【正文】 剛性來決定。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第二章 曲柄壓力機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)類型為開式單點(diǎn)。 摩擦式離合器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 能隨時(shí)接合脫開，易實(shí)現(xiàn)調(diào)整行程便于調(diào)整模具；結(jié)合平穩(wěn)；可以傳遞大扭矩。一般曲柄壓力機(jī) ? ＜ ，負(fù)載達(dá)到公稱壓力時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角 ? 僅為 30 左右，因此曲柄壓力機(jī)負(fù)荷最重時(shí) ?角遠(yuǎn)小于 1728?? ，可以認(rèn)為 cos? =1,tg? = sin? =? sin? ,則上面兩式就變?yōu)椋? ABp 187。 曲柄頸 Ad 與連桿大端軸承之間的摩擦 軸旋 轉(zhuǎn)時(shí)，軸承對(duì)軸頸的摩擦力對(duì)軸頸中心形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的阻力力矩。 齒輪的設(shè)計(jì) 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及其齒輪 （ 1）傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) （ 2）柄壓力機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選擇 7 級(jí)精度 （ 3）料的選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表 101得 小齒輪材料選擇為 40Cr(調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS,大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS(調(diào)質(zhì) )，二者材料硬度差為 40HBS （ 4）選擇小齒輪的齒數(shù) 選擇小齒輪的齒數(shù) 1z 為 19 齒，則大齒輪的齒數(shù) 2z 為 2z =2i 1z ()即 2z = 19= 故 2z =71 （ 5） 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì) 由計(jì)算公式 ? ? 211 Et dHk tT Zidi??????? ???? () tk 在 ~ 之間，現(xiàn)在 tk 為 =，《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表 106 查得 Ez = ,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材圖 10— 21d 查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度lim1H? =600Mpa。運(yùn)動(dòng)中連桿作平面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩端分別與曲柄頸和滑塊鉸接，按聯(lián)結(jié)方式連桿分為球頭式連桿和柱銷式連桿。 連桿類型的選擇 對(duì)以上兩種連桿類型的比較，為實(shí)現(xiàn)連桿長(zhǎng)度可調(diào)，現(xiàn)選擇球頭式連桿，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 軸瓦材料為 ZcuSn10Pb1,連桿體材料為灰鑄鐵（ HT200）。 拉延墊的分類及其選擇 拉延墊可分為氣墊、液壓氣墊以及液壓拉延墊。 （ 3）本設(shè)計(jì)中拉延墊的確定 由?；瑝K內(nèi)孔安裝的上下球頭支座用法蘭固定，實(shí)現(xiàn)滑塊與連桿的聯(lián)結(jié)，球頭下支座下安裝壓塌塊式的過載保護(hù)裝置 滑塊的制造 滑塊有鑄件和焊接件兩種，此設(shè)計(jì)為小規(guī)格開式壓力機(jī)的滑塊，故采用鑄件 滑塊基本尺寸的確定 在曲柄壓力機(jī)的參數(shù)選擇中，滑塊中心線至機(jī)身的距離為 260mm，導(dǎo)軌通過螺釘聯(lián)結(jié)在機(jī)身上設(shè)導(dǎo)軌寬度為 20mm，滑塊高度為 L=120? 2=240mm,由于開式曲柄壓力機(jī)的滑塊長(zhǎng)度幾乎相同。 B、 柱銷式連桿 柱銷式連桿是長(zhǎng)度不可調(diào)連桿，連桿體多為工字型截面?，F(xiàn)在取 1b =70mm 1ad =（ 1z +2 *ah ） ?m =（ 19+2） ?6 =126mm 1od =45mm 1fd =(1z 2 *ah *2c )?m=(192? 12? )? 6=99mm D=? 1od =?45=72mm （ 13）齒輪Ⅱ的尺寸如下 2d =2z ?m=71?6=426mm 2b =65mm 2ad =（ 2z +2 *ah ） ?m=(71+2) ? 6=438mm 2od =80mm 2fd =(2z 2 *ah *2c )?m =() ?6=411mm 1D = 2od =?80=128mm L=(～ )d≈ ?80=96 2od 0d = nm =?6=15mm 0D = 2fd 20d =4112?15=381mm 2D =（ 0D + 1D ） /2=381 1282+ = D=? ( 0D + 1D ） /2=381 1288? =63mm C= =?65= 基本結(jié)構(gòu)圖如下所示： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 連桿的設(shè)計(jì) 曲柄壓力機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu) 它不但能使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能起力的放大作用 。 滑塊上的許可作用力： ? ? ? ?3 33 60. 1 0. 8 25 0 10 8. 49 101 16 0 80( 8 )8ABBadPNlr??? ??? ? ???? () 危險(xiǎn)截面的剪應(yīng)力計(jì)算 AA面 ： 只需驗(yàn)算剪應(yīng)力即可 截面 AA上的扭矩： T = 239550000Pn =816225N工作行程達(dá)時(shí)，滑塊向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌對(duì)滑塊的摩擦朝上，形成對(duì)滑塊阻力。 電動(dòng)機(jī)功率的確定 ()gN KP KN? () 630 ( )KN??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 （ K 為系數(shù)，取 ，gP為壓力機(jī)公稱壓力，單位為 KN） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》電機(jī)的選擇，附錄九附表 91，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用二級(jí)傳動(dòng)（第一級(jí)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)為齒輪傳動(dòng)），故電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min,即查得電機(jī)相應(yīng)參數(shù)為： 電機(jī)型號(hào)： Y160M— 6 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速： n=970r/min 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T= 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 d=42 電動(dòng)機(jī)軸伸出端安裝尺寸 110mm 電動(dòng)機(jī)中心高度 160mm 電動(dòng)機(jī)外形尺寸長(zhǎng) ? 寬 ? 高 =600? 325? 335 傳動(dòng)比的計(jì)算與分配 根據(jù)滿載轉(zhuǎn)速和滑塊行程次數(shù)得總傳動(dòng)比 i 970 ?? () 第一級(jí)為帶傳動(dòng) 1 ? 1(2 4)i?? 第二級(jí)為齒輪傳動(dòng) 2i = 2(3 5)i?? （ 1）主要由偏心連桿和滑 塊組成的工作機(jī)構(gòu) （ 2）由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、皮帶、飛輪等組成傳動(dòng)系統(tǒng) （ 3）制動(dòng)器、離合器和機(jī)身等 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ⅡⅠ 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第三章 曲柄滑塊的受力分析 滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊經(jīng)連桿與曲柄連接，滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角之間存在一定的規(guī)律，這 個(gè)規(guī)律可由下圖之間的幾何關(guān)系得出： 11 ()BS O B O B O B O A A B??? ? ? ? ? ( 1 c os ) ( 1 c os )RL??? ? ? ? ( 1 c o s ) ( 1 c o s )LRR????? ? ? ????? （ ） 令 LR ?? （ ? 為連桿系數(shù)）代入 （ ） 式得： 1( 1 c o s ) ( 1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 在 ? OAB 中求得： Sina = AA RSinLL??? sin??? （ ） 因?yàn)?2cos 1 Sin???? ,將（ ） 式代入此式，即： 22c os 1 Sin? ? ??? （ ） 將（ ）代入（ ）得 1(1 c o s ) (1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 根據(jù)二項(xiàng)多項(xiàng)式公式將 221 Sin??? 展開， 由于一般 ? 小于 ，展開后取前二項(xiàng)已經(jīng)有足夠的精確度，所以 21 Sin??? 2211 2 Sin???? ，將次 式代入 （ ） 得： ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? （ ） 由圖可知， S 為滑塊行程為 100mm ， R 為曲柄半徑，當(dāng) ? 090= 時(shí)，100 5022B SSR? ? ? ?， ? 的近似值一般 在 ~，常用 ? ? ，現(xiàn)在取 ? =， 即? = 50 5000 .1 0 .1RRLL ? ? ? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? 按照微分原理，對(duì)位移 BS 對(duì)時(shí)間 t 求導(dǎo)數(shù)，可以得到滑塊速度 B? ，即： B? = BBdS dS ddt d dt??? ( s in s in 2 )2 dR dt?????? （ ） 式中 ddt? 是曲柄的角速度 ? ，雖然壓力機(jī)在工作行程時(shí)，曲柄的角速度會(huì)減慢，但是由于這個(gè)變化小，在計(jì)算滑塊速度時(shí)候，仍然可以將角速度看作常數(shù)即： ddt? =? = 2 n? ? 弧度 /秒（ n 為曲柄轉(zhuǎn)速 r/min,即為滑塊每分鐘行程次數(shù)），將 ddt? 的值代入 （ ） 得： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 B? 0 .1 0 5 ( si n si n 2 )2nR ????? （ mm/s） 、連桿和滑塊的受力 在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算前，確定機(jī)構(gòu)中主要零件所受的力，忽略摩擦和零件本身的重量時(shí)滑塊受力如下圖所示： 圖 其中 1p 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。 摩擦材料 摩擦離合器材料應(yīng)該滿足摩擦系數(shù)較大，且在一定的溫度范圍 保持穩(wěn)定、耐磨耐熱，有足夠的強(qiáng)度，抗膠合能力大，能良好地跑合。即使一般的沖裁，超過其能力 80%時(shí)，就不能保證模具間隙的均勻。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 測(cè)量項(xiàng)目 基本尺寸 精度等級(jí) A特 A1 A2 B特 B1 B2 工作臺(tái)面及滑塊下面的平面度 200 工作臺(tái)面對(duì)滑塊下平面的平行度 300 滑塊行程對(duì)工作臺(tái)面的垂直度 150 滑塊模柄孔與其下平面的垂直度 100 滑塊導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌的間隙 300 表 (mm) 這樣以剛性為基礎(chǔ)的靜態(tài)精度等級(jí)是有區(qū)別的。 壓力機(jī) 的精度通常是以其靜態(tài)精度和剛性來表示，靜態(tài)下的精度等級(jí)，可按日本 JIS壓力機(jī)靜態(tài)精度指標(biāo)規(guī)定劃分為特級(jí)、 1 級(jí)、 2 級(jí)、 3 級(jí)。保護(hù)裝置的破壞載荷約為額定載荷的 125%左右，設(shè)兩截面各承受一半工作載荷。所以在實(shí)用上為： HminH１＋ 10≤H≤Hmax H１－ 5 (７）電動(dòng)機(jī)功率的選擇 必須保證壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率大于沖壓時(shí)所需要的功率。當(dāng)連桿調(diào)至最短（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最?。瑝K底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最大閉合高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點(diǎn)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最小 閉合高度。 (3）行程次數(shù) 行程次數(shù)即滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。在沖壓過程中，凸模在任何位置所需的沖壓力應(yīng)小于壓力機(jī)在該位置所發(fā)出的沖壓力。 壓力機(jī)規(guī)格的選擇 (1）公稱壓力 壓力機(jī)滑塊下滑過程中的沖擊力就是壓力機(jī)的壓力