【文章內(nèi)容簡介】 3 6 150 2529 關鍵點 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 滑塊運動工藝曲線與時間的關系 令 t?? ? ?????? ????? )2c os1(41)c os1( ttRs ??? ?????? ?? ttRv ???? 2s in2s in ? ?ttRa ???? 2c o sc o s2? ? ?? N=360/ g? =16 時間步長 ?t=60/(nN)，關鍵點為位移 S=Sg=13， S=0 表 6 位移數(shù)據(jù) 單位： mm 時間 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 時間 位移曲線圖 時間步長 ?t=6/n2， 關鍵點為 位移 S=Sg=10 ， 速度為 0 點 和最大值點 表 7 速度數(shù)據(jù) 單位： mm?s1 時間 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 時間 速度曲線圖 時間步長 ?t=6/n2，關鍵點為加速度為 0 點 和最大值點 表 8 加速度數(shù)據(jù) 單位： mm?s2 時間 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 時間 加速度曲線圖 27 4 伺服曲柄壓力機負載曲線設計分析 曲柄、連桿與滑塊 曲柄連桿滑塊機構(gòu)受力分析如圖 41。 ωβαF ABALBFDFn 圖 41 曲柄連桿滑塊 機構(gòu)受力分析圖 圖中， ABF 為連桿作用力， Q 為導軌作用力， F 為負載的作用力， ? 為連桿的長度系數(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， ?? ，且通用壓力機的 ? 一般小于 ?30 ， 28 對應的 ?cos 大于 ，故上式可化簡為 FFAB? （ 45） ??sinFQ ? （ 46） 曲軸受轉(zhuǎn)矩： 由轉(zhuǎn)矩公式： M = lF? 得 ODFM ABL .? （ OD 為曲柄相對于旋轉(zhuǎn)中心的力矩） 由機械簡圖和三角公式可得：? ? ? ??????? 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） 由于曲軸強度有限，不能承載無限大的彎矩，所以現(xiàn)定義一臨界角（標稱壓力角 g? ），在此點能承受的 工件變形抗力稱為標稱壓力 gF ?????? ?? ggggL RFM ??? 2s in2s in 令 ?????? ?? ??? 2s in2s inRm L LL mFM .? 許用負載公式 12s in2s in??????? ?? ???RMF gL （ 411） 考慮摩擦 （ 412） ? ??OBAggggqggqdddRFmFM?????? ?????????? )1(21)2s i n2( s i n 29 針對 250 噸曲柄壓力機， 標稱壓力 Fg： 2500KN 曲柄半徑 R： 標稱壓力行程 gS ： 13mm 連桿長度 L: 1575mm(由 L=R/?, ??) 標稱壓力角： 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， N)2 ( 1 ????? ? ?=60176。時， )2 3( 1 ????? ? ? =90176。時， )( 5163900F 1 ????? ? 根據(jù) g??? 時， gFF? 30 g??? 時，? ?? ?)2s in2(s in2s in2s in????????????? ??RFFggg 許用負荷圖如下 圖 18 許用負荷圖 在額定行程次數(shù)下，可把滑塊的運動與受力綜合為圖 15。 圖 15 角度、位移 滑塊速度、加速度、許用負荷圖 31 5 伺服曲柄壓力機電機功率設計分析 伺服曲柄壓力機的能量設計分析 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 度的電機工作循環(huán)下電機功率 P： ????? kKP? 選用 Y200L26 型電機 22kW。 伺服電機功率 考慮伺服曲柄壓力機，無離合器，電機在曲軸轉(zhuǎn) 角 180 度范圍內(nèi)儲能，考慮開關磁阻電機具備起動轉(zhuǎn)矩 2 倍以上的過載能力，設計電機功率為 45kW。 電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與壓力機負載扭矩的關系 ： 壓力機負載扭矩： )s in22s in(RFMggggL ??? ?? )(3?? ?????? k 曲軸動力轉(zhuǎn)矩 ?/PM? =45000/= 曲軸動力轉(zhuǎn)矩是負載轉(zhuǎn)矩的 ?gLn MM / ?163900/ %左右。 考慮摩擦，曲軸動力 轉(zhuǎn)矩是負載轉(zhuǎn)矩的 320210/ =%左右。 001 hFhhF gg ??????????ggFFh,0快速型31 gF? 32 曲柄連桿機構(gòu)增力效果大于 10 倍。 選定電機 選擇開關磁阻伺服電機，型號： ,額定功率 110KW，額定轉(zhuǎn)速750r/min，額定轉(zhuǎn)矩 1401 mN?。 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 1）、總傳動比 ?i 為 25205000 ???? gnni （式 61） 式中，0n為電機額定轉(zhuǎn)速；gn為滑塊行程次數(shù)。 2）、分配傳動比 ???? ? iii （式 62） 式中， ?i為 帶傳動的傳動比， ??i為齒輪傳動的傳動比。 選 ??i ， ???i 3.、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1）、各軸的轉(zhuǎn)速 電機軸 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 工作情況系數(shù) 查表得 AK= 計算功率 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 為帶傳動的滑動率；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)、 計算帶長 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 mmaaDL 2m?????? ???? ? （式 611） 基準長度 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） 傳動比 104500n21 ??? ni 帶根數(shù) 查表得 P=, Δ P=， ?k=， Lk=。 )( )( ???????? LC kkPP PZ ?, （式 615）