J23-40型压力机曲柄滑块机构结构设计6296.docx

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1、齐齐哈尔大学毕业设计（论文）齐齐哈尔大学毕业设计（论论文)题目 JJ23-40压压力机曲曲柄滑块块机构结结构设计计 学院机电工工程学院院专业班级机机械1116班 学生姓名 周 新新 指导教师 刘 尚尚 成绩年月日齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘 要曲柄压力机机广泛应应用于冲冲裁，弯弯曲，校校正，模模具冲压压等工作作。本次次设计的的为J223-440型压压力机曲曲柄滑块块机构结结构设计计。此次设计由由于分工工不同，主主要完成成的是曲曲柄压力力机曲柄柄滑块机机构的设设计。在在设计中中主要是是根据总总体设计计确定的的压力机机主要参参数，公公称压力力，滑块块行程等等参数参参考相关关手册初初步估算算曲柄，

2、连连杆，滑滑块，导导轨相关关尺寸，然然后分别别校核，修修正，最最终确定定各零部部件尺寸寸，并根根据要求求完成装装模高度度调节装装置设计计。最后后写出详详尽曲柄柄滑块机机构设计计说明书书，绘出出主要零零件图。关键词：公公称压力力；曲轴；连杆；滑滑块AbstrracttCrankk prresss maachiine widdelyy ussed in punnchiing, beendiing, coorreectiion, diie sstammpinng eetc.Thee deesiggn ffor thee sttruccturre ddesiign of sliiderr crrank

3、k meechaanissm oof JJ23-40 preess.This dessignn duue tto ddifffereent divvisiion of labbor, maainlly tto ccompplette tthe dessignn off thhe ccrannk ppresss sslidder craank mecchannismm.In thee deesiggn iis mmainnly acccorddingg too thhe ppresss oof tthe keyy paarammeteers to dettermminee thhe ooverr

4、alll deesiggn, thee noominnal preessuure, sllidee sttrokke pparaametterss reeferrencce mmanuual preelimminaary esttimaatess off crrankk, cconnnecttingg rood, a sslidde bblocck, raiil ccorrrelaatioon ddimeensiion, thhen cheeck, coorreectiion, annd uultiimattelyy deeterrminne tthe sizze oof ppartts aa

5、nd commponnentts, andd acccorrdinng tto tthe reqquirred to commpleete diee fiilliing heiightt addjusstmeent devvicee deesiggn.Finnallly, wriite thee deetaiiledd deesiggn sspeccifiicattionn off sllideer ccrannk mmechhaniism, fiigurre oout majjor parrts.Keywoordss: nnomiinall prresssuree；craanksshafft

6、；connnecctinng rrod；sliiderrII目 录录摘 要IIAbstrracttII第1章 绪绪 论论11.1 研研究背景景11.2 国国内外研研究现状状11.3 曲曲柄压力力机的工工作原理理及主要要参数221.3.11 曲柄柄压力机机的工作作原理221.3.22 曲柄柄压力机机工作的的特点331.3.33 J223-440型压压力机主主要参数数31.4 本本章小结结4第2章 曲曲柄滑块块机构的的运动分分析与受受力分析析52.1 曲曲柄滑块块机构的的运动规规律52.1.11 滑块块的位移移和曲柄柄转角之之间的关关系52.1.22 滑块块的速度度和曲柄柄转角之之间的关关系62.

7、2 曲曲柄滑块块机构的的受力分分析72.2.11 忽略略摩擦情情况下滑滑块机构构的力学学分析772.2.22 考虑虑摩擦情情况下滑滑块机构构的力学学分析992.3 本本章小结结11第3章 曲曲轴轴系系部件的的设计计计算1223.1 曲曲柄形式式123.1.11 曲轴轴驱动的的曲柄滑滑块机构构123.1.22 偏心心轴驱动动的曲柄柄滑块机机构1333.1.33 曲拐拐驱动的的曲柄滑滑块机构构133.1.44 偏心心齿轮驱驱动的曲曲柄滑块块机构1143.2 曲曲轴的设设计计算算143.2.11 曲轴轴材料的的选定1143.2.22 估算算曲轴的的相关尺尺寸1553.2.33 曲轴轴的强度度及刚度度

8、校核1163.3 连连杆和装装模高度度调节机机构2003.4 连连杆结构构的设计计计算2213.4.11 连杆杆的选择择213.4.22 连杆杆尺寸设设计计算算213.4.33 连杆杆及调节节螺杆的的强度校校核222第4章 滑滑块部件件的结构构设计2254.1 滑滑块与导导轨的结结构2554.1.11 滑块块的导向向调节间间隙2554.1.22 导轨轨的形式式264.2 滑滑块与导导轨的材材料选择择274.3 滑滑块的有有限元分分析2774.3.11 模型型的生成成284.3.22 模型型的简化化284.3.33 网格格的划分分294.3.44 约束束条件与与力的施施加3004.3.55 UG

9、G8.00 NAASTRRAN计计算结果果分析330结 论论32参考文献333致 谢谢34V第1章 绪 论1.1 研究背景制造业的发发展是国国家经济济发展的的重要保保证之一一，同时时又是判判断一个个国家科科技实力力和国防防实力是是否领先先的重要要标准。在在机械制制造业中中，压力力机锻压压制造是是目前全全世界应应用最为为广泛的的制造方方法之一一。而在在锻压机机械中，曲曲柄压力力机又占占有很大大的比重重。曲柄柄压力机机主要是是通过飞飞轮将电电机的能能量存储储，在工工作的瞬瞬间通过过曲轴及及与其相相连的滑滑块对特特定的模模具做功功而释放放能量。如如今，随随着汽车车工业的的兴起，曲曲柄压力力机以及及其

10、他锻锻压设备备得到了了迅速发发展。众众所周知知，由于于采用现现代化的的锻压工工艺生产产工件具具有效率率高，质质量好，能能量省和和成本低低的优点点。近年年来，曲曲柄压力力机广泛泛应用于于冲裁，落落料，弯弯曲，折折边，浅浅拉伸及及其他冷冷冲压工工序，是是汽车，摩摩托车，家家用电器器，仪器器仪表，轻轻工，国国防工业业，化工工容器，电电子等行行业必备备的关键键设备。伴伴随着工工业的发发展，压压力机的的种类和和数量越越来越多多，质量量要求越越来越大大，能力力越来越越大，它它在机械械制造业业和其它它相关行行业中的的作用日日趋显著著。因此此对压力力机的精精度和生生产率等等的要求求也就越越来越高高，所以以对压

11、力力机曲柄柄滑块机机构的设设计是十十分必要要的，生生产出具具有高效效率，高高精度，低低成本，自自动化等等现代化化制造特特点的压压力机，是是值得研研究和探探讨的。1.2 国内外研究究现状目前在国外外，由于于汽车工工业的迅迅速兴起起，曲柄柄压力机机以及其其它制造造设备也也随之蓬蓬勃发展展，在逐逐渐融入入新技术术，新材材料后，更更加推动动了曲柄柄压力机机的改进进与发展展。传动动系统是是曲柄压压力机的的重要组组成部分分，其作作用就是是将电机机的运动动和能量量按照一一定的要要求转化化为曲柄柄滑块的的运动。目目前在国国外，曲曲柄压力力机主要要以批量量生产在在板冲和和模锻中中被广泛泛应用，专专业化程程度越来

12、来越高，朝朝着高速速度，高高精度和和自动化化的目标标在发展展，普遍遍采用CCNC控控制。专专业化程程度越来来越高，朝朝着高速速度，高高精度和和自动化化的目标标在发展展。近年年来，锻锻压机械械的拥有有量美国国约占332.44，日日本约占占34。日日本已经经有了很很多条热热模锻压压力机生生产线。联联邦德国国奥穆科科公司近近年来制制造的平平锻机和和热模锻锻压力机机，都已已经采用用微型计计算机巡巡回检测测各轴承承的温度度，显示示工艺力力，对压压力机的的安全运运转有着着非常重重要的作作用。但但最近几几年，多多品种少少量生产产势头在在国外越越益强劲劲，要满满足经济济的合理理性，就就要求制制造机械械拥有更更

13、高的柔柔性和通通用性。在在这种背背景下，国国外设计计者们已已经在传传统的机机械压力力机上经经过反复复试验，设设计出一一些具有有创新的的压力机机。这些些压力机机可以适适应多变变的工艺艺过程，通通用性比比以往有有很大提提高，拥拥有更高高的柔性性。其中中机械驱驱动源采采用液压压驱动，兼兼容了机机械压力力机和液液压机的的优点，体体现出未未来压力力机的突突出特征征。我国的冲压压技术是是在新中中国成立立以后才才发展起起来的。解解放以前前，我国国在曲柄柄压力机机的生产产上十分分落后，只只能制造造出一些些手动冲冲床。在在解放以以后才有有了快速速的发展展，迄今今为止，在国内从事曲柄压力机设计制造的企业非常多，分

14、布也很广，但这些企业生产的压力机大多款式陈旧单一，档次较国外比较低，只能占领中低端市场。只有个别企业靠自身研发与引进国外技术相结合的方式，生产出一些接近于国外先进技术水平的机床，如济南第二机床厂的大型冲床就已经返销欧美。尽管我国现在已经成为世界各种产品的加工中心，有大量曲柄压力机投入使用，但其中由我国自行设计和制造的压力机却不多，大多是从国外引进或者与国外合作生产制造。由于引进技术和自行研究，压力机的研制水平已经达到了一个全新的高度。但是，与工业发达的国家相比较，我国的曲柄压力机制造业仍然是很落后的，主要表现在性能不好，质量不高和品种不全等方面。进入21世纪以来，中国锻压机械行业通过技术引进，

15、合作生产及合资等多种方式，已经快速地提高了我国的冲压设备整体水平，近年来设计制造的很多产品，其技术性能指标已经能够接近世界先进水平，但仍存在差距，主要体现在设备的高速性，高精度性和稳定性方面。因此，如何继续缩小与国外先进产品的距离仍是我国设备制造企业需要面对的挑战。1.3 曲柄压力机机的工作作原理及及主要参参数1.3.1 曲柄压力机机的工作作原理曲柄压力机机是以曲曲柄传动动的锻压压机械，其其工作原原理是电电动机通通过三角角带把运运动传给给大皮带带轮，再再经小齿齿轮，大大齿轮，传传给曲轴轴。连杆杆上端连连在曲轴轴上，下下端与滑滑块连接接，把曲曲轴的旋旋转运动动变为连连杆的上上下往复复运动。上上模

16、装在在滑块上上，下模模装在垫垫板上。因因此，当当材料放放在上下下模之间间时，及及能进行行冲裁或或其他变变形工艺艺，制成成工件。由由于工艺艺的需要要，滑块块有时运运动，有有时停止止，所以以装有离离合器和和制动器器。压力力机在整整个工作作周期内内进行工工艺操作作的时间间很短，也也就是说说，有负负荷的工工作时间间很短，大大部分时时间为无无负荷的的空程时时间。为为了使电电动机的的负荷均均匀，有有效的利利用能量量，因而而装有飞飞轮。本本次曲柄柄压力机机的设计计中,大大皮带轮轮的设计计兼有飞飞轮的作作用。工作原理图图如下图图：图1-1 工作原原理图1.3.2 曲柄压力机机工作的的特点刚性传动，滑滑块运动动

17、具有强强制性质质a. 上下下死点、运运动速度度、闭合合高度等等固定便于于实现机机械化和和自动化化b. 定行行程设备备自我我保护能能力差，工作时时形成封封闭力系系c. 不会会造成强强烈冲击击和振动动d. 不允允许超负负荷使用用，一个工工作循环环中负荷荷作用时时间短，主主要靠飞飞轮释放放能量e. 工作作时尖峰峰负荷不不会对电电网造成成冲击f. 不能能够超能能量使用用1.3.3 J23-440型压压力机主主要参数数公称压力(t)：40滑块行程（mmm）：40行程次数（次次/miin）：80公称压力时时下死点点距离（mmm）：7/22固定行程（mmm）：1000调整行程（mmm）：1000/100活动

18、台位置置（mmm）：4400/20001.4 本章小结本章主要介介绍了设设计的研研究背景景以及压压力机的的国内外外研究现现状，通通过对压压力机工工作原理理的阐述述，引出出本设计计的研究究对象曲曲柄滑块块机构及及其主要要技术参参数，并并对本设设计的重重点、难难点加以以描述。47第2章 曲柄滑块机机构的运运动分析析与受力力分析2.1 曲柄滑块机机构的运运动规律律曲柄滑块机机构运动动简图如如图2-1所示示。结点点正置于于曲柄滑滑块机构构运动简简图中，图图中， OA 是曲柄柄，O点点是曲柄柄的旋转转中心。AAB 为为连杆，AA 点是是曲柄和和连杆的的连结点点，B 点为连连杆与滑滑块的连连结点。曲曲柄长

19、度度为 RR，也叫叫做曲柄柄半径，连连杆长度度为 LL，称为为连杆系系数。对对于通用用的压力力机，一一般为 0.110.22。图2-1曲曲柄滑块块机构的的运动简简图2.1.1 滑块的位移移和曲柄柄转角之之间的关关系当曲柄滑块块转动时时，从上上止点转转到下止止点， 滑块从从 点降降至点（如如图2-1），全全行程 。设曲曲柄转至至下死点点时的曲曲柄转角角为，曲柄柄逆时针针运动到到上死点点时曲柄柄转角为为，连杆杆的中心心线与滑滑块运动动方向之之间的夹夹角为。滑滑块的位位移和曲曲柄转角角之间的的关系表表达式为为：（2-1）而，则，又又，所以以，将其其带入整整理得（2-2）为连杆系数数，在通通用的压压力

20、机中中，一般般为 00.10.22。故上上式在整整理后可可得（2-3）式中 滑块行行程（从从下死点点算起）曲柄转角角（从下下死点算算起,与与曲柄旋旋转方向向相反者者为正）曲柄半径径连杆长度度连杆系数数因此，当已已知曲柄柄的半径径和连杆系系数时，便便可以从从上式计计算出对对应不同同的值。由由余弦定定理可知知（2-4）2.1.2 滑块的速度度和曲柄柄转角之之间的关关系在求出滑块块的位移移与曲柄柄转角之之间的关关系后，把位移对时间求导就可以求得滑块的速度。求导过程如下：而， 所以以式中滑块块速度曲柄的角角速度又，所以滑块的的运动速速度 和和曲柄转转角之间间的关系系式为：（2-5）式中曲柄柄每分钟钟的

21、转数数从上式可以以看出，滑滑块的速速度是随随着曲柄柄的转角角的变化化而变化化的。在在时，。曲曲柄转角角增大时时，滑块块的速度度也随之之显著增增加，但但在时，速速度的变变化是很很小，而而数值却却是最大大的。因因此，常常常取曲曲柄转角角时的滑滑块速度度作为最最大速度度。用表表示。即（2-6）上式表明，滑滑块的最最大速度度与曲柄柄的转速速，曲柄柄半径是是成正比比的，越越高，越越大，滑滑块的最最大速度度也越大大。2.2 曲柄滑块机机构的受受力分析析曲柄滑块机机构能否否满足工工艺的要要求，除除了检验验曲柄滑滑块机构构的运动动规律是是否符合合要求，还还必须对对曲柄滑滑块机构构的强度度进行校校核。为为了更准

22、准确的进进行强度度校核，首首先要确确定滑块块机构中中的主要要零部件件的进行行受力状状态。2.2.1 忽略摩擦情情况下滑滑块机构构的力学学分析图2-2忽忽略摩擦擦和零件件自身重重量时曲曲柄滑块块机构的的受力图图1.连杆及及导轨受受力图2-2为为忽略摩摩擦和零零件自身身重量时时滑块的的受力情情况。考虑B点力力的平衡衡得由前推导可可知，若若，当时，。当当，。在通通常情况况，尤其其是通用用压力机机，远远远小于00.3,所以远远远小于于。由于于角较小小，所以以，可以以认为，故上上述两式式可以写写为（2-7）（2-8）式中连杆杆作用力力；导轨作用用力；工件变形形力；连杆系数数；曲柄转角角。2.曲轴所所受扭

23、矩矩曲轴上所受受的理想想扭矩为为而 又 所以 又 所以 （2-9）式中R曲曲柄半径径连杆系数数；曲柄转角角。从以上上述述公式可可以得出，虽虽然工件件所受的的变形力力P一定定，而曲曲轴所受受的扭矩矩是随着着曲柄转转角的变变化而变变化的，的值越大，的值就越大，也就是说在比较大的曲柄转角下工作时，曲轴上所受的扭矩就会比较大。当曲柄转角等于公称压力角时，即时，曲轴上所受的理想扭矩就称为理想公称扭矩。即（2-100）此公称扭矩矩是设计计曲轴的的基础。我们在上述述分析连连杆和曲曲轴所传传递的扭扭矩过程程当中,没有考考虑各运运动部位位的摩擦擦问题。这这种处理理问题的的方法对对于分析析连杆的的受力来来讲,误误

24、差是非非常小的的，并且且简化了了计算，是是可以应应用的。但但是,在在计算曲曲轴传递递的扭矩矩时,如如果不考考虑摩擦擦的影响响,却会会带来比比较大的的误差,因此，在在计算时时应考虑虑由摩擦擦所增加加的扭矩矩。2.2.2 考虑摩擦情情况下滑滑块机构构的力学学分析求曲柄滑块块机构的的摩擦扭扭矩主要要有两种种方法，那那就是能能量法和和力法，在在这里我我们主要要运用能能量法进进行滑块块机构的的受力分分析。压力机在工工作时，曲曲柄滑块块机构中中的摩擦擦主要发发生在四四处：1 滑块导轨面面的摩擦擦。摩擦擦力的大大小为（2-111） 摩摩擦力的的方向与与滑块的的运动方方向相反反，形成成了对滑滑块运动动的阻力力

25、。该阻阻力经过过连杆作作用到曲曲轴上，从从而增加加了曲轴轴所需传传递的扭扭矩。2. 曲轴轴支承颈颈与轴承承之间的的摩擦。曲曲轴旋转转时,轴轴承对轴轴颈的摩摩擦力分分布在轴轴颈的工工作面上上,这些些摩擦力力对轴颈颈中心形形成与轴轴颈旋转转方向相相反的阻阻力矩。对对支撑11、2其其值分别别为：两个支撑的的总阻力力矩为（2-122）由于小齿轮轮的作用用力比小很多多，所以以可以认认为两个个支反力力的和为为（2-133）所以上式变变为 （22-14）3. 曲柄柄颈与连连杆大端端轴承之之间的摩摩擦,它它与上一一种摩擦擦一样,也会形形成阻力力矩,且且可按下下式计算算: （2-15）4. 连杆杆销与连连杆小端

26、端轴承之之间的摩摩擦。它它也会形形成阻力力矩: （2-16）上述三个阻阻力矩，都会是是曲轴增增加所需需传递的的扭矩。根据功率平平衡原理理，曲轴轴所需要要增加的的扭矩在在单位时时间内所所做的功功，等于于克服各各处摩擦擦所消耗耗的功率率。即（2-177）式中 滑块移移动速度度；曲柄的转转动角速速度；、连杆的的摆动角角速度。根据运动学学原理，连连杆ABB为平面面运动，或可从下述关系中求出（2-188）式中 连杆BB点的相相对速度度。而 =取，则，经经整理后后得由于于摩擦使使曲轴所所增加的的扭矩为为：（2-199）最后得到考考虑摩擦擦后曲轴轴所需传传递的扭扭矩为=（2-220）式中 R曲柄半半径；曲柄

27、的转转角；连杆系数数；摩擦系数数,一般般取0.05；曲轴支承承颈的直直径；曲轴颈的的直径；连杆销的的直径；P坯料抵抵抗变形形的反作作用力。为了便于计计算，式式（2-15）可可写成如如下形式式 （2-21） （2-22）称为当量力力臂，就就是在考考虑摩擦擦后总的的当量力力臂。当时，曲轴轴上的扭扭矩及称称为公称称扭矩，即即 （22-233）而相应的当当量力臂臂便称为为公称当当量力臂臂，即 （2-224）2.3 本章小结本章是曲柄柄滑块机机构结构构设计的的理论基基础，主主要对曲曲柄滑块块机构的的运动规规律和受受力情况况进行了了分析，其其中具体体包括滑滑块的位位移和曲曲柄转角角之间的的关系、滑滑块的速

28、速度和曲曲柄转角角之间的的关系、忽忽略摩擦擦情况下下滑块机机构的力力学分析析、考虑虑摩擦情情况下滑滑块机构构的力学学分析等等。在受受力分析析中，本本章对滑滑块和连连杆的受受力情况况做了具具体了分分析，其其中的一一些计算算公式在在后续的的曲轴和和连杆的的设计中中都会用用到，因因此，本本章是整整个设计计的基础础部分。第3章 曲轴轴系部部件的设设计计算算3.1 曲柄形式(a).曲曲轴驱动动的曲柄柄滑块机机构(b).偏偏心轴驱驱动的曲曲柄滑块块机构(c).曲曲拐驱动动的曲柄柄滑块机机构(d).偏偏心齿轮轮驱动的的曲柄滑滑块机构构1 支承承颈; 2 曲柄柄臂; 3曲柄颈颈; 44 连杆; 5曲拐颈颈;

29、66 心轴; 7偏心齿齿轮3.1.1 曲轴驱动的的曲柄滑滑块机构构工作原理：曲轴旋旋转时，连连杆作摆摆动和上上、下运运动，使使滑块在在导轨中中作上、下下往复直直线运动动。 特点：曲曲轴双端端支承，受受力好；滑块行行程较大大，行程程不可调调。大型型曲轴锻锻造困难难，受弯弯、扭作作用，制制造要求求高。 适用范围围：主要要用于较较大行程程的中小小型压力力机上。 图3-22 J223-440压力力机的曲曲柄滑块块机构结结构图1、打料横横梁 22、滑块块 3、压压塌块 4、支支承座 5、盖盖板 66、调节节螺杆 7、连连杆体 8、轴轴瓦 99、曲轴轴 100、锁紧紧螺钉 11、锁锁紧块 12、模模具夹持

30、持块3.1.2 偏心轴驱动动的曲柄柄滑块机机构工作原理：当偏心心轴转动动时，曲曲轴颈的的外圆中中心以偏偏心轴中中心为圆圆心做圆圆周运动动，带动动连杆、滑滑块运动动。特点：曲轴轴颈短而而粗，支支座间距距小，结结构紧凑凑，刚性性好。但但偏心部部分直径径大，摩摩擦损耗耗多，制制造比较较困难。适用范围：主要用用于行程程小压力力机上。 3.1.3 曲拐驱动的的曲柄滑滑块机构构工作原理：当曲拐拐轴转动动时，偏偏心套的的外圆中中心以曲曲拐轴的的中心为为圆心做做圆周运运动，带带动连杆杆、滑块块运动。特点：曲拐拐轴单端端支承，受受力条件件差；滑滑块行程程可调（偏偏心套或或曲拐轴轴颈端面面有刻度度）。便便于调节节

31、行程且且结构简简单，但但曲柄悬悬伸刚度度差。适用范围：主要用用于中、小小型压力力机上图3-3 JB221-440压力力机的曲曲柄滑块块机构结结构图1、滑块 2、调调节螺杆杆 3、连连杆体 4、压压板 55、曲拐拐轴 66、偏心心套3.1.4 偏心齿轮驱驱动的曲曲柄滑块块机构工作原理：偏心齿齿轮在芯芯轴上旋旋转时，其其偏心颈颈就相当当于曲柄柄在旋转转，从而而带动连连杆使滑滑块上下下运动。特点：偏心心齿轮芯芯轴双端端支承，受受力好；偏心齿齿轮只传传递扭矩矩，弯矩矩由芯轴轴承受；受力情情况比曲曲轴好，芯芯轴刚度度大。结结构相对对复杂，但但铸造比比曲轴锻锻造容易易解决。 适用范围围：常用用于大中中型压

32、力力机上。 3.2 曲轴的设计计计算3.2.1 曲轴材料的的选定曲轴为压力力机非常常重要的的传动零零件，受受力比较较复杂,所以制制造条件件要求较较高,一一般选用用45号钢锻制而而成。锻锻比一般般为2.53。有一一些中、大大型压力力机的曲曲轴则用用合金钢钢锻造，例例如、，锻比比则需要要大于33。对于于小型压压力机的的曲轴，在在国内有有些制造造厂用球球墨铸铁铁铸造。锻锻制的曲曲轴加工工后应进进行调质质处理，有有时还需需要在两两端切割割试件进进行机械械性能试试验。对对于大型型曲轴，有有时在支支承颈和和曲柄颈颈中心处处钻深孔孔，以改改善淬透透性，提提高机械械性能。曲曲柄支承承颈和曲曲柄颈需需加以精精车

33、或磨磨光。为为了延长长曲轴寿寿命，在在各轴颈颈特别是是圆角处处，最好好用滚子子辗压强强化。查阅相关手手册,参参考同类类型的曲曲柄压力力机曲轴轴常用材材料,本本次设计计的曲轴轴采用440Crr锻造而而成，曲曲轴在粗粗加工后后进行调调质处理理，调质质后硬度度不低于于2700HB,锻造比比取3。3.2.2 估算曲轴的的相关尺尺寸在设计曲轴轴时，首首先根据据经验公公式决定定曲轴的的有关尺尺寸，然然后再根根据理论论公式进进行精确确校核。曲轴由支承承颈、曲曲柄臂、曲曲柄颈三三部分组组成,如图3-3。图3-3 曲轴各各部分尺尺寸示意意图根据曲柄轴轴尺寸经经验公式式 （3-11）式中 压力机机公称压压力（KK

34、N），此此处得支承颈直直径。其余各部分分尺寸见见表3-1。表3-1 曲轴有有关尺寸寸经验公公式曲轴各部分分尺寸名名称代号经验数据计算尺寸曲柄颈直径径120支承颈长度度180曲柄两臂外外侧面间间的长度度225曲柄颈长度度150圆角半径9曲柄臂的宽宽度135曲柄半径固定行程的的一半503.2.3 曲轴的强度度及刚度度校核一、强度校校核曲轴的危险险截面主主要是曲曲柄颈截截面和支支承颈截截面，即即截面和和截面（如如图3-4）。图3-4 曲轴危危险截面面示意图图1.曲柄颈颈危险截截面的校校核齿轮在曲轴轴上的作作用力要要比连杆杆对曲轴轴的作用用力小得得多，故故可忽略略不计；而连杆杆对曲轴轴的作用用力可近近

35、似看成成是等于于公称压压力，并并且分别别以的一一半作用用在连杆杆的轴瓦瓦两侧。如如此，危危险截面面的弯矩矩为 （3-2） 截面的最大大应力为为（3-3）式（3-22）和（3-33）中公称压力力；曲柄颈长长度；曲柄两臂臂外侧面面间的长长度；曲柄颈直直径；圆角半径径；弯曲截面面系数。带入已知数数据，计计算得：因为，故曲曲轴颈截截面的强强度符合合要求。在曲轴的曲曲柄颈上上，除了了受弯矩矩作用以以外，还还会受到到扭矩的的作用，此此时应当当按弯扭扭联合作作用计算算。但是是，由于于所受弯弯矩要比比扭矩大大得多，所所以忽略略扭矩计计算的应应力和考考虑扭矩矩计算的的应力差差不多。因因此，本本次设计计中曲轴轴的

36、曲柄柄颈用式式（3-33）计算截面面的应力力就足够够准确。2.支承颈颈危险截截面的校校核曲轴除在曲曲柄颈的的截面处有有可能发发生破坏坏以外，也也可能在在支承颈颈的截面面处发生生破坏，所所以，还还需校核核截面处处的强度度。在支承颈截截面处，也也受到了了弯扭联联合作用用，但是是这里和和曲柄颈颈的截面面恰恰相相反，扭扭矩要比比弯矩大大得多，所所以可以以忽略弯弯矩在此此处的影影响。截截面处的的扭矩为为（3-4）最大剪应力力为 （33-5）式中公称称压力；支承颈直直径；公称当量量力臂，见见式（22-199）；扭转截面面系数。带入已知数数据，计计算得：因为，故支支承颈截截面的强强度符合合要求。曲轴许用应应

37、力如表表3-22所示。表3-2 曲轴许许用应力力（）材 料45调质360010001400075011000040调质5000140020000100015000调质6500180026000140020000调质7500210030000160023000二、刚度校校核曲轴的刚度度计算，利利用摩尔尔定理就就可计算算曲柄颈颈中点的的挠度。第一项很小小，可以以忽略，故故简化公公式为：式中 压力机机公称压压力（）；弹性模量量，对钢钢曲轴；曲柄颈长长度；曲柄臂宽宽度；圆角半径径；支承颈、曲曲柄臂、曲曲柄颈的的惯性矩矩；式中 、支承颈颈、曲柄柄颈直径径；曲柄臂高高度；曲柄臂宽宽度；曲柄臂形形心至曲曲柄

38、颈形形心的距距离。曲柄颈中点点的计算算挠度与与实测挠挠度见表表3-33表3-3曲曲柄颈中中点的计计算挠度度与实测测挠度表表压力机型号号或吨位位计算挠度实测挠度J23-4400.17220.1799三、键的选选择与校校核键是标准件件，通常常用于联联接轴和和轴上的的零件，能能够起到到周向固固定的作作用并且且传递转转矩。根根据传递递转矩的的大小和和轴上的的零件是是否需要要沿轴向向滑移以以及滑移移距离的的长短，还还有对中中性的要要求，键键在轴上上的位置置等，本本次设计计采用普普通平键键，材料料使用铸铸钢。这这种键联联接具有有对中性性好、结结构比较较简单、装装拆比较较方便等等特点。根根据键在在轴段的的直

39、径从从标准中中选取键键的剖面面尺寸，。平键联接的的失效形形式主要要有以下下几种：工作面面的过度度磨损，工工作面被被圧溃，有有的情况况下还会会出现键键被剪断断的情况况。对于于尺寸按按标准选选择的键键来说，一一般只按按工作面面的挤压压应力来来进行强强度校核核。 （3-6）式中 传传递转矩矩；键的高度度；键的工作作长度；轴的直径径；键的数目目；许用挤压压应力。代入数据计计算得Pa故所选平键键符合要要求。3.3 连杆和装模模高度调调节机构构为了能适应应不同高高度的模模具，压压力机的的装模高高度应当当是可以以调节的的。如图图4-11所示，装装模高度度的调节节是通过过调节连连杆的长长度来实实现的。也也就是

40、说说，连杆杆部件不不是一个个整体，而而是由连连杆2和和调节螺螺杆3组组成的。调调节螺杆杆的下端端的球头头和滑块块6相联联接，使使用扳手手转动调调节螺杆杆，就可可以调节节连杆的的长度。图3-5 曲柄压压力机剖剖面图压力机在冲冲压工件件的过程程当中，装装模高度度是应该该保持不不变的。如如果装模模高度变变大了，则则可能会会造成所所加工工工件出现现废品；如果装装模高度度变小了了，就有有可能会会造成模模具的损损坏，或或者压力力机出现现过载现现象。鉴鉴于此，为为了防止止装模高高度在加加工过程程中自行行改变，滑滑块机构构中设有有锁紧装装置，它它是由锁锁紧块88以及锁锁紧螺钉钉7组合而而成。锁锁紧块上上有正反

41、反扣螺纹纹，锁紧紧螺钉上上也具有有相同的的正反螺螺纹与其其相配合合。转动动锁紧螺螺钉，就就可以使使锁紧块块紧紧压压住调节节螺杆，这这样就可可以防止止因调节节螺杆松松动而造造成的装装模高度度变化。上面所用到到的连杆杆式靠一一个球头头和滑块块相联接接，因此此称为球球头式连连杆。除除此以外外，还有有柱销式式连杆。这这种形式式的连杆杆是一个个整体，它它通过连连杆销、调调节螺杆杆与滑块块相联接接调节螺螺杆由蜗蜗轮蜗杆杆来驱动动。这种种结构的的连杆虽虽然是一一个整体体，长度度不可调调，但是是转动蜗蜗轮蜗杆杆就可使使滑块上上下移动动，所以以也可以以达到调调整装模模高度的的目的。3.4 连杆结构的的设计计计算

42、3.4.1 连杆的选择择球头式连杆杆和柱销销式连杆杆在生产产上均有有使用，各各有各的的优缺点点。球头头式连杆杆的结构构比较紧紧凑，并并且压力力机的高高度还可可以降低低。但是是球头加加工比较较困难，需需用专用用设备进进行加工工。柱销销式连杆杆与球头头式螺杆杆相反，加加工相对对简单，但但是随着着压力机机的压力力增大，柱柱销的直直径就随随之增大大。所以以对于大大型压力力机来说说，采用用柱销式式连杆就就不太合合理，因因此就有有了柱面面结构，即即销子和和连杆孔孔之间有有间隙。在在工作的的行程时时，由柱柱面接触触来传递递载荷。回回程时，销销子承受受着滑块块的重量量及拔模模力。如如此，销销子的直直径就可可以

43、减小小，但柱柱面加工工困难。在有些压力力机当中中，也会会采用柱柱塞导向向式的连连杆，即即连杆不不是直接接和滑块块相连接接的，而而是通过过一个导导向柱塞塞和滑块块相连接接。这样样，偏心心轮就能能够菲比比在机身身的上梁梁当中，变变成浸油油的润滑滑，这样样可以减减少齿轮轮的磨损损，还能能降低传传动中的的噪声。此此外，导导向柱塞塞在导向向套筒中中滑动，就就相当于于加长了了滑块的的导向长长度，从从而提高高了压力力机的运运动精度度。它的的主要缺缺点是加加工、安安装较为为复杂，压压力机的的高度有有所增高高。综合各连杆杆的优缺缺点，本本次设计计中的曲曲柄滑块块机构采采用球头头式连杆杆。连杆杆使455钢来制制造

44、。球球头式连连杆中调调节螺杆杆则使用用45号号钢锻造加加工，调调质处理理，球头头表面淬淬火，硬硬度为2230-2600HBCC。调节螺螺杆的螺螺纹通常常常采用用强度较较高的特特种止推推螺纹和和梯形螺螺纹。由由于压力力机是在在重载的的情况下下工作，所所以采用用梯形螺螺纹，尺尺寸为MM8012。3.4.2 连杆尺寸设设计计算算在设计连杆杆时，首首先根据据经验公公式确定定连杆的的有关尺尺寸，然然后再根根据理论论公式进进行校核核。尺寸寸计算主主要包括括连杆以以及螺杆杆尺寸。连杆上的作作用力，的大小小和压力力机公称称压力以以及曲柄柄滑块机机构中连连杆的数数目有关关。对于于单点压压力机，（为公称压力）。球头式连杆杆的连杆杆及螺杆杆尺寸的的经验公公式计算算见表33-4。表3-4 连杆尺尺寸表计算部位代号经验数据计算尺寸球头调节螺螺杆100807090连杆120160连杆总长度度L的确定定在确定连杆杆的长度度L时，根根据压力力机的工工作特性性，结构构特点，以以及精度度和刚度度的要求求等全面面考虑