JG23—40開式雙柱可傾曲柄壓力機設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計

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1、JG2340開式雙柱可傾曲柄壓力機設(shè)計摘 要 曲柄壓力機是通過曲柄滑塊機構(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運動，對胚料進行成行加工的鍛壓機械。曲柄壓力機動作平穩(wěn)，工作可靠，廣泛用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，性能可靠。關(guān)鍵詞：壓力機，曲柄機構(gòu)，機械制造Abstract Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and

2、 forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady, the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple ,the ease of operati

3、on , the performance is reliable .The coupling part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient.Keywords: pressure machine, crank organization, machine manufacturing目 錄前言一、開式曲柄壓力機的特點和用途二、JG2340開式曲柄壓力機的根本參數(shù)三、開式壓力機設(shè)計的根本要求第一章 電動機的選擇和飛輪設(shè)計第一節(jié) 壓力機電力拖動特點第二節(jié) 電動機的選擇一、 選

4、擇電動機的類型二、選擇電動機的功率三、確定電動機的轉(zhuǎn)速四、計算總傳動比和分配傳動比五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算一、壓力機一次工作循環(huán)所消耗的能量二、飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算三、飛輪尺寸計算四、飛輪輪緣線速度驗算第二章 機械傳動系統(tǒng)第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析一、傳動系統(tǒng)類型二、傳動系統(tǒng)的布置方式三、離合器和制動器的位置四、傳動級數(shù)和各級傳動比的分配第二節(jié) 三角皮帶傳動設(shè)計第三節(jié) 齒輪傳動的設(shè)計一、選擇齒輪材料、熱處理、齒輪精度等級和齒數(shù)二、開式齒輪按齒輪彎曲疲勞強度設(shè)計第四節(jié) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計一、軸的概述二、JG2340開式曲柄壓力機的轉(zhuǎn)軸設(shè)計第五節(jié) 平鍵連桿第三章 曲

5、柄滑塊機構(gòu)第一節(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的運動和受力分析一、曲柄滑塊機構(gòu)第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計計算一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖二、曲柄軸強度設(shè)計計算三、曲軸剛度計算第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置一、連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)二、連桿的計算三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計算四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋五、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算六、連桿上的緊固螺栓第四節(jié) 滾動軸承的選擇一、滾動軸承概述二、滾動軸承型號選擇第五節(jié) 滑動軸承一、滑動軸承的結(jié)構(gòu)二、滑動軸承的潤滑及軸瓦結(jié)構(gòu)三、滑動軸承的計算第四章 離合器與制動器第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理第二節(jié) 離合器的設(shè)計一、離合器的類型、工作特性及其選用原那么二、 雙轉(zhuǎn)鍵離合器的結(jié)構(gòu)第三節(jié) 制動

6、器的設(shè)計一、制動器的類型、工作特性及其選用原那么二、帶式制動器的結(jié)構(gòu)第五章 機身設(shè)計第一節(jié) 機身結(jié)構(gòu)第二節(jié) 機身計算一、強度計算第六章 過載保護裝置設(shè)計一、剪切破壞式過載保護裝置的結(jié)構(gòu)二、剪切塊的設(shè)計計算第七章 潤滑系統(tǒng)第一節(jié) 曲柄壓力機常用潤滑劑一、稀油潤滑二、干油潤滑結(jié)束語參考文獻 前言 一、開式曲柄壓力機的特點和用途 曲柄壓力機是采用曲柄滑塊機構(gòu)作為工作機構(gòu)的一類鍛壓機器。開式壓力機是曲柄壓力機的一個類別，其特點是具有開式機身即C型機身。開式壓力機因為具有開式機身，與閉式壓力機相比有其突出的優(yōu)點，工作臺在三個方向是敞開的，裝、模具和操作都比擬方便，同時為機械化和自動化提供了良好的條件。但

7、是，開式壓力機也有其缺點，由于機身呈C型，工作是變形較大，剛性較差，這不但會降低制品精度，而且由于機身有角變形會使上模軸心線與工作臺面不垂直，以至破壞了上、模具間隙的均勻性，降低模具的使用壽命。由于開式曲柄壓力機使用上最方便，因而被廣泛采用。它是板料沖壓生產(chǎn)中的主要設(shè)備，可用于沖孔、落料、切邊、彎曲、淺拉伸和成型等工序，并廣泛應(yīng)用于國防、航空、汽車、拖拉機、電機、電器、軸承、儀表、農(nóng)機、農(nóng)具、自行車、縫紉機、醫(yī)療器械、日用五金等部門中。在中、小型壓力機中，開式壓力機得到了廣泛的開展，目前在我國機器制造業(yè)中，開式曲柄壓力機的年產(chǎn)量約占整個鍛壓機械年產(chǎn)量的49.5%，而在通用曲柄壓力機的生產(chǎn)中約占

8、95%。 二、JG2340開式曲柄壓力機的根本參數(shù)開式曲柄壓力機的根本參數(shù)，決定了它的工藝性能和應(yīng)用范圍，同時也是設(shè)計壓力機的重要依據(jù)?，F(xiàn)將JG2340開式曲柄壓力機根本參數(shù)分別表達如下：1、 公稱壓力F：公稱壓力是壓力機的主參數(shù)，是指滑塊離下止點前某一特定距離時，滑塊上所允許的最大作用力。F=00KN2、 滑塊行程s：滑塊行程是指壓力機滑塊從上止點到下止點所經(jīng)過的距離，它是曲柄半徑的兩倍，或是偏心齒輪、偏心軸銷偏心距的兩倍。其大小隨壓力機工藝用途和公稱壓力的不同而不同。 S=00mm3、 滑塊行程次數(shù)n：它是指滑塊每分鐘從上止點到下止點，然后再回到上止點的往復(fù)次數(shù)?；瑝K行程次數(shù)的上下反映了壓

9、力機沖壓的生產(chǎn)效率。n=80次/分4、 壓力機裝模高度H和封閉高度：壓力機裝模高度是指壓力機滑塊處于下止點位置時，滑塊下外表到工作墊板上外表的距離。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最高位置即連桿調(diào)至最短時，裝模高度達最大值，稱為最大裝模高度。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最低位置即連桿調(diào)至最長時，裝模高度達最小值，稱為最小裝模高度。壓力機裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離稱為裝模高度調(diào)節(jié)量H。有了裝模高度調(diào)節(jié)量，就可以滿足不同閉合高度模具安裝的需要。模具的閉合高度應(yīng)該介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間。所謂封閉高度，是指滑塊在下止點時滑塊下外表到工作臺上外表的距離。它和裝模高度之差恰是工作臺

10、墊板的厚度。JG2340壓力機的最大封閉高度為300；封閉高度調(diào)節(jié)量為80。5、壓力機工作臺面尺寸及滑塊底面尺寸：壓力機工作臺面尺寸AB及滑塊底面尺寸JK是與模座平面尺寸有關(guān)的工藝尺寸，它反映了壓力機工作臺面與滑塊底面的長度和寬度尺寸，表示壓力機允許安裝模具的水平尺寸大小。JG2340壓力機的工作臺尺寸：左右為630 AB，前后為420；JG2340壓力機的滑塊底面尺寸：左右為300JK，前后為230。6、喉口深度C：滑塊中心線至床身的距離叫做喉口深度。喉口深度和工作臺墊板面積是關(guān)系到模具的最大平面尺寸的重要參數(shù)。JG2340壓力機的喉口深度為220。7、工作臺孔尺寸：工作臺孔用于落料或安裝氣

11、墊裝置。JG2340壓力機的工作臺孔尺寸：前后為150，左右為300，直徑為200。8、模柄孔尺寸：中小型壓力機的滑塊底面都設(shè)有模柄孔，它是用于安裝固定上模和確定模具壓力中心的。當(dāng)模具用模柄與滑塊相連時，滑塊模柄孔的直徑和深度應(yīng)與模具模柄尺寸相協(xié)調(diào)。中小型壓力機模柄孔的形狀有圓柱形和方柱形。JG2340壓力機的模柄孔尺寸：直徑為50，深度為70。9、立柱間距離：立柱間距離是指雙柱式壓力機兩個立柱內(nèi)側(cè)外表的距離。對于開式壓力機，立柱間距離尺寸直接影響由前向后送料時條料的寬度，以及沖壓接料機構(gòu)的尺寸和安裝位置。JG2340壓力機的立柱間距離為300。10、傾斜角：傾斜角是指可傾式壓力機工作臺面的傾

12、斜角度，也就是機身后傾的角度。利用這個傾斜角使沖壓后的工件或廢料能借其自重或其他因素通過兩立柱中間向壓力機前方排除。JG2340壓力機機身最大可傾角為30。 三、開式壓力機設(shè)計的根本要求壓力機設(shè)計應(yīng)滿足以下根本要求： 一使用要求：1、參數(shù)和精度都能滿足工藝用途的要求；2、具有足夠的強度、剛度和耐磨、耐久性能，能長期穩(wěn)定地保持工藝能力；3、操作平安、省力、簡單而又便于記憶，并且外形美觀，給操作者提供良好的工作條件；4、生產(chǎn)效率高、更換模具等輔助工時少，傳動效率高，具有高度的使用經(jīng)濟性。 二制造要求：1、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小；2、采用性能好，價格低，易于購置的材料，并充分發(fā)揮材料的性能使壓力機重

13、量輕；3、具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，加工簡單，裝配方便，并且能與制造廠的設(shè)備條件相適應(yīng)；4、提高“三化系列化、通用化和標準化程度，減少設(shè)計、制造勞動量，以縮短制造周期和降低壓力機本錢。 三其他要求：1、運輸容易； 2、安裝簡單； 3、維修方便。 第一章 電動機的選擇和飛輪設(shè)計 第一節(jié) 壓力機電力拖動特點壓力機工作過程中，作用在滑塊上的負荷是劇增和劇減的周期交替變化著，并且有很短的頂峰負載時間和較長的空載時間，假設(shè)依此短暫的工作時間來選擇電動機的功率，那么其功率將會很大。為了減小電動機的功率，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪。當(dāng)滑塊不動時，電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，使其儲藏能量，而在沖壓工作的瞬時，主要靠飛輪釋放能

14、量。工件沖壓完畢后負載減小，于是電動機帶動飛輪加速旋轉(zhuǎn)，使其在沖壓下一個工件前恢復(fù)到原來的角速度。這樣沖壓工件所需的能量，不是直接由電動機供給，而是主要由飛輪供給，所以電動機所需的功率便可大大減小。由于電動機的功率小于壓力機工作行程的瞬時功率，所以在壓力機進入工作行程時，工作機構(gòu)受到很大的阻力，電動機的負載增大，轉(zhuǎn)差率隨之增大。一旦電動機瞬時轉(zhuǎn)差率大于電動機臨界轉(zhuǎn)差率，電動機轉(zhuǎn)矩反而下降，甚至迅速停止轉(zhuǎn)動，這種現(xiàn)象稱為電動機顛覆。另一方面，電動機在超載條件下會嚴重發(fā)熱。給電動機配置一個飛輪，相當(dāng)于增大了電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。在曲柄壓力機傳到中，飛輪的慣性拖動的扭矩占總扭矩的85%以上，故沒有飛

15、輪電動機就不能正常工作。飛輪是儲存能量的，它的尺寸、質(zhì)量和轉(zhuǎn)速對能量有很大的影響。飛輪材料采用鑄鐵或鑄鋼。由于飛輪轉(zhuǎn)速過高會使飛輪破裂，因此鑄鐵飛輪圓周轉(zhuǎn)速應(yīng)小于或等于25m/s，最高不超過30m/s；鑄鋼飛輪圓周轉(zhuǎn)速小于或等于40m/s，最高不超過50m/s。另外，使用飛輪時還應(yīng)注意兩點：在下一個周期工作開始之前，電動機應(yīng)能使飛輪恢復(fù)到應(yīng)有的轉(zhuǎn)速；電動機帶動飛輪起動的時間不得超過20s。否那么，如果時間太長，由于電動機電流過大，線圈過熱將加速絕緣老化，縮短電動機使用壽命，甚至?xí)痣妱訖C的燒毀或跳閘。 第二節(jié) 電動機的選擇一、 選擇電動機的類型 感應(yīng)電動機又稱異步電動機，具有結(jié)構(gòu)簡單、鞏固、

16、運行方便、可靠、容易控制與維護、價格廉價等優(yōu)點。因此在工作中的到廣泛的應(yīng)用。目前，開式曲柄壓力機常用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機。JG23-40的傳動系統(tǒng)由皮帶傳動、齒輪傳動、軸和軸承等組成。JG23-40傳動示意圖如圖1-1 圖1-1 此傳動系統(tǒng)采用上傳動，JG23-40總傳動比為： 采用剛性離合器，離合器將放在曲軸上。 二、選擇電動機的功率工作機所需的電動機輸出功率為 所以 由電動機至工作機之間的總效率包括工作機效率為 式中分別為聯(lián)軸器、帶傳動、齒輪傳動、滑動軸承的效率。取，那么 所以 為了減小電動機的功率，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪。在曲柄壓力機傳到中，飛輪的慣性拖動的扭矩占總扭矩的85%以上,所

17、以所需電動機的輸出功率為 三、確定電動機的轉(zhuǎn)速曲軸的工作轉(zhuǎn)速為80r/min按推薦的合理傳動比范圍，去V帶傳動的傳動比=24,單級齒輪傳動的傳動比=35，那么合理總傳動比的范圍=620，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍 62080r/min =480r/min1600r/min綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和壓力機的傳動比，選擇電動機的型號為Y180L4，額定功率為22KW,滿載轉(zhuǎn)速為1470r/min。 四、計算總傳動比和分配傳動比總傳動比V帶的傳動比=3.675， 齒輪傳動的傳動比=5 五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1各軸轉(zhuǎn)速 軸 =1470r/min 軸 曲軸 （2） 各軸的輸

18、入功率 軸 軸 曲軸 18.070.951.97=16.65 3各軸輸入轉(zhuǎn)矩 計算電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩 軸 軸 曲軸 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列表如下：參數(shù) 軸名 電動機軸 軸 軸 曲軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 1470 1470 400 80輸入功率P/KW 20輸入轉(zhuǎn)矩T/(Nm) 傳動比i 5 效率 第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算 一、壓力機一次工作循環(huán)所消耗的能量 +式中工件變形功。 氣墊工作功，即壓邊時所需的功。 工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量。 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量。 壓力機構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量。 單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量。

19、 單次行程離合器接合所消耗的能量。 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量。下面分別表達各項能量的計算。1、 工作變形功對不同的沖壓工藝，在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。 式中壓力機公稱壓力,KN 板料厚度, 經(jīng)驗公式，對慢速壓力機= 所以2、 氣墊工作功無氣墊壓緊裝置，所以為0。3、 工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量 實際機器的曲柄滑塊機構(gòu)運動副之間，存在著摩擦。電動機在拖動曲柄滑塊機構(gòu)運動時，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時，曲柄滑塊機構(gòu)摩擦所消耗的能量，建議按下式計算： 式中，曲柄滑塊機構(gòu)的摩擦當(dāng)量力臂mm， 壓力機公稱壓力。 公稱壓力角，； 4、 工作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消

20、耗的能量完成工序時，壓力機受力系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形是封閉高度增加，受力零件儲藏變形位能對于沖裁工序?qū)⒁鹉芰繐p耗，損耗的多少與壓力機剛度、被沖裁的零件材料性質(zhì)等有關(guān)。從偏于平安出發(fā)損耗的能量可按下式計算： 式中壓力機總的垂直剛度。() 壓力機垂直剛度,對于開式壓力機。 5、壓力機構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量壓力機空行程中能量消耗與壓力機零件結(jié)構(gòu)尺寸、外表加工質(zhì)量、潤滑情況、皮帶拉緊程度、制動器調(diào)整情況等有關(guān)。通過實驗。通用壓力機連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機額定功率的。當(dāng)壓力機的公稱壓力為400時，推薦的空行程消耗能量為500。6、 單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量根據(jù)試驗，壓力機飛輪

21、空轉(zhuǎn)時電動機所消耗的功率約為壓力機額定功率的,剛性離合器一般安置在曲軸上，且常用滑動軸承。所以，對于具有剛性離合器的開式曲柄壓力機，此值偏高。飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量 。 n壓力機行程次數(shù)。行程利用系數(shù)，。 所以 行程利用系數(shù)壓力機行程次數(shù)152040407070100200500行程利用系數(shù)7、 單次行程離合器接合所消耗的能量離合器為剛性離合器，不消耗能量。為0。8、 中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量 在傳遞能量時，皮帶、齒輪等中間環(huán)節(jié)因存在摩擦而引起能量損耗。中間環(huán)節(jié)所消耗的能量，可按下式近似計算： 式中工件變形功。 氣墊工作功，即壓邊時所需的功。 工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量。 工

22、作行程時由于壓力機受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量。 單次行程離合器接合所消耗的能量。 考慮到齒輪傳動的效率。，其中：齒輪嚙合效率； 一對軸承傳動的效率。 考慮到皮帶傳動的效率。，其中：皮帶效率；一對軸承傳動的效率。 該設(shè)計壓力機沒有拉伸墊裝置，具有剛性離合器的通用開式曲柄壓力機。按單次行程工作方式計算： + 二、飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算 電動機選定后，設(shè)計飛輪。這時有兩個假設(shè)： 1、 工作行程時所需能量全部由飛輪供給。2、 工序結(jié)束時，電機軸負載扭矩到達最大值，但不大于電機最大允許轉(zhuǎn)矩。 實際上，沖壓時電動機放出一局部能量，所以飛輪轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)按下式計算： 式中 工作行程時所需能量 電動機在額定轉(zhuǎn)速下飛輪

23、的角速度 飛輪轉(zhuǎn)速相對波動情況的轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) 其中 實際電機系數(shù)，；電機額定轉(zhuǎn)差率，；電機軸到飛輪軸用三角皮帶傳動時，三角皮帶的當(dāng)量滑動系數(shù)，；修正系數(shù)，。 公稱壓力角； 壓力機行程次數(shù)利用系數(shù) 三、飛輪尺寸計算 根據(jù)求得的折算到飛輪軸上的轉(zhuǎn)動慣量設(shè)計飛輪。曲柄壓力機上，一般飛輪形狀如圖11所示，圖中： 是輪緣局部，其轉(zhuǎn)動慣量為； 是輪輻局部，其轉(zhuǎn)動慣量為;是輪轂局部，其轉(zhuǎn)動慣量為。飛輪外徑由小皮帶輪和速比決定，由第三章，輪緣局部寬度。飛輪本身的轉(zhuǎn)動慣量，其中輪緣局部是主要的，要比、大的多。故在近似計算中只考慮更趨于平安。 而所以式中 金屬密度，對鑄鋼：。 圖12 四、飛輪輪緣線速度驗算飛輪

24、是回轉(zhuǎn)體，為防止回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生壞裂，必須驗算輪緣線速度：式中：飛輪最大直徑； 飛輪轉(zhuǎn)速；許用線速度，對鑄鋼飛輪。 第二章 機械傳動系統(tǒng) 第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 一、傳動系統(tǒng)類型開式曲柄壓力機的傳動系統(tǒng)由皮帶傳動、齒輪傳動、軸和軸承等組成。按傳動級數(shù)，傳動系統(tǒng)可分為一級傳動、二級傳動、三級傳動和四級傳動。四級傳動很少采用。按曲軸的布置形式，傳動系統(tǒng)又可以分為垂直于壓力機正面布置和平行于壓力機正面布置。 二、傳動系統(tǒng)的布置方式曲柄壓力機傳動系統(tǒng)的布置，應(yīng)使機器便于制造、安裝和維修，同時結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。開式曲柄壓力機傳動系統(tǒng)布置主要包括以下四方面：1、傳動系統(tǒng)的位置 開式曲柄壓力機大多采用

25、上傳到，很少采用下傳動。上傳動壓力機與下傳動壓力機相比，優(yōu)點是：（1） 重量較輕，本錢低。（2） 安裝和維修較方便。（3） 地基較簡單。 上傳動的缺點是壓力機地面高度較大，運行不夠平穩(wěn)?，F(xiàn)在通用壓力機多數(shù)為上傳動。 2、曲軸的布置方式 曲軸分為橫放和縱放兩種布置方式。采用曲拐軸的開式曲柄壓力機，曲拐軸是縱放的，傳動零件如飛輪、齒輪等置于壓力機反面。采用曲軸時，曲軸橫放的形式應(yīng)用很普遍。這種形式的傳動系統(tǒng)，傳動零件分置于壓力機兩側(cè)，制造、安裝和維修都比擬方便。近年來，曲軸縱放的形式得到應(yīng)用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是，曲軸可以縮短，剛度有所提高，全部傳動零件封閉在機身內(nèi)部，潤滑良好，外形美觀。但制造、維修

26、不及前者方便。3、 最后一級齒輪傳動的形式 最后一級齒輪傳動可采用單邊驅(qū)動或雙邊驅(qū)動。單邊驅(qū)動制造和安裝都較方便，但齒輪模數(shù)和外形尺寸較大。雙邊驅(qū)動可以縮小齒輪的尺寸，但制造和安裝較困難。4、 齒輪的開式安放和閉式安放 齒輪有安放于機身之外和機身之內(nèi)兩種情況，齒輪放于機身之外稱為開式安放，齒輪放于機身之內(nèi)稱為閉式安放。閉式安放的齒輪工作條件較好，外形較美觀；如果齒輪安放在油池之內(nèi)，那么可大大降低齒輪傳動的噪音，但安裝的維修不方便。大型壓力機多采用閉式安放。開式安放的齒輪工作條件惡劣，傳動噪音大，污染環(huán)境。 三、離合器和制動器的位置 通用壓力機的離合器有剛性離合器和摩擦離合器兩種。對于單級傳動的

27、壓力機，由于剛性離合器不宜在高速下工作，所以離合器和制動器只能安置在曲軸上。摩擦離合器與飛輪通常安裝在同一傳動軸上，制動器的位置和離合器同軸。對于多級傳動的壓力機，摩擦離合器可以安裝在低速軸上，也可以安裝在高速軸上。摩擦離合器安裝在低速軸上，接合時消耗的摩擦能量小，離合器磨損小。但是低速軸的扭矩大，要增大離合器的尺寸。另外，由于通用壓力機的傳動系統(tǒng)大多封閉在機身內(nèi)，不便于離合器的安裝和調(diào)整，也不便于散熱，所以摩擦離合器一般安裝在轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上。此時，由于所需傳遞扭矩小，壓力機結(jié)構(gòu)比擬緊湊，但是主動局部和從動局部的初速度相差太大，對傳動系統(tǒng)沖擊大，摩擦損耗也較大。 四、傳動級數(shù)和各級傳動比的

28、分配傳動級數(shù)的選取主要與以下三方面有關(guān)：1、 滑塊每分鐘行程次數(shù) 每分鐘行程次數(shù)高，總傳動比小，傳動級數(shù)少；每分鐘行程次數(shù)低，總傳動比大，傳動級數(shù)多。2、 壓力機做工的能力 一級傳動的曲柄壓力機，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，在同樣公稱壓力下，一級傳動的曲柄壓力機做工的能力，要比二級和二級以上傳動的曲柄壓力機低。3、 對機器結(jié)構(gòu)緊湊性的要求 當(dāng)傳動級數(shù)較少，每級傳動比擬大時，由于小皮帶輪和小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸不能過小，致使大皮帶輪和大齒輪外形龐大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以設(shè)計中，用增加傳動級數(shù)或采用雙邊齒輪傳動的方法，來縮

29、小傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸。各級傳動比分配應(yīng)恰當(dāng)，使傳動系統(tǒng)得到合理布置，不僅安裝維修方便，而且結(jié)構(gòu)緊湊美觀。一般，三角皮帶傳動的傳動比不超過68，齒輪傳動比不超過79.分配傳動比時，還應(yīng)使飛輪有適當(dāng)轉(zhuǎn)速。飛輪轉(zhuǎn)速過低，外形尺寸增大；過高，飛輪軸上的離合器和軸承工作條件惡化。開式曲柄壓力機飛輪的轉(zhuǎn)速通常在240470轉(zhuǎn)/分之間。 第二節(jié) 三角皮帶傳動設(shè)計上述計算得出JG2340型開式曲柄壓力機的電動機功率為221、 確定計算功率由?機械設(shè)計?表58查的工作情況系數(shù)由式521=1.222其中P為電動機的額定功率，由第一章得P=222、 選擇V帶的型號開式曲柄壓力機上常用的三角皮帶有O、A、B和C四種型

30、號。由，轉(zhuǎn)速=1470r/min和圖510，確定選用C型普通V帶。3、 確定帶的基準直徑（1） 按設(shè)計要求，由表52查得，C型帶輪的最小直徑為200,在參看圖510及表56，選擇小帶輪=200。（2） 驗算帶速 在525m/s之間，滿足帶速要求。3計算從動帶輪基準直徑，取=0.02， 按帶輪的基準直徑系列取 。實際傳動比 傳動比誤差相對值5一般允許誤差，所選大帶輪直徑可用。4、 確定中心距和帶的基準長度 ， ， 取1400， 帶長 由?機械設(shè)計?表54，選取帶的基準長度為4500， 計算實際中心距 5、核算小帶輪包角 ，滿足要求。 6、計算皮帶的繞行次數(shù) 次/20次/7、確定V帶的根數(shù) 式中：

31、單根V帶的根本額定功率，見?機械設(shè)計?表56，為。 時傳遞功率的增值，見邊表59，。 按小帶輪包角查得的包角系數(shù)，見表511， 為0.946。 長度系數(shù)，見表512， 為1.04。 所以，根，取z=4根。8、 計算帶的張緊力和壓軸力單根帶的張緊力為 帶輪軸的壓軸力 9、 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 節(jié)寬 槽間距 基準線上槽深 基準線下槽深 最小輪緣厚度 外徑 帶輪寬 第三節(jié) 齒輪傳動的設(shè)計 直尺圓柱齒輪的幾何尺寸計算由上述計算得出JG2340開式曲柄壓力機齒輪傳動的主動軸的轉(zhuǎn)速，從動軸轉(zhuǎn)速，輸入功率,每天工作8小時，壽命為10年。 一、選擇齒輪材料、熱處理、齒輪精度等級和齒數(shù)選擇小齒輪材料鋼，調(diào)質(zhì)處理

32、，硬度241286HBS，=686，=490；大齒輪材料鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度190240HBS，=686,=539；精度8級。 二、開式齒輪按齒輪彎曲疲勞強度設(shè)計 軸的轉(zhuǎn)矩=，即小齒輪轉(zhuǎn)矩。為了提高開式齒輪的耐磨性，要求有較大的模數(shù)，因而齒數(shù)應(yīng)少一些，一般取1720。取齒數(shù)20，傳動比=5，由?機械設(shè)計?表610，硬齒面齒輪，懸臂布置，取齒寬系數(shù)，由表67查得使用系數(shù)=1.75,由圖66a試取動載系數(shù)=1,由圖68，按齒輪懸臂布置，取=1.17。由?機械設(shè)計?表68，齒面硬化，8級精度，取。 由?機械設(shè)計?圖618查得，小齒輪齒形系數(shù)，大齒輪的齒形系數(shù) 由?機械設(shè)計?圖619查得，小齒輪應(yīng)力修

33、正系數(shù)，大齒輪應(yīng)力修正系數(shù)由?機械設(shè)計?圖612，620，查得，代入20，得， 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力按?機械設(shè)計?圖624i),查得齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力，由?機械設(shè)計?表613計算彎曲疲勞強度計算的壽命系數(shù) 由?機械設(shè)計?圖625查取尺寸系數(shù)，,由式614取彎曲疲勞強度系數(shù)，按?機械設(shè)計?表612，取 比擬，應(yīng)按大齒輪計算齒輪彎曲疲勞強度 取m=8 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 按計算結(jié)果校核前面的假設(shè) 齒輪節(jié)圓速度 查得，與原值一致。齒寬 小齒輪齒寬取70,大齒輪齒寬取65。 齒頂高 齒根高 齒高 齒距 齒原 齒槽高 中心距 第四節(jié) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 一、軸的概述軸是組成機器的重要零件之

34、一，其功用是主要是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力，因此大多數(shù)軸都要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用。1、 軸的分類按照承受彎、扭載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。工作中既受彎矩又受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸，這類軸在機器中最為常見。只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為心軸，心軸又分為轉(zhuǎn)動的心軸和不轉(zhuǎn)動的心軸兩種。只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩或彎矩很小的軸稱為傳動軸。2、 軸的材料軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性小，又可通過熱處理提高其耐磨性及疲勞強度，故應(yīng)用較為廣泛，其中最常用的是45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼。為保證力學(xué)性能，一般應(yīng)進行調(diào)質(zhì)或正火處理。合金鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，

35、可以在傳遞大功率并要求減小尺寸與質(zhì)量和提高軸頸耐磨性時采用。必須注意：在一般工作溫度低于下,各種碳素鋼和合金鋼的彈性模量相差不多,熱處理對它的影響也很小。因此，如選用合金鋼，只能提高軸的強度和耐磨性，而對軸的剛度影響很小。軸的毛坯可用軋制圓鋼和鍛件，有的那么直接用圓鋼。形狀復(fù)雜的軸，也可采用鑄鋼、合金鑄鐵或球墨鑄鐵。經(jīng)過鑄造成型，可得到更合理的形狀。鑄鐵具有價廉、良好的吸振性和耐磨性、對應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點，但品質(zhì)不易控制，故可靠性不如鋼軸。 二、JG2340開式曲柄壓力機的轉(zhuǎn)軸設(shè)計1、材料選擇根據(jù)上述分析選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查?機械設(shè)計?表26和表25得：許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=30

36、40，抗拉強度，屈服強度，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限，與軸材料有關(guān)的系數(shù)=118106.2、 初步計算由上述計算的轉(zhuǎn)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，輸入的功率 按許用切應(yīng)力計算，實心軸的遷都條件為 寫成設(shè)計公式為 式中：切應(yīng)力， ； 軸所受的轉(zhuǎn)矩，； 軸的抗扭截面系數(shù)，； 軸的轉(zhuǎn)速，； 軸傳遞的功率，； 軸的計算直徑，； 許用切應(yīng)力，； 與軸材料有關(guān)的系數(shù)。代入上式得考慮到軸的最小直徑有鍵的存在，而且為單鍵，所以應(yīng)增大57，故取，圓整為50。3、 按彎扭聯(lián)合作用核算強度齒輪的法向作用力為：其中切于分度圓的圓周力分度圓壓力角，那么所以求得皮帶作用力比齒輪作用力小得多，所以忽略不計。根據(jù)和扭矩繪出轉(zhuǎn)軸的受力圖。由于

37、截面的彎矩和扭矩最大，直徑又比擬小，所以此截面最危險。下面核算截面的強度。由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為： 由扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力為： 當(dāng)量彎曲應(yīng)力為： 軸的材料是45鋼調(diào)質(zhì)，因此，符合要求。4、 核算疲勞強度由于截面有臺階，應(yīng)力集中現(xiàn)象比擬嚴重，且直徑最小=50，彎矩有比擬大，扭矩和其他截面相同，因此核算此截面的疲勞強度。由?開式壓力機設(shè)計?表219查得，由表220查得，由表221，據(jù)=，查得，由表223查得。又因 所以 所以疲勞強度也符合要求。 第五節(jié) 平鍵連桿在開式曲柄壓力機上，齒輪、皮帶輪等零件和軸的聯(lián)接常采用平鍵聯(lián)接。為防止聯(lián)接中較弱零件一般是輪轂壓壞，應(yīng)驗算擠壓應(yīng)力： 式中：鍵所需傳遞的總扭矩

38、，=； 鍵與輪轂的接觸高度； 鍵的工作長度，對于圓頭普通平鍵，因為兩端的圓部頭 局部與輪轂上的鍵槽不接觸，所以=，對于C型鍵，； 鍵的名義長度，考慮到受力不均勻的原因，其最大長度應(yīng)限制為； 鍵的寬度； 軸的直徑； 鍵的個數(shù)，為防止加工困難和過分削弱軸的強度，一般； 考慮鍵受載不均勻的系數(shù)，當(dāng)=2時，=1時，=1； 平鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力，由于曲柄壓力機上的聯(lián)接鍵不是經(jīng)常處于滿載的情況下工作，所以可取得較高。輪轂材料為鋼時，=150250有的壓力機，輪轂材料為，高達335；輪轂材料為鑄鐵時，=80100。大皮帶輪的材料為，采用單圓頭普通平鍵C型，查表得鍵的寬度=14，名義長度，鍵與輪轂大皮帶輪的

39、接觸高度，軸的直徑，； ,滿足要求。對于齒輪，材料為鋼制，采用A型鍵，查表得寬度，名義長度，； ，滿足要求。 第三章 曲柄滑塊機構(gòu) 第一節(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的運動和受力分析 一、曲柄滑塊機構(gòu)在設(shè)計、使用和研究曲柄壓力機時，往往需要確定滑塊位移和曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，驗算滑塊的工作速度是否小于加工件塑性變形所允許的合理速度。在計算曲柄滑塊機構(gòu)的受力情況時，由于目前常用的曲柄壓力機每分鐘的行程次數(shù)不高，慣性力在全部作用力中所占的百分比很小，可以忽略不計。同樣，曲柄滑塊機構(gòu)的重量也只占公稱壓力的百分之幾，也可忽略不計。如圖3-1所示，L連桿長度； R曲柄半徑；S滑塊全行程；滑塊的位移，由滑塊的下死點算起；

40、曲柄轉(zhuǎn)角，由曲柄軸頸最低位置沿曲柄旋轉(zhuǎn)的相反方向算起。從圖中的幾何關(guān)系可以得出滑塊位移的計算公式： 將上式對時間t微分，可求的滑塊的速度： 式中連桿系數(shù)；曲柄的角速度。在曲柄滑塊機構(gòu)的受力計算中，連桿作用力通常近似地取等于滑塊作用力,即 滑塊導(dǎo)軌的反作用力為： 式中摩擦系數(shù)，；連桿上、下支承的半徑。曲柄所傳遞的扭矩可以看成由兩局部組成：無摩擦機構(gòu)所需的扭矩和由于存在摩擦所引起的附加扭矩，即 式中理想當(dāng)量力臂； 摩擦當(dāng)量力臂；曲軸主軸承半徑。那么曲柄滑塊機構(gòu)的當(dāng)量力臂為： 曲軸扭矩為： 如果上式取和公稱壓力，公稱壓力角，那么曲柄壓力機所允許傳遞的最大扭矩為： 第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計計算 一、曲軸的

41、結(jié)構(gòu)示意圖圖32 二、曲柄軸強度設(shè)計計算 1、曲柄軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù) 支承頸直徑 式中 壓力機公稱壓力KN，取 。其他各局部尺寸見下表3-1 曲軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù) 表3-1曲軸各局部尺寸名稱代號經(jīng)驗數(shù)據(jù)實際尺寸曲柄頸直徑140支承頸長度205曲柄兩臂外側(cè)面間的長度300曲柄頸長度170圓角半徑8曲柄臂的寬度160曲柄臂的高度220 1、曲軸強度計算曲軸的危險截面為曲柄頸中央的截面和支承頸端部的截面。截面為彎扭聯(lián)合作用，但由于彎矩比扭矩大得多，故忽略扭矩計算出來的應(yīng)力。彎矩： 彎曲應(yīng)力及強度條件： =140 由上式可以導(dǎo)出滑塊上許用負荷： 截面為扭彎聯(lián)合作用，但扭矩比彎矩大得多，故可以只計算扭矩的作用。

42、扭矩： 剪切應(yīng)力及強度條件： 滑塊上許用應(yīng)力： 考慮疲勞和應(yīng)力集中的影響，許用應(yīng)力如下計算： 140200 100150式中 曲軸材料屈服極限MPa，調(diào)質(zhì)處理，； 平安系數(shù)，取。三、曲軸剛度計算 剛度計算簡圖用摩爾積分法計算曲柄頸中部的撓度。第一項很小，可以忽略，故簡化公式為： 式中： 公稱壓力； 彈性模數(shù)，對鋼曲軸； 曲柄頸的長度； 曲柄壁厚度； 圓角半徑； 支撐頸、曲柄臂、曲柄頸的慣性矩； 所以，撓度。 第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 一、連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)由設(shè)計條件知連桿長度可調(diào)，就用改變連桿長度的方法改變壓力機的封閉高度。如圖15所示連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)，這種連桿由連

43、桿蓋1、連桿2和球頭調(diào)節(jié)螺桿3等零件組成。其上端套在曲柄軸頸上，下端以球頭和滑塊6中的球座5及球頭壓蓋4連接。借扳手或用鐵棍撥動棘爪轉(zhuǎn)動球頭螺桿，就可以改變連桿長度，從而改變壓力機的封閉高度。 二、連桿的計算 1、 連桿的作用力: 單點壓力機： 2、確定連桿及調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗公式： 1球頭式調(diào)節(jié)螺桿主要尺寸的經(jīng)驗公式見下表32： 2連桿總長度L確實定 確定連桿長度L時，應(yīng)根據(jù)壓力機的工作特點，結(jié)構(gòu)型式，精度和剛度要求等全面考慮。一般開式壓力機的連桿系數(shù),即連桿長度 。 取，即 計算部位代號經(jīng)驗公式實際尺寸球頭調(diào)節(jié)螺桿mm90707090連桿mm130150 三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計

44、算 連桿及因兩端有摩擦力矩存在，連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿受到壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用，應(yīng)當(dāng)演算其危險截面AA的合成力使： 危險截面的壓應(yīng)力： 式中 連桿作用力KN; 危險截面AA的面積； 危險截面的彎曲應(yīng)力: 式中危險截面的截面模數(shù)，圓形截面； 危險截面的彎矩 式中 摩擦系數(shù)，?。?曲柄軸頸同連桿下支承端軸頸的半徑； ； X危險截面到連桿下支承軸頸中心的距離，；圖3-31、連桿蓋 2、連桿 3、調(diào)節(jié)螺桿 4、球頭壓蓋 5、球頭下座 6、滑塊 7、螺釘 8、鎖緊塊 9、鎖緊塊 L連桿的總長度，對于長度可調(diào)的連桿。 球頭調(diào)節(jié)連桿常用45鋼鍛造，調(diào)質(zhì)處理220250，=180220，球頭外表淬火，硬度為

45、42。連桿體采用35,正火處理。 四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋 調(diào)節(jié)螺桿的螺紋，常采用強度較高的特種鋸齒形螺紋和梯形螺紋。因為壓力機是在重載情況下工作，故采用梯形螺紋，尺寸為M10012。 五、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算 由于螺母的材料一般較調(diào)節(jié)螺桿差，同時標準梯形螺紋及特種鋸齒形螺紋的抗彎強度均比擠壓強度，剪切強度低，所以一般只計算螺母即長度可調(diào)連桿的連桿體，或調(diào)節(jié)螺母的彎曲應(yīng)力。 式中 、螺紋的外徑和內(nèi)徑； S螺距； H螺紋最小工作高度，； h螺紋牙根處高度，對于梯形螺紋； 連桿體或調(diào)節(jié)螺母螺紋的許用應(yīng)力，對鑄鋼ZG35， 。 六、連桿上的緊固螺栓 連桿上端分成兩局部，應(yīng)用緊固螺栓連接。緊固螺栓承受的載荷較

46、為復(fù)雜，一般不予計算。查閱相關(guān)資料并參考，螺栓個數(shù)4個，螺栓直徑M24. 第四節(jié) 滾動軸承的選擇 一、滾動軸承概述滾動軸承具有滾動摩擦的特點，因此它的優(yōu)點有：摩擦阻力小，啟動及運轉(zhuǎn)力矩小，啟動靈敏，功率損耗小且軸承單位寬度承載能力較大，潤滑、安裝及維修方便等。與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點是徑向輪廓尺寸大，接觸應(yīng)力高，高速重載下軸承壽命較低且噪音較大，抗沖擊能力較差。選擇軸承類型時應(yīng)考慮多種因素。1、 載荷條件載荷較大時，一般選用線接觸的滾子軸承，反之選擇點接觸球軸承；軸承受純徑向載荷或主要承受徑向載荷，通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；受純軸向載荷時選用推力球軸承，軸向力大時選用推

47、力滾子軸承；當(dāng)軸承同時受徑向和軸向載荷時應(yīng)選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，當(dāng)軸向載荷較大時，通常選用四點接觸球軸承或推力球軸承與深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。2、 軸承轉(zhuǎn)速通常軸承的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于其極限轉(zhuǎn)速。否那么會降低使用壽命。一般轉(zhuǎn)速較高、載荷較小、要求旋轉(zhuǎn)精度高時，宜選用極限轉(zhuǎn)速較高的球軸承。超過極限轉(zhuǎn)速較多時，應(yīng)選用特制高速滾動軸承。轉(zhuǎn)速低、載荷大獲沖擊載荷時應(yīng)選用滾子軸承。3、 調(diào)心性能各種軸承使用時允許的偏斜角應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，否那么會引起軸承的附加載荷而降低軸承的壽命。4、 安裝和拆卸要求為了便于軸承的安裝、拆卸和調(diào)整間隙，選用內(nèi)、外圈可別離的軸承。假設(shè)軸承裝在長軸上，為了便于裝拆和緊固

48、，可選用帶內(nèi)錐孔或帶緊固套的軸承。5、 經(jīng)濟性選用軸承時應(yīng)考慮經(jīng)濟性。球軸承比滾子軸承廉價，同型號不同公差等級的軸承比價為P0:P6:P5:P41:1.5:2:6。選用高精度軸承時應(yīng)慎重。 二、滾動軸承型號選擇 根據(jù)上述的選擇原那么，在JG2340開式曲柄壓力機的轉(zhuǎn)軸上選用一對圓錐滾子軸承作支撐，軸承徑向力，法向力為，轉(zhuǎn)速，運轉(zhuǎn)時有沖擊，軸頸直徑，要求壽命，選擇軸承型號。 根據(jù)條件，預(yù)選32210型軸承進行計算。每一個軸承承受的徑向負荷為：由于齒輪是直齒，所以忽略外加軸向力；又由于每端軸承是成對使用，徑向負荷產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力S互相抵消，因此，軸向負荷為0。平均徑向負荷為： 平均軸向負荷當(dāng)量動負荷，壽命系數(shù)，速度系數(shù)所以 32210軸承的額定動負荷，因此符合要求。 第五節(jié) 滑動軸承 滑動軸承承受沖擊載荷的能力強，主要用于曲軸的主軸承，連桿大小端支撐等。 一、滑動軸承