【終稿全套】專用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)【9張CAD圖紙+文檔】

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1緒論1.1設(shè)計(jì)專用精壓機(jī)的目的和意義設(shè)計(jì)的目的是為了更實(shí)用，精壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更科學(xué)，科技和技術(shù)含量提高，運(yùn)動(dòng)效率更高，更節(jié)省成本。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，各種復(fù)雜專業(yè)場合對精壓機(jī)提出了更高或者更專門的要求。因此對專用精壓機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)用，面對激烈的市場競爭，只有技術(shù)性能更加進(jìn)步、更加符合生產(chǎn)實(shí)際需要的產(chǎn)品才能贏得市場。1.2本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國今年來隨著工業(yè)的發(fā)展，對壓力機(jī)械的要求也逐漸提高，尤其是其精度，效率，社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)性等各方面。精壓機(jī)的發(fā)展就有了很大的研究空間。各種環(huán)境下的品種繁多。萬變不離其宗，歸根結(jié)底還是對其組成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。目前國內(nèi)主要科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校研發(fā)中心、工業(yè)企業(yè)等主要的工作是從其運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對機(jī)構(gòu)的優(yōu)化工作進(jìn)行可行性分析。隨著國內(nèi)基本建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國的建設(shè)機(jī)械市場已經(jīng)成為國際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，精壓機(jī)械行業(yè)也不例外，外資的進(jìn)入，進(jìn)一步加劇了市場的競爭程度，國內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)要想在競爭的大潮中取得先機(jī)，其首要問題就是要提高現(xiàn)有精壓設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡快縮小與國外先進(jìn)水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭取市場主動(dòng)。1.2.2國外研究現(xiàn)狀及分析國外關(guān)于精壓機(jī)方面的研究比之國內(nèi)要深入和寬廣的多，并且多以理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)綜合進(jìn)行分析考慮，經(jīng)過總結(jié)所查閱的文獻(xiàn)，大致可將國外所做關(guān)于精壓機(jī)的研究工作歸納為對其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，對干殼體所作的改進(jìn) ，包括從材料方面入手。精壓機(jī)械在國外已受到政府部門、企業(yè)界、高等學(xué)校與研究機(jī)構(gòu)的高度重視。美國MIT、Berkeley、StanfordAT&T的15名科學(xué)家在上世紀(jì)八十年代末機(jī)械加工提出小機(jī)器、大機(jī)遇：關(guān)于新興領(lǐng)域-微動(dòng)力學(xué)的報(bào)告的國家建議書，聲稱由于動(dòng)力學(xué)(微系統(tǒng))在美國的緊迫性，應(yīng)在這樣一個(gè)新的重要技術(shù)領(lǐng)域與其他國家的競爭中走在前面，建議中央財(cái)政預(yù)支費(fèi)用為五年5000萬美元，得到美國領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)重視。日本通產(chǎn)省1991年開始啟動(dòng)一項(xiàng)為期10年、耗資250億日元的精壓機(jī)械大型研究計(jì)劃，研制兩臺樣機(jī)。該計(jì)劃有筑波大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、早稻田大學(xué)和富士通研究所等幾十家單位參加。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國家也相繼對微型系統(tǒng)的研究開發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)投資。1.3完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法1了解精壓機(jī)及其整個(gè)精壓機(jī)行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：上網(wǎng)和圖書館查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)。2確定設(shè)計(jì)方案：參考資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，問詢老師、同學(xué)。3確定各種組成機(jī)構(gòu)：上網(wǎng)和圖書館查閱，到學(xué)校工廠進(jìn)行實(shí)際測量4畫裝配圖：利用運(yùn)用AutoCAD軟件制圖5計(jì)算校核：參考資料書中的計(jì)算方法和公式等進(jìn)行計(jì)算校核2、工作原理及工藝動(dòng)作過程專用精壓機(jī)是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝，它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。如圖1（a）所示，上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成形工作，以后，上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。它的主要工藝動(dòng)作有：（1） 將新坯料送至待加工位置；（2） 下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出膜腔。 (a) （b）圖1 加工工件及上模運(yùn)動(dòng)規(guī)律3、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求（1） 動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，作轉(zhuǎn)動(dòng)；沖壓執(zhí)行構(gòu)件為上模，作上下往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1（b）所示，具有快速接近工件、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性。（2） 精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件。（3） 上模移動(dòng)總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。（4） 行程速比系數(shù)K1.3。（5） 坯料輸送的最大距離200 mm。（6） 上?；瑝K總質(zhì)量40 kg,最大生產(chǎn)阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；（7） 設(shè)最大擺動(dòng)件的質(zhì)量為40kg/mm，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2 kgm2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點(diǎn)。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均忽略不計(jì)；（8） 傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)為30 kgm2，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)許用不均勻系數(shù)為0.05）（9） 機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力角應(yīng)盡可能小，傳動(dòng)角大于或等于許用傳動(dòng)角4、模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 根據(jù)此設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)基本原理模擬此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)過程，通過下圖表示：圖2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖由上圖可知：上模運(yùn)動(dòng)在它的正行程時(shí)，推桿和上頂機(jī)機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，當(dāng)機(jī)構(gòu)都在回程中；當(dāng)上模沖壓完成之后，推桿開始將胚料輸送至待加工位置，上頂機(jī)構(gòu)也同時(shí)將成品頂出下模，實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作周期。5、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的評定和選擇5.1提出設(shè)計(jì)方案:該專用精壓機(jī)包含有沖壓和送料兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在沖壓機(jī)構(gòu)的工作段要求從動(dòng)件能夠等速運(yùn)動(dòng)，在回程階段應(yīng)具有急回特性，此外對機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能也有一定的要求，傳動(dòng)角與壓力角需符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)送料機(jī)構(gòu)能夠準(zhǔn)確的在一定時(shí)間內(nèi)將坯料送至待加工位置。則有以下三種方案。三種可能的方案輪控制其運(yùn)動(dòng)方式，無太大的受力，需要的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，通過倒置法能夠確定凸輪的大致輪廓。送料機(jī)構(gòu)是由擺桿滑塊機(jī)構(gòu)完成。方案一：凸輪連杠沖壓機(jī)構(gòu)擺桿滑塊送料機(jī)構(gòu)（見圖3）。沖壓機(jī)構(gòu)由凸構(gòu)組成的，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定搖桿工作位置和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將工件送至待加工位置。圖3凸輪連杠沖壓機(jī)構(gòu)擺桿滑塊送料機(jī)構(gòu)方案二：凸輪連桿沖壓送料機(jī)構(gòu)（見圖4）送料和沖壓機(jī)構(gòu)都是由凸輪連桿機(jī)構(gòu)組成。連桿機(jī)構(gòu)可通過對桿長的計(jì)算設(shè)計(jì)，當(dāng)選擇好適當(dāng)?shù)臈U長尺寸后，能實(shí)現(xiàn)所需的行程速比以及運(yùn)動(dòng)要求。通過鉸鏈點(diǎn)與桿長的適當(dāng)選擇，能使機(jī)構(gòu)具有較小的壓力角和較為理想的傳動(dòng)角，使其達(dá)到運(yùn)動(dòng)功能，滿足傳動(dòng)要求。凸輪輪廓線可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的要求用機(jī)構(gòu)倒置法求出，從而使送料、沖壓和上頂同時(shí)完成，并也能滿足急回與勻速這一運(yùn)動(dòng)要求，在完成預(yù)定運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，使整個(gè)加工效率提高。圖4凸輪連桿沖壓送料機(jī)構(gòu)方案三：擺動(dòng)導(dǎo)桿沖壓機(jī)構(gòu) + 曲柄-滑塊送料機(jī)構(gòu)。沖壓機(jī)構(gòu):參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中的有關(guān)連桿機(jī)構(gòu),并且經(jīng)過改進(jìn)，將其凸輪機(jī)構(gòu)高副低代后得到了由搖桿和滑塊組成的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺寸確定可按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)，上模將具有急回的特性，搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的組合可按照要求使上模在工作段接近于勻速。送料機(jī)構(gòu)：搖桿滑塊送料機(jī)構(gòu)通過齒輪與上部曲柄軸相連。可調(diào)節(jié)其在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中的初始位置使推桿在預(yù)定時(shí)間將胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，則其也具有急回的特性。如下:圖5擺動(dòng)導(dǎo)桿沖壓機(jī)構(gòu) + 曲柄-滑塊送料機(jī)構(gòu)5.2最終方案的確定考慮到配料被沖壓成形之后如果還留有切邊，則成品就不能從下模的下部離開，而在第3方案的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，成品只可由一機(jī)構(gòu)垂直將其頂出上模，然后同時(shí)由下一個(gè)送來的配料將其橫向地推出下模工作臺面。這樣就在第3方案的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)”上頂“機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向基本和上模相同，上模在回程時(shí)呈現(xiàn)出急回的特性，而”上頂”機(jī)構(gòu)為了能迅速的將在下模中的成品頂出，其需要急速向上運(yùn)動(dòng)的特性。所加“上頂機(jī)構(gòu)”如下圖6：圖6上頂機(jī)構(gòu)所以，綜上可以得到整體的機(jī)構(gòu)簡圖，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的：穩(wěn)定性良好，傳動(dòng)平穩(wěn)，整體結(jié)構(gòu)比較簡單，經(jīng)濟(jì)性較好，易于流水線生產(chǎn)，可以形成規(guī)模；加工成本也是相對而言比較少的?？v觀以上幾點(diǎn)在加上“上頂機(jī)構(gòu)”的添加，此總體這樣是最為合適的，則設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)的總體簡圖如下圖7：圖7最終方案5.3最終決定方案的工作原理參見機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖7：搖桿-滑塊送料機(jī)構(gòu)JHG用推板K將待加工工件推到預(yù)定加工位置（D、Q的正下方）。在送料機(jī)構(gòu)JHG送料后回程時(shí)，上?；瑝K沖壓機(jī)構(gòu)CBA已經(jīng)進(jìn)入工作階段，D處滑塊先快速接近原料，再以等速對其進(jìn)行沖壓，同時(shí)下模滑塊沖壓機(jī)構(gòu)PNM恰好到達(dá)最低極限位置頂住工件。當(dāng)沖壓完成后，上模沖壓機(jī)構(gòu)CBA滑塊急回向上退回，而下模沖壓機(jī)構(gòu)PNM由最低位置急速向上運(yùn)動(dòng)頂出工件。此時(shí)，送料機(jī)構(gòu)JHG再次送料，新的待加工工件在成品被完全頂出時(shí)到達(dá)預(yù)定位置，將成品推下工作臺，這樣就完成了一個(gè)周期的動(dòng)作。6、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)6.1電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選擇電動(dòng)機(jī)是機(jī)械系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)部分。工作機(jī)對起動(dòng)、過載、運(yùn)轉(zhuǎn)平整性、調(diào)速和控制要求較高，且專用精壓機(jī)要求潔凈的工作平臺，所以它要求不能污染成品與工作臺而且便于清洗，因而液壓傳動(dòng)不符合條件，同時(shí)氣壓和液壓的成本都較高，最終選擇電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。通過對機(jī)構(gòu)的分析和實(shí)際情況的綜合考慮，對電機(jī)的各個(gè)參數(shù)做出如下計(jì)算： 首先，考慮到電機(jī)輸出功率的傳遞效率問題，電機(jī)應(yīng)該安裝在靠近工作件的齒輪軸上，又由于大齒輪輸入動(dòng)力時(shí)可以傳遞較大的扭矩，故選擇將電機(jī)安裝在與齒輪F的軸線上，且根據(jù)任務(wù)書的要求；每分鐘生產(chǎn)70個(gè)工件，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以確定為35r/min，故齒輪A的角速度就可以算得：=3.6rad/s，那么由此首先可以確定A輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:1/2mv12=1/2j2這里V1取半個(gè)行程的速度平均值V1=0.32m/s，上模塊質(zhì)量m=40kg,由此可以推算齒輪A的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：J=40*0.322/3.62kg*m2=0.32kg*m2從而可以推出其他齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：JF=JL=2.56kg*m2,JA=JG=JM=0.32kg*m2從而由此根據(jù)能量守恒定律在沖壓成形的過程中，可以估算出電機(jī)的功率：P=（1/2mv2+1/2J112*3+1/2J22*2+Ff*d）/t代入數(shù)據(jù)可得：P=746w考慮到齒輪傳輸中的機(jī)械損失，取功率為1.1KW的電機(jī)。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其型號為Y90L-6。Y90L-6型電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)為：轉(zhuǎn)速910r/min,W額=1.1KW，最大轉(zhuǎn)矩2.2N*mm，電機(jī)軸的直徑D=24mm，鍵槽F=8mm。6.2減速箱的計(jì)算與選擇根據(jù)生產(chǎn)成品的速率可知主軸轉(zhuǎn)速為35r/min，則公稱傳動(dòng)比i=n1/n2=26，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇標(biāo)準(zhǔn)三級圓柱齒輪減速器，其型號為ZSY。其公稱傳動(dòng)比范圍：22.4100，總中心距范圍：3521570，重量15010800kg。具體選擇型號ZSY（低速級中心距），傳動(dòng)比i=2035.5，中心距160，輸入軸d1=24mm m6；輸出軸d2=75mm n66.3聯(lián)軸器的選擇根據(jù)實(shí)際需要，以及電動(dòng)機(jī)軸和減速箱輸入軸的數(shù)據(jù)，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊選擇齒式聯(lián)軸器，型號GCL1,公稱轉(zhuǎn)矩355N*m，許用轉(zhuǎn)速4000r/min，軸孔直徑24mm。減速箱輸出軸和齒輪軸F之間的減速器同樣為齒式聯(lián)軸器，其型號為GCL5，公稱轉(zhuǎn)矩2800N*m，許用轉(zhuǎn)速4000r/min，軸孔直徑40mm;75mm。6.4機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案當(dāng)電動(dòng)機(jī)、減速箱、聯(lián)軸器，選擇確定以后，本方案選擇齒輪傳動(dòng)動(dòng)力，整體傳動(dòng)方案為：電動(dòng)機(jī)提供原動(dòng)力，通過減速箱，輸出設(shè)計(jì)需要的轉(zhuǎn)速，在通過齒輪傳動(dòng)，最后沖壓機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作。則整體傳動(dòng)系統(tǒng)圖為下圖：圖8精壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)7、機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)7.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)7.1.1上模沖壓機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)因上模沖壓機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，且根據(jù)任務(wù)書的要求行程速比系數(shù)K取1.8，則級位夾角=180(K-1)/(K+1)=52。且要求上模沖壓的總行程為280mm，則沖模錘的最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離H為140mm；則考慮兩個(gè)極限位置時(shí)可以算出2*CD*Sin/2=280CD=320mm取曲柄AB=250mm，得知AC=513mm。7.1.2下模頂出機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)下模采用與上模相稱的設(shè)計(jì)方案，K值與上移距離均與上模相同。即曲柄MN=AB=250mm，機(jī)架PM=AC=513mm。7.2傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì)為了方便運(yùn)算以及統(tǒng)一性，且在保證大于沖錘的沖程范圍。取三個(gè)小齒輪的分度圓直徑d=160mm，大齒輪分度圓直徑D=320mm，所有齒輪模數(shù)相同m=8mm。則小齒輪的齒數(shù)z=20，大齒輪的齒數(shù)Z=40。GL水平距離取200mm，與此同時(shí)，為了保證推桿送料機(jī)構(gòu)具有急回特性，且方便計(jì)算，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)輸送原料。根據(jù)輸送原料時(shí)的推桿最大行程以及四連桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.8，考慮兩處極限位置，可以算出曲柄NG=78mm，連桿JN=164mm。8、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要5個(gè)齒輪。齒輪對稱布置，軟齒面。三個(gè)相同的小齒輪，兩個(gè)相同的大齒輪。8.1確定許用應(yīng)力設(shè)計(jì)小齒輪采用40MnB調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1知：齒面硬度為241-286HBS，=730MPa，F(xiàn)E=600MPa；大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-269HBS，=620 MPa，F(xiàn)E2=510MPa。繼續(xù)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-5，取SH=1.1，SF=1.25，故：= （8-1）= （8-2）= （8-3）= （8-4）8.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)K=1.5(表11-3)，齒寬系數(shù)d=0.8（表11-6）。大齒輪上的轉(zhuǎn)矩T=9.5510=9.5510=271N*m （8-5）取188（表11-4）376.4mm （8-6）齒數(shù)： Z=40 Z= =20；模數(shù)m=8mm；齒寬b=，取302mm；則b1=302mm,b2=312mm則實(shí)際的d1=z*m=40*8=320mm，d2=20*8=160mm；中心距：=240mm；取a=240mm。8.3驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)YFa1=2.56，（圖11-8），YSa1=1.63（圖11-9），查閱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)獲得同理YFa2=2.13，YSa2=1.81= （8-7） （8-8）安全，故符合設(shè)計(jì)要求。8.4齒輪的圓周速度 （8-9）對照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2可知選用8級精度是合宜的。9軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核9.1軸的材料的選擇此設(shè)計(jì)中用到了五根齒輪軸，根據(jù)設(shè)計(jì)要求兩根大齒輪軸相同，三根小齒輪軸相同。而軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以熱處理或化學(xué)處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。所以我們用的是45鋼，調(diào)質(zhì)處理。9.2大齒輪軸最小直徑的計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式（14-6）可得大齒輪軸的最小直徑 （9-1）而為當(dāng)量彎矩，其中是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)，其含義是將非對稱循環(huán)變化的扭矩轉(zhuǎn)化為對稱循環(huán)變化的當(dāng)量扭矩切應(yīng)力。因通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求當(dāng)量彎矩時(shí)，必須計(jì)及這種循環(huán)特性差異的影響。即當(dāng)扭矩切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，0.3；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取0.6；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，則取=1。為軸的許用彎曲應(yīng)力，其值按參考資料6表11.4選用。根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，又由于軸上有鍵槽或過盈配合時(shí)，為了補(bǔ)償軸的削弱，按上式計(jì)算的軸徑應(yīng)增大，一個(gè)鍵槽增大46%，兩個(gè)鍵槽增大7%13%所以圓整后取軸的最小直徑為40mm。9.3大齒輪軸的設(shè)計(jì)軸上零件的定位、固定、裝配：如下圖9：，；：，；：，；：，。：，。：，。 ：，。所以軸的總長度為 圖9 大齒輪軸9.4小齒輪軸的最小直徑的計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式（14-6）可得小齒輪軸的最小直徑 （9-2）而為當(dāng)量彎矩，其中是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)，其含義是將非對稱循環(huán)變化的扭矩轉(zhuǎn)化為對稱循環(huán)變化的當(dāng)量扭矩切應(yīng)力。因通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求當(dāng)量彎矩時(shí)，必須計(jì)及這種循環(huán)特性差異的影響。即當(dāng)扭矩切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，0.3；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取0.6；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，則取=1。為軸的許用彎曲應(yīng)力，其值按參考資料6表11.4選用。根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，又由于軸上有鍵槽或過盈配合時(shí)，為了補(bǔ)償軸的削弱，按上式計(jì)算的軸徑應(yīng)增大，一個(gè)鍵槽增大(46%)，兩個(gè)鍵槽增大(7%13%)所以圓整后取軸的最小直徑為30mm。9.5小齒輪軸的設(shè)計(jì)軸上零件的定位、固定、裝配：如下圖10：，；：，；：，；：，；：，；：，； ：，。所以軸的總長度為 圖10 小齒輪軸9.6大齒輪軸的校核9.6.1軸的疲勞強(qiáng)度校核軸的疲勞強(qiáng)度校核是在軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是校驗(yàn)軸對疲勞損壞的抵抗能力，方法是校核危險(xiǎn)截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S。軸的疲勞強(qiáng)度校核是根據(jù)作用在軸上的最大載荷來計(jì)算的。危險(xiǎn)截面的位置應(yīng)是受力較大、截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重即實(shí)際應(yīng)力較大的若干截面。其安全系數(shù)公式如下： （9-3）軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其。求作用在齒輪上的力（前面已算）求作用在軸上的支反力水平面內(nèi)支反力 垂直面內(nèi)支反力 求出水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩總彎矩求出計(jì)算彎矩由于是平穩(wěn)工作，所以選取循環(huán)特性系數(shù)，代入求得， 較核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩后，即可針對危險(xiǎn)截面做強(qiáng)度較核計(jì)算。通常只較核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面，代入公式，得 故大齒輪軸安全。9.7小齒輪軸的校核9.7.1軸的疲勞強(qiáng)度校核軸的疲勞強(qiáng)度校核是在軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是校驗(yàn)軸對疲勞損壞的抵抗能力，方法是校核危險(xiǎn)截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S。軸的疲勞強(qiáng)度校核是根據(jù)作用在軸上的最大載荷來計(jì)算的。危險(xiǎn)截面的位置應(yīng)是受力較大、截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重即實(shí)際應(yīng)力較大的若干截面。其安全系數(shù)公式如下： （9-3）軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其。求作用在齒輪上的力（前面已算）求作用在軸上的支反力水平面內(nèi)支反力 垂直面內(nèi)支反力 求出水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩總彎矩求出計(jì)算彎矩由于是平穩(wěn)工作，所以選取循環(huán)特性系數(shù)，代入求得， 較核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩后，即可針對危險(xiǎn)截面做強(qiáng)度較核計(jì)算。通常只較核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面，代入公式，得 故小齒輪軸安全。10滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算本設(shè)計(jì)中有五處使用到了軸承，在兩個(gè)相同大齒輪軸和三個(gè)相同小齒輪軸上，已知大齒輪軸徑d=40mm，所以選內(nèi)徑為40mm的深溝球軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中，查表6-1，選擇型號為6008的深溝球軸承。另小齒輪軸徑為d=30mm，所以選內(nèi)徑為30mm的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號為6006的軸承。（1）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 （10-1）（2）計(jì)算軸承壽命 （10-2）其中： -基本額定壽命-基本額定動(dòng)載荷-當(dāng)量動(dòng)載荷-壽命指數(shù)，對深溝球軸承=3查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊軸承6006的基本額定動(dòng)載荷為13.2KN，軸承6008的基本額定動(dòng)載荷為17.0KN。計(jì)算后知：=40008000h，選用軸承都可用11鍵的選擇與驗(yàn)算11.1選擇鍵的類型和尺寸本設(shè)計(jì)中有五處要求使用鍵聯(lián)接，即兩大齒輪和三個(gè)小齒輪與軸的連接處需要鍵連接。大齒輪軸的直徑D=40mm，小齒輪軸的直徑d=30mm。一般8級以上的精度要有定心精度的要求，所以選擇用平鍵聯(lián)接，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，表4-1中查得大軸鍵的截面尺寸為：寬度b=12mm，高度h=8mm，可以確定取此鍵的長度L=50mm。查得小齒輪鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度h=8mm。同理取此鍵的長度L=56mm。11.2校核鍵的強(qiáng)度大齒輪軸連接鍵處：鍵、軸的材料是45號鋼，且屬于靜聯(lián)接由文獻(xiàn)1的表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為p=100-120MPa,取其平均值，p=110MPa。鍵的工作長度為l=L-b=50mm-12mm=38mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.58mm=4mm。由文獻(xiàn)1的式6-1可得= （11-1）可見聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足，即該鍵可以正常工作。小齒輪軸連接鍵處：鍵、軸的材料是45號鋼，且屬于靜聯(lián)接由文獻(xiàn)1的表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為p=100-120MPa,取其平均值，p=110MPa。鍵的工作長度為l=L-b=56mm-10mm=46mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.58mm=4mm。由文獻(xiàn)1的式6-1可得= （11-2）可見聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足，即該鍵可以正常工作。自此齒輪軸中的所有的鍵均以校核完畢，所有的鍵均滿足設(shè)計(jì)要求?？?結(jié)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到自己在理論知識方面和實(shí)際操作方面的欠缺，同時(shí)也感到自己在知識的運(yùn)用上不夠靈活，這也說明我在學(xué)習(xí)知識的過程中存在著一些缺點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)許多的失誤和差錯(cuò)。再加上時(shí)間非常的緊迫，沒有做到意想的最佳效果。總結(jié)有以下幾點(diǎn)：1.在初定方案過程中，由于自己所見實(shí)物過少，零部件的尺寸不能確定，使方案進(jìn)行了多次修改，耽誤了大量時(shí)間。在計(jì)算過程中，對于傳動(dòng)齒輪、軸和曲柄滑塊的基本尺寸，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)加工有偏差，也相應(yīng)作了修改。2.在專用精壓機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，由于沒有相應(yīng)的精壓機(jī)參考。計(jì)算量過大，導(dǎo)致專用精壓機(jī)的結(jié)構(gòu)布置不是很合理，而且機(jī)架尺寸的確定也比較麻煩，在畫圖過程中，發(fā)現(xiàn)圖上尺寸與理論的差距存在嚴(yán)重，不得不重新進(jìn)行尺寸的修改。4.在軸的設(shè)計(jì)過程中，其基本尺寸進(jìn)行了多次修改，由于工作量太大，軸的校核部分計(jì)算混亂。總體來說，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，收獲很大，平時(shí)在學(xué)習(xí)知識的時(shí)候，總是認(rèn)為好多知識用不到，所以就沒有更深一步去理解。在此次設(shè)計(jì)中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠，在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮問題太片面，導(dǎo)致零部件進(jìn)行多次修改。由于工作量較大和時(shí)間緊張。畫圖過程是積累經(jīng)驗(yàn)的過程，細(xì)節(jié)把我的不是很好?？傊?，完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就算成功了一半，至于好壞就可以體現(xiàn)出水平問題了。希望以后的畢業(yè)生能做到更好。致 謝對于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，首先感謝母校-塔里木大學(xué)的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì)，使我將以前學(xué)到的知識又重新回顧了一遍，知道了學(xué)習(xí)的可貴與獲取知識的辛勤。承蒙指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)，使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，深深地感謝劉媛媛指導(dǎo)老師，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，體現(xiàn)出了她對工作高度負(fù)責(zé)的精神，在代非畢業(yè)班的課程，有很多的不方便，但老師總能給我們答復(fù)，對我們的問題耐心的指導(dǎo)。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，她耐心的指導(dǎo)，才使我的設(shè)計(jì)順利完成，同時(shí)也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師。對于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于時(shí)間倉促和自己所學(xué)軟件掌握熟練程度等因素，設(shè)計(jì)的總體來說不盡人意，不過，至少啟發(fā)了我的思維，提高了我的動(dòng)手能力和知識的綜合運(yùn)用，同時(shí)，使我將以前所學(xué)的書本知識又重新復(fù)習(xí)了一遍，這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后，再一次衷心的感謝學(xué)校能夠給予我這次機(jī)會(huì)，使我將所學(xué)理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，以及在這次設(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)的所有老師。你們傳授的知識使我受用一生，你們的恩情我會(huì)銘記一生。另外，感謝我身邊的所有幫助我的同學(xué)們，謝謝同學(xué)們在設(shè)計(jì)過程給予我的建議和問題，也就是在不斷的解決同學(xué)們給我的設(shè)計(jì)提出的問題的同時(shí)我完成了我大學(xué)生崖的最后一課的作業(yè)。感謝各位老師和同學(xué)在大學(xué)的生活給我的關(guān)心和幫助，讓我在完成自己學(xué)業(yè)的同時(shí)也學(xué)到很多的生活技能，為我走向社會(huì)提供了基石。四年的專業(yè)學(xué)習(xí)，使我真正掌握了一種學(xué)習(xí)的方法，這是大學(xué)給我的最寶貴的東西，也是各位老師給我的最寶貴的東西，在這里向辛勤工作的各位老師表示由衷的感謝。最后，祝愿我們的老師和同學(xué)們在事業(yè)上蒸蒸日上，在生活上和和美美。參考文獻(xiàn)1 楊克,趙小東.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)().北京:高等教育出版社,2005.2 吳宗澤,羅盛國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.第3版.北京:高等教育出版社2006.5.3 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理.第7版.北京:高等教育出版社,2006.5.4 徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6.5 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第8版.北京:高等教育出版社,2006.5.6成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.7鄒慧君等.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社，1999.8鄭文煒，吳克堅(jiān).機(jī)械原理.第7版.北京:高等教育出版社，1997.9王芮，淺談精壓機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì).四川，西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),2011.10邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第4版.北京:高等教育出版社，1997.18塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院機(jī)械電氣化工程學(xué)院班級農(nóng)機(jī)12-1學(xué)生姓名杜永升學(xué)號8031208125課題名稱專用精壓機(jī)起止時(shí)間年 月 日 年 月 日（共 周）指導(dǎo)教師劉媛媛職稱講師課題內(nèi)容1專用精壓機(jī)工藝的研究目的和意義2專用精壓機(jī)相關(guān)問題在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀及分析3專用精壓機(jī)的工作原理及其工藝動(dòng)作過程4專用精壓機(jī)設(shè)計(jì)所需的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求5專業(yè)精壓機(jī)中的有關(guān)送料機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)、飛輪等方案的設(shè)計(jì)思路，討論關(guān)鍵問題及解決思路6根據(jù)專用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)要求對相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行選定7編寫說明書擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第1-2周：準(zhǔn)備階段，搜集有關(guān)資料，準(zhǔn)備參考資料。第3-4周：完成開題報(bào)告交老師批閱。第5-6周：完成論文大綱及論文一稿交由老師批閱。第7-8周： 完成論文二稿交老師批閱。第9-11周 完成三稿完成相關(guān)論文簡介、答辯提綱，準(zhǔn)備答辯階段。主要參考文獻(xiàn)1孫恒，葛文杰，機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，20062王芮，淺談精壓機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì).四川，西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),20113 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第四版.北京:高等教育出版社，19974成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20045徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20006鄒慧君等.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社，19997鄭文煒，吳克堅(jiān).機(jī)械原理.第七版.北京:高等教育出版社，1997任務(wù)下達(dá)人（簽字） 年 月 日任務(wù)接受人意見任務(wù)接受人簽名 年 月 日注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。前 言 隨著科學(xué)技術(shù)的提高，各種復(fù)雜專業(yè)場合對精壓機(jī)提出了更高或者更專門的要求。因此對 專用精壓機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)用，面對激烈的市場 競爭，只有技術(shù)性能更加進(jìn)步、更加符合生產(chǎn)實(shí)際需要的產(chǎn)品才能贏得市場。我國今年來 隨著工業(yè)的發(fā)展，對壓力機(jī)械的要求也逐漸提高，尤其是其精度，效率，社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì) 性等各方面。精壓機(jī)的發(fā)展就有了很大的研究空間。各種環(huán)境下的品種繁多。萬變不離其 宗，歸根結(jié)底還是對其組成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。目前國內(nèi)主要科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校研發(fā)中心、工業(yè)企 業(yè)等主要的工作是從其運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對機(jī)構(gòu)的優(yōu)化工作進(jìn)行可行性分析。隨著國內(nèi)基本建 設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國的建設(shè)機(jī)械市場已經(jīng)成為國際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，精 壓機(jī)械行業(yè)也不例外，外資的進(jìn)入，進(jìn)一步加劇了市場的競爭程度，國內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)要 想在競爭的大潮中取得先機(jī)，其首要問題就是要提高現(xiàn)有精壓設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡 快縮小與國外先進(jìn)水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭取市場主動(dòng)。國外關(guān)于精壓機(jī)方面的 研究比之國內(nèi)要深入和寬廣的多，并且多以理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)綜合進(jìn)行分析考慮，經(jīng)過總結(jié)所 查閱的文獻(xiàn)，大致可將國外所做關(guān)于精壓機(jī)的研究工作歸納為對其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，對干 殼體所作的改進(jìn) ，包括從材料方面入手。精壓機(jī)械在國外已受到政府部門、企業(yè)界、高等 學(xué)校與研究機(jī)構(gòu)的高度重視。美國 MIT、Berkeley 、StanfordAT&T 的 15 名科學(xué)家在上世 紀(jì)八十年代末機(jī)械加工提出小機(jī)器、大機(jī)遇：關(guān)于新興領(lǐng)域- 微動(dòng)力學(xué)的報(bào)告的國家建議 書，聲稱由于動(dòng)力學(xué) (微系統(tǒng) )在美國的緊迫性，應(yīng)在這樣一個(gè)新的重要技術(shù)領(lǐng)域與其他國 家的競爭中走在前面，建議中央財(cái)政預(yù)支費(fèi)用為五年 5000 萬美元，得到美國領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)重 視。日本通產(chǎn)省 1991 年開始啟動(dòng)一項(xiàng)為期 10 年、耗資 250 億日元的精壓機(jī)械大型研究計(jì) 劃，研制兩臺樣機(jī)。該計(jì)劃有筑波大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、早稻田大學(xué)和富士通 研究所等幾十家單位參加。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國家也相繼對微型系統(tǒng)的研究開發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)投 資。 目 錄 1 緒 論 .1 1.1 設(shè) 計(jì)專 用精壓 機(jī)的 目的和意義 .1 1.2 本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 .1 1.3 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 .1 2 工作原理及工藝動(dòng)作過程 .2 3 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 .2 4 模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 .2 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的評定與選擇 .3 5.1 提出設(shè)計(jì)方案 .3 5.2 最終方案的確定 .5 5.3 最終決定方案的工作原理 .6 6 傳動(dòng) 系統(tǒng)方 案的設(shè)計(jì) .6 6.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選擇 .6 6.2 減速箱的計(jì)算與選擇 .7 6.3 聯(lián)軸器的選擇 .7 6.4 機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案 .7 7 機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) .8 7.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) .8 7.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) .8 8 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 .8 8.1 確定許用應(yīng)力 .8 8.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .8 8.3 驗(yàn)證輪齒彎曲強(qiáng)度 .9 8.4 齒輪的圓周速度 .9 9 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 .9 9.1 軸的材料的選擇 .9 9.2 大齒輪軸最小直徑的計(jì)算 .9 9.3 大齒輪軸的設(shè)計(jì) .10 9.4 小齒輪軸的最小直徑的計(jì)算 .11 9.5 小齒輪軸的設(shè)計(jì) .11 9.6 大齒輪軸的校核 .12 9.7 小齒輪軸的校核 .13 10 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算 .15 11 鍵的選擇與計(jì)算 .15 11.1 選擇鍵的類型和尺寸 .15 11.2 校核鍵的強(qiáng)度 .15 12 總結(jié) .16 致 謝 .17 參考文獻(xiàn) .18 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)專用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 杜永升 學(xué) 號 8031208125 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化班 級 12-1 指導(dǎo)教師 劉媛媛 日 期 2012.06 塔里木大學(xué)教務(wù)處制專用精壓機(jī)設(shè)計(jì)一、工作原理及工藝動(dòng)作過程專用精壓機(jī)是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝，它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。如圖1（a）所示，上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成形工作，以后，上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。它的主要工藝動(dòng)作有：（1） 將新坯料送至待加工位置；（2） 下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出膜腔。 (a) （b）圖1 加工工件及上模運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求（1） 動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，作轉(zhuǎn)動(dòng)；沖壓執(zhí)行構(gòu)件為上模，作上下往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1（b）所示，具有快速接近工件、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性。（2） 精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件。（3） 上模移動(dòng)總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。（4） 行程速比系數(shù)K1.3。（5） 坯料輸送的最大距離200 mm。（6） 上?；瑝K總質(zhì)量40 kg,最大生產(chǎn)阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；（7） 設(shè)最大擺動(dòng)件的質(zhì)量為40kg/mm，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2 kgm2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點(diǎn)。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均忽略不計(jì)；（8） 傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)為30 kgm2，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)許用不均勻系數(shù)為0.05）（9） 機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力角應(yīng)盡可能小，傳動(dòng)角大于或等于許用傳動(dòng)角。三、方案設(shè)計(jì)及討論（1） 送料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪連桿組合送料機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。（2） 沖壓機(jī)構(gòu)為保證等速拉延、回程快速的要求，可采用導(dǎo)桿加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈四桿加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)、齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)等。（3） 工件送料傳輸平面標(biāo)高在1000mm左右。（4） 需考慮飛輪設(shè)計(jì)。四、設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；（2） 進(jìn)行送料機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)的選型；（3） 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評定和選擇；（4） 根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，分配傳動(dòng)比，并在圖紙上畫出傳動(dòng)方案圖；（5） 對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算；（6） 畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖；（7） 對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，畫出運(yùn)動(dòng)線圖，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬; （8） 進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)；（9） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 專用精壓機(jī) 學(xué)生姓名 杜永升 學(xué) 號 8031208125 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化班 級 12-1 指導(dǎo)教師 劉媛媛 起止時(shí)間2011.12.07-2011.12.22機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫開題報(bào)告應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。專用精壓機(jī)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告1、本課題來源及研究的目的和意義1-1本課題來源機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。1-2研究專用精壓機(jī)的目的設(shè)計(jì)的目的是為了更實(shí)用，精壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更科學(xué)，科技和技術(shù)含量提高，運(yùn)動(dòng)效率更高，更節(jié)省成本。1-3意義隨著科學(xué)技術(shù)的提高，各種復(fù)雜專業(yè)場合對精壓機(jī)提出了更高或者更專門的要求。因此對專用精壓機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)用，面對激烈的市場競爭，只有技術(shù)性能更加進(jìn)步、更加符合生產(chǎn)實(shí)際需要的產(chǎn)品才能贏得市場。2、本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析2-1涉及的問題傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、飛輪等組成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化2-2國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 我國今年來隨著工業(yè)的發(fā)展，對壓力機(jī)械的要求也逐漸提高，尤其是其精度，效率，社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)性等各方面。精壓機(jī)的發(fā)展就有了很大的研究空間。各種環(huán)境下的品種繁多。萬變不離其宗，歸根結(jié)底還是對其組成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。目前國內(nèi)主要科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校研發(fā)中心、工業(yè)企業(yè)等主要的工作是從其運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對機(jī)構(gòu)的優(yōu)化工作進(jìn)行可行性分析。隨著國內(nèi)基本建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國的建設(shè)機(jī)械市場已經(jīng)成為國際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，精壓機(jī)械行業(yè)也不例外，外資的進(jìn)入，進(jìn)一步加劇了市場的競爭程度，國內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)要想在競爭的大潮中取得先機(jī)，其首要問題就是要提高現(xiàn)有精壓設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡快縮小與國外先進(jìn)水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭取市場主動(dòng)。2-3國外研究現(xiàn)狀及分析 國外關(guān)于精壓機(jī)方面的研究比之國內(nèi)要深入和寬廣的多，并且多以理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)綜合進(jìn)行分析考慮，經(jīng)過總結(jié)所查閱的文獻(xiàn)，大致可將國外所做關(guān)于精壓機(jī)的研究工作歸納為對其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，對干殼體所作的改進(jìn) ，包括從材料方面入手。精壓機(jī)械在國外已受到政府部門、企業(yè)界、高等學(xué)校與研究機(jī)構(gòu)的高度重視。美國MIT、Berkeley、StanfordAT&T的15名科學(xué)家在上世紀(jì)八十年代末機(jī)械加工提出小機(jī)器、大機(jī)遇：關(guān)于新興領(lǐng)域-微動(dòng)力學(xué)的報(bào)告的國家建議書，聲稱由于動(dòng)力學(xué)(微系統(tǒng))在美國的緊迫性，應(yīng)在這樣一個(gè)新的重要技術(shù)領(lǐng)域與其他國家的競爭中走在前面，建議中央財(cái)政預(yù)支費(fèi)用為五年5000萬美元，得到美國領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)重視。日本通產(chǎn)省1991年開始啟動(dòng)一項(xiàng)為期10年、耗資250億日元的精壓機(jī)械大型研究計(jì)劃，研制兩臺樣機(jī)。該計(jì)劃有筑波大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、早稻田大學(xué)和富士通研究所等幾十家單位參加。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國家也相繼對微型系統(tǒng)的研究開發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)投資。 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析3-1任務(wù)要求動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，作轉(zhuǎn)動(dòng)；沖壓執(zhí)行構(gòu)件為上模，作上下往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1（b）所示，具有快速接近工件、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性。精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件。1上模移動(dòng)總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。2行程速比系數(shù)K1.3。3坯料輸送的最大距離200 mm。4上模滑塊總質(zhì)量40 kg,最大生產(chǎn)阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；5設(shè)最大擺動(dòng)件的質(zhì)量為40kg/mm，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2 kgm2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點(diǎn)。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均忽略不計(jì)；6傳動(dòng)裝置的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)為30 kgm2，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)許用不均勻系數(shù)為0.05）7機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，特別是工作段的壓力角應(yīng)盡可能小，傳動(dòng)角大于或等于許用傳動(dòng)角。3-2可行性分析通過優(yōu)化滑塊的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律,能使精壓機(jī)具有不同的急回特性、最大行程和不同的駐留時(shí)間,并滿足不同的精壓工藝要求。因此可用于不同塑性材料的精壓加工。當(dāng)要求的成型速度和駐留時(shí)間不同時(shí)，課通過優(yōu)化伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來實(shí)現(xiàn)，在多品種、小批量壓力加工中具有很好前景。4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路4-1本課題重點(diǎn)研究專用精壓機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、飛輪等部分，以改善現(xiàn)存的效率低、完整性差、機(jī)具性能不穩(wěn)定、適應(yīng)性差、作業(yè)成本偏高等問題。使其發(fā)揮更好的整機(jī)精壓性能。4.-2關(guān)鍵問題解決思路1各關(guān)鍵機(jī)構(gòu)要保證在儲油狀態(tài)下工作，保護(hù)密封件長期處于良好工作狀態(tài)。2提高機(jī)構(gòu)的表面粗糙度和硬度，使其表面光潔又耐磨。3根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)科學(xué)計(jì)算合理的設(shè)計(jì)尺寸。4-3設(shè)計(jì)方法1根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖2進(jìn)行送料機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)的選型3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評定和選擇4根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，分配傳動(dòng)比，并在圖紙上畫出傳動(dòng)方案圖5對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算6畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖7對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，畫出運(yùn)動(dòng)線圖，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬8進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)9編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法1了解精壓機(jī)及其整個(gè)精壓機(jī)行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：上網(wǎng)和圖書館查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)。2確定設(shè)計(jì)方案：參考資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，問詢老師、同學(xué)。3確定各種組成機(jī)構(gòu)：上網(wǎng)和圖書館查閱，到學(xué)校工廠進(jìn)行實(shí)際測量4畫裝配圖：利用運(yùn)用AutoCAD軟件制圖5計(jì)算校核：參考資料書中的計(jì)算方法和公式等進(jìn)行計(jì)算校核6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃6-1完成本課題的工作方案：第一：充分的利用身邊的各種資源，如：網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)、我校的圖書館中的于此設(shè)計(jì)相關(guān)的藏書、我校的數(shù)字圖書庫等。在這里面收集大量的相關(guān)文獻(xiàn)。仔細(xì)閱讀，尋找相關(guān)的知識，希望能從尋找和學(xué)習(xí)的過程中有所啟發(fā)有所感悟。第二：要從新深入的研習(xí)相關(guān)的力學(xué)知識，要進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)所需要的動(dòng)力選擇相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，這是我們在設(shè)計(jì)中要達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的必要手段。第三：在遇到不懂得問題時(shí)，要積極聯(lián)系指導(dǎo)老師，虛心向指導(dǎo)老師求教不懂得問題；同時(shí)可以與相關(guān)課題的優(yōu)秀同學(xué)交流，求教。6-2完成本課題的進(jìn)度計(jì)劃：第1-2周 準(zhǔn)備階段，搜集有關(guān)資料，準(zhǔn)備參考資料。第3-4周 請教指導(dǎo)老師，去校工廠進(jìn)行測量，比較，決定設(shè)計(jì)方案。第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，畫草圖。第7-8周 運(yùn)用AutoCAD軟件，設(shè)計(jì)工作視圖。第9-10周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)，校核，修訂第11周 完成產(chǎn)品說明書。7、主要參考文獻(xiàn)1孫恒，葛文杰，機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，20062王芮，淺談精壓機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì).四川，西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),20113 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第四版.北京:高等教育出版社，19974成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20045徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20006鄒慧君等.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社，19997鄭文煒，吳克堅(jiān).機(jī)械原理.第七版.北京:高等教育出版社，1997學(xué)生簽名 2011年 月 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日