传动方式与冲压机工作原理

1、传动方式及冲压机工传动方式及冲压机工作原理作原理主讲：高会来主讲：高会来中国传动方式传动方式传动方式的分类传动方式的分类: 1、齿轮传动、齿轮传动 2、涡轮涡杆传动、涡轮涡杆传动 3、带传动、带传动 4、链传动、链传动 5、液压传动、液压传动 6、气压传动、气压传动一、齿轮传动一、齿轮传动特点：适用的圆周速度和功率范围特点：适用的圆周速度和功率范围 广；传动比准确、稳定、效率高；广；传动比准确、稳定、效率高；工作可靠性高、使用寿命长；可实工作可靠性高、使用寿命长；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动交错轴之间的传动 。缺点： 要求较高的制造和安装精度

2、、成本较高；不适宜远距离两轴之间的传动。 主要参数有主要参数有 ：齿顶圆；：齿顶圆；齿根圆；分度圆；模数；齿根圆；分度圆；模数；压力角等。压力角等。 二、涡轮涡杆传动二、涡轮涡杆传动适用于空间垂直而不相交的两适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。轴间的运动和动力。特点：优点传动比大。；结构特点：优点传动比大。；结构尺寸紧凑。尺寸紧凑。缺点：轴向力大、易发热、效缺点：轴向力大、易发热、效率低；只能单向传动。率低；只能单向传动。涡轮涡杆传动的主要参数有：涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头

3、数；传动比等。蜗杆头数；传动比等。三、带传动三、带传动带传动包括带传动包括 主动轮、从动轮主动轮、从动轮 ；环形带；环形带1）用于两轴平行回转方向相同的场合，）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。称为开口运动，中心距和包角的概念。2）带的型式按横截面形状可分为平带、）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。带和特殊带三大类。3）应用时重点是：传动比的计算；带）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根的应力分析计算；单根V带的许用功率。带的许用功率。 优点：优点： 适用于两轴中心距较大的适用于两轴中心距较大的传动；带具有良好的挠性，可缓传动；带

4、具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。成本低廉。 缺点：缺点： 传动的外廓尺寸较大；需传动的外廓尺寸较大；需张紧装置；张紧装置； 由于打滑，不能保证由于打滑，不能保证固定不变的传动比固定不变的传动比 ；带的寿命较；带的寿命较短；传动效率较低。短；传动效率较低。四、链传动四、链传动链传动包括链传动包括 主动链、从动链主动链、从动链 ；环；环形链条。形链条。链传动与齿轮传动相比，其主要链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动

5、结构简单；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。传动平稳性较差。 五、液压传动五、液压传动1)从结构上看，其单位重量的输出功从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的，有很大的力方式中是力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。 2)从工作性能上看，速度、扭矩、功从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无

6、级调节，动作响应性快，率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达调速范围可达100：l到到2000：1；动；动作快速性好，控制、调节比较简单，作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与控制相配合，以及与CPU(计算机计算机)的的连接，便于实现自动化。连接，便于实现自动化。 3)从使用维护上看，元件的自从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化。现系列化、标准化

7、、通用化。 4）所有采用液压技术的设备安全可）所有采用液压技术的设备安全可靠性好。靠性好。5）经济：液压技术的可塑性和可变）经济：液压技术的可塑性和可变性很强，可以增加柔性生产的柔度，性很强，可以增加柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对说来制造成本也不高，液压元件相对说来制造成本也不高，适应性比较强。适应性比较强。 6)液压易与微机控制等新技术液压易与微机控制等新技术相结合，构成相结合，构成“机机-电电-液液-光光”一体化已成为世界发展的潮流，一体化已成为世界发展的潮流，便于实现数字化。便于实现数字化。 缺点：缺点： 任何事物都是一分为二

8、的，液压任何事物都是一分为二的，液压传动也不例外：传动也不例外：1)液压传动因有相对液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。中。 2)油液流动过程中存在沿损失、油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。率较低，不适宜远距离传动。3)在高温和低温条件下，采用在

9、高温和低温条件下，采用液压传动有一定的困难。液压传动有一定的困难。 4)为防止漏油以及为满足某些性为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来要求高，给使用与维修保养带来一定困难。一定困难。5)发生故障不易检查，发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单位，特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验。需要依赖经验。六、气压传动六、气压传动优点优点1）以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到）以空气为工作

10、介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道。大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道。2）因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损）因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。动那样严重污染环境。六、气压传动六、气压传动3）与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应）与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变快、维护简单、工作介质清洁

11、，不存在介质变质等问题。质等问题。4）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。比液压、电子、电气控制优越。5）成本低，过载能自动保护。）成本低，过载能自动保护。 缺点缺点1）由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳）由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。但采用气液联动装置会得到较满意定性稍差。但采用气液联动装置会得到较满意的效果。的效果。2）因工作压力低（一般为）因工作压力低（一般为0.31.0MPa），又），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大

12、于因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大于1040kN。3）噪声较大，在高速排气时要加消声器。）噪声较大，在高速排气时要加消声器。4）气动装置中的气信号传递速度在声速以内）气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢，因此，气动控制系统不宜比电子及光速慢，因此，气动控制系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。用于元件级数过多的复杂回路。 冲压机工作原理冲压机工作原理一、冲床的工作原理：一、冲床的工作原理：冲床之设计原理是将圆周运动转换为直线运动冲床之设计原理是将圆周运动转换为直线运动,由主电动机出力由主电动机出力,带动飞轮带动飞轮,经离合器带动齿轮、经离合器带动齿轮、曲轴曲轴(或偏心齿轮或偏心齿

13、轮)、连杆等运转、连杆等运转,来达成滑块的直来达成滑块的直线运动线运动,从主电动机到连杆的运动为圆周运动。从主电动机到连杆的运动为圆周运动。连杆和滑块之间需有圆周运动和直线运动的转连杆和滑块之间需有圆周运动和直线运动的转接点接点,其设计上大致有两种机构其设计上大致有两种机构,一种为球型一种为球型,一种一种为销型为销型(圆柱型圆柱型) ,经由这个机构将圆周运动转换经由这个机构将圆周运动转换成滑块的直线运动。成滑块的直线运动。 冲床对材料施以压力冲床对材料施以压力,使其塑性变形使其塑性变形,而而得到所要求的形状与精度得到所要求的形状与精度,因此必须配合一因此必须配合一组模具组模具(分上模与下模分上

14、模与下模),将材料置于其间将材料置于其间,由由机器施加压力机器施加压力,使其变形使其变形,加工时施加于材加工时施加于材料之力所造成之反作用力料之力所造成之反作用力,由冲床机械本体由冲床机械本体所吸收。所吸收。二、冲床的分类：二、冲床的分类： 1.按滑块驱动力可分为机械式与液压式两种按滑块驱动力可分为机械式与液压式两种,故冲床依其使用之驱动力不同分为：故冲床依其使用之驱动力不同分为： (1)机械式冲床机械式冲床 (2)液压式冲床液压式冲床 一般板金冲压加工一般板金冲压加工,大部份使用机械式冲床。大部份使用机械式冲床。液压式冲床依其使用液体不同液压式冲床依其使用液体不同,有油压式冲床有油压式冲床与

15、水压式冲床与水压式冲床,目前使用油压式冲床占多数目前使用油压式冲床占多数,水水压式冲床则多用于大型机械或特殊机械。压式冲床则多用于大型机械或特殊机械。2.依滑块运动方式分类：依滑块运动方式分类： 依滑块运动方式分类有单动、复动、依滑块运动方式分类有单动、复动、三动等冲床三动等冲床,唯目前使用最多者为一个唯目前使用最多者为一个滑块之单动冲床滑块之单动冲床,复动及三动冲床主要复动及三动冲床主要使用在汽车车体及大型加工件的引伸加使用在汽车车体及大型加工件的引伸加工工,其数量非常少。其数量非常少。 3.依滑块驱动机构分类：依滑块驱动机构分类： (1)曲轴式冲床曲轴式冲床 使用曲轴机构的冲床称为曲轴冲床

16、使用曲轴机构的冲床称为曲轴冲床,如图如图一是曲轴式冲床一是曲轴式冲床,大部份的机械冲床大部份的机械冲床使用本机构。使用曲轴机构最多的理由是使用本机构。使用曲轴机构最多的理由是,容易制作、可正确决定行程之下端位置、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。及滑块运动曲线大体上适用于各种加工。因此因此,这种型式的冲压适用于冲切、弯曲、这种型式的冲压适用于冲切、弯曲、拉伸、热间锻造、温间锻造、冷间锻造及拉伸、热间锻造、温间锻造、冷间锻造及其它几乎所有的冲床加工。其它几乎所有的冲床加工。 (2)无曲轴式冲床无曲轴式冲床 无曲轴式冲床又称偏心齿轮式冲床。曲无曲轴式冲床又称偏

17、心齿轮式冲床。曲轴式冲床与偏心齿轮式冲床两构造之功能轴式冲床与偏心齿轮式冲床两构造之功能的比较的比较,偏心齿轮式冲床构造的轴刚性、润偏心齿轮式冲床构造的轴刚性、润滑、外观、保养等方面优于曲轴构造滑、外观、保养等方面优于曲轴构造,缺点缺点则是价格较高。行程较长时则是价格较高。行程较长时,偏心齿轮式冲偏心齿轮式冲床较为有利床较为有利,而如冲切专用机之行程较短的而如冲切专用机之行程较短的情形时情形时,是曲轴冲床较佳是曲轴冲床较佳,因此小型机及高速因此小型机及高速之冲切用冲床等也是曲轴冲床之领域。之冲切用冲床等也是曲轴冲床之领域。3)肘节式冲床肘节式冲床 在滑块驱动上使用肘节机构者称为肘在滑块驱动上使

18、用肘节机构者称为肘节式冲床节式冲床,这种冲床具有在下死点附近的这种冲床具有在下死点附近的滑块速度会变得非常缓慢滑块速度会变得非常缓慢(和曲轴冲床比和曲轴冲床比较较)之独特的滑块运动曲线之独特的滑块运动曲线,如图四所示。如图四所示。而且也正确地决定行程之下死点位置而且也正确地决定行程之下死点位置,因因此此,这种冲床适合于压印加工及精整等之这种冲床适合于压印加工及精整等之压缩加工压缩加工,现在冷间锻造使用的最多。现在冷间锻造使用的最多。(4)摩擦式冲床摩擦式冲床 在轨道驱动上使用摩擦传动与螺旋机在轨道驱动上使用摩擦传动与螺旋机构的冲床称为摩擦式冲床。这种冲床最构的冲床称为摩擦式冲床。这种冲床最适宜

19、锻造、压溃作业适宜锻造、压溃作业,也可使用于弯曲、也可使用于弯曲、成形、拉伸等之加工成形、拉伸等之加工,具有多用性之功能具有多用性之功能,因为价格低廉因为价格低廉,战前曾被广泛使用。战前曾被广泛使用。 因无因无法决定行程之下端位置、加工精度不佳、法决定行程之下端位置、加工精度不佳、生产速度慢、控制操作错误时会产生过生产速度慢、控制操作错误时会产生过负荷、使用上需要熟练的技术等缺点负荷、使用上需要熟练的技术等缺点,现现在正逐渐的被淘汰。在正逐渐的被淘汰。 (5)螺旋式冲床螺旋式冲床 在滑块驱动机构上使用螺旋机构者称为在滑块驱动机构上使用螺旋机构者称为螺旋式冲床螺旋式冲床(或螺丝冲床或螺丝冲床)。 (6)齿条式冲床齿条式冲床 在滑块驱动机构上使用齿条与小齿轮机在滑块驱动机构上使用齿条与小齿轮机构者称为齿条式冲床。螺旋式冲床与齿条构者称为齿条式冲床。螺旋式冲床与齿条式冲床有几乎相同的特性式冲床有几乎相同的特性,其特性与液压冲其特性与液压冲床之特性大床之特性大 致相同。以前是用于压入衬套、致相同。以前是用于压入衬套、碎屑及其它物品的挤压、榨油、捆包、及碎屑及其它物品的挤压、榨油、捆包、及弹壳之压出弹壳之压出(热间之挤薄加工热间之挤薄加工)等等,但现在已被但现在已被液压冲床