JD21-100开式曲柄压力机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要本课题是对机械压力机传动部分的设计。对该机械设计时考虑的主要因素是曲柄机构的受力分析和载荷的校核，以及曲柄的发热问题。另外，通过设计飞轮使机械的工作平稳性增强，电机功率得到减小，即满足了设计的要求，又使设计更简单化、合理化。通过二级变速，使电机的高速运动转变为滑块的低速运动，从而使机械的载荷能力大大增强。开式曲柄压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对胚料进行成型加工的锻压机械。曲柄压力机动作平稳，工作可靠，广泛用于冲压、挤压、锻模和粉末冶金等工艺。其结构简单，操作方便，性能可靠。关键词电机功率，压力机，曲柄机构买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IABSTRACTCRANKPRESSUREMACHINEISPASSCRANKASLIPPERYPIECEORGANIZATIONTOREVOLVEELECTRICMOTORCONVERSIONFORSLIPPERYPIECEOFSTRAIGHTLINEBACKANDFORTHSPORT,CARRIESTHEFORMEDPROCESSINGTOTHESEMIFINISHEDMATERIALSTHEFORGINGANDSTAMPINGMACHINERYTHECRANKPRESSMOVEMENTISSTEADY,THEWORKISRELIABLE,WIDELYUSESINCRAFTSANDSOONRAMMING,EXTRUSION,DROPFORGINGANDPOWDERMETALLURGYITSSTRUCTUREISSIMPLE,THEEASEOFOPERATION,THEPERFORMANCEISRELIABLETHECOUPLINGPARTUSESTHERIGIDITYTOTRANSFERTHEKEYTYPECOUPLING,THEUSESERVICEISCONVENIENTKEYWORDSPRESSUREMACHINE,CRANKORGANIZATION,MACHINEMANUFACTURING买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985II目录摘要IABSTRACTII目录III第一章JD21100开式曲柄压力机的基本参数主要参数的确定1第一节主要参数的确定1第二节JD21100开式曲柄压力机的设计的基本要求3第二章电动机的选择和飞轮的设计3第一节压力机电力拖动特点3第二节电动机功率的计算5第三节压力机一次工作循环所消耗的能量6第四节计算总传动比和分配各级传动比9第五节计算传动装置的运动和动力参数10第六节飞轮转动惯量计算和飞轮尺寸计算11第三章机械传动系统13第一节传动系统的类型及系统分析13第二节V带传动设计16第三节齿轮传动的设计18第四节转轴的设计20第五节直轴的设计20第四章曲柄滑块机构23第一节曲柄滑块机构的运动和受力分析23第二节曲柄轴的设计计算26第三节连杆和封闭高度调节装置29第四节滚动轴承的选择33第五节滑动轴承34第五章离合器与制动器36第一节离合器与制动器的作用原理36第二节离合器的设计37第三节制动器的设计40第六章机身的设计42第一节机身结构42第二节机身计算43第三节过载保护装置设计45第七章润滑系统48第一节曲柄压力机常用润滑剂48致谢51买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985III参考文献53买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第一章JD21100开式曲柄压力机的基本参数主要参数的确定第一节主要参数的确定一、开式曲柄压力机的基本参数，决定了它的工艺性能和应用范围，同时也是设计压力机的重要依据。现将JD21一100开式曲柄压力机基本参数分别叙述如下L、公称压力F公称压力是压力机的主参数，是指滑块离下止点前某一特定距离时，滑块上所允许的最大作用力。F1000KN。2、滑块行程S压力机滑块从上死点到下死点所经过的距离。它的大小将反映压力机的工作范围。它是曲柄半径的两倍，或是偏心齿轮、偏心轴销偏心距的两倍。其大小随压力机工艺用途和公称压力的不同而不同。S10120MM。3、滑块行程次数N它是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点的往复次数。滑块行程次数的高低反映了压力机冲压的生产效率。N75次/MIN。4、压力机装模高度H及调节量H最大装模高度指滑块在下死点时，滑块底面到工作台垫板上表面的最大距离（滑块调节在上极限位置）最大和最小装模高度之差即为调节量。被安排的模具闭合高度，应在装模高度的调节范围内。对于小于2000KN的压力机H44403201PG2210PG4440320110002415MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515、压力机工作台面尺寸BXL及喉口深度C喉口深度是指滑块中心线至机身的距离。喉口深度及工作台尺寸是关系到安装模具最大平面尺寸的重要系数。从扩大压力机工艺范围看，此项系数越大越好。但这些尺寸大了会降低压力机刚度及增大压力机结构尺寸。所以要取的适中。根据计算一般压力机的公式得B625MM，L886MM，压力机的喉口深度为20OMM。对于小于2000KN的压力机，工作台前后尺寸B10052201PG10052625MM对于小于2000KN的压力机，工作台左右尺寸L30058210PG30058886MM6、倾斜角倾斜角是指可倾式压力机工作台面的倾斜角度，也就是机身后倾的角度。利用这个倾斜角使冲压后的工件（或废料）能借其自重或其他因素通过两立柱中间向压力机后方排除。压力机机身最大可倾角为30。本设计为固定式曲柄压力机，无倾斜角。7、滑块尺寸X1BL老式压力机的滑块底面尺寸较小，且大都方形，随着大尺寸模具的采用，滑块底面尺寸逐渐加大，且左右方向大于前后方向尺寸。但滑块尺寸过大，压力机左右尺寸亦会随之增大。滑块底面尺寸指不包括导轨的可供模具的有效尺寸。根据计算一般压力机的公式得454MM，525MM。1B1L对于小于2000KN的压力机，滑块前后尺寸45MM120PG45MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852454MM对于小于2000KN的压力机，滑块左右尺寸52MM1L20PG52MM525MM注PG为压力机公称力KN第二节JD21100开式曲柄压力机的设计的基本要求1、参数和精度都能满足工艺用途的要求；2、具有足够的强度、刚度和耐磨、耐久性能，能长期稳定地保持工艺能力；3、操作安个、省力、简单而又便于记忆，并且外形美观，给操作者提供良好的工作条件；4、结构简单、紧凑，体积小；5、每天一班，工作八小时，有粉尘，寿命为10年，小批生产。第二章电动机的选择和飞轮的设计第一节压力机电力拖动特点压力机的传动级数与电动机的转速和滑块每分钟行程次数有关，行程次数低，则总速比大，传动级数就应多些，否则每级的速比过大，结构不紧凑。反之行程次数高，总速比小，传动级数可小些。现有开式压力机传动级数一般不超过三级。行程次数在8040次/分的用二级传动。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853在选取电动机转速时，电机转速越低，可以减少总速比和传动级数。但电机尺寸越大，价格越贵，电机效率也低，不一定合适。感应电动机又称异步电动机，具有结构简单、坚固、运行方便、可靠、容易控制与维护、价格便宜等优点。因此在工作中得到广泛的应用。目前，开式曲柄压力机常用三相鼠笼式异步电动机。压力机工作过程中，作用在滑块上的负荷是剧增和剧减的周期交替变化着，并且有很短的高峰负载时间和较长的空载时间，若依此工作时间来选择电动机的功率，则其功率将会很大。电动机的功率，在传动系统中设置飞轮。当滑块不动时，电动机带动飞轮旋转，使其储备能量，而在冲压工作的瞬时，主要靠飞轮释放能量。工件冲压完毕后负载减小，于是电动机带动飞轮加速旋转，使其在冲压下一个工件前恢复到原来的角速度。这样冲压工件所需的能量，不是直接由电动机供给，而是主要由飞轮供给，所以电动机所需的功率便可大大减小。电机的功率小于压力机工作行程的瞬时功率，所以在压力机进入工作行程时，工作机构受到很大的阻力，电动机的负载增大，转差率随之增大。一旦电动机瞬时转差率大于电动机临界转差率，电动机转矩反而下降，甚至迅速停止转动，这种现象称为电动机颠覆。另一方面，电动机在超载条件下会严重发热。给电动机配置一个飞轮，相当于增大了电动机转子的转动惯最。在曲栖压力机传动中，飞轮的惯性拖动的扭矩占总扭钜的85以上，故没有飞轮电动机就不能正常工作。飞轮是能储存能量的，它的尺寸、质量和转速对能量有很大的影响。飞轮材料采用铸铁或铸钢由于飞轮转速过高会使其自身破裂，因此铸铁飞轮圆周转速应小于或等于25M/S，最高不超过30M/S；铸钢飞轮圆周转速小于或等于40M/S，最高不超过50M/S。使用飞轮时还应注意两点在下个周期工作开始之前，电动机应能使飞轮恢复到应有的转速；电动机带动飞轮起动的时间不得超过20S。否则，如果时间太长，由于电动机电流过大，线圈过热将加速绝缘老化，缩短电动机使用寿命，甚至会引起电动机的烧毁或跳闸。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854第二节电动机功率的计算JD21100的传动系统由皮带传动、齿轮传动、轴和轴承等组成。JD21100传动示意图如图所示图21传动机构工作原理图1电动机；2大带轮（飞轮）；3齿轮；4曲轴；5连杆；6滑块；7导轨综上所述，若按一次工作循环的平均能量来选择电动机，其功率NM为NMA/（1000T）KW式中A一次工作循环所需的总能量JA86488JT循环时间SECT60/NCNSECT2N压力机滑块行程次数N75次/MINCN压力机行程利用系数CN04为使飞轮尺寸不致过大，将电动机的功率选的比平均功率大一些，即NKNM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855一般取K12。行程次数较低的取下限，行程次数较高的取上限。代入得电动机功率NKA/（1000T）KWN1286488/（10002）519KW按计算值N选出与N值相近的额定功率NE的电动机。根据选定的NE重新计算出K值，在计算飞轮时使用。KNE/NM根据国内外现有部分开式压力机的统计资料，电动机的额定功率及飞轮传动惯量可由下式选定NE（0711）PGKW飞轮转动惯量J（003007）PGKGM由于压力机的工作行程SG，滑块行程次数N，结构形式等不同，即使同规格压力机，NE及J值亦会不同。所以，上例公式只能作初定时的参数。第三节压力机一次工作循环所消耗的能量压力机一次工作循环所消耗的能量A为A十1A234567式中工件变形功。气垫工作功，即压边时所需的功。2工作行程时由于曲柄滑块机构的磨擦所消耗的能量。3A工作行程时由于压力机受力系统弹性变形所消耗的能量。4压力机构向下、向上空行程消耗的能量。5单次行程滑块停顿飞轮空转消耗的能量。6A单次行程离合器接合消耗的能量。7在工作行程一次时间里，一次循环所消耗的能量为买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856A1A2346300010988125086488J1、工作变形功1对不同的冲压工艺，在工作行程内工件变形力是变化的。0G153AP式中压力机公称压力，单位KNGP板料厚度，单位MM0对慢速压力机MPG40所以JA630113512、气垫工作功无气垫压紧装置，所以为0。22A3、工作行程时，曲柄滑块机构因摩擦所消耗的能量为，实际机器的曲柄滑3块机构运动副之间，存在着摩擦。电动机在拖动曲柄滑块机构运动时为克服摩擦消耗能量。在工作行程时曲柄滑块机构摩擦所消耗的能量，按下式计算3AGAPMA3087式中，曲柄滑块机构的摩擦当量力臂（MM,M421摩擦当量力臂；01RBA曲柄主轴承半径0R连杆系数压力机公称压力（KN。GP公称压力角（30AGAJ810931042870A3买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098574、工作行程时由于压力机受力系统弹性变形所消耗的能量。完成工序时，4A压力机受力系统产生的弹性变形是封闭高度增加，受力零件储藏变形位能对于冲裁工序将引起能量损耗，损耗的多少与压力机刚度、被冲裁的零件材料性质等有关。从偏于安全出发损耗的能量可按下式计算4AJ2/4CGYP式中压力机总的垂直刚度MM）。CMMHGC/C压力机垂直刚度。H对于开式压力机。MKNH/40JCPAHG125245、压力机构向上、向下空行程所消耗的能量5A压力机空行程中能量消耗与压力机零件结构尺寸、表面加工质量、润滑情况、皮带拉紧程度、制动器调整情况等有关。通过实验通用压力机连续行程所消耗的平均功率约为压力机额定功率的10一35。当压力机的公称压力为KN时，推荐的空行程消耗能量为350J。106、单次行程滑块停顿飞轮空转所消耗的能量6A根据试验，压力机飞轮空转时电动机所消耗的功率约为压力机额定功率的60一30，刚性离合器一般安置在曲轴上，且常用滑动轴承。所以，对于具有刚性离合器的开式曲柄压力机，此值偏高。飞轮空转时所消耗的能量A61000N6（TT1）1000112（1/041）1/75601344J飞轮空转消耗的功率。按推经验荐取值为05KW。6NN压力机行程次数。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858行程利用系数，04。NCNC压力机行程次数。压力机行程次数152040407070100200500行程利用系数NC070850506504505503504502047、单次行程离合器接合所消耗的能量7A离合器为刚性离合器，不消耗能量。为0。则根据电动机常用三相鼠笼式异步电动机，通常二级和三级传动系统采用同步转速为1500转/分的电机。根据机械设计基础课程设计查表得；选择Y132M4的异步电动机，额定功率为55KW，满载转速为1440R/MIN。第四节计算总传动比和分配各级传动比曲轴的工作转速为75R/MIN，各级传动速比的分配要恰当，通常V带传动比不超过24，齿轮传动速比不超过35。减速比分配时，要保证飞轮有适当的转速。也要注意布置得尽可能紧凑、美观，长、宽、高尺寸比例恰当。对通用压力机的飞轮转速一般取380450转/分。因为转速太低会使飞轮作用力消弱。转速太高会使飞轮轴上的离合器发热严重，造成离合器和轴承的损坏。总传动比I1440/75192WMNV带传动比843I1齿轮传动比52买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859第五节计算传动装置的运动和动力参数一、各轴转速I轴R/MIN140NM轴IN/37581RI曲轴75R/MININ2曲二、各轴的输入功率I轴KW345970P01D轴K9740642曲轴583曲三、各轴输入转矩计算电动机轴的输出转矩M4314095TNMD轴MN43970T1DD轴1968I21曲轴505433曲运动和动力参数的计算结果列表如下电动机轴轴轴曲轴轴名参数买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510转速NR/MIN1440144037575输入功率P/KW55534497458输入转矩T（NM344334119435503传动比I3845效率097093092第六节飞轮转动惯量计算和飞轮尺寸计算电动机选定后，设计飞轮。这时有两个假设1、工作行程时所需能量全部由飞轮供应。2、工序结束时，电机轴负载扭矩达到最大值，但不大于电机最大允许转矩。实际上，冲压时电动机放出一部分能量，所以飞轮转动惯量应按下式计算KG2E0FW361ACAJNG式中工作行程时所需能量086488JA1234A电动机在额定转速下飞轮的角速度EWSIN/RAD2539840131E飞轮转速相对波动情况的转速不均匀系数）（PISKE2其中实际电机系数，06195EDP买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511电机额定转差率，；ES06ES电机轴到飞轮轴用V带传动时，V带的当量滑动系数，PI40PIS修正系数，095。2X095XX00600402061公称压力角（30）GA压力机行程次数利用系数04NC22F170539864061KGMJ根据求得的折算到飞轮轴上的转动惯量设计飞轮。曲柄压力机上，一般FJ飞轮形状如图L一1所示，图中I是轮缘部分，其转动惯量为1J是轮辐部分，其转动惯量为买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512是轮毂部分，其转动惯量为。J飞轮外径由小皮带轮和速比决定，由第二章已知1120MM，轮缘部2D2D分宽度B81MM。飞轮本身的转动惯量，其中轮缘部分是主要的,要比、JJFJ大的多。故在近似计算中只考虑更趋于安全。J而8/M2321D4/231DBM所以MBJ107608174344123式中金属密度KG，对铸钢。23/7KG3、飞轮轮缘线过度验算飞轮是回转体，为避免回转时产生坏裂，必须验算轮缘线速度FVVSMNDVFF/237510251025式中飞轮最大直径；F飞轮转速；FN允许线速度，对铸钢飞轮40M/S。VV第三章机械传动系统第一节传动系统的类型及系统分析1、传动系统类型买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513开式曲柄压力机的传动系统由皮带传动、齿轮传动、轴和轴承等组成。按传动级数，传动系统可分为一级传动、二级传动、三级传动和四级传动，四级传动很少采用。按曲轴的布置形式，传动系统又可以分为垂直于压力机正面布置和平行于压力机正面布置。2、传动系统的布置方式曲柄压力机传动系统的布置，应使机器便于制造、安装和维修，同时结构紧凑，外形美观。开式曲柄压力机传动系统布置主要包括以下四方面传动系统的位置开式曲柄压力机大多采用上传动，很少采用下传动。上传动压力机与下传动压力机相比，优点是1）重最较轻，成本低。2）安装和维修较方便。（3）地基较简单。上传动的缺点是压力机地面高度较大，运行不够平稳。现在通用压力机多数为上传动。曲轴的布置方式曲轴分为横放和纵放两种布置方式。采用曲拐轴的开式曲柄压力机，曲拐轴是纵放的，传动零件飞轮、闪轮等置于压力机背面。采用曲轴时，曲轴横放的形式应用很普遍。这种形式的传动系统，传动零件分置于压力机两侧，制造、安装和维修都比较方便。近年来，曲轴纵放的形式得到应用。这种系统的优点是，曲轴可以缩短刚度有所提高，全部传动零件封闭在机身内部，润滑良好。外形美观。但制造、维修不如前者方便。最后一级齿轮传动的形式最后一级齿轮传动可采用单边驱动或双边驱动。单边驱动制造和安装较方便，但齿轮模数和外形尺寸较大。双边驱动可以缩小齿轮的尺寸，但制造和安装较困难。齿轮的开式安放和闭式安放齿轮有安放于机身之外和机身之内两种情况，齿轮放于机身之外称为开式安放，齿轮放于机身之内称为闭式安放。闭式安放的齿轮工作条件较好，外形较美观；如果齿轮安放在油池之内，则可大大降低齿轮传动的噪音，但安装后维修不方便。大型压力机多采用闭式安放。开式安放的齿轮工作条件恶劣，传动噪音大，污染环境。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985143、离合器和制动器的位置通用压力机的离合器有刚性离合器和摩擦离合器两种。对于单级传动的压力机，由于刚性离合器不宜在高速下工作，所以离合器和制动器只能安置在曲轴上。摩擦离合器与飞轮通常安装在同一传动轴上，制动器的位置和离合器同轴。对于多级传动的压力机，摩擦离合器可以安装在低速轴上，也可以安装在高速轴上。摩擦离合器安装在低速轴上，接合时消耗的摩擦能量小，离合器磨损小。但是低速轴的扭矩大，要增大离合器的尺寸。另外，由于通用压力机的传动系统大多封闭在机身内，不便于离合器的安装和调整，也不便于散热，所以摩擦离合器一般安装在转速较高的转动轴上。此时，由于所需传递扭矩小，压力机结构比较紧凑，但是主动部分和从动部分的初速度相差太大，对传动系统冲击大，摩擦损耗也较大。4、传动级数和各级传动比的分配传动级数的选取主要与以下三方面有关（1）、滑块每分钟行程次数每分钟行程次数高，总传动比小，传动级数少；每分钟行程次数低，总传动比大，传动级数多。（2）、压力机作功的能力级一级传动的曲柄压力机，飞轮装置在曲轴上，转速与滑块每分钟行程次数相同，而飞轮结构尺寸又不可能太大。飞轮所能释放的能量因此受到限制。所以，在同样公称压力下，一级传动的曲柄压力机作功的能力，要比二级和二级以上传动的曲柄压力机低。（3）、对机器结构紧凑性的要求当传动级数较少，每级传动比较大时，由于小皮带轮和小齿轮结构尺寸不能过小致使大皮带轮和大齿轮外形庞大。结构不够紧凑，所以设计中，用增加传动级数或采用双边齿轮传动的方法，来缩小传动系统的结构尺寸。各级传动比分配应恰当，使传动系统得到合理布置，不仅安装维修方便，而且结构紧凑美观。一般，V带传动的传动比不超过24，齿轮传动比不超过35。分配传动比时，还应使飞轮有适当转速。飞轮转速过低，外形尺寸增大；过高，飞轮轴上的离合器和轴承工作条件恶化。开式曲柄压力机飞轮的转速通常在240470转/分之间。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515第二节V带传动设计上述计算得出JD21100型开式曲柄压力机的电动机功率为55KW，转速为1440转/分，V带传动比为I384L、确定计算功率CP由机械设计表115查得工作情况系数L2K由式1119WKA6521C其中P为电动机的额定功率,由第一章得P55KW2、选择V带的型号开式曲柄压力机上常用的三角皮带有Z、A、B和C四种型号。由66KW,转速1440R/MIN，确定选用A型普通V带。由机械设计图C1N1115、表116得300MMD3、验算带速V在525M/S之间，满足带速要求。SMD/26031460N14、计算从动带轮基准直径DI384,002,LIL002X384X3001128MM2D1D按带轮的基准直径系列取1120MM。2实际传动比83012DI5、确定中心距和带的基准长度0ADLDH2121030011201420MMMM,DMA840789取1100MM,0A由式112得带长买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516MMADDDAL45821048210211由机械设计图114，选取带的基准长度为，M50LD计算实际中心即A1309MM0A2LD6、核算小带轮包角场1，满足要求。1204601398601802AD7、计算皮带的绕行次数秒次秒次/5VDL8、确定V带的根数（式1122）KPLCZ0式中单根V带的基本额定功率，见机械设计表118，为P0132KW。I1时传递功率的增值，见边表1110，为017KW00按小带轮包角查得的包角系数，见表117，为092。KA1KA长度系数，见表1112,为101。LKL所以，根，取5根。840192170326Z9、计算带的张紧力和压轴力单根带的张紧力为买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517（式1121）NSMKGKWQZVVPFAC219/65/10952M/S65022带轮轴的压轴力QF式1123）NZFQ64580SIN5262SIN1010、确定带轮的结构尺寸查表114得节宽110MM，槽间距E1503MMPB基准线上槽深275MM基准线下槽深87MMMINHAMINHF最小轮缘厚度6MM外径IDA1302DO带轮宽BZ1E2F51X1532X10812MM第三节齿轮传动的设计由上述计算得出JD21一100开式曲柄压力机齿轮传动的主动轴的转速375R/MIN,从动轴转速75R/MIN，输入功率P497KW，每天工作8小时，寿1N2N命为10年。1、选择齿轮材料、热处理、齿轮精度等级和齿数选择小齿轮材料钢，调质处理，硬度240286HB,平均取为260HB,R40C700MPA,B500MPA；大齿轮材料45铸钢，调质处理，硬度229286HB,平均取为S240HB，580MPA，290MPA；精度8级。BS买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985182、开式齿轮按齿面弯曲疲劳强度设计（式1217）321FSADYZKTM轴的转矩，即小齿轮转矩。MN439为了提高开式齿轮的耐磨性，要求有较大的模数，因而齿数应少一些。初取齿数40，传动比I5,55X402001Z2Z1硬齿面齿轮，悬臂布置，查表1213，取齿宽系数035，由KD，查表129、图129、表1210得K18KVA由机械设计图1221查得，小齿轮齿形系数29，大齿轮的齿形系FA1Y数223F2Y由机械设计图1222查得，小齿轮应力修正系数155，大齿轮应力修正系SA1数177。SA2由机械设计，由式1219查得FXNFYMINL按机械设计图1223、表1214、图1224、图1225,查得齿轮材料弯曲疲劳强度极限应力250MPA,180MPA1LIF2LIMF按机械设计表105，取160S2160LIM1FS58LI2F应按小齿轮计算齿轮弯曲疲劳强度0312540539681432FYUZKTMD取M5买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519MZMA6024521分度圆直径200MM1000MM1D2DZ齿顶圆直径ZA0MA102齿根圆直径M51871FZ5987DF按计算结果校核前面的假设齿轮节圆速度SMND/2360724360V1，查得，与原值一致。SMVZ/78410961KV齿宽D20B小齿轮齿宽取290MM，大齿轮齿宽取280MM齿顶高齿根高M5HAM2561HF齿高齿距2127P齿厚齿槽宽87S82E中心距ZA60221第四节转轴的设计一、轴的概述轴是组成机器的重要零件之一，其功能主要是支承回转零件及传递运动和动力，因此大多数轴都要承受转矩和弯矩的作用。L、轴的分类按照轴承受弯、扭载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既受弯矩又受转矩的轴称为转轴，这类轴在机器中最为常见。只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴，心轴又分为转动心轴和不转动心轴两种。只承受转矩而不承受弯买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520矩或弯矩很小的轴称为传动轴。2、轴的材料轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性小，又可通过热处理提高其耐磨性及疲劳强度，故应用较为广泛，其中最常用的是45号优质碳素钢。为保证力学性能，一般应进行调质或正火处理。合金钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，可以在传递大功率并要求减小尺寸与质量和提高轴颈耐磨性时采用。必须注意在一般工作温度（低于200C下，各种碳索钢和合金钢的弹性模量相差不多，热处理对它的影响也很小。因此，如选用合金钢，只能提高轴的强度和耐磨性，而对轴的刚度响很小。轴的毛坯可用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。形状复杂的轴，也可采用铸钢、合金铸铁或球墨铸铁。经过铸造成型，可得到更合理的形状。铸铁具有价廉、良好的吸振性和耐磨性、对应力集中的敏感性较低等优点，但品质不易控制，故可靠性不如钢轴。二、JD21100开式曲柄压力机的转轴设计1、材料选择根据上述分析选择轴的材料为45钢，调质处理。查机械设计表16一1和表16一2得许用扭转应力，A403TMP抗拉强度，弯曲疲劳极限，与轴材料有A60MPBA30PSA2751关的系数C107。2、初步计算由上述计算的转轴传递的转矩，输入的功率M4319NTKWP974按许用切应力计算，实心轴的强度条件为（式161）TTDNPW3620159写成设计公式为（式162）33620159NPCDT买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521式中一切应力，MPATT一轴所受的转矩，NMM；一轴的抗扭截面系数，W3MN一轴的转速，R/MINP一轴传递的功率，KWD一轴的计算直径，MM一许用切应力，MPA；TC一与轴材料有关的系数。C110代入上式得。M2637594108D整取50MM3、按弯扭联合作用核算强度齿轮的法向作用力为COSTNF其中分度圆的圆直径NDT386251102691T分度圆的压力角，则COSCOS2009420所以求得NF69348531V带作用力比齿轮作用力小得多，所以忽略不计。由弯矩产生的弯曲应力为MPAANMW321052693D1093由扭矩产生的剪应力为APCN8410529D033当弯曲应力为MPANWD137843222买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098522轴的材料是45钢（调质），符合要求。D,2507183506141因此MPANSD第五节直轴的设计直轴是用来连接大带轮和小齿轮的轴，考虑到其结构的特点，其结构如下由先前的计算可知，大带轮的轮宽为814MM，所以L1为80MM，L2上安装透盖，其长度为20MM，L3上根据结构要求，安装两个圆锥滚子轴承，查机械手册可知，其宽度为435，故L3的长度为127MM，L4为一起定位作用的轴肩，将其长度定为20MM，L6作用与L3相同，故L6为127MM，L7作用与L2相同，取L7为20MM，L8上安装小齿轮，有前面计算知，小齿轮宽度为190MM，所以取L8为185MM。由式162MNPCD526379413MIN其中C为与轴材料有关的系数，因为采用的45钢，所以取C为112；由上式取D1为110MM，D2为115MM，D3为120MM，D4为140MM，D5为130MM，D6为120MM，D7为110MM。图31直轴买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523第四章曲柄滑块机构第一节曲柄滑块机构的运动和受力分析一、曲柄滑块机构在设计、使用和研究曲柄压力机时，往往需要确定滑块位移和曲柄转角之间的关系验算滑块的工作速度是否小于加工件塑性变形所允许的合理速度。在计算曲柄滑块机构的受力情况时，由于目前常用的曲柄压力机每分钟的行程次数不高，惯性力在全部作用力中所占的百分比很小，可以忽略不计。同样，曲柄滑块机构的重量也只占公称压力的百分之几，也可忽略不计。如图31所示，L连杆长度；R曲柄半径S滑块全行程；滑块BS的位移，由滑块的下死点算起；曲柄转角，由曲柄轴颈最低位置沿曲柄旋转的相反方向起。从图中的几何关系可以得出滑块位移的计算公式2COS14COS1SR滑块速度由下式计算2SINIV式中连杆系数LR曲柄的角速度。曲柄在90时滑块速度最大，VMAXWR0105NRN滑块行程为了计算在公称转角2COS21SGLRG曲柄所传递的扭矩可以看成由两部分组成无摩擦机构所需的扭矩和由0M买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524于存在摩擦所引起的附加扭矩，即M，QQPMM0式中理想当量力臂R2SINIM0式中摩擦系数，004006和连杆上、下支承的半径。ARB图41曲柄滑块运动简图摩擦当量力臂；M01RRBA曲柄主轴承半径。0R则曲柄滑块机构的当量力臂为买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985250K12SINIRRMBA曲轴扭矩为83612SINIM0KRPBAQ如果上式取P和公称压力，公称压力角，则曲柄压GGPGA力机所允许传递的最大扭矩为MM。368012SINI0GRRPMBA第二节曲柄轴的设计计算一、曲轴的结构示意图图42二、曲柄轴强度设计计算1、曲柄轴尺寸经验数据支承颈直径式0DMPG1585D0买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098526式中取压力机公称压力（KN），1000KNGPGP取其他各部分尺寸见下表3一1MD1580曲轴尺寸经验数据表4一1曲轴各部分尺寸名称代号经验数据实际尺寸（MM）曲柄颈直径AD11140D200支撑颈长度0L1522250曲柄两臂外侧面间的长度Q25300D450曲柄颈长度A1317250圆角半径R0080100152、曲轴强度计算曲轴的危险截面为曲柄颈中间的截面和支承颈端部的截面。截面为弯扭联合作用，但由于弯矩比扭矩大得多，故忽略扭矩计算出来的应力。弯矩MNPRLGAQW62750104582639548M弯曲应力及强度条件MPAPAMDRAGAQ157571024586395408933由上式可以导出滑块上许用负荷NRLPAQ62915826395893截面为扭弯联合作用，但扭矩比弯矩大得多，故可以只计算扭矩的作用。扭矩MNMPMAGN368010买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098527图43弯矩图、扭矩图剪切应力及强度条件MPAAMPDMPQG187461058236093滑块许用应力APQ25983606930考虑疲劳和应力集中的影响，许用应力如下计算MPANPASS2015706875式中曲轴材料屈服极限（MPA）,40调制处理，550MPA；SRCS安全系数,取2535。SN买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098528第三节连杆和封闭高度调节装置一、连杆和封闭高度调节装置的结构由设计条件知连杆长度可调，就用改变连杆长度的方法改变压力机的封闭高度。度。如图1一5所示连杆和封闭高度调节装置的结构，这种连杆由连杆盖1、连杆2和球头调节螺杆3等零件组成。其上端套在曲柄轴颈上,下端以球头和滑块6中的球座5及球头压盖4连接。借扳手或用铁棍拨动棘爪转动球头螺杆，就可以改变连杆长度，从而改变压力机的封闭高度。二、连杆的计算1、连杆的作用力ABP单点压力机KNGAB102、确定连杆及调节螺杆主要尺寸的经验公式（L）球头式调节螺杆主要尺寸的经验公式见下表3一2（2）连杆总长度L的确定确定连杆长度L时，应根据压力机的工作特点，结构形式，精度和刚度要求等全面考虑。一般开式压力机的连杆系数008002，即连杆长度L。取01，即MRL6010LIM5LIAX计算部分代号经验公式实际尺寸BDGP75931300BD0861001D13100球头调节螺杆MM2B113连杆MM30251D200买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529H03671D230图44球头式调节螺杆三、连杆及球头调节螺杆的强度计算连杆及因两端有摩擦力矩存在，连杆及球头调节螺杆受到压应力和弯曲应力的联合作用，应当演算其危险截而A一A的合成力使HMPAWYH危险截面的压应力ABFY式中连杆作用力（KN）ABP危险截面A一A的面积（；F2M22207461413DA）（MPAPFPABY8080A72666危险截面的弯曲应力WAWM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098530式中危险截面的截面模数，圆形截面；AW233008126MDW危险截面的弯矩（NM）AMLRXRPBAB式中摩擦系数，取005、曲柄轴颈同连杆下支撑端轴颈的半径（MM）ARBMRB7921589218X危险截面到连杆下肢承轴颈中心的距离（MM），DB4632202买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098531图45连杆机构1、连杆盖2、连杆3、调节螺杆4、球头压盖5、球头下座6、滑块7、螺钉8、锁紧块9、锁紧块L一连杆的总长度（MM，对于长度可调的连杆。ML0AXNMA31265079479105MPAWA2389Y756510球头调节连杆常用45钢锻造，调质处理理,HB217255，180220MPAW买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098532球头表面淬火，硬度为42HRC。连杆体采用ZG35，正火处理。四、调节螺杆的螺纹调节螺杆的螺纹，采用弧度较高的特种锯齿形螺纹和梯形螺纹。因为压力机是在过载情况下工作，故采用梯形螺纹，尺寸为ML00X12。五、调节螺杆的螺纹计算由于螺母的材料一般较调节螺杆差，同时标准梯形螺纹及特种锯齿形螺纹的抗弯强度均比挤压强度，剪切强度低，所以一般只计算螺母（即长度可调连杆的连体，或调节螺母）的弯曲应力。WABWHHDSP2105式中、螺纹的外径和内径；0S螺距；H螺纹最小工作高度，H226MM；H螺纹牙根处高度，对梯形螺纹H0635MM；连杆体或调节螺母螺纹的许用应力，对铸钢ZG35，80MPA。WWMPAPWW80A731063501264352）（）（六、连杆上的紧固螺栓连杆上端分成两部分，应用紧固螺栓连接。紧固螺栓承受的载荷较为复杂，一般不予计算。查阅相关资料并参考，螺栓个数4个，螺栓直径M24。第四节滚动轴承的选择一、滚动轴承概述滚动轴承具有滚动摩擦的特点，因此它的优点有摩擦阻力小，启动及运转力矩小，启动灵敏，功率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、安装及维修方便等。与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺寸大，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且噪音较大，抗冲击能力较差。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098533选择轴承类型时应考虑多种因素。L、载荷条件载荷较大时，一般选用线接触的滚子轴承，反之选择点接触球轴承；轴承受纯颈项载荷或主要承受径向载荷。通常选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承；受纯轴向载荷时选用推力球轴承，轴向力大时选用推力滚子轴承；当轴承同时受径向和轴向载荷时应选用角接触轴承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，通常选用四点接触球轴承或推力球轴承与深沟球轴承的组合结构。2、轴承转速通常轴承的工作转速应低于其极限转速，否则会降低使用寿命。一般转速较高、载荷较小、要求旋转精度高时，宜选用极限转速较高的球轴承。超过极限转速较多时，应选用特制高速滚动轴承。转速低、载荷大或冲击载荷时应选用滚子轴承。3、调心性能各种轴承使用时允许的偏斜角应控制在允许范围内，否则会引起轴承的附加载荷而降低轴承的寿命。4、安装和拆卸要求为了便于轴承的安装、拆卸和调整间隙，选用内、外圈可分离的轴承。若轴承装在长轴上，为了便于装拆和紧固，可选用带内锥孔或带紧固套的轴承。5、经济性选用轴承时应考虑经济性。球轴承比滚子轴承便宜，同型号不同公差等级的轴承比价为P0P6P5P41L526。选用高精度轴承时应慎重。二、滚动轴承型号选择根据上述的选择原则，在JD21100开式曲柄压力机的转轴上选用一对圆锥滚子轴承作支撑，轴承径向力，法向力NFTR59210TAN836251AN，转速N375R/MIN，运转时有冲击，轴直N68092COS51TNF径D5MM，要求寿命，选择轴承型号。HL3根据已知条件，预选32210型轴承进行计算。每一个轴承承受的径向负荷为NFTR59210TAN836251AN由于齿轮是直齿，所以忽略外加轴向力；又由于每端轴承是成对使用，径向负荷产生的内部轴向力S互相抵消，因此，轴向负荷为0。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098534平均颈项负荷为NKFPRM62950362591360平均轴向负荷为0AM当动量负荷为P2966N，寿命系数，速度系R4235031HLF数4503710NF所以NPFCNRH943862轴承的额定动负荷，因此符合条件。K8第五节滑动轴承滑动轴承承受冲击载荷的能力强，要用于曲轴的主轴承，连杆大小端支撑等。一、滑动轴承的结构压力机中常用的滑动轴承有整体式和剖分式两种。整体式轴承结构简单，担摩损后无法调节轴承间隙，轴只能从端部装入，这会给粗重的轴或阶梯轴的安装造成困难。剖分式轴承摩损后，可用改变垫片厚度的方法调节轴承的间隙，装配也较方便。剖分式的轴承中，轴承所承受的径向载荷方向不得超过轴承中心线35左右，否则就应采用斜剖分式滑动轴承。二、滑动轴承的润滑及轴瓦结构滑动轴承必须有可靠的润滑。因此必须正确选择润滑剂和润滑方式。轴和轴承之间要有一定的配合间隙。在轴瓦上要开设油孔和油槽，油孔和油槽应开在压力最买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098535小的位置，不宜开在承载区，以免降低油膜的承载能力。轴瓦必须用销或螺钉定位，防止它在轴向和圆周方向窜动。三、滑动轴承的计算曲柄连杆机构中的滑动轴承，速度较低，承受短时高峰负荷，轴承处在边界摩擦的状况下工作，设计中应演算轴承轴瓦上的单位压力P使/2MNPFP式中P轴承上的单位压力（N/MP作用在该轴承上的压力N；轴瓦的许用单位压力（）；P2/MNF轴承的支承投影面积（，与轴承的结构、尺寸相关。1、验算滑动轴承的单位压力P（1）曲轴支撑轴瓦（式172）MPAPAMLDPPAB4094136284102300（2）连杆大端轴承（式172）APPADPAAB5019A2481703（3）连杆小端轴承（球头式）（式172）MPAPAMDPPBA1051184342322、滑动轴承轴瓦上的速度V1曲轴轴承速度SMSNDVO/1057/601423603（2）连杆大端支撑处的速度SSA/104/3式中曲轴轴承直径（MM）OD曲柄轴颈直径MM）A买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098536N曲轴转速（R/MIN）,N75R/MIN；连杆系数，01。第五章离合器与制动器第一节离合器与制动器的作用原理在曲柄压力机的传动系统中，一般在飞轮传动的后面都设有离合器和制动器。用来控制滑块的运动和停止。离合器和制动器一般是设在飞轮轴上或主轴上。压力机开动后，电动机和起蓄能作用的飞轮在一直不停地旋转着。每当滑块需要运动时，则离合器