【正文】 督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，CAXA制圖等整個過程中都給予了我精心的指導(dǎo)。除了敬佩老師的專業(yè)知識外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也永遠是我學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極地影響我一生的學(xué)習(xí)和工作。同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。壓力機是國家工業(yè)的支柱和技術(shù)水平的標志。在沖壓成形領(lǐng)域．如汽車的板材成形生產(chǎn)中，大范圍、大批量應(yīng)用的設(shè)備是曲柄壓力機。傳動系統(tǒng)是曲柄壓力機的重要組成部分，其作用就是將電機的運動和能量按照一定的要求轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊的運動。但最近幾年，多品種少量生產(chǎn)勢頭在國外越益強勁，要滿足經(jīng)濟的合理性，就要求制造機械擁有更高的柔性和通用性。這些壓力機可以適應(yīng)多變的工藝過程，通用性比以往有很大提高，擁有更高的柔性。目前國內(nèi)現(xiàn)狀，在國內(nèi)從事曲柄壓力機設(shè)計制造的企業(yè)非常多，分布也很廣，但這些企業(yè)生產(chǎn)的壓力機大多款式陳舊單一，檔次較國外比較低，只能占領(lǐng)中低端市場。盡管我國現(xiàn)在已經(jīng)成為世界各種產(chǎn)品的加工中心，有大量曲柄壓力機投入使用，但其中由我國自行設(shè)計和制造的壓力機卻不多，大多是從國外引進或者與國外合作生產(chǎn)制造。因此，如何繼續(xù)縮小與國外先進產(chǎn)品的距離仍是我國設(shè)備制造企業(yè)需要面對的挑戰(zhàn)。三、研究步驟、方法及措施 （1）分析曲柄壓力機的工作原理，（2）分析曲柄壓力機的結(jié)構(gòu)；（3）掌握曲柄壓力機的設(shè)計方法和步驟；（4）對所設(shè)計的曲柄壓力機進行三維建模；（5）繪制曲柄壓力機相關(guān)工程圖并編寫曲柄壓力機說明書。據(jù)有關(guān)資料介紹, 用機械壓力機生產(chǎn)的零件, 在汽車行業(yè)中, 對卡車占總零件數(shù)的45%55%之多, 對轎車、大卡車為60%75%, 在電機電器行業(yè)中占60%80%, 在無線電行業(yè)中占85%, 在日用制品行業(yè)中占98%。用機械壓力機加工的板料沖壓件代替的鑄件和鍛件, 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和形狀的不同, 其生產(chǎn)成本可降低50%70%, 零件重量減輕30%50%, 材料消耗量減少30%60%。進入21世紀，我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對這一形勢，我國的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長足的進步。單機連線自動化沖壓生產(chǎn)線 為滿足自動化沖壓生產(chǎn)線的需要，國內(nèi)知名壓力機生產(chǎn)企業(yè)在20世紀末期，就大力進行了高性能單機連線壓力機的研制生產(chǎn)。由它們組成的自動化沖壓生產(chǎn)線具有大噸位、大行程、大臺面，以及大噸位氣墊、機械手自動上下料系統(tǒng)、全自動換模系統(tǒng)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)速度快、精度高。2006年8月，濟南二機床公司向泰國薩密特公司提供了一條32000kN大型沖壓生產(chǎn)線，充分滿足了汽車快速、高精度及高效的生產(chǎn)要求。由于占地少、工序間搬運小，所以正日益被沖壓生產(chǎn)看好；高速壓力機加裝凸輪分割型送料機、開卷校平裝置成線，沖制專用零件，如電動機硅鋼片等。通常由拆垛機、大型壓力機、三坐標工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位等組成。是當今世界汽車制造業(yè)應(yīng)首選的最先進的沖壓設(shè)備，目前世界上已能生產(chǎn)95000kN 的大型多工位壓力機。濟南二機床集團公司于1999年與德國萬加頓公司合作制造了兩臺20000kN 大型機械多工位壓力機，2005年初又與世界最大的汽車零部件供應(yīng)商—美國德納(DANA)公司簽訂了供貨合同，為其提供一臺50000kN重型多工位壓力機。是我國迄今為止出口的噸位最大、技術(shù)含量最高、自動化程度最高的沖壓成套設(shè)備。迄今為止，這類多工位壓力機在國內(nèi)汽車業(yè)尚未廣泛使用，但市場前景十分看好。但今年，多品種少量生產(chǎn)勢頭在國外越益強勁，要滿足其經(jīng)濟上的合理性，就要求生產(chǎn)具有更高的柔性，工藝設(shè)備具有更大的通用性。這些壓力機，在結(jié)構(gòu)上各有其獨到之處，可適應(yīng)多變的工藝過程，通用性大，具有更高的柔性。二、研究主要成果 交流伺服曲柄壓力機技術(shù)交流伺服曲柄壓力機由計算機控制的交流伺服電機驅(qū)動曲柄，取消了大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪和離合器簡化了機械結(jié)構(gòu)，增強了易維護性和可控性。 永磁電機系統(tǒng)驅(qū)動壓力機技術(shù)近期 有的企業(yè)開始研制永磁電機驅(qū)動壓力機。此外，永磁稀土材料是國家重要資源，對于壓力機這一類工作性質(zhì)的場合．采用永磁材料是對永磁資源的極大浪費。隨著新技術(shù)的發(fā)展 一種新型的動力系統(tǒng)——開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)(Switched Reluctance Driver，簡稱SRD)應(yīng)運而生，它集成了現(xiàn)代電機技術(shù)、電力電子、微電子、檢測技術(shù)與計算機技術(shù)、自動化控制與信息處理技術(shù)和軟件技術(shù)，是適合大功率數(shù)控系統(tǒng)的機電一體化產(chǎn)品。三、發(fā)展趨勢： 在鍛壓裝備中曲柄壓力機最多，占全部的50%以上，是板料沖壓生產(chǎn)的主打設(shè)備。電器儀表、國防工業(yè)及日用平等航和有廣泛的市場。隨著新工藝新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，一些復(fù)雜的特殊零件可以直接成形。20世紀前期，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速發(fā)展，在逐漸融入新技術(shù)、新材料后，更推動了曲柄壓力機的發(fā)展。進入21世紀以來，中國鍛壓機床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運作，快速地提升了我國沖壓設(shè)備整體水平。但由于大家都在進步，所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。四、存在問題三十年來，機械壓力機行業(yè)發(fā)展是很快的，但由于原有基礎(chǔ)差，再加上工作中存在的缺點，機械壓力機在產(chǎn)品品種、產(chǎn)量及技術(shù)水平還不能滿足國民經(jīng)濟的需要。五、主要參考文獻 [1].牟林,胡建華主編. . 北京:北京大學(xué)出版社,2010[2].張策主編. 機械原理與機械設(shè)計（下冊）.第2版. 北京:機械工業(yè)出版社,2011[3].鄒慧君,張青主編. . 北京:高等教育出版社,2010[4].（修訂版）. 北京:機械工業(yè)出版社,1987[5].機械設(shè)計實用手冊編委會. 機械設(shè)計實用手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2008[6].成大先主編. . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010[7].于惠力,馮新敏主編. 傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查. 北京:機械工業(yè)出版社,2010[8].華中工學(xué)院等五院(校)《機械傳動及曲柄壓力機》編寫組編. . 北京:人民教育出版社,1978[9].華中工學(xué)院等五院(校)《機械傳動及曲柄壓力機》編寫組編. . 北京:人民教育出版社,1978[10].《沖壓機械化與自動化》編寫組編. 沖壓機械化與自動化. 北京:機械工業(yè)出版社,1982[11].濮良貴,. 第八版. 北京:高等教育出版社，2007[12].孫桓,陳作模,葛文杰主編. . 北京:高等教育出版社，2006[13].. 北京:高等教育出版社，2004[14].鄧文英,(上冊).第五版. 北京:高等教育出版社，2008[15].Li Can ,Zhang Xianmin . Mechanism and machine : Wuhan University of Technology Press, 2004[16].Ye Zhonghe, Lan Zhaohui, . Smith . Mechanisms and machine theory. Beijing:Beijing Higher Education Press 2001 六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責人簽字：年 月 日附錄387故機械壓力機的故障分析和尺寸確定前言介紹：作為一名設(shè)計工程師有必要知道零件如何發(fā)生和為什么會發(fā)生故障，以便通過進行最低限度的維修以保證機器的可靠性。另一方面，一個零件發(fā)生故障也可能只是一件微不足道的小事，只是給你造成了一點小麻煩。后者發(fā)生的這次故障造成的結(jié)果通常只不過是一些暖氣裝置里冷卻劑的損失，是一種很容易被發(fā)現(xiàn)并且被改正的情況。一般說來，與靜載重相比較，有兩個相反方向的動載荷將會引起更大的問題，因此，疲勞強度必須被考慮。例如，脆的材料被認為在存在疲勞的地方是不能夠被使用的。無論如何，一名設(shè)計工程師必須從一個更廣泛的范圍來考慮和理解變形是究竟如何發(fā)生的。發(fā)生了過度的變形，但并沒有產(chǎn)生裂縫，也可能會引起一臺機器出毛病，因為發(fā)生畸變的零件會干擾下一個零件的移動。有時故障可能是由于兩個兩個相互搭配的零件之間的不正常的磨擦或者異常的振動引起的。此外，一個零件的實際形狀可能會引起故障的發(fā)生。當有用兩個相反方向的動載荷，材料不具有很好的可延展性時，對應(yīng)力考慮的評估就特別重要。凸輪是被應(yīng)用的最廣泛的機械結(jié)構(gòu)之一。主動件本身就是凸輪，而輸出件被稱為從動件。常見的一些關(guān)于凸輪應(yīng)用的例子有：——凸輪軸和汽車發(fā)動機工程的裝配——專用機床——自動電唱機——印刷機——自動的洗衣機——自動的洗碗機 高速凸輪(凸輪超過1000 rpm的速度)的輪廓必須從數(shù)學(xué)意義上來定義。一般說來，凸輪的速度和輸出負載越大，凸輪的輪廓在被床上被加工時就一定要更加精密。（）靜強度：一個零件的強度是指零件在不會失去它被要求的能力的前提下能夠承受的最大應(yīng)力。剛度： 剛度是指材料抵抗變形的一種屬性。彈性： 彈性是指零件能夠吸收能量但并沒有發(fā)生永久變形的一種材料的屬性。（）韌性： 韌性和彈性是兩種相似的特性。因此可以通過應(yīng)力圖里面的總面積來描述韌性， b 描繪的那樣。脆性： 一種脆性的材料就是指在任何可以被看出來的塑性變形之前就發(fā)生破裂的材料。延展性： 一種延展性材料會在破裂之前表現(xiàn)出很大程度上的塑性變形現(xiàn)象。一個在發(fā)生破裂的零件，其伸長量如果為5%，則認為該伸長量就是可延展性和脆性材料分界線。硬度： 一種材料的硬度是指它抵抗擠壓或者拉伸它的能力。同樣，一種材料的極限強度粗略與它的硬度成正比。通常，材料越硬，越難以加工。壓縮測試： 大多數(shù)可延展材料大約有相同特性，當它們處于受壓狀態(tài)的緊張狀態(tài)時。當一件具有可延展性的樣品受壓發(fā)生塑性變形時，材料的其它部分會凸出來，但是在這種緊張的狀態(tài)下，材料通常不會發(fā)生物理上的破裂。剪應(yīng)力測試： 軸，螺釘，鉚釘和焊接件被用這樣一種方式定位以致于生產(chǎn)了剪應(yīng)力。當壓力大到可以使材料發(fā)生永久變形或發(fā)生破壞時，這時的壓力就被定義為極限剪切強度。例如，以鋼的材料為例，最后的剪切強度是處于緊張狀態(tài)大約極限強度的75%。動力載荷 不會在各種不同的形式的力之間不停發(fā)生變化的作用力被叫作靜載荷或者穩(wěn)定載荷。在拉伸實驗中，被分次、逐漸的加載的作用力也被叫作靜載荷。動載荷可以被再細分為以下的3種類型。比如說，變載荷會產(chǎn)生忽大忽小的張應(yīng)力，但不會產(chǎn)生壓應(yīng)力。沖擊載荷： 這類載荷是由于沖擊作用產(chǎn)生的。當汽車的一個輪胎碰撞到道路上的一個突起或者路上的一個洞時，相同的沖擊荷載的類型也會在汽車的減震器彈簧上發(fā)生。裂縫最初是在應(yīng)力超過它極限壓力的地方開始出現(xiàn)的，而通常這往往是有微小的表面缺陷的地方，例如有一處材料出現(xiàn)瑕疵或者一道極小的劃痕。所以說，第一道裂縫的意義就是指應(yīng)力集中的地方，它會加速其它裂縫的產(chǎn)生。最后，當剩下的固體的內(nèi)部地區(qū)變得足夠小，且當壓力超過極限強度時，軸就會突然發(fā)生斷裂。外部的一個環(huán)形部分相對光滑一些，因為原來表面上相互交錯的裂縫之間不斷地發(fā)生磨擦導(dǎo)致了這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。 這就表明了一個有趣的事實。（）盡管許多地由于靜壓力導(dǎo)致的零件故障可以通過頻繁的做實際的觀察并且替換全部發(fā)生變形的零件來避免。汽車中發(fā)生故障的零件中的90%的原因都是因為疲勞的作用。持久極限是用來評價一種材料的疲勞強度的一個重要參數(shù)。 所示的疲勞試驗機器的。在試樣的失效過程中，由計算寄存器記錄下循環(huán)的次數(shù)N， 方程式計算。壓力的新的數(shù)值再次被計算，并且相同的程序再次被重復(fù)進行，直到零件的失效只需要一個完整周期時為止。該圖被稱為持久極限曲線或者SN 曲線。因此，該材料是在承受了100萬個循環(huán)后而沒有發(fā)生失效的。因此持久極限等于曲線接近一條水平的切線時的壓力水平。當采用這樣的方法做時，水平的直線就可以更容易發(fā)現(xiàn)材料的持久極限值。無論如何，已經(jīng)加工完成的表面如果不是一樣的光滑，持久極限的值就會被降低。而對于粗糙的表面來說 （300μin，甚至更多），百分比可能降低到25%左右的水平。其次就是扭應(yīng)力導(dǎo)致的失效，而由于軸向負載引起的疲勞失效卻極少發(fā)生。 就一些有色金屬而論，當循環(huán)的次數(shù)變得非常大時，疲勞曲線不會隨著循環(huán)次數(shù)的增大而變得水平。這樣的一種材料據(jù)說沒有持久極限。溫度對屈服強度和彈性模數(shù)的影響 一般說來，當在說明一種擁有特殊的屬性的材料時，如彈性模數(shù)和屈服強度，表示這些性能在室溫環(huán)境下就可以存在。例如，很多金屬在低溫時會變得更脆。 顯示了低碳鋼的屈服強度在從室溫升高到1000oC過程中被降低了大約70%。正如從圖上可以看見的那樣，彈性模數(shù)在從室溫升高到1000oC過程中大約降低了30%。蠕變： 一種塑性變形的現(xiàn)象 由于溫度效應(yīng)的影響，金屬中產(chǎn)生了一種被稱為蠕變的現(xiàn)象，一個承受了一定的載荷的零件的塑性變形是按照一個時間函數(shù)來逐漸增加的。材料的抗蠕變強度是指材料抵抗蠕變的屬性，并且抗蠕變強度的數(shù)據(jù)可以通過處理長期的蠕變試驗(模擬實際零件的操作條件)來獲得。（） 由于蠕變是一種塑性變形現(xiàn)象，發(fā)生了蠕變的零件的尺寸可能就會被永久的改變。否則，與此伴隨的或者相關(guān)的問題就可能發(fā)生。處在壓力狀態(tài)下的螺釘，蠕變是按照一個時間函數(shù)來發(fā)生的。像這種特殊的現(xiàn)象，通常被稱為松弛，我們可以通過進行適當?shù)娜渥儚姸葧r測試來確定是不是發(fā)生了蠕變。從中，我們可以注意到在高溫條件下，蠕變發(fā)生的速度逐漸加速，直到零件失效。（）總結(jié) 機器設(shè)計者必須理解進行抗拉的靜止強度的測試目的。像彈性模數(shù)，比例極限，屈服強度，彈性，以及延展性等等可以根據(jù)抗拉試驗來決定它們的特性。由于應(yīng)力的反復(fù)作用，允許使用的安全應(yīng)力是基于材料的持久極限而不是基于屈服強度或者是極限強度。尤其是在一塊平板上或一塊條板上有一個孔的情況下，當孔的大小減少時，最大應(yīng)力的值相對于平均應(yīng)力變