小型修剪机的设计

取8mm，因此曲轴受到的转矩为：

T曲=FR=360N×8mm=2.88Nm

本设计中刀具上刀片与下刀片之间的摩擦较大，因此剪切频率不易过高，取每分钟250次完整剪切，即上刀片每分钟做250次来回运动，也意味着曲轴的转速为n=250r/min,因此曲轴的功率为

那么电机的功率为

传动装置的总效率错误！未找到引用源。

式中η1为滑动轴承传动效率，η2为圆柱齿轮传动效率。查《机械设计课程设计》表3-1可知，滑动轴承传动效率η1=0.94，圆柱齿轮传动效率η2=0.94，则

η=0.94×0.94×0.94×0.94≈0.78

故P电≈0.097Kw

因此电机可以选择淄博博山聚英电机厂生产的90ZYT106型永磁直流电动机，电机转矩0.796Nm，转速1500r/min，额定功率125w，额定电压24V。这款电机具有价格低，质量轻，电压低，功率大转速稳定，便于安装等特点， 因此很适合本修剪机。 2.3、传动比的分配

由上文可知，最终曲轴的转速n=1500r/min,因此总传动比

曲=250r/min，电机的输出转速

n

电

减速装置采用的是两级直齿圆柱齿轮减速器，取高速级传动比i1=2，低速级传动比i2=3，则i=i1i2=2×3=6 2.4、传动装置的运动和运动参数 2.4.1、各轴转速

电机轴为0轴，齿轮轴为1轴，曲轴为2轴，则各轴转速为：

2.4.2、各轴输入功率

P0=125w

P1= P0η2=125×0.94=117.5w

P2= P1η1η2=1117.5×0.94×0.94=103.8w

2.4.3、各轴转矩

2.5、减速装置的设计

本修剪机工作转速低，功率小，减速装置采用二级圆柱直齿轮，使用喷

油式润滑。高速级传动比i1=2,低速级传动比i2=3。齿轮属于标准件，可以直接从市场上采购。 2.6、曲轴的设计与校核 2.6.1曲轴的设计

曲轴尺寸的设计是修剪机的一个重要环节，其合理性是保证修剪机正常工作的一个重要基础。

本设计中曲轴材料选用45C，经过调质处理，硬度为240HBS。初步估算轴的直径为：

根据选用的材料，A0的范围为103-126，选取A0=126，算得

考虑到轴上开有键槽，将计算轴颈增大7%，取标准直径为12mm，根据其他零件尺寸得到曲轴具体几何形状尺寸如下图

图3 曲轴

2.6.2曲轴的校核

对曲轴进行受力分析可知，当连杆与曲柄垂直时曲轴受到的力最大

F=360N，针对此时的受力情况通过SolidWorks静力有限元分析：

①外部载荷设置以及网格划分。

曲轴属于形状不规则的长轴类零件，具有轴线不连续和直径变化大的等特点。施加模型约束时，在连杆和轴接触的轴颈处添加圆周约束。理论校核时，将载荷简化为集中力。在SolidWorks中加载为均布载荷，分别在X平面和Y平面对圆周施加8个力和一个扭矩，具体如下图所示。网格划分时，考虑到轴颈过渡圆角处的应力集中，对此处进行网格细化处理[6]。

图4 网格划分图

②运行结果与分析

对运行结果分析处理时，分别查看了通过模型计算的曲轴位移、应变和应力分析图，结果如下图所示。

图5 曲轴位移分析图