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1、沈阳建筑大学 毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目: J31-250 型曲柄压力机设计 系 别 专 业 班 级: 学 生 姓 名： 性 别： 指 导 教 师： 职 称： 2012 年 6 月 10 日 摘要锻压机械在工业中占有极其重要的地位，广泛应用于几乎所有的工业部门，如机械、电子、国防等。然而，在锻压机械中，又以曲柄压力机最多，占一半以上。曲柄压力机是以曲柄滑块机构作为运动机构，依靠机械传动将电动机的运动和能量传给工作机构，通过滑块给模具施加力，从而使毛坯产生变形。本次设计为 J31-250 型闭式单点压力机，参照国内现有相关型号压力机，进行了2500KN 机械压力机主要工作系统设计。设计
2、分三步进行：首先，拟定总传动方案；其次，设计主要零部件；最后，进行经济评估。本设计中主要包括以下设计部分：曲柄滑块机构的设计计算、传动系统的设计计算、离合器和制动器的设计计算、电动机的选择和飞轮的设计以及支撑附属装置的设计。本次设计方案均采用同类设计中最新的零件类型及布置方式。通过离合器和制动器进行气动连锁控制。用电动机调节连杆的长度来达到调节装模高度的目的，以适应不同高度的模具。采用四面调节导轨，提高了压力机的精度，并装有过载保护装置、滑块平衡装置等，使机器更加安全、可靠。 关键词：锻压机械；曲柄滑块机构；闭式单点压力机AbstractForge and press machine is v
3、ery important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving s
4、ystem passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the J31-250 closed-single punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and d
5、esigned the working system of 2500KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up total transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch
6、 and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative
7、 guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；closed-single press machine目录目录摘要摘要 IABSTRACTABSTRA
8、CT .II概述概述 11.1 锻压设备的发展.11.2 机械压力机的主要类型.11.3 曲柄压力机的工作原理.21.4 曲柄压力机的技术参数.31.5 论文内容.41.5.1 设计内容.41.5.2 压力机主要技术参数.4第二章第二章 曲柄滑块机构的运动分析与受力分析曲柄滑块机构的运动分析与受力分析 .52.1 曲柄滑块机构的运动规律.52.2 曲柄滑块机构的受力分析 8第三章第三章 传动系统的布置及设计传动系统的布置及设计 113.1 传动系统的布置方式113.2 传动级数和各级数比分配113.3 离合器和制动器安装位置的确定12第四章第四章 设计计算设计计算 124.1 工作机构的设计计
9、算曲柄滑块机构的设计计算 .124.1.1 芯轴设计计算 .134.1.2 连杆及装模高度调节装置 .154.1.3 调节电动机容量选择 .174.1.4 滑块与导轨 .184.1.5 蜗轮蜗杆的设计计算 .184.2 传动系统的设计计算 .194.2.1 低速级齿轮的设计 .194.2.2 高速级齿轮的设计 .234.2.3 传动轴设计计算 .274.3 操纵系统的设计计算离合器与制动器的设计计算 .324.3.1 制动器和离合器的工作原理 .324.3.2 摩擦离合器的设计 .334.3.3 摩擦制动器设计计算364.4 能源系统的设计计算电动机的选择和飞轮的设计 .394.4.1 电动机
10、功率计算 .394.4.2 飞轮的确定 .41第五章第五章 支承、辅助及附属装置的设计支承、辅助及附属装置的设计 455.1 支承部件机身的设计 .455.1.1 立柱与拉紧螺栓的设计计算455.1.2 上梁的计算475.1.3 底座的计算485.1.4 机身变形的计算485.2 附属装置 .505.3 辅助装置 .50第六章经济技术综合分析第六章经济技术综合分析 .516.1 经济分析 .516.2 技术分析 .516.3 环境分析 .52第七章结论第七章结论 .52参考文献参考文献 .53致谢致谢 .54附录一 1附录二 .13J31-250J31-250 型曲柄压力机设计型曲柄压力机设计
11、第一章第一章 概述概述1.1 锻压设备的发展锻压设备的发展锻压工业的发展主要是由于在世界范围日益要求用更难变形的材料制造越来越大和越来越复杂的锻件。由于宇航工业今后的需要，地面动力系统、喷气发动机和飞机锻件数量的增大以及在工艺上的剧烈竞争，要求不断的提高目前的工艺水平。因此，有效的利用现在的锻压设备和设计性能优越的锻压设备是必然的11。由于采用现代的锻压工艺生产工件具有高效率、质量好、能量省和成本低的特点，锻压生产在工业生产中的地位越来越重要，锻压机械在机床中的比重也越来越大。虽然采用锻压机械进行锻压生产只有百余年的历史，但锻压机械在整个金属加工设备生产中占 18-30%，金额占 20-40%
12、。在锻压机械中，又以曲柄压力机最多，占一半以上。用曲柄压力机可以进行冲压和模锻等工艺生产，它广泛用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等公益生产部门。随着工业的发展，曲柄压力机的品种和数量越来越多，质量越来越高，压力越来越大。它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中作用越来越显著。例如，冷挤压工艺是一项新兴工艺，用冷挤压生产的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直径为 20-30mm 的零件其公差范围可控制在 0.015mm 以内，因此，所生产的零件不需要进行或少量进行切削加工即可使用。大大提高了生产率，并节约了原材料。随着冷挤压工艺的发展，各种类型的挤压机应运而生，正在使加工行业产生巨大
13、变化。再加，在日用品及家用电器生产中，如果不采用高速冲压自动机，产品的成本与质量在国际市场上将失去竞争力。因此，大量制造和使用曲柄压力机，已成为工业先进国家的发展方向之一3。近年来，曲柄压力机正向着高速度的高精度的方向发展，并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件。特别是采用微型计算机控制的曲柄压力机，更具有先进的水平。1.2 机械压力机的主要类型机械压力机的主要类型根据 JB/GQ2003-84 标准3，锻压机械分为八类，其中第一类机械压力机包括曲柄压力机的主要类型，此外，在第三类线材成型自动机、第五类锻机、第六类剪切机和第七类弯曲校正机中都包括有曲柄压力机。在 JB/GQ2
14、003-84 的型谱3中，单柱压力机、开式压力机和闭式压力机属于通用压力机。所谓单柱、开式和闭式是指机身的型式。闭式压力机机身左右封闭，只能从前后方向接近模具，操作不太方便，但机身刚度高，压力机精度好。开式压力机机身左右及前后都敞开，能从三个方向接近模具，操作方便，但机身刚度低，特别是有 角变形存在，影响精度。开式压力机机身的后面还有一个开口，便于出料。单柱压力机，其机身也是左右及前后敞开，但后壁无开口。有时，我们把后面两种压力机统称为开式压力机。上述三种压力机中均只有一组曲柄滑块机构，成为单点压力机。适用于小型压力机，或工作台较小的中型压力机。若工作台面较大，则有两组或四组曲柄滑块机构，相应
15、称为双点或四点压力机。此外，按照工作台的形式，机身是否可倾等分为固定台、活动台、柱形台以及可倾压力机等。1.3 曲柄压力机的工作原理曲柄压力机的工作原理曲柄压力机是锻压生产中广泛使用的一种锻压设备。它可以应用于板料冲压、模锻、冷热挤压、冷精压和粉末冶金等工艺。曲柄压力机传动系统的旋转运动通过曲柄连杆使滑块呈往复运动，利用滑块发出的压力使毛坯产生塑性变形，以制成一定形状的锻压件。因此，它具有以下特点：（1）曲柄连杆机构是刚性联接的，滑块是具有强制运动性质，滑动块的行程次数，速度和加速度一定规律变化。（2）工作时封闭高度不变。（3）一个工作循环中负荷时间较短，电动机是按平均功率选用的，所以曲柄压力
16、机既需要飞轮存储和释放能量。（4）工作时机身组成一个封闭的受力系统，对基础没有剧烈的冲击和震动。1-电动机 2-小皮带轮 3-大皮带轮 4-制动器 5-离合器 6-小齿轮7-大齿轮 8-小齿轮 9-偏心齿轮 10-芯轴 11-机身 12-连杆13-滑块 14-上模 15-下模 16-垫板 17-工作台 18-液压气垫图 1.1 J31250 型曲柄压力机运动原理图图 1.1 为曲柄压力机的工作原理图，其工作原理如下：电动机 1 带动皮带传动系统 2、3，将动力传到小齿轮 6，通过 6 和 7，8 和 9 两级齿轮减速传到曲柄连杆机构，大齿轮 7 同时又起飞轮作用。齿轮 9 制成偏心齿轮结构，它的偏心轮部分就是曲柄，曲柄可以在芯轴 10 上旋转。连杆 12 一端连到曲轴偏心轮；另一端与滑
