0053-雙盤摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（全套9張CAD圖+說明書）,摩擦,磨擦,壓力機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),全套,cad,說明書,仿單 雙盤摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  摘 要 在全面了解摩擦壓力機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法的基礎(chǔ)上，參考已有大型摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這一設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到其預(yù)期的功能要求。著重對(duì)帶輪、摩擦輪、主軸、螺桿等做出了詳盡的設(shè)計(jì)，并且對(duì)其中的各個(gè)部件進(jìn)行了完整的校核。傳動(dòng)系統(tǒng)是整臺(tái)機(jī)床的核心部分，它由帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)組成。對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，給出了摩擦壓力機(jī)的最后總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。最終設(shè)計(jì)出的摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、綜合性能良好，工作效率高。最適用于校正、整形、壓彎、擠壓、切邊、沖壓等多種工藝，使物料變形。 關(guān)鍵詞：摩擦壓力機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；摩擦輪傳動(dòng)；螺旋傳動(dòng)；校核  ABSTRACT On the basis of comprehending to structure, operating principle, control procedure of friction press, reference to the design experience and structure of former large-scale friction press, the overall structure and its transmission system are designed. Then the anticipated functions can be achieved. The paper focuses on belt wheel, friction wheel, main spindle, screw spindle and screw nut to make a detailed design, and makes a complete check to the various components. The transmission system is the key part of the machine tool, which is composed of belt, friction wheel, screw transmission. We modified the previous design and gived the overall structure scheme. Finally the friction press’s structure is compact, as well as the overall performance, and the productivity is high. It is suitable for many kinds of technology of material deformation includes adjustment, shaping, press bending, squeezing, trimming, die stamping etc.. Key words: Friction Press; Transmission System; Friction Wheel Transmission; Screw Transmission; Check III 目 錄 摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章 緒論……………………………………………………………………………1 1.1 選題背景和意義…………………………………………………………………1 1.2摩擦壓力機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………2 1.3研究設(shè)想…………………………………………………………………………3 第2章 雙盤摩擦壓力機(jī)工作原理及總體設(shè)計(jì)要求……………………………4 2.1 摩擦壓力機(jī)的工作原理…………………………………………………………4 2.2 摩擦壓力機(jī)主要零部件…………………………………………………………4 2.3 雙盤摩擦壓力機(jī)總體布局要求…………………………………………………5 2.3.1 摩擦壓力機(jī)的傳動(dòng)形式…………………………………………………6 2.3.2 摩擦壓力機(jī)的支承形式…………………………………………………6 2.4 摩擦壓力機(jī)的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………6 2.4.1 摩擦壓力機(jī)的規(guī)格……………………………………………………6 2.4.2摩擦壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)…………………………………………………6 2.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………8 第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………9 3.1電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算………………………………………………………………9 3.2摩擦壓力機(jī)工作周期的能量損耗………………………………………………10 3.3電動(dòng)機(jī)功率的概略計(jì)算方法……………………………………………………14 3.4 計(jì)算并分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比……………………………………………………15 3.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………16 第4章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………17 4.1帶傳動(dòng)的概述……………………………………………………………………17 4.1.1帶傳動(dòng)工作原理及分類…………………………………………………17 4.1.2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)……………………………………………………………17 4.1.3 帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則…………………………………………17 4.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………17 4.3三角帶輪的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………20 4.4 本章小結(jié)…………………………………………………………………………21 第5章 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………22 5.1 概述………………………………………………………………………………22 5.2滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料…………………………………………………………22 5.3滑動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)及校核………………………………………………………23 5.4 本章小結(jié)…………………………………………………………………………28 第6章 主軸及軸上零件的設(shè)計(jì)……………………………………………………29 6.1軸的概述…………………………………………………………………………29 6.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………30 6.3主軸及螺桿上的軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………36 6.3.1滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) ………………………………………………………36 6.3.2滾動(dòng)軸承…………………………………………………………………36 6.4鍵的選擇及校核…………………………………………………………………37 6.4.1鍵聯(lián)接的功能、分類及應(yīng)用……………………………………………37 6.4.2 鍵的選擇…………………………………………………………………38 6.4.3 鍵的校核…………………………………………………………………39 6.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………41 第7章 摩擦輪傳動(dòng)……………………………………………………………………42 7.1摩擦輪傳動(dòng)概述…………………………………………………………………42 7.2端面摩擦輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………43 7.3本章小結(jié)………………………………………………………………………44 結(jié)論………………………………………………………………………………………45 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………46 致謝………………………………………………………………………………………47 第1章 緒 論 1.1 選題背景和意義 隨著運(yùn)輸、動(dòng)力及機(jī)械制造業(yè)各部門的發(fā)展，對(duì)用于鍛造渦輪機(jī)葉片、曲軸、汽車前梁、大型法蘭盤、齒輪及其它零件的大型鍛壓設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)。摩擦壓力機(jī)是最古老的成型設(shè)備之一，在鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用已有近二百年的歷史。這種古老的鍛壓設(shè)備，結(jié)構(gòu)經(jīng)不斷改進(jìn)，使用性能日益完善，獲得越來越廣泛的應(yīng)用，除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)，特別是近二十年來發(fā)展很快。摩擦壓力機(jī)能夠得到發(fā)展，主要由于具有以下特點(diǎn)：（1）摩擦壓力機(jī)是利用飛輪積蓄能量，而在打擊時(shí)釋放出來。對(duì)變形量較大的工藝可提供較大的能量，對(duì)變形量小的工藝可提供較小的能量，故摩擦壓力機(jī)的工藝性能較廣，可進(jìn)行模鍛、沖壓、鐓鍛、擠壓、精壓、切邊、彎曲、校正等工作。（2）有頂出裝置，便于復(fù)雜零件的成形及精密模鍛。（3）沒有嚴(yán)格的行程限制，尤其是無固定的下死點(diǎn)。當(dāng)用于模鍛時(shí)，只要打擊能量足夠，則直至模具打靠為止，鍛件豎向精度依靠模具打靠來保證，與打擊力及熱膨脹無關(guān)，所以鍛件的豎向精度高。（4）行程速度慢，生產(chǎn)率較低。由于滑塊速度較慢適于鍛造一些對(duì)變形速度非常敏感的鋁、銅等合金材料。（5）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，安裝基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，且工作時(shí)震動(dòng)小，操作安全，勞動(dòng)條件好。因?yàn)闊o嚴(yán)格的下死點(diǎn)，不會(huì)卡死，因此調(diào)整維修方便，使用成本低。（6）由于摩擦傳動(dòng)的效率低（其總效率約為10%～15%）以及摩擦盤的結(jié)構(gòu)龐大等因素，限制了摩擦壓力機(jī)繼續(xù)向大能量方向發(fā)展[10]。 摩擦壓力機(jī)的主要問題是電機(jī)需帶動(dòng)摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個(gè)循環(huán)中還需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時(shí)飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴(yán)重打滑。這不但降低了傳動(dòng)效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀(jì)就有人進(jìn)行了改進(jìn)，先后開發(fā)了三盤式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的摩擦壓力機(jī)。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度得以降低，設(shè)備性能得到一定改善。但是由于增加了結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性，從而增加了制造和維修費(fèi)用，未能得到廣泛應(yīng)用。壓力機(jī)效率低，打擊力控制不精確，不適于大噸位。但由于造價(jià)方面的優(yōu)勢(shì)，中小噸位，尤其小噸位螺旋壓力機(jī)目前仍以摩擦壓力機(jī)為主。 摩擦壓力機(jī)的發(fā)展，曾經(jīng)出現(xiàn)過雙盤、三盤、無盤等型式，近年還出現(xiàn)過類似摩擦離合器工作的傳動(dòng)型式，但仍然是雙盤傳動(dòng)生命力最強(qiáng)。近十余年來，雙盤摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了很大改進(jìn)，性能進(jìn)一步提高。如滑塊速度由過去0.5米/秒左右，提高到0.7米/秒，行程次數(shù)相應(yīng)加快；摩擦盤分別用兩個(gè)汽缸推動(dòng)，摩擦盤與飛輪間隙調(diào)整非常方便；導(dǎo)向加長(zhǎng)；設(shè)置能量預(yù)選等自動(dòng)化裝置等[14]。 進(jìn)入21世紀(jì)，摩擦壓力機(jī)這一古老的成形設(shè)備雖然能耗高，控制精度不高，但具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高的特色，為人類文明的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻(xiàn)。但從節(jié)能考慮，其發(fā)展應(yīng)得到一定控制，尤其應(yīng)當(dāng)限制大噸位的摩擦壓力機(jī)的發(fā)展。課題就是對(duì)傳統(tǒng)摩擦壓力機(jī)的設(shè)計(jì)和改造開展的調(diào)研。 1.2 摩擦壓力機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨向 在國(guó)外摩擦壓力機(jī)使用非常廣泛[15]。一九六零年至一九七零年，西德摩擦壓力機(jī)擁有量增長(zhǎng)率為320％，熱模鍛壓力機(jī)為190％，模鍛錘僅為27％。英國(guó)、意大利、捷克、法國(guó)和蘇聯(lián)等國(guó)，為了適應(yīng)機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展的需要，推廣精密鍛造工藝，也裝備了多臺(tái)摩擦壓力機(jī)，并在摩擦壓力機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展了電機(jī)直接傳動(dòng)的螺旋壓力機(jī)和液壓傳動(dòng)的螺旋壓力機(jī)，而后者有了較快的發(fā)展，新品種不斷涌現(xiàn)。主要用于葉片、鏈輪、法蘭、齒輪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管等零件的模鍛。 國(guó)內(nèi)近十余年來，摩擦壓力機(jī)應(yīng)用也越來越廣泛，除專業(yè)廠從幾十噸到2500噸成系列生產(chǎn)了大量產(chǎn)品外，許多工廠還自制了直到1600噸的各種噸位的摩擦壓力機(jī)，液動(dòng)和電動(dòng)螺旋壓力機(jī)也已研制成功并在生產(chǎn)中使用。根據(jù)上海、沈陽、天津、北京等市的調(diào)查表明，摩擦壓力機(jī)約占模鍛設(shè)備擁有量總數(shù)的10%~20%。近年來，也正在試驗(yàn)研究在摩擦壓力機(jī)上精鍛帶齒傘齒輪，生產(chǎn)率比切削加工高幾倍，節(jié)省鋼材1/3，精度達(dá)7—9級(jí)。按照“揚(yáng)長(zhǎng)避短”的建設(shè)方針，摩擦壓力機(jī)這種投資少、經(jīng)濟(jì)效果好、適合我國(guó)國(guó)情的鍛壓設(shè)備，將會(huì)有良好的發(fā)展前景。 近年國(guó)內(nèi)外開始探索左、右摩擦盤分別用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)型式，一九七九年英國(guó)“冶金”雜志介紹了意大利Ficep PFM400型摩擦壓力機(jī)。這種傳動(dòng)型式有以下優(yōu)點(diǎn)：①下行和回程摩擦盤有可能采用不同轉(zhuǎn)速，既可加快滑塊下行速度以提高行程次數(shù)，又不至于加劇回程開始時(shí)摩擦帶的磨損，使兩個(gè)摩擦盤在最好速度狀態(tài)下工作。②便于設(shè)計(jì)一種間隙調(diào)整非常方便而結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單的摩擦盤操縱機(jī)構(gòu)。③橫軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，受力情況好，但是這種傳動(dòng)型式還有待生產(chǎn)實(shí)踐的考驗(yàn)。 摩擦壓力機(jī)發(fā)展趨向[16]:(1)基本參數(shù)系列化；(2)加快滑塊行程次數(shù)，提高打擊速度，提高生產(chǎn)率，以便與其他鍛壓設(shè)備配套組成機(jī)械化及自動(dòng)化生產(chǎn)；(3)提高機(jī)器的機(jī)械化、自動(dòng)化程度；(4)摩擦壓力機(jī)大型化；(5)使用電子計(jì)算機(jī)對(duì)摩擦壓力機(jī)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行精確研究，在強(qiáng)度和剛度計(jì)算方面，將廣泛采用有限元法；(6)探索新的傳動(dòng)方式。 1.3 研究設(shè)想 1.根據(jù)所要設(shè)計(jì)摩擦壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號(hào)和尺寸。然后確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比。 2.摩擦壓力機(jī)的傳動(dòng)形式包括帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)，在確定傳動(dòng)方案時(shí)首先要滿足壓力機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，此外使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 3.一般型式摩擦壓力機(jī)的工作臺(tái)面較窄不適宜板金加工的需要，為了滿足金屬結(jié)構(gòu)車間板金加工的需要，提高操作機(jī)械化水平，自行設(shè)計(jì)一臺(tái)寬臺(tái)面摩擦壓力機(jī)。另外還可在工作臺(tái)上安裝一個(gè)中間工作臺(tái)，以便進(jìn)行小型工件的彎曲、校正、延伸等。 第2章 雙盤摩擦壓力機(jī)工作原理及總體設(shè)計(jì)要求 2.1 摩擦壓力機(jī)的工作原理[10] 電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶帶動(dòng)皮帶輪、摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶輪與兩個(gè)摩擦輪用固定鍵安裝在可以軸向滑動(dòng)的橫軸上。當(dāng)操縱手柄扳在水平位置時(shí)，飛輪的輪緣與左右摩擦輪之間均存在一定間隙，飛輪停止。當(dāng)操作手柄向下扳時(shí)，撥叉將橫軸左撥，這樣右摩擦輪與飛輪接觸，摩擦盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩通過摩擦傳遞給飛輪，飛輪與螺桿一同轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊便向下移動(dòng)；同樣原理，當(dāng)操作手柄向上扳時(shí)，撥叉將橫軸右撥，左摩擦輪與飛輪接觸，飛輪和螺桿反向旋轉(zhuǎn)，滑塊便向上移動(dòng)。 摩擦盤與飛輪接觸點(diǎn)在空間的軌跡為一條豎直線。下行程時(shí)，由于摩擦盤上接觸點(diǎn)的速度增加，滑塊加速下行。打擊結(jié)束時(shí)，由于螺桿的螺紋不自鎖，故在壓力機(jī)受力零件、模具和鍛件的彈性恢復(fù)力作用下，飛輪反轉(zhuǎn)，滑塊回升，受力零件卸載。接著，操縱系統(tǒng)操縱滑塊繼續(xù)回升，滑塊上升到一定位置后，操縱系統(tǒng)使摩擦盤與飛輪脫開。滑塊借慣性力，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)、至行程終點(diǎn)時(shí)，由制動(dòng)器吸收剩余能量，滑塊停止在上面位置。 2.2 摩擦壓力機(jī)主要零部件 摩擦壓力機(jī)曾經(jīng)歷過單盤摩擦壓力機(jī)，雙盤摩擦壓力機(jī)，三盤摩擦壓力機(jī)，雙錐盤摩擦壓力機(jī)及無盤摩擦壓力機(jī)等多種型式。但經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)，多數(shù)被相繼淘汰，只有雙盤摩擦壓力機(jī)廣泛應(yīng)用，顯示著旺盛的生命力。 雙盤摩擦壓力機(jī)由機(jī)身部件、傳動(dòng)與制動(dòng)部件、飛輪、螺桿滑塊機(jī)構(gòu)、操縱系統(tǒng)和輔助裝置等組成[12]。 1.機(jī)身 機(jī)身有組合式機(jī)身和整體式機(jī)身。設(shè)計(jì)中采用組合式機(jī)身，有利于各零件的拆裝。機(jī)身上部有左右支臂，用于安裝橫軸。機(jī)身橫梁內(nèi)裝有抗沖擊性良好的銅螺母。當(dāng)滑塊機(jī)構(gòu)工作時(shí)，螺桿在螺母內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)身橫梁下平面裝有緩沖裝置，用于吸收運(yùn)動(dòng)部件回升行程最后的剩余能量。機(jī)身內(nèi)側(cè)有頂出孔、供頂出裝置工作用。 2.傳動(dòng)與制動(dòng)部件 傳動(dòng)部分由電機(jī)、皮帶輪、橫軸、摩擦盤等組成。橫軸上裝有兩個(gè)摩擦輪。壓力機(jī)滑塊的升與降依靠飛輪與左右摩擦輪的壓緊來帶動(dòng)。摩擦輪兩端各有圓螺母，可以調(diào)節(jié)摩擦輪的位置，一般摩擦輪與飛輪之間的單邊間隙為4毫米左右。 制動(dòng)部件的作用是吸收回升行程運(yùn)動(dòng)部件的剩余能量，使滑塊停止在規(guī)定的位置。采用的制動(dòng)形式有機(jī)械帶式制動(dòng)器和氣動(dòng)或液力驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器，前者受機(jī)身內(nèi)側(cè)空間所限不能做得太長(zhǎng)，因而影響制動(dòng)力矩增大，并且螺桿及導(dǎo)軌處的潤(rùn)滑油難免濺到制動(dòng)輪和制動(dòng)帶上，使制動(dòng)力矩下降或不穩(wěn)定，后者制動(dòng)油缸固定在滑塊的頂部，活塞桿外端通過球鉸鏈連接制動(dòng)塊，制動(dòng)塊端部固結(jié)摩擦塊。制動(dòng)時(shí)摩擦塊頂在飛輪內(nèi)緣上，從而制動(dòng)飛輪。這種制動(dòng)器可以產(chǎn)生較大制動(dòng)力矩，并可使滑塊停止在任何位置上。 3.飛輪、螺桿和滑塊 飛輪是儲(chǔ)蓄能量的主要部件。飛輪輪緣上裝有摩擦帶，摩擦帶由牛皮或銅絲橡膠石棉等材料制成。飛輪與螺桿以切向鍵或錐面加平鍵聯(lián)結(jié)。工作時(shí)飛輪除做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還做上下直線運(yùn)動(dòng)。 大型摩擦壓力機(jī)基本上采用兩種結(jié)構(gòu)，一種是：螺桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺母固定不動(dòng)；另一種是：螺桿旋轉(zhuǎn)，螺母與滑塊一起作直線運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，出現(xiàn)了通過單獨(dú)的液壓馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)作用于飛輪螺桿，利用扭矩進(jìn)行傳動(dòng)的趨勢(shì)。經(jīng)過多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，螺桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺母固定不動(dòng)的結(jié)構(gòu)更有利于生產(chǎn)。 螺桿與機(jī)身內(nèi)的螺母組成螺旋副。螺桿用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作。牙形有矩形，梯形及鋸齒形三種，大型機(jī)多采用梯形螺紋。 小型壓力機(jī)多采用箱形滑塊。大型壓力機(jī)則采用框架式或V型滑塊，可以提高導(dǎo)向精度和抗偏載能力并便于安設(shè)氣動(dòng)或液力制動(dòng)器。 4.操縱系統(tǒng) 其作用是控制橫軸左右移動(dòng)，并以一定的壓力使旋轉(zhuǎn)著的摩擦輪壓緊飛輪，使飛輪螺桿做螺旋運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)滑塊上下運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)采用手動(dòng)形式。 5.輔助裝置 包括頂出裝置、緩沖裝置和過載安全保護(hù)裝置。 2.3 雙盤摩擦壓力機(jī)總體布局要求 本機(jī)床總體布局應(yīng)滿足如下要求： (1) 經(jīng)濟(jì)性好，如節(jié)省材料，減少機(jī)床的占地面積； (2) 保證能加工各種大小的零件，設(shè)計(jì)成寬工作臺(tái)； (3) 保證工藝方法所要求的工件和模具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)； (4) 保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性； (5) 便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和修理機(jī)床；便于輸送、裝卸工件和排除廢料，并保證工作安全。 2.3.1 摩擦壓力機(jī)的傳動(dòng)形式 機(jī)床通過皮帶傳動(dòng)把電機(jī)的動(dòng)力傳到主軸。然后經(jīng)過主軸、摩擦盤、飛輪變速傳到螺桿和滑塊。采用皮帶傳動(dòng)可以使傳動(dòng)平穩(wěn)，采用摩擦輪傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，能對(duì)各種工件進(jìn)行加工。 2.3.2 摩擦壓力機(jī)的支承形式 機(jī)床采用立柱形式支承，并是立柱與底座的組合形式支承。 2.4 摩擦壓力機(jī)的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù) 2.4.1 摩擦壓力機(jī)的規(guī)格 我國(guó)常用雙盤摩擦壓力機(jī)的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)列于表2.1中。 按照鍛壓機(jī)械型號(hào)編制規(guī)定（ZB—J62030—90），雙盤摩擦壓力機(jī)的類組代號(hào)為J53，以標(biāo)稱力作為主參數(shù)，如J53—400型，表示標(biāo)稱力4000kN的雙盤摩擦壓力機(jī)。 表2.1 雙盤摩擦壓力機(jī)的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù) 基本參數(shù) 主參數(shù)系列 63 100 160 250 400 630 1000 1600 公稱壓力/10kN 63 100 160 250 400 630 1000 1600 運(yùn)動(dòng)部分能量/10kN 0.22 0.45 0.9 1.8 3.6 7.2 14 28 滑塊行程/mm 200 250 300 350 400 500 600 700 理論行程次數(shù)（次/min） 35 30 27 24 20 16 13 11 最小封閉高度/mm 315 355 400 450 530 630 710 800 墊板厚度/mm 80 90 100 120 150 180 200 220 工作臺(tái)尺寸 左右/mm 250 315 400 500 600 720 800 1050 前后/mm 315 400 500 600 720 800 1050 1250 2.4.2 摩擦壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù) 壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)[12]反映一臺(tái)壓力機(jī)的工藝能力，所能加工制件的尺寸范圍以及有關(guān)生產(chǎn)率指標(biāo)，同時(shí)也是選擇使用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)。通用壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有： 1.公稱壓力（kN） 通用的壓力機(jī)的公稱壓力是指滑塊滑動(dòng)至下死點(diǎn)前某一特定距離δ0時(shí)，滑塊上所容許承受的最大作用力。此處的特定距離稱為公稱壓力行程，額定壓力行程或名義壓力行程。 摩擦壓力機(jī)屬能量限定機(jī)器，似應(yīng)以能量為主要參數(shù)，但摩擦壓力機(jī)又具有壓力機(jī)的特性，故我國(guó)沿用力作為主參數(shù)。在螺旋壓力機(jī)中有明確含意的力為冷擊力（指沒有毛坯，模具對(duì)模具直接打擊的力）。 2.允許力(kN) 允許力是壓力機(jī)最具有實(shí)用意義的力參數(shù)，系指壓力機(jī)連續(xù)打擊時(shí)所允許的最大載荷，為公稱壓力的1.6倍。 3.運(yùn)動(dòng)部分能量（kJ） 運(yùn)動(dòng)部分能量為壓力機(jī)的公稱能量。運(yùn)動(dòng)部分指飛輪、螺桿及滑塊。運(yùn)動(dòng)部分能量指運(yùn)動(dòng)部分運(yùn)行到下限位置時(shí)應(yīng)有的動(dòng)能。它與標(biāo)稱力的關(guān)系有下述的經(jīng)驗(yàn)公式： (2.1) —運(yùn)動(dòng)部分能量（kJ）； —標(biāo)稱力（kN）； K—系數(shù)。 K值與壓力機(jī)類型及工藝用途有關(guān)，一般K=0.15～0.5。對(duì)于鍛造型壓力機(jī)，K取大值；對(duì)于精壓型壓力機(jī)，K取小值。 大中型壓力機(jī)有時(shí)也考慮上模的質(zhì)量。在摩擦壓力機(jī)上完成較薄鍛件的壓印和精壓工序時(shí)，這種工序要求很大的力，但是要求的能量較小。完成厚鍛件的鐓粗和壓印工序，需要消耗很大的能量。在公稱壓力相同時(shí)，壓印—精壓、鐓粗和體積模鍛的能量之比為1：2：3。 4.滑塊的行程（mm） 是指滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過的距離。選用壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)該使滑塊行程滿足便于制件進(jìn)出模具，便于操作的要求。 5.滑塊行程次數(shù)（次/分） 是指滑塊每分鐘從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)，然后再回到上死點(diǎn)，如此往復(fù)的次數(shù)。行程次數(shù)越多，壓力機(jī)能實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率越高?；瑝K的行程可以是單動(dòng)或連續(xù)動(dòng)作。在連續(xù)動(dòng)作時(shí)，通常認(rèn)為大于30次/分時(shí)，人工送料就很難配合好，因此行程次數(shù)越高的壓力機(jī)只有安裝送料裝置才能充分發(fā)揮工作效能。 6.封閉高度及封閉高度調(diào)節(jié)量（mm） 封閉高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上表面的距離。當(dāng)滑塊調(diào)整到上極限位置時(shí)，封閉高度達(dá)到最大值，為最大封閉高度。相反，當(dāng)滑塊調(diào)整到下極限位置時(shí)，其封閉高度為最小封閉高度。二者差值為封閉高度的調(diào)節(jié)量。 設(shè)計(jì)模具時(shí)要考慮壓力機(jī)的裝模高度。壓力機(jī)的裝模高度。壓力機(jī)的裝模高度是壓力機(jī)的封閉高度減去工作臺(tái)墊板的厚度。同理，壓力機(jī)有最大裝模高度和最小裝模高度，模具閉合高度要在二者之間。 7.其他參數(shù) 工作臺(tái)墊板平面尺寸（前后×左右）和滑塊下表面尺寸（前后×左右）模具的上、下模架平面尺寸應(yīng)該和工作臺(tái)、滑塊底面尺寸相適應(yīng)。 工作臺(tái)孔尺寸 用作制件或廢料的排出，氣墊安裝及模具頂出的放置。 大型壓力機(jī)無模柄孔，取而代之的是T形槽，用螺栓來固定上模。 2.5 本章小結(jié) 通過對(duì)摩擦壓力機(jī)的工作原理及機(jī)構(gòu)的了解，確定主要零部件的主要作用，給出了設(shè)計(jì)要求。由于雙盤摩擦壓力機(jī)的整個(gè)傳動(dòng)鏈由電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)帶傳動(dòng)、摩擦盤與飛輪構(gòu)成的正交摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，因此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)均在于此。 第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率是計(jì)算機(jī)床零件和決定結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。電動(dòng)機(jī)功率取得太大，則機(jī)床零部件的尺寸也隨之不必要地增大，不僅浪費(fèi)材料，而且使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷情況下工作，功率因數(shù)太小，則機(jī)床的技術(shù)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且電動(dòng)機(jī)將經(jīng)常處于超負(fù)荷情況下工作，容易燒壞電氣元件[11]。 3.1 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 按一循環(huán)的平均能量來選擇電機(jī)，其功率為： 　　　　　 (3.1) 式中　 Nm—平均功率； A—一個(gè)工作循環(huán)所需的總能量； T—一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間 (3.2) 式中　n—壓力機(jī)滑塊行程次數(shù)； Cn—壓力機(jī)行程利用系數(shù)，采用手工送料時(shí)，Cn值查參考文獻(xiàn)[1]，采用自動(dòng)化送料時(shí)Cn=1。 由于生產(chǎn)不斷發(fā)展，為了提高生產(chǎn)率，小型壓力機(jī)大部分裝有自動(dòng)化送料裝置，因此，對(duì)于800kN及800kN以下的壓力機(jī)建議按自動(dòng)化送料設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)容量及飛輪慣量。 為使飛輪尺寸不致過大，以及電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，故需將電動(dòng)機(jī)的功率選的比平均功率大一些，即 　　 (3.3) k一般為1.2~1.6,行程次數(shù)較低的壓力機(jī)取下限，較高的取上限，詳見表3.1。 行程次數(shù)較高的壓力機(jī)選用較大的k值，系因此種壓力機(jī)一般為單級(jí)傳動(dòng)，此時(shí)飛輪轉(zhuǎn)速較低，在一定的能量條件下，飛輪尺寸就要較大。為了使機(jī)器緊湊，因此選用較大功率的電動(dòng)機(jī)。 表3.1 電動(dòng)機(jī)選用功率與平均功率比值 壓力機(jī)每分鐘實(shí)際開動(dòng)的行程次數(shù)（次/min） K 15以下 1.2 15～50 1.3 50以上 1.4～1.6 以式(3.2)代入式(3.3)得 　　　　 (3.4) 由式(3.4)即可算出所需的電動(dòng)機(jī)的功率，然后查參考文獻(xiàn)[4]，選出與N值相近的額定功率為值的電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)選定的，重新計(jì)算實(shí)際的k值，以便作為計(jì)算飛輪使用。 (3.5) 式中 —電動(dòng)機(jī)額定功率； —平均功率，由式(3.1)算出。 3.2 摩擦壓力機(jī)工作周期的能量損耗 要合理計(jì)算出摩擦壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率，首先需算出一工作周期所消耗的能量A以及各部分能量消耗的組成。過去的計(jì)算方法由于未考慮到或者未準(zhǔn)確考慮到各項(xiàng)能量的消耗，因此，計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際相差較大。從實(shí)測(cè)結(jié)果看出，這些損耗相當(dāng)大。 壓力機(jī)一工作周期所消耗的能量A為 　　　　 (3.6) 式中　—工件變形功（屬有效能量）； —拉伸墊工作功，即進(jìn)行拉伸工藝時(shí)壓邊所需的功（屬有效能量）； —工作行程時(shí)由于滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量； —工件行程時(shí)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)離合器接合所消耗的能量。 對(duì)于用連續(xù)行程工作的壓力機(jī)，則一周期所消耗的能量為： （3.7） 在工作行程那一段時(shí)間里，壓力機(jī)所消耗的能量為 （3.8）下面分別敘述這些能量計(jì)算。 1.工件變形功 摩擦壓力機(jī)用于沖載、拉伸、模鍛和擠壓等工藝。不同的工藝，工件變形所需要的能量亦不相同。在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。工作負(fù)荷圖[1]所包含的面積即為工件變形功。各種不同工藝其工作負(fù)荷圖是不同的。通用壓力機(jī)的工作負(fù)荷圖是以厚板沖載的工作負(fù)荷圖做為設(shè)計(jì)依據(jù)的。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，在沖載A2和45號(hào)鋼板時(shí)，當(dāng)沖頭進(jìn)入板料厚度的0.425和0.46值時(shí)板料即斷裂，這個(gè)數(shù)值的大小隨板料的塑性和沖模間隙的大小而變化。通常取為 　　　　 （3.9） 式中　—板料厚度； 　　　—切斷厚度。 若將工作負(fù)荷圖曲線看成三角形，則沖載時(shí)的工件變形功為 但由于考慮曲線呈鼓形，且有推料力，故 　　 （3.10） 將式（3.9）代入式（3.10）即得 　　 （3.11） 式中　—壓力機(jī)公稱壓力； —板料厚度。 關(guān)于多大壓力的壓力機(jī)以多大的板料厚度進(jìn)行計(jì)算較合適，在這個(gè)問題上有些資料推薦采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式[1]： 對(duì)于快速壓力機(jī)（如一級(jí)傳動(dòng)壓力機(jī)） 　　 （3.12） 對(duì)于慢速壓力機(jī)（如兩級(jí)及兩級(jí)以上傳動(dòng)的壓力機(jī)） 　　 （3.13） 式中　—公稱壓力（KN）。 對(duì)于帶拉伸墊的壓力機(jī)，應(yīng)按淺拉伸工藝來計(jì)算工藝變形功。 2.拉伸墊工作功 帶拉伸墊的壓力機(jī)，在進(jìn)行淺拉伸工藝時(shí)，拉伸墊壓緊工件的邊緣，并隨壓力機(jī)的滑塊向下移動(dòng)。因此消耗一部分能量。消耗能量的大小決定于拉伸墊的壓緊力和工作行程，可相應(yīng)取為壓力機(jī)額定壓力的1/6及滑塊行程的1/6，即 （3.14） 式中　—壓力機(jī)公稱壓力； —壓力機(jī)滑塊行程長(zhǎng)度。 3.工作行程時(shí)由于滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量 (3.15) 4.工作行程時(shí)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)在工作行程時(shí)，機(jī)身和滑塊機(jī)構(gòu)等受力系統(tǒng)因受載產(chǎn)生彈性變形，因而引起能量消耗。對(duì)于在工作行程中，變形力逐步下降的沖裁工藝和拉伸工藝，有時(shí)有一部分的彈性變形能量可以轉(zhuǎn)化為有用能量。為了安全，認(rèn)為彈性變形能量都已損失。因此得出 　 （3.16） 式中　—公稱壓力； —壓力機(jī)總的垂直變形 　　 (3.17) —壓力機(jī)垂直剛度，見表3.2。 5.壓力機(jī)空程向下和空程向上時(shí)所消耗的能量 壓力機(jī)空程時(shí)的能量損耗與壓力機(jī)零件的結(jié)構(gòu)尺寸、表面加工質(zhì)量、潤(rùn)滑情況、皮帶拉緊程度和制動(dòng)器調(diào)整情況等因素有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通用壓力機(jī)連續(xù)行程所消耗的平均功率約為該壓力機(jī)額定功率的10%～35%。 表3.2 壓力機(jī)垂直剛度 (kN/mm) 壓力機(jī)型式 現(xiàn)有壓力機(jī)統(tǒng)計(jì)值 推薦值 開式壓力機(jī) 300～500 400 閉式壓力機(jī) 500～700 700 6.滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的能量 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，通用壓力機(jī)飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)所消耗的功率約為壓力機(jī)額定功率的6%～30%。通用壓力機(jī)飛輪空轉(zhuǎn)所需功率可查參考文獻(xiàn)[1]得出。求出以后可按下式求出飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的能量 　　 (3.18) 式中　t—壓力機(jī)單次行程時(shí)(即考慮停息時(shí))的周期； —滑塊工作一次所需時(shí)間； （3.19） （3.20） n—壓力機(jī)行程次數(shù)； —壓力機(jī)行程利用系數(shù)。 7.單次行程時(shí)離合器接合所消耗的能量 根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)資料[1]和對(duì)國(guó)產(chǎn)6臺(tái)壓力機(jī)統(tǒng)計(jì)，A7大約為總功的20%左右。因此，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以先取 ＝0.2A (3.21) 必要時(shí)，待壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢后，再核算A7。 3.3 電動(dòng)機(jī)功率的概略計(jì)算方法 為了在工程上計(jì)算方便，上述的電動(dòng)機(jī)計(jì)算方法還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化，即根據(jù)壓力機(jī)總效率選擇電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)功率可以按下式計(jì)算 　　　　 （3.22） 式中　—工件變形功； —拉伸墊工作功； t—壓力機(jī)實(shí)際工作周期時(shí)間； —滑塊每分鐘行程次數(shù)； Cn—行程利用系數(shù)。手工送料時(shí)，Cn＝0.4～0.8，行程次數(shù)高的取下限，低的 取上限，自動(dòng)連續(xù)送料時(shí)，Cn＝1； 　　 —電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，＝1.2～1.6，行程次數(shù)低的取下限，高的取上限 η —壓力機(jī)總效率，η＝20%～45%。 綜上可得 工件變形功 mm J 拉伸墊工作功 壓力機(jī)實(shí)際工作周期時(shí)間 已知n=20次/min，取=0.4，則 s 取=1.3，=0.4，則 kW 選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為Y系列IP44三相異步電動(dòng)機(jī) 380V 、50Hz，如下表： 表3.3 電機(jī)主參數(shù) 型號(hào) 額定功率 效率 電流 轉(zhuǎn)速 Y225M-6 30kW 90.2% 44.6A 980r/min 表3.4 電機(jī)外形參數(shù) 機(jī)座號(hào) 安裝尺寸 外形尺寸 225M A B C D E F G H K B AD AC HD L 356 311 149 6級(jí) 6級(jí) 6級(jí) 6級(jí) 6級(jí) 60 140 18 53 225 19 435 345 475 530 845 (a) (b) 圖3.1 電動(dòng)機(jī)外形尺寸圖 3.4 計(jì)算并分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 取V帶傳動(dòng)效率η帶=0.96,滾動(dòng)軸承效率η滾=0.99，摩擦傳動(dòng)效率η摩=0.90，則η=0.96×0.99×0.9=0.855。 1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比分配 總傳動(dòng)比i=980/100=9.8，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比取i1=5.36，則i2=i/ i1=9.8/5.36=1.83。 2.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 0軸： 0軸即電動(dòng)機(jī)軸 =30kW =980r/min N·m Ⅰ軸： Ⅰ軸即主軸 kW r/min N·m Ⅱ軸： Ⅱ軸即螺桿 kW r/min N·m 3.5 本章小結(jié) 通過對(duì)電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇，分配了傳動(dòng)比，并將傳動(dòng)裝置中的各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩計(jì)算出來，為傳動(dòng)零件和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。 第4章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1 帶傳動(dòng)的概述 4.1.1 帶傳動(dòng)工作原理及分類 帶傳動(dòng)[8]是利用張緊在兩帶輪間的傳動(dòng)膠帶傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)型式分為平型膠帶傳動(dòng)、三角膠帶傳動(dòng)和齒形帶傳動(dòng)。其中三角膠帶傳動(dòng)靠帶的兩側(cè)面與帶輪輪槽側(cè)面之間的摩擦力（屬楔面摩擦）傳遞動(dòng)力，帶的厚度較大，撓度較差，帶輪制造較復(fù)雜。但與平帶傳動(dòng)相比，在同樣張緊力下，三角膠帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，因而在相同條件下能傳遞更大的功率，或在傳遞相同功率時(shí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸較緊湊。此外，三角膠帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，加之三角膠帶多已標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)，故在一般機(jī)械傳動(dòng)中，三角膠帶傳動(dòng)已基本上取代了平帶傳動(dòng)而成為最常用的帶傳動(dòng)裝置。 4.1.2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 帶傳動(dòng)采用撓性帶作為中間元件，來傳遞主、從動(dòng)輪間的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，與齒輪傳動(dòng)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）易于實(shí)現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動(dòng)；（2）帶富有彈性，能緩沖吸振，因而傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、維護(hù)方便，成本低；（4）摩擦型帶傳動(dòng)過載時(shí)，帶會(huì)在帶輪上打滑，可防止其他機(jī)件損壞，起過載保護(hù)作用。 其缺點(diǎn)有：（1）外廓尺寸大，不緊湊；（2）傳動(dòng)效率低，平帶傳動(dòng)一般為0.95，V帶傳動(dòng)一般為0.92；（3）帶的壽命較短，一般僅2000～3000h；（4）摩擦型帶傳動(dòng)因與帶輪間存在相對(duì)滑動(dòng)，而不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。 4.1.3 帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 摩擦型帶傳動(dòng)的主要失效形式有：（1）帶在帶輪上打滑；（2）帶過早的發(fā)生疲勞破壞（如斷帶、脫層等）。 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 4.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)功率為P=30kW,轉(zhuǎn)速為n1=980r/min,傳動(dòng)比i=5.16，兩班制工作，要求緊湊。設(shè)計(jì)所采用的三角帶傳動(dòng)[9]。 1.計(jì)算功率（kW） (4.1) 式中 —工作情況系數(shù)，查表8-3[9]； P—傳動(dòng)功率，kW。 由表8-3[9]取工作情況系數(shù)=1.2，則=1.2×30=36kW。 2.選擇三角膠帶型號(hào) 按=36kW和=980r/min查圖8-3[9]，選用C型三角膠帶。 3.確定小帶輪節(jié)圓直徑（mm） 由表8-13[9]，C型三角膠帶的最小帶輪直徑=200mm。為了提高膠帶的壽命，取稍大的小帶輪直徑=224mm。 4.確定大帶輪節(jié)圓直徑（mm） 取彈性滑動(dòng)率=0.02，則 =5.16×224×（1－0.02）=1132.72mm （4.2） 按表8-14[9]取標(biāo)準(zhǔn)值=1200mm。 5.實(shí)際傳動(dòng)比i （4.3） 6.驗(yàn)算帶速v（m/s） m/s (4.4) v小于表8-12[9]中規(guī)定的~30m/s，故合適。 7.初定中心距（mm） 當(dāng)i=5.36時(shí)，，可初定中心距mm。但考慮到傳動(dòng)布置要求，可根據(jù)以下公式而定 mm mm 式中 h—三角膠帶的高，見表8-10[9]。 綜合以上可初定中心距mm。 8.初算膠帶長(zhǎng)度（mm） mm (4.5) 查表8-11[9]，取內(nèi)周長(zhǎng)度mm，節(jié)線長(zhǎng)度mm。 9.實(shí)際中心距（mm） mm (4.6) 10.驗(yàn)算小帶輪包角 ，合適。 11.單根膠帶所傳遞的功率（kW） 對(duì)C型三角膠帶，當(dāng)=224mm和v=11.49m/s時(shí)，查表8-15[9]得=5.95kW。 12.單根膠帶所傳遞功率的增量（kW） 由表8-16[9] 查得彎曲影響系數(shù)，由表8-17[9]查得傳動(dòng)比系數(shù)，則 kW (4.7) 13.確定膠帶根數(shù)z 由表8-18[9]取小帶輪包角系數(shù)，由表8-19[9]查得長(zhǎng)度系數(shù)，則 取z=6根。 14.確定所用膠帶規(guī)格 三角膠帶 C—5600×6 GB1171—74。 15.單根膠帶的初拉力（N） 由表8-10[9]查得C型三角膠帶每米長(zhǎng)的重量q=0.3kg/m,則 N (4.8) 16.有效圓周力（N） N (4.9) 17.作用在軸上的力F（N） N (4.10) 4.3 三角帶輪的設(shè)計(jì) 1.對(duì)三角帶輪設(shè)計(jì)的主要要求 設(shè)計(jì)三角帶輪的一般要求為：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好（易于制造）；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡處理；與帶接觸的工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為Ra=3.2μm），以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度都應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 2.帶輪的材料 當(dāng)帶速m/s時(shí)，用鑄鐵HT200；當(dāng)帶速～45m/s時(shí)宜用球墨鑄鐵或鑄鋼，也可用鋼板沖壓—焊接；小功率傳動(dòng)可用鑄鋁或塑料。 3.帶輪的結(jié)構(gòu)及尺寸 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成。輪輻部分有實(shí)心、腹板、孔板和橢圓形截面的輪輻四種?？筛鶕?jù)帶輪的直徑和槽數(shù)，由表8-21[9]得小帶輪為腹板式結(jié)構(gòu)，大帶輪為六橢圓輪輻式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)尺寸按表8-20[9]、表8-21[9]和圖 8-4[9]確定。 三角帶輪輪槽尺寸如圖4.1。 圖4.1 三角帶輪輪槽尺寸 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）mm，基準(zhǔn)線上槽深mm，槽深mm，槽間距mm，第一槽對(duì)稱面至端面的距離mm，最小輪緣厚mm，外徑，帶輪寬，輪槽角。 4.技術(shù)要求 (1) 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪，在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡。 (2) 鑄造帶輪在不提高內(nèi)應(yīng)力的前提下，允許對(duì)凸臺(tái)、輪緣、腹板、及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。 (3) 輪槽工作表面的粗糙度Ra為1.6μm（dd≤300mm）或3.2μm（dd≥300mm），輪緣和軸孔端面的粗糙度Ra為12.5μm。輪槽的棱邊要倒圓或倒角。 (4) 各輪槽間距的累積偏差mm。 (5) 輪槽對(duì)稱平面與帶輪軸線垂直度為。 (6) 帶輪的平衡 a. 靜平衡 帶輪轉(zhuǎn)速小于極限轉(zhuǎn)速（r/min）時(shí)，只做靜平衡，帶輪極限轉(zhuǎn)速可查參考文獻(xiàn)[11]。靜平衡應(yīng)當(dāng)使帶輪在工作直徑上的偏心殘留量小于下列兩值中的較大者：①0.005kg；②帶輪和相配件當(dāng)量質(zhì)量的0.2%。 b. 動(dòng)平衡 帶輪轉(zhuǎn)速大于極限轉(zhuǎn)速（r/min）時(shí)，必須進(jìn)行動(dòng)平衡。一般機(jī)械帶輪其質(zhì)量等級(jí)應(yīng)由下列兩值中的較大值決定：①G6.3② 式中 v—帶輪的圓周速度，m/s； M—帶輪的當(dāng)量質(zhì)量，kg。 (7) 帶輪圓跳動(dòng)公差[11]見表4.1。 表4.1 帶輪圓跳動(dòng)公差 mm 基準(zhǔn)直徑 >20～30 >30～50 >50～120 >120～250 >250～500 >500～800 徑向、端面圓跳動(dòng) 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 4.4 本章小結(jié) 保證帶在工作中不打滑、具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命是V帶傳動(dòng)的主要依據(jù)，也是一切靠摩擦帶傳動(dòng)的主要依據(jù)。本章嚴(yán)格遵循此原則對(duì)帶傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第5章 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5.1 概述 1.螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用 以螺桿與螺母之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)由回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，有時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)由直線運(yùn)動(dòng)變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2.螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式 (1) 螺母固定不動(dòng)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)按軸線方向運(yùn)動(dòng)，如用于螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂?shù)葯C(jī)構(gòu)； (2) 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母不轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)沿螺桿軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)，常用于車床絲杠，刀架移動(dòng)等操作機(jī)構(gòu)中； (3) 螺桿固定不動(dòng)，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并做直線運(yùn)動(dòng)，螺桿兩端結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，有的鉆床工作臺(tái)采用這種結(jié)構(gòu)； (4) 螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿做直線運(yùn)動(dòng)。因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故應(yīng)用較少。 3.分類 (1) 傳力螺旋 以傳力為主，一般速度不高，可連續(xù)工作，大多間歇工作，一般要求自鎖，如螺旋千斤頂或壓力機(jī)等。 (2) 傳導(dǎo)螺旋 以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有較高的運(yùn)動(dòng)精度，如車床的絲杠傳動(dòng)與進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。 (3) 調(diào)整螺旋 用以調(diào)整機(jī)件的相互位置，如機(jī)床卡盤、軋鋼機(jī)軋輥下壓螺旋等。 另外還可按螺旋副的摩擦性質(zhì)分為： (1) 滑動(dòng)摩擦螺旋 簡(jiǎn)單易制、易自鎖； (2) 滾動(dòng)摩擦螺旋 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)效率高，摩擦系數(shù)?。? (3) 液體摩擦螺旋 螺旋副間為液體摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)極小，傳動(dòng)效率高。 5.2 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料 1.螺母結(jié)構(gòu) 整體螺母：不能調(diào)整間隙，只能用在輕載且精度要求低的場(chǎng)合； 組合螺母：利用擰緊螺釘使斜塊將其兩側(cè)螺母擰緊，可調(diào)整減少間隙，提高傳動(dòng)精度； 對(duì)開螺母：便于操作，一般用于車床溜板箱。 2.螺桿結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)螺旋通常采用矩形、梯形或鋸齒形螺紋，一般采用右旋，只在特殊情況下用左旋，如符合操作習(xí)慣，在車床橫向進(jìn)給絲杠上為左旋。 螺桿長(zhǎng)度L與中徑的比值L/（長(zhǎng)徑比）一般取L/=20～60。 3.材料 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)中，螺桿材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和良好的加工性。一般傳動(dòng)用螺桿，可用A5、40Mn、45、50等鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；重要傳動(dòng)且要求耐磨性高的螺桿，可用T12、65Mn、40Cr、40WMn或18CrMnTi等鋼，淬火后進(jìn)行磨削；高精密傳動(dòng)的螺桿，可用9Mn2V、 CrWMn、38CrMoAlA等鋼制造。 常用螺母的材料是鑄造青銅ZQSn10-1、ZQSn6-6-3；重載低速時(shí)用ZQA19-4或鑄造黃銅ZHAl66-6-3-2；重載調(diào)壓時(shí)用35鋼或球墨鑄鐵等。 5.3 滑動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)及校核 已知螺桿承受的最大載荷F=4000kN,速度～16m/min。設(shè)計(jì)此滑動(dòng)螺旋副[9]。 1.選擇材料及確定螺紋牙形 因推力較大，選螺桿材料為40Cr，螺母材料為ZQSn10-1。 選用梯形螺紋。 2.計(jì)算螺桿直徑（mm） 根據(jù)耐磨性計(jì)算螺桿直徑。螺桿中徑為 (5.1) 式中 F—軸向載荷，N； —滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用比壓，MPa； —根據(jù)螺母形式選定：整體式螺母，取～2.5； 剖分式螺母，取～3.5。 選用剖分式螺母，??；參考表14-1[9]取MPa，代入上式得 mm 根據(jù)選T280×40，外螺紋大徑d=280mm，中徑mm，小徑mm，內(nèi)螺紋大徑mm，小徑mm，螺距t=40mm的四線右旋螺紋。 3.確定螺母高度H（mm） mm (5.2) 取H=750mm。 4.計(jì)算旋合圈數(shù)z (5.3) 5.校核自鎖情況 螺紋升角（） (5.4) 當(dāng)量摩擦角（） (5.5) 自鎖條件為，不自鎖。 6.螺桿強(qiáng)度校核 (5.6) 式中 T—扭擰力矩，N·mm； —螺桿材料許用應(yīng)力，MPa。查參考文獻(xiàn)[9]得40Cr的MPa，取安全系數(shù)S=4，則螺桿許用應(yīng)力為 MPa N·mm MPa< 故合格。 7.螺母螺紋牙強(qiáng)度校核 (1) 彎曲強(qiáng)度 (5.7) 螺紋牙根部寬度b（mm） mm 螺紋牙工作高度h（mm）