【正文】 大端多為剖式，小端通過柱銷與調(diào)節(jié)螺桿聯(lián)結(jié)。 mm () 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 28 抗扭截面系數(shù) ： TW = 3d =102400 3mm () 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 ： ? ?7 .9 7TT M P aW??? ? ? () 根據(jù)經(jīng)驗公式： ? ? ? ?0. 7 0. 7 16 3 11 4 M P a??? ? ? ? () 故該軸在截面 AA 的強度 是 足夠的，由第三章附錄可知，鍵槽的的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小 ，所以只需驗算剪應(yīng)力即可。這三個力交與一點 B，組成一個平衡的匯交力系，根據(jù)力平衡的原理，從力的三角形中可以求得力 1p 、N、 ABp 之間關(guān)系： ` N= 1N ptg?? 由（ ）式知 sin sin? ? ?? 當(dāng) ? = 090 ， ? 達到最大值，如取 ? =， ? = 090 時， 1728? ??? 。 精度高的壓力機能延長模具壽命，所生產(chǎn)的沖壓件的質(zhì)量也好。對壓力機來說靜態(tài)等級是個主要因素，但壓力機的剛性也是一個不可忽視的重要因素，這就是壓力機的強度問題。常用壓力機的技術(shù) 參數(shù)可查閱相關(guān)手冊。應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來考慮。壓力的大小隨 滑塊下滑的位置不同，也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而 不同，如 圖 中曲線 1所示。機身首先要滿足剛度、強度條件，有利于減振降噪，保證壓力機的工作穩(wěn)定性。過去多用曲柄連桿機構(gòu) ,為提高剛性多已改用雙滑塊式和楔式。 閉式壓力機： 機身呈框架形（圖 [閉式壓力 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 5 圖 機 ]），機身前后敞開，剛性好，精度高，工作臺面的尺寸較大，適用于壓制大型零件，公稱工作力多為 1600～ 60000 千牛。 機械壓力機 的 載荷 是沖擊性的，即在一個工作周期內(nèi)鍛壓工作的時間很短。 數(shù)控 壓力機的發(fā)展已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。它們對制造技術(shù)提出了更新、更高的要求，推動了包括金屬板材成形設(shè)備在內(nèi)的制造裝備的持續(xù)向前發(fā)展。湖南科技大學(xué)本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） I 曲柄壓力機偏心機構(gòu)設(shè)計 摘要 中文摘要 鍛壓 機械是為實現(xiàn)鍛壓工藝服務(wù)的。金屬板材成形設(shè)備的范圍很廣。進入新世紀(jì)后，仍然有新的發(fā)展，并不斷完善。短時的最大功率比平均功率大十幾倍以上，因此在傳動系統(tǒng)中都設(shè)置有飛輪。冷擠壓 熱模鍛和雙動拉深等重型壓力機都使用閉式機身。雙滑塊式結(jié)構(gòu)較簡單，重量輕；楔式結(jié)構(gòu)支承面積大，但傳動效率低。 動力傳動系統(tǒng) 動力傳動系統(tǒng)由電動機、傳動裝置（齒輪傳動或帶傳動）以及飛輪組成，其中電動機和飛輪是動力部件。 壓力機的公稱壓力 我國規(guī)定滑塊下滑到距下極點某一特定的距離 Sp （此距離稱為公稱壓力行程，隨壓力機不同此距離也不同，如 JC2340 規(guī)定為 7mm,JA31400 規(guī)定為 13mm，一般約為（ ～ ）滑塊行程）或曲柄旋轉(zhuǎn)到距下極點某一特定角度α （此角度稱為公稱壓力角，隨壓力機不同公稱壓力角也不相同）時，所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機的公稱壓力。 (4）工作臺面尺寸 工作臺面長、寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，并每邊留出 60～ 100mm，以便于安裝固定模具用的螺栓 、墊鐵和壓板。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 11 過載保護裝置 。 壓力機通過沖模對材料施加超過屈服點的足夠壓力，在公稱壓力下壓力機雖然不破壞，但是床身的伸長和工作臺的撓度等各部位彈性變形對沖壓加工也有很大影響。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 14 第二章 曲柄壓力機總體方案的設(shè)計 本設(shè)計采用的設(shè)計類型為開式單點。一般曲柄壓力機 ? ＜ ，負(fù)載達到公稱壓力時曲柄轉(zhuǎn)角 ? 僅為 30 左右，因此曲柄壓力機負(fù)荷最重時 ?角遠小于 1728?? ，可以認(rèn)為 cos? =1,tg? = sin? =? sin? ,則上面兩式就變?yōu)椋? ABp 187。 齒輪的設(shè)計 選擇齒輪類型、精度等級、材料及其齒輪 （ 1） 傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動 （ 2） 柄壓力機為一般工作機器，速度不高，故選擇 7 級精度 （ 3） 料的選擇 ，由 《機械設(shè)計》 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）按齒面接觸強度計算設(shè)計 由計算公式 ? ? 211 Et dHk tT Zidi??????? ???? () tk 在 ~ 之間，現(xiàn)在 tk 為 =，《機械設(shè)計》教材表 106 查得 Ez = ,由 《機械設(shè)計》教材 圖 10— 21d 查得小齒輪接觸疲勞強度lim1H? =600Mpa。 連桿類型的選擇 對以上兩種連桿類型的比較，為實現(xiàn)連桿長度可調(diào)，現(xiàn)選擇球頭式連桿，湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 33 軸瓦材料為 ZcuSn10Pb1,連桿體材料為灰鑄鐵（ HT200）。 B、 柱銷式連桿 柱銷式連桿是長度不可調(diào)連桿，連桿體多為工字型截面。 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??? ??? ? ???? () 危險截面的剪應(yīng)力計算 AA面 ： 只需驗算剪應(yīng)力即可 截面 AA上的扭矩： T = 239550000Pn =816225N 電動機功率的確定 ()gN KP KN? () 630 ( )KN??? 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 16 （ K 為系數(shù)，取 ，gP為壓力機公稱壓力，單位為 KN） 根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》 電機的選擇，附錄九附表 91，因為本設(shè)計采用二級傳動（第一級為帶傳動，第二級為齒輪傳動），故電機的同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min,即查得電機相應(yīng)參數(shù)為： 電機型號： Y160M— 6 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速： n=970r/min 起動轉(zhuǎn)矩 T= 電動機軸伸出端直徑 d=42 電動機軸伸出端安裝尺寸 110mm 電動機中心高度 160mm 電動機外形尺寸長 ? 寬 ? 高 =600? 325? 335 傳動比的計算與分配 根據(jù)滿載轉(zhuǎn)速和滑塊行程次數(shù)得總傳動比 i 970 ?? () 第一級為帶傳動 1 ? 1(2 4)i?? 第二級為齒輪傳動 2i = 2(3 5)i?? （ 1）主要由偏心連桿和滑塊組成的工作機構(gòu) （ 2）由電動機、皮帶輪、皮帶、飛輪等組成傳動系統(tǒng) （ 3） 制動器、離合器和機身等 曲柄壓力機傳動原理圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 17 ⅡⅠ 曲柄壓力機傳動原理圖 圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（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??? （ ） 因為 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)二項多項式公式將 221 Sin??? 展開， 由于一般 ? 小于 ，展開后取前二項已經(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，100 5022B SSR? ? ? ?， ? 的近似值一般 在 ~，常用 ? ? ，現(xiàn)在取 ? =， 即? = 50 5000 .1 0 .1RRLL ? ? ? ? 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 19 圖 ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? 按照微分原理，對位移 BS 對時間 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 ? ，雖然壓力機在工作行程時，曲柄的角速度會減慢，但是由于這個變化小，在計算滑塊速度時候，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 ： 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 20 B? 0 .1 0 5 ( si n si n 2 )2nR ????? （ mm/s） 、連桿和滑塊的受力 在進行強度計算前，確定機構(gòu)中主要零件所受的力，忽略摩擦和零件本身的重量時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)軌對滑塊的約束反力。即使一般的沖裁，超過其能力 80%時，就不能保證模具間隙的均勻。 壓力機的精度等級 壓力機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，可按日本 JIS壓力機靜態(tài)精度指標(biāo)規(guī)定劃分為特級、 1 級、 2 級、 3 級。所以在實用上為： HminH１＋ 10≤H≤Hmax H１－ 5