J23-80開(kāi)式雙柱可傾曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)含6張CAD圖,j23,80,開(kāi)式雙柱可傾,曲柄,壓力機(jī),設(shè)計(jì),cad 前 言 一、開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的特點(diǎn)和用途 曲柄壓力機(jī)是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的一類(lèi)鍛壓機(jī)器。 開(kāi)式壓力機(jī)是曲柄壓力機(jī)的一個(gè)類(lèi)別，其特點(diǎn)是具有開(kāi)式機(jī)身（即 C 型機(jī)身） 。 開(kāi)式壓力機(jī)因?yàn)榫哂虚_(kāi)式機(jī)身，與閉式壓力機(jī)相比有其突出的優(yōu)點(diǎn)，工作臺(tái)在三個(gè) 方向是敞開(kāi)的，裝、模具和操作都比較方便，同時(shí)為機(jī)械化和自動(dòng)化提供了良好的條件。 但是，開(kāi)式壓力機(jī)也有其缺點(diǎn)，由于機(jī)身呈 C 型，工作是變形較大，剛性較差，這不但 會(huì)降低制品精度，而且由于機(jī)身有角變形會(huì)使上模軸心線與工作臺(tái)面不垂直，以至破壞 了上、模具間隙的均勻性，降低模具的使用壽命。 由于開(kāi)式曲柄壓力機(jī)使用上最方便，因而被廣泛采用。它是板料沖壓生產(chǎn)中的主要 設(shè)備，可用于沖孔、落料、切邊、彎曲、淺拉伸和成型等工序，并廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航 空、汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、軸承、儀表、農(nóng)機(jī)、農(nóng)具、自行車(chē)、縫紉機(jī)、醫(yī)療器 械、日用五金等部門(mén)中。在中、小型壓力機(jī)中，開(kāi)式壓力機(jī)得到了廣泛的發(fā)展，目前在 我國(guó)機(jī)器制造業(yè)中，開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的年產(chǎn)量約占整個(gè)鍛壓機(jī)械年產(chǎn)量的 49.5%，而在通 用曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)中約占 95%。 二、J2380 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù) 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù)，決定了它的工藝性能和應(yīng)用范圍，同時(shí)也是設(shè)計(jì)壓力 機(jī)的重要依據(jù)?，F(xiàn)將 J2380 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)基本參數(shù)分別敘述如下： 公稱(chēng)壓力 F：公稱(chēng)壓力是壓力機(jī)的主參數(shù)，是指滑塊離下止點(diǎn)前某一特定距離時(shí)，滑塊上 所允許的最大作用力。F=800KN 滑塊行程 s：滑塊行程是指壓力機(jī)滑塊從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離，它是曲柄半徑的 兩倍，或是偏心齒輪、偏心軸銷(xiāo)偏心距的兩倍。其大小隨壓力機(jī)工藝用途和公稱(chēng)壓力的 不同而不同。 S=130mm 滑塊行程次數(shù) n：它是指滑塊每分鐘從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，然后再回到上止點(diǎn)的往復(fù)次數(shù)。 滑塊行程次數(shù)的高低反映了壓力機(jī)沖壓的生產(chǎn)效率。n=45 次/min 壓力機(jī)裝模高度 H 和封閉高度：壓力機(jī)裝模高度是指壓力機(jī)滑塊處于下止點(diǎn)位置時(shí)，滑 塊 下表面到工作墊板上表面的距離。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最高位置（即連桿 調(diào)至最短）時(shí)，裝模高度達(dá)最大值，稱(chēng)為最大裝模高度。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào) 整到最低位置（即連桿調(diào)至最長(zhǎng)）時(shí)，裝模高度達(dá)最小值，稱(chēng)為最小裝模高度。壓力機(jī) 裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離稱(chēng)為裝模高度調(diào)節(jié)量（H） 。有了裝模高度調(diào)節(jié)量， 就可以滿足不同閉合高度模具安裝的需要。模具的閉合高度應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大裝模 高度和最小裝模高度之間。 所謂封閉高度，是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)滑塊下表面到工作臺(tái)上表面的距離。它和裝模 高度之差恰是工作臺(tái)墊板的厚度。 J2380 壓力機(jī)的最大封閉高度為 380；封閉高度調(diào)節(jié)量為 90。 1、壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸及滑塊底面尺寸：壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸 AB 及滑塊底面尺 寸 JK 是與模座平面尺寸有關(guān)的工藝尺寸，它反映了壓力機(jī)工作臺(tái)面與滑塊底面的長(zhǎng)度 和寬度尺寸，表示壓力機(jī)允許安裝模具的水平尺寸大小。 J2380 壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸：左右為 360（AB） ，前后為 230； J2380 壓力機(jī)的滑塊底面尺寸：左右為 370（JK） ，前后為 350。 2、喉口深度 C：滑塊中心線至床身的距離叫做喉口深度。喉口深度和工作臺(tái)墊板面 積是關(guān)系到模具的最大平面尺寸的重要參數(shù)。 J2380 壓力機(jī)的喉口深度為 200。 3、工作臺(tái)孔尺寸：工作臺(tái)孔用于落料或安裝氣墊裝置。 J2380 壓力機(jī)的工作臺(tái)孔尺寸：前后為 230，左右為 360，直徑為 280。 4、模柄孔尺寸：中小型壓力機(jī)的滑塊底面都設(shè)有模柄孔，它是用于安裝固定上模和 確定模具壓力中心的。當(dāng)模具用模柄與滑塊相連時(shí)，滑塊模柄孔的直徑和深度應(yīng)與模具 模柄尺寸相協(xié)調(diào)。中小型壓力機(jī)模柄孔的形狀有圓柱形和方柱形。 J2380 壓力機(jī)的模柄孔尺寸：直徑為 60，深度為 80。 5、立柱間距離：立柱間距離是指雙柱式壓力機(jī)兩個(gè)立柱內(nèi)側(cè)表面的距離。對(duì)于開(kāi)式 壓力機(jī)，立柱間距離尺寸直接影響由前向后送料時(shí)條料的寬度，以及沖壓接料機(jī)構(gòu)的尺 寸和安裝位置。 J2380 壓力機(jī)的立柱間距離為 380。 6、傾斜角 ：傾斜角是指可傾式壓力機(jī)工作臺(tái)面的傾斜角度，也就是機(jī)身后傾的 角度。利用這個(gè)傾斜角使沖壓后的工件（或廢料）能借其自重或其他因素通過(guò)兩立柱中 間向壓力機(jī)后方排除。 J2380 壓力機(jī)機(jī)身最大可傾角為 30。 三、開(kāi)式壓力機(jī)設(shè)計(jì)的基本要求 壓力機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求： （一）使用要求： 1、參數(shù)和精度都能滿足工藝用途的要求； 2、具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨、耐久性能，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地保持工藝能力； 3、操作安全、省力、簡(jiǎn)單而又便于記憶，并且外形美觀，給操作者提供良好的工作 條件； 4、生產(chǎn)效率高、更換模具等輔助工時(shí)少，傳動(dòng)效率高，具有高度的使用經(jīng)濟(jì)性。 （二）制造要求： 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積??； 2、采用性能好，價(jià)格低，易于購(gòu)買(mǎi)的材料，并充分發(fā)揮材料的性能使壓力機(jī)重量輕； 3、具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，加工簡(jiǎn)單，裝配方便，并且能與制造廠的設(shè)備條件相適 應(yīng)； 4、提高“三化” （系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化）程度，減少設(shè)計(jì)、制造勞動(dòng)量，以縮 短制造周期和降低壓力機(jī)成本。 （三）其他要求： 1、運(yùn)輸容易； 2、安裝簡(jiǎn)單； 3、維修方便。 目 錄 前 言 ......................................................................I 摘 要 .....................................................................VI ABSTRACT ..................................................................VII 第一章 電動(dòng)機(jī)選擇及飛輪設(shè)計(jì) ................................................1 第一節(jié) 壓力機(jī)電力拖動(dòng)特點(diǎn) .................................................1 第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 .......................................................2 一 、選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 .....................................................2 二、選擇電動(dòng)機(jī)的功率 .....................................................2 三、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 .....................................................3 四、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .............................................3 五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .........................................3 第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及尺寸的計(jì)算 ...........................................5 第二章 V 帶傳動(dòng)系統(tǒng)分析與計(jì)算 ..............................................10 第一節(jié) 傳動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型及系統(tǒng)分析 ..........................................10 一、傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型 ........................................................10 二、傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式 ..................................................10 三、離合器和制動(dòng)器的位置 ................................................11 四、傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 ..........................................11 第二節(jié) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .......................................................12 第三節(jié) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) ........................................................15 一、軸的概述 ............................................................15 二、J23 80 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì) ....................................15 第三章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .....................................................18 一、選擇齒輪材料、熱處理、齒輪精度等級(jí)和齒數(shù) ............................18 二、開(kāi)式齒輪按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ......................................18 第四章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) .......................................................20 第一節(jié) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 ......................................20 第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................23 一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 ....................................................23 二、曲柄軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................23 三、曲軸剛度計(jì)算 ........................................................25 第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 .............................................27 一、連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) ........................................27 二、連桿的計(jì)算 ..........................................................27 三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算 ........................................28 四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋 ......................................................30 五、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計(jì)算 ..................................................30 六、連桿上的緊固螺栓 ....................................................30 第四節(jié) 滾動(dòng)軸承的選擇 ....................................................31 一、滾動(dòng)軸承概述 ........................................................31 二、滾動(dòng)軸承型號(hào)選擇 ....................................................31 第五節(jié) 滑動(dòng)軸承 ..........................................................32 一、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) ......................................................32 二、滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑及軸瓦結(jié)構(gòu) ............................................33 三、滑動(dòng)軸承的計(jì)算 ......................................................33 第六節(jié) 滑塊與導(dǎo)軌的形式 ..................................................34 第五章 機(jī)身設(shè)計(jì) ...........................................................35 第一節(jié) 機(jī)身結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度計(jì)算 ................................................35 第二節(jié) 壓力機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)及調(diào)整方法 ....................................40 一、機(jī)身 ................................................................40 二、傳動(dòng) ................................................................40 三、離合器 ..............................................................41 四、滑塊 ................................................................41 五、平衡器 ..............................................................41 六、制動(dòng)器 ..............................................................42 七、操縱器 ..............................................................42 第三節(jié) 壓力機(jī)的電器裝置 .................................................42 第四節(jié) 壓力機(jī)的潤(rùn)滑 .....................................................43 第五節(jié) 壓力機(jī)的調(diào)整和啟動(dòng) ...............................................44 第六節(jié) 壓力機(jī)的每日保養(yǎng)及安全 ...........................................44 第七節(jié) 壓力機(jī)的精度檢查 ...................................................44 第六章 過(guò)載保護(hù)裝置設(shè)計(jì) ...................................................45 一、剪切破壞式過(guò)載保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu) ........................................45 二、剪切塊的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................46 第七章 潤(rùn)滑系統(tǒng) ...........................................................47 一、稀油潤(rùn)滑 ............................................................48 二、干油潤(rùn)滑 ............................................................48 結(jié)束語(yǔ) .....................................................................51 致 謝 .....................................................................53 參考文獻(xiàn) ...................................................................53 摘 要 曲柄壓力機(jī)是通過(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)換為滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 對(duì)胚料進(jìn)行成行加工的鍛壓機(jī)械。曲柄壓力機(jī)動(dòng)作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠 壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，性能可靠。 關(guān)鍵詞：壓力機(jī)，曲柄機(jī)構(gòu)，機(jī)械制造 Abstract Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady, the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple ,the ease of operation , the performance is reliable .The coupling part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient. Keywords: pressure machine, crank organization, machine manufacturing 1 第一章 電動(dòng)機(jī)選擇及飛輪設(shè)計(jì) 第一節(jié) 壓力機(jī)電力拖動(dòng)特點(diǎn) 壓力機(jī)工作過(guò)程中，作用在滑塊上的負(fù)荷是劇增和劇減的周期交替變化著，并 且有很短的高峰負(fù)載時(shí)間和較長(zhǎng)的空載時(shí)間，若依此短暫的工作時(shí)間來(lái)選擇電動(dòng)機(jī) 的功率，則其功率將會(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 動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，使其儲(chǔ)備能量，而在沖壓工作的瞬時(shí)，主要靠飛輪釋放能量。工件沖 壓完畢后負(fù)載減小，于是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)，使其在沖壓下一個(gè)工件前恢復(fù) 到原來(lái)的角速度。這樣沖壓工件所需的能量，不是直接由電動(dòng)機(jī)供給，而是主要由 飛輪供給，所以電動(dòng)機(jī)所需的功率便可大大減小。 由于電動(dòng)機(jī)的功率小于壓力機(jī)工作行程的瞬時(shí)功率，所以在壓力機(jī)進(jìn)入工作行 程時(shí)，工作機(jī)構(gòu)受到很大的阻力，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大，轉(zhuǎn)差率隨之增大。一旦電動(dòng) 機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)差率大于電動(dòng)機(jī)臨界轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩反而下降，甚至迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)顛覆。另一方面，電動(dòng)機(jī)在超載條件下會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱。給電動(dòng)機(jī) 配置一個(gè)飛輪，相當(dāng)于增大了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在曲柄壓力機(jī)傳到中，飛輪 的慣性拖動(dòng)的扭矩占總扭矩的 85%以上，故沒(méi)有飛輪電動(dòng)機(jī)就不能正常工作。 飛輪是儲(chǔ)存能量的，它的尺寸、質(zhì)量和轉(zhuǎn)速對(duì)能量有很大的影響。飛輪材料采 用鑄鐵或鑄鋼。由于飛輪轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)使飛輪破裂，因此鑄鐵飛輪圓周轉(zhuǎn)速應(yīng)小于或 等于 25m/s，最高不超過(guò) 30m/s；鑄鋼飛輪圓周轉(zhuǎn)速小于或等于 40m/s，最高不超過(guò) 50m/s。 另外，使用飛輪時(shí)還應(yīng)注意兩點(diǎn)：在下一個(gè)周期工作開(kāi)始之前，電動(dòng)機(jī)應(yīng)能使 飛輪恢復(fù)到應(yīng)有的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪起動(dòng)的時(shí)間不得超過(guò) 20s。否則，如果時(shí) 間太長(zhǎng)，由于電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大，線圈過(guò)熱將加速絕緣老化，縮短電動(dòng)機(jī)使用壽命， 甚至?xí)痣妱?dòng)機(jī)的燒毀或跳閘。 2 第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 一、選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)異步電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、運(yùn)行方便、可靠、容易控 制與維護(hù)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此在工作中的到廣泛的應(yīng)用。目前，開(kāi)式曲柄壓力 機(jī)常用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。 J23-80 的傳動(dòng)系統(tǒng)由皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸和軸承等組成。J23-80 傳動(dòng)示意圖如 圖 1-1 圖 1-1 二、選擇電動(dòng)機(jī)的功率 工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為 WdP wWF10 所以 dP 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)效率）為 3 3421w 式中 分別為聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、滑動(dòng)軸承的效率。取4321、、、 ，則97.05.96.07. 43、、、 81.0.563w 所以 KWKWFPwd 975381.0210 5 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。在曲柄壓力機(jī)傳到中，飛 輪的慣性拖動(dòng)的扭矩占總扭矩的 85%以上,所以所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 KWKW29.63%15197.3 三、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 曲軸的工作轉(zhuǎn)速為 45r/min 按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 =46,單級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)1i 比 =57，則合理總傳動(dòng)比的范圍 =2042，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍 2i i （2042）45r/minwdni =900r/min1890r/min 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和壓力機(jī)的傳動(dòng)比，選擇 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y200L4，額定功率為 30KW,滿載轉(zhuǎn)速為 1470r/min。 四、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 .67325170wmni V 帶的傳動(dòng)比 =5， 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 =6.531i 2i 五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （1）各軸轉(zhuǎn)速 軸 = =1470r/minnm 軸 min/2945170 ri 曲軸 6.32曲 n （2）各軸的輸入功率 4 軸 29.630.97=28.7401dP KW 軸 28.740.960.97=26.76 422 K 曲軸 26.760.950.91=23.13 33曲 （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 mNmNnPTmdd 192.4147029.63590 軸 192.490.97 =186.72101d 軸 186.7250.960.97 =869.372i 曲軸 869.376.530.950.97 =5231.34.783T曲 NN 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列表如下： 參數(shù) 軸 名 電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 曲軸 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 1440 1440 294 45 輸入功率 P/KW 29.63 28.74 26.76 23.13 輸入轉(zhuǎn)矩 T/(Nm) 192.49 186.75 869.37 5231.34 傳動(dòng)比 i 5 6.53 效率 0.97 0.93 0.92 5 第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及尺寸的計(jì)算 一、曲柄壓力機(jī)一工作周期所消耗的能量 A 隨著離合器的單次和連續(xù)結(jié)合，滑塊的行程有單次和連續(xù)行程。 單次行程時(shí)所需的周期能量 ddputyuochLfAA 連續(xù)行程時(shí)所需的周期能量 Acptyoch 式中 單次行程周期能量；dA 連續(xù)行程周期能量；c 工件成形能量；p 工作行程時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量；A 受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量；t 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；y 滑塊空行程時(shí)所消耗的能量；oA 中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)所消耗的能量；ch 離合器結(jié)合所消耗的能量；L 滑塊停頓，飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量。fA 1. 工件成形所需能量 pA0.315pgPJ 式中 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（ ） ；g kN 板料厚度（ ） ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)于慢速壓力機(jī) 。0m0.417.89gPm .315807.9408.2pAJ 6 2. 工作行程時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量 upA 實(shí)際機(jī)器的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副之間，存在著摩擦。電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)摩擦所消耗的能量 ，建upA 議按下式計(jì)算： 0.87pgAmPJ 式中 公稱(chēng)壓力角（ ） ， ；g 30g 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦當(dāng)量力臂（mm） ，由第三章得出 ； 8.23m 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（ ） 。gPkN 0.87.230817.42pAJ 3. 彈性變形所消耗的能量 tA 完成工序時(shí)，壓力機(jī)受力系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形是封閉高度增加，受力零件儲(chǔ)藏變形 位能對(duì)于沖裁工序?qū)⒁鹉芰繐p耗，損耗的多少與壓力機(jī)剛度、被沖裁的零件材料性質(zhì) 等有關(guān)。從偏于安全出發(fā)損耗的能量 可按下式計(jì)算：t2tgcAPYJ 式中： 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力( )；kN 壓力機(jī)總的垂直剛度（ ） 。c m gHYPC 壓力機(jī)垂直剛度,對(duì)于開(kāi)式壓力機(jī) 。H 40/HCkNm2804tAJ 4. 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量 yA 無(wú)氣墊壓緊裝置， 0yJ 5. 空行程時(shí)所消耗的能量 o 壓力機(jī)空行程中能量消耗與壓力機(jī)零件結(jié)構(gòu)尺寸、表面加工質(zhì)量、潤(rùn)滑情況、皮帶拉 緊程度、制動(dòng)器調(diào)整情況等有關(guān)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)。通用壓力機(jī)連續(xù)行程所消耗的平均功率約 7 為壓力機(jī)額定功率的 。根據(jù)通用壓力機(jī)空行程損耗的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 。1035% 0215AJ 6. 中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)所消耗的能量 chA 在傳遞能量時(shí)，皮帶、齒輪等中間環(huán)節(jié)因存在摩擦而引起能量損耗。中間環(huán)節(jié)所消耗的 能量 ，可按下式近似計(jì)算：chA234ty(1)()PL 式中： 工件成形能量；p 工作行程時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量；A 受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量；t 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；y 離合器結(jié)合所消耗的能量；LA 考慮到齒輪傳動(dòng)的效率。其中： 齒輪嚙合效率； 一對(duì)軸承傳3443 動(dòng)的效率; 考慮到皮帶傳動(dòng)的效率。其中： 皮帶效率； 一對(duì)軸承傳動(dòng)的23 23 效率; 210.9680.97458.217.480579.81chA J 7. 離合器結(jié)合所消耗的能量 LA 剛性離合器， LJ 8. 滑塊停頓，飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量 f 根據(jù)測(cè)試，單動(dòng)壓力機(jī)滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)所需功率 約為壓力機(jī)額定功率的 6-fN 30%，剛性離合器一般安置在曲軸上，且常用滑動(dòng)軸承。所以，對(duì)于具有剛性離合器的開(kāi) 式曲柄壓力機(jī)，此值偏高。飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量 為：fA 1620()ffnANC 式中 飛輪空轉(zhuǎn)所需功率（ ） ;f kW4.5fNK 壓力機(jī)行程次數(shù)利用系數(shù)（%） ，連續(xù)行程時(shí)， =100%。n n C 對(duì)手工送料時(shí)，行程利用系數(shù)按表 2-3 選?。? 8 壓力機(jī)行程 次數(shù) <15 20-40 40-70 70-100 200-500 行程利用系數(shù) n C0.7-0.85 0.5-0.65 0.45-0.55 0.35-0.45 0.2-0.4 表 2-3 壓力機(jī)行程次數(shù)（次/min） 。 161204.5()612045fAJ 該設(shè)計(jì)壓力機(jī)沒(méi)有拉伸墊裝置，具有剛性離合器的通用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。按單次行 程工作方式計(jì)算： 4508.217.48021579.80612587.1dptyochLfAAAJ 二、飛輪軸上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電動(dòng)機(jī)選定后，設(shè)計(jì)飛輪。這時(shí)有兩個(gè)假設(shè)： 1、工作行程時(shí)所需能量全部由飛輪供應(yīng)。 2、工序結(jié)束時(shí)，電機(jī)軸負(fù)載扭矩達(dá)到最大值，但不大于電機(jī)最大允許轉(zhuǎn)矩。 實(shí)際上，沖壓時(shí)電動(dòng)機(jī)放出一部分能量，所以飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)按下式計(jì)算： 2(1)360gof neAJC2kgm 式中 工作行程時(shí)所需能量 0 5486.7ptyAJ 電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下飛輪的角速度e 3.103./05denradsi帶 飛輪轉(zhuǎn)速相對(duì)波動(dòng)情況的轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) 2()epiKS 其中 實(shí)際電機(jī)系數(shù);30,150min,1470inecdNkWnrr 實(shí)際電機(jī)系數(shù) 3..96N 電機(jī)額定轉(zhuǎn)差率， ； eS0.6eS 9 電機(jī)軸到飛輪軸用三角皮帶傳動(dòng)時(shí)，三角皮帶的當(dāng)量滑動(dòng)系數(shù)，piS ；0.4piS 修正系數(shù)， 。0.95 20.953764.72 公稱(chēng)壓力角（ ） ；g 壓力機(jī)行程次數(shù)利用系數(shù)（%）n C 22305486.71. .160fJ kgm 三、飛輪尺寸計(jì)算 根據(jù)求得的折算到飛輪軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 設(shè)計(jì)飛輪。曲柄壓力機(jī)上，一般飛輪形狀fJ 如圖 21 所示，圖中： 是輪緣部分，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ； 是輪輻部分，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ;J 是輪轂部分，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 。 飛輪外徑 由小皮帶輪和速比決定，由第二章已知 ，輪緣部分寬度2D210Dm 。 108.5Bm 圖 2-1 飛輪本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，其中輪緣部分是主要的， 要比 、 大fJJJJ 的多。故在近似計(jì)算中只考慮 更趨于安全。 BLdDD4 23 10 而213/8JmD213/4mBD 所以 4432 7.10.976.805J mmB 式中 金屬密度（ ） ，對(duì)鑄鋼： 。2kg32.8/kg 四、飛輪輪緣線速度驗(yàn)算 飛輪是回轉(zhuǎn)體，為避免回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生壞裂，必須驗(yàn)算輪緣線速度 ：fv2214705.105.0.98.98/5f fvDnms 式中： 飛輪最大直徑；f 飛輪轉(zhuǎn)速；f 許用線速度，對(duì)鑄鋼飛輪v40vs 第二章 V 帶傳動(dòng)系統(tǒng)分析與計(jì)算 第一節(jié) 傳動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型及系統(tǒng)分析 一、傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)由皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸和軸承等組成。 按傳動(dòng)級(jí)數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)可分為一級(jí)傳動(dòng)、二級(jí)傳動(dòng)、三級(jí)傳動(dòng)和四級(jí)傳動(dòng)。四 級(jí)傳動(dòng)很少采用。 按曲軸的布置形式，傳動(dòng)系統(tǒng)又可以分為垂直于壓力機(jī)正面布置和平行于壓力 機(jī)正面布置。 二、傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的布置，應(yīng)使機(jī)器便于制造、安裝和維修，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊， 外形美觀。 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)布置主要包括以下四方面： 1、傳動(dòng)系統(tǒng)的位置 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)大多采用上傳到，很少采用下傳動(dòng)。 上傳動(dòng)壓力機(jī)與下傳動(dòng)壓力機(jī)相比，優(yōu)點(diǎn)是： 11 （1）重量較輕，成本低。 （2）安裝和維修較方便。 （3）地基較簡(jiǎn)單。 上傳動(dòng)的缺點(diǎn)是壓力機(jī)地面高度較大，運(yùn)行不夠平穩(wěn)?，F(xiàn)在通用壓力機(jī)多數(shù)為 上傳動(dòng)。 2、曲軸的布置方式 曲軸分為橫放和縱放兩種布置方式。 采用曲拐軸的開(kāi)式曲柄壓力機(jī)，曲拐軸是縱放的，傳動(dòng)零件如飛輪、齒輪等置 于壓力機(jī)背面。 采用曲軸時(shí)，曲軸橫放的形式應(yīng)用很普遍。這種形式的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)零件分 置于壓力機(jī)兩側(cè)，制造、安裝和維修都比較方便。近年來(lái)，曲軸縱放的形式得到應(yīng) 用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，曲軸可以縮短，剛度有所提高，全部傳動(dòng)零件封閉在機(jī)身 內(nèi)部，潤(rùn)滑良好，外形美觀。但制造、維修不及前者方便。 3、最后一級(jí)齒輪傳動(dòng)的形式 最后一級(jí)齒輪傳動(dòng)可采用單邊驅(qū)動(dòng)或雙邊驅(qū)動(dòng)。 單邊驅(qū)動(dòng)制造和安裝都較方便，但齒輪模數(shù)和外形尺寸較大。雙邊驅(qū)動(dòng)可以縮小齒 輪的尺寸，但制造和安裝較困難。 4、齒輪的開(kāi)式安放和閉式安放 齒輪有安放于機(jī)身之外和機(jī)身之內(nèi)兩種情況， 齒輪放于機(jī)身之外稱(chēng)為開(kāi)式安放，齒輪放于機(jī)身之內(nèi)稱(chēng)為閉式安放。閉式安放的齒 輪工作條件較好，外形較美觀；如果齒輪安放在油池之內(nèi)，則可大大降低齒輪傳動(dòng) 的噪音，但安裝的維修不方便。大型壓力機(jī)多采用閉式安放。開(kāi)式安放的齒輪工作 條件惡劣，傳動(dòng)噪音大，污染環(huán)境。 三、離合器和制動(dòng)器的位置 通用壓力機(jī)的離合器有剛性離合器和摩擦離合器兩種。 對(duì)于單級(jí)傳動(dòng)的壓力機(jī)，由于剛性離合器不宜在高速下工作，所以離合器和制 動(dòng)器只能安置在曲軸上。 摩擦離合器與飛輪通常安裝在同一傳動(dòng)軸上，制動(dòng)器的位置和離合器同軸。對(duì) 于多級(jí)傳動(dòng)的壓力機(jī)，摩擦離合器可以安裝在低速軸上，也可以安裝在高速軸上。 摩擦離合器安裝在低速軸上，接合時(shí)消耗的摩擦能量小，離合器磨損小。但是低速 軸的扭矩大，要增大離合器的尺寸。另外，由于通用壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)大多封閉在 機(jī)身內(nèi)，不便于離合器的安裝和調(diào)整，也不便于散熱，所以摩擦離合器一般安裝在 轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上。此時(shí)，由于所需傳遞扭矩小，壓力機(jī)結(jié)構(gòu)比較緊湊，但是主 12 動(dòng)部分和從動(dòng)部分的初速度相差太大，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊大，摩擦損耗也較大。 四、傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)級(jí)數(shù)的選取主要與以下三方面有關(guān)： 1、滑塊每分鐘行程次數(shù) 每分鐘行程次數(shù)高，總傳動(dòng)比小，傳動(dòng)級(jí)數(shù)少；每分 鐘行程次數(shù)低，總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)多。 2、壓力機(jī)做工的能力 一級(jí)傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)，飛輪裝置在曲軸上，轉(zhuǎn)速與滑 塊每分鐘行程次數(shù)相同，而飛輪結(jié)構(gòu)尺寸又不可能太大，飛輪所能釋放的能量因此 受到限制。所以，在同樣公稱(chēng)壓力下，一級(jí)傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)做工的能力，要比二 級(jí)和二級(jí)以上傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)低。 3、對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊性的要求 當(dāng)傳動(dòng)級(jí)數(shù)較少，每級(jí)傳動(dòng)比較大時(shí)，由于小皮 帶輪和小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸不能過(guò)小，致使大皮帶輪和大齒輪外形龐大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊， 所以設(shè)計(jì)中，用增加傳動(dòng)級(jí)數(shù)或采用雙邊齒輪傳動(dòng)的方法，來(lái)縮小傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 尺寸。 各級(jí)傳動(dòng)比分配應(yīng)恰當(dāng)，使傳動(dòng)系統(tǒng)得到合理布置，不僅安裝維修方便，而且結(jié)構(gòu) 緊湊美觀。一般，三角皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不超過(guò) 68，齒輪傳動(dòng)比不超過(guò) 79。分 配傳動(dòng)比時(shí)，還應(yīng)使飛輪有適當(dāng)轉(zhuǎn)速。飛輪轉(zhuǎn)速過(guò)低，外形尺寸增大；過(guò)高，飛輪 軸上的離合器和軸承工作條件惡化。開(kāi)式曲柄壓力機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速通常在 240470 轉(zhuǎn) /分之間 。 第二節(jié) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 上述計(jì)算得出 J2380 型開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為 30 ，轉(zhuǎn)速為 1470KW 轉(zhuǎn)/分，三角皮帶傳動(dòng)比為 i=5 1、確定計(jì)算功率 cP 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8.21 查的工作情況系數(shù) =1.1AK 由式（8.12） = =1.130 =33cAKW 其中 P 為電動(dòng)機(jī)的額定功率， P=30 2、選擇 V 帶的型號(hào) 三角皮帶的規(guī)格是由背寬（頂寬）與高（厚）的尺寸來(lái)劃分的，根據(jù)不同的背 寬（頂寬）與高（厚）的尺寸，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三角帶的 O 、A、B、C、D、E 等多 種型號(hào)。 13 由 =33 ，轉(zhuǎn)速 =1470r/min 和圖 8.12，確定選用窄型 SPA 型號(hào)普通 V 帶。cPKW1n 3、確定帶的基準(zhǔn)直徑 （1）按設(shè)計(jì)要求，由表 8.6 查得，SPA 型帶輪的最小直徑為 90 ,在參看圖m 8.13 及表 8.6，選擇小帶輪 =100 。1dm （2）驗(yàn)算帶速 在 525m/s 之間，滿smnd /693.7604601 足帶速要求。 （3）計(jì)算從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑 2d ，取 =0.02，5i 490105).01(12ddi m 按帶輪的基準(zhǔn)直徑系列取 。m2 實(shí)際傳動(dòng)比 10.5)0.1(5)1(2 di 傳動(dòng)比誤差相對(duì)值 <5 （一般允許誤差） ，所選%2i 大帶輪直徑可用。 4、確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度0adL )(2)(5. 2121dda ， ，md6021 mam1030 取 1000 ， 帶長(zhǎng) maddaLd 5.304145602104)()(2 20212210 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 84，選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 3150 ，dLm 計(jì)算實(shí)際中心距 a 14 mmLad 75.10225.3041020 5、核算小帶輪包角 1 30.1575.10283.578121 ad ，滿足要求。0 6、計(jì)算皮帶的繞行次數(shù) 次/ <20 次/4.231569710dLs 7、確定 V 帶的根數(shù) LckPz)(0 式中： 單根 V 帶的基本額定功率，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)表 8.9， 為 2.630P 0P 。KW 時(shí)傳遞功率的增值，根據(jù)傳動(dòng)比 i=5.由表 8.19， 為01i 0 0.47 。K 按小帶輪包角 查得的包角系數(shù)，見(jiàn)表 811， 為 0.93。k1k 長(zhǎng)度系數(shù)，見(jiàn)表 8.4， 為 1.05。L Lk 所以， 根，取 z=5 根。304.5193.0)4763.2(z 8、計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 單根帶的張緊力為 20)15.(qkzPFc NsmKgsm KW534.6 )/536.7(/0.)96.(/7.8 2 帶輪軸的壓軸力 NzF07.413.79sin.2sin210 9、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 節(jié)寬 槽間距mbP me 15 基準(zhǔn)線上槽深 基準(zhǔn)線下槽深mha0.3minmhf1min 最小輪緣厚度 外徑7daW3.092 帶輪寬 fezB71621 第三節(jié) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 一、軸的概述 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其功用是主要是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力，因此大多數(shù)軸都要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用。 1、軸的分類(lèi) 按照承受彎、扭載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類(lèi)。工作中既受 彎矩又受扭矩的軸稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸，這類(lèi)軸在機(jī)器中最為常見(jiàn)。只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩 的軸稱(chēng)為心軸，心軸又分為轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸和不轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸兩種。只承受轉(zhuǎn)矩而不承受 彎矩或彎矩很小的軸稱(chēng)為傳動(dòng)軸。 2、軸的材料 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感 性小，又可通過(guò)熱處理提高其耐磨性及疲勞強(qiáng)度，故應(yīng)用較為廣泛，其中最常用的 是 45 號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。為保證力學(xué)性能，一般應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。 合金鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，可以在傳遞大功率并要求減小 尺寸與質(zhì)量和提高軸頸耐磨性時(shí)采用。 必須注意：在一般工作溫度（低于 ）下,各種碳素鋼和合金鋼的彈性模量C20 相差不多,熱處理對(duì)它的影響也很小。因此，如選用合金鋼，只能提高軸的 強(qiáng)度和耐 磨性 ，而對(duì)軸的剛度影響很小。 軸的毛坯可用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。 形狀復(fù)雜的軸，也可采用鑄鋼、合金鑄鐵或球墨鑄鐵。經(jīng)過(guò)鑄造成型，可得到 更合理的形狀。鑄鐵具有價(jià)廉、良好的吸振性和耐磨性、對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低 等優(yōu)點(diǎn)，但品質(zhì)不易控制，故可靠性不如鋼軸。 16 二、J2380 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì) 1、材料選擇 根據(jù)上述分析選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 26 和表 25 得：許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 =3040 ，抗拉強(qiáng)TaMP 度 ，屈服強(qiáng)度 ，彎曲疲勞極限 ，剪切疲勞極aBMP640aSMP32751 限 ，與軸材料有關(guān)的系數(shù) =118106.15 C 2、初步計(jì)算 由上述計(jì)算的轉(zhuǎn)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ，輸入的功率 mNT869.37 KWP26.7 按許用切應(yīng)力計(jì)算，實(shí)心軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 TTdn PW2.01536 寫(xiě)成設(shè)計(jì)公式為 33 6.9CdT 式中： 切應(yīng)力， ；TaMP 軸所受的轉(zhuǎn)矩， ；mN 軸的抗扭截面系數(shù)， ；TW3 軸的轉(zhuǎn)速， ；nin/r 軸傳遞的功率， ；PKW 軸的計(jì)算直徑， ；dm 許用切應(yīng)力， ；TaMP 與軸材料有關(guān)的系數(shù)。C 代入上式得 md53.129467)108(3 考慮到軸的最小直徑有鍵的存在，而且為單鍵，所以 應(yīng)增大 5 7 ，故取d% =47.7（1+0.07）=57.82 ，圓整為 58 。dm 3、按彎扭聯(lián)合作用核算強(qiáng)度 17 齒輪的法向作用力為： costnF 其中切于分度圓的圓周力 8628.425NdTt 1025.4321 分度圓壓力角 ，則209.cos 所以求得 NFn 76.94.586 皮帶作用力比齒輪作用力小得多，所以忽略不計(jì)。 根據(jù) 和扭矩 繪出轉(zhuǎn)軸的受力圖。n1T 由于截面的彎矩和扭矩最大，直徑又比較小，所以此截面最危險(xiǎn)。下面 核算截面的強(qiáng)度。 由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為： aaWMPdM8.2105..7691.0933 由扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力為： aacn 7.2.4.. 933 Mc Mn 彎矩圖 扭矩圖 R1 R2 18 當(dāng)量彎曲應(yīng)力為： anWd MP65.729.130.6322 軸的材料是 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ， =221.875253.57 ，因此 ，符合要求。5)6.14(1sdn ad 4、核算疲勞強(qiáng)度 由于截面有臺(tái)階，應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)重，且直徑最?。?=50 ） ， m 彎矩有比較大，扭矩和其他截面相同，因此核算此截面的疲勞強(qiáng)度。 由開(kāi)式壓力機(jī)設(shè)計(jì)表 219 查得 Error! Reference source not found.=0.1， =0.05，由表 220 查得 =0.75， =0.73，由表 221，據(jù) =dr ，查得 =2.6， =1.65，由表 223 查得 。027.5K 90.1 又因 aWma MPdM.46105..68741.0233 acna .2.9. 633 所以 51.46.075.9061 maKn 0.73.8.3.11 ma .196.20.75.22 n 所以疲勞強(qiáng)度也符合要求。 第三章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 直尺圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算 由上述計(jì)算得出 J2380 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 ，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 ，輸入功率 ,每天工作min/2941rnmin/452rnKWP26.7 19 8 小時(shí)，壽命為 10 年。 一、選擇齒輪材料、熱處理、齒輪精度等級(jí)和齒數(shù) 選擇小齒輪材料 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241286HBS ， =686 ， =490rC40 BaMPS ；大齒輪材料 鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 190240HBS， =686 ,aMPoMZG35 =539 ；精度 8 級(jí)。Sa 二、開(kāi)式齒輪按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 321FSadYzKTm 軸的轉(zhuǎn)矩 = ，即小齒輪轉(zhuǎn)矩。TN869.7 為了提高開(kāi)式齒輪的耐磨性，要求有較大的模數(shù)，因而齒數(shù)應(yīng)少一些，一般取 1720。1z 1.取齒數(shù) 20，傳動(dòng)比 =6，1zi 012612z 2.查表 10-11 得齒輪載荷系數(shù)，取 K=1.1 ; 3.由機(jī)械設(shè)計(jì)表 1013 查得，小齒輪齒形系數(shù) ，大齒輪的齒形8.1FaY 系數(shù) 25.FY 4.由機(jī)械設(shè)計(jì)表 1014 查得，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù) ，大齒輪56.1Sa 應(yīng)力修正系數(shù) 8312Sa 5.計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力 FSTXNFYlim 按機(jī)械設(shè)計(jì)圖 624i),查得齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力 ，aFMP301limaFMP240lim 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 613 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) NY811 103.5102581min/29406 rrtnNh 722 45 1.14402.8 602.161 )135()3(NYN 0.94502.7 602.62 4N 20 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 625 查取尺寸系數(shù)， ,由式（614）取 彎曲1XY0.2STY 疲勞強(qiáng)度系數(shù) ，按機(jī)械設(shè)計(jì)表 612，取FS 0.FS 427.5124301lim1FSTXNY 283.56.5922lim2FSTXNF 比較 0.0103 ， 0.014547.56181FSaY83.5212FSaY 應(yīng)按大齒輪計(jì)算齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 4.97 33221 83.524035.690186971FSadYzKTm 取 m=5 mzma2)1(2)(1 分度圓直徑 md01zd60 齒頂圓直徑 za)(a1)2(2 齒根圓直徑 f 5.87.21 mmf 5.87 按計(jì)算結(jié)果校核前面的假設(shè) 齒輪節(jié)圓速度 snd/146029143601 smz/8.2.541 查得 ，與原值一致。vK 齒寬 db35.01 小齒輪齒寬取 70 ,大齒輪齒寬取 65 。 齒頂高 齒根高 mhamhf 25.6.1 齒高 齒距 25.1. P7 21 齒原 齒槽高 ms85.72 me85.72 中心距 350)(21za 第四章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 在設(shè)計(jì)、使用和研究曲柄壓力機(jī)時(shí)，往往需要確定滑塊位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的 關(guān)系，驗(yàn)算滑塊的工作速度是否小于加工件塑性變形所允許的合理速度。在計(jì)算曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力情況時(shí)，由于目前常用的曲柄壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)不高，慣 性力在全部作用力中所占的百分比很小，可以忽略不計(jì)。同樣，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的重 量也只占公稱(chēng)壓力的百分之幾，也可忽略不計(jì)。 如圖 3-1 所示，L連桿長(zhǎng)度； R曲柄半徑；S滑塊全行程； BS 滑塊的位移，由滑塊的下死點(diǎn)算起；曲柄轉(zhuǎn)角，由曲柄軸頸最低位置沿曲柄 旋轉(zhuǎn)的相反方向算起。從圖中的幾何關(guān)系可以得出滑塊位移的計(jì)算公式： 2cos14cos1RSB 將上式對(duì)時(shí)間 t 微分，可求的滑塊的速度： sini2BV 式中 連桿系數(shù)；RL 曲柄的角速度。 在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力計(jì)算中，連桿作用力 通常近似地取等于滑塊作用力 ,即ABPP AB 滑塊導(dǎo)軌的反作用力為： sinABnrPL 式中 摩擦系數(shù)， ；06.4. 22 連桿上、下支承的半徑。ABr和 曲柄所傳遞的扭矩可以看成由兩部分組成：無(wú)摩擦機(jī)構(gòu)所需的扭矩 和由于存0M 在摩擦所引起的附加扭矩 ，即M 00q qPm 式中 理想當(dāng)量力臂；0m 0sini2RR+LS=2 B A 0LB0R 18O圖 1- 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 簡(jiǎn) 圖 摩擦當(dāng)量力臂；m0ABr 23 曲軸主軸承半徑。0r 則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的當(dāng)量力臂為： 0sini21q ABmRr 曲軸扭矩為： 0sini21q ABMPr 如果上式取 和 （ 公稱(chēng)壓力， 公稱(chēng)壓力角） ，則曲柄壓力ggPg 機(jī)所允許傳遞的最大扭矩為： 0sini21g ABPRr 第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 LaLoqLododRdorr ah支 承 徑 曲 柄 臂 曲 柄 頸 圖 32 二、曲柄軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 1、曲柄軸尺寸經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 支承頸直徑 0d （ ）gP5.4m 24 式中 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（KN） ，gPKNPg80 取 md1270 其他各部分尺寸見(jiàn)下表 3-1 曲軸尺寸經(jīng)驗(yàn)數(shù)表 3-1 曲軸各部分尺寸名稱(chēng) 代號(hào) 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)際尺寸（ ）m 曲柄頸直徑 Ad1.(0)4d152 支承頸長(zhǎng)度 0L5.2241 曲柄兩臂外側(cè)面間的長(zhǎng)度 q.(0)3d317 曲柄頸長(zhǎng)度 a.17190 圓角半徑 r08.(0).d11 曲柄臂的寬度 a3.1190 曲柄臂的高度 h230 1、曲軸強(qiáng)度計(jì)算 曲軸的危險(xiǎn)截面為曲柄頸中央的截面和支承頸端部的截面。 截面為彎扭聯(lián)合作用，但由于彎矩比扭矩大得多，故忽略扭矩計(jì)算出來(lái)的應(yīng) 力。 彎矩： 25