【正文】 公式中 h為螺紋牙根處的高度，本設(shè)計中采用特種鋸形螺紋，故h≈。 調(diào)節(jié)螺桿的計算模型及相關(guān)計算公式 本設(shè)計采用的球頭式調(diào)節(jié)螺桿現(xiàn)以球頭式連桿為例 ，如圖36所示 。 圖36 球頭式連桿結(jié)構(gòu)圖 圖37 調(diào)節(jié)螺桿的計算模型圖 螺桿下部球頭部分球心為A ，L1為球頭與螺紋過渡部位長度，此段直徑最小，設(shè)為d， L2為連桿體與螺桿旋合部位長度，設(shè)其中點為B，則螺桿工作長度為L=AB。圖1中P為由滑塊傳遞給螺桿的工作載荷。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑動軸承(或軸瓦)由于滑動軸承(或稱為軸瓦，以下相同 )抵抗并承受沖擊載荷的能力比較強(qiáng)，所以在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中主要被用于曲軸的支承頸，曲柄頸以及連桿的大小端等部位，抵抗載荷的沖擊，降低動載荷對曲軸的磨損，從而能夠保持曲柄式壓力機(jī)的精度保持性，加工更加平穩(wěn)以及延長曲柄式壓力機(jī)的使用壽命，降低噪聲。 （a） （b）圖38 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑動軸承 在壓力機(jī)中常用的軸瓦的結(jié)構(gòu)軸瓦在軸承座中的固定是比較可靠的，而且其形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)該能保證潤滑良好，散熱容易，具有良好的剛度和強(qiáng)度，裝拆也很方便。~，選取詳見機(jī)械手冊第2卷。軸瓦兩端的凸緣用來實現(xiàn)軸向定位，周向定位采用銷，也可以根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的定位方式。 曲軸支承頸的滑動軸承的壓強(qiáng)校核與材料選用 本次設(shè)計的J2380開式曲柄壓力機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲軸支承的滑動軸承，如圖38a，其壓強(qiáng)為 （312）公式中 Pg為壓力機(jī)的公稱壓力；將Pg=800kN，d0=130mm，l0=220mm代入公式（312）中得經(jīng)查閱相關(guān)軸承材料選取的書籍得出，選用鑄錫鋅鉛青銅（ZQSn663）作為曲軸的支承頸的滑動軸承的材料的許用壓強(qiáng)為25Mpa，而實際的壓強(qiáng)為14Mpa，所以鋅鋁合金適合做曲軸支承頸的滑動軸承的材料。本設(shè)計采用V型導(dǎo)軌，如圖41所示。，由于為了安裝模具的方便與定位準(zhǔn)確，通常將滑塊的底面加工出“T”型槽或是模柄孔。對于中型壓力機(jī)來說，其滑塊材料通常選用鑄鐵HT200或是稀土球鐵制造，再或者用A3鋼板焊接制成。本次設(shè)計的壓力機(jī)屬于小型壓力機(jī)，速度不高且偏心載荷不大，所以采用鑄鐵HT200為滑塊和導(dǎo)軌滑動面的制造材料。通過常規(guī)的純受壓的問題來計算過程，如下因此選用鑄鐵HT200為滑塊的材料是合理的，并且以工廠實習(xí)搜集的尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計也是安全可靠的。確定滑塊剛度的方法有兩種: 一是試驗研究, 二是分析計算。圖42 直接建模后的滑塊模型 在對滑塊進(jìn)行有限元模擬分析時, 由于滑塊是形狀規(guī)則的箱體類零件, 具有規(guī)則的形狀、較大的尺寸（與同一臺壓力機(jī)的其他零件相比）等特點。 圖43 滑塊理想化模型有限元分析要定義材料屬性，而且經(jīng)常碰到的問題是網(wǎng)格應(yīng)如何劃分才能得到合理的結(jié)果，但不幸的是，還沒有確定的判別準(zhǔn)則, 用戶必須自己進(jìn)行判斷。 圖46 滑塊變形云圖結(jié)論本設(shè)計的主要任務(wù)課題是J2380壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過畢業(yè)設(shè)計，我熟練設(shè)計計算過程并結(jié)合實踐生產(chǎn)進(jìn)行工藝調(diào)整以及更加準(zhǔn)確地給出精度要求和配合尺寸，通過畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，讓我們更好地將實踐和理論相結(jié)合，通過實習(xí)獲得真實可靠的經(jīng)驗來彌補(bǔ)設(shè)計的不足。在設(shè)計期間，劉老師認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)著組內(nèi)的每一個學(xué)生。最后，我要感謝大學(xué)四年我所有的任課老師，畢業(yè)設(shè)計考查的是四年的知識儲備量和綜合能力，而知識的積累在平時，感謝所有老師四年來的諄諄教誨，讓我能在短短兩個月能完成設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計期間，劉老師帶領(lǐng)我們隊設(shè)計題目進(jìn)行詳細(xì)分析，并定期舉行組內(nèi)討論會，對我們設(shè)計中存在的問題進(jìn)行集中指導(dǎo)，畢業(yè)設(shè)計后期，劉老師指導(dǎo)我們完成機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖等重要圖紙的繪制，非常感謝劉老師的指導(dǎo)，才讓我們的畢業(yè)設(shè)計順利完成。 PinJyun Chen amp。只有保證了良好的穩(wěn)定性，才能使壓力機(jī)在工況下運(yùn)行，以確保被加工工件的幾何尺寸和相應(yīng)的精度。圖44 滑塊有限元模型及網(wǎng)格劃分 由于滑塊是在豎直方向上做直線運(yùn)動的零件，主要是上下兩面受力，所以在確定約束條件時只要一端固定，則在另一端施加壓力即可。根據(jù)滑塊的結(jié)構(gòu)形狀特點, 以有限元計算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量、求解時間及精度等為基本尺度, 在滑塊建模時, 因其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜, 做了一些簡化, 這些簡化是以不影響滑塊的靜力學(xué)特性為前提的。隨著計算機(jī)技術(shù)的不但發(fā)展,現(xiàn)在我們可以用模擬實體的有限元分析方法來進(jìn)一步研究滑塊,同時可以把解析法和有限元分析法得出的計算結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行比較,從而得出最優(yōu)的分析滑塊的方法?；瑝K的強(qiáng)度分析是曲柄壓力機(jī)設(shè)計中的一個非常重要的環(huán)節(jié),對于這方面已有很多人做過研究計算。通過畢業(yè)實習(xí)搜集的J2380的沖床的相關(guān)參數(shù)可知，滑塊的滑塊的落地面的前后的長度為360mm、左右的長度為400mm，并且抽象理想化，將滑塊看做成是實體結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌滑動面的材料一般也是采用鑄鐵HT200進(jìn)行制造，然而對于一些速度高，偏心載荷大的則會選用鑄造青銅ZQZn663或者是鑄造黃銅ZHZn5822來制造生產(chǎn)。為了保證滑塊底面和工作臺上平面的平行度，一般要求滑塊的制造精度為：下平面的平面度 ≤（～）/1000；導(dǎo)向面的平面度 ≤（～）/1000；下平面對導(dǎo)向面的垂直度 ≤（～）/1000；四個導(dǎo)向面對母線的直線度 ≤ / 1000。并且為了保證滑塊的運(yùn)動精度，滑塊的導(dǎo)向面必須足夠長，因此滑塊的高度也應(yīng)該做的足夠高。為了保證滑塊底面與工作臺上表面的平行度，保證滑塊運(yùn)動方向與工作臺的垂直度，所以滑塊的導(dǎo)向面必須與底平面垂直，而且導(dǎo)軌與滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)該留有一定能夠調(diào)整的間隙[17]。 連桿大端支承的滑動軸承的壓強(qiáng)校核與材料選用本次設(shè)計的J2380開式曲柄壓力機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，連桿的大端軸承，如圖38a所示，其壓強(qiáng)為 （310）公式中 Pg為壓力機(jī)的公稱壓力將Pg=800kN，dA=180mm，la=220mm代入公式（310）中得MpaMpa 經(jīng)查閱相關(guān)軸承材料選取的書籍得出，選用鑄錫鋅鉛青銅（ZQSn663）作為連桿大端支承的滑動軸承的材料的許用壓強(qiáng)為36Mpa，所以鋅鋁合金適合做連桿大端支承的滑動軸承的材料。 對于剖分式軸瓦而言，其恰巧克服了整體式軸瓦的缺陷，當(dāng)剖分式軸瓦磨損之后，可以采用改變墊片厚度的方法來對軸瓦與軸頸的間隙進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，從而保持了良好的精度，而且相對于前者而言，維修操作也比較方便，組裝裝配也很容易。在通用的壓力機(jī)中常用的軸瓦的結(jié)構(gòu)型式有整體式軸瓦和剖分式軸瓦兩種。圖38為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的有關(guān)軸承，以公稱壓力的作用力為最大作用力來校核滑動軸承的安全與否。按如公式下式進(jìn)行計算 ： （38）公式中 E為螺桿材料的彈性模量； I為螺桿截面慣性矩，按螺桿過渡部位直徑d計算(與螺桿螺紋小徑大小相近）， 即 I=πd4/64； L可取L3=0時螺桿的工作長度；螺桿的穩(wěn)定性安全系數(shù)為： （39）公式中 [S]為許用安全系數(shù),對曲柄壓力機(jī)中的螺桿,取 [S]=4～8。≥(d39。在調(diào)節(jié)裝模高度時 ，當(dāng)螺桿上部懸空段L3。 調(diào)節(jié)螺桿的壓桿穩(wěn)定性計算通過僅僅是校核了球頭調(diào)節(jié)螺桿預(yù)壓縮強(qiáng)度和連桿體的螺紋強(qiáng)度，而在校核調(diào)節(jié)螺桿的尺寸是根據(jù)經(jīng)驗公式選取的，這顯然是不夠全面的，而且忽略了一些實施，因為連桿在工作狀態(tài)下，球頭式調(diào)節(jié)螺桿是壓桿，因此在滑塊傳遞的巨大工作壓力作用下，有發(fā)生穩(wěn)定性失效即蹩彎的危險，而由于螺桿因壓應(yīng)力產(chǎn)生的失效和螺紋牙彎曲斷裂產(chǎn)生的失效是很罕見。n=H/S，H為螺紋的最小工作高度。 通過查閱機(jī)械設(shè)計手冊第三版第2卷等相關(guān)書籍，可知調(diào)節(jié)螺紋一般采用特種止推螺紋或梯形螺紋，本設(shè)計采用梯形螺紋。假設(shè)連桿的長度為L，根據(jù)余弦定理公式（24）分析可求出解得連桿的長度 L=Lmin=650mm 因為上傳動壓力機(jī)在工作狀態(tài)下運(yùn)行的時候，連桿僅受到壓力的作用，直徑最小的截面即為危險截面。為了適應(yīng)不同閉合高度的模具，壓力機(jī)的裝模高度要能夠調(diào)節(jié)，有手動調(diào)節(jié)和機(jī)動調(diào)節(jié)。通過借助扳手或用鐵棍撥動棘爪轉(zhuǎn)動球頭螺桿進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，就可以改變連桿長度，從而改變壓力機(jī)的封閉裝模高度[16]。將相關(guān)代入公式（35）中，即可求得撓度δ，如下δ= 由于中點撓度還未形成規(guī)范，但通經(jīng)過大量實踐經(jīng)驗總結(jié)部分壓力機(jī)此計算法的中間撓度，查表可得出J2380曲柄壓力機(jī)的中點撓度δ實踐=由于 δ=≤δ實踐=故可以認(rèn)為設(shè)計尺寸下的曲軸的剛度是良好的?？梢哉J(rèn)為d0=130mm、 lq=338mm、la=220mm、dA=180mm、r=10mm尺寸估算是合理的。我國的機(jī)械部頒布施行的標(biāo)準(zhǔn)中是以Sg作為標(biāo)準(zhǔn)的，開式壓力機(jī)常選用Sg=3~16mm；閉式壓力機(jī)Sg =13mm。所以可求出許用應(yīng)力為Mpa經(jīng)過大量生產(chǎn)實踐，通常取 Mpa， 而許用剪應(yīng)力 Mpa， 通常選用 Mpa。圖33 曲軸的扭矩計算簡圖截面BB的扭矩為 (33)最大的剪應(yīng)力為 (34)公式（31）、（32）、（33）及（34）中 Pg為公稱壓力； la為曲柄頸的長度； lq為曲柄兩臂外側(cè)面間之間的距離； dA為曲柄頸的直徑； r為圓角的半徑； W為彎曲截面系數(shù)； Wp為扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)； mg為公稱當(dāng)量臂。曲軸受力變形后是中間的變形比兩邊大，所以可以認(rèn)為連桿作用于曲柄頸的作用力就成為了非均布載荷，在曲軸的兩端受力大，中間受力小，因此可以把曲軸的受力分析抽象簡化化成兩個作用在曲柄頸的集中力，但是考慮軸瓦的磨損等因素，兩個集中力將作用在距離曲柄臂2r（r為圓弧半徑）的位置，兩個支承也支承在曲柄臂外側(cè)2r的位置，并且因為齒輪對曲軸的作用力相對于連桿對其的作用很小，因此可以忽略齒輪對其的作用力；連桿對曲軸的作用力近似等于公稱壓