曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì).doc

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摘要 曲柄壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于沖裁，彎曲，校正，模具沖壓等工作。本次設(shè)計(jì)的為開式固定臺(tái)式中型，公稱壓力為1600KN曲柄壓力機(jī)。 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行該曲柄壓力機(jī)曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)該壓力機(jī)要保證的主要技術(shù)參數(shù)——公稱壓力、滑塊行程等，初步估算曲柄，連桿，滑塊，導(dǎo)軌相關(guān)尺寸，然后分別對(duì)其進(jìn)行校核，修正，最終確定各零部件尺寸；進(jìn)行裝模高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)，并最終完成該曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：公稱壓力；曲軸；連桿；導(dǎo)軌；調(diào)節(jié)裝置 目錄 第一章 曲柄壓力機(jī)的工作原理及主要參數(shù) 1 1.1壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 1 1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理. 1 1.3曲柄壓力機(jī)工作的特點(diǎn) 2 1.4 曲柄形式 2 1.4.1、曲軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3 1.4.2、偏心軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 4 1.4.3、曲拐驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 4 1.5.4、偏心齒輪驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 4 1.4.5各種結(jié)構(gòu)的區(qū)別及最終確定設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路 6 第二章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)成及相關(guān)分析 7 2.1壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 7 2.2曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析。 8 2.2.1滑塊的位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系 8 2.2.2滑塊的速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 8 2.3曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析 9 2.3.1忽略摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 10 2.3.2考慮摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 11 第三章 裝模高度調(diào)節(jié)裝置總體設(shè)計(jì) 14 3.1裝模高度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的選定 14 3.1.1 裝模高度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成及工做原理 14 3.1.2調(diào)節(jié)裝置電動(dòng)機(jī)選定 15 第四章 齒輪傳動(dòng) 18 4.1 齒輪傳動(dòng)的介紹 18 4.1.1齒輪在應(yīng)用的過(guò)程中對(duì)精度有以下的要求 18 4.2 直齒輪傳動(dòng) 18 4.2.1齒輪參數(shù)確定 19 4.2.2．齒輪的尺寸初步計(jì)算 19 4.2.3 齒輪的強(qiáng)度校核 20 第五章 曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23 5.1曲軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23 5.1.1選定軸的材料 23 5.1.2估算曲軸的相關(guān)尺寸 23 5.1.3 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖 23 5.1.4 校核軸勁尺寸 23 5.1.5曲軸的危險(xiǎn)階面校核 24 5.2連桿和調(diào)節(jié)螺桿的設(shè)計(jì) 26 5.2.1 連桿和調(diào)節(jié)螺桿初步確定 26 5.2.2校核調(diào)節(jié)螺桿的和連桿尺寸 26 5.4導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 28 5.5蝸桿蝸輪傳動(dòng)的計(jì)算 30 5.5.1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 30 5.5.2蝸桿蝸輪的材料 30 5.5.3蝸桿蝸輪尺寸的計(jì)算 31 5.5.4 核算蝸輪彎曲應(yīng)力 32 5.5.5核算蝸桿接觸應(yīng)力: 33 第六章 軸承的選用及緊固件的選用 35 6.1滑動(dòng)軸承選用與校核 35 6.1.1連桿大端滑動(dòng)軸承選用與校核 35 6.1.2曲軸頸上滑動(dòng)軸承選用與校核 35 6.2 滾動(dòng)軸承選用與校核 36 6.2.1求比值: 36 6.2.2求相對(duì)應(yīng)軸承軸向載荷的e值與Y值 37 6.3堅(jiān)固件的選用 37 6.3.1緊固件的選用原則 37 6.3.2螺栓的選用 38 第七章 總裝設(shè)計(jì) 39 7.1過(guò)載保護(hù)裝置 39 7.1.1液壓式過(guò)載保護(hù)裝置 39 7.2潤(rùn)滑系統(tǒng) 40 參考文獻(xiàn) 41 致謝 42 曲柄壓力機(jī)的曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一章 曲柄壓力機(jī)的工作原理及主要參數(shù) 1.1壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)能反映出壓力機(jī)的工作能力、所能加工工件的尺寸范圍、有關(guān)生產(chǎn)率等指標(biāo)。此次設(shè)計(jì)的是開式固定臺(tái)式中型壓力機(jī)，設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)如下： 公稱力 1600 kN 公稱力行程 6 mm 滑塊行程 140mm 滑塊行程次數(shù) 40次/min 最大裝模高度 350 mm 裝模高度調(diào)節(jié)量 110 mm 滑塊中心到機(jī)身距離 380 mm 工作臺(tái)尺寸（前后X左右） 710 X 1120 mm 工作臺(tái)板孔尺寸 Φ220 mm 工作臺(tái)板厚度 130 mm 滑塊底面尺寸（前后X左右） 420 X 560 mm 模柄孔尺寸（直徑X深度） Φ65 X 90 mm 圖1-1 立柱間距 640 mm 1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理. 曲柄壓力機(jī)是以曲柄傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械，其工作原理是電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角帶把運(yùn)動(dòng)傳給大皮帶輪，再經(jīng)小齒輪，大齒輪，傳給曲軸。連桿上端連在曲軸上，下端與滑塊連接，把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上模裝在滑塊上，下模裝在墊板上。因此，當(dāng)材料放在上下模之間時(shí)，及能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。由于工藝的需要，滑塊有時(shí)運(yùn)動(dòng)，有時(shí)停止，所以裝有離合器和制動(dòng)器。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短，也就是說(shuō)，有負(fù)荷的工作時(shí)間很短，大部分時(shí)間為無(wú)負(fù)荷的空程時(shí)間。為了使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻，有效的利用能量，因而裝有飛輪。本次曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)中,大皮帶輪的設(shè)計(jì)兼有飛輪的作用。 工作原理圖如下圖： 圖1-2 1.3曲柄壓力機(jī)工作的特點(diǎn) 剛性傳動(dòng)，滑塊運(yùn)動(dòng)具有強(qiáng)制性質(zhì) a. 上下死點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)速度、閉合高度等固定——便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化 b. 定行程設(shè)備——自我保護(hù)能力差，工作時(shí)形成封閉力系 a. 不會(huì)造成強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng) b. 不允許超負(fù)荷使用，一個(gè)工作循環(huán)中負(fù)荷作用時(shí)間短，主要靠飛輪釋放能量 a. 工作時(shí)尖峰負(fù)荷不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊 b. 不能夠超能量使用 1.4 曲柄形式 曲軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏心軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲拐驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏心齒輪驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖1-3 1 —支承頸; 2— 曲柄臂; 3—曲柄頸; 4 —連桿; 5—曲拐頸; 6 —心軸; 7—偏心齒輪 1.4.1、曲軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿作擺動(dòng)和上、下運(yùn)動(dòng)，使滑塊在導(dǎo)軌中作上、下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：曲軸雙端支承，受力好；滑塊行程較大，行程不可調(diào)。大型曲軸鍛造困難，受彎、扭作用，制造要求高。 適用范圍：主要用于較大行程的中小型壓力機(jī)上。 圖1-4 JC23-63壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1、打料橫梁 2、滑塊 3、壓塌塊 4、支承座 5、蓋板 6、調(diào)節(jié)螺桿 7、連桿體 8、軸瓦 9、曲軸 10、鎖緊螺釘 11、鎖緊塊 12、模具夾持塊 1.4.2、偏心軸驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲軸頸的外圓中心以偏心軸中心為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿、滑塊運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：曲軸頸短而粗，支座間距小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。但偏心部分直徑大，摩擦損耗多，制造比較困難。 適用范圍：主要用于行程小壓力機(jī)上。 1.4.3、曲拐驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：當(dāng)曲拐軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心套的外圓中心以曲拐軸的中心為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿、滑塊運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：曲拐軸單端支承，受力條件差；滑塊行程可調(diào)（偏心套或曲拐軸頸端面有刻度）。便于調(diào)節(jié)行程且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但曲柄懸伸剛度差。 適用范圍：主要用于中、小型壓力機(jī)上 圖1-5 JB21-100壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1、滑塊 2、調(diào)節(jié)螺桿 3、連桿體 4、壓板 5、曲拐軸 6、偏心套 1.5.4、偏心齒輪驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：偏心齒輪在芯軸上旋轉(zhuǎn)時(shí)，其偏心頸就相當(dāng)于曲柄在旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)連桿使滑塊上下運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：偏心齒輪芯軸雙端支承，受力好；偏心齒輪只傳遞扭矩，彎矩由芯軸承受；受力情況比曲軸好，芯軸剛度大。結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但鑄造比曲軸鍛造容易解決。 適用范圍：常用于大中型壓力機(jī)上。 圖1-6J31 - 315 壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 1. 連桿體; 2. 調(diào)節(jié)螺桿; 3. 滑塊; 4. 撥塊; 5. 蝸輪; 6. 保護(hù)裝置; 7. 偏心齒輪; 8. 心軸; 9 . 電動(dòng)機(jī); 10. 蝸桿 圖1-7 用偏心套調(diào)節(jié)行程示意圖 O--主軸中心 A--偏心軸銷中心 M--偏心套外圓中心 1.4.5各種結(jié)構(gòu)的區(qū)別及最終確定設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路 ① 曲軸式壓力機(jī)行程不可調(diào)； ② 偏心 軸式、偏心齒輪式和曲拐式壓力機(jī)的行程可設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)； ③ 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)曲拐式更美觀。 經(jīng)過(guò)上面的分析，我選擇設(shè)計(jì)成曲折開式固定壓力機(jī)壓力機(jī)。 第二章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)成及相關(guān)分析 2.1壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)成 由于壓力機(jī)要求滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),而為動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)卻是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此,需要一套機(jī)構(gòu),將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下圖中的結(jié)構(gòu)就是完成這部分工作的重要部分曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 圖2-1 由本圖知采用一套曲柄連桿，它對(duì)滑塊只有一個(gè)加力點(diǎn)，因此常稱做單點(diǎn)式曲柄壓力機(jī)，這是中小型壓力機(jī)廣泛采用的形式。當(dāng)工作臺(tái)左右較寬時(shí)，也常采用兩套曲柄連桿，這時(shí)它們對(duì)滑塊有兩個(gè)加力點(diǎn)，叫雙點(diǎn)壓力機(jī)，對(duì)于左右前后都較寬的壓力機(jī)也可采用四套曲柄連桿，相應(yīng)的滑塊有四個(gè)加力點(diǎn)。 曲軸中心到曲柄頸中心的距離，這個(gè)距離通常叫做曲柄半徑，它是曲柄壓力機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，（有關(guān)曲軸的部分第四章詳述）。有時(shí)小型壓力機(jī)，可能用偏心軸代替曲軸，同樣偏心軸也可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 2.2曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析。 本次設(shè)計(jì)壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)采用是曲柄滑塊機(jī)構(gòu), A點(diǎn)表示連桿與曲軸的連結(jié)點(diǎn),B點(diǎn)表示連桿與滑塊連接點(diǎn),AB表示連桿長(zhǎng)度. 滑塊的位移為s。a為曲柄的轉(zhuǎn)角。習(xí)慣上有曲柄最底位置（相當(dāng)于滑塊在下死點(diǎn)處），沿曲柄旋轉(zhuǎn)的相反方向計(jì)算。 其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示., 2.2.1滑塊的位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系 滑塊的位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系表達(dá)為 而 令 則 而 所以 圖2-2 代入整理得: 代表連桿系數(shù)。通用壓力機(jī)一般在0.1~0.2范圍內(nèi).故上式整理后得: 式子中 s——滑塊行程.(從下死點(diǎn)算起) a——曲柄轉(zhuǎn)角, 從下死點(diǎn)算起,與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反者為正. R——曲柄半徑 ——連桿系數(shù) L——連桿長(zhǎng)度(當(dāng)可調(diào)時(shí)取最短時(shí)數(shù)值) 因此,已知曲柄半徑R和連桿系數(shù)時(shí),便可從上式中求出對(duì)應(yīng)于的不同a角的s值.有余玄定理知 2.2.2滑塊的速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 求出滑塊的位移與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系后,將位移s對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可求得到滑塊的速度v.即: 而 所以 式中 v———滑塊速度 ———曲柄的角速度 又因?yàn)? 所以 式中 n———曲柄的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 從上式可看出,滑塊的速度V是隨曲柄轉(zhuǎn)角a角度變化的。在a=0時(shí) V=0 , a角增大時(shí)V隨之顯著增大；但在a=之間時(shí)，V的變化很小,而數(shù)值最大.因此常常近似取曲柄轉(zhuǎn)角的滑塊的速度當(dāng)作最大速度。用表示 即 上面公式表明，滑塊的最大速度與曲柄的轉(zhuǎn)速n，曲柄半徑R成正比，n越高，R越大，滑塊的最大速度Vmax也越大。 本壓力機(jī)滑塊的最大速度 Vmax=0.105nR(sin90+ λ/2 Xsin180) =0.105X40X70 =294mm/s 2.3曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析 判斷曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)能不能滿足加工需要除了它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否符合要求外，還有很重要的一點(diǎn)就是要校核它的強(qiáng)度。而進(jìn)行強(qiáng)度校核之前必須首先正確的將曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析。 2.3.1忽略摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 圖2=3 忽略摩擦和零件本身重量時(shí)滑塊的受力情況如圖2-3所示。其中P1料抵抗變形的反作用力，N導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力，Pab對(duì)滑塊的約束反力，這三個(gè)力交于B，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P1、N、Pab之間關(guān)系如下： 有上式知 當(dāng)時(shí)，取到最大值 一般曲柄壓力機(jī)，，負(fù)荷達(dá)到公稱壓力時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角僅30度左右。因此可近似認(rèn)為： 上面兩式便成為： 例如求公稱壓力角時(shí),曲軸上齒輪傳遞的扭矩 因?yàn)樵跁r(shí),滑塊能承受的最大負(fù)荷是160噸,所以坯料抵抗變形的反作用力也允許達(dá)到這個(gè)數(shù)值,即p1=1600KN=1600000N R=70mm 可查表2-2得 因此在不考慮摩擦?xí)r齒輪傳動(dòng)的扭矩為: M0=p1R(sinθ+λ/2sinθ) M0=1600000X0.07X0.4751 M0=52311N 上面,我們?cè)诜治鲞B桿、滑塊受力和曲軸所需傳遞的扭矩的過(guò)程中,都沒(méi)考慮各活動(dòng)部位的摩擦.這種處理問(wèn)題的方法,對(duì)于分析連桿和滑塊受力,來(lái)說(shuō),誤差很小.且簡(jiǎn)化了計(jì)算公式,完全可應(yīng)用.但是,在計(jì)算曲軸所需傳遞的扭矩時(shí),不考慮摩擦的影響,卻會(huì)帶來(lái)較大的誤差,因此計(jì)算時(shí),應(yīng)考濾由于摩擦所增加的扭矩. 2.3.2考慮摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件的力學(xué)分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦主要發(fā)生在四處: 1）.滑塊導(dǎo)向面與導(dǎo)軌之間的摩擦.如下圖所示,摩擦力的大小等于滑塊對(duì)導(dǎo)軌的正壓力,與摩擦系數(shù)的乘積,摩擦力的方向與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向相反.工作行程時(shí),滑塊向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌對(duì)滑塊的摩擦力朝上,形成對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的阻力. 2）. 曲軸支承勁與軸承之間的摩擦.軸旋轉(zhuǎn)時(shí),軸承對(duì)軸勁的摩擦力分布在軸勁工作面上,這些摩擦力對(duì)軸頸中心O形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的阻力矩.它可近似的按下式計(jì)算: 由于小齒輪的作用力遠(yuǎn)小于,所以可以認(rèn)為兩個(gè)支反力的和 于是上式可變?yōu)? 3）曲軸頸與連桿大端軸承之間的摩擦,它和上一種摩擦相同,也形成阻力矩,且可按下式計(jì)算: 4）連桿銷與連桿小端軸承能夠之間的摩擦.它也形成阻力矩: 根據(jù)能量守恒的原理,曲軸所需增加扭矩在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。等于克服各處磨擦所消耗的功率。即： 式中：—曲柄的角速度； —滑塊的速度； —曲柄和連桿的相對(duì)角速度， —連桿的擺動(dòng)角速度， 所以可以求得的絕對(duì)值為： 而 將上式代入，并取=1，經(jīng)整理后得由于摩擦使曲軸所增加的扭矩為： 現(xiàn)以所設(shè)計(jì)的曲柄壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例,來(lái)分析上式中方括號(hào)內(nèi)的值.有該曲柄壓力機(jī)的參數(shù)如下: da=250mm R=70mm 代入式子中求得方括號(hào)內(nèi)的值,即的值如下: 684.9 681.61 679.95 673.90 661.30 649.40 從以上可以看出, 的值隨曲柄轉(zhuǎn)角而變化,但變化較小,在近似計(jì)算中,可以將看作不隨變化的常數(shù),并取其相當(dāng)于=時(shí)的值.因此,上式可簡(jiǎn)化為 已知 da=250mm 與不記摩擦的扭矩比較, 最后的到考慮摩擦后曲軸所需傳遞的扭矩: 以上式子中: R——曲柄半徑; ——曲柄的轉(zhuǎn)角; ——連桿系數(shù); ——摩擦系數(shù),一般取0.05 ——曲軸支承頸的直徑 ———曲軸頸的直徑 —————連桿銷的直徑 圖2-4 ————坯料抵抗變形的反作用力. 第三章 裝模高度調(diào)節(jié)裝置總體設(shè)計(jì) 3.1裝模高度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的選定 3.1.1 裝模高度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成及工做原理 為了使壓力機(jī)適應(yīng)于不同高度的模具,和便于模具的安裝和調(diào)正整, 曲柄壓力機(jī)的連桿及封閉高度應(yīng)是能調(diào)的.本壓力機(jī)采用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)代替人力,調(diào)節(jié)螺桿螺紋來(lái)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度,達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度目的.其傳動(dòng)采用蝸桿蝸輪.如下圖所示： 圖3-1 有上圖可知連桿不是整體的,而是有連桿體和調(diào)節(jié)螺桿所組成.調(diào)節(jié)螺桿下部與滑塊相聯(lián)接.連桿替上部的軸瓦與曲軸相聯(lián)結(jié).為了有效的防止調(diào)節(jié)螺桿的松動(dòng),在蝸桿軸上安裝了一套放松裝置.該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理如下:大圓錐齒輪的內(nèi)孔空套在蝸桿軸上,其輪轂右端面銑有牙齒,并與空套在蝸桿軸上的軸套左端面相配. 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)蝸桿蝸輪,帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿旋轉(zhuǎn),從而改變連桿的長(zhǎng)度和調(diào)節(jié)封閉高度.連桿上段和調(diào)節(jié)螺桿之間的螺紋連接依靠傳動(dòng)中的摩擦阻力來(lái)防止松動(dòng).調(diào)節(jié)螺桿上端還裝有撞桿,當(dāng)螺桿調(diào)節(jié)到上或下極限位置時(shí),撞桿分別與安裝在連桿上段的兩個(gè)行程開關(guān)相碰,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)自行停車,這時(shí)只有按下使調(diào)節(jié)螺桿向另一方向旋轉(zhuǎn)的按扭,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng),用以防止調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)過(guò)載或避免調(diào)節(jié)螺桿旋出過(guò)長(zhǎng). 查《機(jī)械傳動(dòng)與曲柄壓力機(jī)》表6-6,參考其設(shè)計(jì)參數(shù),確定本曲柄壓力機(jī)高度調(diào)節(jié)裝置的相關(guān)參數(shù)如下: 電動(dòng)機(jī) P=1.5千瓦 n=750r/min 傳動(dòng)級(jí)數(shù) 1級(jí) 總傳動(dòng)比i=54 第五章 曲柄壓力機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1曲軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1.1選定軸的材料 曲軸為壓力機(jī)的重要零件，受力復(fù)雜,故制造條件要求較高,查閱相關(guān)手冊(cè),參考同類型的曲柄壓力機(jī)曲軸常用材料,暫定為45鋼鍛造而成，曲軸在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。鍛造比取為3。根據(jù)《曲柄壓力機(jī)》內(nèi)設(shè)計(jì)步驟,經(jīng)驗(yàn)公式先初步?jīng)Q定曲軸的相關(guān)尺寸。 5.1.2估算曲軸的相關(guān)尺寸 5.1.3 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖 中型壓力機(jī)多采用雙邊傳動(dòng),以減小扭距,和傳動(dòng)齒輪摸數(shù).中型壓力機(jī)壓力角=,為了保證曲柄強(qiáng)度,圓整為500mm 5.1.4 校核軸勁尺寸 有 = 故重新圓整后取 =250mm 由式得 出 由 根據(jù)通用壓力機(jī)一般取植范圍在0.1～0.3之間.由總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初步選取=0.12 由 當(dāng)=a= 時(shí),查表得 為連桿銷直徑,由公式 圓整后取=110mm又有 計(jì)算 圓整后=180mm.這與最初的估計(jì)植相同,不需更改計(jì)算結(jié)果.有以上計(jì)算,考慮曲軸上零件的裝配,和軸承的選用,確定曲軸的形狀如下圖所示： 圖5-1 5.1.5曲軸的危險(xiǎn)階面校核 曲軸的變形及載荷分布如下圖所示: 圖5-2 圖5-3 由于采用雙邊傳動(dòng),因此B--B截面扭距為連桿所傳遞的扭距的一半,曲軸A—A截面扭距等于零. 在B—B截面 在A—A截面 有以上的計(jì)算可知所設(shè)計(jì)的曲軸尺寸合適,材料能滿足要求。 5.2連桿和調(diào)節(jié)螺桿的設(shè)計(jì) 參考同類型的曲柄壓力機(jī)調(diào)節(jié)螺桿的設(shè)計(jì)常用材料,查閱相關(guān)資料,初定材料為QT45-5. 根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),本壓力機(jī)采用連桿銷傳力的調(diào)節(jié)螺桿. 5.2.1 連桿和調(diào)節(jié)螺桿初步確定 1）調(diào)節(jié)螺桿的具體尺寸根據(jù)手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)公式,初步估算如下: 2）連桿尺寸的初步確定; 有前面算得連桿總長(zhǎng)為L(zhǎng)=840mm,有曲軸的尺寸確定連桿與曲軸相接處的大端寬為B=252,內(nèi)徑為268mm.有調(diào)節(jié)螺桿的初步尺寸,確定小端的厚為200mm,中心孔直徑為108mm.壁厚為40～60mm.其余次要尺寸參考同類型的壓力機(jī)連桿尺寸確定.詳細(xì)如圖所示 5.2.2校核調(diào)節(jié)螺桿的和連桿尺寸 1）有以上計(jì)算知螺桿內(nèi)孔直徑d2 =87mm 螺桿直徑d0=173mm 選用的材料[]=1200故合適。 2）校核連桿大小端支撐的壓強(qiáng) 大端的支撐壓強(qiáng)： 已知 大端軸瓦材料為鉛青銅zcupb630 P=25MPa合乎要求。 小支撐的壓強(qiáng)： 有 3）對(duì)于調(diào)節(jié)螺桿上的銷孔 已知 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿材料用QT45-45 [P]=125Mmpa 故合乎要求。 4）校核調(diào)節(jié)螺桿螺紋的強(qiáng)度 螺距 又已知H=190mm 則 []=55Mpa> 故所確定的連桿及調(diào)節(jié)螺桿尺寸合適,材料能滿足要求.其零件圖如下所示 圖5-4 圖5-5 5.4導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 常見(jiàn)的曲柄壓力機(jī)的導(dǎo)軌有兩種基本類型,即V形左右對(duì)稱布置的導(dǎo)軌和四角布置的導(dǎo)軌,前者主要用于開式壓力機(jī),后者用于中型和大型壓力機(jī). 滑塊的工作要求：滑塊的導(dǎo)向面必須與底平面垂直. 滑塊的高度要足夠高.滑塊還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 導(dǎo)軌和滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)保持一定的間隙，導(dǎo)向間隙必須可調(diào)。 導(dǎo)軌與滑塊應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙,間隙小,導(dǎo)向準(zhǔn)確,但過(guò)小,則會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、拉毛和燒黑現(xiàn)象,造成導(dǎo)軌與滑塊接觸面迅速磨損. 導(dǎo)軌與滑塊的間隙大小隨壓力機(jī)形式和導(dǎo)軌間距離而異,通用壓力機(jī)導(dǎo)軌與滑塊的間隙一般在0.04～0.25mm之間.下圖是滑塊的典型形式 圖5-6 滑塊導(dǎo)向部分的形狀如下圖，單陵式應(yīng)用較廣，其中V形用于小型開式壓力機(jī)，鋸齒形用于中型以上壓力機(jī) 滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度分為長(zhǎng)導(dǎo)和短導(dǎo)向兩種，下表所例為開式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度和滑塊，導(dǎo)軌主要尺寸，可供設(shè)計(jì)參考。增加滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度，有利于提高其導(dǎo)向精度，加長(zhǎng)導(dǎo)向長(zhǎng)度已是世界各國(guó)共同的趨勢(shì)。目前普通開式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度和滑塊寬度之比L1：L2為1.2-1.7，對(duì)于長(zhǎng)導(dǎo)向的滑塊L1：L2為2.5-3.2 圖5-7 表5-1 滑塊低面要固定下模。滑塊底面開T形槽，滑塊下部開安裝上模模柄的孔，一般為圓形?；瑝K的材料，常用的是HT20-40，球墨鑄鐵，ZG35鑄鐵，也可用A0鋼板焊接，為了提高滑塊的耐磨性，導(dǎo)向面上還要鑲上一層酚醛壓布板。 導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的形式如下圖所示， 導(dǎo)軌的材料用HT15-32，導(dǎo)軌的數(shù)據(jù)：行程160，導(dǎo)軌長(zhǎng)L0=770，導(dǎo)向長(zhǎng)L1=938,前后L2=375，左右L3=630 ,L1/S=5.86,L2/L3=1.49,L0/L1=0.821. 圖5-8 22