【铆钉自动冷镦机结构中传动系统及机构运算计算案例5600字】

铆钉自动冷镦机结构中传动系统及机构运算计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u20385铆钉自动冷镦机结构中传动系统及机构运算计算案例 -1-10172第1章传动系统设计 -2-147891.1电动机的选择 -2-19381.2确定传动比i -3-229461.3确定装置的传动效率η -3-70351.4初步计算传动装置运动参数及动力参数 -3-119101.2.1电动机轴输出参数 -3-106421.2.2减速器轴输出参数 -4-87301.2.3曲轴输出参数 -4-104741.5联轴器的设计 -4-272641.6普通V带传动设计 -4-246111.6.1普通V带的型号 -4-47541.6.2确定带轮基准直径dd1dd2 -5-245591.6.3验算带速度 -5-117261.6.4确定带的长度Ld和中心距a -5-139481.6.5验算小带轮的包角α -6-186901.6.6确定普通带型的根数z -6-167491.6.7计算带的传动力作用在轴上的力FQ -6-264111.6.8带轮结构设计 -7-11298第1章机构运算 -8-207582.1双摇杆机构设计计算 -8-8672.2曲柄滑块机构设计 -8-212322.3切料及送料机构中的曲柄滑块机构的设计 -9-48962.4顶针双摇杆机构设计 -10-244412.5摩擦式棘轮机构设计计算 -10-182742.6齿轮的设计计算 -11-35152.7切料及转送机构中移动凸轮机构的设计 -12-209032.7.1确定凸轮基圆半径 -12-198172.8轴的设计 -13-77442.8.1轴一的设计 -13-203132.8.2确定轴的危险截面并校核轴的强度 -17-167372.9轴的设计 -18-191302.9.1轴二的设计 -18-5262.9.2曲轴的设计 -22-19690第3章基于solidworks建模 2364033.1solidworks软件简介 23289583.2零部件的建模 23113382.3装配图 26第1章传动系统设计1.1电动机的选择设计要求中，铆钉冷镦机的生产效率为60只/min，即1秒钟生产一个Τ=1s,那么曲柄的转速n所以依据工作要求和工作状况选用Y系列三相笼型异步电动机，,由表17-7得选用Y112M-4电动机：额定功率P满载转速ne表3-1电动机主要参数名称型号额定功率Pe满载转速ne电动机Y112M-42.014401.2确定传动比i总传动比根据曲柄转速和电机转速确定i=n这样，对于每次曲柄旋转，镦头都会完成两次镦压；顶出机构完成一个周期，切割机构完成一个周期，物料进给一次。这使得三个机构具有相同的速度、传动比，传动比i=1机械传动系统的总传动比较大，因而选用两级传动，第一级传动采用普通V带传动，其传动比i1=3；第二级传动采用减速器传动，其传动比1.3确定装置的传动效率η由表9-10查的：普通V带的传动效率η滑动轴承的效率η2深沟球轴承的效率η3减速器的传动效率η联轴器的效率η齿轮的传递效率η61.4初步计算传动装置运动参数及动力参数1.2.1电动机轴输出参数PnT1.2.2减速器轴输出参数PnT1.2.3曲轴输出参数PnT1.5联轴器的设计联轴器的尺寸（型号）可根据配合处轴径d及TcT查表15-7得许用转矩T查表15-2得载荷系数K=1.3T因此选用GYS2型凸缘联轴器1.6普通V带传动设计1.6.1普通V带的型号查表13-4得K计算功率P由图13-1选用A型普通V带1.6.2确定带轮基准直径dd1dd查表13-4确定普通V带A型带轮最小基准直径d选取主动轮直径d取带的滑动率ε=0.02则从动带轮的直径d由表13-4确定从动带轮基准直径标准值d普通V带的实际传动比i1.6.3验算带速度υ=υ在5-25m/s范围内。1.6.4确定带的长度Ld和中心距a初定中心距a按照0.7（即0.7（100+300)<280mm<初取a计算所需带长LL=2×600+=1845mm表13-2选择V带的标准直径长度Ld确定实际中心距a=安装中心距aa1.6.5验算小带轮的包角αα≈1.6.6确定普通带型的根数z查表13-3c得ndP根据ne=1440r/min,i查表13-2得K查表13-7得Kz=故需V带根数为41.6.7计算带的传动力作用在轴上的力FQ计算单根普通型带的张紧力F查表13-1得q=0.10kg/mF==135.58N计算带传动作用在轴上的力FF1.6.8带轮结构设计查表13-6可知，主动带轮为实心带轮孔的径直为dk键槽为A型，b×h×轮槽角φ=从动带轮为四孔板式带轮辐板厚度s=15mm孔径根据减速器的轴径设计确定（dk键槽为A型，b×h×轮槽角φ=两带轮的基准宽度bd基准线上槽深h基准线下槽深h槽间距ℯ=槽边距f最小轮缘厚δ带轮宽度为Β=2f+带轮材料选用HT250。

第1章机构运算2.1双摇杆机构设计计算由给定的数据可知曲轴的转速n=60r/min,铆钉长度为L=38mm，摩擦棘轮转一圈生产9只铆钉，即生产每一只铆钉转过的角度φ=40°。设双摇杆的长度为l1=120mm,连杆的长度l2图4-1双摇杆机构2.2曲柄滑块机构设计根据铆钉运动循环图可知，滑块的最大行程是CD=H=48mm，极位夹θ=35作CD=H;作射线CO使∠DCO=以C为圆心，CO为半径画圆。以A圆心，AC为半径作弧交与E得：ll即曲柄的长度为24mm，连杆的长度为48mm设计如图2.2所示：图4-2曲柄滑块机构2.3切料及送料机构中的曲柄滑块机构的设计根据铆钉冷镦机的运动循环图可知极位夹角θ=26°作射线CO使∠DCO=以C为圆心，CO为半径作圆。以A圆心，AC为半径作弧交与E得：ll得曲柄的长度为20mm，连杆的长度为40mm。设计如图4-3所示：图4-3曲柄滑块机构2.4顶针双摇杆机构设计根据铆钉运动循环图可知摇杆的摆动角为θ=44°，设双摇杆的长度为l最大行H=sin设计如图4-4所示：图4-4双摇杆机构2.5摩擦式棘轮机构设计计算根据棘轮转一圈生产9只铆钉，每只铆钉的长度l=38mm，即转过一圈的长度L=9l=342mm。设摩擦式棘轮的最大半径为R，则：L=2πR即摩擦式棘轮的半径R=56mm取摩擦棘轮的模数m=2棘轮齿高h=0.75m=1.5mm棘轮齿顶厚a=m=2mm棘轮齿顶圆直径d棘轮齿根圆直径d棘轮齿槽夹角θ=棘轮齿槽圆角半径r=1.5mm棘轮厚度b=3mm棘爪工作长度l=棘爪高度h棘爪顶尖圆半径r棘爪底长度a表4-1摩擦式棘轮机构名称参数模数m2棘轮齿高h1.5棘轮齿顶圆直径d112棘轮齿根圆直径d100棘轮齿槽夹角θ60棘轮厚度b3棘爪工作长度l13棘轮齿槽圆半径r1.5棘爪高度h1.5棘爪顶尖圆角半径r2棘爪底长度a2棘轮齿顶厚a22.6齿轮的设计计算由于在传动系统中曲轴与送料机构中的齿轮、摩擦式棘轮都是定比传动1:1，所以齿轮的齿顶圆直径等于摩擦式棘轮的齿顶圆半径da=56mm，取齿轮的模数m=2则：齿轮的分度圆直径为齿数z=法面齿顶高系数h法面顶尖系数c齿顶高h齿根高h齿圆直径d齿根圆直径d中心距a=m齿宽b=表4-2齿轮参数名称参数模数m2齿数z56法面齿顶高系数h1法面顶尖系数c0.25齿顶高h2齿根高h2.5分度圆直径d112齿顶圆直径d114齿根圆直径d107齿宽b44中心距a1122.7切料及转送机构中移动凸轮机构的设计2.7.1确定凸轮基圆半径将切料与转送机构中刀具的运动设计为对心直动滚子盘形凸轮机构，所以偏心距e=0。由于在凸轮机构中，必须预先设定压力角的范围，就是压力角α的容许值。当实际压力角小于或大于允许值时，凸轮机构会自锁，凸轮就会无法旋转。所以对于直动从动件压力角α的范围应当在25°~35°，此处就取凸轮机构的最大压力α=30°。在这个机构中，要求凸轮的承载能力比较大，而且尺寸不能太大，所以当凸轮与从动件之间出现最大压力角时，凸轮的基圆半径r0通过铆钉自动冷镦机运动循环图可知切料和转送在前进、前停、退的距离为35mm，在后停过程中只要圆柱滚子在指定范围内停止即可。设计圆柱滚子的直径为10mm。2.8轴的设计2.8.1轴一的设计1、已经确定的运动参数及动力参数PnT2、轴的材料选择并确定许用弯曲应力由表10-10选用45钢调质处理，其硬度为217~260HBS，许用[σ]−13、按扭转强度概粗略的计算轴的最小轴径由表12-1A=100d≥A由于最小轴段，轴的直径小于30mm,因此在截面上开有1个键槽，所以将轴径增大6%。d4、设计轴的结构并绘制轴的结构草图由于齿轮的尺寸较大，轴一设计成普通阶梯轴，显然只能从轴的两端分别装入和拆卸齿轮1和棘轮1及两个轴承，所以普通平键，A型，b×h=6×6mm(GBT1096−2003),槽深t=3.5mm,长L=36mm5、预选滚动轴承并确定各轴段直径根据受力情况，主要是受到径向载荷，因此受轴向力较小，拟选用深沟球轴承6204，尺寸d×D×B=20×47×14mm图4-5轴一结构6、按弯曲扭转强度校核画轴一的受力分析总图，如图4-6所示计算作用在轴上的力齿轮1圆周力F齿轮1径向力F棘轮1圆周力F棘轮1径向力F计算作用与轴上的支座反力水平面内M−RMFR校核H=0R无误垂直平面内MFRMRR校核H=0F无误绘制水平平面弯矩图MMMMM绘制垂直平面弯矩图MMM绘制合成弯矩图图4-6轴一受力分析MMC右=MC左=MD右=MD左=绘制扭矩图T绘制当量弯矩图MMMMM2.8.2确定轴的危险截面并校核轴的强度根据轴的结构图和当量弯矩图进行判断，轴的横截面C处当量弯矩最大，即C处是轴的危险截面。截面Cα=5MPA<因此，轴一的弯曲强度足够。2.9轴的设计2.9.1轴二的设计1、已经确定的运动参数和动力参数PnT2、轴的材料选择并确定许用弯曲应力由表10-10可知轴采用45钢，作调质处理，硬度为210~260HBS，许用弯曲[σ]−13、按扭转强度概略计算轴的最小轴径由表12-1A=100d≥A由于最小轴段，轴的直径小于30mm,因此截面上开有1个键槽，所以将轴径增大7%。d4、设计轴的结构并绘制轴的结构草图由于齿轮的尺寸较大，轴一设计成普通阶梯轴，显然只能从轴的两端分别装入和拆卸齿轮1和棘轮1及两个轴承，选用普通平键，A型，b×h=6×6mm(GBT1096−2003),槽深t=3.5mm,长L=36mm图4-7轴二结构5、预选滚动轴承并确定各轴段直径根据受力情况，主要是受径向载荷，因此受轴向力较小，拟选用深沟球轴承6204，尺寸d×D×B=20×47×14mm6、按弯曲扭转强度校核画轴二的受力总图，如图4-7所示计算作用在轴上的力齿轮2圆周力F齿轮2径向力F棘轮2圆周力F棘轮2径向力F计算作用与轴上的支座反力水平面内M−RMFR校核H=0R无误垂直平面内MFRMRR校核H=0F无误绘制水平平面弯矩图MMMM图4-7轴二受力分析绘制垂直平面弯矩图MMM绘制合成弯矩图MMC右=MC左=MD右=MD左=绘制扭矩图T绘制当量弯矩图MMMMM7、确定轴的危险截面并校核轴的强度根据轴的结构图和当量弯矩图进行判断，轴的截面C处当量弯矩最大，C处是轴的危险截面。截面Cα=3.8MPA<因此，轴二的弯曲强度足够。2.9.2曲轴的设计根据镦锻主滑块、切料和转送机构、摆杆的位置可以确定出摇杆1、摇杆2、摇杆3的位置，通过铆钉自动冷镦机的运动循环图可以求出曲轴的偏转夹角：θθθ设计曲轴夹角为40°的曲轴直径为20，轴长为40mm,曲轴偏转角为35°的曲轴直径为20mm，轴长为40mm，曲轴偏转夹角为第3章基于solidworks建模3.1solidworks软件简介随着计算机的技术日新月异的不断发展，计算机辅助设计、制造、工程等软件得到充分的发展，特别是三维制图软件也随着得到促进发展，其中为人们常用又效果较好的当属PRO/E、UG、solidworks、catia等，它们的三维建模各具特色。Pro/E、UG在装配以及曲面建模优势明显，solidworks的优势在于它人性化操作桌面，catia在机械领域有着无可替代的优势。他们都是以三维建模作为软件的核心，其他的一系列功能，有如说装配、制图、仿真、加工等都是在此之上进行的。可见建模的重要性。本课题通过使用solidworks软件对设计的冷镦铆钉机进行建模、装配。在设计的过程之中，对自己的建模能力有了一定提升。为自己以后的工作、学习提供帮助。solidworks作为一款人们较为常用的三维设计软件，它在建模，装配，仿真，工程图，处理等方面具有独特的优势。它是西门子公司研发的一种帮助人们更好的完成产品工程设计方案的软件。作为用于计算机辅助设计和制造的交互式软件，它具有强大的功能，基本可以满足所有产品的设计要求。特别是Solidworks的建模功能可以适应多曲率曲面的设计。如果不断学习勤加练习，它会帮助你很快完成设计。如果再次渲染，则可以让你更快的完成新产品的设计。在不断降低成本和增加对收入和利润的需求之间取得平衡。3.2零部件的建模Solidworks这款三维软件对零部件的建模也十分的简单快捷，使用方式经过一定的培训和学习就可以较为闇练的操作了，本课题中的圆盘、轴、轴承端盖的属于常规设计，所以使用solidworks起来较为方便，如图3.1所示是带轮模型，主要是依据计算的大小进行确定的。模型主要通过绘制草图、拉伸、钻孔等命令。图3.1带轮模型如图5-2所示是轴的模型，轴的尺寸主要根据以上计算的尺寸进行设计的，轴的作用主要传递扭矩以及转速。在建模的过程之中，通过旋转的命令完成。然后键槽的地方通过