【文章內(nèi)容簡介】 所消耗的能量。 4A — 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量。 5A — 壓力機構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量。 6A — 單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量。 7A — 單次行程離合器接合所消耗的能量。 8A — 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量。 下面分別敘述各項能量的計算。 工作變形功 1A 對不同的沖 壓工藝，在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。 1A = 0?gP 式中 gP — 壓力機公稱壓力 ,KN 0? — 板料厚度 ,mm 經(jīng)驗公式，對慢速壓力機 0? = mm 所以 JJA 5 9 34 0 0 03 1 ????? 氣墊工作功 2A 無氣墊壓緊裝置，所以 2A 為 0。 效率η １３ 工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量 3A 實際機器的曲柄滑塊機構(gòu)運動副之間，存在著摩擦。電動機在拖動曲柄滑塊機構(gòu)運動時，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時，曲柄滑塊機構(gòu)摩擦所消耗的能量 3A ，建議按下式計算： ggPmA ?? ? 式中， ?m — 曲柄滑塊機構(gòu)的摩擦當量力臂（ mm）， mm? ? gP — 壓力機公稱壓力（ kN ）。 g? — 公稱壓力角（176。）， 30g? ??； JJA 7 0304 0 0 8 ?????? ? 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量 4A 完成工序時，壓力機受力系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形是封閉高度增加，受力零件儲藏變形位能對于沖裁工序?qū)⒁鹉芰繐p耗，損耗的多少與壓力機剛度、被沖裁的零件材料性質(zhì)等有關(guān)。從偏于安全出發(fā)損耗的能量 4A 可按下式計算： 2/4 cgYPA ? J 式中 cY — 壓力機總的垂直剛度（ mm ）。 Hgc CPY /? (mm ) HC — 壓力機垂直剛度 ,對于開式壓力機 400 /HC kN mm? 。 JJCPA Hg 2021002 4002224 ???? 壓力機構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量 5A 壓力機空行程中能量消耗與壓力機零件結(jié)構(gòu)尺寸、表面加工質(zhì)量、潤滑情況、皮帶拉緊程度、制動器調(diào)整情況等有關(guān)。通過實驗。通用壓力機連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機額定功率的 10 35%? 。 當壓力機的公稱壓力為 400KN 時，推薦的空行程消耗能量為 500J 。 單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量 6A 根據(jù)試驗，壓力機飛輪空轉(zhuǎn)時電動機所消耗的功率約為壓力機額定功率的 １４ %30%6 ? ,剛性離合器一般安置在曲軸上，且常用滑動軸承。所以，對于具有剛性離合器的開式曲柄壓力機，此值偏高。 飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量nCNA n 1)11(6 12 0 0 66 ?? 6N — 飛輪空轉(zhuǎn)消耗的功率。按推經(jīng)驗薦取值為 。 n— 壓力機行程次數(shù)。 nC — 行程利用系數(shù)， ?nC 。 所以 JA 801) 1( ?????? 行程利 用系數(shù) 壓力機行程次數(shù) 15 20～ 40 40～ 70 70～ 100 200～ 500 行程利用系數(shù) n C ～ ～ ～ ～ ～ 單次行程離合器接合所消耗的能量 7A 離合器為剛性離合器，不消耗能量。 7A 為 0。 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的 能量 8A 在傳遞能量時，皮帶、齒輪等中間環(huán)節(jié)因存在摩擦而引起能量損耗。中間環(huán)節(jié)所消耗的能量 8A ，可按下式近似計算： ))(1( 74321218 AAAAAA ?????? ?? 式中 1A — 工件變形功。 2A — 氣墊工作功，即壓邊時所需的功。 3A — 工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量。 4A — 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量。 7A — 單次行程離合器接合所消耗的 能量。 1? — 考慮到齒輪傳動的效率。 zhch ??? ??1 ，其中： ch? — 齒輪嚙合效率； １５ zh? — 一對軸承傳動的效率。 2? — 考慮到皮帶傳動的效率。 zhch ??? ??1 ，其中： pi? — 皮帶效率； sh?— 一對軸承傳動的效率。 JA )()(8 ??????????? 該設計壓力機沒有拉伸墊裝置，具有剛性離合器的通用開式曲柄壓力機。 按單次行程工作方式計算： 7654321 AAAAAAAA ??????? + 8A 2 3 9 7 35 0 02 0 7 5 9 3 ????????? 二、飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算 電動機選定后，設計飛輪。這時有兩個假設： 工作行程時所需能量全部由飛輪供應。 工序結(jié)束時，電機軸負載扭矩達到最大值，但不大于電機最大允許轉(zhuǎn)矩。 實際上，沖壓時電動機放出一部分能量，所以飛輪轉(zhuǎn)動慣量應按下式計算： 2(1 )360g ofneAJC? ???? 2kgm 式中 0A — 工作行程時所需能量 JAAAAA 7 5 42 0 7 5 9 343210 ????????? e? — 電動機在額定轉(zhuǎn)速下飛輪的角速度 39。30 1 ????? in ee ?? srad/ ? — 飛輪轉(zhuǎn)速相對波動情況的轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) 39。2 ( )e piK S S???? 其中 39。K — 實際電機系數(shù)， 202239。 ??? dedPPK； eS — 電機額定轉(zhuǎn)差率， ? ； １６ piS — 電機軸到飛輪軸用三角皮帶傳動時，三角皮帶的當量滑動系數(shù)， ? ； ? — 修正系數(shù)， ?? 。 )( ??????? g? —— 公稱壓力角（176。）； n C —— 壓力機行程次數(shù)利用系數(shù)（ % ） )(2 ??????fJ 2kgm 三 、飛輪尺寸計算 根 據(jù)求得的折算到飛輪軸上的轉(zhuǎn)動慣量 fJ 設計飛輪。曲柄壓力機上，一般飛輪形狀如圖 1— 1所示，圖中： Ⅰ是輪緣部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 J? ； Ⅱ是輪輻部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 J?? 。 Ⅲ是輪轂部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 J??? 。 飛輪外徑 2D 由小皮帶輪和速比決定， 由第三章已知 mmD 7502 ? ，輪緣部分寬度 mmB 110? 。 飛輪本身的轉(zhuǎn)動慣量 fJ J J J? ?? ???? ? ? ?，其中輪緣部分是主要的， J? 要比 J?? 、J??? 大的多。故在近似計算中只考慮 J? 更趨于安全。 ? ?221 2 3 /8J m D D? ?? 而 ? ?221 2 3 /4m B D D???? 所以 mmmBJDD 4 344 423 ????? ????? ??? 式中 ? —— 金屬密度（ 2kgm ），對鑄鋼： 10 /kg m? ?? 。 １７ 圖 1— 2 四、飛輪輪緣線速度驗算 飛輪是回轉(zhuǎn)體，為避免回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生壞裂，必須驗算輪緣線速度 fv ： smnD fff / 0 22 ??????? ??? ??v 式中： fD —— 飛輪最大直徑； fn —— 飛輪轉(zhuǎn)速； ??v —— 許用線速度，對鑄鋼飛輪 ? ? 40v m s? 。 第二章 機械傳動系統(tǒng) 第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 一、傳動系統(tǒng)類型 開式曲柄壓力機的傳動系統(tǒng)由皮帶傳動、齒輪傳動、軸和 軸承等組成。 按傳動級數(shù)，傳動系統(tǒng)可分為一級傳動、二級傳動、三級傳動和四級傳動。BLdDDDⅠⅡⅢ423 １８ 四級傳動很少采用。 按曲軸的布置形式，傳動系統(tǒng)又可以分為垂直于壓力機正面布置和平行于壓力機正面布置。 二、傳動系統(tǒng)的布置方式 曲柄壓力機傳動系統(tǒng)的布置，應使機器便于制造、安裝和維修，同時結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。 開式曲柄壓力機傳動系統(tǒng)布置主要包括以下四方面： 傳動系統(tǒng)的位置 開式曲柄壓力機大多采用上傳到，很少采用下傳動。 上傳動壓力機與下傳動壓力機相比，優(yōu)點是： （ 1） 重量較輕，成本低。 （ 2） 安裝和維修較方便。 （ 3） 地基較簡單。 上傳動的缺點是壓力機地面高度較大，運行不夠平穩(wěn)?，F(xiàn)在通用壓力機多數(shù)為上傳動。 曲軸的布置方式 曲軸分為橫放和縱放兩種布置方式。 采用曲拐軸的開式曲柄壓力機，曲拐軸是縱放的，傳動零件如飛輪、齒輪等置于壓力機背面。 采用曲軸時，曲軸橫放的形式應用很普遍。這種形式的傳動系統(tǒng)，傳動零件分置于壓力機兩側(cè)，制造、安裝和維修都比較方便。近年來，曲軸縱放的形式得到應用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是，曲軸可以縮短，剛度有所提高，全部傳動零件封閉在機身內(nèi)部，潤滑良好，外形美觀。但制造、維修不及前者方便。 最后一級齒輪傳 動的形式 最后一級齒輪傳動可采用單邊驅(qū)動或雙邊驅(qū)動。單邊驅(qū)動制造和安裝都較方便，但齒輪模數(shù)和外形尺寸較大。雙邊驅(qū)動可以縮小齒輪的尺寸，但制造和安裝較困難。 齒輪的開式安放和閉式安放 齒輪有安放于機身之外和機身之內(nèi)兩種情況，齒輪放于機身之外稱為開式安放，齒輪放于機身之內(nèi)稱為閉式安放。閉式安放的齒輪工作條件較好，外形較美觀；如果齒輪安放在油池之內(nèi)，則可大大降低齒輪傳動的噪音，但安裝的維修不方便。大型壓力機多采用閉式安放。開式安放 １９ 的齒輪工作條件惡劣，傳動噪音大，污染環(huán)境。 三、離合器和制動器的位置 通用壓力機的離合器有剛性離合器和摩擦離合器兩種。 對于單級傳動的壓力機，由于剛性離合器不宜在高速下工作，所以離合器和制動器只能安置在曲軸上。 摩擦離合器與飛輪通常安裝在同一傳動軸上，制動器的位置和離合器同軸。對于多級傳動的壓力機，摩擦離合器可以安裝在低速軸上，也可以安裝在高速軸上。摩擦離合器安裝在低速軸上，接合時消耗的摩擦能量小，離合器磨損小。但是低速軸的扭矩大，要增大離合器的尺寸。另外，由于通用壓力機的傳動系統(tǒng)大多封閉在機身內(nèi)，不便于離合器的安裝和調(diào)整，也不便于散熱，所以摩擦離合器一般安裝在轉(zhuǎn)速較高的 傳動軸上。此時，由于所需傳遞扭矩小，壓力機結(jié)構(gòu)比較緊湊，但是主動部分和從動部分的初速度相差太大，對傳動系統(tǒng)沖擊大，摩擦損耗也較大。 四、傳動級數(shù)和各級傳動比的分配 傳動級數(shù)的選取主要與以下三方面有關(guān)： 滑塊每分鐘行程次數(shù) 每分鐘行程次數(shù)高，總傳動比小，傳動級數(shù)少；每分鐘行程次數(shù)低，總傳動比大，傳動級數(shù)多。 壓力機做工的能力 一級傳動的曲柄壓力機，飛輪裝置在曲軸上，轉(zhuǎn)速與滑塊每分鐘行程次數(shù)相同，而飛輪結(jié)構(gòu)尺寸又不可能太大，飛輪所能釋放的能量因此受到限制。所以，在同樣公稱壓力下，一級傳動的曲柄壓力機 做工的能力，要比二級和二級以上傳動的曲柄壓力機低。 對機器結(jié)構(gòu)緊湊性的要求 當傳動級數(shù)較少，每級傳動比較大時，由于小皮帶輪和小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸不能過小，致使大皮帶輪和大齒輪外形龐大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以設計中，用增加傳動級數(shù)或采用雙邊齒輪傳動的方法，來縮小傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 各級傳動比分配應恰當，使傳動系統(tǒng)得到合理布置，不僅安裝維修方便，而且結(jié)構(gòu)緊湊美觀。一般，三角皮帶傳動的傳動比不超過 6～ 8，齒輪傳動比不超 ２０ 過 7～ ，還應使飛輪有適當轉(zhuǎn)速。飛輪轉(zhuǎn)速過低，外形尺寸增大；過高，飛輪軸上的離合器和軸承 工作條件惡化。開式曲柄壓力機飛輪的轉(zhuǎn)速通常在 240～ 470轉(zhuǎn) /分之間。 第二節(jié) 三角皮帶傳動設計 上述計算得出 JG23— 40 型開式曲柄壓力機的電動機功率為 22KW ，轉(zhuǎn)速為1470 轉(zhuǎn) /分，三角皮帶傳動比為 i= 確定計算功率 cP 由《機械設計》表 5— 8查的工作情況系數(shù) AK = 由式（ 5— 21） cP = AK P? = 22KW =