1、南昌航空大学学士学位论文1半自动平压模切机设计论文学生姓名：谢银涛 班级：030312指导老师：李明摘要：随着科学技术的发展，人类的工业生产水平得到显著提高，从以前的以手工劳动发展到机械化，再到现在的半自动及智能化。本文介绍半自动平压模切机的设计。平压模切机是一种小型压力机，它通过传动系统将电动机的旋转运动和能量传给工作机构，完成模切后再由夹紧装置传输出来。在工作过程中有自动送料机构和夹进机构，大大减少了人力并提高了工作效率。工作机构以一定的运动轨迹和工作时序对胚料（纸板）进行加工，制成所需的具有一定形状、一定折痕的压制产品。整个设计过程分为四个主要部分：半自动平压模切机的方案设计，运动机动力
2、参数设计，主要零部件 设计和传动装置。第一部分着重讲半自动平压模切机的工作过程进行具体模块化，对每个模块提出多个可行方案，并对方案进行评价，从中选出最佳方案。第二部分，通 过工作部分功能要求 对电动机进行选择并对各轴进行受力分析，从而选择合适的电机并为下面的设计奠定了计算的基础。第三部分中对 工作部件及传动部件根据第二部分的计算再进行设计计算。最后根据以上计 算画出零件图及装配图。关键词：半自动平压模切机 夹紧机构 传动机构指导老师签名：南昌航空大学学士学位论文2The Design of Semiautomatic-die-cutting machineStudent name: Xie Y
3、in tao Class: 030312Supervisor: Li Ming Abstract ： With the development of the technology，the human industry level has had a great advancement .From preventing withal hand labor give priority to ran to partial automation，anew by this time automation ,in company with technological develop，tradition v
4、ocation got great development. Cost character with introduce know clearly automatism concurs crush die cutter.The possess definite shape, to a certainty fold suppress product of the both it was a sort of monotypes contractor，it through the medium of transmission agent transfuse electromotor whirling
5、 motion AND energy to operating mechanism，on-stream have got feed control institution AND nip move forward institution，slash know clearly manpower combine bump know clearly work efficiency up that automatism concurs crush die cutter. operating mechanism withal definite kinematics trajectory and chur
6、n electromotor spin AND energy hand down to operating mechanism，on-stream have got feed control institution AND nip move forward institution，slash know clearly manpower combine bump know clearly work efficiency up round. operating mechanism withal definite cinematic trajectory AND work schedule matc
7、h stuff（pasteboard）proceed process， into required.wholly design specification part design，vital parts design AND gearing for four 南昌航空大学学士学位论文3chief： automatism concurs crush die cutter project design，movement mechanical motive force parameter. the first part emphasize deliver semi transfer concurs
8、crush die cutter double-shift work course proceed concretion modularization，versus each module brought multi-feasible program，combine partner desk proceed appraise，from among center preferred plan out forward of.second part，through the medium of working portion functional requirement versus electrom
9、otor made option combine versus each shaft proceed stress analyses，thereby select becoming electric machine combine design establish know clearly figure foundation up for nether for. The Third part suffer versus working parts cum drive components as per second segmental figure reentry row design cal
10、culation up. in conclusion warranty figure drawn up detail cum assembly drawing up.Keywords: The Semiautomatic-die-cutting machine Tighten outfit Drive setupSignature of Supervisor:南昌航空大学学士学位论文4目 录第一章 概述 6 1.1 半自动平压模切机的发展方案状况及应用 61.2 半自动平压模切机的工作原理及构成 61.3 半自动平压模切机的主要技术参数 7第二章 设计综述 82.1 功能原理及方案分析 8 2
11、.2 机械运动方案设计 8 2.3 机械运动方案的提出与评价 9第三章 半自动平压模切机的设计及计算 143.1 总体方案设计 14 3.2 具体设计 15第四章 总结 34附录 英语翻译 36致谢 77参考文献 78南昌航空大学学士学位论文5前 言各种各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备，随着科学技术和工业生产的发展，对机械产品不时提出新的要求，除了优质、高效、低能耗、廉价之外，更应体现其性能优越的、适应高、精、尖发展的机械性能。平压模切机是包装企业对纸板进行切断压痕的一种常用的专业设备。目前我国的模切机仍以半自动平压模切机为主，它具有使用成本低、换版容易、适合多品种小批量生产等
12、优点，是中小印刷或包装企业的首选。但又由于纸板上下料都是靠手工操作来完成，所以存在工伤事故多效率低等缺点，所以半自动平压模切机新的发展方向就要兼顾其以上优点，同时要克服其工伤事故多效率低等缺点。本着以上要求，围绕着实现机械功能要求这一核心问题，达到对机器创新设计相一致的目标，为压力机的进一步发展与研制提供实用的，有参考价值的设计方案。本设计共分五部分，前三部分为半自动平压模切机的具体设计，第四部分是小结，第五部分为相关专业的外文翻译。限于实践经验与专业水平，本设计中难免疏漏与不足之处，敬请广大师生批评指正。南昌航空大学学士学位论文6第一章 概述11 半自动平压模切机的发展状况及应用近几年来平压
13、模切机向着高精度和高速度的方向不断进步，并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件，提高工作效率。目前我国的模切机仍以半自动平压模切机为主，半自动平压模切机具有使用成本低、换版容易、适合中小企业等优点，成为大部分用户的首要选择。该机采用自动上下料机构，克服了工伤事故多等缺点。随着计算机控制技术的不断发展，模切机的自动化程度越来越高，并不断向小型化、高精度、高速度、高自动化的方向发展。12 半自动平压模切机的工作原理及构成半自动平压模切机是压力机的一种形式，通过传动系统把电动机的运动和能量传给工作机构，从而使胚料获得确定的外形和压痕，制成所需的产品。图 21 为半自动平压模切机的工
14、作示意图。 电 动 机 运 动能 量 传 动 机 构 到 达 工 作 部 分图 21其工作原理如下：由电动机通过 V 带将运动传给蜗杆，然后通过蜗轮蜗杆传动带动曲轴转动，既而带动平面六杆机构中的滑块机构做周期性上下运动；与此同时，送料机构与下冲头按一定的相位关系作周期性运动，保证胚料准确传送到模切位置并在模压后输送到出料口。半自动平压模切机在整个工作周期内，冲压模切机构仅在瞬间内承受很大生产阻力，为了减小周期性速度波动可选用较小容量的电机，同时安装飞轮以平衡能量。南昌航空大学学士学位论文7依据上述的工作原理，半自动平压模切机一般有以下几部分组成:（1）原动机（2）传动机构（3）工作机构 （4）
15、其它辅助及附属装置13 半自动平压模切机的主要技术参数1、每小时压制纸板 3000 张。2、上模固定，下模向上移动的行程长度 H=50mm.3、 工作行程最后 2mm 受到生产阻力 Pc=2.0*106N，回程不受力。回程平均速度约为工作速度的 1.3 倍。4、工作台距地面约 1200mm。南昌航空大学学士学位论文8第二章 设计综述21 功能原理方案研究半自动平压模切机的功能是将纸板压制成有一定形状和压痕的产品。若将这一总功能进行分解，可以分为如下几个单元：1. 冲压机构设计。2. 送料机构设计。冲压机构设计要求考虑到压力如何产生及如何转换而来，施压时间的确定，压力大小的选取等因素。同时为了保
16、证压制产品的质量，冲压机构还得要求有一定的运动特征。实现这一机构的方式有液压系统，机械压力系统，电磁压力系统等。传动机构要将动力源的动力及运动按一定方式一定比例传到冲压机构。实现这一机构可采用液压系统或机械压力系统。送料机构实现按一定规律将胚料送到冲压头处，待冲压完后再将产品送出。实现这一功能可采用液压系统，电气系统及机械压力系统等。22 机械运动方案设计为了便于分析与研究，将所研究的半自动平压模切及整个工作过程分为如下几个阶段：向送料机构放料压制纸板送出成品。其工艺动作顺序为：夹紧纸板输入走纸模压输出走纸松开纸板。总体设计思想：1、用一个电机提供动能以实现送料和模压动作的同步协调。2、模压采
17、用上压式。3、采用机械机构来实现送料动作。三个阶段的执行机构必须协调，即要满足如下要求：1机器各机构的动作过程和先后次序要符合机器的生产工艺路线方案所提出的要求。2机器各执行机构的运动循环的时间同步化，即各执行机构的循环时间南昌航空大学学士学位论文9间隔相同或按生产工艺过程要求成一定的倍数，使各执行机构的动作不但保证在时间上有顺序关系，而且能够实现周而复始的循环协调动作。3机器各执行机构在运行过程中不仅要在时间上保证一定的顺序关系，而且在一定运动循环时间间隔内，运动轨迹互不干扰。模切机构和送料机构不仅要在时间上保持一致，更重要的是在相对工作位置上保持一致。这即所谓机器执行机构运动循环空间同步化
18、。首先分析主运动机构的可行方案。主运动机构是通过电机来带动冲压头的上下滑动从而实现切制纸板的。实现这一要求的可选方案有：移动推杆圆柱凸轮机构，移动推杆盘形凸轮机构，摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构，曲柄滑块机构，平面六杆（带滑块）机构等。其次分析送料过程的可能实现方案。由于所加工的配料为纸板，所以只需实现平移运动即可。运动形式为连续转动变换成带停歇的往复直线移动。可选机构有：圆柱凸轮间歇机构，蜗杆凸轮间歇机构，曲柄摇杆棘轮机构，不完全齿轮机构，槽轮机构等。最后是传动机构。传动机构是把运动和力通过传动装置传到工作部分去，实现这一要求的方案有：带传动，链传动，蜗杆传动，齿轮传动，摆线针轮传动，行星传
19、动等。23 机械运动方案的提出与评价2.3.1 方案的提出方案一：原动机采用电动机，通过带传动、蜗轮蜗杆传动，带动平面六杆机构实现模切动作，如图 2-2。工作原理分析：该方案利用平面六杆机构实现模切动作，原动机采用电动机，通过 V 带及蜗轮蜗杆传动到六杆机构，同时得到工作所需的循环周期。该机构采用 V 带传动具有传动平稳缓冲吸震等特点，蜗杆传动结构紧凑冲击南昌航空大学学士学位论文10较小，平面六杆机构能准确实现模切动作，都适合用于冲压机械。 12357684图 2-2图中：1 电动机、2V 带轮、 3 蜗杆轴、4 蜗轮、5 曲轴、6 连杆、7 摆杆、8 滑块方案二：原动机采用电动机，通过齿轮减
20、速器传动，带动平面六杆机构实现模切动作，如图 2-3。工作原理分析：该方案利用平面六杆机构实现模切动作，原动机采用电动机，通过齿轮减速器传动到六杆机构，同时得到工作所需的循环周期。相对于蜗杆传动，齿轮传动冲击较大。方案三：原动机采用电动机，通过带传动、蜗轮蜗杆传动，带动曲柄滑块机构实现模切动作，如图 2-4。工作原理分析：该方案利用曲柄滑块机构实现模切动作，原动机采用电南昌航空大学学士学位论文11动机，通过 V 带及蜗轮蜗杆传动到曲柄滑块机构，同时得到工作所需的循环周期。曲柄滑块机构也能准确实现模切动作，但和六杆机构相比较而言，其承受的载荷较大且没有急回功能。 123465如图 2-3图中：1
21、 电动机、2 齿轮、3 曲轴、4 连杆、5 摆杆、6 滑块。南昌航空大学学士学位论文12123546图 2-4图中：1 电动机、2V 带轮、 3 蜗杆轴、4 蜗轮、5 曲轴、6 滑块。2.3.2方案的评价以上三个方案可以说都可以满足工作的要求，现在对这三个方案做了以下评价，如表2.1所示：表2.1评价性能指标 具体项目 方案 方案 方案 A功能A1:运动规律形式A2：传动精度一般较高一般高较差较高B工作性能B1:应用范围B2：可调性B3:运转速度较广较好高广较差很高较广较好较高南昌航空大学学士学位论文13B4:承载能力 较大 大 较大C动力性能 C1： 加速度峰值C2: 噪声C3：耐磨性C4：
22、可靠性较大较小耐磨可靠小小较好可靠较大较小耐磨可靠D经济性D1:制造难易D2:制造误差敏感性D3:调整方便性D4:能耗大小容易不敏感方便一般较难敏感较方便一般容易不敏感方便一般E结构紧凑E1:尺寸E2:重量E3:结构复杂性较小较轻简单较小较重一般较大较轻简单表中的指标分为五个等级：好，较好，一般，较差，差。它们分别用1，0.75，0.5，0.25，0 五个分数值来代替，然后打出各个方案的综合得分H=U1*U2*U3*U4*U5（U 1=A1+A2，U 2=B1+B2+B3+B4，U 3=C1+C2+C3+C4，U4=D1+D2+D3+D4，U 5=E1+E2+E3）为：方案一：H 1=1.25
23、*3*3.5*3.5*2=91.875方案二：H 2=1.5*3.25*2.75*1.5*1.5=30.16方案三：H 3=1*3*3.5*3.5*2=73.5依据以上分析选择方案一作为设计方案。南昌航空大学学士学位论文14第三章 半自动平压模切机的设计与计算31 总体方案设计半自动平压模切机的冲压机构方案已经确定，采用 V 带、蜗杆传动带动六杆机构进行冲压。送料机构由于是间歇运动，路线也是水平直线运动，故采用双列链传动，其间固定若干走纸横块，横块上有夹紧片用于夹紧和松开纸板。其运动要相互协调，具体的运动关系如表 3-1。设计模切的最大纸板面积为 600mm*800mm。主动链轮由间歇运动机构
24、不完全齿轮机构带动以实现间歇走纸。不完全齿轮机构通过链传动与蜗轮轴相连以实现同步协调运动。总体方案如图 3-1。 123456678图 3-1图中：1 电动机、2V 带轮、 3 蜗杆轴、4 蜗轮、5 下模、6 链轮、7 不完全齿轮、8链条。南昌航空大学学士学位论文15表 3-1辅助运动 停止 运动进料口 送料夹紧 输入走纸出料口 松开纸板 输出走纸主运动 滑块上升 滑块下降模切处 模切 回程3.2 具体设计3.2.1 电动机的选择由于该机器的主要负载冲压模切机构仅在短时间内承受很大的生产阻力，为了减小周期性速度波动应选用容量较小的电机，同时安装飞轮以平衡各个时段的能量。模切过程中阻力做的功为：
25、W 阻 =PC* =2*106N*2*10-3m=4*103Nm则可求得其电动机的最小功率应为 PminW 阻/T=4*103Nm/1.2s=3.33KW式中： -工作中承受阻抗的行程PC-工作行程中承受的阻抗力T-机器模切的周期考虑传动过程中的功率损失，可得到电机功率为：P 0= Pmin/ V 带 蜗杆 蜗杆滚子轴承 蜗轮滚子轴承 =3.33KW/0.9*0.85*0.99*0.99=4.49KW式中： V 带 -V 带传动效率蜗杆 -蜗杆传动效率蜗杆滚子轴承 -蜗杆轴承效率蜗轮滚子轴承 -蜗轮轴承效率南昌航空大学学士学位论文16由于机器的工作速度很慢，模切速度为 3000 张/小时，即
26、50 张/ 分，因而电动机的转速也不应过高，结合其功率要求选择电机型号为 Y132M2-6，功率 P 为 5.5KW，满载转速为 960r/min。则分配传动机构的传动比为：i 1*i2=1.92*103.2.2 V 带传动设计1.确定计算功率 Pca，查表得其工况系数 KA=1.1，则 Pca=KAP=6.05KW2.根据小主动轮转速即电机转速 n1=960r/min 和计算功率 Pca=6.05KW，选择带型为普通 V 带 A 型。3.确定带轮基准直径：主动轮：最小基准直径 dd1=106mm从动轮：直径 dd2=i1*dd1=203.5mm，圆整后 dd2=200mm验算带转速：v= d
27、d1n1/60*1000=5.33m/s 120，包角合适。6.计算 V 带根数 ZZ=Pca/(p0+ p0)k kl=6.05/(1.08+0.1)*0.96*0.93=5.74式中：p 0-单根普通 V 带基本额定功率p0-单根普通 V 带基本额定功率的增量k -包角系数kl-长度系数南昌航空大学学士学位论文17选取带的根数为 Z=6 根。7.计算预紧力 F0F0=500Pca(2.5 k /-1)/vZ+qv2=154.58N式中：q-V 带单位长度质量，此处取 0.13.2.3 蜗杆传动设计1.材料及加工精度的选择蜗杆材料选用 20CrMnTi，芯部调质处理，表面渗碳淬火 45HRC
28、 。蜗轮材料选用 ZCuSn10Pb1，金属模铸造，加工精度 8 级。2.初选集合参数传动比 i2=10，初选蜗杆齿数 z1=4 蜗轮齿数 z2= i2 z1=403.蜗轮输出转矩 T2蜗杆传动效率 =（100-3.5 ）%=88.93i蜗轮输出转矩 T2=9550 =9550 =840.8NmnP12501*893.*.式中：P 1-传到蜗杆上的功率n1-蜗杆转速4.确定输入接触应力 HP蜗轮材料为锡青铜， = =220 MPa HbPZSN*0.97*0.97=207MPa式中： -锡青铜基本许用接触应力HbP-采用喷油润滑时的滑动影响系数ZS-寿命影响系数N5.求载荷系数 KK=k1*k
29、2*k3*k4*k5*k6=1*1*0.76*1*1*1=0.76式中： k1-动载荷系数南昌航空大学学士学位论文18k2-啮合质量系数k3-小时载荷率系数k4-环境温度系数k5-工作情况系数k6-风扇系数6.计算模数 m 和蜗杆直径系数 qm = =12.893q2)10(2TzKHP328.40*76.)415(取 m =13.6，定 m=6.3，q=10。37.主要尺寸的计算根据以上计算查表取中心距 a=160mm，z 1=4，z 2=41，变位系数 x2=-0.1032，则蜗杆直径 d1=mq=63mm，d 2=mz2=258.3mm。关于蜗轮蜗杆的其他各个参数详见零件图。8.校核齿面
30、接触强度校核： = =182.3MPa HTK1224783HP蜗杆蜗轮接触强度合格。3.2.4 执行机构设计模切机的执行部分采用平面六杆机构来实现其模切动作，其各个杆件材料均选用 45#钢，现对其进行尺寸计算。由于该机构要求具有急回功能，行程速比系数为 1.3，则可计算出曲柄滑块上升过程中转过的角度为 q=203.48，回程时转动的角度为 156.52。现将该机构拆分开来进行分析，先分析其除去滑块后的平面四杆机构部分，如图3-2：南昌航空大学学士学位论文19pcbadqu图 3-2按最小传动角具有最大值的条件设计该四杆机构，已知 q=203.48，设计 p=15。查成大先主编 2004 年版
31、的机械设计手册图 19-2-5 可得到max min=42， u=88，可列出方程：2sin)co(pqda2cos)i(pqudbudbacos12 解得 074.,29.,1.0dba南昌航空大学学士学位论文20现设计曲柄长度 a=50mm 则可依次得到其它尺寸：连杆长度b=115.9mm，摇杆长度 c=416.3mm，机架长度 d=387.6mm。再将平面六杆机构综合分析，如图 3-3：pcbad如图 3-3现设计摇杆在滑块到达最高点时与垂直方向的夹角 k=8，则可以根据滑块在两个极限位置时机构的各个部分的状态，利用余弦定理列出下式： efckfc222 os50pk2os可解得 e=5
32、62.3mm，f=921.3mm。滑块与导轨设计滑块是一个箱形结构，它的底端与连杆连接，上部安装模具的上摸，并沿机身的导轨上下运动。为了保证滑块工作平面和工作台上平面的平行度，南昌航空大学学士学位论文21保证滑块运动方向和工作台的垂直度。因此，滑块的导向面必须和底平面垂直。导轨选用矩形导轨，材料为 HT200 导轨和滑块的导向面应保持一定的间隙。为了安装模具，滑块的上平面加工出“T”形槽。滑块用铸铁 HT150 制造。如图 3-4。图 3-43.2.5 链传动设计1.蜗轮轴与不完全齿轮之间的链传动设计该传动采用单排滚子链传动，传动比为 i=1：1，链轮的转动周期为1.2s，传动为送料进给运动，
33、传递功率很小。初定链轮齿数： , =i =27271z1选用 10A 型滚子链条，链条节距 p=15.875mm，通过计算得到两轴的中心距为 a=765.2mm，则节距计中心距 。1.4802.0pap南昌航空大学学士学位论文22链条节数 ，其中 ，圆整2.13201azLppKzK122后为 124 节。则链条的长度 。mLp97.10链条的速度 。可见该传动属于低速链传动。svnz/36.*61链轮参数的确定：链轮齿数： 271图 3-5链轮分度圆直径： =136.7mm；齿顶圆直径：zpd180sin21o南昌航空大学学士学位论文23；齿根圆直径： 。轮毂长 46.3mm。如mda146
34、21 mdff 6.121图 3-4 所示：2.走纸机构的链传动设计走纸机构采用双列圆柱滚子链传动，因其传递的功率极小，同时为了便于制造和更换，依然采用 10A 型链条。根据该机构的功能要求，初步设计其长度为 800mm*5=4000mm，主动链轮每转动一周，链条前进 800mm，走纸机构完成一次走纸。据此可得到链轮的分度圆直径为 ，齿数 。圆整链轮齿md8.254804.508pmz数为 z=50，则链轮分度圆直径为 d=252.8mm。链条总长为 L= 。.396*链轮中心距 。da.18402链轮齿顶圆直径 取 262mm；齿根圆直径： 。mdf 6.241=10.16mm 为链条滚子的
35、直径。d13.2.6 不完全齿轮机构设计1.齿轮类型、精度等级、材料的选择齿轮类型选择不完全渐开线直齿圆柱齿轮精度等级：8 级材料：主动轮材料选用 45#钢，硬度为 240HBS，从动轮选择 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS。2.齿轮齿数、模数、压力角的确定设计送料机构在执行机构完成一次工作周期中，送料时间为半个周期即0.6 s，停歇时间也为半个周期。如此可得主动齿轮分度圆直径为从动轮的 2南昌航空大学学士学位论文24倍。现假设两齿轮满齿时的齿数分别为，主动轮 =80，从动轮 =40。选z1z2择模数 m=4，压力角 。20o则齿轮分度圆直径为： 。mmdd60,32021主从动轮标准
36、齿顶高系数为： 。*ha中心距： 。maz4221主动轮每转一周从动轮完成间歇运动次数：N=1。在一次间歇运动中从动轮转过的角度内包含的周节数为： 。402z从动轮齿顶压力角 5.6cos2arcs2 oz从动轮顶圆齿槽所对的中心角 .18022 oinvia依据 =80， =40 可查得在一次间歇运动中，主动轮仅有一个齿时，z12从动轮转过角度内所包含的周节数 K=3，主动轮末齿修整正齿顶高系数与主动轮首齿正修整系数 。382.0*hasm主动轮在相临的锁止弧之间的齿数 。3812Kz主从动轮顶圆交点所对从动轮中心角之半 。7.152602 o从动轮上具有 0.5 模数的顶圆齿厚所对的中心角
37、：南昌航空大学学士学位论文25。024.*221ohza锁止弧与凹弧间的半径： mmzhzRada 4.158cos21 221*22 不完全齿轮机构的工作图例如图 3-5：图 3-63.2.7 飞轮机构设计由于冲压模切机构仅在瞬间承受很大的生产阻力，为了减小速度波动，选用了较小容量的电机，同时需要安装飞轮，设计该飞轮安装在蜗杆轴上。南昌航空大学学士学位论文26由于执行机构瞬间承受较大的冲击力，故可推断其最大盈亏功出现在模切瞬间，最大盈亏功 小于但较接近于模切时阻力所做的阻抗功，故取Wmax最大盈亏功 = 。ax mNNpc 1010333*42*.则飞轮的转动惯量 。cnJKgf 22max
38、99飞轮直径 。现取飞轮直径 D=40cm。cDvmp6.140则飞轮的重量 。KgMJf.5*7.2飞轮宽 ，高 H=Kb=9.14cm。飞轮外径cKbf1103Dw=D+H=49.1cm，内径 Dn=D-H=30.9cm。式中： - 机器允许的速度不均匀系数，这里取值 1/20。vp-铸铁飞轮允许的最大转动速度，这里取值 30m/s。nm-飞轮所在轴的转速。K-飞轮轮缘厚度与宽度比值，这里为 1.5。3.2.8 轴及轴承的设计与选择一.蜗杆轴的结构及尺寸设计1. 蜗杆轴材料及精度等级选择蜗杆与蜗杆轴为一体制造，故其材料与蜗杆的材料一致，为20CrMnTi。制造精度 8 级。2.蜗杆轴传动功
39、率转矩的计算传动功率 。KWPV95.40*5.1转速 =500r/minn南昌航空大学学士学位论文27转矩 nPT119503. 初步确定轴的最小直径 dmindmin= mpA0.2459.3310式中： -材料为 20CrMnTi 时 值为 112。A0蜗杆轴的最小直径显然是轴的两端位置，在该蜗杆轴上即为安装带轮轴段，现设计该段轴直径为 32mm。4.蜗杆轴的结构设计拟订蜗杆轴上零件的装配方案如图 3-6：图 3-7确定各段轴的尺寸：轴最小端为安装带轮段轴，如图中 A 段轴，设计其直径为 30mm，根据与其相配合的带轮轮毂的长度，设计该段轴的长度为 64mm。南昌航空大学学士学位论文28
40、图 3-8为了方便带轮在轴上的轴向定位，在 A 轴段右边设计一轴肩，设计其直径为 36mm，根据带轮的宽度为 95mm，同时在带轮与机架间留一定间隙，设计 B 段轴的长度为 25mm。C 段轴为安装轴承段轴，因该机构为蜗杆传动，同时受有轴向和径向力，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 B 段轴的直径为 36mm，选择标准精度单列圆锥滚子轴承 33008，其基本尺寸为d*D*T=40mm*68mm*22mm，故 C 段轴的直径为 40mm，同时为了使用轴套固定飞轮，应留有一定距离安装轴套，故设计该段长度为 42mm。设计 D 轴段直径为 48mm，用来安装飞轮，考虑飞轮轮毂长度为57.1
41、mm，同时为了使轴套能起到轴向固定飞轮的作用，设计 D 段轴长度为55mm。为了实现飞轮的轴向定位，应在其右端设计一轴肩。即 E 段轴，设计其直径为 54mm，长度为 10mm。F 段为加工蜗杆段轴，根据蜗轮的喉圆直径 269.6mm，设计蜗杆与蜗轮接触点左端轴长为 150mm，右端轴长 80mm，故该段轴长为 230mm。设计轴南昌航空大学学士学位论文29径与蜗杆齿根圆直径一致，为 47.9mm。G 段为安装轴承段，故其直径与 C 段一致，同为 40mm，轴段长与轴承宽一致，为 22mm。轴上零件的周向定位：带轮、飞轮与蜗杆轴的周向定位均采用普通平键连接，故按 A 段直径查手册得平键截面尺寸
42、为 b*h=10mm*8mm（GB/T1095-1979） 。键槽用键槽铣刀加工，键长 50mm（标准键长 GB/T1096-1979） ，同时为了保证装配的良好对中性，选择带轮与蜗杆轴的配合为 H7/n6：同样，飞轮与轴的连接也采用普通平键连接，按 D 段轴的直径选用平键的尺寸为b*h*L=14mm*9mm*45mm，选用配合 H7/ n6 。滚动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，轴的直径尺寸公差为 m6。轴上圆角和倒角尺寸：轴上倒角为 2*45，轴肩圆角为 1*45。轴的其他具体尺寸详见零件图。二.蜗轮所在轴的设计1.轴材料及精度等级选择轴的材料选用 45#钢调质处理。制造精度等级
43、8 级。2.轴传动功率、转矩的计算传动功率 。KWKWpP5.49.0*95.4212 转速 n2=500r/min转矩 =840.8NmT29503. 初步确定轴的最小直径 dmin南昌航空大学学士学位论文30dmin= mnpA5.08.412330式中： -材料为 45# 时 值为 112。A0轴的最小直径显然是轴的两端位置，在该轴上即为安装轴承轴段，现初选标准精度单列圆锥滚子轴承 33211，其基本尺寸为d*D*T=55mm*100mm*35mm 设计该段轴直径为 55mm。4.轴的结构设计蜗轮轴上要安装蜗轮、驱动六杆机构的偏心圆以及带动不完全齿轮转动的链轮，拟订其零件的装配方案如图 3-8：图 3-9确定各段轴的尺寸：轴两端 A、K 段为安装轴承段，故其直径已经确定为轴承的孔径55mm。其长度为轴承的宽度 35mm。B、J 段为安装链轮的轴段，同时考虑轴承的轴向定位，故这设计这两段的直径大于 A、K 段，形成轴肩以起到定位作用。设计其直径为 58mm，考虑
