噸壓力機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc

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1、鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目 鄭州雨辰學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 60噸壓力機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱： 講師 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 1334095854 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 答辯日期： 20 年06月18日 20 年06月14日

2、 鄭州雨辰學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）60噸壓力機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 壓力機(jī)是一種結(jié)構(gòu)精巧的通用性壓力機(jī)，具有用途廣泛，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，壓力機(jī)可廣泛應(yīng)用于切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝，通過(guò)對(duì)金屬坯件施加壓力使金屬發(fā)生塑性變形來(lái)加工成零件。本文設(shè)計(jì)的壓力機(jī)主要應(yīng)用于中小型企業(yè)，用于完成簡(jiǎn)單的沖壓工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。本文參考JH31-63機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)，需要請(qǐng)咨詢學(xué)號(hào)數(shù)字企鵝設(shè)計(jì)了60噸壓力機(jī)。該壓力機(jī)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成沖壓工作。本文通過(guò)對(duì)壓力機(jī)的控制要求和工況分析，決定采用了齒輪的二級(jí)減速傳動(dòng)，運(yùn)用傳統(tǒng)理論方法對(duì)壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)

3、算、強(qiáng)度校核，確定了傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并且繪制了傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖，給出了傳動(dòng)系統(tǒng)的工作說(shuō)明書(shū)，并對(duì)其進(jìn)行了可行性分析，最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出整個(gè)設(shè)計(jì)切實(shí)可行。 關(guān)鍵詞：壓力機(jī)　傳動(dòng)系統(tǒng)　執(zhí)行機(jī)構(gòu)　帶傳動(dòng)　齒輪傳動(dòng) Abstract Exquisite general press, press is a kind of structure has a wide range of USES, production efficiency is high, the press can be widel

4、y used in cutting, punching, blanking, bending, riveting and forming process, through to put pressure on the metal ware metal plastic deformation occurred to processed into zero.In this paper, design of the pressing machine is mainly used in small and medium enterprises, to complete a simple punchin

5、g, has simple structure, convenient operation, high production efficiency, etc.In this paper, the design of the reference JH31-63 mechanical press, 60 tons of press is designed.The press adopts the slider-crank mechanism as the executing agency to complete the punching.In this paper, by analyzing th

6、e control requirements and working condition of the press, decided to adopt the double reduction gear transmission, on the basis of the theory of traditional method to press the transmission system design, calculation, strength check, make sure the design of the drive system, and draw the transmissi

7、on system principle diagram, drive system is given the job description, and carries on the feasibility analysis, finally, the whole design system analysis, it is concluded that the whole design is feasible. Key words: Press　Transmission system　Actuator　Tape drive　Gear transmission

8、 目錄 1 緒論 1 2 使用分析與方案的確定 3 2.1 壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù) 3 2.2 使用分析 3 2.3 方案確定 3 3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 6 3.2 電動(dòng)機(jī)的選型 8 4 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 4.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 4.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 9 4.1.2 V帶輪的設(shè)計(jì) 10 4.2 齒輪傳動(dòng)和齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4.2.1 齒輪傳動(dòng)計(jì)算和校核 12 4.2.2 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4.3 軸的計(jì)算及校核 16 4.3.1 后軸的計(jì)算及校核 16 4.3.2 曲軸的計(jì)算

9、及校核 22 5 潤(rùn)滑方式的選擇 26 結(jié) 論 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附錄 30 附錄A 壓力機(jī)裝配圖 30 附錄B 齒輪 30 附錄C 直軸 30 附錄D 曲軸 30 14 1 緒論 壓力機(jī)在國(guó)防工業(yè)和民用工業(yè)中占有極其重要的地位。壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門(mén)，伴隨著工業(yè)的發(fā)展，壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來(lái)越多，質(zhì)量要求越來(lái)越高，能力越來(lái)越大，它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來(lái)越顯著，因此對(duì)壓力機(jī)的精度和生產(chǎn)率等各方面的要求也就越來(lái)越高[1]。 我國(guó)壓力機(jī)在十幾年里不斷進(jìn)行技術(shù)改造和擴(kuò)建，生產(chǎn)大

10、大提高。設(shè)計(jì)科研隊(duì)伍日益擴(kuò)大，以往的產(chǎn)品亦不斷進(jìn)行更新?lián)Q代。進(jìn)入21世紀(jì)，在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對(duì)這一形勢(shì)，我國(guó)的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)鍛壓機(jī)床行業(yè)經(jīng)過(guò)技術(shù)引進(jìn)、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運(yùn)作，快速地提升了我國(guó)沖壓設(shè)備整體水平。近年設(shè)計(jì)制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標(biāo)已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，在適用性方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步[2]。由于壓力機(jī)能夠用于彎曲、拉深、脹形、擴(kuò)口、縮口、旋壓、壓印、整形、翻邊等成形工序，所以壓力機(jī)的發(fā)展,已經(jīng)影響到市場(chǎng)需求,它的意義已經(jīng)越來(lái)越重大?，F(xiàn)代制造技術(shù)

11、的發(fā)展要求壓力機(jī)不僅能夠高速度、高精度、大負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且應(yīng)具有更大的柔性，能迅速、方便的改變輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但傳統(tǒng)的機(jī)械式壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性單一、工藝適用性差。壓力機(jī)主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在控制系統(tǒng)更加自動(dòng)化和智能化，操作方式更加靈活方便，能實(shí)現(xiàn)多種工藝參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。卸料設(shè)備組成縱列串行沖壓生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)等．從而更能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)節(jié)拍的要求。在機(jī)械傳動(dòng)方面主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展．CAD／CAE 技術(shù)、有限元分析、3D設(shè)計(jì)和多連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)等新技術(shù)被廣泛應(yīng)用在壓力機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，大大提高了壓力機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)的效率?？刂葡到y(tǒng)隨著自動(dòng)控制技術(shù)和智能傳感技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械壓力機(jī)的控

12、制系統(tǒng)也更加自動(dòng)化和智能化。目前機(jī)械壓力機(jī)的主電機(jī)主要采用直流電機(jī)和交流電機(jī)兩種形式。對(duì)拉深壓力機(jī)，由于其速度變化要求高，以往多需要請(qǐng)咨詢學(xué)號(hào)數(shù)字企鵝采用調(diào)速性能較好的直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)方式。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速的性能也越來(lái)越接近直流調(diào)速的性能。 國(guó)外壓力機(jī)近幾十年來(lái)主要以批量生產(chǎn)在板沖和模鍛中廣泛使用，專門(mén)化程度越來(lái)越高，朝著高速度、高精度、自動(dòng)化方向發(fā)展，普遍采用CNC控制。但近幾年，多品種少量生產(chǎn)勢(shì)頭在國(guó)外越益強(qiáng)勁，要滿足其經(jīng)濟(jì)上的合理性，就要求生產(chǎn)具有更高的柔性，工藝設(shè)備具有更大的通用性。在這種背景下，國(guó)外壓力機(jī)設(shè)計(jì)、制造者們，在傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)上經(jīng)反復(fù)各種嘗試，終于設(shè)

13、計(jì)制造出一些具有新創(chuàng)見(jiàn)的壓力機(jī)面市。這些壓力機(jī)，在結(jié)構(gòu)上各有其獨(dú)到之處，可適應(yīng)多變的工藝過(guò)程，通用性大，具有更高的柔性。其中機(jī)械驅(qū)動(dòng)源的液壓化，兼容機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)雙方優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了未來(lái)壓力機(jī)的突出特征[3]。 2 使用分析與方案的確定 2.1 壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù) 本文主要針對(duì)壓力機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)：滑塊行程：120mm，工程壓力：60噸，行程次數(shù)：50次/分，沖壓厚度：d=8mm。需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.2 使用分析 在機(jī)器進(jìn)行設(shè)計(jì)初期，就應(yīng)該對(duì)機(jī)器將要進(jìn)行的工作進(jìn)行使用分析。其中最主要的

14、是機(jī)器的使用功能的要求，其次是機(jī)器在設(shè)計(jì)、制造及日后的使用過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)人力和物力的要求。下面對(duì)這些要求進(jìn)行一些分析。 (1)使用功能的要求：機(jī)器應(yīng)具有設(shè)計(jì)里預(yù)計(jì)的功能，就是要正確選擇機(jī)器的工作原理，正確的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)以及合理的配置、必要的輔助系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 (2)經(jīng)濟(jì)性的要求：機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性貫穿于整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、使用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)要綜合的進(jìn)行考慮，設(shè)計(jì)成本應(yīng)該盡可能的低，同時(shí)機(jī)器在使用過(guò)程中應(yīng)該有高的生產(chǎn)率、高效率，較少的能源損耗，原材料和輔助材料以及低的管理和維修費(fèi)用等[4]。以下幾點(diǎn)可提高壓力機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)： ①最大限度的采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零件、

15、零部件機(jī)構(gòu)，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)及尺寸。 ②采用AUTOCAD技術(shù)可以加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各項(xiàng)成本。 ③機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性受材料、結(jié)構(gòu)、工藝和技術(shù)影響，所以要盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)，新的工藝、結(jié)構(gòu)和材料。 ④力求完善結(jié)構(gòu)的工藝性,使原材料用量少、易加工、零件易裝配。 ⑤設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的合理化。 提高壓力機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有: ①合理提高機(jī)器的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以提高機(jī)器生產(chǎn)率及產(chǎn)品的質(zhì)量。 ②選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)，盡可能減少傳動(dòng)的中間環(huán)節(jié)，降低能源消耗和生產(chǎn)成本。 ③采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)及潤(rùn)滑措施，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。 (3)其他要求：一部機(jī)器除應(yīng)具有上述的幾點(diǎn)要求

16、外，還應(yīng)有一些其他的要求，如勞動(dòng)保護(hù)的要求。對(duì)于在不同工作環(huán)境工作的機(jī)器還有一些為該機(jī)器所特有的要求。雖然這些要求經(jīng)常被忽略，但也非常重要，在日常生活中也起著很大的作用。 2.3 方案確定 (1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案確定 方案一：采用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 用曲柄和滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的平面連桿機(jī)構(gòu)，也稱曲柄連桿機(jī)構(gòu)如圖2.3-1。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中與機(jī)架構(gòu)成移動(dòng)副的構(gòu)件為滑塊，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、沖床等的主機(jī)構(gòu)中[5]。 圖2.3-1曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 方案二：采用凸輪機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)如圖2.3

17、-2。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)械、儀器和操縱控制裝置。凸輪機(jī)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用主要是由于凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。但是凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，頂桿易斷，導(dǎo)致失去動(dòng)作，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳力不大的場(chǎng)合[6]。 圖2.3-2 凸輪機(jī)構(gòu) 通過(guò)對(duì)兩種方案的比較，連桿機(jī)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)： ①運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。低副的兩運(yùn)動(dòng)副之間為面接觸，壓強(qiáng)較小，可承受較 大的載荷；且有利于潤(rùn)滑，磨損較?。淮送?，運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀較簡(jiǎn)單，便于加工制造。 ②可實(shí)現(xiàn)多種形

18、式的運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，可用改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[7]。 最終選擇方案一：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為該壓力機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (2)傳動(dòng)方案的確定 帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)是傳動(dòng)中常見(jiàn)的兩種形式。齒輪傳動(dòng)又可分為直齒和斜齒等幾種。帶傳動(dòng)承載能力小，在傳動(dòng)相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸比其它傳動(dòng)形式大，但帶傳動(dòng)平穩(wěn)，而且能吸振緩沖，所以，帶傳動(dòng)一般布置在高速級(jí)；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性比直齒好，常用在高速級(jí)或傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合；開(kāi)式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)一般在較差的環(huán)境下工作，潤(rùn)滑條件也不好，因此磨損嚴(yán)重，壽命短，一般布置在低速級(jí)；圓錐齒輪傳動(dòng)只用于需要改變軸的布置

19、方向的場(chǎng)合[8]。結(jié)合本次所設(shè)計(jì)的壓力機(jī)的工作環(huán)境和它自身特點(diǎn)，選擇帶傳動(dòng)和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)的壓力機(jī)是一種典型的沖壓機(jī)械，首先通過(guò)帶傳動(dòng)，使大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)大帶輪具有飛輪的作用，能夠存儲(chǔ)能量。然后大帶輪的儲(chǔ)能作用帶動(dòng)小齒輪，通過(guò)大小齒輪間的減速傳動(dòng)，最終使大齒輪帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行沖壓工作。總體傳動(dòng)方案示意圖如圖2.3-3所示，壓力機(jī)裝配圖見(jiàn)附錄A。 圖2.3-3 總體傳動(dòng)方案示意圖 3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)：滑塊行程：120mm，工程壓力：60噸，行程次數(shù)：50次/分，沖壓厚度：d=8mm。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件為

20、： 所以可初步確定曲柄長(zhǎng)度a=12120=50mm，連桿長(zhǎng)度b=600mm。 確定曲柄轉(zhuǎn)速，當(dāng)滑塊完成一個(gè)行程時(shí)，曲柄正好旋轉(zhuǎn)一周，則滑塊完成40次/分的行程，曲柄就旋轉(zhuǎn)了40周。故可得曲柄的轉(zhuǎn)速w=502π60=5.23987667rad/s。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖3.1所示。 圖3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) O為曲柄的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，A點(diǎn)為曲柄與連桿的連結(jié)點(diǎn)，B 點(diǎn)為連桿與滑塊的連結(jié)點(diǎn)。OA是曲柄，長(zhǎng)度為R，稱R 為曲率半徑，也就是曲柄的偏心距。OA是連桿，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，它的一端與滑塊連結(jié)，能表示滑塊的運(yùn)動(dòng)狀況。曲柄OA轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從上死點(diǎn)A1轉(zhuǎn)

21、到下死點(diǎn)A0，滑塊從D降到C，全程為S=2R。為了計(jì)算方便，確定曲柄轉(zhuǎn)至下死點(diǎn)時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角為零度，曲柄逆運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)至上死點(diǎn)時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角α=180。連桿中心線與滑塊運(yùn)動(dòng)方向的夾角為β，曲柄轉(zhuǎn)角α與滑塊行程s的關(guān)系表達(dá)如下： S=OD-OB=L+R-Rcosα+Lcosβ （3.1） 別重要。因此選擇好的材料對(duì)曲軸至關(guān)重要。 (1)材料的選擇 曲軸材料選用40Cr，熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理，其硬度為241-286HBS，材料屈服極限σ為500MPa，許用彎曲應(yīng)力σ為140~200MPa，許用切應(yīng)力τ為100~150MPa。 (2)曲軸的計(jì)算及校核 ①作用在大齒

22、輪上的力 轉(zhuǎn)速n=50r/min 轉(zhuǎn)矩T=600103cos5760103=1.96104N?m 齒輪的周向力FT=2Td2=21.96107876=44748.9N 齒輪的徑向力Fr=FTtanα=44748.9tan20=16287.3N 因?yàn)辇X輪為直齒圓柱齒輪，所以沒(méi)有受到軸向力的作用，既Fa=0N。 ②初步確定軸的最小直徑 由于T=9550PN，可得PN=2.05。 A0=97~112，取A0=97帶入式4.10中，得dmin≥123.19mm，故dmin≥125mm。 ③初步確定軸的尺寸 支撐徑直徑： d0=4.4~5Pgmm

23、 （4.13） 式中 Pg ——工程壓力(KN)； d0=4.4~5609.8=106.7~121.25。 由于 dmin≥123.19mm，所以取d0=125mm。 曲柄徑直徑：dA=1.1~1.4d0=137.5~175mm，取dA=150mm； 支撐徑長(zhǎng)度：l0=1.5~2.2d0=187.5~275mm，取l0=200mm； 曲柄兩臂外側(cè)面間長(zhǎng)度：lq=2.5~3.0d0=312.5~375mm，取lq=350mm； 曲柄徑長(zhǎng)度：la=1.3~1.7d0=162.5~212.5m

24、m，取la=190mm； 圓角半徑：r=0.08~0.1d0=10~12.5mm，取r=10mm； 曲柄壁的寬度：α=1.3~1.8d0=162.5~225mm，取α=218mm。 ④曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 曲軸按生產(chǎn)形式可分為整體鍛造曲軸，整體鑄造曲軸和組合曲軸等形式。整體鑄造曲軸的加工性能好，金屬切削量少，成本低，并可以獲得合理的機(jī)構(gòu)形式，從而使應(yīng)力分布均勻，對(duì)提高曲軸的疲勞強(qiáng)度有顯著效果，所以設(shè)計(jì)選用整體鑄造曲軸[19]。 曲軸和后軸一樣，軸向載荷幾乎為零，都是只承受徑向載荷，且由于載荷過(guò)大，存在動(dòng)載荷，因此采用滑動(dòng)軸承的形式，既對(duì)開(kāi)式徑向軸承。曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.3.2 所示，曲

25、軸零件圖見(jiàn)附錄D。 圖4.3.2 壓力機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)示意圖 選軸承的寬徑比：取左、右軸承的寬徑比B/d=1.54。 計(jì)算軸承的寬度：B左=B右=1.54130=200mm。 計(jì)算軸徑圓周速度：左軸承速度V1，右軸承速度V2。 V1=V2=πd1n601000=3.1413050601000=0.34mm/s 計(jì)算軸承的工作壓力：左軸承工作壓力P1，右軸承工作壓力P2。 P1=P2=Fd1b=601039.820.130.2=11.3MPa ⑤選擇軸承的材料 在保證P≤P，V≤V

26、，PV≤PV的情況下，選定軸承的材料為ZCuSn10P1 ，該材料用于中速、重載及受變載荷的軸承。已知支架的總寬，可初選lⅢ~Ⅵ=205mm，初選曲柄的直徑d=125mm，lⅣ~(yú)Ⅴ=190mm，偏心δ=30mm，初選曲柄兩端軸肩長(zhǎng)lⅢ~Ⅳ=lⅤ~Ⅵ=80mm，dⅢ~Ⅳ=dⅤ~Ⅵ=205mm,偏心距δ=30mm。至此，已初步確定軸的各段長(zhǎng)度和直徑。 ⑥確定軸的圓角及倒角 取軸端倒角為345，為易于裝配和易于加工，?、筇幍牡菇菫?45。由于曲軸橫截面沿軸線方向急劇變化，使應(yīng)力分布不均勻，尤其在曲柄臂和軸徑的過(guò)渡圓角部分及附近會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在循環(huán)應(yīng)力的作用下，在應(yīng)力集中區(qū)可能產(chǎn)生疲勞破壞

27、[20]。實(shí)踐證明：彎曲和扭轉(zhuǎn)疲勞斷裂是曲軸的主要破壞形式，因此，必須選擇適當(dāng)大的曲軸和過(guò)渡圓角R=8mm，并加工完善過(guò)渡圓角。軟化處理曲軸，提高抗疲勞強(qiáng)度的效果，同時(shí)提高軸徑的耐磨性。 ⑦曲軸的校核 對(duì)于大行程的壓力機(jī)，不能忽略扭矩的影響，這時(shí) C-C 截面的應(yīng)力計(jì)算為： σ=Pg14lq-la+8r2+12Rsinα+λ2sin2α20.1dA2 （4.14） 式中 R ——曲柄半徑（60mm）； λ ——連桿系數(shù)（取 0.1）；

28、 α ——曲柄轉(zhuǎn)角(α=30)。 帶入得σ=80.4MPa。 在 B-B 截面上受到的彎矩的聯(lián)合作用，但與 C-C 截面的受力狀態(tài)相反，扭矩大于彎矩，故可忽略彎矩的影響。B-B 截面的扭矩為Mg=Pgmg。 剪應(yīng)力 τ=MgWρ=Pgmg0.2d03 （4.15） 式中 Pg——公稱壓力（kN）； d0——支撐頸直徑（mm）； Mg——當(dāng)量力臂；

29、 Wρ——抗扭截面系數(shù)。 將數(shù)值代入得τ=55.5MPa。 前面選定軸的材料為40Cr，曲軸的許用應(yīng)力σ-1=140~200MPa，τ=100~150MPa。因?yàn)棣?σ-1，τ<τ,所以滿足要求。 5 潤(rùn)滑方式的選擇 壓力機(jī)所有有配合相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部分必須進(jìn)行潤(rùn)滑，以減少零件的磨損，提高機(jī)器的使用壽命，保持正常的工作精度，降低能量消耗和維修費(fèi)用。 按照潤(rùn)滑油種類可以分為稀油和稠油潤(rùn)滑兩種。稀油潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)摩擦系數(shù)較小，因而消耗于克服摩擦力的能量較?。涣鲃?dòng)性較好，易進(jìn)入摩擦表面的各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)；采用循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)冷卻

30、作需要請(qǐng)咨詢學(xué)號(hào)數(shù)字企鵝用好，并可將粘附在摩擦表面上的雜質(zhì)和由于研磨產(chǎn)生的金屬微粒帶走[21]。 本文壓力機(jī)的設(shè)計(jì)中采用濃油集中潤(rùn)滑，采用集中潤(rùn)滑的壓力機(jī)，有些部分是分散潤(rùn)滑的，如滾動(dòng)軸承是定期用油槍注入稠油，開(kāi)式齒輪是定期用人工涂上稠油。還有些部位是自動(dòng)潤(rùn)滑的，如空氣分配閥，離合器的活塞和平衡缸的活塞等潤(rùn)滑油經(jīng)油霧器隨壓縮空氣自動(dòng)噴入。還有些部位是長(zhǎng)期浸油潤(rùn)滑的，如閉式傳動(dòng)中的齒輪，裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿等。 結(jié) 論 (1)首先對(duì)壓力機(jī)的總體方案進(jìn)行了確定，選擇以帶傳動(dòng)

31、帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)和儲(chǔ)存能量，最后通過(guò)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)完成運(yùn)動(dòng)。 (2)其次對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析和計(jì)算，計(jì)算出執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該消耗的最大能量為5.20KJ,確定出連桿的最小直徑為66mm。然后還進(jìn)行了電動(dòng)機(jī)的選擇，型號(hào)為Y132M2-6，額定功率為5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min。 (3)然后主要是對(duì)各個(gè)傳動(dòng)器件的設(shè)計(jì)和校核。其中包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、V 帶輪的設(shè)計(jì)，V帶輪型號(hào)為SPZ型、齒輪傳動(dòng)計(jì)算及校核、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、后軸的計(jì)算及校核、曲軸的計(jì)算及校核等。 (4)最后是對(duì)壓力機(jī)的潤(rùn)滑方式的選擇，本文設(shè)計(jì)的壓力機(jī)采用濃油集中潤(rùn)滑，其中有些部分是分散潤(rùn)滑的，如滾動(dòng)軸承是定期用

32、油槍注入稠油，還有些部位是自動(dòng)潤(rùn)滑的，如空氣分配閥，還有些部位是長(zhǎng)期侵油潤(rùn)滑的，如閉式傳動(dòng)中的齒輪。 (5)本文設(shè)計(jì)的壓力機(jī)也有不足之處，由于自身的知識(shí)儲(chǔ)備很淺薄，所以在執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中還有一些漏洞。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在張老師的指導(dǎo)下完成的，如果沒(méi)有老師的精心指導(dǎo)是很難順利完成的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師們給了我很大的幫助，不僅解答了我遇到的知識(shí)結(jié)構(gòu)方面的困難，如機(jī)構(gòu)分析、精確計(jì)算等專業(yè)難題，在此向我敬愛(ài)的老師們表示衷心的感謝。在本次論文全套圖紙和論文咨詢企鵝壹叁叁肆零玖伍捌伍肆的寫(xiě)

33、作過(guò)程中得到許多同學(xué)的幫助，同時(shí)也向我提出了許多的寶貴意見(jiàn)，在此也表示衷心的感謝。而且教會(huì)了我如何實(shí)地考察機(jī)器、查資料、方案論證等方法。特別是我的指導(dǎo)老師為我解決達(dá)了我遇到的很多難題，使我受益非淺。在此，對(duì)各位老師給予的幫助表示衷心的感謝。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多東西，并且樹(shù)立了信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作和生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力。 參考文獻(xiàn) [1] 尚久浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2009 [2] 鞏云鵬,田萬(wàn)祿.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2000

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