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冲压机构及传动系统设计【带PROE三维】【6张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】

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关键词：: 冲压机构传动系统设计 proe三维 cad图纸毕业论文开题报告冲压机构冲压机构及传动系统设计外文翻译任务书

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冲压机构及传动系统设计

37页 14000字数+论文说明书+任务书+6张CAD图纸【详情如下】

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1 引言 1

1.1 冲压机床 1

1.2 冲压机床主传动的分类 2

1.3 冲床设备安全防护 2

1.4 冲压机床在国内外的发展现状 3

1.5 论文主要研究内容及手段 4

2 曲柄压力机 5

2.1 曲柄压力机的结构 5

2.2 曲柄压力机传动系统结构形式 5

2.3 曲柄压力机传动系统的布置方式 6

2.4 曲柄压力机传动级数及速比的分配 6

2.5 本课题传动系统选型 7

3 传动系统设计 10

3.1 主要设计参数 10

3.2 曲轴的确定 10

3.3 齿轮的计算 15

3.4 连杆及滑块的计算 17

4 伺服电机选型 22

4.1 伺服电机直接驱动可行性分析 22

4.2 电机选型分析 23

5 传动系统三维造型设计 29

5.1 三维造型软件的概述 29

5.2 各组成部分三维模型设计 29

5.3 装配图的设计 31

结束语 32

致谢 33

参考文献 34

毕业设计说明书（论文）中文摘要

冲压成形目前在汽车、家电、电子等行业得到了广泛的应用，并且适用于大型零件或小批量生产。作为其组要成形机构，冲压机床在各个领域中起到越来越重要的作用。

本文主要介绍了冲压机床的基本概念，原理，以及在国内外的发展现状。然后具体阐述了曲柄压力机的组成和传动系统的构成。根据课题的要求，对冲压机床的传动系统进行了方案设计和选型。最后文章分别对曲柄连杆机构，齿轮部分，滑块部分及伺服电机的选用等进行了详细的计算与校核，并给出了传动系统各部分的三维造型的设计和总装配图。

关键词冲压机床冲床设计传动系统伺服电机

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The Design of The Stamping and Transmission System

Abstract

Punch forming has been widely used in the automotive, appliance, electronics and other industries areas. It is very fit for large parts or small batch production. As the mainly part of the punch forming , Punch machine play an increasing important role in various fields.

This paper mainly introduces the basic concepts of punching machine, principle, as well as the development of the punching machine at home and abroad. And detail the composition of the crank presses and transmission components are described in detail.The design and selection of the transmission is proceeded in this paper in according to the requirement of the subject. The detailed calculation and checking about of the crank-connecting rod mechanism, respectively, gear parts, slider parts and the use of servo motors are described individually. At last, the 3D modeling of the transmission system and the generally assemble are given in this paper.

Keywords Punching Machine Punch design Transmission System Servo motor

1 引言

1.1 冲压机床

冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸大小制品的一种少无切削加工工艺。这种加工方法通常在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称为冷冲压。

冲床是制造工业广泛采用的冲压设备，是生产薄壁零件或一些冲压零件的主体设备[1]。

1.1.1 冲压机床的结构

(1)冲压机构组成

冲压机构由机床本体、传动系统、动力源、控制系统等组成。其中传动系统又由伺服电机、减速机、齿轮传动、曲轴传动、连杆。伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置,其作用是可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件[2-4]。.

(2)送料机构的组成及特点

送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。送料机构要求作间歇送进，比较简单。

1.1.2 冲压机构工作原理

冲压机构及其相配合的送料机构.上模先以比较大的速度接近坯料,然后以近似匀速进行拉延成形工作,以后,上模继续下行将成品快速推出型腔,最后快速返回.上模退出下模以后,送料机构从侧面将坯料送至待加工位置,完成一个工作循环[4]。

1.1.3 工艺过程

(1)利用成形板料自动输送机构或机械手自动上料，上料到位后，输送机构迅速返回原位，停歇等待下一循环。

(2)冲头往下作直线运动，对坯料冲压成形。

(3)冲头（上模）继续下行将成品推出型腔，进行脱模，最后快速直线返回。

(4)将成形脱模后的薄壁零件在输送带上送出。

(5)上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。

结束语

毕业设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

回顾这次毕业设计，从选题到定稿，从理论到实践，在这段毕业设计期间里，可以说得是苦多于甜。通过本次毕业设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

对我来说，收获最大的是方法和能力——那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。此次设计需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进。通过这次毕业设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的——只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重。在设计的过程中也发现了自己的不足之处：对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如伺服电机选用的确定、曲轴连杆机构怎么计算、齿轮部分的具体应该怎么设计等等。通过这次毕业设计之后，又把以前所学过的知识重新温故。

这次毕业设计使我受益匪浅，为我今后的学习和工作打下了一个坚实而良好的基础。在此衷心感谢各位老师的帮助和指导。

致谢

经过近四个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个大学生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周的地方，如果没有指导老师的督促指导，以及一起工作学习的同学、朋友们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

但是每周都不辞辛苦抽出时间由南京过来到这里亲自指导和检查督促我们做毕业设计，龚光荣老师平日也是工作繁忙，但是在我做毕业设计的每个阶段，从开题报告到查阅资料，从设计草案的确定、修改，到中期检查，再到后期详细设计，装备草图等等整个过程中两位老师都给予我悉心的指导。除了敬佩老师的专业水平以外，龚教授治学严谨的态度，曹老师科学研究的精神是永远值得我学习的榜样，并会一直积极影响我今后的工作和学习。

其次我要感谢我的父母和与我一起做毕业设计的同学们。父母给了我强大的精神动力，同学们在本次设计中勤奋工作克服许多困难来完成此次设计，并分担了许多工作。如果没有他们的支持和努力，此次设计的过程将变得非常困难。

我还要感谢的是学校图书馆的开放，让我们有足够的资料可以参考，查阅。还要感谢四年以来所有的老师，为我打下了机械专业知识的基础；同时感谢所有的同学们，正因为有了你们的支持，本次毕业设计才会顺利完成。

通过毕业设计，使我对机械材料成形设备这门课程进一步加深了理解。对于各方面知识之间的相互联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有相当的距离，还需进一步的学习和实践。本设计由于时间紧和对知识掌握的程度有限，在设计上不很周详，许多应该考虑的因素可能没有体现出来。在设计过程中，我得到了老师的精心指导和各方面的帮助，才得以顺利进行，在这里再次表达我的谢意。最后感谢学院四年来对我的栽培！

参考文献

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[4] 符炜主编,机械创新设计构思方法,湖南:湖南科学技术出版社,2006年1月.

[5] 申永盛．机械原理教程[M]．北京：清华大学出版社，2005.

[6] 吴宗泽,罗圣国主编.机械设计课程设计手册[M] ，北京：高等教育出版社，2006.

[7] 孙桓．机械原理[M]．北京：高等教育出版社，1998.

[8] 徐灏.机械设计手册[M],北京：机械工业出版社，2000.

[9] 王群.UG零件设计实例与技巧[M] 北京：国防工业出版社，2005.

[10] 肖景荣，姜奎华.冲压工艺学[M]，北京：机械工业出版社，1990.

[11] 王同海. 实用冲压设计手册[M],北京：机械工业出版社，1995.

[12] 李硕本.冲压工艺理论与新技术[M]，北京：机械工业出版社，2002.

[13] 刘振堂.国外数控冲床的现状和发展趋势[J].锻压机械，2002，1:7-9.

[14] 张宏超.金属板材加工设备发展新动向[J].锻压技术，2004，4：2-4.

[15] 王卫卫，材料成形设备，北京：机械工业出版社，2008.

[16] 符朝兴，焦洪宇.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0三维机械设计.北京：机械工业出版社，2008.

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[18] R.Shivpuri S.Yossifon. optimization of a double knuckle linkage drive with constant mechanical advantage for mechanical press[J]. International Journal of Machinery Tool Manufacture, 1993, 2: 193-208.

内容简介：: 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）任务书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过本课题，使学生加深理解机械制造领域中的相关知识点（机械产品设计、结构分析等），锻炼学生综合分析问题的能力以及软件应用能力、外文阅读能力与自己查阅资料的能力。针对该具体课题，希望学生能了解国内外当前该领域的研究现状，在此基础上做出一些成果，使大学学到的知识得到综合应用，为进一步深造或走向工作岗位打下良好的基础。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（ 1）阅读相关文献资料，了解国内外相关领域的研究现状，撰写文献综述（ 2）根据机床的动作和设计参数，完成冲床机构方案的确定公称力： g =600 滑块行程： S =140 公称力行程： 5 行程次数：平均行程次数： 57示每分钟滑块动作次数），滑块在行程内最高为 75低为 25 最大装模高度： H =320 装模高度调节量： H =80 齿轮减速比： 10 曲柄半径： R=70 连杆长度： L=640 3）完成机构模型设计（ 4）撰写毕业设计论文说明书毕业设计（论文）任务书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 1、设计说明书一份 2、机构运动简图 1 张（图） 3、机构模型装配图 1 张（图） 4、全套零件工作图（图） 4主要参考文献： 1 申永盛机械原理教程 M北京：清华大学出版社， 2005 2 吴宗泽 ,罗圣国主编 M ，北京：高等教育出版社， 2006 3 孙桓机械原理 M北京：高等教育出版社， 1998 4 徐灏 M,北京：机械工业出版社， 2000 5 王群件设计实例与技巧 M 北京：国防工业出版社， 2005 6 肖景荣，姜奎华 M，北京：机械工业出版社， 1990 7 王同海 . 实用冲压设计手册 M,北京：机械工业出版社， 1995 8 李硕本 M，北京：机械工业出版社， 2002 9 刘振堂 J2002， 1:710 张宏超 J2004， 4： 2毕业设计（论文）任务书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2009 年 3 月 9 日 3 月 23 日 3 月 24 日 3 月 31 日 4 月 1 日 4 月 10 日 4 月 11 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 14 日 5 月 15 日 6 月 5 日 6 月 14 日 4 月 5 日搜集熟悉资料，开题报告方案分析、确定总体方案设计完成机构模型装配图机械零件设计，完成零件图撰写毕业论文及设计说明书论文答辩所在专业审查意见：负责人：年月日系部意见：系部主任：年月日毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目：冲压机构及传动系统设计指导教师 : 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述摘要文章阐述了冲压机构在制造工业中的地位，并分析了冲压机构的组成部分及其工作原理和制造的工艺过程。同时阐述了冲压机床在国内外的发展状况，以及冲压机床的传动系统的分类。最后阐述了冲床设备安全防护措施，及主要研究内容及研究方法。关键词冲压机床传动系统曲柄连杆 1 冲压机床冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸大小制品的一种少无切削加工工艺。这种加工方法通常在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称为冷冲压。冲床是制造工业广泛采用的冲压设备，是生产薄壁零件或一些冲压零件的主体设备。 1 冲压机床的结构冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构，主体设备如图 1 所示。图 1 冲压机床结构组成 (1)冲压机构组成冲压机构由机床本体、传动系统、动力源、控制系统等组成。其中传动系统又由伺服电机 ,减速机 ,齿轮传动 ,曲轴传动 ,连杆 2伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机 ,是一种补助马达间接变速装置 ,其作用是可使控制速度 ,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构 5齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下 (往复 )运动变成循环 (旋转 )运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件 11。 . (2)送料机构的组成及特点送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。送料机构要求作间歇送进，比较简单。冲压机构工作原理冲压机构及其相配合的送料机构然后以近似匀速进行拉延成形工作 ,以后 ,上模继续下行将成品快速推出型腔 ,最后快速返回送料机构从侧面将坯料送至待加工位置 ,完成一个工作循环 12。工艺过程（ 1）利用成形板料自动输送机构或机械手自动上料，上料到位后，输送机构迅速返回原位，停歇等待下一循环。（ 2）冲头往下作直线运动，对坯料冲压成形。（ 3）冲头（上模）继续下行将成品推出型腔，进行脱模，最后快速直线返回。（ 4）将成形脱模后的薄壁零件在输送带上送出。（ 5）上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环 10 2 冲压机床主传动的分类按主传动方式，冲床可分为曲柄滑块式、机械凸轮式、肘杆式、液压式。 (1)曲柄滑块式：使用曲柄机构的冲床称为曲柄滑块式冲床，大部分的机械冲床使用本机构。使用曲柄机构的最多理由是，容易制作、可正确决定行程之下端位置、及滑块运动曲线大体上适用于各种加工。因此，这种形式的冲压适用于冲切、弯曲、拉伸、热间锻造、温间锻造、冷间锻造及其他几乎所有的冲床加工。 (2)机械凸轮式：在滑块驱动机构上使用凸轮机构之冲床称为凸轮式冲床。这种冲床的特征式以制作适当的凸轮形状，以便容易地得到所要的滑块运动曲线。但因凸轮机构之性质很难传达较大的力量，所以这种冲床能力很小。 (3)肘杆伺服式：在滑块驱动上使用肘杆机构称为肘杆式冲床。这种冲床具有在下死点附近的滑块速度会变得非常缓慢 (和曲柄式冲床比较 )的独特滑块运动曲线。而且也正确的决定行程的下死点位置，因此，这种冲床适合于压印加工及精整等的压缩加工，现在冷间锻造使用的最多。 (4)液压式：与上面介绍的机械式不同，其驱动力由液压提供。液压式冲床以其使用液体不同，有油压式冲床和水压式冲床，目前使用油压式冲床占多数，水压式冲床则多用于大型机械或特殊机械。 14 3 冲床设备安全防护在各类机械设备伤害事故中，冲压设备所造成伤害的比例最大。由冲压作业所发生的重伤事故，一般要占各种重伤事故总数的 50左右。因此，对于冲压设备安全防护，必须给予足够的重视。（ 1）冲压设备事故的主要原因冲压设备多数以机械传动为主，其特点是行程速度快，每分钟几次到数百次。在目前机械化、自动化程度还不高的情况下，多数冲压作业还采用手工操作。操作者在简单、频繁、连续重复作业的情况下，容易产生疲劳。一旦操作失误，放料不准，模具移位，都有可能发生冲断手指等伤害事故。（ 2）防止冲压伤害的主要措施： (a)改革工艺、模具和作业方式，实现人手模外作业。对于大批量生产作业，可从改革工艺和模具入手，实现机械化和自动化。例如，采用自动化，多工位冲压机械设备，采用多工划具与机械化进出产装置，采用连续模、复合模等合并工序措施。所有这些不仅能保障冲压作业的安全，而且能大大提高生产效率，这是冲压技术的发展方向。小批量、多品种的冲压生产，当前难于实现自动化，妥善的办法是尽量采用安全、劳动强度较小、使用方便的工具。同时，还可改革模具的定位、出件、清理废料等工序，使操作更为安全。 (b)改造冲压设备，提高生产安全可靠性。目前许多陈旧冲压设备的操纵系统、电器控制系统存在很多不安全因素，若继续使用对应其进行技术改造。冲压设备制造厂应当改进产品设计，确保冲压设备的安全可靠性。 (c)安装防护装置。由于生产批量小，在既不以实现自动化，又不能使用安全冲压工具的冲压作业中，必须安装安全防护装置，以防止由于操作失误而造成的伤害事故。各种防护装置有各自不同的特点和使用范围，使用不当仍然会发生伤害事故。因此，必须弄清各种防护装置的作用，以做到正确使用，保证操作安全。 154 冲压机床在国内外的发展现状 (1）国外的发展情况目前，国外冲压机床已经开始采用伺服电机 +数控的方式进行控制。在现有伺服压力机产品方面，有小松公司设计制造的列复合型伺服压力机 15，会田公司的田公司的与伺服压力机，纲野公司的伺服压力机，以及金丰公司的伺服压力机 16。其中列服压力机是小松公司顺应市场变化开发的一种新型冲压设备，其最大的特点是取消了飞轮、离合器和制动器，而由服电机直接驱动曲柄或螺杆带动滑块上下往复运动，可施加 350 2000压力，并且采用高性能统，滑块的动作灵活，可在运行的过程中随时加减速或停止，且精度很高。 15(2)国内的发展情况国内数控压力机的研制工作起步较晚，水平也较低。上海第二锻压机床厂曾在 1976研制出硬件连接数控 (冲压力机，其板料进给系统由电液脉冲马达驱动。在从国外引进大量的数控压力机后，国内对其技术进行了消化、吸收及国产化工作，在科研人员的努力下，国产压力机装备水平也有了一定的提升。如北京机床研究所与天津重型机器厂联合生产了国内第一台大型数控压力机，通过伺服闭环系统，实现了高精度的位置、压力控制，并配有人机界面。浙江锻压机械有限公司也成功研制 1100机是以普通的开式曲柄压力机为基型，在传动系统中增设多连杆机构，在控制系统中增加数控系统设计而成。该机在结构、性能、操纵控制等方面均处于同类压力机领先水平。其主要技术特点有： (1）应用双曲柄多连杆机构，使滑块运行速度更适宜板料冲压要求。该机滑块能快速接近公称力行程区，冲制完成后又可快速返回上死点。可明显缩短滑块空程时间，提高生产率。而且，在公称力行程范围内，该机滑块运行速度明显减慢且近似匀速，使上模与工件接触后的冲击减少，冲裁噪声明显降低，模具使用寿命延长。当滑块运行至下死点附近范围时，可在一定时间内保压，从而提高拉深制件质量。 (2）采用了美国司的数控系统，使主机具有以下功能：菜单式显示和设定压力机工作状态；实时显示曲轴转动角度、滑块运行速度与冲压力；冲压速度实现数字化设定；显示并控制制件计数；可在线编程电了凸轮；高速模具保护接口；具有光线式安全保护装置；中英文自动显示故障原因并提示诊断方法；可设定各类安全密码；可配置装模高度传感器，实现装模高度闭环控制；可配置送料伺服系统。 17 5 研究进度安排 3 月 9 日 3 月 23 日初步熟悉毕业设计内容，完成外文翻译任务，文献综述。 3 月 24 日 3 月 31 日总体方案分析； 4 月 1 日 4 月 10 日确定总体方案； 4 月 11 日 4 月 30 日完成传动系统各组成部分设计与校核； 5 月 1 日 5 月 14 日完成机构模型装配图 5 月 15 日 5 日整理文件资料，撰写毕业设计说明，准备答辩。 6 月 6 日 14 日论文答辩参考文献 1 孙桓、陈作摸主编，机械原理（第六版），北京：高等教育出版 . 2 郑建荣主编，京：机械工业出版 . 3 张春林、曲继方、张美麟编著 ,机械创新设计 ,北京 :机械工业出版社 , 1999 年 4 月 . 4 符炜主编 ,机械创新设计构思方法 ,湖南 :湖南科学技术出版社 ,2006 年 1 月 . 5 申永盛机械原理教程 M北京：清华大学出版社， 2005. 6 吴宗泽 ,罗圣国主编 M ，北京：高等教育出版社 . 7 孙桓机械原理 M北京：高等教育出版社， 1998. 8 徐灏 M,北京：机械工业出版社， 2000. 9 王群件设计实例与技巧 M 北京：国防工业出版社， 2005. 10 肖景荣，姜奎华 M，北京：机械工业出版社， 1990. 11 王同海 . 实用冲压设计手册 M,北京：机械工业出版社， 1995. 12 李硕本 M，北京：机械工业出版社， 2002. 13 刘振堂 J2002， 1:714 张宏超 J2004， 4： 215 . A . 1991, 31: 34516 of a . 1993, 2: 19317 of . 1993, 2: 175 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、需要研究和解决的问题： (1)阅读相关文献资料，了解国内外相关领域的研究现状，撰写文献综述具体要求：明确该领域国内外已有的研究成果，指出存在的优缺点，在此基础上提出研究本课题的技术路线，完成文献综述。 (2)根据机床的动作和设计参数，完成冲床机构方案的确定具体要求：根据冲薄壁零件的冲床的动作和加工参数的基础上，确定冲床结构方案，绘制机构运动简图。具体参数为：公称力： g =600 滑块行程： S =140 公称力行程： 5 行程次数：平均行程次数： 57示每分钟滑块动作次数），滑块在行程内最高为 75低为 25 最大装模高度： H =320 装模高度调节量： H =80 齿轮减速比： 10 曲柄半径： R=70 连杆长度： L=640 3)完成机构模型设计具体要求：使用三维造型软件如成机构结构模型设计，绘制装配图和全部零件图。 (4)撰写毕业设计论文说明书具体要求：根据学校的要求，完成毕业设计论文书的撰写。二、拟采用的研究手段（途径）：针对课题中出现的以上几个问题，将在接下来的时间里通过以下途径来解决。 (1)查阅相关书籍资料，了解关于冲床冲压技术及传动系统的传动系统。 (2)冲床传动结构总体设计根据所给定的参数，查阅有关方面书籍资料，设计总体的传动结构。冲床的传动系统的基本构成包括以下五个单元：伺服电机减速机齿轮传动曲轴传动连杆三使用三维造型软件将所设计的结构模型绘制出来。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日目录 1 引言错误 !未定义书签。冲压机床错误 !未定义书签。冲压机床主传动的分类错误 !未定义书签。冲床设备安全防护错误 !未定义书签。冲压机床在国内外的发展现状错误 !未定义书签。论文主要研究内容及手段错误 !未定义书签。 2 曲柄压力机错误 !未定义书签。曲柄压力机的结构错误 !未定义书签。曲柄压力机传动系统结构形式错误 !未定义书签。曲柄压力机传动系统的布置方式错误 !未定义书签。曲柄压力机传动级数及速比的分配错误 !未定义书签。本课题传动系统选型错误 !未定义书签。 3 传动系统设计错误 !未定义书签。主要设计参数错误 !未定义书签。曲轴的确定错误 !未定义书签。齿轮的计算错误 !未定义书签。连杆及滑块的计算错误 !未定义书签。 4 伺服电机选型错误 !未定义书签。伺服电机直接驱动可行性分析错误 !未定义书签。电机选型分析错误 !未定义书签。 5 传动系统三维造型设计错误 !未定义书签。三维造型软件的概述错误 !未定义书签。各组成部分三维模型设计错误 !未定义书签。装配图的设计错误 !未定义书签。结束语错误 !未定义书签。致谢错误 !未定义书签。参考文献错误 !未定义书签。毕业设计说明书（论文）中文摘要冲压成形目前在汽车、家电、电子等行业得到了广泛的应用，并且适用于大型零件或小批量生产。作为其组要成形机构，冲压机床在各个领域中起到越来越重要的作用。本文主要介绍了冲压机床的基本概念，原理，以及在国内外的发展现状。然后具体阐述了曲柄压力机的组成和传动系统的构成。根据课题的要求，对冲压机床的传动系统进行了方案设计和选型。最后文章分别对曲柄连杆机构，齿轮部分，滑块部分及伺服电机的选用等进行了详细的计算与校核，并给出了传动系统各部分的三维造型的设计和总装配图。关键词冲压机床冲床设计传动系统伺服电机本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 37 页毕业设计说明书（论文）外文摘要 in It is or As of an in of as as of at of in of is in in to of of of At D of in 本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 37 页 1 引言冲压机床冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸大小制品的一种少无切削加工工艺。这种加工方法通常在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称为冷冲压。冲床是制造工业广泛采用的冲压设备，是生产薄壁零件或一些冲压零件的主体设备 1。冲压机床的结构 (1)冲压机构组成冲压机构由机床本体、传动系统、动力源、控制系统等组成。其中传动系统又由伺服电机、减速机、齿轮传动、曲轴传动、连杆。伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机 ,是一种补助马达间接变速装置 ,其作用是可使控制速度 ,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下 (往复 )运动变成循环 (旋转 )运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件 2 . (2)送料机构的组成及特点送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。送料机构要求作间歇送进，比较简单。冲压机构工作原理冲压机构及其相配合的送料机构然后以近似匀速进行拉延成形工作 ,以后 ,上模继续下行将成品快速推出型腔 ,最后快速返回送料机构从侧面将坯料送至待加工位置 ,完成一个工作循环 4。本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 37 页工艺过程 (1)利用成形板料自动输送机构或机械手自动上料，上料到位后，输送机构迅速返回原位，停歇等待下一循环。 (2)冲头往下作直线运动，对坯料冲压成形。 (3)冲头（上模）继续下行将成品推出型腔，进行脱模，最后快速直线返回。 (4)将成形脱模后的薄壁零件在输送带上送出。 (5)上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。冲压机床主传动的分类按主传动方式，冲床可分为曲柄滑块式、机械凸轮式、肘杆式、液压式。 (1)曲柄滑块式：使用曲柄机构的冲床称为曲柄滑块式冲床，大部分的机械冲床使用本机构。使用曲柄机构的最多理由是，容易制作、可正确决定行程之下端位置、及滑块运动曲线大体上适用于各种加工。因此，这种形式的冲压适用于冲切、弯曲、拉伸、热间锻造、温间锻造、冷间锻造及其他几乎所有的冲床加工。 (2)机械凸轮式：在滑块驱动机构上使用凸轮机构之冲床称为凸轮式冲床。这种冲床的特征式以制作适当的凸轮形状，以便容易地得到所要的滑块运动曲线。但因凸轮机构之性质很难传达较大的力量，所以这种冲床能力很小。 (3)肘杆伺服式：在滑块驱动上使用肘杆机构称为肘杆式冲床。这种冲床具有在下死点附近的滑块速度会变得非常缓慢 (和曲柄式冲床比较 )的独特滑块运动曲线。而且也正确的决定行程的下死点位置，因此，这种冲床适合于压印加工及精整等的压缩加工，现在冷间锻造使用的最多。 (4)液压式：与上面介绍的机械式不同，其驱动力由液压提供。液压式冲床以其使用液体不同，有油压式冲床和水压式冲床，目前使用油压式冲床占多数，水压式冲床则多用于大型机械或特殊机械。冲床设备安全防护在各类机械设备伤害事故中，冲压设备所造成伤害的比例最大。由冲压作业所发生的重伤事故，一般要占各种重伤事故总数的 50左右。因此，对于冲压设备安全防护，必须给予足够的重视。 (1)冲压设备事故的主要原因冲压设备多数以机械传动为主，其特点是行程速度本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 37 页快，每分钟几次到数百次。在目前机械化、自动化程度还不高的情况下，多数冲压作业还采用手工操作。操作者在简单、频繁、连续重复作业的情况下，容易产生疲劳。一旦操作失误，放料不准，模具移位，都有可能发生冲断手指等伤害事故。 (2)防止冲压伤害的主要措施： (a)改革工艺、模具和作业方式，实现人手模外作业。对于大批量生产作业，可从改革工艺和模具入手，实现机械化和自动化。例如，采用自动化，多工位冲压机械设备，采用多工划具与机械化进出产装置，采用连续模、复合模等合并工序措施。所有这些不仅能保障冲压作业的安全，而且能大大提高生产效率，这是冲压技术的发展方向。小批量、多品种的冲压生产，当前难于实现自动化，妥善的办法是尽量采用安全、劳动强度较小、使用方便的工具。同时，还可改革模具的定位、出件、清理废料等工序，使操作更为安全。 (b)改造冲压设备，提高生产安全可靠性。目前许多陈旧冲压设备的操纵系统、电器控制系统存在很多不安全因素，若继续使用对应其进行技术改造。冲压设备制造厂应当改进产品设计，确保冲压设备的安全可靠性。 (c)安装防护装置。由于生产批量小，在既不以实现自动化，又不能使用安全冲压工具的冲压作业中，必须安装安全防护装置，以防止由于操作失误而造成的伤害事故。各种防护装置有各自不同的特点和使用范围，使用不当仍然会发生伤害事故。因此，必须弄清各种防护装置的作用，以做到正确使用，保证操作安全 5。冲压机床在国内外的发展现状 (1)国外的发展情况目前，国外冲压机床已经开始采用伺服电机 +数控的方式进行控制。在现有伺服压力机产品方面，有小松公司设计制造的列复合型伺服压力机，会田公司的田公司的野公司的伺服压力机，以及金丰公司的伺服压力机。其中列最大的特点是取消了飞轮、离合器和制动器，而由服电机直接驱动曲柄或螺杆带动滑块上下往复运动，可施加 350 2000压力，并且采用高性能块的动作灵活，可在运行的过程中随时加减速或停止，且精度很高 6 (2)国内的发展情况国内数控压力机的研制工作起步较晚，水平也较低。上海第二锻压机床厂曾在本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 37 页 1976研制出硬件连接数控 (冲压力机，其板料进给系统由电液脉冲马达驱动。在从国外引进大量的数控压力机后，国内对其技术进行了消化、吸收及国产化工作，在科研人员的努力下，国产压力机装备水平也有了一定的提升。如北京机床研究所与天津重型机器厂联合生产了国内第一台大型数控压力机，通过伺服闭环系统，实现了高精度的位置、压力控制，并配有人机界面。浙江锻压机械有限公司也成功研制100机是以普通的开式曲柄压力机为基型，在传动系统中增设多连杆机构，在控制系统中增加数控系统设计而成。该机在结构、性能、操纵控制等方面均处于同类压力机领先水平。其主要技术特点有： (a)应用曲柄多连杆机构，使滑块运行速度更适宜板料冲压要求。该机滑块能快速接近公称力行程区，冲制完成后又可快速返回上死点。可明显缩短滑块空程时间，提高生产率。而且，在公称力行程范围内，该机滑块运行速度明显减慢且近似匀速，使上模与工件接触后的冲击减少，冲裁噪声明显降低，模具使用寿命延长。当滑块运行至下死点附近范围时，可在一定时间内保压，从而提高拉深制件质量。 (b)采用了美国主机具有以下功能：菜单式显示和设定压力机工作状态；实时显示曲轴转动角度、滑块运行速度与冲压力；冲压速度实现数字化设定；显示并控制制件计数；可在线编程电了凸轮；高速模具保护接口；具有光线式安全保护装置；中英文自动显示故障原因并提示诊断方法；可设定各类安全密码；可配置装模高度传感器，实现装模高度闭环控制；可配置送料伺服系统 6。论文主要研究内容及手段针对课题中出现的几个问题，将在接下来的时间里通过以下途径来解决。 (1)查阅相关书籍资料，了解关于冲床冲压技术及传动系统的传动系统。 (2)冲床传动结构总体设计 ,根据所给定的参数，查阅有关方面书籍资料，设计总体的传动结构。 (3)使用三维造型软件将所设计的结构模型绘制出来。本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 37 页 2 曲柄压力机曲柄压力机是材料成型（塑性成型）种广泛应用的设备，通过曲轴连杆机构获得材料成形时所需的力和直线位移，可进行冲压，挤压，锻造等工艺，广泛应用与汽车工业，航空工业，电子仪表工业，五金轻工业领域 6。曲柄压力机的结构根据压力机各部分零件的功能，可分为如下几个组成部分： (1)工作机构设备的工作执行机构由曲柄连杆，滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。 (2)传动系统由带传动和齿轮传动组成，将电动机能量传输至工作机构，在传输过程中，转速逐渐降低，转矩逐渐增加。 (3)操作机构主要由离合器，制动器以及相应电气系统组成，在电动机运动后，控制工作机构的运行状态，使其能间歇或连续工作。 (4)能源部分由电动机和飞轮组成。机器运行的能源由电动机提供，开机后电动机对飞轮进行加速，压力机短时工作能量则由飞轮提供，飞轮起着储存和释放能量的作用。 (5)支承部分由机身，工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。 (6)辅助系统包括气路系统，润滑系统，过载保护装置，气垫快换模，打料装置，监控装置等。它提供高压力计的安全性和操作方便性。对新型压力机，此系统成本所占比例有提升趋势 7。曲柄压力机传动系统结构形式曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构，亦是压力机的核心部分，它将电动机的旋转动作转变为滑块的直线上下运动，提供给磨具工作所需的成形力和位移，同时提供一些辅助功能，如装模高度调节，过载保护顶件等。按曲柄形式，曲柄滑块机构主要有如下几种： (1)曲轴式曲轴两端由设备床身支撑，当曲轴绕支撑轴转动时，滑块在导轨的约束下上下运动，上下位置之差值为 2R，此结构应用与较大行程的中小型压力机上。 (2)偏心齿轮式偏心齿轮安装在芯轴上并绕芯轴转动通过偏心齿轮与芯轴的偏心距为 R，实现曲柄机构动作，应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受弯本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 37 页矩作用，负荷分配合理，加工制作也方便，但偏心轴直径较大，有一定磨损功耗 7 曲柄压力机传动系统的布置方式 (1)上传动及下传动的比较传动系统设置在压力机工作台之上的为上传动，在工作台之下的为下传动。现有的通用压力机大多数采用上传动机构。 (2)曲轴纵放和横放的比较传动系统曲轴安装形式有垂直与压力机正面（称为纵放）及平行与压力机正面（称为横放）两种形式。旧式通用压力机多采用横放的安装模式。这种布置曲轴和传动轴比较长，受力点与支承的距离比较大，外形不够美观，现代压力机越来越多的采用纵放的安装模式。传动系统刚性好，外观美观。 (3)开式及闭式传动的比较开式及闭式传动系统指传动齿轮安放在机身外还是机身内。开式传动齿轮工作条件差，外形不美观，但安装维修方便，而闭式传动齿轮工作条件较好，但安装维修困难。现较多的采用开式传动结构。 (4)单边和双边齿轮传动的比较对于一般的压力机均采用单边传动 8。曲柄压力机传动级数及速比的分配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。现有开式压力机传动级数一般不超过三级。行程次数在 80 次 /分以上的用单级传动。 80次 /分 40次/分的用二级传动。 40次 /分 10次 /分的用三级传动。齿轮传动中心距与模数的确定见表本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 37 页表齿轮传动中心距与模数传动形式齿轮付位置中心距模数小齿轮齿数铸铁齿轮钢齿轮铸铁齿轮钢齿轮单边传动低速付（ 5 5 6.5)4 21 高速付 (3 3.5)3 3.5)6 21 双边传动低速付 (5.6)4.6)4 22 高速付 (3 3.7)2 2.3)4 24 本课题传动系统选型传统冲压机床传统冲压机床工作原理如图示，电动机 1 通过三角皮带驱动大皮带轮 3，经过离合器 5 和齿轮 6、 7、 8 带动偏心齿轮 9，带动滑块 13 和凸模 14 直线下行，冲压工作完成后滑块回程上行，离合器自动脱开，同时制动器 4 接通，使滑块停止在上死点附近，大皮带轮同时起到飞轮的作用，偏心齿轮 9 和曲轴的作用相同。机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周期内冲压工作的时间很短，短时的最大功率比平均功率大十几倍以上，因此在传动系统中都设置有飞轮，按平均功率选用的电动机启动后，飞轮运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料开始锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速降低，飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使用。机械压力机上的离合器与制动器设有机械或电气连锁，以保证离合器接合前制动器一定松开，制动器制动前离合器一定脱开。生产中，有可能发生超载现象，为保证设备和人员安全，常在压力机上装设有过载保护装置和光电保护装置。本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 37 页 1电动机， 2小皮带轮， 3大皮带轮， 4制动器， 5离合器 6、 8小齿轮， 7大齿轮， 9偏心齿轮， 10芯轴， 11机身， 12连杆 13滑块， 14凸模， 15凹模， 16垫板， 17工作台， 18液压气垫图械压力机工作原理图该类机床驱动结构上仍是落后的飞轮、离合器制动器组合模式，结构复杂、臃肿，多环节传动精度差，噪音大；该压力机虽然采用了流行的制，但主要集中在电气、电机的起停、油路、气路上，控制动作多为开关量，而对于滑块的位置速度无法做到有效的控制，对不同工件的冲裁适应性差，尤其是可塑性差、易脆裂等难加工材料制品的冲裁和拉深加工；同时，加工过程中压力机状态采用指示灯显示，缺乏直观的状态与故障监控，生产及工艺管理也无从谈起 10。总体方案选型及设计针对传统压力机存在的不足，参照第三代压力机的技术特点，提出设计目标为：摒弃传统的飞轮、离合器制动器，以大功率交流伺服电机代替传统的交流异步电机，通过一级齿轮减速机构，驱动曲柄滑块机构动作。同时，控制功能在原有的逻辑控制基础上增加上位机监控和运动控制，分别实现压力机的实时监控和滑块位置速度可调，提高压力机的加工“柔性” 。基于伺服电机直接伺服电机直接驱动压力机设计方案如图本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 37 页控制系统人机界面操作面板伺服驱动器储能电容P M S 服电机直接驱动压力机系统框图在机械结构上，伺服电机只通过一级减速齿轮，再依靠连杆带动滑块上下运动，这样有效降低了传动误差，提高了滑块位置精度，并且转动惯量的减小使系统动态响应更快。同时，通过一级齿轮减速，可减小电机的调速范围，增大出力比，结构简单，维护方便。紧急制动装置采用电磁制动器，在过载、故障、电源断电时需要紧急停车时，电磁制动器断电，弹簧作用于制动盘上，使处于衔铁与电机端盖之间的制动盘被夹紧，依靠摩擦力矩使电机轴停转；当制动器通电时，电磁铁心将衔铁吸合，制动盘被释放，即制动器被打开 11 本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 37 页 3 传动系统设计主要设计参数冲床设计的主要参数：公称力： g =600 滑块行程： S =140 公称力行程： 5 行程次数：平均行程次数： 57示每分钟滑块动作次数），滑块在行程内最高为 75低为 25 最大装模高度： H =320 装模高度调节量： H =80 齿轮减速比： 10 曲柄半径： R=70 连杆长度： L=640 曲轴的确定曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构，亦是压力机的核心部分，分析它的运动与受力特点是设计曲柄压力机的关键。其主要计算曲线的绘制，滑块速度的计算，曲轴公称转角的计算，曲轴尺寸的确定及曲轴扭矩与强度的计算。（ 1）曲线的绘制 ) m S 2-/ 4 ( 1)1( C O （ 3 0/70/ 6 4 0,70 LR 21(4/(70 0)11(4/1(11(4/1(70270140)11(4/1(11(4/1(70900)11(4/1(700死点）当时当时（即下死点）当本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 37 页曲柄滑块机构机构简图如图图曲柄滑块机构简图（ 2）滑块速度计算 mi n/)2s s in （ 3 曲柄在 90 时，滑块速度最大，最大速度 a x m a x （ 3）曲轴公称转角 g 2 0 . 79 8 1 0 09 2 3 2 51c o 4 07 0 ( 7 0226 4 025)6 4 0( 7 02701c o sS g ) ( g )2(o 4）曲轴尺寸的确定曲轴直径 25108600) 取 20轴其它部位尺寸如图本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 37 页图曲轴基本尺寸其各个部分的公式分别为： ()04156120)60300120)(80120)68132120) 取值为 75mm 方案选用球头，用公式 3598600) 取其值为 20 0 5）曲轴扭矩的计算曲轴在公称转角 g 时发生公称力轴传递的扭矩按下式求得，其中于开式压力机 =k g )()1()2s i s i n (3带入数据计算得 18360 6）曲轴强度的计算 (a)齿轮对轴的作用力要比连杆对曲轴的作用力小得多，忽略不计。 (b)连杆对曲轴的作用力近似等于公称力，并分别以 1/2用在连杆瓦两侧距曲柄臂 2 (c)曲柄支承反作用力作用在距曲柄臂 2 (d)曲柄颈所受扭矩要比弯矩小得多，忽略不计。反之支承颈弯矩小得多，忽略本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 37 页不计 13。图危险截面弯矩为： 4/)8 ( (3带入数据计算得 34500 大弯矩应力为： ( lg (3带入数据计算得 = 上式可知，曲轴弯曲应力当曲轴尺寸一定时值为一定值。危险截面扭矩：最大剪切应力为： 32.0 由上式可知，曲拐剪切应力为当量力臂的函数，随着曲轴转角的变化而变化。许用值表见表本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 37 页表与许用值材料 45调制 40 制 18100 1400 1400 2000 2100 3000 750 1000 1000 1500 1600 2300 根据，计算值，令 = ， = 。由上式得：截面 3 带入数据得 P= N 截面 3 N 由上式得曲轴在不同转角时滑块的许用负荷曲线，如图图许用负荷曲线综合所有计算最后所得曲轴尺寸如图图曲轴尺寸图本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 37 页齿轮的计算齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛。齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素很多，类如必需满足工作条件的要求，应考虑齿轮尺寸的大小，毛坯成形方法及热处理和制造工艺等。齿轮传动需要很大的力与扭矩，因此需要进行齿轮强度的计算与校核 12。齿轮的初定经查得相关资料得齿轮中心距 = 带入 120 得中心距 =600设计方案种选择 600数 = 120=齿轮齿数取 20 则小齿轮的分度圆直径为小d=20 16因为中心距 =2 大小 =600以求得大d=984为减速比为 10所以大齿轮的齿数为 200 由此可将大齿轮初定为齿数 200，分度圆直径为 984数为齿轮初定为齿数 20，分度圆直径为 216数为此轮初定后，还需要校核圆周速度 V s e c/)100060/( (3)100060/( .2 m 符合要求。齿轮强度计算齿轮宽度 (3 =108 本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 37 页齿轮宽度选 120齿轮的弯曲强度计算： 2222 (3式入 C O ， 1， 18360Y 将数据带入式中求得 2 w小齿轮的弯曲强度计算： 1211 (3式中 ZC w ，取 1， 18360Y 将数据带入式中求得 1 w 参考值 21于机械设计第八版对于开式传动齿轮，除计算弯曲强度外，还需要验算接触强度否则会引起蚀破坏，计算公式如下： 1 (3 836101 836 01 齿1 将数据带入公式中求得 105 根据大齿轮 2w 计算值，令 22 ，由 2w 计算公式得 m B ( 022 (3由式 (3得曲轴在不同转角时，滑块许用负荷曲线如图示本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 37 页图块许用负荷曲线综合上面有关大齿轮与小齿轮的弯曲强度计算与接触强度的计算与校核，得出的结果为 2w 2w , 1w 1w 符合该设计方案的要求。连杆及滑块的计算连杆与滑块通过球头螺杆连接在一起与曲轴连接，将曲轴的旋转运动转化成连杆上下往复运动，对工件进行冲压，是曲柄连杆机构中重要组成部分，因此分析它是设计曲柄压力机不可缺少的一部分 13。球头螺杆尺寸的确定连杆分为长度可调与长度不可调两种形式，长度可调连杆由连杆体与球头调节螺杆组成。用手动或机械的方式改变二者的位置就可以改变连杆长度，从而改变压力机的装模高度。调节方式视压力机的公称力大小，可直接用扳手调节螺杆或通过螺轮付，棘轮棘爪等手动形式和由电动机通过涡轮付驱动的机动方式 14。这种球头可调节连杆，加工简单，装配调整维修容易，结构紧凑，连杆系数小，滑块导轨所受侧压力及曲轴所受扭矩也较小。长度不可调的典型机构是连杆下端与圆柱销与调节螺母连接，连杆刚性较好，和球头相比，加工方便，该结构调节螺杆不承受弯矩，但由于连杆系数略有增加，滑块侧压力较大，轴齿轮受扭矩也有所增加，且销轴所受面积比球头小，如采用三点式支承或圆柱面接触传递扭矩，由于加工困难，维修方便，故采用较少 15。连杆有关的主要尺寸，可有表本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 37 页表杆相关尺寸参照表符号推荐尺寸 3H ( ( ( ( 球头式连杆如图图头式连杆尺寸由上表可得球头螺杆各尺寸： 1 4 0966 0 0) 取 120mm o 取 90 本科毕业设计说明书（论文）第 22 页共 37 页 o (2 取 80mm 1 2 01 0 8) 取 120mm o 取 150mm o 2 0 71 3 5) 取 200杆常用铸铁正火或退火，调节螺杆用 45号调质处理，球头表面淬火，硬度杆采用三角形螺纹。连杆计算连杆的计算简图如图图连杆的计算简图连杆受到压应力及弯曲应力的联合作用，危险截面的合成应力由下式计算：式中 r p / 222 5 0 2 4)2( (3 95 0 2 4/106 0 0 3 w 本科毕业设计说明书（论文）第 23 页共 37 页 M /式中 3m 对圆形截面 31.0 )( (3错误 !未找到引用源。取 =7560 为 60 40数据带入式中求得 1419=切强度低，且连杆体的材质比螺杆差，所以只需验算连杆体螺纹的弯曲应力 16。综合所有计算最后所得连杆尺寸如图图连杆尺寸图滑块的确定对于普通的型的开式压力机，滑块导向长度与宽度之比为块导向长度与滑块行程有关，行程越大，导向长度越长，一般取 L =（ S，则 80770140) 取 900为 = B=640块尺寸图如图本科毕业设计说明书（论文）第 24 页共 37 页图滑块的尺寸图本科毕业设计说明书（论文）第 25 页共 37 页 4 伺服电机选型伺服电机直接驱动可行性分析在直接驱动技术最初研究中，由于受到不少技术的局限性而无法得以实现。随着新材料、电力电子及微处理技术、控制理论与电机理论的发展，压力机采用伺服电机直接驱动的条件已逐渐成熟。 (1)大功率伺服电机的研制驱动装置是所有机电系统的核心，提供装备所需动力并实现所需的运动。长期以来，重载驱动场合均采用直流电机，但由于其结构存在机械换向和电刷这一致命弱点，而伺服电机功率不足，限制了其在压力机中的应用。 1983年日本和美国分别发明了稀土制作的强永磁合金钕铁硼（经过三代发展，现已成为性能最好的永磁材料，其磁能积高出铁氧体一个数

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