鍛壓機(jī)間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 09:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 混 合 驅(qū) 動(dòng) 的 雙 自 由 度 的 多 桿 可 控 機(jī) 構(gòu) 。 該 機(jī) 構(gòu) 既 可 實(shí) 現(xiàn)滑 塊 的 低 速 鍛 沖 動(dòng) 作 及 滑 塊 給 定 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 ， 也 可 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 在 無(wú) 離 合 器與 制 動(dòng) 器 時(shí) 滑 塊 停 在 任 意 給 定 行 程 位 置 和 滑 塊 行 程 自 動(dòng) 可 調(diào) ， 值 得 進(jìn) 一 步研 究 和 推 廣 應(yīng) 用 。 設(shè) 計(jì) 方 案 的 可 行 性 分 析 和 預(yù) 期 目 標(biāo)機(jī) 械 壓 力 機(jī) 是 通 過(guò) 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 將 電 動(dòng) 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 為 滑 塊 的 直 線往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 對(duì) 坯 料 進(jìn) 行 成 形 加 工 的 鍛 壓 機(jī) 械 。 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 動(dòng) 作 平 穩(wěn) ,工 作 可靠 ,廣 泛 用 于 沖 壓 、 擠 壓 、 模 鍛 和 粉 末 冶 金 等 工 藝 。本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 為 鍛 壓 機(jī) 的 間 歇 傳 動(dòng) 箱 ， 其 工 作 原 理 為 ： 由 電 動(dòng) 機(jī) 通過(guò) 三 角 皮 帶 驅(qū) 動(dòng) 大 皮 帶 輪 （ 通 常 兼 作 飛 輪 ） ,經(jīng) 過(guò) 弧 面 凸 輪 和 離 合 器 帶 動(dòng) 分度 盤(pán) ,驅(qū) 動(dòng) 曲 軸 使 滑 塊 和 凸 模 直 線 下 行 。 鍛 壓 工 作 完 成 后 滑 塊 回 程 上 行 ,離合 器 脫 開(kāi) ， 同 時(shí) 制 動(dòng) 器 接 通 ， 使 滑 塊 停 止 在 上 止 點(diǎn) 附 近 。 為 了 實(shí) 現(xiàn) 間 歇 傳 動(dòng) ， 需 要 采 用 空 間 弧 面 凸 輪 和 分 度 盤(pán) ， 即 凸 輪 每 旋 轉(zhuǎn) 一轉(zhuǎn) 只 有 一 定 的 角 度 參 加 工 作 。機(jī)械壓力機(jī)的載荷是沖擊性的，即在一個(gè)工作周期內(nèi)鍛壓工作的時(shí)間很短。短時(shí)的最大功率比平均功率大十幾倍以上，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中需設(shè)置飛輪。按平均功率選用的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，積蓄動(dòng)能。凸模接觸坯料開(kāi)始鍛壓工作后，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動(dòng)能進(jìn)行補(bǔ)償。鍛壓工作完成后，飛輪再次加速積蓄動(dòng)能，以備下次使用。 機(jī)械壓力機(jī)上的離合器與制動(dòng)器之間設(shè)有連鎖裝置,以保證離合器接合前制動(dòng)器一定松開(kāi),制動(dòng)器制動(dòng)前離合器一定脫開(kāi)。機(jī)械壓力機(jī)的操作分為連續(xù)、單次行程和微動(dòng)，通過(guò)控制離合器和制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 計(jì) 方 案 的 技 術(shù) 參 數(shù)根據(jù)機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn) JB139574，選用標(biāo)稱(chēng)壓力 Fg=63KN，固定行程 S=50mm,行程次數(shù) 的技術(shù)。min/60次?n 動(dòng) 機(jī) 的 選 用機(jī)械壓力機(jī)的載荷是沖擊性的，即在一個(gè)工作周期內(nèi)鍛壓工作的時(shí)間很短。短時(shí)的最大功率比平均功率大十幾倍以上，為了避免浪費(fèi)，在傳動(dòng)系統(tǒng)中按平均功率選用電動(dòng)機(jī)。為了滿足短時(shí)大功率的需求，需設(shè)儲(chǔ)能元件。本課題選用飛輪做儲(chǔ)能元件。當(dāng)飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，積蓄動(dòng)能。開(kāi)始鍛壓工作后，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動(dòng)能進(jìn)行補(bǔ)償。鍛壓工作完成后，飛輪再次加速積蓄動(dòng)能，以備下次使用。具體計(jì)算過(guò)程如下 [1]：工作過(guò)程的平均功率為： m WWtP ????// 7654321工件變形功： JFhFggg 63*.*.00 ??拉伸墊工作功： JS58//2工作行程摩擦消耗能量： 工作行程彈性變形消耗能量： *2/14??? 空程消耗能量： J635 單次行程，滑塊停頓，飛輪空轉(zhuǎn)消耗能量： JtN05.)(106?單次行程，離合器接合消耗能量： ?由以上數(shù)據(jù)求出平均功率： wPm65?電動(dòng)機(jī)所需功率： wPkPmm1064798*)(????所以，選用 Y90S4 電動(dòng)機(jī)，P=, n=1400r/min 輪 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 輪 的 計(jì) 算 方 法傳動(dòng)系統(tǒng)中需要設(shè)置飛輪，所以大帶輪還具有飛輪的功能。具體計(jì)算方法如下 [2]：計(jì)算功率： *.??選擇帶型：選 Z 型帶確定帶輪基準(zhǔn)直徑： md801驗(yàn)算帶速： ,/*6SnV???因?yàn)?525,所以帶速合適.確定大帶輪基準(zhǔn)直徑： mid250,2408312 圓 整 為初定中心距： ma0?帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度： ??.10,)(2/ 01210 laddl dd ?????? 取?實(shí)際中心距： mla 23/.00 ????? 驗(yàn)算小帶輪上的包角： 00001 138/.57*)(812 ???d計(jì)算單根 V 帶的額定功率： kwkPlar *)()(0 ??????計(jì)算 V 帶的根數(shù)： .4,../2/ 根取rcaPz計(jì)算壓軸力：???? NFzp 3962/18sin*534/sin*2 01mi0min ???? 輪 的 材 料 選 用帶輪材料為 HT200 輪 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)大、小帶輪均為腹板式帶輪厚度： mB50?飛輪直徑: =172mm4 243211 )/(*3BwwdD?????)/7(, 帶 輪 連 接 件 的 選 用a、鍵的選用根據(jù)工作情況選擇圓頭平鍵。由連接件所在軸段的軸 d=20mm查表得：鍵的寬度 b=16mm, 鍵的高度 h=6mm。 由輪轂的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列表?。烘I長(zhǎng) L=45mmb、鍵的強(qiáng)度校核因?yàn)槠芥I的連接強(qiáng)度為：，*43/*2103 ??kldTp? 6X45GB/T10962022圖 小帶輪圖 大帶輪 面 凸 輪 及 分 度 盤(pán) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算傳動(dòng)系統(tǒng)的間歇傳動(dòng)靠空間弧面凸輪和分度盤(pán)實(shí)現(xiàn)。弧面凸輪分為運(yùn)動(dòng)角度、靜止角度，即凸輪每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)只有一定的角度參加工作。弧面凸輪和分度盤(pán)合稱(chēng)弧面凸輪分度器。弧面凸輪分度器是輸入軸上的弧面共軛凸輪與輸出軸上的分度輪無(wú)間隙垂直嚙合的傳動(dòng)裝置。弧面凸輪輪廓面的曲線段驅(qū)使分度輪轉(zhuǎn)位，直線段使分度輪靜止，并定位自鎖。通過(guò)該機(jī)構(gòu)將連續(xù)的輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇式的輸出運(yùn)動(dòng)。依靠這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)鍛壓機(jī)的間歇傳動(dòng)。 面 凸 輪 及 分 度 盤(pán) 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) 計(jì) 算 [4]凸輪角速度： = =301nw??49?凸輪分轉(zhuǎn)角： 8f?凸輪停歇角： 000 86??fd凸輪角位移： 1?凸輪和分度盤(pán)分度期時(shí)間： Swtff ????凸輪和分度盤(pán)停歇期時(shí)間： ttfd )/2(1?凸輪分度廓線旋向及旋向系數(shù)：選用左旋，p=+1凸輪分度廓線頭數(shù)：選用雙頭，H=2分度盤(pán)分度數(shù)：I=3分度盤(pán)滾子數(shù)：Z=HI=6分度盤(pán)分度期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選用變正弦加速度：當(dāng) 時(shí)：810?T ??Ts??4sin/??? )4cos1(/Tv?????當(dāng) 時(shí)：8/7/1?T )]3/42sin(/92[4Ts ???? )]3/4cos(31[4/Tv?????當(dāng) 時(shí)：18/7? )4sin/4(Ts????? )4cos1(/v?????分度盤(pán)分度期轉(zhuǎn)位角： 0002363?If?分度盤(pán)分度期角位移： Sfi1分度盤(pán)分度期角速度： 9/8/2Vtwff??分度盤(pán)與凸輪在分度期的角速比： 3/2/412 vv??分度盤(pán)與凸輪在分度期的最大角速比： ??.*min2?w動(dòng)停比：k= 49/3/?dft 面 凸 輪 及 分 度 盤(pán) 主 要 幾 何 尺 寸 計(jì) 算中心距 ：c=100mm 許用壓力角 ： ???045?分度盤(pán)節(jié)圓半徑： ????.245tan/]tan[mx122 cmwcRp ?????取 .462mp 弧面凸輪節(jié)圓半徑： ccpp46021? 分度盤(pán)上滾子夾角： 00/3/6??zz?滾子半徑： )sin()(2?Rpr ?取 cmRr14?滾子高度： ,*).().( ??rb取 b=16cm.滾子頂部與凸輪間隙：e=()b=()*16= 取 e=4cm.相對(duì)兩滾子頂部距離： .10864*20 cmbRHp??? 相對(duì)兩滾子底部距離： i 7?凸輪定位環(huán)側(cè)面長(zhǎng)度： h=b+e=16+4=20cm凸輪頂弧面半徑： ????cmRcRbRrpc 42,???????? 取?凸輪寬度 L： )/sin()/(2zpe?)/os(zrelL??59L 取 L=75cm 面 凸 輪 的 結(jié) 構(gòu) 圖圖 弧面凸輪 合 器 及 制 動(dòng) 器 的 選 用機(jī)械壓力機(jī)的操作分為連續(xù)工作、單次行程工作和微動(dòng)工作，這些動(dòng)作是通過(guò)控制離合
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