第四節(jié) 傳動系統(tǒng)及離合器

1、1第四節(jié)第四節(jié) 傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)p4.1 布置方式 p4.2 傳動級數(shù)p4.3 離合器與制動器放置p4.4 傳動系統(tǒng)布置p4.5 強度校核p4.6 傳動比計算24.1 布置方式布置方式 曲軸縱放與橫放 曲軸縱放：曲軸中心線垂直于壓力機正面。大中型壓力機特別是多點壓力機常采用縱放形式。曲軸縱放結(jié)構(gòu)便于將傳動系統(tǒng)封閉在機身之內(nèi)，進行集中潤滑，外形美觀，美國、日本的小型壓力機均采用這一結(jié)構(gòu)形式，我國進口的通用開式壓力機均采用曲軸縱放形式這種安裝形式曲軸和傳動軸長度較短，強度、剛度較好。 曲軸橫放：曲軸中心線平行于壓力機正面。目前小型開式壓力機常采用曲軸橫放結(jié)構(gòu)形式，這種形式曲軸及傳動軸尺寸較長，受力

2、不好，外形不美觀，但安裝維修方便。3 開式與閉式傳動開式傳動：齒輪安裝在機身外面暴露在空氣中的傳動。開式傳動齒輪潤滑不良，磨損嚴(yán)重。閉式傳動：傳動齒輪常處于機身內(nèi)的潤滑油箱內(nèi)，使齒輪得到良好的潤滑，機床外形美觀。 日本及美國的絕大部分開式壓力機均為閉式傳動，而我國絕大多數(shù)開式壓力機均為開式傳動。而采用曲軸縱放的結(jié)構(gòu)方式易實現(xiàn)閉式傳動，而曲軸橫放的結(jié)構(gòu)方式較難實現(xiàn)閉式傳動。4.1 布置方式布置方式4 雙邊傳動與單邊傳動單邊傳動：機械壓力機的曲軸或傳動軸僅由一端的齒輪驅(qū)動的傳動方式 。雙邊傳動：曲軸由兩端的齒輪同時驅(qū)動。雙邊傳動齒輪傳遞的扭矩理論上為單邊的一半，所以可減小齒輪模數(shù)，改善軸的受力條件

3、。但制造成本提高，安裝調(diào)整不便。雙邊傳動可減小齒輪尺寸，但兩邊要保證運動的同步較困難。 4.1 布置方式布置方式雙邊傳動方式單邊傳動方式5 上傳動與下傳動上傳動：機械壓力機的傳動系統(tǒng)可置于工作臺之上。下傳動：機械壓力機的傳動系統(tǒng)置于工作臺以下。下傳動具有重心低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；地面高度??； 有增加滑塊高度和導(dǎo)軌長度的可能性，因而提高了滑塊的運動精度；由于連桿承受工作變形力，故機身的立柱和上梁的受力情況得到改善。但下傳動平面尺寸大，重量大，傳動系統(tǒng)置于地坑之中，檢修傳動部件不便。下傳動開式壓力機傳動原理4.1 布置方式布置方式6 總傳動比決定于選用電動機的轉(zhuǎn)速和滑塊的每分鐘行程次數(shù)。而滑塊行程次數(shù)n，

4、電動機轉(zhuǎn)速nc和傳動級數(shù)可見表4-5的對應(yīng)關(guān)系表 由滑塊行程次數(shù)決定的電動機同步轉(zhuǎn)速、傳動級數(shù)滑塊行程次數(shù)（s.p.m）70808070803010n30次/min，采用兩級傳動，n電機1000次/min or 1500次/min30n10次/min，采用三級傳動，n電機1000次/min or 1500次/min n轉(zhuǎn)鍵式剛性離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)： 主動部分：8大齒輪 5軸承 4中套 7端蓋 從動部分：3轉(zhuǎn)軸 2、6內(nèi)、外套 平鍵 連接部分：15、16主、副鍵 17拉桿 18、19主、副鍵柄 控制部分：9關(guān)閉器 12彈簧 11凸塊40工作原理運動過程主動部分： 大齒輪在電機皮帶輪減速機

5、構(gòu)小齒輪的 帶動下不停運動； 大套（4）與大齒輪采用過渡配合（H7/K6）一起 轉(zhuǎn)動；從動部分： 內(nèi)套（2）外套（6）緊固在曲軸上，在離合器不 接合時不轉(zhuǎn)動，在離合器接合時，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)；主動部分與從動部分的連接：靠主、副鍵連接41工作原理離合器接合時：主鍵：逆時針方向運動 副鍵：順時針方向運動 轉(zhuǎn)動后位置：離合器分離時：主鍵：順時針方向運動 副鍵：逆時針方向運動 轉(zhuǎn)動后位置：主、副鍵連鎖：拉板424 轉(zhuǎn)鍵的材料與校核方式 材料：合金鋼40Cr、50Cr、或 碳素工具鋼T7、T10 校核：離合器所能傳遞的最大扭矩 要求： M離 M離 式中：M離20000d3 （N.cm） M離離合器所能傳遞

6、的最大扭矩； d轉(zhuǎn)鍵圓柱部分的直徑。 M離離合器所需傳遞的扭矩。 43 M離 其中：Mq曲軸所受扭矩； i 離合器至曲軸的傳動比； 離合器至曲軸的傳遞效率：一級0.97 二級0.94 . iMq445.4 離合器與制動器離合器與制動器電磁鐵控制的操縱機構(gòu)，可使壓力機獲得單次行程和連續(xù)行程兩種工作方式。單次行程：操作者即使沒有松開操縱踏板，曲軸回轉(zhuǎn)一周后仍會停止。連續(xù)行程：只要踩住踏板不松開，滑塊便可連續(xù)沖壓。 4546關(guān)閉關(guān)閉器控制過程（電磁鐵式）：器控制過程（電磁鐵式）：1、單次行程： 用銷子連接拉桿與打棒。 踩下踏板，電磁鐵通電，銜鐵上吸，拉桿向下拉打棒。 齒條隨拉桿向下運動，帶動齒輪和關(guān)

7、閉器轉(zhuǎn)動。 尾板與轉(zhuǎn)鍵反時針轉(zhuǎn)動，離合器接合，曲軸旋轉(zhuǎn)，滑塊向下運動。 隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)的凸塊向右撞開打棒，齒條向上運動，經(jīng)齒輪帶動關(guān)閉器回到工作位置擋住尾板，離合器脫開。 曲軸在制動器作用下停止轉(zhuǎn)動，滑塊完成一次行程。 475.4 離合器與制動器離合器與制動器2.滑銷式離合器滑銷離合器必須有能使曲軸準(zhǔn)確停止旋轉(zhuǎn)的制動器裝置。優(yōu)點：價格低。一般用于行程速度不高的壓力機。485.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器 摩擦離合器是借助摩擦力使主動部分與從動部分接合起 來的；而摩擦制動器是靠摩擦傳遞扭矩、吸收動能的。 摩擦離合器-制動器分類：按其工作情況分為干式和濕式兩種；按其結(jié)構(gòu)可分為分離式和組合

8、式；按其摩擦面的形狀，雙可分為圓盤式、浮動鑲塊式、圓錐式、鼓形式等。常見形式：圓盤式和浮動鑲塊式摩擦離合器-制動器。特點：摩擦離合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且需要氣源。能在曲柄轉(zhuǎn)動的任何角度接合或分離，易實現(xiàn)寸動行程和緊急停止。接合平穩(wěn)，能在較高的轉(zhuǎn)速下工作；能傳遞大的扭矩。在大型及高性能壓力機上得到廣泛應(yīng)用。 491.圓盤式摩擦離合器-制動器 動作過程：壓縮空氣經(jīng)導(dǎo)氣旋轉(zhuǎn)接頭12進入氣缸，氣缸向左移動，使制動摩擦片5與制動盤和氣缸的摩擦面脫開；緊接著氣缸左面的摩擦面將摩擦片8壓緊在離合器從動盤上，從動軸便隨飛輪轉(zhuǎn)動。電磁空氣分配閥斷電后，氣缸與大氣相通，在制動彈簧10的作用下，氣缸右行，離合器松開

9、，制動器接合，制動摩擦片對從動部分作用足夠的制動力矩，使之停止轉(zhuǎn)動。 特點：離合器、制動器接合時發(fā)熱較大，溫度較高，停止性能較差。該結(jié)構(gòu)只適宜于中小型壓力機。 5.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器502.浮動鑲塊式摩擦離合器-制動器 5.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器512.浮動鑲塊式摩擦離合器-制動器 特點：離合器和制動器的摩擦片制成塊狀，一般由石棉塑料的摩擦材料制成，裝在保持盤的沿圓周方向布置的孔洞中，并可在孔中作軸向移動。它的主要優(yōu)點是摩擦塊更換容易。分離式離合器-制動器從動部分慣量較小，離合器結(jié)合及制動器制動時發(fā)熱較少，故應(yīng)用較廣。但分離式離合器較為困難的是離合器和制動器

10、的連鎖。5.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器522 浮動鑲塊式摩擦離合器制動器 結(jié)構(gòu)組成 主動部分：3飛輪 41離合器主動摩擦盤 21離合器活塞 從動部分：51、52離合器及制動器從動摩擦片 71、72離合器、制動器浮動鑲塊 6從動軸 固定部分：9固定摩擦盤 12、22制動器氣缸及活塞等5354 離合器工作原理 制動器氣室（12）進氣推動制動器活塞（22）向左壓制制動彈簧（82）制動器分離 離合器氣室（11）進氣離合器活塞（21）向右運動壓制離合器浮動鑲塊（71）離合器接合 二者幾乎同時，相差0.04s 制動器工作原理 離合器氣室排氣離合器脫開彈簧推動離合器活塞向左離合器分離 制動器氣室

11、排氣制動彈簧推動制動摩擦盤向左壓制浮動鑲塊實現(xiàn)制動55 離合器與制動器之間的連鎖方式 靠離合器和制動器進氣和排氣的先后次序來完成。 離合器接合時，制動器先進氣，離合器后進氣； 制動器制動時，離合器先排氣，制動器后排氣。 鑲塊與主動摩擦片（41、42）間隙的調(diào)整： 靠墊片來完成565.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器3.帶式制動器常用形式：偏心帶式制動器、凸輪帶式制動器和氣動帶式制動器。特點：偏心帶式制動器在滑塊的整個行程中，對曲軸作用著一個周期變化的制動力矩。575.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器3.帶式制動器圖2-38為凸輪帶式制動器：它與剛性離合器配合使用。滑塊在上止點時制動

12、帶張得最緊。當(dāng)滑塊下行時，制動帶不完全松開，保持一定的張緊力，防止連桿滑塊的“超前”運動。圖2-39為氣動帶式制動器：一般和摩擦離合器配合使用。只在制動時，對曲軸有制動力矩作用，其它時候制動帶完全松開。所以，能量損耗小，且可以任意角度制動曲軸。585.4 摩擦離合器摩擦離合器-制動器制動器剛性離合器不宜在高速下工作，故一般安置在曲軸上，此時制動器也隨之置于曲軸上。摩擦離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上，一般是飛輪軸上。制動器位置隨離合器而定，因為傳動軸上制動力矩較小，所以裝于傳動軸上的制動器結(jié)構(gòu)尺寸較小。595.6 輔助裝置輔助裝置1 拉深墊鎖緊裝置作用：當(dāng)上模裝有彈性壓板或定位塊或雙動壓力機時，

13、應(yīng)使上模升至一定高度后才能頂起拉深墊托板，以免頂壞工件。60拉伸墊5.6 輔助裝置輔助裝置61氣墊氣墊特點：結(jié)構(gòu)簡單不另備儲氣罐導(dǎo)向性好62J23-400壓力壓力機氣墊機氣墊63滑塊平衡裝置 常見的平衡裝置有彈簧式和氣缸式。 5.6 輔助裝置輔助裝置64常見的頂料裝置有剛性和氣動兩種。頂料裝置5.6 輔助裝置輔助裝置65第六節(jié)第六節(jié) 電動機選擇和飛輪設(shè)計電動機選擇和飛輪設(shè)計1. 曲柄壓力機的電力拖動特征1 飛輪的作用 儲存和釋放能量的作用例：J31315壓力機沖制直徑100mm，厚度t為23mm的A3鋼板，已知：441MPa。解：工件變形力：F.D.t3150（kN） 工件變形功：A0.315

14、Fg.t22800（J） 沖裁時間：t0.2s 沖裁時壓力機機械效率：0.25 所需功率：N 456kw2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇設(shè)備依據(jù)： 首先應(yīng)了解沖壓件成形要求； 其次應(yīng)了解各類沖壓設(shè)備的特點； 所選設(shè)備的規(guī)格和性能應(yīng)與沖壓件的加工要求相適應(yīng)，除滿足使用要求之外，應(yīng)盡量避免資源浪費。 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題: 1）曲柄壓力機的工藝與結(jié)構(gòu)特性問題。通用曲柄壓力機工藝適應(yīng)范圍較廣。開式壓力機操作空間大，允許前后或左右送料操作，而閉式壓力機剛度好、滑塊導(dǎo)向精度高，床身受力變形易補償。中小型壓力機滑

15、塊行程速度較快，中大型壓力機滑塊行程速度稍慢。壓力機的行程和裝模高度對壓力機的整體剛性有一定的影響。 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題:2）曲柄壓力機的壓力特性問題。2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題:2）曲柄壓力機的壓力特性問題。工作負(fù)荷曲線可在工序確定之后做出。復(fù)合工序要考慮壓力的疊加情況。工作負(fù)荷不僅包括沖壓變形力，還要加上與變形力同時存在的其它工藝力，如壓料力、彈性卸料力、彈性頂件力、推件力等。 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題:3）

16、曲柄壓力機的做功特性問題。曲柄壓力機克服沖壓力所做的功相當(dāng)于工作負(fù)荷曲線下所包含的面積。壓力機的功率不足雖然不像壓力不足那樣引起壓力機強度破壞，但可能導(dǎo)致主電動機過熱，引起燒損。 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題:4）曲柄壓力機工作周期內(nèi)的能量消耗問題。7654321AAAAAAAA01315. 07 . 0hFhFAgggFkh 0對于一級傳動的快速壓力機，k取0.2，對于兩級及以上傳動的慢速壓力機，k取0.4。2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.1 曲柄壓力機的選擇選擇曲柄壓力機應(yīng)考慮的問題:5）壓力機與模具相關(guān)參數(shù)校核問題。模具閉合高

17、度校核模柄尺寸校核模具上模安裝面尺寸校核模具其它尺寸校核6）輔助裝置選用問題2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.2 壓力機的正確使用與維護1.壓力機能力的正確發(fā)揮選用時應(yīng)考慮安全裕度問題，尤其在偏心負(fù)荷工作狀態(tài)，沖壓力需低于標(biāo)稱壓力許多。 2.對壓力機結(jié)構(gòu)的正確使用 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.2 壓力機的正確使用與維護3.模具對壓力機正確使用的影響 模具尺寸與壓力機工作臺尺寸應(yīng)相適應(yīng)。對于閉合高度較小的模具，應(yīng)加墊板使用。4.操作應(yīng)準(zhǔn)確無誤5.定期檢修保養(yǎng) 2.7 曲柄壓力機的選擇與使用2.7.3 壓力機常見故障及排除方法表2-6表2-9是壓力機關(guān)鍵零、部件常見故障及排除方法。2

18、.9 伺服壓力機2.9.1 伺服壓力機的工作原理伺服壓力機的工作機構(gòu)不再采用曲柄滑塊機構(gòu)，滑塊的工作行程按沖壓工藝的需要方便地調(diào)節(jié)。其基本結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式通常有三種形式： 偏心齒輪-連桿滑塊機構(gòu) 滾珠絲杠-肘桿滑塊機構(gòu) 滾珠絲杠-滑塊機構(gòu)2.9 伺服壓力機（1）偏心齒輪-連桿滑塊機構(gòu)2.9 伺服壓力機（2）滾珠絲杠-肘桿滑塊機構(gòu)2.9 伺服壓力機（3）滾珠絲杠-滑塊機構(gòu)2.9 伺服壓力機2.9.2 伺服壓力機的特點滑塊的運動行程可方便地調(diào)節(jié)，大大減小了滑塊空行程的運動時間和能量消耗?？蓪崿F(xiàn)沖壓成形工序的閉環(huán)數(shù)字化編程控制，滑塊的運動位置和運動速度可由程序預(yù)先設(shè)定，并可方便地調(diào)整。交流伺服電機驅(qū)動，輸出扭矩大，減小了