【正文】 ? ? ? ?01 211 .5 ABWWd d S PH d h??? ??? 式中 0d 、 1d —— 螺紋的外徑和內(nèi)徑； S—— 螺距； H—— 螺紋最小工作高度， 243H mm? ； h—— 螺紋牙根處高度，對于梯形螺紋 ? ； ? ?W? —— 連桿體或調(diào)節(jié)螺母螺紋的許用應(yīng)力，對鑄鋼 ZG35，? ? 80W MPa? ? 。因為壓力機是在重載情況下工作，故采用梯形螺紋，尺寸為 M100 12。連桿體采用 ZG35,正火處理。 m） ABA A B B rrM P r X L? ????????? 式中 ? —— 摩擦系數(shù)，取 ?? ； Ar B、 r —— 曲柄軸頸同連桿下支承端軸頸的半徑（ mm）； 140 702Ar mm mm?? 136 682Br mm mm?? X—— 危 險 截 面 到 連 桿 下 支 承 軸 頸 中 心 的 距 離 （ mm ），22 220 6 8 5 1 4 4 .9 822B ddX m m????? ? ? ? ??? ???? ??； L—— 連桿的總長度（ mm），對于長度可調(diào)的連桿 m ax 715L L mm?? 。 取 ?? ，即 ? ?m i nm a x m i n65 6500 . 1 0 . 16 5 6 5 0 6 5 7 1 5RL m m m mL L m m m m? ? ?? ? ? ? ? 三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計算 連桿及因兩端有摩擦力矩存在，連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿受到壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用，應(yīng)當演算其危險截面 A— A的合成力 H? 使： ? ?? ?H y W M P a? ? ? ?? ? ? 危險截面的壓應(yīng)力 y? ： AByAPF? ? 式中 ABP —— 連桿作用力（ KN） 。 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 27 圖 43 連桿蓋 連桿 調(diào)節(jié)螺桿 球頭壓蓋 球頭下座 滑塊 螺釘 鎖緊塊 鎖緊塊 二、連桿的計算 1. 連桿的作用力 ABP : 單點壓力機： 800AB gP P KN?? 2. 確定連桿及調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗公式： 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 28 （ 1） 球頭式調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗公式見表 4— 3： 計算部位 代號 經(jīng)驗公式 實際尺寸 球頭調(diào)節(jié)螺桿 mm Bd ? ? ~ gP 136 0d ? ? ~ Bd 102 1d ? ? 01~ d 109 2d ? ? ~ Bd 129 連桿 mm 3d ? ? ~ d 179 H ? ? ~ d 243 表 43 （ 2）連桿總長度 L 的確定 確定連桿長度 L 時，應(yīng)根據(jù)壓力機的工作特點，結(jié)構(gòu)型式，精度和剛度要求等全面考慮。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。 曲軸計算撓度與實測撓度見表 42 壓力機型號或噸位 計算撓度 實測撓度 J2380 表 42 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的封閉高度。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?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 m mJ ???? ???? ? ? ??? ????? ??? ? 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 26 第一項 ? ?311 23 rJ 很小，可以忽略，故簡化公式為： ? ? ? ? ? ? ? ?3 3 3 323112 2 4 22 3 3gPy r b r r b r bE J J? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?2 234 2 4 0 . 1 7 222 aLrb r b r b m m m mJ ???? ???? ? ? ? ??? ????? ??? ? 式中 gP —— 壓力機公稱壓力（ KN） 。 扭矩： 8 0 0 3 0 . 6 2 4 4 8 0g g gM P m N m N m? ? ? ? ? ? 剪切應(yīng)力及強度條件： ? ?3 3 90 24480 6 2 . 6 4 7 1 0 00 . 2 0 . 2 1 2 5 1 0ggPm P a M P a M P ad?? ?? ? ? ? ??? 滑塊上許用應(yīng)力： ? ? ? ?3 3 9 600 . 2 0 . 2 1 2 5 1 0 1 0 0 1 0 1 2 7 6 . 5 53 0 . 6 agdP M Pm ? ?? ? ? ?? ? ? 考慮疲勞和應(yīng)力集中的影響，許用應(yīng)力如下計算： ? ? 500 1 4 0 ~ 2 0 0sss M P a M P ann?? ? ? ? ? ? ? ?0 .7 5 1 0 0 ~ 1 5 0 M P a???? 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 ~ 。 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。 則曲柄滑塊機構(gòu)的當量力臂為： ? ? 0s i n s i n 2 12q A Bm R r r r?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ????? ???? 曲軸扭矩為： ? ? 0s i n s i n 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），則曲柄壓力機所允許傳遞的最大扭矩為： ? ? 0s i n s i n 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 42 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 24 LaLo Lq LododaRdorrrah支承徑 曲柄臂 曲柄頸 圖 42 二、曲柄軸強度設(shè)計計算 1. 曲柄軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù) 支承頸直徑 0d ? ?0 ~ 5 gdP? （ mm） 式中 gP —— 壓力機公稱壓力（ KN）， 800gP KN? 取 0 125d mm? 。O圖1 1 曲柄滑塊機構(gòu)運動簡圖 在曲柄滑塊機構(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? 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 23 滑塊導軌的反作用力為： ? ?sin ABn rrPP L??? ????????? 式中 ? —— 摩擦系數(shù)， ~ ? ? ； ABrr和 —— 連桿上、下支承的半徑。 R+LS=2RSBαβωABB 0LB 0′R0176。 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 第四章 曲柄滑塊機構(gòu) 第一節(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的運動和受力分析 一、 曲柄滑塊機構(gòu) 如圖 41 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。 平均徑向負荷為： NKFF prrm 522313264360 339。 根據(jù)已知條件，預(yù)選 32211 型軸承進行計算。 二、滾動軸承型號選擇 根據(jù)上述的選擇原則，在 J23— 80 開式曲柄壓力機的轉(zhuǎn)軸上選用一對圓錐滾子軸承作支撐，軸承徑向力 NFF tr 8 2 720t a n1 3 2 6 4t a n ???? ?? ，法向力為NFF tn 4 1 1 520c o s1 3 2 6 4c o s ??? ?? ，轉(zhuǎn)速 min/294rn? ，運轉(zhuǎn)時有沖擊，軸頸直徑mmd 50? ，要求壽命 hLh 3000039。球軸承比滾子軸承便宜，同型號不同公差等級的軸承比價為 P0:P6:P5:P4≈ 1::2:6。若軸承裝在長軸上，為了便于裝拆和緊固，可選用帶內(nèi)錐孔或帶緊固套的軸承。 調(diào)心性能 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 各種軸承使用時允許的偏斜角應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，否則會引起軸承的附加載荷而降低軸承的壽命。超過極限轉(zhuǎn)速較多時，應(yīng)選用特制高速滾動軸承。否則會降低使用壽命。 載荷條件 載荷較大時，一般選用線接觸的滾子軸承，反之選擇點接觸球軸承；軸承受純徑向載荷或主要承受徑向載荷，通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；受純軸向載荷時選用推力 球軸承，軸向力大時選用推力滾子軸承；當軸承同時受徑向和軸向載荷時應(yīng)選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，當軸向載荷較大時，通常選用四點接觸球軸承或推力球軸承與深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點是徑向輪廓尺寸大，接觸應(yīng)力高，高速重載下軸承壽命較低且噪音較大，抗沖擊能力較差。 對齒輪，材料為鋼，采用 A型鍵， 查表得 2 0 , 1 2 , 1 2 5b m m h m m L m m? ? ? 1 6 , 1 0 5 , 5 0 , 1h m m L m m d m m Z?? ? ? ? 32 8 1 3 . 8 9 5 1 . 6 86 1 0 5 5 0 1 1 1 0jj M p a???? ??? ? ? ??? ? ? ? ?，滿足要求。L —— 鍵的工作長度，對于 C 型普通平鍵 2bLL??? ，對于 A型普通平鍵 L L b???； L —— 鍵的名義長度； b —— 鍵的寬度； d —— 鍵的直徑； Z —— 鍵的個數(shù)為避免加工困難和過分削弱軸的強度，一般 2Z? ； K—— 考慮鍵受載不均勻的系數(shù)，當 Z=2 時 K=，當 Z=1 時 K=1； j?????—— 平鍵 連接的 許用 擠壓應(yīng) 力， 輪轂材 料為 鋼時，1 5 0 ~ 2 5 0j M Pa?????? 。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。 由于曲柄壓力機的軸所受載荷為脈動循環(huán)性質(zhì)，所以 6636631 3 0 . 2 4 1 0 6 5 . 1 2 1 02 2 0 . 1 22 4 . 4 6 1 0 1 2 . 2 3 1 02 2 0 . 2 2wwamncamM P a P adM P a P ad???????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? 所以 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書 19 11275 155 amamM PaSk M Pa M PaM PaSk M Pa M Pa?????????? ? ????? ? ?????? ? ?? ? ???? ? ?? ? ??? 復合安全系數(shù) 2 2 2 21 . 3 8 6 . 3 1 . 3 51 . 3 8 6 . 3SSS SS?????? ? ??? 查表查得許用安全系數(shù) ??S ，對于通用壓力機 ? ? ~ ? ，對于自動壓力機? ? ~ ? ，因此 ? ?SS? ,軸 的疲勞強度亦符合要求。 核算軸的疲勞強度 由于Ⅱ — Ⅱ截面有臺階，應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴重，且直徑最小（ 50d mm????? ? ），彎矩又比較大，但扭矩和其他截面相同，因此核算此截面的疲 勞強度。 由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為： ? ? 633 1 4 4 4 6 . 5 5 0 . 1 5 1 3 0 . 2 4 1 00 . 1 0 . 1 0 . 0 5 5ww M Nm Pad m? ?? ? ? ?? 由扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力為： 太原理工大學陽泉學院 —— 畢業(yè)設(shè)計說明書