曲柄滑塊機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計

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曲柄滑塊機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計

目錄

前言： 1

一：曲柄滑塊機構(gòu)計算機輔助設(shè)計： 2

二、第三次變型 4

三、曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù) 7

四、機身結(jié)構(gòu)設(shè)計 8

五、傳動系統(tǒng)的配置 12

六、離合器和制動器 14

七、滑動軸承 14

八、曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計計算 15

十、打料裝置 20

十一、壓力機電力拖動特點 21

十二、基座 22

致謝： 23

參考文獻： 24

前言：

隨著工業(yè)的發(fā)展，不同規(guī)格的曲柄滑塊機構(gòu)被應(yīng)用到了更多的機械中。它在機械制造工業(yè)以及其它工業(yè)的生產(chǎn)中的作用愈來愈顯著，例如在汽車、農(nóng)業(yè)機械、電子、醫(yī)療機械、國防、航空航天以及日用品等工業(yè)部門都有廣泛的應(yīng)用。因而提高機械的自動化程度，降低工人的勞動強度，改善勞動條件都離不開對曲柄滑塊機構(gòu)的研究。曲柄滑塊機構(gòu)在壓力機內(nèi)是重要的主機構(gòu)。十九世紀(jì)末才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機。前期二十世紀(jì)末，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機得到了迅速的發(fā)展。            

近年來，電子、通訊、計算機、家電及汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對沖壓零件的需求量迅猛增長。尺寸與形狀均趨于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的功能性沖壓件，生產(chǎn)批量越來越大（如中小型電機的定轉(zhuǎn)子硅鋼片、高壓器硅鋼片、刮臉刀、(IT芯片等)），為降低成本和提高勞動生產(chǎn)率，這類零件很適合在高速壓力機上進行大批量生產(chǎn)；

1910 年，美國亨利拉特公司首創(chuàng)四柱底傳動結(jié)構(gòu)的壓力機，迄今已有近100 年的歷史，直到今天才是壓力機發(fā)展的最為興旺的時期。壓力機的速度不斷被刷新， 如日本電產(chǎn)京利的MACH-100 型超高速精密壓力

機。中國加入WTO之后，市場全球化的步伐加快，競爭越來越劇烈嚴(yán)酷，因此，各行業(yè)對沖壓件提出了精度高、質(zhì)量好、成本低等更高的要求。

飛輪在壓力機中起了儲存和釋放能量的作用，壓力機所消耗的動能，歸根結(jié)底都是有電動機供給的。所以電動機的輸出功率完全取決于壓力機在一次行程中所消耗的全部功和一次行程所需的時間。由上可知，飛輪慣量的大小亦影響了選擇電動機的額定功率，飛輪越小，電機轉(zhuǎn)速的波動越大，它的電流變化亦激烈，為了不使電動機的額定功率應(yīng)比壓力機的平均功率大些。

十二、基座

壓力機基座的基本要求

（一）保證基礎(chǔ)沒有過度的沉陷和傾斜。沉陷量不大于10mm

（二）壓力機基礎(chǔ)混凝土用100-200號水泥，地腳螺釘孔的混凝土用200-250號水泥，箱式基礎(chǔ)的的地板上平面，考慮到露油的影響，應(yīng)漆以防酸水泥保護，并設(shè)有排液坡度，溝槽及凹坑。

（三）混凝土基礎(chǔ)必須一次澆灌完成，中間不得間斷。

（四）基礎(chǔ)在養(yǎng)生期滿后，必須達到設(shè)計要求，不得有疏松、裂紋、蜂窩、麻面、露筋等現(xiàn)象。

（五）無氣墊的上傳動壓力機，選用整體大塊式基礎(chǔ)。基礎(chǔ)內(nèi)不需配筋，帶有氣墊的壓力機，要選用配筋的箱式基礎(chǔ)。

（六）設(shè)計箱式基礎(chǔ)時，要考慮氣墊的安裝，操作與維修的方便性。

（七）基礎(chǔ)上表面的高度應(yīng)低于車間地坪設(shè)計高度30mm，以安裝設(shè)備時便于調(diào)整和灌漿。

（八）基礎(chǔ)圖上應(yīng)注明電源進線及氣源接管位置。

（九）基礎(chǔ)的幾何精度偏差。

地腳螺栓和墊鐵

地腳螺栓采用彎鉤固定式（GB799-88）螺栓的直徑按壓力機規(guī)格。

表十 地腳螺栓直徑

壓力機規(guī)格KN 160

250-450 630-800 1000-1600 2000-2500 3150-4000

地腳螺栓直徑mm M16 M20 M24 M30 M36 M42

螺栓的埋置深度一般不小于15d，（d-地腳螺栓直徑），地腳螺栓孔中混凝土干固后達到設(shè)計強度，方準(zhǔn)擰緊螺母，且防止壓力機震動造成的螺母松動，應(yīng)采用雙螺母加以鎖緊。

壓力機安裝一律用平墊鐵墊實。墊鐵與地腳接觸面積應(yīng)保證在80%以上。壓力機安裝在基礎(chǔ)上涌水平儀見檢查壓力機工作臺面的水平度：每100mm長度偏差不得大于0.3mm。

致謝：

這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)侯老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向侯老師尋求幫助，而侯老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。侯老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)

這幾個月以來，侯老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向侯老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時，本篇畢業(yè)論文的寫作也得到了*******等同學(xué)的熱情幫助。感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖?，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！

參考文獻：

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· 1· 曲柄滑塊機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計 目 錄 前言： ......................................... 2 一：曲柄滑塊機構(gòu)計算機輔助設(shè)計： ............... 2 二、第三次變型 ................................. 5 三、曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù) ................... 7 四、機身結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................... 8 五、傳動系統(tǒng)的配置 ............................ 12 六、離合器和制動器 ............................ 14 七、滑動軸承 .................................. 14 八、曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計計算 .................... 15 十、打料裝置 .................................. 20 十一、壓力機電力拖動特點 ...................... 21 十二、基座 .................................... 22 致謝： ........................................ 23 參考文獻： .................................... 24 · 2· 前言： 隨著工業(yè)的 發(fā) 展，不同規(guī)格的曲柄滑塊機構(gòu)被應(yīng)用到了更多的機械中。它在機械制造工業(yè)以及其它工業(yè)的生產(chǎn)中的作用愈來愈顯著，例如在汽車、農(nóng)業(yè)機械、電子、醫(yī)療機械、國防、航 空航天以及日用品等工業(yè)部門都有廣泛的應(yīng)用。因而提高機械的自動化程度，降低工人的勞動強度，改善勞動條件都離不開對曲柄滑塊機構(gòu)的研究。曲柄滑塊機構(gòu)在壓力機內(nèi)是重要的主機構(gòu)。 十九世紀(jì)末才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機。前期二十世紀(jì)末，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機得到了迅速的發(fā)展。 近年來，電子、通訊、計算機、家電及汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對沖壓零件的需求量迅猛增長。尺寸與形狀均趨于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的功能性沖壓件，生產(chǎn)批量越來越大（如中小型電機的定轉(zhuǎn)子硅鋼片、高壓器硅鋼片、刮臉刀、 (），為 降低成本和提高勞動生產(chǎn)率，這類零件很適合在高速壓力機上進行大批量生產(chǎn)； 1910 年，美國亨利拉特公司首創(chuàng)四柱底傳動結(jié)構(gòu)的壓力機，迄今已有近 100 年的歷史，直到今天才是壓力機發(fā)展的最為興旺的時期。壓力機的速度不斷被刷新， 如日本電產(chǎn)京利的 超高速精密壓力 機。中國加入 后，市場全球化的步伐加快，競爭越來越劇烈嚴(yán)酷，因此，各行業(yè)對沖壓件提出了精度高、質(zhì)量好、成本低等更高的要求。 一：曲柄滑塊機構(gòu)計算機輔助設(shè)計： 建立曲柄滑塊機構(gòu)三維圖如下： 二、 壓力機的工作原理及結(jié)構(gòu)： 壓力機包括液壓傳動和機械傳動的壓力機， 鍛壓機器共分為機械壓力機、液壓機等八類，在八類鍛壓機器中，每類又分為十列，每列又分十組。主要參數(shù)與基本型號相同，只是次要參數(shù)與基本型號不同的，稱為變型，要在類代號的字母后加一個字母 A、 B、 C……，依次表示第一、第 · 3· · 4· · 5· 建立好總裝圖后開始動畫仿真，仿真視頻見附件。 二、第三次變型 曲柄壓力機的型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示，例如號的意義是： J C 23– 63 A ││ │ │ └────結(jié)構(gòu) 和性能比原型作了第一次改進 ││ │ └───── 630主參數(shù)） ││ └───────第二列第三組，開式雙柱可傾壓力機 │└────────次要參數(shù)與基本型號不同的第三種變型 └─────────機械壓力機（類代號） 現(xiàn)將型號的表示方法敘述如下： 第一個字母為類代號，用漢語拼音字母表示。 第二個字母代表同一型號產(chǎn)品的變型順序號。 第三、第四個數(shù)字分別為列、組代號。 橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù)。一般用壓力機的標(biāo)稱壓力作為主參數(shù)。 最后一個字母代表產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)和性能上有所改進的順序號。 有些鍛壓設(shè)備，緊接列、組代號的后面還有一個字母，代表設(shè)備的通用特性，例如 20 中的“ G”代表“高速”； 的“ K”代表“數(shù)控”。 · 6· 圖一 曲軸壓力機傳動系統(tǒng) 圖中： 123、 4567電動機 1帶動皮帶輪系統(tǒng) 2將動力傳到小齒輪 3，通過小齒輪 3與大齒輪 4的嚙合將動力傳到曲柄軸上，再利用曲軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為滑塊 7的往復(fù)直線運動。 制動器與離合器都安裝在曲柄軸上，在電動機不切斷電源的情況下，滑塊的 動與停是通過操縱開關(guān) 控制離合器和制動器實現(xiàn)的。當(dāng)制動器松閘，離合器結(jié)合時，將傳動系統(tǒng)與曲柄連桿機構(gòu)連通，動力輸入，滑塊 · 7· 運動 ;當(dāng)需要滑塊停止運動時，將離合器分離，將傳動系統(tǒng)與曲柄連桿機構(gòu)脫開，同時運動慣性被制動 器有效地制動，使滑塊運動及時停止。 三、曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)能反映出壓力機的工作能力，所能加工工件的尺寸范圍，有關(guān)生產(chǎn)率等的指標(biāo) 主要技術(shù)參數(shù)有： (1)標(biāo)稱壓力 標(biāo)稱壓力行程 標(biāo)稱壓力 滑塊距下死點某一特定距離（稱 標(biāo)稱壓力行程 滑塊允許承受的最大作用力。標(biāo)稱壓力角 標(biāo)稱壓力行程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角定義為標(biāo)稱壓力角。只有在標(biāo)稱壓力行程 備的工作能力才能達到 稱額定壓力）值。標(biāo)稱壓力系列：主要取優(yōu)先數(shù)系列，63,100,160,250,3152)滑塊行程 s（ 指滑塊從上死點至下死點所經(jīng)過的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。 通常滑塊行程隨設(shè)備標(biāo)稱壓力值的增加而增加：部分壓力行程是可調(diào)的。 滑塊行程次數(shù) n（ 1/ 指連續(xù)工作方式下滑塊每分鐘能往返的次數(shù)，與曲柄轉(zhuǎn)速對應(yīng)。 通用壓力機 設(shè)備越小，行程次數(shù)越大：高速壓力機行程速度是可調(diào)的。 (3)閉合高度 壓力機的閉合高度 塊底面到工作臺上平面（即墊板下平面）之間的距離。 壓力機的閉合高度可通過調(diào)節(jié)連桿長度在一定范圍內(nèi)變化。當(dāng)連 · 8· 桿調(diào)至最短（對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最小），滑塊底面到工作臺上平面之間的距離，為壓力機的最大閉合高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長（對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離，為壓力機的最小閉合高度。 壓力機的裝模高度 度減去墊板厚度的差值。沒有墊板的壓力機，其裝模高度等于壓力機的閉合高度。 模具的閉合高度是指沖模在最低工作位置時，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。 模具閉合高度與壓力機裝模高度的關(guān)系 圖二 模具裝模高度與閉合高度的關(guān)系 (4)工作臺尺寸 包括工作臺平面尺寸和工作臺漏料孔尺寸。 (5)模柄孔尺寸 主要針對開式壓力機，用于固定上模。 四、機身結(jié)構(gòu)設(shè)計 分類及設(shè)計要求。 · 9· 機身是壓力機的一個基本部件。所有零部件均安裝在機身上，工作時要求受全部工作變形力。機身在變形力的作用下引起的彈性 變形會影響到?jīng)_壓件的質(zhì)量及模具的壽命。另外，運動部分的速度及受力的變化會引起震動它將部分地由機身吸收。機身的特點是質(zhì)量大，約占整個機身質(zhì)量的 50右。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工量大約占整個壓力機加工量的 20右。因此，機身的合理設(shè)計對減輕壓力機重量、提高壓力機剛度，減少制造工時，改善壓力機外觀，提高沖壓件質(zhì)量都有直接影響。 開式壓力機是三面敞開，便于操作。但剛度較差，受力后在喉口處要產(chǎn)生角變形，直接影響沖壓件的質(zhì)量及模具壽命。所以限制了開式壓力機的公稱力，只能適應(yīng)于中小規(guī)格的壓力機。為彌補開式壓力機的缺 陷，出現(xiàn)了在機身正面加二根拉桿的結(jié)構(gòu)。但這樣會影響壓力機的適用范圍，只適用于裝有帶料或卷料自動送料壓力機上。 開式壓力機的機身改變結(jié)構(gòu)形式，就能組成不同類型的開式壓力機。根據(jù)工作臺后側(cè)是否敞開可分為單柱和雙柱兩種形式，根據(jù)工作臺的結(jié)構(gòu)型式不同，可分為固定臺、活動臺、柱形臺、可傾式等。 表一 壓力機的類型 單柱壓力機 柱固定臺壓力機 柱活動臺壓力機 柱柱形臺壓力機 開式壓力機 式固定臺式壓力機 式活動臺壓力機 式固可傾壓力機 式雙點壓力機 式底傳動壓力機 雙柱壓力機便于后出料，有利于機械化及自動化。活動臺壓力機可以在較大范圍內(nèi)改變壓力機裝模高度。適應(yīng)工藝范圍較廣。柱形臺壓力機機身由于工作臺為一柱形體。適用于環(huán)形或筒形件上的沖孔或成形。 機身結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足如下要求： 度的條件下，力求重量輕，節(jié)約金屬。 使裝上的所有部件、零件容易安裝、調(diào)整、修理和更換。 接和加工。 證壓力機的穩(wěn)定性。 · 10· 美觀。 機身結(jié)構(gòu)分為鑄造和焊接兩種。鑄造結(jié)構(gòu)一般用灰鑄鐵。材料比較容易供應(yīng)，消振性能好。但質(zhì)量較重。剛度較差，適用于成批生產(chǎn)。焊接結(jié)構(gòu)一般用 量較輕，剛度較好，外形美觀。但消振性能較差適用于單件小批生產(chǎn)。對于采用鑄造還是焊接結(jié)構(gòu)，視各廠條件而定，隨著工業(yè)水平的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)必然會更廣泛的被采用。 表二 焊接和鑄造機身的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較 ： 比較項目 鑄造結(jié)構(gòu) 焊接結(jié)構(gòu) 機身重量 100% 70機加工工時 100% 220制造費 100% 110抗震 能力 好 差 生產(chǎn)周期 長 短 機械性能 差 優(yōu) 工藝性 廢品率大，有缺陷 廢品率小，有缺陷 車間單位面積產(chǎn)量 低， 70% 高， 100% 鑄造成本（批量大時） 100% 105鑄造機身的設(shè)計 鑄造機構(gòu)機身一般采用 灰鑄鐵的抗拉強度大，為本身抗拉強度的 3振能力比鋼大10倍，彈性模數(shù)較低，可獲得比鑄鋼更薄而復(fù)雜的鑄件，鑄件中殘余內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形較鑄鋼小。對冷卻速度敏感性大，因此屬截面容易形成疏松。故灰鑄鐵件當(dāng)壁厚超過其臨界值時，隨著壁厚的增加其機械性能反而顯著 下降；流動性能好，表面光潔，因而加工余量比鑄鋼小。在不同截面上性能較均勻，所以適合于制造要求高。而截面不一的較為厚的大型鑄件。 表三 砂型鑄件的最小壁厚 鑄件尺寸 最小尺寸 200× 200 5200× 200500 6· 11· ＞ 7500× 500 15四 灰鑄鐵的筋板厚度 零件重量 大外形尺寸 的厚度 150 6 61250 8 101700 8 501500 10 801000 12 表五 灰鑄鐵件的最小鑄孔 大量生產(chǎn)： 12批生產(chǎn)： 15批、單件生產(chǎn)： 30造機身設(shè)計的注意事項： 可能采用直線輪廓。 目力求減少。 芯的透氣性要好。 焊接機身的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 在焊接機身中，最常用的材料為 時候亦用 16焊接。可焊性好。當(dāng)環(huán)境溫度低于 ，當(dāng)板厚大于 20構(gòu)剛度大時，結(jié)構(gòu)剛度大時，需預(yù)熱并焊后消除內(nèi)應(yīng)力熱處理。 鋼板的化學(xué)成分直接影響到焊縫的機械性能，碳的含量增高時，焊縫強度高。但塑性下降，錳是焊縫中一種非常有利的元素。提高錳的含量后，可以使焊縫處金屬機械性能提高，除了強度提高外，它的塑性也增大也增大但同時提高錳和碳的含量不合適的。通常希望焊縫中含（ % · 12· 焊接前鋼板需經(jīng)整平，對厚鋼板要加熱整平。氣割下料后在經(jīng)坡口加工，對厚鋼板為防止焊后產(chǎn)生裂縫，焊前必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100如鋼板為中碳鋼，則預(yù)熱溫度為： 200 設(shè)計中注意問題： 易變形，容易加工。 開容易使筋板作用力不平衡，引起變形。 五、傳動系統(tǒng)的配置 傳動系統(tǒng)的作用是把電動機的能量傳遞給曲柄滑塊機構(gòu)。并對電動機的轉(zhuǎn)速進行減速，使其獲得所需要的滑塊行程次數(shù)。設(shè)計傳動系統(tǒng)時，必須使壓力機結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，性能良好外觀美觀。 傳動系統(tǒng)設(shè)置在壓力機工作臺之上的為上傳動。在 工作臺之下的為下傳動，現(xiàn)有的通用壓力機大多采用上傳動機構(gòu)。雖然下傳動結(jié)構(gòu)亦有不少優(yōu)點，例如：機械重心低，傳動平穩(wěn)，震動噪聲小、壓力機地面的高度低，滑塊導(dǎo)向長度大等。但由于壓力機平面尺寸大，機器總重量比上傳動大 10由于傳動系統(tǒng)在地坑中，基礎(chǔ)造價高，維修不便，所以只有特殊要求時才采用。 開式及閉式傳動的比較。開式及閉式傳動系統(tǒng)指傳動齒輪安裝在機身外還是機身之內(nèi)，開式傳動齒輪工作條件較差、外形不美觀。但安裝維修方便，而閉式傳動齒輪工作條件較好，外形美觀。如將齒輪浸入油池中，則大大降低了齒輪傳動的噪聲。但 安裝維修較困難。 一般均采用單邊傳動，對大規(guī)格開式壓力機，且曲軸采用平行于壓力機正面的有采用雙邊傳動的結(jié)構(gòu)形式。所謂雙邊傳動就是在一根軸上有二個齒輪共同傳達扭矩。對曲軸橫放的開式雙點壓力機，也采用雙邊傳動。 壓力機的傳動級數(shù)與電動機的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)低，則總速比大，傳動級數(shù)就應(yīng)多些，否則每級的速比過大，結(jié)構(gòu)不緊湊。反之行程次數(shù)高，總速比小，傳動級數(shù)可小些。現(xiàn)有開式壓力機傳動級數(shù)一般不超過三級。行程次數(shù)在 80次 /分以上的用單級傳動。 在選取電動機轉(zhuǎn)速時，電機轉(zhuǎn)速越低，可以減少總速比和傳動 級數(shù)。但電機尺寸越大，價格越貴，電機效率也低。不一定適合。通常對二級和三級傳動系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn) /分，對一級傳動采用同步轉(zhuǎn)速 · 13· 1000轉(zhuǎn) /分。在各級傳動速比的分配要恰當(dāng)。通常三角皮帶傳動速比不超過 7速比分配時，要保證飛輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，也要注意布置得盡可能緊湊、美觀和長、寬、高尺寸比例恰當(dāng)。對通用壓力機的飛輪轉(zhuǎn)速一般取 380分。因為轉(zhuǎn)速太低會使飛輪作用力消弱。轉(zhuǎn)速太高會使飛輪軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重，造成離合器和軸承 的損壞。 表六 齒輪傳動的中心距及模數(shù) 傳動形式 齒輪副位置 中心距 模數(shù) 小齒輪 鑄鐵齒輪 鋼齒輪 鑄鐵齒輪 鋼齒輪 齒數(shù) 單邊傳動 低速副 （ 5） 5）4速副 （ 3）6邊傳動 低速副 （ 4速副 （ 3） 5） 4中： 曲軸支承直徑 齒輪初定后，還要校核圓周速度 V V=π 60 ）1000? 式中： 大齒輪分度圓直徑 n— 壓力機每分鐘行程次數(shù) 表七 允許的圓周速度 傳動形式 齒輪副位置 圓周速度 極限值 平均值 單邊傳動 低速副 速副 速副 · 14· 雙邊傳動 高速副 對鑄鐵齒輪： 鑄鐵齒輪： 鋼齒輪： 鋼齒輪： 、離合器和制動器 對單級傳動壓力機的離合器和制動器只能安裝在曲軸上。 采用剛性離合器的壓力機，離合器應(yīng)裝在軸上，因為剛性離合器不宜在告訴下工作，而曲軸轉(zhuǎn)速較低。所以應(yīng)裝在曲軸上，制動器必然也裝在曲軸上。 采用摩擦離合器時，從壓力機能量消耗來看，當(dāng)離合器裝在低速軸上，加速壓力機從動部分所需功和離合器接合時消耗的摩 擦功都較小。能量消耗也小。從離合器工作條件看，低速軸上的離合器磨損系數(shù)小。故離合器工作條件好，但低速軸上離合器需要傳遞較大的扭矩。離合器結(jié)構(gòu)尺寸大，此外看，從傳動系統(tǒng)來看現(xiàn)代壓力機傳動系統(tǒng)大多采用封閉在機身內(nèi)，離合器不便裝在曲軸上。另外亦為了縮小離合器尺寸，降低制造成本，一般都置于轉(zhuǎn)速較高的飛輪軸上，制動器位置隨離合器位置而定。因高速軸上制動力矩小，可縮小制動器結(jié)構(gòu)尺寸。 七、滑動軸承 壓力機常用的滑動軸承有整體式和分開式兩種。 整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后無法調(diào)節(jié)軸承間隙，軸只能從軸端部裝入。而分開式軸承 磨損后，可用改變墊片厚度的方法調(diào)節(jié)軸承間隙。裝配也很方便。 滑動軸承的滑動速度對壓力機來講較小，而瞬時比壓很高。工作載荷的性質(zhì)為尖峰載荷，一般采用周期油脂潤滑或稀油壓力潤滑。所以壓力機滑動軸承處于邊界摩擦與半液體摩擦的工作條件之下。 在正常工作情況下，要求軸承與軸頸工作表面存在油膜，油膜的承壓強的與潤滑性能均與工作表面的溫度有關(guān)，所以除計算軸承的瞬時比壓外，比壓 必須進行核算。 · 15· 壓力機滑動軸承與軸頸之間的配合的選用 H8/8/前者配合間隙較 大能保證良好潤滑。允許在工作中發(fā)熱，用于轉(zhuǎn)速較高，支點跨度較大的場合。后者間隙中等，用于中等轉(zhuǎn)速。用于普通潤滑油或潤滑脂的場合。 在軸瓦上要開設(shè)進油孔及油槽，油孔和油槽應(yīng)開在壓力最小的位置。當(dāng)軸頸旋轉(zhuǎn)時，將潤滑油帶到工作表面上，自然形成油膜，產(chǎn)生油壓，以平衡外部負荷。油槽不應(yīng)開在油膜承載區(qū)內(nèi)，否則將破壞油膜的承載能力。 八、曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計計算 （一）、曲柄滑塊機構(gòu)的主要參數(shù) 圖三 曲柄滑塊圖 開式壓力機均采用曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動滑塊作上下垂直運動?；瑝K行程與曲柄轉(zhuǎn)角有關(guān)。此次設(shè)計曲柄壓力機的公稱力為 800 則對于小于 2000滑塊行程為 S= =115中： R— 曲柄半徑 曲柄半徑為滑塊行程的一半，則 R=57 λ — 連桿系數(shù)。λ =R/L L— 連桿長度。 連桿長度為可調(diào)時，取最短時的數(shù)值。 α — 曲柄轉(zhuǎn)角（以下死點算起），連桿系數(shù)λ =值越大，由于力臂增加。在相同條件下，傳遞扭矩就越大。 · 16· 對普通一般用途壓力機：λ =連桿滑塊間帶導(dǎo)柱的 壓力機：λ = ? =連桿 L=R/? =285 滑塊速度由下式計算： V=ω R（ mm/柄在 90°時，滑塊速度最大。 最大速度 R≈ 341 mm/ 式中：ω — 曲柄角速度。 ? =π R/30=n— 滑塊行程次數(shù)，設(shè)計為低速，令 n=45. 為了計算在公稱力行程時傳遞的扭矩，必須求得在公稱力位置時的曲軸公稱轉(zhuǎn)角g?。 g?=(2)22????（ =? ?2882 8 557257 2 8 5)82 8 557(57222 ????????? 其中 中 8 曲柄扭矩的計算 曲柄傳遞的 扭矩由無摩擦機構(gòu)所需要的扭矩和由于存在摩擦所引起的附加扭矩組合而成。 μ 中： R（ 2?M— 摩擦當(dāng)量力臂。μM=μ [(1+λ )+ )]? （?r— 曲軸支承半 徑。 — 連桿作用力。 于雙支承曲軸直徑 可由下式?jīng)Q定： Pg 27中： 壓力機公稱力 八 曲軸其它部分尺寸 簡圖 符號 公式 d0 d0 d0 · 17· r （ 圖四 連 桿圖 、 連桿大頭及球頭半徑 曲柄半徑。 連桿球頭或銷軸半徑。 球頭： Pg 27銷軸： g — 曲柄連桿機構(gòu)摩擦系數(shù)。對開式壓力機：μ = 曲軸在公稱轉(zhuǎn)角α 軸傳遞的扭矩按下式求得： g{R（ g+2?g） +μ [(1+ ]}（） ?? ??800 ? ? ? ?? ?1 2 i i ?????? ?? =二）、曲軸強度的計算 為簡化計算作如下假設(shè)： 1、 齒輪對曲軸的作用下要比連桿對曲軸的作用力小得多，忽略不計。 2、 連桿對曲軸的作用力近 似等于公稱力。并分別以 1/2r 處。 3、 曲軸支承反作用力作用在距曲柄臂 2 4、 曲柄頸所受扭矩要比彎矩小得多，忽略不計。反之，支承頸彎矩小得多，忽略不計。 · 18· 危險截面 C— (r)/4] 58320大彎曲應(yīng)力 ?? =(lg d ? 10? 中： 壓力機公稱力 N 圖五 曲軸力矩圖 曲柄頸長度 m 曲柄兩臂外側(cè)距離 m d— 曲柄頸直徑 r— 圓角半徑 m w— 彎曲斷面系數(shù) 上式可知，曲軸彎曲應(yīng)力當(dāng)曲軸尺寸一定時， ? 值為一定值。 危險截面 B— g? · 19· 最大剪切應(yīng)力 ? 為： 30 ??? 88 510? 中： 壓力機公稱力 N 當(dāng)量力 臂 m mk=m0+曲軸支承頸半徑 m 扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù) m 由上式可知，剪切應(yīng)力為當(dāng)量力臂的函數(shù)。隨著曲軸轉(zhuǎn)角的變化而變化。 表九 許用彎曲應(yīng)力 ][? 、 [? ] 材料 ][? 510? [? 510? 5調(diào)質(zhì) 1000500140000082100600算值應(yīng)小于許用值。 九、超載保護裝置 如果壓力機選用不當(dāng)，模具調(diào)整不正確，毛坯厚度不均勻，兩個毛坯疊在一起，沖模刃口變鈍或模腔內(nèi)落入雜物就有可能使壓力機 破壞，如連桿螺紋破壞，調(diào)節(jié)螺桿彎曲，曲軸彎曲或斷裂，機身變形甚至斷裂等。所以最好能設(shè)有超載保護裝置。保護裝置有壓塌塊式及液壓式兩類。 壓塌塊式保護裝置 壓塌塊式保護裝置是利用保險塊斷面剪切破壞進行保護的。剪切環(huán)有單環(huán)及雙環(huán)兩種，保護裝置在球頭下面。壓力機連桿作用力通過球座。壓塌塊傳給滑塊。超載時壓塌塊剪切破壞，于是連桿連同球座對滑塊產(chǎn)生相對運動而不傳遞力，使壓力機各零件免受破壞，在設(shè)計壓塌塊時，高度尺寸 g。 壓塌塊破壞后，必須更換新的壓塌塊才能重新工作，為便于更換，可以加設(shè)彈簧夾子 ，在壓塌塊側(cè)面設(shè)有螺桿以及在球座上設(shè)有螺桿及彈簧拉住下球座不下垂等。 經(jīng)長期使用防止鑄鐵滑塊出現(xiàn)陷坑，在壓塌塊下設(shè)有鋼墊板，壓塌塊更換后，必須重新調(diào)整裝模高度。超載后，為有效控制壓力機停車，壓塌塊外接有行程開關(guān)觸頭，超載后發(fā)出電信號，信號燈亮，離合器脫開，壓力機停車。 液壓式保護裝置由于保險精度高，工作壓力可調(diào)，發(fā)生超載后能自動恢復(fù)等優(yōu)點。所以在大中型壓力機上已被廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)均有泵， · 20· 液流閥、卸荷閥組成。由泵提供高壓油，油壓由液流閥控制，超載時卸載閥卸荷。卸荷閥的靈敏度決定了保護裝置的保險精度。 十、打料裝置 打料裝置是在滑塊回程中將工件由凹模內(nèi)推出。或?qū)⒂嗔嫌赏鼓Ｃ撓?，對開式壓力機一般均采用剛性打料裝置。對寬臺面雙點壓力機有采用氣動打料裝置。 剛性打料裝置是由一根（雙點壓力機有數(shù)根）穿過滑塊的打料橫梁及固定在機身上的打料螺釘組成。工作行程時，工件使上模中頂料桿及打料橫梁在滑塊升起；回程時，打料螺釘和打料橫梁接觸，迫使頂料桿將工件頂出。剛性打料裝置結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠使用廣泛。缺點是打料力及打料裝置不能隨意調(diào)節(jié)。 剛性打料裝置的打料力： P=（ 3%料行程取滑塊行程 1/2。剛性打料橫梁應(yīng)驗 算危險斷面的彎曲應(yīng)力。假設(shè)打料橫梁為一雙支點梁，中間危險斷面的彎曲應(yīng)力為： ][WM m a xw w?? ?? 中： 危險截面彎矩 NM l— 打料螺釘距離 對矩形截面： W= b— 斷面寬度 h— 斷面高度 表十 各材料的許用彎曲應(yīng)力 材料 45正火 45 調(diào)質(zhì) 45淬火 [w?] 510? 200 1700 3000 氣動打料裝置用著寬臺面的雙支點壓力機上。由幾組打料橫梁組成。每組由二個單層或雙層氣缸和一根打料橫梁相連接。汽缸體與滑塊相連，活塞桿用銷軸與打料橫梁相接。氣缸的進排氣由電磁閥控制。能使打料在回程的任意位置進行。這種裝置的打料力及打料行程容易調(diào)節(jié)。為實現(xiàn)沖壓機械化自動化創(chuàng)造了條件。氣動打料的行程取滑塊行程的 1/2,打料力為壓力機公稱力的（ 1%。 · 21· 十一、壓力機電力拖動特點 壓力機的負載為一沖擊載 荷，即在一個工作周期內(nèi)只在較短的時間內(nèi)承受工作負荷，而在較長的時間內(nèi)為空運轉(zhuǎn)。若按此短暫的工作時間來選擇電動機的功率，則電動機的功率會很大，為了減少電動機的功率，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪，可以大大減少電動機功率，采用飛輪后，當(dāng)滑塊不動時，電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，使其儲備動能。而在沖壓工作的瞬時，主要依靠飛輪釋放能量，工件沖壓后，負荷減小，電動機帶動飛輪加速旋轉(zhuǎn)，使其在下一個沖壓工作前恢復(fù)到原有的角速度，節(jié)蓄能量。所以沖壓時所需的能量不是直接由電動機供給，而是主要由飛輪供給，這樣電動機功率大大減少。 儲存在飛輪中的 能量為： E= 式中： 輪在工作行程供給的能量為： 2W ） J/2 式中： 上式可知：當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降低 10%，飛輪供給的能量為其總能量的19%，若飛輪轉(zhuǎn)速降低 20%時，飛輪供給的能量為其總能量的 36%，由此可見，飛輪轉(zhuǎn)速降低 10%比較為 20%其飛輪輸出能量幾乎少了一倍。所以在設(shè)計中應(yīng)使 轉(zhuǎn)速降盡量大些。但是，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降低時，電動機轉(zhuǎn)速亦隨之降低，即電動機轉(zhuǎn)差率增大。工作電流成比例增加，使電動機工作情況惡化，轉(zhuǎn)差率增加時，電動機工作電流及轉(zhuǎn)矩均隨之增加，當(dāng)轉(zhuǎn)差率超過額定轉(zhuǎn)差率時，電動機轉(zhuǎn)矩急劇下降不宜超過電動的額定轉(zhuǎn)差率。 · 22· 圖中，曲線 線所包括的面積 圖六 功率的變化曲線 一工作循環(huán)所需的能量。若按平均能量直線 面積A'的不足能量應(yīng)由飛輪補償，即按一循環(huán)的平均能量或大于平均能量直線 可設(shè)計適當(dāng)?shù)娘w輪。如選擇電動機 的功率較大，飛輪需要補充的能量就越小，所以電動機的功率和飛輪能量二者是互相依存的。 飛輪在壓力機中起了儲存和釋放能量的作用，壓力機所消耗的動能，歸根結(jié)底都是有電動機供給的。所以電動機的輸出功率完全取決于壓力機在一次行程中所消耗的全部功和一次行程所需的時間。由上可知，飛輪慣量的大小亦影響了選擇電動機的額定功率，飛輪越小，電機轉(zhuǎn)速的波動越大，它的電流變化亦激烈，為了不使電動機的額定功率應(yīng)比壓力機的平均功率大些。 十二、基座 壓力機基座的基本要求 （一） 保證基礎(chǔ)沒有過度的沉陷和傾斜。沉陷量不大于 10二） 壓力機基礎(chǔ)混凝 土用 100腳螺釘孔的混凝土用200式基礎(chǔ)的的地板上平面，考慮到露油的影響，應(yīng)漆以防酸水泥保護，并設(shè)有排液坡度，溝槽及凹坑。 （三） 混凝土基礎(chǔ)必須一次澆灌完成，中間不得間斷。 · 23· （四） 基礎(chǔ)在養(yǎng)生期滿后，必須達到設(shè)計要求，不得有疏松、裂紋、蜂窩、麻面、露筋等現(xiàn)象。 （五） 無氣墊的上傳動壓力機，選用整體大塊式基礎(chǔ)?；A(chǔ)內(nèi)不需配筋，帶有氣墊的壓力機，要選用配筋的箱式基礎(chǔ)。 （六） 設(shè)計箱式基礎(chǔ)時，要考慮氣墊的安裝，操作與維修的方便性。 （七） 基礎(chǔ)上表面的高度應(yīng)低于車間地坪設(shè)計高度 30安裝設(shè)備時便于調(diào)整和灌 漿。 （八） 基礎(chǔ)圖上應(yīng)注明電源進線及氣源接管位置。 （九） 基礎(chǔ)的幾何精度偏差。 地腳螺栓和墊鐵 地腳螺栓采用彎鉤固定式（ 栓的直徑按壓力機規(guī)格。 表十 地腳螺栓直徑 壓力機規(guī)格 160 25030000000150腳螺栓直徑 16 24 36 栓的埋置深度一般不小于 15d，（ 地腳螺栓孔中混凝 土干固后達到設(shè)計強度，方準(zhǔn)擰緊螺母，且防止壓力機震動造成的螺母松動，應(yīng)采用雙螺母加以鎖緊。 壓力機安裝一律用平墊鐵墊實。墊鐵與地腳接觸面積應(yīng)保證在 80%以上。壓力機安裝在基礎(chǔ)上涌水平儀見檢查壓力機工作臺面的水平度：每100 致謝： 這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo) 侯 老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向侯老師尋求幫助，而侯老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。侯老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期 論文格式 調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 這幾個月以來，侯老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向侯老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時，本篇畢業(yè)論文的寫作也得到了 *******等同學(xué)的熱情幫助。感謝在 · 24· 整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖?，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！ 參考文獻： [1] 焦海濤 ;機械設(shè)計領(lǐng)域自然語言理解知識庫構(gòu)建研究 [D];西安電子科技大學(xué) ;2004 年 [2] 常勇 ,李延平 ;關(guān)于曲柄滑塊機構(gòu)固定鉸鏈點的位置問題 [J];機械設(shè)計 ;2005 年09 期 [3] 劉長榮，鄭玉才 .《機械設(shè)計基礎(chǔ)》北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社 [4] 徐克非 ,彭建軍 ,常勇 ,李延平 ;曲柄滑塊機構(gòu)的輔助角法設(shè)計線圖 [J];機械設(shè)計 [5] 孫壽文，常勇，徐曉俊 ;按行程速比系數(shù) K 設(shè)計空間曲柄滑塊機構(gòu)的解析法 [J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報 ; [6] 襲桂義，羅圣國等 .《機械 設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》北京：高等教育出版社 [7] 汪愷 M]. 北京：機械工業(yè)出版社 [8] 孫開元 機械制圖新標(biāo)準(zhǔn)解讀及畫法示例 2006 [9]襲桂義，羅圣國等 M] 版 等教育出版社，10]余夢生，吳宗澤 . 機械零部件手冊 選型設(shè)計指南 [M]械工業(yè)出版社，11]成大先 三卷） [M] 版 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1994，12] 焦瑋，馬慶賢，等 鍛壓技術(shù)， 2000，（ 4） :49[13]周開勤 , 唐蓉城等 M]天津科技出版社 , 1995,14]蔡春源 M]遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 , 1993,