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毕业设计（论文）题目金属件与塑料件装配工装摘要随着科技水平的进步与发展，出现了许多新的机械设计的方法，为设备的研发以及制造奠定了坚实的基础。为了能够开发更先进的金属件与塑料件装配工装，对金属件与塑料件装配工装的选型设计有着重要的研究意义。当今的时代，手板压机对于机械装配行业是重要的设备，因此它们也促进了金属件与塑料件装配工装机械的发展。当前我国的金属件与塑料件装配工装机械行业的内在潜在价值还有待强有力的挖掘，金属件与塑料件装配工装机械的进一步研究将会给个人乃至集体和社会带来重要的积极意义，在研究的同时还可以让学生的综合能力得到开发与锻炼，最为重要的是总体设计就体现了这一点。第一，我们要让现在毕业的学生打好专业知识的基础并从而提升所学的知识，从而在以后工作中能够游刃有余。第二，可以让他们在课题中能够用发展性的眼光看待问题，充分发挥创新能力，攻破现实难题。对于金属件与塑料件装配工装设计这一课题，它的涵知识面较广，具有极强的综合性，学生则必须要凭借过硬的专业能力和海量的知识，加上要有一定的在计算机上绘制图表的能力。因此，学生可以积极主动的思考和钻研这个设计课题，这样学生便可以在问题的分析解决上得到能力的提升，从而也能够积累对未来有帮助的工作经验。这篇论文会对国内金属件与塑料件装配工装的历来的情况进行一个简要的概述，而且加上了金属件与塑料件装配工装工作的理念简述，综述国内外金属件与塑料件装配工装的现在的发展情况后，也综合了它的装置构造是如何设计概念。论文中，做好了金属件与塑料件装配工装构造与设计的方案，对该装置的参考数据进行定位，校对其强度，分析其运动，金属件与塑料件装配工装的每个机械构造和尺寸分别得到确定和定位。关键词：弹簧，压力机，曲柄Assembly and assembly of metal parts and plastic partsAbstractWith the progress and development of science and technology, many new methods of mechanical design have emerged, laying a solid foundation for the R & D and manufacture of equipment. In order to develop more advanced metal parts and plastic parts assembly tooling, it has important research significance for the selection and design of metal parts and plastic parts assembly tooling. In todays times, the hand press is an important equipment for the mechanical assembly industry, so they also promote the development of metal parts and plastic parts assembly machinery. At present, the inherent potential value of the metal parts and plastic parts assembly machinery industry in our country still needs to be excavated. Further research on the assembly and assembly machinery of metal parts and plastic parts will bring important positive significance to the individual and the community and the society. At the same time, the comprehensive ability of the students can be developed. And the most important thing is the overall design. First, we should let the graduates now lay the foundation of professional knowledge and enhance their knowledge so as to be able to work well in the future. Second, they can make them look at problems in a developmental perspective, give full play to their ability to innovate and break through practical problems. For the design of the assembly and assembly of metal parts and plastic parts, it has a wide range of knowledge and strong comprehensiveness. The students must rely on the excellent professional ability and mass knowledge, plus the ability to draw a graph on the computer. Therefore, students can actively think and study the design topic, so that students can improve the ability to solve the problem in the analysis, and thus can also accumulate useful work experience for the future.This paper will give a brief overview of the history of the assembly and assembly of metal parts and plastic parts, and a brief introduction to the concept of the work of the assembly and assembly of the metal parts and the plastic parts, and a summary of the development of the metal and plastic assembly tooling at home and abroad, and the synthesis of how its structure is set up. Concept. In this paper, the structure and design of the assembly and design of the assembly of metal and plastic parts are done. The reference data of the device is located, the strength of the assembly is checked, its movement is analyzed, and each mechanical structure and size of the assembly and assembly of the metal parts and the plastic parts are determined and located respectively.Key words: Spring, press, crank 目 录目 录I第1章 绪论51.1选课的依据及课题的意义：51.2国内外研究现状51.3产品用途及其适用范围71.4本次毕业设计主要完成的任务71.5实现方法及预期目标7第2章 金属件与塑料件装配工装的设计方案82.1 设计思想82.2 金属件与塑料件装配工装的工作原理及组成82.3 金属件与塑料件装配工装的驱动方案设计9第3章 曲柄滑块机构的设计计算103.1曲柄压力机的结构103.2曲轴的设计103.3曲轴的材料选择113.4曲轴设计计算123.4.1预选曲轴有关尺寸123.4.2核验轴颈尺寸123.4.3计算及绘制许用负荷图133.5连杆组件的设计153.5.1压力机的连杆组153.5.2连杆的设计163.5.3连杆材料163.5.4连杆长度和杆身设计163.6导轨的选择173.6.1导轨的基本要求173.6.2导轨的材料及热处理173.7轴的选择183.7.1轴瓦的特殊性183.7.2轴瓦材料的性能要求183.7.3轴瓦的形式及定义183.8弹簧的选择18结论22参考文献23致谢2424第1章 绪论1.1选课的依据及课题的意义：最近几年来，中国的金属件与塑料件装配工装已经取得了很大的成绩，但与国外产品相比之下仍存在多年的技术差距。本课题对金属件与塑料件装配工装进行研究设计，目的在于使我们更深层次的了解金属件与塑料件装配工装运作过程及设计的原理，从而能够对其加以改进完善，并且考核我们4年来所学的机械知识。伴随着科技的进步，涌现出很多新的机械设计方法，为设备的研发制造奠定了坚实的基础，为了能够研发出更为先进的金属件与塑料件装配工装，对金属件与塑料件装配工装的选型设计有着重要的研究意义。在我们的国家，金属件与塑料件装配工装技术的研究和应用起步虽然晚于西方欧美等发达国家，但近年来的发展得非常迅速。一部分大型企业已经逐步引入单金属件与塑料件装配工装技术应用到制造方面，以此来代替人工劳动力。这次毕业设计是金属件与塑料件装配工装的设计。金属件与塑料件装配工装是依据工部件装配的需要。生产过程中的压力机因为具有非常高的实用性，可以适用于各种产品的压接及装配。本次设计主要是将他们学到的知识与辅助材质结合起来运用到设计中，大大的巩固以及深化了所学知识，掌握机械系统设计计算的一般过程和方法，确定正确合理的执行机制，使用标准机械元件，熟练使用机械基本回路构成满足基本性能要求的 机械系统管理。设计过程中最重要的是绘图。这不仅可以清楚地显示设计的内容，而且还能干体现知识是否被充分理解掌握。还是需要大力发展机械行业才能够使得我国的生产力得到提高，我国的综合国力也与此行业的发展有着重大的关系。在这个日新月异的社会当中，研究发展才是进步的垫脚石。1.2国内外研究现状国内研究现状我们国家的发展与进步的历史基本上和西方发达国家一致，但是我们国家是屡败屡战中摸吧滚打起来的，所以我们自己也要铭记这一段历史。也为我国未来的辉煌成绩奠定了最为重要的基础。20世纪五十年代，天津压力机设备装置厂研制出手动压力机，此开启了中国金属件与塑料件装配工装制造工艺的发展。金属件与塑料件装配工装由于存在性 能差，外观差，自动效果差，质量差等缺点，只有较为少数的厂商会选择使用我们的系统。只有少数几个大城市和少数自动情况下的制度和经济状况，然而，我国历史上的这种情况是比较少的。日常生活中，我们常见的手板压机构有三种：齿轮齿条式、导柱弹簧复位式以及全自动液压压力机。我国成功研制出金属件与塑料件装配工装之后，拉近了我国和世界先进国家的自动化之间的距离，并成为了我国金属件与塑料件装配工装发展历史上的一个暂新的起点。恰巧当时的中国正处于经济文化飞速发展的阶段，城市化建设发展迅速，为在适当的时机引入较为合适的 产品，所以制造出了金属件与塑料件装配工装，良好工作的时间是可重复的。到了二十世纪末，中国的工业化持续增长，市场需求旺盛，迫使制造商不得不去面对日益激烈的竞争市场。许多制造厂商逐渐加入了生产线，他们在生产装置，以及自动汽车技术方面都得到了高速发展。在中国，金属件与塑料件装配工装制造商的生产规模已经发展到几十种之多，并且包括了各种自动化装置。现在我们市场中 ，金属件与塑料件装配工装的份额也迅速增加。当前，在我国，改换汽车底盘的转换速度很快，并且经常主要城市和农村地区投入使用。 开发研究驱动力、传感以及操控硬件以及软件技术不仅能够地促进金属件与塑料件装配工装技术的发展与进步，而且还需要开发圆柱坐标操纵机械手的实际应用。金属件与塑料件装配工装具有以下几个方面优势。 （1）金属件与塑料件装配工装科研技术的发展与进步。当前金属件与塑料件装配工装技术相对来说已经成为一种比较成熟的科技，但是它在很多的情况下，依然无法避免它的局限性，难以符合工业生产的实际的需要。因此新型抛光技术的研究、开发，将是金属件与塑料件装配工装技术发展的另一崭新方向。 （2）金属件与塑料件装配工装主要应用于开发任务的方向。对于工作的其他金属件与塑料件装配工装而言，工作任务一般仅局限在一项任务中。 （3）金属件与塑料件装配工装当前发展与进步方面。根据功能性能，体积小巧，重量轻而简便，金属件与塑料件装配工装功率损耗功能要求较高，为了能达到金属件与塑料件装配工装独特的多功能性和高灵活性，更多的负载能够有助于实现金属件与塑料件装配工装操纵装置的多功能性，要求金属件与塑料件装配工装尺寸小，因此适用于 特别场合的应用。 （4）可重构性是金属件与塑料件装配工装适应性的一个重要标志。根据特定任务的要求，金属件与塑料件装配工装可以随时使用。这就在相当大的程度上降低金属件与塑料件装配工装的制造成本。国外研究现状发明并且学会使用各种新的工具减少人类的工作量、降低劳动程度是人类进步的标志。美国在1947年率先发明出了一种用于金属件与塑料件装配工装。1954年，美国多维尔公司首先提出了工业金属件与塑料件装配工装的概念，然后申请了专利，使之成为 一家独具特色的公司。而后，美国联合公司在1959年制造出了世界上首台金属件与塑料件装配工装，这就标志着金属件与塑料件装配工装的开发以及使用的开始。金属件与塑料件装配工装是过去30年独立开发的典型的机电一体化自主工具。到现在，金属件与塑料件装配工装技术已经被许多大型公司引入并用于工业生产。它主要体现在机械制造、汽车制造和化学工程等领域。金属件与塑料件装配工装的使用是我国机械 自动化水平高低的体现。金属件与塑料件装配工装在工业领域可以替代人类进行各种高强度，高风险以及一些可能危害人体安全的工作。 它们在保证工人的人身安全的同时，又能够确保高效和有序地进行。因此金属件与塑料件装配工装的研究以及设计是非常必要的。MDARS项目和获取计划在美国和世界上受欢迎的金属件与塑料件装配工装系统,大大促进多金属件与塑料件装配工装技术的研究。21个国际先进机器人技术计划会议报告,作为先进的金属件与塑料件装配工装技术, 金属件与塑料件装配工装技术已经被广泛的应用。因为西方等诸多国家率先发展工业革命，使得他们自己的工业技术上遥遥领先于我们国家，所以许多机械方面的应用技术都比较我国先进，虽然现在落后于西方国家，但是我相信在不久的将来，我们回赶上他们的技术，甚至超越他们。1.3产品用途及其适用范围金属件与塑料件装配工装中使用到的手动压力机，手动压力机可适用于大多数产品的装配任务，手工装配无法完成的装配任务，都可以通过手动压力机实现，只需设计相应的定位工装。1.4 本次毕业设计主要完成的任务本次毕业设计，就是研究金属件与塑料装配的工作原理，并设计一种金属件与塑料件半自动压接工装。通过本次毕业设计，可以让我们深入了解手板压机的内部结构和手板压力机原理，运用所学知识，设计出一个简约实用的固定工装夹具，同时对其他类型的压力机有一个大致印象，与生产实际相结合，为以后的工作学习积累一定的实践经验。对日常生活的观察，以及自己的兴趣爱好，对工装夹具产生了浓厚的兴趣。先决定以此为课题，进行金属件与塑料件装配的设计。设计理念如何进行设计？将金属件放置于专用的工装夹具中进行固定抓夹，然后将塑料件放置于制定的装夹位置，员工拉下曲柄，滚轮压动斜切，使金属件与塑料件进行装配。先初步考虑本次设计将涉及到的机械、电气、仪表、电动等几个方面。现基本以机械设计为主，其它为辅。1.5实现方法及预期目标所需要满足的要求： CAD软件、参考文献及主要的设计参考数据。主要的困难：因为所学的知识比较有限，对于金属件与塑料件装配工装的特性不是特别的熟悉，所以我不能够迅速的算出它的尺寸大小。还有对于产品的设计观念来说，也是我的一项弱点，我想象到的设计可能无法实现，因此在设计的过程当中会出现大大小小的错误，再加上我对所设计的内容不是特别的清楚，所以在绘制装配图当中不好把握箱体的具体尺寸。解决的方式： 虽然我比较笨，但是我知道不会就提问或者通过书籍自己查阅资料，如果书本上不能够带给我答案，我就会去咨询专业老师，让他给我解答，最后再把学到的东西总结起来。与此同时，再与相应的生产资料相结合，从而能够更好的学习。还要查看咨询翻阅金属件与塑料件装配工装设计的相关性息，与自身的专业相对应，从而才能够做出合理的设计。按照金属件与塑料件装配工装的要求以及系统的参考数据，模拟设定我们所选的方案，选定传输动力的副级为设计当中最为主要的传输动力零部件，绘制2D的总体装配图以及主要的零部件图纸，电脑系统设计过程当中所涉及到的重要数据，然后写出自己的论文，并且对格式的要求在进一步细化，最后根据论文的指导手册来完成这次设计的所有内容。第2章 金属件与塑料件装配工装的设计方案2.1 设计的主要思想这次的课题毕业设计的题目为金属件与塑料件装配工装的内部构造设计，所以在开始进入本次课题毕业设计的时候，我们更加深入的研究手动压力机的结构，才能够理解它的工作原理，以及每一种金属件与塑料件装配工装的应用方式方法，要知道金属件与塑料件装配工装的所有的优势以及劣势，对它有一个准确的定位，在设计金属件与塑料件装配工装的时候，还需要考虑到它的经济性、可靠性、稳定性好的优点，还有一定要便于售后维修。2.2 金属件与塑料件装配工装的工作原理以及组成本金属件与塑料件装配工装的系统组成如图2-1所展示。图2-1金属件与塑料件装配工装结构简图金属件与塑料件装配工装的工作原理：金属件与塑料件装配工装工作原理：金属件与塑料件装配工装在组装时，首先将塑料件1放置于专用工装夹具中，然后将金属件预先放置于塑料件中，实现预装配。第二部员工拉下手柄，滚轮下压斜切推动压块3，压块3预压金属件，将金属件压入塑料件中。2.3金属件与塑料件装配工装的驱动方案设计手动压力机（图2-2）是当前的金属件与塑料件装配工装的主要使用动力，但是手动手动压力机也有一下的几个缺点:(1) 手动压力机不是特别的方便，在工作过程中需要人工操作，并且在使用手工压力机的过程当中比较容易压到员工，且员工操作强度较大。(2) 手工压力机复位是通过弹簧复位，弹簧寿命一般为50万次，易损耗。(3) 手工压力机上下调节高度，需要人工进行调节，切换产品时较为麻烦。手动压力机的特点一下列出:(1) 手动压力机纯手工操作，无需任何电力，气源，节能环保。(2) 操作方便，对员工操作水平要求不高。(3) 基本无需维护保养，投入成本低。图2-2手动压力机第3章 曲柄滑块机构的设计计算3.1曲柄压力机的结构曲柄压力机的结构如图3.1，它主要由曲轴3，连杆1，调节螺杆6和滑块5组成。曲轴旋转时，连杆作摆动和上下运动，因而使在导轨中的滑块作往复直线运动。 图3.1 曲柄滑块机构的结构1-连杆体 2-轴瓦 3-曲柄 4-顶料杆 5-滑块 6-调节螺杆 7-下支承座 8-保护装置 9-锁紧螺钉 10-锁紧块 11-模具夹持器3.2曲轴的设计曲轴是压力机中最重要的机件之一，它输出部分功率。曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。曲轴是在不断周期变化的压力，往复运动质量惯性力，旋转运动质量惯性力经及它们的力矩(扭矩和弯矩)共同作用下工作。这些变力使曲轴既扭转又弯曲,产生疲劳应力状态.曲轴形状复杂,应力集中现象相当严重.所以在设计曲轴时要使曲轴具有足够的强度,特别要注意强化应力集中部位和设法缓和应力集中现象。曲轴各颈在很高的比压下以很大的相对速度发生滑动摩擦。这些轴承在实际变工况条件下并不总能保证液体润滑,尤其当润滑油不洁净时,曲轴轴颈表面遭到强烈的磨料磨损。所以,曲轴要使其各摩擦表面耐磨,同时给以尽可能好的润滑条件。因为曲轴是曲柄连杆机构运动件中的中心环节,刚度特别重要。因此选择好的材料对曲轴至关重要。支承颈直径do4.45Pg-公称压力(千牛)曲轴各部分尺寸名称代号经验数据曲柄颈直径d1(1.11.4)d0支承颈长度L0(1.5-2.2) d0曲柄两臂外侧面间的长度L2(2.53.0) d0曲柄颈长度L1(1.31.7) d0圆角半径r(0.080.10)d0表3.1 曲轴有关尺寸经验公式3.3曲轴的材料选择曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成, 为提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。由于压力机为100吨，是小功率电动机带动，强化程度不高，曲轴强度问题不是主要问题，而刚度和轴颈承压面积够不够往往成为问题的关键。因此选择45号钢（调质处理）。有时还要在两端切割试件进行机械性能试验，对于大型曲轴，有时在支承颈和曲柄颈中心处钻深孔，以改善淬透性，提高机械性能。曲轴支承颈和曲柄颈需加以精车或磨光。为了延长曲轴寿命，在各轴颈特别是圆角处，最好用滚子辗压强化。 表3.2曲轴许用应力(1帕)材 料45调质36001001400750100040Cr调质5000140020001000150037SiMn2MoV调质6500180026001400200018CrMnMoB调质750021003000160023003.4曲轴设计计算在设计曲轴时,先根据经验公式决定曲轴的有关尺寸,然后根据理论公式进行精确核验。曲轴和曲拐轴有关尺寸的经验公式见上表3.1表3.3 曲柄连杆机构的摩擦系数 压 力 机 型 式单动单点压力机单 柱0.0350.045开 式0.040.05闭 式0.0450.055现设计计算如下:3.4.1预选曲轴有关尺寸。按表3.1经验公式：d0=4.4=4.4=139.14mm取d0=140mm按照表列经验公式，选出其余尺寸为： d1=15.4mm L0=210mm L2=350mm L1=182mm r=11.2mm a=182mm考虑连杆轴瓦压强L1需增大，为了保证曲柄臂强度，L2也需相应增大,故变为：L1=220mm, L2=360mm3.4.2核验轴颈尺寸初步选取曲轴材料为45号钢查表3.2得:=1000帕。 d1= (3.1) = =0.186m故重新选取d1=190mmd0= (3.2)而式中1:=R(sin+)+0.5u(1+)d1+d0 (3.3)且:R=0.5s=0.5100=50mm=50mm由结构设计或参考同类型压力机，初步选取=0.1(即连杆长度为0.5m)。设=0.12m(按连杆经验公式选取)。又根据预选及计算值得：d1=0.19md0=0.14m查表3.3 =0.145当=35时，sin+0.5sin2=0.6199=0.050.6199+0.50.045(1+0.1) 0.19+0.10.12+0.14 =0.0391m又由表3.3可知 =750x帕do=0.137m曲轴最后确定的尺寸如图。图3.2 曲轴结构3.4.3计算及绘制许用负荷图齿轮对曲轴的作用力比连杆对它的作用力小得多，可忽略不计。连杆对曲轴的作用力近似看成等于公称压力Pg，并分别以0.5Pg作用于连杆轴瓦两侧。这样，危险截面CC的弯矩M为1：M=（L2L1+8r）Pg/4 (牛米) （3.4）=（0.36-0.22+80.012）1000000/4=59000(Nm)CC截面的最大应力为1： = M / W (3.5)=0.25(L2 L1+8r)Pg / 0.1(帕) =59000/0.1 =215式中： P分称压力（牛） L1曲柄颈长度（米） L2曲柄两臂外侧面间的距离（米） do曲柄颈直径（米） r圆角半径（米） W弯曲截面系数（）查上表3.2可知符合要求。在一般情况下，r均在0.080.10do的范围内，此时，可根据曲轴零件图的实际尺寸进行计算。如果r 不在上述范围内，相差较大，可以按下式计算r 数值： r=0.05L0 式中 L0支承颈长度。在曲柄颈上，除受弯矩作用外，尚受到扭矩作用，应按弯扭联合作用计算。但由于弯矩比扭矩大得多，故忽略扭矩计算的应力与考虑扭矩的相差不多。当曲柄转角在公称压力表角的情况下两者相差3%以下，即使在90度的情况下相差也仅达5%。CC截面1P= （3.6） = =1071xNBB截面1 P= (3.7) = =R（sin+)+0.5u(1+)d1+d0 =0.05(sin35+0.50.1sin70)+0.50.045(1+0.1)0.190+0.10.12+0.14=0.03528将的值代入3.7式 得: P=1045.495KN图3.3许用负荷图最后可得曲轴的许用负荷图如图3.33.5连杆组件的设计3.5.1压力机的连杆组它包括连杆体，连杆盖，连杆轴瓦和连杆螺栓，是曲柄连杆机构中传递动力的重要组件。组件连杆承受的压力可以过到很大的数值，面高速运动产生的惯性力的影响又要求结构轻巧。所以连杆设计的一个主要要求，就是要在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度各强度，因此必须选用高强度的材料，合理的结构形状和尺寸，采取提高强度的工艺措施等。连杆一旦断裂，将造成严重事故。连杆的变形对曲柄连杆机构的工作有很不好的影响。例如，连杆大头的变形使连杆螺栓承受附加弯曲；大头孔的失圆使连杆轴承的润滑受到损害。所以连杆要有尽可能大的结构刚度，经验表明，对于不太强化的发动机来说，刚度比强度更重要。连杆螺栓的主要问题是保证疲劳强度，而连杆轴承要求保证耐久性。3.5.2连杆的设计连杆是机械压力机上最重要的受力零件之一，按使用场合分为偏心轮用连杆和曲柄轴用连杆两种，由于是初次设计，曲柄轴用连杆较为方便设计，也符合所设计的压力机的要求。3.5.3连杆材料为了使连杆在结构轻巧的条件下有足够的强度和刚度，一般多用精选含碳量的优质中碳结构45模锻。合金钢有较高的综合机械性能，但当存在主生应力集中的因素时，它的疲劳强度急剧下降，甚至低到与碳素钢不相上下。所以合金钢连杆的形状设计，过渡圆滑性，毛坯表面质量等，必须给以更多的注意，才能充分发挥优质材料的潜力。连杆纵向断面内宏观金相组织要求显示金属纤维方向与连杆外形相符，纤维无环曲及中断现象。为此连杆采用钢锻造，在机械加工前应经调质处理（淬火后高温回火），以得到较高的综合机械性能，既强又韧。为了提高连杆的疲劳强度，不经机械加工的表面应经过喷砂处理。连杆还必须经过磁力探伤检验，以求工作可靠。为了节约优质钢材，降低产品成本，此压力机的连杆材料采用铸铁HT20-40调质处理HB255-302。3.5.4连杆长度和杆身设计连杆是同连杆大头与曲轴连接的。连杆与曲轴的配合副是压力机中最重要的环节。连杆大头应该有很大的刚度，这影响到薄壁轴瓦的工作性能和连杆螺栓的可靠性。连杆大头当然也必须有足够的强度。查是问题的关键是连杆的刚度和强度 要求必须在尽可能紧凑和轻巧的条件下实现 。因为连杆大头产生的离心力会增加连杆轴承和曲轴轴承的负荷，可能引起增大曲轴平衡块的必要，从而带来一系列不良后果。连杆大头的外形尺寸必须严加限制。图3.4 连杆杆身为了提高曲轴和轴承的工作能力，而选择较大的D3。经查资料表明D3 / D1=1.061.08,故D3=210mm。连杆结构设计中首先碰到的问题是确定连杆大小头孔的距离，即连杆长度L,由于连杆长度通常是用连杆比=r/L来说明，值越大，连杆越短，反之则越长。目前压力机的在0.10.3之间，为了设计方便，选取=0.1即L=500mm。在设计连杆杆身的断面形状和尺寸时，应根据连杆工作中的负荷情况，保证足够的强度储备。其次，杆身断面的形状不仅要有足够的拉压强度，而且具有足够的抗弯刚度，因为连杆在摆动时还产生横向惯性力，使连杆弯曲。此外更重要的是，连杆制造时可能产生初始弯曲或偏心，这种连杆在拉压负荷作用下也会承受附加弯曲。最后确定连杆的尺寸如图3.5:图3.5 连杆结构3.6导轨的选择3.6.1导轨的基本要求由于此压力机选择开式，所需压力也不太大，故选择滑动导轨。为了能长期保持导向精度，对导轨提出刚度和耐磨性的要求。若刚度不够，则直接影响部件之间的相对位置精度和导轨的导向精度，增大导向长度来保证滑块的运动精度外,导轨的形式也是影响滑块运动精度的一个重要因素,在开式压力机上,采用成双对称布置的90度V形导轨.使导轨面上的比压分布不均，加剧导轨面的磨损，为此材料的选择很重要。3.6.2导轨的材料及热处理对导轨的材料的主要要求是耐磨性好，工艺性能好，成本低。铸铁是一种成本低，有良好减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。因此材料选择灰铸铁HT200，采用高频淬火，使表面淬火达到4555HRC左右，以增加抗硬粒磨损的能力和防止撕伤。3.7轴的选择3.7.1轴瓦的特殊性轴瓦是滑动轴承中的重要零件,它的结构设计是否合理对轴承性能影响很大。轴瓦应具有一定的强度和刚度，在轴承中定位可靠，便于输入润滑剂，容易散热，并且装拆、调整方便。为此，轴瓦应在外形结构、定位、油槽开设和配合等方面采用不同的形式以适应不同的工作要求。由于连杆轴瓦承受很高的非稳定载荷即动载荷，且位置结构受到严格控制，工作条件恶劣，因此，轴瓦的结构和设计方面有许多特殊性。轴瓦承受载荷大小、方向瞬时变化，周期变化的动载荷是轴瓦疲劳失效的主要原因。轴瓦表面速度变化大，轴颈在周向旋转运动的同时，还瞬时有径向挤压运动。相对运动有时存在瞬时有效角速度为零的时刻，此时旋转油膜压力为零，轴瓦油膜厚度极小，可能导致轴颈表面和轴瓦工作表面之间瞬时接触。存在二体磨损或三体磨损现象。轴瓦工作温度较高：轴瓦内部产生摩擦热导致轴瓦表面工作温度较高，引起润滑油粘度降低，轴瓦合金材料机械性能下降，劣化，产生粘着磨损现象。3.7.2轴瓦材料的性能要求理想的轴瓦材料应具备以下性能。高的疲劳强度：疲劳强度是在材料在弹性极限以下受周期性载荷作用不致开裂或产生表面凹坑的能力。通常硬而韧的材料具有较高的疲劳强度，抗拉强度与弹性模数比值越大的材料，其疲劳强度越高。良好的摩擦相容性：摩擦相容性是指它与既定的匹配材料相对运动中，轴承材料防止与轴颈材料发生冷焊和咬合的能力。良好的顺应性：顺应性是指轴承材料通过弹性或塑性变形而自行适应轴的挠曲或轻微不对中（由于安装不良，轴和轴承孔不同心，轴和轴瓦变形或磨损所致）而保持正常运转的能力，通常轴瓦材料越软，弹性模数越低，其顺应性越差。3.7.3轴瓦的型式及定位此轴瓦安装要曲轴中不很方便，故选用对开式结构。为了防止轴瓦的移动，采用销钉将其固定在连杆盖上。3.8 弹簧的选择弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形。弹簧在各类机械中应用十分广泛，主要用于：1）控制机构的运动，如制动器、离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等；2）减振和缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等；3）储存及输出能量，如钟表弹簧、枪闩弹簧；4）测量力的大小，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。螺旋弹簧是用弹簧丝卷制成的，由于制造简便，所以应用最广。在一般机械中，最为常用的是圆柱螺旋弹簧。所以在此选用圆柱螺旋压缩弹簧。根据筛箱的设计，可以近似的计算出筛箱的重量约为387.28参振质量5：，kg（3-9） 式中，筛箱质量，kg；振动器质量，kg；支撑装置上弹簧座总质量，kg；联轴器及其罩的质量，kg；物料质量，kg；物料结合系数，取0.2；筛面的长度，m；各层筛面上料层平均厚度的总和，m；其它参振质量，kg。经计算得：；。振动筛上选用的弹簧，在实际设计时应考虑问题：支撑弹簧可以用橡胶弹簧或螺旋弹簧。亦可用复合弹簧，一般在支撑装置中还设计有摩擦阻尼器，但是鉴于橡胶弹簧和复合弹簧的橡胶内阻较大，对过共振区时的振幅有一定的限制作用，所以可以不设计阻尼器和其他的限制装置。只需对圆柱螺旋压缩弹簧进行计算考虑。弹簧要求在一般的载荷条件下工作，并要求中径约为144mm，外径约为192mm，弹簧的伸缩量约为07mm，且所加载荷为筛箱质量、振动器质量、物料质量。 其中，、。根据设计的偏心块，可以算出激振力的大小，（3-10） 式中，激振力，； 偏心块重量，； 偏心块回转半径，。代入数据得：，且，；且。取。图3.8 支撑弹簧受力压缩简图由上可以计算得：，。（1）弹簧的许用应力弹簧的许用应力应根据工作条件料来确定。因弹簧在一般的载荷条件下工作，可以按第类弹簧来考虑。现选用硅锰弹簧钢（）级。根据估取弹簧钢丝直径为24mm。由表16-3暂选许用弯曲应力，则根据表16-2可知：许用切应力。（2）弹簧丝直径根据强度条件计算来确定弹簧丝的直径。现取旋绕比C=6，则由文献14中式（16-4）得：根据式（16-10）得： 改取，查得不变，故不变。弹簧丝直径d=24mm弹簧中径D=144mm（3）弹簧的圈数n根据刚度条件，来计算弹簧的圈数n。 由式文献14中（16-9）得弹簧钢度：由文献14中表16-2 ，取，则弹簧的圈数为：取5圈。此时弹簧的刚度为（4）校核1）弹簧初拉力初应力按文献14中式（16-8），得：按照文献14中图16-9，当C=5.935时，初应力的推荐值为65185Mpa，故此初应力值合适。2）极限工作应力取，则：3）极限工作载荷结论大学短暂时期在这里匆匆要走向末端，然这对我的仅仅是人生其中的一个里程碑，新的旅途已然在前方向我挥手。大学期间的学识历程都有着老师长辈、朋友以