半自动平压模切机设计说明书

半自动平压模切机设计说明书半自动平压模切机设计说明书 一 一 设计目的设计目的 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用 着手设通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用 着手设 计计 半自动平压模切机半自动平压模切机 通过对机构的选型 设计 对机械传动方 通过对机构的选型 设计 对机械传动方 案案 机械运动方案的选择和评价而培养结构设计机械运动方案的选择和评价而培养结构设计 计算能力计算能力 熟悉一熟悉一 般的机械装置设计过程 般的机械装置设计过程 二 二 工作原理及工艺动作过程工作原理及工艺动作过程 半自动平压模切机是印刷半自动平压模切机是印刷 包装行业压制纸盒包装行业压制纸盒 纸箱制品的专用纸箱制品的专用 设备设备 它可以对各种规格的纸板它可以对各种规格的纸板 厚度在厚度在 4mm4mm 一下的瓦楞纸板一下的瓦楞纸板 以及以及 各种高级精细的印刷品进行压痕各种高级精细的印刷品进行压痕 切线切线 压凹凸压凹凸 经过压痕经过压痕 切线的切线的 纸板纸板 用手工或机械沿切线除去掉边料后用手工或机械沿切线除去掉边料后 沿压出的压痕可折叠成各沿压出的压痕可折叠成各 种纸盒 纸箱 或制成凹凸的商标 种纸盒 纸箱 或制成凹凸的商标 它的工艺动作主要有两个它的工艺动作主要有两个 一是将纸板走纸到位一是将纸板走纸到位 二是进行冲压二是进行冲压 模切 其具体工作动作顺序如下 模切 其具体工作动作顺序如下 半自动平压模切机工艺动作顺序半自动平压模切机工艺动作顺序 印刷纸板 夹紧纸板 输入走纸 模切冲压 输出走纸 松开走纸 纸盒余料 三 三 运动循环图运动循环图 一 一 机构运动要求机构运动要求 从机器的工艺动作可以看出 可以把整个机构运动的运动分成从机器的工艺动作可以看出 可以把整个机构运动的运动分成 两个部分 一是辅助运动 它可以用于完成纸板的夹紧 走纸 松两个部分 一是辅助运动 它可以用于完成纸板的夹紧 走纸 松 开等动作开等动作 对实现该运动的传动机构要求做间歇运动对实现该运动的传动机构要求做间歇运动 二是主运动二是主运动 完成对纸板的压切动作 要求装有模板的滑块做直线往复运动 其完成对纸板的压切动作 要求装有模板的滑块做直线往复运动 其 特点是行程短 受载大 本机构要求行程是特点是行程短 受载大 本机构要求行程是 5050 毫米 最大载荷是毫米 最大载荷是 工作速度是每小时压制工作速度是每小时压制 30003000 张张 另外另外 主运动和辅运动主运动和辅运动 要相互协调 要相互协调 二 二 运动示意图运动示意图 由上述机构运动要求 绘制如下运动示意草图 由上述机构运动要求 绘制如下运动示意草图 三 三 各部件运动分析各部件运动分析 1 1 主轴的选择和转角运算主轴的选择和转角运算 为了计算和设计方便为了计算和设计方便 选择变速箱的输出轴为运动分析主轴选择变速箱的输出轴为运动分析主轴 如如 上图所示上图所示 由原始数据和设计要求知由原始数据和设计要求知 平面六杆机构的行程速比系平面六杆机构的行程速比系数数 K 1 3K 1 3 则极位夹角 则极位夹角 并知该运动周期分为两部并知该运动周期分为两部 分分 以以 156 5156 5 156 5156 5 180 180 23 5 23 5 为界分为为界分为 0 0 156 5 156 5 和和 156 5156 5 360 360 两个过程 两个过程 2 2 模切机构的分析 模切机构的分析 模切机构 主轴 夹紧装置 夹紧装置 走纸机构 当主轴转角为当主轴转角为 0 0 156 5 156 5 下模从行程最低点开始下模从行程最低点开始 在平面在平面 六杆机构的带动下向上移动至预定模切位置六杆机构的带动下向上移动至预定模切位置 进行冲压模切进行冲压模切 当主轴当主轴 转角为转角为 156 5156 5 360 360 下模完成模切动作 快速急回运动至行程 下模完成模切动作 快速急回运动至行程 最低点即下一周期起点 最低点即下一周期起点 3 3 走纸机构的分析 走纸机构的分析 当主轴转角为当主轴转角为 0 0 156 5 156 5 特殊齿轮组特殊齿轮组 用于完成间歇运动用于完成间歇运动 没有啮合运动 链轮链条处于静止状态 当主轴转角为没有啮合运动 链轮链条处于静止状态 当主轴转角为 156 5156 5 360 360 特殊齿轮组轮齿参与啮合 带动链轮链条运动 进行走纸 特殊齿轮组轮齿参与啮合 带动链轮链条运动 进行走纸 运动 运动 4 4 夹紧装置的分析 夹紧装置的分析 当主轴转角为当主轴转角为 0 0 156 5 156 5 带动夹子的凸轮走过推程带动夹子的凸轮走过推程 远休远休 止和回程使刚性弹簧夹完成夹纸动作 当主轴转角为止和回程使刚性弹簧夹完成夹纸动作 当主轴转角为 156 5156 5 360 360 凸轮处于近休止状态使刚性弹簧夹处于夹紧状态 凸轮处于近休止状态使刚性弹簧夹处于夹紧状态 四 四 综上所述运动循环图如下 综上所述运动循环图如下 主轴转角主轴转角0 0 156 5156 5 图示位置图示位置 360360 走纸机构走纸机构停止停止运动运动 f f 夹紧装置夹紧装置送料夹紧送料夹紧输入走纸输入走纸 模切机构模切机构滑块上升 模切 滑块上升 模切 滑块下降 回程 滑块下降 回程 四 四 送料 模切机构的选型送料 模切机构的选型 一 一 送料机构的选型送料机构的选型 1 1 可选机构 可选机构 机构机构供选机构类型供选机构类型 纸板的输送纸板的输送双列链轮传动双列链轮传动皮带轮传动皮带轮传动 纸板的停歇纸板的停歇 机构机构 凸轮机构凸轮机构特殊齿轮组特殊齿轮组 纸板的固定纸板的固定刚性弹簧夹刚性弹簧夹普通夹子普通夹子 2 2 选型原因 选型原因 1 1 对于纸板的输送构件 选用双列链轮传动 对于纸板的输送构件 选用双列链轮传动 a a 相对皮带传动而言 双列链轮传动精度较高 有利于纸板的 相对皮带传动而言 双列链轮传动精度较高 有利于纸板的 精确走纸定位 精确走纸定位 b b 适合于本机构的远距离传递 适合于本机构的远距离传递 c c 本机构在长时间传输 模切时摩擦大 易发热 而双列链轮 本机构在长时间传输 模切时摩擦大 易发热 而双列链轮 传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作传动机构适合于长时间在此恶劣环境下工作 另外另外 使用皮带轮传动其易打滑使用皮带轮传动其易打滑 易变形易变形 传输精度低传输精度低 传递效传递效 率低 率低 2 2 对于纸板的停歇 选用特殊齿轮组 对于纸板的停歇 选用特殊齿轮组 a a 相对凸轮机构相比而言 特殊齿轮组制造容易 工作可靠 相对凸轮机构相比而言 特殊齿轮组制造容易 工作可靠 b b 特殊齿轮组在设计时 易实现从动件的运动时间和静止时间 特殊齿轮组在设计时 易实现从动件的运动时间和静止时间 的比例在较大范围内调节 适用范围广 的比例在较大范围内调节 适用范围广 c c 特殊齿轮组在工作时由于面接触且是间歇运转 因此不易磨 特殊齿轮组在工作时由于面接触且是间歇运转 因此不易磨 损 使用寿命长 损 使用寿命长 另外凸轮机构制造加工困难 易磨损 另外凸轮机构制造加工困难 易磨损 3 3 对于纸板的固定 选用刚性弹簧夹 对于纸板的固定 选用刚性弹簧夹 a a 在走纸时 相对普通夹子而言 由于刚性弹簧力的作用 可 在走纸时 相对普通夹子而言 由于刚性弹簧力的作用 可 以自动的将纸板夹紧 并准确平稳的走纸 以自动的将纸板夹紧 并准确平稳的走纸 b b 在夹紧和松开纸板时在夹紧和松开纸板时 运用凸轮机构和刚性弹簧的配合使用运用凸轮机构和刚性弹簧的配合使用 能准确 方便 自动的实现纸板的夹紧和松开动作 能准确 方便 自动的实现纸板的夹紧和松开动作 另外另外 使用普通夹子较难实现纸板的自动夹紧和松开的工艺动作使用普通夹子较难实现纸板的自动夹紧和松开的工艺动作 以及平稳走纸的目的 以及平稳走纸的目的 3 3 最终选型 纸板的输送选用双列链轮传动 纸板的停歇殊齿 最终选型 纸板的输送选用双列链轮传动 纸板的停歇殊齿 轮组选用特 纸板的固选用刚性弹簧夹 轮组选用特 纸板的固选用刚性弹簧夹 二 二 模切冲压机构的选型模切冲压机构的选型 1 1 可选机构 可选机构 机构机构供选机构供选机构 急回机构急回机构直动推杆凸轮机构直动推杆凸轮机构平面六杆曲柄滑块机构平面六杆曲柄滑块机构 2 2 选型原因 选型原因 a a 相对凸轮机构而言 连杆机构的运动副一般均为低副 其运 相对凸轮机构而言 连杆机构的运动副一般均为低副 其运 动副元素为面接触 压力较小 润滑好 磨损小 则承载能力较大动副元素为面接触 压力较小 润滑好 磨损小 则承载能力较大 有利于实现增力效果 有利于实现增力效果 b b 连杆机构的设计 加工制造容易 经济性好 且低副一般为 连杆机构的设计 加工制造容易 经济性好 且低副一般为 几何封闭 工作的可靠性好 几何封闭 工作的可靠性好 c c 在满足运动要求的条件下 连杆机构可以灵活改变各杆件的 在满足运动要求的条件下 连杆机构可以灵活改变各杆件的 相对长度来调节运动规律 适用性强 相对长度来调节运动规律 适用性强 另外 凸轮机构增力效果差 设计加工制造困难 适用性差 另外 凸轮机构增力效果差 设计加工制造困难 适用性差 3 3 最终选型 平面六杆曲柄滑块机构 最终选型 平面六杆曲柄滑块机构 五 五 机械运动方案的评定和选择机械运动方案的评定和选择 由上述运动循环图及题设要求可知由上述运动循环图及题设要求可知 半自动平压模切机半自动平压模切机 主要主要 分为三大部分分为三大部分 动力传动机构动力传动机构 走纸机构走纸机构 冲压模切机构冲压模切机构 其中动力其中动力 传动机构又分为动力传递机构和变速转向机构传动机构又分为动力传递机构和变速转向机构 走纸机构分为走纸机构分为 纸板纸板 的输送机构的输送机构 纸板的停歇机构和纸板的固定机构纸板的停歇机构和纸板的固定机构 冲压模切机构为急冲压模切机构为急 回机构 回机构 备选机构列表 备选机构列表 机构机构供选机构类型供选机构类型 纸板的输送纸板的输送双列链轮传动双列链轮传动皮带轮传动皮带轮传动 纸板的停歇纸板的停歇 机构机构 凸轮机构凸轮机构特殊齿轮组特殊齿轮组 纸板的固定纸板的固定刚性弹簧夹刚性弹簧夹普通夹子普通夹子 急回机构急回机构直动推杆凸轮机构直动推杆凸轮机构平面六杆曲柄滑块机构平面六杆曲柄滑块机构 动力传递机动力传递机 构构 联轴器联轴器V V 形带形带 变速转向机变速转向机圆柱齿轮传动机圆柱齿轮传动机单级蜗杆传动单级蜗杆传动锥锥 圆柱齿轮传圆柱齿轮传 构构构构机构机构动机构动机构 由上述备选机构可得由上述备选机构可得 3232 种备选机械运动方案 从中选出种备选机械运动方案 从中选出 3 3 种典种典 型可行方案如下 型可行方案如下 方案方案 A A 双列链轮传动双列链轮传动 特殊齿轮组特殊齿轮组 刚性弹簧夹刚性弹簧夹 平面平面 六杆曲柄滑块机构六杆曲柄滑块机构 V V 形带形带 圆柱齿轮传动机构圆柱齿轮传动机构 方案方案 B B 双列链轮传动双列链轮传动 凸轮机构凸轮机构 刚性弹簧夹刚性弹簧夹 直动推直动推 杆凸轮机构杆凸轮机构 联轴器联轴器 锥锥 圆柱齿轮传动机构圆柱齿轮传动机构 方案方案 C C 皮带轮传动皮带轮传动 凸轮机构凸轮机构 普通夹子普通夹子 直动杆凸直动杆凸 轮机构轮机构 联轴器联轴器 单级蜗杆传动机构单级蜗杆传动机构 典型可行方案评定典型可行方案评定 方案方案 A A 1 1 示意图 示意图 2 2 分析与评定 分析与评定 刚性弹簧夹 1 1 机械功能的实现质量机械功能的实现质量 由于由于 V V 形带和齿轮的组合传动形带和齿轮的组合传动 功率损失小功率损失小 机械效率高机械效率高 可靠可靠 性高性高 平面六杆曲柄滑块机构能够承受很大的生产阻力平面六杆曲柄滑块机构能够承受很大的生产阻力 增力效果好增力效果好 可以平稳的完成模切任务可以平稳的完成模切任务 使用刚性弹簧夹自动的实现纸板的夹紧与使用刚性弹簧夹自动的实现纸板的夹紧与 松开动作松开动作 并运用特殊齿轮组完成走纸的间歇运动和准确的定位并运用特殊齿轮组完成走纸的间歇运动和准确的定位 以以 实现与冲压模切的协调配合 实现与冲压模切的协调配合 2 2 机械的运动分析机械的运动分析 在同一传动机构的带动下在同一传动机构的带动下 特殊齿轮和双列链轮机构共同完成走特殊齿轮和双列链轮机构共同完成走 纸的准确定位纸的准确定位 运动精度高运动精度高 并且能和冲压模切运动很好的配合完成并且能和冲压模切运动很好的配合完成 要求动作工艺 要求动作工艺 3 3 机械动力分析机械动力分析 平面六杆曲柄滑块机构有良好的力学性能平面六杆曲柄滑块机构有良好的力学性能 在飞轮的调节下在飞轮的调节下 能能 大大的降低因短时间承受很大生产阻力而带来的冲击震动大大的降低因短时间承受很大生产阻力而带来的冲击震动 整个机构整个机构 特别是六杆机构和特殊齿轮组 特别是六杆机构和特殊齿轮组 具有很好的耐磨性能具有很好的耐磨性能 可以长时间可以长时间 安全 稳定的工作 安全 稳定的工作 4 4 机械结构合理性机械结构合理性 该机构各构件结构简单紧凑 尺寸设计简单 机构重量适中 该机构各构件结构简单紧凑 尺寸设计简单 机构重量适中 5 5 机械经济性机械经济性 平面六杆曲柄滑块机构设计平面六杆曲柄滑块机构设计 加工制造简单加工制造简单 使用寿命长使用寿命长 维修维修 容易 经济成本低 虽然特殊齿轮组设计加工难度较大 成本偏高容易 经济成本低 虽然特殊齿轮组设计加工难度较大 成本偏高 但与其他等效备选机构相比但与其他等效备选机构相比 其能更好的实现工作要求其能更好的实现工作要求 以带来更大以带来更大 的经济效益 的经济效益 方案方案 B B 1 1 示意图示意图 2 2 分析与评定 分析与评定 1 1 机械功能的实现质量机械功能的实现质量 相较于方案相较于方案 A A 的的 V V 形带形带 联轴器的传递效率虽然高联轴器的传递效率虽然高 但是减速效但是减速效 果差果差 采用直动推杆凸轮机构难承受很大的生产阻力采用直动推杆凸轮机构难承受很大的生产阻力 不能很好的完不能很好的完 成冲压模切功能成冲压模切功能 运用凸轮机构带动走纸机构间歇运动运用凸轮机构带动走纸机构间歇运动 由于长时间由于长时间 工作而磨损变形工作而磨损变形 会造成走纸机构无法准确定位会造成走纸机构无法准确定位 虽然能实现总体功虽然能实现总体功 能要求 但实现的质量较差 能要求 但实现的质量较差 2 2 机械运动分析机械运动分析 凸轮的长期间歇运动导致微小误差积累凸轮的长期间歇运动导致微小误差积累 从而引起走纸定位的准从而引起走纸定位的准 确性下降 最终引起各执行机构间的配合运动失调 确性下降 最终引起各执行机构间的配合运动失调 3 3 机械动力分析机械动力分析 直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力 不便长期在重载条不便长期在重载条 件下工作件下工作 不能很好的满足冲压模切的力学要求不能很好的满足冲压模切的力学要求 该方案中的凸轮机该方案中的凸轮机 构 包括机构中的两个凸轮机构 耐磨性差 构 包括机构中的两个凸轮机构 耐磨性差 4 4 机械结构合理性机械结构合理性 该机构结构简单紧凑该机构结构简单紧凑 但由于凸轮机构的使用但由于凸轮机构的使用 造成整体机构的造成整体机构的 尺寸很重量都较大 尺寸很重量都较大 5 5 机械经济性机械经济性 由于凸轮机构和锥圆柱齿轮的设计 加工制造较难 用料较大由于凸轮机构和锥圆柱齿轮的设计 加工制造较难 用料较大 维修不易 故而生产和维修经济成本均较高 维修不易 故而生产和维修经济成本均较高 方案方案 C C 1 1 示意图 示意图 2 2 分析与评定 分析与评定 1 1 机械功能的实现质量机械功能的实现质量 相对于方案相对于方案 B B 皮带传送很难实现走纸的准确定位皮带传送很难实现走纸的准确定位 普通夹子不普通夹子不 便于纸板的自动化夹紧和松开便于纸板的自动化夹紧和松开 需要相应辅助手段较多需要相应辅助手段较多 采用蜗杆减采用蜗杆减 普通夹子 速器速器 结构紧凑结构紧凑 环境适应好环境适应好 但传动效率低但传动效率低 不适宜于连续长期工不适宜于连续长期工 作 总体上机械功能的实现质量很差 作 总体上机械功能的实现质量很差 2 2 机械运动分析机械运动分析 皮带传送易磨损皮带传送易磨损 打滑打滑 走纸运动的精度低走纸运动的精度低 又因很难实现准确又因很难实现准确 定位与冲压模切的协调性差 定位与冲压模切的协调性差 3 3 机械动力分析机械动力分析 直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力直动推杆凸轮机构难以承受很大的生产阻力 不便长期在重载条不便长期在重载条 件下工作件下工作 不能很好的满足冲压模切的力学要求不能很好的满足冲压模切的力学要求 该方案中的凸轮机该方案中的凸轮机 构 包括机构中的两个凸轮机构 和平带耐磨性差 构 包括机构中的两个凸轮机构 和平带耐磨性差 4 4 机械机构合理性机械机构合理性 该机构结构简单紧凑该机构结构简单紧凑 但由于凸轮机构的使用但由于凸轮机构的使用 造成整体机构的造成整体机构的 尺寸很重量都较大 尺寸很重量都较大 5 5 机械机构经济性机械机构经济性 由于普通夹子的使用由于普通夹子的使用 降低了生产成本降低了生产成本 但由于其易磨损但由于其易磨损 维修维修 成本大 又由于凸轮机构和蜗杆机构的存在 经济成本还是很大 成本大 又由于凸轮机构和蜗杆机构的存在 经济成本还是很大 综上所述综上所述 从机械功能的实现质量从机械功能的实现质量 机械运动分析机械运动分析 机械动力分机械动力分 析析 机械结构合理性机械结构合理性 机械经济性等各方面综合考虑机械经济性等各方面综合考虑 方案方案 A A 各方面各方面 性能均优 故选择其为最优方案 性能均优 故选择其为最优方案 六 六 电动机的选型电动机的选型 1 1 类型和结构形式类型和结构形式 三相异步笼型交流电动机三相异步笼型交流电动机 封闭式封闭式 380V380V Y Y 型 型 2 2 功率 功率 5 897 5 897 kwkw 功率功率 生产阻力生产阻力 s s 有效模切行程有效模切行程 t t 周期周期 k k 行程速比系数 行程速比系数 分别为皮带 轴承和齿轮的效率 分别为皮带 轴承和齿轮的效率 故故kwkw 3 3 转速转速 8 40 8 40分别为皮带和减速器的传动比分别为皮带和减速器的传动比 则则 4 4 电动机方案选型 电动机方案选型 方案方案型号型号 kwkw 转速转速 r minr min 重量重量 N N 参考参考 价格价格 元 元 传动比传动比 同步同步满载满载 总总 传传 动动 比比 V V 带带 减速减速 器器 1 1 Y160M1Y160M1 1 1 111130003000293029301170117013501350 5858 6 6 2 82 8 20 920 9 3 3 2 2 Y160M Y160M 4 4 111115001500146014601230123018001800 2929 2 2 2 52 5 11 611 6 8 8 3 3 Y160L Y160L 6 6 1111100010009709701470147016001600 1919 4 4 2 29 79 7 综上所述综上所述 4 4 点 最终选型为 点 最终选型为 型号型号 kwkw 满载时满载时 起动电起动电 流额定流额定 电流电流 起动转起动转 矩额定矩额定 转矩转矩 最大转最大转 矩额定矩额定 转矩转矩 转速转速 r mir mi n n 电流电流 380V380V 效率效率 功功 率率 因因 数数 Y160M1Y160M1 1 1 11112930293020 820 887 287 2 0 80 8 8 8 7 07 02 02 02 22 2 安装尺寸 安装尺寸 型号型号 安装尺寸安装尺寸 mm mm 外形尺寸外形尺寸 mm mm A AB BC CD DE EF FG GH HK KABABACACADADHDHDL L Y160M1Y160M1 1 1 2525 4 4 2121 0 0 1010 8 8 4242 1111 0 0 1212 3737 1616 0 0 1515 3333 0 0 3333 5 5 2626 5 5 3838 5 5 6060 5 5 七 七 机械传动设计机械传动设计 一 一 传动比的分配传动比的分配 1 1 总传动比 总传动比 2 2 分配传动比 分配传动比 分别为皮带和减速器分别为皮带和减速器 传动比传动比 为使为使 V V 型带传动外廓尺寸不至过大型带传动外廓尺寸不至过大 初步取初步取 则则 同理 按展开式考虑润滑条件 为使两级大齿轮直径相近 由同理 按展开式考虑润滑条件 为使两级大齿轮直径相近 由 展开式曲线 查得展开式曲线 查得 5 70 5 70 则 则 二 二 齿轮组的设计齿轮组的设计 根据 一 中传动比的分配设计以及整体尺寸综合考虑 查圆根据 一 中传动比的分配设计以及整体尺寸综合考虑 查圆 柱齿轮标准模数系列表 柱齿轮标准模数系列表 GB TGB T 13571357 19871987 得 得 1 1 m1 2m1 2a1 113mma1 113mmz1 20z1 20z2 z1z2 z1 i3 20i3 20 5 70 1145 70 114 2 2 m2 3m2 3a2 139 5mma2 139 5mmz1 20z1 20z2 z1z2 z1 i4 20i4 20 3 67 733 67 73 3 3 m3 0 5m3 0 5a3 27 5mma3 27 5mmz1 60z1 60z2 z1z2 z1 I I 60 60 50 50 4 4 m4 6m4 6a4 180mma4 180mmz 30z 30由由 0 435 0 435 得得 z z 13 13 三 三 链轮 链条的设计链轮 链条的设计 依据上述整体尺寸依据上述整体尺寸 初步设计链轮直径为初步设计链轮直径为 300mm300mm 查短节距传动查短节距传动 用精密滚子链的基本参数与主要尺寸 用精密滚子链的基本参数与主要尺寸 GB TGB T 1243 19971243 1997 得 得 齿数齿数 z 25z 25 其直径为 其直径为 d 303 989mmd 303 989mm 则链条的节数则链条的节数即链条为 即链条为 24A 1 7824A 1 78 GB TGB T 1243 19971243 1997 s s 为链轮中心距为链轮中心距 s 1000mms 1000mmp p 为节距为节距 p 38 1mmp 38 1mm 四 轴承和键的设计 四 轴承和键的设计 根据上述齿轮模数根据上述齿轮模数 m m 和齿数和齿数 z z 求得相应直径求得相应直径 d mzd mz 以及轴的转以及轴的转 速速 见第九章第一节见第九章第一节 轴的参数轴的参数 等查深沟球轴承等查深沟球轴承 GB TGB T 276 1994276 1994 得下表 得下表 轴轴轴承尺寸轴承尺寸 mm mm基本额定基本额定极限转速极限转速代代安装尺寸安装尺寸 mm mm 代代 号号 载荷载荷 kN kN r r 号号 d dD DB B脂脂油油 I I 轴轴 151535351 1 1 1 5 5 6 6 7 67 6 5 5 3 73 7 2 2 180180 0000 220220 0000 620620 2 2 202032320 60 6 I II I 轴轴 454585851 1 9 9 1 1 1 1 31 31 5 5 20 20 5 5 700700 0 0 900900 0 0 620620 9 9 525278781 1 IIII I I 轴轴 505090902 2 0 0 1 1 1 1 35 35 0 0 23 23 2 2 670670 0 0 850850 0 0 621621 0 0 575783831 1 I IV V 轴轴 35358080 0 0 2 2 1 1 1 1 5 5 33 33 4 4 19 19 2 2 800800 0 0 950950 0 0 630630 7 7 444471711 51 5 V V 轴轴 65651212 0 0 2 2 3 3 1 1 5 5 57 57 2 2 40 40 0 0 500500 0 0 630630 0 0 621621 3 3 74741111111 51 5 V VI I 轴轴 151535351 1 1 1 5 5 6 6 7 67 6 5 5 3 73 7 2 2 180180 0000 220220 0000 620620 2 2 202032320 60 6 同上述 查普通平键 同上述 查普通平键 GB TGB T 1096 19901096 1990 得 得 轴代号轴代号 键的公称尺寸键的公称尺寸键槽尺寸键槽尺寸 b h9 b h9 h h11 h h11 L h14 L h14 t t 公称公称公差公差公称公称公差公差 I I 轴轴5 55 510 5610 563 03 0 0 1 0 12 32 3 0 1 0 1 IIII 轴轴14149 930 16030 1605 55 5 0 2 0 23 83 8 0 2 0 2 IIIIII 轴轴1616101045 18045 1806 06 0 0 2 0 24 34 3 0 2 0 2 IVIV 轴轴10108 822 11022 1105 05 0 0 2 0 23 33 3 0 2 0 2 V V 轴轴2020121256 22056 2207 57 5 0 2 0 24 94 9 0 2 0 2 VIVI 轴轴6 66 614 7014 703 53 50 02 82 80 0 五 五 V V 形带的设计形带的设计 由上图得 由上图得 皮带的长度皮带的长度 l l 2a 2a sinsin 其中其中 coscos 故 皮 带故 皮 带 A A a 800mma 800mm则则 1 4005 1 4005l 2517 785mml 2517 785mm查普通查普通 V V 带的基准带的基准 GB TGB T 11544 199711544 1997 得 得 此皮带型号为 此皮带型号为 A A 25002500 GB TGB T 11544 199711544 1997 皮带皮带 B B a 295 68mma 295 68mm则则 1 518 1 518l 1111 315mml 1111 315mm查表得查表得 此皮带型号为 此皮带型号为 A A 11201120 GB TGB T 11544 199711544 1997 皮带皮带 C C a 1016 07mma 1016 07mm则则 1 5549 1 5549l 2551 505mml 2551 505mm查表得查表得 此皮带型号为 此皮带型号为 A A 25002500 GB TGB T 11544 199711544 1997 六 六 刚性弹簧夹及其配合凸轮的设计刚性弹簧夹及其配合凸轮的设计 刚性弹簧夹及其配合凸轮的尺寸如上 按设计要求配合凸轮刚性弹簧夹及其配合凸轮的尺寸如上 按设计要求配合凸轮 只需完成在规定时间内将夹子顶开和松弛两个动作 故采用匀速只需完成在规定时间内将夹子顶开和松弛两个动作 故采用匀速 运动规律即可满足运动要求运动规律即可满足运动要求 虽然受刚性冲击虽然受刚性冲击 但是作用力很小但是作用力很小 运动要求简单 所以可以满足设计要求 故可得 推杆的位移曲运动要求简单 所以可以满足设计要求 故可得 推杆的位移曲 线图如下 线图如下 其中其中 为模块上升时间 为模块上升时间 t t 为周期 为周期 凸轮角速度为凸轮角速度为 转速 转速 七 七 平面六杆滑块机构设计平面六杆滑块机构设计 AB b a BC eAB b a BC e CD cCD c AD dAD d CG fCG f AC a bAC a b 由 设 计 要 求 可 得 极 位 夹 角由 设 计 要 求 可 得 极 位 夹 角 H 50mmH 50mm 在在 ABCABC 和和 BCDBCD 中 由余弦定理得 中 由余弦定理得 同理 在同理 在 BDFBDF 和和 CDGCDG 中分别可得 中分别可得 coscoscoscos则则 在在 ABCABC 中 得中 得 90 90 故故 d d 另外杆另外杆 a a 为曲柄的条件为 为曲柄的条件为 1 1 在在 a a b b c c d d 四杆中 四杆中 a a 为最小 为最小 c c 为最大 为最大 2 2 a ca c b db d 根据以上分析 可取根据以上分析 可取 l 500mml 500mmc 400mmc 400mmf 300mmf 300mm带入以上带入以上 公式可得公式可得 480 480考虑考虑 a a 为曲柄的条件 可得为曲柄的条件 可得 各杆长各杆长 a 15mma 15mmb 36 2mmb 36 2mmc 400mmc 400mmd 387 9mmd 387 9mmf 300mmf 300mm l 500mml 500mm 八 八 机构运动简图机构运动简图 附 特殊齿轮组 附 特殊齿轮组 4 4 的简图 的简图 九 九 传动和执行机构运动尺寸计算传动和执行机构运动尺寸计算 I II III IV VI V 1 2 3 4 一 一 轴的参数轴的参数 1 1 各轴转速各轴转速 I I IIII IIIIII r minr min 2 2 各轴输入功率 各轴输入功率 输出功率 输出功率 2 2 各轴输入转矩 各轴输入转矩 输出转矩 输出转矩 由上述各项得 由上述各项得 轴名轴名 功率功率 P P kwkw 转矩转矩 T T 转速转速 n n r minr min 传动比传动比 i i 效率效率 输入输入输出输出输入输入输出输出 电动机电动机 轴轴 6 9386 93822 6122 6129302930 2 82 80 960 96 I I 轴轴6 666 666 536 5360 7960 7959 5759 57 1046 41046 4 3 3 5 705 700 950 95 IIII 轴轴6 336 336 206 20329 36329 36 322 77322 77 183 58183 58 3 673 670 950 95 IIIIII 轴轴6 026 025 905 90 1149 01149 0 4 4 1126 01126 0 6 6 50 0250 02 二 二 凸轮运动曲线图凸轮运动曲线图 十 十 飞轮设计飞轮设计 根据平面六杆机构的运动曲线图 可知 根据平面六杆机构的运动曲线图 可知 在在 0 120 12 秒时 等效构件 零件秒时 等效构件 零件 2 12 1 有最大角速度 有最大角速度 由图 由图 得得 v 0 127m s v 0 127m s 0 1897rad s 0 1897rad s 0 2058rad s 0 2058rad s 0 3437rad 0 3437rad s s 0 0269m s 0 0269m s 0 051m s 0 051m s 0 024m s 0 024m s 0 088m s 0 088m s 在在 0 66s0 66s 时 等效构件的角速度可近似为时 等效构件的角速度可近似为 50r min 5 233rad s 50r min 5 233rad s 由由图图 v 0 094m s v 0 094m s 1 0772rad s 1 0772rad s 0 1221rad s 0 1221rad s 0 2224rad 0 2224rad s s 0 0168m s 0 0168m s 0 031m s 0 031m s 0 0165m s 0 0165m s 0 05