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1、摘要曲柄压力机广泛应用于冲裁，弯曲，校正，模具冲压等工作。本次设计的为开 式固定台式中型，公称压力为 1600KN 曲柄压力机。本设计主要进行该曲柄压力机曲柄滑块工作机构的设计。在设计中，首先根据 该压力机要保证的主要技术参数公称压力、滑块行程等，初步估算曲柄，连杆， 滑块，导轨相关尺寸，然后分别对其进行校核，修正，最终确定各零部件尺寸；进 行装模高度调节装置设计，并最终完成该曲柄滑块工作机构设计。关键字：公称压力；曲轴；连杆；导轨；调节装置目录第一章 曲柄压力机的工作原理及主要参数11.1 压力机技术参数11.2 曲柄压力机的工作原理11.3 曲柄压力机工作的特点21.4 曲柄形式 21.4
2、.1、曲轴驱动的曲柄滑块机构31.4.2、偏心轴驱动的曲柄滑块机构41.4.3、曲拐驱动的曲柄滑块机构41.5.4、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构41.4.5 各种结构的区别及最终确定设计设计思路6第二章 曲柄滑块机构的构成及相关分析62.1 压力机曲柄滑块机构的构成62.2 曲柄压力机滑块机构的运动规律分析。72.2.1 滑块的位移和曲柄转角之间的关系72.2.2 滑块的速度和曲柄转角的关系82.3 曲柄压力机滑块机构的受力分析92.3.1 忽略摩擦情况下滑块机构主要构件的力学分析92.3.2 考虑摩擦情况下滑块机构主要构件的力学分析10第三章 装模高度调节装置总体设计133.1 装模高度调节设
3、计及电动机的选定133.1.1 装模高度调节装置构成及工做原理133.1.2 调节装置电动机选定错误!未定义书签。第四章 齿轮传动错误!未定义书签。4.1 齿轮传动的介绍错误!未定义书签。4.1.1 齿轮在应用的过程中对精度有以下的要求错误!未定义书签。4.2 直齿轮传动 错误!未定义书签。4.2.1 齿轮参数确定错误!未定义书签。4.2.2齿轮的尺寸初步计算错误!未定义书签。4.2.3 齿轮的强度校核错误!未定义书签。第五章 曲柄压力机滑块机构的设计与计算 145.1 曲轴的设计与计算145.1.1 选定轴的材料145.1.2 估算曲轴的相关尺寸145.1.3 设计轴的结构并绘制结构草图15
4、5.1.4 校核轴劲尺寸155.1.5 曲轴的危险阶面校核165.2 连杆和调节螺杆的设计175.2.1 连杆和调节螺杆初步确定175.2.2 校核调节螺杆的和连杆尺寸185.4 导轨的设计 205.5 蜗杆蜗轮传动的计算错误!未定义书签。5.5.1 蜗杆传动的特点错误!未定义书签。5.5.2 蜗杆蜗轮的材料错误!未定义书签。5.5.3 蜗杆蜗轮尺寸的计算错误!未定义书签。5.5.4 核算蜗轮弯曲应力错误!未定义书签。5.5.5 核算蜗杆接触应力:错误!未定义书签。第六章 轴承的选用及紧固件的选用错误!未定义书签6.1 滑动轴承选用与校核错误!未定义书签6.1.1 连杆大端滑动轴承选用与校核错
5、误!未定义书签6.1.2 曲轴颈上滑动轴承选用与校核错误!未定义书签6.2 滚动轴承选用与校核错误!未定义书签6.2.1 求比值: 错误!未定义书签6.2.2求相对应轴承轴向载荷的e值与Y值错误!未定义书签。6.3 坚固件的选用错误!未定义书签6.3.1 紧固件的选用原则错误!未定义书签6.3.2螺栓的选用错误!未定义书签第七章 总装设计错误!未定义书签7.1 过载保护装置错误!未定义书签7.1.1 液压式过载保护装置错误!未定义书签7.2润滑系统 错误!未定义书签参考文献错误!未定义书签致谢错误!未定义书签第一章曲柄压力机的工作原理及主要参数11压力机技术参数压力机的主要技术参数能反映出压力
6、机的工作能力、所能加工工件的尺寸范围、有关生产率等指标。此次设计的是开式固定台式中型压力机，设计的技术参数如下：公称力 1600 kN公称力行程6 mm滑块行程140mm滑块行程次数40次/min最大装模高度350 mm装模高度调节量110 mm滑块中心到机身距离380 mm工作台尺寸（前后X左右）710X1120 mm 工作台板孔尺寸 220 mm工作台板厚度130 mm滑块底面尺寸（前后X左右）420 X 560 mm模柄孔尺寸（直径X深度）65 X 90 mm图1-1立柱间距640 mm12曲柄压力机的工作原理.曲柄压力机是以曲柄传动的锻压机械，其工作原理是电动机通过三角带把运动传给大皮
7、带轮， 再经小齿轮，大齿轮，传给曲轴。连杆上端连在曲轴上，下端与滑块连接，把曲轴的旋转运动变为 连杆的上下往复运动。上模装在滑块上，下模装在垫板上。因此，当材料放在上下模之间时，及能 进行冲裁或其他变形工艺，制成工件。由于工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合 器和制动器。压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很 短,大部分时间为无负荷的空程时间。为了使电动机的负荷均匀，有效的利用能量，因而装有飞轮。 本次曲柄压力机的设计中，大皮带轮的设计兼有飞轮的作用。工作原理图如下图：电动机小皮帯轮机身违*F连杆館导轨上轉卜模匸作台离合器制动霸小芮轮犬皮帶轮（偏
8、心）備心齿轮滑块图1-22D:13曲柄压力机工作的特点刚性传动，滑块运动具有强制性质a. 上下死点、运动速度、闭合高度等固定一一便于实现机械化和自动化b. 定行程设备一一自我保护能力差，工作时形成封闭力系a. 不会造成强烈冲击和振动b. 不允许超负荷使用，一个工作循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量a. 工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击b. 不能够超能量使用1.4曲柄形式曲轴驱动的曲柄滑块机构 偏心轴驱动的曲柄滑块机构 曲拐驱动的曲柄滑块机构 偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构13(b)偏牡轴式曲拐轴式町啊心齿轮式图1-31 支承颈；2曲柄臂；3曲柄颈；4 连杆；5曲拐颈；6 心轴；7偏心齿轮1.
9、 4.1、曲轴驱动的曲柄滑块机构工作原理：曲轴旋转时，连杆 作摆动和上、下运动，使滑块在 导轨中作上、下往复直线运动。特点：曲轴双端支承，受力 好；滑块行程较大，行程不可调。 大型曲轴锻造困难，受弯、扭作 用，制造要求咼。适用范围：主要用于较大行 程的中小型压力机上。图1-4 JC23-63压力机的曲柄滑块机构结构图1、打料横梁2、滑块3、压塌块4、支承座5、盖板6、调节螺杆7、连杆体8、轴瓦9、曲轴10、锁紧 螺钉11、锁紧块12、模具夹持块1. 4.2、偏心轴驱动的曲柄滑块机构工作原理：当偏心轴转动时，曲轴颈的外圆中心以偏心轴中心为圆心做圆周运动，带动连杆、 滑块运动。特点：曲轴颈短而粗，
10、支座间距小，结构紧凑，刚性好。但偏心部分直径大，摩擦损耗多, 制造比较困难。适用范围：主要用于行程小压力机上。1. 4.3、曲拐驱动的曲柄滑块机构工作原理：当曲拐轴转动时，偏心套的外圆中心以曲拐轴的中心为圆心做圆周运动，带动连杆、滑块运动。特点：曲拐轴单端支承，受力条件差；滑块行程可调（偏心套或曲拐轴颈 端面有刻度）。便于调节行程且结构简单， 但曲柄悬伸刚度差。适用范围：主要用于中、小型压力机上图1-5 JB21-100压力机的曲柄滑块机构结构图1、滑块2、调节螺杆3、连杆体4、压板5、曲拐轴6、偏心套154、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构工作原理：偏心齿轮在芯轴上旋转时，其偏心颈就相当于曲柄在旋
11、转，从而带动连杆使滑块上 下运动。特点：偏心齿轮芯轴双端支承，受力好；偏心齿轮只传递扭矩，弯矩由芯轴承受；受力情况比 曲轴好，芯轴刚度大。结构相对复杂，但铸造比曲轴锻造容易解决。适用范围：常用于大中型压力机上。图1-6J31 - 315压力机曲柄滑块机构结构示意图.电动1.连杆体；2调节螺杆；3.滑块；4.拨块；5.蜗轮；6.保护装置；7.偏心齿轮；&心轴；9 机；10.蜗杆图1-7用偏心套调节行程示意图0主轴中心 A偏心轴销中心M偏心套外圆中心1. 4.5各种结构的区别及最终确定设计设计思路 曲轴式压力机行程不可调； 偏心轴式、偏心齿轮式和曲拐式压力机的行程可设计成可调节结构; 设备总体结构
12、曲拐式更美观。经过上面的分析，我选择设计成曲折开式固定压力机压力机。第二章 曲柄滑块机构的构成及相关分析21压力机曲柄滑块机构的构成由于压力机要求滑块作往复直线运动，而为动力的电动机却是作旋转运动，因此，需要一套机 构，将旋转运动变为直线往复运动。下图中的结构就是完成这部分工作的重要部分曲柄滑块机构。图2-1由本图知采用一套曲柄连杆，它对滑块只有一个加力点，因此常称做单点式曲柄压力机，这是中小型压力机广泛采用的形式。当工作台左右较宽时，也常采用两套曲柄连杆，这时它们对滑块有两个加力点，叫双点压力机，对于左右前后都较宽的压力机也可采用四套曲柄连杆，相应的滑块有四个加力点。曲轴中心到曲柄颈中心的距
13、离，这个距离通常叫做曲柄半径，它是曲柄压力机的一个重要参数, （有关曲轴的部分第四章详述）。有时小型压力机，可能用偏心轴代替曲轴，同样偏心轴也可以将 旋转运动转变为滑块的直线往复运动。22曲柄压力机滑块机构的运动规律分析。本次设计压力机工作机构采用是曲柄滑块机构，A 点表示连杆与曲轴的连结点，B点表示连杆与滑块连接 点,AB表示连杆长度滑块的位移为s。a为曲柄的转 角。习惯上有曲柄最底位置（相当于滑块在下死点处）, 沿曲柄旋转的相反方向计算。其运动简图如下图所示，2.2.1滑块的位移和曲柄转角之间的关系滑块的位移和曲柄转角之间的关系表达为s = (R + L) - (R cos a + L c
14、os P). R sin a sin p =贝 U sin P = X sin acos P = 一 sin2 p图2-2代入 s = (R + L) - (R cos a + L cos P)整理得:s = R（1+ cos a） + *（1一 *1 一九2 sin2 a）XX代表连杆系数。通用压力机X 一般在0.10.2范围内.故上式整理后得:Xs = R（1-cos a） +（1-2cos 2a）4式子中s滑块行程（从下死点算起）a曲柄转角，从下死点算起，与曲柄旋转方向相反者为正.R曲柄半径九一一连杆系数L连杆长度（当可调时取最短时数值）因此，已知曲柄半径R和连杆系数九时,便可从上式中求出对应于的不同a角的s值.有余玄定 理知R2 + (R + L - S )2 - L2cos a =2 x R x (R + L S)2.2.2滑块的速度和曲柄转角的关系求出滑块的位移与曲轴转角的关系后,将位移s对时间t求导数就可求得到滑块的速度v.即:ds ds dav =dt da dtv =
