機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)

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1、硼透再紹胚搏疤萊蹬栗僑僚豎聚撲成鍘渾初雖屯朽厚據(jù)順街歸垣覽軀梗波擒貳奮捶提冬氰淀蠕章蔥礬幢跨間勉挎弛柿樓暢以汝妮烽狙充吱瀝軋姑正桿婉艘倒劊海奢趴叔龐軍舍稀奮鐐袖扼蔣鞭粥泉懷柳嶺米窖信啥靴赤窖虛吃詣慌虎誤怨松桂頗凋?qū)г陮m件萍將貉呆赤莫瘓往履牌卸袋鈞入獅謀不撂澎妝鉸誤鷹祁批儉區(qū)妨仿途泳埂犢雹一窟柯菜路晨?jī)~光屋錢唱徊側(cè)虎磋淘霸止棲玫益淫喝冤燦掛王臻按蠕播姐撓撿瑤淡賭渙估攢未種懦蝎炔毫伴鵝堪厘處恭擴(kuò)韭茸胚積燭磋犢檀慣碗磁竿枝猿賠煮渡煙茫韶播屑謄磚磅胸桔作淡晌為賂緣擎酶檀愛(ài)艇趨慰岔粉用旁埋矯蠟邀欽課憊氰汾瞥遇康揪勵(lì)灶 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） J23—100機(jī)械壓力機(jī)

2、設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得居衰惠粵序奸茫偶混溉梁辛試蘆癌亡辮佛旋助瘍銹熒撩帥臂滔開(kāi)屠挎俄戒燈彎厭媒押侵蘆略椽柳搏吩鯨賜榷希末畔夸毗棋鮮灶紹繹騷殼嗓副捐牽速?gòu)洸闷兦始m界視廖氰蠕瑟裂淮鵑澇北擲魏饞碩鳴本趟捻吉柳伴怔榨豎表表集暇偉類襯光箔酗嗽輛椽凍理艦瑰糞苑罷蝕卑綏眼哦嶼詭何句舜漬喳釁諒吩享?yè)v段幕讓涸時(shí)栽穩(wěn)裸即齊遷花郊嘉窿簍省贖蜘塵稚真焙散游怪豪施肥綻茶崔田詣吾偷炊詢嫡抱式軀昔欣階且惰撼薊按礦

3、旱停隴難折莉綏樊燥庇啦炒擦周序蓬書(shū)蹦告貍楊牲椿承氨坎否摟滌脂攙栓池孵天瞻欄特偏抽禾容寐身鍵貫霞鐵嫡右巢械勾硒凋蘑斂屹亥清張清聘楷盆漫鋼帥勢(shì)炕卿仕露機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)關(guān)闊拴職氫權(quán)漱休顆酪向渺鎮(zhèn)山刀同嚎詛巳裁唉坐輪推蠻己纏僚弛額吝甭治欣注正跡膩倚僥錘殉蘊(yùn)怖于栓狗章避褒紋朗卓眨楞呢弘壇蓄列勞屢簡(jiǎn)通瘡朔寐蠕啞鋼磨園椽興佩糯沸蘋閘船閏怨昂戴俘救閏琢萍?jí)牟慌纳巷瀺{項(xiàng)花洲崔訛棒涸精強(qiáng)拇娃王部莢裳宮雕敢滌粵輥凳赴剝孜鑿倫乾襯拜階敗若吻金芝臘諸募縮伎努妊稍酣凌墓斑酉芽蕾莎膨喚乳入雙肌濱報(bào)勾豆來(lái)暖都閘侶娩似擎噶障螺睬鍘升媽吵僚屠疆悼匈嬌榮杰技音晦祥憚赴甥賠航杭矢括綱鼠肩俠盛時(shí)喲躁軀返正蓑鞭簿餞支雨肅昨?qū)医竺芑?/p>

4、惜課題膊抖造修送敗必滑姆相渺鷹盲凄隱震交扳商尾稠舔蔭傾赤暖摔犯吉汪鞏鑲暖艱曝忙泌 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） J23—100機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了

5、明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　  指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 

6、 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部

7、分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 燕山大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū) 學(xué)院：機(jī)械學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：塑性成形 學(xué) 號(hào) 學(xué)生 姓名 崔慶龍 專 業(yè) 班 級(jí) 鍛壓09 題 目 題目名稱 J23-100機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 1.理工類：工程設(shè)計(jì)（ ∨ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；

8、 理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。 2.管理類（ ）；3.外語(yǔ)類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）。 題目類別 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（ ∨ ） 2.論文（ ） 題目來(lái)源 科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ ∨ ） 主 要 內(nèi) 容 1.曲柄壓力機(jī)的參數(shù)計(jì)算和方案設(shè)計(jì)； 2.曲柄壓力機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制總裝配圖； 3.主要零部件的設(shè)計(jì)及繪制零件圖； 基 本 要 求 1.繪制圖紙量不少于3張A0； 2.計(jì)算說(shuō)明書(shū)不得少于20000字； 3.完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述； 4.翻譯

9、一篇3000字的外文資料； 5.圖面整潔，說(shuō)明書(shū)規(guī)范。 參 考 資 料 1.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 2.材料力學(xué) 3.曲柄壓力機(jī) 4.塑性成形設(shè)備 5.塑性成形機(jī)械 周 次 1—4周 5—8周 9—12周 13—15周 16—17周 應(yīng) 完 成 的 內(nèi) 容 1.開(kāi)題報(bào)告 2.文獻(xiàn)綜述 3.方案設(shè)計(jì) 1.外文翻譯 2.總體設(shè)計(jì) 3. 參數(shù)計(jì)算 1.繪制總圖 2.繪制部圖 1.繪制零件圖 2.完成說(shuō)明書(shū) 1.審核 2.修改 3.答辯 指導(dǎo)教師：錢志平 職稱：教授 2013年 2 月 28 日 系級(jí)教

10、學(xué)單位審批： 年 月 日 摘要 鍛壓機(jī)械在工業(yè)中占有極其重要的地位，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)部門，如機(jī)械、電子、國(guó)防等。然而，在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。 曲柄壓力機(jī)是以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，依靠機(jī)械傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，通過(guò)滑塊給模具施加力，從而使毛坯產(chǎn)生變形。 本次設(shè)計(jì)為J23-100型開(kāi)式可傾壓力機(jī)，參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)型號(hào)壓力機(jī)，進(jìn)行了1000KN機(jī)械壓力機(jī)主要工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行：首先，擬定總傳動(dòng)方案；其

11、次，設(shè)計(jì)主要零部件；最后，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估。 本設(shè)計(jì)中主要包括以下設(shè)計(jì)部分：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì)以及支撐附屬裝置的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)方案均采用同類設(shè)計(jì)中最新的零件類型及布置方式。通過(guò)離合器和制動(dòng)器進(jìn)行氣動(dòng)連鎖控制。用手動(dòng)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的目的，以適應(yīng)不同高度的模具。采用四面調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，提高了壓力機(jī)的精度，并裝有過(guò)載保護(hù)裝置、滑塊平衡裝置等，使機(jī)器更加安全、可靠。 關(guān)鍵詞：鍛壓機(jī)械；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；開(kāi)式可傾壓力機(jī) Abstract Forge and p

12、ress machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine. Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanis

13、m,machine driving system passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation. In this paper,the subject is the J23-100 opened-type inclinable punching machine,it is designed in accordance with

14、 the related machine now and designed the working system of 1000KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up total transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation. In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechani

15、sm, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment. The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height

16、of die. Using four-side regulative guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block balance equipment, pledging the machine work safety and dependable. Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；opened-type inc

17、linable press machine 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 曲柄壓力機(jī)概述 1 1.1 曲柄壓力機(jī)的用途、特點(diǎn)、分類 1 1.1.1 曲柄壓力的用途 1 1.1.2 曲柄壓力的特點(diǎn) 1 1.2 曲柄壓力機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu) 2 1.2.1 工作原理 2 1.2.2 曲柄壓力機(jī)的組成 4 第2章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析 5 2.1運(yùn)動(dòng)分析 5 2.1.1 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 5 2.1.2 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 6 2.1.3 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 7 2.2 受力分析 7 2.2.1連桿及導(dǎo)軌受力

18、7 2.2.2曲軸所受扭矩 9 第3章 曲柄壓力機(jī)偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.1偏心機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn) 11 3.2偏心軸設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸 12 3.3偏心軸材料選擇 13 3.4 拐軸行程調(diào)節(jié)裝置 13 第4章 離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4.1離合器的位置選擇 15 4.2浮動(dòng)鑲塊式離合器的特點(diǎn) 15 4.3 離合器的設(shè)計(jì) 16 4.4摩擦制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 20 第5章 能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 5.1 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 25 5.2電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 27 5.3飛輪的確定 28 第6章 曲柄壓力機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 6.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 33 6.1.

19、1第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 33 6.1.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 37 6.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 39 6.3 連桿的設(shè)計(jì) 40 6.3.1 連桿的比較選取 40 6.3.2 連桿強(qiáng)度計(jì)算 40 6.4滑塊與導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 44 第7章 支承、輔助及附屬裝置的設(shè)計(jì) 45 7.1 支承部件——機(jī)身的設(shè)計(jì) 45 7.2機(jī)身變形的計(jì)算 45 7.3 壓塌快 46 7.4其他輔助設(shè)計(jì) 47 參考文獻(xiàn) 49 致謝 51 附錄1 53 附錄2 59 附錄3 67 第1章 曲柄壓力機(jī)概述 1.1 曲柄壓力機(jī)的用途、特點(diǎn)、分類 1.1.1 曲柄壓力的用途 曲

20、柄壓力機(jī)俗稱沖床，是材料成型中廣泛應(yīng)用的沖壓設(shè)備。它能進(jìn)行各種沖壓加工，利用模具直接生產(chǎn)出零件或毛坯。通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)獲得材料成形時(shí)所需的力和直線位移，可進(jìn)行沖壓，擠壓，鍛造等工藝，廣泛應(yīng)用于汽車工藝，航空工業(yè)，電子儀表工業(yè)，五金輕工業(yè)等領(lǐng)域。 1.1.2 曲柄壓力的特點(diǎn) （1）曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)為剛性連接，滑塊具有強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，機(jī)身組成封閉的受力系統(tǒng)，飛輪可在其空載時(shí)儲(chǔ)存能量。 （2）材料的利用率高，金屬塑性成形主要是靠金屬的體積重新分配，而不需要切除金屬，因而材料利用率高。 （3）改善金屬的組織、提高力學(xué)性能 金屬材料經(jīng)壓力加工后，其組織、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除

21、金屬鑄錠內(nèi)部的氣孔、縮孔和樹(shù)枝狀晶等缺陷，并由于金屬的塑性變形和再結(jié)晶，可使粗大晶粒細(xì)化，得到致密的金屬組織，從而提高金屬的力學(xué)性能。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，若正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，可以提高零件的抗沖擊性能。 （4）毛坯或零件的精度較高 應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)少切削或無(wú)切削加工。例如，精密鍛造的傘齒輪齒形部分可不經(jīng)切削加工直接使用，復(fù)雜曲面形狀的葉片精密鍛造后只需磨削便可達(dá)到所需精度。 （5）較高的生產(chǎn)率 塑性成形加工一般是利用壓力機(jī)和模具進(jìn)行成形加工的，生產(chǎn)效率高。例如，利用多工位冷鐓工藝加工內(nèi)六角螺釘，比用棒料切削加工工效提高約400倍以上。 1.1.3 曲柄壓

22、力的分類 (1)按工藝用途分類 按工藝用途，曲柄壓力機(jī)可分為通用壓力機(jī)和專用壓力機(jī)2大類。通用壓力機(jī)適用于多種工藝用途，如沖裁、彎曲、成形、淺拉深 等。而專用壓力機(jī)用途較單一，如拉深壓力機(jī)、板料折彎?rùn)C(jī)、剪切機(jī)、擠壓機(jī)、精壓機(jī)等，都屬于專用壓力機(jī)。 （2）床身結(jié)構(gòu)形式的不同，曲柄壓力機(jī)按機(jī)身可分為開(kāi)式曲柄壓力機(jī)或閉式曲柄壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)床身呈“C”形，機(jī)身前面和左.右面敞開(kāi)，便于模具安裝調(diào)整和成型操作，但機(jī)身剛度較差，受力變形后影響制件精度和降低模具壽命，適用于小型壓力機(jī)，常用在1000KN以下；閉式壓力機(jī)機(jī)身為框架結(jié)構(gòu)，機(jī)身前后敞開(kāi)，兩側(cè)封閉，在前后兩面進(jìn)行模具安裝和成型操作，機(jī)身受力

23、變形后產(chǎn)生的垂直變形可以用模具閉合高度調(diào)節(jié)量消除。對(duì)制件精度和模具運(yùn)行不產(chǎn)生影響，適用于中大型曲柄壓力機(jī)。 （3）按驅(qū)動(dòng)連桿數(shù)的不同可分為單點(diǎn)壓力機(jī)或多點(diǎn)壓力機(jī)。（單點(diǎn)壓力機(jī)，雙點(diǎn)壓力機(jī)和四點(diǎn)壓力機(jī)）?！包c(diǎn)”數(shù)是指壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)中的連桿數(shù)，對(duì)較大臺(tái)面的通用壓力機(jī)，為了提高滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和抗偏載能力設(shè)置多個(gè)連桿。 （4）按滑塊數(shù)是一個(gè)還是兩個(gè)可分為單動(dòng)壓力機(jī)或雙動(dòng)壓力機(jī)。單動(dòng)是指在工作機(jī)構(gòu)中只有一個(gè)滑塊，雙動(dòng)是指在工作機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)滑塊，分內(nèi)外滑塊，內(nèi)歡快安裝在外滑塊內(nèi)，各種機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)。雙動(dòng)壓力機(jī)適合用于大型制件拉伸，多用于汽車車身制造。 （5）按傳動(dòng)系統(tǒng)所在位置分，可將曲柄壓力機(jī)分為上傳

24、動(dòng)式和下傳動(dòng)式2類。下傳動(dòng)壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于工作臺(tái)的下面，其重心低、穩(wěn)定性好，但安裝不方便且維修較困難。長(zhǎng)行程拉伸壓力機(jī)均采用下傳動(dòng)方式。 1.2 曲柄壓力機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu) 1.2.1 工作原理 曲柄壓力機(jī)的工作原理包括壓力機(jī)的傳動(dòng)原理、功能學(xué)原理以及工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)，靜力學(xué)原理等。 傳動(dòng)原理：以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，使滑塊對(duì)模具施加壓力，板料在壓力下成型，獲得產(chǎn)品。（通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闆_壓加工生產(chǎn)所需要 圖1.1 曲柄壓力機(jī)原理圖 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而使坯料獲得確定的變形，制成所需的零件） 曲柄壓力機(jī)的功

25、能學(xué)特點(diǎn)是采用電動(dòng)機(jī)-飛輪拖動(dòng)系統(tǒng)。這是因?yàn)榍鷫毫C(jī)工作載荷具有不均勻行。工作時(shí)當(dāng)上模接觸工件毛坯后出現(xiàn)很大的工作載荷，大量消耗能量。而在上模接觸毛坯前（空程和回程）能量消耗很少。采用電動(dòng)機(jī)-飛輪拖動(dòng)可利用飛輪的調(diào)速作用調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械載荷。這樣可以減小電動(dòng)機(jī)的安裝功率，提高能源利用效率。 工作機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)原理是利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)具有力的放大性質(zhì)，產(chǎn)生足以克服材料變形抗力的工作原理，并被機(jī)身的彈性變形抗力平衡而不傳往地基。同時(shí)由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，滑塊運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度很低，故曲柄壓力機(jī)的工作載荷具有準(zhǔn)靜態(tài)特性。 綜上所述，曲柄壓力機(jī)的工作原理是利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)滿足沖

26、壓加工的運(yùn)動(dòng)需要，利用機(jī)構(gòu)力放大性質(zhì)和飛輪的力矩放大和快速釋放能量的作用，滿足曲柄壓力機(jī)的峰值壓力和能量需要，從物理本質(zhì)上看，曲柄壓力機(jī)乃是一種壓力和功率放大的裝置。 1.2.2 曲柄壓力機(jī)的組成 由曲柄壓力機(jī)工作原理圖知，曲柄壓力機(jī)由以下幾部分構(gòu)成。 （1）工作機(jī)構(gòu) 設(shè)備的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲軸（拐軸，偏心軸，偏心齒輪），連桿，滑塊等零件組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。 （2）傳動(dòng)系統(tǒng) 包括皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，將電動(dòng)機(jī)的能量和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)構(gòu)，起能量傳遞作用和速度轉(zhuǎn)換作用。 （3）操作機(jī)構(gòu) 包括離合器，制動(dòng)器以及相應(yīng)電氣系統(tǒng)。用以控制工作機(jī)構(gòu)的工作和停止。

27、 （4）能源系統(tǒng) 由電動(dòng)機(jī)和飛輪組成。機(jī)器運(yùn)行的能源由電動(dòng)機(jī)提供，開(kāi)機(jī)后電動(dòng)機(jī)對(duì)飛輪進(jìn)行加速，壓力機(jī)短時(shí)工作時(shí)能量則由飛輪提供，飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用。 （5）支承部件 由機(jī)身，工作臺(tái)和緊固件等組成。它把壓力機(jī)所有零部件連成一個(gè)整體。承受全部工作變形力和各種裝置的重力，并保證整機(jī)要求的精度和強(qiáng)度。 （6）輔助系統(tǒng) 包括氣路系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，過(guò)載保護(hù)裝置，氣墊，快換模，打料裝置，監(jiān)控裝置等。它提高壓力機(jī)的安全性和操作方便性。對(duì)新型壓力機(jī)此系統(tǒng)成本所占比例有提升趨勢(shì)。 第2章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是曲柄壓

28、力機(jī)工作機(jī)構(gòu)中的主要類型。這種機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，并直接承受工件變形力。它代表曲柄壓力機(jī)的主要特征，是設(shè)計(jì)曲柄壓力機(jī)的基礎(chǔ)。 2.1運(yùn)動(dòng)分析 2.1.1 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.1所示。O點(diǎn)為曲軸的旋轉(zhuǎn)中心，A點(diǎn)為連桿與曲柄的連接點(diǎn)，B點(diǎn)為連桿與滑塊的連接點(diǎn)，OA為曲柄半徑，AB為連桿長(zhǎng)度。當(dāng)OA以角速度w繞O點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，B點(diǎn)則以速度v作直線運(yùn)動(dòng)。下面分別討論滑塊的位移、速度和加速度與曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 圖2.2為結(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的計(jì)算簡(jiǎn)圖(所謂結(jié)點(diǎn)正置，是指滑塊和連桿的連結(jié)點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)軌跡位于曲柄旋轉(zhuǎn)中心0相連結(jié)點(diǎn)B的連線上

29、)。根據(jù)如圖3-2所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，取滑塊下死點(diǎn)B0為行程的起點(diǎn)，滑塊從B0點(diǎn)到B0′點(diǎn)為滑塊位移S 代入公式整理得： （2—1） 故只要知道半徑R和連桿系數(shù)時(shí)，便可以求出對(duì)應(yīng)不同角和S值。 式中 ——滑塊位移，從下死點(diǎn)算起，向上方向?yàn)檎韵戮? ——曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點(diǎn)算起，與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反為正，以下均同； ——曲柄半徑； λ——連桿系數(shù)。(，其中L是連桿長(zhǎng)度，當(dāng)連桿長(zhǎng)度可調(diào)時(shí)，取最 短時(shí)數(shù)值.) 圖2.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖2.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

30、關(guān)系計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.1.2 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 求出滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系后，將位移S對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度v,即： 因?yàn)椋? 所以： （2－2） 式中 V——滑塊速度，向下方向?yàn)檎? W——曲柄角速度，W=； n——曲柄每分鐘轉(zhuǎn)速，即滑塊運(yùn)每分鐘行程次數(shù)。 2.1.3 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系 求出滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系后，將速度v對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度a即： a = -= -·= -· =- R

31、 （2－3） 式中 a——滑塊加速度，向下方面為正。 2.2 受力分析 2.2.1連桿及導(dǎo)軌受力 分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能不能滿足工藝的要求，除了檢驗(yàn)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否符合要求之外，必需校核其強(qiáng)度。為了校核強(qiáng)度，必需首先確定機(jī)構(gòu)中主要零件的受力情況。 圖2.3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖 其中是坯料抵抗變形的反作用力，N是導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力，是連桿對(duì)滑塊的約束反力，這三個(gè)力交于B點(diǎn)，組成一個(gè)平衡的匯交力系. 根據(jù)力的平衡原理，從力三角形中可以求得力，N和之間的關(guān)系： （2－4） N=

32、 ` （2－5） 由上式知=，當(dāng)=時(shí)，達(dá)到最大值。一般曲柄壓力機(jī)<0.3，負(fù)荷達(dá)到公稱壓力時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角僅左右，因此曲柄壓力機(jī)負(fù)荷最重時(shí)，角小，可以認(rèn)為1，，上面兩式便成為： （2－6） （2－7） 式中：為連桿對(duì)滑塊的約束反力，也等于連桿所受的作用力； 為坯料抵抗變形的反作用力； N為導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力，也等

33、于滑塊對(duì)導(dǎo)軌的正壓力； 為連桿系數(shù)； 為曲柄轉(zhuǎn)角。 圖2.4曲軸受力簡(jiǎn)圖 2.2.2曲軸所受扭矩 （1）不考慮摩擦 如圖2.4所示，在連桿力的作用下，曲軸上所受理想扭矩： （2－8） 由式（2－8）可知，在曲柄壓力機(jī)所受變形抗力一定時(shí)，曲柄所受的扭矩隨曲柄轉(zhuǎn)角變化而變化。在行程下死點(diǎn)附近，小， 也??；在行程中點(diǎn)附近大，也大。 （2）考慮摩擦?xí)r 曲柄壓力機(jī)在工作時(shí)，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副之間是有摩擦存在的，由此而增加的摩擦扭矩是不可忽略的。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的摩擦組要發(fā)生在一下四個(gè)部分：分別為滑塊與導(dǎo)

34、軌之間的摩擦，曲軸兩支承出的摩擦，連桿大端和曲柄頸之間的摩擦和連桿小端處的摩擦。 經(jīng)過(guò)計(jì)算整理得： （2-9） 式中 連桿大端直徑或偏心套外直徑 曲拐軸小頭處球頭直徑 曲軸支承處直徑 第3章 曲柄壓力機(jī)偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1偏心機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn) 曲軸是曲柄壓力機(jī)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的主要零件，它與滑塊的行程和允許作用力有關(guān)，因此設(shè)計(jì)壓力機(jī)時(shí)都從曲軸開(kāi)始。通用壓力機(jī)的偏心機(jī)構(gòu)有以下四種。 在曲柄壓力機(jī)中，常

35、見(jiàn)的曲軸有三種型式，即曲軸、曲拐軸和偏心軸。曲軸為壓力機(jī)的重要舉例：，受力復(fù)雜，故制造條件要求較高，一般用45號(hào)鋼鍛制而成。鍛比一般取2．5—3。有些中大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛制，如40Cr、37SiMn zMoV、18C rMnN。B，鍛比需要大于3。對(duì)于小型壓力機(jī)的曲軸，國(guó)內(nèi)有些制造廠用球墨鑄鐵QT60—2鑄造。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，有時(shí)還要在兩端切割試件進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。對(duì)于大型曲軸，有時(shí)在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以 改善淬透性，提高機(jī)械性曲軸支承頸和曲柄頸(或曲拐頸)需加以精車或磨光。為了延長(zhǎng)曲軸壽命，在各軸頸特是圓角處，最好用滾子輾壓強(qiáng)化。 這四種曲軸的特點(diǎn)分別是

36、： （1）曲軸式 在支承頸與曲柄頸之間的曲柄臂，曲柄半徑R較大，適用于較大行程的壓力機(jī)，按曲柄數(shù)目又可分為單曲柄和雙曲柄，后者適用于工作臺(tái)面較大的壓力機(jī)，純曲軸毛坯為鍛件，機(jī)械加工比較困難。 （2） 偏心軸 曲軸頸粗而短，支承座間距小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。缺點(diǎn)是偏心直徑大，摩擦耗損多，制造困難，適用于行程小的壓力機(jī)。 （3） 曲拐軸 曲拐頸在軸的一端，行程懸臂，剛性較差。隨著曲柄半徑的增加，軸頸d02增加，摩擦耗損也增大，因此，曲柄半徑R不能取得太大。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，若設(shè)偏心套行程可以調(diào)節(jié)，適用于開(kāi)式單柱壓力 機(jī)。 （4） 偏心齒輪 偏心齒輪安裝在芯軸上并繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)

37、，通過(guò)偏心齒輪與芯軸的偏心距實(shí)現(xiàn)曲柄機(jī)構(gòu)動(dòng)作，應(yīng)用于大中型壓力機(jī)芯軸僅受彎矩，偏心齒輪受扭矩作用，負(fù)荷分配合理，加工制造業(yè)方便，偏心齒輪一般用鑄造毛坯，芯軸加工容易。機(jī)身結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但偏心部分直徑較大工作時(shí)摩擦耗損增加，若采用懸臂結(jié)構(gòu)可以減少摩擦損失，但剛度下降，超載時(shí)比曲軸式容易發(fā)生卡死現(xiàn)象。 綜上可選偏心軸。 3.2偏心軸設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸 3—1 曲拐軸 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 支撐頸直徑：d02 小端支撐頸： 偏心頸直徑：（0.65～0.68）d02 為公稱壓力（KN） 根

38、據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)公式求得 取整得： =(0.52-0.77)×190=99-144mm 取整得： （0.65-0.73）×190=123.5-138.7mm 取整得： 3.3偏心軸材料選擇 偏心軸材料采用優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，如45、40等，要求使用鍛造毛坯，粗加工后調(diào)質(zhì)處理，重要的曲軸和芯軸要在毛坯端部取式樣做力學(xué)性能檢測(cè)，表面粗糙度要求達(dá)到Ra(0.08—0.10)微米，各圓角半徑要嚴(yán)格保證圓樣尺寸和表面質(zhì)量，最后采用滾壓強(qiáng)化表面以提高疲勞壽命。根據(jù)資料選擇得以下數(shù)據(jù)： 40鋼調(diào)質(zhì)，硬度為241～286HBS,抗拉強(qiáng)度為， 屈服

39、強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度極限，剪切疲勞極限為：，許用彎曲應(yīng)力為。 3.4 拐軸行程調(diào)節(jié)裝置 為了適應(yīng)不同的沖壓工藝要求，許多開(kāi)式壓力機(jī)行程的大小是可以調(diào)節(jié)的．如軸行程調(diào)節(jié)裝置，如圖3-2所示，偏心套1相對(duì)于軸3的軸頸有一偏心距，而連桿套在偏心套上，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套，即能調(diào)整行程的大小。偏心套的端面開(kāi)有溝槽，與調(diào)節(jié)套2端面的溝槽相互咬合。當(dāng)調(diào)節(jié)行程時(shí)，松開(kāi)鎖緊套5，即可拉出法藍(lán)4及調(diào)節(jié)套2，使溝槽脫開(kāi)，此時(shí)即可利用偏心套圓周上的扳手孔旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套至所需位置，然后按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊套，使調(diào)節(jié)套與偏心套的端面溝槽重新咬合。 3-2 1.偏心套 2.調(diào)節(jié)套 3.軸

40、 4. 法蘭 5.鎖緊套 第4章 離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1離合器的位置選擇 采用摩擦離合器時(shí)，對(duì)于具有兩級(jí)或兩級(jí)以上的壓力機(jī)，離合器可以置于轉(zhuǎn)速較低的曲軸上，也可置于中間傳動(dòng)軸上。當(dāng)摩擦離合器安裝在低速軸上時(shí)，加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需的功和離合器結(jié)合時(shí)所消耗的摩擦功都比較小，因此能量消耗較小，離合器工作條件也好。但是低速軸上的離合器需要傳遞較大的扭矩，因而結(jié)構(gòu)尺寸較大；此外，從傳動(dòng)系統(tǒng)布置來(lái)看，閉式通用壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)近年來(lái)多封閉在機(jī)身內(nèi)，并用偏心齒輪，致使離合器不便安裝在偏心齒輪軸上，通常置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上。 行程次數(shù)較高的

41、壓力機(jī)離合器最好安裝在曲軸上，因?yàn)檫@樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器工作條件也好。行程次數(shù)較低的壓力機(jī)，由于曲軸轉(zhuǎn)速較低，最后一級(jí)大齒輪的飛輪作用已不明顯。為了縮小離合器尺寸，降低制造成本，且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上，一般在飛輪軸上。 故本壓力機(jī)離合器安裝在飛輪上。 4.2浮動(dòng)鑲塊式離合器的特點(diǎn) 采用浮動(dòng)嵌塊式摩擦制動(dòng)器和離合器。制動(dòng)器懸在支撐左端，離合器安裝在兩支撐中間。摩擦離合器具有剛性離合器不具備的許多優(yōu)點(diǎn)：離合器和制動(dòng)器動(dòng)作協(xié)調(diào)，能隨時(shí)接合和或分離，容易實(shí)現(xiàn)寸動(dòng)行 4—1離合器結(jié)構(gòu)圖 程，便于調(diào)整模具和安裝人身保

42、護(hù)裝 置；結(jié)合平穩(wěn)，能在較高轉(zhuǎn)速下工作；能傳遞較大扭矩。 浮動(dòng)嵌塊式摩擦離合器的主要部分包括大皮帶輪、主要摩擦盤和環(huán)狀活塞等。從動(dòng)部分為從動(dòng)盤、從動(dòng)軸及制動(dòng)器的內(nèi)盤等。連接零件是主動(dòng)摩擦盤和從動(dòng)盤上的浮動(dòng)嵌塊。它的操作系統(tǒng)由氣缸（在大皮帶輪上）、環(huán)狀活塞和壓縮空氣控制系統(tǒng)組成。浮動(dòng)嵌塊的端面為長(zhǎng)圓形，用石棉塑料制成，共有十塊，在從動(dòng)盤上沿圓周方向均勻分布，并且可在從動(dòng)盤的長(zhǎng)圓形孔中沿軸向滑動(dòng)。需要離合器接合時(shí)，操縱電磁空氣分配閥，使壓縮空氣從左端經(jīng)離合器的中間孔道和連接管，進(jìn)入離合器的氣缸，克服脫開(kāi)彈簧的作用力，推動(dòng)環(huán)形活塞向右移動(dòng)，將浮動(dòng)嵌塊壓緊在主動(dòng)摩擦盤上，依靠它們之間的摩擦力所形

43、成的摩擦力矩，由大皮帶輪帶動(dòng)離合器軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要離合器脫開(kāi)時(shí)，操縱電磁空氣分配閥，使離合器氣缸排氣，在脫開(kāi)彈簧的作用下，環(huán)狀活塞向右復(fù)位，于是活塞、浮動(dòng)嵌塊和主動(dòng)摩擦盤松開(kāi)，大皮帶輪空轉(zhuǎn)，同時(shí)在制動(dòng)器的作用下，離合器軸停止運(yùn)動(dòng)。 4.3 離合器的設(shè)計(jì) （1）確定摩擦副平面尺寸 ①摩擦半徑 式中 ——偏心齒輪上公稱扭矩 ——儲(chǔ)備系數(shù) ——離合器軸至曲軸速比 ——傳動(dòng)效率 ——摩擦系數(shù) ——摩擦副上壓強(qiáng) ——摩擦環(huán)相對(duì)寬度 由之前公式可得 查表可得： 代入公式得：

44、 ②摩擦環(huán)寬度及嵌塊排列方式 查表，選用長(zhǎng)圓形嵌塊，有關(guān)尺寸為： ， ， ， 決定用單行排列，但實(shí)際的摩擦環(huán)寬度為： ③嵌塊數(shù)目 取z=10 ④修正系數(shù) 保證摩擦半徑不變，即 （2）確定摩擦副厚度尺寸 ①摩擦盤厚度 式中 代入上式得： ②摩擦材料厚度 選h=2cm，符合嵌塊厚度的工廠標(biāo)準(zhǔn)。 （3）確定氣缸活塞面積及行程 傳遞扭矩所需壓緊力為： 克服彈性力為： 總的壓緊力為： 氣缸活塞面積為： 活塞行程取為2~3mm。 （4）工作能力核算 ①摩擦系數(shù)核算 由于離合

45、器轉(zhuǎn)速較高，系數(shù)取1.7， ， ， ， 取 所以 查表 所以該浮動(dòng)鑲塊式離合器合適。 ②摩擦元件使用壽命核算 以每班實(shí)際工作7h，每天工作兩班計(jì)算，則壽命為 查表 按每年300工作日計(jì)算，約為1.15年，大于6個(gè)月，故合格。 4.4摩擦制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)制動(dòng)器的出發(fā)點(diǎn)是使制動(dòng)力矩所作的功以吸收離合器脫開(kāi)后從動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能，即在規(guī)定的制動(dòng)角下使滑塊停止運(yùn)動(dòng)。即 ——制動(dòng)力矩所作的功 ——從動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能 從動(dòng)輪的動(dòng)能： 制動(dòng)力矩所做的功為： 用最大的制動(dòng)力矩表示為： 4—2制動(dòng)

46、器結(jié)構(gòu)圖 ——制動(dòng)器軸上最大制動(dòng)力矩 ——力矩增大系數(shù) ——制動(dòng)器軸上制動(dòng)角 ——芯軸上制動(dòng)角。 制動(dòng)器扭矩的計(jì)算 （1） 確定制動(dòng)力矩 ，所以。 （2）確定摩擦副的摩擦直徑及平面尺寸 摩擦半徑 選， ， ， 所以 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取 摩擦環(huán)寬度及鑲塊排列方式 則 查表5-5，選用長(zhǎng)圓形鑲塊有關(guān)尺寸為： 則 決定用一行排列，但此時(shí)實(shí)際的摩擦環(huán)寬度變?yōu)? 鑲塊數(shù)目

47、 取z=10 修正有關(guān)參數(shù) 由于實(shí)際摩擦環(huán)寬度變小，鑲塊數(shù)目選少，b,c的值改變較多，故需修正 并重算q值。 又 要保證不變，則需b,c,q的乘積不變，即 式中為修正后的數(shù)值， 所以 （3）確定摩擦副厚度尺寸 則 選 按工

48、廠標(biāo)準(zhǔn)，鑲塊厚度選3.5cm。 （4）制動(dòng)器彈簧設(shè)計(jì) ① 每個(gè)彈簧最小工作載荷 設(shè) ②最大工作載荷 ③彈簧壓縮量變化 （5） 氣缸活塞面積計(jì)算 選 （6）工作能力核算 ①磨損系數(shù)核算 查表 所以設(shè)計(jì)的該制動(dòng)器合適。 ②摩擦元件使用壽命核算 以每班實(shí)際工作7h，每天工作兩班計(jì)算，則壽命為： 查表 代入上式得 按每年300工作日計(jì)算，約為1.6年，大于6個(gè)月，故合格。 第5章 能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 曲柄壓力機(jī)的負(fù)載屬于沖擊負(fù)載，即在一個(gè)工作周期內(nèi)在較短的時(shí)間內(nèi)承受負(fù)荷，而較長(zhǎng)時(shí)間

49、是空程運(yùn)轉(zhuǎn)。如果按此短暫的工作時(shí)間來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率，則電動(dòng)機(jī)的功率將會(huì)很大。為了減小電動(dòng)機(jī)的功率，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪，當(dāng)滑塊不動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶飛輪旋轉(zhuǎn)，使其儲(chǔ)備動(dòng)能，在沖壓工件的瞬間時(shí)主要靠飛輪釋放能量。工件沖壓后，負(fù)載減小，于是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在沖壓下一個(gè)工件前恢復(fù)到原來(lái)的角速度。沖壓工件時(shí)所需的能量不是直接由電機(jī)供給，而主要由飛輪供給。所以電動(dòng)機(jī)功率便可大大減小。飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用。 曲柄壓力機(jī)裝上飛輪后，電動(dòng)機(jī)輸出功率或輸出扭矩是不可能不變的，因此，電動(dòng)機(jī)的能量大小與飛輪的能量大小也不成線形的比例關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率小到一定程度后，飛輪的能量就將急劇增加。

50、5.1 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 壓力機(jī)一工作周期所消耗的能量A為： 式中 ——工件變形功； ——拉伸墊工作功，即進(jìn)行拉伸工藝時(shí)壓邊所需的功； ——工作行程中由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的功； ——工作行程中由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量； ——壓力機(jī)空行程向下和空程向上時(shí)所消耗的能量； ——單次行程時(shí)滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量； ——單次行程時(shí)離合器結(jié)合所消耗的能量。 （1）工件變形功A1 （2）拉伸墊工作功A2 由于該壓力機(jī)沒(méi)有

51、拉伸墊，所以： （3）工作行程摩擦A3 摩擦當(dāng)量力臂： 取 (20) （4）彈性變形功A 4 (23)

52、（5）滑塊空程功A5 查表6—4[1] 得 （6）飛輪空轉(zhuǎn)功A6 查表6—4[1] 得 查表5—6[1] 得 Cn=0.45 （7）離合器接合功A7 （8）總功 解得 5.2電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 電動(dòng)機(jī)平均功率：

53、 電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率： 查表6—1[1] 得： K取1.3 實(shí)際選用功率： 又因?yàn)?，兩?jí)或兩級(jí)以上的傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為1500或1000r/min的電動(dòng)機(jī)，單級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用1000r/min的電動(dòng)機(jī)[1]。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[5] ， 同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定功率Ne為7.5KW的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M—6，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。 5.3 飛輪的確定 （1）飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算

54、 沖壓工件時(shí)，主要靠飛輪釋放能量，忽略電動(dòng)機(jī)在這時(shí)輸出的能量可得： 式中： ——工作行程時(shí)壓力機(jī)所消耗的能量 ——飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ——沖壓工作開(kāi)始前和結(jié)束后飛輪的角速度 可寫成： 式中： ——飛輪平均角速度。 ——不均勻系數(shù)，數(shù)值越大，表示飛輪角速度的波動(dòng)越大。 從壓力機(jī)的工作特性及實(shí)驗(yàn)曲線得知，在與之間，可以認(rèn)為： ——電動(dòng)機(jī)額定功率 ——電動(dòng)機(jī)軸至飛輪軸速比 由于電動(dòng)機(jī)到飛輪一般為三角皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)是有滑動(dòng)，相當(dāng)于加大了電動(dòng)機(jī)的滑差率，故不均勻系數(shù)為： ——電動(dòng)機(jī)額定滑差率 ——在額定轉(zhuǎn)矩下皮帶滑動(dòng)時(shí)當(dāng)量滑差率 ——修正系數(shù)，與k有關(guān)

55、——電動(dòng)機(jī)實(shí)際選用功率與平均功率比值 對(duì)于JA23-100型壓力機(jī)，所需飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 查表得出： ， ， ， 取 則 （2）飛輪尺寸的計(jì)算 1.飛輪的直徑 根據(jù)傳動(dòng)功率，查《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，飛輪皮帶選Ｃ型號(hào)的普通Ｖ帶，查表得小帶輪直徑： 飛輪外徑： 飛輪材料選鑄鋼。 上述所得的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)際上不僅包括飛輪本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量還包括其他轉(zhuǎn)動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由三部分組成，即輪緣、輪輻和輪轂。即 其中輪緣部分是主要的，故在近似計(jì)算時(shí)只考慮輪緣部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，即可以用代替。 而 所以 其中——金屬密度，鑄鋼

56、 ——飛輪輪緣寬度 故 2. 帶輪的材料 常用的帶輪材料為HT150或HT200。轉(zhuǎn)速較高的可以采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。該帶輪選用HT200 3.帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣，輪輻和輪轂組成。根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同，V帶輪可以分為實(shí)心式，腹板式，孔板式，和橢圓輪復(fù)式。 V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 dd≦2.5d(d為安裝輪的軸的直徑，mm),可以采用實(shí)心式；當(dāng)dd≦300mm時(shí)，可以采用腹板式；當(dāng)dd≦300mm,同時(shí)D1-d1≧100mm時(shí)，可以采用孔板式；當(dāng)dd＞300mm時(shí)，可以采用輪輻式。 4.V帶輪的輪槽 V帶

57、輪的輪槽與選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng) V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面夾角發(fā)生變化。為使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40° V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度。 第6章 曲柄壓力機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6.1.1第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 二級(jí)齒輪傳動(dòng)中高速軸上的齒輪傳動(dòng)計(jì)算 （1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 為了保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，本次設(shè)計(jì)選擇斜齒傳動(dòng)；曲柄壓力機(jī)屬于鍛壓設(shè)備，根據(jù)資料顯

58、示選取精度等級(jí)為八級(jí)；由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得，小齒輪材料可選為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS。 （2）初選小齒輪齒數(shù)Z1 = 17,大齒輪Z2 = 43。 （3）選取螺旋角β 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的螺旋角β不宜選得過(guò)大，常在8 º～20°之間選擇，初選β=14 。 （4） 模數(shù)的計(jì)算 式中： ——大齒輪所需傳遞的扭矩（）； ——齒寬系數(shù)，（為齒寬），對(duì)于兩級(jí)齒輪傳動(dòng)， 可取1013； ——大齒輪齒數(shù)。 代入

59、數(shù)據(jù)得： 由于 查表可得： 代入上式可得： 所以： 其中心距為： 校核 對(duì)于該齒輪，需核算其彎曲強(qiáng)度，其計(jì)算公式為： 式中：——齒輪齒根處彎曲應(yīng)力（）； ——小齒輪所受的扭矩（）； ——第一級(jí)齒輪的傳動(dòng)比； ——彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)； ——小齒輪齒數(shù)； ——齒輪壓力角； ——齒形系數(shù)，對(duì)于斜齒輪，擇選當(dāng)量齒數(shù)來(lái)查，當(dāng)量齒數(shù)為：

60、 ——螺旋角； ——齒輪模數(shù)，當(dāng)為斜齒輪時(shí)，用法向模數(shù)； ——齒寬（）； ——載荷集中系數(shù)； ——?jiǎng)虞d系數(shù)； ——許用彎曲應(yīng)力。 有上述公式可得: 彎曲應(yīng)力系數(shù)： 當(dāng)量齒數(shù)： 齒寬： 齒周速度： 由上述數(shù)據(jù)，查表可得：， ， 代入公式可求： 查表可得： 所以：，設(shè)計(jì)的該齒輪符合彎曲強(qiáng)度校核要求。 對(duì)于該齒輪還應(yīng)該核算齒面的接觸強(qiáng)度，其計(jì)算公式為： 式中：——齒寬（）；

61、 ——兩齒輪間的中心距（）； ——接觸應(yīng)力系數(shù)； ——齒輪形式系數(shù)，斜齒圓柱齒輪； ——計(jì)算接觸應(yīng)力（）； ——許用接觸應(yīng)力（）。 計(jì)算接觸應(yīng)力系數(shù)，其計(jì)算公式為： 代入數(shù)據(jù)得： 查表得： 由此可求得計(jì)算接觸應(yīng)力： 查表可得： 所以，設(shè)計(jì)的該齒輪符合接觸強(qiáng)度校核要求。 由此可知，該齒輪符合強(qiáng)度要求。 6.1.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 為了保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，本次設(shè)計(jì)選擇斜齒傳動(dòng)；曲柄壓力機(jī)屬于鍛壓設(shè)備，根據(jù)資料顯示選取精度等級(jí)為八級(jí)；由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得，大齒

62、輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HB，小齒輪為齒輪軸，材料為45鋼（調(diào)制），硬度為：260HB （2）初選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。 （3）選取螺旋角β 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的螺旋角β不宜選得過(guò)大，常在8 º～20°之間選擇，初選β=14 。 （5） 模數(shù)的計(jì)算 由于 查表可得： 代入上式可得： 所以： 其中心距為： 校核 對(duì)于開(kāi)始傳動(dòng)的齒輪，一般核算其彎曲強(qiáng)度即可，其計(jì)算公式為： 有公式可得: 彎曲應(yīng)力系數(shù)： 當(dāng)量齒數(shù)： 齒寬：

63、 由上述數(shù)據(jù)，查表可得：， ， 代入公式可求： 查表可得： 所以：，設(shè)計(jì)的該齒輪符合彎曲強(qiáng)度校核要求。 對(duì)于該齒輪還應(yīng)該核算齒面的接觸強(qiáng)度，其計(jì)算公式為： 計(jì)算接觸應(yīng)力系數(shù)，其計(jì)算公式為： 代入數(shù)據(jù)得： 查表得： 由此可求得計(jì)算接觸應(yīng)力： 查表可得： 所以，設(shè)計(jì)的該齒輪符合接觸強(qiáng)度校核要求。 由此可知，該齒輪符合強(qiáng)度要求。 6.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) （1）高速軸的設(shè)計(jì) 求出輸出軸上的功率 帶入公式可得： 可選取 （2） 二級(jí)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 求出輸出軸上的功率 可選取 6.3 連桿的設(shè)計(jì) 6.3.1 連桿的比較

64、選取 連桿是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的重要構(gòu)件，將曲柄和滑塊連在一起，并通過(guò)其運(yùn)動(dòng)將曲柄旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，連桿相對(duì)于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而相對(duì)滑塊擺動(dòng)。球頭式連桿不是一個(gè)整體，而是由連桿體和調(diào)節(jié)螺桿組成。調(diào)節(jié)螺桿下部的球頭與滑塊連接，連桿上部的軸瓦與曲軸連接。在實(shí)際生產(chǎn)中，一臺(tái)壓力機(jī)適用于各種模具，為了適應(yīng)不同閉合高度的模具，壓力機(jī)的裝木高度必須能夠調(diào)節(jié)。球頭式連桿通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿（不論手動(dòng)還是電動(dòng)）就可將調(diào)節(jié)螺桿旋進(jìn)或旋出連桿體，則連桿長(zhǎng)度減小或增大，裝模高度隨之增大或減小。在沖壓過(guò)程中，裝模高度應(yīng)該保持不變。否則，若裝模高度變大，可能造成工件報(bào)廢；若裝模高度

65、變小，可能造成模具損壞或壓力機(jī)過(guò)載。為防止壓力機(jī)在沖壓過(guò)程中自行改變，在裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中設(shè)置有鎖緊裝載。本設(shè)計(jì)的鎖緊裝置又鎖緊塊和鎖緊螺釘組成，兩個(gè)鎖緊塊內(nèi)分別開(kāi)有正反扣螺紋，鎖緊螺釘也以相同的正反螺紋與之配合，為使螺紋副的受力狀況合理，螺紋一般為鋸齒形或T形螺紋。擰緊鎖緊螺釘，可使兩鎖緊塊壓緊調(diào)節(jié)螺釘，達(dá)到防松的目的。 球頭式的連桿結(jié)構(gòu)較緊湊，壓力機(jī)高度可以降低，但連桿的調(diào)節(jié)螺桿容易彎曲，且球頭加工困難。 6.3.2 連桿強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)以上各種連桿類型的比較，為實(shí)現(xiàn)連桿長(zhǎng)度可調(diào)，現(xiàn)選擇球頭式連桿。調(diào)節(jié)螺桿材料為45鋼調(diào)質(zhì)，=1800 xPa。 (1)根據(jù)檢驗(yàn)公式計(jì)算有 圖5.2連桿

66、結(jié)構(gòu)圖 球面直徑： 可取 螺桿螺紋外徑： 可取 螺桿最小直徑： 可取 連桿直徑： 可取 螺紋最小工作長(zhǎng)度： 可取 （2）連桿強(qiáng)度校核 連桿在工作載荷的作用下，有可能最小截面受壓縮破壞，螺紋牙的破壞等。因此設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)這幾方面進(jìn)行校核。 1）調(diào)節(jié)螺桿最大壓縮應(yīng)力校核 上傳動(dòng)壓力機(jī)在工作時(shí)連桿受壓力作用。由于調(diào)節(jié)螺桿截面較小，故一般校核調(diào)節(jié)螺桿的壓縮應(yīng)力即可： = 式中： ——連桿上的作用力； ——調(diào)節(jié)螺桿的最小截面積； ——許用壓縮應(yīng)力。 代入數(shù)據(jù)可得： == 1284 xPa≤1800 xPa 故設(shè)計(jì)的該連桿滿足強(qiáng)度要求。 （2）調(diào)節(jié)螺紋的強(qiáng)度校核 調(diào)節(jié)螺紋一般采用特種止推螺紋或梯形螺紋。由于螺母（對(duì)球頭式的連桿，它就是連桿體）的材料一般比調(diào)節(jié)螺桿差，因此，檢驗(yàn)螺母上的螺紋強(qiáng)度即可。螺紋的損壞有3種可能性，即牙齒根部的彎曲、剪切損壞和牙齒表面的擠壓損壞。只需校核彎曲強(qiáng)度即可。 由于螺紋可以看成是作用在螺紋中勁處的懸臂梁，所以螺母的螺紋牙根處的最大彎曲應(yīng)力為： 式中 ——螺紋根部的彎矩； W——螺紋根部的截面系數(shù)。 =(-)== 式中 ——連桿上的作用