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/计算机班级：姓名：学号：指导教师：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、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（2）气压传动和液压传动的比较（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η1--三角带的传动效率0.94～0.97η2—轴承传动效率（滚动）0.98～0.995 η3—齿轮传动效率0.96～0.99计算：min/96526.44342min /43426.298016997.099.072327296.075·689397.099.0526.4158632·158696.026.27311·73198075955095501100121011201000r i n n r i n n KW p p KW p p mN i T T mN i T T m N n P T =======⨯⨯===⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯===⨯=⨯=ηηηηηη轴号 功率P （KW ）转矩T(m N ·)转速n(rpm) 传动比电动机轴I 0KW P 750=7319550000=⨯=n P T 9800=n26.20=iⅠ轴KW P P Ⅰ7210==η 101 i T T η==15861i n n ==434 i 1=4.526Ⅱ轴KW P P 693212==ηη 68933212==ηη i T T112i n n ==96第三章 带传动设计已知电机功率P 0=75KW,转速n 0=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K A =1.3则P C =K A ×P=1.3×75=97.5 KW 根据P C 和 n 0,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d 1=355mm d 2=i × d 1=2.26×380=860mm(3)验算带速V=10006011⨯n d π=10006098038014.3⨯⨯⨯=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a 0=450mm初定带长Ld 0≈2a 0+2π(d1+d2)+024)12a d d -（≈4502⨯＋450438086086038022⨯-++）（）（π=2975mm查带的基准长度表5-10。
选取Ld=3150实际中心距a ≈a 0＋=-20Ld Ld mm 538229753150450=-+ (5)验算小带轮包角α1=00000012092.1283.575383808601803.5712180>=⨯--=⨯--a d d (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=28.4N •m 非特定条件下单根V 带所能传递的功率增量 △P ≈0.0001△T •n 0=0.0001×28.4×980=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K L =0.8354.783.082.08.272.165.971=⨯⨯+=⨯⨯∆+=∝）（）额（L C K K P P P Z 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.F 0=700NN SinSinZ F Q 10109212987002220=⨯⨯⨯=⨯⨯=α(8)确定带轮结构.小带轮采用实心轮,大带轮采用孔板轮第四章 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σHlim 1 =320MPa σFlim 1=260MPa σHlim 2=560MPa σFlim 2=420MPa齿轮的传动重要性决定最小安全系数S Hmin =1 S Fmin =1 [σH1]= σHlim 1/S Hmin =320MPa [σH2]= σHlim 2/S Hmin =560MPa[σF1]= σFlim 1/S Fmin =460MPa [σF2]= σFlim 2/S Fmin =420MPa(2)按齿面接触疲劳强度设计计算传递转矩T 1: 158600019550001== i n P T ηN ·mm 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ψd:由表6-7取ψd=1.4许用基础应力[σH]: [σH]= [σH 1]=320MPa 传动比i:i=4.526 将以上参数代入公式:mmdiH i KT d 185526.44.1320)1526.4(1586000590)159022321231=⨯⨯+⨯⨯=+≥ψσ（(3)确定齿轮参数及主要尺寸<1>确定齿轮齿数取Z1=19 Z2=i ×Z1 =19×4.526=86 <2>模数 初选螺旋角β=8°则法面模数mm Z d m n 64.9198cos 185cos 10=⨯==β 取标准值Mn=10mm <3>中心距 mm Z Z Mn a 16.5308cos 2)8619(10cos 2)21(0=⨯+⨯=+=β 为了便于箱体的加工和测量,取a=530mm 则实际螺旋角///0355275302)8619(10arccos 2)21(arccos =⨯+⨯=+=a Z Z Mn β<4>其他主要尺寸分度圆直径:mmZ Mn d mm Z Mn d 86835527cos 86102cos 219135527cos 19101cos 1///0///0=⨯===⨯==ββ齿顶圆直径:mmMn d da mmMn d da 888102868222211102191211=⨯+=+==⨯+=+=齿宽mmb mm ～～ b b mm b mm d d b 2801280275105(212702701914.1112==+===⨯==取）取ψ(4)验算齿根弯曲疲劳强度当量齿数Z V1=58.1935527cos 19cos 1///033==βZ Z V2=66.8835527cos 86cos 2///033==βZ 复合齿形系数YFs:根据Z V1 Z V2查图6-29得YF S1=4.35 YF S2=3.95由X=0(标准齿轮)及Z V1 Z V2得YFbMnd KT F 1cos 6.111βσ=][6.2835.41911027035527cos 158600035.16.11///03F MPa σ<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯(5)确定齿轮传动精度齿轮圆周速度s m n d V /34.410006043419110006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ(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n 2=96r/min.齿轮分度圆直径d 2=868mm 所受圆周力:F t2N d T 158828686893000222=⨯==径向力: F r2=N tg tg Ft n 583952357cos 2015882cos 0=⨯=•=βα轴向力:Fa 2=Ft ·tg75235=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[σ-1]b =55MPa][2635.495.36.2821212F MPa YF YF F F S S σσσ<=⨯==（2）按扭转强度估算最小直径按式(8-2),由表8-11查得C=126～130取C=120mm mm n P C d 107966912033=⨯=≥ <1>确定Ⅱ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①处安装轴承,确定d1=130mm轴段②处考虑有一键槽,将轴径增大5% d2=130×(1+5%)=136.5取d2=140mm 轴段③考虑右面齿轮的定位和固定取d3>d2,则取d3=145mm轴段④安装轴承,为方便装拆应取d4>d3且与轴承内径标准系列相符.故d4=150mm轴段⑤考虑右侧轴段④轴承盖安装取d5=170mm轴段⑥考虑安装曲柄机构取跟轴段③同样直径d6=145mm<2>确定Ⅱ轴的长度。