【正文】 結(jié)點(diǎn)偏置；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；變位系數(shù)；強(qiáng)度校核XIV1　前言曲柄壓力機(jī)是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的一類 鍛壓機(jī)器。隨 著社會(huì)需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。所以提高生產(chǎn)率，改進(jìn)沖壓件質(zhì)量（首先是他的形狀和尺寸精度），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以及根本改善操縱條件和工作地點(diǎn)的舒適性等都是需要研究和優(yōu)化的。汽車覆蓋件是標(biāo)志汽車質(zhì)量的最重要鈑金零件，是大型沖壓件的典型件，其生產(chǎn)目前主要有兩種方法：一是由多臺(tái)大重型機(jī)械壓力機(jī)配以自動(dòng)化機(jī)械手，組成自動(dòng)化柔性沖壓生產(chǎn)線；二是應(yīng)用大型多工位壓力機(jī)生產(chǎn)。大型多工位壓力機(jī) 在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機(jī)是最先進(jìn)、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動(dòng)化、高柔性化的典型代表。濟(jì)南二機(jī)床公司因強(qiáng)大的研發(fā)制造能力和良好的市場(chǎng)業(yè)績(jī)，被國(guó)外用戶譽(yù)為“世界五大數(shù)控裝備制造商之一”。它們主要用于沖裁、落料、切邊、彎曲、拉延和成形等加工工序，在汽車農(nóng)機(jī)、電子。近年設(shè)計(jì)制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標(biāo)已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，在宜人性方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。 目前市場(chǎng)上已上傳動(dòng)壓力機(jī)居多，但下傳動(dòng)壓力機(jī)在個(gè)別領(lǐng)域仍占有優(yōu)勢(shì)，如食品、橡膠等行業(yè)。通常三角皮帶傳動(dòng)的速比不超過(guò)6～8，齒輪傳動(dòng)部超過(guò)7～9。因此，摩擦離合器的合理位置應(yīng)視機(jī)器的具體情況而定。方案確定：根據(jù)以上設(shè)計(jì)原理及此次設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)綜合考慮，曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選擇2級(jí)傳動(dòng)，一級(jí)帶傳動(dòng)，大帶輪兼做飛輪用，一級(jí)齒輪傳動(dòng)，齒輪懸臂放置，剛性離合器和制動(dòng)器均在曲軸上，曲軸橫放，大帶輪兼做飛輪用，齒輪懸臂放置。當(dāng)OA以角速度ω作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，B點(diǎn)則以速度V作直線運(yùn)動(dòng)。3．滑塊加速度 （4） 式中 滑塊加速度，向下方向?yàn)檎?，下同。由?—6[9]表8—8[9]，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=125mm。由dd1=125mm和ne=910r/min，查表8—4a[9]得P0=。4）選小齒輪齒數(shù)z1=20，則大齒輪齒數(shù)z2=i?z1=20=，取z2=212．按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10—9）[9]進(jìn)行計(jì)算，即 （55）l 確定公式類各計(jì)算數(shù)字1） 試選載荷系數(shù)。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10—12）[9]得 （58） (59)計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入 中較小的值。取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式（10—12）[9]得 (68) (69)4）計(jì)算載荷系數(shù)。ha*=1，c*=) (mm) 名稱符號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m齒數(shù)z分度圓直徑d節(jié)圓直徑db齒距p齒厚s齒槽寬e頂隙c中心距a基圓齒距pb齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒頂圓直徑da齒根圓直徑df曲柄壓力機(jī)中，常見的曲軸有三種型式，即曲軸、曲拐軸和偏心軸[1]。現(xiàn)只介紹一種較精確校核的計(jì)算方法[1]，這種方法對(duì)載荷和支承做了一些簡(jiǎn)化，如圖14所示簡(jiǎn)化模型。二．滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算1．驗(yàn)算軸承的平均壓力（單位為MPa）曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)軸承，速度較低，承受短時(shí)高峰載荷，軸承處在邊界摩擦的狀況下工作，設(shè)計(jì)中應(yīng)驗(yàn)算軸承軸瓦上的單位壓力使 (77)式中： —作用在軸承上的壓力（軸承所受徑向載荷），N； —軸承的支承投影面積（mm2），與軸承的結(jié)構(gòu)，尺寸有關(guān)； —軸瓦材料的許用應(yīng)力，MPa，其值見表12—2[9]及表1—18[10]。每端軸承采用成對(duì)使用，徑向負(fù)荷Fr產(chǎn)生內(nèi)部軸向力Fa相互抵消，參照工作要求，并根據(jù)dⅠ—Ⅱ=20mm，由軸承產(chǎn)品目錄中，初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)，尺寸系列03的深溝球軸承6002[12]，其尺寸，故dⅡ—Ⅲ=dⅥ—Ⅶ=15mm 。5．鍵的校核（1）小齒輪上鍵的校核1）鍵的連接類型和尺寸，上面已經(jīng)選擇了鍵，鍵為單圓頭平。根據(jù)式（15—5[9]）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15—1[9]查得。還有些部位是長(zhǎng)期侵油潤(rùn)滑的，如閉式傳動(dòng)中的齒輪，裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿等。3． 稠油潤(rùn)滑分散的稠油潤(rùn)滑常采用旋蓋式油杯、油槍和壓注油杯，將稠油注入潤(rùn)滑點(diǎn)。經(jīng)歷了從查閱資料到設(shè)計(jì)計(jì)算再到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件分析，對(duì)于我們學(xué)機(jī)械的是必須要掌握的，尤其是想從事科學(xué)研發(fā)方面的工作的更加重要。花費(fèi)將近半個(gè)月的時(shí)間，終于完成了此次設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)。我國(guó)有些產(chǎn)品已采用稀油潤(rùn)滑。稀有潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)摩擦系數(shù)較小，因而消耗于克服摩擦力的能量較小；流動(dòng)性較好，易進(jìn)入摩擦表面的各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)；采用循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)冷卻作用好，并可將粘附在摩擦表面上的雜質(zhì)和由于研磨產(chǎn)生的金屬微粒帶走。首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖15），做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖17）。4）取小齒輪軸段直徑dⅦ—Ⅷ=5mm，做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 表5　滑動(dòng)軸承的驗(yàn)算公式及結(jié)果計(jì)算[9]滑動(dòng)軸承位置軸瓦材料許用值計(jì)算公式校核曲軸支承頸軸承ZCuAl10Fe—3連桿大端軸承ZQSn10—1連桿小端軸承ZQAl9—41．由表1 傳動(dòng)軸上的功率P1=，轉(zhuǎn)速n1=，T1=?m2．作用在齒輪上的力低速級(jí)小齒輪的節(jié)圓直徑而 (79) (80)3．初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15—3[9]，取A0=112，于是得： (81) 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，軸的結(jié)構(gòu)與裝配方案如圖15及16所示。圖14　曲軸計(jì)算簡(jiǎn)圖（純彎梁法）危險(xiǎn)截面計(jì)算：l C—C截面 曲軸材料為40Cr調(diào)質(zhì)鋼，其許用應(yīng)力，可見，曲軸強(qiáng)度滿足。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)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)。l 設(shè)計(jì)計(jì)算 (73)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=，算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù) ，取。模數(shù) （62）齒高 （63） 5）計(jì)算載荷系數(shù)。5） 由圖10—21d[9]，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極；大齒輪的接觸疲勞極限。8．計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為 （54） 9．V帶設(shè)計(jì)結(jié)果如下表所示 表2?。謳л喸O(shè)計(jì)結(jié)果槽型