曲柄壓力機(jī)地設(shè)計(jì)

實(shí)用文檔1 壓力機(jī)概述1.1 壓力機(jī)的工作原理及構(gòu)件鍛壓設(shè)備在其生產(chǎn)中有很大的地位。有成本低、質(zhì)量高、效率好、用途廣泛的 特點(diǎn)。所以，鍛壓設(shè)備越來越多的替代切削設(shè)備和其他設(shè)備，在一些發(fā)達(dá)國家尤為 明顯，鍛壓設(shè)備所占的地位逐漸增大。占比可以達(dá)到 30%40%。而其中曲柄壓力機(jī) 是使用最多的。曲柄壓力機(jī)操作簡單，能夠廣泛的運(yùn)用到各個工業(yè)領(lǐng)域。因而，工 業(yè)先進(jìn)國家的一個發(fā)展方向就是大批制作和應(yīng)用曲柄壓力機(jī)。開式壓力機(jī)和閉式壓 力機(jī)是壓力機(jī)中重要的兩大類。下圖是曲柄壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。電動機(jī)1經(jīng)過V型皮帶傳遞能量到大型皮帶輪 3;而后通過兩級齒輪把電機(jī)的 速度降下來再傳遞給偏心齒輪 9;連桿12的上端面安裝在凸輪上；下端面銜接滑塊 13。這樣就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)偏心齒輪的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連桿將滑塊上下往復(fù)的運(yùn)動。就可以 把工件放在上下模中進(jìn)行加工的工作，完成工件的生產(chǎn)。因?yàn)樵谏a(chǎn)進(jìn)程中，滑塊 時動時停，所以安裝離合器 5和制動器4。在整個過程周期中，按壓時間非常短， 所以大多數(shù)電機(jī)是空載的。為了能夠均衡電機(jī)負(fù)載，按飛輪能量利用率提高。輪輪 輪帶帶器器輪輪輪齒皮皮動合怩齒齒心小大制惠小大小偏2 34 56 7 8g墊臺氣 修板作壓 豐墊工液 二一 一1 45 E78 J1 1 J文案大全壓力機(jī)的原理圖根據(jù)上圖工作原理，下面把壓力機(jī)分為這幾個部分:1偏心齒輪、連桿、滑塊等零件組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)稱為曲柄壓力機(jī)的工作結(jié)構(gòu)2齒輪和皮帶等一系組件構(gòu)成其傳動系統(tǒng)。3離合器、制動器構(gòu)形成把持零碎。4電動機(jī)、飛輪組成其動力系統(tǒng)。5機(jī)身是其支撐部件。6輔助系統(tǒng)。1.2 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)曲柄壓力機(jī)在本次設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：名 稱參 數(shù)公稱壓力3150KN滑塊行程315mm滑塊行程次數(shù)20最大裝模高度490mm裝模高度調(diào)節(jié)量200mm2壓力機(jī)的方案對比和選擇2.1 傳動系統(tǒng)的對比和設(shè)計(jì)把電機(jī)的動能通過傳遞系統(tǒng)來輸送到曲柄滑塊裝置，為了讓滑塊有規(guī)定的行程 次數(shù)，就需要傳動系統(tǒng)把電動機(jī)轉(zhuǎn)速降到一個規(guī)定范圍。以下是對傳動系統(tǒng)中幾個 問題來分析對比，確定比較優(yōu)秀的方案。2.1.1 確定滑塊上加力點(diǎn)的數(shù)目及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析按連桿的數(shù)量來區(qū)分的，分一、二、四點(diǎn)壓力衣。(1)單點(diǎn)：滑塊前后、左右尺寸小于 1700mm；墊板前后尺寸小于2000mm,(2)雙點(diǎn)：二者前后大小大于 2000mm。(3)四點(diǎn)：所有大小都大于2000mm。本設(shè)計(jì)采用單點(diǎn)式。1)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的選擇本次設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)類型是焦點(diǎn)正面安置(焦點(diǎn)正面安置，是指交接點(diǎn) B的 在OB線上來回直線運(yùn)動)。下圖是運(yùn)動 關(guān)系 計(jì)算簡圖曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是壓力機(jī)采納的錯功能技工，也是大部分壓力機(jī)所選用的。具運(yùn) 動簡圖中個點(diǎn)所代表的意義。O曲軸的旋轉(zhuǎn)中心A連桿與曲柄的連結(jié)點(diǎn)B連桿與滑塊的連結(jié)點(diǎn)OA曲柄半徑AB連桿長度從圖中可以看出，當(dāng)OA用一定的速度旋轉(zhuǎn)時，B就可以用相對應(yīng)的速度上下 往復(fù)直線運(yùn)動。齒輪和滑塊組成滑塊機(jī)構(gòu)。 偏心齒輪相對于偏心心軸的頸部對應(yīng)于曲柄半徑并 且具有恒定的偏心率。固定在芯軸上固定。芯軸上的頸部偏芯旋轉(zhuǎn)，就是就回來柄 旋轉(zhuǎn)，連桿再使其滑塊凹凸往返挪動。結(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)S = R L -(Rcos： Lcos 1 )(2-14)Rs i n sin-=Lsin = sincos = 1 -s i n :所以 代入式(1-13)整理得:S = R.|1 一 cos"廣 1 1 - 1 - 12 sin2 ：-(2-15)由于K 一般小于0.3,對于通用壓力機(jī)，九一般在0.1-0.2范圍內(nèi)，故式可進(jìn)行 簡化。根據(jù)二項(xiàng)式定理，取72.2/12.21 一. s i n 一：1 一 一 1 s i n 2代入式(2-14)整理得:C /1 /G=R 1cos - 1 - c o 2：(2-16)式中：S 滑塊行程， a曲柄轉(zhuǎn)角,R曲柄半徑；L 連桿長度 S0 -2RSo為滑塊行程315mm；所以R = S0 = -315 = 157.5mm2 2R 二 因?yàn)長 一 ；其中取L =1450mm ;則R =_200 =0.138L 1450L=1450mm,人在0.1-0.2范圍內(nèi)，所以符合要求。2.1.2確定傳動系統(tǒng)的布置方式傳動系統(tǒng)布置方式通過下面三個點(diǎn)討論(1)傳動系統(tǒng)的安放位置曲柄壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)分為兩種形式，上傳動和下傳動。上傳動顧名思義就是 把傳動系統(tǒng)安放在操作臺的上面。優(yōu)點(diǎn)為：地基簡單，安裝和維修都很便利，造價 低。上傳動的缺陷是壓力機(jī)由于機(jī)身重心高，所以運(yùn)行時抖動，不夠穩(wěn)定。原下傳 動顧名思義就是把傳動系統(tǒng)安放在操作臺的下面。優(yōu)點(diǎn)為：因?yàn)闄C(jī)身比較重心低， 抖動比較小，運(yùn)轉(zhuǎn)安穩(wěn)。這樣運(yùn)動精度就會變高，提升工作質(zhì)量；而且由于機(jī)身低， 這樣在一些車間不是很高的地方就可以使用。缺點(diǎn)是：地基復(fù)雜，安裝和維修都很 不便利，造價高。從經(jīng)濟(jì)和普遍性思考，選擇上傳動。(2)曲柄軸和傳動軸的布置方式曲柄軸和傳動軸的安放形式有兩種：一是垂直于壓力機(jī)側(cè)面的放置，二是平行 于側(cè)面的放置。當(dāng)采用垂直于側(cè)面的放置方式時，會使受力點(diǎn)和支撐軸間的距離相比于平行于 正面放置小很多，使曲軸和傳動軸長度小，剛度會比較好。采用垂直于側(cè)面的放置 方式，就很好的解決了曲軸和傳動軸的剛度問題。 所以選擇垂直于正面的放置方式 (3)曲柄軸上齒輪的傳動形式和安裝部位本次設(shè)計(jì)采納單邊齒輪傳動的方式，相比于雙邊傳動。主要考慮的是其造價和 壓力，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是一種經(jīng)濟(jì)型壓力機(jī)，采用雙邊傳動要求比較高。再通過齒輪 的工作環(huán)境和美觀方面考慮，選擇把齒輪放在機(jī)身內(nèi)。2.1.3確定傳動級數(shù)和各傳動比的分配根打據(jù)本次設(shè)打計(jì)的作參數(shù)王企鵝要求，傳動級數(shù)選帶我打器皮去的擇三級傳動。電動機(jī)選帶我去的擇轉(zhuǎn)速為1460轉(zhuǎn)/看后你分的電動機(jī) 查閱資料文獻(xiàn)確定各部分效率為：偏就讓他心齒輪滑動軸承效率邛=0.96閉式圓柱齒輪傳動效率所 0.97滾動軸承傳動效率歸 0.99V帶傳動效率T1= 0.961）傳動裝置的總傳動比壓力機(jī)滑塊的轉(zhuǎn)速：nw =20r/min總傳動比：i 總=nm/n® = 1460/20 = 732）分配各級傳動比查閱資料文獻(xiàn)推薦傳動比的范圍，選V帶古傳偶記動ii= 3.25，一級古圓柱齒?輪傳月動的傳動比為：i2 = 4.78;則二級突然齒輪u傳動比郵為：i3 ”/i1i2 =73/15.5 = 4.73）計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)0軸電動機(jī)軸：Po = Pd = 30kWn0 = nm = 1460 r/minP030T0 -9550 =9550196.23N mn014601軸 Hj速軸：P1 = P0 01 =30 0.96 = 28.8 kWn。1460n1 = = =449.2 r/min11 3.25P28.8T1 = 9550 = 9550 = 6 1 23N mn144922軸一一低速軸：P2 = P1 12 = P1 2 3 = 28.8 0.99 0.973 =26.03kwn1449 2_ .n2 = = =93.98r/min12 4.78T2 =95502 =9550 26.03 =2 645IN m n293.983軸偏心齒輪軸：P3 = P2 23 =P2 45 =26.03 0.99 0.96 = 24.74kwn3 =i393.984.7=20r/min_P324.74T3 =9550= =9550 =11813.4N mn320將計(jì)算的數(shù)據(jù)和列表1-1：表1-1運(yùn)動和動力參數(shù)表 軸名、 參數(shù)、0軸1軸2 軸3 軸轉(zhuǎn)速(r / min )1460449.293.9820輸入功率(kW)3028.826.0324.74輸入轉(zhuǎn)矩(N.m)196.23612.32645.111813.4傳動比i3.254.784.72.1.4選擇離合器和制動器的類型本設(shè)計(jì) 加固傳動級數(shù)抉擇？三級傳動，最后的一級選用偏歐尼心齒的輪傳動，所以選用？浮動嵌塊式摩？擦離合器和制7他動器，且裝在大鄴皮帶固元膏輪軸上。(1)離合器的選擇離合器所需要的扭矩：Mi-Mq(2-17)式中：-儲備系數(shù)，取B=1.11.3;Mq偏心齒 輪所需要傳遞就兔兔的扭矩，Mq=231636.35N m；i 安裝離合器？的軸至偏I(xiàn)T個i心齒輪留個的傳動比，i=22.5;“一一離合器至偏心齒輪固元膏之間的傳動效率，對二級齒古輪傳動取=0.94;1.1 231636.3522.5 0.94= 12047.28N m由出次力文獻(xiàn)？選取公稱扭矩為 Mi=13200N m的浮動t8t嵌語98余音合的器。（2）制動器的選擇制動器所需要的扭矩：Mzh式中：At制動器的摩擦功,12J c,，zhAt=一 2 hi;：zhiAt =8118J;(2-18)(fzhCDzh制動器的制動角，應(yīng)以偏心齒輪的轉(zhuǎn)角來度量，（|zh=50Xji /18=D.087;制動器軸的角速度，ozh=3.14 449.2/30 =47r/s；Mzh8118 =4147.1N m 0.087 22.5由資料文獻(xiàn)選取公稱扭矩為Mzh=6180N m的浮動嵌一個歐陸制動器。2.2電動機(jī)的選擇其功率為：NmA1000t(2-1)式中：NmA t式中：nCn- 平均功率（kW）；- 工作循環(huán)總能量（J）;- 工作循環(huán)時間（S）;60t 二nCn滑塊行程次數(shù)（次/分）；行程利用系數(shù)，采用手工送料Cn=0.65;(2-2)為了使飛輪尺寸不致過大，以及電動機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，故需將電動機(jī)的平 均功率選得大些，即：(2-3)N =kNm式中：k為電動機(jī)選用功率與平均功率比值，一般為1.21.6,取k=1.2;壓力機(jī)一工作循環(huán)所消耗的能量A為：A = Ai+ A2+ A3+A4* A5+A6+ A7（2-4）（1）工作變形功Ai由于壓力機(jī)所運(yùn)用的不同工藝，使其工件變形要做的功有差別，因而工件變形 功為：(2-5)A =0.7Pg,其中6通常取:二二0.45、0(2-6)式中：Pg 公稱壓力為3150 M103N ；-切斷厚度（m）;0-板料厚度（m）。對于慢速壓力機(jī)（兩級及兩級以上傳動的壓力機(jī)）、0 = 0.4 Pg(2-7)故有：A =0.315Pg、0 =0.315 3150000 23 103 = 22800J（2）拉延墊工作功A2耗費(fèi)的能量取決電于焊盤的拉力和互惠義務(wù)行偶程，依據(jù)資料，取壓力好機(jī)額 外力的1/6,相當(dāng)于見到過是滑塊侶行程的1/6,即：11PgSoA2 = PgSq =6636(2-8)式中：Sq滑塊行程長度，S0=0.315m。A2 =33150 0.315 1036= 2750(0)（3）工作行程時由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量A曲柄滑塊機(jī)構(gòu)所做的功可以用的公式表現(xiàn)：(2-9)一二二 gA3 "島二 180式中：Pm 任務(wù)行程中平土就會變力（N）；Pm =0.5Pg =0.5 3150 103 =1575 103 N«gm（i故有：工作行程曲柄轉(zhuǎn)角（度），公稱壓力角 沖=g =20 0; 摩擦當(dāng)量力臂（m）, m=26mm；A = 0.0087m.R 二%=0.0087 0.026 3150 103 20 =14200(J)（4）工作行程時由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量A4當(dāng)壓力機(jī)在其路程上任務(wù)的時分，比如說機(jī)身與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)被負(fù)載導(dǎo)致變形, 當(dāng)然是彈性形變，這樣就會損耗能量。但是在這個沖程的過程當(dāng)中，有一些彈性變 形的能量反而可以轉(zhuǎn)化為有用的能量，這樣得出：(2-10)式中：yc變形Cn1剛度(m)。Pgyc 二 =Cn1(kN/mm),查找資料，取 700 kN/mm(2-11)yc"4.5mm7001_3_3_兒=M3150M10 父4.5父10 =7 10(0) 2(5)壓力機(jī)空程向下和空程向上時所消耗的能量A5沖壓件的構(gòu)造大小，外表的加工量和皮帶的張力等， 根據(jù)參考文獻(xiàn)得：A5 = 1 5 0 0(0J)(6)滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量 A通用壓力機(jī)飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量：A6 =1 00N6(t -t1)式中：N6 壓力機(jī)飛輪空轉(zhuǎn)所需的功率，由參考文獻(xiàn)都決定著能量損失的多少。(2-12) 口圖 7-7 得 N6=3.5kW;t1循環(huán)周期的時間(S);曲柄轉(zhuǎn)一圈的時間(S)。6060t 二nCnt1606T31 -A4 =_2Pgyc60一t = = 4.6(S)20 0.65故有:A6 =1000 3.5 (4.6 -3) = 5720(J)(7)單次行程時，離合器接合所消耗的能量A7離合器接合時所消耗的能量：(2-13)A =0.2A(8)總功AA = A A2 A3 A4 A5 A6 A7A = 22 8 0 027 50 01 42 0 07 1 001 500056000.2A92200A = =115000(J)1 -0.2電動機(jī)功率:Nm1150001000t1000 4.6=25( k W )N =kNm =1.2 25 =30(kw)通過查找手冊(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊)對應(yīng)數(shù)據(jù)，最后選擇使用JR-72-4電動機(jī)；Ne=30kw, ne=1460r/min。第三章主要零件的設(shè)計(jì)與校核3.1 V帶和帶輪設(shè)計(jì)1)確定計(jì)算功率Pca由參考文獻(xiàn)查得工作情況系數(shù) K=1.2,故Pc"KAP=1.2 30 =36kW2)選取窄V帶帶型根據(jù)Pca、n由參考文獻(xiàn)確定選用SPA型。3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑由參考文獻(xiàn)取主動基準(zhǔn)直徑 dd1=280mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)，從動輪基準(zhǔn)直徑 dd2；dd2 = idd1 =3.25 2 80=9 1 0mm按參考文獻(xiàn)驗(yàn)算帶的速度二 dd1%二 280 1460v = = = 21.39m/s<35m/s60 100060 10004)帶的速度合適。確定窄V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動中心距根據(jù) 0.7(dd1 +dd2)< a0 < (dd1 +dd2),初步確定中心距 a0 =900mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度/二Ld =2a0-(dd2 dd1)2(dd2 一 dd1)4a。二(910-280=2 900 (2 8 0 91 024 900=3668.3mm由參考文獻(xiàn)選帶的基準(zhǔn)長度Ld =3550 mm。按參考文獻(xiàn)計(jì)算實(shí)際中心距aLd -Ld/3550 -3668.3a = a0 二 900 二 840.85 mm225)取 a=845mm。驗(yàn)算主動輪上的包角0d 由參考文獻(xiàn)得6)dd2 -dd1910-2801=180 -2d1 57.5 =180 57.5 =1 3 711 2 0a845主動輪上的包角合適。計(jì)算窄V帶的根數(shù)z由參考文獻(xiàn)知z 二(P0R)KK由 ni=1460r/min、ddi=280mm、i=3.25,查參考文獻(xiàn)得:P0 =8.15kW,：P0 =1.07 kW查參考文獻(xiàn)得Ka=0.97,表8-2得Kl=1.06,則36z =(8.15 1.07) 0.91 1.07= 4.07)取z = 4根。計(jì)算預(yù)緊力F0 由參考文獻(xiàn)知Fo= 500(竺-1) qv2vz K：查表得q =0.l2kg/m,故362.52F0 =500 (-1) 0.12 21.42 =422.37N21.4 40.918)計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp 由參考文獻(xiàn)得137.1一FP =2zF0sin =2 4 422.37 sin一 =3144.92 N223.2齒輪的設(shè)計(jì)3.2.1概述本設(shè)計(jì)采納直齒輪作為壓力機(jī)的傳遞動件，原因是如果采用斜齒輪的話，它會 產(chǎn)生的軸向力是非常大的，導(dǎo)致偏心齒輪的方向發(fā)生變化，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作。 所以選擇直齒輪。本設(shè)計(jì)采納偏心齒輪來代替曲軸，優(yōu)于曲軸有如下幾點(diǎn)：(D(2)(3)偏心齒輪機(jī)構(gòu)的受力狀況較好，增加零件的使用壽命。由于代替原來的曲軸，使其傳動部分更加整體化，可采用封閉式結(jié)構(gòu) 偏心齒輪比曲軸的成本更低，制作更簡單。綜上述優(yōu)點(diǎn)，所以采用偏心齒輪代替曲軸。3.2.2 一級傳動齒輪的設(shè)計(jì)（1）確定齒輪精度等級及材料1）材料選擇：小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)）硬度280HBS, 大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBS;2）精度由參考文獻(xiàn)：壓力機(jī)為通用機(jī)械，選取 7級精度；3）選取齒輪齒數(shù)為：乙=18大齒輪齒數(shù)：Z2 =uZ1 =4.78x18 = 86.04 ,取Z2=86;（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按參考文獻(xiàn)算得：d1t-2.23V 如ktTi u.1 I，確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選:Kt =1.3;2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:T1=7.5 X05N.m3）由參考文獻(xiàn)選取齒寬系數(shù)：Od =1;4）由參考文獻(xiàn)查得材料的彈性影響系數(shù)：Ze =189.8MPa1/2;5）由參考文獻(xiàn)按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞極限為cHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞極限為cHlim2=550MPa；6）由參考文獻(xiàn)2式（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：9N =60nljLh =60 449.2 1 （2 8 300 15）= 1.94 10998N2 =1.94 10 /4.78 =4 107）由參考文獻(xiàn)查得接觸疲勞壽命系數(shù)：kHN1 =0.92, kHN2 =0.97;8）計(jì)算接觸許用應(yīng)力：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1;由參考文獻(xiàn)得：L 10.97 5 50 廣 =5 3 35M P akHN1、H lim 1Sk ；一HN 2 - H lim 2S0.92 600二552MPa% 二(fcrH + fcrH )H 1 H 2_ _ 二542.8MPa計(jì)算：1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t:dit”32父恤1.3x6.1x105= 2.323,12父5.78父門89.84.78543=113.5mm2)計(jì)算圓周速度:二 d1t n1 v =60 10003.14 113.5 449.2二 2.67m/s60 10003)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mn：b = dd1t =111 3 力 113.5mmmnd1t113.5乙 18=6.31mmh = 2 . 2mn2.2 5 6.3 11 4b . 112.58 八一 14.24)計(jì)算載荷系數(shù)k：已知使用系數(shù)：Ka=1;根據(jù)h2.67m/s, 7級精度；由參考文獻(xiàn)查得動載系數(shù)Kv =1.1；由參考文獻(xiàn)查得Khb的計(jì)算公式為:kH ： =1.1 0.18(1 0.6 d2) d2 0.23 10% kH=1.1 0.18(1 0.6 12) 12 0.23 10工111.12 = 1.414由參考文獻(xiàn)查得：Kf尸1.3;由參考文獻(xiàn)查得:Kh后Kf«=1.2;故載荷系數(shù)：k =kAkvkH3H =1 1.1 1.2 1.414=1.8665)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑由參考文獻(xiàn)得d1=d1t3kk =113.5 31：66 =128mm 6)計(jì)算模數(shù)m:d1128m = 一 =18=7.1mm故查參考文獻(xiàn)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=14mm(3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核：kF YaYSabm確定公式內(nèi)個計(jì)算數(shù)值:1)2T12 6.1 105Ft = = = 9531Ndi1282)b = dd1 =1 128 = 128mm3)k = kAkVkF.kF-： =1 1.1 1.2 1.3=1.7164)5)6)由參考文獻(xiàn)查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：cFE1=500MPa,(FE2=380MPa；由參考文獻(xiàn)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN1=0.85, kFN2=0.88;許用彎曲應(yīng)力：取S=1.4'k FN !- FE10.85 500F 1 = = = 303.57M P a1 S1.4匕 2電二絲U_8_0=238BMPaS1.47)查取齒形系數(shù)由1表 10-5 查得 YFa1=2.91, YFa2=2.18； Ysa1=1.53, Ysa2=1.79；滸=23=0.01467tF 1303.57洛=29=0.01634L 2238.86比較可知 Lf = 238.86MPa。8)計(jì)算代入數(shù)值得：kFY FY Sa 1. 7 2 95 31 2. 1bm8=15>79m pa-F1故彎曲強(qiáng)度符合要求。(4)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心矩：18 86 14 二 728mm則圓整后取a =730mm。2)計(jì)算大，小齒輪分度圓直徑：d1 =Z1m =18 14 = 252mmd2=Z2m =87 14=1218mm3)計(jì)算齒輪寬度ibuGd1 =1父252 = 252mm 圓整后取 B2 = 252mm , B1 = 257mm .4)驗(yàn)算:Ft2T1d1一52 6.1 105二4841.3N252kA、1 48 4 1.2529. 21N/mm 1 0 0 N# Sm3.2.2偏心齒輪的設(shè)計(jì)（1）確定齒輪精度等級及材料1）材料選擇：小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs大齒輪材料為40cr調(diào)質(zhì)）硬度280HBS2）精度由參考文獻(xiàn)：壓力機(jī)為通用機(jī)械，選取7級精度；3）選取齒輪齒數(shù)為：乙二17，大齒輪齒數(shù)：Z2 =uZi =4.7父17 = 79.9,取22=80;（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按參考文獻(xiàn)算得：d1t . 2.233 dKF U±1 Ze、2確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1)2)3)4)5)試選:Kt =1.3;小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：T1=2.6 X06N.m；由參考文獻(xiàn)選取齒寬系數(shù)：Od =1;由參考文獻(xiàn)查得材料的彈性影響系數(shù)：Ze =189.8MPa1/2;由參考文獻(xiàn)按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞極限為 cHiim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞極限為 cHiim2=600MPa；6)由參考文獻(xiàn)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 =60n2 jLh =60 93.98 1 (2 8 300 15)=4 108N2 =4 108/4.7 =8.6 1077)8)由參考文獻(xiàn)查得接觸疲勞壽命系數(shù)：kHN1 =0.96, kHN2 =0.98;計(jì)算接觸許用應(yīng)力：取失效概率為100，安全系數(shù)S=1;由參考文獻(xiàn)得：-H四 J = g%576MPaS1-H“"山小蒯。,= 582MPa計(jì)算:1算 小 齒 輪 分 度 圓 直 徑dit:dit _2.32ktTi u 1Ze'2= 2.3231.3 2 106 5.7'；14.72189.8582=181.03mm2）計(jì)算圓周速度:二 d1t 叫 v =60 10003.14 181.03 93.9860 1000= 0.89m/s3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mn：b = dd1t =1 18118 1mmmndjtZ118117=10.6mmh=2.2mn=2M5 10.62 3 .bh18123.85= 7.594）計(jì)算載荷系數(shù)k：已知使用系數(shù)：Ka=1;根據(jù)-0.89m/s, 7級精度；由參考文獻(xiàn)查得動載系數(shù)Kv =1.05;由參考文獻(xiàn)查得Khb的計(jì)算公式為:。=1.1 0.18(1 0.6 d2) d2 0.23 10% kH ： =1.05 0.18(1 0.6 12) 12 0.23 10，188.1=1.38由參考文獻(xiàn)查得：Kf3=1.28;由參考文獻(xiàn)查得:Kh后Kf«=1.2;故載荷系數(shù)：k =kAkvkH3H =1 1.05 1.2 1.38 =1.746）計(jì)算模數(shù)d1m 二 一乙5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑由參考文獻(xiàn)得 d1=d1t3kk =181 3 I： = 199.5mmm:199.5 =11.7mm17故查參考文獻(xiàn)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=20mm。（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核：kF YaYSabm確定公式內(nèi)個計(jì)算數(shù)值:1)2T22 2.6 106Ft = = = 26065.2Ndi199.52)b= ddi=1 199.5 = 199.5mm3)k = kAkVkF.kF-： =1 1.05 1.2 1.28 =1.614)5)6)由參考文獻(xiàn)查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：cFE1=500MPa,(FE2=500MPa；由參考文獻(xiàn)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN1=0.91 , kFN2=0.91 ;許用彎曲應(yīng)力：取S=1.4 MPa匕 2巨=0.91 500 =325MS1.4Pa7)查取齒形系數(shù)由參考文獻(xiàn)查得YFa1=2.97,YFa1YSa12.97 1.52389 i 0.0 13 8 9tF 1325YFa2=2.19； Ysa1=1.52, Ysa2=1.785；YFa2Ysa2F2A5=0.01202325比較可知 kF 1 - 325Mpa8)計(jì)算代入數(shù)值得：kFYFY Sa1. 6 1 2 60 6 5. 2bm1 9 9. 5 20故彎曲強(qiáng)度符合要求。(4)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心矩:17 8020二970mm2)計(jì)算大，小齒輪分度圓直徑：d1 =Z1m =17 20 = 340mmd2=Z2m =80 20 = 1600mm3)計(jì)算齒輪寬度：b = ,dd1 =1 340 = 340mm圓整后取B2 = 340mm , B1 = 345mm。4)驗(yàn)算:Ft212 2.6 106=15294.1Nd13403.3軸的設(shè)計(jì)3.3.1 大皮帶輪軸的設(shè)計(jì)（1）確定軸的直徑開始設(shè)計(jì)時，可按扭矩預(yù)選傳動軸的直徑，由參考文獻(xiàn)7式（5-5）有:式中：Mn 作用在軸上的最大扭矩（Nm）, Mn=13200 N m；r一許用剪應(yīng)力，參考文獻(xiàn)取如下值：45鋼調(diào)質(zhì) r =500妤1a。13200d =35 = 0.109m = 109mm:0.2 500 105輸出軸受扭最大處的直徑為安裝離合器處，試取 d=110mm；軸的設(shè)計(jì)及校核見圖3-1和圖3-2。圖3-1大皮帶輪軸ffrriTlT耳圖3-2軸的載荷分析圖(2)軸的強(qiáng)度校核截面C是軸的不安全面，從結(jié)構(gòu)圖和扭矩看出。截面 C處計(jì)算的Mh、Mv及M 的值列于下表：危險截面載荷參數(shù)載荷水平H H垂直面V支反力FFnhi=3193.74NFnh2=1663.40NFnvi = -219.22NFnv2=1596.29N彎矩MMh=0Mvi = -50420.6N mmMv2= 798145N mm總彎矩Mi=0, M2=799736N mm扭矩TT3=13200000 N mm進(jìn)行驗(yàn)算時，一般只驗(yàn)算危險截面C的強(qiáng)度，可根據(jù)參考文獻(xiàn)及上表中的數(shù)值, 軸的計(jì)算應(yīng)力：M22 T； a =W7997362 1320000020.1 1103=99.36M P a許用應(yīng)力：二=匚-400 =160MPa n 2.5因此K4,故安全。(1)確定軸的直徑3.3.2 中間軸的設(shè)計(jì)剛設(shè)計(jì)的時候，可以按照按扭矩雨軒傳動軸的直徑，由參考文獻(xiàn)7式（5-5）有:d -3 Mn: 0.2式中：Mn 作用在軸上的最大扭矩（Nm）, Mn=44248.78N m；r一許用剪應(yīng)力，參考文獻(xiàn)7取如下值：40Cr 調(diào)質(zhì) p630X105Pa44248 78d =3.0.152m = 152mm,0.2 630 105輸出軸最小的直徑為安裝大齒輪處,試取 d=155mm;軸的設(shè)計(jì)及各段長度見附 圖。（2）軸的強(qiáng)度校核截面C是軸的不安全面。將截面 C處計(jì)算的Mh、Mv及M的值列于下表:危險截面載荷參數(shù)載荷水平H H垂直面V支反力FFnhi=-9270.07NFnh2=4177.02NFnvi = 2516.76NFnv2=11476.28N彎矩MMhi=1002484.8 N mmMh2=-355005 N mmMvi= 975369.6N mm,Mv2= 2754307.2N mm總彎矩Mi=2921909.31 N mm, M2=1063486.87N mm扭矩TT3=2645100N mm進(jìn)行驗(yàn)算時，一般只驗(yàn)算危險截面 C的的強(qiáng)度。查閱資料及上表中的數(shù)值，軸 的計(jì)算應(yīng)力：,M22 丁322921909312 264510020.1 1553= 10.58Mpa許用應(yīng)力：二=三=400 =160Mpa n 2.5因此K4,故安全。3.3.3 偏心齒輪軸的設(shè)計(jì)壓力機(jī)采用芯軸的形式較多，主要有整體式、兩段式和套筒式。本設(shè)計(jì)采用整 體式芯軸。原因是結(jié)構(gòu)比較簡單，裝配容易，剛度好。芯軸一般采用45號鋼，需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。部分需經(jīng)磨削加工，光潔度為78。先定一個芯軸直徑，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算。(3-2)1）選45號鋼當(dāng)材料時。芯軸 直徑（與偏 心齒輪內(nèi) 承配 合處）的經(jīng)驗(yàn) 公式 是：d0 (9.512.5)3 P0式中：P0連桿上的彳用力，P0=Pg=3150 (kN);d0 =12 3 F0- -12 3 3150 175.9mm試取d°=260mm；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-3所示：nOCpnOCft圖3-3壓力機(jī)偏心齒輪計(jì)算簡圖進(jìn)行強(qiáng)度校核，轉(zhuǎn)化為簡支梁的計(jì)算如圖3-4:M2Mi上述四式中:lA1、lA2F AYF BYMa/ 1MbX圖3-4芯軸強(qiáng)度的計(jì)算簡圖2_2P2l2 l -l2Pili l-lil2_2P2l2l -l2Pili l -lil2121P2 l -l2 因1 1 l -lliPi l -liP2Wli1 M lPlliP0 l3 -l2l Ti T2l AiP2l22MBl2-yM al - liMa二P0 一 Pll A2芯軸軸瓦長度0.28m。由結(jié)構(gòu)圖可知：li= l2=140mm=0.14m； l3=220mm=0.22m； l =660mm=0.66m；3i50 0.22 -0.i4 i03Pi t二663i57.89N0.66 -0.i4 -0.i4P2 = P0 -R =3150000 - 700000 =2486842.11NMb2486842.ii 0.i4 0.66 -0.i4 2 663i57.89 0.i420.66 -0.i40.662= 231636.35N m2486842.11 0.1420.66 -0.14663157.89 0.14 0.66 - 0.14Ma :20.66M2= 115818.17N m0.14 2486842.11 0.66-0.14663157.89 0.1410.660.66 -0.140.660.140.66=-13028.86N m一 0.14 663157.89 0.66 -0.142486842.11 0.14 1 0.14 一M 1 二M B0.660.660.66 -0.14 一M0.66=-43365.66N m2）進(jìn)行強(qiáng)度校核由強(qiáng)度計(jì)算公式有:Mmax0.1d3三二(3-3)式中：Mmax最大彎矩，一般是 Mb最大，所以選 Mmax=MB=231636.35N.m；許用彎曲應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)7表3-9選取d=140MPa。231636.350.1 0.263= 131.8M Pa二所以，強(qiáng)度滿足要求3.4連桿的設(shè)計(jì)3.4.1 連桿及裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)壓力機(jī)的裝模高度要可以調(diào)節(jié)，來對應(yīng)尺不寸不同好大小的模具。 所以把連桿做 成可調(diào)節(jié)的，由連桿體和調(diào)節(jié)螺桿組和。裝模高度由連桿調(diào)節(jié)。下部與滑塊鏈接， 上部和偏心齒輪鏈接。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿，改變連桿的長度?；瑝K和裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 的主要數(shù)據(jù)看零件圖，滑塊部件重量：35.6kN,裝模高度調(diào)節(jié)速度：84.7mm/min,調(diào)節(jié)電動機(jī)功率：2.2kW,調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速：750r/min,采用單級渦輪蝸桿傳動，速 比：i=85,蝸桿系數(shù)：q=12,齒寬：B=25mm。3.4.2 連桿及調(diào)節(jié)螺桿的強(qiáng)度校核1）調(diào)節(jié)螺桿最大壓縮應(yīng)力校核壓力機(jī)運(yùn)行時連桿受到壓力作用。連桿接頭材料為稀土球鐵，螺桿材料為45號鋼。連桿尺寸如圖3-5所示:圖3-5壓力機(jī)連桿及螺紋圖螺桿強(qiáng)度:_PoPocr =y Fmin Ld 24d0式中：do連桿上最小的直徑，do=155mm(3-4)33150 10二 2一 0.1554一 一 一 5 =1670 10 Pa由參考文獻(xiàn)7取切=1800 X05Pa。二y =1670 105pa ：二4 J = 1800 105Pa所以，螺桿強(qiáng)度符合要求。螺紋強(qiáng)度：1.5RSd0-d1CJ =2二 Hd°h式中：S 螺距；h 螺紋牙根的高度，對于特種鋸形螺紋 h%0.8S;(3-5)對于梯形螺紋h也0.635S。則:一一 5 一= 780 10 Pa23.14 0.3 0.171 0.00641.5 3150 103 0.01 0.171 -0.16因?yàn)檫B桿采用球鐵QT45-5材料，所以卡700 X05Pa；6稍大于d,認(rèn)為可以使 用。3.4.3 滑動軸承的校核在壓力機(jī)中，曲柄放滑塊機(jī)高構(gòu)的歐亨利旋轉(zhuǎn)看你或擺就會動速開會度較低, 但載荷較大，故應(yīng)檢好驗(yàn)作用在滑動歐啕軸承（或叫軸瓦）久莫上的壓強(qiáng)。1）單點(diǎn)壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，連桿大端軸承的壓強(qiáng)為：(3-6)cPgPA :dAl :式中：dA軸承直徑（m）;la 軸承長度（m）;3 3150 10PA = =15.4MPa0.68 0.3由參考文獻(xiàn)7表3-14選擇材料為ZQSn6-6-3o鑄錫鋅鋁青銅，PA =30MPa。PA =15.4MPa < Pa J - 30MPa所以強(qiáng)度滿足要求。2）芯軸軸承的強(qiáng)度為：PgPo =dolo(3-7)式中：d0軸承直徑（m）;l 0軸承長度（m）;33150 10 P0 = =216.3MPa2 0.28 0.26由參考文獻(xiàn)7表3-14,知P0=250MPa；P0 =216.3MPa ：/F0250MPa所以強(qiáng)度滿足要求3)軸承座壓強(qiáng)：(3-8)PgPb 二.一 g2dB4式中：dB軸承底度座軸瓦長度(m);3150 103 4PB =r =642.9MPa3.14 0.25由參考文獻(xiàn)7表3-14,知PB=650MPa；Pb =642.9M Pa： Pb 1所以強(qiáng)度符合要求。第四章機(jī)身的設(shè)計(jì)4.1 機(jī)身的比較和選擇機(jī)身結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求：(1)保障機(jī)器的安定運(yùn)轉(zhuǎn)，減小抖動和噪聲。(2)安裝在機(jī)身上的部件要方便修理和更換，機(jī)身結(jié)構(gòu)竟可能簡單(3)機(jī)身結(jié)構(gòu)要方便制作和加工(4)滿足使用條件下，竟可能質(zhì)量輕，節(jié)約成本。(5)設(shè)計(jì)機(jī)身要美觀。本次設(shè)計(jì)選用閉式機(jī)身，之前已經(jīng)討論過，在這里不做分析4.2 機(jī)身的強(qiáng)度計(jì)算4.2.1 立柱和拉緊螺栓強(qiáng)度校核立柱材料為稀土球鐵-m,拉緊螺栓材料為45號鋼，立柱和拉緊螺栓的主要尺 寸如圖4-1所示：圖4-1壓力機(jī)立柱和拉緊螺栓簡圖預(yù)緊力:(4-1)式中:FlFzd立柱的截面積（m2） 立柱的截面積（m2） -當(dāng)量截面積（m2）,2,Fz=0.0946 m ;2,Fi=0.0.0122 m ;2Fzd=0.0946 m ;其中Ki =金，K2ElLzJ式中:Li、Ei、L2螺栓和立柱工作長度（m）;E2螺栓和立柱彈性模量（N/m2）;Ki- ii0.9 i0 八ii =0.432.i i02.32K2 =0.5923.92所以,Py一一 一 3 一一一 一 一 一L5 3i50 i0O.。946 0.43 =3500 103n0.0946 0.43 2 0.0i22 0.592立柱強(qiáng)度:zP FzKiFzdKi2FiK2(4-2)PyTz 2Fzmin式中：Fzmin-立柱最小截面面積（m2）, Fzmin=0.0655 m2;5立柱許用壓應(yīng)力,對鑄鐵取 350 M0 Pa；33500 i05 c=268 i0 Pa2 0.0655因?yàn)椋?amp;< 句，故安全。4.2.2 上梁的強(qiáng)度校核圖4-2壓力機(jī)上梁上梁的最大彎矩：式中：L4(4-3)上梁長度（m）, L=1.53m；max3150 103 1.534= 1.2 106 N危險截面的最大應(yīng)力Mma(H -yc)JTi(4-4)M m ayc(4-5)式中：a上梁中央截面的最大拉應(yīng)力（Pa）;cy上梁中央截面的最大壓應(yīng)力（Pa）；yc上梁中央截面形心至上梁底面距離（m）;H上梁中央截面高度（m）;J 上梁中央截面慣性矩（m4）;5司上梁許用拉欣力，材料為 HT20-40時，同=200300 10 Pa；0上梁許用壓應(yīng)力，材料為 HT20-40時，。=350 X05Pa；由圖4-2計(jì)算得危險截面面積F=2770cm2,危險截面形心yc=84.8cm,危險截面慣 性矩J=702X104cm4。則危險截面最大應(yīng)力為:1.2 106(1.79 -0.848)50.072=161 10 Pa1.2 106 0.8485 cc- v = =145 10 Pa0.072因?yàn)?，”同，（y< cy,故安全。4.2.3底座的強(qiáng)度校核圖4-3壓力機(jī)底座底座的最大彎矩為：._ PgLmax-6強(qiáng)度據(jù)算公式為:(4-6)M max Vcmax yc <TJ(4-7)M m a(xH - Vc )J(4-8)式中：cr底座中央截面的最大拉應(yīng)力（Pa）;cy底座中央截面的最大壓應(yīng)力（Pa）； yc底座危險截面形心至底面距離（m）；H底座中央截面的高度（m）;J截面慣性矩（m4）;同 底座許用拉應(yīng)力，材料為 HT20-40時，cr=200300 105Pa；5（y底座許用壓應(yīng)力，材料為 HT20-40時，cy=350 M0 Pa；則危險截面最大彎矩為:max3150 103 1.536_ 5二8 10 N m危險截面最大應(yīng)力為:一 一 5 一 一8 100.4610.021一一 5 一=176 10 Pa二 i8 105 (0.99 -0.461)0.021一 一 5 一= 201 10 Pa因?yàn)?cr< (t,(y< w,故安全第五章輔助裝置的選擇5.1 過載保護(hù)裝置的選擇構(gòu)造簡略和制作簡單是壓塌塊式保護(hù)裝置的優(yōu)勢。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是單點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)、 使用普遍的中型壓力機(jī)，所以選用的是壓塌塊式保護(hù)裝置。5.2 拉延墊因?yàn)闆_壓車間通常采用的壓縮空氣較低， 對氣墊的壓力限制，故采用液壓氣墊 而且還可以擴(kuò)充其使用的范疇。5.3 滑塊平衡裝置滑塊平衡裝置是壓力機(jī)上非常重要的輔助裝置。能夠避免當(dāng)制動器失靈或連桿斷裂時，滑塊墜落發(fā)生不必要的危險。因此，要采用效果較好的氣動平衡裝置。5.4 潤滑系統(tǒng)潤滑油品種有兩種，稀油和稠油。由于稠油潤滑的特點(diǎn)是比較好密封，潤滑油 不易流出，潤滑性能好。故本壓力機(jī)采用稠油潤滑。有些部位是要長期潤滑的，閉 式傳動齒輪，裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的渦輪蝸桿等采納分開多處潤滑?？偨Y(jié)經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲頗豐，首先我查閱有關(guān)曲柄壓力機(jī)方面的資料，初 步了解壓力機(jī)方面的一些知識。讓我學(xué)會和同學(xué)在一起怎么分析問題，懂得團(tuán)隊(duì)的重要性。這我覺得是本次設(shè) 計(jì)最大的收獲，對未來在工作崗位上是有非常大的作用的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，因?yàn)?學(xué)識有限和以前沒有這方面的自主設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致碰到大大小小的許多問題，有 些是通過網(wǎng)路和圖書館查找資料學(xué)習(xí)解決的這次設(shè)計(jì)還有一些不足的，今后會不斷 的學(xué)習(xí)，提高自己，為將來的工作打下良好的基礎(chǔ)。