雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)設計【新版本】

1、雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)設計在全面了解摩擦壓力機的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法的基礎(chǔ)上，參考已有大 型摩擦壓力機結(jié)構(gòu)和設計經(jīng)驗，對這一設備的總體結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)進行設計，達到其 預期的功能要求。著重對帶輪、摩擦輪、主軸、螺桿等做出了詳盡的設計，并且對其 中的各個部件進行了完整的校核。傳動系統(tǒng)是整臺機床的核心部分，它由帶傳動、摩 擦輪傳動、螺旋傳動組成。對初始設計進行了改進，給出了摩擦壓力機的最后總體結(jié) 構(gòu)設計方案。最終設計出的摩擦壓力機結(jié)構(gòu)緊湊、綜合性能良好，工作效率高。最適 用于校正、整形、壓彎、擠壓、切邊、沖壓等多種工藝，使物料變形。關(guān)鍵詞：摩擦壓力機；傳動系統(tǒng)；摩擦輪傳動；螺旋傳動；校核abst

2、racton the basis of comprehending to structure, operating principle, control procedure of friction press, reference to the design experience and structure of former large-scale friction press, the overall structure and its transmission system are designed. then the anticipated functions can be achie

3、ved. the paper focuses on belt wheel, friction wheel, main spindle, screw spindle and screw nut to make a detailed design, and makes a complete check to the various components. the transmission system is the key part of the machine tool, which is composed of belt, friction wheel, screw transmission.

4、 we modified the previous design and gived the overall structure scheme. finally the friction presses structure is compact, as well as the overall pcrfbnnancc, and the productivity is high it is suitable for many kinds of technology of material deformation includes adjustment, shaping, press bending

5、, squeezing, trimming, die stamping etc.key words: friction press; transmission system; friction wheel transmission; screw transmission; check摘要iabstract ii第1章緒論11. 1選題背景和意義11.2摩擦壓力機國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.3研究設想3第2章雙盤摩擦壓力機工作原理及總體設計要求42. 1摩擦壓力機的工作原理42. 2摩擦壓力機主要零部件42. 3雙盤摩擦壓力機總體布局要求52. 3. 1摩擦壓力機的傳動形式62.3.2摩擦壓力機的

6、支承形式62.4摩擦壓力機的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)62. 4. 1摩擦壓力機的規(guī)格62.4.2摩擦壓力機的技術(shù)參數(shù)62. 5本章小結(jié)8第3章電動機的選擇93. 1電動機功率的計算93.2摩擦壓力機工作周期的能量損耗103.3電動機功率的概略計算方法143.4計算并分配傳動裝置傳動比153. 5本章小結(jié)16第4章帶傳動設計174. 1帶傳動的概述174. 1. 1帶傳動工作原理及分類174. 1.2帶傳動的特點174.1.3帶傳動的失效形式和設計準則174.2帶傳動的設計計算174.3三角帶輪的設計204. 4本章小結(jié)21第5章螺旋傳動設計225. 1概述225.2滑動螺旋的結(jié)構(gòu)及材料225.3滑動

7、螺旋副的設計及校核235. 4本章小結(jié)28第6章主軸及軸上零件的設計296. 1軸的概述296.2軸的結(jié)構(gòu)設計306.3主軸及螺桿上的軸承結(jié)構(gòu)設計366.3. 1滑動軸承的結(jié)構(gòu) 366. 3. 2滾動軸承366.4鍵的選擇及校核376. 4. 1鍵聯(lián)接的功能、分類及應用376. 4.2鍵的選擇386. 4.3鍵的校核396. 5本章小結(jié)41第7章摩擦輪傳動427. 1摩擦輪傳動概述427.2端而摩擦輪傳動的設計與計算437. 3本章小結(jié)44結(jié)論45參考文獻46致謝47i:;二二：xh t(mi* : it'lfell'lux*弍 雙盅摩擦壓力機結(jié)構(gòu)設計【新版本】360圧縮渤口侖

8、q安全文件 接作 工具 辛助 ©名稱壓縮后理w.(上級目錄)文磁.夕卜文初譯文磁乞大帝輪.dwg291.1 kb252.0 kbautocad 愛形通墊板.dwg286.7 kb247.3 kbautocad 愛形色飛蚣dwg286.9 kb247.7 kbautocad 愛形選零件圖7張.dwg375.9 kb333.1 kbautocad 愛形amdwg287.9 kb248.5 kbautocad 愛形®設計說明書.doc1.3 mb385.3 kbmicrosoft word®雙垂摩馮動號構(gòu)設計.doc1.3 mb384.0 kbmicrosoft wor

9、d 3色小帝輪.dwg286.4 kb246.7 kbautocad 圖形色運動b.dwg297.9 kb258.7 kbautocad 圖形動擔要目錄.doc66.5 kb14.0 kbmicrosoft word 3色主軸.dwg293.4 kb253.6 kbautocad 圖形予,裝配圖l.dwg478.0 kb404.1 kbautocad 圖形乞裝配圖2.dwg367.3 kb30&0 kbautocad 圖形冬裝配圖2張.dwg468.8 kb399.4 kbautocad 圖形rfc雙盤摩徐壓力機結(jié)構(gòu)設計【黔版本】er -解包大小為6.8 mb解壓到一鍵解壓刪除第1章緒

10、 論1.1選題背景和意義隨著運輸、動力及機械制造業(yè)各部門的發(fā)展，對用于鍛造渦輪機葉片、曲軸、汽 車前梁、大型法蘭盤、齒輪及其它零件的大型鍛壓設備的需求日益增長。摩擦壓力機 是最古老的成型設備之一，在鍛壓牛產(chǎn)中的應用已有近二百年的歷史。這種古老的鍛 壓設備，結(jié)構(gòu)經(jīng)不斷改進，使用性能日益完善，獲得越來越廣泛的應用，除了在鍛壓 行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)，特別是近二十年來發(fā)展很快。摩擦壓力機能夠得到發(fā)展， 主要由于具有以下特點：(1)摩擦壓力機是利用飛輪積蓄能量，而在打擊時釋放出來。切邊、彎曲、校 沒有嚴格的行程 則直至模具打靠 所以鍛件的豎向?qū)ψ冃瘟枯^大的工藝可提供較大的能量，對變形量小的工藝可提供較

11、小的能量，故摩 擦壓力機的工藝性能較廣，可進行模鍛、沖壓、徹鍛、擠壓、精壓、 正等工作。(2)有頂出裝置，便于復雜零件的成形及精密模鍛。(3) 限制，尤其是無固定的下死點。當用于模鍛時，只要打擊能量足夠， 為止，鍛件豎向精度依靠模具打靠來保證，與打擊力及熱膨脹無關(guān)， 精度高。(4)行程速度慢，生產(chǎn)率較低。由于滑塊速度較慢適于鍛造一些對變形速度 非常敏感的鋁、銅等合金材料。(5)設備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝基礎(chǔ)簡單，且工作吋 震動小，操作安全，勞動條件好。因為無嚴格的下死點，不會卡死，因此調(diào)整維修方 便，使用成本低。（6）由于摩擦傳動的效率低（其總效率約為10%15%）以及摩擦盤 的結(jié)構(gòu)龐大等因素，

12、限制了摩擦壓力機繼續(xù)向大能量方向發(fā)展。摩擦壓力機的主要問題是電機需帶動摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個循環(huán)中 述需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴重打滑。這不但降低了傳動效率， 也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀就有人進行了改進，先后開發(fā)了三 盤式和雙電機獨立驅(qū)動的摩擦壓力機。由于摩擦盤工作和凹程具有不同的速度特性， 摩擦盤和飛輪間的相對滑動速度得以降低，設備性能得到一定改善。但是由于增加了 結(jié)構(gòu)和操作的復雜性，從而增加了制造和維修費用，未能得到廣泛應用。壓力機效率 低，打擊力控制不精確，不適于大噸位。但由于造價方面的優(yōu)勢，中小噸位，尤其小 噸位螺旋壓力機目前仍以摩擦壓力機為

13、主。摩擦壓力機的發(fā)展，曾經(jīng)出現(xiàn)過雙盤、三盤、無盤等型式，近年還出現(xiàn)過類似摩 擦離合器工作的傳動型式，但仍然是雙盤傳動生命力最強。近十余年來，雙盤摩擦壓 力機結(jié)構(gòu)設計有了很大改進，性能進一步提高。如滑塊速度由過去0.5米/秒左右，提 高到0.7米/秒，行程次數(shù)相應加快；摩擦盤分別用兩個汽缸推動，摩擦盤與飛輪間隙 調(diào)整非常方便；導向加長；設置能量預選等自動化裝置等。進入21世紀，摩擦壓力機這一古老的成形設備雖然能耗高，控制精度不高，但具 有結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的優(yōu)點，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動化程度高的特色, 為人類文明的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻。但從節(jié)能考慮，其發(fā)展應得到一定控制，尤其應當 限制大噸

14、位的摩擦壓力機的發(fā)展。課題就是對傳統(tǒng)摩擦壓力機的設計和改造開展的調(diào) 研。1.2摩擦壓力機國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨向在國外摩擦壓力機使用非常廣泛口譏一九六零年至一九七零年，西德摩擦壓力機 擁有量增長率為320%,熱模鍛壓力機為190%,模鍛錘僅為27%。英國、意大利、 捷克、法國和蘇聯(lián)等國，為了適應機械工業(yè)迅速發(fā)展的需要，推廣精密鍛造工藝，也 裝備了多臺摩擦壓力機，并在摩擦壓力機的基礎(chǔ)上發(fā)展了電機直接傳動的螺旋壓力機 和液壓傳動的螺旋壓力機，而后者有了較快的發(fā)展，新品種不斷涌現(xiàn)。主要用于葉片、 鏈輪、法蘭、齒輪、噴氣發(fā)動機排氣管等零件的模鍛。國內(nèi)近十余年來，摩擦壓力機應用也越來越廣泛，除專業(yè)廠從兒十噸

15、到2500噸成 系列生產(chǎn)了大量產(chǎn)品外，許多工廠還自制了直到1600噸的各種噸位的摩擦壓力機，液 動和電動螺旋壓力機也已研制成功并在生產(chǎn)中使用。根據(jù)上海、沈陽、天津、北京等 市的調(diào)查表明，摩擦壓力機約占模鍛設備擁有量總數(shù)的10%20%。近年來，也正在試 驗研究在摩擦壓力機上精鍛帶齒傘齒輪，生產(chǎn)率比切削加工高幾倍，節(jié)省鋼材1/3,精 度達79級。按照“揚長避短”的建設方針，摩擦壓力機這種投資少、經(jīng)濟效果好、 適合我國國情的鍛壓設備，將會有良好的發(fā)展前景。近年國內(nèi)外開始探索左、右摩擦盤分別用電動機驅(qū)動的傳動型式，一九七九年英 國“冶金”雜志介紹了意大利ficep pfm400型摩擦壓力機。這種傳動型

16、式有以下優(yōu)點: 下行和回程摩擦盤有可能采用不同轉(zhuǎn)速，既可加快滑塊下行速度以提高行程次數(shù)， 乂不至于加劇回程開始時摩擦帶的磨損，使兩個摩擦盤在最好速度狀態(tài)下工作。便 于設計一種間隙調(diào)整非常方便而結(jié)構(gòu)又簡單的摩擦盤操縱機構(gòu)。橫軸不轉(zhuǎn)動，受力 情況好，但是這種傳動型式還有待生產(chǎn)實踐的考驗。摩擦壓力機發(fā)展趨向16:（1）基本參數(shù)系列化；（2）加快滑塊行程次數(shù)，提高打擊速 度，提高生產(chǎn)率，以便與其他鍛壓設備配套組成機械化及自動化生產(chǎn)；（3）提高機器的 機械化、自動化程度；（4）摩擦壓力機大型化；（5）使用電子計算機對摩擦壓力機的設 計理論進行精確研究，在強度和剛度計算方面，將廣泛采用有限元法；（6）探索

17、新的傳 動方式。13研究設想1 根據(jù)所要設計摩擦壓力機的主要技術(shù)參數(shù)，合理選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)、容 量（功率）和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號和尺寸。然后確定傳動裝置總傳 動比和分配傳動比。2. 摩擦壓力機的傳動形式包括帶傳動、摩擦輪傳動、螺旋傳動，在確定傳動方案 時首先要滿足壓力機的性能要求，適應工作條件，工作可靠，此外使傳動裝置的結(jié)構(gòu) 簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。3. 一般型式摩擦壓力機的工作臺面較窄不適宜板金加工的需要，為了滿足金屬結(jié) 構(gòu)車間板金加工的需要，提高操作機械化水平，自行設計一臺寬臺面摩擦壓力機。另 外還可在工作臺上安裝一個中間工作臺，以

18、便進行小型工件的彎曲、校正、延伸等。第2章雙盤摩擦壓力機工作原理及總體設計要求2.1摩擦壓力機的工作原理他電動機通過三角皮帶帶動皮帶輪、摩擦輪轉(zhuǎn)動。皮帶輪與兩個摩擦輪用固定鍵安 裝在可以軸向滑動的橫軸上。當操縱手柄扳在水平位置時，飛輪的輪緣與左右摩擦輪 之間均存在一定間隙，飛輪停止。當操作手柄向下扳時，撥叉將橫軸左撥，這樣右摩 擦輪與飛輪接觸，摩擦盤的轉(zhuǎn)動力矩通過摩擦傳遞給飛輪，飛輪與螺桿一同轉(zhuǎn)動，滑 塊便向下移動；同樣原理，當操作手柄向上扳時，撥叉將橫軸右撥，左摩擦輪與飛輪 接觸，飛輪和螺桿反向旋轉(zhuǎn)，滑塊便向上移動。摩擦盤與飛輪接觸點在空間的軌跡為一條豎直線。下行程時，由于摩擦盤上接觸 點的

19、速度增加，滑塊加速下行。打擊結(jié)束時，由于螺桿的螺紋不自鎖，故在壓力機受 力零件、模具和鍛件的彈性恢復力作用下，飛輪反轉(zhuǎn)，滑塊回升，受力零件卸載。接 著，操縱系統(tǒng)操縱滑塊繼續(xù)回升，滑塊上升到一定位置后，操縱系統(tǒng)使摩擦盤與飛輪 脫開。滑塊借慣性力，繼續(xù)向上運動、至行程終點時，由制動器吸收剩余能量，滑塊 停止在上面位置。2. 2摩擦壓力機主要零部件摩擦壓力機曾經(jīng)歷過單盤摩擦壓力機，雙盤摩擦壓力機，三盤摩擦壓力機，雙錐 盤摩擦壓力機及無盤摩擦壓力機等多種型式。但經(jīng)過長期生產(chǎn)考驗，多數(shù)被相繼淘汰, 只有雙盤摩擦壓力機廣泛應用，顯示著旺盛的生命力。雙盤摩擦壓力機由機身部件、傳動與制動部件、飛輪、螺桿滑塊機

20、構(gòu)、操縱系統(tǒng) 和輔助裝置等組成說1。機身機身有組合式機身和整體式機身。設計中采用組合式機身，有利于各零件的拆裝。 機身上部有左右支臂，用于安裝橫軸。機身橫梁內(nèi)裝有抗沖擊性良好的銅螺母。當滑 塊機構(gòu)工作時，螺桿在螺母內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動。機身橫梁下平面裝有緩沖裝置，用于吸收 運動部件冋升行程最后的剩余能量。機身內(nèi)側(cè)有頂出孔、供頂出裝置工作用。2. 傳動與制動部件傳動部分由電機、皮帶輪、橫軸、摩擦盤等組成。橫軸上裝有兩個摩擦輪。壓力 機滑塊的升與降依靠飛輪與左右摩擦輪的壓緊來帶動。摩擦輪兩端各有圓螺母，可以 調(diào)節(jié)摩擦輪的位置，一般摩擦輪與飛輪之間的單邊間隙為4毫米左右。制動部件的作用是吸收回升行程運動部件

21、的剩余能量，使滑塊停止在規(guī)定的位置。 采用的制動形式有機械帶式制動器和氣動或液力驅(qū)動的制動器，前者受機身內(nèi)側(cè)空間 所限不能做得太長，因而影響制動力矩增大，并且螺桿及導軌處的潤滑油難免濺到制 動輪和制動帶上，使制動力矩下降或不穩(wěn)定，后者制動油缸固定在滑塊的頂部，活塞 桿外端通過球較鏈連接制動塊，制動塊端部固結(jié)摩擦塊。制動時摩擦塊頂在飛輪內(nèi)緣 上，從而制動飛輪。這種制動器可以產(chǎn)生較大制動力矩，并可使滑塊停止在任何位置 上。3. 飛輪、螺桿和滑塊飛輪是儲蓄能量的主要部件。飛輪輪緣上裝有摩擦帶，摩擦帶由牛皮或銅絲橡膠 石棉等材料制成。飛輪與螺桿以切向鍵或錐面加平鍵聯(lián)結(jié)。工作時飛輪除做旋轉(zhuǎn)運動 外，還做

22、上下肓線運動。大型摩擦壓力機基本上采用兩種結(jié)構(gòu)，一種是：螺桿作旋轉(zhuǎn)運動，螺母固定不動; 另一種是：螺桿旋轉(zhuǎn)，螺母與滑塊一起作直線運動。與此同吋，出現(xiàn)了通過單獨的液 壓馬達和電動機作用于飛輪螺桿，利用扭矩進行傳動的趨勢。經(jīng)過多年的實際生產(chǎn)經(jīng) 驗，螺桿作旋轉(zhuǎn)運動，螺母固定不動的結(jié)構(gòu)更有利于生產(chǎn)。螺桿與機身內(nèi)的螺母組成螺旋副。螺桿用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作。牙形有矩形，梯形及 鋸齒形三種，大型機多采用梯形螺紋。小型壓力機多采用箱形滑塊。大型壓力機則采用框架式或v型滑塊，可以提高導向精度和抗偏載能力并便于安設氣動或液力制動器。4. 操縱系統(tǒng)其作用是控制橫軸左右移動，并以一定的壓力使旋轉(zhuǎn)著的摩擦輪壓緊飛輪，使飛

23、輪螺桿做螺旋運動從而帶動滑塊上下運動?？刂葡到y(tǒng)采用手動形式。5. 輔助裝置包括頂岀裝置、緩沖裝置和過載安全保護裝置。2. 3雙盤摩擦壓力機總體布局要求本機床總體布局應滿足如下要求：(1) 經(jīng)濟性好，如節(jié)省材料，減少機床的占地面積；(2) 保證能加工各種大小的零件，設計成寬工作臺；(3) 保證工藝方法所要求的工件和模具的相對位置和相對運動；(4) 保證機床具有與所要求的加工精度相適應的剛度和抗振性；(5) 便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和修理機床；便于輸送、裝卸工件和排 除廢料，并保證工作安全。2.3.1摩擦壓力機的傳動形式機床通過皮帶傳動把電機的動力傳到主軸。然后經(jīng)過主軸、摩擦盤、飛輪變速傳

24、 到螺桿和滑塊。采用皮帶傳動可以使傳動平穩(wěn)，采用摩擦輪傳動可以實現(xiàn)無級變速， 能對各種工件進行加工。2.3.2摩擦壓力機的支承形式機床采用立柱形式支承，并是立柱與底座的組合形式支承。2.4摩擦壓力機的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)2.4. 1摩擦壓力機的規(guī)格我國常用雙盤摩擦壓力機的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)列于表2.1中。按照鍛壓機械型號編制規(guī)定(zbj6203090),雙盤摩擦壓力機的類組代號為 j53,以標稱力作為主參數(shù)，如j53400型，表示標稱力4000kn的雙盤摩擦壓力機。表21雙盤摩擦壓力機的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)基本參數(shù)主參數(shù)系列6310016025040063010001600公稱壓加10kn6310

25、016025040063010001600運動部分能量/10kn0.220.450.91.83.67.21428滑塊行程/mm200250300350400500600700理論行程次數(shù)（次/min）3530272420161311最小封閉高度/mm315355400450530630710800墊板厚度/mm8090100120150180200220工作臺尺寸左右/mm2503154005006007208001050前后/mm315400500600720800105012502.4.2摩擦壓力機的技術(shù)參數(shù)壓力機的技術(shù)參數(shù)反映一臺壓力機的工藝能力，所能加工制件的尺寸范圍以及 有關(guān)牛產(chǎn)率指

26、標，同時也是選擇使用壓力機和設計模具的重要依據(jù)。通用壓力機的主 要技術(shù)參數(shù)有：1 公稱壓力（kn）通用的壓力機的公稱壓力是指滑塊滑動至下死點前某一特定距離時，滑塊上所 容許承受的最大作用力。此處的特定距離稱為公稱壓力行程，額定壓力行程或名義壓 力行程。摩擦壓力機屬能量限定機器，似應以能量為主要參數(shù)，但摩擦壓力機乂具有壓力 機的特性，故我國沿用力作為主參數(shù)。在螺旋壓力機中有明確含意的力為冷擊力（指 沒有毛坯，模具對模具肓接打擊的力）。2. 允許力（kn）允許力是壓力機最具有實用意義的力參數(shù)，系指壓力機連續(xù)打擊時所允許的最人 載荷，為公稱壓力的1.6倍。3. 運動部分能量（kj）運動部分能量為壓力

27、機的公稱能量。運動部分指飛輪、螺桿及滑塊。運動部分能 量指運動部分運行到下限位置時應有的動能。它與標稱力的關(guān)系有下述的經(jīng)驗公式：en=kf/2x01/2（2.1）qv運動部分能量（kj）；休一標稱力（kn）；k系數(shù)。k值與壓力機類型及工藝用途有關(guān)，一般k=0.150.5。對于鍛造型壓力機，k取 大值；對于精壓型壓力機，k取小值。大屮型壓力機有時也考慮上模的質(zhì)量。在摩擦壓力機上完成較薄鍛件的壓印和精 壓工序時，這種工序要求很大的力，但是要求的能量較小。完成厚鍛件的徹粗和壓印 工序，需要消耗很大的能量。在公稱壓力相同時，壓印一精壓、徹粗和體積模鍛的能量之比為1： 2： 3o4. 滑塊的行程（mm）

28、是指滑塊從上死點到下死點所經(jīng)過的距離。選用壓力機時，應該使滑塊行程滿足 便于制件進出模具，便于操作的要求。5. 滑塊行程次數(shù)（次/分）是指滑塊每分鐘從上死點到下死點，然后再回到上死點，如此往復的次數(shù)。行程 次數(shù)越多，壓力機能實現(xiàn)的生產(chǎn)率越高?；瑝K的行程可以是單動或連續(xù)動作。在連續(xù) 動作時，通常認為大于30次/分時，人工送料就很難配合好，因此行程次數(shù)越高的壓 力機只有安裝送料裝置才能充分發(fā)揮工作效能。6. 封閉高度及封閉高度調(diào)節(jié)量（mm）封閉高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上表面的距離。當滑塊調(diào)整到 上極限位置時，封閉高度達到最大值，為最大封閉高度。相反，當滑塊調(diào)整到下極限 位置時，其封

29、閉高度為最小封閉高度。二者差值為封閉高度的調(diào)節(jié)量。設計模具時要考慮壓力機的裝模高度。壓力機的裝模高度。壓力機的裝模高度是 壓力機的封閉高度減去工作臺墊板的厚度。同理，壓力機有最大裝模高度和最小裝模 高度，模具閉合高度要在二者之間。7. 其他參數(shù)工作臺墊板平面尺寸（前后x左右）和滑塊下表面尺寸（前后x左右）模具的上、 下模架平面尺寸應該和工作臺、滑塊底面尺寸相適應。工作臺孔尺寸 用作制件或廢料的排出，氣墊安裝及模具頂出的放置。大型壓力機無模柄孔，取而代之的是t形槽，用螺栓來固定上模。2. 5本章小結(jié)通過對摩擦壓力機的工作原理及機構(gòu)的了解，確定主要零部件的主要作用，給出 了設計要求。由于雙盤摩擦壓

30、力機的整個傳動鏈由電動機經(jīng)一級帶傳動、摩擦盤與飛 輪構(gòu)成的正交摩擦傳動機構(gòu)組成，因此設計的重點和難點均在于此。第3章電動機的選擇電動機功率是計算機床零件和決定結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。電動機功率取得太大， 則機床零部件的尺寸也隨之不必要地增大，不僅浪費材料，而口使電動機經(jīng)常處于低 負荷情況下工作，功率因數(shù)太小，則機床的技術(shù)性能達不到設計要求，且電動機將經(jīng) 常處于超負荷情況下工作，容易燒壞電氣元件。3.1電動機功率的計算按一循環(huán)的平均能量來選擇電機，其功率為：a(3.1)式中 m一平均功率；力一一個工作循環(huán)所需的總能量；一個工作循環(huán)時間ncn(3.2)式中刃一壓力機滑塊行程次數(shù)；c一壓力機行程利用系數(shù)

31、，采用手工送料時，g值查參考文獻1,采用自動化送料吋g=lo由于生產(chǎn)不斷發(fā)展，為了提高生產(chǎn)率，小型壓力機大部分裝有自動化送料裝置， 因此，對于800kn及800kn以下的壓力機建議按自動化送料設計電動機容量及飛輪慣 甲.o為使飛輪尺寸不致過大，以及電動機安全運轉(zhuǎn)等因素，故需將電動機的功率選的 比平均功率大一些，即n = knm(3.3)丘一般為1.21.6,行程次數(shù)較低的壓力機取下限，較高的取上限，詳見表3.1。 行程次數(shù)較高的壓力機選用較大的殳值，系因此種壓力機一般為單級傳動，此時 飛輪轉(zhuǎn)速較低，在一定的能量條件下，飛輪尺寸就要較大。為了使機器緊湊，因此選 用較大功率的電動機。表3.1電動機

32、選用功率與平均功率比值壓力機每分鐘實際開動的行程次數(shù)nc“ (次/min)k15以下1.215 501.350以上1.4 1.6以式(3.2)代入式(3.3)得ka/r 八n = (3.4)由式(3.4)即可算岀所需的電動機的功率，然后查參考文獻4,選岀與n值相近 的額定功率為r值的電動機。根據(jù)選定的他，重新計算實際的k值，以便作為計算飛輪使用。(3.5)式中 他一電動機額定功率；化”一平均功率，由式(3.1)算出。3.2摩擦壓力機工作周期的能量損耗要合理計算出摩擦壓力機電動機功率，首先需算岀一工作周期所消耗的能量/以 及各部分能量消耗的組成。過去的計算方法由于未考慮到或者未準確考慮到各項能量

33、 的消耗，因此，計算結(jié)果往往與實際相差較大。從實測結(jié)果看出，這些損耗相當大。壓力機一工作周期所消耗的能量力為/ = 4 + + & + & + 4 +4(3.6)式中 4工件變形功(屬有效能量)；力2拉伸墊工作功，即進行拉伸工藝吋壓邊所需的功(屬有效能量)；4工作行程時由于滑塊機構(gòu)的摩擦所消耗的能量；/工件行程時由于壓力機受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量；4壓力機空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；力7單次行程時離合器接合所消耗的能量。對于用連續(xù)行程工作的壓力機，則一周期所消耗的能量為：力=4 + 力2 + 力3 + ”4 + 力5(3.7)

34、在工作行程那一段時間里，壓力機所消耗的能量為力=4 + 力？ + 力3 + “4( 3.8 )下面分別敘述這些能量計算。1. 工件變形功m摩擦壓力機用于沖載、拉伸、模鍛和擠壓等工藝。不同的工藝，工件變形所需要 的能量亦不相同。在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。工作負荷圖所包含的面積即 為工件變形功。各種不同工藝其工作負荷圖是不同的。通用壓力機的工作負荷圖是以 厚板沖載的工作負荷圖做為設計依據(jù)的。根據(jù)實測結(jié)果，在沖載a2和45號鋼板吋， 當沖頭進入板料厚度的0.425和0.46值吋板料即斷裂，這個數(shù)值的人小隨板料的塑性 和沖模間隙的大小而變化。通常取為h = 0.45 方°(3.9)式中

35、久一板料厚度；力一切斷厚度。若將工作負荷圖曲線看成三角形，則沖載吋的工件變形功為 但由于考慮曲線呈鼓形，且有推料力，故（30）（31）4 = 0.7p,/?將式（3.9）代入式（3.10）即得4 = 0.315住力0式中化一壓力機公稱壓力;%板料厚度。關(guān)于多大壓力的壓力機以多大的板料厚度進行計算較合適，在這個問題上有些資 料推薦采用如下的經(jīng)驗公式：對于快速壓力機（如一級傳動壓力機）力（）二0.2 陰（32）對于慢速壓力機（如兩級及兩級以上傳動的壓力機）力o=o.4 厭（3.13）式中化一公稱壓力（kn）。對于帶拉伸墊的壓力機，應按淺拉伸工藝來計算工藝變形功。2. 拉伸墊工作功&帶拉伸墊

36、的壓力機，在進行淺拉伸工藝時，拉伸墊壓緊工件的邊緣，并隨壓力機 的滑塊向下移動。因此消耗一部分能量。消耗能量的大小決定于拉伸墊的壓緊力和工 作行程，可相應取為壓力機額定壓力的1/6及滑塊行程的1/6,即（3.14）式中化一壓力機公稱壓力；s壓力機滑塊行程長度。3. 工作行程時由于滑塊機構(gòu)的摩擦所消耗的能量&(35)4. 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量aa壓力機在工作行程時，機身和滑塊機構(gòu)等受力系統(tǒng)因受載產(chǎn)牛彈性變形，因而引 起能量消耗。對于在工作行程中，變形力逐步下降的沖裁工藝和拉伸工藝，有時有一 部分的彈性變形能量可以轉(zhuǎn)化為有用能量。為了安全，認為彈性變形能量都已

37、損失。 因此得出心=+坨力(36)式屮pg公稱壓力;力一壓力機總的垂直變形(3.17)c；壓力機垂直剛度，見表3.2。5. 壓力機空程向下和空程向上時所消耗的能量企壓力機空程時的能量損耗與壓力機零件的結(jié)構(gòu)尺寸、表面加工質(zhì)量、潤滑情況、 皮帶拉緊程度和制動器調(diào)整情況等因素有關(guān)。根據(jù)實驗結(jié)果，通用壓力機連續(xù)行程所 消耗的平均功率約為該壓力機額定功率的10%35%o表32壓力機垂直剛度(kn/mm)壓力機型式現(xiàn)有壓力機統(tǒng)計值推薦值開式壓力機300500400閉式壓力機5007007006.滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量觀根據(jù)實驗，通用壓力機飛輪空轉(zhuǎn)時電動機所消耗的功率約為壓力機額定功率的6%30%。

38、通用壓力機飛輪空轉(zhuǎn)所需功率“6可查參考文獻1得出。求出“6以后可按下式求出飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量a嚴 n/t-t)(3.18)式中r壓力機單次行程吋(即考慮停息吋)的周期；4滑塊工作一次所需時間；r, =-(3.19)n/ =丄(3.20)ncn乃一壓力機行程次數(shù)；c”一壓力機行程利用系數(shù)。7. 單次行程時離合器接合所消耗的能量出根據(jù)一些實驗資料和對國產(chǎn)6臺壓力機統(tǒng)計，力7大約為總功的20%左右。因此,在初步設計時，可以先取a. =0.2 a(3.21)必要時，待壓力機結(jié)構(gòu)設計完畢后，再核算力7。3. 3電動機功率的概略計算方法為了在工程上計算方便，上述的電動機計算方法述可以進一步簡化，即根據(jù)

39、壓力機總效率選擇電動機。電動機功率可以按下式計算n=k(a+4)(3.22)式中4 一工件變形功；拉伸墊工作功；(壓力機實際工作周期時間；1t =ncn刃一滑塊每分鐘行程次數(shù)；行程利用系數(shù)。手工送料時，g = 0.40.8,行程次數(shù)高的取下限，低的取上限，自動連續(xù)送料時，g=l；丘一電動機安全運轉(zhuǎn)系數(shù)，k=21.6,行程次數(shù)低的取下限，高的取上限y壓力機總效率，“ = 20%45%。 綜上可得工件變形功旳九=0.4 何=0.44000 = 25.298 mm4 = 0.315/九=0.315 x 4000 xlo3 x25.298xl0-3 = 31800 j拉伸墊工作功力2化s_ 4000x

40、10x0.4 3636=44400j壓力機實際工作周期時間f已知刃=20次/min,取c=0.4,則1ncn20x0.4 7,5 s取£=1.3, 77=0.4,貝ij一心+仏)"(31800 + 44400)29 3陽trj7.5x0.4選擇標準型號為y系列ip44三相異步電動機380v、50hz,如下表:表33電機主參數(shù)型號額定功率效率電流轉(zhuǎn)速y225m-630kw90.2%44.6a980r/min表34電機外形參數(shù)機座號安裝尺寸外形尺寸225mabcdefghkbadachdl3563111496級6級6級6級6級60140185322519435345475530

41、845(a)(b)圖3.1電動機外形尺寸圖3. 4計算并分配傳動裝置傳動比取v帶傳動效率加=0.96,滾動軸承效率"滾=0.99,摩擦傳動效率處=0.90,貝ij“=0.96x 0.99 x 0.9=0.855 o1 傳動裝置總傳動比分配總傳動比z=980/100=98,帶傳動傳動比取z尸5.36,則"=9.8/5.36=1.83。2. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)0軸：0軸即電動機軸*=30kwa7()=980r/minp30t(= 9550=9550x = 292.35 n-m0 n.980i軸：i軸即主軸p=人帶=30x0.96 = 28.8 kwnx =nqli =

42、980/5.36 = 182.84 r/minp22 2t, =9550= 9550x=1.5xl03nm1n182.84ii軸:ii軸即螺桿p = p%"璟=28.8x0.99x0.9 = 25.66 kw®i =刃1 /，2 = 182.84 /1.83 = 100 r/min7； =9550 幾= 9550x=2.46x103. 5本章小結(jié)通過對電動機型號的選擇，分配了傳動比，并將傳動裝置中的各軸的功率、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩計算出來，為傳動零件和軸的設計計算提供依據(jù)。第4章帶傳動設計4. 1帶傳動的概述4.1.1帶傳動工作原理及分類帶傳動兇是利用張緊在兩帶輪間的傳動膠帶傳遞運

43、動和動力。根據(jù)傳動帶的結(jié)構(gòu) 型式分為平型膠帶傳動、三角膠帶傳動和齒形帶傳動。其屮三角膠帶傳動靠帶的兩側(cè) 面與帶輪輪槽側(cè)面之間的摩擦力（屬楔面摩擦）傳遞動力，帶的厚度較大，撓度較差, 帶輪制造較復雜。但與平帶傳動相比，在同樣張緊力下，三角膠帶傳動能產(chǎn)生更大的 摩擦力，因而在相同條件下能傳遞更大的功率，或在傳遞相同功率時傳動結(jié)構(gòu)尺寸較 緊湊。此外，三角膠帶傳動允許的傳動比較大，加之三角膠帶多已標準化并大量生產(chǎn), 故在一般機械傳動中，三角膠帶傳動己基木上取代了平帶傳動而成為最常用的帶傳動 裝置。4.1.2帶傳動的特點帶傳動采用撓性帶作為屮間元件，來傳遞主、從動輪間的運動和轉(zhuǎn)矩，與齒輪傳 動相比，其優(yōu)

44、點是：(1)易于實現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動；(2)帶富有彈性，能緩沖 吸振，因而傳動平穩(wěn)無噪聲；(3)結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝、維護方便，成本低；(4) 摩擦型帶傳動過載時，帶會在帶輪上打滑，可防止其他機件損壞，起過載保護作用。其缺點有：(1)外廓尺寸大，不緊湊；(2)傳動效率低，平帶傳動一般為0.95, v帶傳動一般為0.92； (3)帶的壽命較短，一般僅20003000h； (4)摩擦型帶傳動 因與帶輪間存在相對滑動，而不能保證準確的傳動比。4.1.3帶傳動的失效形式和設計準則摩擦型帶傳動的主要失效形式有：(1)帶在帶輪上打滑；(2)帶過早的發(fā)生疲勞 破壞(如斷帶、脫層等)。帶傳動的設計準則為：

45、在保證帶傳動不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度 和壽命。4. 2帶傳動的設計計算已知電動機功率為p=30kw,轉(zhuǎn)速為i=980i*/min,傳動比=5.16,兩班制工作，要 求緊湊。設計所采用的三角帶傳動。1. 計算功率(kw)pc=kf(4.1)式中k一工作情況系數(shù)，查表8-39；尸一傳動功率，kwo由表83円取工作情況系數(shù)"1.2,則4 = 1.2x30=36kw。2. 選擇三角膠帶型號按=36kw和耳=980r/min查圖8-39,選用c型三角膠帶。3. 確定小帶輪節(jié)圓直徑d、(mm)由表8139, c型三角膠帶的最小帶輪直徑/)lmin=200mmo為了提高膠帶的壽命,

46、取稍大的小帶輪直徑d =224mm。4. 確定大帶輪節(jié)圓直徑d (mm)取彈性滑動率£=0.02,則d2 =(1 -£)=5.16x224x (1 -0.02)=1132.72mm(4.2)按表8-14f91取標準值z)2 = l 200mmo5. 實際傳動比i(4.3)心碧空“36d 2246. 驗算帶速v (m/s)(4.4)ttd®3.14x224x980,v =lj = 11.49 m/s60x100060x1000v小于表8-129屮規(guī)定的7max =2530m/s,故合適。7初定中心距q()(mm)當7=5.36時，a0/d2 «0.9 ,可

47、初定中心距aq = 1080mmo但考慮到傳動布置要求,可根據(jù)以下公式而定% = 0.55(7), + q) + 力=0.55(224 +1200) + 13.5 = 796.7 mm% = 2(0 + 2) = 2(224 +1200) = 2848 mm式中力一三角膠帶的高，見表8-109o綜合以上可初定中心距二1750mm。8初算膠帶長度厶(mm)(1200-224)24x1750厶=2勺+護+2)+°一"71 z= 2x1750+才(1200 + 224) += 5871.76 mm(4.5)查表811刃，取內(nèi)周長度lt =5600mm,節(jié)線長度lp =5659mm

48、o9. 實際中心距a (mm)a = a0 + l,) l, =1750+ 5659-5600 = 17?9 5(4.6)10. 驗算小帶輪包角a0 = 180°x60。=180° -120°-224x60° = 147.09°a1779.5ax > 120 ,合適。門.單根膠帶所傳遞的功率人(kw)對 c 型三角膠帶，當 d, =224mm 和 v=11.49m/s 時，查表 8-159得 £)=5.95kw。12. 單根膠帶所傳遞功率的增量& （kw）由表8-169查得彎曲影響系數(shù)k/7.5x103,由表8-179查

49、得傳動比系數(shù) £=1.14,則= k/| （1-） = 7.50x107 x 980x（1 一 ） = 0.90 kw（4.7）kj1.1413. 確定膠帶根數(shù)z 由表818取小帶輪包角系數(shù)ka = 0.92 ,由表819卜喳得長度系數(shù)=1.09,則p（耳+乂）心心= 5.2436(5.95 + 0.90)x0.92x1.09取z=6根o14確定所用膠帶規(guī)格三角膠帶 c5600x6gb117174o15. 單根膠帶的初拉力代(n)由表810»喳得c型三角膠帶每米長的重量g=0.3kg/m,則(4.8)(4.9)(4.10)k = 500( 一 1)冬 + g宀 500 x

50、(竺-l)x + 0.3x11.492 = 488 n 0 ka zv0.926x11.4916. 有效圓周力巧(n)1000= 1000x36=313316n' v11.4917. 作用在軸上的力f (n)a147 09f = 2zsin = 2x488x6xsin- = 56165n2 24.3三角帶輪的設計對三角帶輪設計的主要要求設計三角帶輪的一般要求為：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好（易于制造）；無過大的鑄造 內(nèi)應力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡處理；與帶接觸的工作面要精細加工 （表而粗糙度一般為7?a=3.2|im）,以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度都應保持一定 的精度，以使載荷

51、分布較為均勻等。2. 帶輪的材料當帶速心30m/s吋，用鑄鐵ht200；當帶速卩22545m/s吋宜用球墨鑄鐵或鑄 鋼，也可用鋼板沖壓一焊接；小功率傳動可用鑄鋁或塑料。3. 帶輪的結(jié)構(gòu)及尺寸帶輪由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成。輪輻部分有實心、腹板、孔板和橢圓形截 面的輪輻四種?？筛鶕?jù)帶輪的直徑和槽數(shù)，由表8-219得小帶輪為腹板式結(jié)構(gòu)，大帶 輪為六橢圓輪輻式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)尺寸按表8-209表qi®和圖弘凋確定。三角帶輪輪槽尺寸如圖4.1。ao圖4.1三角帶輪輪槽尺寸基準寬度(節(jié)寬)=19mm,基準線上槽深cnlin =4.8mm,槽深hinin = 20mm,槽間距t = 25.5

52、77;0.5 mm ,第一槽對稱面至端面的距離g = 17 mm,最小輪緣厚 久外徑dw = d + 2c,帶輪寬厶= (z-l" + 2g ,輪槽角卩=34。4. 技術(shù)要求(1) 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪，在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有砂眼、裂 縫、縮孔及氣泡。(2) 鑄造帶輪在不提高內(nèi)應力的前提下，允許對凸臺、輪緣、腹板、及輪轂的表 面缺陷進行修補。(3) 輪槽工作表面的粗糙度凡為1.6pm300mm)或3.2pm (dq300mm),輪緣和軸孔端面的粗糙度凡為12.5屮m輪槽的棱邊要倒圓或倒角。(4) 各輪槽間距的累積偏差w±0.8mim(5) 輪槽對稱平面與帶輪軸

53、線垂直度為±30，。(6) 帶輪的平衡a.靜平衡 帶輪轉(zhuǎn)速小于極限轉(zhuǎn)速® (r/min)時，只做靜平衡，帶輪極限轉(zhuǎn)速可 查參考文獻llo靜平衡應當使帶輪在工作直徑上的偏心殘留量小于下列兩值中的較 大者：0.005kg；帶輪和相配件當量質(zhì)量的0.2%ob.動平衡 帶輪轉(zhuǎn)速大于極限轉(zhuǎn)速® (r/min)時，必須進行動平衡。一般機械帶 輪其質(zhì)量等級應由下列兩值中的較大值決定：g6.3g竺m式中v一帶輪的圓周速度，m/s；m帶輪的當量質(zhì)量，kgo(7) 帶輪圓跳動公差見表4.1。表4.1帶輪圓跳動公差mm基準直徑>20 30>30 50>50120>120250>250500>500-800徑向、端面圓跳動050.200.250.300.400.504.4本章小結(jié)保證帶在工作中不打滑、具有一定的疲勞強度和使用壽命是v帶傳動的主要依據(jù), 也是一切靠摩擦帶傳動的主要依據(jù)。本章嚴格遵循此原則對帶傳動進行設計。第5章螺旋傳動設計5. 1概述1. 螺旋傳動的應用以螺桿與螺母之間的相對運動