【導(dǎo)讀】曲柄壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于沖裁，彎曲，校正，模具沖壓等工作。式固定臺(tái)式中型，公稱壓力為1600KN曲柄壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行該曲柄壓力機(jī)曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該壓力機(jī)要保證的主要技術(shù)參數(shù)——公稱壓力、滑塊行程等，初步估算曲柄，連桿，行裝模高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)，并最終完成該曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。keyword：nominalpressure，crankshaft，pitman，rack，regulatingblock.

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? ?? ? 30 51 6 0 0 4 8 .7 0 7 0 .1 7 3 1 7 30 .2 7 5 0 1 0d m m m?? ? ??? 圓整后 0d = ,不需更改計(jì)算結(jié)果 .有以上計(jì)算 ,考慮曲軸上零件的裝配 ,和軸承的選用 ,確定曲軸的形狀如下圖所示： 圖 51 曲軸的危險(xiǎn)階面校核 曲軸的 變形及載荷分布如下圖所示 : 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 圖 52 圖 53 由于采用雙邊傳動(dòng) ,因此 BB 截面扭距為連桿所傳遞的扭距的一半 ,曲軸 A— A 截面扭距等于零 . 在 B— B截面 3 50 8 750 10[ ] [ ] 50 10480 000 0 160 000 0qdFMNN? ?? ? ??? ??? 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 在 A— A 截面 3 35 30 .4 [ ] 0 .4 0 .2 5 1 0 0 0 1 0 .[] 8 ( 5 0 0 2 7 0 8 1 6 ) 1 01 7 4 5 8 1 0 1 6 0 0 0 0 0AqadFl l rN??? ? ???? ? ? ? ? ??? 有以上的計(jì)算可知所設(shè)計(jì)的曲軸尺寸合適 ,材料能滿足要求。 連桿和調(diào)節(jié)螺桿的設(shè)計(jì) 參考同類型的曲柄壓力機(jī)調(diào)節(jié)螺桿的設(shè)計(jì)常用 材料 ,查閱相關(guān)資料 ,初定材料為 QT455. 根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,本壓力機(jī)采用連桿銷傳力的調(diào)節(jié)螺桿 . 連桿和調(diào)節(jié)螺桿初步確定 1）調(diào)節(jié)螺桿的具體尺寸根據(jù)手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)公式 ,初步估算如下 : 02 .7 2 .7 1 6 0 0 1 0 8Bd p m m? ? ? ? ? 1 108 157Bb d m m? ? ? ? ? 3 108 346Bd d m m? ? ? ? ? 2 108 297BL d m m? ? ? ? ? 3 108 314BL d m m? ? ? ? ? 0 108 173Bd d m m? ? ? ? ? 173 87d d m m? ? ? ? ? 173 190H d m m? ? ? ? ? 2）連桿尺寸的初步確定 。 有前面算得連桿總長(zhǎng)為 L=840mm,有曲軸的尺寸確定連桿與曲軸相接處的大端寬為 B=252,內(nèi)徑為 ,確定小端的厚為 200mm,中心孔直徑為 40～ .詳細(xì)如圖所示 校核調(diào)節(jié)螺桿的和連桿尺寸 1）有以上計(jì)算知螺桿內(nèi)孔直徑 d2 =87mm 螺桿直徑 d0=173mm 222m in )(4 mA ??? ? 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 23m in0 /919 54 022021 10160 0 MNApy ????? 選用的材料 [ y? ]=1200 510? 故合適。 2）校核連桿大小端支撐的壓強(qiáng) 大端的支撐壓強(qiáng)： 已知 mmdA 250? mmLA 270? MP apMP ap A 25][ 101600 3 ?????? 大端軸瓦材料為鉛青銅 zcupb630 P=25MPa 合乎要求。 小支撐的壓強(qiáng)： 有 mmdB 108? mmLB 1571 ? MP aPB 10160031 ???? 3）對(duì)于調(diào)節(jié)螺桿上的銷孔 已知 mmdB 108? mmbdL B 1 8 91 5 73 4 6132 ????? MP aPB 10160032 ???? 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿材料用 QT4545 [P]=125Mmpa 故合乎要求。 4）校核調(diào)節(jié)螺桿螺紋的強(qiáng)度 螺距 mms 10? mmd 1730 ? mmd 1611 ? mmsh ?? 又已知 H=190mm 則 301220 ( ) 160 0 10 1 ( 73 61 ) 9 73 8ABwwp S d dH d hM P a? ???? ? ? ? ? ???? ? ?? 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 [? ? ]=55Mpa ?? 故所確定的連桿及調(diào)節(jié)螺桿尺寸合適 ,材料能滿足要求 .其零件圖如下所示 圖 54 圖 55 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 常見的曲柄壓力機(jī)的導(dǎo)軌有兩種基本類型 ,即 V 形左右對(duì)稱布置的導(dǎo)軌和四角布置的導(dǎo)軌 ,前者主要用于開式壓力機(jī) ,后者用于中型和大型壓力機(jī) . 滑塊的工作要求：滑塊的導(dǎo)向面必須與底平面垂直 . 滑塊的高度要足夠高 .滑塊還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 導(dǎo)軌和滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)保持一定的間隙，導(dǎo)向間隙必須可調(diào)。 導(dǎo)軌與滑塊應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙 ,間隙小 ,導(dǎo)向準(zhǔn)確 ,但過小 ,則會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、拉毛和燒黑現(xiàn)象 ,造成導(dǎo)軌與滑塊接觸面迅速磨損 . 導(dǎo)軌與滑 塊的間隙大小隨壓力機(jī)形式和導(dǎo)軌間距離而異 ,通用壓力機(jī)導(dǎo)軌與滑塊的間隙一般在 ～ 之間 .下圖是滑塊的典型形式 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 圖 56 滑塊導(dǎo)向部分的形狀如下圖，單陵式應(yīng)用較廣，其中 V 形用于小型開式壓力機(jī)，鋸齒形用于中型以上 壓力機(jī) 滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度分為長(zhǎng)導(dǎo)和短導(dǎo)向兩種，下表所例為開式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度和滑塊，導(dǎo)軌主要尺寸，可供設(shè)計(jì)參考。增加滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度，有利于提高其導(dǎo)向精度，加長(zhǎng)導(dǎo)向長(zhǎng)度已是世界各國(guó)共同的趨勢(shì)。目前普通開式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度和滑塊寬度之比 L1： L2 為 ，對(duì)于長(zhǎng)導(dǎo)向的滑塊 L1： L2為 圖 57 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 表 51 滑塊低面要固定下模?；瑝K底面開 T 形槽，滑塊下部開安裝上模模柄的孔，一般為圓形?；瑝K的材料，常用的是 HT2040，球墨鑄鐵， ZG35 鑄鐵，也可用 A0鋼板焊接，為了提高滑塊的耐磨性，導(dǎo)向面上還要鑲上一層酚醛壓布板。 導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的形式如下圖所示， 導(dǎo)軌的材料用 HT1532，導(dǎo)軌的數(shù)據(jù)：行程 160，導(dǎo)軌長(zhǎng) L0=770，導(dǎo)向長(zhǎng) L1=938,前后 L2=375，左右L3=630 ,L1/S=,L2/L3=,L0/L1=. 圖 58 蝸桿蝸輪傳動(dòng)的計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 封閉高度的調(diào)節(jié)裝置的低速級(jí)傳動(dòng) ,采用的是蝸桿傳動(dòng) .它具有以下優(yōu)點(diǎn) :1 工作平穩(wěn) .蝸桿傳動(dòng)有蝸桿蝸輪組成 ,它們的軸線在空間垂直 .蝸輪象個(gè)斜齒輪 ,但它的齒根和齒頂做成凹弧形的 ,使齒包著蝸桿 ,增加接觸面積 .2傳動(dòng)比大 .3 自鎖性好 . 蝸桿蝸輪的材料 高速重載的蝸桿 ,用 20號(hào)鋼或 20Cr鋼 ,并經(jīng)滲碳淬火制成 ,也可用 45號(hào) 鋼經(jīng)淬火 ,HRC=45～ ,選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理 .HB=217～ 255 制成 . 因?yàn)槲仐U傳動(dòng)中齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度較大 ,所以膠合和磨損問題比較突出 .首先要求蝸桿蝸輪的曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 材料配合有良好的減摩性 ,不易產(chǎn)生膠合 ,其次才是強(qiáng)度方面的要求 .考慮到本蝸桿蝸輪用在低速端 ,且不經(jīng)常使用 ,蝸輪的體積又較大 ,因此采用灰鑄鐵 HT2040 材料制成 . 蝸桿蝸輪尺寸的計(jì)算 已知 54i? 0?? 蝸桿軸向模數(shù) 6m mm? 蝸桿特性系數(shù) 9q? 蝸桿頭數(shù) 1 1z? 蝸輪齒數(shù) 2 54 1 54z ? ? ? 蝸桿分度圓柱上的螺旋升角 1tan zq?? 0 39。 39。39。6 2025?? 蝸桿蝸輪分度圓直徑 1 6 9 54fd m q m m? ? ? ? ? 22 6 5 4 3 2 4fd m z m m? ? ? ? ? 蝸桿蝸輪節(jié)圓直徑 11( 2 ) ( 0 )6 9 5 4d m q m qd m q m m?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2 2 2 6 54 32 4fd d m z m m? ? ? ? ? ? 蝸桿蝸輪齒頂圓直徑 1112 ( 2 )5 4 2 6 6 6efed d m m qd m m? ? ? ? ?? ? ? ? 222( 2 2 )6 ( 5 4 2 0 ) 3 3 6eed m zd m m?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 蝸桿蝸輪齒根圓直徑 1112 . 4 ( 2 . 4 )5 4 2 . 4 6 3 9 . 6ifid d m m qd m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? 222( 2 . 4 2 )6 ( 5 4 2 . 4 0 ) 3 0 9 . 6iid m zd m m?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 蝸輪外徑的計(jì)算 22 2 3 3 6 2 6 3 4 8eD D m m m? ? ? ? ? ? 現(xiàn)取蝸輪外徑 2 345D mm? 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度 2(1 1 0 . 0 6 )(1 1 0 . 0 6 5 4 ) 6 8 5 . 4 4L z m mm? ? ? ?? ? ? ? ? 現(xiàn)取 L=100mm 蝸輪輪緣寬度 B 5 5 66 49. 5eB D m m? ? ? ? 由于結(jié)構(gòu)原因現(xiàn)有所加大 取 B=160mm 中心距的計(jì)算 1 ( 2 )21 6 ( 9 54 0) 18 92A m q zA m m?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 蝸桿軸向齒距 4 6 18. 850at m m m?? ? ? ? ? 蝸桿導(dǎo)程 1 1 0 0aT z t m m? ? ? ? ? 蝸桿軸向壓力角 020aaa?? 蝸桿蝸輪齒頂高 39。39。126h h mm?? 蝸桿蝸輪齒根高 39。39。121 . 239。39。 (1 . 2 ) 1 . 2 6 7 . 2hmh m m m??? ? ? ? ? 蝸桿蝸輪齒全高 12 2 .22 .2 6 1 3 .2h h mh mm? ? ?? ? ? 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 : 核算蝸輪彎曲應(yīng)力 由公式 2239。2 190 []( 2 ) ( 2 )kMm z q Y??????????? ? ? ? ? 式中 K—— 載荷系數(shù) ,一般 K=～ 2M —— 蝸輪所需傳遞的扭矩 2z —— 蝸輪齒數(shù) m—— 模數(shù) q—— 蝸桿特性系數(shù) ? —— 變位系數(shù) 。 2? —— 蝸輪包角 曲柄壓力機(jī)的曲 柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 39。Y —— 蝸輪的齒形系數(shù) ,根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)查表的 []?? —— 蝸輪的 許用彎曲應(yīng)力 取 9,q? 0?? 02 90?? ? 因?yàn)?2M =2021N*m 2 54z ? , 039。6 202539。39。?? 39。 22 3 3 0 39。54 55c o s c o s 6 2 0 2 5 39。39。zz ?? ? ? 查圖的 39。 ? 所以 221 9 0 1 .1 2 0 0 06 5 4 ( 9 2 0 ) 9 0 .5 3 9 085300000 /Nm???????? ? ? ? ? ? ?? 蝸輪材料采用 HT20— 40 查《機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)與曲柄壓力機(jī)》表 345,由于封閉高度調(diào)節(jié)裝置只是短時(shí)工作 ,且考慮到平衡器的作用 ,蝸輪實(shí)際傳遞的扭矩遠(yuǎn)小于 2021N*m,屬于非滿載工作 ,因此蝸輪仍可用 . 核算蝸桿接觸應(yīng)力 : 有蝸桿接觸應(yīng)力計(jì)算公式如下 422[]( 2 ) ( 2 )ijC k Mm z