【正文】 性和抗偏載能力設(shè)置多個連桿。單動是指在工作機構(gòu)中只有一個滑塊，雙動是指在工作機構(gòu)中有兩個滑塊，分內(nèi)外滑塊，內(nèi)歡快安裝在外滑塊內(nèi)，各種機構(gòu)分別驅(qū)動。（5）按傳動系統(tǒng)所在位置分，可將曲柄壓力機分為上傳動式和下傳動式2類。長行程拉伸壓力機均采用下傳動方式。傳動原理：以曲柄滑塊機構(gòu)作為工作機構(gòu)，電動機通過傳動系統(tǒng)將運動和能量傳給工作機構(gòu)，使滑塊對模具施加壓力，板料在壓力下成型，獲得產(chǎn)品。這是因為曲柄壓力機工作載荷具有不均勻行。而在上模接觸毛坯前（空程和回程）能量消耗很少。這樣可以減小電動機的安裝功率，提高能源利用效率。同時由于曲柄連桿機構(gòu)的運動學(xué)特性，滑塊運動到下止點運動速度很低，故曲柄壓力機的工作載荷具有準靜態(tài)特性。 曲柄壓力機的組成由曲柄壓力機工作原理圖知，曲柄壓力機由以下幾部分構(gòu)成。（2）傳動系統(tǒng) 包括皮帶傳動和齒輪傳動，將電動機的能量和運動傳遞給工作機構(gòu)，起能量傳遞作用和速度轉(zhuǎn)換作用。用以控制工作機構(gòu)的工作和停止。機器運行的能源由電動機提供，開機后電動機對飛輪進行加速，壓力機短時工作時能量則由飛輪提供，飛輪起著儲存和釋放能量的作用。它把壓力機所有零部件連成一個整體。（6）輔助系統(tǒng) 包括氣路系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，過載保護裝置，氣墊，快換模，打料裝置，監(jiān)控裝置等。對新型壓力機此系統(tǒng)成本所占比例有提升趨勢。這種機構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑?fù)運動，并直接承受工件變形力。 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系。當OA以角速度w繞O點作旋轉(zhuǎn)運動時，B點則以速度v作直線運動。(所謂結(jié)點正置，是指滑塊和連桿的連結(jié)點B的運動軌跡位于曲柄旋轉(zhuǎn)中心0相連結(jié)點B的連線上)。式中 ——滑塊位移，從下死點算起，向上方向為正，以下均同；——曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點算起，與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反為正，以下均同；——曲柄半徑；λ——連桿系數(shù)。 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系求出滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系后，將速度v對時間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度a即： a = = = R （2－3）式中 a——滑塊加速度，向下方面為正。為了校核強度，必需首先確定機構(gòu)中主要零件的受力情況。一般曲柄壓力機，負荷達到公稱壓力時的曲柄轉(zhuǎn)角僅左右，因此曲柄壓力機負荷最重時，角小，可以認為1，上面兩式便成為： （2－6） （2－7）式中：為連桿對滑塊的約束反力，也等于連桿所受的作用力； 為坯料抵抗變形的反作用力； N為導(dǎo)軌對滑塊的約束反力，也等于滑塊對導(dǎo)軌的正壓力； 為連桿系數(shù)； 為曲柄轉(zhuǎn)角。在行程下死點附近，小， 也??；在行程中點附近大，也大。 曲柄滑塊機構(gòu)中的摩擦組要發(fā)生在一下四個部分：分別為滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦，曲軸兩支承出的摩擦，連桿大端和曲柄頸之間的摩擦和連桿小端處的摩擦。通用壓力機的偏心機構(gòu)有以下四種。曲軸為壓力機的重要舉例：，受力復(fù)雜，故制造條件要求較高，一般用45號鋼鍛制而成。有些中大型壓力機的曲軸則用合金鋼鍛制，如40Cr、37SiMn zMoV、18C rMnN。對于小型壓力機的曲軸，國內(nèi)有些制造廠用球墨鑄鐵QT60—2鑄造。對于大型曲軸，有時在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以 改善淬透性，提高機械性曲軸支承頸和曲柄頸(或曲拐頸)需加以精車或磨光。這四種曲軸的特點分別是：（1）曲軸式 在支承頸與曲柄頸之間的曲柄臂，曲柄半徑R較大，適用于較大行程的壓力機，按曲柄數(shù)目又可分為單曲柄和雙曲柄，后者適用于工作臺面較大的壓力機，純曲軸毛坯為鍛件，機械加工比較困難。缺點是偏心直徑大，摩擦耗損多，制造困難，適用于行程小的壓力機。隨著曲柄半徑的增加，軸頸d02增加，摩擦耗損也增大，因此，曲柄半徑R不能取得太大。（4） 偏心齒輪 偏心齒輪安裝在芯軸上并繞芯軸轉(zhuǎn)動，通過偏心齒輪與芯軸的偏心距實現(xiàn)曲柄機構(gòu)動作，應(yīng)用于大中型壓力機芯軸僅受彎矩，偏心齒輪受扭矩作用，負荷分配合理，加工制造業(yè)方便，偏心齒輪一般用鑄造毛坯，芯軸加工容易。但偏心部分直徑較大工作時摩擦耗損增加，若采用懸臂結(jié)構(gòu)可以減少摩擦損失，但剛度下降，超載時比曲軸式容易發(fā)生卡死現(xiàn)象。 3—1 曲拐軸根據(jù)經(jīng)驗公式：支撐頸直徑：d02小端支撐頸： 偏心頸直徑：（～）d02為公稱壓力（KN）根據(jù)以上經(jīng)驗公式求得 取整得：=()190=99144mm 取整得：（）190= 取整得：偏心軸材料采用優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，如440等，要求使用鍛造毛坯，粗加工后調(diào)質(zhì)處理，重要的曲軸和芯軸要在毛坯端部取式樣做力學(xué)性能檢測，表面粗糙度要求達到Ra(—)微米，各圓角半徑要嚴格保證圓樣尺寸和表面質(zhì)量，最后采用滾壓強化表面以提高疲勞壽命。 拐軸行程調(diào)節(jié)裝置為了適應(yīng)不同的沖壓工藝要求，許多開式壓力機行程的大小是可以調(diào)節(jié)的．如軸行程調(diào)節(jié)裝置，如圖32所示，偏心套1相對于軸3的軸頸有一偏心距，而連桿套在偏心套上，因此，轉(zhuǎn)動偏心套，即能調(diào)整行程的大小。當調(diào)節(jié)行程時，松開鎖緊套5，即可拉出法藍4及調(diào)節(jié)套2，使溝槽脫開，此時即可利用偏心套圓周上的扳手孔旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動偏心套至所需位置，然后按相反方向轉(zhuǎn)動鎖緊套，使調(diào)節(jié)套與偏心套的端面溝槽重新咬合。當摩擦離合器安裝在低速軸上時，加速壓力機從動部分所需的功和離合器結(jié)合時所消耗的摩擦功都比較小，因此能量消耗較小，離合器工作條件也好。行程次數(shù)較高的壓力機離合器最好安裝在曲軸上，因為這樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器工作條件也好。為了縮小離合器尺寸，降低制造成本，且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上，一般在飛輪軸上。采用浮動嵌塊式摩擦制動器和離合器。摩擦離合器具有剛性離合器不具備的許多優(yōu)點：離合器和制動器動作協(xié)調(diào)，能隨時接合和或分離，容易實現(xiàn)寸動行 4—1離合器結(jié)構(gòu)圖程，便于調(diào)整模具和安裝人身保護裝置；結(jié)合平穩(wěn)，能在較高轉(zhuǎn)速下工作；能傳遞較大扭矩。從動部分為從動盤、從動軸及制動器的內(nèi)盤等。它的操作系統(tǒng)由氣缸（在大皮帶輪上）、環(huán)狀活塞和壓縮空氣控制系統(tǒng)組成。需要離合器接合時，操縱電磁空氣分配閥，使壓縮空氣從左端經(jīng)離合器的中間孔道和連接管，進入離合器的氣缸，克服脫開彈簧的作用力，推動環(huán)形活塞向右移動，將浮動嵌塊壓緊在主動摩擦盤上，依靠它們之間的摩擦力所形成的摩擦力矩，由大皮帶輪帶動離合器軸旋轉(zhuǎn)。 離合器的設(shè)計（1）確定摩擦副平面尺寸①摩擦半徑式中 ——偏心齒輪上公稱扭矩 ——儲備系數(shù) ——離合器軸至曲軸速比 ——傳動效率 ——摩擦系數(shù) ——摩擦副上壓強 ——摩擦環(huán)相對寬度由之前公式可得查表可得： 代入公式得：②摩擦環(huán)寬度及嵌塊排列方式 查表，選用長圓形嵌塊，有關(guān)尺寸為：， ， ， 決定用單行排列，但實際的摩擦環(huán)寬度為：③嵌塊數(shù)目 取z=10④修正系數(shù)保證摩擦半徑不變，即（2）確定摩擦副厚度尺寸①摩擦盤厚度式中代入上式得：②摩擦材料厚度選h=2cm，符合嵌塊厚度的工廠標準。（4）工作能力核算①摩擦系數(shù)核算由于離合器轉(zhuǎn)速較高，，取所以查表所以該浮動鑲塊式離合器合適。 設(shè)計制動器的出發(fā)點是使制動力矩所作的功以吸收離合器脫開后從動系統(tǒng)的動能，即在規(guī)定的制動角下使滑塊停止運動。制動器扭矩的計算（1） 確定制動力矩 ，所以。 又 要保證不變，則需b,c,q的乘積不變，即 式中為修正后的數(shù)值，所以 （3）確定摩擦副厚度尺寸 則 選 按工廠標準。②摩擦元件使用壽命核算以每班實際工作7h，每天工作兩班計算，則壽命為：查表代入上式得按每年300工作日計算，大于6個月，故合格。如果按此短暫的工作時間來選擇電動機的功率，則電動機的功率將會很大。工件沖壓后，負載減小，于是電動機帶動飛輪加速轉(zhuǎn)動，使其在沖壓下一個工件前恢復(fù)到原來的角速度。所以電動機功率便可大大減小。曲柄壓力機裝上飛輪后，電動機輸出功率或輸出扭矩是不可能不變的，因此，電動機的能量大小與飛輪的能量大小也不成線形的比例關(guān)系。 電動機功率的計算壓力機一工作周期所消耗的能量A為：式中——工件變形功；——拉伸墊工作功，即進行拉伸工藝時壓邊所需的功；——工作行程中由于曲柄滑塊機構(gòu)的摩擦所消耗的功；——工作行程中由于壓力機受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量；——壓力機空行程向下和空程向上時所消耗的能量；——單次行程時滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量；——單次行程時離合器結(jié)合所消耗的能量。查機械設(shè)計手冊[5] ， 同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，—6，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min?！痪鶆蛳禂?shù)，數(shù)值越大，表示飛輪角速度的波動越大。上述所得的轉(zhuǎn)動慣量實際上不僅包括飛輪本身的轉(zhuǎn)動慣量還包括其他轉(zhuǎn)動零件的轉(zhuǎn)動慣量。即其中輪緣部分是主要的，故在近似計算時只考慮輪緣部分的轉(zhuǎn)動慣量，即可以用代替。轉(zhuǎn)速較高的可以采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。該帶輪選用HT200V帶輪由輪緣，輪輻和輪轂組成。V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準直徑有關(guān)。V帶輪的輪槽與選用的V帶的型號相對應(yīng)V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面夾角發(fā)生變化。V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。第6章 曲柄壓力機相關(guān)機構(gòu)設(shè)計二級齒輪傳動中高速軸上的齒輪傳動計算（1）選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) 為了保證運動平穩(wěn)性，本次設(shè)計選擇斜齒傳動；曲柄壓力機屬于鍛壓設(shè)備，根據(jù)資料顯示選取精度等級為八級；由機械設(shè)計課本查得，小齒輪材料可選為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS。（3）選取螺旋角β斜齒圓柱齒輪傳動的螺旋角β不宜選得過大，常在8 186。之間選擇，初選β=14 。代入數(shù)據(jù)得：由于 查表可得：代入上式可得：所以： 其中心距為：校核對于該齒輪，需核算其彎曲強度，其計算公式為：式中：——齒輪齒根處彎曲應(yīng)力（）； ——小齒輪所受的扭矩（）； ——第一級齒輪的傳動比； ——彎曲應(yīng)力設(shè)計； ——小齒輪齒數(shù)； ——齒輪壓力角； ——齒形系數(shù)，對于斜齒輪，擇選當量齒數(shù)來查，當量齒數(shù)為： ——螺旋角； ——齒輪模數(shù)，當為斜齒輪時，用法向模數(shù)； ——齒寬（）； ——載荷集中系數(shù)； ——動載系數(shù)； ——許用彎曲應(yīng)力。對于該齒輪還應(yīng)該核算齒面的接觸強度，其計算公式為：式中：——齒寬（）； ——兩齒輪間的中心距（）； ——接觸應(yīng)力系數(shù)； ——齒輪形式系數(shù)，斜齒圓柱齒輪； ——計算接觸應(yīng)力（）； ——許用接觸應(yīng)力（）。由此可知，該齒輪符合強度要求。（3）選取螺旋角β斜齒圓柱齒輪傳動的螺旋角β不宜選得過大，常在8 186。之間選擇，初選β=14 。對于該齒輪還應(yīng)該核算齒面的接觸強度，其計算公式為：計算接觸應(yīng)力系數(shù)，其計算公式為：代入數(shù)據(jù)得：查表得：由此可求得計算接觸應(yīng)力：查表可得：所以，設(shè)計的該齒輪符合接觸強度校核要求。 傳動軸的設(shè)計（1）高速軸的設(shè)計求出輸出軸上的功率帶入公式可得：可選?。?） 二級傳動軸的設(shè)計求出輸出軸上的功率可選取 連桿的設(shè)計 連桿的比較選取連桿是曲柄滑塊機構(gòu)中的重要構(gòu)件，將曲柄和滑塊連在一起，并通過其運動將曲柄旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)直線運動，在這個過程中，連桿相對于曲柄轉(zhuǎn)動而相對滑塊擺動。調(diào)節(jié)螺桿下部的球頭與滑塊連接，連桿上部的軸瓦與曲軸連接。球頭式連桿通過調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)。在沖壓過程中，裝模高度應(yīng)該保持不變。為防止壓力機在沖壓過程中自行改變，在裝模高度調(diào)節(jié)機構(gòu)中設(shè)置有鎖緊裝載。擰緊鎖緊螺釘，可使兩鎖緊塊壓緊調(diào)節(jié)螺釘，達到防松的目的。 連桿強度計算對以上各種連桿類型的比較，為實現(xiàn)連桿長度可調(diào)，現(xiàn)選擇球頭式連桿。(1)根據(jù)檢驗公式計算有球面直徑：可取螺桿螺紋外徑：可取螺桿最小直徑：可取連桿直徑： 可取螺紋最小工作長度：可取（2）連桿強度校核連桿在工作載荷的作用下，有可能最小截面受壓縮破壞，螺紋牙的破壞等。1）調(diào)節(jié)螺桿最大壓縮應(yīng)力校核上傳動壓力機在工作時連桿受壓力作用。代入數(shù)據(jù)可得：== 1284 xPa≤1800 xPa故設(shè)計的該連桿滿足強度要求。由于螺母（對球頭式的連桿，它就是連桿體）的材料一般比調(diào)節(jié)螺桿差，因此，檢驗螺母上的螺紋強度即可。只需校核彎曲強度即可。=()==式中 ——連