哈工大-机械原理课程设计-说明书.

1、哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）Harbin I nstituteof Techndogy机械原理课程设计说明书课程名称：机械原理课程设计设计题目：分度冲压机（方案1）院系：-2W M T机电工程学院班级：一1308XXX设计者：-XXXXX学号：.11308XXXXX指导教师：-设计时间：-哈尔滨工业大学第页分度冲压机设计方案一、设计课题概述分度冲压机（方案一）功能描述如图1所示。原动机转速为1430r/min，冲头每分钟 冲压次数为18、28、40，分三档可以调节，冲头行程为200mm ,判刑工作台上均布8个 工位，工作台逆时针间歇转动，每转过一个工位，冲头冲压一次。二、设计课题工艺分

2、析由设计课题可知，分度冲压机在冲压平面时为冲头向下冲压，冲压完毕后，冲头上 升，水平工作台逆时针转过一个工位（45 =），然后进行下一次冲压。冲压的时候水平工 作台不能转动，待冲压完毕后方可转动。综上，分度冲压机有两个输出运动，分别是： 冲头的上下冲压运动，分度盘的间歇逆时针转动。可得分度冲压机的运动循环图，如图2冲头工作行程空回行程分度盘停止转动停止图2分度冲压机运动循环图三、设计课题运动功能分析1分度冲压机的运动功能分析由设计课题可知，分度冲压机由一台原动机驱动，有 两个执行构件（冲头和分度盘）。分度冲压机的运动传 递途径如图3所示。图中由原动机到冲头的运动传递 路径为主传动链，由主传动链

3、分解一个运动到水平工 作台即分度盘的运动传递路径为辅传动链。哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)1)分度冲压机主传动链运动功能分析根据分度冲压机的使用功能描述，冲压机每分钟冲压次数为18、28和40次。通常情况下，原动机的转速都要远大于 40r/min。因此，需要减速，即传动比i .1。也就是 说，机械传动部分应该具有运动缩小功能，把一个较大的输入转动转换为转速较小的输 出传动。又因为该分度冲压机有调节档位的功能，故需要变速机构。(1) 原动机运动功能。一般情况下，冲压机是在工厂使用。在工厂车间里应用的设备绝大多数原动机是电动机，具有连续回转的运动形式。根据要求，电动机转速为1430r/min

4、，因此，分度冲压机原动机的运动功能单元表达符号如图 4所示。n=1430r/min图4第页(2) 主传动链减速运动及变速功能。由原动机到执行机构需要减速，同时，由于该冲压机档位可调，故需加变速机构, 其运动单元表达符号如图5所示。i=79.44,51.07,35.75(3) 过载保护功能。金属加工机床的原动机与传动部分之间通常回家一个过载保护单元，以便在过载时保护机床免遭损坏。多数情况下，这一过载保护功能同时还具有减速功能(i1)，因此其表达符号如图6所示。图6(4) 冲头运动的执行机构运动功能。由冲压机功能可知，分度冲压机冲头的运动形式为连续往复直线运动，并且每分钟 分别往复运动18次、28

5、次和40次。而冲头运动执行机构的主动件的运动应该是其前面 机械传动部分的输出传动。因此，冲头运动执行机构应该具有将连续转动转换为往复连 续直线移动的功能，其运动功能单元表达符号如图7所示。8所示。n=18,28,40r/mi n图7(5) 运动分支运动功能。原动机除了为冲头运动执行机构提供动力外还要为分度盘运 动执行机构提供动力。为此，在主传动链中加一个运动分支单元， 把一个输入运动分解成两个输出运动，其运动功能单元表达符号如图根据上述运动功能分析，可以绘制出分度冲压机主运动链的运动功能系统图，如图9 所示。2)分度冲压机辅传动链运动功能分析根据分度冲压机功能要求，冲压机的冲头每冲压一次，分度

6、盘随即转过一个工位， 且在冲压时分度盘不动。冲压结束后分度盘转动，即分度盘是间歇运动。(1) 分度盘运动驱动机构的运动功能。分度盘运动驱动机构的输出运动是转动运动，可用直齿轮实现该运动。其运动功能 表达符号如图10所示。图10(2) 间歇运动机构的运动功能。当分度盘运动运动驱动机构是输入的单向间歇转动，综合考虑，使用槽轮实现转动 转换为间歇转动即可。运动功能表达符号如图11所示。图11(3) 辅传动链输入运动功能。辅传动链输入运动为连续转动，方向为水平，需将其变为垂直的连续转动运动。运 动功能表达符号如图12所示。图122.分度冲压机的运动功能系统图哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）根据上述

7、分析的分度冲压机由原动机到执行机构的运动传递与转换关系，可以绘出 分度冲压机的运动功能系统图，如图13所示。14301 mini=79.44h 51.073575第 页四、设计课题运动方案拟定1根据运动功能单元确定替代机构(1) 图13中运动功能单元1的实现载体采用三相交流电动机，额定转速为1430r/min。(2) 图13中运动功能单元2为过载保护机构，可采用带传动机构。图13中运动功能单元3为变速机构，可采用滑移齿轮变速机构。图13中运动功能单元 有减速功能。4为减速机构，可采用圆柱齿轮传动。同时，变速机构也具图13中运动功能单元5的功能是把运动功能单元第 页4的一个输出运动分支成两个运动

8、。(6) 图13中运动功能单元6为冲头运动执行机构，可采用移动从动件盘型凸轮结构(7) 图13中运动功能单元7实现的功能是将连续转动运动转换成垂直的连续转换运 动，故可用锥齿轮来实现此运动变换。故可(9)图13中运动功能单元9实现的功能是减速功能，即使槽轮每转过 90度，分度盘 转过45度。可用圆柱齿轮传动。2绘制机械运动简图五、设计课题运动方案设计1.带传动设计按传递功率4kW进行设计(1)传动带类型和带传动形式 普通V带开口传动。(2)普通V带传动设计计算序号计算项目符号单位计算公式和参数选疋1设计功率PdkWKa =1.4,Fd =KaP=1.4汉 4 = 5.6kW2选定带型A型普通V

9、带3初定传动比ii兰54小带轮 基准直径dd1mmdd1 = 100mm5大带轮 基准直径dd2mmdd2 = 200mm6传动比i不计滑动率i =2计入滑动率i = = 2.04，取名=0.02 (1 - g)dd17带速vm/s兀 dd1 n1v =7.487m/s60X0008初定轴间距aomm0.7(ddj+dd2)兰av2(dd1 + dd2)210 兰 a0c6OO，取 a0 = 5OO9所需基准长度Ld0mm212a + 71 (d +d ) + (dddd1)Ld0 2a0 +(dd1 +dd2).24a0Ld0= 1476.20mm,取 L = 1400mm10实际轴间距am

10、mLd Ld0 a 茫 a。+2a 叱 461.88mm11小带轮包角()Qdd2dd10%=180 -_ 疋 57.3 = 167.29a2.齿轮机构设计(1)分配传动比哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)上述带传动设计计算中得到的带传动比为i带二2带传动与齿轮传动的总传动比为h =79.44,i2 =51.07,i3 =35.75则齿轮传动的传动比为i齿39.72, i齿 2 =25.34, i齿3 =17.88齿轮传动的总传动比由变传动比和定传动比两部分组成，即i齿二也为避免一对滑移齿轮的齿数差过大，可以先假定变传动比的最大值为ivi =4据此，可以求出定传动比为if =瞎 r / iv

11、1 = 39.72/4 = 9.93米用二级减速，故i f1 = i f 2 = . i f = 3.15根据已求得的定传动比可以确定其他变传动比为iv2 “齿2/if =25.54/9.93 = 2.57iv3 =i 齿 3/if =17.88/9.93 =1.80(2)配凑中心距实现变传动比的三对滑移齿轮分别安装在两根轴上，这就意味着这三对滑移齿轮的 中心距都是相同的。Z3咕=2.57Z5iv31.80Z7取乙=17z3 = 4 = 4 17 = 68为使传动质量更好，取z4 =67。Z5 Z6 =Z5 iv2Z6、Z3 乙则同理(3) 定轴传动齿数确定取取取(4) 齿轮设计计算z5 二

12、23.52 24,4 = 59.11 ： 60Z7 = 30， Z8 =54Zg=17，乙0 =17 3.15 = 53.89 ：y 54Zu =17， Z12 = 17 3.15 = 53.89 ：y 54乙3 =54滑移齿轮几何尺寸计算序 号名称代号公式滑移齿轮3、4滑移齿轮5、6滑移齿轮7、8齿轮3齿轮4齿轮5齿轮6齿轮7齿轮81模数m32齿数Z1767246030543分度圆柱 螺旋角P04分度圆压力角Ct205齿顶咼 系数*ha16顶隙系数* c0.257分度圆直径dd =mz5120172180901628基圆直径dbdb =dcos47.92188.8867.66169.1484

13、.57152.239齿距Pp =9.42510基圆齿距PbPb = p co曲8.85611齿顶咼haha =h；m312齿根高hfhf =（h； +c*）m3.7513全齿高hh = l% +hf6.7514齿顶圆直径dada=d+2ha57207781869616815齿根圆直径dfdf =d _2hf43.5193.564.5172.582.5154.5第页哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）16中心距adi +d2a =212612612617齿顶压 力角aarccos(db)da32.7924.1529.8424.5828.2425.0218重合度sa11-z,tancta1 _ta

14、na)+Z2(tanota2_tanot )2兀2n1.6581.6931.710定轴齿轮几何尺寸计算（主运动链）序 号名称代号公式定轴齿轮9、10定轴齿轮11、12定轴齿轮13齿轮9齿轮10齿轮11齿轮121模数m32齿数度圆柱 螺旋角p04分度圆压力角a205齿顶咼 系数*ha16顶隙系数* c0.257分度圆 直径dd =mz51162511621628基圆直径dbdb = d cosa47.92152.2347.92152.23152.239齿距Pp =9.42510基圆齿距PbPb = pCOSG8.85611齿顶咼haha = h；m312齿根高hf(h；

15、 + c*)m3.7513全齿高hh =1% +hf6.7514齿顶圆直径dada=d+2ha571685716816815齿根圆 直径dfdf =d _2hf43.5154.543.5154.5154.516中心距adi +d2a =2106.5106.516217齿顶压 力角d bg =arccos()d a32.7925.0232.7925.0225.0218重合度1 1呂疗=w (tanaa1 _tanot) +z2(tanota2 _tanot) 2兀2n1.6411.6411.766定轴齿轮几何参数计算（辅运动链锥齿轮）序 号项目代号计算公式及计算结果1齿数齿轮14Z1417齿轮1

16、5Z15172模数m33压力角a0204齿顶咼系数*ha15顶隙系数* c0.26分度圆锥角齿轮1414= arccot 15 = 45Z14齿轮15%615 = arccot 玉=45 Z157分度圆直径齿轮14d1451齿轮15d15518锥距RR 弓妣=36.069齿顶咼齿轮14ha143齿轮15ha15310齿根高齿轮14hf143.6齿轮15hf153.611齿轮14da14da14 =d14 +2ha14 COS14 =55.24齿顶圆直彳工齿轮15da15da15 = d15 + 2ha15 C0S15 = 55 2412齿根圆直径齿轮14df14df14 =d14 2hf14

17、coS14 =45.91齿轮15df15df 15 =d15 2hf15cos15 =45.9113齿轮14Zv14Z14c*Zvu 24COS。14当量齿数齿轮15Zv15Z15c*Zv15 _- 24COS 心1514当里齿轮齿 顶圆压力角齿轮14J va1429.84 =齿轮15ava1529.84 =15重合度1E = Zv14(tanc(va14 tan)+ Zv15(tanc(va15 tana ) =1.602 2兀定轴齿轮几何参数计算（辅运动链直齿轮）序 号名称代号公式定轴齿轮18定轴齿轮19定轴齿轮201模数m32齿数Z1717343分度圆柱 螺旋角P04分度圆压力角ao20

18、5齿顶咼 系数*ha16顶隙系数* c0.257分度圆 直径dd =mz51511028基圆直径dbdb =d cos47.9247.9295.859齿距Pp =9.42510基圆齿距PbPb = P COSG8.85611齿顶咼dha = ham312齿根高hf（h； + c* ）m3.7513全齿高hh = 1% + hf6.7514齿顶圆直径dada =d +2h575710815齿根圆 直径dfdf =d _2hf43.543.594.516中心距adr +d2 a 25176.517齿顶压 力角ad bda =arccos（）d a32.7932.7927.4418重合度J1 ”1

19、” z,tanQa1tan）+Z2（tanGa2tan。）2兀2兀1.5161.5983槽轮机构设计槽轮a =54mm序号项目代号槽轮机构计算1槽数Z42槽间角2P903槽轮每次转位时拨盘 的转角2904拨盘圆销相对回转半径krk = 一 = si n P , r = as in P =38.18 a5槽轮相对半径ERE = = cos P , R = acos P = 38.18 a6锁止弧张角7270 =7圆销半径ArrA 止一 =6.36mm68相对槽深h -aah a卄0.414,h 取 30mm a9槽轮轮毂相对直径dk -2。adk 2rA.卄kA 0.586, dk 取 40mm

20、a10拨盘轮毂相对直径doad0,卄0 0.586, d0 取 30mm a11锁止弧半径rsrs r “ = 31.32, rs 取 30mm12圆销个数j113槽轮每次转位时间td与停歇时间tj之比kz 2k=0.333丝（z 2）j14运动系数TT j 0.252z4凸轮机构设计序号项目代号计算公式1从动件行程h200mm2升程运动角%903远休程运动角s604回程运动角十090：5近休程运动角忙下S120 =当0兰 90，时，采用等速运动规律400 茁，400* c c 茁 as=、s=灼 1、s=0,0Wc%当90兰 150时，s=200、s = 0、s=0S当150兰半240时，采用正弦加速度运动规律6从动件运动规律F SS（p 5 下 / 61s = 200（1+ sin4（护 _5兀 /6）n / 22 兀,400“s = _叫（1JI-cos4（毋5兀 /6）” 1600s =弋31*sin4（ 5兀 /6）当240 W360时,s = 0、s = 0、s= 07升程许用压力角L 取 308回程许用压力角krl取 75 =9基圆半径r。r0+e2 =罰002 +1002 = 141.42mm10偏距e100mm11滚子半径rrG 兰0.4r， rr 取 40mm12理论廓线xyx = ecos +6 + s)s iny = -esi