[機械畢業(yè)設(shè)計論文]軸承卡簧卷制機設(shè)計說明書

1、揚州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2007目錄1 前言12 彈簧的制造工藝22.1 彈簧材料的種類22.2 彈簧的制造工藝22.2.1冷成形彈簧的制造工藝22.2.2 熱成形彈簧的制造工藝43 軸承卡簧卷制機的工作原理63.1 自動卷簧機的介紹63.2軸承卡簧卷制機的工作原理63.3 軸承卡簧卷制機送線推力的計算74 軸承卡簧卷制機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計104.1電動機的選擇104.2計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比114.3 v帶傳動設(shè)計124.3.1帶傳動的特點124.3.2帶傳動設(shè)計124.4 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計144.4.1齒輪傳動的特點144.4.2齒輪傳動設(shè)計154.5 軸的強度和剛度校核174

2、.6總體結(jié)構(gòu)確定225 卷制裝置的設(shè)計225.1 扇形齒輪的設(shè)計225.2 傳動裝置的設(shè)計225.3 其它零件的設(shè)計236. solidworks建模24總結(jié)35參考文獻36致謝37附錄38如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq1961660126研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻表引文應(yīng)以原始文獻和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應(yīng)如實說明。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準確。偽注、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,

3、往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度。2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。3) 著錄參考文獻能起索引作用。4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。01 brown, h. d. teaching by principles: an interactive approach to language pedagogym. prentice hall regents, 1994.02 brown, j se

4、t al. situated cognition and the culture of learningj. educational reasercher, 1, 1989.03 chris, dede. the evolution of constructivist learning envi-ronments: immersion in distributed virtual worldsj. ed-ucational technology, sept-oct, 1995.學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在

5、答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。有資格申請學(xué)位并為申請學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國國家標準vdc 001.81、cb 7713-87號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻。”（斯蒂芬梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只

6、是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認識上升到理性認識。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為14-20天。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級別問題。國家沒有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系qq19616

7、60126摘要：本課題在分析了軸承卡簧卷制機的基本工作原理和特點應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對軸承卡簧卷制機的總體結(jié)構(gòu)和卷制裝置做了詳細的設(shè)計計算，完成了一套完整的機械設(shè)計過程，提高了卷簧機的性能，使得軸承卡簧生產(chǎn)自動化程度提高，生產(chǎn)效率更高 ，工人勞動強度下降。本課題的任務(wù)重點是軸承卡簧卷制機的總體設(shè)計和卷制裝置的設(shè)計。卷制裝置通過帶傳動和減速器的減速以及扇形齒輪將動力從電動機傳到卷制滾輪，利用一對或幾對上下滾輪的摩擦力推動鋼絲向右運動，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。該結(jié)構(gòu)屬于無芯卷制方式，整機運行性能較好，能滿足工件加工的速度及精度。為了實現(xiàn)該卡簧卷制機的運行要求，本課題使用扇形齒輪進行傳

8、動，經(jīng)過計算驗證，扇形齒輪可以保證滾輪傳動的精度要求，同時還可以通過扇形齒輪對切斷裝置進行傳動，使得機器整體結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟性提高。此外，通過更換不同齒數(shù)的扇形齒輪可以調(diào)節(jié)機器的送線長度，大大提高了卡簧卷制機工作的靈活性和通用性。關(guān)鍵詞：軸承卡簧；無芯卷制；扇形齒輪1前言本課題來源于南京市雙圓彈簧廠，彈簧作為通用基礎(chǔ)件，量大面廣，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟所有領(lǐng)域。由于使用環(huán)境、場合、功能各異，使各種彈簧的形狀和大小差別懸殊，品種繁雜。正因為彈簧本身的固有特征，生產(chǎn)彈簧投資不大，入門技術(shù)門檻不高，所以吸引了不少廠家投資于此。和先進工業(yè)化國家相比，我國彈簧行業(yè)總體技術(shù)水平要落后30年，缺乏自主的獨

9、立開發(fā)能力，大部分企業(yè)按來圖制。而工業(yè)的發(fā)展刺激了彈簧的需要，同時也對彈簧加工設(shè)備提出了更高的要求，以往的加工設(shè)備多為純機械式卷簧機，機構(gòu)復(fù)雜，而功能卻很單一，調(diào)試煩瑣，加工精度又難以保證。因此，為了高效的制造軸承卡簧，需要設(shè)計制造軸承卡簧卷制機，刻不容緩。目前彈簧制造基本分為有芯卷制和無芯卷制兩種方式，無芯卷制較傳統(tǒng)的有芯卷制方式有經(jīng)濟性好，生產(chǎn)效率高，工人勞動強度低等優(yōu)勢，已經(jīng)成為彈簧制造行業(yè)的主流制造方式。在此課題中設(shè)計的軸承卡簧卷制機采用無芯卷制方式。同時需要滿足以下幾點技術(shù)要求：a.軸承卡簧機卷制速度為30只/min，卡簧最大外徑：150mm，鋼絲尺寸：23；b.軸承卡簧卷制機應(yīng)能滿

10、足加工要求，保證加工精度；c.軸承卡簧卷制機應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單；d.軸承卡簧卷制機應(yīng)便于維修、調(diào)整。本課題需要首先需要完成總體設(shè)計：設(shè)計軸承卡簧卷制機的總體結(jié)構(gòu)，安裝尺寸，確定機器的傳動方式和工作原理，分配各級傳動裝置的傳動比，同時根據(jù)需要的生產(chǎn)量確定機器的工作參數(shù)。其次，在完成總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，需要進行卷制裝置設(shè)計：設(shè)計軸承卡簧卷制機的卷制裝置機構(gòu)，利用扇型齒輪結(jié)構(gòu)進行傳動，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比準確，并能保證進給量準確，高效率，低功耗，平穩(wěn)運行，具有良好的性能價格比。2彈簧的制造工藝2.1彈簧材料的種類彈簧主要在動載荷作用下工作，因此，要求彈簧材料具有高的抗拉強度極限、屈服極限、彈性

11、極限和疲勞極限，同時要求具有高的沖擊韌性和塑性。在特殊條件下使用的彈簧，如在高溫、低溫、腐蝕介質(zhì)中及衡器儀表上使用的彈簧，除上述要求外，還要求具有耐熱、防蝕、導(dǎo)電、防磁、耐低溫以及恒彈性等性能。因此設(shè)計彈簧時，選擇合適的材料是一項技術(shù)性很強的工作。彈簧材料的種類繁多，目前大量使用的是彈簧鋼，其次是具有特殊性能的彈簧材料，如不銹耐酸鋼、耐熱鋼（合金）、銅合金、鎳合金以及橡膠、塑料等。按交貨狀態(tài)，金屬材料也可分為熱軋和冷拉兩類。熱軋材包括圓鋼、扁鋼、梯形鋼和鋼板等。熱軋鋼的規(guī)格和尺寸公差較大，表面質(zhì)量較差，一般用于疲勞性能要求不高的低應(yīng)力彈簧或截面尺寸較大的重型彈簧。冷拉（軋）材又分以下幾種類型：

12、a.在成材過程中經(jīng)過強化加工的絲材和帶材。這類材料在彈簧冷成形后不需要淬火，只需進行消除內(nèi)應(yīng)力回火處理。如冷拉碳素彈簧鋼絲、油淬火回火鋼絲、冷軋不銹鋼帶等。b.在成材后以退火或高溫回火狀態(tài)供應(yīng)，這類材料在彈簧冷成形后需進行淬火、回火處理。如合金彈簧鋼絲、異形鋼絲，馬氏體不銹鋼絲以及彈簧和工具鋼冷軋帶等。c.冷拉圓鋼，直徑一般在7-25mm，表面質(zhì)量較高，主要用于疲勞壽命要求高、使用應(yīng)力較大的大、中型彈簧。這種材料以光亮退火或冷拉狀態(tài)供貨，彈簧經(jīng)熱成形后需進行調(diào)質(zhì)處理。如冷拉合金彈簧鋼。2.2彈簧的制造工藝彈簧的種類較多，形狀各異，精度要求不同，生產(chǎn)批量不等，因而制造方法也就有所不同。彈簧的制造

13、方法根據(jù)成形工藝的不同可分為冷成形和熱成形兩種。當彈簧材料尺寸較小，在常溫下成形的，稱為冷成形；當彈簧材料尺寸較大，需將材料加工之后成形的，稱為熱成形。2.2.1冷成形彈簧的制造工藝冷卷螺旋彈簧所用的材料，大致為直徑0.1-14mm的鋼絲和圓鋼，或邊長小于10mm的異形鋼絲和方鋼，或相近尺寸的鋼帶和扁鋼。材料的供應(yīng)狀態(tài)通常為兩大類，一類為硬狀態(tài)，其本身已具有彈簧所需要的機械性能，成形后只需消除應(yīng)力回火；另一類為退火狀態(tài)成形后尚需淬火和回火才能獲得所需要的性能。制造冷卷螺旋彈簧的基本工藝過程：當用成形后不需淬火處理的材料制造時為：卷簧，去應(yīng)力回火、支承端部或端面加工、立定或強壓處理、去毛刺或倒角

14、、檢驗、防腐處理。當用成形后需淬火處理的材料制造時，與以上所不同的主要是成形后要進行淬火、回火處理，支承端部的加工有時需要正火，其他工序基本相同。a.卷簧 卷簧是彈簧卷制成形的簡稱，是彈簧制造過程的主要工序，卷制的方法和精度決定著彈簧的幾何尺寸、性能、材料的利用率和生產(chǎn)效率。彈簧的卷制設(shè)備一般分無芯軸卷簧機和有芯軸卷制機兩種。下面分別敘述有芯軸和無芯軸卷簧。a.有芯軸卷簧 有芯軸卷簧多用于中、小批量的生產(chǎn)和專門設(shè)計、有特殊要求的彈簧。在大批量生產(chǎn)中，這種方法也用于卷制扭簧和一些拉伸螺旋彈簧。芯軸裝在主軸的卡盤上與主軸一起旋轉(zhuǎn)。主軸通過掛輪及送進絲杠使彈簧材料的送進裝置在床身上左右移動，將彈簧材

15、料緊緊的繞在芯軸上卷制成彈簧毛坯。壓縮螺旋彈簧支承圈的并圈則是通過自動并圈裝置或機床開合螺母手柄的操縱來實現(xiàn)。卷制方式有單個卷制和多個連續(xù)卷制兩種：單個卷制一般用于條料制造的彈簧以及扭轉(zhuǎn)、拉伸和油封彈簧等。多個連續(xù)卷制是一次卷成一串螺旋圈，然后再按尺寸分別切斷成單個彈簧。卷簧屬于彎曲成形。在成形時，材料的外層縱向產(chǎn)生彈塑性拉伸變形，而內(nèi)層縱向產(chǎn)生彈塑性壓縮變形；在中性層兩側(cè)的某個范圍內(nèi)則為純彈性變形，彈性變形范圍隨相對彎曲半徑的加大而增大。但是，在載荷解除后由于中性層兩側(cè)純彈性變形的恢復(fù)，以及內(nèi)外層縱向總變形中彈性變形部分的恢復(fù)，而使零件的彎曲半徑發(fā)生改變，內(nèi)彎曲半徑與芯軸尺寸不一致，這種現(xiàn)象

16、就是通常所說的回彈。為了在冷成形后得到所要求的形狀尺寸精度，在彈簧設(shè)計、工藝裝置設(shè)計和編制工藝規(guī)程時，必須準確地掌握不同材料的各類彈簧在成形時的回彈量。影響回彈量的因素很多，主要有材料的機械性能、旋繞比和工藝裝置等。b.自動卷簧機卷簧（無芯軸卷簧）該部分內(nèi)容見第三部分。b.去應(yīng)力回火 去應(yīng)力回火通常簡稱為回火，有時也稱為低溫退火或低溫回火。其目的主要是為了消除金屬絲冷加工和彈簧卷繞成形時所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。它可以顯著地改善冷成形彈簧的機械性能和使用特性穩(wěn)定彈簧的尺寸，提高彈簧的疲勞壽命。對于鉛淬火冷拉鋼絲和冷拉青銅絲，在消除應(yīng)力的同時，還可提高金屬絲的彈性極限和硬度。若將彈簧給予一定的變形，裝在夾

17、具上進行回火，則不但可以調(diào)整彈簧制造中的尺寸，而且能有效地減少使用中的蠕變?；鼗疬^程將引起彈簧直徑、長度和圈數(shù)的變化，通常稱為回火變形量。其大小與材料的類別、尺寸，旋繞比及卷簧的情況有關(guān)。一般來說，用碳素彈簧鋼絲、琴鋼絲、油淬火回火鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑縮小，用青銅絲和不銹鋼絲卷制的彈簧，回火后外徑增大。回火變形量與旋繞比成正比。在制訂工藝時一般應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗公式或圖表對變形量作一大略的估計，然后根據(jù)卷簧和校正的情況確定出去應(yīng)力回火規(guī)范，將回火變形量控制在預(yù)期的范圍內(nèi)。c.壓縮彈簧兩端面的磨削 為了使彈簧能直立、與支承座接觸良好、減少繞曲和具有較均勻的壓力，冷卷彈簧的兩端面一般要進行磨削加工，

18、簡稱為磨簧。磨簧加工后要求磨平部分不少于圓周長的3/4，端頭厚度不小于金屬絲直徑的1/8。普通圓柱螺旋彈簧的端面光潔度不低于3，并應(yīng)保證有良好的端面不平度及軸線與兩端面的不垂直度。彈簧應(yīng)根據(jù)彈簧生產(chǎn)批量的大小來選擇設(shè)備和操作方式。手工方式磨簧所用的設(shè)備，通常是普通砂輪機再加以適當?shù)膴A具和輔助工具。設(shè)備和工裝都比較簡單，但勞動強度大、生產(chǎn)率低因此適用于品種多、批量小的生產(chǎn)。在大批量的生產(chǎn)中，則采用彈簧端面磨床機磨削彈簧的端面。d.校正加工 壓縮螺旋彈簧在端面磨削結(jié)束后，如果彈簧的自由高度、不垂直度、節(jié)距、外徑等未達到技術(shù)文件所規(guī)定的偏差時，則往往需要校正加工。拉伸和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧也有類似的整形加工

19、。校正操作目前一般還處于手工或半手工作業(yè)狀態(tài)。常用的工具是：金屬絲在4mm以上的彈簧，多用手板壓力機和劈距機等；金屬絲在4mm 以下的彈簧，則多用具有鍥形刃口的專用刀具和專用鉗子等。校正加工就是利用這些工具使彈簧局部產(chǎn)生塑性變形，以達到圖紙所要求的尺寸。e.扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的成形工藝 其工藝和壓縮、拉伸螺旋彈簧基本相同，不同的亦僅是端部的加工。在小批量生產(chǎn)和支腿比較復(fù)雜的情況下，多采用手工、或半自動的有芯軸卷簧法成形，但需留出支腿的長度。在大批量生產(chǎn)時，則在直尾卷簧機和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧專用機上卷制。這兩種成形方法多用于支腿比較簡單的情況。2.2.2熱成形彈簧制造工藝的當彈簧所用鋼材的圓形截面直徑大于1

20、2mm、矩形截面邊長大于10mm、或相近尺寸的扁鋼時，一般采用熱成形制造工藝。對于彈簧旋繞比小于5、材料直徑大于7mm的冷拉合金圓鋼，當退火軟化程度不能滿足冷卷要求時，也可采用熱成形制造工藝方法。大型螺旋彈簧，板彈簧和扭桿彈簧等大多采用熱成形制造工藝方法。熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程一般為：下料、料頭鍛扁、加熱、卷繞成形、熱處理、噴砂或噴丸、立定處理或強壓處理、端面加工、檢驗、表面防腐處理。以上工藝流程可根據(jù)材料狀態(tài)、設(shè)備條件、加工方法和技術(shù)要求等進行適當?shù)恼{(diào)整。a.下料 在下料之前，必須按國家標準，對材料的化學(xué)成分、機械性能、截面尺寸、表面質(zhì)量、硬度和脫碳等項目進行檢驗。并按爐號、規(guī)格分批投入

21、下料車間。對于大批量生產(chǎn)的彈簧材料，可要求供料廠按定尺或倍尺供應(yīng)，這樣即可省去下料工序，又降低材料消耗。b.料頭鍛扁 彈簧材料在卷制前，端部鍛扁是為了減少成形后端圈的磨削加工量。鍛扁的長度按下式計算： （2-1）c.加熱、卷繞成形 加熱卷繞主要是利用材料在高溫時強度低、塑性好的特性，使成形容易進行。加熱溫度應(yīng)根據(jù)熱加工規(guī)范確定。加熱時間應(yīng)保證在燒透的情況下，力求減少或避免造成嚴重的氧化和脫碳。卷繞彈簧的設(shè)備在專業(yè)化工廠多數(shù)采用專用卷簧機，而一般機械廠則用普通車床。卷簧時應(yīng)根據(jù)預(yù)制高度一次完成，盡量避免卷后再次加熱劈開螺距。為了提高生產(chǎn)率、在卷簧機上，可裝置自動或半自動退芯軸裝置及機械手，把卷完

22、的彈簧自動放到指定的地點冷卻。卷彈芯軸的尺寸，根據(jù)彈簧內(nèi)徑尺寸和旋繞比確定。旋繞比c=4-6時，芯軸尺寸基本上與彈簧內(nèi)徑相同；旋繞比小于4時，芯軸尺寸比彈簧內(nèi)徑大些；旋繞比大的彈簧，芯軸尺寸應(yīng)比彈簧內(nèi)徑小些，大約小0.5-1mm。芯軸尺寸還與加熱溫度有關(guān)，對直徑尺寸要求嚴格的彈簧，只有通過試卷，調(diào)整芯軸尺寸，來滿足彈簧特性和彈簧直徑偏差的要求。彈簧預(yù)制高度應(yīng)根據(jù)彈簧的壓并應(yīng)力、旋繞比、材料表面質(zhì)量、材料的種類、熱處理后的硬度等因素來確定。d.彈簧的熱處理e.立定處理和強壓處理 為了使彈簧在使用過程中具有穩(wěn)定的尺寸，熱卷彈簧也需進行立定處理。而強壓處理是為了提高彈簧的承載能力。f.端面加工 為了

23、使彈簧端圈支承穩(wěn)定和滿足垂直度、光潔度的要求，對于材料兩端鍛扁后卷繞的彈簧端面要進行磨削加工。磨削加工一般在砂輪機或?qū)Ｓ玫膹椈啥嗣婺ゴ采线M行。對于材料端部未進行鍛扁加工而卷制的彈簧，卷繞之后應(yīng)在車床或銑床上把端圈周長的3/4削平，然后再進行熱處理。如果立定處理和強壓處理后彈簧的垂直度不合格，可根據(jù)具體情況磨平或矯正。矯正后的彈簧應(yīng)再次壓并3-5次。g.彈簧的質(zhì)量檢查 彈簧的質(zhì)量檢查按產(chǎn)品圖紙和gb1239-76的規(guī)定進行。其它采用熱成形方法制造的彈簧，如板彈簧，其工藝流程與上述熱卷壓縮螺旋彈簧的工藝流程基本相同。3軸承卡簧卷制機的工作原理3.1自動卷簧機的介紹自動卷簧機卷簧（無芯軸卷簧）用芯軸

24、卷制彈簧后還要作手工切段、沖切、整修等輔助工序，不僅勞動量大、生產(chǎn)率低，而且降低了材料利用率和質(zhì)量均勻性。因此，在大批量生產(chǎn)中，廣泛采用自動卷簧機。它可以自動卷繞、切斷、計數(shù)等，能以一個工作循環(huán)完成彈簧的成形工藝，因此勞動強度小，生產(chǎn)效率高，材料利用率高，并可以實現(xiàn)多機作業(yè)。而且，對于彈簧的尺寸和形狀具有廣泛的適應(yīng)性，除能卷制圓柱壓縮螺旋彈簧外，還可以卷制圓錐形、中凸形、中凹形等非圓柱螺旋彈簧；并圈和不并圈、左旋或右旋、等節(jié)距和不等節(jié)距的螺旋彈簧；具有切向直尾的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧等。拉伸螺旋彈簧則是卷制成單件毛坯后再加工出鉤環(huán)，目前也有的卷簧機能在機上直接制出鉤環(huán)。除各種型號國產(chǎn)自動卷簧機外，還有其

25、他型式的萬能自動卷簧機和專用自動卷簧機。3.2軸承卡簧卷制機的工作原理圖3-1 成形卷制機構(gòu)示意圖成形機構(gòu)如圖3-1所示。利用一對或幾對滾輪壓住鋼絲并旋轉(zhuǎn)，推動鋼絲向右運動，依靠上、下圈徑桿的限位及導(dǎo)向作用使鋼絲成形。上、下圈徑桿可在各自的滑槽中移動，通過控制上、下圈徑桿的位置，就可控制彈簧圈徑的大小。節(jié)距桿為垂直紙面的運動，其作用是使卷繞的鋼絲形成螺紋升角。通過控制節(jié)距桿的位置，就可控制彈簧節(jié)距的大小。當卷繞完畢時，用切刀將鋼絲切斷。芯軸則作為切刀切鋼絲時的一個支承。金屬絲從料架上引出后，首先經(jīng)校直機構(gòu)、滾輪，再經(jīng)導(dǎo)向板送入卷繞機構(gòu)。卷繞機構(gòu)由卷繞桿、芯軸刀和節(jié)距桿組成。金屬絲進入卷繞機構(gòu)后

26、，被卷繞桿頂住，然后沿兩個一般互為90角的卷繞桿圍繞芯軸刀作螺旋圓周運轉(zhuǎn)，彎曲卷繞成螺旋形彈簧圈。彈簧節(jié)距的大小是由節(jié)距桿控制的，它可以沿軸向運動，按照所設(shè)計彈簧節(jié)距的尺寸調(diào)整位置。如果節(jié)距桿在凸輪的控制下后退不起作用時，則可卷繞出密圈的拉伸和扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧毛坯。如果節(jié)距桿在凸輪的控制下隨進料機構(gòu)運轉(zhuǎn)而自動調(diào)整位置時，則可卷繞成不等節(jié)距的螺旋彈簧。卷繞桿在凸輪的控制下可以按箭頭方向移動。通過調(diào)整卷繞桿與芯軸刀之間的距離，來控制彈簧直徑的大小。在整個卷繞過程中如卷繞桿位置固定，就卷繞出圓柱形螺旋彈簧；如卷繞桿的相對位置隨進料動作而自動調(diào)節(jié)，則可卷制出中凸形或中凹形彈簧。送料長度也由凸輪控制，即根據(jù)

27、需要將凸輪調(diào)整好后，當送料到所規(guī)定的長度時，送料滾輪就會自動停止送料。然后由凸輪控制的偏心連桿機構(gòu)帶動切斷刀與芯軸刀將金屬絲切斷，這就完成了卡簧的形成。從以上過程可以看出，卷簧的全部循環(huán)過程，是通過機床的凸輪軸上的各種凸輪的周期聯(lián)動作用來實現(xiàn)的。凸輪軸每轉(zhuǎn)動一周就完成一個周期，卷制出一個彈簧。如此往復(fù)運轉(zhuǎn)就實現(xiàn)了彈簧的自動成形。影響卷簧質(zhì)量的因素是多方面的，例如彈簧材料的抗拉強度、延伸率、彈性模量、曲強比、材料的尺寸精度等級和表面狀況、機床設(shè)備的精度、輔助工具與金屬絲接觸部分的摩擦狀況、送料長度的精確度以及卷繞速度和操作者的技術(shù)水平等等。因為這些因素與自動卷簧機運轉(zhuǎn)情況有關(guān)，因而，在使用自動卷

28、簧機卷簧時，需要對機床進行精細的調(diào)整。3.3軸承卡簧卷制機送線推力的計算圖3-2 工件成形受力分析圖已知： 在送線出口以及二個圈徑頂桿外，壓力與摩擦力的關(guān)系為： (3-1)根據(jù)平面作用力系的平衡原理，可得出下面的方程對o點取矩 (3-2)將已知參數(shù)與(3-1)式代入(3-2)，得： (3-3)若將看作是已知參數(shù)，則公式（3-3）可成下式： (3-4)根據(jù)塑性變形與內(nèi)作用力的關(guān)系，在a點的剖面其應(yīng)力最大，可以認為該點的曲率形式了彈簧的圈徑；而該點的曲率是由該點的內(nèi)彎距與內(nèi)軸力聯(lián)合作用的結(jié)果，它們遵循下列的關(guān)系： (3-5)式中：,并注意帶下標的e的參數(shù)，分別是彈性極限時的曲率，彎矩，軸力，將有關(guān)

29、的參數(shù)代入，得： 將（3-6）式代入（3-5）式，經(jīng)整理后得下式： 解得 。將代入（3-4），得 上式中的及分別為兩個圈徑頂桿的正壓力，而則為送線滾輪對鋼絲的推力減去槽板對鋼絲的摩擦阻力之后得到的數(shù)值，滾輪的推力可估算為： (3-6)其中：na的力臂長取決于鋼絲在槽板中間隙。圖3-3 工件成形示意圖如圖3-3所示，假定：則 取動摩擦系數(shù),并將有關(guān)的參數(shù)代入（3-7），可得 。4軸承卡簧卷制機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1電動機的選擇工作機所需功率為pw，由于產(chǎn)量為30只/min，生產(chǎn)卡簧直徑為d=150mm。所以送料速度：電動機所需功率為: (4-1)從電動機到工作機之間的傳動裝置總效率為： (4-2)

30、式中 ,由式（4-2）得 由式（4-1）得 工作機滾子軸的轉(zhuǎn)速為：取v帶傳動比：，單級圓柱齒輪傳動,總傳動比合理范圍，故電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為：綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速器的傳動比，選定電動機的型號為y132m1-6。表4-1 電動機性能參數(shù)表電動機型號額定功率pw/kw同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速/電動機質(zhì)量/kg總傳動比v帶傳動 減速器y132m1-6410009607525.62.818.294.2計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比a.傳動裝置的總傳動比為：b.分配各級傳動比： 因 ，取2.8。按展開式布置，取,可算出，；取，。c.計算運動參數(shù)和動力參數(shù)a.各軸轉(zhuǎn)速 ；

31、； ； ； 。b.各軸功率 ； ； ； ； ； 。c.各軸轉(zhuǎn)矩 ； ； ； ； ； 。4.3 v帶傳動設(shè)計4.3.1帶傳動的特點v帶又分為普通v帶、窄v帶、寬v帶、接頭v帶、聯(lián)組v帶、齒形v帶及大鍥角v帶等10多種。其中普通v帶應(yīng)用最廣，窄帶則在近十年來應(yīng)用越來越多。帶傳動的主要優(yōu)點是：a.緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲?。籦.帶傳動靠摩擦力傳動、過載時帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；c.適用于兩軸中心距較大的場合；d.結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護等均較為方便，成本低廉。帶傳動的缺點是：a.不能保證準確的傳動比；b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；c.整個傳動裝置的外廓尺寸較大

32、，不夠緊湊；d.帶的壽命較短，傳動效率較低。鑒于上述特點，帶傳動主要適用于：a.速度較高的場合，多用于原動機輸出的第一級傳動。帶的工作速度一般為530m/s,高速帶可達60m/s。b.中、小功率傳動，通常不超過50kw。c.傳動比一般不超過7，最大用到10。d.傳動比不要求十分準確。4.3.2帶傳動設(shè)計 a.選擇v帶型號a確定計算功率查文獻資料【8】表4-6得工作情況系數(shù) 。b選擇v帶型號按，查文獻資料【8】圖4-11得,選擇a型v帶。b.確定帶輪直徑，a.選取小帶輪直徑根據(jù)文獻資料【8】圖4-11及表4-4，選取小帶輪直徑。b.驗算帶速v在525m/s內(nèi)，合適。c.確定從動帶輪直徑 查文獻資

33、料【8】表4-4選取。 c確定中心距a和帶長lda.初選中心距 （4-3）取。b.求帶的計算基準長度 （4-4）由式（4-4）得 選取。c.計算中心距d.確定中心距調(diào)整范圍；。d.驗算小帶輪包角 （4-5） 由式（4-5）得 所以，合適。e確定v帶根數(shù)za.確定額定功率根據(jù)文獻資料【8】表4-5，用線性插值法 b.確定v帶根數(shù)z （4-6）查表得 ，由式（4-6）得 取z=4根，合適。f計算單根v帶初拉力查文獻資料【8】表4-1得 （4-7）由式（4-7）g.計算對軸的壓力 h確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 ，采用實心輪結(jié)構(gòu)，采用六孔板輪結(jié)構(gòu)。4.4齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4.1齒輪傳動的特點齒輪傳動是現(xiàn)代機械中

34、應(yīng)用最廣的一種傳動形式。齒輪傳動的主要優(yōu)點是：a.瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；b.適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s；c.傳動效率高，=0.92-0.98，在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率較高；d.工作可靠，使用壽命長；e.外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)精湊。齒輪傳動的主要缺點是：制造和安裝精度要求較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠距離兩軸之間的傳動。齒輪傳動應(yīng)滿足的基本要求是:a.瞬間傳動比不變，沖擊、振動和噪聲小，能保證較好的傳動平穩(wěn)性和較高的運動精度；b.在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，輪齒的強度

35、高，耐磨性好，承載能力大，能達到預(yù)期的工作壽命。4.4.2齒輪傳動設(shè)計a選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級、齒數(shù)，及齒寬系數(shù)考慮到該減速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為221hbs、255hbs，屬軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，選7級精度，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，按軟齒面齒輪非對稱安裝查文獻資料【8】表6-5，取齒寬系數(shù)。b按齒面接觸疲勞強度設(shè)計a.確定公式中各參數(shù) （4-8）（a）載荷系數(shù)試選=1.5。（b）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（c）材料系數(shù)查文獻資料【8】表6-3得 。（d）大、小齒輪的接觸疲勞強度極限，查文獻資料【8】圖6-8得，。（e）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（

36、工作壽命10年 ，每年工作300天，兩班制）（f）接觸疲勞壽命系數(shù) 查文獻資料【8】圖6-6得 ，。（g）確定許用接觸應(yīng)力取安全系數(shù) b.設(shè)計計算（a）試算小齒輪分度圓直徑取=， 由式（4-8）得 （b）計算圓周速度v（c）計算載荷系數(shù)k查文獻資料【8】表6-2得使用系數(shù)；根據(jù)、7級精度查文獻資料【8】圖6-10得動載系數(shù)；查文獻資料【8】圖6-13得。則（d）校正分度圓直徑c.計算齒輪傳動的幾何尺寸（a）選取模數(shù)（b）兩輪分度圓直徑、。（c）中心距a。（d）齒寬b。取。（e）齒高h。c.校核齒根彎曲疲勞強度 （4-9）a.確定公式中各參數(shù)值（a）大、小齒輪的彎曲疲勞強度極限、查文獻資料【8】

37、圖6-9得 ，。（b）彎曲疲勞壽命系數(shù)、查文獻資料【8】圖6-7得 ，。（c）許用彎曲應(yīng)力、 取定彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)=2.0，得 （d）齒形系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)、查表6-4得 ，。（f）計算大小齒輪的與，并加以比較取其中大值代入公式計算：小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強度。d.校核計算彎曲疲勞強度足夠。4.5軸的強度和剛度校核圖4-1 1軸的機構(gòu)與裝配草圖軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后，進行校核計算。計算準則是滿足軸的強度或剛度要求。進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的方法，并恰當?shù)剡x取其許用應(yīng)力，對于用于傳遞轉(zhuǎn)矩的軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，對

38、于只受彎矩的軸（心軸）應(yīng)按彎曲強度條件計算，兩者都具備的按疲勞強度條件進行精確校核等?，F(xiàn)對主軸1進行強度、剛度校核：a.求出主軸上的轉(zhuǎn)矩t：主軸上的傳遞的功率： 則b.求作用在齒輪上的力：c.軸的受力分析（見圖4-2）a.畫軸的受力簡圖（見圖4-2a）b.計算支承反力軸承的支點位置，由深溝球軸承查手冊，a=22mm。齒寬中點距左支點距離 齒寬中點距左支點距離 左支點水平面的支反力 右支點水平面的支反力 左支點垂直面的支反力 右支點垂直面的支反力 c.畫彎矩圖（見圖4-2c、d、e）截面c處水平面彎矩截面c處垂直面彎矩截面c處合成彎矩 d.彎曲合成強度校核通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面的強

39、度，危險截面c?？紤]扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力，則 截面c處計算應(yīng)力強度校核：45鋼調(diào)質(zhì)處理，查得 彎扭合成強度滿足要求。畫轉(zhuǎn)矩圖圖4-2 軸的受力分析及彎扭矩圖e.軸的疲勞強度安全系數(shù)校核確定危險截面：由于d在估算時放大了5%以考慮鍵槽的影響，而且a，b只承受轉(zhuǎn)矩，故不必校核。截面c上應(yīng)力最大，但由于過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在該軸段兩端，故也不必校核。截面，處應(yīng)力接近最大，應(yīng)力集中相近，且最嚴重，但截面不受轉(zhuǎn)矩作用，故不必校核。截面為危險截面，截面的左右兩端校核。截面左側(cè)由文獻資料【8】附表10-1查得，；由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表10-4得表面質(zhì)量系數(shù)。則彎曲應(yīng)

40、力 應(yīng)力幅 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)，查表得 ，軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ,經(jīng)插值計算 ，。材料的敏性系數(shù) 由,，查文獻資料【8】圖并經(jīng)插值 ，。疲勞強度綜合影響系數(shù) 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù) 查文獻資料【8】表10-6得許用安全系數(shù)，顯然，則安全。4.6總體結(jié)構(gòu)確定圖4-4 總體結(jié)構(gòu)圖根據(jù)以上計算結(jié)論，得出各傳動齒輪和帶輪的之間的中心距，確定各傳動軸之間的位置，從而確定機器箱體的大小尺寸。然后根據(jù)各構(gòu)件之間的工作關(guān)系，確定機器面板上的位置形狀要求，如圖4-4所示。5卷制裝置的設(shè)計5.1扇形齒輪的設(shè)計在該機器中，扇形齒輪是關(guān)鍵性的零件，扇形齒輪作為傳動裝置的輸出端，又起到了卷制裝置和切斷裝置的

41、輸入端的作用。扇形齒輪旋轉(zhuǎn)一周，一個被加工零件完成。該機器的技術(shù)要求中規(guī)定每分鐘生產(chǎn)30個卡簧，即扇形齒輪的轉(zhuǎn)速n=30r/min。同時，扇形齒輪作為切斷裝置的輸入端，需要保證切斷刀在每個零件生產(chǎn)完成后又足夠的停頓時間實現(xiàn)切斷，這就需要扇形齒輪不能是一個完整的齒輪。經(jīng)過計算，為了保證被加工零件直徑為150mm,扇形齒輪的有齒角度為225度，完整齒數(shù)為66齒，需要齒數(shù)為42齒。在以后的使用操作中，如需要生產(chǎn)不同直徑的零件，只需更換相同模數(shù)不同齒數(shù)的扇形齒輪即可，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單。見圖5-1。圖5-1 扇形齒輪零件圖5.2傳動裝置的設(shè)計 本機器傳動裝置的主要問題是如何保證兩個送線滾輪能夠?qū)崿F(xiàn)同步

42、同向旋轉(zhuǎn)，對待此問題，本課題采用一個同步大齒輪的結(jié)構(gòu)，使大齒輪同時嚙合兩個送線滾輪軸上的小齒輪，具體結(jié)構(gòu)見圖5-2。圖5-2 傳動裝置結(jié)構(gòu)5.3其他零件的設(shè)計a調(diào)節(jié)導(dǎo)桿本裝置中，由于鋼絲需要經(jīng)常拆卸，這就要求上送線滾輪能夠松卸和壓緊，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿即起壓緊作用。調(diào)節(jié)導(dǎo)桿通過螺紋調(diào)節(jié)桿在箱體內(nèi)部的距離，壓緊可調(diào)軸承座，從而壓緊滾輪。b校直裝置校直裝置由兩組不同方向的校直滾輪組組成。每組校直滾輪組又由上下共5個校直滾輪組成。c上、下圈徑桿上、下圈徑桿是用來卷制鋼絲，使鋼絲成型用的。徑桿的位置零件尺寸的不同，通過調(diào)節(jié)徑桿上頂桿的位置和角度，實現(xiàn)被加工零件的直徑大小。這里一般保證上下圈徑桿之間的角度為90度

43、。6solidworks建模首先我要對solidworks進行介紹一下，它是一種先進的，智能化的參變量式cad設(shè)計軟件，在業(yè)界被稱為“3d機械設(shè)計方案的領(lǐng)先者”，易學(xué)易用，界面友好，功能強大，在機械制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，掌握和使用solidworks已經(jīng)成為最基本的技能之一。與傳統(tǒng)的2d機械制圖相比，參變量式cad設(shè)計軟件具有許多優(yōu)越性，是當代機械制圖設(shè)計軟件的主流和發(fā)展方向。傳統(tǒng)的cad設(shè)計通常是按照一定的比例關(guān)系，從正視，側(cè)視，俯視等角度，根據(jù)投影，透視效果逐步繪出所需要的各個單元，然后標注相應(yīng)尺寸，這就要求制圖和看圖人員都必須具備良好的繪圖和三維空間想象能力。如果標注尺寸發(fā)生變化，幾何圖形

44、的尺寸不會同步變更；如果改變了幾何圖行，其標注尺寸也不會發(fā)生變化，還要重新繪制，標注，因此繪圖工作相當繁重。參變量式cad設(shè)計軟件，是參數(shù)式和變量式的統(tǒng)稱。在繪制完草圖后，可以加入尺寸等數(shù)值限制條件和其他幾何限制條件，讓草圖進入完全定義狀態(tài)，這就是參數(shù)式模式。由于軟件自動加入了關(guān)聯(lián)屬性，如果修改了標注尺寸，幾何圖形的尺寸就會同步更新。也可以暫時不充分的限制條件，讓草圖處于欠定義狀態(tài)，這就是變量式操作模態(tài)。solidworks模形由零件，裝配體和工程圖等文件組成，沒有生成零件之前的圖紙稱為草圖。由2d，3d草圖直接生成3d模形和工程圖時，如果修改了草圖的標注尺寸，其3d模形和工程圖會同步更新；相

45、反，如果修改了工程圖的標注尺寸，其3d模形和草圖也會同步更新。軟件使用起來非常方便，大大減少了設(shè)計人員的工作量，提高了工作效率。通常，從打開一個零件文件或建立一個新零件文件開始，繪制草圖、生成基體特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以從其他軟件導(dǎo)入曲面或幾何實體開始，編輯特征，生成零件和裝配體工程圖。這是常用的設(shè)計方法，也就是自下而上的設(shè)計方法。草圖繪制從零件文件開始，對于一個新的產(chǎn)品設(shè)計，要首先建立零件文件。由于零件、裝配體及工程圖的相關(guān)性，所以當其中一個視圖改變時，其他兩個視圖也會自動改變。solidworks2006允許自定義功能,選擇菜單欄中的”工具”_”選擇”命令,可以顯

46、示.定義”系統(tǒng)選項”和”文件屬性”選項卡.solidworks2006可以自動保存工作.自動恢復(fù)功能可以自動保存零件,裝配體或工程圖文件的信息,在系統(tǒng)死機時不會丟失數(shù)據(jù).如果設(shè)定此選項,則選擇”工具”_”選項”菜單命令.在”系統(tǒng)選項”選項卡上,單擊”備份”選項,選擇”每(n)次更改后,自動恢復(fù)信息”復(fù)選框,然后設(shè)定信息自動保存前應(yīng)發(fā)生的變更次數(shù).solidworks2006具有很強的文件交換功能,可以輸入,輸出數(shù)十種文件格式,可以與autocad，pro/engineer,solid edge,cam等軟件很方便地進行文件交換。solidworks2006在草圖繪制模式及工程圖中提供顯示網(wǎng)格線

47、和捕捉網(wǎng)格線功能?？蓪⒕W(wǎng)格線與模型邊線對齊，還可捕捉到角度。網(wǎng)格線和捕捉功能在solidworks2006中不太使用，因為solidworks是參變量軟件，尺寸和幾何關(guān)系已提供了所需的精度各個部零件的建立6.1建立新文件1 單擊標準工具欄上的新建命令按鈕，或選擇“文件”“新建”菜單命令，打開“新建solidworks文件”對話框。2 單擊“零件”圖標（或單擊“高級”按鈕，進入tutrial窗口，然后選擇“零件”圖標）。3 單擊“確定”按鈕，這時就會創(chuàng)建一個新的零件文件。6.2繪制過程1.軸的建模（1）.草圖的繪制 （2）拉伸第一段軸成實體 （3）拉伸第二段成實體 （4）拉伸第三段成實體 （5）拉伸第四段成實體 （6）拉伸第五段成實體 （7）插入基準面 （8）拉伸切除 (9)再次插入基準面 （10）拉伸切除 （11）倒角 2一軸鍵的建模 （1）草圖的繪制 （2）拉伸成實體 4軸齒輪的建模 （1）草圖繪制 （2）拉伸實體 （3）陣列圓周 （4）拉伸實體 （5）拉伸切除 3一軸套筒的建模（1）草圖的繪制 （2）拉伸實體 （3）拉伸實體 （4）倒角 4 二軸的建模過程（同上） 5.三軸的建模過程（同上） 6.四軸的建模過程（同上）