卧式注塑机总体设计说明书

1、毕业论文（设计）论文设计题目=卧式注塑机的总体设计姓名学号院 系机电工程学院专业 机械设计制造及其自动化年级2013级专升本指导教师2015年5月9日摘要abstract1第1章绪论21.1注塑机的概述21.2研究的目的及意义21.3我国注塑行业的发展状况31.4课题的提出及主耍任务46第2章卧式注塑机的总体设计2. 1注塑机的工作原理2.1.1注塑机的工作原理 2.1.2注塑机的组成2.2注塑机的选择72. 2. 1注塑机的分类72.2.2注塑机的对比及选择7第3章注射装置93.1注射装置的组成及基本要求93.2注射装置的分类及方案选择93.2.1柱塞式注射装置93. 2. 2 螺杆式注身寸

2、装置10第4章注射装置结构及主要零件设计10124. 2驱动装置的设计124. 3传动装置的设计133. 2.3方案选择4. 1注射装置设计依据4.3. 1电动机的选择134.3.2减速器的设计144. 4塑化装置的设计224. 4.1螺杆的设计224. 4. 2料筒的设计224. 4. 3加热装置的设计234. 5注射机构的设计234. 5. 1喷嘴的设计234. 5. 2螺杆最大行程的计算244. 5. 3液压油缸的直径计算244. 5. 4注射力的计算24第5章合模装置255. 1归纳合模装置的基本耍求255. 2合模装置的类型和选择255.3合模装置的设计265.3. 1合模力的计算2

3、75.3.2模板尺寸及拉杆间距285.3.3动模板行程sm28第6章机架的设计306.1机架设计的准则306. 2机架设计的一般要求306. 3机架的设计步骤306.4设计机架31总结32致谢34摘要注塑机是由机械、控制及电气组成的机械化、自动化的综合系统。注射成型是热 塑性或者热固性的塑料制作的主要成型方法z-o和它成型的方法相比，注射成型法 的优点有，可以一次性成型出各种结构复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制件，成型 周期短，可以多腔成型，生产效率高，容易实现自动化，成型的制件经过很少修饰既 可满足用户的需要。本次设计的首要任务是往复肘杆式合模机构部分，它主要有较链 多杆机构组成。可以完成成

4、型模具锁紧，开启并取出制品的'部件，该机构注射装置 则通常用一定的压力及相关速度将熔化的物料注射到模具型腔内中，并进行保压。并 对其他部分简单介绍。关键词：注塑机；注射成型；合模装置；注射装置abstractthe injection molding is thermos plasticity or one of thermos setting plastics work pieced main formation methods .compares with other formation methodjnjection molding5 methods merit is mainl

5、y ,may one time take shape each kind of structure to be complex ,the size precise or has inlays the plastic work piece ,to each kind of plastic processing5 compatible ,the formation cycle is short ,may the formation, the production efficiency be high ，easy to realize the automation, the formation wo

6、rk piece passes through very little decorates then satisfies the user the need. this design selects the reciprocation screw rod type injection.the matched molds installment is an injection molding machine's important component ,it is guaranteed that the formation mold locks reliably , opens and

7、takes out the product the part ,the injection installment the material which will melt by certain pressure and the speed and the speed injects in the mold die space to go to or to carry on the multistage injections, and implement guarantees the pressure.the injection molding machine is mechanized wh

8、ich ,the automatic high system ensemble by the machinery, the hydraulic pressure and the electricity is composed .the hydraulic system is provides the pressure and the speed oil return route for injection molding machine's each implementing agency key word : injection molding machine injection m

9、olding ;matched molds installment; the injection installs第1章绪论1.1注塑机的概述注塑机又叫注射成型机。这种机器各种材料，例如用塑料成型的模具制造成各种 各样的塑料成品的设备之一。图（1）是广东佛山市某一家的机电厂生产的某一种 型号的卧式注塑机。图（1）卧式注塑机目前这种机器是世界塑料加工生产中所用最多的主要设备之一，其不仅可以生产 大量的产品，而且还是组成注拉吹工艺的关键的设备。我国目前成为全球注塑机产 品牛产的主要大国之一，然而我国大多数机械加工企业都需要产品技术的创新 及改进。这些年，我国的注塑机行业取得了立竿见影的进步，尤其在

10、注塑机技 术水平与国外名牌产品技术水平z间的差距大大的缩小了，外观造型的方面上 均取得了显著的进步。1.2研究的目的及意义目前这种机器发展的目标准则，向量较轻、资源的节省、提高效率、降低其实用 的成木。对于往复螺杆式的注塑机出去了传统注塑机结构庞大复杂，熔化的物料质量 部分比较均匀，效率也比较低的等问题，体现了该机器的技术含量的特点。对于往 复螺杆式的注塑机的使用上，在锁模力约为传统技术的1/3时，仍然可以高质量的保 证制品的成型的效果，降低此机器的体积及重量，同时能大大提高注塑成型的牛产得 效率，保证注塑机冷却制品的精度，在所有冷却制品的成本的控制方面上都取得了惊 人的成果。1. 3我国注塑

11、行业的发展状况目前，我国的机械加工及对该机器的深入的研究呈现了一片史无前例的繁 荣景象。我们注塑机的产量现在已达到世界上发达国家的生产水平。根据有关 媒体报道，我国注塑机行业平均每年以14%的速度增长，全行业工业的总产值和 销售总额均达到了 500亿元以上，塑机行业将把精密铸造的装备、节能塑料的 成型加工的装备等六大领域列为发展的重点。卧式和立式是注塑机常有的结构。 普通型和精密型注塑机是两种不同的制品种类。并且注塑机的规格都在不断发 展,目前已有注塑机通常一次注射量为45-51000g,锁模力200-36000kno生产 上述制品的生产者有自己的规格，且特点各不相同。目前，对于卧式型的注塑机

12、的主导方向，其结构一般情况下不会发生特别 是的变化，除了加进注塑机的控制以及尽量减少能耗方面之外，另一方面制造 厂家还要根据市场的变化正在向组合系列化的方向迅速发展，例如类似类型的 注塑机在装配上有小、中、大三种不同类型的注射装置，重新组成组合型及标 准型，不仅使其使用的灵活性有所提高，而且还扩大了其使用的范畴，同时也 提高了其经济上的效益。目前，世界上一些发达国家对注塑机的生产及销售厂家都在不停地加 强对注塑机的产品的质量、功能以及辅助设备的配套能力和自动化的水平外， 与此同时一些厂家对研发精密注塑机，大型注塑机及反映注塑机都投入了大量 的时间和精力，以此满足生产塑料合金以及磁性塑料制品的需

13、求。对于普通型号的注塑机是我国主耍的使用的对象，并且在特大型、精密注 塑机的很多种类方面，仍有些欠缺的产品，与发达国家的主要差别就在此处了。从世界注塑机市场的发展来看，世界建筑型市场的可持续发展，将会推动 对塑料管材、壁板等挤压制品的生产需求，这样对拉动挤岀设备的需求的增长。 根据美国工业市场研究公司对当前世界市场的调查表示，美国和口本塑料机械 的需求将重新呈现复苏的现象，并且在未来十年内西欧市场对塑料机械的需求 将越来越多。1. 4课题的提出及主要任务我们通过对新乡市美达塑料厂的现场调研发现现有的注塑机存在一些不合 理的地方，如：尺寸精度低，可靠性差，工人的劳动强度高，生产效率低，满 足不了

14、生产单位的技术要求和产量耍求。塑料成型的简要概念我们可以概括为：把不同的塑料制品制成所需要的坯 件的过程。成型的方法多达三十几种。而塑料成型都是在注塑机上进行的。作 为一种新型的材料，塑料制件被越来越广泛的应用于工业部门和日常生活中。 随着我国塑料加工的发展，注塑成型工艺和注射成型机也在不断得到改进。根据借助于金属压铸机的原理的注塑成型机，可顺利的加工出各种不同的 制品，能够一次成型出外形较复杂，尺寸较精确并且述带有嵌件的塑料制品是 塑料成型的一个显著的特点；还能加工填料改性的某些制品；因此，注塑成型 工艺和注塑机才得到广泛的应用。据统计占据整个注塑机年产量的50%的年产量的注塑机，成为塑料成

15、型制造 业屮增长速度最快、年生产量最多的机种之一。1.4.2课题的主要任务注塑成型机设计特点：此成型机是针对所有热塑性和某些热固性塑料而设 计的，目的明确；在结构上，此成型机的设计与模具设计紧密和关。这种塑 料成型所占空间的面枳较小，所以可以在有限的空间内给据需要进行摆放。1、注塑机设计的要求：(1) 满足加工质量的要求(2) 满足提高生产率的要求(3) 安全可靠，方便维护(4) 结构简单，制造容易2、本课题将要完成的主要任务如下：(1) 注塑机的总体设计(2) 注塑装置设计(3) 合模装置设计(4) 机架的设计(5) 设计体会第2章卧式注塑机的总体设计2.1注塑机的工作原理2. 1. 1注塑

16、机的工作原理注塑机利用的一个重要的工作原理即是依靠其热物理性质，利用物料通过 料斗加入料筒中，再通过料筒外边的加热圈进行加热，最后再经过一段时间使 物料达到熔融状态。简单的可以说成就是将投入料斗的物料，利用螺杆的旋转, 以螺纹的作用将物料通过塑料型腔往喷嘴处输送，期间并通过料筒的加热，及 螺杆的旋转与无聊产生的摩擦剪切，所产牛的热量，被物料吸收，而使物料达 到熔化状态。融化后的原料，利用注塑机注射机构螺杆的推力，把物料推挤到 模具的型腔，在型腔成型后及冷却定型后，再把模具打开，将产品取出，形成 一个工作循环的过程。2.1.2注塑机的组成合模装置，电气控制装置，注射装置，润滑装置，加热及冷却装置

17、是注塑 机的重要组成部分。（1）注射装置对于系统的重要作用：有螺杆式，螺杆预塑柱射式，柱塞式，螺杆式三种 主要的形式，并口该是注塑机最重要的组成部分之一。目前应用最广泛的是螺 杆式，木次设计采用往复螺旋式为模型。其主要的作用是，使塑料能通过注塑 机的一个注塑机的循环中，经过一定的时间内将其加热塑化后，通过螺杆的挤 压力及相应喷射的速度的情况下把已熔融的塑料注入模具型腔内。通常，注射系统一般是由螺杆的旋转（即驱动装置）、加热圈的加热（塑 化装置）等。（2）合模装置对于合模系统的重要作用：是能通过保证开启及闭合和顶出的冷却后制品 是其主要的作用。此外，为了防止模具开缝，利用施加给模具足够的锁模力的

18、 合模系统，通过抵消模腔压力，才能防止制品的不良状况出现。合模系统的重要组成部分可以简要说为：合模装置，调模装置，驱动装置, 合模油缸，前后固定模板以及安全保护机构等。（3）液压传动装置液压传动系统的重要作用：为满足其各部件提供的速度，效率，压力 需求外，及相关必须的动作提供可行的需求。通过利用各种阀的作用来控制油 液的压力大小及流量，从而满足各种注射成型的工艺各项的要求。（4）电气控制装置用液压系统及电气控制两者有效的结合，可以满足注射机的工艺过程 要求及各种程序顺利地进行，其组成由电子元件，传感器，加热器等。（5）加热/冷却装置对于加热系统的重要作用：该系统通常采用电热圈来进行加热，并利

19、用热电偶的作用进行分段检测，以达到加热料筒和注射喷嘴两部分装置的效果。 冷却系统一般由油温的冷却作用，来控制各部分故障的发生。此外，还需要对 下料口附近的位置进行进一步的冷却，以防止在下料口处的原料熔化，以防导 致原料不能正常下料。（6）润滑装置对于润滑系统重要作用：可以简单的概述为为注塑机的相对运动处的 动模板及用连杆较链提供润滑条件的回路，减少不必要零件寿命，润滑不仅可 以手动进行，也可以自动进行。本文主要讨论注射系统、液压合模装置，机架等主要部件的设计。2. 2注塑机的选择2. 2.1注塑机的分类注塑机的类型可以概为：卧式注塑机，立式注塑机，及立卧复合式的 注塑机。只要是注塑机其必须要有

20、两个基本的功能：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施于高压，使其喷射出而充满模具的型腔。2. 2. 2注塑机的对比及选择通过对厂家的调研，该设计中首先考虑了两种方案：方案1：卧式注塑机冃前，对于注塑机通常在底部设置液压系统，在底座上设有塑料窗口，便于观察 液压系统工作情况，工作部分的左端是由合模油缸组成，而注射装置在右端，机身与 底座是采用螺栓连接。优点：液压系统在底座内，可减少噪音，便于安装模具，可以生产较大塑件，并 且，整体的机体相对较低，较容易的进行添料及操作，在用合模装置中得顶岀装置顶 出在模具型腔屮的经过冷却成型的制品，从而完成一个工作循环。缺点：底座很大，占地面积较

21、大，模具安装不方便，嵌件装入时有下落的可能， 塑料颗粒落入料筒时，需要必要的进行对物料的压实，防止在喷嘴处岀现流延的情况, 此情况相比立式的注塑机更为严重。方案2：立式注塑机采用圆形底座将机身支撑从上到下依次为注射油缸、计量装置、合模装置。优点：该注塑机机身的高度适屮，操作运行也较方便，料斗位置的安排也较合理, 方便装料。在落料过程中，塑料颗粒可依靠自重自动在料筒中压实，不需柱塞进行压 实。缺点：喷油嘴不仅有流诞现彖，而且在合模过程屮，由于模板自重的因素会使活 塞杆推力增大，动模板也对活塞杆产生推力的影响，这样液压泵动率将增大，此类注 射机的注射量一般均在60g以下。最终方案选定：经过调研观察

22、，以及对生产技术人员的情况了解，我们选择方案1,决定设计一台卧式注塑机。第3章注射装置3.1注射装置的组成及基本要求注射装置的组成可以简要概述为：由驱动装置、塑化装置、传动装置及注射机构 组成。对于注射系统其必须满足以下三种要求：(1) 在规定的时间内把事先投入料筒屮的物料利用电热圈的加热，以及螺杆与物 料的剪切的摩擦产生的热量使物料达到熔融的状态；(2) 再根据工艺设计的规范的要求能将塑化好的熔料在挤压力及相关的速度下通 过喷嘴，注入到模具的型腔中；(3) 当熔融的物料完全充模后，可以在规定的时间内陆续对模腔中的熔料保持一 定的压力，并且保证制品的补缩及彻底的排掉气体。3. 2注射装置的分类

23、及方案选择对于在注射机中直接对塑料加热及加压部分的注射装置，来进行塑料的塑化剂注 射。3. 2.1柱塞式注射装置由塑化部件，注射液压缸，定量加料装置，注射座移动液压缸，加料装置等组成的 装置叫做柱塞式注射装置。对于柱塞式的注射装置有以下的特点：(1) 注射压力损失大。由于熔料不能直接利用压力进行对其作用，利用未塑化成 塑料进行传递，熔融的塑料在相应挤压力及一定的速度作用下推开止逆环通过喷嘴， 最后注入模腔，但是这个过程造成很大的压力损失及资源的浪费。(2)由于对物料 的塑化不均匀，这样对加强料筒的能力也受到限制。由于进入料筒内的物料在加热熔 融过程中，在其达到熔融状态时所需要的热量很少来自物料

24、与螺杆的剪切摩擦，而是 大部分來自于料筒外边电热圈的加热所致的，但是这种对塑料导热性较差，则物料在 料筒内的运动反复呈现“层流”状态，这样易造成靠近料筒外壁的温度相对过高，并 且物料的塑化较快。(3)但是在向料筒内加入物料是量不一定每次都精确，这样对工 艺条件的稳定性以及制品的质量都会有影响。3. 2. 2螺杆式注射装置螺杆式注射装置的类型有两种：往复式的螺杆注射装置及预塑式的螺杆注射 装置。（1）预塑式的螺杆注射装置预塑式的螺杆注射装置是通常情况下是由两个料筒组成的，分别是预塑式的螺杆 料筒，第二个是注射式的料筒。物料通过预塑式的螺杆料筒进行塑化，熔料的物料则 通过相应的单向阀进入注射的料筒

25、中。当注射装置的料筒中的熔料量达到预定的量 时，则螺杆塑化就会停止，这时注射柱塞就会前进并将熔料注入到模腔中。预塑料筒 中的螺杆在转动过程屮不仅具有输送塑料的作用，更重要的是对塑料产生剪切摩擦加 热和搅拌混合作用。因此，这种注射装置的塑化效率和塑化质量比柱塞式注射装置有 显著的提高。即使螺杆预塑式的注射装置解决了柱塞式注射装置在工作过程中的缺 欠，也扩大了其注射量，而且减小了注射时压力的损失，但是由于增加了一个料筒的 缘故,结构相对的复杂且体积庞大。两个料筒的单向阀处容易引起塑料的停滞和分解。（2）往复式螺杆注射装置对于往复螺杆注射装置通常液压式的马达进行驱动，并且按照其液压缸的注射情 况，可

26、以把其分为双缸式的液压缸以及单缸式的液压缸。通过上边几点的对比，我 们选用往复事的螺杆注射装置。3. 2. 3方案选择往复式的螺杆注射装置和柱塞式的注射装置相比较，有以下优点：（1）注射压力损失少。因为注射时，在未靠近喷嘴处的物料其绝大部分的热量是 通过料筒外边的电热圈进行加热的，很少是利用物料与螺杆的剪切产生的热量的，所 以在物料通过塑化型腔在相应的挤压力及速度下注入到喷嘴处，这种注射的方式可以 利用较小的注射压力就可以了。（2）对于螺杆式的注射装置在进行塑化时绝大部分的热量是利用料筒外边的电热 圈来加热的，另一方面的热量，也是比较少的热量是来自于物料与螺杆的剪切所产生 的热量，虽然相对较小

27、但可以对塑料进行加热塑化，这样不仅可以适当的降低其加热 器的温度，而且在塑化效率以及塑化质量上都比柱塞式注射的装置相对有优势的。（3）往复式的螺杆注射装置其俗话的能力也相对比较大些塑，这样就会提高其生 产效率，而且对物料进行塑化时提高了其均匀性。此外，料筒中的螺杆不仅可以用于 给物料的运行提供合理的推力外，而h螺杆在旋转时与料筒内壁的摩擦，可以有效的 减少物料在内壁上停留的现象。此外，螺杆式的注射装置不仅其的设计及有关的制造方面相比麻烦外，而且其结 构也是相对柱塞式的注射装置复杂。尽管如此，因其优点居多，所以应用十分广泛。通过相应的参数的对比，我所设计的装置选用往复式螺杆注射装置。第4章注射装

28、置结构及主要零件设计4.1注射装置设计依据(1) 设计理论注射质量m =60g(2) 合模力 f =500kn4. 2驱动装置的设计根据表1,我取得的合模力大小为500kn,理论注射容量的值取为60cm3为小型注塑机。由于电动的驱动很少用于小型注塑机，所以我们选用液压式的马达直接 驱动。所以，该注塑注射装置的整体的设计选择为直接驱动的卧式的单缸液压马达的 往复的螺杆式的注射装置。表1注塑机有关机械制造的分类注塑机类型超小型的注塑机小型注塑机中型注塑 机大型注塑机超大型的注塑机合模力/k<16016020002500 40005000 12500>16000理论注射容量 / cm3&

29、lt;161663080031504000 10000>16000液压马达的选择：经查找相关的资料知塑料密度范圉为0.911.08克/cn?,其理论的注射质量为60g,那么理论注射容量是60g= (0.921.09) g/cm3=(5565.2)cm所以其理论注射容量定为60cn?。表2用于传递熔融物料的螺杆的主要相关的尺寸直径/mm螺纹的深度(进料)wmm螺纹的深度(计量)ha/mm螺纹的深度比hf/ hu螺纹的径向间隙/mm注释部分304.32. 12.0:10. 15表面粗糙度24pm407. 52.62. 1:10. 15用/约14 mm609. 13.42.2:10. 15r2

30、老、 5mm （直径 3060mm)由表2,选取螺杆直径d=40nimc则螺杆的转速 ns -22r/min= o°.（b<l?4 =200r/min （高熔体的速度,v=0.41.5m/s） d/r选用bmd-e160作为这次设计的注塑机的螺杆驱动装置。对于bmd系列的摆线 液压马达是一种内啮合的摆线齿轮式小型、低速、大扭矩液压马达，图2结构简 单，图2 bmd-e160型马达bmd-e160型液压马达主要技术参数见表3o表3 bmd-e160液压马达主要技术参数型号公称排量ml/r工作压力m pa输出扭矩n m转速r/minbmd-e160160额定最高额定ej高额定最高1

31、417.52673343003754. 3传动装置的设计4. 3.1电动机的选择通常情况下往复螺杆式的注塑机根据不同条件下的需要去选择有用的转速，此设计我选择y系列的三相异步电动机。电动机的功率总传动效率= x jh x 773 = 0.99 x 0.99 x 0.97=0.95(1)帀一联轴器传动效率：0.99% 每对轴承传动效率：0.99仏一圆柱齿轮的传动效率：0.97电动机所需功率pftl=- =丄兰kw = .93kw(2)w 770.95查机械设计手册9w：单级的圆柱齿轮的减速器传动比心46则电动机转速nm = (46) x 200 = 8001200r由 pm = 11.93fcw

32、和 nm =800-1200,选择 y180l-6 电动机。4. 3. 2减速器的设计根据所选的设计要求，选电动机的型号为y170l-6,满载的转速也相应的定位为9芯r/min,额定功率为15kw。97()则总传动比心注= 4.85(3)2001. 计算机构各轴的转速及动力参数(1) 各轴的转速电动机转轴 nm =970/7 mini 轴 =nm =970r/minii 轴 n2 = 200/v min(2) 各轴的输入功率i 车由 p = pxri、x2 = 15x0.99x0.99/ov = 14.7a3v(4)i车由 p2 =门 x2 x7/3 = 14.7x0.99x0.97kw =

33、14.12kw(5)(3) 各轴的输入转矩电机输出转矩 tm = 9550 x n-m = 147.68/v - /(6)970i 轴t = tmx77i xtj2 = 147.68x0.99x0.997v m = 144.74a-mii轴t2 =7； xz/, x2 = 144.74x0.99x0.97a m = 13899n-m2. 齿轮传动设计何（1）根据要求所选齿轮的类型，相关的齿数，等级精度，以及材料"" 按照图3所显示的传动方案可知，选用直齿式的圆柱齿轮传动。所选的注塑机为 一般形式的工作机器，速度也相对不是很高，以此选用7级精度。材料选择。由表10-1 （根据

34、相关的机械设计手册）我选择的小齿轮的材料为 400,硬度为280hbs,大齿轮的材料为45钢，硬度为240hbs,二者材料的硬 度差可以知道为40hbso选小齿轮的齿数z尸24,则大齿轮的齿数可以知道z2=5x24二120。图3齿轮传动简图（2）按照齿面的接触的疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1）确定相关的设计计算的公式内的各计算数值为 试选载荷系数k尸1.3。计算小齿轮所传递的转矩选取齿宽系数0,=lo查表106 （机械设计）差得材料的弹性影响系数z尸189.8mp/。由图10-21 （机械设计）齿轮的接触疲劳强度的极限，可以查得小齿轮的接 度极限大齿轮的接触疲劳强度极限勺问2 = 5

35、50mpa。 计算应力循环次数n尸 60 血厶讦 60x970x1x（2x8x300x15） = 4.19x109接触疲劳寿命系数khn尸0.95； khn2='.'5。计算接触疲劳许用应力。式得式得按照相关的失效概率为1%,安全的系数为s=l,我可以根据相关的计算公a 1 = km',間=0.95 x 600 = 570mpa匕丄=kz 亦? = i 15 x 550 = 632.5mpas2）计算试算所得的小齿轮的分度圆直径必，将%这个值中较小的值代入公式（7）中。中。札i“1.3x1.4474x105计算圆周速度卩。v 60x100060x1000计算齿宽力。b=

36、札 xdf = 1 x 67.9stnm= 67.9&nm计算齿宽与齿高之比2。模数z67.9824mm= 2.83mm齿高h=2.25- 2.25 x 2.83mm = 2.3675mm/?_ 67,98 h 6.3675= 10.68计算载荷系数按照v=3.45m/s,精度等级为7级来看知，由图10-8 （机械设计）所查得得动载系数可以定为k尸1.05；直齿轮的动载系数可以定为：kha=kfa=l;查得使用系数ka=15；我可以用插值的方法可以查得所需的等级精度为7级、而小齿轮相对于支承 式的非对称的布置时，我可以定为砂=1315。由| = 10.68, k砂=1.315查得心0=

37、1.28；故载荷系数k = kakvkiiakiip =1.5x1.05x1x1.315=2.071然后经计算分度圆的直径，由计算公式得计算模数md 79.395 m = =mm= 3.3 m mz| 24（3）按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计计算公式为1）确定公式内的各计算数值根据查相关的参考文献知得小齿轮的弯曲的疲劳的强度极限<tf£1 = 500mpa ；大齿轮的弯曲强度极限刁e2 =380mpd ；取弯曲疲劳寿命系数k加=0.85, ken2 = 0.9 ;计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.4；50旳=。出 x500 阴=3o3,56mpas1.4兮二譬协-

38、244.28阴计算载荷系数k。k = kakvkfakhp =1.5x1.04x 1x1.28= 2.016查取齿形系数。查得齿形系数yf(ll = 2.65 ；牟“2 = 2.164。查取应力校正系数。查表得 =1.58:=1.806 0计算大、小齿轮的昭4并加以比较。经比较:大齿轮的数值大。2)设计计算可知从计算所得的结果可知，从我所学的机械设计手册屮可以知道齿根弯曲的疲 劳强度的计算可以知道其所得的模数m小于齿面弯曲的疲劳强的，并口齿轮的模数m 的大小通常取决于其弯曲强度所决定的承载能力，而齿面的接触疲劳强度所决定的承 载能力，只与齿轮的直径有关，所以根据需要可取弯曲强度算得的模数为2.

39、52并就 近圆整为标准值即m=3.0mm,按接触的强度算得的分度圆直径为d/二79.394mm,算 出小轮齿数d、 79.395 * z = = « zom 3大齿轮齿数z2 =4.85x26=1261 取 z? =1263、几何尺寸计算（1）计算分度圆的直径dx = zjn = 26x3mm=78mmd2 = z2m = 126x 3mm= 31（2）计算中心距dd2 78+378a = =mm - 22&nm2 2（3）计算齿轮的宽度b =（/）dd =1x7 tnm= 7 snim取 b/二83mm02=78mm。由于所设计得减速器并非主要设计的部件，所以该处只对高速轴

40、进行相关的设计计算。1、轴的结构形式及尺寸高速轴（1轴）：（1）作用在齿轮上的力72x144.74x100078ft =ft tanz =37u3xtan20°n = 13508n（2）初通过所设计的可以确定相关的轴的最小直径，轴材料为45r钢，查表取 a）=ioo,则14.7=100x3/mm二 243nun970输岀轴的最小直径显然是与联轴器相配合的处的直径。联轴器的计算转矩，tca=kt,由表14-1 （机械设计），考虑到运转过程中有一定的转矩变化，故取ka =1.7o贝tca=kaxt = 1.7x 144.74xlo3./t?m= 2.46x10sn mmo 按照计算转矩：

41、应 小于公称转矩的条件，查手册选用型号为lx2的弹性柱销联轴器。公称转矩为 5.6x io5 n mm,轴孔直径为 22mm, l = 52mm。（3）轴的结构设计1）轴上零件的装配方案如图4刁壬壬 5/,vnivn viviviiinrwrtzzzzzzzzj1rtiii广/i+ 羽'/ / /图4轴上的零件的装配方案示意图2）从图上的数据可以知道为了使半联轴器的轴向定位满足相关的耍求，侧 i-ii轴端的左侧的部分需要制出一个轴肩，故取iijii段的直径即=26mm,且右 端用轴端挡圈进行定位，按轴端直径取挡圈直径即d = 3onm.半联轴器与轴配合长 度厶=52mm, i - ii

42、长度应小于厶,现取厶_n =48/nmo3）初步选择滚动轴承由|卜二26mm,选择深沟球轴承6206其参数xdxt=30x62x16对于左端的滚动轴承则采用轴肩定位。6206定位轴间高度/i=3mm,因此取d wh = 3 6z/z iti o4）经计算可知取安装齿轮处的轴段iv-v的直径可以定为二3伽加,右端iv-v与右轴承间采用套筒定位。己经知道齿轮的宽度78mm知为可靠的定位轴，左端也可 采用轴肩进行相关的定位，/zn0.07d,故取/i=3mmo则轴环处jv_xq=40mm,轴环 /jy.y = 75mm 宽 b>lahf 故取 zv_vi=5mmo5）以此知道轴承端盖处的总宽度

43、取为20mm取外端面与半联轴器左端的距离 /=30mm 故厶卜=50mm。6）而且齿轮距箱体的内壁的距离定为tz=16mm,并使轴承距箱体的内壁的一段距离s',通常取5-6mm,轴承的宽为r=16mm,贝ij/ _ |v=t + 5 + 6i +（78-75）= 16+6 + 16+3 = 41mml=a + s = 6+16=22mm2、轴强度的校核l1l2l3bcftdfnhi一rrntntnttnrnrrntr* fnh2llfrfnvirrrrrttttnrn tmvttttttrvrt-rfnv2rrtrnttttrrrn>t图5轴的载荷分析图(1)求轴上的载荷图5是轴

44、的载荷分析图。从图5中轴的结构图可以得到相应轴的结构简图，然后定岀各支撑点的位置， l7=69mm, l2=69mm,厶3=84mm。对轴进行分析并计算做出轴的弯矩和扭矩图，如 上图5。从上图我们可以发现截面b是危险截面。通过计算出的截面b处的及 m值列于表4o表4截面b处的m、my及m值载荷水平面h垂直面v支反力f休阳=185565n,他 h2=185565nf加二 675.4n,為2 二 675.4n弯矩mm二 12803985nnmm 严 466026mnm总弯矩al = 1362571azm扭矩t71.45x105m7im(2)按照弯扭合成相应的应力校核轴的强度b截面是危险截面，因此只

45、校核b截面的强度，根据选定材料451钢，调质处理，查表得aa = 10mp取a = 0.6,轴的计算应力2 +的)2w_ jl36257.1? +(0.6x1.45x105)2_0.1x343mp=41mp <10mp故安全。4. 4塑化装置的设计一般情况下螺杆式塑化装置的部件组成，主要由螺杆、料筒及喷嘴，物料在料筒 内不仅受料筒外边的电热圈的加热致使其达到熔融的状态，然后再利用螺杆的推力使 熔融的物料在一定的挤压力及速度下通过喷嘴注入模具的型腔内。通常情况下，注塑 机的塑化装置可以进行必要的相对均匀的塑化，也可以规定所注射物料的量。并经过 各螺杆各功能段的加热历程，很快达到塑化并且进行

46、熔融。这时熔料通过力的相关作 用进行推开止逆环，经过螺杆头的周围通道流入螺杆的前端，同时产生相应的背压。图6塑化装置结构图1 -喷嘴;2-螺杆头;3-止逆环；4-料筒;5-螺杆;6-加热圈;7-冷却水圈4. 4. 1螺杆的设计通常注塑机的螺杆分为：渐变型的螺杆、突变型的螺杆及通用型的螺杆。对丁通 用型的螺压缩段长度介于突变型的螺杆和渐变型的螺杆z间，兼有两者的特点，并且 能够通过调节相应工艺的条件来满足不同塑料的成型加工。螺杆材料的选定：注塑机螺杆工作恶劣，需承受较高的注射压力，再加上频繁的 启动与停止，因此，要求螺杆材料具有高的强度，并要求表面耐腐蚀耐磨损，螺杆工 作表面的粗糙度要求不低于r

47、a0.4um,国内一般选用40cr或其它合金钢材，此处选用 40cro4. 4. 2料筒的设计（1）料筒内径和壁厚的确定壁厚过小：机筒虽然升温快，但是其热容量小；壁厚过大：升温慢，热惯性大。 根据有关机械设计的手册表明一般取料筒的外径与内径的比值k为22.5螺杆与料 筒内径的间隙一般取0.150.3mm。此处取0.2mm。已知螺杆直径为40mm,则确定 料筒的内径为40.4mmo当取k=2时，我们可以得到料筒的外径即为80.8mm。(2) 料筒材料的选取在进行物料的塑化过程中不仅需要电热圈通过对料筒内的物料进行加热，此时所 需要的料筒的材料必须要耐热，耐腐蚀以及还需耐磨的效果。此时应该选用比较

48、优质 的合金钢(比如38crmoal)的内表面进行相应的氮化处理，这样就可以满足以上的 所设计的各种的要求。4. 4. 3加热装置的设计只要使得料筒内的物料在相关规定的熔融的范围内，并且也为了防止料筒内的物 料发生某些不可避免的化学反应，同时也为了使料筒内的熔体呈现出相对好的流动的 特性，使其尽量的接近于固化的临界的状态，这吋，则需要对料筒进行进行相应的加 热。注塑机料筒的加热方式不仅有电阻加热、陶瓷加热，而且还有铸铝加热等。比较 常用的加热方式为电阻加热以及陶瓷加热，本次毕业所需要的加热方式选为电阻加 热。45注射机构的设计4. 5.1喷嘴的设计(1)尺寸的确定由文献可知，喷嘴直径d = k

49、q,3一般性塑料£取0.350.4。此处k取0.8q一注射速率(c7773 /$ )由原始数据可以知道注射速率q=110g/s。这是相对聚苯乙烯ps而言的。聚苯乙 烯ps的密度是1.05g/cm3。那么可以得 =0.8 x(110/l .05)l/3 mm= 3.8mm又由塑性成型设备阳可知，可取喷嘴的球面半径sr=15mmo(2)材料的选用我们知道在一次工作循环过程屮，料筒与喷嘴是相互搭配工作的，这样喷嘴的材 料可以选择与料筒同样即可，即均可以选择45钢。4. 5. 2螺杆最大行程的计算由匕=（/4）xz）s2xs其中：vc一注射量（cm，）ds一螺杆直径（mm） s螺杆最大行程（

50、cm） 算得 s=10cm。4. 5. 3液压油缸的直径计算 由 p =（d2/ds2）xp（） 其中：“一注射压力（mpa）d注射油缸直径（cm） ds螺杆肓径（cm） 巴一注射油压（mpa） 经计算得£）=80mmo4. 5. 4注射力的计算由f =（兀/4）x d： x p其中：f注射力（kn）ds一螺杆直径（mm） 一注射压力（mpa）经计算得f=36.78kno第5章合模装置5.1归纳合模装置的基本要求合模机构不仅是注塑机的重要部件之一，而且其能够进行模具的开启与闭合 的作用冋。注塑机的合模装置一般情况下要达到一下的基本功能：（1）一般情况下合模装置中具备可以对模具施予锁模

51、力的作用，这样可以防止 在以高压的情况下往喷嘴处的熔融的物料不会使模具的型腔发生破裂的情况；（2）模板不仅要有足够的模具面积、行程和间距；（3）通过快速的移动模板的速度以及较慢的合模速度，移模时要具备慢-快-慢 的运动特性。5. 2合模装置的类型和选择对于合模装置的组成可以概为全电动式、全液式以及液压肘杆式等，在其 所有组成中，其屮全电动式的合模装置是花费比较大的装置，市场普及度不很高，故 重点讨论前两种合模装置。（1）全液压式其中充液式的合模机构、增压式以及直动式构成了全液压式合模机构1）直动式 的合模机构。其特点是形成了开启与闭合的功能模动作，并且在位于机座的合模油缸, 在其的作用下产生相

52、应的合模力（也即锁模力），这对全液式的合模机构来说是相对 比较简单的机构。在合模机构屮分工是相对明了的，其屮，当液压油作用在相应的活 塞上时从而产生了合模动作，同理，同样的靠液压油的升压的作用从而产生了锁模动 作。但是直动式的机构并不是全液压式的合模机构最有效率的机构，其本身有使用的 局限性，不仅消耗能源较严重，而且其在工作时的精度也相对较低。2）增压式合模 机构。这种合模机构的组成可以简要的概为：增压缸，冲压钢以及合模油缸等。3） 相对充液式的合模机构。（2）液压肘杆式一般情况下对于液压肘杆式的合模机构的组成有以下装置组成：液压一单曲 肘的合模装置、液压一单曲肘撑板式的合模装置、液压一双曲肘

53、的合模装置。而液压 肘杆式的合模机构通常由移模的液压缸及曲肘的连杆两部分串联而形成的，是通过液 压系统驱动曲肘连杆的机构来进行实现模具的启闭及锁紧。其可以用很小的液压缸的 推力，并用肘杆机构力的放大的作用来获得相应的锁模力。在开合模的过程中，该机 构能够实现慢-快-慢的相应过程，提高了其相应的合模速度，节约了不必要的能耗并 提高了其相应的效率。另外，但是这种机构也有相应的缺陷，比如在由液压油缸形成 的合模力在作用较小的机器上显得力不从心。和上边的相对比可知液压肘杆式的合模 机构是使用最为广泛的机构。但这种方式不足的是：1）其制造的结构不仅复杂，并且在进行工作时易对其造成磨损、并且用顶出装 置顶

54、出冷却的制品时期开合模的精度也相对较差；2）由于该机构在开模的过程中，其开模的精度并不是很高，并且在合模系统中 对注入模具型腔的制品不能很好的进行有效的保压，冷却；需要复杂的调模结构及润 滑系统，开合模行程也，并u销轴等磨损后造成相应的受力也均，也会加速机器的损 坏。下表为全液压式和肘杆式合模机构的性能对比。结合了两种合模机构的优缺点， 经两者的合理有效的进行对比，木次毕业设计选择液压肘杆式的合模装置。液压一单曲肘合模装置适用于1000kn以下的小型注塑机，满足生产要求，从成 本考虑，最终选择液压一单曲肘合模装置。表5肘杆是的合模机构与全液压式的合模机构两者之i'可的性能参数的对照全液

55、压肘杆式移模速度其移动模具的速度一般情况下 相对稳定。其移动的模具的速度是变化无常 的，没有固定的模式可以总结出来。移模力、锁模力该机构的两种力的大小相对来 说比较稳定，没冇太大的波动。这两种的力的定义是由多方面的 因素来考究的，比如锁模的精度，相对 的速度。对模具适应性该机构的最大的优点就是有良 好的模具适应能力，不会因为模具的 高度而受影响。该机构的最大缺点就是不能有效 的对模具的高度进行有效的调整，反而 使整个锁模的过程川工作比较复杂。系统刚度该机构的缺陷就是其刚性相对较弱，不能有效产生锁模力。合模状态的机械系统刚性通常也 较好。5. 3合模装置的设计1 合模机构的参数2.尺寸计算5. 3. 1合模力的计算合模力可以简单的概述为：当熔融的物料通过喷嘴注入模具的型腔时，在合模装 置的作用下，利用模板对模具施予最后的力，这种力即为合模