J23-100开式双柱可倾曲柄压力机设计

J23-100开式双柱可倾曲柄压力机设计

附外文文献及中文翻译

前言

毕业设计是对学生在毕业之前所进行的一次综合设计能力的训练，是为社会培养合格的工程技术人员最后而又及其重要的一个教学环节。通过毕业设计可以进一步的培养和锻炼我们的分析问题能力和解决问题的能力，这对我们今后走向工作岗位有很大的帮助。

我们这次是一般选型和专题设计相结合的设计，涉及内容广泛，几乎四年所学知识或多或少涉及到。这次设计我们将本着：独立分析，相互探讨，仔细推敲，充分吃透整体设计的整体过程，使这次设计反映出我们的设计水平，并充分发挥个人的创新能力。

作为一名未来的工程技术人员，应当从现在开始做起，学好知识，并不断的丰富自己的专业知识和提高实际操作能力。在指导老师的精心指导下，我们较为圆满的完成了这次设计工作，由于学识和经验的不足，其中定会出现很多问题，不足之处恳请各位老师加以批评和指导。

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，对胚料进行成行加工的锻压机械。曲柄压力机动作平稳，工作可靠，广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。其结构简单，操作方便，性能可靠。

关键词：压力机，曲柄机构，机械制造

Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady, the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple ,the ease of operation , the performance is reliable .The coupling part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient.

Keywords: pressure machine, crank organization, machine manufacturing

第一章设计任务书 (1)

第一节曲柄压力机设计的目的 (1)

第二节曲柄压力机设计的内容 (1)

第三节曲柄压力机设计设计步骤 (1)

第二章电动机选择和飞轮设计 (1)

第一节压力机电力拖动特点 (1)

第二节电动机的选择 (1)

第三节飞轮转动惯量及尺寸的计算 (3)

第三章机械传动设计 (9)

第一节传动系统分析 (9)

第二节 V带传动设计 (9)

第三节齿轮传动设计 (12)

第四节转轴设计 (14)

第五节平键连接 (17)

第六节滚动轴承的选择 (18)

第四章曲柄滑块机构 (1)

第一节曲柄滑块机构的运动和受力分析 (1)

第二节曲柄轴的设计计算 (2)

第三节连杆和封闭高度调节装置 (5)

第四节滑动轴承的设计 (9)

第五节滑块与导轨的形式 (11)

第五章机身设计 (1)

第一节机身结构 (1)

第二节机身计算 (1)

第六章离合器与制动器 (1)

第一节离合器与制动器的作用原理 (1)

第二节离合器的选用 (1)

第三节制动器的选用 (4)

第七章过载保护装置 (1)

第八章润滑系统 (7)

外文资料 (10)

中文翻译 (17)

总结 (22)

参考文献 (23)

第一章设计任务书

第一节曲柄压力机设计的目的

曲柄压力机设计是机械类专业和部分非机械类专业学生的一次较全面的机械设计训练，是机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节,其基本目的是：

一、通过曲柄压力机的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实践知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所说知识，得到进一步巩固，深化和扩展。

二、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件，机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。

三、运行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图，熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。

第二节曲柄压力机设计的内容

内容包括：选择电动机型号，V带传动设计，齿轮传动设计，曲柄滑块传动设计，压力机机体设计，绘制装配图及零件图，在设计中完成了以下工作：

一、压力机装配图

二、零件工作图五张（连杆、轴、齿轮、曲轴、滑块）

三、设计说明书一份

第三节曲柄压力机设计设计步骤

它通常是根据任务书拟订若干方案并进行分析比较然后确定一个真确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计书明书表示设计结果。曲柄压力机的设计可按照以下所述的几个阶段进行：

一、设计准备

1、分析设计任务书，明确工作条件，设计要求的内容和步骤。

2、了解设计对象，阅读有关资料，图纸，观察事物或模型以进行减速器装拆

试验等。

3、熟悉机械零件的设计方案和步骤。

4、准备好设计需要的图纸，资料和用具，并拟定设计计划等。

二、传动装置总体设计

1、确定传动方案

2、计算电定机的功率，转速，选择电动机的型号

3、确定总传动比和分配各级传动比

4、计算各轴的功率，转速和转距

三、各级传动零件设计

四、压力机装配草图设计

1、选择比例尺，合理布置试图，确定压力机和零件的相对位置。

2、确定轴上立作用点及支点距离，减速器箱体，曲柄系统及其附件的结构设计。

五、零件工作图设计

1、压力机装配图

2、连杆零件图

3、轴的零件图

4、齿轮零件图

5、曲轴零件图

6、滑块零件图

第二章 电动机选择和飞轮设计 第一节 压力机电力拖动特点

压力机的负载为一冲击载荷，即在一个工作周期内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，使其储备能量。而在冲压工作的瞬时，主要靠飞轮释放能量。工件冲压后，负荷减少，电动机带动飞轮加速旋转，使其在下一个冲压工作前恢复到原有角速度，节蓄能量。所以冲压时所需的能量不是直接由电动机供给，而是主要由飞轮供给，这样电动机功率可大大减少。

第二节 电动机的选择

一、 选择电动机型号

根据原始数据可知工作机的工作阻力F = 300KN = 300000N ，运输带的速度ν= 110×90×2mm/min = 0.33m/s 。 1、选择电动机功率

工作机所需的电动机输出功率为 （采用飞轮机构）

d P =

w p η×15％=W F 1000ν

ηη

×15％ 由电动机至工作机之间的总效率为

2w 12345 = ηηηηηηη?????

式中1η、2η、3η、4η 分别为联轴器、带传动、一对轴承、齿轮传动的效率。取1η=0.99、

2η =0.96、3η =0.98、4η =0.97、50.98η=，则

w ηη? = 20.990.960.980.970.98 = 0.89???? 所以

d P =

W F 1000ν

ηη

×15％= 16.7KW

2、确定电动机转速

曲轴转速 w n = 45r/min

按推荐的合理传动比范围，取V 带传动的传动比1i ＇=4-6，单级齿轮传动比2i ＇=5-7，则合理总传动比的范围为i ＇=20-42，故电动机转速的可选范围为 d n ＇= i ·w n =（20～42）×45r/min = 900～1890r/min

符合这一范围的同步转速由1000 r/min 和1500r/min ，再根据计算出的容量，由《机械设计基础课程设计指导书》附表8.1查出的电动机型号，其技术参数如表2-1

电动机型号 额定功率 电动机功率（r/min ） Ped/kW 同步转速 满载转速 Y225M-6 30 980 1000 Y200L-4

30 1470

1500

表2-1

3、选择电动机型号

选用的电动机型号为Y200L-4 二、计算总传动比和分配传动比

由选定电动机的满载转速m n 和工作机主轴的转速w n ，可得传动装置的总传动比为

i 总 =

d w n n = 1470

45

= 32.67 i i i =总带齿 取i 带=5 则i 齿=

32.67

5

= 6.53 三、计算传动装置的运动和动力参数 1>、各轴转速

d n = 1470r/min

n I =d n = 1470r/min

1470

/min 294/min 5

n n r r i I II =

=

=带

294/min 45/min 6.53

n n r r i II =

==曲齿 2>、各轴的输入功率

d p = 16.7KW

116.70.9916.53d p p KW KW ηI =?=?=

2316.530.960.9815.55p p KW KW ηηII I =??=??=

5415.550.980.9714.78p p KW KW ηηII =??=??=曲

3>、各轴输入转矩

16.795509550108.49147016.5395509550107.391470

15.55

95509550505.1129414.78

955095503136.6445

d d d p T N m N m n p T N m N m n p T N m N m

n p T N m N m

n I I I II II II =?=??=?=?

=??=?=?=??=?=?=??=?曲曲曲

运动和动力参数的计算结果列于下表2-2

表 2-2

第三节 飞轮转动惯量及尺寸的计算

一、曲柄压力机一工作周期所消耗的能量A ∑

随着离合器的单次和连续结合，滑块的行程有单次和连续行程。 单次行程时所需的周期能量d A A ∑=

d p u p t y u o ch L f A A A A A A A A A --=+++++++ 连续行程时所需的周期能量c A A ∑=

c p p t y o ch A A A A A A A μμ--=+++++ 式中

d A ——单次行程周期能量；

轴号

P/KM

T/N ·mm n/(r/min) i η

电动机轴 16.7 108.49 1470 Ⅰ轴 16.53 107.39 1470 0.99 Ⅱ轴 15.55 505.11 294 5 0.94 曲轴

14.78

3136.64

45

6.53

0.95

c A ——连续行程周期能量； p A ——工件成形能量；

p A μ-——工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量； t A ——受力系统弹性变形所消耗的能量； y A ——滑块克服气垫压紧力所消耗的能量； o A μ-——滑块空行程时所消耗的能量； ch A ——中间传动环节所消耗的能量； L A ——离合器结合所消耗的能量；

f A ——滑块停顿，飞轮空转所消耗的能量。 1. 工件成形所需能量p A

()00.315p g A P J δ=

式中 g P ——压力机公称压力（kN ）；

0δ——板料厚度（mm ），根据经验公式，对于慢速压力机00.417.89g P mm δ==。 0.31580017.894508.28p A J =??=

2. 工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量u p A -

实际机器的曲柄滑块机构运动副之间，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u p A -，建议按下式计算：

()0.0087p g g A m P J μμα-=

式中 g α——公称压力角（°），30g α=?；

m μ——曲柄滑块机构的摩擦当量力臂（mm ），由第三章得出8.23m mm μ=； g P ——压力机公称压力（kN ）。 0.00878.23308001718.42p A J μ-=???=

3. 弹性变形所消耗的能量t A

完成工序时，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