【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）J23—100機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)燕山大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)學(xué)院：機(jī)械學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：塑性成形 學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)鍛壓09題目題目名稱(chēng)J23100機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)題目性質(zhì)：工程設(shè)計(jì)（ ∨ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。（ ）；（ ）；（ ）。題目類(lèi)別（ ∨ ） （ ）題目來(lái)源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ ∨ ） 主要內(nèi)容；，繪制總裝配圖；；基本要求；；；；，說(shuō)明書(shū)規(guī)范。參考資料周 次1—4周5—8周9—12周13—15周16—17周應(yīng)完成的內(nèi)容3. 參數(shù)計(jì)算指導(dǎo)教師：錢(qián)志平職稱(chēng)：教授 2013年 2 月 28 日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘 要鍛壓機(jī)械在工業(yè)中占有極其重要的地位，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)部門(mén)，如機(jī)械、電子、國(guó)防等。然而，在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。曲柄壓力機(jī)是以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，依靠機(jī)械傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，通過(guò)滑塊給模具施加力，從而使毛坯產(chǎn)生變形。本次設(shè)計(jì)為J23100型開(kāi)式可傾壓力機(jī)，參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)型號(hào)壓力機(jī)，進(jìn)行了1000KN機(jī)械壓力機(jī)主要工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行：首先，擬定總傳動(dòng)方案；其次，設(shè)計(jì)主要零部件；最后，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估。本設(shè)計(jì)中主要包括以下設(shè)計(jì)部分：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì)以及支撐附屬裝置的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)方案均采用同類(lèi)設(shè)計(jì)中最新的零件類(lèi)型及布置方式。通過(guò)離合器和制動(dòng)器進(jìn)行氣動(dòng)連鎖控制。用手動(dòng)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的目的，以適應(yīng)不同高度的模具。采用四面調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，提高了壓力機(jī)的精度，并裝有過(guò)載保護(hù)裝置、滑塊平衡裝置等，使機(jī)器更加安全、可靠。 關(guān)鍵詞：鍛壓機(jī)械；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；開(kāi)式可傾壓力機(jī)AbstractForge and press machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the J23100 openedtype inclinable punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working system of 1000KN punching design done through three steps: firstly,draw up total transmission。 secondly, design each part。 at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent of the punching machine. The machine ——曲柄每分鐘轉(zhuǎn)速，即滑塊運(yùn)每分鐘行程次數(shù)。 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系求出滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系后，將速度v對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度a即： a = = = = R （2－3）式中 a——滑塊加速度，向下方面為正。 受力分析 分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能不能滿足工藝的要求，除了檢驗(yàn)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否符合要求之外，必需校核其強(qiáng)度。為了校核強(qiáng)度，必需首先確定機(jī)構(gòu)中主要零件的受力情況。其中是坯料抵抗變形的反作用力，N是導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力，是連桿對(duì)滑塊的約束反力，這三個(gè)力交于B點(diǎn)，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力，N和之間的關(guān)系： （2－4）N= ` （2－5） 由上式知=，當(dāng)=時(shí)，達(dá)到最大值。一般曲柄壓力機(jī)，負(fù)荷達(dá)到公稱(chēng)壓力時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角僅左右，因此曲柄壓力機(jī)負(fù)荷最重時(shí)，角小，可以認(rèn)為1，上面兩式便成為： （2－6） （2－7）式中：為連桿對(duì)滑塊的約束反力，也等于連桿所受的作用力； 為坯料抵抗變形的反作用力； N為導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力，也等于滑塊對(duì)導(dǎo)軌的正壓力； 為連桿系數(shù)； 為曲柄轉(zhuǎn)角。（1）不考慮摩擦，在連桿力的作用下，曲軸上所受理想扭矩： （2－8） 由式（2－8）可知，在曲柄壓力機(jī)所受變形抗力一定時(shí)，曲柄所受的扭矩隨曲柄轉(zhuǎn)角變化而變化。在行程下死點(diǎn)附近，小， 也??；在行程中點(diǎn)附近大，也大。（2）考慮摩擦?xí)r曲柄壓力機(jī)在工作時(shí)，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副之間是有摩擦存在的，由此而增加的摩擦扭矩是不可忽略的。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的摩擦組要發(fā)生在一下四個(gè)部分：分別為滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦，曲軸兩支承出的摩擦，連桿大端和曲柄頸之間的摩擦和連桿小端處的摩擦。經(jīng)過(guò)計(jì)算整理得： （29）式中 連桿大端直徑或偏心套外直徑 曲拐軸小頭處球頭直徑 曲軸支承處直徑第3章 曲柄壓力機(jī)偏心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲軸是曲柄壓力機(jī)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的主要零件，它與滑塊的行程和允許作用力有關(guān)，因此設(shè)計(jì)壓力機(jī)時(shí)都從曲軸開(kāi)始。通用壓力機(jī)的偏心機(jī)構(gòu)有以下四種。在曲柄壓力機(jī)中，常見(jiàn)的曲軸有三種型式，即曲軸、曲拐軸和偏心軸。曲軸為壓力機(jī)的重要舉例：，受力復(fù)雜，故制造條件要求較高，一般用45號(hào)鋼鍛制而成。鍛比一般取2．5—3。有些中大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛制，如40Cr、37SiMn zMoV、18C rMnN。B，鍛比需要大于3。對(duì)于小型壓力機(jī)的曲軸，國(guó)內(nèi)有些制造廠用球墨鑄鐵QT60—2鑄造。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，有時(shí)還要在兩端切割試件進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。對(duì)于大型曲軸，有時(shí)在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以 改善淬透性，提高機(jī)械性曲軸支承頸和曲柄頸(或曲拐頸)需加以精車(chē)或磨光。為了延長(zhǎng)曲軸壽命，在各軸頸特是圓角處，最好用滾子輾壓強(qiáng)化。這四種曲軸的特點(diǎn)分別是：（1）曲軸式 在支承頸與曲柄頸之間的曲柄臂，曲柄半徑R較大，適用于較大行程的壓力機(jī)，按曲柄數(shù)目又可分為單曲柄和雙曲柄，后者適用于工作臺(tái)面較大的壓力機(jī)，純曲軸毛坯為鍛件，機(jī)械加工比較困難。（2） 偏心軸 曲軸頸粗而短，支承座間距小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。缺點(diǎn)是偏心直徑大，摩擦耗損多，制造困難，適用于行程小的壓力機(jī)。（3） 曲拐軸 曲拐頸在軸的一端，行程懸臂，剛性較差。隨著曲柄半徑的增加，軸頸d02增加，摩擦耗損也增大，因此，曲柄半徑R不能取得太大。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，若設(shè)偏心套行程可以調(diào)節(jié)，適用于開(kāi)式單柱壓力機(jī)。（4） 偏心齒輪 偏心齒輪安裝在芯軸上并繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)偏心齒輪與芯軸的偏心距實(shí)現(xiàn)曲柄機(jī)構(gòu)動(dòng)作，應(yīng)用于大中型壓力機(jī)芯軸僅受彎矩，偏心齒輪受扭矩作用，負(fù)荷分配合理，加工制造業(yè)方便，偏心齒輪一般用鑄造毛坯，芯軸加工容易。機(jī)身結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但偏心部分直徑較大工作時(shí)摩擦耗損增加，若采用懸臂結(jié)構(gòu)可以減少摩擦損失，但剛度下降，超載時(shí)比曲軸式容易發(fā)生卡死現(xiàn)象。綜上可選偏心軸。 3—1 曲拐軸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：支撐頸直徑：d02小端支撐頸： 偏心頸直徑：（～）d02為公稱(chēng)壓力（KN）根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)公式求得 取整得：=()190=99144mm 取整得：（）190= 取整得：偏心軸材料采用優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，如440等，要求使用鍛造毛坯，粗加工后調(diào)質(zhì)處理，重要的曲軸和芯軸要在毛坯端部取式樣做力學(xué)性能檢測(cè)，表面粗糙度要求達(dá)到Ra(—)微米，各圓角半徑要嚴(yán)格保證圓樣尺寸和表面質(zhì)量，最后采用滾壓強(qiáng)化表面以提高疲勞壽命。根據(jù)資料選擇得以下數(shù)據(jù)：40鋼調(diào)質(zhì)，硬度為241～286HBS,抗拉強(qiáng)度為， 屈服強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度極限，剪切疲勞極限為：，許用彎曲應(yīng)力為。 拐軸行程調(diào)節(jié)裝置為了適應(yīng)不同的沖壓工藝要求，許多開(kāi)式壓力機(jī)行程的大小是可以調(diào)節(jié)的．如軸行程調(diào)節(jié)裝置，如圖32所示，偏心套1相對(duì)于軸3的軸頸有一偏心距，而連桿套在偏心套上，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套，即能調(diào)整行程的大小。偏心套的端面開(kāi)有溝槽，與調(diào)節(jié)套2端面的溝槽相互咬合。當(dāng)調(diào)節(jié)行程時(shí)，松開(kāi)鎖緊套5，即可拉出法藍(lán)4及調(diào)節(jié)套2，使溝槽脫開(kāi)，此時(shí)即可利用偏心套圓周上的扳手孔旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套至所需位置，然后按相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊套，使調(diào)節(jié)套與偏心套的端面溝槽重新咬合。32 4. 法蘭 第4章 離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算采用摩擦離合器時(shí)，對(duì)于具有兩級(jí)或兩級(jí)以上的壓力機(jī)，離合器可以置于轉(zhuǎn)速較低的曲軸上，也可置于中間傳動(dòng)軸上。當(dāng)摩擦離合器安裝在低速軸上時(shí)，加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需的功和離合器結(jié)合時(shí)所消耗的摩擦功都比較小，因此能量消耗較小，離合器工作條件也好。但是低速軸上的離合器需要傳遞較大的扭矩，因而結(jié)構(gòu)尺寸較大；此外，從傳動(dòng)系統(tǒng)布置來(lái)看，閉式通用壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)近年來(lái)多封閉在機(jī)身內(nèi)，并用偏心齒輪，致使離合器不便安裝在偏心齒輪軸上，通常置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上。行程次數(shù)較高的壓力機(jī)離合器最好安裝在曲軸上，因?yàn)檫@樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器工作條件也好。行程次數(shù)較低的壓力機(jī)，由于曲軸轉(zhuǎn)速較低，最后一級(jí)大齒輪的飛輪作用已不明顯。為了縮小離合器尺寸，降低制造成本，且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上，一般在飛輪軸上。故本壓力機(jī)離合器安裝在飛輪上。采用浮動(dòng)嵌塊式摩擦制動(dòng)器和離合器。制動(dòng)器懸在支撐左端，離合器安裝在兩支撐中間。摩擦離合器具有剛性離合器不具備的許多優(yōu)點(diǎn)：離合器和制動(dòng)器動(dòng)作協(xié)調(diào)，能隨時(shí)接合和或分離，容易實(shí)現(xiàn)寸動(dòng)行 4—1離合器結(jié)構(gòu)圖程，便于調(diào)整模具和安裝人身保護(hù)裝置；結(jié)合平穩(wěn)，能在較高轉(zhuǎn)速下工作；能傳遞較大扭矩。 浮動(dòng)嵌塊式摩擦離合器的主要部分包括大皮帶輪、主要摩擦盤(pán)和環(huán)狀活塞等。從動(dòng)部分為從動(dòng)盤(pán)、從動(dòng)軸及制動(dòng)器的內(nèi)盤(pán)等。連接零件是主動(dòng)摩擦盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)上的浮動(dòng)嵌塊。它的操作系統(tǒng)由氣缸（在大皮帶輪上）、環(huán)狀活塞和壓縮空氣控制系統(tǒng)組成。浮動(dòng)嵌塊的端面為長(zhǎng)圓形，用石棉塑料制成，共有十塊，在從動(dòng)盤(pán)上沿圓周方向均勻分布，并且可在從動(dòng)盤(pán)的長(zhǎng)圓形孔中沿軸向滑動(dòng)。需要離合器接合時(shí)，操縱電磁空氣分配閥，使壓縮空氣從左端經(jīng)離合器的中間孔道和連接管，進(jìn)入離合器的氣缸，克服脫開(kāi)彈簧的作用力，推動(dòng)環(huán)形活塞向右移動(dòng)，將浮動(dòng)嵌塊壓緊在主動(dòng)摩擦盤(pán)上，依靠它們之間的摩擦力所形成的摩擦力矩，由大皮帶輪帶動(dòng)離合器軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要離合器脫開(kāi)時(shí)，操縱電磁空氣分配閥，使離合器氣缸排氣，在脫開(kāi)彈簧的作用下，環(huán)狀活塞向右復(fù)位，于是活塞、浮動(dòng)嵌塊和主動(dòng)摩擦盤(pán)松開(kāi)，大皮帶輪空轉(zhuǎn)，同時(shí)在制動(dòng)器的作用下，離合器軸停止運(yùn)動(dòng)。