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1、毕业设计设计题目：空气锤的传动机构设计 系 别： 机械系 专 业：机械制造工艺/计算机目 录摘要-(4)第一章 课题简介-(5)第二章 设计方案-(7)（1）V带传动与链传动的比较-(7) （2）气传动与液压传动的比较-(7) （3）齿轮制作选择-(7) （4）传动方案-(7)第三章 V带传动设计-(9)第四章 齿轮传动设计-(10)第五章 轴的设计-(12)第六章 轴承的寿命计算-(15)第七章 曲柄连杆机构的分析-(16)第八章 气传动设计-(18) （1）行程分析-(19) （2）打击计算-(22) （3）气缸的计算-(25)第九章 润滑系统-(26)第十章 电气系统-(27)第十一章
2、密封-(27)第十二章 个人小节-(28)第十三章 参考文献-(29)致谢-(30)摘要国内对于锻造方法可以采用自由锻，模锻，和特殊的锻造形式冷锻。采用最多的是自由锻。而对于锻造设备其中使用最普遍的是锻锤。空气锤又是其中的代表。空气锤是由强迫产生的动能对断坯做工使之塑性变形的机器设备。 本设计主要是空气锤的传动机构设计，包括带传动，齿轮传动，曲柄连杆机构传动，气传动。关键词：自由锻 空气锤 气传动第一章 课题简介本锤适用于锻工车间对各种形状的零件的自由锻造，如延伸、锻粗、冲孔、热剪、锻接、弯曲等工序，或在开式垫模中进行简单的模锻工序，但不宜在闭式锻模内进行模锻，因为闭式模锻打击力较强，易使锤杆
3、、导程、机身等主要零件损坏。本锤系双缸双作用单柱式自由锻锤，由锤身、砧座、传动、配气、操纵、润滑、电器等部分组成。(见图2)电机经一组三角带轮及齿轮减速，自由轴曲柄连接杆机构驱动压缩活塞往复行程，其形成的压缩空气经操作机构的旋阀获得锤杆的各种动作。传动轴采用圆锥滚子轴承支承，负压油泵保证两缸的润滑。有皮带的防护装置确保安全。锤身以四个紧箍把机身和锤座组装为一体。空心锤杆与顶盖组装后铆紧，上砧块用楔铁紧固于锤体的燕尾槽内，并有挡锁防止斜铁外窜。工作缸的导程内设有两块平行导板，防止锤杆传动。当锤杆上升，超过上气道口时，球形安全阀密封，缓冲空气受到压缩，阻止锤杆继续上升，避免顶缸。回程时从压缩缸来的
4、压缩气冲开钢球，而加速锤杆返回。（见图3） 第二章 设计方案（1） V带传动和链传动的比较V带传动链传动优点：传动平稳，无噪声，结构简单，维护方便优点：无弹性滑动和打滑现象缺点：过载的情况下容易打滑从而引起疲劳破坏，磨损。缺点：瞬时速度和瞬时传动比不是常数，传动平稳性差，工作中有一定的冲击和噪声，且链轮应具有足够的强度和耐磨性。故选择V带传动。（2）气压传动和液压传动的比较气压传动液压传动（1）对于传动形式而言，气缸作为线性驱动器可在空间的任意位置组建它所需运动轨迹，安装维护方便。（1）安装要配线，配管，维护复杂。（2）工作介质是取之不尽，用之不竭的空气，空气本身不花钱，排气处理简单，不污染环
5、境，成本低。（2）工作介质是油，成本高易污染。7（3）可靠性高，使用寿命长。（3）执行元件动作次数少，使用寿命低（4）气缸传动速度一般为50500mm/s传动速度快。（4）传动速度慢（5）压力等级低，使用安全（5）易火，易爆，不宜高温场合故选择气传动（3）齿轮的选择斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮传动重合度大，承载能力高，传动平稳，冲击和噪音小。所以宜制作斜齿圆柱齿轮。（4）传动方案1-三角带的传动效率0.940.972轴承传动效率（滚动）0.980.9953齿轮传动效率0.960.99计算：轴号功率P（KW）转矩T()转速n(rpm)传动比电动机轴I0轴=1586=434i1=4.526轴=96第
6、三章 带传动设计 已知电机功率P0=75KW,转速n0=980r/min.传动比为小皮带轮: d大皮带轮=860mm/380mm=2.26（1）选择带的型号.根据带的工作情况查表5-7（以下同机械设计基础）,取工作情况系数KA=1.3则PC=KAP=1.375=97.5 KW 根据PC和 n0,由V带选型图5-17选取D型带.(2) 选取带轮基准直径.由图5-17和表5-9选取d1=355mmd2=i d1=2.26380=860mm(3)验算带速V=19.4m/s(4)计算中心距和带的基准长度.由已知条件初定中心距a0=450mm初定带长Ld02a0+(d1+d2)+ =2975mm查带的基
7、准长度表5-10。选取Ld=3150实际中心距aa0 (5)验算小带轮包角1=(6)确定带的根数Z查表5-6得特定条件下,单根V带的额定功率P额=16.2KW查表5-11得单根V带所能传递的转矩的修正值T=28.4Nm非特定条件下单根V带所能传递的功率增量P0.0001Tn0=0.000128.4980=2.78KW查表5-12得包角休整系数K=0.82.则查表5-13得带长修正系数KL=0.83故Z=8根(7)计算V带作用在轴上的Q压力.由表5-14查得D型V带的初拉力.F0=700N(8)确定带轮结构.小带轮采用实心轮,大带轮采用孔板轮传动比2.26带型D型小带轮基准直径380mm大带轮基
8、准直径860mm带长3150mm实际轴间距538mm小带轮包角128.92V带根数8根带轮宽度305mm单根V带初拉力700N作用在轴上的压力Q10109N第四章 齿轮的设计已知传递功率P=72KW,主动轮转速n=434r/min.传动比i=4.526(1)选择齿轮材料并确定许用应力 根据表6-9小齿轮采用45钢调质,大齿轮采用ZG35调质,齿面硬度分别为180HBS,200HBS由图6-30,图6-31查得Hlim1 =320MPa Flim1=260MPaHlim2=560MPa Flim2=420MPa齿轮的传动重要性决定最小安全系数SHmin=1 SFmin=1H1= Hlim1/SH
9、min=320MPaH2= Hlim2/SHmin=560MPaF1= Flim1/SFmin=460MPaF2= Flim2/SFmin=420MPa(2)按齿面接触疲劳强度设计计算传递转矩T1: Nmm载荷系数K:因载荷有轻微冲击,齿轮相对于轴承对称布置,由表6-6取K=1.35齿宽系数d:由表6-7取d=1.4许用基础应力H: H= H1=320MPa传动比i:i=4.526将以上参数代入公式:(3)确定齿轮参数及主要尺寸确定齿轮齿数取Z1=19 Z2=iZ1 =194.526=86模数 初选螺旋角=8则法面模数 取标准值Mn=10mm中心距 为了便于箱体的加工和测量,取a=530mm则
10、实际螺旋角其他主要尺寸分度圆直径:齿顶圆直径:齿宽(4)验算齿根弯曲疲劳强度当量齿数ZV1=ZV2=复合齿形系数YFs:根据ZV1 ZV2查图6-29得YFS1=4.35YFS2=3.95由X=0(标准齿轮)及ZV1 ZV2得(5)确定齿轮传动精度齿轮圆周速度(6)齿轮结构设计小齿轮da1=211mm采用齿轮轴大齿轮da2=888mm采用腹板式齿轮第五章 轴的设计从动轴传递功率P=69KW,转速n2=96r/min.齿轮分度圆直径d2=868mm所受圆周力:Ft2 径向力: F r2= 轴向力:Fa2=Fttg75235=2222N（1）选择轴的材料及热处理方法,因该轴无特殊要求,故选45钢正火处理.由表8-8查得-1b=55MPa（2）按扭转强度估算最小直径按式(8-2),由表8-11查得C=126130取C=120确定轴的各段直径.根据轴各段直径的确定原则由右端至左端开始.轴段处安装轴承,确定d1=130mm轴段处考虑有一键槽,将轴径增大5% d2=130(1+5%)=136.5取d2=140mm轴段考虑右面齿轮的定位和固定取d3d2,则取d3=145mm轴段安装轴承,为方便装拆应取d4d3且与轴承内径标准系列相符.故d4=150mm轴段考虑右侧轴段轴承盖安装取d5=170mm轴段考虑安装曲柄机构取跟轴段同样直径d6=145mm确定轴的长度。为保证
