小型履帶式液壓挖掘機(jī)底盤履帶支重輪拖鏈輪的設(shè)計

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1、 目 錄 摘要………………………………………………………………………3 Abstra?ct…………………………………………………………………...4 第一章 引言 5 1.1挖掘機(jī)簡介? 5 1.2小型液壓挖?掘機(jī)的現(xiàn)狀與?發(fā)展趨勢 7 第二章 結(jié)構(gòu)參數(shù)計算? 9 2.1履帶鏈軌節(jié)?節(jié)距t與履帶?板寬度 9 2.2驅(qū)動輪節(jié)圓?直徑Dq 9 2.3導(dǎo)向輪工作?面直徑Dd 9 2.4拖鏈輪踏面?直徑Dt 9 2.5支重輪踏面?直徑Dz 9 2.6鏈軌節(jié)數(shù)n?、拖鏈輪數(shù)量 10 第三章 性能參數(shù)計算? 11 3.1行駛速度V? 11 3.2爬坡能力α? 11

2、3.3接地比壓 12 3.4最大牽引力? 13 第四章 履帶設(shè)計 14 4.1履帶介紹 14 4.2履帶結(jié)構(gòu)和?作用 15 4.3履帶裝配設(shè)?計 21 第五章 支重輪設(shè)計 22 5.1支重輪簡介? 22 5.2支重輪數(shù)量?計算 22 5.3兩個支重輪?間距離 23 5.4支重輪設(shè)計? 23 5.5裝配完成設(shè)?計 27 第六章 拖鏈輪設(shè)計 29 6.1拖鏈輪的工?作原理 29 6.2拖鏈輪的結(jié)?構(gòu) 29 6.3拖鏈輪技術(shù)?要求 29 6.4拖鏈輪的組?成零件設(shè)計 30 第七章 設(shè)計小結(jié)與體?會 36 參考文獻(xiàn) 37 附錄一：英文文獻(xiàn)翻譯? 38 附錄

3、二:英文文獻(xiàn)原文? 42 小型履帶式液?壓挖掘機(jī)底盤?履帶、支重輪、拖鏈輪的設(shè)計? 摘要：挖掘機(jī)，又稱挖掘機(jī)械，是用鏟斗挖掘?高于或低于承?機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車?輛或卸至堆料?場的土方機(jī)械。本文介紹了小?型履帶式液壓?挖掘機(jī)履帶、支重輪、拖鏈輪的結(jié)構(gòu)?形式及組成，并對其做了結(jié)?構(gòu)尺寸設(shè)計及?履帶行走裝置?性能參數(shù)的計?算，給出了履帶、支重輪、拖鏈輪裝配圖?和各主要零件?的零件圖。 關(guān)鍵詞：挖掘機(jī) 履帶 支重輪 拖鏈輪

4、 The design? of the small caterp?illar hydrau?lic excava?tor’s crawle?r ,suppor?ting wheel and drag sprock?et Abstra?ct: Excava?tor ,also calls excava?ting machin?ery, is an earthw?ork machin?ery to use the bucket? mining? the materi?als above or below the bearin?g machi

5、n?e surfac?e , and to load to the transp?ort vehicl?es or to discha?rge to the heap of yard. This paper introd?uces the crawle?r ,the suppor?ting wheel and the drag sprock?et’s struct?ure form and compos?ition of the small caterp?illar hydrau?lic excava?tor,and the struct?ure size is done in the des

6、ign? and the perfor?mance parame?ters of caterp?illar walk device? is calcul?ated,and the assemb?ly drawin?gs ,the main assemb?ly parts graph of the crawle?r,suppor?ting wheel ,drag sprock?et are given. Keywor?d: excava?tor crawle?r suppor?ting wheel drag sprock?et

7、 第一章 引言 本次設(shè)計的內(nèi)?容是小型履帶?式液壓挖掘機(jī)?底盤履帶、支重輪、拖鏈輪的設(shè)計?。挖掘機(jī)挖掘的?物料主要是土?壤、煤、泥沙以及經(jīng)過?預(yù)松后的土壤?和巖石。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來看，挖掘機(jī)的發(fā)展?相對較快，而挖掘機(jī)作為?工程建設(shè)中最主要的工?程機(jī)械機(jī)型之?一，其正確的選型?也就顯得更為?重要。 1.1挖掘機(jī)簡介? 挖掘機(jī)是用來?開挖土壤的施?工機(jī)械。它使用鏟斗上?的斗齒切削土?壤并裝入斗內(nèi)?，裝滿土后提升?鏟斗并回轉(zhuǎn)到?卸土地點(diǎn)，然后再使轉(zhuǎn)臺?回轉(zhuǎn)、鏟斗下降到挖?掘面，進(jìn)行下一次挖?掘。挖掘機(jī)在建筑?、筑路、電力、水利、采礦、石油、天然氣管道鋪?設(shè)和軍事工程?中被廣泛應(yīng)用

8、?。挖掘機(jī)主要用?于筑路工程中?剝離和礦石的?挖掘等。據(jù)統(tǒng)計，工程施工中約?60%的土石方量是?靠挖掘機(jī)完成?的。此外，挖掘機(jī)更換工?作裝置后還可?進(jìn)行澆筑、起重、安裝、打樁、夯土和拔樁等?作業(yè)。 挖掘機(jī)按照機(jī)?重的不同又分?為不同的種類?。其中機(jī)重在1?3t以下的稱?為小型挖掘機(jī)?。小型挖掘機(jī)由?于其小巧、靈活、多功能和高效?率等特點(diǎn)，極受用戶的歡?迎。主要用于小型?土石方工程、市政工程、路面修復(fù)、混凝土破碎、埋設(shè)電纜、自來水管道的?鋪設(shè)、園林栽培及河?道河溝清淤工?程。小型挖掘機(jī)具?有中挖掘機(jī)的?多項功能，又具有運(yùn)輸、能耗、靈活性、適應(yīng)等方面的?優(yōu)勢，非常適用于空?間狹小的施工?場地作業(yè)

9、，而且價格低、質(zhì)量輕、保養(yǎng)維修方便?等優(yōu)點(diǎn)，所以在國內(nèi)外?得到了廣泛的?應(yīng)用，市場極其巨大?。 圖1.1 小型液壓挖掘?機(jī) 圖1.2 履帶行走的裝?置結(jié)構(gòu)圖1 圖1.3 履帶行走的裝?置結(jié)構(gòu)圖2 1．履帶 2.行走減速機(jī)； 3.驅(qū)動輪； 4.行走架 5.支重輪 6.拖鏈輪； 7.張緊裝置； 8.引導(dǎo)輪 1.1.1結(jié)構(gòu)組成 其結(jié)構(gòu)主要由?工作裝置、車體部分、底盤部分、組成。其中工作裝置?包括：動臂、斗桿、鏟斗及相應(yīng)的?油缸和管路。車體裝置包

10、括?：發(fā)動機(jī)、液壓泵、控制閥、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、駕駛室、回轉(zhuǎn)平臺、油箱、配重等。底盤部分包括?：下部行走機(jī)構(gòu)?、履帶架、四輪一帶。 1.1.2挖掘機(jī)的分?類 挖掘機(jī)主要可?分為兩種類型?：機(jī)械式和液壓?式。本次課程設(shè)計?我們設(shè)計的是?液壓式挖掘機(jī)?，它的分類方法?有多種，但主要有下列?分類方法三種?分類方法：按鏟斗容量分?類、 按行走形式分?類、 按工作裝置分?類 （1）按鏟斗容量分?類： 0~0.2 m3 微型挖掘機(jī) 0.25 m3~0.45 m3 小型挖掘機(jī) 0.5 m3 ~ 1.2 m3 中型挖掘機(jī) 1.4 m3~

11、 大型挖掘機(jī) （2）按行走裝置分?類：分為履帶式、 輪胎式、 汽車式三類?，F(xiàn)在市場上的?大部分挖掘機(jī)?產(chǎn)品都是履帶?式。主要是由于兩?個原因： 1.挖掘機(jī)一旦進(jìn)?入作業(yè)現(xiàn)場就?不大移動，只行走較短的?距離。 2.接觸面積大，能夠在較松軟?的地方作業(yè)。在凹凸不平的?地面行駛時，能夠承受猛烈?的沖擊。輪胎型的挖掘?機(jī)，因其具有橡膠?輪胎，機(jī)動性好，適用于城市內(nèi)?的道路和下水?道施工。但不適用于松?軟地基部位的?作業(yè)。因此，限定在小型范?圍。 1.2小型液壓挖?掘機(jī)的現(xiàn)狀與?發(fā)展趨勢 1.2.1現(xiàn)狀 我國的挖掘機(jī)?生產(chǎn)起步較晚?，從1954年?撫順挖掘機(jī)廠?生產(chǎn)

12、第一臺斗?容量為1m3?的機(jī)械式單斗?挖掘機(jī)至今，大體上經(jīng)歷了?測繪仿制、自主研制開發(fā)?和發(fā)展提高等?三個階段。 新中國成立初?期，以測繪仿制前?蘇聯(lián)20世紀(jì)?30～40年代的W?501、W502、W1001、W1002等?型機(jī)械式單斗?挖掘機(jī)為主，開始了我國的?挖掘機(jī)生產(chǎn)歷?史。由于當(dāng)時國家?經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需?要，先后建立起十?多家挖掘機(jī)生?產(chǎn)廠。1967年開?始，我國自主研制?液壓挖掘機(jī)。早期開發(fā)成功?的產(chǎn)品主要有?上海建筑機(jī)械?廠的WYl0?0型、貴陽礦山機(jī)器?廠的W4-60型、合肥礦山機(jī)器?廠的WY60?型挖掘機(jī)等。隨后又出現(xiàn)了?長江挖掘機(jī)廠?的WYl60?型和杭州重型?機(jī)械廠的WY?

13、250型挖掘?機(jī)等。它們?yōu)槲覈?壓挖掘機(jī)行業(yè)?的形成和發(fā)展?邁出了極其重?要的一步。 到20世紀(jì)8?0年代末，我國挖掘機(jī)生?產(chǎn)廠已有30?多家，生產(chǎn)機(jī)型達(dá)4?0余種。中、小型液壓挖掘?機(jī)已形成系列?，斗容有0.1～2.5 m3等12個?等級、20多種型號?，還生產(chǎn)0.5-4.0m3以及大?型礦用10m?3、12m3機(jī)械?傳動單斗挖掘?機(jī)，1m3隧道挖?掘機(jī)，4m3長臂挖?掘機(jī)，1000m3?／h的排土機(jī)等?，還開發(fā)了斗容?量O.25m3的船?用液壓挖掘機(jī)?，斗容量O.4m3、O.6m3、0.8m3的水陸?兩用挖掘機(jī)等?。但總的來說，我國挖掘機(jī)生?產(chǎn)的批量小、分散，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)?品質(zhì)量等與

14、國?際先進(jìn)水平相?比，有很大的差距?。 改革開放以來?，積極引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)?技術(shù)，以促進(jìn)我國挖?掘機(jī)行業(yè)的發(fā)?展。其中貴陽礦山?機(jī)器廠、上海建筑機(jī)械?廠、合肥礦山機(jī)器?廠、長江挖掘機(jī)廠?等分別引進(jìn)德?國利勃海爾(Liebhe?rr)公司的A91?2、R912、R942、A922、R922、R962、R972、R982型液?壓挖掘機(jī)制造?技術(shù)。稍后幾年，杭州重型機(jī)械?廠引進(jìn)德國德?瑪克(Demag)公司的H55?和H85型液?壓挖掘機(jī)生產(chǎn)?技術(shù)，北京建筑機(jī)械?廠引進(jìn)德國奧?加凱(0&K)公司的RH6?和MH6型液?壓挖掘機(jī)制造?技術(shù)。與此同時，還有山東推土?機(jī)總廠、黃河工程機(jī)械?廠

15、、江西長林機(jī)械?廠、山東臨沂工程?機(jī)械廠等聯(lián)合?引進(jìn)了日本小?松制作所的P?C100、PC120、PC200、PC220、PC300、PC400型?液壓挖掘機(jī)(除發(fā)動機(jī)外)的全套制造技?術(shù)。這些廠通過數(shù)?年引進(jìn)技術(shù)的?消化、吸收、移植，使國產(chǎn)液壓挖?掘機(jī)產(chǎn)品性能?指標(biāo)全面提高?到20世紀(jì)8?0年代的國際?水平，產(chǎn)量也逐年提?高。由于國內(nèi)對液?壓挖掘機(jī)需求?量的不斷增加?且多樣化，在國有大、中型企業(yè)產(chǎn)品?結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牽動了一些其?他機(jī)械行業(yè)的?制造廠加入液?壓挖掘機(jī)行業(yè)?。例如，中國第一拖拉?機(jī)工程機(jī)械公?司、廣西玉柴股份?有限公司、柳州工程機(jī)械?廠等。這些企業(yè)經(jīng)過?幾年的努力已?達(dá)到一定的規(guī)?

16、模和水平。例如，玉柴機(jī)器股份?有限公司在2?0世紀(jì)90年?代初開發(fā)的小?型液壓挖掘機(jī)?，連續(xù)多年批量?出口歐、美等國家，成為我國挖掘?機(jī)行業(yè)能批量?出口的企業(yè)。 業(yè)內(nèi)人士指出?，我國單斗液壓?挖掘機(jī)應(yīng)向全?液壓方向發(fā)展?；斗容量宜控制?在0.1-15 m3；而對于大型及?多斗挖掘機(jī)，由于液壓元件?的制造、裝配精度要求?高，施工現(xiàn)場維修?條件差等，則仍以機(jī)械式?為主。應(yīng)著手研究、運(yùn)用電液控制?技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)液壓挖?掘機(jī)操縱的自?動化。 1.2.2未來中國小?挖市場發(fā)展趨?勢 中國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)?發(fā)展，為中國小挖市?場漸趨活躍提?供了良好的宏?觀環(huán)境，今后相當(dāng)長時?間中國小挖市?場仍將持續(xù)增?長。其

17、原因有： (1)中國目前越來?越多的高速公?路進(jìn)入了維護(hù)?保養(yǎng)期，同時農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)?的城市化逐漸?加快，發(fā)達(dá)城市市政?建設(shè)也由“大拆大建”逐漸向“精雕細(xì)刻”，因此小型土方?工程施工越來?越多； (2)中國銀行業(yè)監(jiān)?管力度加強(qiáng)后?，工程設(shè)備按揭?難度增大，小挖的價格相?對較低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用； (3)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市?的勞動力成本?較高，用機(jī)械代替人?工同時也提高?勞動效率，而且小挖的“五短身材”更適宜在空間?有限的城市中?施展。所以小挖以其?靈活的身手、較中噸位挖掘?機(jī)價位低而深?受市政和公路?施工維護(hù)用戶?的喜愛。這就決定了小?挖高速發(fā)展時?代的來臨，市場前景誘人?，潛力巨大。 第二章 結(jié)構(gòu)參數(shù)計

18、算? 2.1履帶鏈軌節(jié)?節(jié)距t與履帶?板寬度 液壓挖掘機(jī)已?采用標(biāo)準(zhǔn)鏈軌?節(jié)化履帶鏈軌?節(jié)節(jié)距t， 如101、125、135和15?4mm等多種??？砂唇?jīng)驗(yàn)公式?選取t t ＝(15～17.5)G 式中　G—整機(jī)質(zhì)量(kg)。 將G=6000 kg帶入公式?以后，計算t在13?2~154之間，根據(jù)國標(biāo)，取t=135mm。確定鏈軌節(jié)節(jié)?距t 后，就可以根據(jù)t? 計算四輪一帶?的有關(guān)參數(shù)。 履帶板寬度b?：可根據(jù)鏈軌節(jié)?距t和液壓挖?掘機(jī)履帶國標(biāo)?來確定標(biāo)準(zhǔn)履?帶寬b。在某些土壤條?件下，應(yīng)采用加寬履?帶板以提高挖?掘機(jī)的附著牽?引性能和通過?性。根據(jù)給出的小?挖標(biāo)準(zhǔn)履帶寬?與整機(jī)質(zhì)量

19、關(guān)?系的數(shù)據(jù)統(tǒng)計?結(jié)果，可看出6.5噸以下噸位?小挖的標(biāo)準(zhǔn)履?帶寬為400?mm，6.5~5.5噸小挖的標(biāo)?準(zhǔn)履帶寬為4?50mm。故選擇履帶寬?為400mm?。 2.2驅(qū)動輪節(jié)圓?直徑Dq 式中t——履帶節(jié)距 Z——驅(qū)動輪齒數(shù)，齒數(shù)選擇見表?2.1。 表2.1驅(qū)動輪參數(shù)?表 鏈軌節(jié)距 （10-3m） 驅(qū)動輪齒數(shù)Z? 適用范圍（斗容量m3） 鏈軌節(jié)距 （10-3m） 驅(qū)動輪齒數(shù)Z? 適用范圍（斗容量m3） 101，125，135 35，25 0.25以下 202.8 23 1.0～1.

20、60 154 23，25 0.25～0.40 215.9，228.6 25 2.5 171.05 23 0.40～0.60 260.35 27 4 將參數(shù)代入上?式可得Dq =543mm。 2.3導(dǎo)向輪工作?面直徑Dd 將 此處省略NNNNNN?NNNNNN?字。如需要完整說?明書和CAD?圖紙等.請聯(lián)系扣扣：二五一一三三?四零八 另提供全套機(jī)?械畢業(yè)設(shè)計下?載！ 圖6.7 拖輪蓋aut?ocad圖 圖6.8拖輪蓋pr?oe圖 6.4.4浮動油封座?結(jié)構(gòu)設(shè)計

21、 浮動油封座是?安裝浮動油封?并能調(diào)整浮動?油封環(huán)壓緊力?的零件。一套浮動油封?裝在浮動油封?座腔內(nèi)。浮動油封座的?結(jié)構(gòu)見圖6.8、6.9。 圖6.8 浮動油封座a?utocad?圖 圖6.9 浮動油封座p?roe圖 第七章 設(shè)計小結(jié)與體?會 通過這次小型?履帶式液壓挖?掘機(jī)底盤履帶?、支重輪、拖鏈輪的設(shè)計?，使我初步掌握?了對auto?cad、proe軟件?的使用，而且還很好的?對以前所學(xué)的?各類知識做了?系統(tǒng)的復(fù)習(xí)與?加深，并對工程設(shè)計?的流程有了一?定的了解。這是我真正理?論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計?概

22、念和設(shè)計過?程的實(shí)踐考驗(yàn)?，對于提高我的?機(jī)械設(shè)計的綜?合素質(zhì)大有好?處。這次設(shè)計實(shí)踐?，使我對機(jī)械設(shè)?計有了更多的?感性和理性的?認(rèn)識，為今后的工作?打下了夯實(shí)的?基礎(chǔ)。 在設(shè)計中得到?了指導(dǎo)老師周?友行教授以及?姚師兄的細(xì)心?幫助和支持，在此表示衷心?的感謝。在設(shè)計中還存?在不少錯誤和?缺點(diǎn)，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)?和掌握有關(guān)機(jī)?械設(shè)計的知識?，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計?習(xí)慣和思維從?而提高設(shè)計實(shí)?踐操作能力。 參考文獻(xiàn) 1、周良德，朱泗芳等. 現(xiàn)代工程圖學(xué)?[M].湖南科學(xué)技術(shù)?出版社，2002 2、吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程?設(shè)計手冊[M].高等教育出版?社，2009 3、孔德文

23、，趙克利，徐寧生. 液壓挖掘機(jī)——工程機(jī)械設(shè)計?與維修叢書[M].化學(xué)工業(yè)出版?社，2007 4、周建釗.底盤結(jié)構(gòu)與原?理[M].國防工業(yè)出版?社.2006 5、唐振科.工程機(jī)械底盤?設(shè)計[M].黃河水利出版?社，2004 6、陳新軒.現(xiàn)代工程機(jī)械?發(fā)動機(jī)與底盤?構(gòu)造[M].人民交通出版?社，2002 7、孔德文，趙克利.底盤結(jié)構(gòu)與設(shè)?計[M].化學(xué)工業(yè)出版?社，2007 8、周建釗.底盤結(jié)構(gòu)與原?理[M]. 國防工業(yè)出版?社，2006 9、唐經(jīng)世.工程機(jī)械底盤?學(xué)[M].西南交通大學(xué)?出版社，2002 10、郁錄平.工程機(jī)械底盤?設(shè)計[M].人民交通出版?社，2004 附

24、錄一：英文文獻(xiàn)翻譯? 非圓齒輪與機(jī)?械壓力機(jī)運(yùn)動?學(xué)優(yōu)化 1997年1?月8日研制 摘要：使用金屬成形?方法來加工生?產(chǎn)零件的質(zhì)量?很大取決于壓?力桿。在機(jī)械壓力傳?動時，有一種依賴于?驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度?速度比的非圓?齒輪，提供了一種獲?得這么動作時?間的新途徑，我們致力于為?不同的優(yōu)化金?屬成型運(yùn)作的?制造。本文闡述了由?漢諾威的大學(xué)?研究所建成的?金屬成形和金?屬成形加工機(jī)?床的使用原型?原則，它就是目前運(yùn)?動學(xué)以及在原?型產(chǎn)生的力和?力矩。此外，本文展示了如?何使用拉深和?鍛造的一個例?子，幾乎所有的金?屬成形操作可?有利用于

25、機(jī)械?傳動機(jī)構(gòu)的非?圓齒輪。 關(guān)鍵詞：壓力，齒輪，運(yùn)動學(xué)。 1. 簡介 提高質(zhì)量的要?求在生產(chǎn)工程?制造，所有的金屬成?形以及在鍛造?，有必要去攜手?制定生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)?。日益增長的市?場定位要求技?術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件?都得到滿足。提高質(zhì)量、生產(chǎn)力、生產(chǎn)手段的創(chuàng)?新解決方案,是一種用來維?持和擴(kuò)大的市?場地位的關(guān)鍵?所在。 所生產(chǎn)的金屬?部件,我們需要分清?期間所需的形?成過程和處理?零件所需的時?間。隨著我們必須?添加一些必要?的額外工作，例如冷卻或潤?滑的模具一次?成型過程。根據(jù)質(zhì)量和產(chǎn)?量兩個方面，產(chǎn)生了兩個最?優(yōu)化方法。為了滿足這兩?個方面，我們的任務(wù)是?設(shè)計運(yùn)動學(xué)形?成過程中考慮

26、?到該進(jìn)程的要?求，也考慮到的是?改變部分以及?與一個優(yōu)先線?輔助運(yùn)作所需?的時間短周期?的時間。 2. 壓力機(jī)的要求? 　一個生產(chǎn)周期?,這相當(dāng)于一個?沖程來回壓的?過程,大致經(jīng)歷了三?個階段:加載、成型和移除零?件。相反,在加載和移除?零件階段，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)?送料的薄板,尤其是在純粹?的切割時候。為此，壓力泵必須要?一個確定時間?的最小高度。成型周期中桿?應(yīng)該有一個特?別速度曲線,它將會降到最?低。這個轉(zhuǎn)變期之?間應(yīng)盡快來確?保短周期時間?。 短周期的要求?是事件的原因?,以確保通過高?產(chǎn)量低成本的?部分。基于這個原因?，關(guān)于對大型汽?車車身沖壓片?機(jī)和自動12?00/min、拉

27、深24/min的沖程?數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的做?法。增加沖程數(shù)是?為了減少設(shè)計?的周期變化導(dǎo)?致增加的壓實(shí)?機(jī)械應(yīng)變率, 然而，這對成形過程?有很明顯影響?,使它必須考慮?參數(shù)確定過程?和被它所影響?。 在拉深成形過?程中,當(dāng)敲打板塊時?的撞擊速度應(yīng)?盡量避免產(chǎn)生?了深遠(yuǎn)影響。一方面,速度成形時必?須充分潤滑。另一方面,我們必須要考?慮提高產(chǎn)量的?相應(yīng)的壓力來?增加造成更大?的應(yīng)變速率力?,這可能導(dǎo)致沖?床半徑一側(cè)的?一部分過渡疲?勞而導(dǎo)致斷裂?。在鍛造時，停留時間短的?壓力是可取的?。隨著停留時間?的壓力下降了?模具的表面溫?度將降低，其結(jié)果是熱磨?損。這是提高抵消?了由于機(jī)械磨?損形成更大的?力量，

28、但由于增加的?應(yīng)變率是較低?的，因?yàn)檩^低的部?分冷卻屈服應(yīng)?力補(bǔ)償。目前，最佳短住壓力?可以用有限元?分析法萊分析?。此外,避免由于成本?降低磨損、短壓住時間也?是一個重要的?技術(shù)要求的精?密鍛造，近凈形部分有?一個光明的未?來?！? 高質(zhì)量的要求?和高產(chǎn)量將只?能通過一個機(jī)?技術(shù),考慮到金屬成?形過程的考察?要求等同于減?少工作的目標(biāo)?成本。以前按設(shè)計已?經(jīng)不能同時滿?足這些技術(shù)要?求和經(jīng)濟(jì)的充?分程度，或他們是非常?昂貴的設(shè)計和?制造，例如鏈接驅(qū)動?壓力機(jī)。這就需要尋找?對泵創(chuàng)新設(shè)計?的解決方案，它的設(shè)計應(yīng)主?要標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，以降低成本。 3．非圓齒輪的壓?力傳動 3.1 原則

29、使用非圓齒輪?傳動機(jī)械曲柄?壓力機(jī)，它提供了一種?新方式的技術(shù)?和經(jīng)濟(jì)需求的?壓力桿運(yùn)動。一對非圓齒輪?有不變的中心?距, 因此采用了電?動馬達(dá)，或由飛輪、曲柄和驅(qū)動機(jī)?制本身。制服驅(qū)動器的?速度傳送是通?過一對非圓齒?輪傳遞給非均?勻的偏心軸。如果非圓齒輪?的適當(dāng)設(shè)計，從動齒輪的非?均勻驅(qū)動器會?導(dǎo)致泵所需的?行程時間行為?。調(diào)查中心的金?屬成形和金屬?成型機(jī)床(IFUM)漢諾威的大學(xué)?已經(jīng)表明,在這個簡單的?方式所有相關(guān)?的壓力桿的連?續(xù)運(yùn)動，可以達(dá)到各種?成形過程。 此外從運(yùn)動學(xué)?和縮短生產(chǎn)周?期，驅(qū)動概念導(dǎo)致?新的驅(qū)動器的?優(yōu)點(diǎn)被以下的?良好性能所區(qū)?分。因?yàn)樗且粋€?機(jī)械壓力機(jī)，它

30、具有高可靠?性、低維護(hù)性和可?預(yù)期性。對連桿壓力機(jī)?的數(shù)量和軸承?零件顯然是減?少。首先，一個基本泵類?型可以通過安?裝不同的齒輪?而進(jìn)一步改變?設(shè)計，它根據(jù)客戶的?要求而設(shè)計。不同環(huán)節(jié)的驅(qū)?動器，軸承的安裝位?置不會隨著單?一載荷方向的?不同運(yùn)動而改?變。因此，上述要求的模?塊化和標(biāo)準(zhǔn)化?是考慮到時間?和成本，它降低了設(shè)計?和沖壓生產(chǎn)成?本。 3.2 原型 在金屬成型和?金屬成型工具?機(jī)（IFUM）1架的c型泵?，它已經(jīng)進(jìn)行了?修整和安裝了?非圓齒輪副。為達(dá)到這種目?的，先前的背輪背?一個行星齒輪?組做取代。這項工作表明?了存在的新型?傳動印刷機(jī)是?可能的，在最后對標(biāo)準(zhǔn)?壓力泵的改造?在

31、Fig. 1中進(jìn)行說明?。 圖表1 壓力機(jī)設(shè)計是?為了所受10?00KN的柱?塞力和200?KN的沖壓模?具緩沖力。　這一對非圓齒?輪傳動比平均?為1，每個齒輪輪齒?有59，直齒，模數(shù)10mm?（圖2）齒面寬是15?0mm，這些齒輪有漸?開線輪齒。我假設(shè)了非圓?曲線設(shè)計是以?側(cè)面幾何設(shè)計?為基礎(chǔ)。因此，一個非圓齒輪?的齒形沿齒輪?圓周而改變。盡管如此,它可以來自知?名的梯形齒條?. 然而[4.5],提出了一種計?算方法，它精確地把齒?頂高和齒根高?考慮在內(nèi)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)?整。 壓力機(jī)是為了?在單一沖程模?式下對零件進(jìn)?行深拉而設(shè)計?的。最高滑塊行程?為180mm?，行程數(shù)32/min。在1

32、40毫米?的沖壓速度幾?乎保持71m?m/s不變，它是靜點(diǎn)中心?線到靜點(diǎn)中心?線之前的速度?。見圖3。這種速度就相?當(dāng)于液壓機(jī)工?作的速度。這個速度影響?到曲柄機(jī)構(gòu)，使其與擊打具?有相同的數(shù)目?相比較，速度都是22?0m/。為了跟一個曲?柄壓力機(jī)具有?相同的平均速?度擊打的數(shù)目?不得不將減少?一半。短周期內(nèi)的機(jī)?械改造將導(dǎo)致?最后的向上運(yùn)?動。由于壓力機(jī)是?運(yùn)行在單一的?操作模式,在設(shè)計時對其?做相關(guān)的處理?沒有提出特別?的要求。 驅(qū)動機(jī)制的原?型與非圓齒輪?有另外一個有?利的影響及其?驅(qū)動力矩（圖4）。對于一個曲柄?壓力機(jī)的公稱?力通?？梢越?低靜點(diǎn)之前把?曲柄軸按正常?方式旋轉(zhuǎn)。這對應(yīng)于

33、公稱?力作用下相對?于擊打力的7?5%。若要達(dá)到10?00kN標(biāo)準(zhǔn)?力，該驅(qū)動器已提?供45 kNm 的曲柄軸扭矩?。該原型只要求?對非圓齒輪傳?動增加額外的?30kNm力?矩。他們被傳送一?個循環(huán)，非均勻的曲柄?轉(zhuǎn)矩，將導(dǎo)致一個標(biāo)?準(zhǔn)力在靜點(diǎn)范?圍內(nèi)變化。這相當(dāng)于27?.5%的行程。如果非圓齒輪?副是在壓力機(jī)?的工作范圍，我們總能找到?類似的條件。這幾乎總是與?板料成形及沖?壓件有關(guān)。這樣可以設(shè)計?一些較弱的機(jī)?器零件，而且節(jié)約成本?。 4. 進(jìn)一步的設(shè)計?實(shí)例 利用二沖程時?間行為的設(shè)計?實(shí)例說明了以?下幾點(diǎn)。假設(shè)一系列的?零件時通過壓?力機(jī)來加工的?。為了達(dá)到這一?目的，壓力桿所需的

34、?速度和擊打成?形速度要求假?設(shè)成立必須量?化。再者，處理零件所需?的時間必須確?定，而且必須假設(shè)?在處理時壓力?桿的最小高度?。由此，我們設(shè)計動作?的順序，我們用數(shù)學(xué)含?義來描述它。在IFUM中?，由該研究所開?發(fā)使用軟件程?序。從這個數(shù)學(xué)描?述的沖程運(yùn)動?,我們可以計算?出所需要的非?圓齒輪速度比?，從這我們可以?得到齒輪的圓?周曲線[1.2.7]。 在第一個例子?，在深拉伸沖壓?速度應(yīng)該是在?靜止點(diǎn)前，金屬板材成形?保持在至少超?過100mm?，它的速度應(yīng)該?是約400m?/s。讓行程數(shù)定為?30/min。第450mm?以上擊打的地?方，讓處理零件時?間和曲柄壓力?機(jī)在25mi?n/n

35、的擊打時間?相同。圖5表明了沖?程運(yùn)動情況，這是由一對齒?輪的描繪所獲?得。該齒輪是通過?他們的圓周率?所描繪。在25/min傳統(tǒng)的?余弦曲線作為?比較。除了生產(chǎn)周期?時間減少了2?0％，應(yīng)把桿速度的?影響也大大減?少。下靜點(diǎn)前11?0mm，當(dāng)使用曲柄機(jī)?構(gòu)時，沖擊速度為7?00mm/s，而當(dāng)使用非圓?齒輪時僅僅只?有410mm?/s。 第二個例子顯?示了驅(qū)動裝置?是用于鍛造。在圖6中，常規(guī)鍛造曲軸?的行程時間是?相對于在圖片?中說明非圓齒?輪壓力運(yùn)動學(xué)?。曲柄壓力機(jī)的?周期時間是0?.7s、行程數(shù)是85?/min和標(biāo)準(zhǔn)?力是20mn?。它的保壓時間?為86ms與?50mm的成?形部份時間。

36、非圓齒輪壓力?機(jī)描繪的保壓?描繪時間67?%減少至28m?s。因此，它達(dá)到了和錘?子一樣的幅度?。通過增加1.5倍的沖程數(shù)?，周期時間縮短?至46mm。盡管如此,處理時間依舊?與常規(guī)非圓齒?輪曲柄壓力機(jī)?的運(yùn)動學(xué)相同?。在這種情況下?為了實(shí)現(xiàn)這些?運(yùn)動,傳統(tǒng)的圓弧齒?輪可以作為驅(qū)?動裝置，安排偏心。這為齒輪制造?降低了成本。 這些例子表明?，不同的運(yùn)動可?以通過使用非?圓齒輪驅(qū)動裝?置實(shí)現(xiàn)。在同一時間內(nèi)?，這個驅(qū)動器的?實(shí)用潛力用實(shí)?現(xiàn)理想的運(yùn)動?學(xué)變得清晰，而且生產(chǎn)周期?時間減少。例如，通過不同的例?子，如果運(yùn)動的順?序?qū)σ幌盗袎?力機(jī)生產(chǎn)零件?有利，可能增加拉深?成形后的速度?。 5．

37、總結(jié) 高生產(chǎn)率，降低成本和保?證產(chǎn)品質(zhì)量的?高要求，這時所有制造?公司所期望的?，特別適用于公?司的金屬加工?領(lǐng)域。這種情況導(dǎo)致?我們重新考慮?壓力傳動機(jī)的?使用。 對曲柄與非圓?齒輪傳動壓力?機(jī)的描述，使我們能夠優(yōu)?化簡單的機(jī)械?壓力機(jī)運(yùn)動學(xué)?。這意味著周期?時間縮短,以達(dá)到高生產(chǎn)?率和運(yùn)動學(xué)的?成形工藝的要?求。這個設(shè)計工作?需要很低。相對于多連桿?壓力機(jī)驅(qū)動器?，可以實(shí)現(xiàn)其他?運(yùn)動學(xué)在其他?齒輪軸承位置?不改變時的壓?力機(jī)構(gòu)建使用?。這使壓力機(jī)模?塊化和標(biāo)準(zhǔn)化?。 6．致謝 作者想表達(dá)他?們的謝意，感謝德國機(jī)床?制造商協(xié)會(VDW),位于德國法蘭?克福，其經(jīng)濟(jì)援助以?及一些成員，

38、感謝他們的支?持。 7. 參考文獻(xiàn) 附錄二:英文文獻(xiàn)原文? Optimi?zed Kinema?tics of Mechan?ical Presse?s with Noncir?cular Gears E. Doege ( l ) , M. Hinder?smann Receiv?ed on Januar?y 8, 1997 Abstra?ct：The qualit?y of parts manufa?ctured? using metal formin?g operat?ions depend?s to a large degree? on the kinema?tics

39、 of the press ram. Non-circul?ar gearsy? to obtain? those stroke?-time behavi?ours we aim at as an optimu?m for the variou?s metal formin?g ope with a rotati?onal-angle-depend?ent speed ratio in the press drive mechan?ism offer a new wa ration?s in terms of manufa?cturin?g. The paper explai?ns the p

40、rinci?ple using a protot?ype press which was built by the Instit?ute for Metal Formin?g and Metal Formin?g Machin?e Tools at Hanove?r Univer?sity. It will presen?t the kinema?tics as well as the forces? and torque?s that occur in the protot?ype. Furthe?rmore, the paper demons?trates? using one examp

41、l?e of deep drawin?g and one of forgin?g that the press drive mechan?ism with non-circul?ar gears may be used advant?ageous?ly for virtua?lly all metal formin?g operat?ions. Keywor?ds: Press, Gear, Kinema?tics 1 lntrod?uctior? Increa?sing demand?s on qualit?y in all areas of manufa?cturin?g e

42、ngine?ering, in sheet metal formin?g as well as in forgin?g, go hand in hand with the necess?ity to make produc?tion econom?ical. Increa?sing market? orient?ation requir?es that both techno?logica?l and econom?ic requir?ements? be met. The improv?ement of qualit?y, produc?tivity? and output? by mean

43、s of innova?tive soluti?ons is one of the keys to mainta?ining and extend?ing ones market? positi?on.In the produc?tion of parts by metal formin?g, we need to distin?guish betwee?n the period? requir?ed for the actual? formin?g proces?s and the times needed? to handle? the part. With some formin?g

44、proces?ses we have to add time for necess?ary additi?onal work such as coolin?g or lubric?ation of the dies. This yields? two method?s of optimi?zation?, accord?ing to the two aspect?s of qualit?y and output?. In order to satisf?y both aspect?s, the task is to design? the kinema?tics taking? into ac

45、coun?t the requir?ements? of the proces?s during? formin?g; also to be consid?ered is the time requir?ed for changi?ng the part as well as for auxili?ary operat?ions in line with the priori?ty of a short cycle time. 2 Pressi?ng Machin?e Requir?ements? One manufa?cturin?g cycle, which corres?ponds

46、to one stroke? of the press goes throug?h three stages?: loadin?g,formin?g and removi?ng the part. Instea?d of the loadin?g and remova?l stages? we often find feedin?g the sheet, especi?ally in sheer cuttin?g. For this, the press ram must have a minimu?m height? for a certai?n time. During? the form

47、in?g period? the ram should? have a partic?ular veloci?ty curve,which will be gone into below. The transi?tions betwee?n the period?s should? take place as quickl?y as possib?le to ensure? short cycle time. The requir?ement of a short cycle time is for busine?ss reason?s, to ensure? low parts costs

48、via high output?. For this reason? stroke? number?s of about 24/min for the deep drawin?g of large automo?tive body sheets? and 1200/min for automa?tic punchi?ng machin?es are standa?rd practi?ce.Increa?sing the number? of stroke?s in order to reduce? cycle times withou?t design? change?s to the pre

49、ssi?ng machin?e result?s in increa?sing strain? rates, howeve?r. This has a clear effect? on the formin?g proces?s, which makes it necess?ary to consid?er the parame?ters which determ?ine the proces?s and are effect?ed by it. In deep drawin?g operat?ions, the veloci?ty of impact? when striki?ng the

50、 sheet should? be as low as possib?le to avoid the impact?. On the one hand, veloci?ty during? formin?g must be suffic?ient for lubric?ation. On the other hand, we have to consid?er the rise in the yield stress? corres?pondin?g to an increa?se in the strain? rate which create?s greate?r forces? and

51、which may cause fractu?res at the transi?tion from the punch radius? to the side wall of the part. In forgin?g, short pressu?re dwell time is desira?ble. As the pressu?re dwell time drops the die surfac?e temper?ature goes down and as a result? the therma?l wear This is counte?racted? by the enhanc

52、?ed mechan?ical wear due to the greate?r formin?g force, but the increa?se due to the strain? rate is compen?sated by lower yield stress? becaus?e of the lower coolin?g of the part. The optima?l short pressu?re dwell can nowada?ys be determ?ined quanti?tative?ly using the finite? elemen?t method? [3

53、]. In additi?on to cost avoida?nce due to reduct?ion in wear, short pressu?re dwell time is also an import?ant techno?logica?l requir?ement for the precis?ion forgin?g of near net shape parts, which has a promis?ing future?. The requir?ements? of high part qualit?y and high output? will only be met

54、 by a machin?e techno?logy which takes into accoun?t the demand?s of the metal formin?g proces?s in equal measur?e to the goal of decrea?sing work produc?tion costs. Previo?us press design?s have not simult?aneous?ly met these techno?logica?l and econom?ical requir?ements? to a suffic?ient extent?,

55、or they are very costly? to design? and manufa?cture, such as presse?s with link drives? [6]. This makes it necess?ary to look for innova?tive soluti?ons for the design? of the press. Its design? should? be largel?y standa?rdized? and modula?rized in order to reduce? costs [6]. Fig 1. Protot?ype

56、 press 3 Press Drive with Noncir?cular Gears 3.1 Princi?ple The use of non-circul?ar gears in the drive of mechan?ical crank presse?s offers? a new way of meetin?g the techno?logica?l and econom?ic demand?s on the kinema?tics of the press ram. A pair of non-circul?ar gears with a consta?nt center

57、? distan?ce is thus powere?d by the electr?ic motor, or by the fly wheel, and drives? the crank mechan?ism itself?.The unifor?m drive speed is transm?itted cyclic?ally and non-unifor?mly to the eccent?ric shaft by the pair of noncir?cular gears. If the non-circul?ar gear wheels? are suitab?ly desig

58、n?ed, the non-unifor?m drive of the driven? gear leads to the desire?d stroke?-time behavi?our of the ram. Invest?igatio?ns at the Instit?ute for Metal Formin?g and Metal Formin?g Machin?e Tools (IFUM) of Hanove?r Univer?sity have shown that in this simple? manner? all the releva?nt uninte?rrupte?d

59、motion?s of the ram can be achiev?ed for variou?s formin?g proces?ses [2]. Apart from, the advant?ages of the new drive, which result? from the kinema?tics and the shorte?ned cycle time, the drive concep?t is distin?guishe?d by the follow?ing favour?able proper?tties. Becaus?e it is a mechan?i

60、cal press, high reliab?ility and low mainte?nance may be expect?ed. In compar?ision to linkag?e presse?s the number? of parts and bearin?gs is clearl?y reduce?d. Above all, a basic press type can be varied? withou?t furthe?r design? change?s by instal?ling differ?ent pairs of gears, design?ed accord

61、?ing to the demand?s of the custom?er. Unlike? link drives?, bearin?g locati?ons and instal?lation?s do not change? within? one load class as a result? of differ?ent kinema?tics. Thus the above mentio?ned requir?ement of modula?rizati?on and standa?rdizat?ion is taken into accoun?t Reduct?ions in

62、time and costs are possib?le for the design? and press manufa?cture. 3.2 Protot?ype At the Instit?ute for Metal Formin?g and Metal Formin?g Machin?e Tools (IFUM) a C-frame press has been remode?led and a pair of non-circul?ar gears was instal?led. The previo?us backge?ars were replac?ed by a plane

63、t?ary gear set for this purpos?e. The work carrie?d out shows that remode?ling of existi?ng presse?s for the new drive is possib?le. The state of the press at the end of the remode?lling is shown in fiqure? 1. The press is design?ed for a nomina?l ram force of 1,000 kN and 200 kN of the die cushio?n

64、. The center? distan?ce of the non-circul?ar gears is 600 mm. The pair of non-circul?ar gears has an averag?e transm?ission? ratio of 1.Each gear wheel has 59 gear teeth, straig?ht-toothe?d,module? 10 mm (fiaure? 2). The face width is 150 mm. The gears have involu?te gear teeth. We assume? a non-cir

65、cul?ar base curve for the design? of the flank geomet?ry. As a result? the tooth geomet?ry of a non-circul?ar gear varies? along the circum?ferenc?e. In spite of this, it can be derive?d from the well-known trapez?ium rack, howeve?r [4, 51. An algori?thm for the comput?ation, which takes the addend?

66、um and dedend?um into accoun?t exactl?y, has been develo?ped. Fig. 2 View of the gears from the rear The press is design?ed for deep drawin?g of flat parts in single? stroke? operat?ion mode. The maximu?m ram stroke? is 180 mm, the number? of stroke?s 32/min. At a stroke? of 140 mm the ram veloci?ty almost? remain?s consta?nt 71 mmls from 60 mm before? lower dead center? until lower dead center?, see fiqure? 3. Thus the veloci?ty corres?ponds to the workin?g veloci?ty of hydrau?lic presse