【導(dǎo)讀】太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院。設(shè)計時間：2021年3月9日~2021年6月10日。畢業(yè)設(shè)計答辯記錄卡。問題摘要評議情況。指導(dǎo)教師評定成績答辯組評定成績綜合成績。曲柄壓力機(jī)是通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往。復(fù)運動，對胚料進(jìn)行成行加工的鍛壓機(jī)械。曲柄壓力機(jī)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。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，性能可靠。

　　

【正文】 R2 當(dāng)量彎曲應(yīng)力為： anWd 2222 ?????? ??? 軸的材料是 45 鋼 （調(diào)質(zhì)）， 355) 1~ 1(1][ ???sd n ??= ～ aMP ，因此 ][ dd ?? ? ，符合要求。 核算疲勞強(qiáng)度 由于Ⅱ — Ⅱ 截面有 臺階， 應(yīng)力集中 現(xiàn)象比 較嚴(yán)重 ，且直徑 最小（ Ⅱ—Ⅱd =50 mm ），彎矩有比較大，扭矩和其他截面相同，因此核算此截面的疲勞強(qiáng)度。 由《開式壓力機(jī)設(shè)計》表 2— 19 查得 錯誤 !未找到引用源。 =， ?? =，由表 2— 20 查得 ?? =， ?? =，由表 2— 21，據(jù) dr = ? ，查得 ?K =，?K =，由表 2— 23 查得 ???? 。 又因aWWma MPdM 633 ???? ?????? ???? ama MPdM 633 ????????? ???? ２９ 所以 2751 ?????????maKn ?????????? 1551 ?????????maKn ?????????? ~ 2222 ??????? ?? ?? nn nnn 所以疲勞強(qiáng)度也符合要求。 第五節(jié) 平鍵連桿 在開式曲柄壓力機(jī)上，齒輪、皮帶輪等零件和軸的聯(lián)接常采用平鍵聯(lián)接。為避免聯(lián)接中較弱零件（一般是輪轂）壓壞，應(yīng)驗算擠壓應(yīng)力： j39。12 []nj Mh LdZ K???? 式中： nM — 鍵所需傳遞的總扭矩， nM = mM? ； 1h — 鍵與輪轂的接觸高度； 39。L — 鍵的工作長度，對于圓頭普通平鍵，因為兩端的圓部頭 部分與輪轂上的鍵槽不接觸，所以 39。L = BL? ，對于 C 型鍵， 239。 BLL ?? ； L— 鍵的名義長度，考慮到受力不均勻的原因，其最大長度應(yīng)限制為 DL )~(m ax ? ； B— 鍵的寬度； D— 軸的直徑； Z— 鍵的個數(shù)，為避免加工困 難和過分削弱軸的強(qiáng)度，一般 2?Z ； K— 考慮鍵受載不均勻的系數(shù)，當(dāng) Z =2 時， K =， Z =1 時， K =1； ][j? — 平鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力，由于曲柄壓力機(jī)上的聯(lián)接鍵不是經(jīng)常處于滿載的情況下工作，所以 ][j? 可取得較高。輪轂材料為鋼時， ][j? =150～ ３０ 250 aMP （有的壓力機(jī)，輪轂材料為 45ZG ， j? 高達(dá) 335 aMP ）；輪轂材料為鑄鐵時， ][j? =80～ 100 aMP 。 大皮帶輪的材料為 40~20HT ，采用單圓頭普通平鍵（ C 型），查表得鍵的寬度 B =14mm ，名義長度 mmL 100? ，鍵與輪轂大皮帶輪的接觸高度 mmh ? ，軸的直徑 mmD 50? ， 1?Z ， mmL 93710039。 ??? ； aaj MPMP 3 ????? ???? ][j? ,滿足要求。 對于齒輪，材料為鋼制，采用 A 型鍵，查表得寬度 mmB 14? ，名義長度mmL 125? ， mmh ? ， mmD 50? ， 1?Z ， mmL 1 1 1141 2 539。 ??? ； aaj MPMP 3 ????? ???? ][j? ，滿足要求。 第三章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運動和受力分析 一 、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 在設(shè)計、使用和研究曲柄壓力機(jī)時，往往需要確定滑塊位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，驗算滑塊的工作速度是否小于加工件塑性變形所允許的合理速度。在計算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力情況時，由于目前常用的曲柄壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)不高，慣性力在全部作用力中所占的百分比很小，可以忽略不計。同樣，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的重量也只占公稱壓力的百分之幾，也可忽略不計。 如圖 31 所示， L—— 連桿長度； R—— 曲柄半徑； S—— 滑塊全行程； BS ——滑塊的位移，由滑塊的下死點算起； α—— 曲柄 轉(zhuǎn)角，由曲柄軸頸最低位置沿曲柄旋轉(zhuǎn)的相反方向算起。從圖中的幾何關(guān)系可以得出滑塊位移的計算公式： ? ? ? ??????? ???? ??? 2c os14c os1RS B ３１ 將上式對時間 t 微分，可求的滑塊的速度： s in s in 22BVR ?? ? ????????? 式中 RL?? —— 連桿系數(shù)； ? — — 曲柄的角速度。 在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力計算中，連桿作用力 ABP 通常近似地取等于滑塊作用力 P ,即 ABPP? 滑塊導(dǎo)軌的反作用力為： ? ?s in ABn rrPP L??? ????????? 式中 ? —— 摩擦系數(shù)， ~?? ； ABrr和 —— 連桿上、下支承的半徑。 曲柄所傳遞的扭矩可以看成由兩部分組成：無摩擦機(jī)構(gòu)所需的扭矩 0M 和由于存在摩擦所引起的附加扭矩 M? ，即 00qqM M M P m P m P m??? ? ? ? ? 式中 0m —— 理想當(dāng)量力臂； 0 s in s in 22mR ??????????? ３２ R+LS=2RSBαβωABB 0LB 0 ′R0176。180176。O圖11 曲柄 滑塊機(jī)構(gòu)運動簡圖 m? —— 摩擦當(dāng)量力臂； ? ? 01 ABm r r r? ? ? ?? ? ? ????? 0r —— 曲軸主軸承半徑。 則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的當(dāng)量力臂為： ? ? 0s in s in 2 12q A Bm R r r r?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ????? ???? 曲軸扭矩為： ? ? 0s in s in 2 12q q A BM P m P R r r r?? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ??????? ?????? 如果上式取 gPP? 和 g??? （ gP — 公稱壓力， g? — 公稱壓力角），則曲柄壓 ３３ 力機(jī)所允許傳遞的最大扭矩為： ? ? 0s in s in 2 12g g A BM P R r r r?? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ??????? ?????? 第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計計算 一、 曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 LaLo Lq LododaRdorrrah支承徑 曲柄臂 曲柄頸圖 3— 2 二、曲柄軸強(qiáng)度設(shè)計計算 曲柄軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù) 支承頸直徑 0d ? ? gPd 5~ ? （ mm ） 式中 gP —— 壓力機(jī)公稱壓力（ KN）， KNPg 400? 取 mmd 950 ? 。 其他各部分尺寸見下表 31 ３４ 曲軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù) 表 31 曲軸各部分尺寸名稱 代號 經(jīng)驗數(shù)據(jù) 實際尺寸（ mm ） 曲柄頸直徑 Ad ( ～ 0) d 140 支承頸長度 0L ( ～ 0) d 205 曲柄兩臂外側(cè)面間的長度 qL ( ～ 0) d 300 曲柄頸長度 aL ( ～ 0) d 170 圓角半徑 r ( ～ 0) d 8 曲柄臂的寬度 a ( ～ 0) d 160 曲柄臂的高度 h 220 曲軸強(qiáng)度計算 曲軸的危險截面為曲柄頸中央的 Ⅰ — Ⅰ截面和支承頸端部的Ⅱ — Ⅱ截面。 Ⅰ — Ⅰ截面為彎扭聯(lián)合作用，但由于彎矩比扭矩大得多，故忽略扭矩計算出來的應(yīng)力。 彎矩： mNmNPrLLMgaqW ??????????? 194004004 881703004 8 彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度條件： aaA gaq MPMPd PrLL 400)88170300( )8( 933 ??? ???????? ??[ ? ]=140 aMP 由上式可以導(dǎo)出滑塊上許用負(fù)荷： NNrLL dP Aq A ][][6933 ???? ?????????? Ⅱ — Ⅱ截面為扭彎聯(lián)合作用，但扭矩比彎矩大得多，故可以只計算扭矩的作用。 扭矩： ３５ mNmNmPM qgn ?????? 6 2 3 35 8 0 0 剪切應(yīng)力及強(qiáng)度條件： aaaqg MPMPMPdmP 100][ 330 ??????? ?? 滑塊上許用應(yīng)力： aq MPmdP ][][69330 ??????? ?? 考慮疲勞和應(yīng)力集中的影響，許用應(yīng)力如下計算： ? ? ???sass nMPn 500?? 140～ 200 aMP ?? ? ??? ?? 100～ 150 aMP 式中 s? —— 曲軸材料屈服極限（ MPa）， 40Cr 調(diào)質(zhì)處理， 500s MPa? ? ； sn —— 安全系數(shù)，取 ～ 。 三、曲軸剛度計算 剛度計算簡圖 用摩爾積分法計算曲柄頸中部的撓度。 ３６ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3 3 3 3 31 2 31 1 12 2 2 4 22 3 3 3gPy r r b r r b r bE J J J? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?2 234 2422 aLrb r b r b mmJ ???? ???? ? ? ??? ????? ??? ? 第一項 ? ?311 23 rJ 很小，可以忽略，故簡化公式為： ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ?????????????????????????????? ???????????22333333242224243 1223 12 brLbrJbrbrbrJrdrJEPyag 式中： gP — 公稱壓力 )(KN ； E— 彈性模數(shù)，對鋼曲軸 aMPE ?? ； aL — 曲柄頸的長度； b— 曲柄壁厚度； r— 圓角半徑； 321 JJJ 、 — 支撐頸、曲柄臂、曲柄頸的慣性矩； 46124401 mdJ ?? ?????? ? 4612443 mdJ A ?? ?????? ? 442323239。22 1023822021012 22021012 mahcahFJJ c ???????????? 所以，撓度 ?y 。 第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 一、 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) 由設(shè)計條件知連桿長度可調(diào)，就用改變連桿長度的方法改變壓力機(jī)的封閉高 ３７ 度。如圖 1— 5所示連桿和 封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)，這種連桿由連桿蓋 連桿2 和球頭調(diào)節(jié)螺桿 3 等零件組成。其上端套在曲柄軸頸上，下端以球頭和滑塊 6中的球座 5及球頭壓蓋 4連接。借扳手或用鐵棍撥動棘爪轉(zhuǎn)動球頭螺桿，就可以改變連桿長度，從而改變壓力機(jī)的封閉高度。 二、連桿的計算 連桿的作用力 ABP : 單點壓力機(jī)： KNPP gAB 400?? 確定連桿及調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗公式： （ 1）球頭式調(diào)節(jié)螺 桿主要尺寸的經(jīng)驗公式見下表 3— 2： （ 2）連桿總長度 L 的確定 確定連桿長度 L時，應(yīng)根據(jù)壓力機(jī)的工作特點，結(jié)構(gòu)型式，精度和剛度要求等全面考慮。一般開式壓力機(jī)的