J31-250型曲柄压力机设计
曲柄滑块工作机构课程设计
摘要曲柄压力机普遍运用于冲裁,曲折,校订,模具冲压等工作.本次设计的为开式固定台式中型,公称压力为1600KN曲柄压力机.本设计重要进行该曲柄压力机曲柄滑块工作机构的设计.在设计中,起首依据该压力机要包管的重要技巧参数——公称压力.滑块行程等,初步估算曲柄,连杆,滑块,导轨相干尺寸,然后分离对其进行校核,修改,最终肯定各零部件尺寸;进行装模高度调节装配设计,并最终完成该曲柄滑块工作机构设计.症结字：公称压力;曲轴;连杆;导轨;调节装配目次第一章曲柄压力机的工作道理及重要参数11.4 曲柄情势21.4.1.曲轴驱动的曲柄滑块机构31.4.2.偏幸轴驱动的曲柄滑块机构41.4.3.曲拐驱动的曲柄滑块机构41.5.4.偏幸齿轮驱动的曲柄滑块机构4第二章曲柄滑块机构的构成及相干剖析72.2曲柄压力机滑块机构的活动纪律剖析.8第三章装模高度调节装配总体设计143.1.1 装模高度调节装配构成及工做道理14第四章齿轮传动184.1 齿轮传动的介绍184.2 直齿轮传动184.2.2．齿轮的尺寸初步盘算194.2.3 齿轮的强度校核20第五章曲柄压力机滑块机构的设计与盘算235.1.3 设计轴的构造并绘制构造草图235.1.4 校核轴劲尺寸235.2.1 连杆和调节螺杆初步肯定265.5.4 核算蜗轮曲折应力325.5.5核算蜗杆接触应力:33第六章轴承的选用及紧固件的选用356.2 滚动轴承选用与校核366.2.1求比值:36第七章总装设计39参考文献41申谢42第一章曲柄压力机的工作道理及重要参数压力机的重要技巧参数能反应出压力机的工作才能.所能加工工件的尺寸规模.有关临盆率等指标.此次设计的是开式固定台式中型压力机,设计的技巧参数如下：公称力 1600 kN公称力行程 6 mm滑块行程 140mm滑块行程次数 40次/min最大装模高度 350 mm装模高度调节量 110 mm滑块中间到机身距离 380 mm工作台尺寸（前后X阁下） 710 X 1120mm工作台板孔尺寸Φ220 mm工作台板厚度 130 mm滑块底面尺寸（前后X阁下） 420 X 560 mm模柄孔尺寸（直径X深度）Φ65 X 90 mm 图1-1立柱间距 640 mm1.2 曲柄压力机的工作道理.曲柄压力机是以曲柄传动的锻压机械,其工作道理是电念头经由过程三角带把活动传给大皮带轮,再经小齿轮,大齿轮,传给曲轴.连杆上端连在曲轴上,下端与滑块衔接,把曲轴的扭转活动变成连杆的高低来去活动.上模装在滑块上,下模装在垫板上.是以,当材料放在高低模之间时,及能进行冲裁或其他变形工艺,制成工件.因为工艺的须要,滑块有时活动,有时停滞,所以装有聚散器和制动器.压力机在全部工作周期内进行工艺操纵的时光很短,也就是说,有负荷的工作时光很短,大部分时光为无负荷的空程时光.为了使电念头的负荷平均,有用的运用能量,因而装有飞轮.本次曲柄压力机的设计中,大皮带轮的设计兼有飞轮的感化.工作道理图如下图：图1-2刚性传动,滑块活动具有强迫性质a. 高低逝世点.活动速度.闭合高度等固定——便于实现机械化和主动化b. 定行程装备——自我呵护才能差,工作时形成关闭力系a. 不会造成强烈冲击和振动b. 不许可超负荷运用,一个工作轮回中负荷感化时光短,重要靠飞轮释放能量a. 工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击b. 不克不及够超能量运用1.4 曲柄情势曲轴驱动的曲柄滑块机构偏幸轴驱动的曲柄滑块机构曲拐驱动的曲柄滑块机构偏幸齿轮驱动的曲柄滑块机构图1-31 —支承颈; 2—曲柄臂; 3—曲柄颈; 4 —连杆; 5—曲拐颈; 6 —心轴; 7—偏幸齿轮1.4.1.曲轴驱动的曲柄滑块机构工作道理：曲轴扭转时,连杆作摆动和上.下活动,使滑块在导轨中作上.下来去直线活动.特色：曲轴双端支承,受力好;滑块行程较大,行程不成调.大型曲轴锻造艰苦,受弯.扭感化,制作请求高.实用规模：重要用于较大行程的中小型压力机上.图1-4 JC23-63压力机的曲柄滑块机构构造图1.打料横梁2.滑块3.压塌块4.支承座5.盖板6.调节螺杆7.连杆体8.轴瓦9.曲轴 10.锁紧螺钉 11.锁紧块 12.模具夹持块1.4.2.偏幸轴驱动的曲柄滑块机构工作道理：当偏幸轴迁移转变时,曲轴颈的外圆中间以偏幸轴中间为圆心做圆周活动,带动连杆.滑块活动.特色：曲轴颈短而粗,支座间距小,构造紧凑,刚性好.但偏幸部分直径大,摩擦损耗多,制作比较艰苦.实用规模：重要用于行程小压力机上.1.4.3.曲拐驱动的曲柄滑块机构工作道理：当曲拐轴迁移转变时,偏幸套的外圆中间以曲拐轴的中间为圆心做圆周活动,带动连杆.滑块活动.特色：曲拐轴单端支承,受力前提差;滑块行程可调（偏幸套或曲拐轴颈端面有刻度）.便于调节行程且构造简略,但曲柄悬伸刚度差.实用规模：重要用于中.小型压力机上图1-5 JB21-100压力机的曲柄滑块机构构造图1.滑块2.调节螺杆3.连杆体4.压板5.曲拐轴 6.偏幸套1.5.4.偏幸齿轮驱动的曲柄滑块机构工作道理：偏幸齿轮在芯轴上扭转时,其偏幸颈就相当于曲柄在扭转,从而带动连杆使滑块高低活动.特色：偏幸齿轮芯轴双端支承,受力好;偏幸齿轮只传递扭矩,弯矩由芯轴推却;受力情形比曲轴好,芯轴刚度大.构造相对庞杂,但锻造比曲轴锻造轻易解决.实用规模：经常运用于大中型压力机上.图1-6J31 - 315 压力机曲柄滑块机构构造示意图1. 连杆体;2. 调节螺杆;3. 滑块;4. 拨块;5. 蜗轮;6. 呵护装配;7. 偏幸齿轮;8. 心轴; 9 . 电念头; 10. 蜗杆图1-7 用偏幸套调节行程示意图O--主轴中间 A--偏幸轴销中间 M--偏幸套外圆中间①曲轴式压力机行程不成调;②偏幸轴式.偏幸齿轮式和曲拐式压力机的行程可设计成可调节构造;③装备总体构造曲拐式更美不雅.经由上面的剖析,我选择设计成曲折开式固定压力机压力机.第二章曲柄滑块机构的构成及相干剖析因为压力机请求滑块作来去直线活动,而为动力的电念头倒是作扭转活动,是以,须要一套机构,将扭转活动变成直线来去活动.下图中的构造就是完成这部分工作的重要部分曲柄滑块机构.图2-1由本图知采取一套曲柄连杆,它对滑块只有一个加力点,是以常称做单点式曲柄压力机,这是中小型压力机普遍采取的情势.当工作台阁下较宽时,也常采取两套曲柄连杆,这时它们对滑块有两个加力点,叫双点压力机,对于阁下前后都较宽的压力机也可采取四套曲柄连杆,响应的滑块有四个加力点.曲轴中间到曲柄颈中间的距离,这个距离平日叫做曲柄半径,它曲直柄压力机的一个重要参数,（有关曲轴的部分第四章胪陈）.有时小型压力机,可能用偏幸轴代替曲轴,同样偏幸轴也可以将扭转活动改变成滑块的直线来去活动.2.2曲柄压力机滑块机构的活动纪律剖析.本次设计压力机工作机构采取曲直柄滑块机构, A 点暗示连杆与曲轴的贯穿连接点,B 点暗示连杆与滑块衔接点,AB 暗示连杆长度. 滑块的位移为s.a 为曲柄的转角.习惯上有曲柄最底地位（相当于滑块鄙人逝世点处）,沿曲柄扭转的相反偏向盘算.其活动简图如下图所示.,滑块的位移和曲柄转角之间的关系表达为()(cos cos )s R L R a L β=+-+而 sin sin R a L β=令R L λ= 则sin sin a βλ=而2cos 1sin ββ=- 所以2cos 1sin βλβ=-图2-2 代入()(cos cos )s R L R a L β=+-+整顿得:221[(1cos )(11sin )]s R a a λλ=++--λ代表连杆系数.通用压力机λ一般在0.1~0.2规模内.故上式整顿后得:(1cos )(12cos 2)4s R a a λ=-+-式子中 s ——滑块行程.(从下逝世点算起)a ——曲柄转角, 从下逝世点算起,与曲柄扭转偏向相反者为正.R ——曲柄半径 λ——连杆系数L ——连杆长度(当可调时取最短时数值)是以,已知曲柄半径R 和连杆系数λ222()cos 2()R R L S L a R R L S ++--=⨯⨯+-求出滑块的位移与曲轴转角的关系后,将位移s 对时光t 求导数就可求得到滑块的速度v.即: ()()1cos 1cos 24sin sin 22ds ds da v dt da dtd da v R a a dt dt da v R a a dtλλ==•⎧⎫⎡⎤=-+-⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭⎛⎫=+ ⎪⎝⎭而da dt ω= 所以sin sin 22v R a a λω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 式中 v ———滑块速度ω———曲柄的角速度又因为0.10530nn πω== 所以0.105sin sin 22v nR a a λ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 式中 n ———曲柄的每分钟转数从上式可看出,滑块的速度V 是随曲柄转角a 角度变更的.在a=0时 V=0 , a 角增大时V 随之明显增大;但在a=0075~900a=90的滑块的速度当作最大速度.用max V 暗示即00max max V =0.105nR sin90+sin1802V 0.105nR λ⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭=上面公式标明,滑块的最大速度与曲柄的转速n,曲柄半径R 成正比,n 越高,R 越大,滑块的最大速度Vmax 也越大.本压力机滑块的最大速度Vmax=0.105nR(sin90°+ λ/2Xsin180°)=294mm/s断定曲柄压力机滑块机构能不克不及知足加工须要除了它的活动纪律是否相符请求外,还有很重要的一点就是要校核它的强度.而进行强度校核之前必须起首准确的将曲柄压力机滑块机构的重要构件进行力学剖析.图2=3疏忽摩擦和零件本身重量时滑块的受力情形如图2-3所示.个中P1料抵抗变形的反感化力,N 导轨对滑块的束缚反力,Pab 对滑块的束缚反力,这三个力交于B,构成一个均衡的汇交力系.依据力的均衡道理,从力三角形中可以求得P1.N.Pab 之间关系如下：ab 1 P =P /cos β1 N=P tan β有上式知 Sin =Sina β 当0a=90时,β取到最大值一般曲柄压力机,0.3λ<,负荷达到公称压力时的曲柄转角仅30度阁下.是以可近似以为： Cos =1 β tan =sin =sina ββλ上面两式便成为：ab 1 P P ≈1 N=Psina λ例如求公称压力角025p θ=时,曲轴上齿轮传递的扭矩0M 因为在025p θ=时,滑块能推却的最大负荷是160吨,所以坯料抵抗变形的反感化力1p 也许可达到这个数值,即p1=1600KN=1600000NR=70mm 0.08740.09λ=≈可查表2-2得 sin sin 20.45712λθθ+=是以在不斟酌摩擦时齿轮传动的扭矩为:M0=p1R(sin θ+λ/2sin θ)M0=52311N上面,我们在剖析连杆.滑块受力和曲轴所需传递的扭矩的进程中,都没斟酌各活动部位的摩擦.这种处理问题的办法,对于剖析连杆和滑块受力,来说,误差很小.且简化了盘算公式,完整可运用.但是,在盘算曲轴所需传递的扭矩时,不斟酌摩擦的影响,却会带来较大的误差,是以盘算时,应考滤因为摩擦所增长的扭矩M μ.曲柄滑块机构的摩擦重要产生在四处:1）.滑块导向面与导轨之间的摩擦.如下图所示,摩擦力的大小等于滑块对导轨的正压力,与摩擦系数的乘积,摩擦力的偏向与滑块的活动偏向相反.工作行程时,滑块向下活动,导轨对滑块的摩擦力朝上,形成对滑块活动的阻力.2）. 曲轴支承劲0d 与轴承之间的摩擦.轴扭转时,轴承对轴劲的摩擦力散布在轴劲工作面上,这些摩擦力对轴颈中间O 形成与轴扭转偏向相反的阻力矩.它可近似的按下式盘算:'''00000012001222()2M M M d d M R R d M R R μμμμμμμμ=+≈+=+因为小齿轮的感化力n P 远小于'ab p ,所以可以以为两个支反力的和'121AB R R P P +≈≈ 于是上式可变成:0012d M p μμ≈⨯⨯3）曲轴颈与连杆大端轴承之间的摩擦,它和上一种摩擦雷同,也形成阻力矩,且可按下式盘算: '122A A A AB d d M P P μμμ≈≈4）连杆销与连杆小端轴承可以或许之间的摩擦.它也形成阻力矩: '122B B B AB d d M P P μμμ≈≈依据能量守恒的道理,曲轴所需增长扭矩在单位时光内所做的功.等于战胜遍地磨擦所消费的功率.即：0B A RL B AB M N M M M μωμωμωμωμν=+++式中：ω—曲柄的角速度;B ν—滑块的速度;RL ω—曲柄和连杆的相对角速度,r f d RL d ω=AB ω—连杆的摆动角速度,t d AB d βω=()γπθβ=-+ 所以可以求得RL ω的绝对值为：AB RL ωωω=+ 而cos cos AB θωλωβ=将上式代入,并取cos β=1,经整顿后得因为摩擦使曲轴所增长的扭矩为：()101cos cos 2sin sin sin 222A B P M d d d R μμλλθλθλθθθ⎡⎤⎛⎫=+++++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 现以所设计的曲柄压力机的曲柄滑块机构为例,来剖析上式中方括号内的值.有该曲柄压力机的参数如下:0.0874λ= da=250mmR=70mm110B d mm =0185d mm = 代入式子()011cos cos 22sin sin sin 22A B d d d P M R μλθλθμλλθθθ+++⎡⎤⎢⎥=⎛⎫⎢⎥++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦中求得方括号内的值,即12M p μμ的值如下: θ000200 400600 8009012M p μμ从以上可以看出,12M p μμ的值随曲柄转角θ而变更,但变更较小,在近似盘算中,可以将12M p μμ看作不随θ变更的常数,并取其相当于θ=00时的值.是以,上式可简化为10[(1)]2A B P M d d d μμλλ=+++ 已知11601600000:p N ==吨0.08740.09λ=≈0185d mm= da=250mm 110B d mm =0.051600000[185(10.0874)4500.0874110]227400M M N m μμ⨯=++⨯⨯+⨯=•与不记摩擦的扭矩比较,00.47M M μ是的倍最后的到斟酌摩擦后曲轴所需传递的扭矩:0q M M M μ=+[]110(sin sin 2)(1)22A b p PR d d d λμθθλλ=+++++以上式子中:R ——曲柄半径;θ——曲柄的转角;λ——连杆系数;μ——d ——曲轴支承颈的直径 Ad ———曲轴颈的直径 Bd —————连杆销的直径 图2-4 1P ————坯料抵抗变形的反感化力.第三章装模高度调节装配总体设计3.1.1 装模高度调节装配构成及工做道理为了使压力机顺应于不合高度的模具,和便于模具的装配和调正整, 曲柄压力机的连杆及关闭高度应是能调的.本压力机采取的电念头驱动的一级传念头构来代替身力,调节螺杆螺纹来调节连杆的长度,达到调节装模高度目标.其传动采取蜗杆蜗轮.如下图所示：图3-1有上图可知连杆不是整体的,而是有连杆体和调节螺杆所构成.调节螺杆下部与滑块相联接.连杆替上部的轴瓦与曲轴相联络.为了有用的防止调节螺杆的松动,在蜗杆轴上装配了一套放松装配.该装配的构造和工作道理如下:大圆锥齿轮的内孔空套在蜗杆轴上,其轮毂右端面铣有牙齿,并与空套在蜗杆轴上的轴套左端面相配.调节电念头经由蜗杆蜗轮,带动调节螺杆扭转,从而改变连杆的长度和调节关闭高度.连杆上段和调节螺杆之间的螺纹衔接依附传动中的摩擦阻力来防止松动.调节螺杆上端还装有撞杆,当螺杆调节到上或下极限地位时,撞杆分离与装配在连杆上段的两个行程开关相碰,调节电念头自行泊车,这时只有按下使调节螺杆向另一偏向扭转的按扭,调节电念头才干启动,用以防止调节电念头过载或防止调节螺杆旋出过长.查《机械传动与曲柄压力机》表6-6,参考其设计参数,肯定本曲柄压力机高度调节装配的相干参数如下:电念头 P=1.5千瓦 n=750r/min传动级数 1级 总传动比i=54第五章 曲柄压力机滑块机构的设计与盘算5.1曲轴的设计与盘算曲轴为压力机的重要零件,受力庞杂,故制作前提请求较高,查阅相干手册,参考同类型的曲柄压力机曲轴经常运用材料,暂定为45钢锻造而成,曲轴在粗加工落后行调质处理.锻造比取为3.依据《曲柄压力机》内设计步调,经验公式先初步决议曲轴的相干尺寸.0180d mm=== 01.2 1.2180216A d d mm=⨯=⨯= 0022180360l d mm ==⨯=02.7 2.7180486q l d mm=⨯=⨯= 01.5 1.5180270a l d mm=⨯=⨯= 00.090.0918016r d mm ==⨯=01.5 1.5180270a d mm =⨯=⨯=00.450.4518081R d mm=⨯=⨯=5.1.3 设计轴的构造并绘制构造草图g a =020,为了包管曲柄强度,q l 圆整为500mm5.1.4 校核轴劲尺寸有A d ==242mm =故从新圆整后取A d =250mm由式300.2q g q p m p m i w d ⨯==得出0d =由020010022S R mm ===依据通用压力机λ一般取植规模在0.1～0.3之间.由总体构造设计,初步拔取λ由01[(sin sin 2)(1)]22q A B m R a a d d d λμλλ=⨯+++++当g a =a=020 时,查表得sin sin 20.38062a a λ+= B d 为连杆销直径,由公式 2.7108B d mm=== 圆整后取Bd =110mm 又有 02500.045180A d mmd mm μ===盘算q m11000.38060.045[(10.12)2500.12110200]2q m =⨯+⨯⨯+⨯+⨯+ 38.0611.475=+48.707=00.173173d m mm ===圆整后0d =180mm.这与最初的估量植雷同,不需更改盘算成果.有以上盘算,斟酌曲轴上零件的装配,和轴承的选用,肯定曲轴的外形如下图所示：图5-1曲轴的变形及载荷散布如下图所示:图5-2图5-3因为采取双边传动,是以B--B截面扭距为连杆所传递的扭距的一半,曲轴A—A截面扭距等于零.在B —B 截面35030.40.40.1875010[][]501048000001600000q d F M N N τ-⨯⨯⨯==⨯=>在A —A 截面33530.4[]0.40.25100010.[]8(500270816)1017458101600000A q a d F l l r N δ-⨯⨯⨯==-+-+⨯⨯=>有以上的盘算可知所设计的曲轴尺寸适合,材料能知足请求.参考同类型的曲柄压力机调节螺杆的设计经常运用材料,查阅相干材料,初定材料为QT45-5. 依据机械构造设计,本压力机采取连杆销传力的调节螺杆.5.2.1 连杆和调节螺杆初步肯定1）调节螺杆的具体尺寸依据手册经验公式,初步估算如下:2.7 2.7108B d mm ===1 1.45 1.45108157B b d mm =⨯=⨯=3 3.2 3.2108346B d d mm =⨯=⨯=2 2.75 2.75108297B L d mm =⨯=⨯=3 2.9 2.75108314B L d mm =⨯=⨯=0 1.6 1.6108173B d d mm =⨯=⨯=200.50.817387d d mm =⨯=⨯≈101.1 1.1173190H d mm =⨯=⨯=2）连杆尺寸的初步肯定;1）有以上盘算知螺杆内孔直径d 2 =87mm螺杆直径d 0=173mm222min 0174.0)086.0173.0(4m A =-=π23min 0/919540220174.0101600M N A p y =⨯==δ 选用的材料[y δ]=1200510⨯故适合. 2）校核连杆大小端支持的压强大端的支持压强：已知mm d A 250=mm L A 270=MPa p MPa p A 25][7.2327.025.01016003=<=⨯⨯=大端轴瓦材料为铅青铜zcupb630 P=25MPa 合乎请求. 小支持的压强：有mm d B 108=mm L B 1571=MPa P B 36.94157.0108.010160031=⨯⨯=3）对于调节螺杆上的销孔已知mm d B 108=mm b d L B 189157346132=-=-=MPa P B 38.78189.0108.010160032=⨯⨯=调节调节螺杆材料用QT45-45 [P]=125Mmpa 故合乎请求.4）校核调节螺杆螺纹的强度螺距mm s 10=mm d 1730=mm d 1611=mm s h 88.0==又已知H=190mm则3012201.5() 1.51600100.01(0.1730.161)0.190.1730.0843.59AB w w p S d d Hd h MPa δππδ-⨯⨯⨯⨯-==⨯⨯⨯=[δω]=55Mpa>ωδ图5-4图5-5罕有的曲柄压力机的导轨有两种根本类型,即V形阁下对称安插的导轨和四角安插的导轨,前者重要用于开式压力机,后者用于中型和大型压力机.滑块的工作请求：滑块的导向面必须与底平面垂直. 滑块的高度要足够高.滑块还应有足够的强度. 导轨和滑块的导向面应保持必定的间隙,导向间隙必须可调.图5-6滑块导向部分的外形如下图,单陵式运用较广,个中V形用于小型开式压力机,锯齿形用于中型以上压力机滑块导向长度分为长导和短导向两种,下表所例为开式压力机滑块导向长度和滑块,导轨重要尺寸,可供设计参考.增长滑块导向长度,有利于进步其导向精度,加长导向长度已是世界列国配合的趋向.今朝通俗开式压力机滑块导向长度和滑块宽度之比L1：L2为1.2-1.7,对于长导向的滑块L1：L2为2.5-3.2 图5-7表5-1滑块低面要固定下模.滑块底面开T形槽,滑块下部开装配上模模柄的孔,一般为圆形.滑块的材料,经常运用的是HT20-40,球墨铸铁,ZG35铸铁,也可用A0钢板焊接,为了进步滑块的耐磨性,导向面上还要镶上一层酚醛压布板.导轨导轨的情势如下图所示,导轨的材料用HT15-32,导轨的数据：行程160,导轨长L0=770,导向长L1=938,前后L2=375,阁下L3=630 ,L1/S=5.86,L2/L3=1.49,L0/L1=0.821. 图5-8。
曲柄压力机的设计机(械装备设计论文)
曲柄压力机的设计目录一、曲柄压力机简介 (1)二、曲柄压力机技术参数的拟定 (4)三、曲柄压力机的设计 (4)1. 能源系统 (5)1.1 电动机 (6)2. 传动系统 (5)2.1 带传动 (6)2.2 齿轮传动 (6)2.3 传动轴 (6)3. 操纵系统 (5)3.1 离合器 (6)3.2 制动器 (6)4. 工作机构 (5)4.1 曲轴 (6)4.2 连杆 (6)4.3 滑块与导轨 (6)5. 支撑部分 (5)6. 辅助系统和装置 (5)6.1 过载保护装置 (6)6.2 润滑系统 (6)四、曲柄压力机的建模 (4)五、团队分工与个人心得 (4)一、曲柄压力机简介压力机是一种结构精巧的通用性设备，它具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可分螺旋压力机、液压机和曲柄压力机（机械压力机）三大类。
其中，曲柄压力机是成材料冲压生产的主要设备，可用于冲孔、落料、切边、弯曲、浅拉伸和成型等工序，广泛用于国防、航空、汽车、电机、电器等行业中。
曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，它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，对坯料进行成形加工的锻压机械。
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。
按床身结构形式的不同，曲柄压力机可分为开式曲柄压力机或闭式曲柄压力机；按驱动连杆数的不同可分为单点压力机、双点压力机和四点压力机；按滑块数可分为单动、双动和三动压力机。
因此，本小组选择开式单点单动曲柄压力机作为本次机械装备项目课程设计的研究主题，希望通过本次课程设计能够运用PBL对曲柄压力机有更深入的认识，通过实际测量、设计与建模来巩固专业基础，提高解决问题的能力。
二、曲柄压力机技术参数的拟定曲柄压力机的技术参数反映其工艺能力、所能加工制件的尺寸范围以及有关生产率指标，同时也是设计压力机重要依据。
曲柄压力机的基本参数如下：1.标称压力（公称力）：曲柄压力机的标称压力Fg是指曲柄旋转至下止点前，某一特定距离或曲柄转角时，滑块允许的最大作用力。
曲柄压力机
曲柄压力机曲柄压力机，是指在曲柄压力机中，滑件安装在曲柄轴上，由于曲柄轴的旋转而在一定行程内竖直往复，并且向冲模冲压工件以成形所需产品。
曲柄压力机包括机身、横置于机身下方的曲轴、两端分别与曲轴和滑块铰接的双连杆、位于连杆上方的滑块、位于滑块下方的工作台板、位于机身下方外侧并通过离合器与曲轴连接的飞轮、还包括滚珠导向装置。
曲柄压力机- 基本简介曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，用作冷冲压模具的工作平台。
其结构简单，使用方便。
在曲柄压力机中，滑件安装在曲柄轴上，由于曲柄轴的旋转而在一定行程内竖直往复，并且向冲模冲压工件以成形所需产品。
本发明的曲柄压力机包括具有V形缩进部分的滑件以在两边框间进行竖直往复运动；和导轨(G1、G2)，其表面对应缩进部分突出，从而，滑件可沿边框上的导轨无空隙地上下滑动。
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，对坯料进行成形加工的锻压机械。
机械压力机动作平稳,工作可靠,广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。
机械压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。
机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示，它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米处（或从下止点算起曲柄转角α约为15°～30°时）为计算基点设计的最大工作力。
机械压力机是利用曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的锻压设备，能进行各种冲压工艺以直接生成半成品或成品，在所有的锻压设备中，机械压力机所占的比例达到80％以上。
机械压力机具有结构简单、生产率高等优点，因而被广泛用于电器机械、汽车、电子设备、仪器制造、国防工业、日用品等生产行业。
它在工业中的大量应用虽已有近百年历史，但其传动形式并没有大的变化，如图1．1所示。
机械压力机是采用机械传动的锻压机器，通过传动系统把电机的运动和能量传给曲柄滑块机构，从而使坯科获得确定的变形，制成所需的工件。
曲柄滑块工作机构课程设计
摘要曲柄压力机广泛应用于冲裁，弯曲，校正，模具冲压等工作。
本次设计的为开式固定台式中型，公称压力为1600KN曲柄压力机。
本设计主要进行该曲柄压力机曲柄滑块工作机构的设计。
在设计中，首先根据该压力机要保证的主要技术参数——公称压力、滑块行程等，初步估算曲柄，连杆，滑块，导轨相关尺寸，然后分别对其进行校核，修正，最终确定各零部件尺寸；进行装模高度调节装置设计，并最终完成该曲柄滑块工作机构设计。
关键字：公称压力；曲轴；连杆；导轨；调节装置目录第一章曲柄压力机的工作原理及主要参数 (1)1.1压力机技术参数 (1)1.2 曲柄压力机的工作原理. (1)1.3曲柄压力机工作的特点 (2)1.4 曲柄形式 (2)1.4.1、曲轴驱动的曲柄滑块机构 (3)1.4.2、偏心轴驱动的曲柄滑块机构 (4)1.4.3、曲拐驱动的曲柄滑块机构 (4)1.5.4、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构 (4)1.4.5各种结构的区别及最终确定设计设计思路 (6)第二章曲柄滑块机构的构成及相关分析 (6)2.1压力机曲柄滑块机构的构成 (6)2.2曲柄压力机滑块机构的运动规律分析。
(7)2.2.1滑块的位移和曲柄转角之间的关系 (7)2.2.2滑块的速度和曲柄转角的关系 (8)2.3曲柄压力机滑块机构的受力分析 (9)2.3.1忽略摩擦情况下滑块机构主要构件的力学分析 (9)2.3.2考虑摩擦情况下滑块机构主要构件的力学分析 (10)第三章装模高度调节装置总体设计 (13)3.1装模高度调节设计及电动机的选定 (13)3.1.1 装模高度调节装置构成及工做原理 (13)3.1.2调节装置电动机选定............................ 错误！未定义书签。
第四章齿轮传动......................................... 错误！未定义书签。
4.1 齿轮传动的介绍...................................... 错误！未定义书签。
J31-250型曲柄压力机设计
J31-250型曲柄压力机设计毕业设计说明书毕业设计题目: J31-250型曲柄压力机设计摘要锻压机械在工业中占有极其重要的地位，广泛应用于几乎所有的工业部门，如机械、电子、国防等。
然而，在锻压机械中，又以曲柄压力机最多，占一半以上。
曲柄压力机是以曲柄滑块机构作为运动机构，依靠机械传动将电动机的运动和能量传给工作机构，通过滑块给模具施加力，从而使毛坯产生变形。
本次设计为J31-250型闭式单点压力机，参照国内现有相关型号压力机，进行了2500KN机械压力机主要工作系统设计。
设计分三步进行：首先，拟定总传动方案；其次，设计主要零部件；最后，进行经济评估。
本设计中主要包括以下设计部分：曲柄滑块机构的设计计算、传动系统的设计计算、离合器和制动器的设计计算、电动机的选择和飞轮的设计以及支撑附属装置的设计。
本次设计方案均采用同类设计中最新的零件类型及布置方式。
通过离合器和制动器进行气动连锁控制。
用电动机调节连杆的长度来达到调节装模高度的目的，以适应不同高度的模具。
采用四面调节导轨，提高了压力机的精度，并装有过载保护装置、滑块平衡装置等，使机器更加安全、可靠。
关键词：锻压机械；曲柄滑块机构；闭式单点压力机AbstractForge and press machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes themovement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the J31-250 closed-single punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working system of 2500KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up total transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；closed-single press machine目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................ II 概述 (1)1.1锻压设备的发展 (1)1.2机械压力机的主要类型 (1)1.3曲柄压力机的工作原理 (2)1.4曲柄压力机的技术参数 (3)1.5论文内容 (4)1.5.1设计内容 (4)1.5.2压力机主要技术参数 (4)第二章曲柄滑块机构的运动分析与受力分析 (5)2.1曲柄滑块机构的运动规律 (5)2.2 曲柄滑块机构的受力分析 (8)第三章传动系统的布置及设计 (11)3.1传动系统的布置方式 (11)3.2传动级数和各级数比分配 (11)3.3离合器和制动器安装位置的确定 (12)第四章设计计算 (12)4.1 工作机构的设计计算——曲柄滑块机构的设计计算 (12) 4.1.1 芯轴设计计算 (13)4.1.2 连杆及装模高度调节装置 (15)4.1.3 调节电动机容量选择 (17)4.1.4 滑块与导轨 (18)4.1.5 蜗轮蜗杆的设计计算 (18)4.2 传动系统的设计计算 (19)4.2.1 低速级齿轮的设计 (19)4.2.2 高速级齿轮的设计 (23)4.2.3 传动轴设计计算 (27)4.3 操纵系统的设计计算——离合器与制动器的设计计算 (32) 4.3.1 制动器和离合器的工作原理 (32)4.3.2 摩擦离合器的设计 (33)4.3.3摩擦制动器设计计算 (36)4.4 能源系统的设计计算——电动机的选择和飞轮的设计 (39) 4.4.1 电动机功率计算 (39)4.4.2 飞轮的确定 (41)第五章支承、辅助及附属装置的设计 (45)5.1 支承部件——机身的设计 (45)5.1.1立柱与拉紧螺栓的设计计算 (45)5.1.2上梁的计算 (47)5.1.3底座的计算 (48)5.1.4机身变形的计算 (48)5.2 附属装置 (50)5.3 辅助装置 (50)第六章经济技术综合分析 (51)6.1 经济分析 (51)6.2 技术分析 (51)6.3 环境分析 (52)第七章结论 (52)参考文献 (53)致谢 (54)附录一 (1)附录二 (13)J31-250型曲柄压力机设计第一章概述1.1锻压设备的发展锻压工业的发展主要是由于在世界范围日益要求用更难变形的材料制造越来越大和越来越复杂的锻件。
J31系列闭式单点压力机技术参数精
①50 X 70
① 50 X 70
① 60 X 75
① 80 X 85
① 80 X 85
立柱间距离Distance between coumns of boby
mm
400
400
530
580
580
电动机(Motor)
型号Type
功率Power
KW
7.5
7.5
11
18.5
22
外形尺寸(长X宽X高)
outline dimension n(lX WX H)
滑块底面尺寸(前后X左右)Dimensions of
slide block bottom surface(Wx L)
mm
120X 140
150X170
180X200
210X250
210X250
270X 320
280 X 320
280X 380
mm
7
7
10
12
12
滑块行程(Slide block stroke)
mm
100
220
130
150
150
行程次数(Number of stroke)
.-1
min
40
40
38
35
32
最大装模高度(Max die set height)
mm
400
580
480
520
520
装模高度调节量(Die set height adjustment)
滑块中心至机身距离Distance from slide
mm
380
310
310
250
曲柄压力机PPT课件
26
2.1 曲柄形式
➢ 曲轴驱动的曲柄滑块机构 ➢ 偏心轴驱动的曲柄滑块机构 ➢ 曲拐驱动的曲柄滑块机构 ➢ 偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构
2021
27
1 —支承颈; 2— 曲柄臂; 3—曲柄颈; 4 —连20杆21; 5—曲拐颈; 6 —心轴; 7—偏心齿轮 28
图2-11 曲柄滑块机构的驱动形式
➢ 特点：曲轴颈短而粗，支座间距小，结构紧凑， 刚性好。但偏心部分直径大，摩擦损耗多，制造比 较困难。
➢ 适用范围：主要用于行程小压力机上。
2021
31
三、曲拐驱动的曲柄滑块机构
➢ 工作原理：当曲拐轴转动时，偏心套的外圆中 心以曲拐轴的中心为圆心做圆周运动，带动连杆、 滑块运动。
➢ 特点：曲拐轴单端支承，受力条件差；滑块行 程可调（偏心套或曲拐轴颈端面有刻度）。便于调 节行程且结构简单，但曲柄悬伸刚度差。
② 传动系统：包括齿轮传动、带传动等机构。
③ 操纵系统：包括离合器、制动器等零部件。 ④ 能源系统：包括电动机、飞轮。
⑤ 支撑部分：主要指机身。
⑥ 辅助系统和装置：润滑系统、保护装置及气垫等。
2021
4
图2-2 JC23-63压力机运动原理图
1、电动机 2、小带轮 3、大带轮 4
5、小齿轮 6、大齿轮 7、离合器 8、机身
a. 工作时，飞轮减速释放能量 b. 不工作时，飞轮加速储存能量 设备开动起来后，为保证工作必须使飞轮保持一定转速，为
控制设备动作，必须用离合器-制动器对设备进行控制 a. 工作时，制动器脱开离合器结合，输入能量 b. 停止时，离合器脱开制动器结合，吸收剩余能量
2021
14
曲柄压力机的特点
➢ 特点：偏心齿轮芯轴双端支承，受力好；偏心 齿轮只传递扭矩，弯矩由芯轴承受；受力情况比曲 轴好，芯轴刚度大。结构相对复杂，但铸造比曲轴 锻造容易解决。
曲柄压力机型号及技术参数
（1）公称压力（标称压力）Pg
滑块许用负荷和曲轴参数的关系：
滑块许用负荷图： 使用压力机时，要严格注 意工作角度，必须保证工 件的变形力落在图示的安
全区内。
安全
不安全
（曲柄压力机的许用负荷图）
（1）公称压力（标称压力）Pg
滑块下行时所提供的工作压力由压力机主要构件的强度所 决定。由曲柄连接杆机构的工作原理可知，滑块的压力在全 行程中不是一个常数，而是随着曲轴转角的大小而变化。
最大尺寸每边至少应比工作台面小（50-70）mm
（7）漏料孔尺寸
当制件或废料需要穿过工作台漏料孔下落，或模具底部需要 安装弹顶装置时，下落件或弹顶装置的外形尺寸必须小于工
作套中间的漏料孔尺寸。
漏料孔
（8）模柄孔尺寸
滑块内安装模柄用孔的直径和模柄直径应一致，模柄的高 度应小于模柄孔的深度。
模柄孔深度
手动调节，适用于小型压力机。
（5）装模高度调节量△H1
大中型压力机采用机 动调节。
调节原理：
通过调整连杆长度来达到调节装模高度 的目的。连体杆1和调节螺杆2。
调节螺杆的转动靠拨块4完成。螺杆球头
的侧面有两个销子，拨块上两个叉口叉
在销子上，拨块旋转带动螺杆旋转。 拨块有涡轮5、蜗杆10带动，涡轮蜗杆 由调节电动机9来驱动，进而实现机动调
公称压力是表示压力机规格的主参数，目前已经系列化 63KN，100KN，160KN，250KN，400KN，630KN， 800KN，1000KN，1250KN，1600KN，…
（2）公称压力行程Sg和压力角
g
曲柄压力机达到公称压力时，滑块距离下死点的距离称为工 程压力行程（也称为额定压力行程），此时对应的曲柄旋转角 度称为工程压力角（或额定压力角）。
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毕业设计说明书毕业设计题目: J31-250型曲柄压力机设计摘要锻压机械在工业中占有极其重要的地位，广泛应用于几乎所有的工业部门，如机械、电子、国防等。
然而，在锻压机械中，又以曲柄压力机最多，占一半以上。
曲柄压力机是以曲柄滑块机构作为运动机构，依靠机械传动将电动机的运动和能量传给工作机构，通过滑块给模具施加力，从而使毛坯产生变形。
本次设计为J31-250型闭式单点压力机，参照国内现有相关型号压力机，进行了2500KN机械压力机主要工作系统设计。
设计分三步进行：首先，拟定总传动方案；其次，设计主要零部件；最后，进行经济评估。
本设计中主要包括以下设计部分：曲柄滑块机构的设计计算、传动系统的设计计算、离合器和制动器的设计计算、电动机的选择和飞轮的设计以及支撑附属装置的设计。
本次设计方案均采用同类设计中最新的零件类型及布置方式。
通过离合器和制动器进行气动连锁控制。
用电动机调节连杆的长度来达到调节装模高度的目的，以适应不同高度的模具。
采用四面调节导轨，提高了压力机的精度，并装有过载保护装置、滑块平衡装置等，使机器更加安全、可靠。
关键词：锻压机械；曲柄滑块机构；闭式单点压力机AbstractForge and press machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the J31-250 closed-single punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working system of 2500KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up total transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；closed-single press machine目录摘要 (I)ABSTRACT (II)概述 (1)1.1锻压设备的发展 (1)1.2机械压力机的主要类型 (1)1.3曲柄压力机的工作原理 (2)1.4曲柄压力机的技术参数 (3)1.5论文内容 (4)1.5.1设计内容 (4)1.5.2压力机主要技术参数 (4)第二章曲柄滑块机构的运动分析与受力分析 (5)2.1曲柄滑块机构的运动规律 (5)2.2 曲柄滑块机构的受力分析 (8)第三章传动系统的布置及设计 (11)3.1传动系统的布置方式 (11)3.2传动级数和各级数比分配 (11)3.3离合器和制动器安装位置的确定 (12)第四章设计计算 (12)4.1 工作机构的设计计算——曲柄滑块机构的设计计算 (12)4.1.1 芯轴设计计算 (13)4.1.2 连杆及装模高度调节装置 (15)4.1.3 调节电动机容量选择 (17)4.1.4 滑块与导轨 (18)4.1.5 蜗轮蜗杆的设计计算 (18)4.2 传动系统的设计计算 (19)4.2.1 低速级齿轮的设计 (19)4.2.2 高速级齿轮的设计 (23)4.2.3 传动轴设计计算 (27)4.3 操纵系统的设计计算——离合器与制动器的设计计算 (32)4.3.1 制动器和离合器的工作原理 (32)4.3.2 摩擦离合器的设计 (33)4.3.3摩擦制动器设计计算 (36)4.4 能源系统的设计计算——电动机的选择和飞轮的设计 (39)4.4.1 电动机功率计算 (39)4.4.2 飞轮的确定 (41)第五章支承、辅助及附属装置的设计 (45)5.1 支承部件——机身的设计 (45)5.1.1立柱与拉紧螺栓的设计计算 (45)5.1.2上梁的计算 (47)5.1.3底座的计算 (48)5.1.4机身变形的计算 (48)5.2 附属装置 (50)5.3 辅助装置 (50)第六章经济技术综合分析 (51)6.1 经济分析 (51)6.2 技术分析 (51)6.3 环境分析 (52)第七章结论 (52)参考文献 (53)致谢 (54)附录一 (1)附录二 (13)J31-250型曲柄压力机设计第一章概述1.1锻压设备的发展锻压工业的发展主要是由于在世界范围日益要求用更难变形的材料制造越来越大和越来越复杂的锻件。
由于宇航工业今后的需要，地面动力系统、喷气发动机和飞机锻件数量的增大以及在工艺上的剧烈竞争，要求不断的提高目前的工艺水平。
因此，有效的利用现在的锻压设备和设计性能优越的锻压设备是必然的[11]。
由于采用现代的锻压工艺生产工件具有高效率、质量好、能量省和成本低的特点，锻压生产在工业生产中的地位越来越重要，锻压机械在机床中的比重也越来越大。
虽然采用锻压机械进行锻压生产只有百余年的历史，但锻压机械在整个金属加工设备生产中占18-30%，金额占20-40%。
在锻压机械中，又以曲柄压力机最多，占一半以上。
用曲柄压力机可以进行冲压和模锻等工艺生产，它广泛用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等公益生产部门。
随着工业的发展，曲柄压力机的品种和数量越来越多，质量越来越高，压力越来越大。
它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中作用越来越显著。
例如，冷挤压工艺是一项新兴工艺，用冷挤压生产的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直径为20-30mm的零件其公差范围可控制在0.015mm以内，因此，所生产的零件不需要进行或少量进行切削加工即可使用。
大大提高了生产率，并节约了原材料。
随着冷挤压工艺的发展，各种类型的挤压机应运而生，正在使加工行业产生巨大变化。
再加，在日用品及家用电器生产中，如果不采用高速冲压自动机，产品的成本与质量在国际市场上将失去竞争力。
因此，大量制造和使用曲柄压力机，已成为工业先进国家的发展方向之一[3]。
近年来，曲柄压力机正向着高速度的高精度的方向发展，并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件。
特别是采用微型计算机控制的曲柄压力机，更具有先进的水平。
1.2机械压力机的主要类型根据JB/GQ2003-84标准[3]，锻压机械分为八类，其中第一类机械压力机包括曲柄压力机的主要类型，此外，在第三类线材成型自动机、第五类锻机、第六类剪切机和第七类弯曲校正机中都包括有曲柄压力机。
在JB/GQ2003-84的型谱[3]中，单柱压力机、开式压力机和闭式压力机属于通用压力机。
所谓单柱、开式和闭式是指机身的型式。
闭式压力机机身左右封闭，只能从前后方向接近模具，操作不太方便，但机身刚度高，压力机精度好。
开式压力机机身左右及前后都敞开，能从三个方向接近模具，操作方便，但机身刚度低，特别是有角变形存在，影响精度。
开式压力机机身的后面还有一个开口，便于出料。
单柱压力机，其机身也是左右及前后敞开，但后壁无开口。
有时，我们把后面两种压力机统称为开式压力机。
上述三种压力机中均只有一组曲柄滑块机构，成为单点压力机。
适用于小型压力机，或工作台较小的中型压力机。
若工作台面较大，则有两组或四组曲柄滑块机构，相应称为双点或四点压力机。
此外，按照工作台的形式，机身是否可倾等分为固定台、活动台、柱形台以及可倾压力机等。
1.3曲柄压力机的工作原理曲柄压力机是锻压生产中广泛使用的一种锻压设备。
它可以应用于板料冲压、模锻、冷热挤压、冷精压和粉末冶金等工艺。
曲柄压力机传动系统的旋转运动通过曲柄连杆使滑块呈往复运动，利用滑块发出的压力使毛坯产生塑性变形，以制成一定形状的锻压件。
因此，它具有以下特点：（1）曲柄连杆机构是刚性联接的，滑块是具有强制运动性质，滑动块的行程次数，速度和加速度一定规律变化。
（2）工作时封闭高度不变。
（3）一个工作循环中负荷时间较短，电动机是按平均功率选用的，所以曲柄压力机既需要飞轮存储和释放能量。
（4）工作时机身组成一个封闭的受力系统，对基础没有剧烈的冲击和震动。
1-电动机2-小皮带轮3-大皮带轮4-制动器5-离合器6-小齿轮7-大齿轮8-小齿轮9-偏心齿轮10-芯轴11-机身12-连杆13-滑块14-上模15-下模16-垫板17-工作台18-液压气垫图1.1 J31－250型曲柄压力机运动原理图图1.1为曲柄压力机的工作原理图，其工作原理如下：电动机1带动皮带传动系统2、3，将动力传到小齿轮6，通过6和7，8和9两级齿轮减速传到曲柄连杆机构，大齿轮7同时又起飞轮作用。