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1、浙江工贸职业技术学院毕业设计（论文） 课题名称：垫片冲压专用曲柄压力机输出轴设计与制作系 部： 汽车与机械工程学院 专 业： 数控技术班 级： 数控1102班姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间 2013年 04 月 20 日 目录1.曲柄压力机结构选择及工作原理11.1曲柄压力机结构选择11.2曲柄压力机主要参数21.3曲柄压力机工作原理32.电动机的选择 52.1电动机功率的确定52.2电动机的选择 73.传动装置的总体设计83.1传动比的分配 83.2传动系统运动参数 84.带与带轮的设计 94.1 V带的计算 94.2带轮的设计115.齿轮的设计 145.1选择齿轮的精度，材料14
2、5.2齿面接触疲劳强度计算145.3齿根弯曲疲劳强度验算65.4结构设计66.轴的设计186.1选择轴的材料，确定许用应力186.2初步确定轴的最小直径 186.3轴的校核 186.4设计轴的结构并绘制结构草图197.键的校核227.1键的选用227.2飞轮与工作轴联接键的校核228.使用说明书23 8.1安全操作规程238.2技术参数23设计总结23参考文献2曲柄压力机设计潘教强浙江工贸职业技术学院汽车与机电工程系，班级：机电0603摘要：根据压力机的现状对曲柄压力机的结构与性能上的特点进行了设计，其中包括选择并设计了曲柄压力机的结构、传动装置的总设计、带与带轮的设计等。在最后以典型的曲柄压
3、力机产品，进行曲柄压力机的设计分析。关键词：结构；传动系统；曲柄压力机1.曲柄压力机结构选择及工作原理1.1曲柄压力机结构选择 生活中为适应不同零件的工艺要求，压力机的结构类型较多。通常可根据曲柄压力机的工艺用途及机构特点进行分类。 按工艺用途，曲柄压力机可分为通用压力机和专用压力机两大类。通用压力机适用于多种工艺用途，如冲裁、弯曲、成型等；而专用压力机用途较单一，如拉深压力机、剪板机等。因为设计的压力机用于冲压玩具垫片，所以采用通用压力机。按机身结构形式不同，曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机的机身工作区域三面敞开，操作空间大，但机身刚度大，压力机在工作负荷下会产生角变形，影
4、响精度。所以这类压力机的吨位小。闭式压力机机身左右两侧是封闭的，只能从前后两个方向接近模具，操作空间较小，不方便。但机身形状组成一个框架，刚度好，压力机精度高。所以，压力机多采用大、中型压力机。因为设计的压力机为小型压力机，故设计采用闭式压力机。按压力机滑块的数目不同，可分为单动压力机、双动压力机和三动压力机，通用曲柄压力机一般是指单动压力机。按照压力机上连接曲柄与滑块的连杆数目不同，可分为单点压力机、双点压力机和四点压力机。曲柄连杆数的设置主要根据滑块面积的大小和吨位而定。点数越多，滑块承受载荷的能力越大，压力机的吨位就越大。根据要求采用单点压力机。1.2曲柄压力机主要参数曲柄压力机的型号：
5、JC23-63（公称压力为630KN的开式双柱可倾式压力机）1标称压力Fg及标称压力行程Sg标称压力Fg是滑块在工作行程内所允许承受的最大负荷，根据设计要求的曲柄压力机JC23-63可得：标称压力Fg为630kN。标称压力行程Sg指压力机发生标称压力时，滑块离开下止点的距离。Sg值的大小决定于传动机构，离合器及飞轮电动机的能力。因曲柄传递的扭矩随着Sg值的增加而增大，所以此值可按工艺用途来决定，我国没有一定的标准。标称压力行程所对应的曲柄转角称为标称压力角ag，对于一般用途的压力机取Ag=20302滑块行程S 滑块行程S是指滑块从上止点到下止点所经过的距离，等于曲柄半径的2倍。它的大小反映出压
6、力机的工作范围。滑块行程并非越大越好，应根据设备规格大小兼顾冲压生产时的送料，取件及模具寿命等因素综合考虑选取。对于曲柄压力机J23-63，滑块行程S为50mm。3滑块行程次数n滑块行程次数决定滑块的速度，而滑块速度又受到被冲压件塑性变形，自动送料精度，传动机构的协调性及模具寿命的影响。故选择行程次数不能单纯追求生产率。对于一般用途的开式压力机，行程次数可按下式计算： 次/min曲柄压力机的滑块行程次数为180次/min。4. 最大装模高度H与装模高度调节量H最大装模高度指滑块在下止点时，滑块底面到工作台垫板上表面的最大距离。与装模高度并行的参数尚有封闭高度。所谓封闭高度是指滑块在下止点时，滑
7、块下表面到工作台上表面的距离，它和装模高度之差等于工作台垫板的厚度T。装模高度和封闭高度均表示压力机所能使用的模具高度。模具的闭合高度应小于压力机的最大装模高度或最大封闭高度。装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节量。装模高度及其调节量越大，对模具的适应性也越大，但装模高度大，压力机也随之增高，且安装高度较小的模具时，需附加垫板，给使用带来不便。同时，模具高度调节量越大，连杆长度越长，刚度会下降。因此，只要满足使用要求，没有必要使装模高度及其调节量过大。5工作台板及滑块底面此寸它是指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板的上平面与滑块底面均用“左右前后”的尺寸表示。这些尺寸决定了模具平面
8、轮廓尺寸的大小。6工作台孔尺寸工作台孔尺寸L1B1（左右前后），D1（直径），该尺寸空间是用作向下出料或安装模具顶件装置的。7模顶孔尺寸dl模顶孔是用来安装固定模具上模的，其尺寸用dl(直径孔深)表示。中小型模具的上模一般都是通过模柄固定在压力机滑块上，此时模柄尺寸应与模柄孔尺寸相适应。大型压力机没有模柄孔，而是开设T型槽，用T型槽螺钉禁锢上模。8立柱间距A与喉深C立柱间距是指双柱式压力机两立柱内侧之间的距离。对于开式压力机，其值主要关系到向后侧送料或出件机构的安装。喉深是开式压力机特有的参数，它是指滑块中心线到机身的前后方向距离。吼身直接限制了加工件的尺寸，也与压力机机身刚度有关。1.3曲柄
9、压力机工作原理 尽管曲柄压力机类型众多，但其工作原理和组成是相同的。其工作原理如下：图11为曲柄压力机的工作原理图。电动机1的能量和运动通过带传动传递给中间传动轴4，再由齿轮6和8传动给曲轴9，经连杆10带动滑块11作上下直线移动。因此，曲轴的旋转运动通过连杆变为滑块的往复直线运动。将上模12固定于滑块上，下模14固定于工作台垫板15上，压力机便能对置于上下模间的材料加压加工。由于工艺需要，轴两端分别装有离合器5和制动器3，以实现滑块的间歇运动和连续运动。压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为空程运动。为了使电动机负荷均匀和有效地利用能量，在传动轴端装有飞轮，起到储蓄作用。在
10、曲柄压力机机上，带轮2和大齿轮8均起飞轮的作用。 从上述工作原理可以看出，曲柄压力机由下列部分组成：（1）工作机构 一般由曲轴、连杆和机身上的导轨构成的曲柄滑块机构。其作用是将传动系统的旋转运动变换为滑块的直线往复运动，承受和传递工作压力，安装模具的上模。（2）传动系统 一般由齿轮传动、带传动等组成。其作用是传递电动机的运动和能量，并起减速作用。（3）操纵系统 由离合器、制动器及其控制装置组成。它们的主要作用是电动机开动的条件下控制滑块的运动和停止，以保证压力机安全、准确地运转。（4）能源系统 由电动机和飞轮等组成。电动机将电能转化成机械能。飞轮能将电动机空程运转时的能量储存起来，在冲压时再释
11、放出来。（5）支承部件 主要为压力机的机身，它将压力机的所有零部件联结起来，并承受全部工作变形力和各部件的重力，保证总机所要求的精度、强度和刚度。机身上有固定或活动的工作台，用于安装模具的下模。（6）附属装置和辅助系统 这部分包括两类：一类是保证压力机正常运转的，如润滑系统、过载保护装置、滑块平衡系统、电路等；另一类是工艺应用范围的，如推料装置、气垫等。由于曲柄压力机的组成部分较多，且设计时间有限。故设计锁定为曲柄压力机的工作机构、传动系统和能源系统的设计。 图11 曲柄压力机运动原理图1-电动机2-带轮3-制动器4-传动轴5-离合器6，7-齿轮8-曲轴9-连杆10-滑块11-上模12-下模1
12、3-垫板14-工作台15-气垫2.电动机的选择21电动机功率的确定2.1.1电动机类型的选择通常采用Y系列三相异步电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2.1.2压力机的电动机工作特点：压力机的负载为一冲击载荷。即在一个工作周期只在较短的时间内承受工作负荷。而在较长的时间内为空运转。若按此短暂的工作时间来选择电动机的功率，则电动机的功率会很大。为了减少电动机功率，在传动系统中设置了飞轮，可以大大减少电动机功率。采用飞轮后，当滑块不动时，电动机带动飞轮旋转，使其储备动能。而在冲压工作的瞬时，主要靠飞轮释放能量。飞轮在压力机中起储存和释放能量的作用，压力机所消耗的动能，归根结底都是由电动机供给。所以电动机的输出功率完全决定于压力机在一次行程中所消耗的全部功和一次行程所需的时间。由上可知，飞轮惯性的大小亦影响了选择电动机的额定功率。飞轮越小，电机转速的波动越大，它的电流变化亦剧烈。为了不使电动机的额定功率应比压力机的平均功率大些。2.1.3电动机功率的确定综上所述，曲柄压力机应按一循环的平均能量来选择电动机，其功率Nm为：
