【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /1460rn? ，伺服電機(jī)功率為1KW。由于伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速是周期性變化的，當(dāng)工作在高速?zèng)_壓 120r/min模式下時(shí)，周期 sT ? ，轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： )( d e g /60t720c o s1440n 00 s）（高 ?? 。轉(zhuǎn)速曲線圖如圖。當(dāng)在低速模壓 10r/min模式下時(shí)，周期 s6T? ，轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：))(d e g /60s in (120 stn ??低 。轉(zhuǎn)速曲線圖如圖 。 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 高速?zèng)_壓時(shí)伺服電器轉(zhuǎn)速 圖 低速模壓時(shí)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比分配 如圖 3所示，假設(shè) 57 2zz ? 34 2zz ? 12 3zz ? 12 ?r 則可得 257H7557 ????? zzi HH ?? ?? 則 H???? 22 7H5 ??? 2457H 22 ????? ????? 由于壓力機(jī)工作模式可調(diào)：即高速?zèng)_壓 120r/min，低速模壓 10r/min。當(dāng)在高速?zèng)_中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè) 壓模式下工作時(shí)，即 min/120H r?? 時(shí)，而 2? 平均值為 0 ，則r / m i n1 2 02m i n/60 434 ??? ??? 可得r ，而常速電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1460r/min，則變速箱的傳動(dòng)比為 3。當(dāng)在低速?zèng)_壓模式下工作時(shí)，即 min/10H r?? 時(shí)，而 2? 的平均值為 0，則m i n/r102m in/5 434 ??? ??? 可得r ，而常速電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1460r/min，則變速箱的傳動(dòng)比為 36。所以在選擇變速箱時(shí)要求變速箱的傳動(dòng)比值有 36,3 21 ?? ii 兩個(gè)傳動(dòng)比。 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為使齒輪、軸等各部件滿足強(qiáng)度和剛度要求，則在計(jì)算時(shí)假設(shè)壓力機(jī)工作在低速模壓 10r/min工作模式下。 差動(dòng)輪系齒輪的設(shè)計(jì) 壓力機(jī)一般為機(jī)床類，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB1009588),并且選用變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，并且太陽(yáng)輪采用變位 齒輪。差動(dòng)輪系結(jié)構(gòu)中行星輪的個(gè)數(shù)為 3，并且取行星輪間的載荷分配不均衡系數(shù)為 ?pk 。且差動(dòng)輪系齒輪材料為 onr MMC20 ，滲碳淬火，彎曲強(qiáng)度 MPa1079b ?? ，則許用應(yīng)力： M P a2 6 2 801 0 7 ]n[ ][ b ?????? FF ??。 考慮到截面尺寸較大的影響，取 MPaF 240][ ?? 。 由于 57 2zz ? 而 657 2zzz ?? 則 657 42 zzz ?? 假設(shè)齒輪齒 數(shù) 246?z 485?z 967?z 在低速模壓時(shí)差動(dòng)輪系的輸出轉(zhuǎn)矩： 0 4 0610 Nnp ??????????輸 則行星輪 6z 的轉(zhuǎn)矩 mTT .p6 ????? 輸 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè) 假設(shè)齒輪齒寬系數(shù) 1?bd 根據(jù) 246?z ，查圖 512線圖得齒形系數(shù) ?FY 則齒輪 6的分度圓直徑 mmYd kzd FFb 5 12 7 4 01 9 8 92][T2 333 666 ??? ?????? ? 則模數(shù) 7m, 66 ???? 取zdm 。 則齒輪 5的分度圓直徑 mmmzd 33648755 ???? 齒輪 6的分度圓直徑 mmmzd 16824766 ???? 齒輪 7的分度圓直徑 mmmzd 67296777 ???? 齒輪寬 mmdd b 1 6 81 6 81B 6 ???? 太陽(yáng)輪的變位系數(shù) ?ax ，其中齒頂高變動(dòng)系數(shù) ??y 。 軸 1的設(shè)計(jì) 軸 1的結(jié)構(gòu)圖如圖 ： 圖 軸 1示意圖 軸的最小直徑 mmnpAd 330m i n ???? 取 mmd 55min ? 則 mmdd 5571 ?? mml 960 ? mml 1686 ? mmd 58d 62 ?? mmll 3051 ?? 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) mmdd 6053 ?? mmll 2242 ?? mmd 655 ? mml 3343 ? 軸的材料選用 45鋼。 曲軸的設(shè)計(jì) 曲柄壓力機(jī)中，常見(jiàn)的曲軸有三種型式，即曲軸、曲拐軸和偏心軸。曲軸為壓力機(jī)的重要零件，受力復(fù)雜，故制造條件要求較高，一般用 45號(hào)鋼鍛制而成。鍛比一般取 。有些中大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛制，如 40Cr， 37SiMn2MoV、 18CrMnNoV，鍛比需要大于 3，對(duì)于小型壓力機(jī)的曲軸，國(guó)內(nèi)有些制造廠用球磨鑄鐵 QT60— 2鑄造。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)調(diào)質(zhì)處理，有時(shí)還要在兩端切割試件進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。對(duì)于大型曲軸，有時(shí)在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以該 善淬透性，提高機(jī)械性能，曲軸支承頸和曲柄頸（或曲拐頸）需加以精車或磨光，為了延長(zhǎng)曲軸壽命，在各軸頸特別是圓角處，最好用滾子碾壓強(qiáng)化。 （ 1）圖 圖 曲軸示意圖 曲軸有關(guān)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式如下： 支承頸直徑 )(P)5~(0 mmgd ? gP 為公稱壓力（ KN） 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè) 曲柄頸直徑 0)~( ddA ? 支承頸長(zhǎng)度 00 )~( dL ? 曲柄兩臂外側(cè)面間的長(zhǎng)度 0q ~ ）（? 曲柄頸長(zhǎng)度 0a ~ ）（? 圓角半徑 0)~( dr ? 曲柄臂寬度 0)~( da ? 由于 ，KN1000Pg ? 工作行程 mm500S? 則取 mmd 1500 ? mmdA 210? mm270L0 ? mm390Lq ? mm240La ? mmr 12? mm240a? mm25025002SR ??? （ 2）曲軸的強(qiáng)度校核 曲軸強(qiáng)度計(jì)算存在不少問(wèn)題， 過(guò)去所沿用的方法與實(shí)際情況相差較大，有些在計(jì)算上亦感繁瑣?，F(xiàn)只介紹一種較精確校核的計(jì)算方法，這種方法對(duì)載荷和支承做了一些簡(jiǎn)化，如圖 8所示簡(jiǎn)化模型。 對(duì)載荷的簡(jiǎn)化： 1）齒輪對(duì)曲軸的作用力比連桿對(duì)它的作用力小得多，可忽略不計(jì)；2）連桿對(duì)曲軸的作用力近似看成等于公稱壓力 ,并分別作用在距離曲柄臂處。 對(duì)支承的簡(jiǎn)化：兩支承也是在距離曲柄臂處 2r處，簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁。 危險(xiǎn)截面： C— C（曲柄頸中點(diǎn)處）， B— B（右側(cè)曲柄臂右端面）。 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 曲軸強(qiáng)度校核簡(jiǎn)圖（純彎梁法） 危險(xiǎn)截面計(jì)算： ? CC截面 M P ad PrLLAga 0 0 02 1 )1282 4 03 9 0(41)8(41 33q ???????????? 曲軸材料為 40Cr調(diào)質(zhì)鋼，其許用應(yīng)力 [? ]= MPa200~140 ,可見(jiàn) ][??? 曲軸強(qiáng)度滿足。 ? BB截面 公稱當(dāng)量力臂 ]d)1[(21)2s i n2( s i n 0B ?????? ddRm Aggg ?????? 中北大 學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) ] 1 0)[(2140s i n2 i n50 00 ??????????? ）（ ? M P adm gg 148)1090( 333330m a x ??? ????? ??? 曲軸材料為 40Cr調(diào)質(zhì)鋼，其許用切應(yīng)力 [? ]= MPa150~100 ,曲軸滿足剪切要求。 曲軸危險(xiǎn)截面的應(yīng)力均在許用應(yīng)力范圍之類，滿足強(qiáng)度要求。 曲軸軸承的設(shè)計(jì) 由于曲軸有特大沖擊與振動(dòng)，徑向空間尺寸受到限制，必須剖分安裝，而滑動(dòng)軸承正具有這些特點(diǎn)，承受沖擊載荷的能力較強(qiáng)，主要用于曲軸的主軸承，連桿小端支承等，故選擇對(duì)開(kāi)式徑向滑動(dòng)軸承。其標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn) JB/T25611991。 作用在滑動(dòng)軸承上的壓強(qiáng)iiildPpi ? 式中 ip 為某軸承上的壓強(qiáng)（ Pa） iP 為作用在軸承上的力（ N） id 為軸承直徑（ m） il 為軸承長(zhǎng)度（ m） 曲軸軸承的強(qiáng)度 M P aldPpg 105002 33 3000 ????????? 由于壓力機(jī)轉(zhuǎn)速不高所以不用核驗(yàn) pv值， p為軸承壓強(qiáng)， v是軸對(duì)軸承的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度。所以選擇滑動(dòng)軸承材料 ZZnAl(鋅鋁合金 )其許用壓強(qiáng)為 20MPa。 連桿的設(shè)計(jì) 連桿是壓力機(jī)上最重要的受力零件之一，這里使用曲柄軸用連桿。為了使連桿在結(jié)構(gòu)輕巧的條件下有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般多用精選含碳量的優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu) 45模鍛。合金鋼有較高的綜合機(jī)械性能，但當(dāng)存在主生應(yīng)力集中的因素時(shí)，它的疲勞強(qiáng)度急劇下降，甚至低到與碳素鋼不相上下。所以合金鋼連桿的形狀設(shè)計(jì)，過(guò)渡圓滑性，毛坯表面質(zhì)量等，必須給以更多的注意，才能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)材料的潛力。連桿縱向斷面內(nèi)宏觀金相組中北大 學(xué) 2