中心孔打孔機(jī)的設(shè)計(jì)說明書

1、湘潭大學(xué)興湘學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書 題 目 中心孔打孔機(jī)的設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械6班 學(xué) 號(hào) 2012964406 姓 名 方海軍 指導(dǎo)教師 陳睿 完成日期 2016 年 01 月 22 日 摘 要中心打孔機(jī),包括機(jī)殼、電機(jī)座、電機(jī)導(dǎo)軌和兩個(gè)壓桿,所述機(jī)殼內(nèi)具有推塊,機(jī)殼的頂部具有螺母,螺桿的一端通過螺母穿過機(jī)殼的頂部與推塊相連,電機(jī)導(dǎo)軌與機(jī)殼固定連接,電機(jī)座通過電機(jī)導(dǎo)軌與機(jī)殼滑動(dòng)連接,電機(jī)座內(nèi)具有電機(jī),電機(jī)的輸出端連接有動(dòng)力頭;所述推塊的下端具有滾輪,推塊的中部兩側(cè)對(duì)稱開有向上的兩個(gè)斜槽,每個(gè)壓桿的一端裝有導(dǎo)向輪,導(dǎo)向輪在斜槽內(nèi)滑動(dòng),每個(gè)壓桿的中部通過回轉(zhuǎn)銷與機(jī)殼

2、轉(zhuǎn)動(dòng)連接,每個(gè)壓桿的另一端也均裝有滾輪。本實(shí)用新型的中心打孔機(jī),不僅能快速的夾緊工件,三點(diǎn)快速夾緊,自動(dòng)定心,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打中心孔的目的。中、長圓鋼工件，加工時(shí)圓跳動(dòng)大，一般須預(yù)先鉆好中心孔后，再用頂尖定位一端進(jìn)行車削加工。本設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)一種專用的中心孔鉆孔設(shè)備，可方便地對(duì)圓鋼工件進(jìn)行中心孔鉆孔操作。關(guān)鍵字：中心鉆孔； 中心定位； 帶傳動(dòng)； 花鍵傳動(dòng) AbstractCenter punch, including chassis, motor, rail, and two compressive bar inside the casing has stated push block, the

3、 top of the chassis with a nut, one end of the screw nut, through the top of the chassis and blocks are linked together, motor guide rail and the casing is fixed, the motor seat by machine guide rail and slide casing connection, motor seat is, the output of the motor connection power head; As descri

4、bed in the lower end of the block with a roller, block in the middle of the bilateral symmetry runs up two chute, each one end of the push rod is equipped with guide wheel, guide wheel sliding inside the chute, each lever through back to resellers and chassis rotation connection, in the middle of ea

5、ch lever and on the other side of the roller. Center punching machine of the utility model not only can fast clamping workpiece, three fast clamping, automatic centering, the purpose of realizing automatic centering.Round beat, in the long round steel workpiece, processing, generally after good cent

6、er hole drill in advance, then using top positioning end cutting processing. The purpose of this design is to design a special center hole drilling equipment, easily on round steel workpiece center hole drilling operation.Key words: Center hole； Center positioning；Tape drive；Spline drive目錄1 前言.12 中心

7、孔打孔技術(shù)原理分析與方案選擇.22.1 中心孔打孔技術(shù)要求分析.22.2 打孔機(jī)基本原理分析與方案選擇.23 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).43.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).43.2 各功能模塊方案設(shè)計(jì).43.3 確定總體布局.43.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì).54 系統(tǒng)能量流設(shè)計(jì).64.1 系統(tǒng)能量流設(shè)計(jì).64.2 動(dòng)力機(jī)的選型.65 系統(tǒng)（帶傳動(dòng)）設(shè)計(jì).85.1 確定傳動(dòng)比.85.2 計(jì)算功率.85.3 選擇帶型 .85.4 確定帶輪基準(zhǔn)直徑.85.5 確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度.95.6 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角.95.7 確定V帶的根數(shù) .95.8計(jì)算初拉力.105.9計(jì)算作用在帶輪軸上的力.105.10帶輪材料及

8、結(jié)構(gòu).106 軸的設(shè)計(jì)和校核.126.1帶輪傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核.126.2花鍵軸的設(shè)計(jì)和校.127 大帶輪軸承的校核.168 圖例.189 結(jié)束語.2010參考文獻(xiàn).21 1 前言中、長圓鋼工件，因其尺寸長，加工時(shí)圓跳動(dòng)大，一般需要預(yù)先鉆好中心孔后，再用頂尖定位一端進(jìn)行車削加工。但受車床主軸內(nèi)孔直徑限制，當(dāng)圓鋼直徑過大時(shí)，不能把其裝入車床主軸內(nèi)鉆中心孔，對(duì)于這種情況通常鉆中心孔的方法是把圓鋼壓放在鏜床工作臺(tái)的V型鐵上定位，通過鏜削加工而成。用鏜床鉆中心孔，每次都需要裝卸工件、找正中心以及主軸鏜削進(jìn)給等操作，效率比較低，且鏜床價(jià)格貴，用它鉆中心孔經(jīng)濟(jì)上不合理，因而有必要尋求一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鉆中心孔

9、方法。其實(shí)鉆中心孔的過程比較簡單，中心孔的轉(zhuǎn)速基本可以固定，一般為500-800/min，因此可以設(shè)計(jì)一種功能簡單、轉(zhuǎn)速固定的設(shè)備鉆中心孔。 2 中心孔打孔技術(shù)原理分析與方案選擇2.1 中心孔打孔技術(shù)要求分析中心孔是軸類零件的基準(zhǔn)，又是軸類零件的工藝基準(zhǔn)，也是軸類零件的測量基準(zhǔn)，所以中心孔對(duì)軸類零件的作用非常重要。中心孔有：60,、75、90度，其基準(zhǔn)是60、75、90度的圓錐面。同時(shí)也是軸類零件加工的工作面，所以，中心孔工作面質(zhì)量的好壞，直接影響軸類零件的外圓質(zhì)量。在中心孔加工時(shí)，工藝方法主要從提高圓錐面質(zhì)量和加工效率兩個(gè)方面進(jìn)行編制的，所以根據(jù)軸類零件的不同精度等級(jí)的要求和企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，

10、確定加工中心孔的工藝方法如下：1（1） 零件標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)要求為IT10IT12時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)公差值在0.040.012mm之間。中心孔的工藝為：車外圓車端面鉆中心孔。（2） 零件標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)要求為IT8IT9時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)公差值在0.0140.036mm之間，中心孔的工藝為：車外圓車端面鉆中心孔車端面鉆中心孔熱處理研中心孔圓錐面。（3） 零件標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)要求為IT6IT7時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)公差值在0.006-0.012mm之間。中心孔的工藝為：粗車熱處理（調(diào)質(zhì)）車外圓車端面鉆中心孔車端面鉆中心孔粗研中心孔圓錐面熱處理研中心孔圓錐面。以上加工中心的工藝方法：一方面確保零件兩端中心孔軸線同軸度誤差控制在公差要求范

11、圍之內(nèi)，另一方面確保中心孔圓錐面的幾何形狀誤差和表面粗糙度控制在允許的范圍之內(nèi)，達(dá)到提高加工效率，降低加工成本的目的。加工中心孔圓錐面的加工方法有很多，最常見的加工方法為中心鉆直接加工圓錐面。因此可以設(shè)計(jì)一種功能簡單、轉(zhuǎn)速固定的設(shè)備鉆中心孔。2.2 打孔機(jī)基本原理分析與方案選擇加工中圓鋼有三爪卡盤實(shí)現(xiàn)夾緊定位。圓鋼工件成批地放在水平平臺(tái)上，并可以在上面滾動(dòng)。平臺(tái)上表面水平，這樣每個(gè)工件的中心高度相對(duì)一致，每批工件在鉆中心孔時(shí)水平平臺(tái)的高度只需要調(diào)整一次即可。又因工件成批放在水平平臺(tái)上，更換工件只需要通過滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不必再使用吊裝方法，裝卸時(shí)間大為減低。機(jī)械傳動(dòng)過程為：電動(dòng)機(jī)通過皮帶輪把動(dòng)力傳遞到

12、裝有鉆頭的花鍵軸上，操作驅(qū)動(dòng)花鍵軸前 后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成中心孔鉆削加工。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用結(jié)構(gòu)簡單且容易實(shí)現(xiàn)的撥叉方式，手柄帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，然后通過螺栓、軸承等把進(jìn)給力傳遞到花鍵軸上。調(diào)整好鉆夾頭中心位置與三爪卡盤的中心重合，當(dāng)卡盤夾緊圓鋼工件的外圓后，中心鉆的中心與圓鋼工件的圓心就會(huì)一致，因而保證了工件中心孔的位置尺寸。23 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，各功能模塊方案設(shè)計(jì)，確定總體布局3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)此系統(tǒng)主要包括：工件夾持裝置，動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)給裝置三部分。工件夾持裝置主要為普通可調(diào)節(jié)高度的水平平臺(tái)和一個(gè)三爪自定心卡盤；動(dòng)力裝置為電動(dòng)機(jī)及皮帶輪機(jī)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)的花鍵軸；進(jìn)給裝置為手柄帶動(dòng)撥叉撥

13、動(dòng)固定在花鍵軸上的軸套帶動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3.2 各功能模塊方案設(shè)計(jì)3.2.1 工件夾持裝置初步選定卡盤為比較便宜的段圓柱型三爪卡盤，因?yàn)榇舜蚩讬C(jī)主要針對(duì)大直徑的工件，故根據(jù)GB/T 4346. 12002表2內(nèi)短圓柱卡盤的參數(shù)選擇卡盤直徑最大D為630mm的卡盤。3.2.2 動(dòng)力裝置因?yàn)楣ぷ髦茷閿嗬m(xù)周期工作制，載荷很小，故選擇電動(dòng)機(jī)為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)初定為Y8014。皮帶傳動(dòng)為普通的V帶傳動(dòng)。3.2.3 進(jìn)給裝置軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)要考慮到主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，需要特殊處理，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。初步設(shè)計(jì)為人工扳動(dòng)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生扭矩，經(jīng)過銷軸傳遞帶動(dòng)撥叉旋轉(zhuǎn)，撥叉又撥動(dòng)傳動(dòng)螺栓移動(dòng)，傳動(dòng)螺栓

14、與軸承套為螺紋連接，于是通過軸承套和軸承的傳遞，花鍵軸可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3.3 確定總體布局 圖1 中心孔打孔機(jī)的結(jié)構(gòu)1. 卡盤 2. 鉆夾頭 3. 花鍵軸 4. 手柄5. 大皮帶輪 6.小皮帶輪 7.電動(dòng)機(jī) 總體布局圖如圖1所示。包括定位夾緊部分和傳動(dòng)進(jìn)給部分。定位加緊部分由卡盤1和設(shè)備架體等組成，實(shí)現(xiàn)工件的定位夾緊。傳動(dòng)進(jìn)給部分由鉆夾頭2、花鍵軸3、大手柄4、大皮帶輪5、小皮帶輪6和電動(dòng)機(jī)7組成，可以實(shí)現(xiàn)鉆夾頭的轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向進(jìn)給兩種運(yùn)動(dòng)，完成鉆中心孔加工。3.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 圖2 進(jìn)給結(jié)構(gòu)示意圖1.孔用彈性擋圈 2.深溝球軸承 3.軸承套 4.軸用彈性擋圈5.花鍵軸 6.傳動(dòng)螺栓 7

15、.撥叉 8.手柄要讓高速轉(zhuǎn)動(dòng)的花鍵軸5能夠產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，需要通過軸承2來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)殂@中心孔的進(jìn)給力不是很大，軸承2可以采用深溝球軸承，它能承受一定的軸向力，而且采用單個(gè)軸承傳動(dòng)能有效縮小結(jié)構(gòu)體積，使設(shè)備簡單輕便。軸承的軸向定位利用兩個(gè)彈性擋圈1和4，彈性擋圈承載性能不是很好，不過它們只是在中心鉆頭鉆孔完畢退出工件時(shí)才承受較小的軸向力，工作進(jìn)給力靠軸承套3和軸承2傳遞，所以不會(huì)因受力過大而受到損壞。整個(gè)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵零件是軸承套3，它連接著軸承2和傳動(dòng)螺栓6，要把傳動(dòng)螺栓6的徑向力傳給軸承2產(chǎn)生軸向力，起到轉(zhuǎn)換器的作用。為了使深溝球軸承能夠長期穩(wěn)定的工作，不至于因?yàn)槠d而失效，撥叉7采取雙撥叉結(jié)構(gòu)

16、，它們焊接在一個(gè)連接座上成為一體同步運(yùn)動(dòng)，共同推動(dòng)軸承套3移動(dòng)。撥叉7與手柄8的連接結(jié)構(gòu)為兩個(gè)銷軸座和兩根銷軸，它們都安裝在設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的下部，可以有效節(jié)約空間及減少外界物品的干擾。主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的過程為：人工扳動(dòng)手柄8轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生扭矩，經(jīng)過銷軸傳遞帶動(dòng)撥叉7旋轉(zhuǎn)，撥叉7又撥動(dòng)傳動(dòng)螺栓6移動(dòng)，傳動(dòng)螺栓6與軸承套3為螺紋連接，于是通過軸承套3和軸承2的傳遞，花鍵軸5可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆中心孔時(shí)中心孔的鉆孔深度基本固定，不必采用標(biāo)尺標(biāo)記，只需加一限位塊限制撥叉前進(jìn)位置即可，可將一個(gè)螺母焊接在設(shè)備架體上，旋入一個(gè)內(nèi)六角螺釘并頂?shù)綋懿嫔舷尬?，螺釘?shù)纳斐鲩L度可以調(diào)節(jié)，能夠滿足多種規(guī)格尺寸的中心孔的加工要求。3

17、 4 系統(tǒng)能量流設(shè)計(jì)，包括動(dòng)力機(jī)的選型，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)能量流設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī) 帶輪花鍵軸 圖3 能量流布局框圖4.2 動(dòng)力機(jī)的選型 按工作條件和工作要求，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。4.2.1 電動(dòng)機(jī)容量因?yàn)楣ぷ髦茷閿嗬m(xù)周期工作制，載荷很小，對(duì)輸出功率沒有特別要求，可以選擇較小的輸出功率。所需電動(dòng)機(jī)的功率為 (1)總效率 (2) 式中0、1、2、3分別為聯(lián)軸器效率、帶傳動(dòng)效率、大帶輪軸承效率、花鍵軸軸承效率。4.2.2 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，先推斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。V帶傳動(dòng)比i1=24,輸出轉(zhuǎn)速要求為500800r/min,則電動(dòng)

18、機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 Nd=nwi1=10003200r/min 綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素、轉(zhuǎn)速以及工作條件，選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90S-4; 可以滿足設(shè)計(jì)要求，技術(shù)參數(shù)見圖表1。4表1 Y90S-4 電動(dòng)機(jī)參數(shù)型號(hào) 額定功率 (Kw)滿載轉(zhuǎn)速 (r/min) 堵轉(zhuǎn)電流 (A) 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Y90S-41.114001102.32.3 5系統(tǒng)（帶傳動(dòng)）設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)中，帶為中間繞性并靠摩擦力工作，所以能緩沖和吸振；運(yùn)行平衡無噪聲；過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；可增加帶長以適應(yīng)中心局較大的工作條件，且結(jié)構(gòu)簡單，在近代機(jī)械中被廣泛采用。在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳送、V帶傳動(dòng)和同步傳動(dòng)。

19、但是，在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的是V帶傳動(dòng)。V帶的截面呈等腰梯形，帶輪上也作出輪糟。傳動(dòng)時(shí)，V帶和輪糟的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)輪糟摩擦的原理，在同樣的張緊力作用下，V帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，這是V帶傳動(dòng)性能上最主要的優(yōu)點(diǎn)。在傳動(dòng)功率相同時(shí)，V帶張緊力和包角均較小，故可獲得較大的傳動(dòng)比和較小的中心距。再加上V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶已標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，選用V帶傳動(dòng)。普通V帶有頂膠、抗拉體、底膠和包布組成?？估w可以是膠簾布或膠繩心。繩心結(jié)構(gòu)的柔韌性好，適用與轉(zhuǎn)速較高，載荷不大和帶輪直徑較小的場合，普通V帶都制成無接頭的環(huán)形。帶輪設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足要求：結(jié)構(gòu)工

20、藝性好；無過大鑄造內(nèi)應(yīng)力；重量輕。帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：因?yàn)閹鲃?dòng)的主要失效形式為打滑和疲勞破壞。所以帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。5依據(jù)電動(dòng)機(jī)類型和軸徑選擇。已知電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90S-4，軸直徑為24mm，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nw=1400r/min,電動(dòng)機(jī)功率Pd=1.1kw。5.1 確定傳動(dòng)比,式中n為輸出軸的轉(zhuǎn)速，其值n=500-800r/min,nw=1400r/min,帶入式中求得 i=1.7-2.7,取i=2.1。5.2 計(jì)算功率Pca工作情況系數(shù)KA=1.1 ,Pca=KAPca=1.21kw (3)5.3 選擇帶型 根據(jù)PC=1.21kw,n1=1400r

21、/min,選為Z型5.4 確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2初步選定小帶輪的基準(zhǔn)直徑D1，取D1=63mm計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑D2D2=iD2=132mm驗(yàn)算帶速：帶速太高，會(huì)因離心力太大而減低帶和帶輪之間的正壓力，從而減低摩擦力和傳動(dòng)工作能力，同時(shí)也減低帶的疲勞強(qiáng)度，帶速太低，所需要效應(yīng)力F大，要求帶根數(shù)多，所以6 (4)5.5 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld帶傳動(dòng)中心距過小，雖使傳動(dòng)緊湊，帶長就短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)就多，加速帶的疲勞破壞。當(dāng)傳動(dòng)比較大時(shí)，短的中心距將導(dǎo)致包角過小，帶傳動(dòng)中心距不宜過大，在速度較高時(shí)容易引起帶的顫動(dòng)，所以：初步選定中心距a=1.5（d1+d2）

22、=1.5195=292.5mm取a=300mm符合0.7（D1+D2）a2（D1+D2）根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長度Ld: (5)根據(jù)Ld查表選取Ld相近的V帶的基準(zhǔn)長度Ld=1000mm，則可以計(jì)算V帶的中心距 (6)考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)裝預(yù)緊力（如帶伸長而松弛后的張緊）的需要，中心距的變動(dòng)范圍為 amin=a-0.015Ld=330m amax=a+0.03Ld=375mm 5.6 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角1 小輪包角愈小，傳動(dòng)愈容易產(chǎn)生打滑，帶的工作能力不能充分發(fā)揮，所以應(yīng)保證 (7)5.7 確定V帶的根數(shù) z 計(jì)算單根V帶的額定功率Pr 由D1=63mm和n1=1400r/m

23、in,查得p0=0.25kw, 根據(jù)n1=1400r/min，i=2.1和Z型帶，可知p0=0.03kw。 另查得 于是 (8)計(jì)算V帶的根數(shù)z 取4根。5.8計(jì)算初拉力初拉力計(jì)算公式為： (9)式中q為V帶每米長質(zhì)量， q=0.10kg/m，應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力5.9計(jì)算作用在帶輪軸上的力 (10)式中是小帶輪包角，z是V帶根數(shù)。 max=1.5=1911Nmax考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍5.10帶輪材料及結(jié)構(gòu) V帶輪的材料主要采用鑄鐵HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鐵（或用鋼板沖壓，焊接而成）；小功率傳動(dòng)時(shí)可用鑄鋁或塑料等，根據(jù)本機(jī)械選用的電動(dòng)機(jī)功率的大小和工作要求，選

24、鑄鐵為帶輪的材料。鑄鐵V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：1）實(shí)心式；2）腹板式；3）孔板式；4）橢圓輪輻式根據(jù)設(shè)計(jì)要求，帶輪采用實(shí)心式，選用材料HT200。7根據(jù)查表查Z型帶的截面尺寸。帶輪的基準(zhǔn)節(jié)寬(mm)基準(zhǔn)線上槽深（mm）基準(zhǔn)線下槽深（mm）槽間距為（mm）第一槽對(duì)稱面至端面距 （mm）最小輪緣厚度（mm） 外徑 （mm）帶輪寬（mm） 8.52.0 7.0 120.3 71 5.5 67 50 外徑: da=dha=6322=67mm帶輪寬:，代入數(shù)據(jù)，得=50mm輪轂 L=（1.52）d=22鍵：3X3 長度：22由于各種材質(zhì)的V帶都不是完全的彈性體，因而V帶在張緊力的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后

25、，就會(huì)由于塑性變形而松弛，使張緊力F0減小，傳動(dòng)動(dòng)力的能力降低。因而，帶傳動(dòng)必須設(shè)計(jì)張緊裝置。常見的張緊裝置有定期張緊和自動(dòng)張緊兩類。8 6軸的設(shè)計(jì)和校核6.1帶輪傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核6.1.1選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力（1） 選用45鋼正火處理（2） 強(qiáng)度極限（3） 其許用彎曲應(yīng)力6.1.2確定軸輸出端直徑（1） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸出端直徑。（2） 取A=110 (11)(3)考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則取軸的直徑為整數(shù)=11mm此段軸通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連，所選的直徑和長度應(yīng)和連軸器相符(4)軸的轉(zhuǎn)矩 (12)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,，則查GB/T 5843-2003，GY3連軸器滿足轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩

26、要求，孔徑為20mm,和軸相配合部分長度為38mm。軸與小帶輪相配合，小帶輪寬度為50mm，取軸長為100mm,一端倒螺紋。6.2花鍵軸的設(shè)計(jì)和校核6.2.1求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)傳動(dòng)總效率花鍵軸的輸出功率 花鍵軸的轉(zhuǎn)速 花鍵軸的轉(zhuǎn)矩 6.2.2求作用在軸上的力 由帶輪的設(shè)計(jì)校核中知，花鍵軸所受力為1274N按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的最小直徑6.2.3材料45鋼，正火處理；花鍵軸承受軸向載荷，A取較大值，故取A=120 (13)考慮有鍵槽，將直徑增大10%，則取軸的直徑為整數(shù)=16mm6.2.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先擬定軸上零件的裝配方案，然后逐步確定各段直徑的長度和大小。 圖4 軸的結(jié)構(gòu)草

27、圖1段與鉆夾頭相連，基本確定長度為113mm，錐度為1:10，最小直徑為24mm；2段套入軸套以及深溝球軸承，初定為6016，長度為180mm，直徑為48mm；3段長度初定為31mm，直徑為59mm；4段配合軸承，初定為深溝球軸承6010并配合軸套，長度為91mm，直徑為50mm；5段為花鍵連接大帶輪，規(guī)格為842488mm,初定長度為187mm。然后計(jì)算軸承的支反力確定簡支梁的軸的支撐跨距L=36.4+45+34.9=116.3mm。根據(jù)圖5列出平衡方程，求解支反力：H面：FNH1 + FNH2- Ft1-Ft2-Ft3=0 Ft1(L1+L)-FNH1L+Ft2(L3+L4)+Ft3L4=

28、0V面：FNV1+FNV2-Fr1-Fr2-Fr3=0 Fa1-Fa2-Fa3-FNV2=0 Ma1+Ma2+Ma2+Fr2(L3+L4)+Fr3L4-Fr1(L1+L)-FNV1L=0經(jīng)計(jì)算：FNH1=2915N; FNH2=-177N; FNV1=-399N; FNV2=213N; FNV2=123N軸上的載荷已經(jīng)求出，因此可以計(jì)算軸的彎矩和扭矩。軸的彎矩和扭矩圖5所示。從圖5中，可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面，計(jì)算截面B的總彎矩： (14)6.2.5按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（15-5），取=0.6，軸

29、的計(jì)算應(yīng)力： =63.2MPa (15) 圖5 軸的載荷分布圖前已選定軸的材料為45鋼，正火處理，-1=60MPa。ca-1,故軸的強(qiáng)度不夠，應(yīng)考慮加大軸的直徑大小。若取截面B處的直徑為35mm，經(jīng)重新計(jì)算得出ca=23.04MPa, ca-1滿足強(qiáng)度要求。 7. 大帶輪軸承的校核大帶輪軸承采用6016型號(hào)的深溝球軸承，大帶輪軸的負(fù)載最大，因此，只需校核該軸軸承的壽命，如該對(duì)軸承滿足壽命要求，那么其他軸承也應(yīng)滿足壽命要求。（1）6016型號(hào)軸承的C=16200N，C0=11800N（2）軸承的預(yù)期計(jì)算壽命Lh=20000h（3）由上述求軸的負(fù)載時(shí)已求得:FNH1=2915NFNH2=-177N

30、FNV1=-399NFNV2=213NFNV2=123N則可以求得兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2。計(jì)算過程如下：（4） 求兩軸承的計(jì)算軸向力Fa1和Fa2，軸承的受力分析如圖4所示。 圖6 軸承的受力分析 對(duì)于70000C型軸承，按機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7，軸承的派生軸向力Fd=eFr,e值由Fa/C0確定。但現(xiàn)軸承軸向力Fa未知，故取e=0,4，因此可估算：Fd1=0.4Fr1=0.42942=1177NFd2=0.4Fr2=0.4277=111NFae=FV2=123(方向與FNV2相反)按機(jī)械設(shè)計(jì)式（13-11）得：Fa1=Fd1=1177=1177NFa2=Fd1Fae=1177-123

31、=1054NFa1/ C0=1177/26800=0.0439Fa2/ C0=1054/26800=0.0392進(jìn)行插值計(jì)算，得e1=1.415,e2=0.411。再計(jì)算：Fd1=e1Fr1=0.4152942=1221NFd2=e2Fr2=0.411277=114NFa1=Fd1=1221NFa2=Fd1Fde=1221121=1098NFa1/C0=1221/26800=0.0456Fa2/C0=1098/26800=0.0410兩次計(jì)算的Fa/C0值相差不大，因此確定e1=1.415,e2=0.410，F(xiàn)a1=1221N， Fa2=1098N。（5） 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2。因?yàn)椋?插值計(jì)算的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：對(duì)軸承1：X1=1，Y1=0對(duì)軸承2:0.44，Y1=1.044因軸承運(yùn)載中有中等沖擊載荷，取fp=1.5.則：P1=fp(X1Fr1Y1Fa1)=1.5(1294201221)=4413NP2=fp(X2Fr2Y2Fa2)=1.5(0.442771.0041098)=1836N(6) 驗(yàn)算軸承壽命。因?yàn)镻1P2，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算： (16)軸承的預(yù)期計(jì)算壽命Lh=283004=20000h.因LhLh，故所選軸承滿足要求。 8圖例圖1 打孔機(jī)三維實(shí)體模型圖2 打孔機(jī)三維實(shí)體模型（正）圖