J11-5單柱固定臺曲柄壓力機設(shè)計(全套含CAD圖紙)
下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書畢業(yè)生姓名 :專業(yè) :學(xué)號 :指導(dǎo)教師所屬系(部) :下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I畢業(yè)論文評閱書題目: J11-5 單柱固定臺曲柄壓力機設(shè)計機電系機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 姓名 設(shè)計時間: 評閱意見:成績:指導(dǎo)教師:(簽字)職務(wù):II下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985II畢業(yè)論文答辯記錄卡機電 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 姓名 答 辯 內(nèi) 容問 題 摘 要 評 議 情 況記錄員: (簽名)成 績 評 定指導(dǎo)教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績注:評定成績?yōu)?100 分制,指導(dǎo)教師為 30%,答辯組為 70%。專業(yè)答辯組組長:(簽名)年月 日i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iiiiiAbstractCrank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and 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 operation , 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 manufacturiniv目 錄前 言 .3第一節(jié) 開式曲壓力機的特點和用途 .3第二節(jié) J115 開式曲柄壓力機的基本參數(shù) .3第三節(jié) 開式壓力機設(shè)計的基本要求 .4第一章 電動機的選擇和飛輪設(shè)計 .6第一節(jié) 壓力機電力拖動特點 .6第二節(jié) 電動機的選擇 .6一、選擇電動機的類型 .6二、選擇電動機的功率 .7三、確定電動機的轉(zhuǎn)速 .7四、計算傳動比 .7五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) .8第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算 .9一、壓力機一次工作循環(huán)所消耗的能量 .9二、飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算 .10三、飛輪尺寸計算 .11四、飛輪輪緣線速度驗算 .13第二章 機械傳動系統(tǒng) .14第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 .14一、傳動系統(tǒng)類型 .14二、傳動系統(tǒng)的布置方式 .14三、離合器和制動器的位置 .15四、傳動級數(shù)和各級傳動比的分配 .15第二節(jié) V 帶傳動設(shè)計 .16第三節(jié) 平鍵連接 .18第三章 曲柄滑塊機構(gòu) .20第一節(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的運動和受力分析 .20一、曲柄滑塊機構(gòu) .20二、曲軸扭矩計算 .21第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計 .22一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 .22二、曲柄軸強度設(shè)計計算 .22第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 .24一、連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) .24二、連桿的計算 .24三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計算 .25四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算 .27五、連桿上的緊固螺栓 .27第四節(jié) 滑動軸承 .27一、滑動軸承的結(jié)構(gòu) .27v二、滑動軸承的潤滑及軸瓦結(jié)構(gòu) .28三、滑動軸承的計算 .28第四章 離合器與制動器 .30第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .30第二節(jié) 離合器的設(shè)計 .31一、離合器的類型、工作特性及其選用原則 .31二、 雙轉(zhuǎn)鍵離合器的結(jié)構(gòu) .32第三節(jié) 制動器的設(shè)計 .34一、制動器的類型、工作特性及其選用原則 .34二、帶式制動器的結(jié)構(gòu) .35第五章 機身設(shè)計 .36第一節(jié) 機身結(jié)構(gòu) .36第二節(jié) 機身計算 .37第六章 過載保護裝置設(shè)計 .40第一節(jié) 剪切破壞式過載保護裝置的結(jié)構(gòu) .40第二節(jié) 剪切塊的設(shè)計計算 .41第七章 潤滑系統(tǒng) .43曲柄壓力機常用潤滑劑 .43一、稀油潤滑 .43二、干油潤滑 .44外文資料 .45中文翻譯 .49結(jié)束語 .52參考文獻 .54vi1前 言1、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)。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、模具和操作都比較方便,同時為機械化和自動化提供了良好的條件。但是,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發(fā)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95%。 二、J115 開式曲柄壓力機的基本參數(shù)開式曲柄壓力機的基本參數(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 J115 開式曲柄壓力機基本參數(shù)分別敘述如下: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=50KN2、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=40mm3、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2止點的往復(fù)次數(shù)?;瑝K行程次數(shù)的高低反映了壓力機沖壓的生產(chǎn)效率。N=150次/min4、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,滑塊下表面到工作墊板上表面的距離。當裝模高度調(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表面到工作臺上表面的距離。它和裝模高度之差恰是工作臺墊板的厚度。5、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。三、開式壓力機設(shè)計的基本要求壓力機設(shè)計應(yīng)滿足以下基本要求:(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、操作安全、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;32、采用性能好,價格低,易于購買的材料,并充分發(fā)揮材料的性能使壓力機重量輕;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成本。(三)其他要求:1、運輸容易; 2、安裝簡單; 3、維修方便。 4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,并且有很短的高峰負載時間和較長的空載時間,若依此短暫的工作時間來選擇電動機的功率,則其功率將會很大。為了減小電動機的功率,在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪。當滑塊不動時,電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn),使其儲備能量,而在沖壓工作的瞬時,主要靠飛輪釋放能量。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。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、堅固、運行方便、可靠、容易控制與維護、價格便宜等優(yōu)點。因此在工作中的到廣泛的應(yīng)用。目前,開式5曲柄壓力機常用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機。J11-5 的傳動系統(tǒng)主要是皮帶傳動。 二、選擇電動機的功率工作機所需的電動機輸出功率為: WP0因為工作機所需功率為: ,所以 wWF1wF10由電動機至工作機之間的總效率(包括工作機效率)為 ww21式中 分別為 V 帶傳動、一個彈性聯(lián)軸器、工作機的效率。由機械w21、設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表 24 查得:取 ,則94.0.96.0w21 、4.960w所以 kFPw 12.160551034選取電動機的額定功率 ,使)(kpm,查Y 系列三相異步電動機型46.2.3.2.)3.(0pm號選擇表取 。kwm15三、確定電動機的轉(zhuǎn)速Y 系列三相異步電動機型號選擇表,選電動機型號 Y180L-6 ,滿載轉(zhuǎn)速 970 r/min6四、計算傳動比傳動比: 47.61509wmni帶查機械課程設(shè)計設(shè)計指導(dǎo)書表 2-3,V 帶的傳動比的一般范圍為,故初選帶的傳動比7,42MAXii帶 5.6帶i五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)(1)各軸轉(zhuǎn)速 軸 min/23.1495.6701rinm帶曲軸 i/.1曲(2)各軸的輸入功率軸 kw68.09.20帶 P曲軸 5711聯(lián) 軸 器(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩 計算電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩mNnPTm74.21460.950軸 i 9.53.7.201帶帶 曲軸 T39聯(lián) 軸 器曲運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列表如下:參數(shù)軸名 電動機軸 軸曲軸轉(zhuǎn)速 min)/(r 970 149.23149.23功率 kWp 11.12 10.6810.57轉(zhuǎn)矩 )/(NT 72.24 453.90449.36轉(zhuǎn)動比 i 6.51效率 0.960.997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+7654321 AA8式中 工件變形功。1A氣墊工作功,即壓邊時所需的功。2工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量。3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。4A壓力機構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量。5單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量。6單次行程離合器接合所消耗的能量。7A用于連續(xù)行程的壓力機,一循環(huán)所消耗的能量為: 54321AA在工作行程一次時間里,一循環(huán)所消耗的能量為:下面分別敘述各項能量的計算。1、工作變形功 1A對不同的沖壓工藝,在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。J0135.gP式中 壓力機公稱壓力(KN) 板料厚度(mm) gP0對慢速壓力機 =0g4.m所以 JA4.75.315. 2、氣墊工作功 2在進行拉伸工作時,氣墊壓緊工件邊緣,隨壓力機滑塊一起向下移動,消耗的能量取決于氣墊的壓緊力和工作行程,其值相應(yīng)為壓力機公稱力的 1/6 及8滑塊行程的 1/6,即: J36/16/2ggSPA式中 壓力機公稱壓力(KN) S 滑塊行程 (mm)gP所以 JJ5./504/506/123、工作行程時由于曲柄滑塊機構(gòu)得摩擦所消耗的能量 3A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:3AgPm087.式中, 曲柄滑塊機構(gòu)的摩擦當量力臂( mm) , m3.9壓力機公稱壓力( KN),gP 公稱壓力角(),小型壓力機取 0g所以 JA37.12053.9087.3 4、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 4A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)。從偏于安全出發(fā)損耗的能量 可按下式計算:42/4cgYPAJ式中 壓力機總的垂直剛度( ) , ( )cYmHgcCPY/m壓力機垂直剛度 ,對于開式壓力機HC40/kN所以 JPAHg512.340254綜上所述,則 JA495.201.3726.4.731 9二、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應(yīng)。2、工序結(jié)束時,電機軸負載扭矩達到最大值,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部分能量,所以飛輪轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)按下式計算:20)361(mngf ACJ2kg式中: 工作行程時所需能量(250.495J)0A電動機在額定轉(zhuǎn)速下飛輪的角速度m62.15.30974帶inmsrad/飛輪轉(zhuǎn)速相對波動情況的轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù))(2teSk其中: k實際電機系數(shù), ; 電機額定轉(zhuǎn)差率(0.02) ;.312.50PmKeS在額定轉(zhuǎn)矩下皮帶的當量滑差率(0.05) ; 修正系數(shù)(0.9) 。tS 164.)5.2(3.1902公稱壓力角(30) 壓力機行程次數(shù)利用系數(shù)(0.3)gn C22.164.0.59).036( kgmJf 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fJ飛輪形狀如圖 11 所示,圖中: 10是輪緣部分,其轉(zhuǎn)動慣量為 ; 是輪輻部分,其轉(zhuǎn)動慣量為 ;J J是輪轂部分,其轉(zhuǎn)動慣量為 。由第二章已知 ,輪緣部分寬度 。mD802mB139飛輪本身的轉(zhuǎn)動慣量 ,其中輪緣部分是主要的, 要比fJJJ、 大的多。故在近似計算中只考慮 更趨于安全。J 而213/8m213/4BD所以 mBJD7019.08.746.043423 式中 金屬密度( ) ,對鑄鋼: 。2kgm32/kg; ;06,25.1404d取 D455.30;18,3dDd?。?。mCBC2,47 取 mBL145., 取LdDD4 2311圖 11 四、飛輪輪緣線速度驗算飛輪是回轉(zhuǎn)體,為避免回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生壞裂,必須驗算輪緣線速度 :fvsmnDff /2.63.1498.02.5102.5 式中: 飛輪最大直徑;f飛輪轉(zhuǎn)速;f許用線速度,對鑄鋼飛輪 。v40vms12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,成本低。(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、齒輪等置于壓力機背面。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、安裝和維修都比較方便。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、維修不及前者方便。13三、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)比較緊湊,但是主動部分和從動部分的初速度相差太大,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 當傳動級數(shù)較少,每級傳動比較大時,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,來縮小傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸。各級傳動比分配應(yīng)恰當,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14轉(zhuǎn)速通常在 240470 轉(zhuǎn)/分之間。第二節(jié) V 帶傳動設(shè)計上述計算得出 J115 型開式曲柄壓力機的電動機功率為 11.12 ,滿載KW轉(zhuǎn)速為 970r/min,V 帶傳動比為 i=6.51、確定計算功率 cP由機械設(shè)計表 8.6 查得工作情況系數(shù) =1.3AK由式(8.18) = =1.311.12 =14.5cAKW2、選擇 V 帶的型號開式曲柄壓力機上常用的三角皮帶有 A、B 和 C 三種型號。由 =14.5 ,轉(zhuǎn)速 =970r/min 和圖 8.15,確定選用 B 型普通 V 帶。cPW滿n3、確定帶的基準直徑(1)按設(shè)計要求,由表 8.7 查得,B 型小帶輪的最小直徑為 125m(2)驗算帶速 ,在 525m/s 之間滿足帶速要求。smDn/3.6012597601(3)計算從動大帶輪基準直徑 2D,取 ,則:5.6帶i01. m375.80415.6)(12 iD帶按帶輪的基準直徑系列取 D2實際傳動比: 46.125)0.()1( i帶傳動比誤差相對值 5 (一般允許誤差) ,%.64 帶 帶帶 i所選大帶輪直徑可用。4、確定中心距 和帶的基準長度adL15根據(jù)公式 ,查表 8.5 得)(2)(5.02121DahD mh1則 ,初取中心距m8078a0由(式 8.1) , 得帶長:aL22,1216.3510.725.462由機械設(shè)計表 8.3,選取帶的基準長度為 3550 ,dLm由式(8.2) 得實際中心距:28)(4mmDLLaa 43.915.37.635014.62350 25、核算小帶輪包角 1由式 得: 812a,滿足要求。 1205.39604.9501 6、計算皮帶的繞行次數(shù) 次/ 20 次/8.3501dLs7、確定 V 帶的根數(shù)LckPz)(00式中: 單根 V 帶所能傳遞的功率,查機械設(shè)計 表 8.9, 為0P 0P2.20 。kW 時傳動功率的增量,查機械設(shè)計表 8.11, 為01i 00.30 k包角系數(shù),查機械設(shè)計表 8.8, 為 0.85。 k長度系數(shù),查機械設(shè)計表 8.3, 為 1.09。Lk L16所以 根,取 z=7 根。3.609.185)3.02(4z8、計算帶的張緊力和壓軸力由式(8.19)知單根帶的張緊力為: 20)15.(qkzPFc查機械設(shè)計表 8.5 得: ,則:mkgq/17.NsKsmKWF 1.379)/.6(/.0)85.2(6/3.1450 2由式(8.21)知帶輪軸上的載荷:NNzFQ 34.5021.39sin.3762sin210 9、確定大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸查機械設(shè)計表 8.5 得: 節(jié)寬 槽間距mbP0.14 me19基準線上槽深 基準線下槽深ha.53in hf.80in最小輪緣厚度 帶輪外徑7mi Da721第一槽對稱面至端面的 最小距離f.12帶輪寬 mezB93.591第五節(jié) 平鍵連接在 J11-5 開式曲柄壓力機上,皮帶輪和軸的聯(lián)接常采用普通平鍵聯(lián)接。為避免聯(lián)接中較弱零件(一般是輪轂)壓壞,應(yīng)驗算擠壓應(yīng)力:ppldhT2式中: 鍵所傳遞的轉(zhuǎn)矩, ( ) ;TmN90.4531鍵與輪轂的接觸高度(mm), ;h 2/h17鍵的接觸長度(mm) ,圓頭平鍵 ;l bLl軸的直徑(mm) 。d平鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力,輪轂材料為鋼時, =120150p p;輪轂材料為鑄鐵時, =7080 。aMPpaMP大皮帶輪的材料為 45 鋼,查機械設(shè)計表 5.1 得;鍵寬 ,鍵高mb12,鍵的接觸長度 ,鍵與輪轂大皮帶輪的接觸高度 ,mh8ml50h4軸的直徑 。則:d40,滿足要求。pp MPaa 138159.32318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 1-1 所示: ,)2.0LR ,計 手 冊 這 里 取連 桿 系 數(shù) ( 查 機 械 設(shè)S滑塊全行程( 40mm) ,R曲柄半徑( ),L-連桿長度m2SR(100mm) , 滑塊的位移,由滑塊的下死點算起; 曲柄轉(zhuǎn)角,由曲柄軸頸B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: 2cos14cos1RSB取公稱壓力角 時,30mSB3將上式對時間 t 微分,可求的滑塊的速度: sini2BVR式中: 曲柄的角速度( ),i/75.10.3rn曲柄的每分鐘次數(shù)(即滑塊每分鐘行程次數(shù) N)n當壓力計主要用于拉伸時,滑塊的最大速度應(yīng)小于板料的最大拉伸速度(對鋼取 25m/min) ,曲柄在 時,滑塊速度最大。9025m/minmin/345.0in/)18si2.(sin75.1023VBMAX 19R+LS=2B A0LB0R180O圖 1- 曲 柄 滑 塊 機 構(gòu) 運 動 簡 圖二、曲軸扭矩計算曲柄所傳遞的扭矩可以看成由兩部分組成:無摩擦機構(gòu)所需的扭矩 和由0M于存在摩擦所引起的附加扭矩 ,即: M00q qPm式中: 連桿作用力(KN);P理想當量力臂(mm) , ;0m0sini2mR摩擦當量力臂(mm), ; 01ABr曲軸主軸承半徑(mm); 曲柄半徑(mm);0rAr連桿球頭半徑(mm); 曲柄連桿機構(gòu)摩擦系數(shù)(開式:取 0.04) Bu。 20曲軸扭矩為: 0sini21q ABMPmRr 如果上式取 , 由 R=20mm,則 =10mm; KNg5030g由 ,取 則 =17mm;d4.1.3)4.(0 md40r由 ,取 則 =19mm.mPgB 982B8B則曲柄壓力機所允許傳遞的最大扭矩為:=1510.3NM0sini12g ABMRr 第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 LaLoqLododRdorr ah支 承 徑 曲 柄 臂 曲 柄 頸圖 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)由前面計算知曲柄支承頸直徑 =34mm, 其他各部分尺寸見下表 3-1 0d21表 3-1 曲軸尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)曲軸各部分尺寸名稱 代號 經(jīng)驗數(shù)據(jù) 實際尺寸( )m曲柄頸直徑 ad1.(0)4d44支承頸長度 0L5.270曲柄兩臂外側(cè)面間的長度 q.(0)3d100曲柄頸長度 a.1750圓角半徑 r08.(0)d3曲柄臂的寬度 b6.3125曲柄臂的高度 h0)2.8(d702、曲軸強度計算(材料選 45 調(diào)質(zhì)鋼)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: mNPrLMgaqW 925043851048彎曲應(yīng)力及強度條件: =140 aaagq MPdrL 6.1084.05)381(4.0)8( 93 maxaP由上式可以導(dǎo)出滑塊上許用負荷:KNrLPaq 6410385104.8.933 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,扭矩: mNmMqgn .2.35剪切應(yīng)力及強度條件:aaaqg MPPdP107.81042.0 max33 22滑塊上許用負荷:KNmdPq 56102.34.02. 33 曲軸的剛度一般不進行計算。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)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 :ABP單點壓力機: KNg502、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)連桿長度 L( ) m15023三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計算計算部位 代號 經(jīng)驗公式 實際尺寸Bd9.3(gP)75300.0Bd8. 2239.()128球頭調(diào)節(jié)螺桿mm 2d830. 2042()4d80連桿mm H5.105024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)當演算其危險截面 AA 的合成力 使:HHyWMPa危險截面的壓應(yīng)力 : yAByF式中 : 危險截面 AA 的面積( ) ;AF2m252220 94.37)(14.3)( mdFAMPaPaABy 6.109.756危險截面的彎曲應(yīng)力 : WA式中; 危險截面的截面模數(shù),圓形截面,A;33308.10642.1. md危險截面的彎矩( ) , AMN ABABrMPXL式中 : 摩擦系數(shù),取 ;0.5曲柄軸頸同連桿下支承端軸頸的半徑( ) ,ArB、 m, ; m24rB123X危險截面到連桿下支承軸頸中心的距離( ) , mdB 2.05)(220則 NMA 73.1.150.MPaWaA68.08.64739所以 yH 2.13.1 球頭調(diào)節(jié)螺桿用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理, =180220 ,球頭表面淬火,硬a度為 42 ;連桿采用 35,正火處理, = 。調(diào)節(jié)螺桿的螺紋,RCZGP0常采用普通螺紋。 四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算由于連桿體的材質(zhì)較螺桿差,調(diào)節(jié)螺紋的抗彎強度均比擠壓強度、剪切強度低,所以只需驗算連桿體螺紋的彎曲應(yīng)力。即:26012.5ABWWdSPHh式中: 、 螺紋的外徑(22mm)和內(nèi)徑(20.917mm); S螺距(1mm);0d1H螺紋連接的最小工作高度, ;md20h螺紋牙根處高度,對于普通螺紋 ;Sh連桿體螺紋的許用應(yīng)力,對鑄鋼 ZG35 , 。W 8 第 1 頁 共 2 頁畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書姓名 專業(yè) 姓名 類別畢業(yè)生 學(xué)號 班級 指導(dǎo)教師 職稱 外聘 本校一、畢業(yè)設(shè)計題目J115 單柱固定臺曲柄壓力機設(shè)計二、畢業(yè)設(shè)計提供的原始數(shù)據(jù)資料1、傳動簡圖曲柄壓力機的傳動裝置工作原理如圖所示。電動機 1 通過 V 帶傳動 2 驅(qū)動曲軸 3 轉(zhuǎn)動,通過連桿 4 使滑塊 5 在導(dǎo)軌 6 中往復(fù)移動,實現(xiàn)對安裝在工作臺 8 上的工件 7 的施壓。2、原始數(shù)據(jù)滑塊公稱壓力 F=50KN,滑塊行程 H=40mm,滑塊行程頻率 150 次/min 。工作條件:每天一班,工作 8 小時,有粉塵。壽命為 10 年,小批生產(chǎn)。三、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成主要內(nèi)容:1、說明書:1)選擇電動機型號2)V 帶傳動設(shè)計3)曲柄滑塊傳動設(shè)計4)壓力機機體設(shè)計2、圖紙:1)壓力機裝配圖2)連桿零件圖3)曲軸零件圖4)滑塊零件圖5)帶輪零件圖四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計資料要求 第 2 頁 共 2 頁1、說明書:設(shè)計計算說明書一份2、圖紙:1)壓力機裝配圖2)連桿零件圖3)曲軸零件圖4)滑塊零件圖5)帶輪零件圖五、設(shè)計進度安排(從第 6 周起)序號 時間 周次 設(shè)計任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求1 3 月 31 日4 月 6 日 第 6 周 熟悉設(shè)計任務(wù),借閱設(shè)計資料2 4 月 7 日4 月 13 日 第 7 周 傳動零件設(shè)計計算3 4 月 14 日4 月 20 日 第 8 周 傳動零件設(shè)計計算4 4 月 21 日4 月 27 日 第 9 周 傳動零件結(jié)構(gòu)設(shè)計5 4 月 28 日5 月 4 日 第 10 周 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計6 5 月 5 日5 月 11 日 第 11 周 壓力機操縱機構(gòu)設(shè)計7 5 月 12 日5 月 18 日 第 12 周 繪制裝配圖8 5 月 19 日5 月 25 日 第 13 周 繪制零件圖9 5 月 26 日6 月 1 日 第 14 周 編寫設(shè)計說明書10 6 月 2 日6 月 8 日 第 15 周 檢查修改錯誤11 6 月 9 日6 月 15 日 第 16 周 打印和裝訂12 6 月 16 日6 月 22 日 第 17 周 教師評閱和開始答辯六、主要參考文獻資料1、工具書:機械設(shè)計手冊2、參考資料:1)機械原理 2)機械零件3)壓力機設(shè)計 4)互換性與技術(shù)測量5)機械創(chuàng)新設(shè)計七、簽字欄簽 字 欄姓名 專業(yè) 班級畢業(yè)生 要求設(shè)計工作起止日期指導(dǎo)教師(簽字) 日期教研室主任審查(簽字) 日期教師審核系主任批準(簽字) 日期i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ii3AbstractCrank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and 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 operation , 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 manufacturin4目 錄前 言 .3第一節(jié) 開式曲壓力機的特點和用途 .3第二節(jié) J115 開式曲柄壓力機的基本參數(shù) .3第三節(jié) 開式壓力機設(shè)計的基本要求 .4第一章 電動機的選擇和飛輪設(shè)計 .6第一節(jié) 壓力機電力拖動特點 .6第二節(jié) 電動機的選擇 .6一、選擇電動機的類型 .6二、選擇電動機的功率 .7三、確定電動機的轉(zhuǎn)速 .7四、計算傳動比 .7五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) .8第三節(jié) 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算 .9一、壓力機一次工作循環(huán)所消耗的能量 .9二、飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算 .10三、飛輪尺寸計算 .11四、飛輪輪緣線速度驗算 .13第二章 機械傳動系統(tǒng) .14第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 .14一、傳動系統(tǒng)類型 .14二、傳動系統(tǒng)的布置方式 .14三、離合器和制動器的位置 .15四、傳動級數(shù)和各級傳動比的分配 .15第二節(jié) V 帶傳動設(shè)計 .16第三節(jié) 平鍵連接 .18第三章 曲柄滑塊機構(gòu) .20第一節(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的運動和受力分析 .20一、曲柄滑塊機構(gòu) .20二、曲軸扭矩計算 .21第二節(jié) 曲柄軸的設(shè)計 .22一、曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 .22二、曲柄軸強度設(shè)計計算 .22第三節(jié) 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 .24一、連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) .24二、連桿的計算 .24三、連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強度計算 .25四、調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算 .27五、連桿上的緊固螺栓 .27第四節(jié) 滑動軸承 .27一、滑動軸承的結(jié)構(gòu) .275二、滑動軸承的潤滑及軸瓦結(jié)構(gòu) .28三、滑動軸承的計算 .28第四章 離合器與制動器 .30第一節(jié) 離合器與制動器的作用原理 .30第二節(jié) 離合器的設(shè)計 .31一、離合器的類型、工作特性及其選用原則 .31二、 雙轉(zhuǎn)鍵離合器的結(jié)構(gòu) .32第三節(jié) 制動器的設(shè)計 .34一、制動器的類型、工作特性及其選用原則 .34二、帶式制動器的結(jié)構(gòu) .35第五章 機身設(shè)計 .36第一節(jié) 機身結(jié)構(gòu) .36第二節(jié) 機身計算 .37第六章 過載保護裝置設(shè)計 .40第一節(jié) 剪切破壞式過載保護裝置的結(jié)構(gòu) .40第二節(jié) 剪切塊的設(shè)計計算 .41第七章 潤滑系統(tǒng) .43曲柄壓力機常用潤滑劑 .43一、稀油潤滑 .43二、干油潤滑 .44外文資料 .45中文翻譯 .49結(jié)束語 .52參考文獻 .54
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編號:330282
類型:共享資源
大?。?span id="asea0c2" class="font-tahoma">2.63MB
格式:ZIP
上傳時間:2018-05-27
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壓力機
設(shè)計
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