多速度機械式?jīng)_壓機設計

多速度機械式?jīng)_壓機設計,多速度機械式?jīng)_壓機設計,速度,機械式,沖壓機,設計 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計總 計 ： 畢 業(yè) 論 文 ： 37 頁表 格 ： 6 表插 圖 ： 11 幅 指 導 教 師 ： 何 榮 國評 閱 人 ：完 成 時 間 ： 2016.5.23 I 摘 要壓 力 機 在 汽 車 、 電 子 、 模 具 等 方 面 有 著 很 大 的 使 用 。 在 我 國 近 10多 年 來 ， 汽 車 一直 作 為 國 家 的 支 柱 產(chǎn) 業(yè) ， 所 以 在 汽 車 行 業(yè) 發(fā) 展 的 同 時 ， 壓 力 機 械 在 這 端 時 間 內 有 著 很 大的 進 步 。關 于 可 以 調 節(jié) 速 度 的 壓 力 機 需 求 越 來 越 大 ， 但 在 這 方 面 ， 現(xiàn) 在 國 內 外 更 多 的 是 用 伺服 電 機 實 現(xiàn) 的 ， 但 行 星 齒 輪 機 構 也 是 完 全 可 以 實 現(xiàn) 多 個 速 度 的 調 節(jié) ， 這 種 技 術 已 經(jīng) 廣 泛應 用 于 自 動 擋 汽 車 的 變 速 箱 中 ， 所 以 決 定 設 計 一 個 可 以 應 用 于 壓 力 機 的 行 星 齒 輪 機 構 。本 畢 業(yè) 設 計 實 在 國 內 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 的 基 礎 上 ， 添 加 了 可 以 進 行 多 速 度 控 制 的 行 星 齒 輪 機構 ， 它 通 過 控 制 不 同 齒 輪 的 固 定 與 否 ， 實 現(xiàn) 了 壓 力 機 的 多 速 度 的 調 節(jié) ， 適 應 了 壓 力 機 可以 有 多 種 速 度 的 技 術 要 求 ， 可 以 根 據(jù) 不 同 的 產(chǎn) 品 來 調 整 不 同 的 加 工 速 度 ， 適 用 不 同 的 需要 ， 從 而 提 高 生 產(chǎn) 效 率 。 本 畢 業(yè) 設 計 的 主 要 內 容 ：1.曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計 ， 包 括 曲 軸 的 設 計 ， 可 調 連 桿 的 設 計 ， 滑 塊 的 設 計 。2.行 星 齒 輪 機 構 的 設 計 ， 包 括 多 速 度 輪 系 的 方 案 設 計 ， 齒 輪 設 計 ， 定 位 方 案 設 計 。3.皮 帶 輪 的 設 計 ， 包 括 皮 帶 的 設 計 ， 小 帶 輪 的 設 計 和 大 帶 輪 的 設 計 。通 過 這 次 畢 業(yè) 設 計 ， 完 成 了 以 上 的 設 計 內 容 ， 而 且 將 以 上 各 個 部 件 整 合 到 了 一 起 形成 了 一 個 完 整 的 機 器 。 使 自 己 明 白 了 一 個 真 正 機 器 的 復 雜 程 度 ， 機 械 設 計 的 基 本 設 計 過程 ， 同 時 強 化 鞏 固 加 深 了 自 己 對 輪 系 的 認 識 ， 同 時 也 為 多 速 度 壓 力 機 方 面 增 多 了 一 種 新的 多 速 度 實 現(xiàn) 方 式 。關 鍵 詞 ： 曲 柄 壓 力 機 ； 多 速 度 壓 力 機 ； 行 星 齒 輪 機 構 II ABSTRACTPressmachineiswidelyappliedtoindustrialarea,forexampleautomobile,aviation,electricity,houseappliances,andsoon.Asoneofthesymbolwhichmeasureanation sindustriallevel,isconsideredasthepillarindustryofdomesticeconomybysomemajorindustrialdevelopedcountriesandemergingindustrialcountriesintoday sworld.Itsdevelopmentmainlyleadstothedevelopmentofforgingandstampingtechnologyandequipment.Thegrowthandprogressofforgingandstampingtechnologyarecentredaroundthedevelopmentofautomobileindustry.Basedonthecurrentsituationofdomesticdevelopment,thisgraduationprojectaddedtheplanetarygearmechanismwhichcancarryonmulti-speedcontrol.Bycontrollingwhetherthegearsarefixedornot,itimplementedpressmachine smulti-speedadjustment,and adaptedtothepressmachine sdevelopeddirection.Accordingtothedifferentproducts,itsdifferentprocessingspeedssatisfyingdifferentneeds.Thusitimprovedproductionsefficiency.Themaincontents:1.Thedesignofcrank-slidemechanism.Itincludingthedesignsofcrankaxle,adjustingconnectingrodandslideblock.2.Thedesignofplanetarygearmechanism.Itincludingthedesignsofmulti-speedgearsystem,wheelgear,andlocalizationscheme.3.Thedesignofbeltpulley.Itincludingthedesignofbelt,thesmallpulleyandthebigpulley.Throughthisgraduationproject,Ifinishedtheabovecontents,aswellas,combinedeverysinglepartstoformanintegratedmachine.Ideeplyunderstandthecomplexityofatruemachineandthebasicdesignprocessofamachine.Atthesametime,itreinforcedmy recognitionforgearsystemandprovidedanewmulti-speedpatterninpressmachine.Key Words： crank press, planetary gear mechanism, multi-speed press. I 目 錄摘 要 .IABSTRACT.II1 緒 論 .12 整 體 方 案 的 選 擇 .22.1 根 據(jù) 滑 塊 的 分 類 .22.2 變 速 裝 置 的 選 擇 .23 沖 壓 機 驅 動 力 的 計 算 及 及 電 機 的 選 擇 .33 .1 設 計 要 求 .33 .2 電 機 選 型 .3 3 .3 傳 遞 到 曲 柄 的 功 率 .34 曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計 .44.1 曲 柄 滑 塊 機 構 的 確 定 .44 .2 曲 柄 滑 塊 機 構 各 零 件 的 設 計 .55 傳 動 系 統(tǒng) 的 設 計 .95 .1 傳 動 比 的 分 配 .95 .2 帶 傳 動 的 設 計 .95 .3 行 星 輪 系 的 設 計 .126 軸 的 設 計 .187 工 作 臺 結 構 設 計 .217 .1 整 體 尺 寸 .217 .2 T 型 工 作 臺 .21 8 結 論 .23參 考 文 獻 .24附 錄 1： 外 文 翻 譯 .25附 錄 2： 外 文 原 文 .28致 謝 .33 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 1 - 1 緒 論本 畢 業(yè) 設 計 研 究 的 主 要 是 多 速 度 壓 力 機 ， 隨 著 社 會 的 進 步 和 技 術 的 進 步 ， 關 于 可 以調 節(jié) 速 度 的 壓 力 機 需 求 越 來 越 大 ， 但 在 這 方 面 ， 現(xiàn) 在 國 內 外 更 多 的 是 用 伺 服 電 機 實 現(xiàn) 的 ，但 在 和 指 導 老 師 的 商 量 下 ， 行 星 齒 輪 機 構 也 是 完 全 可 以 實 現(xiàn) 多 個 速 度 的 調 節(jié) ， 這 種 技 術已 經(jīng) 廣 泛 應 用 于 自 動 擋 汽 車 的 變 速 箱 中 ， 所 以 決 定 設 計 一 個 可 以 應 用 于 壓 力 機 的 行 星 齒輪 機 構 。行 星 齒 輪 機 構 的 難 點 主 要 在 于 多 速 度 行 星 齒 輪 整 體 方 案 的 設 計 和 各 個 齒 輪 的 定 位 。本 設 計 主 要 用 分 別 固 定 兩 內 齒 輪 以 此 達 到 傳 動 機 構 的 轉 變 ， 從 而 達 到 速 度 的 變 化 。 在 關于 各 個 齒 輪 的 定 位 更 多 采 用 的 是 與 軸 承 的 配 合 ， 一 方 面 軸 承 起 著 旋 轉 件 和 軸 之 間 的 連接 ， 另 一 方 面 軸 承 承 受 很 小 的 軸 向 力 來 擔 任 定 位 的 作 用 。多 速 度 壓 力 機 可 以 控 制 曲 柄 的 轉 速 去 適 應 生 產(chǎn) 的 需 求 ， 根 據(jù) 不 同 的 產(chǎn) 品 調 節(jié) 不 同 的 旋 轉 速 度 ， 從 而 提 高 了 效 率 。近 二 十 年 來 ， 世 界 各 國 的 鍛 壓 技 術 都 有 了 很 大 的 發(fā) 展 ， 正 從 傳 統(tǒng) 的 機 器 特 征 時 代 轉變 為 信 息 時 代 ， 微 電 子 和 信 息 通 訊 的 進 步 ， 使 得 自 動 測 量 和 自 動 控 制 都 應 用 于 鍛 壓 方 面上 ， 自 動 化 和 機 械 化 的 程 度 越 來 越 高 ， 機 械 行 業(yè) 的 數(shù) 字 化 、 自 動 化 和 智 能 化 發(fā) 展 越 發(fā) 蓬勃 。 高 速 復 合 化 也 是 沖 壓 機 的 一 個 發(fā) 展 方 向 。 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 是 機 械 方 面 永 遠 的 追 求 ，每 個 鍛 壓 工 廠 都 在 向 著 高 速 鍛 壓 機 械 的 方 向 研 究 ， 同 時 在 高 速 發(fā) 展 的 領 域 之 后 ， 減 小 輔助 所 用 時 間 也 是 一 個 提 高 生 成 效 率 的 途 徑 ， 將 多 種 工 序 結 合 ， 一 次 定 位 等 等 都 可 以 使 得輔 助 時 間 的 減 少 ， 個 別 適 合 加 工 情 況 復 雜 、 工 序 較 多 、 加 工 位 置 較 多 的 板 料 加 工 。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 2 - 2 整 體 方 案 的 選 擇2.1 根 據(jù) 滑 塊 的 分 類根 據(jù) 滑 塊 的 驅 動 分 類 ： 機 械 式 和 液 壓 式 。根 據(jù) 滑 塊 的 數(shù) 目 分 類 ： 單 動 式 和 復 動 式 。根 據(jù) 滑 塊 運 動 的 曲 線 、 傳 動 特 點 和 滑 塊 可 以 實 現(xiàn) 的 功 能 等 不 同 ， 一 般 分 為 ： 曲 柄 式壓 力 機 、 無 曲 柄 式 壓 力 機 、 肘 節(jié) 式 壓 力 機 、 摩 擦 式 壓 力 機 、 螺 旋 式 壓 力 機 、 齒 條 式 壓 力機 、 連 桿 式 壓 力 機 、 凸 輪 式 壓 力 機 。根 據(jù) 壓 力 機 外 型 結 構 分 為 ： 開 式 壓 力 機 和 閉 式 壓 力 機 。 開 式 壓 力 機 是 指 正 面 和 左 右兩 側 面 都 可 以 輸 送 原 料 ， 采 用 C型 機 架 的 壓 力 機 ； 閉 式 壓 力 機 是 指 只 能 從 前 后 方 向 送 料 ，采 用 門 框 式 結 構 ， 機 械 剛 度 好 ， 工 作 時 受 振 動 較 小 ， 加 工 精 度 較 高 ， 一 般 200噸 以 上 的 壓 力 機 多 采 用 閉 式 門 框 式 結 構 。考 慮 到 壓 力 機 的 工 作 效 率 和 設 計 經(jīng) 驗 的 缺 失 等 因 素 ， 采 用 曲 柄 單 動 式 開 式 壓 力 機 。2.2 變 速 裝 置 的 選 擇 齒 輪 傳 動 ， 齒 輪 傳 動 主 要 作 用 是 傳 遞 轉 矩 和 轉 向 ， 是 機 械 傳 動 裝 置 中 常 見 的 傳 動方 式 ， 具 有 順 時 傳 動 比 一 定 ， 傳 動 穩(wěn) 定 ， 可 以 承 受 較 大 載 荷 的 優(yōu) 點 。 渦 輪 蝸 桿 傳 動 ， 蝸 輪 蝸 桿 機 構 是 交 錯 軸 斜 齒 圓 柱 齒 輪 機 構 演 變 而 來 的 ， 用 來 傳遞 兩 交 錯 軸 之 間 運 動 ， 通 常 取 其 交 錯 角 為 90 。 優(yōu) 點 為 ， 傳 動 比 較 大 ； 缺 點 時 ， 產(chǎn) 生 的熱 量 較 高 ， 材 料 要 求 較 高 。 行 星 齒 輪 傳 動 ， 是 一 種 可 以 使 能 量 分 流 的 機 構 ， 有 多 個 齒 輪 或 和 其 幾 何 軸 線 繞著 靜 止 旋 轉 中 心 運 動 的 齒 輪 傳 動 ， 行 星 齒 輪 機 構 一 般 有 多 個 行 星 輪 和 太 陽 輪 組 成 ， 具 有小 體 積 大 傳 動 比 的 優(yōu) 點 。 因 為 沖 壓 過 程 的 經(jīng) 常 伴 隨 著 飛 瀉 、 壓 力 機 的 尺 寸 需 求 而 且 沖 壓 機 的 重 型 化 ， 所 以 傳動 系 統(tǒng) 選 擇 行 星 齒 輪 裝 置 。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 3 - 3 沖 壓 機 驅 動 力 的 計 算 及 及 電 機 的 選 擇3 .1 設 計 要 求電 機 功 率 1.5kwP3 .2 電 機 選 型根 據(jù) 機 械 設 計 手 冊 減 （ 變 ） 速 電 機 與 電 器 P17-37表 17-1-28選 用 YH系 列 高 轉 差率 三 相 異 步 電 機 （ 為 Y系 列 IP44派 生 系 列 ， 轉 差 率 高 啟 動 轉 矩 大 ， 啟 動 電 流 小 ， 機 械特 性 軟 ， 能 承 受 沖 擊 載 荷 以 及 反 轉 次 數(shù) 較 多 的 金 屬 加 工 沖 床 ， 如 錘 壓 機 、 沖 擊 機 等 。 ）查 P17-76表 17-1-53， 選 用 YH90L-4電 機 ， 參 數(shù) 如 下 ：w1.5K額 定 功 率 80.0cos 功 率 因 數(shù)min1305r轉 速 A5.5額 定 電 流A3.96電 流 m2.7N額 定 轉 矩60%負 載 特 性 持 續(xù) 率 20.0027Kg m轉 動 慣 量13%轉 差 率 Kg27質 量72%效 率3 .3 傳 遞 到 曲 柄 的 功 率查 機 械 設 計 手 冊 P13-37， 表 3-1-43， 開 口 傳 動 皮 帶 的 效 率 為 100%查 機 械 設 計 手 冊 P14-5-2得 ， 輪 系 的 行 星 齒 輪 傳 遞 部 分 效 率 為 0.987， 常 用 直 尺 圓 柱齒 的 效 率 為 0.97 1.393Kw0.970.970.98711.5 曲 柄P （ 3.1）所 以 ， 傳 遞 到 曲 柄 的 功 率 為 1.393Kw。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 4 - 4 曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計4.1 曲 柄 滑 塊 機 構 的 確 定 設 計 要 求 ：滑 塊 行 程 70mms滑 塊 行 程 次 數(shù) min90/140n 次當 時 30 ， 據(jù) 下 死 點 位 置 5.5mm 計 算 曲 柄 和 連 桿 的 長 度 mmR mmS 3570 （ 4.1） 查 機 械 傳 動 及 曲 柄 壓 力 機 上 冊 P11 2cos141cos1RSB （ 4.2）BS 為 滑 塊 當 前 位 置 據(jù) 下 死 點 的 距 離 5.535x BS （ 4.3）159.0 x （ 4.4）查 機 械 傳 動 及 曲 柄 壓 力 機 上 冊 P12， 表 2-1 2cos141cos1 的 值 ， 得 0.2 ， 計 算 此 時 滑 塊 的 速 度查 機 械 傳 動 及 曲 柄 壓 力 機 上 冊 P13， 2sin2sin105.0 nRVB 2sin2sin105.0 nRV B nin 60sin23.030s350.105 230.150.5350.105n2.31 （ 4.5）smmvn B 324140 時 ，當 smmvn B 20809 時 ，當 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 5 - 根 據(jù) 表 2-3拉 伸 工 藝 的 合 理 速 度 范 圍 ， 鋼 的 最 大 拉 延 速 度 為 409mm/s,所 以 符 合 要 求 。綜 上 所 述 ，曲 柄 R=35mm，連 桿 L=175mm。4 .2 曲 柄 滑 塊 機 構 各 零 件 的 設 計 計 算 曲 柄 尺 寸 表 4.1 曲 柄 經(jīng) 驗 公 式 曲 柄 的 校 核基 于 機 械 傳 動 及 曲 柄 壓 力 機 上 冊 P176， 對 實 際 情 況 進 行 簡 化 : 可 以 簡 化 的 認 為 ， 兩 軸 承 支 撐 曲 柄 臂 內 側 的 r處 ， 所 以 力 也 作 用 于 此 處 。 可 以 認 為 連 桿 的 支 撐 力 平 衡 于 壓 力 機 的 公 稱 壓 力 （ 即 gPPAB ） ， 并 二 分 之 一 于公 稱 壓 力 作 用 在 離 曲 柄 壁 內 側 面 2r處 的 位 置 。 由 于 大 齒 輪 的 半 徑 比 曲 柄 的 半 徑 大 得 多 ， 所 以 齒 輪 的 作 用 力 比 連 桿 的 作 用 力 小 得多 ， 可 以 忽 略 不 計 。 曲 柄 簡 圖 經(jīng) 驗 公 式 采 用 值支 撐 頸 直 徑 0d gPd 1.58-1.380 60支 撐 頸 長 度 0l 00 2.20-1.50 dl 115曲 柄 頸 直 徑 Ad 011.100.1 ddA 62曲 柄 頸 長 度 Al 0A 1.43-1.30 dl 80曲 柄 壁 寬 度 B 039.124.1 dB 77曲 柄 壁 直 徑 D 086.167.1 dD 102 曲 柄 兩 臂 兩 側 面距 離 ql 048.230.2 dlq 138圓 角 半 徑 r 011.008.0 dr 6曲 柄 半 徑 R 00.53-0.40 dR 35 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 6 - A-A截 面 的 彎 矩 為 ： 242242 rlPgrlPM AqgW rllP Aq 84g （ 4.6） 3w 3284 AAqgW d rllPWM 33- 3-4 1061.6 32105.8879.5-13841016 2480.00734331134272 MPa183 （ 4.7）圖 4.1 彎 力 彎 矩 圖查 表 得 45鋼 調 制 處 理 ， 在 重 復 載 荷 的 情 況 下 ， 抗 彎 曲 的 MPa205 ， 材 料 符 合 要 求 。 計 算 連 桿 尺 寸采 用 機 械 傳 動 及 其 曲 柄 壓 力 機 上 冊 P3 圖 1 -4 廣 泛 使 用 的 B-B 連 桿 結 構 ， 這 種 螺 紋 結構 封 是 通 過 調 節(jié) 螺 紋 的 長 短 而 調 節(jié) 封 閉 高 度 的 。 連 桿 分 為 上 下 兩 段 ， 常 將 上 端 稱 為 連 桿 ，下 端 稱 為 調 節(jié) 螺 桿 ， 兩 端 用 螺 紋 鏈 接 ， 調 節(jié) 螺 桿 作 成 圓 球 形 ， 由 圓 球 面 傳 力 。表 4.2 連 桿 經(jīng) 驗 公 式結 構 簡 圖 符 號 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù) 采 用 數(shù) 值 Bd ABP1.79-1.29 620d Bd0.83-0.59 502d Bd）（ 0.94-0.83 383d Bd0.98-0.9 584d 01.82-1.53 d 74H Bd3.25.1 75 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 7 - 校 核 連 桿 的 強 度 MPaSPABy 135108.384 1016 234min （ 4.8）ABP ： 連 桿 上 的 作 用 力minS ： 調 節(jié) 螺 桿 的 最 小 截 面 積 校 核 螺 紋 的 強 度 2221 10 ddnPM ABW 3-4 10241.80-250211.6721016 mN196.2 （ 4.9） 233 10635.0105061 2.196 WMW 361055.10 2.196 9 MPa6.51 （ 4.10）材 料 HT200滿 足 要 求 。 滑 塊A3鋼 板 焊 接 滑 動 軸 承 的 設 計 軸 承 的 平 均 壓 力 MPadBFP 8.5101151060 104 33 4 （ 4.11） 軸 承 的 pv值 100060 dndBFpv 100060 140605.8 smMPa 56.2 （ 4.12） 軸 承 的 v值 smdnv 44.0100060 14060100060 （ 4.13） 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 8 - 查 機 械 設 計 手 冊 單 行 本 軸 承 P7-9,表 7-1-5滑 動 軸 承 的 材 料 性 能 選 用 鋁 青 銅（ 30bPZCu ） 。 smMPapv smv MPaP 60815結 構 選 為 對 開 式 四 螺 柱 正 滑 動 軸 承 。4 .3 整 體 方 案 圖 4.2 曲 柄 滑 塊 的 實 物 圖滑 塊 下 端 模 柄 孔 位 置 時 兩 體 的 ， 需 要 用 時 ， 將 右 下 角 的 模 柄 塊 拆 開 ， 將 模 柄 放 進 ，然 后 將 兩 緊 固 螺 栓 安 裝 好 ， 最 后 安 裝 緊 定 螺 栓 。此 壓 力 機 依 靠 調 節(jié) 螺 桿 的 螺 紋 來 達 到 調 節(jié) 封 閉 高 度 的 要 求 ， 用 時 ， 將 緊 定 螺 栓 放 松 ，調 節(jié) 連 桿 高 度 ， 然 后 在 將 緊 定 螺 栓 固 定 。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 9 - 5 傳 動 系 統(tǒng) 的 設 計5 .1 傳 動 比 的 分 配電 機 的 轉 速 為 1 3 0 5 r/min當 n=140 次 /min時 ， 32.91401305 i （ 5.1）當 n=90 次 /min時 ， 5.14901305 i （ 5.2）傳 動 鏈 中 加 入 皮 帶 傳 動 ， 不 僅 可 以 減 輕 傳 動 比 分 配 時 的 壓 力 ， 而 且 可 以 利 用 皮 帶 的特 性 從 而 防 止 機 器 的 過 載 。 皮 帶 的 最 大 傳 動 比 5max i將 皮 帶 的 傳 動 比 4.5皮 帶i輪 系 的 傳 動 比 3.22或 者輪 系 i 。5 .2 帶 傳 動 的 設 計 確 定 計 算 功 率 aCP由 機 械 設 計 書 中 表 8-8查 得 工 作 情 況 系 數(shù) 1.1AK ,所 以kwPKP ACa 1.25.14.1 （ 5.3） 選 擇 帶 型根 據(jù) 圖 8-11， 選 取 普 通 V型 帶 專 供 Z型 （ mmdd 100-801 ） 確 定 帶 輪 的 基 準 直 徑 1dd 并 驗 算 帶 速根 據(jù) 表 8-7， Z型 槽 mmd 50min 根 據(jù) 表 8-9， Z型 槽 mmdd 801 smndv d 47.5100060 130580100060 11 （ 5.4）滿 足 smv 255 mmidd dd 360805.412 （ 5.5） 確 定 V帶 的 中 心 距 a和 基 準 長 度 dL根 據(jù) 公 式 8-9， 21021 20.7 dddd ddadd ， 初 步 計 算 選 取 mma 4000 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 10 - 0 2122100 422 addddaL ddddd 500421033024002 2 mm1530 （ 5.6）由 表 8-2選 帶 mmLd 1540 mmllaa dd 4052153015404002 00 （ 5.7） 驗 算 小 帶 輪 上 的 包 角 add dd 3.57-180 121 40557.3280-180 140.38 （ 5.8） 計 算 帶 的 根 數(shù)由 min/130580 11 次和 nmmdd ， 查 表 8-4得 ， KwP 32.00 根 據(jù) min/13051 次n 、 5.4i 和 Z型 帶 ， 查 表 8-5得 ， 0.03kw0 P查 表 8-6得 ， 0.89K 表 8-2得 ， 54.1lK 48.054.189.003.032.000 lr KKPPP （ 5.9）3.448.0 1.2a rCPPZ （ 5.10）所 以 ， Z=5 計 算 單 根 皮 帶 的 初 拉 力 NqvZvK PKF Ca 8.3479.133-25500 20 （ 5.11） 計 算 軸 拉 力 NZFFP 3292140sin35522sin2 0 （ 5.12） 總 結選 用 5根 Z型 帶 ， 帶 基 準 長 度 為 1540mm。 帶 輪 基 準 直 徑 為 mmdd 081 ，mmdd 3602 ， 中 心 距 控 制 在 371.9mm到 471.2mm之 間 ， 單 帶 初 拉 力 為 37.8N。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 11 - 帶 輪 的 設 計 表 5.1 Z 型 帶 的 尺 寸 表 5.2 帶 輪 的 尺 寸 計 算 mmfeB 627212424 mmd 402021 mml 82 mmdd 80 mmhdd ada 8422802 mmBB 62 mmdd 4011 mmdl 402022 mmdd dd 360805.45.4 mmhdd ada 364223602 mmBC 31625151 槽型 db minah minfh e minf ddZ 8.5 2.00 7.0 0.312 7 80 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 12 - 5 .3 行 星 輪 系 的 設 計 方 案 設 計 圖 5.1 行 星 齒 輪 的 整 體 傳 動 方 案 傳 動 比 的 計 算固 定 S之 后 圖 5.2 固 定 S之 后 輪 系 的 傳 動 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 13 - 41 4645 5664 1321 3263 61 ww ZZZZ ZZww ww ZZZZ ZZww ww HH （ 5.12） 61431 3164431 61431 4 641 ZZZZZ ZZZZZZZ ZZZZZ Z ZZwwH （ 5.13）固 定 P之 后 圖 5.3 固 定 P之 后 輪 系 的 傳 動4654 6564 ZZZZ ZZww ww HH （ 5.14）4644 1 ZZwww ww HHH （ 5.15）464 1 ZZwwH （ 5.16）461 1 ZZwwH （ 5.17） 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 14 - 定 固 定 S之 后 的 傳 動 比 為 2固 定 P之 后 的 傳 動 比 為 3.2 2.3 246 61431 3164ZZ ZZZZZ ZZZZ （ 5.18） 301 Z ， 302 Z , 9063 ZZ , 404 Z , 255 Z 08.27500156009030409030 903090401 i （ 5.19）25.3409012 i （ 5.20） 同 心 條 件 321 302302 ZZZ （ 5.21）654 252402 ZZZ （ 5.22）所 以 滿 足 同 心 條 件 。 鄰 接 條 件 *221 2180sin ahZkZZ 3296.51 322360 123060sin60 （ 5.23） *554 2180sin ahZkZZ 2756.3 272356 122560sin2540 （ 5.24）所 以 滿 足 鄰 接 條 件 。 齒 輪 設 計查 機 械 設 計 手 冊 單 行 本 ,機 械 傳 動 P14-460,表 14-5-13.常 用 行 星 齒 輪 傳 動 變 位 方 式 及變 位 系 數(shù) 的 選 擇 .。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 15 - 表 5.1 常 用 行 星 齒 輪 傳 動 變 位 方 式 及 變 位 系 數(shù) 的 選 擇4BAXi 角 變 位（ 更 為 廣泛 ） 各 齒 輪 齒 數(shù) 不 變 ， 即 CBCA ZZZZ 變 位 系 數(shù) 之 間 的 關 系 ACB XXX 2變 位 系 數(shù) 大 小 影 響 內 齒 輪 彎 曲 強 度 ， 所 以 以 齒 數(shù) 不 產(chǎn) 生 根切 為 準 .總 位 系 數(shù) 不 能 過 大 ,通 常 的 嚙 合 角 為 22 CBAC 。對 于 直 齒 輪 的 機 械 傳 動 ,當 CA ZZ 時 ,一 般 取 5.0 CA XX齒 形 角 （ 壓 力 角 ）機 械 設 計 手 冊 P14-463漸 開 線 行 星 齒 輪 傳 動 中 ， 為 便 于 采 用 標 準 刀 具 ， 通 常 采 用25 （ 5.24）由 于 傳 動 方 式 為 硬 齒 面 ， 所 以 由 齒 根 彎 曲 疲 勞 強 度 計 算 3 2112 FSaFadF YYZ YTKm （ 5.25）小 齒 輪 （ 行 星 輪 和 中 心 小 太 陽 輪 ） 材 料 ： 合 金 鋼 調 質 ， 齒 面 的 硬 度 為 310HBS;內 齒 輪 材 料 ： 45號 鋼 調 質 +表 面 淬 火 ， 齒 面 的 硬 度 為 250HBS. FFVAF KKKKK 查 機 械 設 計 教 材 P192， 表 10-2得 75.1AKP194,圖 10-8得 2.1VKP200,圖 10-17得 0.3FKP197,圖 10-13， mmchh a 25.22 * ， 2.1FK FFVAF KKKKK 56.7 2.11.32.175.1 （ 5.26) 75.025.0 Y 2tantantantan 2211 ZZ 0.70763 220tan22tan7120tan22tan40 (5.27)1.310.7076375.025.0 Y (5.28) 查 機 械 設 計 P200圖 10-17， 3.42.15 21 FaFa YY ； 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 16 - 查 機 械 設 計 P201圖 10-18， 1.831.84 21 SaSa YY ；查 機 械 設 計 P208圖 10-22， 0.8885.0 21 FNFN KK ；查 機 械 設 計 P210圖 10-24， 400;700 2lim1lim FF 425MPa1.470085.01lim11 SK FFNF （ 5.29） 251MPa1.440088.0lim222 SK FFNF （ 5.30） 930.0425 84.115.21 11a F saFY （ 5.31） 0.0249251 38.13.42 2a2 F saFY （ 5.32） 查 機 械 設 計 P210圖 10-24， 合 金 鋼 的 MPa mF 700li 3 2112 FSaFadF YYZ YTKm 1.8 4251.842.15251 1.31101207.5623 2 3 (5.33)2m 校 核 齒 輪 強 度 75.1AK Nd TFt 298580 4.119200020001 1 (5.34)1 d mmdb d 808011 (5.35)1003.6580 75.12985t bFKA (5.36)1.2 HK 5.4225.22 * mchh a (5.37)88.85.440b h (5.38)根 據(jù) 機 械 設 計 P196表 10-4， 1.323HK 33.3323.12.12.175.1 HHVAH KKKKK (5.39) 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 17 - 01.03030121 21 ZZ XX (5.40)查 機 械 設 計 P203表 10-20， 2.32EZ 048.137076.0434 Z (5.41) 3 311 12 ZZZuudTK EHd HH MPa3438175 048.19.18832.26.1 16.1251 1012033.3233 3 3 (5.42) 查 機 械 設 計 P211表 20-25， MPaMPa HH 700680 21 ；材 料 的 疲 勞 強 度 符 合 要 求 。 最 終 結 論 mmZD mmZD mmZDD mmZD ZD 50252m 80402m 180902m 60302m 60302m 55 44 363 22 11 （ 5.43)mmdb d 505 （ 5.45) mmdda mmdda 65)5080(2121 60)6060(2121 542 211 (5.46) 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 18 - 6 軸 的 設 計 軸 的 最 小 軸 徑根 據(jù) 機 械 設 計 P366， 公 式 15-3 30 nPAd 查 機 械 設 計 P366表 15-3， 得 45鋼 得 103-126;45-25 0 AMPa mmd 192905.11103min （ 6.1） 軸 的 強 度 校 核 NF NdT NT r 2763639.075020tanF 75010803022F m309031.59550t 3t 水 平 面 彎 矩 分 析 NF NFF FF FFFt tt18255001325 60781 211 21 （ 6.2）mNM 301060500 -31 （ 6.3）圖 6.1 水 平 面 載 荷 分 布 圖 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 19 - 豎 直 面 彎 矩 分 析 NF NFF FF FFFr r723382241 18760211 2r1 （ 6.4）mNM 231060382 -32 （ 6.5）圖 6.2 豎 直 方 向 載 荷 分 析 圖 2221 MMM mN 38.4 2330 22 (6.6)WM a84 32102038.43238.4 333MPd (6.7)圖 6.3 總 彎 矩 圖 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 20 - MPadWTT 33161020531653 33 (6.10)圖 6.4 彎 矩 圖 22 4 ca MPa53 330.3448 22 (6.11)查 機 械 設 計 P358表 15-1， 得 MPa601- ， 所 以 材 料 滿 足 需 求 。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 21 - 7 工 作 臺 結 構 設 計7 .1 整 體 尺 寸參 考 J23系 列 開 式 壓 力 機 參 數(shù)工 作 臺 尺 寸 為 左 右 ： 450mm前 后 ： 300mm7 .2 T 型 工 作 臺 材 料 ： HT2 0 0 尺 寸 ： 根 據(jù) GB/T1 5 8 -1 9 9 6 ， T 型 槽 間 距槽 寬 A 為 1 0 mm， 間 距 P 為 5 0 mm 圖 7.1 T 型 槽 間 距根 據(jù) GB/T158-1996， T型 槽 尺 寸 圖 7.2 T 型 工 作 臺 各 個 尺 寸 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 22 - 槽 寬 A為 10mm，所 以 ， 定 工 作 臺 的 校 核 300109-3003245032 S 22-103.3 2700-60000 30009-200300 m MPaSPAB 85.4103.3 1016 24 查 機 械 設 計 手 冊 ， 常 用 工 程 材 料 單 行 本 P3-74表 7.1 HT200 的 許 用 應 力壁 厚 /mm MPa/ HT200 2.5-10 22010-20 19520-30 17030-50 160當 壁 厚 h=10時 ， ， 強 度 滿 足 要 求 。 mmH mmCB 218 mm18maxmaxmax mmG mmF mmE mmH mmC mmB 16.0117716maxmaxmaxminminmin mmH mmC mmBA 2081810mm mmP mmG mmFE 501 6.01mm 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 23 - 8 結 論這 次 設 計 的 主 要 內 容 是 ： 曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計 、 多 速 度 輪 系 的 設 計 以 及 曲 柄 壓 力 機上 的 其 它 輔 助 部 件 。 其 中 多 速 度 輪 系 設 計 是 設 計 中 的 重 中 之 重 ， 國 內 行 業(yè) 中 壓 力 機 多 速度 大 多 是 靠 伺 服 電 機 實 現(xiàn) 的 ， 擴 寬 了 多 速 度 實 現(xiàn) 的 渠 道 。這 次 畢 業(yè) 設 計 的 工 作 主 要 包 括 ： 電 機 的 選 型 ； 曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計 包 括 ， 曲 柄 的 長度 、 滑 塊 的 長 度 、 曲 軸 各 個 尺 寸 的 設 計 和 校 核 、 可 調 連 桿 的 結 構 設 計 、 滑 塊 尺 寸 的 設 計 ；多 速 度 輪 系 的 設 計 ： 包 括 可 調 速 度 輪 系 方 案 的 設 計 、 齒 輪 的 設 計 、 定 位 方 案 的 設 計 、 軸承 的 設 計 、 減 速 器 箱 體 和 其 它 輔 助 零 件 的 設 計 ； 帶 傳 動 的 設 計 ： 包 括 皮 帶 種 類 的 選 型 、皮 帶 長 度 的 設 計 、 皮 帶 帶 數(shù) 的 設 計 大 皮 帶 的 設 計 、 小 帶 輪 的 設 計 。 讓 自 己 再 一 次 感 覺 到了 標 準 的 重 要 性 ， 不 僅 便 于 行 業(yè) 之 間 的 相 互 交 流 ， 同 時 還 為 設 計 提 供 了 便 利 。經(jīng) 過 為 期 一 學 期 的 畢 業(yè) 設 計 ， 讓 自 己 體 會 到 了 理 論 和 實 踐 的 差 距 和 自 己 設 計 經(jīng) 驗 的 缺 失 ， 在 以 后 的 工 作 中 應 該 注 意 積 累 這 方 面 的 東 西 ， 同 時 這 次 畢 業(yè) 設 計 也 使 自 己 收 獲 良多 ， 從 一 個 連 對 壓 力 機 都 誤 解 成 沖 壓 模 具 的 學 生 逐 漸 學 習 ， 思 路 變 的 清 晰 ， 慢 慢 的 成 長為 一 個 能 夠 自 己 設 計 壓 力 機 中 的 各 個 部 件 。 不 僅 在 設 計 中 鍛 煉 了 自 身 的 設 計 能 力 ， 增 加了 設 計 經(jīng) 驗 ， 在 設 計 過 程 中 往 往 更 需 要 克 服 焦 慮 和 煩 惱 ， 所 以 在 這 次 畢 業(yè) 設 計 中 ， 也 磨練 的 自 己 的 心 態(tài) 。 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 - 24 - 參 考 文 獻1 濮 良 貴 ,紀 名 剛 .機 械 設 計 M.北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2012.2 劉 鴻 文 .材 料 力 學 IM.北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2011.3 毛 平 淮 .互 換 性 與 測 量 技 術 基 礎 M.北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2010.4 孫 桓 ,陳 作 模 ,葛 文 杰 .機 械 原 理 M.北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2013.5 成 大 先 .機 械 設 計 手 冊 M.北 京 ： 化 學 工 業(yè) 出 版 社 ， 2010.6 楊 莉 ,趙 乾 勝 ,秦 泗 吉 ,楊 里 明 . 偏 置 結 構 曲 柄 連 桿 滑 塊 機 構 壓 力 機 設 計 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技術 ,2017,(01):28-31.7 錢 禎 業(yè) ,孟 微 ,李 立 峰 . 開 式 壓 力 機 曲 軸 的 優(yōu) 化 設 計 J. 金 屬 加 工 (熱 加 工 ),2016,(09):68-71.8 周 勝 德 ,劉 瑩 ,曲 慧 敏 . 壓 力 機 桿 系 尺 寸 誤 差 對 滑 塊 位 置 精 度 的 影 響 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技術 ,2015,(06):17-19. 9 鄭 艷 萍 . 壓 力 機 傳 動 機 構 可 靠 性 分 析 與 設 計 D.西 華 大 學 ,2015.10 盛 娟 ,吳 強 ,馮 全 保 . 曲 柄 壓 力 機 齒 輪 材 料 的 選 用 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技術 ,2015,(01):48-50.11 夏 琴 香 ,尚 慧 慧 ,徐 海 濤 ,李 振 石 . 開 式 機 械 壓 力 機 機 身 校 核 與 優(yōu) 化 模 塊 的 開 發(fā) J. 鍛 壓 技術 ,2015,(02):148-153.12 胡 偉 偉 . 機 械 壓 力 機 參 數(shù) 化 設 計 的 研 究 D.南 京 理 工 大 學 ,2009.13 錢 禎 業(yè) ,孟 微 ,李 立 峰 . 開 式 壓 力 機 曲 軸 的 優(yōu) 化 設 計 J. 金 屬 加 工 (熱 加工 ),2016,(09):68-71.14 周 勝 德 ,劉 瑩 ,曲 慧 敏 . 壓 力 機 桿 系 尺 寸 誤 差 對 滑 塊 位 置 精 度 的 影 響 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技術 ,2015,(06):17-19.15 鄭 艷 萍 . 壓 力 機 傳 動 機 構 可 靠 性 分 析 與 設 計 D.西 華 大 學 ,2015.16 盛 娟 ,吳 強 ,馮 全 保 . 曲 柄 壓 力 機 齒 輪 材 料 的 選 用 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技 術 ,2015,(01):48-50.17 韓 長 偉 . 機 械 壓 力 機 主 傳 動 結 構 設 計 分 析 J. 一 重 技 術 ,2012,(01):24-28.18 葉 新 . 機 械 壓 力 機 參 數(shù) 化 設 計 的 研 究 J. 中 國 新 技 術 新 產(chǎn) 品 ,2010,(13):155-156.19 謝 峰 ,沈 維 蕾 ,林 巨 廣 . C型 壓 力 機 機 身 的 輕 量 化 設 計 J. 工 程 圖 學 學 報 ,2010,(01):13-19.20 胡 偉 偉 . 機 械 壓 力 機 參 數(shù) 化 設 計 的 研 究 D.南 京 理 工 大 學 ,2009.21 張 祖 芳 ,仲 太 生 ,許 超 . 開 式 壓 力 機 機 身 輕 量 化 設 計 研 究 J. 鍛 壓 裝 備 與 制 造 技術 ,2003,(03):26-28.22 趙 希 祿 ,聶 紹 珉 ,馬 克 ,宋 司 兵 . 機 械 壓 力 機 的 結 構 優(yōu) 化 設 計 J. 重 型 機 械 ,1993,(02):38-41.23 余 心 宏 ,田 林 海 ,董 秋 月 . 開 式 曲 柄 壓 力 機 機 身 優(yōu) 化 設 計 J. 重 型 機 械 ,1993,(02):44-47+56. 附 錄 1： 外 文 翻 譯 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 分 析廣 義 杠 桿 是 描 述 齒 輪 系 統(tǒng) 的 一 種 新 方 法 ， 它 將 齒 輪 系 統(tǒng) 的 傳 統(tǒng) 杠 桿 概 念 延 伸 至 比 率為 負 一 的 杠 桿 。 這 個 允 許 一 個 杠 桿 節(jié) 點 的 詳 細 排 列 ， 因 此 導 致 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 所 有 拓 撲排 列 。 因 此 ， 我 們 可 以 了 解 多 部 件 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 一 個 緊 湊 關 系 ， 否 則 我 們 將 會 在 逐 項的 基 礎 上 解 決 問 題 。 DMOI:10.1115/1.4001092引 言分 析 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 任 務 包 括 概 念 化 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 構 造 、 齒 輪 部 件 間 的 固 定 連接 、 離 合 連 接 、 和 實 現(xiàn) 理 想 輸 入 輸 出 比 的 輸 入 輸 出 連 接 。 多 年 來 ， 這 個 問 題 已 經(jīng) 引 起 了這 種 研 究 人 員 的 廣 泛 興 趣 。 例 如 ， Mathis和 Redmond報 告 了 一 種 允 許 在 計 算 機 上 自 動計 算 的 正 式 系 統(tǒng) 方 法 1。 它 是 基 于 代 數(shù) 約 束 方 程 ， 并 已 應 用 于 給 定 期 望 速 比 的 二 行 星 的 齒 輪 系 。 Tanaka2提 出 了 一 個 新 的 方 法 ,使 用 一 個 類 似 于 有 限 元 分 析 的 一 個 自 動 分 析 速度 、 扭 矩 、 效 率 和 等 效 慣 性 的 FEM分 析 。 Salgado和 Castillo3描 述 了 一 種 使 用 基 本 電路 及 其 分 組 的 概 念 來 檢 測 行 星 齒 輪 系 中 的 退 化 結 構 的 方 法 。 HsuandHsu4建 議 使 用 非循 環(huán) 圖 來 合 成 具 有 任 何 數(shù) 量 的 鏈 接 的 齒 輪 運 動 鏈 的 運 動 結 構 。 首 先 ， 他 們 提 出 了 一 種 用于 計 算 n頂 點 圖 的 系 統(tǒng) 方 法 。 然 后 使 用 這 種 方 法 合 成 具 有 n個 鏈 接 的 一 個 自 由 度 齒 輪 傳動 運 動 鏈 的 圖 表 的 目 錄 。 Tsai5使 用 隨 機 數(shù) 技 術 來 計 算 連 鎖 特 征 多 項 式 的 值 以 識 別 同 構圖 。 他 將 該 技 術 應 用 于 具 有 多 達 六 個 鏈 路 的 一 自 由 度 行 星 齒 輪 系 的 拓 撲 合 成 。 KimandKwak6提 出 了 一 種 借 助 圖 枚 舉 理 論 選 擇 非 同 構 圖 的 方 法 。 從 頂 點 排 列 的 對 稱 群 組 誘 導的 邊 緣 排 列 被 用 作 映 射 函 數(shù) 以 識 別 非 同 構 圖 。 RavisankarandMruthyunjaya7提 出 了 一 種用 于 齒 輪 運 動 鏈 的 結 構 合 成 的 完 全 計 算 機 化 的 方 法 ， 其 基 于 通 過 它 們 的 圖 形 和 頂 點 概 率矩 陣 表 示 這 些 鏈 。 還 有 許 多 關 于 用 于 工 業(yè) 應 用 的 齒 輪 使 用 的 學 術 著 作 。 Staicu8開 發(fā) 了涉 及 機 器 人 的 Bendix手 腕 行 星 錐 齒 輪 系 的 運 動 學 和 動 力 學 遞 歸 矩 陣 關 系 。 Hsieh等 人 9 討 論 了 行 星 齒 輪 系 在 光 纖 拋 光 機 械 操 作 中 的 應 用 。 Ping10使 用 圖 形 理 論 創(chuàng) 造 了 一 個 在行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 中 的 計 算 機 輔 助 系 統(tǒng) 。 Yang等 人 11描 述 了 優(yōu) 化 設 計 具 有 優(yōu) 于 常 規(guī) 行 星 齒輪 系 的 閉 合 衛(wèi) 星 齒 輪 系 的 過 程 。 InalpolatandKahraman12提 出 在 自 動 轉 化 領 域 內 的 一個 廣 義 上 的 多 行 星 齒 輪 機 構 靜 態(tài) 模 型 。 綜 述 上 面 的 步 驟 ， 問 題 是 行 星 齒 輪 機 構 的 算 數(shù) 表達 。 這 個 表 達 工 作 擴 展 了 行 星 齒 輪 機 構 的 杠 桿 表 示 法 ， 使 之 可 以 高 效 的 表 示 多 族 類 的 行星 齒 輪 系 統(tǒng) 。一 個 杠 桿 的 概 念行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 主 要 任 務 是 圖 一 的 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 的 建 模 。 它 是 由 太 陽 輪 ， 外 齒 輪 和行 星 輪 （ 一 般 是 被 約 束 的 ） 組 成 的 。 行 星 齒 輪 是 被