曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文)

1、麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電信息分院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 班級(jí) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 提交日期 答辯日期 年 月 日摘 要近年來(lái)，電子、通訊、計(jì)算機(jī)、家電及汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)沖壓零件的需求量迅猛增長(zhǎng)。沖壓零件可分為功能性和外觀(guān)性零件。尺寸與形狀均趨于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的功能性沖壓件，生產(chǎn)批量越來(lái)越大（如中小型電機(jī)的定轉(zhuǎn)子硅鋼片、高壓器硅鋼片、刮臉刀、(IT芯片等)），為降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，這類(lèi)零件很適合在高速壓力機(jī)上進(jìn)行大批量生產(chǎn)；而外觀(guān)性沖壓零件，它的品種、外形與產(chǎn)量多變，為了適應(yīng)市場(chǎng)，如果組織投資大批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益極不合算，因此，它們適宜于在行程次

2、數(shù)較低高效率低的一般通用機(jī)械壓力機(jī)上進(jìn)行沖壓。我做的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱和分析相關(guān)的設(shè)計(jì)資料按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。本文就是介紹了對(duì)曲柄壓力機(jī)的齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)完成曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：傳動(dòng)系統(tǒng)、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)目 錄一、引言4二、主要參數(shù)的確定42.1公稱(chēng)力pg42.2 公稱(chēng)力行程Sg72.3 滑塊行程S7三、傳動(dòng)系統(tǒng)的配置83.1傳動(dòng)系統(tǒng)的配置83.2傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式83.3傳動(dòng)級(jí)數(shù)及速比的分配8四、傳動(dòng)零件的計(jì)算特點(diǎn)104.1 齒輪傳動(dòng)104.2 皮帶傳動(dòng)計(jì)算134.3 傳動(dòng)軸154.4曲軸的計(jì)算1

3、64.5 連接件18五、總結(jié)評(píng)價(jià)21致謝22參考文獻(xiàn)22附錄23一、引言鍛壓生產(chǎn)已有悠久的歷史，但是，采用鍛壓機(jī)械生產(chǎn)卻只有一百多年歷史。19世紀(jì)三十年代，世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)簡(jiǎn)易的平鍛機(jī)。六十年代生產(chǎn)了沖壓用的液壓機(jī)。直到十九世紀(jì)末才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)。前期二十世紀(jì)末，由于汽車(chē)工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速的發(fā)展。近年來(lái)，電子、通訊、家電及汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)沖壓零件的需求量迅猛增長(zhǎng)。沖壓零件可分為功能性和外觀(guān)性零件。尺寸與形狀均趨于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的功能性沖壓件，生產(chǎn)批量越來(lái)越大（如中小型電機(jī)的定轉(zhuǎn)子硅鋼片、高壓器硅鋼片、(IT芯片等)），為降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，

4、這類(lèi)零件很適合在高速壓力機(jī)上進(jìn)行大批量生產(chǎn)；而外觀(guān)性沖壓零件，它的品種、外形與產(chǎn)量多變，為了適應(yīng)市場(chǎng)，如果組織投資大批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益極不合算，因此，它們適宜于在行程次數(shù)較低高效率低的一般通用機(jī)械壓力機(jī)上進(jìn)行沖壓。通用機(jī)械壓力機(jī)的滑塊每分鐘的行程次數(shù)n 一般不超過(guò)200s.p.m，因此，可簡(jiǎn)單地將n>200s.p.m 稱(chēng)為高速壓力機(jī)。國(guó)內(nèi)外有一些公司通常將高速壓力機(jī)分為下述3 個(gè)速度等級(jí)：超高速n>1000s.p.m，高速n>400-1000s.p.m，次高速250-400s.p.m。但根據(jù)現(xiàn)目前最高已達(dá)4000s.p.m，我們認(rèn)為：按超高速1500s.p.m，真高速n>

5、;800-1500s.p.m，準(zhǔn)高速n>250-800s.p.m 來(lái)分更科學(xué)。機(jī)械壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率Pg 除與n 有關(guān)外，還和公稱(chēng)力P及滑塊行程長(zhǎng)度有關(guān)，劃分是否為高速壓力機(jī)不能簡(jiǎn)單用n 來(lái)測(cè)量，因此，還有待于提出更科學(xué)的定義。二、主要參數(shù)的確定2.1公稱(chēng)力pg1、 沖裁力（包括沖孔、落料）由下式計(jì)算： P=0.8Ltb/1000 KN 式中：L-工件剪切長(zhǎng)度 mm t-工件厚度 mm b-材料抗拉強(qiáng)度 N/mm² 對(duì)Q235-A：b=400/mm²2、 彎曲成形力計(jì)算：自由彎曲時(shí)的成形力由下式計(jì)算： P=k1bbt/1000 KN 式中：b-材料抗拉強(qiáng)度 N/mm&#

6、178; l-凹模內(nèi)腔寬度 mm t-工件厚度 mm b-工件前后寬度 mm k1-系數(shù) 其值見(jiàn)下表： l/t材料41015202530鋁、鋼0.230.180.120.090.0730.06低碳鋼0.210.170.110.0860.070.057中碳鋼0.200.160.080.080.0650.053k1，k2-系數(shù) 見(jiàn)下表：k1值：t/DD/t 初拉伸時(shí)拉伸率dp1/D0.450.480.50.520.550.60.650.70.75521.20.80.50.20.120508312520050010001.951.10.851.01.10.750.91.01.10.650.80.91

7、.01.10.60.750.80.91.01.10.50.60.680.750.820.91.10.430.50.560.60.670.750.90.350.420.470.50.550.60.750.280.350.370.40.450.50.6k2值：t/Dt/dp1再 拉 伸 時(shí) 拉 伸 率 dp1/ dp20.70.720.750.780.80.820.850.880.9521.20.80.50.20.11142.51.50.90.30.150.851.10.70.91.10.60.750.91.01.10.50.60.750.820.91.01.10.420.520.620.70.7

8、60.851.00.320.420.520.570.630.70.820.280.320.420.460.50.560.680.20.250.30.350.40.440.550.150.20.250.270.30.330.4注：1、凸模半徑r=（4-6）t時(shí)，k2值增加5 2、凸模半徑較小時(shí)，k2值增加5%3、第三次拉伸時(shí)，因進(jìn)行中間退火，k2值取同系列最大值 在模具內(nèi)彎曲時(shí)，成形力由下式計(jì)算： P=k1F/1000 KN 式中：F-上下模接觸面積 mm² K1-系數(shù) N/mm² 由下表選取： 材料板厚3mm板厚3-10mm鋁30-4050-60銅60-8080-100低碳

9、鋼80-100100-120中碳鋼100-120120-1503、拉伸力計(jì)算 以常見(jiàn)的圓筒形件為例，計(jì)算公式如下： 初拉伸：p=dp1tb k1/1000 KN 再拉伸：p=dp2tb k1/1000 KN 式中：t-板厚 mm dp2-初拉伸時(shí)凸模直徑 mm b-材料抗拉強(qiáng)度 N/mm² D-毛坯直徑 mm圓筒形件坯料尺寸由下表計(jì)算：拉伸件形狀計(jì)算公式 A-表面積 D坯料直徑A=d²+dhA=d²+dhD=1.414d²+4dhA=（d²+4h²）A=（d²+4h1²）+dh2A=d²+²h（

10、d+1.274r）/2D=A=(d-2r) ²+ (d-0.726r)+hdD=A=D=根據(jù)工件形狀用上述公式算出所需沖壓力p，選用壓力機(jī)公稱(chēng)力Pg=p/0.752.2 公稱(chēng)力行程Sg公稱(chēng)力行程指壓力機(jī)發(fā)生公稱(chēng)力時(shí)，滑塊離開(kāi)下死點(diǎn)的距離。Sg值的大小決定于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合器及飛輪電動(dòng)機(jī)的能力。因曲軸傳遞的扭矩隨著Sg值的增大而增大，所以此值可按工藝用途來(lái)決定。我國(guó)沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)。且過(guò)去大都用離開(kāi)死點(diǎn)前曲軸轉(zhuǎn)角g表示。一般用途的壓力機(jī)取g=20-30°。長(zhǎng)行程的拉伸壓力機(jī)：g=15°。Sg值選取原則應(yīng)該是在滿(mǎn)足用戶(hù)的基礎(chǔ)上，盡量取最小值。如用戶(hù)提出擬沖板料厚度，根據(jù)沖

11、裁工藝，凸模進(jìn)入板料1/3處發(fā)生最大力。凸模最后進(jìn)入凹模為板厚的1/3。Sg值或等于應(yīng)大于板厚。日本無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)工廠(chǎng)按g=26°選取。美國(guó)JIC有統(tǒng)一規(guī)定，Sg值與滑塊行程無(wú)關(guān)。Sg為一定值。見(jiàn)下表：公稱(chēng)力KN型式320330-11001100-20002000開(kāi)式直接傳動(dòng)0.8（1/32）1.6(1/16) - -閉式單點(diǎn)3.2(1/8)6.4(1/4) -閉式單點(diǎn) 6.4(1/4)2.3 滑塊行程S它是只滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離。它的大小將反映壓力機(jī)的工作范圍。行程較長(zhǎng)，則能生產(chǎn)高度較高的零件，通用性較大。但壓力機(jī)的曲柄尺寸要加大，隨之而來(lái)的是齒輪模數(shù)和離合器尺寸均

12、要增大，壓力機(jī)造價(jià)增加。而且模具的導(dǎo)柱套可能脫離，影像工件精度和模具壽命。所以，應(yīng)該適當(dāng)選擇行程長(zhǎng)度。三、傳動(dòng)系統(tǒng)的配置3.1傳動(dòng)系統(tǒng)的配置 傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是把電動(dòng)機(jī)的能量傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。并對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，使其獲得所需要的滑塊行程次數(shù)。設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須使壓力機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便，性能良好外觀(guān)美觀(guān)。3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式 1、上傳動(dòng)及下傳動(dòng)的比較。 傳動(dòng)系統(tǒng)的配置在壓力機(jī)工作臺(tái)之上為上傳動(dòng)。在工作臺(tái)之下的為下傳動(dòng)，現(xiàn)有的通用壓力機(jī)大多采用上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。雖然下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)亦具有不少優(yōu)點(diǎn)，例如：機(jī)器重心低，傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)噪聲小、壓力機(jī)地面高度小，滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)度系統(tǒng)在地坑中、基礎(chǔ)造價(jià)高，維修

13、不便。所以只能有特殊要求時(shí)才采用。 2、曲軸縱放和橫放的比較 傳動(dòng)系統(tǒng)曲軸安裝型式有垂直于壓力機(jī)正面（稱(chēng)為縱放）及平行于壓力機(jī)正面（稱(chēng)為橫放）兩種型式。舊式通用壓力機(jī)多采用橫放的安裝型式。這種布置，曲軸和傳動(dòng)軸比較長(zhǎng)，受力點(diǎn)又支承的距離比較大，外觀(guān)不夠美觀(guān)。現(xiàn)代壓力機(jī)越來(lái)越多的才用縱放的安裝型式。傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性好、外觀(guān)美觀(guān)。 3、開(kāi)示及閉式傳動(dòng)的比較 開(kāi)式及閉式的傳動(dòng)系統(tǒng)指?jìng)鲃?dòng)齒輪安放在機(jī)身外還是在機(jī)身之內(nèi)。開(kāi)式傳動(dòng)工作條件較差、外觀(guān)不美觀(guān)。但安裝維修方便。而閉式傳動(dòng)齒輪工作條件較好，外觀(guān)美觀(guān)。如將齒輪浸入油池中，則大大減低了齒輪傳動(dòng)的噪聲。但安裝維修叫困難?，F(xiàn)較多的是采用開(kāi)式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。 4、

14、一般均采用單邊傳動(dòng)。對(duì)大規(guī)格開(kāi)式壓力機(jī)，且曲軸采用平行于壓力機(jī)正面的有采用雙邊傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式。所謂雙邊傳動(dòng)就是在一根軸上有二個(gè)齒輪共同傳達(dá)扭矩。對(duì)曲軸橫放的開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)，曲軸為雙曲拐長(zhǎng)曲軸。也采用雙邊傳動(dòng)。3.3傳動(dòng)級(jí)數(shù)及速比的分配 壓力機(jī)的傳動(dòng)級(jí)數(shù)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)低，則總速比大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)就應(yīng)該多些，否則每級(jí)的速比過(guò)大，結(jié)構(gòu)不緊湊，反之行程次數(shù)高，總數(shù)比小，傳動(dòng)級(jí)數(shù)可小些?，F(xiàn)有開(kāi)式壓力機(jī)傳動(dòng)級(jí)數(shù)一般不超過(guò)三級(jí)，行程次數(shù)在80次/分以上的用單級(jí)傳動(dòng)。80-40次/分的用二級(jí)傳動(dòng)。40-10次/分的用三級(jí)傳動(dòng)。 在選取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低，可以減少總速比和傳

15、動(dòng)級(jí)數(shù)。但電機(jī)尺寸越大，價(jià)格越貴，電機(jī)效率越低。不一定適合。通常對(duì)二級(jí)和三級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分的電機(jī)。對(duì)一級(jí)傳動(dòng)采用同步轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分。在各級(jí)傳動(dòng)速比的分配要恰當(dāng)。通常三角皮帶傳動(dòng)速比不超過(guò)6-8，齒輪傳速比不超過(guò)7-9.減速比分配時(shí)，要保證飛輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速。也要注意布置的盡可能緊湊、美觀(guān)和長(zhǎng)、寬、高尺寸比例恰當(dāng)。對(duì)通用壓力機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速一般取380-450轉(zhuǎn)/分。因?yàn)檗D(zhuǎn)速太低會(huì)使飛輪作用力削弱。轉(zhuǎn)速太高會(huì)使飛輪軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重。造成離合器和軸承的損壞。傳動(dòng)型式齒輪付位置中 心 距 模 數(shù)小齒輪鑄鐵齒輪鋼齒輪鑄鐵齒輪鋼齒輪齒數(shù)單邊傳動(dòng)低速付（5-5.6）do（5-6.5

16、）do0.01do0.09do14-21高速付（3-3.5）do0.072do0.064do16-21雙邊傳動(dòng)低速付（4.3-5.6）do（3.5-4.6）do0.085do0.07do14-21高速付（3-3.7）do（2-2.3）do（0.56-0.84）do0.048-0.064）do14-24表中：do-曲軸支承直徑。mm大齒輪初定后，還要校核圓周速度vV=DOn/（60×1000）m/sec式中：DO-大齒輪分度圓直徑。mmn-壓力機(jī)每分鐘行程次數(shù)。1/min允許的圓周速度見(jiàn)下表：傳動(dòng)型式齒輪付位置圓 周 速 度極 限 值平 均 值單邊傳動(dòng)低速付0.9-3.52.4高速付4

17、.6-5.75.3雙邊傳動(dòng)低速付0.7-3.31.6高速付對(duì)鑄鐵齒輪：3.1-4.4對(duì)鑄鐵齒輪：4.1對(duì)鋼齒輪：5.5-6.2對(duì)鋼齒輪：5.7四、傳動(dòng)零件的計(jì)算特點(diǎn)4.1 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按齒輪軸線(xiàn)的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)是指主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬(wàn)千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十

18、多米。但是制造齒輪需要有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，嚙合傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。齒輪頂部的圓周叫做齒頂圓。齒輪根部的圓周叫做齒根圓。在工作圖上要注明齒頂圓直徑，齒坯外圓就是按這個(gè)尺寸加工的。齒根圓直徑一般不必標(biāo)注，但確定齒輪結(jié)構(gòu)時(shí)，有時(shí)要考慮這個(gè)尺寸的大小。例如戴鍵槽的齒輪（圖4-1），從齒跟圓到鍵槽之間，要有一定的厚度（1.6m），否則齒輪受力時(shí)，將在此處裂開(kāi)。當(dāng)齒根圓與鍵槽之間的距離小于此值時(shí)，應(yīng)將齒輪與軸做成整體，分度圓刀齒頂圓的距離，稱(chēng)為齒頂高。分度圓到齒跟圓的距離，稱(chēng)為齒根高。齒頂高和齒根高之和，稱(chēng)為齒全高。寫(xiě)成公式為： D0=df+2h Di=df-2h h= h+h式中 D0齒頂圓直徑； Di齒根圓直徑

19、； 4-1帶鍵槽的齒輪即齒輪軸 h齒頂高； h齒根高； h齒全高。齒輪傳動(dòng)類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)齒輪尺寸計(jì)算公式常用的齒輪傳動(dòng)有兩大類(lèi)，一類(lèi)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，另一類(lèi)稱(chēng)為變位齒輪傳動(dòng)。1、分度圓上的齒厚與齒間相等，這是標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的主要區(qū)別之一。一對(duì)嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模數(shù)相等，分度圓上的周節(jié)也相等，由于在分度圓上的齒厚與齒間相等，因此，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪在分度圓上的齒厚與齒間彼此都是相等的，也就是說(shuō)，一個(gè)齒輪在分度圓上的齒厚，等于另一個(gè)齒輪在分度圓上的齒間。這一特點(diǎn)，正好符合一個(gè)齒輪在節(jié)圓上的齒厚，應(yīng)等于另一個(gè)齒輪在節(jié)圓上的齒間的要求，所以標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓與節(jié)圓重合，即： d1=df1=mz1 d2=df2

20、=mz22、由于分度圓與節(jié)圓重合，所以嚙合角等于分度圓上的壓力角0，即=0。3、兩齒輪的中心距等于兩齒輪分度圓半徑子和，即： A0=+=（z1+z2）4、齒頂高h(yuǎn)=f0m，式中f0稱(chēng)為齒頂高系數(shù)。常用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，f0=1；另外一種短齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪，f0=0.8。5、齒根高比齒頂高多一個(gè)徑向間隙C0m，以免兩齒輪牙齒頂死，和用來(lái)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，故齒根高h(yuǎn)=（f0+C0）m。常用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，C0=0.25；短齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪，C0=0.3。6、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒頂圓直徑，為分度圓直徑加兩倍齒頂高，即： D0=df+2 h-df+2f0m=m（z+2f0） 對(duì)于常用標(biāo)準(zhǔn)齒輪： De=df +2f0m=df-2m-m（z

21、-2） 對(duì)于短齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪： De=m（z+1.6） 而齒根高直徑，為分度圓直徑減兩倍齒根高，即： Di=df-2 h=df-2（f0-C0）m=m（z-2f0-2C0） 對(duì)于常用標(biāo)準(zhǔn)齒輪： Di=m（z-2.2）7、標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的重疊系數(shù)一般大于1.2，可不比驗(yàn)算。為了便于使用，將標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪尺寸的計(jì)算公式列成表4-2。 表4-2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪尺寸計(jì)算名稱(chēng)符號(hào)公式計(jì)算舉例（J31-250型曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)齒輪，z1=18，z2=75）模數(shù)m由強(qiáng)度確定m=13mm周節(jié)tt=mt=40.84mm分度圓上的壓力角（齒形角）00=20°0=20°嚙合角=0=20°分

22、度圓直徑dfdf1=mz1，df2=mz2df1=234mm，df2=975mm節(jié)圓直徑dd1=df1，d2=df2d1=234mm，d2=975mm齒頂高h(yuǎn)常用齒：h=1m；短齒：h=0.8mh1=h2=13mm齒根高h(yuǎn)常用齒：h=1.25m短齒：h=1.1mh1=h2=16.25mm齒全高h(yuǎn)常用齒：h= h+ h=2.25短齒：h=1.9mh1=h2=29.25mm齒頂圓直徑De常用齒：De1=m（z1+2）De2=m（z2+2）短齒：De1=m（z1+1.6）De2=m（z2+1.6）De1=260mmDe2=1001mm齒根圓直徑Di常用齒：Di1=m（z1-2.5）Di2=m（z2-

23、2.5）短齒： Di1=m（z1-2.2）Di1=m（z2-2.5）Di1=201.5mmDi2=912.5mm基圓直徑d0d01=df1cos0=mz1cos0d02=df2cos0=mz2cos0d01=219.80mmd02=916.21mm基節(jié)tjtj=mcos0tj=38.38mm中心距A0A0=（df1+df2）=m（z1+z2）A0=604.5mm4.2 皮帶傳動(dòng)計(jì)算 皮帶傳動(dòng)分三角皮帶傳動(dòng)和平皮帶傳動(dòng)兩種，其中三角皮帶傳動(dòng)用得最多。下面介紹皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)是合理選用三角皮帶的截面型號(hào)、決定大小皮帶輪的直徑、中心距、皮帶的長(zhǎng)度等。設(shè)計(jì)計(jì)算之前要掌握下面的已

24、知條件：（1）皮帶傳動(dòng)的使用場(chǎng)合；（2）皮帶傳遞的功率N；（3）主、從動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速n1和n2.三角皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟如下：1、選擇皮帶截面型號(hào)平常所說(shuō)的三角皮帶實(shí)際上并不是“皮帶”，而是“膠帶”，它的型號(hào)有O、A、B、C、D、E、F七種，截面面積依次增大（見(jiàn)表4-3） 表4-3 標(biāo)準(zhǔn)三角膠型號(hào)及截面尺寸（HGB4003-60）型號(hào)截面尺寸及允許公差截面積F（mm²）尺 寸a（mm）h（mm）（度）yc（mm）a0（mm）O 40±10.472.18.5 A0.812.811B 1.384.114C2.304.819D4.766.927E6.928.332F11.7011.

25、042 表4-4各種型號(hào)三角膠帶適用的功率范圍傳遞功率（千瓦）0.1-0.750.75-2.22.2-5.73.7-7.57.5-2020-4040-7575-150150以上推薦型號(hào)OO、AO、A、BA、BB、CC、DD、EE、FF截面積大，單根皮帶所能承受的拉力大，能傳遞較大的功率。所以，傳遞功率較大時(shí)，應(yīng)選用較大的截面型號(hào)，以免皮帶根數(shù)過(guò)多，各根皮帶受力不均。具體確定截面型號(hào)時(shí)可參考表4-4。2、確定小皮帶輪的計(jì)算直徑D1 在傳動(dòng)比一定時(shí)，小皮帶輪的直徑小，大皮帶輪的直徑也會(huì)相應(yīng)地減小，使結(jié)構(gòu)緊湊，但皮帶在輪子上彎曲得厲害，容易發(fā)生疲勞破壞，因此小皮帶輪直徑不能過(guò)小。對(duì)于不同截面型號(hào)的皮

26、帶，下皮帶輪的推薦用最小計(jì)算直徑D1min見(jiàn)表4-3，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。由于皮帶的彎曲程度與h/D成正比（h是皮帶的厚度），所以，截面打的皮帶D1min應(yīng)取得較大，以免彎曲力過(guò)大。 表4-5 小皮帶輪的薦用最小計(jì)算直徑D1min皮 帶 型 號(hào)OABCDEF一般推薦最小直徑（mm）70100113200315500800傳動(dòng)尺寸受限制時(shí)薦用最小直徑（mm）5080125 -7103、確定大皮帶輪的計(jì)算直徑D2 由式（4-4）可得： D2=iD1式中i為傳動(dòng)比，一般不超過(guò)7，特殊情況可到10，i不能過(guò)大，否則結(jié)構(gòu)太龐大。4、核算皮帶的速度v V按式（4-4）計(jì)算。從式（4-6）可以看出，對(duì)于同樣大小

27、的有效拉力（s1-s2），v小，所能傳遞的功率N??；v大，所能傳遞的功率N也大。所以，在速度較小的情況下采用皮帶傳動(dòng)式不利的，應(yīng)盡量把皮帶傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)（即高速級(jí)）。但是，我們要努力避免片面性和局限性。不能只從這樣一個(gè)理論公式來(lái)看問(wèn)題，片面地提高速度。因?yàn)樗俣忍吆螅У碾x心力加大，皮帶與皮帶輪之間的正壓力減小，引起摩擦力減小，有效拉力（s1-s2）也隨之減小，所能傳遞的功率N反而降低。一般，v應(yīng)在5-25米/秒的范圍，最適當(dāng)?shù)乃俣仁?5-25米/秒。5、初定中心距A1中心距一般需按傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的具體情況決定，但應(yīng)在下列范圍之內(nèi)： 0.55（D1D2）+hA 12(D1D2) 式中h皮

28、帶的厚度（4-4）mm 如果結(jié)構(gòu)上無(wú)特殊要求，表4-8可供參考選用 表4-6 中心距與大皮帶輪計(jì)算直徑的比值i123456A1/D21.51.210.950.90.856、確定皮帶的長(zhǎng)度L由皮帶傳動(dòng)中的幾何關(guān)系，可以求出皮帶的計(jì)算長(zhǎng)度（即通過(guò)皮帶截面重心的周長(zhǎng)）為：L1=2A1+（D1+D2）+算出結(jié)果后，應(yīng)與三角膠帶長(zhǎng)度系列的選取的標(biāo)準(zhǔn)值相近。計(jì)算實(shí)際中心距AAA1式中A1初定的中心距； L1根據(jù)A1算出來(lái)的皮帶計(jì)算長(zhǎng)度； L標(biāo)準(zhǔn)選取的計(jì)算長(zhǎng)度。7、校核小皮帶輪的包角a1a1可按下式計(jì)算：a1180°×60°=180°×60°一般a

29、1不應(yīng)小于110°-120°。當(dāng)包角過(guò)小時(shí)，可用增大中心距A或減小傳動(dòng)比i來(lái)解決。但A不能過(guò)大，否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大和皮帶的緊邊、松變互相拍擊，因此A一般不宜大于A(yíng)max=2(D1D2) 。8、確定皮帶的根數(shù)Z Z 式中 N皮帶傳動(dòng)所需傳遞的總功率（KW）; N0皮帶為180°，單根三角皮帶所能傳遞的功率。 K1包角影響系數(shù) K2工作情況影響系數(shù)，曲柄壓力機(jī)一般可取K2=0.8-0.9。4.3 傳動(dòng)軸開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，可按扭矩預(yù)選傳動(dòng)軸的直徑，其公式為： d= 式中 Mn 作用在軸上的最大扭矩;許用剪應(yīng)力，參考資料6取如下數(shù)值： 45鋼調(diào)質(zhì)=500×105 Pa

30、 40Cr調(diào)質(zhì)=630×10 Pa然后按彎矩聯(lián)合作用核驗(yàn)綜合應(yīng)力 =式中 M危險(xiǎn)截面彎矩； Mn危險(xiǎn)截面扭矩； d危險(xiǎn)截面直徑；許用彎曲應(yīng)力，建議按如下數(shù)值選?。?= = s材料屈服極限傳動(dòng)軸常用材料性能及建議許用力見(jiàn)表4-7 表4-7 傳動(dòng)軸常用材料及許用應(yīng)力（1×10Pa）鋼號(hào)熱處理硬度（HB）抗拉強(qiáng)度極限b屈服極限s建議許用應(yīng)力454540Cr正火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)163-217180-230230-2805800-60006500-80008000-100002900-30003500-56005500-8500120018003000現(xiàn)有壓力機(jī)傳動(dòng)軸的計(jì)算應(yīng)力見(jiàn)表4-8對(duì)某

31、些較長(zhǎng)的軸，還需要進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度核驗(yàn)。表4-9所列許用應(yīng)力并未考慮剛度要求。表4-9 現(xiàn)有壓力機(jī)傳動(dòng)軸的計(jì)算應(yīng)力（1×10Pa）壓力機(jī)型號(hào)傳動(dòng)軸材料及熱處理計(jì)算應(yīng)力JB23-63JB23-80JB31-160JB31-250JB31-315 45調(diào)質(zhì) 45調(diào)質(zhì) 45調(diào)質(zhì) 45調(diào)質(zhì) 45調(diào)質(zhì) 1340 1840 1780 1170 18304.4曲軸的計(jì)算曲柄壓力機(jī)中，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)把傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；瑝K上的工藝力，通過(guò)連桿全部作用在曲軸上，然后再有曲軸傳遞給床身。所以，曲軸承受著巨大的彎矩，扭矩和剪力，是壓力機(jī)中受力最沉重的零件。在閉式單雙點(diǎn)壓力機(jī)中，為了

32、使結(jié)構(gòu)緊湊，提高剛性，以鑄代鍛，常常用偏心齒輪來(lái)代替曲軸。偏心齒輪的缺點(diǎn)是：偏心和連桿頭的直徑很大，所以摩擦力臂也比較大。對(duì)于行程大的壓力機(jī)，這一缺點(diǎn)更加突出。為了解決這一矛盾，有時(shí)采用雙面齒輪傳動(dòng)而把心軸分成兩段分別固定在床身上。在閉式單雙點(diǎn)壓力機(jī)中，經(jīng)常采用的曲軸型式有：1、 單面齒輪傳動(dòng)的單曲軸 2、 雙面齒輪傳動(dòng)的單曲軸3、 齒輪裝在曲柄臂上的單面?zhèn)鲃?dòng)單曲軸4、 齒輪裝在曲柄臂板上的雙面?zhèn)鲃?dòng)單曲軸 曲軸和齒輪所承受的扭矩是滑塊上的工藝力P和曲軸轉(zhuǎn)角的函數(shù)： M=P（Rsin+m）如果滑塊上的工藝力始終等于公稱(chēng)壓力Pg，則在達(dá)到最大值：PD（R+m）.按照這一扭矩來(lái)設(shè)計(jì)曲軸和齒輪等，將使

33、這些零件的尺寸十分龐大。事實(shí)上，曲軸壓力機(jī)經(jīng)常在下死點(diǎn)附件工作，所以在設(shè)計(jì)時(shí)總是先規(guī)定在距下死點(diǎn)的行程內(nèi)，壓力機(jī)允許按公稱(chēng)壓力工作，以保證沖裁工藝的需要。齒輪、離合器等傳動(dòng)零件，按S=Sp時(shí)的扭矩M=PD（Rsin+m）來(lái)設(shè)計(jì)。對(duì)于工作行程大于Sp的拉延工藝，不能按公稱(chēng)壓力工作，最大拉延力和氣墊的壓力的總和，必須小于齒輪等傳動(dòng)零件所允許的壓力：P=PD由此可見(jiàn)，曲軸在=p時(shí)處于最危險(xiǎn)狀態(tài)，它同時(shí)承受最大彎矩和最大扭矩。在p時(shí)，扭矩M= PD（Rsin+m）因的減小而減小，在p時(shí)，彎矩由于允許壓力PD的降低而降低。也就是說(shuō)，曲軸應(yīng)該按照=p的受力情況進(jìn)行強(qiáng)度校核。曲軸主要尺寸的初步確定在設(shè)計(jì)時(shí)可

34、以先根據(jù)壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力PD算出軸頸的直徑d0，以d0為基礎(chǔ)，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其他部分的尺寸，然后加以強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于一般用途的單雙點(diǎn)壓力機(jī)，曲軸的大體尺寸可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：1、單曲柄式： 當(dāng)PD200噸時(shí)， d01.4（厘米） 當(dāng)PD200噸時(shí)， d01.18（厘米）2、雙曲柄式： 當(dāng)PD180噸時(shí)， d01.4 （厘米） 當(dāng)PD180噸時(shí)， d00.9（厘米） 曲柄其他尺寸如下圖： 表4-10尺 寸 的 名 稱(chēng)代號(hào)尺 寸 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式范 圍平 均 值單 邊 傳 動(dòng)（pg200噸）支 承 頸 直 徑d0(1.38-1.58) 1.28 曲 柄 頸 直 徑dA(1.00-1.1) d01

35、.07 d0曲 柄 頸 長(zhǎng) 度lA(1.30-1.43) d01.38 d0曲柄兩臂外側(cè)面間距l(xiāng)q(2.30-2.48) d02.40 d0曲 柄 頸 的 寬 度B(1.24-1.39) d01.34 d0曲 柄 臂 的 直 徑D(1.67-1.86) d01.78 d0曲 柄 半 徑R(0.40-0.53) d00.47 d0支 承 頸 長(zhǎng) 度l0(1.50-2.20) d02.00 d0圓 角 半 徑r(0.08-0.11) d00.10 d04.5 連接件1、平鍵連接對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)平鍵，只須核驗(yàn)擠壓應(yīng)力即可。其公式為j = j式中 Mn傳遞扭矩； h鍵的高度; l鍵的工作長(zhǎng)度（不計(jì)及圓弧部分）

36、； d軸的直徑； nj鍵的數(shù)目； j許用擠壓力建議按表4-10選取現(xiàn)有壓力機(jī)的實(shí)際擠壓應(yīng)力見(jiàn)表4-11 表4-11 平鍵許用擠壓應(yīng)力包容件材料許用擠壓應(yīng)力鑄鐵1000鑄鐵或鍛鋼2000-5000表4-12 現(xiàn)有壓力機(jī)平鍵實(shí)際擠壓應(yīng)力壓力機(jī)型號(hào)包容件（輪轂）材料擠壓應(yīng)力J31-250J31-315J31-400J36-250J36-400J36-630J23-25J23-35J23-63J23-63J23-80J88-315J88-315J88-315ZG45ZG45ZG45ZG45ZG45ZG3545HT20-4045HT20-4045ZG4545QT60-210901610149024503

37、3501850680990100088016302530170022202、緊固連接在大型壓力機(jī)里，特別是像在大型熱模鍛壓力機(jī)和平鍛機(jī)等熱鍛機(jī)器里，為了不削弱軸的強(qiáng)度，近年來(lái)廣泛采用緊固連接，即軸和輪轂（或軸套）采用過(guò)盈配合，用外力使之緊固在一起，以便傳遞足夠的扭矩。緊固的方法有用熱套的，有用楔塊漲緊的，有用液壓壓緊的。下面介紹一種方法。圖4-20為這種方法的裝配圖。軸與孔做成130的錐度，均需磨削，并進(jìn)行氮化處理。輪轂在徑向開(kāi)有進(jìn)油孔。在內(nèi)壁開(kāi)有環(huán)形油溝，從環(huán)形油溝上再引出幾條沿軸線(xiàn)方向的細(xì)油溝（寬0.55mm，深0.55mm）。裝配時(shí)先在輪轂處打入壓力為（1500-2000）×10Pa的高壓油，使輪轂漲開(kāi)。與此同時(shí)，在液壓螺母上打入