摘 要

多工位自动螺母冷镦机是一种高效率的、自动化的专用机床，它与切削工艺不同，属于一种五切削的冷镦，冷挤压工艺。它将钢或有色金属的线材，加工成一定形状的零件。这类机床主要用来大批量地制造螺母、轴承环、和其它冷镦成型件。它有着切屑加工工艺无可比拟的优点。随着经济的发展，对它的需求量也越来越大，并且对它的要求也越来越高。

本文主要是对12mm冷镦机传动系统的设计，针对现有的一般冷镦机传动装置的结构，提出改进措施，在电机与曲轴之间添加一根传动轴，合理分配传动比，从而增加冷镦机的传动平稳。本文主要研究内容包括：12mm冷镦机机主传动装置的设计，再分析了冷镦机机构的工作原理，针对改进的措施，设计出主要的零部件。计算、校核了冷镦机两根主要的轴：曲轴和传动轴，并用相关有限元分析软件 对传动轴进行了有限元分析。

关键词：冷镦机；传动系统；曲轴；传动轴

Abstract

Multi-station automatic nut cold former is a high efficient and automatic special machine .It can process wire stock of steel or nonferrous metal into nut and bearing ring or others with no cutting. Nowadays, the application range of multi-station automatic cold former is wider and wider.

This paper is mainly on the design of the 12mm cold heading machine transmission system ,According to the structure of the transmission device of the existing general cold heading machine, and puts forward the improvement measures, Add a drive shaft between the belt pulley and the crankshaft,to enhance the transmission performance of cold heading machine. The main research contents of this paper include: 12mm cold heading machine main transmission device design, Further analysis of the working principle of cold heading machine, the improvement measures, designed the main components ，analysis of the movement characteristics of automatic multi station cold heading machine, calculation, design and check of the cold heading machine two main axis: a crankshaft and a transmission shaft and large-scale general finite element analysis software is used on the transmission shaft were finite element analysis and verification

Key Words：cold former；drive system；bent axle；transmission shaft

目录

第1章 绪论 ……………………………………………………………………………………1

1.1 立项依据 1

1.2 国内外现状 2

1.3本设计主要研究内容 3

1.3.1设计内容 3

1.3.2技术方案 4

第2章 传动系统整体方案的设计………………………………………………………………5

2.1冷镦机的工作原理 5

2.2冷镦机主传动系统的整体方案 6

2.3机床电机的选型 7

2.3.1电机的参数 7

2.3.2确定电机型号 7

2.4传动装置动力参数计算 8

2.4.1总传动比和各级传动比分配 8

2.4.2传动装置的运动参数计算 8

2.5皮带轮的选型与计算 9

2.5.1同步带与V带的比较 9

2.5.2确定计算功率, 10

2.5.3 V带带型选择 10

2.5.4确定V带的中心距a和基准长度 10

2.6本章小结 11

第三章 传动系统关键零件的设计 12

3.1曲轴的设计 12

3.1.1曲轴的设计 12

3.1.2曲轴校核 13

3.2传动轴的设计 14

3.2.1初步确定轴的最小直径 14

3.2.2设计出轴的模型 15

3.3.3传动轴的校核 15

3.4滑动轴承的设计 17

3.5齿轮的设计 19

3.5.1选定齿轮类型，精度等级，材料及模数 19

3.5.2大小齿轮各参数见下表3-6所示 20

3.6滚动轴承的选型 20

3.7 12mm冷镦机主传动系统的三维模型 21

3.8本章小结 21

第四章 曲轴、传动轴的有限元分析 22

4.1有限元法简述 22

4.2曲轴的有限元分析 22

4.2.1模型导入 22

4.2.2网格划分和添加约束 23

4.2.3结果分析 24

4.3传动轴的有限元分析 26

4.4本章小结 ………………………………………………………………………………………….28

第五章 结论与展望 ….29

5.1总结 29

5.2展望 29

参考文献 30

致谢 32

第1章 绪论

1.1 立项依据

冷镦技术是一种高精、高效、优质 、低耗、少无切削的先进生产工艺技术。其优点主要在于材料的利用率高，生产效率高，加工出来的零件工艺性能好，而且因为是冷加工工艺，消耗的能量也少。冷镦机也很容易实现加工的自动化。冷镦技术以它高效率，损耗小，加工工艺好的特点运用在很多方面，已经在机械，轻工，船舶，电子产品，甚至军工部门得到了很深的应用，成为金属塑性体积成形技术中很重要的加工手段之一。因此这么一种优点众多加工方法也推动着冷镦机的不断发展。冷镦机加工原料为棒料或者卷料，通过多个机构共同的运作，不断生产出螺母，螺钉，钢球等标准件。我国是制造大国，要实现制造强国，首先也要在机械设备上用心研究。因此，这次本着优化冷镦机的设计，提高其生产效益。我们与孝感冷镦机厂合作，争取把冷镦机进一步优化，生产效率达到国际优秀水平。冷镦机厂方面提出的商议任务如下：评审铸件床身的结构合理性；设备动态平衡模拟；关键零部件的材料选用及工艺（比如曲轴，轴瓦，轴承）；提高电控的功能多样化，在显示屏里能表现出更多的关于设备实时动态监测情况；外壳钣金及底座的工业化设计。容易损坏的零件以及登记后提供新材料和新加工工艺。

冷镦机多采用机械传动装置，这些传动装置有曲柄滑块机构，曲柄摇杆机构，凸轮机构，棘轮机构，齿轮机构等组合传动。机械传动装置相较于其他液压等传动方式的优点在于传动比准确，传动也比较稳定，效率方面也很高，通常在百分之90以上，且工作时可靠性高，寿命长。传动系统平稳性好，传动精度高，加工出来的零件精度也会高，加工效益也会提高。因此，在对冷镦机结构进行优化设计的同时，传动系统的优化设计也必不可少。

本设计是对12mm冷镦机传动系统的设计，意在加工强度提高的情况下，使得传动系统的平稳性，准确性也有所提高。从而提高产品质量和加工效率。同时希望以后在此方面有更大的改进。这样就能促进中国的机械水平更向前进步，从而达到缩短我国和发达国家的差距。

1.2 国内外现状

国外,目前多工位自动冷镦机正朝着三个方向发展，主要是加工效率的高速化，加工出零件的通用化，和加工工艺和零件结构的标准化。多工位自动冷镦机是一种集加工精度高，自动化易实现等技术含量较高的冷加工装备，在制造业的各个领域都得到了广泛的运用。