【正文】 一般的情況下，尤其是對(duì)于通用壓力機(jī)而言。其公式如下： （213） (a) (b) (c) (d) (e)圖29 曲軸受力簡(jiǎn)圖及球頭的結(jié)構(gòu)示意圖 為了計(jì)算的方便，可以將公式（213）轉(zhuǎn)化為如下的公式形式 （214） (215)在公式中ml被稱(chēng)作為理想當(dāng)量力臂。再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，連桿AB為平面運(yùn)動(dòng)，ωAB、ωBA可以從下面的推導(dǎo)關(guān)系中求得，連桿的運(yùn)動(dòng)速度圖如圖28。而本次設(shè)計(jì)主要型式就是曲軸式壓力機(jī)。 支承頸直徑 =130mm 曲柄頸直徑 =180mm 支承頸長(zhǎng)度 =220mm 曲柄兩臂外側(cè)側(cè)面間的長(zhǎng)度 =338mm 曲柄頸長(zhǎng)度 =220mm 圓角半徑 =10mm曲柄臂寬度（或直徑） =240mm曲柄臂高度 h=280mm 通過(guò)上述經(jīng)驗(yàn)公式得出的尺寸參數(shù)，來(lái)對(duì)曲軸進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核。所以當(dāng)量摩擦臂可以簡(jiǎn)化成本設(shè)計(jì)的壓力機(jī)屬于開(kāi)式壓力機(jī)，故μ=。假設(shè)連桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)余弦定理公式（24）分析可求出解得連桿的長(zhǎng)度L=650mm故連桿系數(shù) λ=R/L=65/650=通過(guò)上一小節(jié)對(duì)曲軸的相應(yīng)尺寸的估算，可以得知d0=130mm、lq=338mm、la=220mm、dA=180mm、r=10mm、dB=120mm、公稱(chēng)壓力角αg=30o、連桿系數(shù)λ=（32）和（34）中。如圖35所示連桿和裝模高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，這種裝模結(jié)構(gòu)中的連桿是由連桿蓋連桿2和球頭調(diào)節(jié)螺桿3等零件組成。 連桿的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)槭菃吸c(diǎn)壓力機(jī)，故kN ： （1）球頭式調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)下表31；表31 球頭式連桿的連桿及螺桿估算尺寸計(jì)算部位代號(hào)經(jīng)驗(yàn)公式系數(shù)選擇估算尺寸（mm）調(diào)節(jié)螺桿部位12010090120連桿體部位186（螺紋最小調(diào)節(jié)高度） 200 （2）確定連桿長(zhǎng)度 確定連桿長(zhǎng)度時(shí)，通常應(yīng)根據(jù)壓力機(jī)的工作特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)型式，精度和剛度要求等因素全面綜合考慮。 經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐驗(yàn)證，可以把螺紋看成是受到P0大小作用力在螺紋中徑處的懸臂梁的模型，所以螺母的螺紋牙根處的最大彎曲應(yīng)力σ為公式中 Mω為螺紋根部的彎矩； W為螺紋根部的截面系數(shù)。 調(diào)節(jié)螺桿的計(jì)算模型及相關(guān)計(jì)算公式 本設(shè)計(jì)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1中P為由滑塊傳遞給螺桿的工作載荷。 （a） （b）圖38 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)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(rùn)滑良好，散熱容易，具有良好的剛度和強(qiáng)度，裝拆也很方便。軸瓦兩端的凸緣用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向定位，周向定位采用銷(xiāo)，也可以根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的定位方式。本設(shè)計(jì)采用V型導(dǎo)軌，如圖41所示。對(duì)于中型壓力機(jī)來(lái)說(shuō)，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。通過(guò)常規(guī)的純受壓的問(wèn)題來(lái)計(jì)算過(guò)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(shí)習(xí)搜集的尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)也是安全可靠的。圖42 直接建模后的滑塊模型 在對(duì)滑塊進(jìn)行有限元模擬分析時(shí), 由于滑塊是形狀規(guī)則的箱體類(lèi)零件, 具有規(guī)則的形狀、較大的尺寸（與同一臺(tái)壓力機(jī)的其他零件相比）等特點(diǎn)。 圖46 滑塊變形云圖結(jié)論本設(shè)計(jì)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(jì)。在設(shè)計(jì)期間，劉老師認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)著組內(nèi)的每一個(gè)學(xué)生。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，劉老師帶領(lǐng)我們隊(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行詳細(xì)分析，并定期舉行組內(nèi)討論會(huì)，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行集中指導(dǎo)，畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)順利完成。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。根據(jù)滑塊的結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn), 以有限元計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量、求解時(shí)間及精度等為基本尺度, 在滑塊建模時(shí), 因其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜, 做了一些簡(jiǎn)化, 這些簡(jiǎn)化是以不影響滑塊的靜力學(xué)特性為前提的?；瑝K的強(qiáng)度分析是曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),對(duì)于這方面已有很多人做過(guò)研究計(jì)算。導(dǎo)軌滑動(dòng)面的材料一般也是采用鑄鐵HT200進(jìn)行制造，然而對(duì)于一些速度高，偏心載荷大的則會(huì)選用鑄造青銅ZQZn663或者是鑄造黃銅ZHZn5822來(lái)制造生產(chǎn)。并且為了保證滑塊的運(yùn)動(dòng)精度，滑塊的導(dǎo)向面必須足夠長(zhǎng)，因此滑塊的高度也應(yīng)該做的足夠高。 連桿大端支承的滑動(dòng)軸承的壓強(qiáng)校核與材料選用本次設(shè)計(jì)的J2380開(kāi)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(chēng)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(shū)籍得出，選用鑄錫鋅鉛青銅（ZQSn663）作為連桿大端支承的滑動(dòng)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(dòng)軸承的材料。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。按如公式下式進(jìn)行計(jì)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(guò)渡部位直徑d計(jì)算(與螺桿螺紋小徑大小相近）， 即 I=πd4/64； L可取L3=0時(shí)螺桿的工作長(zhǎng)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(duì)曲柄壓力機(jī)中的螺桿,取 [S]=4～8。在調(diào)節(jié)裝模高度時(shí) ，當(dāng)螺桿上部懸空段L3。n=H/S，H為螺紋的最小工作高度。假設(shè)連桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)余弦定理公式（24）分析可求出解得連桿的長(zhǎng)度 L=Lmin=650mm 因?yàn)樯蟼鲃?dòng)壓力機(jī)在工作狀態(tài)下運(yùn)行的時(shí)候，連桿僅受到壓力的作用，直徑最小的截面即為危險(xiǎn)截面。通過(guò)借助扳手或用鐵棍撥動(dòng)棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)球頭螺桿進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，就可以改變連桿長(zhǎng)度，從而改變壓力機(jī)的封閉裝模高度[16]?？梢哉J(rèn)為d0=130mm、 lq=338mm、la=220mm、dA=180mm、r=10mm尺寸估算是合理的。所以可求出許用應(yīng)力為Mpa經(jīng)過(guò)大量生產(chǎn)實(shí)踐，通常取 Mpa， 而許用剪應(yīng)力 Mpa， 通常選用 Mpa。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(jiǎn)化化成兩個(gè)作用在曲柄頸的集中力，但是考慮軸瓦的磨損等因素，兩個(gè)集中力將作用在距離曲柄臂2r（r為圓弧半徑）的位置，兩個(gè)支承也支承在曲柄臂外側(cè)2r的位置，并且因?yàn)辇X輪對(duì)曲軸的作用力相對(duì)于連桿對(duì)其的作用很小，因此可以忽略齒輪對(duì)其的作用力；連桿對(duì)曲軸的作用力近似等于公稱(chēng)壓力Pg，而且分別以一半的公稱(chēng)壓力作用于連桿軸瓦的兩側(cè)，受力分析如圖32。對(duì)于一些中大型的壓力機(jī)的曲軸，有些采用合金鋼進(jìn)行鍛制，采用40Cr、37SiMn2MoV和18CrMnMoB等合金鋼材料，但是此時(shí)的鍛比需要大于3。通過(guò)圖28中的速度三角形，可以求解出vBA的表達(dá)式。 在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的摩擦主要發(fā)生在這個(gè)四個(gè)地方：滑塊與導(dǎo)軌面之間的摩擦，詳見(jiàn)圖26c。 在忽略摩擦的因素影響下，所求得的扭矩為理想扭矩。為此，需要求出滑塊的加速度，即滑塊速度對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)。在α=0o時(shí)，v=0；角增大時(shí)v隨之變大增大；但在α=75o~90o之間時(shí)，v的變化很小，=90o曲柄轉(zhuǎn)角的滑塊的速度當(dāng)作最大速度，用vmax表示。） 已知曲柄半徑R和連桿系數(shù)時(shí),便可從上式中求出對(duì)應(yīng)于的不同α角的s值。調(diào)節(jié)螺桿和連桿體合起來(lái)叫連桿，調(diào)節(jié)螺桿可以改變連桿的長(zhǎng)度，這種連桿稱(chēng)為長(zhǎng)度可變連桿，借此調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度。前者應(yīng)用比較廣泛，后者則主要是以人為動(dòng)力的機(jī)械中應(yīng)用較多。冷擠壓機(jī)一般是立式的，特點(diǎn)是剛度好，導(dǎo)向精度高，工作壓力大，工作臺(tái)面小，工作行程長(zhǎng)。每次行程完畢，回轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置，完成一道工序。 1)雙動(dòng)拉深壓力機(jī):它有內(nèi)、外兩個(gè)滑塊,用于杯形件的拉深成形。 （1）按機(jī)身結(jié)構(gòu)型式分：有開(kāi)式和閉式兩類(lèi)。當(dāng)裝棋高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時(shí)，裝模高度達(dá)最大值，稱(chēng)為最大裝模高度。在型譜中，通用壓力機(jī)一般公稱(chēng)壓力為主要參數(shù)，其他的技術(shù)參數(shù)為基本參數(shù)[24]。機(jī)械壓力機(jī)的操作分為連續(xù)、單次行程和寸動(dòng)（微動(dòng)），大多數(shù)是通過(guò)控制離合器和制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有些大工作面的機(jī)械壓力機(jī)為了使滑塊的底面受力更加地均勻和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，通常會(huì)采用雙點(diǎn)或四點(diǎn)的，也就是說(shuō)會(huì)采用兩個(gè)或是四個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 （2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：包括齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。并且向著高精度和高速度的方向發(fā)展，例如美國(guó)明斯特公司已生產(chǎn)了250kN2000次/min的超高速壓力機(jī)[19]、[20]。因此，鍛壓機(jī)械在這種形勢(shì)下得到了各個(gè)國(guó)家的足夠的重視，再由于二十世紀(jì)前期，汽車(chē)工業(yè)的崛起，曲柄壓力機(jī)及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速的發(fā)展，鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占比重也越來(lái)越大[1]。在工業(yè)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來(lái)越多，壓力越來(lái)越大，質(zhì)量及可靠性要求也越來(lái)越高。上模14裝在滑塊上，下模16裝在工作臺(tái)17上。]。短時(shí)間內(nèi)的最大的功率比平均的功率要大十幾倍以上，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中都設(shè)置有飛輪，能使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，而且飛輪具有蓄能的作用。為保證設(shè)備安全，常在壓力機(jī)上裝設(shè)過(guò)載保護(hù)裝置。如果行程比較長(zhǎng)的話，則能生產(chǎn)高度較高的零件，曲柄壓力機(jī)的通用性就會(huì)比較大。它的大小直接影響所安裝的模具的平面尺寸以及壓力機(jī)平面輪廓的大小。機(jī)身呈C形，前、左、右