【正文】 北京：機械工業(yè)。 機械原理 [M]。 北京：石油大學(xué)出版社， 。 [18] 路永明，武漢民 。機械設(shè)計 [M]。北京：人民教育出版社 ， 。 中國農(nóng)機化 ， 2020 (2)： 30 – 31。 [ 13] 郝輝林 。 麥稻秸稈全量整草免耕還田方法和效果 [ J ]。福建農(nóng)業(yè)科技 ， 2020 (6)： 16。 [ 11 ] 周瓊?cè)A 。 中國農(nóng)業(yè)年鑒 2020 [M ]。 我國農(nóng)作物秸稈的綜合利用技術(shù)進展 [ J ]。 能源植物的開發(fā)和利用 [J ]。 目前國內(nèi)外能源植物研究的狀況 [J ]。 能源植物的研究現(xiàn)狀及發(fā)展建議 [J ]。 能源植物的研究進展及其發(fā)展趨勢 [J ]。 國內(nèi)外能源植物資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀 [J ]。 如下圖所示，凸輪作回轉(zhuǎn)運動，帶動從動件作往復(fù)的直線運動，以此來完成產(chǎn)品的頂出過程。當槽輪運動時，頂出機構(gòu)和壓力機與模具分離，送料機構(gòu)停止送料。模具安置在軸上，并與 槽輪機構(gòu)連接，以完成等間歇運動。 第 24 頁 共 44 頁 zllR ?? s ins in ?? zllS ?? c o sc o s ?? ? ? rzzlrRlSh ??????? ??????? 1c o ss in ?? 從 結(jié)構(gòu)上考慮，輪槽底部與輪槽軸孔間應(yīng)有一定厚度，需滿足 Shd ??2 或 ? ? rzlrRld 2s in122 ??????? ????? ? 此外槽輪外徑不應(yīng)碰到曲柄軸，因此曲柄軸徑受下述條件限制 ? ? ?????? ???? zlSld x ?c o s122 上述各式中 l—中心距； R—曲柄長度； S—輪槽端點到槽輪中心距離； r—曲柄銷半徑； h—輪槽深度； d—槽輪軸直徑； xd —曲柄軸直徑 ； 設(shè)計時，槽輪的實際外徑要比 2S 稍大些。當 z 確定后，機構(gòu)的尺寸按比例增大或減小，并不影響機構(gòu)的運動特性，但對機構(gòu)的受力、強度及磨損缺有較大的影響。還應(yīng)注意，曲柄上圓弧面的缺口部分和圓銷位置對稱。隨著曲柄的繼續(xù)轉(zhuǎn)動， B 點也繼續(xù)在輪槽凹弧上滑動，直到占滿凹弧，如圖 (c)所示。隨著曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動， F 點將逐漸滑開凹弧，槽輪也將開始轉(zhuǎn)動。其工作原理可用下圖來說明。從圖中還可以看出，在主動件上有一帶缺口的圓柱表面，稱為鎖弧，使槽輪在停止時得到定位。當圓銷推動槽輪轉(zhuǎn)動過一定角度后，從槽中退出，這時 槽輪停止轉(zhuǎn)動。 1. 槽輪機構(gòu)的工作原理 槽輪機構(gòu)由主動曲柄，從動槽輪及固定件組成。 模具結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 為了提高生產(chǎn)率，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計成多工位成型模 ，使原料輸送，壓縮成型，頂出包裝同時進行。 3. 模具滿足經(jīng)濟性要求 在給模具選材是，必須考慮經(jīng)濟性這一原則，盡可能地降低制造成本。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。 (6) 淬透性 淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。 (4) 氧化、脫碳敏感性 高溫加熱時抗氧化性 能好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點傾向小。 (2) 退火工藝性 球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的 氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。 (6) 耐蝕性 有些模具如塑料模在工作時，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出 HCl、 HF 等強侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。 第 22 頁 共 44 頁 (5) 耐冷熱疲勞性能 有些 模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓 應(yīng)力的作用，引起表面 龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸 精度，從而導(dǎo)致模具失效。 (4) 高溫性能 當模具的工作溫度較高進，會使硬度和強度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂 、 接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。 模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。 (2) 強韌性 模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。 模具選材需要滿足三個原則，模具滿足耐磨性、強韌性等工作需求，模具滿足工藝要求，同時模具應(yīng)滿足經(jīng)濟適用性。 至此，曲柄壓力機的設(shè)計計算已完成。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動 循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ,軸的計算應(yīng)力 ? ? ? ? M P aM P aW TMb 2 14 52 1232222 ?? ????? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， ? ? MPab 601 ??? 。 表 5 危險截面校核的相關(guān)尺寸 載荷 水平面 垂直面 支座反力 NF NFNHNH ?? NF NFNVNV 26147721 ?? 彎矩 mmNM H ?? 61280 mmNM V ?? 22303 總彎矩 mmMMM VH ???? 6521222 扭矩 T=21470N 考慮到大小齒輪的嚙合，并結(jié)合曲軸尺寸，軸的實際尺寸如下： 圖 7 軸的尺寸分布圖 5． 求軸上載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計算簡圖，在確定軸承的支點位置時，化成作用在軸段的中點，因此作為簡支軸的支撐跨距為 175mm，根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 齒輪在軸端，應(yīng)考慮其軸向定位，軸段長度略小于齒輪輪轂的長度，取為 30mm。 考慮采用套筒及軸承端蓋，軸承段長度應(yīng)大于 B，取為 35mm。因傳動軸上零件，大皮帶輪、小直齒輪都沒產(chǎn)生軸向力，可以選用承受小的軸向 載荷的深溝球軸承。 圖 6 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 (2) 根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 1) 初取與大帶輪配合軸段直徑 mmd 240 ? ，帶輪輪轂寬度取 L=60mm， 為了保證軸端擋圈只壓在大皮帶輪上而不壓在軸上，軸的長度應(yīng)略小于 L，取為58mm。 傳動軸的設(shè)計計算 1． 在 傳動軸上 KWP ?? min350 rn ?? mNT ?? ? 2． 作用在齒輪上的力 小齒輪的分度圓直徑 mmd 481 ? 圓周力 NNdTF t 41048 311 ????? ? 徑向力 NNFF ntr 20t a o st a n ??????? 3． 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 ， 取 C=112。 B— B 截面 公稱當量力臂 gm ? ?? ?01212s i n2s i n dddR BAgg ?????????? ?? ?????? ? ?? ? 0 8 0 8 4 2140s i n21 0 8 i n50 ????????????? ??? ?? = M P aM P admP gg 3 330m a x ?? ????? 第 18 頁 共 44 頁 曲軸材料為 40Cr 調(diào)制剛，其許用剪應(yīng)力 ? ? M P a150~100?? ，可知 ????? ，曲軸滿足剪切強度。 危險截面： C— C（曲柄頸中點處）， B— B（右側(cè)曲柄臂右端面）。 1. 曲軸尺寸參數(shù)的確定 圖 4 曲軸示意圖 表 4 曲軸有關(guān)尺寸經(jīng)驗公式及計算結(jié)果 (單位： mm ； 公稱壓力 100KN) 曲柄各部分名稱 代號 經(jīng)驗公式及數(shù)據(jù) 支承勁直徑 0d ? ? gpd ~ ? 取 510?d 支承頸長度 0L ? ? 00 ~ dL ? 取 940?L 曲柄頸直徑 Ad ? ? ~ dd A ? 取 64?Ad 曲柄頸長度 aL ? ? ~ dL a ? 取 76?aL 曲柄兩臂外側(cè)間長度 qL ? ? ~ dLq ? 取 140?qL 曲柄 臂 的寬度 a ? ? ~ da ? 取 79?a 圓角半徑 r ? ? ~ dr ? 取 ?r 2． 曲軸的強度校核 對載荷的簡化： 1）齒輪對曲軸的作用力比連桿對它的作用力小得多，可忽略不計； 2）連桿對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 2r 處。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進行調(diào)質(zhì)處理，有時還要在兩端切割試件進行機械性能試驗。鍛比一般取 。 重合度系數(shù) ????? ?Y 第 15 頁 共 44 頁 ? ? mmmmYYYzKTm F SaFad 1 0 2 7 4 7 3 23 2 2221 1 ?????????? ??? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m大 于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù) 的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù) ，并圓整為標準值 3， 按接觸強度算得的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù) ??? mdz 大齒輪齒數(shù) 1 1 2167112 ???? ziz 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 按齒數(shù) 912?z 和變位系數(shù) ??x ，查得 ?FaY ， ?SaY 。 4） 查得尺寸系數(shù) ?XY 。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 ? ? M P aM P aS Z NHH 8 5 21 1 011l i m1 ???? ?? ? ? M P aM P aS Z NHH 6 51 8 022l i m2 ???? ?? 變位系數(shù)的選擇 取 ?x ， ??x 。 4） 查得材料的彈性影響系數(shù) M PaZ E ? 5） 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限 MPaH 7101lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞極限 MPaH 5802lim ?? 6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 711 )83001(35016060 ????????? hL tnN ? 67112 ????? iNN LL 7） 取接觸壽命系數(shù) ?NZ ； ?NZ 。 2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 260HB，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HB，二者材料硬度差為 20HBS。 2）壓力機一般為機床類，速度不高，故選用 7 級精度（ GB10095— 88）。 3）計算大帶輪的基準直徑 mmmmdid dd 300754102 ????? 取 mmdd 3152 ? 4. 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 dL 對于 V帶傳動，中心距 a 一般可取 ? ? ? ? hddadd dddd ????? 2121 查得 Z 型 V 帶的高度 h=6mm，所以 ?? a ，初定中心距 a=500mm。取小帶輪的基準直徑 mmdd 751 ? 2) 驗算帶速 v 。 表 1 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果 軸名 功率 P（ KW） 扭矩 T（ N?m） 轉(zhuǎn)速n/min 傳動比 i 效率 ? 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機軸 1400 傳動軸 350 曲柄軸 50 壓力機主要零部件的設(shè)計計算 V 帶輪的設(shè)計 設(shè)計原始數(shù)據(jù)：電動機額定功率 KWP ?? ， 轉(zhuǎn)速 min/1400 rn ?? ， 傳動比40?i ，每天工作 8 小時。 查現(xiàn)有通用壓力機傳動參數(shù)，為使 V 帶傳動外廓尺寸不致過大，取 40?i ，則齒輪傳動比為： 42801 ?? iii a=7 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 1． 各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸 ?? mnn0 1400r/min 傳動軸 ???414000inn mi350r/min 曲柄軸 ?2n 50r/min 2． 各軸輸入功率 電動機軸輸出功率 ?dP KW 第 9 頁 共 44 頁 傳動軸 ?????? ?? dd PPP KW= 曲柄軸 ???????? ??? PPP KW ? KW 傳動軸、曲柄軸的輸出功率則分別為輸入功率乘軸承效率 。 (2) 分配傳動裝置的傳動比 總傳動比