接触强度校核校核凸轮机构的压力角带轮的设计带轮的结构尺寸设计箱体设计箱体结构设计工艺设计零件的作用及设计任务零件的工艺分析箱体的工艺规程设计定位基准的选择制定工艺路线工装切削用量及基本工时确定箱体工艺规程设计定位基准的选择制定工艺路线工装切削用量及基本工时确定从动件的工艺规程设计定位基准的选择制定工艺路线工装切削用量及基本工时确定部分零件的加工编程编程加工从动件编程加工凸轮轮廓致谢参考文献河南理工大学绪论凸轮机构是种含有凸轮的高副机构，也是种很常用的机构，在自动机械和半自动机械中具有广泛的应用。凸轮是具有曲面轮廓的构件，般都作原动件当凸轮作原动件时，通常作等速连续转动或移动，而从动件则按预期输出特性要求作连续或间歇的往复摆动移动或平面复杂运动。本次设计的凸轮机构来源于冲压机的主要机构，在该机构中凸轮作为原动件，驱使从动件作往复运动来完成对材料的冲压，设计重点在于凸轮结构和轮廓设计以及各零件加工工艺的制定。通过本次设计，应当熟悉凸轮机构的般设计方法和掌握零件的工艺设计内容，提高创新设计的能力。第章凸轮机构设计机构传动方案的设计本次设计所设计机构是为了满足冲压机中冲压板料这往复循环直线河南理工大学运动的，用来通过冲压使板料成型，要获得的板料形状为椭球形的部分。通过对凸轮机构的运动特性分析，设计凸轮机构即可满足此目的。凸轮端可用带轮传递功率，将从动件做成与所冲压板料尺寸相吻合的椭球形，通过凸轮机构驱动即可实现冲压板料的目的。凸轮机构的选型和尺度设计凸轮机构选型根据题目要求，从动件作直线运动，且所设计为平面凸轮机构，因此凸轮选用平面凸轮机构中的盘形对心凸轮。且与轴做成体。确定从动件的运动规律根据题目要求，为防止从动件在行程端点位置产生过冲现象，要求从动件在对应位置上速度和加速度为零。因此，选取从动件在推程和回程时运动规律为等速运动规律，为了防止过冲现象，应在凸轮轮廓上设置两个休止角。现将从动件运动规律绘制如下计算从动件的主要运动参数因为从动件作的是等速运动，设推程阶段以角速度转动，经过时间，凸轮转过推程角，从动件升程为。则从动件速度常数，将河南理工大学分别对时间求导和积分，可得从动件加速度和位移的方程。依据边界条件，当时则于是得出因凸轮转角则，，将其带入中，可得从动件的方程为回程时凸轮转过回程角，从动件也从相应逐渐减小到零，通过同样的方法可得出凸轮回程作等速运动的从动件运动方程为确定凸轮基圆直径取轴径，由于凸轮与轴做成体，参考机械设计基础，取凸轮基圆直径为。凸轮轮廓设计本次设计采用作图法设计凸轮轮廓。具体做法法和图形如下取与位移曲线相同的比列尺画出凸轮基圆，由于凸轮与从动件是对心的，过基圆圆心作直线，为直线与基圆的交点，则可以作为从动件的起始位置。将推程六等分，回程四等分，利用反转法原理河南理工大学按的比例从从动件位移图上量取各线段的长度，然后在各等分线延长线上得到凸轮轮廓上相应的点，将休止段用圆弧连接，再把得到的所有点用光滑的曲线连接起来，得到凸轮轮廓如下凸轮轮廓图解设计凸轮副材料选择河南理工大学凸轮与从动件材料均选用钢。凸轮和从动件的结构设计凸轮的结构设计和尺度设计根据前面选型为盘形凸轮，取最小轴径处，轴与凸轮做成体，轴与箱体上的孔采用间隙配合，两端各设轴肩，以便在装配时用来定位和在凸轮工作时限制凸轮的轴向窜动，轴肩段的轴径，凸轮宽度取。从动件结构设计根据题目要求设计椭球形状的从动件，为防止从动件过度磨损后造成的形状误差过大，从而影响生产零件的精度。将冲头部分做成可换式冲头，即在椭圆球体的中截面处剖分成两部分，它们之间用螺纹连接成体。与凸轮接触部分做成半球形，中间部分做成圆柱体。确定从动件各部分的尺寸根据需要取椭球体的长半轴短半轴，厚度的半，与凸轮接触的端球面半径，半球与椭圆球之间圆柱体直径，为了固定锁合弹簧，在圆柱段上设置宽度为的型六角螺母，从动件总长。凸轮副接触强度校核根据凸轮机构设计与应用创新中凸轮副接触强度校核的公式式中为凸轮实际轮廓上的接触点的曲率半径，为从动件上的接触点的曲率半径，和分别为凸轮和从动件的泊松比，和分别为凸轮和从动件的材料的弹性模量，为凸轮副的法向压力。查现代模具工手册表得钢河南理工大学的弹性模量，取，即，泊松比即，曲率半径，。求对从动件进行受力分析可知，从动件的法向压力可由下式计算而得其中为冲裁力，为弹簧的弹力，为从动件所受的摩擦力。查现代模具工手册得冲裁力的计算公式，式中为材料厚度，为材料的极限强度，为所冲材料的周长。设被冲材料的厚度为，材料为。周长，取，查现代模具工手册表得的，带入公式得，带入求得﹒。从动件的体积从动件的总体积半球体积圆柱段体积椭球体积查现代模具工手册得钢的密度，则从动件的质量，由此得从动件对箱体孔壁的压力河南理工大学，取弹簧劲度系数，最大伸长量，则弹力，则计算许用接触应力根据凸轮副的许用接触应力公式，查表得钢的，安全系数取，为凸轮工作表面的粗糙度修正系数，取凸轮工作表面粗糙度，则。为接触寿系数，且，若，则，其中为应力循环基数，对钢取，为凸轮轮廓的应力循环次数为凸轮转速，为工作总时数。故故，故也取。则，所以。校核凸轮机构的压力角参考机械设计基础得推程角的许用压力角的范围为，回程时般不会发生自锁，可取较大值，般在之间。因从动件的运动规律为等速运动，且是对心直从动件的盘形凸轮机构，故可采用诺模图来校核其压力角。根据从动件为等速运动规律，升程，推程角，基圆半径，许用压力角取根据机械设计基础图中的图，用直线连接图上及的两点，由该直线与下半圆标尺的交点得，满足。河南理工大学第二章带轮的设计带轮的结构尺寸设计带轮的设计如下计算项目计算内容计算结果计算设计功率由表查得工作情况系数，则。选择带的型号根据选择型带。型确定带轮直径取，则，取河南理工大学验算传动误差在允差范围内确定中心距及带的基准长度初定初算带长，查表选取确定实际中心距安装时所需最小中心距，张紧或补偿伸长所需最大中心距确定带根数查，取带的根数验算小带轮包角包角大小合适确定带轮结构画出大带轮零件工作图河南理工大学第三章箱体及其附件设计箱体结构设计箱体结构设计如下箱体毛坯制造方法铸造箱座高度确定参考机械设计课程设计手册，取凸轮径向最大处距离箱体底部的距离为，到顶部箱体内壁的距离为，依据表，取箱座厚度，则箱体高度连接螺栓为方便孔的加工和零件的装配，将箱体做成两个部分，箱体两部分之间用螺栓连接到起。依据表，螺栓连接处的凸缘厚度，螺栓数目为个，河南理工大学直径为。放料孔因冲压件般均为薄型板件，所以应在冲模上方设置放料孔，以便冲压前安放待冲板件和冲压后取出冲件，考虑到变形后冲件的形状和尺寸，取孔宽为，长为毛坯材料凸轮最大向径距左端箱体内壁距离第四章工艺设计零件的作用及设计任务本次工艺设计主要是对冲压机凸轮机构中的箱体和从动件进行的，冲压机凸轮机构箱体是冲压机凸轮机构中的个重要零件，也是整个机构的骨架，分两个部分。它不但起着支撑凸轮机构的作用而且其中几个重要的孔的精度会直接影响到以后加工零件的精度。而从动件则是机构中的执行零件，它的设计是否合理将直接影响到产品的质量。本次设计任务主要包括分析箱体和从动件的技术要求，并绘制零件图。完成箱体和从动件的工工艺规程设计，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。零件的工艺分析箱体的材料为。该材料具有较高的强度耐磨性耐热性及减振性，适用于承受较大应力要求耐磨的零件。根据图可知，从动件毛坯为锻件，材料是钢。部分箱体主要加工表面为与部分结合的三个结合面和两个光孔及四个螺纹孔。河南理工大学部分箱体主要加工表面为与部分结合的三个结合面和光孔及四个螺纹孔。从动件的主要加工表面为外轮廓和内螺纹。箱体的工艺规程设计定位基准的选择粗基准地选择根据在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀，保证装入箱体内的回转零件与箱体内壁由足够间隙，且应保证定位准确夹紧可靠的原则。对于箱体，由于箱体上的孔不铸出，可先以尺寸为的大平面作为粗基准，再在两侧用两个销钉定位夹紧，铣三个结合面，而孔位于箱体内部，不宜施钻故需先铸造出基孔，然后进行镗削。制定工艺路线箱体的工艺路线如下序号工序内容简要说明铸造时效消除内应力涂底漆防止生锈粗铣结合面钻孔及螺纹孔攻螺纹粗镗孔精铣结合面精镗孔检验入库河南理工大学工装切削用量及基本工时的确定工序粗铣结合面到，到工装由于加工平面的面面积不大，故采用立铣，选择立式铣床。选择直径为的类可转位面铣刀专用夹具和游标卡尺切削用量和基本工时参考文献表，取粗铣的每齿进给量走刀次参考文献表，取粗铣主轴转速，根据选定的铣刀直径为，故相应的切削速度分别为切削基本工时参考文献机械制造工艺基础得其中，为工作行程的计算长度，为工序余量，为工件转速，为刀具进给量，为背吃刀量。对面，，而对面工序钻孔，钻螺纹底孔，攻螺纹工装的确定本道工序钻孔选用摇臂钻床﹙参考文献表﹚选用锥柄麻花钻﹙参考文献表﹚，专用夹具，游标卡尺。切削用量及基本工时的确定河南理工大学参考文献表，用插入法求得钻孔的切削速度，参照文献表，取钻孔的进给量，取钻底孔的进给量，由此得主轴转速，取机床的实际转速，则实际切削速度同理钻底孔的主轴转速