【導讀】壓力機是一種結構精巧的通用性設備，它具有用途廣泛，生產(chǎn)效率高等特點，壓力機可分螺旋壓力機、液壓機和曲柄壓力機三大類。伸和成型等工序，廣泛用于國防、航空、汽車、電機、電器等行業(yè)中。旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對坯料進行成形加工的鍛壓機械。力機動作平穩(wěn),工作可靠,廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。數(shù)可分為單動、雙動和三動壓力機。的研究主題，希望通過本次課程設計能夠運用PBL對曲柄壓力機有更深入的認識，通過實際測量、設計與建模來鞏固專業(yè)基礎，提高解決問題的能力。率指標，同時也是設計壓力機重要依據(jù)。曲柄壓力機的基本參數(shù)如下：。某一特定距離或曲柄轉角時，滑塊允許的最大作用力。

　　

【正文】 連桿的形式 連桿由連桿體及球頭調節(jié)螺桿組成，直接用扳手搬動調節(jié)螺桿的方式改變二者的相對位置，可以改變連桿長度，從而改變壓力機的裝模高度。球頭式可調連桿加工簡單、裝配、調整、維修容易，結構緊湊，連桿系數(shù)小，滑塊導軌所受側壓力及曲軸所受扭矩也較小。 ? ?? ?球頭式連桿： 球頭式連桿 球頭式連桿尺寸經(jīng)驗公式 符號 推薦尺寸 mm 實際尺寸 mm 140 100 90 95 170 H 190 連桿用鑄鐵 HT200 制造，經(jīng)正火，調節(jié)螺桿用 45 號鋼調質處理，球頭表面淬火，硬度 HRC40— 45，螺桿采用三角形普通螺紋。 連桿的校核 連桿的計算簡圖如圖 連桿計算簡圖 連桿受到壓應力及彎曲應力的聯(lián)合作用。 危險截面 A— A 處的合成應力由下式計算： ? ?nwrH ???? ??? Pa Bd gP)( ?0d Bd)( ?2d 0)( d?3d Bd)( ?4d 0)( d?0)( d?式中： r? — 危險截面壓力 (Pa)其中 Agr FP /?? gP — 壓力機公稱壓力 (KN) AF — 危險截面 A— A 截面積 (mm ) w? — 危險截面彎曲應力 (Pa)其中 AAw WM /?? AW — 危險截面的截面模數(shù) (m )對圓形截面 dW? AM — 危險截面彎矩 (NM) 其中 ? ?? ?lrrxruPM BABgA /??? u— 摩擦系數(shù)，取 u= Ar 、 — 連桿大頭及球頭半徑 — 危險截面至球頭中心距離 — 連桿長度 對鑄鐵連桿驗算截面 B— B的應力 許用應力 ? ?H? 由下表選取 許用應力 ? ?H? 名稱 材料 ? ? PaH 510?? 連桿 HT200250 600— 700 調節(jié)螺桿 45調質 1800— 2200 由于調節(jié)螺紋的抗彎強度均比擠壓強度、剪切強度低。且連桿體的材質比螺桿差，所以只需驗算連桿體螺紋的彎曲應力。 ? ? ? ?wgw hHd SPdd ??? ??? 21 Pa 式中： 0d 、 1d — 螺紋的外徑、內(nèi)徑 S— 螺距 H— 螺紋連接的最小工作高度 h— 螺紋牙根處高度。 對普通螺紋： h=S，對鑄鐵 HT200— 250 螺紋 ? ? ? ? Paw 5107 0 06 0 0 ???? 23Brxl 滑塊與導軌 滑塊與導軌的結構 滑塊上部與連桿相連，下底面安裝上沖模，內(nèi)部裝有裝模高度調節(jié)裝置，推料裝置、超載保險裝置及平衡保險裝置等。是一個復雜的箱體結構，而滑塊體外部設有導向面，直接影響滑塊導向精度。 滑塊導向長度與寬度之比 BL/ ?？蓞⒖?下 表選用 滑塊導向長度與寬度之比 BL/ 開式壓力機類型 普通 加大行程 雙點 根據(jù) 上 表，普通型開式壓力機，選擇 BL/ = 2．導軌的結構如圖： 導軌簡圖 上圖中的導軌結構容易調整，精度保持性好，廣泛應用于中、小規(guī)格的壓力機。 由于開式壓力機滑塊底面尺寸較小，使用較大尺寸的上模板超出滑塊底面尺寸。導軌材料為 HT200。導軌面上鑲有一層錫青銅，以減少磨損。滑塊底面為緊固磨具，設有模柄孔及 T 型槽。模柄孔直徑 d及深度 L 按壓力機公稱力由下表選?。? 模柄孔直徑 d、深度 L與壓力機公稱力關系 公稱力（ KN） 400 630— 1250 1600— 2500 模柄孔直徑 d （ mm） 40 50 65 模柄孔深度 L （ mm） 75 85 105 則： d=50mm , L=85mm T形槽寬度 A按壓力機公稱力由下表選取： T形槽寬度 A 與壓力機公稱力關系 公稱力（ KN） 160 160— 250 400— 1250 1600— 2500 2500 T形槽寬度 A（ mm） 14 18 22 28 36 由表 中 公稱力 4001250KN， 則 T形槽寬度 A=22mm。 BL/ T形槽的分布如圖所示，間距按公稱力及滑塊底面尺寸選取為 135mm。 T形槽結構簡圖 5. 支撐部分 機身危險截面的確定 壓力機的支撐部分即壓力機的機身， 開式壓力機的機身由鑄造結構和焊接結構兩種 ， 這里應選用鑄造結構 ， 鑄造結構多用 HT2040 灰口鑄鐵制造 ， 這種材料比較容易供應 ， 消震性較好。 故本 J2380 壓力機機身采用 HT2040 灰口鑄鐵 。 開式壓力機的主要問題是剛度較差 ， 特別是角變形存在 ，影響工件精度和模具壽命， 因此提高壓力機和機身剛度就成為機身設計的重要問題。提高機身剛度的途徑是合理設計截面。 如 圖 ， Ⅱ Ⅱ 截面為危險截面 ： 為了提高機身剛度 ， 減少角變形 ， 下面 確定 Ⅱ Ⅱ截面 各尺寸 。 危險截面的 尺寸 開式機身剛度是一個重要問題 ， 而危險截面的尺寸關系著機身的剛度 。 根據(jù)網(wǎng)上調研結果，危險截面各尺寸如下： 型號 H b1 h1 a b b2 h2 B C J2380 750 175 200 60176。 30 130 60 380 290 6. 輔助系統(tǒng)和裝置 過載保護裝置 過載保護裝置是曲柄壓力機不可缺少的一個組成部分， 合理的設計過載保護裝置標志著曲柄壓力機的先進性 , 可靠性與安全性的程度。 過載保護裝置可分為機械式與液壓式，機械式又可分為雙剪切面形式和 單剪切面形式 。經(jīng)綜合考慮，本 J2380 壓力機采用 單剪切面形式 。 單剪切面式剪切塊過載保護裝置的基本零件是裝在連桿下支承座下面的剪切塊。壓力機連桿所承受的連桿力是通過下支承座剪切塊傳遞給滑塊的。當壓力機過載時剪切塊就剪切破壞，于是連桿連同下支承座對滑塊產(chǎn)生相對位移，而不傳遞力量，使得連桿力不再增加，保證壓力機各主要零件免遭破壞。在設計前切塊時，必須使高度尺寸大于壓力機的公稱壓力行程，尺寸 h’應大于 h，以使在剪切塊破壞后曲軸能帶動連桿轉過下死點不與滑塊發(fā)生頂死現(xiàn)象。 剪切塊破壞后，必須更換新的剪切塊才能重新工作。 a— b— c— d— 滑塊 根據(jù)網(wǎng)上調研的結果，將剪切塊各尺寸確定如下： 材料 HT3252 D Φ 136 d1 Φ 100。 d2 Φ 100:: H 35+ h s 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)是保證曲柄壓力機正常工作所必不可少的輔助裝置。通過潤滑可以減少零部件運動中的磨損，提高壓力機壽命，保證壓力機精度，降低能量損耗，減少維修費用，所以在曲柄壓力機上除了摩擦離合器及各種類型制動器的摩擦面之外，一切有相對運動的部位都必須進行潤滑。 潤滑系統(tǒng)有兩種分類方法：按照所采用的潤滑劑種類可分為稀油潤滑和干油潤滑，按照潤滑的方式可分為分散潤滑和集中潤滑。在實際應用中，一臺壓力機上的不同摩擦副之間，根據(jù)各自的運動特點和受力狀況采用不同的潤滑劑和潤滑方式 。 稀油潤滑 稀油潤滑的優(yōu)點是：內(nèi)摩擦系數(shù)小，所 以克服摩擦力的能量消耗少，適用于高速運轉的零部件；稀油流動性好，易進入各潤滑點的摩擦表面，當采用循環(huán)供油時有良好的冷卻作用，并可將粘附在摩擦表面上的雜志和由于研磨而產(chǎn)生的金屬微粒帶走。 以下為曲柄壓力機常用稀油： 干油潤滑 干油 的優(yōu)點是易于密封，在垂直的摩擦面上流失少；受溫度的影響不像潤滑油那么大，對載荷性質、運動速度的變化有較大的適應范圍。缺點是流動性不好，內(nèi)摩擦系數(shù)大所以能量損耗大；在高溫下長期工作時會失去潤滑性能。 以下為曲柄壓力機常用干油： 以上潤滑劑的選擇視潤滑部位的運動情況而定，不同的部位 可選擇適合潤滑劑以達到最好的效果。 四、 曲柄 壓力機的建模 壓力機的建模主要包括以下幾部分：機身、曲軸、連桿、滑塊、齒輪軸、齒輪、飛輪及電機。 本小組使用 UG 進行各部分的建模。以下為各部分截圖，具體模型見附件。 機身 曲軸 連桿 滑塊 齒輪軸 齒輪 飛輪 電動機 總裝配圖 零件圖 小齒輪 大齒輪 齒輪軸 五、 團隊分工 個人心得 參與本次設計的組員有： ，以下 為各自在本次設計中的分工： 理論設計 電動機、帶傳動 離合器、制動器 曲軸、連桿、 滑塊與導軌 齒輪傳動、傳動軸、支撐部分、輔助系統(tǒng) 建模 電動機、飛輪、 曲軸、主要零件圖 連桿、滑塊 齒輪、齒輪軸、 機身 以下 分別為各組員在本次設計中的心得 ：