机械式剪板机的设计和三维建模毕业设计论文

1、XXXX大学本科毕业设计（论文）XXXX大学本科毕业设计（论文）学 院专 业 机械设计制造及其 自动化学生姓名班级学号指导教师二零 年 月XXXX大学本科毕业设计（论文）i完整的毕业设计过程仿夏动画ppt 答辩,pptMicrosoft Office. .547 KB论文，docMicrosoft Offi ce -.1,846 KB轴齿轮英文译文.中 文翻译.doc Hicrosoft Office.-说明书內容Solidworks三维建模，包括零件，装配图以及运动仿真XXXX大学本科毕业设计（论文） CAI2007版本零件以及 察配閔.dwgAutoCAD 圉形CH零件以及装配图缩 放圉一

2、抑电AntoCMJ 團形悶豁他装配圉原1昨乩utoCAB 團形ac&idcc. lsp AutLISF应用程, 2 KB这里贴上转载机 CAD图=_=_一二_三=_三_二 f =:艺口mwLJ 一二i=二！!=三 _一一 -二 L:XXXX大学本科毕业设计（论文）iiiI该毕业设计成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀如有需要可以联系球球983091293XXXX大学本科毕业设计（论文） （理工类）：XXXX大学毕业论文（设计）任务书学 院： 专 业：机械设计制造及其自动化学号： 姓名：扌旨导教师： 职称: 20 年 月 日毕业设计（论文）题目：机械式剪板机的设计和三维建模一、毕业设计（

3、论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达 到的指标和应做的实验等）1、了解机械式剪板机的组成结构和工作原理了解机体部分、制动部分、压料部分和后挡料部分的结构及它们 的工作原理。2、通过分析比较选择合理的传动方案，并完成剪板机主要机构的设 计，包括剪断机构的设计、传输机构的设计等；此外确定其他部件 的选择最终完成剪板机的整体设计。3、在第2步基础上对剪板机进行三维建模。、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3总装图纸一张，零件图若干。三、完成日期及进度自2013年3月25日起至2013年6月14日止进度安排：

4、3月25日4月7日：查阅资料、调研，完成开题报告；4月8日4月28日：完成方案确定和机构设计；4月29日5月20日：完成零件设计计算及结构设计5月21日6月10日：完成总图及造型，撰写毕业设计论 文。6月10日6月14日：答辩。四、同组设计者（若无则留空）：五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）：1、张红蕾；晏磊;兰西柱基于Solidworks的新型数字航摄相机结构 设计与建模期刊论文卜影像技术2009（03）2、 吴宗泽主编.机械设计实用手册.北京：化学工业出版社，2003.63、李仪钰主编.矿山机械.北京：冶金工业出版社，1980.74、葛文杰，机械原理，第七版，北京：高等教育出版社

5、5、赵建国，张琳娜，赵凤霞.基于 SolidWork装载机工作装置的特 征建模与三维动态仿真J.建筑机械，2005（10）6、詹迪维.SolidWorks高级应用教程M E京：机械工业出版社， 20097、 吴宗泽主编.机械设计实用手册.北京：化学工业出版社，2003.6系（教研室）主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日注：1、如页面不够可加附页2、以上一四项由指导教师填写摘要本次设计的任务是对称机械式剪板机和三维建模以及仿真运动。具体参数为：剪切力10吨，滑块一次行程22mm每分钟剪切30次。选择合适的电动机为剪板机提供动力，且通过一级带传动和一级齿轮传动实现减速。通过任务参数，设

6、计合适的主动轴和从动轴。从而实现旋转运动。设计的关键在 于执行机构采用偏心曲柄滑块机构，该机构的一端固定在主动轴上。通过曲柄滑块机 构将剪板机传动系统中主动轴的旋转运动转变为滑块的往复直线运动，从而实现对板料的剪切。曲柄滑块机构维修方便、结构简单、加工容易、经济实用的优点，在机械 设备中应用广泛。本设计中，通过对整个剪板机的机架、齿轮、带轮、主轴、从动轴、 曲柄等零件的二维视图以及三维建模，并且运用solidworks仿真工具实现对整个机构运动过程的仿真。关键词：剪板机solidworks 仿真运动偏心曲柄滑块机构AbstractThe task of this desig n is symm

7、etrical mecha ni cal sheari ng mach ine and 3 d modeli ng and simulation movement. Specific parameters for: shear force 10 tons, the slider trip a 22 mm, shear 30 times per minu te.Choos ing the right motor to power plate shears, and the tape drive at level 1 and level reduction gear drive implement

8、ation. Through the task parameters, design appropriate driving shaft and driven shaft. So as to realize rotary motion. Design is the key actuator USES the ecce ntric crank slider mecha ni sm, the age ncys end fixed on the driv ing shaft. Through the slider-crank mechanism will drive system of the sh

9、earing machine drive shaft rotation into the reciprocating linear motion of the slider, so as to achieve for sheet metal shear. Slider-crank mechanism and maintenance convenience, the advantagesof simple structure, easy processing and economical and practical, widely used in machinery and equipme nt

10、. I n this desig n, through to the sheari ng mach ine frame, main shaft and drive n shaft, gears, pulleys, the crank and other parts of the 2 d view and the 3 d modeli ng, and using the solidworks simulation tools to implement and to the whole process of mechanism moti on simulati on.Keywords： shear

11、ing machine movement solidworks simulation eccentric crank slide block mecha nismXXXX大学本科毕业设计（论文） 目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第一章绪论14 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.1剪板机的介绍与分类 14 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 1.2剪板机工作原理15 HYPERLINK l bookmark26

12、 o Current Document 第二章传动方案论证16 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1凸轮机构16 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2.2偏心曲柄滑块机构 16 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第三章总体传动方案18 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第四章电动机的选择19 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 4.1电动机种类和

13、结构的选择 19 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4.2电动机功率的选择19 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4. 3计算传动装置的传动比和动力参数 20 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 4.3.1计算传动装置的合理传动比 20 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.3.2计算动力参数21 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第五章带传动的设选

14、择与设计23 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 5.1功率的计算23 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 5.2带型的选择23 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 5.3计算从动轮基准直径24 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 5.4中心距和带轮的基准长度的确定 24 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 5.5主动轮上的包角验算25 HYPERLINK

15、l bookmark62 o Current Document 5.6带的根数确定25 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 5.7带的预紧力确定 25 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 5.8带传动作用在轴上压轴力计算 25 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 5.9轮结构的设计26 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 小带轮的结构设计26 HYPERLINK l bookmark72 o Curren

16、t Document 大带轮的结构设计 28 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 第六章 轴的设计233 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 6.1主动轴设计30 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 材料 45#冈30 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 6.1.2根据扭转强度条件轴径的最小许用值 30 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 轴上的零件的具体装

17、配方法： 316.1.4轴上的零件定位31 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 6.1.5轴各段直径和长度的确定31 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 6.1.6 绘制主轴的结构尺寸图 31 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 6.1.7计算轴的强度并对轴的强度进行校核 31 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 6.2从动轴的设计34 HYPERLINK l bookmark98 o Current D

18、ocument 材料选择34 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 6.2.2轴径的最小许用值34 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 6.2.3确定轴上各个零件的安装顺序 34 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 6.2.4绘制从动轴的结构图以及各个零件的顺序 34 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 第七章齿轮设计36 HYPERLINK l bookmark108 o Current Docu

19、ment 7.1选择确定齿轮的制造材料、类型、精度等级及齿数 36 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 选定齿轮的材料 36 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 7.1.2齿轮类型的选择36 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 7.1.3选取精度等级36 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 7.1.4选定齿数36 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document

20、 7.2按齿面接触强度设计36 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 7.2.1计算确定公式内的各个字母数值 36 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 7.2.2计算小齿轮的分度圆直径、圆周速度、齿宽等。 37 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 7.3按齿根弯曲强度设计 39确定上公式中各字母数值 39 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 计算大小齿轮的齿数 40 HYPERLINK l book

21、mark128 o Current Document 7.4计算齿轮的几何尺寸40分度圆直径的计算40中心距的计算407.4.3齿轮宽度的计算41 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 7.5验算41 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 7.6结构尺寸设计及绘制齿轮零件图 41 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 小齿轮结构的设计41 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 7.6.2大齿轮的机构设计4

22、2 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 第八章偏心轮曲柄滑块机构设计 44 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 8.1选择曲柄材料44 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 8.2确定曲柄滑块杆件长度44 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 8.3结构设计45 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 8.4强度校核45 HYPERLINK l bookm

23、ark148 o Current Document 8.5偏心轮的设计46 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 8.6电动机的校核 46 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 第九章零件三维建模与剪板机装配 47 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 9.1零件的建模47 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 大带轮、小带轮的建模 47 HYPERLINK l bookmark158 o Current

24、 Document 9.1.2大齿轮、小齿轮的建模48 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 9.1.3轴的三维建模49 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 9.2零件的装配49 HYPERLINK l bookmark164 o Current Document 总结51 HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 致谢52 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 参考文献53附录1 CAD图纸错误！未定义书

25、签XXXX大学本科毕业设计（论文） 第一章绪论1.1剪板机的介绍与分类剪板机的分类：机械剪板机、数控剪板机、液压剪板机、数控摆式剪板机、 数控前送料摆式剪板机、液压摆式剪板机、超厚液压摆式剪板机、液压闸式剪板 机、深喉口剪板机、脚踏剪板机、精密剪板机。“十五”期间，液压剪板机在结构与配置方面跨越了各行其道的阶段，逐步向国际主流靠拢。目前多数液压剪板机， 机架采用整体焊接结构、经时效处理、具有良好的强度、刚度和精度保持性；采 用集成式液压系统伺服驱动，极大提高了机床运行的可靠性；根据被剪板料的材 质、厚度和剪切长度，自动完成剪切角度、剪切行程、刀片间隙和后挡料的调整； 可配备前送料系统或后托料装

26、置，集送料、卸料于一体，有效地提高了设备自动 化程度。在使用金属板材较多的工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，剪板 机主要用于剪切金属板材，是重要的金属板材加工机床。其不仅用于机械制造业，还是 金属板材配送中心必不可少的装备，应用范围特别广泛。剪板机是借于运动的上刀片和 固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所 需要的尺寸断裂分离。常用来剪裁直线边缘的板料毛坯，主要应用于金属加工行业。剪 板机按结构分为闸式剪板机和摆式剪板机两类；按传动方式分，有机械传动剪板机和液 压传动剪板机两类。剪板机目前主要有以下几种：平刃剪板机：剪切质量较好，扭曲变形小，

27、但剪切力大，耗能大。机械传动的较多, 该剪板机上下两刃彼此平行，常用于轧钢厂热剪切初扎方坯和板坯。斜刃剪板机：分闸式剪板机和摆式剪板机，剪切质量较前者差，有扭曲变形，但力 能消耗较前者小，适用于中大型剪板机。多用途剪板机：板料折弯剪板机，即在同一台机器上可完成两种工艺，一般下部进 行板料剪切，上部进行折弯，也有的机器前部进行剪切，后部进行板料折弯。专用剪板机：气动剪板机大多用在剪切线上速度快，剪切次数高。数控剪板机：直接对后挡料器进行位置编程，可进行位置校正，具有多工步编程功能，可实现多步自动运行，完成多工步零件一次性加工，提高生产效率。剪板机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换滑块的直线

28、往复运动，对板料进行剪切加工的剪切机械，机械剪板机是金属板料剪切的专业设备，广泛用于汽车、 造船、建材、五金机械、金属结构的薄板剪切下料使用，被剪切板料以抗拉强度48公斤/毫米以内为基准，如需剪切其他高强度板料时，应相应减少剪切板料厚度。为了提 高本机的整体抗拉强度，采取钢板焊接结构，并具有结构紧凑等特点所以剪板机就成为 各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。1.2剪板机工作原理剪板机是借于运动的刀片和固定的刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属 板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离的设备。剪板机常用来剪裁直线边缘 的板料毛坯。剪切能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求，并减少

29、板材扭曲， 以获得高质量的工件。板金行业的下料剪切工具，广泛适用于机械工业，治金工业，汽 车、造船、电器电气工程设备、板金加工、钢管焊接、电子工业、航天航空工业、农业 机械制造、餐饮家具各种机械行业，主要作用就是用于金属剪切在使用金属板材较多的 工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，所以剪板机就成为各工业部门使 用最为广泛的板料剪断设备。上刀片固定在刀架上，下刀片固定在下床面上，后挡料板用于板料定位，位置由调 位销进行调节。液压压料筒用于压紧板料，以防止板料在剪切时翻转。棚板是安全装置， 以防止发生工伤事故剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要 求，并尽量减少板材扭曲，

30、以获得高质量的工件。剪板机的上刀片固定在刀架上， 下刀片固定在工作台上。工作台上安装有托料球，以便于板料的在上面滑动时不被划伤。后挡料用于板料定位，位置由电机进行调节。压料缸用于压紧板料，以防止板料在剪切时移动。护栏是安全装置，以防止发生工伤事故。剪板机是带有自动送料装置，可完成板料高效率、精密加工的机械剪板机，具有自动、高速、 精密三个基本要素随着中国加入WTO以来，我们回过头来瞻望中国的制造业，就拿剪板机的成长来看吧剪板机床的成长越来越成为机械制造行业的中流砥柱，通 用型高性能剪板机，广泛适用于航空、汽车、农机、电机、电器、仪器仪表、医 疗器械、家电、五金。本机器的工作原理：动力源电动机通

31、过二级传动（一级带轮传动，一级齿轮传动） 减速，驱动执行机构一曲柄滑块机构，该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运 动，在此过程中，由切刀（固定在滑块上）来进行对板料的切削。第二章传动方案论证2.1凸轮机构中推动滑块作往复动作。其中回程时，滑块在弹簧拉力的作用下上升到起始位置，准备下一个机械循环优点：凸轮机构可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸从而确定凸轮的轮廓缺点：凸轮机构多数作为控制机构而不用于执行的机构，由于其表面工作压力不能 太大，否则太大的压力会导致凸轮的轮廓及推杆严重磨损，导致机构的动作不能实现预 期的要求，使机器的运作不够稳定性，所以该方案予以否定。2.2偏心曲柄滑块机构

32、如图2-2所示为曲柄滑块机构的工作原理图：该机构主轴转动带动曲柄转动，曲柄 带动连杆使滑块（刀架）作上下运动，实现剪板机剪切。qz图2-2曲柄滑块机构原理图优点：曲柄滑块机构制造加工容易、曲柄连杆结构简单、损坏后维修方便、经济实 用，因此采用曲柄滑块机构作为执行机构比较合适。第三章总体传动方案据设计任务要求，本剪板机设计的总体方案为电动机经过一级带轮减速及一级齿轮 减速驱动主轴旋转运动，带动曲柄滑块机构，使刀架作直线往复运动，剪板机的剪切力 是10吨，行程为22mm每分钟剪板30次。设计传动系统图如图3-1所示。图3-1剪板机传动系统简图第四章电动机的选择4.1电动机种类和结构的选择电动机分直

33、流电动机和交流电动机两种。其中异步电动机是交流电动机，它能把电能转化为机械能，且三相异步交流电动机的应用最广泛。由于生产单位一般多采用三相交流电源， 所以,无特殊要求时，均应采用三相交流电 动机。丫系列三相异步电动机能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电机内部，效率高，耗能 少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便，是封闭式三相 异步电动机。不仅使用于水泵、鼓风机、金属切削机床及运输机械 ，更使用于灰尘较多、 水土飞溅的地方，如碾米机,磨粉机,脱壳机及其它农业机械，矿山机械等。本次设计所选用的电动机的类型和机构形式应根据电源种类、工作条件、载荷大小 和性质变化、启动性能、制动、

34、正反转的频率程度等条件来选择。根据工作环境和要求，选用丫系列三相异步电动机。4.2电动机功率的选择考虑电动机的工作和经济性的影响，必须对电动机的功率进行选择，功率选的过小, 则不能保证工作机的正常运转或电动机因过载而过早的损坏；而功率选的过大，则使电动机的价格高功率又不能充分利用，而且由于电动机经常不满载运行,增加电能消耗而 造成能源的浪费。电动机功率确定：根据要求该剪板机剪切力10吨，根据公式：P=0.6丄(1辽虽tg a 0.6 &(4-1)2my x其中：P-剪切力 P=10X1039.8=98000N比-被剪材料的强度极限，Ob =500N/mmox-被剪材料的延伸率,乐=25%h-被

35、剪材料的厚度:-上刀刃的倾斜角度：=2Z-弯曲力系数，Z =0.95y -前刃侧的向间隙相对值，y =0.083x-压具的影响系数x=7.7把已知数据代入式（4-1）h29800冋.6 500 25 菇(1。95tg2 10.6 0.25 1 .10 0.25500 0.083 7.17解得：h=4.63mm根据表，Q11型剪板机技术参数，类比工厂样机，确定电动机的功率为5.5kW。转速的确定：传动由皮带和齿轮组成。推荐的传动副传动比较合理的范围，取一级三角带传动比 合理范围为h=24。二级圆柱齿轮减速器传动比合理范围为i2 =840,则总传动比范围 为i总=16160,则电动机转速范围为：总

36、=i总“w =（16 160） nw =4804800r/min查表丫系列三相异步电动机的数据参数，选取丫132-M2-6型电动机,其技术参数为：功率5.5kW，6级，满载电流12.6A、转速960r/min、效率分别为85.3%。3计算传动装置的传动比和动力参数4.3.1计算传动装置的合理传动比总传动比30(4-2)i总=i1 x i2式中i1-三角带传动比i2-圆柱齿轮传动比匚2=乞8取ii=44.3.2计算动力参数1.各轴转速960二 240r/miniinm960=30r/mini1i22.计算各轴的功率查得各部件传动效率合理范围为：圆柱齿轮：0.940.96取2=0.95三角带传动：

37、0.9 40.96取1 =0.955轴承（每对）:0.970.99取3=0.98则总传递效率为：总=1 2 32 = 0.95 0.955 0.982 =0.87R =Pd 江叫1=巳汉叫汇 5 =5.5 汉 0.955 汉 0.98=5.15kWP2= R0102=Pd1232= 5.5 0.955 0.95 0.982=4.79kW3.各轴转矩PdT电=9550nw式中T电一一电动机的转矩；P电一一电动机的功率；nw 满载时的转速;XXXX大学本科毕业设计（论文） #P电5 5T电=9550 = 9550 汉N m =54.71Nmnw960T从=T电 io - 0!=54.7140.95

38、50.98 N m= 204.81 N mT主=T 电 0 101 02=54 .714 80.9550.980.980.95 N -m= 1525.44 Nm XXXX大学本科毕业设计(论文)第五章带传动的设选择与设计V带比在相同的张紧力下，V带传动允许的传动比大，结构比较紧凑，价格低廉, 平带传动能产生较大的摩擦力，传动平稳。5.1功率的计算Pea =Ka P(5-1)= 1.2 5.5=6.6kW其中P-传动的额定功率(kW)Ka-工作情况系数查表，每天工作时间不超过10小时，则 心=1.2。5.2带型的选择根据巳、主动小带轮转速 =nw= 960 r/min，选定A型V带。小带轮基准直

39、径的确定初选小带轮的基准直径取主动轮D =125 mm为基准直径。验算带速度V=(二 D1 n1)/(60 1000)=(3.14 125 960) /(60 1000)=6.28m/s由于V较小，所选的D1过小，会导致所需要的拉力过大。取 D1 =160 mmV = D1 n1)/(60 1000)(3.14 160 960)/(60 1000)m/sXXXX大学本科毕业设计(论文)8.04m/s5.3计算从动轮基准直径D2 = i D1 =160 4=640mm按圆整V带轮的基准直径系列D2=640mm5.4中心距a和带轮的基准长度的确定1初步中心距a。取0.7(D1 D2) ： a0 :

40、 2(D1 D2) TOC o 1-5 h z 代入D1、D2得 560 ： a 1.5 D =1.5 x 38mm=57mm所以L1=(1.5 2) D=(1.52) x 38mm=(576)mm 取 L1=60mmC=(1/7-1/4) B=(1/7-1/4)x 80mm=(11.43- 20)mm 取 C=15mm小带轮的结构形式如图5-2图5-2小带轮结构5.9.2大带轮的结构设计1 材料：HT2002、带轮的结构结构形式确定初步选则大带轮的轴直径d=35mmS大带轮的基准直径 D=640mr300mm则大带轮 的结构选用轮辐式。3、轮槽尺寸与小带轮轮槽尺寸一样。4、轮毂及轮缘的尺寸：

41、带轮宽：B = (Z-1)e 2f=(5-1)x 15+2X 10mm=80mm带轮外径：da2 二 D22%=640+2x 4mm=648mm轮毂外径：d2=(1.8 2) d=(1.82) x 35mm=(670)mm 取d2=70mm轮毂长度：因为B=80mr 1.5 d=1.5x 35mm=52.5mm所以L2=（1.5 2） D=（1.52） x 38mm=（576）mm 取 L2=60mm其中：n-带轮的转速,Za轮辐数,hi = 2903 PgP-传递的功率，5.15kWh =2903 nz=29035.15240 4mm=50.8mmh2=0.8 hi =0.8 x 50.8m

42、m=40.6mmd=0.4 hi =0.4 x 50.8mm=20.3mmb2=0.8 D=0.8 x 20.3mm=16.2mmfi=0.2 0=0.2 x 50.8mm=10.2mmf2=0.2 0=0.2 x 40.6mm=8.1mm图5-3大带轮机构240r/mi n第六章轴的设计轴的作用是连接回转零件和传递运动动力，它是组成机器主要的零件之一。一切旋转运动的传动零件，要进行运动和被传递动力，只有安装在轴上才能进行。轴的分类一般按照承受载荷的不同，大体分为三类：（1） 心轴它受力时只不承受扭矩但承受弯矩。（2） 转轴它受力时不仅承受弯矩又承受扭矩。（3）传动轴 它受力时不承受弯矩但是承

43、受扭矩。如果按轴线形状的不同，又可分为曲轴和直轴两种：（1） 曲轴它通过连接连杆可将轴的旋转运动变成为往复的直线运动。（2） 直轴 直轴按照外形又可分为阶梯轴和光轴。在本次设计中米用的是直轴。6.1主动轴设计6.1.1 材料45#钢轴的材料一般选择用碳钢和合金钢，钢轴的毛坯材料多数用轧制圆钢和锻件。因为 碳钢材料比合金钢价格便宜，又对应力集中的敏感性程度较低，同时也可以用一系列的 办法提高其耐磨性和抗疲劳强度。因此，在载荷一定的情况下，好材料的钢能提高轴的 工作性能及使用寿命，然而同时要考虑到材料的经济性，故采用45号钢作为轴的材料,在热处理时做调质处理，查参材料得 A =102127,取A=

44、116, 4=60MP。轴的失效形式主要有：轴断裂、表面磨损、压力太大使轴变形和振动等，因此在设计轴时应当注意以下的要求：满足强度的要求。满足刚度的要求。满足稳定性的要求。6.1.2根据扭转强度条件轴径的最小许用值公式为：(6-1)6.1.3轴上的零件的具体装配方法:轴端挡板、深沟球轴承、套筒、从轴的左端逐个安装，轴端挡板、小齿轮、套筒、 深沟球轴承、从轴的右侧逐个安装。主轴在选择轴承时选择 6014型深沟球轴承。 6.1.4轴上的零件定位1.在轴向定位时轴上的零件是以轴肩、套筒来保证的。2在限制轴上零件与轴发生相对转动，采用键来固定。6.1.5轴各段直径和长度的确定根据零件的尺寸以及轴的力学

45、性能要求，确定主轴的不同段的直径和长度6.1.6绘制主轴的结构尺寸图根据以上计算的尺寸及零件装配的顺序要求，绘制主轴上零件的装配图及轴的结构 图如图6-1所示。图6-1主轴的机构装配图1.沉头螺钉2.深沟球轴承3.螺钉锁紧挡圈4.偏心轮（2个）、大齿轮7.轴端挡圈6.1.7计算轴的强度并对轴的强度进行 校核（1）.由上述可知主动轴上的功率 P,转速n和转矩TT2 =1510.19 N m， P2=4.79 kW ， n2=30r/min XXXX大学本科毕业设计(论文)(2) 计算大齿轮所受的压力Flt、Flr因大齿轮与小齿轮相互作用，则依牛顿第三定律F1t =- F2t传， Fir = F2

46、r传F2t 传= 2/d =2X204.81心00 10-3)N=4096.2NF2r传=F2t传 tg： n =4096.2 務20 N=1490.89N解得Fit =+4096.2N, Fir =-1490.89N轴上的曲柄由于制动时受到带的综合力的作用，传到曲柄上时的转矩只有主轴的1/3,因此作用在双曲柄的径向力F2=F3= T2/(3 X 2)=1510.19/(3 0X1 X)N=2288.17N.主轴的受力分析如图6-2所示:FirA 1_a、厂RV1RM1RVi R中RH；11 RH111rrrTTrT1 1J1H1IT2Fitr?MHRV|1 F2F31 J图6-2主轴的受力分

47、析图根据力的平衡条件可知XXXX大学本科毕业设计（论文） RhiRh2 Fit = 0Rv1 F2 F3 Rv2 Fir =0Rh2(L2L3L4) Fit(L2L3L4L5)=0F2L2 F3(L2 L3)Rv 2(L2 L3L4 )Fir(L2L3L4 L5) = 0已知：L2 =135mm, L3=1180mm, L4=135mm, L5=50mm, Fir =-1490.89N,F2= F3=2288.i7N,Fit =4096.2N解得Rhi=141.25N, Rh2 =-4237.45N, Rvi =-2339.58N, FV2 =-745.87NMh1 = Rh2(L2 L3 L

48、4)/(L2 L3 L4 L5)=4237.45 (135+1180+135)爲0心 35+1180+135+50)=2048i0.08N mmMVi= Rv1 L2 =2339.58 135N -mm=315843.3 N mmM V 2 = RV 1 ( L2 L3) -F2L3=2339.58 35+1180)-2288.17 10 N mm=376507.1 N mmM v 3 = Rvi( L2 L3 L4) - F2 (L3 L4 - F3L4=2339.58 35+1180+135)-2288.17 1 0-2288.17 15 N mm=383447.45 N mm可以看出C截

49、面为最危险截面，根据第四强度理论进行校核丄 Jm2+0.75T2 = -3|Jmv32+0.75T2W d3.14(70 I。沖38344吋疔 0.75 1510192 10%Pa=40.49MPav oi=60MPa所以轴是安全的6.2从动轴的设计6.2.1材料选择参照主动轴对轴的使用制造要求。在材料上选用45#钢，并在热处理时采用调质处理。6.2.2轴径的最小许用值已知功率 P=5.15kw,转速 n=240r/min据公式116X3 5.15 mm 240=32.24mm6.2.3确定轴上各个零件的安装顺序轴端挡圈、皮带轮、套筒、轴承从左端向右依次安装。轴端挡圈、齿轮、套筒、轴 承、依次

50、从轴的右端向左安装，从动轴在选择轴承使用6007型深钩球轴承。6.2.4绘制从动轴的结构图以及各个零件的顺序类比主动轴，传动轴的零件装配及轴的机构如图6-3所示。1.轴端挡圈2.大带轮3.套筒4.深沟球轴承5.小齿轮图6-3传动轴的结构第七章齿轮设计优点：和其他的机械传动相比较，齿轮传动效率高，工作可靠，瞬时传动比为常数， 机构紧凑,功率和速度适用范围广。缺点：齿轮的制造需要专用的机床和设备，成本高，安装精度低，振动和噪音较大, 不宜轴间距较大的传动等。7.1选择确定齿轮的制造材料、类型、精度等级及齿数7.1.1选定齿轮的材料依据机器工作时受中等冲击，因此在选取大小齿轮的材料时都选 45Cr并

51、进行调质 处理，小齿轮齿面硬度为271316HBS，大齿轮齿面硬度为241286HBS,取值时选 用齿面硬度大齿轮为 263.5HBS，小齿轮为293.5HBS。7.1.2齿轮类型的选择依据剪板机设计的传动方案的标准选择直齿圆柱齿轮传动。7.1.3选取精度等级根据齿轮的制造材料和表面经过调质处理，选用8级精度。7.1.4选定齿数依据传动比和其他条件，选定小齿轮的齿数为Z1=20，大齿轮的齿数Z2=uZ1=820=1607.2按齿面接触强度设计3 kth u -1.d u参考试算设计公式，得:d1t 2.27.2.1计算确定公式内的各个 字母数值载荷系数的初选kt =1.3计算小齿轮的转矩的计算

52、_15 5 155一亍95.5 XNmm=2.049X10 Nmm齿宽系数的选定d =0.6材料的弹性影响系数的选择1ZE=189.8MPa2接触疲劳强度查得小齿轮的接触疲劳强度极限:二H lim1=650MPa大齿轮接触疲劳强度极限 6lim2=610MPa,计算应力循环次数N =60njLn92 =60jLn =60X240X X (303008) =1.0368 X0999=0.1296 X01.0368 102 = =i28计算接触疲劳强度查得 KHN1 =1.0, KHN 2 =1.1接触疲劳许用应力的确定选取失效效率为1%,安全系数S=1，得；h 1 =1.0 650=650MPa

53、S62 = HJimZ =1.1 610=671MPa S7.2.2计算小齿轮的分度圆直径，圆周速度，齿宽等。2.圆周速度的计算3.齿宽的计算4.齿宽与齿咼之比模数B = Zi=2.32 X汉2.049 灯05 乂 8 + 1189.8 2650丿=81.016mmb/h的计算0.6V = Mit ni=60 1000781.016 240m/s60 1000=1.018m/sb= d dit=0.6 X1.016=48.610mmd-81 业=4.051mm20齿高h=2.25mt =2.25 X.051mm=8.041mmb/h =48.610/9.115=5.333计算载荷系数公式为：K

54、=Ka Kv Kh：. Kh1据以上公式，动载系数Kv=1.1;假设直齿轮KaFt 100N/mm由表得K =1.2;Ka=1.5;用内差法并查表得齿向载荷分配系数得Kh 1 =1.23,并且b/h=4.44，选择8级精度，又调质处理，查得弯曲强度计算时所用的齿向载荷分布系数Kf ：=1.16;所以载荷系数K = Ka Kv Kh：. Kh ：=1.5 X.1 X.2 X.23=2.4354在校正所算得的分度圆直径时带入实际的载荷系数d1 = d1t=81.016 X 2.4354 mm=99.87mm Kt1.3模数的计算 XXXX大学本科毕业设计(论文)di 99.87 m =mm=4.9

55、9mm TOC o 1-5 h z zi207.3按齿根弯曲强度设计齿根弯曲强度的设计公式： |2KTi 以玄谯、(7 2)m 2 ()(7-2)斗盘升7.3.1确定上公式中各字母数值弯曲疲劳强度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限bFEi=426MPa大齿轮的弯曲疲劳强度极限fe2 =430MPa弯曲疲劳许用应力的计算由二二KfN 1；- FE1S曾=267.77沁取弯曲疲劳安全系数S=1.z = 9J30=276.4MPaS1.4F7弯曲疲劳寿命系数查得 KFN1=0.88 , KfN2=0.9载荷系数KK = KaKvKf： Kf =1.5 X 1.1 X 1.2 X 1.116=2.297。计

56、算大、小齿轮的YFaYSa耳小齿轮:晋=饗弟01621XXXX大学本科毕业设计（论文） 大齿轮:YFa2Ysa2=2132 灯.843=0014”二 f】2276.4通过比较得小齿轮的数值大公式：Nf2 22297 2.049 1050.6 汉 2020.01621=3.99mm7.3.2计算大小齿轮的齿数对比以上的计算结果，可以看出由齿根弯曲疲劳强度计算的模数小于按齿面接触疲 劳强度计算出的模数 m,又由于弯曲强度决定齿轮模数 m的大小，而齿面接触疲劳强 度所决定的承载能力仅与齿轮模数与齿数的乘积有关，按接触强度算得的分度圆直径 di=99.87mm,取由弯曲强度算得的模数3.99并就近圆整

57、为标准植 m=4mm。算出大、小 齿轮齿数。小齿轮的齿数乙产=99凹=25m 4大齿轮齿数 Z2 = u乙=8 X25=200取Z2=2007.4计算齿轮的几何尺寸7.4.1分度圆直径的计算d1= Z1 m =254=100mmd 2 = Z2m =200 4=800mm7.4.2中心距的计算a = 1(d1 d2) = 1(100 800)=450mm743齿轮宽度的计算b = dd1 =0.6 X00=60mm因大小齿轮在装配时会产生误差，这会造成轴向错位，导致齿合时齿宽减少，并且大大的增大大齿轮的工作载荷，因此将小齿轮的齿宽在圆整数值的基础上加宽510mm故确定大小齿轮的宽度为：大齿轮的

58、齿宽B2=60mm。小齿轮的齿宽B1 =65mm7.5验算因为；l 2T12 2.049 105Ft =1 =N=4098Nd14098据验算公式KaR 1.5 4098 =N/mmb60=102.45N/mm 100 N/mm所以合适。7.6结构尺寸设计及绘制齿轮零件图7.6.1小齿轮结构的设计小齿轮结构参数的计算齿根高hf=m(ha c )=4X( 1+0.25) mm =5mm齿顶咼ha = mh/=4X1 mm =4mm齿全高h = ha hf =4+5mm=9mm齿顶圆直径da1 =d1 2ha =100+2 X4mm =108mm齿根圆直径df1 = di - 2hf =100-2

59、 Xmm =90mm齿轮的结构形式选用实心结构的齿轮。齿距p = -：m=3.14 Xmm =12.56mm压力角:=20基圆直径db1=d1cos： =100X:os20 mm =93.97mm基圆齿距pb= pcos： =12.56 Sos20 mm =11.80mm齿厚s= p / 2 =12.56/2mm =6.28mm齿槽宽e= p / 2 =12.56/2mm =6.28mm顶隙c = mc =4X).25mm=1.0mm因为小齿轮的齿顶圆直径 dai=108mmv 160mm,所以小齿轮可以做成实心结构的 齿轮。小齿轮的结构如图7-1所示。7.6.2大齿轮的机构设计1.大齿轮结构

60、参数的齿顶圆直径da2 = d2 2ha =800+2 4mm=808mm齿根圆直径df2 = d2 - 2hf =800-2 5mm =790mm因大齿轮的齿顶圆直径400 da2 1000mm,所以在选择大齿轮结构时选用轮辐式 结构的齿轮。图7-1小齿轮结构图2.设计轮辐轮辐的数量确定为6d = D4= 65mm由于铸钢材料大齿轮，则D3 = 1.6D =1.6 65mm=104mm : (3 4)mn =(12 16)mm取匚 1=15mm匚2 : （1 1.21 =（1518）mm取 2=16mmH ： 0.8D4=0.8 X04mm=52mm 取 H =52mm取 H 1=41.6m