畢業(yè)設計說明書1畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)生姓名 ：專業(yè) ：學號 ：指導教師 ：所屬系（部） ： 畢業(yè)設計說明書0摘 要曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結構簡單，操作方便，性能可靠。關鍵詞：壓力機，曲柄機構，機械制造畢業(yè)設計說明書1AbstractCrank 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畢業(yè)設計說明書2目 錄第一章 設計任務書 1第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的 1第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容 1第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟 1第二章 電動機選擇和飛輪設計 .2第一節(jié) 壓力機電力拖動 特點 2第二節(jié) 電動機的選擇 3第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算 5第三章 機械傳動設計 .10第一節(jié) 傳動系統(tǒng)分析 .10第二節(jié) V 帶傳動設計 11第三節(jié) 齒輪傳動設計 .13第四節(jié) 轉軸設計 .16第五節(jié) 平鍵連接 .19第六節(jié) 滾動軸承的選擇 .20第四章 曲柄滑塊機構 .22第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析 .22第二節(jié) 曲柄軸的設計計算 .23第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置 .26第四節(jié) 滑動軸承的設計 .30第五節(jié) 滑塊與導軌的形式 .32第五章 機身設計 .33第一節(jié) 機身 結構 .33第二節(jié) 機身計算 .34第六章 離合器與制動器 38第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .38第二節(jié) 離合器的選用 .39第三節(jié) 制動器的選用 .41第七章 過載保 護裝置 .42第八章 潤滑系統(tǒng) .48外文資料 .51中文翻譯 .58總 結 .63參考 文獻 .64 畢業(yè)設計評閱書題目： J23-80 開式雙柱可傾曲柄壓力機設計 機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 設計時間： 評閱意見：成績：指導教師： （簽字）職 務： 201 年 月 日I畢業(yè)設計答辯記錄卡機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 秦曉晨 答 辯 內 容問 題 摘 要 評 議 情 況記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績注：評定成績?yōu)?100 分制，指導教師為 30%，答辯組為 70%。專業(yè)答辯組組長： （簽名）201 年 月 日II 畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)生姓名 ：專業(yè) ：學號 ：指導教師 ：所屬系（部） ：畢業(yè)設計評閱書題目： J23-80 開式雙柱可傾曲柄壓力機設計 機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 設計時間： 評閱意見：成績：指導教師： （簽字）職 務： 20 年 月 日I畢業(yè)設計答辯記錄卡機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 答 辯 內 容問 題 摘 要 評 議 情 況記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績注：評定成績?yōu)?100 分制，指導教師為 30%，答辯組為 70%。專業(yè)答辯組組長： （簽名）II201 年 月 日前 言畢業(yè)設計是對學生在畢業(yè)之前所進行的一次綜合設計能力的訓練，是為社會培養(yǎng)合格的工程技術人員最后而又及其重要的一個教學環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計可以進一步的培養(yǎng)和鍛煉我們的分析問題能力和解決問題的能力，這對我們今后走向工作崗位有很大的幫助。我們這次是一般選型和專題設計相結合的設計，涉及內容廣泛，幾乎四年所學知識或多或少涉及到。這次設計我們將本著：獨立分析，相互探討，仔細推敲，充分吃透整體設計的整體過程，使這次設計反映出我們的設計水平，并充分發(fā)揮個人的創(chuàng)新能力。作為一名未來的工程技術人員，應當從現在開始做起，學好知識，并不斷的豐富自己的專業(yè)知識和提高實際操作能力。在指導老師的精心指導下，我們較為圓滿的完成了這次設計工作，由于學識和經驗的不足，其中定會出現很多問題，不足之處懇請各位老師加以批評和指導。i摘 要曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結構簡單，操作方便，性能可靠。關鍵詞：壓力機，曲柄機構，機械制造iiAbstractCrank 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 manufacturingiii目 錄第一章 設計任務書 1第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的 1第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容 1第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟 1第二章 電動機選擇和飛輪設計 .2第一節(jié) 壓力機電力拖動 特點 2第二節(jié) 電動機的選擇 3第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算 5第三章 機械傳動設計 .10第一節(jié) 傳動系統(tǒng)分析 .10第二節(jié) V 帶傳動設計 11第三節(jié) 齒輪傳動設計 .13第四節(jié) 轉軸設計 .16第五節(jié) 平鍵連接 .19第六節(jié) 滾動軸承的選擇 .20第四章 曲柄滑塊機構 .22第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析 .22第二節(jié) 曲柄軸的設計計算 .23第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置 .26第四節(jié) 滑動軸承的設計 .30第五節(jié) 滑塊與導軌的形式 .32第五章 機身設計 .33第一節(jié) 機身 結構 .33第二節(jié) 機身計算 .34第六章 離合器與制動器 38第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .38第二節(jié) 離合器的選用 .39第三節(jié) 制動器的選用 .41第七章 過載保 護裝置 .42第八章 潤滑系統(tǒng) .48外文資料 .51中文翻譯 .58總 結 .63參考 文獻 .64畢業(yè)設計說明書0第一章 設計任務書第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的曲柄壓力機設計是機械類專業(yè)和部分非機械類專業(yè)學生的一次較全面的機械設計訓練，是機械設計基礎課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié),其基本目的是：一、 通過曲柄壓力機的設計，綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論，結合生產實踐知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所說知識，得到進一步鞏固，深化和擴展。二、 學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件，機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。三、 運行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖，熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、 標準和規(guī)范等）以及使用經驗數據，進行經驗估算和數據處理等。第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容內容包括：選擇電動機型號，V 帶傳動設計，齒輪傳動設計，曲柄滑塊傳動設計，壓力機機體設計，繪制裝配圖及零件圖，在設計中完成了以下工作：一、 壓力機裝配圖二、 零件工作圖五張（連桿、軸、齒輪、曲軸、滑塊）三、 設計說明書一份第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟它通常是根據任務書擬訂若干方案并進行分析比較然后確定一個真確、合理的設計方案，進行必要的計算和結構設計，最后用圖紙表達設計結果，用設計書明書表示設計結果。曲柄壓力機的設計可按照以下所述的幾個階段進行：一、 設計準備1、分析設計任務書，明確工作條件，設計要求的內容和步驟。2、了解設計對象，閱讀有關資料，圖紙，觀察事物或模型以進行減速器裝拆畢業(yè)設計說明書1試驗等。3、熟悉機械零件的設計方案和步驟。4、準備好設計需要的圖紙，資料和用具，并擬定設計計劃等。二、傳動裝置總體設計1、確定傳動方案2、計算電定機的功率，轉速，選擇電動機的型號3、確定總傳動比和分配各級傳動比4、計算各軸的功率，轉速和轉距三、各級傳動零件設計四、壓力機裝配草圖設計1、選擇比例尺，合理布置試圖，確定壓力機和零件的相對位置。2、確定軸上立作用點及支點距離，減速器箱體，曲柄系統(tǒng)及其附件的結構設計。五、零件工作圖設計1、壓力機裝配圖2、連桿零件圖3、軸的零件圖4、齒輪零件圖5、曲軸零件圖6、滑塊零件圖第二章 電動機選擇和飛輪設計第一節(jié) 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只在較短的時間內承受工作負荷。而在較長的時間內為空運轉。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。為了減少電動機功率，在傳動系統(tǒng)中設置了飛輪，可以大大減少電動機功率。采畢業(yè)設計說明書2用飛輪后，當滑塊不動時，電動機帶動飛輪旋轉，使其儲備能量。而在沖壓工作的瞬時，主要靠飛輪釋放能量。工件沖壓后，負荷減少，電動機帶動飛輪加速旋轉，使其在下一個沖壓工作前恢復到原有角速度，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，這樣電動機功率可大大減少。第二節(jié) 電動機的選擇一、 選擇電動機型號根據原始數據可知工作機的工作阻力 F = 300KN = 300000N，運輸帶的速度 = ?110×90×2mm/min = 0.33m/s。1、選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為 （采用飛輪機構） = ×15％= ×15％dPwp?W F10??由電動機至工作機之間的總效率為 2w1345 ???式中 、 、 、 分別為聯(lián)軸器、帶傳動、一對軸承、齒輪傳動的效率。取1?234=0.99、 =0.96、 =0.98、 =0.97、 ，則3?450.98??= w? 20.96.7 =.9??所以 = ×15％= 16.7KWdPWF10??2、確定電動機轉速曲軸轉速 = 45r/minwn按推薦的合理傳動比范圍，取 V 帶傳動的傳動比 ＇=4-6，單級齒輪傳動比 ＇1i 2i=5-7，則合理總傳動比的范圍為 ＇=20-42，故電動機轉速的可選范圍為i＇= i· =（20～42）×45r/min = 900～1890r/mindnw符合這一范圍的同步轉速由 1000 r/min 和 1500r/min，再根據計算出的容量，由《機械設計基礎課程設計指導書》附表 8.1 查出的電動機型號，其技術參數如表 2-1 畢業(yè)設計說明書3額定功率 電動機功率（r/min）電動機型號 Ped/kW 同步轉速 滿載轉速Y225M-6 30 980 1000Y200L-4 30 1470 1500表 2-1 3、選擇電動機型號選用的電動機型號為 Y200L-4二、計算總傳動比和分配傳動比由選定電動機的滿載轉速 和工作機主軸的轉速 ，可得傳動裝置的總傳動比為mnwn= = = 32.67i總 dw14705取 =5 則 = = 6.53i?總 帶 齒 i帶 i齒 32.6三、計算傳動裝置的運動和動力參數1、各軸轉速= 1470r/mindn= = 1470r/min?1470/min294/i5rri????帶 /i5/i6.3ni?曲 齒2、各軸的輸入功率 = 16.7KWdp16.70916.53KW??????235.8.KW??54.74p??曲3、各軸輸入轉矩畢業(yè)設計說明書416.7950508.494.3.31.950550.1294.7836.4ddpTNmnpnTNm??????????????????曲曲 曲運動和動力參數的計算結果列于下表 2-2表 2-2第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算一、曲柄壓力機一工作周期所消耗的能量 A?隨著離合器的單次和連續(xù)結合，滑塊的行程有單次和連續(xù)行程。單次行程時所需的周期能量 d??dputyuochLfAA??????連續(xù)行程時所需的周期能量 A?cptyoch????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，曲柄滑塊機構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軸號 P/KM T/N·mm n/(r/min) i?電動機軸 16.7 108.49 1470Ⅰ軸 16.53 107.39 1470 0.99Ⅱ軸 15.55 505.11 294 5 0.94曲軸 14.78 3136.64 45 6.53 0.95畢業(yè)設計說明書5——滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；yA——滑塊空行程時所消耗的能量；o??——中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量；ch——離合器結合所消耗的能量；LA——滑塊停頓，飛輪空轉所消耗的能量。f1. 工件成形所需能量 pA??0.315pgAPJ??式中 ——壓力機公稱壓力（ ） ；g kN——板料厚度（ ） ，根據經驗公式，對于慢速壓力機 。0m0.417.89gPm??.315807.94508.2pAJ???2. 工作行程時，曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量 upA?實際機器的曲柄滑塊機構運動副之間，存在著摩擦。電動機在拖動曲柄滑塊機構運動時，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時，曲柄滑塊機構摩擦所消耗的能量 ，upA?建議按下式計算： ??0.87pgAmPJ?????式中 ——公稱壓力角（ °） ， ；g 30g???——曲柄滑塊機構的摩擦當量力臂（mm） ，由第三章得出 ；? 8.23m??——壓力機公稱壓力（ ） 。gPkN0.87.230817.42pAJ?????3. 彈性變形所消耗的能量 tA完成工序時，壓力機受力系統(tǒng)產生的彈性變形是封閉高度增加，受力零件儲藏變形位能對于沖裁工序將引起能量損耗，損耗的多少與壓力機剛度、被沖裁的零件材料性質等有關。從偏于安全出發(fā)損耗的能量 可按下式計算：t??2tgcAPYJ?畢業(yè)設計說明書6式中： ——壓力機公稱壓力( )；gPkN——壓力機總的垂直剛度（ ） 。cYm??gHC?——壓力機垂直剛度,對于開式壓力機 。H 40/HCkNm?2804tAJ?4. 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量 yA無氣墊壓緊裝置， 0yJ?5. 空行程時所消耗的能量 o??壓力機空行程中能量消耗與壓力機零件結構尺寸、表面加工質量、潤滑情況、皮帶拉緊程度、制動器調整情況等有關。通過實驗。通用壓力機連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機額定功率的 。根據通用壓力機空行程損耗的實驗數據1035%?。0215AJ???6. 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量 chA在傳遞能量時，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 ，可按下式近似計算：ch234ty(1)()PLA???????式中： ——工件成形能量；p——工作行程時，曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量；??——受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量；tA——滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；y——離合器結合所消耗的能量；L——考慮到齒輪傳動的效率。其中： ——齒輪嚙合效率； ——一對軸34?4?3?承傳動的效率;——考慮到皮帶傳動的效率。其中： ——皮帶效率； ——一對軸承傳23 23動的效率;畢業(yè)設計說明書7????210.9680.97458.217.480579.81chA J??????7. 離合器結合所消耗的能量 LA剛性離合器， LJ8. 滑塊停頓，飛輪空轉所消耗的能量 f根據測試，單動壓力機滑塊停頓飛輪空轉時，電機所需功率 約為壓力機額定功率的fN6-30%，剛性離合器一般安置在曲軸上，且常用滑動軸承。所以，對于具有剛性離合器的開式曲柄壓力機，此值偏高。飛輪空轉所消耗的能量 為：fA1620()ffnANC??式中 ——飛輪空轉所需功率（ ） ;f kW4.5fNK?——壓力機行程次數利用系數（ %） ，連續(xù)行程時， =100%。n n C對手工送料時，行程利用系數按表 2-3 選?。?壓力機行程次數 40～50，彎曲和扭轉時的絕對尺寸影響系數 ；0.,.????由《機械設計》附表 5，查得表面質量系數 。10.94??由于曲柄壓力機的軸所受載荷為脈動循環(huán)性質，所以 66310.245.221.30.wamncMPaPad????????所以 11 2751.38.63.10.620984251.37ama MPaSk aa????????????????復合安全系數 221.3861.35.S???????查表查得許用安全系數 ，對于通用壓力機 ，對于自動壓力機??S??1.2~3S?畢業(yè)設計說明書19，因此 ,軸的疲勞強度亦符合要求。??1.4~6S???S?第五節(jié) 平鍵連接在開式曲柄壓力機上，齒輪、皮帶輪等零件和軸的聯(lián)接常采用平鍵連接。為避免聯(lián)接中較弱零件（一般是輪轂）壓壞，應驗算擠壓應力：j'12[]njMhLdZK????式中 —— 鍵所需傳遞的總扭矩，n 813.9nMNm??—— 鍵與輪轂的接觸高度， ；1 05h?——鍵的工作長度，對于 C 型普通平鍵 ，對于 A 型普通'L 2bL??平鍵 ；b???——鍵的名義長度；——鍵的寬度；——鍵的直徑；d——鍵的個數為避免加工困難和過分削弱軸的強度，一般 ；Z 2Z?K——考慮鍵受載不均勻的系數，當 Z=2 時 K=0.75，當 Z=1 時 K=1；——平鍵連接的許用擠壓應力，輪轂材料為鋼時，j?????。150~2j MPa?????對帶輪，材料為鑄鋼，采用 C 型鍵，查表得 ；,12,0bmhLm?16,9051hLdZ?，滿足要求。38.6.91j jMpa??????????對齒輪，材料為鋼，采用 A 型鍵，查表得 20,,125bmhLm?16,150hLdZ???，滿足要求。38.9.680j jMpa?????????畢業(yè)設計說明書20第六節(jié) 滾動軸承的選擇一、滾動軸承概述滾動軸承具有滾動摩擦的特點，因此它的優(yōu)點有：摩擦阻力小，啟動及運轉力矩小，啟動靈敏，功率損耗小且軸承單位寬度承載能力較大，潤滑、安裝及維修方便等。與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點是徑向輪廓尺寸大，接觸應力高，高速重載下軸承壽命較低且噪音較大，抗沖擊能力較差。選擇軸承類型時應考慮多種因素。1、載荷條件載荷較大時，一般選用線接觸的滾子軸承，反之選擇點接觸球軸承；軸承受純徑向載荷或主要承受徑向載荷，通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；受純軸向載荷時選用推力球軸承，軸向力大時選用推力滾子軸承；當軸承同時受徑向和軸向載荷時應選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，當軸向載荷較大時，通常選用四點接觸球軸承或推力球軸承與深溝球軸承的組合結構。2、軸承轉速通常軸承的工作轉速應低于其極限轉速。否則會降低使用壽命。一般轉速較高、載荷較小、要求旋轉精度高時，宜選用極限轉速較高的球軸承。超過極限轉速較多時，應選用特制高速滾動軸承。轉速低、載荷大獲沖擊載荷時應選用滾子軸承。3、調心性能各種軸承使用時允許的偏斜角應控制在允許范圍內，否則會引起軸承的附加載荷而降低軸承的壽命。4、安裝和拆卸要求為了便于軸承的安裝、拆卸和調整間隙，選用內、外圈可分離的軸承。若軸承裝在長軸上，為了便于裝拆和緊固，可選用帶內錐孔或帶緊固套的軸承。5、經濟性選用軸承時應考慮經濟性。球軸承比滾子軸承便宜，同型號不同公差等級的軸承比價為 P0:P6:P5:P4≈1:1.5:2:6。選用高精度軸承時應慎重。畢業(yè)設計說明書21二、滾動軸承型號選擇根據上述的選擇原則，在 J23—80 開式曲柄壓力機的轉軸上選用一對圓錐滾子軸承作支撐，軸承徑向力 ，法向力為NFtr 7.4820tan1326an?????，轉速 ，運轉時有沖擊，軸頸直徑NFtn 14.520cos136????mi/94r，要求壽命 ，選擇軸承型號。 md5?hLh30'?根據已知條件，預選 32211 型軸承進行計算。每一個軸承承受的徑向負荷為： NFtr 3.260tan8.724an?????由于齒輪是直齒，所以忽略外加軸向力；又由于每端軸承是成對使用，徑向負荷產生的內部軸向力 S 互相抵消，因此，軸向負荷為 0。平均徑向負荷為：NKFprm 42615.360214360'????????平均軸向負荷 ?a當量動負荷 ，壽命系數 ，速度系NPrm4.82? 42.35031???hLf數 7.04310??nf所以 NPfCnRh 5810426.1???32211 軸承的額定動負荷 ，因此符合要求。0.K?第四章 曲柄滑塊機構第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析一、 曲柄滑塊機構如圖 4-1 所示，L——連桿長度； R——曲柄半徑； S——滑塊全行程；——滑塊的位移，由滑塊的下死點算起； α—— 曲柄轉角，由曲柄軸頸最低位BS 畢業(yè)設計說明書1畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)生姓名 ：專業(yè) ：學號 ：指導教師 ：所屬系（部） ： 畢業(yè)設計說明書0摘 要曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結構簡單，操作方便，性能可靠。關鍵詞：壓力機，曲柄機構，機械制造畢業(yè)設計說明書1AbstractCrank 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畢業(yè)設計說明書2目 錄第一章 設計任務書 1第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的 1第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容 1第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟 1第二章 電動機選擇和飛輪設計 .2第一節(jié) 壓力機電力拖動 特點 2第二節(jié) 電動機的選擇 3第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算 5第三章 機械傳動設計 .10第一節(jié) 傳動系統(tǒng)分析 .10第二節(jié) V 帶傳動設計 11第三節(jié) 齒輪傳動設計 .13第四節(jié) 轉軸設計 .16第五節(jié) 平鍵連接 .19第六節(jié) 滾動軸承的選擇 .20第四章 曲柄滑塊機構 .22第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析 .22第二節(jié) 曲柄軸的設計計算 .23第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置 .26第四節(jié) 滑動軸承的設計 .30第五節(jié) 滑塊與導軌的形式 .32第五章 機身設計 .33第一節(jié) 機身 結構 .33第二節(jié) 機身計算 .34第六章 離合器與制動器 38第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .38第二節(jié) 離合器的選用 .39第三節(jié) 制動器的選用 .41第七章 過載保 護裝置 .42第八章 潤滑系統(tǒng) .48外文資料 .51中文翻譯 .58總 結 .63參考 文獻 .64 畢業(yè)設計評閱書題目： J23-80 開式雙柱可傾曲柄壓力機設計 機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 設計時間： 評閱意見：成績：指導教師： （簽字）職 務： 201 年 月 日I畢業(yè)設計答辯記錄卡機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 秦曉晨 答 辯 內 容問 題 摘 要 評 議 情 況記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績注：評定成績?yōu)?100 分制，指導教師為 30%，答辯組為 70%。專業(yè)答辯組組長： （簽名）201 年 月 日II 畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)生姓名 ：專業(yè) ：學號 ：指導教師 ：所屬系（部） ：畢業(yè)設計評閱書題目： J23-80 開式雙柱可傾曲柄壓力機設計 機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 設計時間： 評閱意見：成績：指導教師： （簽字）職 務： 20 年 月 日I畢業(yè)設計答辯記錄卡機電 系 機械制造與自動化 專業(yè) 姓名 答 辯 內 容問 題 摘 要 評 議 情 況記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績注：評定成績?yōu)?100 分制，指導教師為 30%，答辯組為 70%。專業(yè)答辯組組長： （簽名）II201 年 月 日前 言畢業(yè)設計是對學生在畢業(yè)之前所進行的一次綜合設計能力的訓練，是為社會培養(yǎng)合格的工程技術人員最后而又及其重要的一個教學環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計可以進一步的培養(yǎng)和鍛煉我們的分析問題能力和解決問題的能力，這對我們今后走向工作崗位有很大的幫助。我們這次是一般選型和專題設計相結合的設計，涉及內容廣泛，幾乎四年所學知識或多或少涉及到。這次設計我們將本著：獨立分析，相互探討，仔細推敲，充分吃透整體設計的整體過程，使這次設計反映出我們的設計水平，并充分發(fā)揮個人的創(chuàng)新能力。作為一名未來的工程技術人員，應當從現在開始做起，學好知識，并不斷的豐富自己的專業(yè)知識和提高實際操作能力。在指導老師的精心指導下，我們較為圓滿的完成了這次設計工作，由于學識和經驗的不足，其中定會出現很多問題，不足之處懇請各位老師加以批評和指導。i摘 要曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結構簡單，操作方便，性能可靠。關鍵詞：壓力機，曲柄機構，機械制造iiAbstractCrank 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 manufacturingiii目 錄第一章 設計任務書 1第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的 1第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容 1第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟 1第二章 電動機選擇和飛輪設計 .2第一節(jié) 壓力機電力拖動 特點 2第二節(jié) 電動機的選擇 3第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算 5第三章 機械傳動設計 .10第一節(jié) 傳動系統(tǒng)分析 .10第二節(jié) V 帶傳動設計 11第三節(jié) 齒輪傳動設計 .13第四節(jié) 轉軸設計 .16第五節(jié) 平鍵連接 .19第六節(jié) 滾動軸承的選擇 .20第四章 曲柄滑塊機構 .22第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析 .22第二節(jié) 曲柄軸的設計計算 .23第三節(jié) 連桿和封閉高度調節(jié)裝置 .26第四節(jié) 滑動軸承的設計 .30第五節(jié) 滑塊與導軌的形式 .32第五章 機身設計 .33第一節(jié) 機身 結構 .33第二節(jié) 機身計算 .34第六章 離合器與制動器 38第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .38第二節(jié) 離合器的選用 .39第三節(jié) 制動器的選用 .41第七章 過載保 護裝置 .42第八章 潤滑系統(tǒng) .48外文資料 .51中文翻譯 .58總 結 .63參考 文獻 .64畢業(yè)設計說明書0第一章 設計任務書第一節(jié) 曲柄壓力機設計的目的曲柄壓力機設計是機械類專業(yè)和部分非機械類專業(yè)學生的一次較全面的機械設計訓練，是機械設計基礎課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié),其基本目的是：一、 通過曲柄壓力機的設計，綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論，結合生產實踐知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所說知識，得到進一步鞏固，深化和擴展。二、 學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件，機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。三、 運行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖，熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、 標準和規(guī)范等）以及使用經驗數據，進行經驗估算和數據處理等。第二節(jié) 曲柄壓力機設計的內容內容包括：選擇電動機型號，V 帶傳動設計，齒輪傳動設計，曲柄滑塊傳動設計，壓力機機體設計，繪制裝配圖及零件圖，在設計中完成了以下工作：一、 壓力機裝配圖二、 零件工作圖五張（連桿、軸、齒輪、曲軸、滑塊）三、 設計說明書一份第三節(jié) 曲柄壓力機設計設計步驟它通常是根據任務書擬訂若干方案并進行分析比較然后確定一個真確、合理的設計方案，進行必要的計算和結構設計，最后用圖紙表達設計結果，用設計書明書表示設計結果。曲柄壓力機的設計可按照以下所述的幾個階段進行：一、 設計準備1、分析設計任務書，明確工作條件，設計要求的內容和步驟。2、了解設計對象，閱讀有關資料，圖紙，觀察事物或模型以進行減速器裝拆畢業(yè)設計說明書1試驗等。3、熟悉機械零件的設計方案和步驟。4、準備好設計需要的圖紙，資料和用具，并擬定設計計劃等。二、傳動裝置總體設計1、確定傳動方案2、計算電定機的功率，轉速，選擇電動機的型號3、確定總傳動比和分配各級傳動比4、計算各軸的功率，轉速和轉距三、各級傳動零件設計四、壓力機裝配草圖設計1、選擇比例尺，合理布置試圖，確定壓力機和零件的相對位置。2、確定軸上立作用點及支點距離，減速器箱體，曲柄系統(tǒng)及其附件的結構設計。五、零件工作圖設計1、壓力機裝配圖2、連桿零件圖3、軸的零件圖4、齒輪零件圖5、曲軸零件圖6、滑塊零件圖第二章 電動機選擇和飛輪設計第一節(jié) 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只在較短的時間內承受工作負荷。而在較長的時間內為空運轉。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。為了減少電動機功率，在傳動系統(tǒng)中設置了飛輪，可以大大減少電動機功率。采畢業(yè)設計說明書2用飛輪后，當滑塊不動時，電動機帶動飛輪旋轉，使其儲備能量。而在沖壓工作的瞬時，主要靠飛輪釋放能量。工件沖壓后，負荷減少，電動機帶動飛輪加速旋轉，使其在下一個沖壓工作前恢復到原有角速度，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，這樣電動機功率可大大減少。第二節(jié) 電動機的選擇一、 選擇電動機型號根據原始數據可知工作機的工作阻力 F = 300KN = 300000N，運輸帶的速度 = ?110×90×2mm/min = 0.33m/s。1、選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為 （采用飛輪機構） = ×15％= ×15％dPwp?W F10??由電動機至工作機之間的總效率為 2w1345 ???式中 、 、 、 分別為聯(lián)軸器、帶傳動、一對軸承、齒輪傳動的效率。取1?234=0.99、 =0.96、 =0.98、 =0.97、 ，則3?450.98??= w? 20.96.7 =.9??所以 = ×15％= 16.7KWdPWF10??2、確定電動機轉速曲軸轉速 = 45r/minwn按推薦的合理傳動比范圍，取 V 帶傳動的傳動比 ＇=4-6，單級齒輪傳動比 ＇1i 2i=5-7，則合理總傳動比的范圍為 ＇=20-42，故電動機轉速的可選范圍為i＇= i· =（20～42）×45r/min = 900～1890r/mindnw符合這一范圍的同步轉速由 1000 r/min 和 1500r/min，再根據計算出的容量，由《機械設計基礎課程設計指導書》附表 8.1 查出的電動機型號，其技術參數如表 2-1 畢業(yè)設計說明書3額定功率 電動機功率（r/min）電動機型號 Ped/kW 同步轉速 滿載轉速Y225M-6 30 980 1000Y200L-4 30 1470 1500表 2-1 3、選擇電動機型號選用的電動機型號為 Y200L-4二、計算總傳動比和分配傳動比由選定電動機的滿載轉速 和工作機主軸的轉速 ，可得傳動裝置的總傳動比為mnwn= = = 32.67i總 dw14705取 =5 則 = = 6.53i?總 帶 齒 i帶 i齒 32.6三、計算傳動裝置的運動和動力參數1、各軸轉速= 1470r/mindn= = 1470r/min?1470/min294/i5rri????帶 /i5/i6.3ni?曲 齒2、各軸的輸入功率 = 16.7KWdp16.70916.53KW??????235.8.KW??54.74p??曲3、各軸輸入轉矩畢業(yè)設計說明書416.7950508.494.3.31.950550.1294.7836.4ddpTNmnpnTNm??????????????????曲曲 曲運動和動力參數的計算結果列于下表 2-2表 2-2第三節(jié) 飛輪轉動慣量及尺寸的計算一、曲柄壓力機一工作周期所消耗的能量 A?隨著離合器的單次和連續(xù)結合，滑塊的行程有單次和連續(xù)行程。單次行程時所需的周期能量 d??dputyuochLfAA??????連續(xù)行程時所需的周期能量 A?cptyoch????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，曲柄滑塊機構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軸號 P/KM T/N·mm n/(r/min) i?電動機軸 16.7 108.49 1470Ⅰ軸 16.53 107.39 1470 0.99Ⅱ軸 15.55 505.11 294 5 0.94曲軸 14.78 3136.64 45 6.53 0.95畢業(yè)設計說明書5——滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；yA——滑塊空行程時所消耗的能量；o??——中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量；ch——離合器結合所消耗的能量；LA——滑塊停頓，飛輪空轉所消耗的能量。f1. 工件成形所需能量 pA??0.315pgAPJ??式中 ——壓力機公稱壓力（ ） ；g kN——板料厚度（ ） ，根據經驗公式，對于慢速壓力機 。0m0.417.89gPm??.315807.94508.2pAJ???2. 工作行程時，曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量 upA?實際機器的曲柄滑塊機構運動副之間，存在著摩擦。電動機在拖動曲柄滑塊機構運動時，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時，曲柄滑塊機構摩擦所消耗的能量 ，upA?建議按下式計算： ??0.87pgAmPJ?????式中 ——公稱壓力角（ °） ， ；g 30g???——曲柄滑塊機構的摩擦當量力臂（mm） ，由第三章得出 ；? 8.23m??——壓力機公稱壓力（ ） 。gPkN0.87.230817.42pAJ?????3. 彈性變形所消耗的能量 tA完成工序時，壓力機受力系統(tǒng)產生的彈性變形是封閉高度增加，受力零件儲藏變形位能對于沖裁工序將引起能量損耗，損耗的多少與壓力機剛度、被沖裁的零件材料性質等有關。從偏于安全出發(fā)損耗的能量 可按下式計算：t??2tgcAPYJ?畢業(yè)設計說明書6式中： ——壓力機公稱壓力( )；gPkN——壓力機總的垂直剛度（ ） 。cYm??gHC?——壓力機垂直剛度,對于開式壓力機 。H 40/HCkNm?2804tAJ?4. 滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量 yA無氣墊壓緊裝置， 0yJ?5. 空行程時所消耗的能量 o??壓力機空行程中能量消耗與壓力機零件結構尺寸、表面加工質量、潤滑情況、皮帶拉緊程度、制動器調整情況等有關。通過實驗。通用壓力機連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機額定功率的 。根據通用壓力機空行程損耗的實驗數據1035%?。0215AJ???6. 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量 chA在傳遞能量時，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 ，可按下式近似計算：ch234ty(1)()PLA???????式中： ——工件成形能量；p——工作行程時，曲柄滑塊機構的摩擦所消耗的能量；??——受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量；tA——滑塊克服氣墊壓緊力所消耗的能量；y——離合器結合所消耗的能量；L——考慮到齒輪傳動的效率。其中： ——齒輪嚙合效率； ——一對軸34?4?3?承傳動的效率;——考慮到皮帶傳動的效率。其中： ——皮帶效率； ——一對軸承傳23 23動的效率;畢業(yè)設計說明書7????210.9680.97458.217.480579.81chA J??????7. 離合器結合所消耗的能量 LA剛性離合器， LJ8. 滑塊停頓，飛輪空轉所消耗的能量 f根據測試，單動壓力機滑塊停頓飛輪空轉時，電機所需功率 約為壓力機額定功率的fN6-30%，剛性離合器一般安置在曲軸上，且常用滑動軸承。所以，對于具有剛性離合器的開式曲柄壓力機，此值偏高。飛輪空轉所消耗的能量 為：fA1620()ffnANC??式中 ——飛輪空轉所需功率（ ） ;f kW4.5fNK?——壓力機行程次數利用系數（ %） ，連續(xù)行程時， =100%。n n C對手工送料時，行程利用系數按表 2-3 選?。?壓力機行程次數 40～50，彎曲和扭轉時的絕對尺寸影響系數 ；0.,.????由《機械設計》附表 5，查得表面質量系數 。10.94??由于曲柄壓力機的軸所受載荷為脈動循環(huán)性質，所以 66310.245.221.30.wamncMPaPad????????所以 11 2751.38.63.10.620984251.37ama MPaSk aa????????????????復合安全系數 221.3861.35.S???????查表查得許用安全系數 ，對于通用壓力機 ，對于自動壓力機??S??1.2~3S?畢業(yè)設計說明書19，因此 ,軸的疲勞強度亦符合要求。??1.4~6S???S?第五節(jié) 平鍵連接在開式曲柄壓力機上，齒輪、皮帶輪等零件和軸的聯(lián)接常采用平鍵連接。為避免聯(lián)接中較弱零件（一般是輪轂）壓壞，應驗算擠壓應力：j'12[]njMhLdZK????式中 —— 鍵所需傳遞的總扭矩，n 813.9nMNm??—— 鍵與輪轂的接觸高度， ；1 05h?——鍵的工作長度，對于 C 型普通平鍵 ，對于 A 型普通'L 2bL??平鍵 ；b???——鍵的名義長度；——鍵的寬度；——鍵的直徑；d——鍵的個數為避免加工困難和過分削弱軸的強度，一般 ；Z 2Z?K——考慮鍵受載不均勻的系數，當 Z=2 時 K=0.75，當 Z=1 時 K=1；——平鍵連接的許用擠壓應力，輪轂材料為鋼時，j?????。150~2j MPa?????對帶輪，材料為鑄鋼，采用 C 型鍵，查表得 ；,12,0bmhLm?16,9051hLdZ?，滿足要求。38.6.91j jMpa??????????對齒輪，材料為鋼，采用 A 型鍵，查表得 20,,125bmhLm?16,150hLdZ???，滿足要求。38.9.680j jMpa?????????畢業(yè)設計說明書20第六節(jié) 滾動軸承的選擇一、滾動軸承概述滾動軸承具有滾動摩擦的特點，因此它的優(yōu)點有：摩擦阻力小，啟動及運轉力矩小，啟動靈敏，功率損耗小且軸承單位寬度承載能力較大，潤滑、安裝及維修方便等。與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點是徑向輪廓尺寸大，接觸應力高，高速重載下軸承壽命較低且噪音較大，抗沖擊能力較差。選擇軸承類型時應考慮多種因素。1、載荷條件載荷較大時，一般選用線接觸的滾子軸承，反之選擇點接觸球軸承；軸承受純徑向載荷或主要承受徑向載荷，通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；受純軸向載荷時選用推力球軸承，軸向力大時選用推力滾子軸承；當軸承同時受徑向和軸向載荷時應選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，當軸向載荷較大時，通常選用四點接觸球軸承或推力球軸承與深溝球軸承的組合結構。2、軸承轉速通常軸承的工作轉速應低于其極限轉速。否則會降低使用壽命。一般轉速較高、載荷較小、要求旋轉精度高時，宜選用極限轉速較高的球軸承。超過極限轉速較多時，應選用特制高速滾動軸承。轉速低、載荷大獲沖擊載荷時應選用滾子軸承。3、調心性能各種軸承使用時允許的偏斜角應控制在允許范圍內，否則會引起軸承的附加載荷而降低軸承的壽命。4、安裝和拆卸要求為了便于軸承的安裝、拆卸和調整間隙，選用內、外圈可分離的軸承。若軸承裝在長軸上，為了便于裝拆和緊固，可選用帶內錐孔或帶緊固套的軸承。5、經濟性選用軸承時應考慮經濟性。球軸承比滾子軸承便宜，同型號不同公差等級的軸承比價為 P0:P6:P5:P4≈1:1.5:2:6。選用高精度軸承時應慎重。畢業(yè)設計說明書21二、滾動軸承型號選擇根據上述的選擇原則，在 J23—80 開式曲柄壓力機的轉軸上選用一對圓錐滾子軸承作支撐，軸承徑向力 ，法向力為NFtr 7.4820tan1326an?????，轉速 ，運轉時有沖擊，軸頸直徑NFtn 14.520cos136????mi/94r，要求壽命 ，選擇軸承型號。 md5?hLh30'?根據已知條件，預選 32211 型軸承進行計算。每一個軸承承受的徑向負荷為： NFtr 3.260tan8.724an?????由于齒輪是直齒，所以忽略外加軸向力；又由于每端軸承是成對使用，徑向負荷產生的內部軸向力 S 互相抵消，因此，軸向負荷為 0。平均徑向負荷為：NKFprm 42615.360214360'????????平均軸向負荷 ?a當量動負荷 ，壽命系數 ，速度系NPrm4.82? 42.35031???hLf數 7.04310??nf所以 NPfCnRh 5810426.1???32211 軸承的額定動負荷 ，因此符合要求。0.K?第四章 曲柄滑塊機構第一節(jié) 曲柄滑塊機構的運動和受力分析一、 曲柄滑塊機構如圖 4-1 所示，L——連桿長度； R——曲柄半徑； S——滑塊全行程；——滑塊的位移，由滑塊的下死點算起； α—— 曲柄轉角，由曲柄軸頸最低位BS