【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3 6 150 2529 關(guān)鍵點(diǎn) Sg=13 2749 7 160 2806 8 170 2979 9 180 0 0 3037 10 210 2529 11 240 1243 12 270 13 300 1519 14 330 2253 15 360 0 2485 圖 311 角度、位移 速度曲線圖 22 圖 312 角度、位移 加速度曲線圖 圖 313 角度、位移 速度范圍圖 圖 314 角度、位移 加速度范圍圖 23 滑塊運(yùn)動(dòng)工藝曲線與時(shí)間的關(guān)系 令 t?? ? ?????? ????? )2c os1(41)c os1( ttRs ??? ?????? ?? ttRv ???? 2s in2s in ? ?ttRa ???? 2c o sc o s2? ? ?? N=360/ g? =16 時(shí)間步長(zhǎng) ?t=60/(nN)，關(guān)鍵點(diǎn)為位移 S=Sg=13， S=0 表 6 位移數(shù)據(jù) 單位： mm 時(shí)間 t n1=10 n2=15 ng=20 n 3=30 n 4=40 0 1?t 2?t 3?t 4?t 5?t 6?t 7?t 8?t 0 0 0 0 0 9?t 10?t 11?t 12?t 13?t 14?t 15?t 16?t 24 圖 315 時(shí)間 位移曲線圖 時(shí)間步長(zhǎng) ?t=6/n2， 關(guān)鍵點(diǎn)為 位移 S=Sg=10 ， 速度為 0 點(diǎn) 和最大值點(diǎn) 表 7 速度數(shù)據(jù) 單位： mm?s1 時(shí)間 t n1=10 n2=15 ng=20 n 3=30 n 4=40 0 0 0 0 0 0 1?t 2?t 3?t 4?t 5?t 6?t 7?t 8?t 9?t 10?t 11?t 12?t 13?t 14?t 15?t 16?t 0 25 圖 316 時(shí)間 速度曲線圖 時(shí)間步長(zhǎng) ?t=6/n2，關(guān)鍵點(diǎn)為加速度為 0 點(diǎn) 和最大值點(diǎn) 表 8 加速度數(shù)據(jù) 單位： mm?s2 時(shí)間 t n1=10 n2=15 ng=20 n 3=30 n 4=40 0 1398 2485 1?t 1325 2356 2?t 1098 1953 3?t 1253 4?t 5?t 6?t 1096 1950 7?t 1543 2745 8?t 1708 3037 9?t 1546 2748 10?t 1101 1957 11?t 12?t 13?t 1247 14?t 1096 1949 15?t 1324 2354 16?t 1398 2485 26 圖 317 時(shí)間 加速度曲線圖 27 4 伺服曲柄壓力機(jī)負(fù)載曲線設(shè)計(jì)分析 曲柄、連桿與滑塊 曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)受力分析如圖 41。 ωβαF ABALBFDFn 圖 41 曲柄連桿滑塊 機(jī)構(gòu)受力分析圖 圖中， ABF 為連桿作用力， Q 為導(dǎo)軌作用力， F 為負(fù)載的作用力， ? 為連桿的長(zhǎng)度系數(shù)， ? 為曲柄轉(zhuǎn)角。 連桿與滑塊的受力分析 由圖 41 受力分析： mamg ??? ?c o sFF AB （ 41） 0??FFAB （ 42） ?cosFFAB ? （ 43） ?tanFQ? （ 44） 在一般情況下， ?? ，且通用壓力機(jī)的 ? 一般小于 ?30 ， 28 對(duì)應(yīng)的 ?cos 大于 ，故上式可化簡(jiǎn)為 FFAB? （ 45） ??sinFQ ? （ 46） 曲軸受轉(zhuǎn)矩： 由轉(zhuǎn)矩公式： M = lF? 得 ODFM ABL .? （ OD 為曲柄相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的力矩） 由機(jī)械簡(jiǎn)圖和三角公式可得：? ? ? ??????? s i nc o sc o ss i ns i n ???? RROD （ 47） 其中： 1cos ?? FFAB? （ 48） ??? sinsin ? ? ? ?????? ????? ??????? 2s i n2s i nc oss i ns i n RROD （ 49） 所以 ?????? ?? ??? 2s i n2s i nFRM L （ 410） 由于曲軸強(qiáng)度有限，不能承載無(wú)限大的彎矩，所以現(xiàn)定義一臨界角（標(biāo)稱(chēng)壓力角 g? ），在此點(diǎn)能承受的 工件變形抗力稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)壓力 gF ?????? ?? ggggL RFM ??? 2s in2s in 令 ?????? ?? ??? 2s in2s inRm L LL mFM .? 許用負(fù)載公式 12s in2s in??????? ?? ???RMF gL （ 411） 考慮摩擦 （ 412） ? ??OBAggggqggqdddRFmFM?????? ?????????? )1(21)2s i n2( s i n 29 針對(duì) 250 噸曲柄壓力機(jī)， 標(biāo)稱(chēng)壓力 Fg： 2500KN 曲柄半徑 R： 標(biāo)稱(chēng)壓力行程 gS ： 13mm 連桿長(zhǎng)度 L: 1575mm(由 L=R/?, ??) 標(biāo)稱(chēng)壓力角： 9 2 4 )2 R ( R L)(Rc o s222g ??????ggSLSLR? ? ??? 根據(jù)許用扭矩的公式： 許用扭矩（不計(jì)摩擦）的公式： )s in22s in(RFM ggggL ??? ?? 代入數(shù)據(jù)： )s in22s in(RFM ggggL ??? ?? )(3?? ?????? k 許用壓力 1gL )s in22s in (RMF ??? ??? ? =30176。時(shí)， N)2 ( 1 ????? ? ?=60176。時(shí)， )2 3( 1 ????? ? ? =90176。時(shí)， )( 5163900F 1 ????? ? 根據(jù) g??? 時(shí)， gFF? 30 g??? 時(shí)，? ?? ?)2s in2(s in2s in2s in????????????? ??RFFggg 許用負(fù)荷圖如下 圖 18 許用負(fù)荷圖 在額定行程次數(shù)下，可把滑塊的運(yùn)動(dòng)與受力綜合為圖 15。 圖 15 角度、位移 滑塊速度、加速度、許用負(fù)荷圖 31 5 伺服曲柄壓力機(jī)電機(jī)功率設(shè)計(jì)分析 伺服曲柄壓力機(jī)的能量設(shè)計(jì)分析 最大有效能量 0A ： 210 AAA ?? 1A 為工件變形功 。 2A 為拉深墊工作功 一般工況下， kJ16J15 750 10 ?? ???? 工作能量?1AAE ??=16/= 工作功率 162060nAA / tP 10 ?????? ? 360 度的電機(jī)工作循環(huán)下電機(jī)功率 P： ????? kKP? 選用 Y200L26 型電機(jī) 22kW。 伺服電機(jī)功率 考慮伺服曲柄壓力機(jī)，無(wú)離合器，電機(jī)在曲軸轉(zhuǎn) 角 180 度范圍內(nèi)儲(chǔ)能，考慮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具備起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 2 倍以上的過(guò)載能力，設(shè)計(jì)電機(jī)功率為 45kW。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與壓力機(jī)負(fù)載扭矩的關(guān)系 ： 壓力機(jī)負(fù)載扭矩： )s in22s in(RFMggggL ??? ?? )(3?? ?????? k 曲軸動(dòng)力轉(zhuǎn)矩 ?/PM? =45000/= 曲軸動(dòng)力轉(zhuǎn)矩是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的 ?gLn MM / ?163900/ %左右。 考慮摩擦，曲軸動(dòng)力 轉(zhuǎn)矩是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的 320210/ =%左右。 001 hFhhF gg ??????????ggFFh,0快速型31 gF? 32 曲柄連桿機(jī)構(gòu)增力效果大于 10 倍。 選定電機(jī) 選擇開(kāi)關(guān)磁阻伺服電機(jī)，型號(hào)： ,額定功率 110KW，額定轉(zhuǎn)速750r/min，額定轉(zhuǎn)矩 1401 mN?。 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 1）、總傳動(dòng)比 ?i 為 25205000 ???? gnni （式 61） 式中，0n為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；gn為滑塊行程次數(shù)。 2）、分配傳動(dòng)比 ???? ? iii （式 62） 式中， ?i為 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比， ??i為齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 選 ??i ， ???i 3.、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）、各軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸 m in5000 rn ? （式 63） I軸 m rinn ???? （式 64） II軸 m in20 rinn ?? ?????? （式 65） （ 1）、定 V帶的型號(hào) 工作情況系數(shù) 查表得 AK= 計(jì)算功率 KWPKP AC ????? （式 66） 選擇 25J 型窄 V帶 小輪直徑 查表得 1D=315mm 33 大帶輪直徑 500315%)11(nn)1(2112????????? DD ? （式 67） 式中， ε 為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率；n為小帶輪轉(zhuǎn)速； 2n 為大帶輪轉(zhuǎn)速。 查表 選 2D =1500mm 大帶輪轉(zhuǎn)速 r/ m i n1041500 500315%)11(D n)1(n 2 112 ????????? D? （式 68） (2)、 計(jì)算帶長(zhǎng) 0 72/)3 1 51 5 0 0(2/21m ????? ）（ DDD （式 69） )3151 5 0 0(2/)( 21 ?????? DD （式 610） 初取中心距 a=1250mm 帶長(zhǎng) mmaaDL 2m?????? ???? ? （式 611） 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查表得 dL=5690mm （ 3）、 中心距 和包角 mmDLDLa mm)(414 8)(4142222??????????????? ?? （式 612） 小輪包角 ?????????????? 315150018060180 121 a DD? （式 613） （ 4）、求帶的根數(shù) 帶速 smnDV 11 ?? ????? ? （式 614） 傳動(dòng)比 104500n21 ??? ni 帶根數(shù) 查表得 P=, Δ P=， ?k=， Lk=。 )( )( ???????? LC kkPP PZ ?, （式 615）