数控冲床自动送料机机械结构设计

数控冲床自动送料机机械结构设计摘要本课题对数控冲床自动送料机进行了设计计算。根据物料的运输要求，自动送料装置采用了运输链和槽轮机构运输方式，由此可对送料装置的速度进行调节，以实现速度的可调性。同时，由于链式输送机是常见的连续动作运输设备,其输送能力大、调度组织简单、维护方便、营运费用低,此外它还具有结构简单、运转平稳可靠、运行阻力小、耗电量低、运输距离大，容易实现自动化等特点。而且，由于槽轮机构具有间歇性的运动，因此可达到冲孔自动送料的要求。槽轮机构是一种步进间歇运动机构，由于结构简单、制造容易、工作可靠，能准确地控制转角，机械效率高，所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用；但槽轮在销轴进出槽轮槽口时加速度大，机构产生较大的冲击，而且随着转速的增加和槽轮槽数的减少冲击加剧，因而不适用于高速运转的情况。关键词：送料机,槽轮机构,链传动,数控冲床DesignofautomaticfeederaboutCNCpunchingmachinestructureAbstracts:Thistopicforpunchingautomaticfeedingdevicedesigncalculation,accordingtothedesignplandescriptionsoftransmissionsystemsolutions,workedinatransmissionsystemdesign.Accordingtotherequirementoftransportation,punchmaterialsusingautomaticfeedingdevicetransportlinksandGenevamechanism,whichmodeoftransportationforfeedingdevicespeedadjustment,torealizethecontinuousbariablespeed.Atthesametime,becausethechainconveyoriscommon,thecontinuousactiontransportationequipmentlargeconveyingcapacity,simpleoperation,convenientmaintenance,organization,inadditiontoitslowoperatingcosthassimplestructure,stableandreliableoperation,lowpowerconsumption,lowresistanceandeasytransportationdistance,automationetc.And,duetotheGenevamechanismwithintermittentmovement,therefore,canachievepunchingautomaticfeedingrequirements.Genevaagenciesissteppingintermittentmovement，becauseofSimplestructure、manufacturingeasy、reliable，Canaccuratelycontrolangle,Highmechanicalefficiency，Therefore,automaticandsemi-automaticproductionlineiswidelyused;ButtroughroundslotintheroundpinandoutoftheaccelerationwhenPassage，Institutionshaveagreaterimpact，moreover,withthespeedandtheincreaseinthenumberofslotgrooveroundofintensifiedtoreducetheimpact，Thusdoesnotapplytohigh-speedoperation.Keywords：Automaticfeeder,Genevamechanism,chain,NCpunch目录1前言.12数控冲床自动送料装置的工作原理.22.1数控冲床自动送料装置的传动方案的设计.32.2槽轮机构的设计.42.3链传动.62.3.1选择链轮齿数.72.3.2确定计算功率.82.3.3链条的选择及计算.92.4链轮设计.112.5电机的选择.143直齿圆锥齿轮的设计与校核.153.1圆锥齿轮基本参数的设计.153.2轴的设计.173.2.1设计轴的结构并绘制结构草图.183.2.2强度校核.193.3中间轴的设计.223.3.1设计轴的结构并绘制结构草图.233.3.2强度校核.233.4输入轴的设计.254键的选择与校核.254.1轴承的选择.284.2传动装置的支架设计.294.3机床的定位机构.314.4机构改进措施.325结论.33参考文献.34致谢.3501前言冲压作为一门古老而又年轻的制造技术，几乎渗透到国民经济的每一个部门。在许多发达国家，从作为支柱产业之一的汽车制造业到农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗器械、日用五金等等，直到航空航天、军事兵器各个门类，冲压制件都占据着相当重要的地位。随着我国工业的发展，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。冲压生产自动化主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化。将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，是在一套模具上实现多工位冲压的根本保证，它的自动化程度高低，直接影响着冲压生产效率、生产节拍以及冲压生产整体自动化水平。数控冲床自动送料机是实现冲压生产自动化的关键机构。尽管目前已经有很多专家对自动送料机进行了一整套较为成熟的设计，从动力源的选择、传动机构的设计、机床上零件的定位甚至PLC控制等。但本课题中研究的自动送料机主要是针对在长、宽范围比较大且厚度在5mm以内的薄钢板的自动运送上，具有一定的特殊性。本设计在吸取众多设计思路和设计方法的基础上，结合本课题的具体要求，形成了采用运输链和槽轮机构为输送方式的设计思路，实现了送料装置的速度调节，提高了传送效率。12数控冲床自动送料装置的工作原理该自动送料机构主要用于国产冲床，配备于3000kN的数控冲床，它主要由机架，输送机，隔料机构，冲床上的定位机构等构成。图2工作原理图自动送料机构的工作原理如图2所示。材料从如图所示的左边送入，在链条上设有挡料机构，保证在运送过程中不会产生较大的横向位移，在冲床与右边的链轮处设有接料板，防止料在运送到冲床上时出现掉料情况。22.1数控冲床自动送料装置的传动方案的设计数控冲床自动送料装置的传动方案有两种：一是使用机械手臂；二是使用间歇机构完成。数控冲床自动送料机实质上即机械手,能自动上料和卸料,提高生产效率,保证产品质量。机械手完成的工作主要是夹料、送料、放料等，工作过程简单，易于PLC编程实现，且机械手使用还可以很好的解决原料定位精度问题，这是个理想送料方案。但是本设计要求送的材料是的厚度不大于的钢板，此材m125036m5料的特点是长宽比较大，使用机械手臂不易于夹取，在运送的过程中容易使钢板弯曲。在使用间歇机构完成时，曲柄滑块机构和槽轮机构是比较理想的方案。曲柄滑块机构在设计时连杆的尺寸不易确定，且曲柄滑块机构中的一回程过程没有利用上，造成动力的浪费。所以不可取。这样传动装置主要是采用槽轮机构，因槽轮机构的运动时间歇运动，故满足冲床的工作过程。其特点在槽轮机构的设计中会详细论述。本设计中对于动力参数的选择计算是比较关键的，参数选择好了，对设计就有很大的帮助。首先是要选择本设计的总体传动比。在选择机构时，比较了不同间歇机构的特点发现槽轮机构有在本设计中有很多优点，这些在后面的论述中有详细的表述，故传动装置欲采用槽轮机构，初定总传动比为，这也是为了方便计算和设计。4i各轴转速已知条件给定进给速度为30m/min，而板材宽度为1250mm，根据设计需要，板材间歇的被传递1500mm，在设计中，链轮的直径为508mm。根据这些条件，可以3得出输出轴、中间轴和输入轴的转速输出轴min/8.12rn中间轴min/2.75i/4r输入轴i/.753输出轴功率根据要求钢板放在链轮上，通过对链轮对轴产生压轴力，首先先算出钢板对一个链轮的力，同时考虑到链轮本身对轴的压力，故有效圆周力为KFP水平布置时的压轴力系数为1.15要求规定传送的速度为30m/min，则速度，链轮传递的功率为。2.2槽轮机构的设计这一章主要是介绍槽轮机构的工作原理、特点以及具体槽轮机构参数的计算设计。槽轮机构的工作原理槽轮机构的典型结构如图2.2示，它由主动拨盘1、从动槽轮2和机架组成。拨盘1以等角速度作连续回转，当拨盘上的圆销A未进入槽轮的径向槽时，由于槽1轮的内凹锁止弧nn被拨盘1的外凸锁止弧mmm卡住，故槽轮不动。图示为圆销NKFPpe9.76815.24KwVFPe769.0159.76820sm/.03Np25.8410.086.7134A刚进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn也刚被松开。此后，槽轮受圆销A的驱使而转动。当圆销A在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不动。直至圆销A再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。所以槽轮做时动时停的间歇运动。槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。图2.2外啮合槽轮机构示意图槽轮机构几何尺寸的计算在槽轮的设计计算中，应首先确定槽轮的槽数Z和主动拨盘的圆销数n；再根据受力情况和实际所允许的安装空间尺寸，确定中心距L和圆销半径r，再根据图5.1的几何关系计算出其他的尺寸5槽轮槽数Z=4圆销数n=1中心距a=200mm圆销半径r=10mm圆销的回转半径R=141.42mm槽轮端点到槽轮中心的距离H=141.42mm槽轮的深度H-hH-h=141.42(200-141.42-10)=92.84mm)(rRa取H-h=93mm拨盘轴的直径XDmm16.7)42.10(2)(Ha取=55mmX槽轮轴的直径Ymm16.97)042.10(2)(2rRa取=81mmYD槽轮轮叶齿顶厚度e=5mm2.3链传动链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动，链传动在机械制造中应用广泛。)sin(za)4sin(20)co(H)co(6图2.3链轮原理图与摩擦型的带传动相比，链传动五弹性滑动和整体打滑的现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向力较小；链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用其他传动的场合。链传动按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链。而本设计中主要是使用输送链。但是链传动也有一些缺点：只能实现平行轴间的同向传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。2.3.1选择链轮齿数在选择链轮齿数时，不可以选的过少，齿数过少是会增加运动的不均匀性和动载荷；链条在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大，从整体上加速铰链和链轮的磨损。但是在选择时，也不能选择过大。齿数过大，不仅增大了传动的总体尺寸，而且还容易发生跳齿和脱链，从另一方面限制了链条的使用寿命。由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质。所以，本设计中选的链轮齿数初步定为：21z72.3.2确定计算功率根据链传动的工作情况、链轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链的计算功率pZAcaKP式中：工况系数链轮齿数系数Z多排练系数p传递的功率P本设计中工况系数可参考下表所列出的数据，链轮齿数系数可查机械设计书图9-13查得，传递的功率在前面给出的数据中可以查得，故当量的计算功率为caPWPKZAca6.4805.32.108表工况系数AK主动机械特性平稳运转轻微冲击中等冲击从动机械特性电动机、汽轮机和燃气轮机、带有液力耦合器的内燃机6缸或6缸以上带机械式联轴器的内燃机、经常启动的电动机少于6缸带机械式联轴器的内燃机平稳运转离心式的泵和压缩机印刷机械、均匀加料的带式输送机、纸张压光机、自动扶梯、液体搅拌机和混料机、回转干燥炉、风机11.11.3轻微冲击3缸或3缸以上的泵和压缩机、混凝土搅拌机、载荷非恒定的输送机、固体搅拌机和混料机1.41.51.79中等冲击刨煤机、电铲、轧机、球磨机、橡胶加工机械、压力机、剪床、单缸或双缸的泵和压缩机、石油钻机1.81.92.12.3.3链条的选择及计算由链轮的功率480.6=0.96Kw及转速，根据机械设计书中2caPmin/8.1r的插图9-11，可初选链条的型号为48A。再查表，链条的基本参数为计算链节数和中心距对于中心距的选择以往是按照以下方法选取，初选中心距，按下pa)503(0式计算链节数0PL根据送料机结构要求得中心距要比初选的大。且两链轮的齿数相同，ma750节距P滚子直径max1d内链节内宽in1b销轴直径max2d内链板高度ax2hISO链号mm48A76.247.6347.3523.8172.39021210)4.3(apzzpaLP10则相应的链长节数为为了避免使用过度链节，应将计算出的链长节数圆整为偶数，所以0PL节。218PL确定润滑方式链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命。由和链号48A，查机械设计书中图9-14可知应用滴油润滑。smv/5.0滚子链的润滑方法和供油量：滴油润滑是应装有简单外壳，用油杯滴油且供油量为单排链，每分钟供油520滴，速度高时取大值。对于开式和不易润滑的链传动，可定期拆下用煤油清洗，干燥后，浸入7080摄氏度润滑油中，待铰链间隙中充满油后再安装使用。链轮轮齿的齿形应便于链条顺利地进入和退出啮合，使其不易脱链。，且应该形状简单，便于加工。2.4链轮设计链轮的基本参数是配用链条的节距p，套筒的最大外径，排距和齿数z。链1dtp轮的主要尺寸和计算公式见下表2.4。分度圆直径：齿顶园直径：85.217.765020zpaLPmzpd508218in.761simdzpda531)6.4721.76506.(111齿根园直径：mdf37.460).7508(1齿高：pha285.1.2.1最大轴凸缘直径：齿宽：mbf98.435.79.05.11齿侧倒角：pa06.2.6.3.齿侧半径：mrx.7表2.4名称符号计算公式备注分度圆直径d齿顶圆直径a对于最小齿槽形状maxin,ad和最大齿槽形状均可应用。受刀具限制ax齿根园直径fd1df齿高ah15.0pa为节距多边形以上部分的齿ah高，用于绘制放大尺寸的齿槽形状确定的最大轴凸缘直径gd76.04.180cot2hzp为内链板高度2zp180sin16.(dpahzpdg430)76.39.204.28cot.7(6.04.180cot212齿宽1fb1195.0bf齿侧倒角apa3齿侧半径xrx小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮，常可将齿圈用螺栓连接或焊接子啊轮毂上。本设计采用中等尺寸，所以链轮制成孔板式。链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。且根据链轮的应用范围选择材料。表2.4材料热处理热处理后的硬度应用范围15,20渗碳、淬火、回火5060HRCz25，有冲击载荷的主、从动链轮35正火10200HRC在正常工作条件下，齿数较多（z25）的链轮材料热处理热处理后的硬度应用范围15Cr、20Cr渗碳、淬火、回火5060HRC有动载荷及传递较大功率的重要链轮（z25）普通灰铸铁功率小于6KW、速度较高、要求传动平稳和噪声小的链轮由于链轮受到冲击载荷，且齿数小于25所以材料选用15,20号钢。13普通的套筒滚子链条只能承受拉力，若在链板间加一特殊的限位推力板，则在链条伸直时可像刚性杆般传递推力，而这种链条在弯曲时又可与链轮正常啮合。这种推力链条送料装置可避免由于工作行程大而使用很长的气动或液压缸的缺点。图2.4链条改进示意图2.5电机的选择本设计选用的电机是根据负载性质选择。对于恒转矩和通风机负载特性的机械，应选用机械特性为硬特性的电动机。恒功率负载特性的机械，选用可调节励磁的直流电动机或带有机械变速的异步电动机较合适。无调速要求的机械，包括长期、短时、断续等运行状态的机械，可选用笼型异步电动机。带周期性变动负载的机械，对于大中功率机械应选用绕线转子异步电动机；对于小功率机械，经过对过载能力及起动条件的校验，可选用高转差率电动机。在某些断续运行的机械，虽然无调速要求，但选用交流电动机无论在发热、起动或制动等方面特性不能满足要求，而技术经济指标又过低，可选用直流电动机。对于需要调速的机械，可根据调速范围及连续平滑程度选择电动机。负载起动制动转矩较大，调速平滑程度要求不高，且调速范围不大时，宜选用绕线转子异步14电动机；调速范围较大，且需连续稳定平滑调速的机械宜选用直流电动机；对于要求起动转矩较大的机械，宜选用直流串励电动机；对于要求调速范围不大的大功率机械，以及无频繁起动要求或无冲击性负载的机械，可选用带有串级调速装置的绕线转子异步电动机。并且在选择电动机时，也可以根据工作要求的精度来选择特殊的电动机，如步进电机或伺服电机。步进电机是根据组合电磁铁的理论设计的，是一种把电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移，并用电脉冲信号进行控制的特殊运行方式的同步电动机，在数字控制系统中作执行元件。它通过专用电源把电脉冲按一定顺序供给定子各相控制绕组，在气隙中产生类似于旋转磁场的脉冲磁场。每输入一个脉冲信号，电动机就移动一步。但是步进电机的最大静转矩为0.0176Nm至15Nm。而本次设计的送料机的最大静转矩不小于732Nm。因此步进电机被排除。只能从普通电机中选择。YCJ系列齿轮减速电动机由Y系列（IP44）电动机与齿轮减速器组合一整体，直接刻输出低速大转矩。为矿山、冶金、建材、化工、食品、造纸、橡胶、农机等行业所用，尤其适用于空间受到限制的低速驱动场合。首先先确定各轴的输入转矩输出轴：中间轴：所选电机参数电动机减速机中心高（mm）电动机功率（Kw）输出转速（r/min）输出转矩（Nm）机座号端盖序号极数2007.576867132MF64mNT1248nP48.960590153直齿圆锥齿轮的设计与校核圆锥齿轮传动传递的是相交两轴的运动和动力。圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥体上，从大端到小端逐渐减小。圆锥齿轮的轮齿有直齿和曲齿两种。直齿圆锥齿轮易于制造。适用于低速、轻载传动的场合，而曲齿圆锥齿轮传动平稳，承载能力强，常用于高速、重载传动的场合，但其设计和制造较为复杂。本次设计主要是利用锥齿轮能传递相交两轴运动作用，故对其的要求不大，选用一般的直齿圆锥轮齿即可。并且，圆锥齿轮传动的传动比。1i3.1圆锥齿轮基本参数的设计圆锥齿轮所在轴的圆周力为，传递的功率为。根据公NFt8.15375102.P式得可根据几何尺寸关系来确定，由公式1md115.0ddRm得同时，根据齿面接触疲劳强度的校核公式得，mFTdtm7.1588.1537021mdRm7.1863.05178.01mZKTdHRER7.84753.018932.05.09843253211HREHd31.12tTF16式中：K载荷系数，查机械设计书表10.11弹性模量，查机械设计书表10.12EZ齿宽系数，一般R3.025.R泊松比齿面接触疲劳许用应力H即满足，故初选为150mm，齿轮齿数为，md7.87.18611d5021z故齿轮模数为3圆锥齿轮的基本参数为：分度圆锥角0122145cotzar齿顶高*ha齿根高.21maff齿顶圆直径齿根圆直径锥距齿宽齿顶角ofa7.21齿根角齿顶圆锥角ooaa7.4.25121齿根圆锥角当量齿数按齿根弯曲疲劳强度计算得MPaPazYTFSFF306.38.3500.242311.062152dR7.15245cos1121aah9fff4.3b7.cos121zzvoofff3.42.51offfRh7.arctn2117式中：K载荷系数，查机械设计书表10.11，安全系数，查机械设计书表10.10FYS齿宽系数，一般R3.025.R泊松比齿跟弯曲疲劳许用应力F故此齿轮满足条件。3.2轴的设计轴是组成机器的重要零件之一，轴的主要功用是支撑旋转零件、传递转矩和运动。轴工作状况的好坏直接影响到整台机器的性能和质量。由已知资料可知，轴的长度比较长，故选的材料为29Cr钢并经渗碳、淬火、回火处理。由机械设计书表13.2的许用弯曲应力。由机械设计书表13.4查901b得强度极限。650B根据机械设计书表得C=118-107。由式得=mind考虑到轴的最小直径处要安装链轮，会有键槽并且链轮直径过大，故将估算的直径定为mm。561d3.2.1设计轴的结构并绘制结构草图mnPC84.196083318图3.2.1输出轴的结构原理图（1）确定轴上的零件的位置和固定方式轴上零件的位置可参考上图。链轮、槽轮周向固定均采用平键联接。（2）确定个轴段直径如3.2.1图所示，轴段d1(联接链轮)直径最小，在前面已经介绍过，mm，d2段轴径应能够对链轮进行轴向的定位，故d2取65mm。d3段轴径上561安装轴承，故必须满足轴承内径的要求，所以d3取70mm。d4段轴径是一个过渡段，所以其直径应能大于轴承的安装高度即可，故取77mm。d6段轴安装槽轮，故其直径应满足槽轮的要求，故取直径为81mm，而d5段轴只是起到对槽轮的轴向定位，故取96mm。因为d7d8d9d10段轴的作用和d4d3d2d1段轴的作用相同，故其分别对应的是d4d3d2d1长度。（3）确定各轴段的长度l1处安装链轮，其周向定位是采用键定位，故其应满足键的要求，取l1长为100。l2在轴上只是个过渡轴段，因此其长度应根据工作要求来定，现按初定位640mm。l3段志安装轴承的，因此应能满足轴承的宽度，故取40mm。l4处是个过渡段因此其长度也应该符合工作要求，现不用确定其长度。l5处的功能是对槽轮定位的，故其可选定为29mm。l6处安装槽轮，故应满足槽轮尺寸的要求，取120mm。其它轴长度的作用和前面介绍的轴相同，故其长度也相互对应。3.2.2强度校核（1）画出轴的受力图（2）作垂直面内的弯矩图19作用在槽轮上的力式中：d拨盘直径T输入轴的转矩链轮安装在此根轴上，则当钢板材料放置在链轮上时，会对链轮产生向下的压力，通过链轮体现在轴上NF9.76821支撑点A、B处的支反力为NdTF7.2150.12NFFVBA75.18292.76.1220图3.2.2轴的载荷分析图槽轮处的弯矩为（相对于A点支撑）：mNMV6102.47.21链轮相对于As点相当于一个悬臂梁，则链轮对于A点支撑的弯矩为：A68.5.89左（3）作出转矩图链轮在做圆周运动，在整个运动过程中，转矩始终保持不变，即槽轮处和链轮处受到的转矩是相同的（4）计算当量弯矩计算当量弯矩，式中为考虑弯曲应力与扭转剪应力循环特22)(TMe性的不同而引入循环特性的不同而引入的修正系数。通常弯曲应力为对称循环变化应力，而扭转剪应力随工作情况的变化而变化。对于不变转矩取；对于脉动循环转矩取；对于对称循环转3.01b6.01bmNnPT566108.419.05.105.921矩取=1。其中、分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许b10b1用弯曲应力。表3.2.2轴的许用弯曲应力表材料B+1b0b-1b碳素钢40050060070013017020023070759511040455565合金钢8009001000270300330130140150758090铸钢40050010012050703040因链轮单向运转，故可认为转矩不变，修正系数为0.3。mNTMVAeVA622109.左左因槽轮受的是脉动循环转矩，故修正系数为0.6。e622.确定危险截面及校核强度从受载荷的情况来看，链轮处与槽轮处不仅要受到扭矩作用，同时要受到作用力产生的弯矩做用，此两处要进行强度校核。因为，满足的条件，故设计的轴有足够的强度。901be左A1bMPadWMe7.418.021.23636eAe.56.9.336左左22（5）绘制轴的零件图（见附图）3.3中间轴的设计由已知资料可知，轴的长度比较长，故选的材料为29Cr钢并经渗碳、淬火、回火处理。由机械设计书表13.2的许用弯曲应力。由机械设计书表13.4查901b得强度极限。650B根据机械设计书表得C=118-107。由式得=mind考虑到轴的最小直径处要锥齿轮，会有键槽存在，故将估算的直径加大5%，则。d3213.3.1设计轴的结构并绘制结构草图图3.3.1中间轴的结构草图mnPC28.759013323（1）确定轴上的零件的位置和固定方式轴上零件的位置可参考上图。锥齿轮、拨盘周向固定均采用平键联接。（2）确定各轴段的直径d2段安装轴承，故应满足轴承的内径要求(轴承的选择在选择轴承一节中会有详细介绍，此处只是初选)，d1段选择的直径是32mm，并且参考机械设计手册，可以选择d2段的直径为40mm。d3段主要是为定位轴承，故其应高于轴承的安装高度，选择d3为46mm。d4段和d5轴是安装拨盘，因此应满足拨盘的尺寸要求，d4为55mm，d5为60mm。d7段同样是安装轴承，为了不使从d5段到d7段过渡的d6段变化过大，产生应力集中，故使的d6为50mm，d7为40mm。（3）确定各轴段长度l2处安装轴承故其长度应比轴承的宽大，在结合轴承的定位，故应去长为40mm。l4处安装拨盘，考虑到在安装中，拨盘和槽轮是相互配合的，而槽轮处的长度是120mm，故应选择拨盘处轴段的长度为200mm。l5长取50mm。l7和l2是相同的作用故其的长度为82mm。l3和l6是过渡段，其长度应满足工作要求即可。3.3.2强度校核按弯矩扭合成强度校核轴径（1）画出轴的受力图（2）作垂直面内的弯矩图拨盘在带动槽轮运转时会产生一个反作用力式中：d拨盘直径T输入轴的转矩A、B两点支点反力拨盘处的弯矩为：NdTF7.2150.1NFVBA85.10627.24mNMV610.485.106锥齿轮处的弯矩为：Fr41.2.9图3.3.2轴的载荷分析图（3）作出转矩图转矩（4）求当量弯矩参考机械设计基础轴的许用弯矩应力表13.2可得：因拨盘单向转动且为脉动受力，修正系数为0.6。mNTMVe62210.mNnPT566108.9.525确定危险截面及校核强度拨盘处和锥齿轮处受到弯矩同时也要受到转矩作用，且拨盘处的弯矩最大，所以危险截面应该为拨盘处，故只校核此处即可。因为，满足的条件，故设计的轴有足够的强度。901be1b3.4输入轴的设计输入轴上安装有另一个锥齿轮、联轴器和电动机。因为此锥齿轮和中间轴上的锥齿轮参数一样，因此安装锥齿轮的轴径为32mm。根据传动装置的尺寸可知，其长度应大于等于300mm，故取轴段长为300mm。此轴的校核与前面两轴的校核方式相同。4键的选择与校核键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。本设计中主要使用的是平键连接，实现周向固定以传递转矩。在进行键的强度计算时，平键连接传递转矩，其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为P式中：T传递的转矩k键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h此处h为键的高度。l键的工作长度MPadWMe12.65.01.336kldTP310226d轴的直径键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力P表4普通平键的型式和尺寸表轴公称直径d自688101012121717222230公称尺寸bh223344556687公称直径d303838444450505858656575公称尺寸bh108128149161018112012公称直径d7585859585110公称尺寸bh221425142816键材料的抗拉强度应不小于590MPa表4.1键连接的许用挤压应力表安装在拨盘上的键拨盘所在轴径为55mm，则根据上表可以选择hb106MPaP10键的工作长度mbLl846hk510.5.强度条件：载荷性质许用挤压应力连接工作方式键或毂、轴的材料静载荷轻微冲击冲击钢1201501001206090p静连接铸铁70805060304527满足条件，则型号为GB/T1096键1610100安装在槽轮上的键槽轮所在轴径为81mm，则根据上表可以选择hb142MPaP10键的工作长度mbLl782hk510.5.强度条件：满足条件，则型号为GB/T1096键2214100安装在联轴器上的键联轴器所在的轴径为32mm，则根据上表可以选择hb180MPaP10因为联轴器的工作长度为83mm，故其工作长度为mbLl607hk9185.0.强度条件为满足条件，则型号为GB/T1096键101870PMaldT6.104.5PMaldT7.2.425PPMakldT12.436092.1528安装在链轮上的键链轮所在的轴径为56mm，则根据上表可以选择hb106MPaP10工作长度为mbLl8416hk50.5.强度条件为满足条件，则型号为GB/T1096键16101004.1轴承的选择滚动轴承是是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件的。在本设计中需要安装轴承的地方有三处：输出轴在输出轴上安装轴承的轴径是70mm，查机械手册可知，应选择轴承6014。中间轴在中间轴上安装轴承的轴径是40mm，查机械手册可知，应选择轴承6008。输入轴输入轴上安装轴承的轴径是40mm，查机械手册可知，应选择轴承6008。这两型号的轴承基本参数为表4.2基本尺寸轴承代号dDBrs60084068151601470110201.1AutoCADDrawingPPMakldT5.416850.2294.2传动装置的支架设计本次设计的传动装置的支架分为三部分，一是主传动机构的支架，二是链条传动的支架，三是从传动机构的支架。主传动机构的支架主要是支撑各个传动轴，以及确定其之间的装配关系。图4.3主传动机构支架图4.3中的1处安装输出轴，2处安装中间轴，3处安装输入轴。板的厚度为20mm。链条传动的支架主要是起到支撑链条，在链条传动中，由于链条传动的距离比较长，且放置在链条上的材料有一定的重量，容易使链条上的推力限位板之间形成较大的挤压力，把限位板压溃。30图4.3.1链条传动支架1处是起到挡料作用，防止运送的材料在运输过程中横向摆动。从传动机构支架，主要是支撑从动链轮所在轴。图4.3.2从传动机构支架4.3机床的定位机构31图4.3定位机构原理图在机床上加工工件时，为了保证加工精度，首先需要使工件在机床上占有正确的位置，然后将工件加紧。图4.3所示，定位机构是由5个部分组成：1部件是磁铁，此部件的作用是固定整个机构的位置。其尺寸是长宽高70010030该部件的高是根据轮子的直径以及轮子上安装的橡胶外胎的直径和工件的厚度而定。2部件是橡胶垫，此部件的作用是连接磁铁和挡板，起到缓冲挡板的前后运动，以及利用橡胶具有的弹性的作用加紧工件。其尺寸是长宽高10030025。3部件是挡板，此部件的作用是起到导向并且加紧工件的作用，在其右端做成如图所示的形状目的是为了更好的引导工件进入。其尺寸是长宽高100010030。4部件是轮子，此部件的作用同样也是引导工件更好的进入定位机构，同时它还起到防止工件出现堆料的现象，其尺寸：轮的直径10mm，轮的中心距离底面12mm，此数据时为了给套在轮上的橡胶外胎留下相应的余量。其轴的长度可根据工件加工尺寸而定。轴的直径为1mm。整体尺寸：两挡板的距离为36000.05mm，左边第一根轴距离挡板左端为12mm，然后每隔500mm安装一个轮。共安装3个。橡胶垫片安装在每两个轮的中心位置，磁铁的最左端距离垫片50mm。324.4机构改进措施1当把链条上的限