【正文】 曲柄壓力機的工作原理及主要參數(shù) 曲柄壓力機的工作原理曲柄壓力機是以曲柄傳動的鍛壓機械，其工作原理是電動機通過三角帶把運動傳給大皮帶輪，再經小齒輪，大齒輪，傳給曲軸。上模裝在滑塊上，下模裝在墊板上。由于工藝的需要，滑塊有時運動，有時停止，所以裝有離合器和制動器。為了使電動機的負荷均勻，有效的利用能量，因而裝有飛輪。工作原理圖如下圖： 圖11 工作原理圖 曲柄壓力機工作的特點剛性傳動，滑塊運動具有強制性質a. 上下死點、運動速度、閉合高度等固定——便于實現(xiàn)機械化和自動化b. 定行程設備——自我保護能力差，工作時形成封閉力系c. 不會造成強烈沖擊和振動d. 不允許超負荷使用，一個工作循環(huán)中負荷作用時間短，主要靠飛輪釋放能量e. 工作時尖峰負荷不會對電網造成沖擊f. 不能夠超能量使用 J2340型壓力機主要參數(shù)公稱壓力(t)：40滑塊行程（mm）：40行程次數(shù)（次/min）：80公稱壓力時下死點距離（mm）：7/2固定行程（mm）：100調整行程（mm）：100/10活動臺位置（mm）：400/200 本章小結本章主要介紹了設計的研究背景以及壓力機的國內外研究現(xiàn)狀，通過對壓力機工作原理的闡述，引出本設計的研究對象曲柄滑塊機構及其主要技術參數(shù)，并對本設計的重點、難點加以描述。結點正置于曲柄滑塊機構運動簡圖中，圖中， OA 是曲柄，O點是曲柄的旋轉中心。曲柄長度為 R，也叫做曲柄半徑，連桿長度為 L， 稱為連桿系數(shù)。圖21 曲柄滑塊機構的運動簡圖 滑塊的位移和曲柄轉角之間的關系當曲柄滑塊轉動時，從上止點轉到下止點， 滑塊從 點降至點（如圖21），全行程 ?；瑝K的位移和曲柄轉角之間的關系表達式為： （21）而，則，又，所以，將其帶入整理得 （22）為連桿系數(shù)，在通用的壓力機中，一般為 ～。由余弦定理可知 （24） 滑塊的速度和曲柄轉角之間的關系在求出滑塊的位移與曲柄轉角之間的關系后，把位移對時間求導就可以求得滑塊的速度。在時。因此，常常取曲柄轉角時的滑塊速度作為最大速度。即 （26）上式表明，滑塊的最大速度與曲柄的轉速，曲柄半徑是成正比的，越高，越大，滑塊的最大速度也越大。為了更準確的進行強度校核，首先要確定滑塊機構中的主要零部件的進行受力狀態(tài)?？紤]B點力的平衡得由前推導可知，若，當時。在通常情況，尤其是通用壓力機，,所以遠遠小于。曲軸上所受的理想扭矩為 而 又 所以 又 所以 （29）式中R—曲柄半徑 —連桿系數(shù)；—曲柄轉角。當曲柄轉角等于公稱壓力角時，即時，曲軸上所受的理想扭矩就稱為理想公稱扭矩。我們在上述分析連桿和曲軸所傳遞的扭矩過程當中,沒有考慮各運動部位的摩擦問題。但是,在計算曲軸傳遞的扭矩時,如果不考慮摩擦的影響,卻會帶來比較大的誤差,因此，在計算時應考慮由摩擦所增加的扭矩。壓力機在工作時，曲柄滑塊機構中的摩擦主要發(fā)生在四處：1． 滑塊導軌面的摩擦。該阻力經過連桿作用到曲軸上，從而增加了曲軸所需傳遞的扭矩。曲軸旋轉時,軸承對軸頸的摩擦力分布在軸頸的工作面上,這些摩擦力對軸頸中心形成與軸頸旋轉方向相反的阻力矩。它也會形成阻力矩: （216）上述三個阻力矩，都會是曲軸增加所需傳遞的扭矩。即 （217）式中 —滑塊移動速度；—曲柄的轉動角速度；、—連桿的擺動角速度。而 =取，則，經整理后得由于摩擦使曲軸所增加的扭矩為：（219）最后得到考慮摩擦后曲軸所需傳遞的扭矩為= （220）式中 R—曲柄半徑； —曲柄的轉角； —連桿系數(shù)； —摩擦系數(shù),； —曲軸支承頸的直徑； —曲軸頸的直徑； —連桿銷的直徑； P—坯料抵抗變形的反作用力。當時，曲軸上的扭矩及稱為公稱扭矩，即 （223）而相應的當量力臂便稱為公稱當量力臂，即 （224） 本章小結本章是曲柄滑塊機構結構設計的理論基礎，主要對曲柄滑塊機構的運動規(guī)律和受力情況進行了分析，其中具體包括滑塊的位移和曲柄轉角之間的關系、滑塊的速度和曲柄轉角之間的關系、忽略摩擦情況下滑塊機構的力學分析、考慮摩擦情況下滑塊機構的力學分析等。第3章 曲軸軸系部件的設計計算 曲柄形式(a).曲軸驅動的曲柄滑塊機構(b).偏心軸驅動的曲柄滑塊機構(c).曲拐驅動的曲柄滑塊機構(d).偏心齒輪驅動的曲柄滑塊機構1 —支承頸。 3—曲柄頸。 5—曲拐頸。 7—偏心齒輪 曲軸驅動的曲柄滑塊機構工作原理：曲軸旋轉時，連桿作擺動和上、下運動，使滑塊在導軌中作上、下往復直線運動。大型曲軸鍛造困難，受彎、扭作用，制造要求高。 圖32 J2340壓力機的曲柄滑塊機構結構圖打料橫梁 滑塊 壓塌塊 支承座 蓋板 調節(jié)螺桿 連桿體 軸瓦 曲軸 鎖緊螺釘 1鎖緊塊 1模具夾持塊 偏心軸驅動的曲柄滑塊機構工作原理：當偏心軸轉動時，曲軸頸的外圓中心以偏心軸中心為圓心做圓周運動，帶動連桿、滑塊運動。但偏心部分直徑大，摩擦損耗多，制造比較困難。 曲拐驅動的曲柄滑塊機構工作原理：當曲拐軸轉動時，偏心套的外圓中心以曲拐軸的中心為圓心做圓周運動，帶動連桿、滑塊運動。便于調節(jié)行程且結構簡單，但曲柄懸伸剛度差。特點：偏心齒輪芯軸雙端支承，受力好；偏心齒輪只傳遞扭矩，彎矩由芯軸承受；受力情況比曲軸好，芯軸剛度大。 適用范圍：常用于大中型壓力機上?！?。對于小型壓力機的曲軸，在國內有些制造廠用球墨鑄鐵鑄造。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，提高機械性能。為了延長曲軸壽命，在各軸頸特別是圓角處，最好用滾子輾壓強化。 估算曲軸的相關尺寸在設計曲軸時，首先根據經驗公式決定曲軸的有關尺寸，然后再根據理論公式進行精確校核。圖33 曲軸各部分尺寸示意圖根據曲柄軸尺寸經驗公式 （31） 式中 —壓力機公稱壓力（KN），此處得支承頸直徑。表31 曲軸有關尺寸經驗公式曲軸各部分尺寸名稱代號經驗數(shù)據計算尺寸曲柄頸直徑120支承頸長度180曲柄兩臂外側面間的長度225曲柄頸長度150圓角半徑9曲柄臂的寬度135曲柄半徑固定行程的一半50 曲軸的強度及剛度校核一、強度校核曲軸的危險截面主要是曲柄頸截面和支承頸截面，即截面和截面（如圖34）。如此，危險截面的彎矩為 （32） 截面的最大應力為 （33）式（32）和（33）中—公稱壓力；—曲柄頸長度；—曲柄兩臂外側面間的長度；—曲柄頸直徑；—圓角半徑；—彎曲截面系數(shù)。在曲軸的曲柄頸上，除了受彎矩作用以外，還會受到扭矩的作用，此時應當按彎扭聯(lián)合作用計算。因此，本次設計中曲軸的曲柄頸用式（33）計算截面的應力就足夠準確。在支承頸截面處，也受到了彎扭聯(lián)合作用，但是這里和曲柄頸的截面恰恰相反，扭矩要比彎矩大得多，所以可以忽略彎矩在此處的影響。帶入已知數(shù)據，計算得：因為，故支承頸截面的強度符合要求。表32 曲軸許用應力（）材 料45調質36001000～1400750～100040調質50001400～20001000～1500調質65001800～26001400～2000調質7500