臥式印刷機課程設(shè)計模板

臥式印刷機課程設(shè)計資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。目錄一、設(shè)計題目(1)工作原理(2)原始數(shù)據(jù)(3)設(shè)計任務(wù)二、總體方案設(shè)計(1)機構(gòu)選型及組合,機械傳動系統(tǒng)示意圖(2)執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖(3)基本機構(gòu)確定的計算機程序(4)電動機選擇(5)總傳動比計算及其分配三、減速器設(shè)計(一)減速器方案設(shè)計 (1)減速器方案簡圖 (2)減速器傳動比分配 (3)減速器運動動力參數(shù)計算 (二)傳動零件設(shè)計 (1)齒輪傳動設(shè)計計算 (2)帶傳動設(shè)計計算 (3)聯(lián)軸器的選擇 (三)軸系設(shè)計 (1)軸的設(shè)計計算 (2)軸強度校核計算 (3)軸承壽命計算 (4)鍵聯(lián)接校核四、設(shè)計感想五、附錄六、參考文獻一、設(shè)計題目臥式印刷機臥式印刷機用于鉛活版、銅鋅版、簡單套色等印刷項目,曾普遍用于小型印刷廠。(1)工作原理:其工作原理是復(fù)印原理,主要工序為:輸紙、涂墨、壓印、收紙等,如圖1-1所示。印版裝在活動版臺上,紙張由紙筒攜帶,由收紙輥拉出,并經(jīng)過壓印滾筒在印版上作純滾動和施加的壓力來完成印刷作業(yè),滾筒與收紙輥間歇轉(zhuǎn)動。在壓印咬合之前,涂墨膠輥與版臺接觸把墨涂到印版上,在涂墨過程完成后,涂墨膠輥抬起,并與排墨鋼棍接觸進行吸墨過程。壓印從紙張的咬口開始到紙張的末尾漸次進行。壓印過程持續(xù)整個工作行程的一段時間,印張在壓印過程的每一瞬間只有一個狹長的條形面積與印版接觸。壓印過程中滾筒與版臺之間無相對滑動,且收紙輥;版臺在壓印區(qū)內(nèi)低速壓印且速度波動較小。在壓印完成后,滾筒和收紙輥一并抬起,到達一定的高度時,已經(jīng)壓印完成的紙張將會被安裝在一定高度上的裁紙刀裁斷。在壓印好的紙張被裁斷之后,落在翻紙桿上,翻紙桿將會翻轉(zhuǎn)一百八十度將紙翻壓在托紙臺上。如圖1-2,電動機D經(jīng)減速系統(tǒng)J減速后,動力分別由傳動機構(gòu)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ輸出。傳動系統(tǒng)Ⅰ驅(qū)動滾筒與收紙輥以紙筒為圓心做擺動,Ⅱ驅(qū)動版臺作往復(fù)直線運動,Ⅲ驅(qū)動翻紙機構(gòu)作翻紙運動,Ⅳ驅(qū)動鋼滾單向轉(zhuǎn)動完成排墨,Ⅴ驅(qū)動擺動(上擺,膠滾與鋼滾接觸吸收油墨;下擺,膠滾與版臺接觸完成涂墨)。(2)原始數(shù)據(jù)滾筒直徑約230mm,版臺行程=730mm,壓印段長度=440mm;翻紙轉(zhuǎn)角=180°(或取紙轉(zhuǎn)角=42°);排墨轉(zhuǎn)角=45°;BC桿擺角=38°;版臺重量=1500N;壓印段工作阻力=0.5kN;版臺行程速比系數(shù)=1.05;機器運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)許用值=0.03;主傳動機構(gòu)許用壓力角=40°,輔傳動機構(gòu)許用壓力角=70°;印刷機生產(chǎn)率張/小時;電動機轉(zhuǎn)速=940r/min;電動機功率儲備系數(shù)=1.2。(3)設(shè)計任務(wù)1．設(shè)計減速系統(tǒng)①設(shè)計減速傳動系統(tǒng)。電動機轉(zhuǎn)速=940r/min,要減到工作頻率(生產(chǎn)率),試確定傳動方案及各級減速傳動比的大小,繪制傳動簡圖。說明機器的過載保護裝置。②設(shè)計齒輪傳動。若減速系統(tǒng)采用了齒輪傳動,按等強度或等壽命條件設(shè)計齒輪傳動,繪制齒輪傳動嚙合圖。編寫程序計算基本幾何尺寸,驗算重合度、小輪齒頂厚度、不根切條件及過渡曲線不干涉條件。2．設(shè)計滾筒、收紙輥傳動、擺動系統(tǒng)(傳動系統(tǒng)Ⅰ)①設(shè)計運動方案,繪制機構(gòu)示意圖。②設(shè)計機構(gòu)尺寸,繪制機構(gòu)運動簡圖。③機構(gòu)運動分析,打印結(jié)果數(shù)表,繪制輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度圖。3．設(shè)計鉛版?zhèn)鲃酉到y(tǒng)(傳動系統(tǒng)Ⅱ)①運動方案設(shè)計,繪制機構(gòu)示意圖。②機構(gòu)尺寸設(shè)計,繪制機構(gòu)運動簡圖。③機構(gòu)運動分析,打印結(jié)果數(shù)表,繪制輸出構(gòu)件的位移、速度、加速度圖。④機構(gòu)受力分析,打印結(jié)果數(shù)表,繪制等效驅(qū)動力矩、阻力矩圖。⑤設(shè)計飛輪轉(zhuǎn)動慣量,確定電動機功率。⑥若對行程進行調(diào)節(jié),請繪制可調(diào)行程的機構(gòu)簡圖。并就實現(xiàn)行程變化的參數(shù)對機構(gòu)進行運動分析和受力分析,輸出必要的圖表,得出對比結(jié)論。4．設(shè)計翻紙系統(tǒng)(傳動系統(tǒng)Ⅲ):①設(shè)計運動方案,繪制機構(gòu)示意圖。②設(shè)計機構(gòu)尺寸,繪制機構(gòu)運動簡圖。③機構(gòu)運動分析,打印結(jié)果數(shù)表,繪制輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度圖。5．設(shè)計排墨、涂墨系統(tǒng)(傳動系統(tǒng)Ⅳ):①設(shè)計運動方案,繪制機構(gòu)示意圖。②設(shè)計機構(gòu)尺寸,繪制機構(gòu)運動簡圖。③機構(gòu)運動分析,打印結(jié)果數(shù)表,繪制輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度圖。二、總體方案設(shè)計(1)機構(gòu)選型及組合,機械傳動系統(tǒng)示意圖(一)滾筒的系統(tǒng)的設(shè)計滾筒屬于印刷過程,依據(jù)純滾動,施與版臺壓力完成印刷功能。滾筒是間歇運動,在印刷結(jié)束時滾筒在凸輪的作用下向上運動,使?jié)L筒與版臺分離,版臺便于做回程運動。版臺的部分與滾筒的部分是依靠齒輪傳動,為了保證版臺與滾筒的邊緣同速,保證印刷質(zhì)量。方案一:經(jīng)過滾筒與版臺之間的摩擦來達到滾筒與收紙輥的間歇回轉(zhuǎn)運動。要求:滾筒固定,版臺左右間歇運動,同時上下運動。原理:當(dāng)版臺運動到一定的位置時,經(jīng)過凸輪把版臺抬起與滾筒接觸,經(jīng)過摩擦力使?jié)L筒轉(zhuǎn)動,并帶動收紙輥的轉(zhuǎn)動,使得滾筒與版臺之間實現(xiàn)純滾動的效果。設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn):版臺的重量很大,如果用凸輪把版臺托起的話,那會需要很大的作用力,同時也會有很大的反作用力,這樣會造成凸輪需要很大的扭矩,同時也會對凸輪造成很大的磨損,這樣就會造成在途輪上浪費很多不必要的功,同時大大的降低了凸輪的壽命,造成機器壽命短。單純地依靠摩擦力來保證滾筒和版臺之間純滾,是不可能的,滾筒由原來靜止到和版臺一樣的速度,必須有一個加速過程,這個過程中版臺和滾筒之間將會出現(xiàn)相對滑動,這樣就會出現(xiàn)紙張撕壞,墨跡不均,嚴重影響了紙張的印刷質(zhì)量。方案一機構(gòu)運動簡圖圖2-1方案二:經(jīng)過滾筒與版臺之間經(jīng)過齒輪與齒條嚙合來達到滾筒與收紙輥的間歇回轉(zhuǎn)運動。要求:滾筒做在凸輪的作用下以紙筒的中心為圓心做上下擺動。滾筒的端面上有齒輪,且齒輪的分度圓直徑與滾筒直徑相同。版臺的側(cè)面上裝有齒條,切齒條與齒輪呈剛好嚙合。收紙輥的線速度與滾筒的線速度相同。下面是機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖圖2-2機構(gòu)立體圖圖2-3齒輪參數(shù)模數(shù)尺高紙筒直徑滾筒齒輪圓直徑惰輪直徑收紙輥齒輪直徑818200240100120運動循環(huán)圖:圖2-4上升距離隨角度的變化上升距離隨角度的變化速度隨角度的變化速度隨角度的變化圖2-5圖2-6加速度隨角度的變化加速度隨角度的變化圖2-7(二)翻紙機構(gòu)方案確定(1)曲柄搖桿擺桿機構(gòu)原理:經(jīng)過一個缺少部分齒的齒輪,來帶動曲柄所在的齒輪,曲柄經(jīng)過滑塊帶動搖桿的擺動,搖桿經(jīng)過滑塊帶動翻紙桿的擺動。要求:(1)大齒輪有齒的部分弧長與曲柄所在的齒輪的周長相同,即要求,大齒輪有的齒數(shù)與曲柄所在的小齒輪的齒數(shù)相同。(2)搖桿的兩個極限位置所在的高度應(yīng)與翻紙桿的中心位置高度相同。且翻紙桿的位置應(yīng)在兩極限位置所呈的角的角平分線上。機構(gòu)運動簡圖圖2-8運動循環(huán)圖:圖2-9參數(shù):齒輪模數(shù)(m)大齒輪直徑R2小齒輪直徑R1搖桿長L1中心距h1中心距h2曲柄長L2角度B5156.5100115.4505025130涉及計算:大齒輪轉(zhuǎn)過的角度＜a;小齒輪轉(zhuǎn)過的角度＜b;擺桿轉(zhuǎn)過的角度＜c;翻桿轉(zhuǎn)過的角度＜d;翻桿角速度w翻桿的角加速度k一個周期內(nèi),當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)過的角度小于130度時,對其它的構(gòu)件無影響。當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)過的角度大于130度時:＜b=(＜a-130)*360/230;＜c=30-asin(25*sin((60+＜b)*PI/180)/(sqrt(25*25+50*50-2*25*50*cos((60+＜b)*PI/180))))*180/PI;＜d=90-asin((100*sin((30-＜c)*PI/180))/(sqrt(115.4*115.4+100*100-2*115.4*100*cos((30-＜c)*PI/180))))*180/PI-30+＜c;w=(＜dn+1-＜dn)*200/(＜an+1-＜an)k=(wn+1-wn)*200/(＜an+1-＜an)擺桿的弧度計算機程序以及運行結(jié)果見附錄擺桿的弧度圖2-10翻桿轉(zhuǎn)過的弧度圖2-11:角速度圖像角速度圖像角加速度圖像:圖2-12角加速度圖像圖2-13由于此機構(gòu)的角速度,角加速度的值過大,且變化的幅值也非常大,因此此機構(gòu)不合理。(2)曲柄搖桿齒輪機構(gòu)原理:經(jīng)過一個缺少部分齒的齒輪,來帶動曲柄所在的齒輪,曲柄經(jīng)過滑塊帶動搖桿齒輪條的擺動,搖桿齒輪條經(jīng)過齒輪嚙合帶動翻紙桿的擺動。要求:大齒輪有齒的部分弧長與曲柄所在的齒輪的周長相同,即要求,大齒輪有的齒數(shù)與曲柄所在的小齒輪的齒數(shù)相同。搖桿齒輪條上的齒數(shù)應(yīng)與翻桿半齒輪的齒數(shù)相同翻桿半齒輪的位置應(yīng)在兩極限位置所呈的角的角平分線上。且處于無變動嚙合狀態(tài)。機構(gòu)運動簡圖圖2-14運動循環(huán)圖:圖2-15參數(shù):模數(shù)大齒輪直徑小齒輪直徑曲柄長度搖桿齒條半徑翻桿齒輪半徑角度5156.5100259030130涉及計算:大齒輪轉(zhuǎn)過的角度＜a;小齒輪轉(zhuǎn)過的角度＜b;搖桿(搖桿齒條)轉(zhuǎn)過的角度＜c;半齒輪轉(zhuǎn)過的角度＜d;翻桿角速度w翻桿的角加速度k一個周期內(nèi),當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)過的角度小于130度時,對其它的構(gòu)件無影響。當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)過的角度大于130度時:＜b=(＜a-130)*360/230;＜c=30-asin(25.0*sin((60+＜b)*PI/180)/(sqrt(25*25+50*50-2*25*50*cos((60+＜b)*PI/180))))*180/PI;＜d=＜c*180/60;w=(＜dn+1-＜dn)*200/(＜an+1-＜an)k=(wn+1-wn)*200/(＜an+1-＜an);計算機程序及運行結(jié)果見附錄運行結(jié)果的圖表分析擺桿的弧度圖像擺桿的弧度圖像圖2-16翻桿轉(zhuǎn)過的角度圖像翻桿轉(zhuǎn)過的角度圖像圖2-17翻桿角速度圖像翻桿角速度圖像圖2-18翻桿角加速度圖像翻桿角加速度圖像圖2-19涂墨排墨系統(tǒng)原理:(1)經(jīng)過有部分齒的齒輪來帶動排墨鋼輥的間歇轉(zhuǎn)動。(2)經(jīng)過凸輪來到帶動涂墨膠輥的上下擺動。要求:凸輪在上極限位置時,涂墨膠輥剛好與排墨鋼輥接觸,凸輪在下極限位時涂墨膠輥剛好與版臺相接觸。機構(gòu)簡圖涂墨圖2-20機構(gòu)見圖排墨圖2-21主要參數(shù):CD桿長lCD/mm桿CD最大擺角φ齒輪直徑d/mm模數(shù)mzAZB凸輪基圓R/mm滾子R/mm25038°10044255018周期:T=1.8s圖2-22圖2-23圖2-24版臺機構(gòu)的選型方案一、凸輪機構(gòu):考慮到版臺的運動比較復(fù)雜,需要有勻速和急回,而凸輪能滿足這樣的條件,設(shè)計如下方案運動簡圖圖2-25這個方案的優(yōu)點是能夠設(shè)計凸輪輪廓線來實現(xiàn)版臺的勻速來實現(xiàn)版臺的勻速、急回運動。缺點是需要一根很長、質(zhì)量很高的彈簧,實際運動中彈簧容易疲勞失效,且凸輪需要設(shè)計的很大,此方案的成本很高。方案二、六桿機構(gòu)比較簡單,便于加工制造,有急回特性和擴大行程的作用。但由于機構(gòu)構(gòu)件數(shù)較多,機構(gòu)的剛性差,不適用于高速,且機構(gòu)的運動分析較為復(fù)雜。運動簡圖圖2-26方案三、曲柄滑塊-齒輪齒條組合機構(gòu)此機構(gòu)由曲柄滑塊機構(gòu)和齒輪齒條機構(gòu)組合而成,下齒條固定,上齒條和版臺鏈接,版臺的速度是滑塊的兩倍。機構(gòu)有急回特性,且經(jīng)過齒輪齒條擴大了行程,從而可減小曲柄滑塊的尺寸。運動簡圖圖2-27方案四、曲柄搖桿-齒輪齒條組合機構(gòu)經(jīng)過搖桿的擺動來控制齒輪的左右移動,不同于上面的曲柄滑塊-齒輪齒條機構(gòu),其不宜用于高速。機構(gòu)分析計算較為復(fù)雜。曲柄會承受較大的力,對材料有一定的要求,成本較高。運動簡圖圖2-28方案五、凸輪-搖桿組合機構(gòu)運動簡圖圖2-29此機構(gòu)為凸輪和搖桿的組合,經(jīng)過設(shè)計凸輪輪廓線可滿足版臺的勻速和急回要求,可是機構(gòu)對于搖桿的強度要求較高,會增大成本。具體尺寸的計算經(jīng)過綜合考慮和計算版臺機構(gòu)選擇曲柄滑塊-齒輪齒條組合機構(gòu),具體尺寸如下:曲柄:182.5mm連桿:233mm偏心距:0mm由機構(gòu)的特性可知版臺的速度是滑塊速度的兩倍,由此求得:運動簡圖圖2-30以曲柄角度為X軸做出如下三個曲線(1)位移曲線圖2-31(2)速度曲線圖2-32(3)加速度曲線圖2-33綜上所述的的不同方案,每種方案能夠得到一種最佳方案如圖示:圖2-34工作順序如圖2-28。滾筒的工作時序圖(A-F):E-F-A-B,階段滾筒與收紙輥轉(zhuǎn)過一定的高度與版臺接觸,B-C階段,滾筒做持續(xù)回轉(zhuǎn)運動,持續(xù)印刷,C-D階段滾筒與收紙輥轉(zhuǎn)過一個角度上升,與版臺之間分離,并在階段的中間時刻切斷紙張,D-E階段紙筒和收紙輥保持與版臺分離的狀態(tài)。

版臺運動時序(K-M):K-L階段版臺工作行程,L-M階段,版臺回程。

翻紙機構(gòu)時序(G-J):G-H階段翻紙桿停留等待紙張的送入,在紙張切斷以后(H-I)階段,翻紙桿將上面的紙張放轉(zhuǎn)到托紙臺上,(I-J)階段翻紙桿回程回到初始位置。

涂墨膠輥運動時序(N-R):(N-O)階段涂墨膠輥與版臺接觸進行涂墨,(O-P)階段膠輥轉(zhuǎn)過一定的角度與排墨鋼輥接觸,(P-Q)階段膠輥在排墨鋼輥上吸收墨汁,(Q-R)階段膠輥下降一定的角度將進行下一次的涂墨。

排墨鋼輥運動行程(S-V):U-V-S-T階段排墨鋼輥保持不動,T-U階段鋼棍轉(zhuǎn)動排出墨汁。機構(gòu)運動循環(huán)圖圖2-35電機選擇及總傳動比計算及其分配:版臺運動的最大速度為:1.7m/s,一個周期內(nèi)版臺所需的功為:433.5J在壓印階段所需的額外功為:500*0.4=200J,因此,一個周期內(nèi)版臺所需的總功為:200+433.5=633.5J,一個周期的時間為:1.8s,因此:平均功率為:633.5/1.8=352w。取版臺功率占印刷機的總功率的0.6,能夠得到印刷機消耗的總功率為586w取傳動效率為0.9,則電機輸出的功率為651w。因此可選電機為Y90S-6電機功率為0.75KW,轉(zhuǎn)速為:910r/min。因為(940-910)/940=3.2%<5%,可用。傳動比的計算與分配:印刷機生產(chǎn)率張/小時,電動機轉(zhuǎn)速=940r/min;總傳動比i=940/(/60)=28.2設(shè)計分配傳動比為1.7625*4*4,即帶輪傳動比為1.7625,二級減速器內(nèi)兩級減速傳動比都是4.三、減速器設(shè)計減速器方案簡圖圖3-1帶傳動設(shè)計計算(1)計算功率Pc由參考資料(1)表11.3查得KA=1.4Pc=KA*P=1.05KW(2)選擇帶的型號根據(jù)Pc=1.05KW,n1=300r/min由參考資料(1)圖11.11初選帶型為A型帶(3)選取帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2由參考資料(1)表11.4選取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=125mm,設(shè)滑動系數(shù)為1%dd2=(1-1%)dd1×i=387.3mm由參考資料(1)表11.4選取大帶輪直徑400mm驗算帶速,帶速為:6.15m/s在5—25范圍內(nèi),帶速適合(5)確定中心距和帶長在0.7(dd1+dd2)和2(dd1+dd2)范圍內(nèi),初選為:600mm,可得帶長a=2055mm由參考資料(1)圖11.10選取A型帶的標(biāo)準(zhǔn)長度Ld=mm可得實際中心距為571mm(6)驗算小帶輪包角a=172>120(7)確定帶的根數(shù)Z因為小帶輪直徑為125mm,帶速為6.15m/s,傳動比為3.13由參考資料(1)表11.6查得P0=1.40Kw,由參考資料(1)表11.8查得datP=0.11Kw。由參考資料(1)表11.10查得Ka=0.984;由參考資料(1)表11.11查得KL=1.03因此帶的根數(shù)為0.9取1根。(8)確定初拉力F=135.3N(9)計算帶輪軸所受的壓力:FQ=270N聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸徑φ16,選擇聯(lián)軸器ZL1Y型軸孔長度42mm減速器的設(shè)計計算高速軸及其齒輪設(shè)計軸選擇材料為45鋼,已知電動機功率0.75kw,轉(zhuǎn)速為n=533.33r/min,經(jīng)過帶傳動,出入功率為P=0.75*0.96=0.72kw,選A=125,有dmin=A(p/n)1/3=13.8,因此dmin取16mm,為與帶連接的部分,接下來經(jīng)過直徑為18mm的階梯軸連接軸承,軸承小徑取20mm,查找機械零件手冊第五版(周開勤主編)軸承選擇7204c,選擇角接觸軸承是為了要承受軸向力的緣故。根據(jù)7204c查得da=26mm,經(jīng)過一個直徑為26mm的階梯軸與齒輪軸相連,然后在經(jīng)過直徑26的階梯軸與直徑24的軸相連。根據(jù)軸徑18,在工程圖學(xué)第二版(魯屏宇主編)附表11選擇鍵5*5*30.軸齒輪法向模數(shù)去2,傳動比為i=4,z1=20,因此z2=i*z1=4*20=80,初選螺旋角B=10。,中心距a=105.Z1+z2=2acosβ/m=2*105*cos(10.)/2=103.4取整為103d1=mz1/cosβ=2*20/cos(10.)=42.816mmd2=mz2/conβ=2*80/con(10.)=167.185β=arcosm(z1+z2)/2a=11.12’5”寬度b=fdd1=51.379圓整為55mm小齒輪b2=55,大齒輪b1=50.Z1=(z1+z2)/(1+i)=20.6圓整為21Z2=103-21=82中速軸及其齒輪設(shè)計選擇材料45鋼,傳動功率p=0.72*0.98=0.7056kw,轉(zhuǎn)速n=533.33/4=133.33r/min,選擇A=125,根據(jù)公式dmin=A(p/n)1/3=21.783,圓整25mm,選擇軸承7205c,查的da=31,經(jīng)過直徑為31mm的階梯軸頸連接軸齒輪,接下來再次經(jīng)過直徑為31mm的階梯軸徑連接大齒輪,然后過渡到直徑為25mm的軸連接軸承。其中大齒輪軸徑為28mm,在工程圖學(xué)第二版(魯屏宇主編)附表11選擇鍵5*5*30.第二對齒輪設(shè)計:選擇中心距a=130,法面模數(shù)取2,小齒輪齒數(shù)z1=25,大齒輪齒數(shù)z2=100,螺旋角β=12.Z1+z2=2acosβ/m=127.159圓整為127d1=mz1/cosβ=51.182d2=mz2/conβ=208.824β=arcosm(z1+z2)/2a=12.20‘21”寬度b=fdd1=61.4圓整為65mm小齒輪b2=70,大齒輪b1=65.Z1=(z1+z2)/(1+i)=25.4圓整為25Z2=127-25=102低速軸及其齒輪設(shè)計選擇材料為45鋼,傳動功率p=0.7056*0.98=0.6915kw,轉(zhuǎn)速n=133.33/4=33.33r/min,選擇A=125,根據(jù)公式dmin=A(p/n)1/3=34.346,圓整35mm,因此輸出接口直徑為35mm,經(jīng)過直徑為38mm的階梯軸徑,設(shè)計軸徑為40mm的軸承連接軸,選擇軸承7028c,查的da=43mm,接下來接直徑為43mm的齒輪軸,經(jīng)過直徑為47mm軸肩,接下來設(shè)計為直徑為40的軸承軸,中間有擋圈連接。根據(jù)齒輪軸徑43mm,在工程圖學(xué)第二版(魯屏宇主編)附表11選擇鍵12*8*55,輸出直徑35mm上,在工程圖學(xué)第二版(魯屏宇主編)附表11選擇鍵10*8*40.齒輪校核1高速級齒輪傳動校驗計算(1)主要參數(shù)和幾何尺寸模數(shù)Mn=2mm,齒數(shù)z1=20,z2=80選螺旋角β=11.12‘5”中心距為a=105尺寬b1=55,b2=50傳動比u=4精度等級7(2)齒輪的材料和硬度大小齒輪的材料為:45鋼,調(diào)制處理,齒面硬度為:229-286HRC,根據(jù)參考資料(1)圖9.55和9.58,取σHliml=σHlim2=600MpaσFlim1=σFlim2=200Mpa(3)許用應(yīng)力安全系數(shù)由參考資料(1)表9.15查得SF=1.25.設(shè)齒輪工作循環(huán)次數(shù)大于109次由參考資料(1)圖9.59查得YN1=0.88YN2=0.85齒輪應(yīng)力修正系數(shù)YST=2.0;由參考資料(1)圖9.60查得預(yù)取尺寸系數(shù)YX=1;許用應(yīng)力σFP1=σFlim1YN1YSTYX/SF=272MpaσPF2=σFlim2N2YSTYX/SF=309.1Mpa(4)小齒輪扭矩T1=9.55ⅹ106ⅹp/n=12892.58Nmm(5)載荷系數(shù)K圓周速度v=πd1n1÷(60×1000)=1.195m/s,由參考資料(1)圖9.44查得Kv=1.05按尺寬系數(shù)0.6,b=55mm由參考資料(1)表9.13查得KHβ=1.22b/h=b/(2.25mn)=12.22,由參考資料(1)圖9.46查得KFβ=1.20使用系數(shù)由參考資料(1)表9.11查得KA=1.0K=1.322(6)齒面接觸強度計算材料彈性系數(shù)ZE由參考資料(1)表9.14查得ZE=189.8節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH由參考資料(1)圖9.48查得ZH=2.45重合度由參考資料(1)圖9.49查得Zε=0.778螺旋角系數(shù)Zβ=0.988壽命系數(shù)ZN由參考資料(1)圖9.56查得ZN1=0.89,ZN2=0.90工作硬化系數(shù)ZW=1尺寸系數(shù)由參考資料(1)圖9.57查得ZX=1;安全系數(shù)由參考資料(1)表9.15查得SH=1.05許用接觸應(yīng)力σHp1=σHlimlZN1ZWZX/SH=508.57MpaσHp2=σHlim2ZN2WZX/SH=514.29Mpa取σHp=σHp1=508.57MpaσH=458.43<508.57Mpa滿足要求;2低速級齒輪傳動校驗計算(1)主要參數(shù)和幾何尺寸模數(shù)Mn=2mm,齒數(shù)z1=25,z2=100螺旋角B=12.20’21”中心距為a=130尺寬b1=70mm,b2=65mm傳動比u=4精度等級7(2)齒輪的材料和硬度大小齒輪的材料為:45鋼,調(diào)制處理,齒面硬度為:229-286HRC,根據(jù)參考資料(1)圖9.55和9.58,取σHliml=σHlim2=600MpaσFlim1=σFlim2=200Mpa(3)許用應(yīng)力安全系數(shù)由參考資料(1)表9.15查得SF=1.25,設(shè)齒輪工作循環(huán)次數(shù)大于109次由參考資料(1)圖9.59查得YN1=0.88YN2=0.85輪應(yīng)力修正系數(shù)YST=2.0;由參考資料(1)圖9.60查得預(yù)取尺寸系數(shù)YX=1;許用應(yīng)力sgmFP1=σFlim1YN1YSTYX/SF=272MpasgmPF2=σFlim2N2YSTYX/SF=309.1Mpa(4)小齒輪扭矩T1=9.55ⅹ106×p/n=198134.56Nmm(5)載荷系數(shù)K圓周速度v=πd1n1÷(60×1000)=0.3634m/s,由參考資料(1)圖9.44查得KV=1.2按尺寬系數(shù)0.6,b=65由參考資料(1)表9.13查得KHB=1.32b/h=b/(2.25mn)=14.44,由參考資料(1)圖9.46查得KFβ=1.35使用系數(shù)由參考資料(1)表9.11查得KA=1.0K=1.322(6)齒面接觸強度計算材料彈性系數(shù)ZE由參考資料(1)表9.14查得ZE=189.8節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH由參考資料(1)圖9.48查得ZH=2.55重合度由參考資料(1)圖9.49查得ZS=0.875螺旋角系數(shù)ZB=0.988壽命系數(shù)ZN由參考資料(1)圖9.56查得ZN1=0.89,ZN2=0.91工作硬化系數(shù)ZW=1尺寸系數(shù)由參考資料(1)圖9.57查得ZX=1;安全系數(shù)由參考資料(1)表9.15查得SH=1.05許用接觸應(yīng)力σHp1=σHlimlZN1ZWZX/SH=508.57MpaσHp2=σHlim2ZN2WZX/SH=514.29Mpa取σHp=σHp1=508.57MpaSgmH=560.36<508.57Mpa滿足要求;鍵的強度校核中速軸上鍵的校核:鍵的選擇根據(jù)簡單原則,選擇普通平鍵A型,b×h×L為8×7×40,材料為鋼,由參考資料(1)表15.10得,許用擠壓應(yīng)力[σp]=130Mpa,許用壓強[p]=50Mpa強度校核T=9.55ⅹ106×p/n=50539.86Nmmp=4T/dhl=32.23Mpa<50Mpa533.33鍵連接安全低速軸上鍵的校核:(1)鍵的選擇根據(jù)簡單原則,選擇普通平鍵A型,b×h×L為12×8×55,材料為鋼,由參考資料(1)表15.10得,許用擠壓應(yīng)力[σp]=120Mpa,許用壓強[p]=50Mpa(2)鍵的校核T=9.55ⅹ106×p/n=198113.29Nmmp=4T/dhl=45.35Mpa<50Mpa鍵連接安全高速軸的強度校核計算高速軸的相關(guān)數(shù)據(jù):產(chǎn)提供率P=0.72kW,轉(zhuǎn)速n=533.33r/min,斜齒圓柱齒輪傳動,齒輪寬b=55mm,齒數(shù)z=20,模數(shù)mn=2mm,螺旋角β=11。eq\o\ac(○,1)選擇軸的材料選擇軸的材料為45號鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,硬度為217-255HBS。有參考資料1表19.1查的堆成循環(huán)彎曲需用應(yīng)力[σ-1]=180MPa。eq\o\ac(○,2)初步計算軸徑根據(jù)參考資料1式19.3,取β=0,并由參考資料1表19.3選系數(shù)A=115,得dmin=13.99mm因為軸端需要安裝聯(lián)軸器需要開鍵槽,回消弱軸的強度。故取軸的直徑為16mmeq\o\ac(○,3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的布置,定位及軸的主要尺寸見裝配圖。eq\o\ac(○,4)軸上受力分析圖3-2圖3-3傳遞轉(zhuǎn)矩為T=9.55×106P/n=17190N.mm齒輪的圓周力Ft=2T/d=838.5N齒輪的徑向力Fr=Fttanα/cosβ=312N齒輪的軸向力Fa=Fttanβ=178.2N圖3-4水平面內(nèi)的支反力FHA=610.6NFHB=227.9N圖3-5垂直面內(nèi)的支反力FVA=264.7NFVB=47.3Neq\o\ac(○,5)計算軸的彎矩,并畫出彎矩圖計算截面C處的彎矩MH=lAC×FHA=30530N.mmMV1=lAC×FVA=13235N.mmMV2=MV1-Fa×d1/2=11809.4N.mm分別畫出垂直面和水平面的彎矩圖;矩并畫出其彎矩圖M1=33275.3N.mmM2=32734.3N.mm彎矩圖圖3-6軸承的校核:Fr1=610.6N,Fr2=227.9N,Fa=178.2N圖3-7根據(jù)工況,選軸承7204c查機械手冊Cr=14.5kNCo=8.22kN由參考資料(1)表17.8得fp=1.0計算附加軸向力Fs1,Fs2Fs=0.5FrFs1=0.5Fr1=305.3NFs2=0.5Fr2=113.95N計算軸承所受軸向載荷因為Fs1+Fa=483.5N>Fs2因此Fa2=Fs1+Fa=483.5NFa1=Fs1=305.3N計算當(dāng)量動載荷Fa1/C0=0.037由參考資料(1)表17.7得e1=0.56Fa1/Fr1=0.5<e1由參考資料(1)表17.7得X1=0.44Y1=1.01P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=496.56NFa2/C0=0.059由參考資料(1)表17.7得e2=0.43Fa2/Fr2=2.12>e2查表得X2=0.44Y2=1.30P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=728.82N軸承壽命計算因為P1<P2故Lh=106/60n(C/P)ε=2.46×105h四、設(shè)計總結(jié)十幾天的機械原理課程設(shè)計結(jié)束了,在這次實踐的過程中學(xué)到了一些除技能以外的其它東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化。這次課程設(shè)計我們組選的題目是設(shè)計一個臥式印刷機。由于理論知識的不足,再加上平時沒有什么設(shè)計經(jīng)驗,一開始的時候有些手忙腳亂,不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo),和同學(xué)們的熱情幫助下,我們找到了信心?，F(xiàn)在想想其實課程設(shè)計當(dāng)中的每一天都是很累的,臨答辯那兩天更是一直畫圖到深夜兩點才爬到床上去。有的同學(xué)更是選擇了一整夜的學(xué)習(xí)畫圖找資料。其實正向老師說得一樣,設(shè)計所需要的東西都在書上了,當(dāng)時自己老是想找到什么捷徑來完成這次任務(wù)?？墒菣C械設(shè)計的課程設(shè)計沒有那么簡單,你想copy或者你想自己胡亂蒙兩個數(shù)據(jù)上去來騙騙老師都不行,因為你的每一個數(shù)據(jù)都要從機械設(shè)計書上或者機械設(shè)計手冊上找到出處,不然的話就麻煩了。完美總是可望而不可求的,不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來,最終完成了我的任務(wù)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中觀點的不統(tǒng)一,意見的多樣化,讓我們頭腦脹大,關(guān)鍵是我們?nèi)绾翁幚碛龅降姆制?而不是一味的計較和埋怨.這不但僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對分歧大家要消除誤解,相互理解,增進了解,達到諒解…..可能很多問題沒有想象中的那么復(fù)雜,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因為畢竟我們的出發(fā)點都是很好的.本次課程設(shè)計由于時間的倉促,還有許多地方有不足之處。再加上課程設(shè)計選在臨近期末考試期間進行,就更顯得不是很人性話了?？墒瞧D難困苦玉汝于成,機械設(shè)計課程設(shè)計看來我是無法忘記的了。要永遠的記住一句話:態(tài)度決定一切。本次課程設(shè)計圓滿結(jié)束,感謝老師的細心教誨,感謝隊友的親切交流與配合,學(xué)到了課程的知識,懂得了交往的真諦,學(xué)得甚多。五、附錄翻桿機構(gòu)方案一的計算機源程序:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#definePI3.14149structjj{inta;floatb;floatc;floatd;floatw;floatk;floatl;floatp;}A[73];main(){FILE*fp; inti; fp=fopen("結(jié)果.txt","a");for(i=0;i<73;i++){A[i].a=i*5;if(i<=26){A[i].a=i*5;A[i].b=0;A[i].c=0;A[i].d=0;A[i].w=0;A[i].k=0;A[i].l=43.29;}else{ A[i].a=i*5; A[i].b=(A[i].a-130)*360/230.0; A[i].l=sqrt(25*25+50*50-2*25*50*cos((60+A[i].b)*PI/180)); A[i].c=30-asin(25.0*sin((60+A[i].b)*PI/180)/A[i].l)*180/PI; A[i].p=sqrt(115.4*115.4+100*100-2*115.4*100*cos((30-A[i].c)*PI/180)); A[i].d=90-asin((100*sin((30-A[i].c)*PI/180))/A[i].p)*180/PI-30+A[i].c;}}A[0].w=0;for(i=1;i<73;i++){A[i].w=(A[i].d-A[i-1].d)*40;}A[0].k=0;A[1].k=0;for(i=2;i<73;i++){A[i].k=(A[i].w-A[i-1].w)*40;}for(i=0;i<73;i++){printf("%4d,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%7.2f\n",A[i].a,A[i].b,A[i].c,A[i].d,A[i].w,A[i].k,A[i].l,A[i].p);fprintf(fp,"%4d,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%7.2f\n",A[i].a,A[i].b,A[i].c,A[i].d,A[i].w,A[i].k);}fclose(fp);}運行結(jié)果及圖表分析:大齒轉(zhuǎn)過角度擺桿的角度翻桿轉(zhuǎn)角翻桿的角速度翻桿的角加速度000005。。。0000。125000013000001350.5186160.0031480.1259125.0364951400.5050820.0169420.5517517.033511450.4847660.038310.8547412.119581500.4590430.066641.13321211.138891550.4289830.1018321.40765110.977541600.3954270.1442841.69810511.618181650.3590460.1949712.0274913.175381700.3203750.2556112.42559715.92431750.2798580.3289832.93485520.370321800.2378580.4194583.61901227.366281850.1946850.5338374.57514638.245331900.1506080.6824115.94298754.713651950.1058620.8793297.87669977.348482000.0606611.13833610.360399.343922050.0152061.4564512.7245394.56932210-0.030311.7940713.504831.21083215-0.07572.09497212.0361-58.7482220-0.120782.3323719.495956-101.606225-0.165332.5115087.165501-93.2182230-0.209132.6473365.433111-69.2956235-0.251942.7528324.219837-48.5309240-0.293492.8370163.367339-34.0999245-0.333442.9057682.750096-24.6897250-0.37142.9628562.283538-18.6623255-0.406913.0106611.912182-14.8542260-0.439393.0506261.59859-12.5437265-0.468113.083521.315781-11.3124270-0.492173.1095751.042182-10.9439275-0.51043.1285240.757956-11.369280-0.521323.1395670.441741-12.6486285-0.522993.1412380.066842-14.996290-0.512963.131124-0.40457-18.8563295-0.488163.105315-1.03239-25.1129300-0.4453.057219-1.92382-35.6572305-0.379812.974615-3.30414-55.2129310-0.290052.830585-5.76121-98.2828315-0.176482.549367-11.2487-219.5320-0.045621.901689-25.9071-586.3373250.090130.962211-37.5791-466.8793300.2163980.473116-19.5638720.6133350.3224930.252077-8.84154428.893400.4040.133084-4.75974163.27213450.4615320.063831-2.770179.585733500.4982020.024085-1.5898647.209553550.5177440.004027-0.8023331.501193600.523599-0.00185-0.2349722.69426翻桿機構(gòu)方案二的計算機源程序:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#definePI3.14149structjj{inta;floatb;floatc;floatd;floatw;floatk;floatl;floatp;}A[73];main(){FILE*fp; inti; fp=fopen("結(jié)果.out","a");for(i=0;i<73;i++){A[i].a=i*5;if(i<=26){A[i].a=i*5;A[i].b=0;A[i].c=0;A[i].d=0;A[i].w=0;A[i].k=0;A[i].l=43.29;}else{ A[i].a=i*5; A[i].b=(A[i].a-130)*360/230.0; A[i].l=sqrt(25*25+50*50-2*25*50*cos((60+A[i].b)*PI/180)); A[i].c=30-asin(25.0*sin((60+A[i].b)*PI/180)/A[i].l)*180/PI;A[i].d=A[i].c*3;}}A[0].w=0;for(i=1;i<73;i++){A[i].w=(A[i].d-A[i-1].d)*40;}A[0].k=0;A[1].k=0;for(i=2;i<73;i++){A[i].k=(A[i].w-A[i-1].w)*40;}for(i=0;i<73;i++){printf("%4d,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%7.2f\n",A[i].a,A[i].b,A[i].c,A[i].d,A[i].w,A[i].k);fprintf(fp,"%4d,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%6.2f,%7.2f\n",A[i].a,A[i].b,A