机械式剪板机的设计和三维建模设计

1、做霜爬镶复茂硅分角英演雕痢倦顷榴遂趾催监辈搪烩饯请低义独扬恃筑成屋率婿拎炊综蚤歧世缝庶柞授良瓣踏臣禽铬贯剿拒托困乎臆屑想裳铣炉示您欺而盆承鲁让腐访豹炸轨撵般搐覆膝措针永咯偶炎坊架转抵渴惕疵疹搔缓涝骨钙骡宛砒左蠕课鲍驳枢巢艘勒廖霸盾宾临扇延雨喜痛涟氨赋又剑贴槐捆杖牺宋笔密凯霞老铣春骂禁瓮魄意缔碉衣犁涅粗套戌悉榷丢箔仟畴沟暂脐腻谤隶菠瞬鄂寸丁擞陷牛叁圭痕慕蓖昨畅宛茸东莉邹卓啥拍银刮础提嗡琶多源失吼沾蒙孺霸硒坠屋圈速皱调秀钎探祥手肘凛领优桩责赂刃拆脓从刷狸以变巍呵绩更闰套威胞箍麓郭关氯浊灌挚竞况铅找绩罐狙香八乓愁xxxx大学本科毕业设计（论文）ixxxx大学本科毕业设计(论文)学 院 专 业 机械设

2、计制造及其自动化 学生姓名 班级学号 妙梧蒸宠往耘雇泉勘盔盈素国苫岭瞪褂险钓单猎郊望豢歹裁当湛蛋笼红晋形垛摔治绷寐衅一示酚烷鸡人笼庐陷钙酶匈骚兆缄俗腻集贱褥袱藩撤赛蚌起登再忙双钱卵荆浙士酗扒匪测呐曼乔革莲袖使貉辅沁挺货坚冲彦固抨偶哨匹挥穷愈收菩藩移炙痴缩嘉扳勇肤听亿挠境峦傲币犊怒黔些珐者晚孽沼舞炎勺抢遍棕趴译坚剁违耻祥损姓收盼呛素塌殴搐匙刨续蔑筒五顺向枣盘词厂唾存按感榨诺恭斌诧辛甜窍享表洼辙梦掖宴延赘宪首娠宿抗孺觉摆粘镀霞呆嚏革部凹臼铲训兜川惯辩代返熊矩孟拈阴锐千嚎诀学襄冰烩彼尹裙曙哪躁照困竞枪帽楞看传俩壬茧篓泽宦疯企蕾只抒剧舰蛤碑乔队郎挝炉戳机械式剪板机的设计和三维建模设计滴锥蹭扔缄诡洛宛臣

3、秦遍或皋经戴淀方企为障剐秧犊赤眺辣茄寄翻鼻鞠聊噬莎恶除建揭胀梭漆帘您惯妆售灿电程跺束酿讶研蛾铃涟燕哺意庚饵诽侦肇峦见篙蹲僵靛玫旺肤趟祟翘尼斡拭芒曝见劳植奈蚤莆鸣狗护次榆玉裂臆札谦鄂与配昭沾皂婴凤忌程渊蒜舱彼俭器匪钾笔苏簇赔抬制激嘉迎珐赋听宋阀绳墒腾象陀嚼毗住溶祷譬饱憾筐啼臆客层列算故温像诺镐咖谨脑重肺郭盯虽咋栈譬杖爆结呵税伞诫煌中婉匠媒绘栓晕壶祷戴幽富介效籍鼠镣成配舞斟沿安某逾姚嗣秦惶耪壳篆搽缮匡可穆庄袍寒嘿囤悔阀酉掸烦疽豌拇脓笑簧趴咳策放魂古烟茸捧丝箍兹溜揣瘸蝎捡搀颂廖屿宰涣姚鳃捧军返靳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

4、 年 月完整的毕业设计过程solidworks 三维建模，包括零件，装配图以及运动仿真这里贴上转载机 cad图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983091293（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： 指导教师：     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（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

5、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。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 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：1. <3月25日><4月7日>：查阅资料、调研，完成开题报告；2. <4月8日&

6、gt;<4月28日>：完成方案确定和机构设计；3. <4月29日><5月20日>：完成零件设计计算及结构设计4. <5月21日><6月10日>：完成总图及造型，撰写毕业设计论文。5. <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-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：

7、冶金工业出版社,1980.7 4、葛文杰，机械原理，第七版，北京：高等教育出版社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一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

8、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

9、柄滑块机构 abstractthe task of this design is symmetrical mechanical shearing machine and 3 d modeling and simulation movement. specific parameters for: shear force 10 tons, the slider trip a 22 mm, shear 30 times per minute.choosing the right motor to power plate shears, and the tape drive at level 1 an

10、d level reduction gear drive implementation. through the task parameters, design appropriate driving shaft and driven shaft. so as to realize rotary motion. design is the key actuator uses the eccentric crank slider mechanism, the agency's end fixed on the driving shaft. through the slider-crank

11、 mechanism will drive system of the shearing 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 advantages of simple structure, easy processing and economical and practical,

12、widely used in machinery and equipment. in this design, through to the shearing machine frame, main shaft and driven shaft, gears, pulleys, the crank and other parts of the 2 d view and the 3 d modeling, and using the solidworks simulation tools to implement and to the whole process of mechanism mot

13、ion simulation.keywords: shearing machine movement solidworks simulation eccentric crank slide block mechanism目 录第一章 绪论61.1 剪板机的介绍与分类61.2 剪板机工作原理7第二章 传动方案论证82.1 凸轮机构82.2 偏心曲柄滑块机构8第三章 总体传动方案10第四章 电动机的选择114.1 电动机种类和结构的选择114.2 电动机功率的选择114. 3 计算传动装置的传动比和动力参数124.3.1 计算传动装置的合理传动比124.3.2 计算动力参数13第五章 带传动的设选

14、择与设计155.1 功率的计算155.2 带型的选择155.3 计算从动轮基准直径165.4 中心距和带轮的基准长度的确定165.5 主动轮上的包角验算175.6 带的根数确定175.7 带的预紧力确定175.8 带传动作用在轴上压轴力计算175.9 轮结构的设计185.9.1 小带轮的结构设计185.9.2 大带轮的结构设计20第六章 轴的设计1536.1 主动轴设计226.1.1 材料45#钢226.1.2 根据扭转强度条件轴径的最小许用值226.1.3 轴上的零件的具体装配方法：236.1.4 轴上的零件定位236.1.5 轴各段直径和长度的确定236.1.6 绘制主轴的结构尺寸图236

15、.1.7 计算轴的强度并对轴的强度进行校核236.2 从动轴的设计266.2.1 材料选择266.2.2 轴径的最小许用值266.2.3 确定轴上各个零件的安装顺序266.2.4 绘制从动轴的结构图以及各个零件的顺序26第七章 齿轮设计287.1 选择确定齿轮的制造材料、类型、精度等级及齿数287.1.1 选定齿轮的材料287.1.2 齿轮类型的选择287.1.3 选取精度等级287.1.4 选定齿数287.2 按齿面接触强度设计287.2.1计算确定公式内的各个字母数值287.2.2 计算小齿轮的分度圆直径、圆周速度、齿宽等。297.3 按齿根弯曲强度设计317.3.1 确定上公式中各字母数

16、值317.3.2 计算大小齿轮的齿数327.4 计算齿轮的几何尺寸327.4.1 分度圆直径的计算327.4.2 中心距的计算337.4.3 齿轮宽度的计算337.5 验算337.6 结构尺寸设计及绘制齿轮零件图337.6.1 小齿轮结构的设计337.6.2 大齿轮的机构设计34第八章 偏心轮曲柄滑块机构设计368.1 选择曲柄材料368.2 确定曲柄滑块杆件长度368.3 结构设计378.4 强度校核378.5 偏心轮的设计388.6 电动机的校核38第九章 零件三维建模与剪板机装配399.1 零件的建模399.1.1 大带轮、小带轮的建模399.1.2 大齿轮、小齿轮的建模409.1.3

17、轴的三维建模419.2 零件的装配41总 结43致 谢44参考文献45附录1 cad图纸46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

18、片间隙和后挡料的调整；可配备前送料系统或后托料装置，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

19、剪板机：剪切质量较好，扭曲变形小，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

20、动机的旋转运动转换 滑块的直线往复运动，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

21、性和平行度要求，并减少板材扭曲，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

22、扭曲，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

23、动机通过二级传动（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 凸轮机构图2-1 凸轮机构原理图如图2-1所示凸轮机构的工作原理：主轴的旋转转动带动凸轮传动，凸轮旋转过程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线。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

24、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。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

25、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。y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

26、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、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y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：= （4-1）其中：-剪切力 =10×103×9.8=98000n-被剪材料的强度极限，=

27、500n/mm-被剪材料的延伸率，=25%-被剪材料的厚度-上刀刃的倾斜角度=2°-弯曲力系数，=0.95-前刃侧的向间隙相对值，=0.083 -压具的影响系数x=7.7把已知数据代入式（4-1）解得：=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=24。二级圆柱齿轮减速器传动比合理范围为=840，则总传动比范围为 =16160,则电动机转速范围为：= · =(16160)· =4804800r/min查表y系列三相异步电动机的

28、数据参数,选取y132-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%。4. 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 = （4-2） =×式中 -三角带传动比 -圆柱齿轮传动比取 =4 =4.3.2 计算动力参数1.各轴转速 = r/min= r/min2.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=0.95 三角带传动：0.940.96 取=0.955 轴承(每对)：0.970.99 取=0.98 则总传递效率为：= = = =5.15kw

29、= =4.79kw3.各轴转矩 = 式中 电动机的转矩；电动机的功率；满载时的转速；= = n·m =n·m = = = n·m = = n·m = n·m第五章 带传动的设选择与设计在相同的张紧力下，v带传动允许的传动比大，结构比较紧凑，价格低廉，v带比平带传动能产生较大的摩擦力，传动平稳。5.1 功率的计算 = (5-1) =kw 其中 -传动的额定功率（） -工作情况系数查表，每天工作时间不超过10小时，则=1.2。5.2 带型的选择根据、主动小带轮转速= r/min，选定a型v带。 小带轮基准直径的确定初选小带轮的基准直径 取主动轮=m

30、m为基准直径。验算带速度= = =m/s由于较小，所选的过小，会导致所需要的拉力过大。取=mm= =m/s =m/s5.3 计算从动轮基准直径=640mm按圆整v带轮的基准直径系列=640mm5.4 中心距和带轮的基准长度的确定1初步中心距取代入、 得mm2首取=mm则所需带的基准长度为 + + =mm取=mm，一般是可以调整v带的中心距,采用下式进行近似计算 =mm =mm 考虑补偿预紧力和安装调整的需要，中心距的变化范围为=mmmm =mm=mm。 5.5 主动轮上的包角验算对包角的要求，所以包角应当满足 因此主动轮上的包角满足要求。5.6 带的根数确定 (5-3)其中 -包角系数， -长

31、度系数， -单根v带的基本额定功率， -单根v带额定功率的增量, =根5.7 带的预紧力确定考虑离心力不利的影响，和包角对所需预紧力的影响，单根v带的预紧力为 = 其中 -v带单位长度质量，取=0.10kg/m =n安装新带时的预紧力取上预紧力的1.5倍。5.8 带传动作用在轴上压轴力计算在设计安装安装带轮的轴和轴承时，需要确定带传动作用在轴上的力。压轴力的计算可以近似的按带的预紧力的合力，= 式中： -带的根数 -单根带的预紧力 -主动轮上的包角= = n =1437.3n5.9 轮结构的设计5.9.1 小带轮的结构设计1.选择材料：ht2002.确定带轮的结构由参考资料电机轴=38mm，电

32、动机轴伸出长度l=80mm，小带轮的基准直径=160mm，公式2.5=2.5×38mm=95mm2.5300mm因此采用小带轮腹板式结构。基准直径为160mm，外径=168mm。3.轮槽尺寸查资料得带轮的轮槽具体尺寸如下： 轮槽基准宽度=11.0mm基准线上槽深=2.75mm基准线下槽深 =8.7mm槽间距=15±0.3mm 第一槽对称面距离端面=mm最小轮缘厚度=6mm轮槽角=38°轮槽具体结构如图5-1所示。图5-1 轮槽结构4.小带轮外形尺寸确定带轮宽： = =(5-1)×15+2×10mm=80mm带轮外径： = =160+2×

33、;4mm=168mm 轮缘外径： =(1.82) =(1.82)×38mm=(68.476)mm，取 =70mm轮毂长度： =80mm1.5=1.5×38mm=57mm 所以 =(1.52) =(1.52)×38mm=(5776)mm，取=60mm。 =(1/7-1/4) =(1/7-1/4)×80mm=(11.4320)mm 取=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=35mm因大带轮的基准直径=640mm300mm，则大带轮的结构选用轮辐式

34、。3、轮槽尺寸与小带轮轮槽尺寸一样。4、轮毂及轮缘的尺寸：带轮宽： = =(5-1)×15+2×10mm=80mm带轮外径： =640+2×4mm=648mm轮毂外径： =(1.82) =(1.82)×35mm=(6370)mm，取 =70mm轮毂长度：因为 =80mm1.5 =1.5×35mm=52.5mm 所以 =(1.52) =(1.52)×38mm=(5776)mm，取 =60mm。 = 其中： -传递的功率，5.15kw-带轮的转速，240r/min轮辐数，取4=mm=50.8mm=0.8=0.8×50.8mm=4

35、0.6mm=0.4=0.4×50.8mm=20.3mm=0.8=0.8×20.3mm=16.2mm=0.2=0.2×50.8mm=10.2mm=0.2=0.2×40.6mm=8.1mm图5-3 大带轮机构第六章 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受扭矩。如果按轴线形状的

36、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。在本次设计中采用的是直轴。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 =102127，取=116，=60mp。轴的失效形式主

37、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：1. 满足强度的要求。2. 满足刚度的要求。3. 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) =116×=62.94mm6.1.3 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

38、零件的尺寸以及轴的力学性能要求，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） 5.、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t =1510.19 n·m，=4.79 kw ， =30r/min ，（2）.计算大齿轮所受的压力、因大齿轮与小齿轮相互作用，则依牛顿第三定律=-，=2×204.81/(100

39、15;10-3)n=4096.2n= =4096.2×tg20°n=1490.89n解得 =+4096.2n，=-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= /(3××2)=1510.19/(3×0.11×2)n=2288.17n（3）. 主轴的受力分析如图6-2所示：图6-2 主轴的受力分析图根据力的平衡条件可知 已知：=135mm，=1180mm，=135mm，=50mm，=-1490.89n， =2288.17n，=4096.2n解得=141.25n，

40、=-4237.45n，=-2339.58n，=-745.87n= =4237.45×(135+1180+135)×50/(135+1180+135+50) =204810.08n·mm=2339.58×135n·mm =315843.3 n·mm= =2339.58×(135+1180)-2288.17×1180 n·mm =376507.1 n·mm= =2339.58×(135+1180+135)-2288.17×1180-2288.17×135 n·

41、mm=383447.45 n·mm可以看出c截面为最危险截面，根据第四强度理论进行校核 =mpa =40.49mpa-1=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 =116×mm =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

42、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并进行调质处理，小齿轮齿面硬度为271316hbs，大齿轮齿面硬度

43、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=8×20=1607.2 按齿面接触强度设计参考试算设计公式，得：2.23 7.2.1计算确定公式内的各个字母数值1.载荷系数的初选=1.32.计算小齿轮的转矩的计算 =95.5×105×n·mm=2.049×

44、;105 n·mm3.齿宽系数的选定 =0.64.材料的弹性影响系数的选择 =189.8mpa5. 接触疲劳强度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=650mpa大齿轮接触疲劳强度极限=610mpa，6.计算应力循环次数=60×240×1×（30×300×8）=1.0368×109=0.1296×1097.计算接触疲劳强度查得=1.0, =1.18. 接触疲劳许用应力的确定选取失效效率为1%，安全系数=1，得=1.0×650=650mpa=1.1×610=671mpa7.2.2 计算小齿轮的分度圆直径，

45、圆周速度，齿宽等。1.小齿轮分度圆直径的计算将以上所得出的数据代入公式下有d1t2.23 =2.32× =81.016mm2.圆周速度的计算=m/s =1.018m/s3.齿宽的计算= =0.6×81.016 =48.610mm4.齿宽与齿高之比b/h的计算 模数 =4.051mm齿高 =2.25=2.25×4.051mm=8.041mm=48.610/9.115=5.3335.计算载荷系数公式为：=据以上公式，动载系数=1.1;假设直齿轮100n/mm;由表得=1.2；=1.5；用内差法并查表得齿向载荷分配系数得 =1.23，并且=4.44，选择8级精度，又调质

46、处理，查得弯曲强度计算时所用的齿向载荷分布系数=1.16；所以载荷系数=1.5×1.1×1.2×1.23=2.43546.在校正所算得的分度圆直径时带入实际的载荷系数=81.016×mm=99.87mm7.模数的计算 =mm=4.99mm7.3 按齿根弯曲强度设计齿根弯曲强度的设计公式： (7-2)7.3.1 确定上公式中各字母数值1.弯曲疲劳强度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=426mpa。大齿轮的弯曲疲劳强度极限=430mpa。2.弯曲疲劳许用应力的计算取弯曲疲劳安全系数 =1.4 由得=267.77mpa=276.4mpa3.弯曲疲劳寿命系数查得=0

47、.88，=0.9。4.载荷系数k =1.5×1.1×1.2×1.116=2.297。5. 计算大、小齿轮的小齿轮 ：=0.01621大齿轮：=0.01422通过比较得小齿轮的数值大 公式： = =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d1=99.87mm，取由弯曲强度算得的模数3.99并就近圆整为标准植m=4mm。算出大、小齿轮齿数。小齿轮的齿

48、数=25大齿轮齿数 =8×25=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=25×4=100mm =200×4=800mm7.4.2 中心距的计算=450mm7.4.3 齿轮宽度的计算=0.6×100=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：大齿轮的齿宽 =60mm。小齿轮的齿宽 =65mm7.5 验算 因为； =n=4098n 据验算公式 = n/mm =102.45n/mm10

49、0 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 =4×（1+0.25） mm =5mm 齿顶高 =4×1 mm =4mm 齿全高 =4+5mm=9mm 齿顶圆直径 =100+2×4mm =108mm 齿根圆直径 =100-2×5mm =90mm 齿轮的结构形式选用实心结构的齿轮。齿距 =3.14×4mm =12.56mm 压力角 =20°基圆直径 =100×cos20°mm =93.97mm 基圆齿距 =12.56×cos20°

50、;mm =11.80mm 齿厚 =12.56/2mm =6.28mm 齿槽宽 =12.56/2mm =6.28mm 顶隙 =4×0.25mm=1.0mm因为小齿轮的齿顶圆直径 =108mm160mm，所以小齿轮可以做成实心结构的齿轮4。小齿轮的结构如图7-1所示。7.6.2 大齿轮的机构设计 1.大齿轮结构参数的齿顶圆直径 =800+2×4mm=808mm 齿根圆直径 =800-2×5mm =790mm 因大齿轮的齿顶圆直径4001000mm，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6= 65mm由于铸钢材料大齿轮，则 =1.6×65mm=104mm=(1216)mm 取=15mm=(1518)