半自动钻床设计说明书.doc

半自动钻床送料装置设计摘要钻床是制造业中使用最多最常见的机械加工设备。它广泛地应用于机械制造的各行各业，是机械加工中不可缺少的加工工具。它的用户几乎包罗了国民经济各部门，量大面宽。钻床种类繁多，型式多样，多用于机械外壳孔、板料孔、横梁孔的加工，价值由几千元到几十万元不等。由于半钻自动床具有很多的优点，与普通钻床相比有较高的自动化，提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，提高了加工精度，与数控钻床相比价格较便宜，因此半钻自动床是中小型企业的首选产品。应用半自动钻床加工中小批量零件，快捷高效，是机械加工的发展方向。本次设计的半自动钻床主要用于机械零件的钻孔，是在零件上完成相应的尺寸孔的加工。它的执行机构有四个：一是实现送料分功能运动的机构是移动从动杆圆柱凸轮机构作往复移动，实现送料所需的运动。二是实现定位功能运动的是盘形凸轮机构，移动从动件控制定位挡块伸缩，实现定位功能。三是实现夹紧功能运动的机构是盘形凸轮机构，从动件未端用高副与移动滑块相连，滑块控制夹具夹紧和松开，实现夹紧功能。四是实现进刀功能运动的是摆动从动件盘形凸轮机构，摆杆的另一端串联一个平行四边形机构和齿轮齿条机构，控制钻头上下往复移动，实现进刀功能。关键字： 半自动钻床 、送料机构、定位机构、夹紧机构、进刀机构AbstractSemi-automatic drilling machine is the largest industrial use of the most common processing machinery parts. It is widely used in machinery production, manufacture of all walks of life, is an indispensable machining processing tools. It covers the user almost all sectors of the national economy, large wide. Chinas economic construction is now booming, semi-automatic drilling machinery plant in the bed at any time everywhere. Bed semi-automatic drilling a wide range of diverse types are used for mechanical shell holes, sheet metal hole hole beam processing, the value of a few thousand dollars to tens of thousands dollars. Semi-automatically as a result of drilling of the bed there are many advantages compared with ordinary drilling machine for a higher automation, reducing labor intensity and improve the machining accuracy. Compared with the numerical control drilling machine cheap bed semi-automatic drilling is the preferred products of small and medium enterprises. Application of semi-automatic drilling machine batch processing of small and medium-sized parts, fast and efficient is the development direction of machining. The semi-automatic drilling machine designed primarily for the drilling machine parts, spare parts to complete in the corresponding size of the processing hole. Its four implementing agencies: First, to achieve functional feeding movement is moving cylindrical cam follower rod for reciprocating movement of feed required to achieve movement. The second is the realization of the campaign is targeting cam agencies, mobile Follower block telescopic positioning control, to achieve positioning. Third, the campaign to achieve clamping function is disc-shaped cam, driven by high-end pieces of vice and move the slider connected to the slider control and release the clamping fixture to achieve clamping function. Feed four to achieve functional movement is oscillating follower cam, shot before the other side of a parallelogram Series rack and pinion agencies and institutions to control the bit up and down reciprocating movement to achieve functional feed. Keywords: semi-automatic drilling machine, feed bodies, body positioning, clamping bodies, institutions Feed目录第1章 概述51.1 前言51.2 设计任务分析51.2.1 工作原理及工艺动作过程51.2.2 原始数据及设计要求61.2.3 任务分析6第2章 机械运动分析82.1 系统功能分解82.1.1 按工艺动作可分解为四个功能机构：82.1.2 各机构的执行构件和运动形式：82.1.3 根据执行构件的运动形式选择机构82.1.4 功能分解图：92.1.5 功能原理工艺过程分解102.2 绘制机械系统运动转换功能图122.2.1 确定运动方案及机械运动循环图功能原理：122.3 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案12第3章 运动方案分析133.1 运动方案的选择与比较133.2 机械系统运动方案简图14第4章 机械传动系统设计154.1 电动机的选择154.2 减速器的选择与计算164.2.1 计算总传动比并分配传动比164.2.2 减速器174.2.3 减速功能:20第5章 主要零部件的设计计算205.1 凸轮的设计205.1.1 圆柱凸轮的参数：205.1.2 送料凸轮轮廓线及其运动曲线235.1.3 定位夹紧凸轮轮廓线及运动曲线245.1.4 夹紧凸轮轮廓线及运动曲线265.1.5 进刀夹紧凸轮轮廓线及运动曲线275.2 执行机构设计295.2.1 进刀机构：295.2.2 送料机构：305.2.3 定位机构：305.2.4 夹紧机构：315.3 带传动计算325.4 蜗轮蜗杆传动计算345.5齿轮传动计算365.6轴的校核395.7 轴的弯扭合成强度的校核40第6章 机械运动最终方案简图44设计总结46参考文献谢辞- 50 -半自动钻床送料装置第1章 概述1.1 前言设计即是解决问题，它从在每个人的日常生活和各种职业中，意为寻找问题的答案。设计是一个创造性决策的过程。用以满足人类的需求，这也是工程的基本目标。创造是获得新事物的过程；设计是满足人类需要的创造性决策过程；钻床是具有广泛用途的通用性机床，工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。半自动钻床主要用于机械零件的钻孔加工工作，从放入零件到加工完孔的工作全部由半自动钻床完成。提高了零件加工效率，降低了劳动强度。1.2 设计任务分析1.2.1 工作原理及工艺动作过程该系统由电机驱动，通过带传动将运动传给控制各分功能的传动轴，与传动轴相连的各机构控送料、定位、夹紧和进刀等工艺动作，最后由动力头控制的钻头完成钻孔。进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。在工件上钻孔：间断输送待钻孔的圆盘状工件至指定位置，夹紧钻孔后件推走。1.2.2 原始数据及设计要求（1）被钻工件的外形如下图所示，要求加工生产率为2件/min 。图1.2.2 （2）各工艺动作的位移距离为：进料机构工作行程35 mm ；定位机构工作行程25 mm ；动力头工作行程20 mm,钻头快速切削工作行程20 mm,电动机转速1400r/min,工作节拍（生产率）2件/min。（3）机床的外形尺寸：长宽高为1000600800mm。（4）所设计的机构传动性能良好，结构简单、紧凑、便于制造。1.2.3 任务分析（1）首先选用以该立式钻床作为设计目标：半自动钻床外形尺寸较小，因而送料、定位、夹紧、进刀等分功能运动均由在同一主轴上的不同构件驱动。在一个运动循环中，各分功能运动交替进行，因此各分功能运动属间歇运动，能作间歇运动的机构有很多种，能满足设要求的间歇运动机构首选凸轮机构。它的工艺动作主要是：送料功能机构的执行构件是曲柄滑块机构，作横向间歇往复直线移动。 定位功能机构的执行构件是连接定位销的推杆，作间歇往复直线移动。 夹紧功能机构的执行构件是连接V形块的推杆，作间歇往复直线移动。 进刀功能机构的执行构件是安装钻头的动力头，作上下间歇往复移动。该机床的工艺动作为：送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定，进刀机构负责动力头的升降，动力头对零件进行钻孔。间断输送待钻孔的圆盘状工件至指定位置，夹紧钻孔后件推走。 （2）实现送料分功能运动的机构可以是移动从动杆圆柱凸轮机构。该机构可以保证从动推头沿传动轴轴向(也是圆柱凸轮的轴向)作往复移动，实现送料所需的运动。 （3）实现定位和夹紧分功能运动的机构可以是双联盘形凸轮机构。其一是移动从动件盘形凸轮，移动从动件控制定位挡块伸缩，实现定位功能。其二为摆动从动件盘形凸轮，从动件未端用高副与移动滑块相连，滑块控制夹具夹紧和松开，实现夹紧功能。（4）实现进刀分功能运动的机构可以是摆动从动件盘形凸轮机构，摆杆的另一端串联一个平行四边形机构和齿轮齿条机构，控制钻头上下往复移动，实现进刀功能。（5）协调角度表:凸轮轴转角10203045607590105270300360送料快进休止快退休止定位休止快进休止快退休止进刀休止快进快进快退休止加紧休止快进休止快退表1.2.3（6） 设计任务（1）半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。（2）设计传动系统并确定其传动比分配。（3）图纸上画出半自动钻床的机构运动方案简图和运动循环图。（4）凸轮机构的设计计算。按各凸轮机构的工作要求，自选从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。（5）设计计算其他机构。（6）编写设计计算说明书。（7）凸轮的数控加工，半自动钻床的计算机演示验证等。第2章 机械运动分析2.1 系统功能分解2.1.1 按工艺动作可分解为四个功能机构：（1）送料功能机构（2）定位功能机构（3）夹紧功能机构（4）进刀功能机构2.1.2 各机构的执行构件和运动形式：（1）送料功能机构的执行构件是曲柄滑块机构，作横向间歇往复直线移动。 （2）定位功能机构的执行构件是连接定位销的推杆，作间歇往复直线移动。 （3）夹紧功能机构的执行构件是连接V形块的推杆，作间歇往复直线移动。 （4）进刀功能机构的执行构件是安装钻头的动力头，作上下间歇往复移动。2.1.3 根据执行构件的运动形式选择机构 （1）送料推杆的往复移动：由机械原理课程设计手册表5.1、5.2和5.4可选曲柄滑块机构、连杆机构、凸轮机构、组合机构。（2）定位销的间歇往复移动：由机械原理课程设计手册表5.1、5.2和5.4可选连杆机构、凸轮机构、组合机构。 （3）夹紧V形块的间歇往复移动：由机械原理课程设计手册表5.1、5.2和5.4可选连杆机构、凸轮机构、组合机构。 （4）动力头的间歇往复移动：由机械原理课程设计手册表5.1、5.2和5.4可选连杆机构、凸轮机构、组合机构、齿轮齿条机构。2.1.4 功能分解图：在工件上钻孔子功能1子功能2子功能3子功能4送料定位夹紧进刀从料斗推出工件及把钻好孔的工件向前推进定位挡块伸缩，挡住工件或让出通道夹具夹紧或松开钻头的进给 与退出 移动从动件圆柱凸轮机构移动从动件盘形凸轮机构摆动从动件盘形凸轮机构齿轮齿条 机构从动件通过高副与移动滑块相连 从动件往复移动 从动件往复移动 滑块往复移动齿条上下往复移动总功能解释：（1）送料功能：把工件送到指定位置及把钻好的工件推走动作：主轴旋转带动锥齿轮旋转 =从动件往复运动。（2）定位功能：定位销伸缩挡住工件和让出通道动作：主轴旋转带动凸轮 =从动件往复运动。（3）夹紧功能：主轴旋转带动凸轮动作：从动杆往复移动 =夹具夹紧和松开。（4）进刀功能：钻头上下往复移动动作：主轴旋转带动凸轮 =齿轮齿条传动=动力往复移动。2.1.5 功能原理工艺过程分解（1）送料功能 用滑块做连续往复直线运动实现，如图2.1.5-a所示：啮合齿轮随主轴的旋转带动曲柄运动，曲柄的周转运动使得滑块往复直线移动，从而实现送料功能。（2）定位功能 用定位销作间歇往复直线移动拉实现。如图2.1.5-b所示，凸轮随主轴的旋转而转动，磙子推杆推动定位销，使其实现间歇往复直线运动。图2.1.5-a图2.1.5-b （3）夹紧功能 用V形块作间歇往复直线移动拉实现。如图2.1.5-b所示， 凸轮随主轴的旋转而转动，磙子推杆推动V形块，使V形块实现间歇往复运动。（4）进刀功能 用动力头作间歇往复直线运动来实现。如图2.1.5-c所示，主轴的旋转带动凸轮转动，磙子推杆使得扇形齿轮来回摆动，通过齿轮齿条啮合传动，实现动力头上下间歇直线运动。利用杠杆原理，放大摆角，使动力头能够实现大的进给量。图2.1.5-c2.2 绘制机械系统运动转换功能图2.2.1 确定运动方案及机械运动循环图功能原理：送料进刀夹紧定位工作台图2.2.12.3 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案 根据机械系统运动转换功能图可构成形态学矩阵表2.3，由表2.3 所示的形态学矩阵可知半自动钻床钻孔的方案数为：N=33333=279功能元素功能元解123减速器带传动齿轮传动蜗杆传动送料推杆连续往复移动连杆机构凸轮机构齿轮+连杆机构定位销的间歇往复移动连杆机构凸轮机构凸轮+连杆机构夹紧V形块的间歇往复移动连杆机构凸轮机构凸轮+连杆机构动力头间歇往复移动连杆机构凸轮机构齿轮+凸轮机构表2.3第3章 运动方案分析3.1 运动方案的选择与比较1、传动系统: 采用的是蜗轮蜗杆及二级减速器传动。其结构紧凑，体积和质量小，效率高，传动平稳，噪声低。它可获得很大的传动比，而用的齿轮数可以减少许多，从而使钻床的尺寸减小，质量轻，成本降低。2、送料机构：方案一采用圆柱凸轮，夹紧和定位通过两个凸轮实现，钻头上下移动通过凸轮转动和弹簧推动推杆实现。该方案能顺利实现半自动钻床所要求的全部功能，但所用凸轮为圆柱凸轮，圆柱凸轮制造困难，运动不精确，生产成本高,在实际生产中很少或者不用。方案二采用的是曲柄滑块机构。虽然曲柄滑块机构传动没有凸轮机构平稳,但是曲柄的转动转化为滑块的直线运动，可以实现匀速送料，和匀速空回，使系统运动协调。3、定位机构和夹紧机构：两个方案均采用双联盘形凸轮机构，其一是移动从动件盘形凸轮，移动从动件控制定位挡块伸缩，实现定位功能。其二为移动从动件盘形凸轮，从动件未端与移动V形块相连，V形块控制夹具夹紧和松开，实现夹紧功能。使结构更简单，降低成本，经济性好。双联盘形凸轮机构可以实现定位功能和夹紧功能同步作用，使系统运动得到协调，结构更简单，经济性好。4、进刀机构:方案一采用盘形凸轮连接连杆机构，在加工工件时，产生一个很大的向上的力，而钻头向下运动，是靠弹簧弹固定在推杆上的档板实现，因此，凸轮只起控制钻头速度，以及控制钻头退刀的作用，该方案对弹簧要求高，弹簧易失效，影响工件的加工精度，此外，动力头部分沉重，要求推杆的强度很高。 方案二采用的是摆动滚子从动件盘形凸轮连接扇齿齿轮齿条机构，摆动凸轮推动滚子带动连杆摆动，再经过齿轮最后带动齿条的上下移动。它的传动较平稳，机械效率高，冲击小，保证加工质量。比较两方案而言，方案二比方案一更优。因此，采用方案二为最终方案。3.2 机械系统运动方案简图方案二:如图3.1所示:8ACBDGHIEF动力头齿轮齿条齿扇料斗2143576J第4章 机械传动系统设计4.1 电动机的选择（1）选择电动机类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型（2）选择电动机的容量电动机所需工作功率按 Pd=Pw/akW Pw=Tn/9550kW根据大齿轮上固定的曲柄可以求得大齿轮所受的最大转矩Tt根据几何分析可以知道=90-,sin=50/150=1/3,可以求得=19.4712,l=（1502-502）1/2=141.4,sin=l/L=141.4/955.41=0.148,可以求得=8.511,则Tt=FRSin=FRSin(+)=131Nm电动机至凸轮主轴的传动总效率为 a=式中：、分别为带传动、轴承、蜗杆传动、联轴器、齿轮传动的传动效率。取=0.96，=0.98，=0.8，=0.99，=0.97。所以电动机的功率Pd=1.2kW（3）凸轮主轴工作转速为n=2r/min取V带传动比i0=24,蜗轮蜗杆减速器传动比传动比i1=1040，二级圆柱齿轮减速器传动比i2=840，则总传动比合理范围为ia=1606400。故电动机转速的可选范围为n=ian=（1606400）2=32012800 r/min。 型号额定功率kW满载时转速r/min电流（380V）A效率%功率因素Y90L41.514003.7790774.2 减速器的选择与计算4.2.1 计算总传动比并分配传动比工作机主轴转速（即凸轮主轴转速）n=2r/min，电动机满载转速（即电动机额定功率时的转速）n=1400 r/min（1）总传动比i= nn=14002=700（2）分配传动装置传动比i=ii,式中i、i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i=2，则减速器传动比为i= i i=7002=350由于减速器传动比i较大，故从电动机出来使用V带，从V带出来使用蜗轮蜗杆减速器，从蜗轮蜗杆减速器出来使用二级圆柱齿轮减速器。（3）分配减速器的各级传动比由i=ii，式中i、i分别为蜗轮蜗杆减速器和二级圆柱齿轮减速器。取i=40，则i=ii=35040=8.75在二级圆柱齿轮减速器中，按展开式布置。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，由展开式曲线图查的i=3.5,则i=ii=8.753.5=2.5所以，传动装置的传动比为i=2，i=40，i=3.5，i=2.5（4）通过V带减速后的转速为n=14002=700 r/min通过蜗轮蜗杆减速器减速后的转速为n=70040=17.5 r/min通过二级圆柱齿轮减速器减速后的转速为n=17.53.5=5 r/min，n=52.5=2 r/min所以满足凸轮主轴转速。4.2.2 减速器（1）从电动机出来使用V带V带1 d1=80mm 、V带2 d2=160mm传动比i2=3.14d2/3.14d1=2通过1次减速后的转速为V2=1400/2=700 r/min 图4.1.2-a（2）从V带出来使用蜗轮蜗杆减速器蜗杆头数Z1=1、蜗轮齿数Z2=40 传动比i1= Z2/Z1=40 通过2次减速后的转速为V1=700/40=17.5 r/min图4.1.2-b（3）从蜗轮蜗杆减速器出来使用直齿轮二级减速器在二级减速器中，所选择的齿轮系数如下表所示：名称齿数模数分度圆齿顶高齿根高齿顶圆齿根圆直齿轮120240mm2mm2.5mm44mm35mm直齿轮2702140mm2mm2.5mm144mm135mm 传动比i3=3.14*70/3.14*20=3.5 通过3次减速后的转速为V3=17.5 /3.5=5 r/min所选择的齿轮系数如下表所示：名称齿数模数分度圆齿顶高齿根高齿顶圆齿根圆直齿轮320240mm2mm2.5mm44mm35mm直齿轮450280mm2mm2.5mm84mm75mm 传动比i4=3.14*50/3.14*20=2.5 通过4次减速后的转速为V4=5/2.5=2 r/min（满足凸轮主轴转速）二级减速器装配图：图4.1.24.2.3 减速功能:如图所示,采用蜗轮蜗杆减速及二级减速器,可以用较少的齿轮实现需要的传动比，经济成本相对较低，而且具有传动效率高,结构简单,传动比大的特点,可满足具有较大传动比的工作要求。第5章 主要零部件的设计计算5.1 凸轮的设计5.1.1 圆柱凸轮的参数：通常直动滚子从动件的圆柱凸轮的许用压力角=25 -35 。过理论廓曲线上任意一点做法线nn, nn与y轴的夹角即为机构的压力角。因此基圆柱半径必须满足 半径大于等于最大速度比上角速度与许用压力角正弦的积。既公式凸轮基圆半径确定：r0基圆半径 推程运动角P凸轮对推杆力n-为法线 -为压力角r0小则结构紧凑，但r0太小，则压力角大，原因如图：瞬心速度； r0小时，变大，或大时，r0小。 当取时，r0最小。即：式中号表示e、p在同侧（），异侧（）。取“”号时，小，比对心时小，故对于传动有利，用于推程。“”时，比对心时大，故用于回程（力锁合）。用优化法确定r0时，事先给定e，变化，得到s及ds/d，得到一系列r0，取r0最大值，故对于所有均满足上式，此为一可用值。变化e后，又得到一系列的r0，即一系列的可用值，取其最小者。（个人理解）r0小不仅可以使尺寸变小，还可以使力矩变小，使转动一周后的总消耗能量变小。可使相对运动速度变小，磨损下降，但不能使大于、。实际上，r0选取靠结构尺寸，空间大小，凸轮轴直径，来初步确定，设计过完成后校核，压力角， 25/(160+90)=BF/160 = BF=16mm5.3 带传动计算1、确定计算功率Pca由表8-7查得工作情况系数KA=1.2，设每天工作16小时，故Pca=KAP=1.21.2=1.44KW2、选择带的型号根据Pca及主动轮（小带轮）n=1400 r/min由图8-10选用B型V带3、确定带轮的基准直径dd并验算带速v。(1)由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径d=80mm(2)验算带速v V=5.86 m/s因为5m/sv45HRC，可从表117中查得蜗轮的基本许用应力=268MPa应力循环次数N=60jnL=60112000=1.2610(设寿命L=12000h)寿命系数K=0.97则= K=0.97268=260.37 MPa计算中心距a124.464mm。取中心距a=125mm。（6）蜗杆头数z和蜗轮齿数z取z=1，则z=i z=401=40（7）模数m和蜗杆特性系数q。初取q=10.m=5mm、中心距a=125mm（8）蜗杆尺寸d=qm=50mmd= d+2hm=60mmP=m=15.7mmd= d-2(hm+c)=39.6mm（9）蜗轮尺寸d=mz=200mmd=210mmd=188mmB=0.75 d=45mm5.5齿轮传动计算1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）传动方案可选用直齿圆柱齿轮传动。（2）半自动钻床送料机构，速度不高，齿轮用7级精度即可。（3）材料选择由表101选取：小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS,40。（4）选小齿轮齿数z120;大齿轮齿数z2uz1=3.520=70(齿数比即为传动比)2按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算d2.32 （1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数Kt132） 计算小齿轮传递的转矩T=48.02310Nmm3） 由表107选取齿宽系数d=1（两支撑相对于小齿轮做非对称布置）4） 由表10-6查得材料的弹性影响系数为ZE=189.8MPa5） 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1=600MPa , lim2=550 MPa。6） 由式N=60njL计算应力循环次数得（按齿轮工作寿命15年，每年工作300天，两班制）N=6017.51（2830015）=0.075610N=0.0216107） 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90 ； KHN2=0.958） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 = KHN1lim1/S=0.9600=540 MPa. = KHN2lim2/S =0.95550=522.5 MPa（2)计算1)计算小齿轮分度圆直径d1t，代入中较小的值 d2.32=40mm2）计算圆周速度=0.037m/s3）计算齿宽b140=40mm4)计算齿宽与齿高之比b/h模数mt=2mm齿高h=2.25mt=2.252=4.5mmb/h=40/4.5=8.895）计算载荷系数 根据v=0.037m/s,7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.05。 直齿轮，K=K=1,由表10-2查得使用系数KA=1由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时KHB=1.312由b/h=8.89, KHB =1.312 ,查图10-13得KFB=1.3 故载荷系数K=KAKvKHaKHB=11.0511.312=1.3786）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径=(K/Kt)1/3=40(1.378/1.3)1/3=40.785mm7)计算模数m=40.785/20=2.04mm3.按齿根弯曲强度设计m（1）确定计算参数1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500Mpa， 大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380MPa2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85 KFN2=0.883）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得= KFN1FE1/S=303.57MPa = KFN2FE2/S=238.86 MPa4）计算载荷系数K K=KAKvKFaKFB=11.1211.35=1.5125）查取齿形系数由表10-5可查得YFa1=2.72,YFa2=2.216）查取应力校正系数由表10-5知 YSa1=1.58,YSa2=1.764 7)计算大、小齿轮的YFaYSa/F,并加以比较。YFa1YSa1/=0.01379YFa2YSa2/=0.01636大齿轮的数值大 （2）设计计算m1.37mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而由齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关，可取由弯曲强度算得的模数1.37，并近似圆整为标准m=2mm。 按接触强度算得的分度圆d1=40.785mm,算出小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=3.520=70.这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4. 几何尺寸计算(1)计算分度圆直径d= z1 m=40mmd= z2 m=140mm(2)计算中心距a=（d1+d2）/2=90mm5.6轴的校核本设计中主要受力的轴为凸轮主轴，固应对此轴进行强度的校核。轴的材料为45#调质钢。由前面可以知道，凸轮主轴受到的最大扭矩为T=131Nm根据1P370公式（15-1）可以求得轴的扭转强度条件为 T=T/WT 其中，WT为轴的抗扭截面系数 WT=0.2d3=0.2(5010-3)3=0.000025mm3 则T=T/WT=131000/0.000025=5.24MPa由1P370表15-3，可以查得45#钢的许用扭转切应力为25-45MPa TT故轴的轴径满足使用的抗扭要求。5.7 轴的弯扭合成强度的校核 首先应对轴进行受力分析，由于轴左端凸轮主轴上连接进刀凸轮，右端连接送料凸轮，中间连接定位凸轮和夹紧凸轮。而当送料凸轮工作头与零件接触的开始，送料凸轮工作头将受到工作阻力，此时力通过推杆传递到主轴，当零件到定位夹紧，再使进刀机构动作时,主轴受到最大的扭矩和弯矩。根据条件做出该轴的载荷分析图，如下图TFNFNV1FNV260400M=60000N. mmT=131000N.mm然后根据1P373式（15-5）计算轴的应力：ca=由于轴为单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6则上式=49.12MPa前已经选定轴的材料为45#钢，调质处理，由1P362表15-1查得-1=60MPa。因此ca S=1.5（8）截面的右侧抗弯截面系数W=0.1d3=34300mm3抗扭截面系数WT=0.2d3=68600mm3截面左侧弯矩M为：M=60000Nmm截面上的扭矩T为：T=131000 Nmm截面上弯曲应力b=M/W=1.75MPa截面上的扭转切应力T=T/WT=1.91MPa过盈配合处的值，由附表3-8用插入法求得，并取=0.8，于是得=3.16 =2.53轴按磨削加工，由附图3-4的表面质量系数=0.92轴未经表面强化处理，即q=0.1，则按式（3-12）及（3-12a）得综合系数值为3.252.62于是计算安全系数值S得=48.3558.05=37.15S=1.5故该轴在该截面处的强度也是足够的。本设计中因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。第6章 机械运动最终方案简图主视图:参考文献1 孙桓、陈作摸 葛文杰主编， 机械原理（第七版） 北京 高等教育出版社，20062彭文生 李志明 黄华梁主编 机械设计 北京 高等教育出版社 20023李继庆 陈作摸主编 机械设计基础 北京 高等教育出版社 19994王淑仁 机械原理课程设计 科学出版社 书号