畢業(yè)論文：曲柄壓力機(jī)拐軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 62 頁(yè)目錄摘 要iiiabstractiv前言1第一章 曲柄壓力機(jī)概述21.1曲柄壓力機(jī)的用途、特點(diǎn)、分類(lèi)21.1.1 曲柄壓力的用途21.1.2 曲柄壓力的特點(diǎn)21.1.3 曲柄壓力的分類(lèi)31.2 曲柄壓力機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)31.2.1 工作原理31.2.2 曲柄壓力機(jī)的組成51.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)51.3.1 發(fā)展?fàn)顩r51.3.2 發(fā)展趨勢(shì)6第二章 曲柄壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的選定和傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)82.1曲柄壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的選定82.1.1曲柄壓力機(jī)的型號(hào)82. 1.2壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)102.1.3.技術(shù)參數(shù)的確定122. 2電動(dòng)機(jī)的選擇132.2.1

2、詳細(xì)計(jì)算132.2.2簡(jiǎn)化計(jì)算142.3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)152.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)布置方式152.3.2離合器和制動(dòng)器位置162.3.3傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)速比分配172.3.4傳動(dòng)方案的比較及選定172.3.5傳動(dòng)比計(jì)算與分配19第三章曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析203.1運(yùn)動(dòng)分析203.1.1 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系203.1.2 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系223.1.3 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系223.2 受力分析233.2.1連桿及導(dǎo)軌受力233.2.2曲軸所受扭矩24第四章 曲柄壓力機(jī)拐軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)294.1偏心機(jī)構(gòu)的分類(lèi)及特點(diǎn)294.2曲拐軸設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸304.3曲拐軸材料選擇314.4 拐軸

3、行程調(diào)節(jié)裝置324.5拐軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核32第五章 曲柄壓力機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)355.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)355.2帶輪的設(shè)計(jì)375.2.1帶輪的材料375.2.2帶輪的結(jié)構(gòu)形式375.2.3 v帶輪的輪槽385.2.4 根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算帶輪的尺寸395.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)395.3.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)395.3.2幾何尺寸計(jì)算425.4 高速軸的設(shè)計(jì)435.5 連桿的設(shè)計(jì)455.5.1 連桿的比較選取455.5.2 連桿強(qiáng)度計(jì)算465.6滑塊與導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)485.6.1 滑塊的作用以及結(jié)構(gòu)485.6.2 滑塊與導(dǎo)軌的主要尺寸確定495.7 相關(guān)軸承和鍵的選取505.7.1 鍵的選取及校核505.7.2 滑動(dòng)

4、軸承的設(shè)計(jì)51第六章 輔助裝置546.1拉深墊546.2滑塊平衡裝置546.3潤(rùn)滑系統(tǒng)55參 考 文 獻(xiàn)57結(jié)論58致謝59附錄60曲柄壓力機(jī)拐軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)研究的課題是鍛壓設(shè)備的一種:曲柄壓力機(jī)，這種機(jī)械在我國(guó)的制造產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。我的課題是曲柄壓力機(jī)拐軸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從確定壓力機(jī)的參數(shù)開(kāi)始,選擇電動(dòng)機(jī)。首先進(jìn)行了曲柄壓力原理方案設(shè)計(jì),知道曲柄壓力機(jī)的偏心原理是通過(guò)在曲拐軸的曲拐頸上加一個(gè)偏心套來(lái)實(shí)現(xiàn)偏心，通過(guò)調(diào)節(jié)套與法蘭連接,再與螺釘連接來(lái)鎖緊偏心裝置， 對(duì)偏心機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，深入理解機(jī)構(gòu)的偏心原理,進(jìn)行了傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，并確定為由v帶傳動(dòng)和圓柱斜齒輪傳動(dòng)組成的二級(jí)傳

5、動(dòng),傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑快的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)二級(jí)傳動(dòng)把機(jī)械能傳到了偏心機(jī)構(gòu)上的曲拐頸上，從而控制滑快的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使零件沖壓成型，得到所需的零件，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拐軸的經(jīng)驗(yàn)尺寸,并對(duì)拐軸進(jìn)行了校核，以滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求，整個(gè)壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生摩擦，造成對(duì)零件的磨損，為了提高壓力機(jī)的壽命,研究了手動(dòng)稠油泵對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑，延長(zhǎng)了機(jī)械的壽命，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)，壓力機(jī)，曲拐軸，偏心原理，潤(rùn)滑crank shaft mechanism of the crank press designabstractthe research task of my graduation proje

6、ct is about crank press, which is one of the forging equipments. this kind of machinery plays an important role in promoting and developing the manufacturing industry of our country. the subject is about the design of crank throw type crankshaft. beginning with the parameters of the press determinin

7、g, the motor has been selected in the design. firstly, the scheme design of the crank press machinery must be determined, understanding the eccentric center principle of the crank press. it is to realize eccentricity by adding an eccentric sleeve on the crank term of the crank shaft. in order to loc

8、king the wobble, the regulation set connected with the flange, and then connected with the screw. to make dynamical and motion analysis of the eccentric mechanism, and understanding the eccentric center principle of the mechanism. design the transmission scheme of this subject. it is through the two

9、-stage drive that composed with the v-belt transmission and the cylindrical helical gear transmission. through the transmission agent , the rotary motion of the electric motor is translated to linear motion of die-block, so that the problem is resolved. the mechanical energy transferred to the crank

10、 cervical of the crank shaft by the two-stage drive. thus, controlling the reciprocating movement and to make the parts plastic pressure formed. as a method of making the parts processed. during this design, in order to meet the movement requirements, checking the crank shaft is needed after the exp

11、erience size of the axis has been calculated .it can produces friction among the movement of the press, and the parts would be worn. in order to improve the lifetime of the press, the mechanism lubrication by manual viscous oil pump is also considered. the practice shows that it prolonged the mechan

12、ical lifetime, and realized the aim of the graduation project.keywords: design, crank press ，crank throw type crankshaft , eccentric center principle, lubricatio前言21世紀(jì)全球是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的世紀(jì)，國(guó)與國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。主要體現(xiàn)在綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，而綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)在工業(yè)上。一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)很大程度體現(xiàn)了工業(yè)的發(fā)展的水平。在制造業(yè)上，要求產(chǎn)品的精度也越來(lái)越高。由傳統(tǒng)的手工加工轉(zhuǎn)移為計(jì)算機(jī)的合成加工。其技術(shù)向計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)、激光

13、技術(shù)方向發(fā)展，向減少切削量加工和自動(dòng)化方向發(fā)展，甚至達(dá)到無(wú)切削量加工。鍛壓是制造機(jī)械的基本環(huán)節(jié)，在冶金、機(jī)械、電力、汽車(chē)、航空、造船、兵器、化工、電子、儀表、輕工等工作部門(mén)都占有重要的地，要實(shí)現(xiàn)這一要求，曲柄壓力機(jī)在很大程度上扮演了一個(gè)重要的角色。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),用塑性成形方法生產(chǎn)的金屬零件數(shù)量在各行各業(yè)中所占的比例為:飛行業(yè)占83%,汽車(chē)業(yè)占80%,電機(jī)行業(yè)占60%,農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)行業(yè)占70%,電器行業(yè)占80%-90%,標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)占9095%,生活日用品占98%。由此可見(jiàn),塑性成形和摸具工業(yè)的發(fā)展又為塑性成形設(shè)備制造了廣闊的市場(chǎng).曲柄壓力機(jī)是通過(guò)其傳動(dòng)部分，工作機(jī)構(gòu)，操作系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)的電能通過(guò)傳動(dòng)

14、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為滑塊的運(yùn)動(dòng)能，通過(guò)模具把原材料進(jìn)行加工。其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作比較方便，能大量用于市場(chǎng)。這次課題的題目是壓力機(jī)偏心裝置拐軸的設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行了大量的研究和計(jì)算。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，清楚的了解了其工作原理并能設(shè)計(jì)出比較完整的系統(tǒng)，為以后曲柄壓力機(jī)的開(kāi)發(fā)提供可參考的原始數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，為制造業(yè)的發(fā)展風(fēng)奉獻(xiàn)自己的力量。第一章 曲柄壓力機(jī)概述1.1曲柄壓力機(jī)的用途、特點(diǎn)、分類(lèi)1.1.1 曲柄壓力的用途 曲柄壓力機(jī)俗稱(chēng)沖床，是材料成型中廣泛應(yīng)用的沖壓設(shè)備。它能進(jìn)行各種沖壓加工，利用模具直接生產(chǎn)出零件或毛坯。通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)獲得材料成形時(shí)所需的力和直線(xiàn)位移，可進(jìn)行沖壓，擠壓，鍛造等工藝，廣泛應(yīng)用于汽

15、車(chē)工藝，航空工業(yè)，電子儀表工業(yè)，五金輕工業(yè)等領(lǐng)域。1.1.2 曲柄壓力的特點(diǎn)（1）曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)為剛性連接，滑塊具有強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，機(jī)身組成封閉的受力系統(tǒng)，飛輪可在其空載時(shí)儲(chǔ)存能量。（2）材料的利用率高，金屬塑性成形主要是靠金屬的體積重新分配，而不需要切除金屬，因而材料利用率高。（3）改善金屬的組織、提高力學(xué)性能 金屬材料經(jīng)壓力加工后，其組織、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金屬鑄錠內(nèi)部的氣孔、縮孔和樹(shù)枝狀晶等缺陷，并由于金屬的塑性變形和再結(jié)晶，可使粗大晶粒細(xì)化，得到致密的金屬組織，從而提高金屬的力學(xué)性能。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，若正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，可以提高零件的抗沖擊性能

16、。（4）毛坯或零件的精度較高 應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)少切削或無(wú)切削加工。例如，精密鍛造的傘齒輪齒形部分可不經(jīng)切削加工直接使用，復(fù)雜曲面形狀的葉片精密鍛造后只需磨削便可達(dá)到所需精度。（5）較高的生產(chǎn)率 塑性成形加工一般是利用壓力機(jī)和模具進(jìn)行成形加工的，生產(chǎn)效率高。例如，利用多工位冷鐓工藝加工內(nèi)六角螺釘，比用棒料切削加工工效提高約400倍以上。 1.1.3 曲柄壓力的分類(lèi)(1)按工藝用途分類(lèi) 按工藝用途，曲柄壓力機(jī)可分為通用壓力機(jī)和專(zhuān)用壓力機(jī)2大類(lèi)。通用壓力機(jī)適用于多種工藝用途，如沖裁、彎曲、成形、淺拉深等。而專(zhuān)用壓力機(jī)用途較單一，如拉深壓力機(jī)、板料折彎?rùn)C(jī)、剪切機(jī)、擠壓機(jī)、精壓機(jī)等，都屬于專(zhuān)

17、用壓力機(jī)。（2）床身結(jié)構(gòu)形式的不同，曲柄壓力機(jī)按機(jī)身可分為開(kāi)式曲柄壓力機(jī)或閉式曲柄壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)床身呈“c”形，機(jī)身前面和左.右面敞開(kāi)，便于模具安裝調(diào)整和成型操作，但機(jī)身剛度較差，受力變形后影響制件精度和降低模具壽命，適用于小型壓力機(jī)，常用在1000kn以下；閉式壓力機(jī)機(jī)身為框架結(jié)構(gòu)，機(jī)身前后敞開(kāi)，兩側(cè)封閉，在前后兩面進(jìn)行模具安裝和成型操作，機(jī)身受力變形后產(chǎn)生的垂直變形可以用模具閉合高度調(diào)節(jié)量消除。對(duì)制件精度和模具運(yùn)行不產(chǎn)生影響，適用于中大型曲柄壓力機(jī)。（3）按驅(qū)動(dòng)連桿數(shù)的不同可分為單點(diǎn)壓力機(jī)或多點(diǎn)壓力機(jī)。（單點(diǎn)壓力機(jī)，雙點(diǎn)壓力機(jī)和四點(diǎn)壓力機(jī)）?！包c(diǎn)”數(shù)是指壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)中的連桿數(shù)，對(duì)較大

18、臺(tái)面的通用壓力機(jī)，為了提高滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和抗偏載能力設(shè)置多個(gè)連桿。（4）按滑塊數(shù)是一個(gè)還是兩個(gè)可分為單動(dòng)壓力機(jī)或雙動(dòng)壓力機(jī)。單動(dòng)是指在工作機(jī)構(gòu)中只有一個(gè)滑塊，雙動(dòng)是指在工作機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)滑塊，分內(nèi)外滑塊，內(nèi)歡快安裝在外滑塊內(nèi)，各種機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)。雙動(dòng)壓力機(jī)適合用于大型制件拉伸，多用于汽車(chē)車(chē)身制造。（5）按傳動(dòng)系統(tǒng)所在位置分，可將曲柄壓力機(jī)分為上傳動(dòng)式和下傳動(dòng)式2類(lèi)。下傳動(dòng)壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于工作臺(tái)的下面，其重心低、穩(wěn)定性好，但安裝不方便且維修較困難。長(zhǎng)行程拉伸壓力機(jī)均采用下傳動(dòng)方式。1.2 曲柄壓力機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)1.2.1 工作原理曲柄壓力機(jī)的工作原理包括壓力機(jī)的傳動(dòng)原理、功能學(xué)原理以及工作機(jī)構(gòu)

19、運(yùn)動(dòng)學(xué)，靜力學(xué)原理等。傳動(dòng)原理：以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，使滑塊對(duì)模具施加壓力，板料在壓力下成型，獲得產(chǎn)品。（通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闆_壓加工生產(chǎn)所需要往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而使坯料獲得確定的變形，制成所需的零件）曲柄壓力機(jī)的功能學(xué)特點(diǎn)是采用電動(dòng)機(jī)-飛輪拖動(dòng)系統(tǒng)。這是因?yàn)榍鷫毫C(jī)工作載荷具有不均勻行。工作時(shí)當(dāng)上模接觸工件毛坯后出現(xiàn)很大的工作載荷，大量消耗能量。而在上模接觸毛坯前（空程和回程）能量消耗很少。采用電動(dòng)機(jī)-飛輪拖動(dòng)可利用飛輪的調(diào)速作用調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械載荷。這樣可以減小電動(dòng)機(jī)的安裝功率，提高能源利用效率。工作機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)原理是

20、利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)具有力的放大性質(zhì)，產(chǎn)生足以克服材料變形抗力的工作原理，并被機(jī)身的彈性變形抗力平衡而不傳往地基。同時(shí)由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，滑塊運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度很低，故曲柄壓力機(jī)的工作載荷具有準(zhǔn)靜態(tài)特性。綜上所述，曲柄壓力機(jī)的工作原理是利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)滿(mǎn)足沖壓加工的運(yùn)動(dòng)需要，利用機(jī)構(gòu)力放大性質(zhì)和飛輪的力矩放大和快速釋放能量的作用，滿(mǎn)足曲柄壓力機(jī)的峰值壓力和能量需要，從物理本質(zhì)上看，曲柄壓力機(jī)乃是一種壓力和功率放大的裝置。圖1.1 曲柄壓力機(jī)原理圖1.2.2 曲柄壓力機(jī)的組成由曲柄壓力機(jī)工作原理圖知，曲柄壓力機(jī)由以下幾部分構(gòu)成。 （1）工作機(jī)構(gòu) 設(shè)備的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般為曲柄滑

21、塊機(jī)構(gòu)，由曲軸（拐軸，偏心軸，偏心齒輪），連桿，滑塊等零件組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（2）傳動(dòng)系統(tǒng) 包括皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，將電動(dòng)機(jī)的能量和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)構(gòu)，起能量傳遞作用和速度轉(zhuǎn)換作用。（3）操作機(jī)構(gòu) 包括離合器，制動(dòng)器以及相應(yīng)電氣系統(tǒng)。用以控制工作機(jī)構(gòu)的工作和停止。（4）能源系統(tǒng) 由電動(dòng)機(jī)和飛輪組成。機(jī)器運(yùn)行的能源由電動(dòng)機(jī)提供，開(kāi)機(jī)后電動(dòng)機(jī)對(duì)飛輪進(jìn)行加速，壓力機(jī)短時(shí)工作時(shí)能量則由飛輪提供，飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用。（5）支承部件 由機(jī)身，工作臺(tái)和緊固件等組成。它把壓力機(jī)所有零部件連成一個(gè)整體。承受全部工作變形力和各種裝置的重力，并保證整機(jī)要求的精度和強(qiáng)度（6）輔助系統(tǒng) 包括氣路

22、系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，過(guò)載保護(hù)裝置，氣墊，快換模，打料裝置，監(jiān)控裝置等。它提高壓力機(jī)的安全性和操作方便性。對(duì)新型壓力機(jī)此系統(tǒng)成本所占比例有提升趨勢(shì)1.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1 發(fā)展?fàn)顩r鍛壓生產(chǎn)已有悠久的歷史,但是,采用鍛壓機(jī)械進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)卻只有百余年的歷史。十九世紀(jì)三十年代,世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)建議的平鍛機(jī)和蒸汽錘。六十年代生產(chǎn)了一些沖壓用的液壓機(jī)。直到十九世紀(jì)末期，才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)和鍛造用的液壓機(jī)。二十世紀(jì)前期，由于汽車(chē)工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速的發(fā)展。眾所周知，由于采用現(xiàn)代化的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、質(zhì)量好、能量省和成成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)

23、先進(jìn)的國(guó)家越來(lái)越多的采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也越來(lái)越大。在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，他廣泛用于汽車(chē)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電氣儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門(mén)。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來(lái)越多，質(zhì)量要求越來(lái)越高，壓力越來(lái)越大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用越來(lái)越顯著。 我國(guó)解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能研制一些手動(dòng)沖床。近年來(lái)，由于自行研究和引進(jìn)技術(shù)，研制水平達(dá)到了一個(gè)新的高度。我國(guó)的汽車(chē)制造廠(chǎng)，電機(jī)電器制造廠(chǎng)以及有關(guān)的工廠(chǎng)都裝備

24、著不少新型的曲柄鍛壓機(jī)械。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)如日中天，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，加上新興的電子工業(yè)( 電訊、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制、家電) ，為沖壓機(jī)床的發(fā)展提供了廣闊的戰(zhàn)場(chǎng)。我國(guó)制造的鍛壓設(shè)備，不僅能保證良好的性能、質(zhì)量和可靠性，在鍛壓設(shè)備的成套、生產(chǎn)線(xiàn)和數(shù)控化、自動(dòng)化等方面也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，能開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造大型精密高效的成套設(shè)備，自動(dòng)化鍛壓生產(chǎn)線(xiàn)，柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)等具有高新技術(shù)、高附加值的鍛壓生產(chǎn)裝備，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的1100 kn伺服曲柄壓力機(jī)，具有高效、高精度、高柔性、低噪音、節(jié)能等特點(diǎn)。我國(guó)制造的曲柄壓力機(jī)一些重要零部件依舊依賴(lài)進(jìn)口；主機(jī)可靠性和自動(dòng)化程度還有待于進(jìn)一步提高，在國(guó)際市場(chǎng)上還缺乏競(jìng)

25、爭(zhēng)力；鍛壓設(shè)備比例不合理，例如模鍛設(shè)備比例偏低；先進(jìn)的工藝和裝備所占比例小，例如加熱設(shè)備、下料設(shè)備和成形設(shè)定的差距。如品種和規(guī)格不全，特別是大、高、精、尖的鍛壓設(shè)備有些還備在能耗、精度、材料利用率、生產(chǎn)率和環(huán)保方面有待提高和改進(jìn)；技術(shù)創(chuàng)新能力有待但是，與世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)鍛壓裝備的技術(shù)和水平還有一進(jìn)一步增強(qiáng)。國(guó)外狀況: 其產(chǎn)品比較先進(jìn),技術(shù)含量高. 曲柄壓力成型制品種類(lèi)多，且技術(shù)先進(jìn)。隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在正朝著數(shù)字化和生產(chǎn)自動(dòng)化方向發(fā)展。1.3.2 發(fā)展趨勢(shì) 曲柄壓力機(jī)正向著高速度和高精度的方向發(fā)展，并努力降低噪音，提高安全性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件。特別是

26、采用微型計(jì)算機(jī)控制的曲柄壓力機(jī)。加速數(shù)控化和柔性化，研發(fā)沖壓機(jī)床時(shí)要求做到做到五綠 -綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝和綠色處理。 近年來(lái)，大功率交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，為發(fā)展智能化、柔性化的新型壓力機(jī)帶來(lái)了希望。用交流伺服電機(jī)取代普通感應(yīng)異步電機(jī)，是目前成形裝備領(lǐng)域的發(fā)展新趨勢(shì)，將交流伺服驅(qū)動(dòng)引入成形機(jī)械，輔以計(jì)算機(jī)控制技。取消了飛輪、離合器、制動(dòng)器等耗能部件，不但可以克服機(jī)械壓力機(jī)的固有缺點(diǎn)，滑塊特性可變，速度、力量可控，而且大大提高其工作性能、降低能耗、降低噪音、延長(zhǎng)模具壽命、提高工作可靠性，使機(jī)械壓力機(jī)具有智能化、柔性化的特點(diǎn)。第二章 曲柄壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的選定和傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2

27、.1曲柄壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的選定2.1.1曲柄壓力機(jī)的型號(hào)根據(jù)jb/t9965-1999的規(guī)定，曲柄壓力機(jī)的型號(hào)用漢語(yǔ)拼音英文字母和數(shù)字表示。例如ja3l160b型曲柄壓力機(jī)的型號(hào)是：j a 3 l 160 b 結(jié)構(gòu)性能做了第二次修改 公稱(chēng)壓力 第一組 第三列 第一次變形機(jī)械壓力機(jī)現(xiàn)將型號(hào)的表示方法敘述如下：（1）第1個(gè)字母為類(lèi)代號(hào)，代表8類(lèi)設(shè)備中某類(lèi)設(shè)備。在8類(lèi)鍛壓設(shè)備中，與曲柄壓力機(jī)有關(guān)的有5類(lèi)。j表示機(jī)械壓力機(jī)。若為z、d、q、w、y則分別表示線(xiàn)材成形自動(dòng)機(jī)、鍛機(jī)、剪切機(jī)、彎曲校正機(jī)和液壓機(jī)。（2）第2個(gè)字母代表同一型號(hào)產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)代號(hào)，凡主參數(shù)與基本型號(hào)相同，但其他某些基本參數(shù)與基本型號(hào)

28、不同的，稱(chēng)為變型，用字母a、b、c表示第1、第2、第3種變型產(chǎn)品。（3）第3個(gè)數(shù)字為壓力機(jī)所在的組代號(hào)。如2組為開(kāi)式曲柄壓力機(jī)，3組為閉式曲柄壓力機(jī)。（4）第4個(gè)數(shù)字為壓力機(jī)所在型代號(hào)，以數(shù)字表示。1型為固定臺(tái)式曲柄壓力機(jī)，2型為活動(dòng)臺(tái)式曲柄壓力機(jī)。（5橫線(xiàn)為分格，其后面一位參數(shù)為稱(chēng)壓力表示設(shè)備工作能力，以數(shù)字表示。此數(shù)字乘以10即為法定單位制“kn”，如上例中160表示標(biāo)稱(chēng)壓力為1600 kn。最后一個(gè)字母代表產(chǎn)品的重大改進(jìn)順序號(hào)，凡型號(hào)已經(jīng)確定的鍛壓設(shè)備，若結(jié)構(gòu)和性能與原產(chǎn)品有明顯不同，則稱(chēng)為改進(jìn)，用字母a、b、c表示第1、第2、第3次改進(jìn)。如是標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)則變形設(shè)計(jì)代號(hào)和改進(jìn)設(shè)計(jì)代號(hào)位無(wú)內(nèi)容

29、，例如，j31-315表示閉式單點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)型，標(biāo)稱(chēng)壓力3150 kn；jb23-63表示次要參數(shù)做了第二次改進(jìn)的開(kāi)式雙柱可傾曲柄壓力機(jī)，標(biāo)稱(chēng)壓力630kn。部分壓力機(jī)型譜表見(jiàn)表2.1，其中組別和型別中空出為待開(kāi)發(fā)用。表2.1 部分壓力機(jī)型譜表（jb/t9965-1999）組型名稱(chēng)組型名稱(chēng)組型名稱(chēng)組型名稱(chēng)單注壓力機(jī)11單柱固定臺(tái)壓力機(jī)開(kāi)式壓力機(jī)21開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)閉式壓力機(jī)31閉式單點(diǎn)壓力機(jī)拉深壓力機(jī)41閉式單點(diǎn)單動(dòng)拉深壓力機(jī)12單柱活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)22開(kāi)式活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)32閉式單點(diǎn)切邊壓力機(jī)42閉式雙點(diǎn)單動(dòng)拉深壓力機(jī)13單柱柱型臺(tái)壓力機(jī)23開(kāi)式可傾壓力機(jī)3343開(kāi)式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)44底傳動(dòng)雙動(dòng)

30、拉深壓力機(jī)25開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)45閉式單點(diǎn)雙動(dòng)拉深壓力機(jī)36閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)46閉式雙點(diǎn)雙動(dòng)拉深壓力機(jī)37閉式雙點(diǎn)切邊壓力機(jī)47閉式四點(diǎn)雙動(dòng)拉深壓力機(jī)48閉式三動(dòng)拉深壓力機(jī)2. 1.2壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)曲柄壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)反應(yīng)了一臺(tái)壓力機(jī)的工作能力、所能加工零件的尺寸范圍，以及有關(guān)生產(chǎn)率等指標(biāo)。掌握曲柄壓力機(jī)主要參數(shù)的定義及數(shù)值，是我們正確選用壓力機(jī)的基礎(chǔ)。正確選用壓力機(jī)關(guān)系到設(shè)備與模具的安全，產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等。、（1） 標(biāo)稱(chēng)壓力fg及標(biāo)稱(chēng)壓力行程sg曲柄壓力機(jī)的標(biāo)稱(chēng)壓力又稱(chēng)額定壓力是指滑塊距下死點(diǎn)某一特定距離（此距離成為標(biāo)稱(chēng)壓力行程sg）時(shí)滑塊上所允許承受最大的作用力。與標(biāo)稱(chēng)

31、壓力對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角g定義為標(biāo)稱(chēng)壓力角。由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，fg與sg是同時(shí)出現(xiàn)的，及在標(biāo)稱(chēng)壓力行程外，設(shè)備的工作能力小于標(biāo)稱(chēng)壓力值，只有在標(biāo)稱(chēng)壓力行程內(nèi)，設(shè)備的工作能力才達(dá)到fg值，但也不能超過(guò)。標(biāo)稱(chēng)壓力值已經(jīng)系列化，主要取自?xún)?yōu)先系數(shù)系列，如63、100、160、250、315、400、630噸等。（2） 滑塊行程s滑塊可移動(dòng)的最大距離稱(chēng)為滑塊行程?；瑝K運(yùn)動(dòng)到最上位置時(shí)其速度為零，該位置稱(chēng)上止點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到最下位置時(shí)速度也為零，稱(chēng)下止點(diǎn)。上，下止點(diǎn)間的距離為滑塊行程。顯然，滑塊的最大行程等于曲柄半徑的兩倍，而滑塊行程等于模具的開(kāi)啟高度。因此滑塊行程可表示能取出最大零件的尺寸和能配備機(jī)械化取

32、，送料機(jī)構(gòu)的最大空間。所以，滑塊行程是表示壓力機(jī)工藝空間的參數(shù)，它隨設(shè)備標(biāo)稱(chēng)壓力值增加而增加，有些壓力機(jī)的滑塊行程是可調(diào)的。（3） 滑塊行程次數(shù)n滑塊行程次數(shù)指壓力機(jī)空載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滑塊每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，與曲柄轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)。通用曲柄壓力設(shè)備越小，滑塊行程次數(shù)越大。對(duì)高速?zèng)_床，大批量生產(chǎn)和模具調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)在試模及模具初始運(yùn)行階段以低速運(yùn)行，一切正常后切換至高速運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)可直接或間接表示壓力機(jī)的生產(chǎn)率。當(dāng)壓力機(jī)有載荷工作時(shí)滑塊行程次數(shù)略有降低。如果有自動(dòng)上，下料裝置時(shí)，滑塊行程次數(shù)近似等于壓力機(jī)的生產(chǎn)率。手工上，下料時(shí)滑塊行程次數(shù)間接表示生產(chǎn)率。實(shí)際生產(chǎn)率可利用系數(shù)c表示。因此，滑塊行程次數(shù)是表

33、示壓力機(jī)的生產(chǎn)率的參數(shù)。對(duì)于手操作的曲柄壓力機(jī)，行程次數(shù)不宜太高。（4） 最大裝模高度h及裝模高度調(diào)節(jié)量裝模高度是壓力機(jī)上允許安裝模具的高度尺寸范圍。既指滑塊運(yùn)動(dòng)剩下止點(diǎn)時(shí)工作臺(tái)墊板上表面到滑塊下表面的距離。這個(gè)距離是允許安裝模具的高度范圍。為適應(yīng)模具高度的制造偏差和模具修磨后的高度變化，裝模高度可以調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)的范圍稱(chēng)裝模高度的調(diào)節(jié)量。當(dāng)滑塊調(diào)節(jié)到最高時(shí)裝模高度最大，稱(chēng)最大裝模高度，反之，為最小裝模高度。最大，最小裝模高度之差為裝模高度調(diào)節(jié)量。最大裝模高度和裝模高度調(diào)節(jié)量由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。（5） 封閉高度封閉高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面至工作臺(tái)表面的距離（不是指墊板）。通過(guò)裝模高度調(diào)整機(jī)構(gòu)

34、，將滑塊調(diào)整到最上位置，當(dāng)滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面至工作臺(tái)表面的距離稱(chēng)為最大封閉高度；將滑塊調(diào)整到最下位置，當(dāng)滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面至工作臺(tái)表面的距離稱(chēng)為最小封閉高度。（6） 工作臺(tái)板及滑塊地面尺寸它是指壓力機(jī)工作空間的平面尺寸，它的大小直接影響所能安裝模具的平面尺寸以及模具安裝固定方法。（7） 喉深喉深是指開(kāi)式壓力機(jī)或單柱壓力機(jī)的滑塊的中心線(xiàn)至機(jī)身的距離。如果尺寸選得太小，則加工的零件尺寸受到限制；尺寸選得過(guò)大，則給機(jī)身的設(shè)計(jì)，特別是剛度設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。在曲柄壓力機(jī)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，基本參數(shù)還有工作臺(tái)尺寸、封閉高度調(diào)節(jié)量、立柱間距等。盡管如此，根據(jù)這些選擇壓力機(jī)還是不夠的，還必須查閱產(chǎn)品樣本。設(shè)

35、備制造廠(chǎng)提供的樣本中除了能查到基本參數(shù)外，還能查到壓力機(jī)輪廓尺寸、重量、安裝基本尺寸、電動(dòng)機(jī)功率、氣源壓強(qiáng)等參數(shù)。樣本參數(shù)可作為工廠(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇設(shè)備的依據(jù)。對(duì)于塑性成型加工技術(shù)人員還必須查閱設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)，才能獲得模具安裝方式和聯(lián)接尺寸、頂料桿的分布和尺寸、壓力機(jī)的許用負(fù)荷曲線(xiàn)等資料。2.1.3.技術(shù)參數(shù)的確定選用的技術(shù)參數(shù)如表2.2所示：表2.2 壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)參數(shù)類(lèi)別量值標(biāo)稱(chēng)壓力fg/(10kn)160標(biāo)稱(chēng)壓力行程sg/(mm)12滑塊固定行程s/(mm)160滑塊調(diào)節(jié)行程s1/(mm)20滑塊行程次數(shù)n/(次/min)40最大封閉高度h/(mm)450封閉高度調(diào)節(jié)量/(mm)130喉深c/

36、(mm)380工作臺(tái)尺寸左右l/(mm)1120工作臺(tái)尺寸前后b/(mm)710工作臺(tái)孔尺寸左右l1/(mm)530工作臺(tái)孔尺寸前后b1/(mm)300工作臺(tái)孔尺寸直徑d/(mm)400立柱間距離a/(mm)530模柄孔尺寸（直徑x深度）/(mm)70x80工作臺(tái)板厚度l/(mm)1302. 2電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算2.2.1詳細(xì)計(jì)算在傳動(dòng)系統(tǒng)中安裝了飛輪，可以按一個(gè)循環(huán)的平均能量來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率，其表達(dá)式為 nm=式中w為工作循環(huán)所需總能量，t為一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間（s）,其表達(dá)式為t=式中n為滑塊每分行程次數(shù)，cn為壓力機(jī)行程利用系數(shù)。為了使飛輪尺寸不致過(guò)大，以及使電動(dòng)機(jī)能安全工作，實(shí)

37、際電動(dòng)機(jī)率要大于平均功率nm,即n=knm系數(shù)k一般為1.21.6，壓力機(jī)行程次數(shù)較低時(shí)k取下限，較高時(shí)取上限，k值也可參照相關(guān)資料選取，所以實(shí)際電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)為n=k表2.3 電動(dòng)機(jī)實(shí)際與平均功率比值k壓力機(jī)每分實(shí)際開(kāi)動(dòng)的行程次數(shù)kncn501.41.6 按上式計(jì)算出電動(dòng)機(jī)功率后，選取大于計(jì)算值的額定功率為nt的電動(dòng)機(jī)，然后，根據(jù)nt重新計(jì)算實(shí)際的k值，以便作為計(jì)算帶輪時(shí)使用，所以k值比預(yù)選的要大些，其表達(dá)式為k= 式中nt為電動(dòng)機(jī)額定功率,nm為平均功率。2.2.2簡(jiǎn)化計(jì)算一般按工作時(shí)發(fā)熱條件來(lái)確定電動(dòng)機(jī)功率，帶飛輪傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算歸結(jié)為如何確定折合功率。當(dāng)機(jī)械特性比較平緩或飛輪能量較大

38、時(shí)，電動(dòng)機(jī)負(fù)載波動(dòng)下，這時(shí)折合功率接近于壓力機(jī)一個(gè)工作周期的平均功率，為折合功率與平均功率之比。為了使飛輪尺寸不致過(guò)大，以及使電動(dòng)機(jī)能安全工作，實(shí)際電動(dòng)機(jī)功率要大于平均功率，即工作循環(huán)總能量： 系數(shù)一般為1.21.6，取=1.3實(shí)際電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)為 電動(dòng)機(jī)功率的簡(jiǎn)化計(jì)算 系數(shù)，由資料曲柄壓力機(jī)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)查表10-7?。?0.1 曲柄壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力0.1160=16電動(dòng)機(jī)功率 n=0.011600=16（kw）電動(dòng)機(jī)的功率 曲柄壓力機(jī)總的傳動(dòng)效率設(shè)為總=0.9根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-8，選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：y200l1-6。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2.4所示：表2.4 電動(dòng)機(jī)

39、參數(shù)電動(dòng)機(jī)額定功率p18.5kw電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nw970 r/min電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑55mm（m6）電動(dòng)機(jī)軸伸出端安裝長(zhǎng)度110mm外形尺寸長(zhǎng)x寬x高775x395x530mm2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)布置方式 傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是把電動(dòng)機(jī)的能量傳給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，并對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，使滑塊獲得所需的行程次數(shù)。傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式包括三方面： 1)采用上傳動(dòng)，還是采用下傳動(dòng)?2)主軸和傳動(dòng)軸垂直于壓力機(jī)正面，還是平行于正面? 3)齒輪放在機(jī)身之內(nèi)還是放在機(jī)身之外? 單邊驅(qū)動(dòng)還是雙邊驅(qū)動(dòng)2。分述如下： 1壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可置于工作臺(tái)之上，也可置于工作臺(tái)之下。前者叫上傳動(dòng)，后者叫下傳動(dòng)

40、。下傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：(1)壓力機(jī)的重心低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，能減少振動(dòng)和噪音，勞動(dòng)條件較好；(2)壓力機(jī)地面高度較小，適宜于高度較矮的廠(chǎng)房；(3)從結(jié)構(gòu)上看，有增加滑塊高度和導(dǎo)軌長(zhǎng)度的可能性，因而能提高滑塊的運(yùn)動(dòng)精度，延長(zhǎng)模具的壽命，改善工件的質(zhì)量；(4)由于拉桿承受工作變形力，故機(jī)身的立柱和上梁的受力情況得到改善。下傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： (1)壓力機(jī)平面尺寸較大，而總高度和上傳動(dòng)相差不多，故壓力機(jī)總重量比上傳動(dòng)的約大1020，造價(jià)也較高。(2)傳動(dòng)系統(tǒng)置于地坑之中，檢修傳動(dòng)部件時(shí)，不便于使用車(chē)間內(nèi)的橋式吊車(chē)。拉延墊夾在傳動(dòng)部件和底座之間，維修不方便，且地坑深，基礎(chǔ)龐大，造價(jià)較高。 因此是否采用下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，需

41、經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后才能確定?，F(xiàn)有的通用壓力機(jī)采用上傳動(dòng)較多，下傳動(dòng)較少。通常認(rèn)為在舊車(chē)間內(nèi)添置大型壓力機(jī)時(shí)，由于車(chē)間的高度受到限制，采用下傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)才比較明顯。 2. 齒輪可以放在機(jī)身之外，也可以放在機(jī)身之內(nèi)。前一種形式，齒輪工作條件較差，機(jī)器外形不美觀(guān)，但安裝維修方便；后一種形式，齒輪的工作條件較好，外形較美觀(guān)。如將齒輪浸入油池中，則大大降低齒輪傳動(dòng)的噪音。但安裝維修較困難。近年來(lái)，許多壓力機(jī)制造廠(chǎng)都傾向后一種形式。 3. 齒輪傳動(dòng)也可設(shè)計(jì)成單邊傳動(dòng)或雙邊傳動(dòng)，采用后一種形式，可以縮小齒輪的尺寸，但加工裝配比較困難(兩邊的齒輪必需精確加工，裝配時(shí)要保證對(duì)稱(chēng)，否則可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)不同步的情形

42、)。2.3.2離合器和制動(dòng)器位置確定離合器和制動(dòng)器的安裝位置1、單級(jí)傳動(dòng)壓力機(jī)的離合器和制動(dòng)器只能置于曲軸上。 2、采用剛性離合器的壓力機(jī)，離合器應(yīng)置于曲軸上，這是因?yàn)閯傂噪x合器不宜在高速下工作，而曲軸的轉(zhuǎn)速較低，故離合器置：廠(chǎng)曲軸上比較合適。在此情況下，制動(dòng)器必然也置于曲軸上。3、采用摩擦離合器時(shí)，對(duì)于具有兩級(jí)和兩級(jí)以上傳動(dòng)的壓力機(jī)，離合器可置于轉(zhuǎn)速較低的曲軸上，也可置于中間傳動(dòng)軸上。當(dāng)摩擦離合器安裝在低速軸上時(shí)，加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需的功和離合器接合時(shí)所消耗的摩擦功都比較小，因而能量消耗較小，離合器工作條件也較好。但是低速軸上的離合器需要傳遞較大扭矩，因而結(jié)構(gòu)尺寸較大。因此，摩擦離合器的合

43、理位置應(yīng)視機(jī)器的具體情況而定。一般來(lái)說(shuō)，行程次數(shù)較高的壓力機(jī)(如熱模鍛壓力機(jī))離合器最好安裝在曲軸上，因?yàn)檫@樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器工作條件包較好。行程次數(shù)較低的壓力機(jī)(如中大型通用壓力機(jī))，由于曲軸轉(zhuǎn)速低，最后一級(jí)大齒輪的飛輪作用己不顯著。為了縮小離合器尺寸，降低其制造成本，并且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上，一般是在飛輪軸上。制動(dòng)器的位置則隨離合器位置而定。因?yàn)閭鲃?dòng)軸上制動(dòng)力矩較小，可縮小制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺。但是必要指出，摩擦離合器的布置位置隨著生產(chǎn)的發(fā)展也在不斷變化。2.3.3傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)速比分配傳動(dòng)級(jí)數(shù)的選取主要與以下三方面有關(guān)：1. 滑塊每分鐘

44、行程次數(shù) 每分鐘行程次數(shù)稿，總傳動(dòng)比小，傳動(dòng)級(jí)數(shù)少;每分鐘行程次數(shù)低，總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)多。2. 壓力機(jī)作功的能力 一級(jí)傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)，飛輪裝置在曲軸上，轉(zhuǎn)速與滑塊每分鐘行程次數(shù)相同，而飛輪結(jié)構(gòu)尺寸又不可能太大，飛輪所能釋放的能量因此受到限制。所以，在同樣公稱(chēng)壓力下，一級(jí)傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)作功的能力，要比二級(jí)和二級(jí)以上傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)為低。3. 對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊性的要求 當(dāng)傳動(dòng)級(jí)數(shù)較少，每級(jí)傳動(dòng)比較大時(shí)，由于小皮帶輪和小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸不能過(guò)小，致使大皮帶輪和大齒輪外形龐大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以在有些設(shè)計(jì)中用增加傳動(dòng)級(jí)數(shù)或采用雙邊齒輪傳動(dòng)的方法，來(lái)縮小傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，但這樣會(huì)增加制造和維修的勞動(dòng)

45、量。現(xiàn)有開(kāi)式壓力機(jī)的傳動(dòng)壓力機(jī)的傳動(dòng)級(jí)數(shù)大致是：滑塊每分鐘行程次數(shù)為55200次/分時(shí)，采用一級(jí)傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為750或1000轉(zhuǎn)/分;滑塊每分鐘行程次數(shù)為3090/分時(shí)，采用二級(jí)傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1000或1500轉(zhuǎn)/分；滑塊每分鐘行程次數(shù)為1040次/分時(shí)，采用三級(jí)傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1000或1500/分；滑塊每分鐘行程次數(shù)小于12次/分時(shí)，采用四級(jí)傳動(dòng)，四級(jí)傳動(dòng)用得很少。各級(jí)傳動(dòng)比分配恰當(dāng)，使傳動(dòng)系統(tǒng)能得到合理布置，不僅安裝維修方便，而且結(jié)構(gòu)緊湊美觀(guān)。一般，三角皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不超過(guò)68，齒輪傳動(dòng)比不超過(guò)79。分配傳動(dòng)比時(shí)，還應(yīng)使飛輪又適當(dāng)轉(zhuǎn)速。飛輪轉(zhuǎn)速過(guò)低，外形尺寸

46、增大；過(guò)高，飛輪軸上的離合器和軸承工作條件惡化。開(kāi)式曲柄壓力機(jī)飛輪通常在240470/分之間。2.3.4傳動(dòng)方案的比較及選定根據(jù)以上分析及具體條件來(lái)選擇設(shè)計(jì)方案。由于本系統(tǒng)傳動(dòng)行程次數(shù)（40r/min）屬于30次/min70次/min范圍內(nèi)，該壓力機(jī)主傳動(dòng)采用兩級(jí)傳動(dòng)。通過(guò)上述的分析得出如圖2.1所示的傳動(dòng)方案圖，圖2.1 幾種曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)圖從結(jié)構(gòu)上說(shuō)：a、c兩種方案中所用的齒輪數(shù)較少?gòu)亩Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，空間布置相互靠近使方案比較緊湊，從而不會(huì)浪費(fèi)空間；b、d兩種方案中所用的齒輪較多自然結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜一些，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的空間分布較大，造成了一定的空間浪費(fèi)，從而使機(jī)構(gòu)較大型。從接觸面的摩擦

47、來(lái)考慮：a這種方案由于第三級(jí)的小齒輪所受到兩個(gè)大齒輪的摩擦較多所以該小齒輪易磨損；b這種方案也同樣存在同樣的問(wèn)題，然而它存在兩個(gè)同樣的齒輪從而增加了機(jī)構(gòu)的費(fèi)用；c、d這兩種方案齒輪的摩擦較少，有利傳動(dòng)方案。從傳動(dòng)效率來(lái)說(shuō)：a這種方案的傳動(dòng)效率較高，由于在傳動(dòng)過(guò)程中，所用的齒輪數(shù)較少，級(jí)數(shù)較少自然傳動(dòng)次數(shù)較少，帶給執(zhí)行構(gòu)件的能量就多，因此傳動(dòng)效率較高。b、c、d這幾種方案的級(jí)數(shù)較多，因此傳動(dòng)效率較低，使大量的能量消耗齒輪傳動(dòng)中，不能將大多數(shù)能量用于執(zhí)行構(gòu)件，結(jié)果傳動(dòng)效率較低。從轉(zhuǎn)向來(lái)看：a這種方案的執(zhí)行齒輪的轉(zhuǎn)向是同向的，利于構(gòu)件的執(zhí)行，并給傳動(dòng)方案帶來(lái)方便，b、c、d這幾種方案的執(zhí)行齒輪的轉(zhuǎn)向

48、是反向的，不利于構(gòu)件的同步，給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)帶來(lái)不便。綜上所述：選擇了a這種方案來(lái)分析計(jì)算，為下一步進(jìn)行帶來(lái)了方便。選定設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)如圖2.2所示：圖2.2曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)圖2.3.5傳動(dòng)比計(jì)算與分配由上述分析計(jì)算總傳動(dòng)比 : i=24根據(jù)傳動(dòng)比的分配原則和分配規(guī)律，取皮帶輪的傳動(dòng)比為4，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為6。第一級(jí)傳動(dòng)：v帶傳動(dòng)傳動(dòng)比：4第二級(jí)傳動(dòng)：圓柱斜齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比：6小齒輪的齒輪的齒數(shù)：18第三章曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是曲柄壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)中的主要類(lèi)型。這種機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，并直接承受工件變形力。它代表曲柄壓力機(jī)的主要特征，是設(shè)計(jì)曲柄壓

49、力機(jī)的基礎(chǔ)。3.1運(yùn)動(dòng)分析3.1.1 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3.1所示。o點(diǎn)為曲軸的旋轉(zhuǎn)中心，a點(diǎn)為連桿與曲柄的連接點(diǎn)，b點(diǎn)為連桿與滑塊的連接點(diǎn)，oa為曲柄半徑，ab為連桿長(zhǎng)度。當(dāng)oa以角速度w繞o點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)則以速度v作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下面分別討論滑塊的位移、速度和加速度與曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 圖3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖3.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3.2為結(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的計(jì)算簡(jiǎn)圖(所謂結(jié)點(diǎn)正置，是指滑塊和連桿的連結(jié)點(diǎn)b的運(yùn)動(dòng)軌跡位于曲柄旋轉(zhuǎn)中心0相連結(jié)點(diǎn)b的連線(xiàn)上)。根據(jù)如圖3-2所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，取滑塊下死點(diǎn)b0為行程的

50、起點(diǎn)，滑塊從b0點(diǎn)到b0點(diǎn)為滑塊位移s： s =-=-（+） =（r-l）-（rcosa+l） =r（1- cosa）+l（1-）=r（1- cosa）+（1-）令=這個(gè)通常叫做連桿系數(shù)，代入上式得： s = r（1- cosa）+ （1-） （31）式中：為連桿與中心線(xiàn)的夾角，它的值可以從三角形oab求得：= =sina （32）因?yàn)?，將上式代入得= （33）上式（3-1）得：s = r（1- cosa）+ （1-） （ 34）根據(jù)二項(xiàng)式公式，可以將展開(kāi)。由于一般小于0.3，對(duì)于通用壓力機(jī)一般在0.1到0.2之間。展開(kāi)后取前二項(xiàng)已有足夠的精確度，所以： = 1- （35）將此式代入（4-3

51、）整理得： s = r（1- cosa）+ （1- cos2a） （36）故只要知道半徑r和連桿系數(shù)時(shí)，便可以求出對(duì)應(yīng)不同角和s值。式中 s滑塊位移，從下死點(diǎn)算起，向上方向?yàn)檎韵戮?；曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點(diǎn)算起，與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反為正，以下均同； r曲柄半徑；連桿系數(shù)。(，其中l(wèi)是連桿長(zhǎng)度，當(dāng)連桿長(zhǎng)度可調(diào)時(shí)，取最短時(shí)數(shù)值.) 3.1.2 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角關(guān)系求出滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系后，將位移s對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度v,即：v=r【1-cosa+(1-cos2a)】因?yàn)椋?= w所以： v= rw（sina+sin2a） （37）式中 v滑塊速度，向下方向?yàn)檎?w曲柄角速度，w=； n曲柄每分鐘轉(zhuǎn)速，即滑塊運(yùn)每分鐘行程次數(shù)。3.1.3 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(duì)時(shí)間t求導(dǎo)數(shù)就可得到滑塊的速度a即： a = -= -= -rw（sina+sin2a） =- r（cosa+cos2a） （38）式中 a滑塊加速度，向下方面為正。 式（3-8）前面的負(fù)號(hào)