【正文】 難，需用專用設(shè)備進(jìn)行加工。 連桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 連桿的選擇球頭式連桿和柱銷式連桿在生產(chǎn)上均有使用，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。這種形式的連桿是一個(gè)整體，它通過連桿銷、調(diào)節(jié)螺桿與滑塊相聯(lián)接調(diào)節(jié)螺桿由蝸輪蝸桿來驅(qū)動(dòng)。上面所用到的連桿式靠一個(gè)球頭和滑塊相聯(lián)接，因此稱為球頭式連桿。鎖緊塊上有正反扣螺紋，鎖緊螺釘上也具有相同的正反螺紋與其相配合。如果裝模高度變大了，則可能會(huì)造成所加工工件出現(xiàn)廢品；如果裝模高度變小了，就有可能會(huì)造成模具的損壞，或者壓力機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。調(diào)節(jié)螺桿的下端的球頭和滑塊6相聯(lián)接，使用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿，就可以調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度。如圖41所示，裝模高度的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)的。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得Pa故所選平鍵符合要求。對(duì)于尺寸按標(biāo)準(zhǔn)選擇的鍵來說，一般只按工作面的擠壓應(yīng)力來進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)鍵在軸段的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵的剖面尺寸。根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和軸上的零件是否需要沿軸向滑移以及滑移距離的長(zhǎng)短，還有對(duì)中性的要求，鍵在軸上的位置等，本次設(shè)計(jì)采用普通平鍵，材料使用鑄鋼。第一項(xiàng)很小，可以忽略，故簡(jiǎn)化公式為：式中 —壓力機(jī)公稱壓力（）； —彈性模量，對(duì)鋼曲軸； —曲柄頸長(zhǎng)度； —曲柄臂寬度； —圓角半徑；—支承頸、曲柄臂、曲柄頸的慣性矩；式中 、—支承頸、曲柄頸直徑；—曲柄臂高度；—曲柄臂寬度；—曲柄臂形心至曲柄頸形心的距離。曲軸許用應(yīng)力如表32所示。截面處的扭矩為 （34）最大剪應(yīng)力為 （35）式中—公稱壓力；—支承頸直徑；—公稱當(dāng)量力臂，見式（219）；—扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)。曲軸除在曲柄頸的截面處有可能發(fā)生破壞以外，也可能在支承頸的截面處發(fā)生破壞，所以，還需校核截面處的強(qiáng)度。但是，由于所受彎矩要比扭矩大得多，所以忽略扭矩計(jì)算的應(yīng)力和考慮扭矩計(jì)算的應(yīng)力差不多。帶入已知數(shù)據(jù)，計(jì)算得：因?yàn)椋是S頸截面的強(qiáng)度符合要求。圖34 曲軸危險(xiǎn)截面示意圖齒輪在曲軸上的作用力要比連桿對(duì)曲軸的作用力小得多，故可忽略不計(jì)；而連桿對(duì)曲軸的作用力可近似看成是等于公稱壓力，并且分別以的一半作用在連桿的軸瓦兩側(cè)。其余各部分尺寸見表31。曲軸由支承頸、曲柄臂、曲柄頸三部分組成,如圖33。查閱相關(guān)手冊(cè),參考同類型的曲柄壓力機(jī)曲軸常用材料,本次設(shè)計(jì)的曲軸采用40Cr鍛造而成，曲軸在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)后硬度不低于270HB,鍛造比取3。曲柄支承頸和曲柄頸需加以精車或磨光。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，有時(shí)還需要在兩端切割試件進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。有一些中、大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛造，例如、鍛比則需要大于3。 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 曲軸材料的選定曲軸為壓力機(jī)非常重要的傳動(dòng)零件，受力比較復(fù)雜,所以制造條件要求較高,一般選用45號(hào)鋼鍛制而成。結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但鑄造比曲軸鍛造容易解決。適用范圍：主要用于中、小型壓力機(jī)上圖33 JB2140壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖滑塊 調(diào)節(jié)螺桿 連桿體 壓板 曲拐軸 偏心套 偏心齒輪驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作原理：偏心齒輪在芯軸上旋轉(zhuǎn)時(shí)，其偏心頸就相當(dāng)于曲柄在旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)連桿使滑塊上下運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：曲拐軸單端支承，受力條件差；滑塊行程可調(diào)（偏心套或曲拐軸頸端面有刻度）。適用范圍：主要用于行程小壓力機(jī)上。特點(diǎn)：曲軸頸短而粗，支座間距小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。 適用范圍：主要用于較大行程的中小型壓力機(jī)上。 特點(diǎn)：曲軸雙端支承，受力好；滑塊行程較大，行程不可調(diào)。 6 —心軸。 4 —連桿。 2— 曲柄臂。在受力分析中，本章對(duì)滑塊和連桿的受力情況做了具體了分析，其中的一些計(jì)算公式在后續(xù)的曲軸和連桿的設(shè)計(jì)中都會(huì)用到，因此，本章是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分。為了便于計(jì)算，式（215）可寫成如下形式 （221） （222）稱為當(dāng)量力臂，就是在考慮摩擦后總的當(dāng)量力臂。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，連桿AB為平面運(yùn)動(dòng)，或可從下述關(guān)系中求出 （218）式中 —連桿B點(diǎn)的相對(duì)速度。根據(jù)功率平衡原理，曲軸所需要增加的扭矩在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，等于克服各處摩擦所消耗的功率。對(duì)支撐2其值分別為：兩個(gè)支撐的總阻力矩為 （212）由于小齒輪的作用力比小很多，所以可以認(rèn)為兩個(gè)支反力的和為 （213）所以上式變?yōu)? （214）3. 曲柄頸與連桿大端軸承之間的摩擦,它與上一種摩擦一樣,也會(huì)形成阻力矩,且可按下式計(jì)算: （215）4. 連桿銷與連桿小端軸承之間的摩擦。2. 曲軸支承頸與軸承之間的摩擦。摩擦力的大小為 （211） 摩擦力的方向與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向相反，形成了對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的阻力。 考慮摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦扭矩主要有兩種方法，那就是能量法和力法，在這里我們主要運(yùn)用能量法進(jìn)行滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析。這種處理問題的方法對(duì)于分析連桿的受力來講,誤差是非常小的，并且簡(jiǎn)化了計(jì)算，是可以應(yīng)用的。即 （210）此公稱扭矩是設(shè)計(jì)曲軸的基礎(chǔ)。從以上上述公式可以得出，雖然工件所受的變形力P一定，而曲軸所受的扭矩是隨著曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化的，的值越大，的值就越大，也就是說在比較大的曲柄轉(zhuǎn)角下工作時(shí)，曲軸上所受的扭矩就會(huì)比較大。由于角較小，所以，可以認(rèn)為，故上述兩式可以寫為 （27） （28）式中—連桿作用力； —導(dǎo)軌作用力； —工件變形力； —連桿系數(shù)； —曲柄轉(zhuǎn)角。當(dāng)。 忽略摩擦情況下滑塊機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析圖22 忽略摩擦和零件自身重量時(shí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力圖圖22為忽略摩擦和零件自身重量時(shí)滑塊的受力情況。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能否滿足工藝的要求，除了檢驗(yàn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否符合要求，還必須對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行校核。用表示。曲柄轉(zhuǎn)角增大時(shí)，滑塊的速度也隨之顯著增加，但在時(shí)，速度的變化是很小，而數(shù)值卻是最大的。求導(dǎo)過程如下：而， 所以式中—滑塊速度—曲柄的角速度又，所以滑塊的運(yùn)動(dòng)速度 和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式為： （25）式中—曲柄每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)從上式可以看出，滑塊的速度是隨著曲柄的轉(zhuǎn)角的變化而變化的。故上式在整理后可得 （23）式中 —滑塊行程（從下死點(diǎn)算起） —曲柄轉(zhuǎn)角（從下死點(diǎn)算起,與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反者為正） —曲柄半徑 —連桿長(zhǎng)度 —連桿系數(shù)因此，當(dāng)已知曲柄的半徑和連桿系數(shù)時(shí)，便可以從上式計(jì)算出對(duì)應(yīng)不同的值。設(shè)曲柄轉(zhuǎn)至下死點(diǎn)時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角為，曲柄逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角為，連桿的中心線與滑塊運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角為。對(duì)于通用的壓力機(jī)，一般為 ～。AB 為連桿，A 點(diǎn)是曲柄和連桿的連結(jié)點(diǎn)，B 點(diǎn)為連桿與滑塊的連結(jié)點(diǎn)。第2章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與受力分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖21所示。本次曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)中,大皮帶輪的設(shè)計(jì)兼有飛輪的作用。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短，也就是說，有負(fù)荷的工作時(shí)間很短，大部分時(shí)間為無(wú)負(fù)荷的空程時(shí)間。因此，當(dāng)材料放在上下模之間時(shí)，及能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。連桿上端連在曲軸上，下端與滑塊連接，把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，如何繼續(xù)縮小與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的距離仍是我國(guó)設(shè)備制造企業(yè)需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。但是，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比較，我國(guó)的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)仍然是很落后的，主要表現(xiàn)在性能不好，質(zhì)量不高和品種不全等方面。盡管我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)成為世界各種產(chǎn)品的加工中心，有大量曲柄壓力機(jī)投入使用，但其中由我國(guó)自行設(shè)計(jì)和制造的壓力機(jī)卻不多，大多是從國(guó)外引進(jìn)或者與國(guó)外