【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)重量較輕、成本較低、安裝維修方便、地基較為簡單。采用下傳動的壓力機(jī)平面尺寸較大，而高度和上傳動差不多，壓力機(jī)總重量比上傳動大 10~20%，傳動系統(tǒng)置于地坑之中，不便于維修，且地坑深、基礎(chǔ)龐大，造價較高。通常在舊車間內(nèi)添置大型壓力機(jī)時，由于車間高度受到限制，采用下傳動的優(yōu)點(diǎn)才比較明顯。故本機(jī)采用上傳動。 主軸平行于壓力機(jī)正面的壓力機(jī)，曲軸和傳動軸較長，受力點(diǎn)與支撐軸承的距離比較大，受力條件比較惡劣，承受剛度小。壓力機(jī)平面尺寸較大，外形不夠美觀，故本機(jī)采用垂直于壓力機(jī)正面安放的形式。 齒輪可以放在機(jī)身之外，也可以放在機(jī)身之內(nèi)。前一種形式的齒輪工作條件差，機(jī)器外形不美觀，但安裝維修方便；后一種形式的齒輪工作條件較好，機(jī)器外形美觀，還可以將齒輪浸入油池中，這樣大大降低了齒輪的傳動噪音。所以本機(jī)的所有齒輪都置于壓力機(jī)機(jī)身的內(nèi)部。 由于雙邊傳動加工裝配比較困難，所以將齒輪傳動設(shè)計為單邊傳動。 傳動級數(shù)和各級數(shù)比分配 壓力機(jī)的傳動級數(shù)與電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘的行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)低，總速比大，傳動級數(shù)就應(yīng)該多，否則每級的速比過大，結(jié)構(gòu)不緊湊。J31250 型壓力機(jī)的行程次數(shù)為 20 次/min，在 16~28 次/min 之間，所以采用三級傳動。采用低速電動機(jī)可以減少總速比和傳動級數(shù)，但這類電動機(jī)的外形尺寸較大，成本較高，因此采用三級傳動系統(tǒng)和同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動機(jī)。 通常三角皮帶輪的速比不超過 6~8，齒輪傳動不超過 7~9，考慮到飛輪要有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，不值的緊湊，美觀和長、寬、高尺寸比例恰當(dāng)，大皮帶輪的速比定為 ，齒輪傳動的速比定為 和 。壓力機(jī)飛輪速度取 300~400r/min 左右。因為轉(zhuǎn)速太低，會使飛輪作用大大降低；轉(zhuǎn)速太高，會使飛輪軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重，造成離合器和軸承的損壞。 離合器和制動器安裝位置的確定 采用摩擦離合器時，對于具有兩級或兩級以上的壓力機(jī)，離合器可以置于轉(zhuǎn)速較低的曲軸上，也可置于中間傳動軸上。當(dāng)摩擦離合器安裝在低速軸上時，加速壓力機(jī)從動部分所需的功和離合器結(jié)合時所消耗的摩擦功都比較小，因此能量消耗較小，離合器工作條件也好。但是低速軸上的離合器需要傳遞較大的扭矩，因而結(jié)構(gòu)尺寸較大；此外，從傳動系統(tǒng)布置來看，閉式通用壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)近年來多封閉在機(jī)身內(nèi)，并用偏心齒輪，致使離合器不便安裝在偏心齒輪軸上，通常置于轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上。 行程次數(shù)較高的壓力機(jī)離合器最好安裝在曲軸上，因為這樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器工作條件也好。行程次數(shù)較低的壓力機(jī)，由于曲軸轉(zhuǎn)速較低，最后一級大齒輪的飛輪作用已不明顯。為了縮小離合器尺寸，降低制造成本，且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上，一般在飛輪軸上。故本壓力機(jī)離合器安裝在飛輪上。圖 壓力機(jī)傳動系統(tǒng)圖第 4 章 設(shè)計計算 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 J31250 型壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要有偏心齒輪、芯軸、連桿和滑塊組成。偏心齒輪的偏心徑相對于芯軸有一偏心距，相當(dāng)于曲柄半徑。芯軸兩端緊固在機(jī)身上。偏心徑在芯軸上旋轉(zhuǎn)，并通過連桿使滑塊上下運(yùn)動。 芯軸設(shè)計計算 壓力機(jī)多采用整體芯軸的形式，其優(yōu)點(diǎn)是芯軸是一個整體，剛度較好，且結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是偏心部分和連桿大端的結(jié)構(gòu)尺寸較大，故曲柄滑塊中的摩擦扭矩較大。 芯軸采用 45Cr，需經(jīng)調(diào)制處理，與偏心齒輪軸瓦配合的部分需經(jīng)磨削加工。 根據(jù)經(jīng)驗公式[3]，芯軸直徑： ????mPd 251~~~43300 ??? 取 m2 芯軸只承受彎矩，而扭矩由偏心齒輪來承受。 圖 芯軸強(qiáng)度計算簡圖 圖 為芯軸強(qiáng)度計算簡圖。偏心齒輪受到連桿的作用力 以后，分別以 及0P1P兩個集中力作用在芯軸上。由于芯軸在機(jī)身上的配合較長較緊，故可認(rèn)為兩端插入2P受集中載荷 、 作用的梁。也可視為兩端為簡支及外加反力偶 、 的簡支梁。12P AmB 由變形協(xié)調(diào)條件可知，兩端轉(zhuǎn)角為零，可寫出以下方程： （41）???????????? ???? 06636 222212EJllPEJllmEJ llBA 連立解方程： （42）????2112lllPB? （43）2212lllmA?? （44）????ABmlllPlM22122 ???? （45）llll 11211 式中： ??21301lP?? 02 1Al2l? ， ——芯軸軸瓦長度1l J31250 型曲柄壓力機(jī)偏心齒輪結(jié)構(gòu)如圖 ，計算芯軸應(yīng)力 （46）????2112llPlmB???? ml0,63 lA14028211 ? ????NmNlP 3321301 1052665?????? 33302 1974020 圖 J31250 型曲柄壓力機(jī)偏心齒輪結(jié)構(gòu)簡圖代入數(shù)字，得 mNB???5102. Mmax PamNdM53530max . ??????材料為 45Cr 鋼， ， ，故安全。????~????? 連桿及裝模高度調(diào)節(jié)裝置 壓力機(jī)的裝模高度可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同高度的模具。J31250 型壓力機(jī)使用調(diào)節(jié)連桿的長度來調(diào)節(jié)裝模高度，采用球頭式連桿機(jī)動調(diào)節(jié)。連桿是由連桿體、調(diào)節(jié)螺桿組成。調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)動是靠拔塊完成的，螺桿球頭的側(cè)面有兩個銷子，拔塊上的兩個叉口叉在銷子上，拔塊旋轉(zhuǎn)，螺桿即旋轉(zhuǎn)。拔塊是由蝸輪蝸桿由調(diào)節(jié)電動機(jī)驅(qū)動，開動電動機(jī)即可調(diào)節(jié)裝模高度。 球頭式連桿結(jié)構(gòu)緊湊，壓力機(jī)高度可以降低，但連桿中的調(diào)節(jié)螺桿容易彎曲，球頭加工難度大，需用專門設(shè)備。裝模高度調(diào)節(jié)裝置中滑塊調(diào)整時運(yùn)動速度在 20~95mm/min 范圍變動，一般40~60mm/min 較好。 圖 J31250 壓力機(jī)連桿 連桿常用鑄鋼 ZG35 和鑄鐵 HT200 制造。球頭式連桿中的調(diào)節(jié)螺桿常用 45 鋼鍛造，調(diào)制處理，球頭表面淬火，硬度 HRC42。圖 球頭式連桿的連連桿尺寸連桿主要尺寸： ????~ ~~.1? ??取 ????ddB .. ?取 16? m6.~.14.~.~ ??取 md50????dB ??取 2 md .91~.12.~.~ ??取 m?螺紋最小工作高度： ????dH368~24013.~~510??取 ?連桿長度： mL1520強(qiáng)度校核：調(diào)節(jié)螺桿的強(qiáng)度： PadPFy 52320min0 ?????——連桿上作用力0P——調(diào)節(jié)螺桿的最小截面積minF——許用壓縮應(yīng)力??y?Pa5108?? 故安全y?調(diào)節(jié)螺紋的強(qiáng)度：????PammNhHdsP523201 1067064.... ?????????——螺距s——螺紋的外徑0d——螺紋的內(nèi)徑1——螺紋的最小工作高度Hh——螺紋牙根處的高度??Pa5107???稍大于 ，可以使用。 調(diào)節(jié)電動機(jī)容量選擇 在裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，電動機(jī)容量按照帶動滑塊的重量所做的功來考慮，即 （47）????gmN21??——滑塊部件重量1——模具重量2g——重力加速度——滑塊調(diào)整速度?——調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中傳動的總效率? （48）54321?——滑塊與導(dǎo)軌摩擦的效率——調(diào)節(jié)螺桿的傳動效率，與螺桿形狀及螺桿的螺紋升角 有關(guān)2 ?——蝸輪與套筒的摩擦效率3?——蝸輪傳動效率4——齒輪與皮帶的傳動效率5 對于 J31250 型壓力機(jī) ，? smm/??? ???????omsddas ????????? 查表Y 系列三項異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)（《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 ） ，為使總傳動比較小，傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，故選 Y132S8 型電機(jī)，額定功率為 ，同步轉(zhuǎn)速為750r/min，滿載轉(zhuǎn)速為 710r/min。查表得電動機(jī)中心高 H=132mm，外伸軸段。mED803??NT?????md 38~~.~?查表選 HL3 聯(lián)軸器 32 82GB501485。? 滑塊與導(dǎo)軌 滑塊是一個箱形結(jié)構(gòu)，上端與連桿連接，下部安裝在模具的上端，沿機(jī)身軌道上下運(yùn)動。為了保證滑塊底面和工作臺上平面的平行度，保證滑塊運(yùn)動方向與工作臺的垂直度，滑塊的導(dǎo)向面與地平面垂直。導(dǎo)軌和滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)保持一定的間隙，而且能進(jìn)行調(diào)整。 閉式單點(diǎn)壓力機(jī)滑塊的高度與寬度的比值約為 ~。本壓力機(jī)滑塊高度 h 和寬度 b 分別取 h=1225mm，b=950mm ， 符合。. ???bh是鑄鐵 HT200 和稀土球鐵，導(dǎo)軌面的材料是鑄鐵 HT200。對于單點(diǎn)壓力機(jī)，滑塊單純受壓縮，故不進(jìn)行強(qiáng)度計算。 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 比較同類型的壓力機(jī)，取 J31250 型壓力機(jī)渦輪蝸桿的傳動比 i=85，蝸桿模數(shù)m=5，蝸桿的直徑系數(shù) q=12。 取蝸桿頭數(shù) ，渦輪齒數(shù)1?z 85112??iz 齒形角 02?蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 3839。4251arctnrt01??qz? 蝸桿分度圓直徑 md6521? 蝸輪分度圓直徑 z482 中心矩 ???蝸桿各部分尺寸： 齒頂高 mha51?? 齒根高 ????cf ??? 齒高 fa611? 齒頂圓直徑 mhda7051? 齒根圓直徑 ff 486201 ??? 蝸桿軸向齒距 mPx .? 蝸桿導(dǎo)程 pzT7151? 蝸桿齒寬 ????mb . ???????蝸輪各部分尺寸： 齒頂高 mxha122 ?? 齒根高 ????cf ????? 齒高 fa6522? 分度圓直徑 mzd48? 齒頂圓直徑 mhaa 352212 ?? 齒根圓直徑 ff 165?? 蝸桿旋轉(zhuǎn)部分長度 ???? ???蝸輪輪緣寬度 ?? 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 低速級齒輪的設(shè)計 低速級齒輪由小齒輪和偏心齒輪組成，由經(jīng)驗類比，其傳動比為 ，理想公稱扭矩為 。mNMt ???51048.閉式傳動，懸臂布置，如圖 所示。圖 齒輪示意圖材料選擇 小齒輪材料選用 40Cr 鋼，調(diào)制處理，齒面硬度 241~286HBS。大齒輪材料選用 40鋼，調(diào)制處理，齒面硬度 217~286HBS。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ??81 ????hjLn 782 查表得 ， ，取 ， ，.min??LVR 按齒面硬度 280HBS 和 250HBS，查圖[1]516（b）得 21lim/730NH??22li/690H?由式[1]529 計算許用接觸應(yīng)力 ?? 21min1l1 / ???? 22in2l2 /6...?按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小齒輪轉(zhuǎn)矩 1T mNi ???? 初取 ，取 ，查表知 ，減速傳動，1?ZKt ?2/?。.5iu ??H計算中心距 a ???????????????????????? 取中心距 a=940mm。估算模數(shù) ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=18mm。??~.~7.?齒數(shù) ，取 ； ????uaz 61?z ，取 。 92齒輪分度圓直徑 mzd81?zd493182?齒輪齒頂圓直徑 mhaa 324121 ????ha 708672 ?????齒輪基圓直徑 db ??db ?圓周速度smnv /???? 查表，選齒輪精度為 8 級。驗算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 按電機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，查表[1]53，取 ?AK 按 8 級精度和 ，取smvz /279680/?? 015.?v 齒寬 mab376940.???? 按 ，低速級軸的剛度較大，取128/376/1d 13.??K 由表知 .?K 計算載荷系數(shù) .?????KvA計算端面重合度 ?? 齒頂壓力角011 . ??abd? ????? ?. ?? ???????zz 故可用。 ????Z計算齒面接觸應(yīng)力 ??22 721/??? ???????? 故安全。校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 按 ， 查圖 [1]514 得 ， ， ，16?z932 ?? ??? 查圖[1]514 得 ，2lim/NF??22lim/0NF?? ， ， ，計算許用彎曲應(yīng)力 ?? 21min1l1 / ?????22in2l2 /..6TF計算齒根彎曲應(yīng)力 ??212 71 /??? ?????故安全。 ??221212 /?