动比 算传动装置的 运动和动力参数 1、各轴转速 高速轴 的转速 n =50r/ ( 中间轴 的转速 n =n /50/5=190r/ ( 低速轴 的转速 n =n /90/5=38r/ ( 2、各轴的输入功率 高速轴 的 输入功率 P =01= ( 中间轴 的 输入功率 P =P 23= ( 低速轴 的 输入功率 P =P 45= ( 3、各轴输入转矩 高速轴 的 输入转矩 T =9550P /n =955050=m ( 中间轴 的 输入转矩 T =9550P /n =955090=m ( 低速轴 的 输入转矩 T =9550P /n =95508=1210Nm ( 运动和动力参数的计算结果如表 2 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 10 表 2数 轴名 电动机轴 轴 轴 轴 转速 950 950 190 38 输入功率 入转矩 210 传动比 1 5 5 效率 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 11 3 机械传动系统 动系统的类型及系统分析 动系统类型 开式冲床的传动系统由齿轮传动、轴和轴承组成。 按传动级数传动系统为二级齿轮传动 。 按连轴的布置形式,传动系统为平行于冲床正面布置。 动系统的布置方式 传动系统的布置应使机器便于制造、安装和维修,同时结构紧凑,外形美观。 传动系统布置主要包括以下四方面: 1、传动系统的位置:采用上传动。 2、轴连接的布置方式 :采用轴连接,轴连接横放。 3、齿轮传动的形式 :采用双边驱动。 4、齿轮的安放方式 :采用减速器。 合器和制动器的位置 离合器为刚性离合器,离合器和制动器都安装在输出轴上。 动级数和各级传动比的分配 齿轮传动比为 25,单级齿轮传动比均为 5. 轮的设计 速级齿轮设计 小齿轮材料为 40度为 280齿轮材料为 45 钢,硬度为 240 选小齿轮齿数为 24,大齿轮齿数 120245Z 2 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算,即 32( ( 1) 确定公式中的各计算数值 1) 试选载荷系数 2) 计算小齿轮传递的转矩 n 61161 ( 3) 由机械设计表 10得齿宽系数 1d 4) 由机械设计表 10得材料的弹性影响系数 21E 5) 由 机 械 设 计 图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的 接触疲劳强度极限 M P 。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 12 6) 计算应力循环次数 106 8 1 9 2 0 096060( 103 3 06 8 1 9 92 ( 7) 由机械设计图 10接触疲劳寿命系数 1 ;。 8) 计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%,安全系数为 s=1,得 M P l i 11H ( M P l i ( ( 2) 计算 1) 试算小齿轮分度圆的直径 代入 H 中较小的值。 7 9561 104 7 1 2432( 2) 计算圆周速度 s/ ( 3) 计算齿宽 ( 4) 计算齿宽与齿高比 模数 ( 齿高 t ( ( 5) 计算载荷系数 根据 s/ , 7 级精度,由机械设计图 10得动载系数 ; 直齿轮 1H ; 由机械设计表 10得使用系数 ; 由机械设计表 10得 7 级精度、小齿轮相对支承非对 称布置时, ; 由 , ,查机械设计图 10 ,故 载荷系数 ( 6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆的直径 3 ( 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 13 7) 计算模数 1 ( 3 ( ( 1) 确定公式中的各计算数值 1) 由机械设计图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ,大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ; 2) 由机械设计图 10弯曲疲劳寿命系数 N 2F N 1 , ; 3) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,得 M P E 1F N 11F ( M P 22F ( 4) 计算载荷系数 ( 5) 查取齿形系数 由机械设计表 10得 ; 6) 查取应力校正系数 由机械设计表 10得 ; 7) 计算大、小齿轮的 F 0 1 3 7 3 F S a 1F a 1 ( 0 1 6 3 8 F S a 2F a 2 ( 大齿轮的数值大。 ( 2) 设计计算 243( 由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 2。 算出小齿轮齿数 312 1 ( 大齿轮齿数 155315Z 2 ( 1) 计算分度圆直径 1 ( 3,24) 021 5 52 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 14 ( 2) 计算中心距 62 1 ( ( 3) 计算齿轮宽度 ( 速级齿轮设计 小齿轮材料为 40度为 280齿轮材料为 45 钢,硬度为 240 选小齿轮齿数为 24,大齿轮齿数 120245Z 2 由设计计算公式进行试算,即 32( ( 2) 确定公式中的各计算数值 1)试选载荷系数 2)计算小齿轮传递的转矩 3 6 2 3 3 62262 ( 3)由机械设计表 10得齿宽系数 1d 4)由机械设计表 10得材料的弹性影响系数 21E 5 ) 由 机 械 设 计 图 10 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。 6)计算应力循环次数 2 0 019260 ( 03 3 92 ( 7)由机械设计图 10接触疲劳寿命系数 1 ;。 8)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%,安全系数 为 s=1,得 M P l i 11H ( M P l i ( ( 3) 计算 1)试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中较小的值。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 15 06 5 3 6 2532( 2)计算圆周速度 s/ ( 3)计算齿宽 ( 4)计算齿宽与齿高比 模数 ( 齿高 t ( ( 5)计算载荷系数 根据 s/ , 7 级精度,由机械设计图 10得动载系数 ; 直齿轮 1H ; 由机械设计表 10得使用系数 ; 由机械设计表 10得 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时, ; 由 , ,查 机械设计图 10 ,故 载荷系数 ( 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 3 ( 7)计算模数 2 ( 3 ( ( 1)确定公式中的各计算数值 1)由机械设计图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ,大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ; 2)由机械设计图 10齿轮弯曲疲劳的寿命系数 N 2F N 1 , ; 3)计算弯曲疲劳的许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,得 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 16 M P E 1F N 11F ( M P 22F ( 4)计算载荷系数 ( 5)查取齿形系数 由机械设计表 10得 ; 6)查取齿轮应力校正系数 由机械设计表 10得 ; 7)计算大、小齿轮的 F 0 1 3 7 3 F S a 1F a 1 ( 0 1 6 3 8 F S a 2F a 2 ( 大齿轮的数值大。 ( 2)计算 253( 由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 3。 算出小齿轮齿数 3431001 ( 大齿轮齿数 170345Z 2 ( 1)计算分度圆直径 23341 ( 031 7 02 ( 2)计算中心距 1 ( ( 3)计算齿轮宽度 21 0 21 ( 出轴的设计 的概述 轴是组成机器的重要零件之一,其功用主要是支撑回转零件及传递运动和动力,因此大多数轴都要承受扭矩和弯矩的作用。 1、轴的分类 按照承受弯、扭载荷的不同,轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 17 2、轴的材料 轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。 出轴设计计算 1、材料选择 根据上 述分析选择轴的材料为 45钢,调质处理。 查机械设计手册:许用扭转应力 T=3040拉强度 B =640服强度s =355曲疲劳极限 1- =275切疲 劳极限 1- =155 轴材料有关的系数 C=118106。 4 5

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