【正文】 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 d=42 電動(dòng)機(jī)軸伸出端安裝尺寸 110mm 電動(dòng)機(jī)中心高度 160mm 電動(dòng)機(jī)外形尺寸長 ? 寬 ? 高 =600? 325? 335 傳動(dòng)比的計(jì)算與分配 根據(jù)滿載轉(zhuǎn)速和滑塊行程次數(shù)得總傳動(dòng)比 i 970 ?? () 第一級為帶傳動(dòng) 1 ? 1(2 4)i?? 第二級為齒輪傳動(dòng) 2i = 2(3 5)i?? （ 1）主要由偏心連桿和滑塊組成的工作機(jī)構(gòu) （ 2）由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、皮帶、飛輪等組成傳動(dòng)系統(tǒng) （ 3） 制動(dòng)器、離合器和機(jī)身等 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 17 ⅡⅠ 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 18 第三章 曲柄滑塊 的受力分析 滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊經(jīng)連桿與曲柄連接，滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角之間存在一定的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律可由下圖之間的幾何關(guān)系得出： 11 ()BS O B O B O B O A A B??? ? ? ? ? ( 1 c os ) ( 1 c os )RL??? ? ? ? ( 1 c o s ) ( 1 c o s )LRR????? ? ? ????? （ ） 令 LR ?? （ ? 為連桿系數(shù)）代入 （ ） 式得： 1(1 c o s ) (1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 在 ? OAB 中求得： Sina = AA RSinLL??? sin??? （ ） 因?yàn)?2cos 1 Sin???? ,將（ ） 式代入此式，即： 22c os 1 Sin? ? ??? （ ） 將（ ）代入（ ）得 1(1 c o s ) (1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 根據(jù)二項(xiàng)多項(xiàng)式公式將 221 Sin??? 展開， 由于一般 ? 小于 ，展開后取前二項(xiàng)已經(jīng)有足夠的精確度，所以 21 Sin??? 2211 2 Sin???? ，將次式代入 （ ） 得： ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? （ ） 由圖可知 ， S 為滑塊行程為 100mm ， R 為曲柄半徑，當(dāng) ? 090= 時(shí)，100 5022B SSR? ? ? ?， ? 的近似值一般 在 ~，常用 ? ? ，現(xiàn)在取 ? =， 即? = 50 5000 .1 0 .1RRLL ? ? ? ? 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 19 圖 ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? 按照微分原理，對位移 BS 對時(shí)間 t 求導(dǎo)數(shù)，可以得到滑塊速度 B? ，即： B? = BBdS dS ddt d dt??? ( s in s in 2 )2 dR dt?????? （ ） 式中 ddt? 是曲柄的角速度 ? ，雖然壓力機(jī)在工作行程時(shí)，曲柄的角速度會減慢，但是由于這個(gè)變化小，在計(jì)算滑塊速度時(shí)候，仍然可以將角速度看作常數(shù)即： ddt? =? = 2 n? ? 弧度 /秒（ n 為曲柄轉(zhuǎn)速 r/min,即為滑塊每分鐘行程次數(shù)），將 ddt? 的值代入 （ ） 得 ： 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 20 B? 0 .1 0 5 ( si n si n 2 )2nR ????? （ mm/s） 、連桿和滑塊的受力 在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算前，確定機(jī)構(gòu)中主要零件所受的力，忽略摩擦和零件本身的重量時(shí)滑塊受力如下圖所示： 圖 其中 1p 是坯料抵抗 變形的反作用力， N 是導(dǎo)軌對滑塊的約束反力。這三個(gè)力交與一點(diǎn) B，組成一個(gè)平衡的匯交力系，根據(jù)力平衡的原理，從力的三角形中可以求得力 1p 、N、 ABp 之間關(guān)系： ` N= 1N ptg?? 由（ ）式知 sin sin? ? ?? 當(dāng) ? = 090 ， ? 達(dá)到最大值，如取 ? =， ? = 090 時(shí)， 1728? ??? 。一般曲柄壓力機(jī) ? ＜ ，負(fù)載達(dá)到公稱壓力時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角 ? 僅為 30 左右，因此曲柄壓力機(jī)負(fù)荷最重時(shí) ?角遠(yuǎn)小于 1728?? ，可以認(rèn)為 cos? =1,tg? = sin? =? sin? ,則上面兩式就變?yōu)椋? ABp 187。 1p （ ） N? 1sinp?? （ ） 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 21 在分析連桿、滑塊受力的過程中，沒考慮各活動(dòng)部位的摩擦。對于分析連桿和滑塊受力來說，誤差很小，可忽略摩擦的影響。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的摩擦 滑塊導(dǎo)向面與導(dǎo)軌之間的摩擦。 摩擦力的大小等于滑塊對導(dǎo)軌的正 壓力與摩擦系數(shù) m 的乘積。摩擦力的方向與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向相反。工作行程達(dá)時(shí)，滑塊向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌對滑塊的摩擦朝上，形成對滑塊阻力。 支承頸與軸承之間的摩擦 軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承對軸頸的摩擦力對軸頸中心形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的 阻力力矩。 曲柄頸 Ad 與連桿大端軸承之間的摩擦 軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承對軸頸的摩擦力對軸頸中心形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的阻力力矩。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 22 第四章 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 小帶輪的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用兩級傳動(dòng)，第一級為帶輪傳動(dòng)；第二級為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 小帶輪的尺寸確定 圖 41 帶的應(yīng)力分布 （ 1）小帶輪的材料以及結(jié)構(gòu)類型的選定 材料選擇 HT200 ca Ap k p? () ( Ak 為工作情況系數(shù)，取 ,p 為電動(dòng)機(jī)功率 ) cap =? = 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材圖 8— 11 選擇帶型為 B 型，因?yàn)?1125 140dd??，參照表 8— 8 基準(zhǔn)直徑定為 1d =132mm，則對應(yīng) 1ad =外徑為 139mm，因?yàn)?1d 小于300mm，故采用腹板式。 （ 2） 初定中心矩 0a 和基準(zhǔn)長度 dL 1 2 0 1 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ? （ 2 1 1ddd id? ） () 00 .7 ( 1 3 2 + 4 2 9 ) a 2 ( 1 3 2 + 4 2 9 ) a 1122 現(xiàn)在取 0a =700mm 21d 0 1 2 0()L 2 ( )24 dddd dda d d a? ?? ? ? ? ? 23 .1 4 5 6 1 2 9 71400 2 4 7 0 0?? ? ? ? =1 4 0 0 +8 8 0 .7 7 +3 1 .5 0 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 23 = mm () 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材 表 8— 2 得 dL =2500mm Lk = d0 L 2 5 0 0 2 3 1 2 . 2 7a a + 7 0 0 7 9 3 . 8 6 522dL? ? ?? ? ? ?mm () 包角1 4 2 9 1 3 21 8 0 5 7 .57 9 3 .8 6 5? ?? ?? ? ? 180 ? ? ? ? ? ? () 查得 8— 5 得 k? = 又根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材 表 8— 4a 和表 8— 4b 得： P= KW ?? 所以需要 帶的根數(shù) Z 為： Z0()caLpp p k k?? ?? () Z 1 0 .5 4 .82 .2 5 1 .0 3 0 .9 5???? ， 即取 Z 等于 5 （ 3）小帶論基本尺寸的確定 帶寬 B ( 1) 2z e f? ? ? （ z=5,e=19,f=） () 4 19 25 10 1? ? ? ? mm L=B 1 42dd?? mm 1 ( ~ 2) 42 75. 6dd? ? ? ?mm 1 132dd ? mm 1 139ad mm（ 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 d=42）， 輪槽角 34??? 1 ??? 小帶輪 圖形結(jié)構(gòu)如下所示： 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 24 圖 小帶輪 飛輪的設(shè)計(jì) 2 1 1 3 .2 5 1 3 2 4 2 9ddd d i? ? ? ? ?mm () 因?yàn)?2 300dd ? ，故采用輪輻式，輪輻數(shù) az =4 302min pdAn? () ， 假設(shè)從動(dòng)軸的材料為 40Cr,則依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表１５ — ３得 0A ＝１１０， 1 ?? ， 7. 5 0. 95 7. 12 5p ? ? ?Kw ，2 970 2 9 8 .4 6 / m in3 .2 5nr??，即 3 7 . 1 2 5m in 1 1 0 1 1 0 0 . 2 9 3 22 9 8 . 4 6d ? ? ? ?mm，現(xiàn)在取 d=45mm 為 軸 與 飛 輪 的 安 裝 尺 寸 , 5ah? mm ， 1 2 90dd?? mm ， 22 2 429 10 439a d ad d h? ? ? ? ?mm, 101B? mm() 331 7 . 52 9 0 2 9 0 5 3 . 52 9 8 . 4 6 4aph nz? ? ? ??mm， 210 .8 0 .8 3 .5 4 3 .7 3hh? ? ? ?mm ? ? ? ?mm， 81Ld??mm, ??mm ? ? ? ? mm 17bb ? ? ?mm 基本結(jié)構(gòu)草圖如下： 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 25 圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 26 第五章 曲柄壓力機(jī)偏心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 偏心軸的設(shè)計(jì) 偏心軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 曲軸頸短而粗，支座間距小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。缺點(diǎn)是偏心直徑大，摩擦損耗多，制造困難 偏心軸的材料選擇 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 》 表 151 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 ，本設(shè)計(jì)選擇材料為： 40Cr 調(diào)質(zhì)， 硬度為 241~286HBS,抗拉強(qiáng)度為 685BaMP? ? 屈服強(qiáng)度490saMP? ? 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 335 aMP?? ? ，剪切疲勞極限為： 1 185 aMP?? ? ，許用彎曲應(yīng)力為