開式曲柄壓力機(jī)設(shè)計[答辯畢業(yè)論文 資料 ]

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需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載摘要開式曲柄壓力機(jī)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(jī)、電機(jī)、電器、軸承、儀表、農(nóng)機(jī)、農(nóng)具、自行車、縫紉機(jī)、醫(yī)療器械、日用五金等部門中。在中、小型壓力機(jī)中，開式壓力機(jī)得到了廣泛的發(fā)展，目前在我國機(jī)器制造業(yè)中，開式曲柄壓力機(jī)的年產(chǎn)量約占整個鍛壓機(jī)械年產(chǎn)量的 49.5%，而在通用曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)中約占 95%。關(guān)鍵詞：壓力機(jī)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；機(jī)械制造；需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載AbstractOpen front mechanical power presses sheet metal stamping production is the main equipment, can be used for punching, blanking, trimming, bending, shallow tensile and molding process, and widely used in national defense, aerospace, automotive, tractor, motor, electric appliance, bearings, instrument, agricultural machinery, tools, bicycles, sewing machines, medical equipment, daily hardware and other departments. In the medium and small press, open press a wide range of development, at present in our country in manufacturing machines, off the output of crank press accounts for about 49.5% of the whole forging machinery production, and in general crank press in the production of about 95%.Keywords: press; Slider-crank mechanism; Mechanical manufacturing;需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載目 錄摘要 ................................................................................ⅠAbstract............................................................................Ⅱ1 緒論 ..............................................................................11.1 鍛壓機(jī)械設(shè)備簡介及其發(fā)展過程 ..................................................11.2 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展和特點 ........................................................21.3 曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù) ..........................................................31.4 曲柄壓力機(jī)的工作原理 ..........................................................41.5 曲柄壓力機(jī)的反求設(shè)計與改型 ....................................................51.5.1 反求設(shè)計 ...............................................................51.5.2 開式壓力機(jī)的改進(jìn) .......................................................62 電動機(jī)的選擇和飛輪設(shè)計 ............................................................92.1 壓力機(jī)電力拖動特點 ............................................................92.2 電動機(jī)的選擇 ..................................................................92.2.1 選擇電動機(jī)的類型 .......................................................92.2.2 選擇電動機(jī)的功率 ......................................................102.2.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 ......................................................112.2.4 計算總傳動比和分配傳動比 ..............................................112.2.5 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) ..........................................112.3 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算 .......................................................122.3.1 壓力機(jī)一次工作循環(huán)所消耗的能量 ........................................122.3.2 飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算 ......................................................162.3.3 飛輪尺寸計算 ..........................................................172.3.4 飛輪輪緣線速度驗算 ....................................................172.3.5 飛輪起動時間核算 ......................................................183 機(jī)械傳動系統(tǒng) .....................................................................193.1 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 .....................................................193.1.1 傳動系統(tǒng)類型 ..........................................................193.1.2 傳動系統(tǒng)的布置方式 ....................................................193.1.3 離合器和制動器的位置 ..................................................203.1.4 傳動級數(shù)和各級傳動比的分配 ............................................203.2 三角皮帶傳動設(shè)計 .............................................................213.3 齒輪傳動的設(shè)計 ...............................................................243.3.1 選擇齒輪材料、熱處理、齒輪精度等級和齒數(shù) ..............................243.3.2 開式齒輪按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 ........................................243.4 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 ...................................................................263.4.1 軸的概述 ..............................................................263.4.2JG23-40 開式曲柄壓力機(jī)的轉(zhuǎn)軸設(shè)計 .......................................273.5 平鍵連桿 .....................................................................304 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) .....................................................................324.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析與受力分析 .............................................324.2 曲柄軸的設(shè)計計算 .............................................................34需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載4.2.1 曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖 ......................................................344.2.2 曲軸強(qiáng)度設(shè)計計算 ......................................................344.2.3 曲軸剛度計算 ..........................................................364.3 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置 .......................................................374.3.1 連桿和封閉高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) ..........................................374.3.2 連桿的計算 ............................................................374.3.3 連桿及球頭調(diào)節(jié)螺桿的強(qiáng)度計算 ..........................................384.3.4 調(diào)節(jié)螺桿的螺紋 ........................................................404.3.5 調(diào)節(jié)螺桿的螺紋計算 ....................................................404.3.6 連桿上的緊固螺栓 ......................................................404.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑動軸承 .....................................................414.4.1 滑動軸承的結(jié)構(gòu) ........................................................414.4.2 滑動軸承的潤滑及軸瓦結(jié)構(gòu) ..............................................414.4.3 滑動軸承的計算 ........................................................414.5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滾動軸承 .....................................................434.5.1 滾動軸承概述 ..........................................................434.5.2 滾動軸承型號選擇 ......................................................435 離合器與制動器 ...................................................................455.1 離合器與制動器的作用原理 .....................................................455.2 離合器的設(shè)計 .................................................................465.2.1 離合器的類型、工作特性及其選用原則 ....................................465.2.2 雙轉(zhuǎn)鍵離合器的結(jié)構(gòu) ....................................................475.3 制動器的設(shè)計 .................................................................495.3.1 制動器的類型、工作特性及其選用原則 ....................................495.3.2 帶式制動器的結(jié)構(gòu) ......................................................506 機(jī)身設(shè)計 .........................................................................506.1 機(jī)身結(jié)構(gòu) .....................................................................516.2 身計算 .......................................................................527 過載保護(hù)裝置設(shè)計 .................................................................557.1 剪切破壞式過載保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu) .................................................557.2 剪切塊的設(shè)計計算 ...........................................................568 潤滑系統(tǒng) .........................................................................588.1 曲柄壓力機(jī)常用潤滑劑 .........................................................588.1.1 稀油潤滑 ...............................................................588.1.2 干油潤滑 ...............................................................59小結(jié) ................................................................................60致謝 ................................................................................61參 考 文 獻(xiàn) .........................................................................62需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載1 緒論1.1 鍛壓機(jī)械設(shè)備簡介及其發(fā)展過程人們?yōu)榱酥圃旃ぞ?，最初是用人力、畜力轉(zhuǎn)動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機(jī)械。14 世紀(jì)出現(xiàn)了水力落錘。15～16 世紀(jì)航海業(yè)蓬勃發(fā)展，為了鍛造鐵錨等，出現(xiàn)了水力驅(qū)動的杠桿錘。18 世紀(jì)出現(xiàn)了蒸汽機(jī)和火車（見機(jī)車） ，因而需要更大的鍛件。1842 年英國的 J.內(nèi)史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機(jī)械的時代。1795 年英國的 J.布拉默發(fā)明水壓機(jī)，但直到 19 世紀(jì)中葉由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。隨著電動機(jī)的發(fā)明，19 世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動力的機(jī)械壓力機(jī)和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以來，750000 千牛的模鍛水壓機(jī)、1500 千焦的對擊錘、60000 千牛的板料沖壓壓力機(jī)、160000 千牛的熱模鍛壓力機(jī)等重型鍛壓機(jī)械和一些自動冷鐓機(jī)相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機(jī)械體系。20 世紀(jì) 60 年代以后，鍛壓機(jī)械改變了從 19 世紀(jì)開始的向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程 2000 次的高速壓力機(jī)、60000 千牛的三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)，25000 千牛的精密沖裁壓力機(jī)，能冷鐓直徑為 48 毫米鋼材的多工位自動冷鐓機(jī)和多種自動機(jī)、自動生產(chǎn)線等。各種機(jī)械控制的、數(shù)字控制的和計算機(jī)控制的自動鍛壓機(jī)械以及與之配套的操作機(jī)、機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人也相繼研制成功。現(xiàn)代化的鍛壓機(jī)械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動條件，環(huán)境污染很小。隨著大型多工位壓力機(jī)的技術(shù)成熟和實用化，大型多工位壓力機(jī)開始替代單動壓力機(jī)進(jìn)入自動沖壓生產(chǎn)線，代表了先進(jìn)的組合方式。大型多工位壓力機(jī)自動沖壓生產(chǎn)線，經(jīng)歷了三個階段的完善與發(fā)展。較原始的組合是，一臺雙動拉深壓力機(jī)與一臺單動大型多工位壓力機(jī)為主機(jī)，二者之間配備一套翻轉(zhuǎn)裝置和同步裝置，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，減少了占地面積。此后，帶雙動拉深工位的多工位壓力機(jī)問世，催生了第二代自動沖壓生產(chǎn)線。第二代生產(chǎn)線僅以一臺帶雙動拉深工位的多工位壓力機(jī)為主機(jī)，在其前后分別配備拆垛裝置和碼垛裝置，便組成了一條自動沖壓生產(chǎn)線，配置大為簡化。此類多工位壓力機(jī)多為四柱三滑塊結(jié)構(gòu)，第一工位是雙動拉深工位，其余工位為單動沖壓工位。由于拉深工位采取了反向拉深的方式，從而避免了工件的翻轉(zhuǎn)，因此不需要翻轉(zhuǎn)裝置，使生產(chǎn)率進(jìn)一步提需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載高，占地面積進(jìn)一步減小。第三階段，出現(xiàn)了帶數(shù)控液壓氣墊的大型多工位壓力機(jī)，拋棄了傳統(tǒng)的雙動拉深工藝?yán)砟?，真正將拉深與其他沖壓工藝組合到一臺壓力機(jī)上完成。自動沖壓生產(chǎn)線的主機(jī)是帶數(shù)控液壓氣墊的多工位壓力機(jī)，主機(jī)前后配備拆垛裝置和碼垛裝置。數(shù)控液壓氣墊是該類生產(chǎn)線的技術(shù)核心，氣墊通過四角控制，可調(diào)節(jié)拉深工件的壓邊力，從而實現(xiàn)單動深拉深。由于采用數(shù)控液壓氣墊使單動壓力機(jī)代替了傳統(tǒng)的雙動壓力機(jī)，簡化了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)，取消了生產(chǎn)線中的翻轉(zhuǎn)裝置，實現(xiàn)了壓邊力的優(yōu)化控制，提高了拉深件的質(zhì)量，降低了工件的廢品率。從技術(shù)角度上講，帶數(shù)控液壓氣墊的大型多工位壓力機(jī)自動沖壓生產(chǎn)線，代表了自動沖壓生產(chǎn)線的最高水平。但是，由于造價、技術(shù)及應(yīng)用等諸多方面的因素，大型沖壓生產(chǎn)線多樣化組合的局面還將長期存在。1.2 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展和特點隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來越多，質(zhì)量要求越來越高，壓力越來越大，它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用越來越顯著。我國在解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動沖床，解放以后，才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)可以制造萬噸級以上的熱模鍛壓力機(jī)以及其他各種型號的壓力機(jī)，利用其可以提高生產(chǎn)效率，大大改善勞動條件，比如，在日用品生產(chǎn)中，如果不采用高速沖壓自動機(jī)，那么產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國際市場上將失去競爭能力，因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已經(jīng)成為工業(yè)先進(jìn)國家的發(fā)展方向之一。我國與工業(yè)先進(jìn)的國家比較，曲柄壓力機(jī)制造業(yè)還很落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高、數(shù)量不足、品種不全等幾個方面，特別是缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必須大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以縮小與工業(yè)先進(jìn)國家的差距。 開式壓力機(jī)因為具有開式機(jī)身，與閉式壓力機(jī)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(jī)械化和自動化提供了良好的條件。但是，開式壓力機(jī)也有其缺點，由于機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)、電機(jī)、電器、軸承、儀表、農(nóng)機(jī)、農(nóng)具、自行車、縫紉機(jī)、醫(yī)療器械、日用五金等部門中。在中、小型壓力機(jī)中，開式壓力機(jī)得到了廣泛的發(fā)展，需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載目前在我國機(jī)器制造業(yè)中，開式曲柄壓力機(jī)的年產(chǎn)量約占整個鍛壓機(jī)械年產(chǎn)量的49.5%，而在通用曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)中約占 95%。1.3 曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù)圖 1-1 JH23-40 開式壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)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(jī)的重要依據(jù)。1. 公稱壓力 公稱壓力是壓力機(jī)的主參數(shù)，是指滑塊離下死點前某一特定距離或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點前某一特定角度時，滑塊上所容許承受的最大作用力。F=400kN2. 滑塊行程 滑塊行程是指滑塊從上死點到下死點所經(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，它的大小隨工藝用途和公稱壓力的不同而不同。S=90mm3. 滑塊行程次數(shù) 它是指滑塊每分鐘從上死點到下死點，然后再回到上死點所往復(fù)的次數(shù)，滑塊行程次數(shù)的高低反映了壓力機(jī)沖壓的生產(chǎn)效率。n=80 次/分4．壓力機(jī)裝模高度和封閉高度 莊某高度是指滑塊在下死點時，滑塊下表面到工作墊板上表面的距離。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時，裝模高度達(dá)最大值，稱為最大裝模高度。上下模具的閉合高度應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。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。所謂封閉高度是指滑塊在下死點時，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墊板的厚度。JH23-40 壓力機(jī)的最大封閉高度為 300mm；封閉高度調(diào)節(jié)量為 80mm。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載5．壓力機(jī)工作臺面尺寸及滑塊底面尺寸：壓力機(jī)工作臺面尺寸 A×B 及滑塊底面尺寸 J×K 是與模座平面尺寸有關(guān)的工藝尺寸，它反映了壓力機(jī)工作臺面與滑塊底面的長度和寬度尺寸，表示壓力機(jī)允許安裝模具的水平尺寸大小。JH23-40 壓力機(jī)的工作臺尺寸：左右為 630mm（A×B） ，前后為 420mm；JH23-40 壓力機(jī)的滑塊底面尺寸：左右為 300mm（J×K） ，前后為 230mm。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)。JH23-40 壓力機(jī)的喉口深度為 220mm。7. 工作臺孔尺寸：工作臺孔用于落料或安裝氣墊裝置。JH23-40 壓力機(jī)的工作臺孔尺寸：前后為 150mm，左右為 300mm，直徑為 200mm。8．模柄孔尺寸：中小型壓力機(jī)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(jī)模柄孔的形狀有圓柱形和方柱形。JH23-40 壓力機(jī)的模柄孔尺寸：直徑為 50mm，深度為 70mm。9、立柱間距離：立柱間距離是指雙柱式壓力機(jī)兩個立柱內(nèi)側(cè)表面的距離。對于開式壓力機(jī)，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(jī)構(gòu)的尺寸和安裝位置。JH23-40 壓力機(jī)的立柱間距離為 300mm。10．傾斜角 θ：傾斜角是指可傾式壓力機(jī)工作臺面的傾斜角度，也就是機(jī)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(jī)后方排除。JH23-40 壓力機(jī)機(jī)身最大可傾角為 30°。公稱壓力 400kN 滑塊行程 90mm滑塊行程次數(shù) 80 次/分 最大封閉高度 300mm封閉高度調(diào)節(jié)量 80mm 工作臺尺寸 （630×420）mm滑塊底面尺寸 （300×230）mm 喉口深度 C 220mm工作臺孔尺寸 （150×300×200）mm 模柄孔尺寸 （50×70）mm立柱間距離 300mm 傾斜角 θ 30°表 1-1 技術(shù)參數(shù)1.4 曲柄壓力機(jī)的工作原理需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載如圖 1-2 所示是曲柄壓力機(jī)的工作原理圖。其工作原理如下：電動機(jī) 1 通過三角皮帶將運(yùn)動傳給大皮帶輪 3，再經(jīng)過齒輪 4、5 把運(yùn)動傳給曲柄 7，通過連桿 9 轉(zhuǎn)換為滑塊 10 的往復(fù)直線運(yùn)動，因此，就將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成了滑塊的往復(fù)運(yùn)動。上模裝在滑塊 10 上，下模裝在工作臺 14 上。當(dāng)材料放在上、下模之間時，即能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。由于工藝操作的需要，滑塊時而運(yùn)動，時而停止，因此裝有離合器 6 和制動器 8。壓力機(jī)在整個工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時間很短，即有負(fù)荷的工作時間很短，大部分時間為無負(fù)荷的空程。為了使電動機(jī)的負(fù)荷均勻，有效地利用能量，因而裝有飛輪，大皮帶輪 3 即起飛輪作用。圖 1-2 曲柄壓力機(jī)的工作原理圖1-電動機(jī)；2-小帶輪；3-大皮帶輪；4-小齒輪；5-大齒輪；6-離合器；7-曲柄；8-制動器；9-連桿；10-滑塊；11-上模；12-下模；13-墊板；14-工作臺；15-導(dǎo)軌；16-機(jī)身1.5 曲柄壓力機(jī)的反求設(shè)計與改型1.5.1 反求設(shè)計反求設(shè)計是對已有的產(chǎn)品或技術(shù)進(jìn)行分析研究，掌握其功能原理、零部件的設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、關(guān)鍵技術(shù)等指標(biāo)，再根據(jù)現(xiàn)代設(shè)計理論與方法，對原產(chǎn)品進(jìn)行仿造設(shè)計、改進(jìn)設(shè)計或創(chuàng)新設(shè)計的過程，稱為反求設(shè)計。反求設(shè)計已成為世界各國發(fā)展科學(xué)技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品的重要設(shè)計方法之一。反求設(shè)計一般有 3 種形式1、仿造設(shè)計 完全按照引進(jìn)的產(chǎn)品或技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，制造的產(chǎn)品與引入產(chǎn)品相同。一些技術(shù)力量和經(jīng)濟(jì)力量比較薄弱的廠家、且引進(jìn)的產(chǎn)品相對先進(jìn)時，常采用仿造設(shè)計的方法。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2、改進(jìn)設(shè)計 在對原產(chǎn)品分析研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行局部的改造性設(shè)計，其性能與特征基本上同原產(chǎn)品，但局部性能有所改善。我國的大部分廠家都采取了這種反求設(shè)計。3、創(chuàng)新設(shè)計 以原產(chǎn)品為基礎(chǔ)，充分運(yùn)用創(chuàng)新的設(shè)計思維與創(chuàng)新技法，設(shè)計、制造出優(yōu)于原產(chǎn)品的新產(chǎn)品。反求工程中的創(chuàng)新設(shè)計是我國及其他發(fā)展中國家目前大力提倡的方法。在已知機(jī)械設(shè)備的反求設(shè)計中，因存在具體的機(jī)械實物，故又稱實物反求設(shè)計，也有人稱硬件反求設(shè)計。硬件反求設(shè)計是常用的設(shè)計方法。機(jī)械設(shè)備的反求設(shè)計有如下特點：1、具有形象直觀的實物，有利于形象思維。2、可對產(chǎn)品或設(shè)備的性能直接進(jìn)行測試與分析，能獲得詳細(xì)的設(shè)計資料。3、可對產(chǎn)品或設(shè)備的零件尺寸、結(jié)構(gòu)、材料等直接進(jìn)行測量與分析，能夠獲得非常重要的尺寸設(shè)計資料。4、反求目的是仿制時，縮短了設(shè)計周期，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)起點與速度。5、仿制產(chǎn)品與引進(jìn)產(chǎn)品有可比性，有利于提高仿制產(chǎn)品的質(zhì)量。6、在仿制的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)或創(chuàng)新，為開發(fā)新產(chǎn)品提供了有利條件。機(jī)械設(shè)備反求設(shè)計的一般過程：機(jī)械零件的反求設(shè)計是部件反求的組成部分，而部件反求設(shè)計的內(nèi)容又是整機(jī)反求設(shè)計中的內(nèi)容。因此，設(shè)備的反求設(shè)計過程具有一般性。其反求設(shè)計的一般過程流程如圖 1-2 所示。圖 1-2 機(jī)械設(shè)備反求設(shè)計過程的流程圖本次設(shè)計是針對現(xiàn)有的某公司的 JH23-40 型 400kN 開式曲柄壓力機(jī)來反求分析確需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載定有關(guān)工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)，載荷和工況選定，結(jié)構(gòu)設(shè)計等。1.5.2 開式壓力機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)開式壓力機(jī)與板料開卷校平線、上下料機(jī)械手組成的自動化沖壓生產(chǎn)線，使沖壓件的生產(chǎn)效率、質(zhì)量大大提高。作為生產(chǎn)線中的主機(jī)的開式機(jī)械壓力機(jī)，必須保證無故障發(fā)生，否則將會影響整個生產(chǎn)過程。開式壓力機(jī)經(jīng)過多年的發(fā)展變化，其結(jié)構(gòu)性能已日趨成熟。為適應(yīng)自動化沖壓生產(chǎn)線的需要，仍有許多問題有待于科技人員攻關(guān)解決。現(xiàn)介紹一下開式壓力機(jī)制動角超差、機(jī)身剛度、整機(jī)精度等問題。1、制動角問題的改進(jìn)從發(fā)出“制動”信號開始到滑塊完全停止，曲軸所轉(zhuǎn)過的角度稱為制動角。制動器的制動角是考核壓力機(jī)性能的主要指標(biāo)。一般情況下，制動器制動扭矩的大小及排氣快慢是影響制動角的主要因素。因此，要解決制動器制動角超差問題，就要從這兩方面入手。原先將摩擦片鉚裝在制動器的摩擦圓盤上，經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)制動器的制動角一直居高不下。后將鉚裝結(jié)構(gòu)改為粘貼結(jié)構(gòu)并對摩擦片表面進(jìn)行加工，使其平整，從而解決了因結(jié)構(gòu)不合理而造成的制動角超差問題。2、機(jī)身剛度的改進(jìn)現(xiàn)在的較大型開式單、雙點壓力機(jī)機(jī)身多為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，剛度較高。并將空氣管路中的儲氣筒直接焊在機(jī)身左右內(nèi)壁之間，即起到了筋板的作用，增加了剛度，又使結(jié)構(gòu)美觀大方。在工作臺與機(jī)身的交界處，設(shè)計為非直角連接（圖 1-3） 。經(jīng)采用有限元法分析，這種結(jié)構(gòu)雖然強(qiáng)度有所降低，但剛度較好，機(jī)身不會產(chǎn)生斷裂和變形。圖 1-3 改進(jìn)前后機(jī)身結(jié)構(gòu)對比圖3、壓力機(jī)精度的改善需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載經(jīng)過試驗，對開式壓力機(jī)的曲軸定位方式進(jìn)行了改進(jìn)，原先是用銅套上的軸肩進(jìn)行軸向定位，后來在曲軸前端用 4 只螺釘固定一個擋板來定位。如圖 1-4 所示。圖 1-4 改進(jìn)前后曲軸定位方式對比圖圖中 A 為擋板，裝配時，在 A 與曲軸前端之間墊薄銅片，用以調(diào)整軸向間隙。與原來的定位方式相比，該方式滑塊在軸向不竄動。使壓力機(jī)精度得以改善，且安裝、維修方便，成本降低。4、壓力機(jī)外觀的改進(jìn)以前壓力機(jī)的空氣管路多用硬管連接，管路在機(jī)身內(nèi)壁繞來繞去錯綜復(fù)雜，很是雜亂?，F(xiàn)在改用軟管連接，所有軟管集中在一起，用一個罩子罩住，使機(jī)身內(nèi)壁顯得干凈簡潔。另外，機(jī)身外面的一些覆蓋件如罩子、蓋板等，現(xiàn)在大多改為玻璃鋼材料，使壓力機(jī)顯得美觀，同時又降低了噪聲，減輕了壓力機(jī)的重量，且維修方便，成本降低。5、壓力機(jī)誤發(fā)信號的改進(jìn)壓力機(jī)在沖壓工作過程中產(chǎn)生的振動，導(dǎo)致空氣管路中的壓力繼電器誤發(fā)信號，這給生產(chǎn)帶來了很大的危險。經(jīng)過反復(fù)試驗和比較，最終選用了一種減振效果好、外形美觀的減振螺栓。用減振螺栓把壓力繼電器與安裝板固定在一起，然后再用減振螺栓把安裝板固定在機(jī)身上，減振螺栓上的減震墊起緩沖作用，這樣壓力繼電器就不再誤發(fā)信號了。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2 電動機(jī)的選擇和飛輪設(shè)計2.1 壓力機(jī)電力拖動特點壓力機(jī)工作過程中，作用在滑塊上的負(fù)荷是劇增和劇減的周期交替變化著，并且有很短的高峰負(fù)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(jī)的功率，則其功率將會很大。為了減小電動機(jī)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(jī)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(fù)載減小，于是電動機(jī)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(jī)供給，而是主要由飛輪供給，所以電動機(jī)所需的功率便可大大減小。由于電動機(jī)的功率小于壓力機(jī)工作行程的瞬時功率，所以在壓力機(jī)進(jìn)入工作行程時，工作機(jī)構(gòu)受到很大的阻力，電動機(jī)的負(fù)載增大，轉(zhuǎn)差率隨之增大。一旦電動機(jī)瞬時轉(zhuǎn)差率大于電動機(jī)臨界轉(zhuǎn)差率，電動機(jī)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(jī)顛覆。另一方面，電動機(jī)在超載條件下會嚴(yán)重發(fā)熱。給電動機(jī)配置一個飛輪，相當(dāng)于增大了電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。在曲柄壓力機(jī)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(jī)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(jī)應(yīng)能使飛輪恢復(fù)到應(yīng)有的轉(zhuǎn)速；電動機(jī)帶動飛輪起動的時間不得超過 20s。否則，如果時間太長，由于電動機(jī)電流過大，線圈過熱將加速絕緣老化，縮短電動機(jī)使用壽命，甚至?xí)痣妱訖C(jī)的燒毀或跳閘。2.2 電動機(jī)的選擇需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2.2.1 選擇電動機(jī)的類型感應(yīng)電動機(jī)又稱異步電動機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固、運(yùn)行方便、可靠、容易控制與維護(hù)、價格便宜等優(yōu)點。因此在工作中的到廣泛的應(yīng)用。目前，開式曲柄壓力機(jī)常用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。JH23-40 的傳動系統(tǒng)由皮帶傳動、齒輪傳動、軸和軸承等組成。JH23-40 傳動示意圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 傳動示意圖此傳動系統(tǒng)采用上傳動，JH23-40 總傳動比為： dn1470=8.35?采用剛性離合器，離合器將放在曲軸上。2.2.2 選擇電動機(jī)的功率工作機(jī)所需的電動機(jī)輸出功率為：（2-dWP??1）（2-10WF?2）需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載所以 （2-d10WFP???3）由電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)效率）為（2-1234=??4）式中 、 、 、 分別是聯(lián)軸器、帶傳動、齒輪傳動、滑動軸承的效率。取1?234=0.97、 =0.96、 =0.95、 =0.97，則4?30.976.5097=.81=W??所以 d12k.1.FPW????為了減小電動機(jī)的功率，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪。在曲柄壓力機(jī)傳動中，飛輪的慣性拖動的扭矩占總扭矩的 85%以上，所以所需電動機(jī)的輸出功率為133.3kW×15%=20kW2.2.3 確定電動機(jī)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 ，單級齒輪傳動的傳動1=24i?:比 ，則合理總傳動比的范圍 ，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍2=35i?:=620i?:=（ 6~20）×80r/min=480r/min~1600r/min （2-wdn??5）綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和壓力機(jī)的傳動比，選擇電動機(jī)的型號為 Y180L—4，額定功率為 22kw，滿載轉(zhuǎn)速為 1470r/min。2.2.4 計算總傳動比和分配傳動比需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載總傳動比 （2-mwn1470=8.35i6）V 帶的傳動比 ，齒輪傳動的傳動比1.6i? 2=5i?2.2.5 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 mn1470r/inⅠⅡ軸 =3.65i?ⅠⅡ曲軸 2n408r/in?Ⅱ曲（2）各軸的輸入功率Ⅰ軸 01dP=.97=.kW???ⅠⅡ軸 122406.97=18.0k?? ?Ⅱ Ⅰ Ⅰ曲軸 338.56??曲 Ⅱ Ⅱ（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩（2-ddm20=950=19.3mn47TPN???7）Ⅰ軸 d01d29.3026.0?????ⅠⅡ軸 2=675.97T=431.9i N???ⅠⅡ曲軸 34. m8?? ?Ⅱ曲運(yùn)動和動力參數(shù)的計算結(jié)果如表 2-1 如下：軸名參數(shù) 電動機(jī)軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸曲軸需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載轉(zhuǎn)速 n（r/min） 1470 1470 400 80輸入功率 P/kW 20 19.4 18.07 16.65輸入轉(zhuǎn)矩T/（N m）?129.93 126.03 431.29 1987.17傳動比 i 3.675 5效率 η0.97 0.93 0.92表 2-12.3 飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸計算2.3.1 壓力機(jī)一次工作循環(huán)所消耗的能量（2-12345678AAA???8）式中 ——工件變形功。1——氣墊工作功，即壓邊時所需的功。2A——工作行程時由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量。3——工作行程時由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量。4——壓力機(jī)構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量。5A——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。7——中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量。8A下面分別敘述各項能量的計算。1、 工作變形功 1對不同的沖壓工藝，在工作行程內(nèi)工件變形力是變化的。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載=0.315 （2-1A0?gP9）式中 ——壓力機(jī)公稱壓力,KN ——板料厚度, gP0m經(jīng)驗公式，對慢速壓力機(jī) =0?gP4.所以 1.35.1593.7AJ?2、 拉延墊工作功 2無氣墊壓緊裝置，所以 =0。3、工作行程時由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)得摩擦所消耗的能量 3A實際機(jī)器的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動副之間，存在著摩擦。電動機(jī)在拖動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，為克服摩擦消耗能量。在工作行程時，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)摩擦所消耗的能量 ，建議3A按下式計算：（2-gPmA??087.3?10）式中， ——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦當(dāng)量力臂（ mm） ，?——壓力機(jī)公稱壓力（ ） 。gPkN——公稱壓力角（°） ， ；?30g???所以 30.879.340=97.2AJ??4、工作行程時由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)彈性變形所消耗的能量 4A完成工序時，壓力機(jī)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(jī)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：4A（2-2/4cgYPA?11）式中 ——壓力機(jī)總的垂直剛度（ ） 。 ( )cYmHgcCPY/?m需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載——壓力機(jī)垂直剛度,對于開式壓力機(jī) 。HC40/HCkNm?所以 22g40=J=AHP?5、壓力機(jī)構(gòu)向上、向下空行程所消耗的能量 5A壓力機(jī)空行程中能量消耗與壓力機(jī)零件結(jié)構(gòu)尺寸、表面加工質(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(jī)連續(xù)行程所消耗的平均功率約為壓力機(jī)額定功率的 。1035%?當(dāng)壓力機(jī)的公稱壓力為 400kN 時，推薦的空行程消耗能量為 500J。6、 單次行程滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量 6A根據(jù)試驗，壓力機(jī)飛輪空轉(zhuǎn)時電動機(jī)所消耗的功率約為壓力機(jī)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%30?合器的開式曲柄壓力機(jī)，此值偏高。飛輪空轉(zhuǎn)時所消耗的能量 （2-nCNA1)(61206??12）——飛輪空轉(zhuǎn)消耗的功率。按推經(jīng)驗薦取值為 0.5 。6N KWn——壓力機(jī)行程次數(shù)。 ——行程利用系數(shù)， 。nC4.0?nC所以 61A=120.5=573.480J??（ -）壓力機(jī)行程次數(shù) <1520～40 40～70 70～100 200～500行程利用系數(shù) n C0.7～0.85 0.5～0.65 0.45～0.55 0.35～0.45 0.2～0.4表 2-2 行程利用系數(shù)7、 單次行程離合器接合所消耗的能量 7A離合器為剛性離合器，不消耗能量。 =0需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載8、中間傳動環(huán)節(jié)所消耗的能量 8A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：8A（2-???122347=AA??-13）式中 ——考慮到齒輪傳動的效率。 ，其中： —齒輪嚙合效率； —1 1chz=??ch?zh?對軸承傳動的效率。——考慮到皮帶傳動的效率。 ，其中： —皮帶效率； —對軸2?2pish?pi sh承傳動的效率。????8=10.957.609153.790.20=392.1A J?????該設(shè)計壓力機(jī)沒有拉伸墊裝置，具有剛性離合器的通用開式曲柄壓力機(jī)。按單次行程工作方式計算： 57123468 =59.7+0.92+03.5+92.1=430.7JAA?2.3.2 飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算電動機(jī)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(jī)軸負(fù)載扭矩達(dá)到最大值，但不大于電機(jī)最大允許轉(zhuǎn)矩。實際上，沖壓時電動機(jī)放出一部分能量，所以飛輪轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)按下式計算：（2-2(1)360gof neAJC?????14）式中 ——工作行程時所需能量0A1234159.70.920754.1AJ?????——電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下飛輪的角速度e?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載13.4701.8rad/s0'65eni?????——飛輪轉(zhuǎn)速相對波動情況的轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)?（2-??pi2eKS????15）其中 ——實際電機(jī)系數(shù)， ；' 'ed2=1.0PK——電機(jī)額定轉(zhuǎn)差率， ；eS.6eS——電機(jī)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)，pii=0.4為修正系數(shù)，?.95?????2.951.60.2????——公稱壓力角（°） ；g?——壓力機(jī)行程次數(shù)利用系數(shù)（%）nC所以 2230754.11. .76809fJ kgm????????????2.3.3 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(jī)上，一般飛輪形狀fJ如圖 2-2 所示，圖中：Ⅰ是輪緣部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 ；Ⅱ是輪輻部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 ；Ⅰ JⅡⅢ是輪轂部分，其轉(zhuǎn)動慣量為 。JⅢ飛輪外徑 由小皮帶輪和速比決定，由第三章已知 ，輪緣部分寬度D2 =750mD2。B=10m飛輪本身的轉(zhuǎn)動慣量 ，其中輪緣部分是主要的， 要比 、 大f=JJ??Ⅰ Ⅱ Ⅲ JⅠ Ⅱ JⅢ需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載得多。故在近似計算中只考慮 更趨于安全。JⅠ而 （2-??213=m/8JD?Ⅰ ??213m=B/4D???16）所以 4432 37.0.750.6925m=.B3.181J????????Ⅰ式中 ——金屬密度（kg/m2） ，對鑄鋼： 3=.kg/?圖 2-2 飛輪形狀2.3.4 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 ：fv< （2-225.105.10.75401.6/f fDnms??????????17）式中： ——飛輪最大直徑；f——飛輪轉(zhuǎn)速；fn——許用線速度，對鑄鋼飛輪 。??v??40vms?2.3.5 飛輪起動時間核算需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載飛輪啟動時間計算公式為 （2-efNJnt510.???18）= =0.56s25407.1.??式中 --飛輪轉(zhuǎn)速fn--飛輪轉(zhuǎn)動慣量fJ--電動機(jī)額定功率eNt 遠(yuǎn)小于 20s ，可以直接起動。3 機(jī)械傳動系統(tǒng)3.1 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析3.1.1 傳動系統(tǒng)類型開式曲柄壓力機(jī)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。四級需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載傳動很少采用。按曲軸的布置形式，傳動系統(tǒng)又可以分為垂直于壓力機(jī)正面布置和平行于壓力機(jī)正面布置。3.1.2 傳動系統(tǒng)的布置方式曲柄壓