丽水职业技术学院
机电信息分院
毕业设计
曲柄压力机的传动机构设计
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摘要
近年来，电子、通讯、计算机、家电及汽车工业的迅猛发展，对冲压零件的需求量迅猛增长。冲压零件可分为功能性和外观性零件。尺寸与形状均趋于标准化和系列化的功能性冲压件，生产批量越来越大（如中小型电机的定转子硅钢片、高压器硅钢片、刮脸刀、(IT芯片等)），为降低成本和提高劳动生产率，这类零件很适合在高速压力机上进行大批量生产；而外观性冲压零件，它的品种、外形与产量多变，为了适应市场，如果组织投资大批量生产，经济效益极不合算，因此，它们适宜于在行程次数较低高效率低的一般通用机械压力机上进行冲压。
我做的毕业设计就是曲柄压力机的传动机构的设计，通过查阅和分析相关的设计资料按标准来完成齿轮传动、皮带传动、轴传动的设计。本文就是介绍了对曲柄压力机的齿轮传动、皮带传动、轴传动的设计计算来完成曲柄压力机的传动机构的设计。
关键字：传动系统、齿轮传动、皮带传动
目录
一、引言 (4)
二、主要参数的确定 (4)
2.1公称力pg (4)
2.2 公称力行程Sg (7)
2.3 滑块行程S (7)
三、传动系统的配置 (8)
3.1传动系统的配置 (8)
3.2传动系统的布置方式 (8)
3.3传动级数及速比的分配 (8)
四、传动零件的计算特点 (10)
4.1 齿轮传动 (10)
4.2 皮带传动计算 (13)
4.3 传动轴 (15)
4.4曲轴的计算 (16)
4.5 连接件 (18)
五、总结评价 (21)
致谢 (22)
参考文献 (22)
附录 (23)
一、引言
锻压生产已有悠久的历史，但是，采用锻压机械生产却只有一百多年历史。19世纪三十年代，世界上出现了第一台简易的平锻机。六十年代生产了冲压用的液压机。直到十九世纪末才出现相当规模的曲柄压力机。前期二十世纪末，由于汽车工业的兴起，曲柄压力机以及其他锻压设备得到了迅速的发展。
近年来，电子、通讯、家电及汽车工业的迅猛发展，对冲压零件的需求量迅猛增长。冲压零件可分为功能性和外观性零件。尺寸与形状均趋于标准化和系列化的功能性冲压件，生产批量越来越大（如中小型电机的定转子硅钢片、高压器硅钢片、(IT芯片等)），为降低成本和提高劳动生产率，这类零件很适合在高速压力机上进行大批量生产；而外观性冲压零件，它的品种、外形与产量多变，为了适应市场，如果组织投资大批量生产，经济效益极不合算，因此，它们适宜于在行程次数较低高效率低的一般通用机械压力机上进行冲压。通用机械压力机的滑块每分钟的行程次数n 一般不超过200s.p.m，因此，可简单地将n>200s.p.m 称为高速压力机。国内外有一些公司通常将高速压力机分为下述 3 个速度等级：超高速n>1000s.p.m，高速n>400-1000s.p.m，次高速250-400s.p.m。但根据现目前最高已达4000s.p.m，我们认为：按超高速1500s.p.m，真高速n>800-1500s.p.m，准高速n>250-800s.p.m 来分更科学。机械压力机电动机功率Pg 除与n 有关外，还和公称力P及滑块行程长度有关，划分是否为高速压力机不能简单用n 来测量，因此，还有待于提出更科学的定义。
二、主要参数的确定
2.1公称力pg
1、冲裁力（包括冲孔、落料）由下式计算：
P=0.8Ltσb/1000 KN
式中：L-工件剪切长度 mm
t-工件厚度 mm
σb-材料抗拉强度 N/mm2
对Q235-A：σb=400/mm2
2、弯曲成形力计算：
自由弯曲时的成形力由下式计算：
P=k1σbbt/1000 KN
式中：σb-材料抗拉强度 N/mm2
l-凹模内腔宽度 mm
t-工件厚度 mm
b-工件前后宽度 mm
k1-系数其值见下表：
k1，k2-系数见下表：
k1值：
k2值：
注：1、凸模半径r=（4-6）t时，k2值增加5％
2、凸模半径较小时，k2值增加5%
3、第三次拉伸时，因进行中间退火，k2值取同系列最大值在模具内弯曲时，成形力由下式计算：
P=k1F/1000 KN
式中：F-上下模接触面积 mm2
K1-系数 N/mm2由下表选取：
材料板厚＜3mm 板厚3-10mm
铝30-40 50-60
铜60-80 80-100
低碳钢80-100 100-120
中碳钢100-120 120-150
3、拉伸力计算
以常见的圆筒形件为例，计算公式如下：
初拉伸：p=πdp1tσb k1/1000 KN
再拉伸：p=πdp2tσb k1/1000 KN
式中：t-板厚 mm
d p2-初拉伸时凸模直径 mm
σb-材料抗拉强度 N/mm2
D-毛坯直径 mm
圆筒形件坯料尺寸由下表计算：
拉伸件形状计算公式 A-表面积 D坯料直径
A=
π
4
d2+πdh
A=
π
2
d2+πdh
D=1.414d2+4dh
A=
π
2
（d2+4h2）
A=
π
4
（d2+4h12）+πdh2
A=
π
4
d2+π2h（d+1.274r）/2
D=2d4h dh
2
12
（+）
A=π
4 (d-2r) 2+r 2
2
π (d-0.726r)+πhd D=2
2
22d 2.28rd 0.56r +-
A=
2
2211221[0.43()]0.44()4
d h r r r r +-++-1ππd D=2
2
2
21221[0.43()]0.57()d h r r r r ++++-14d
根据工件形状用上述公式算出所需冲压力p ，选用压力机公称力
Pg=p/0.75
2.2 公称力行程Sg
公称力行程指压力机发生公称力时，滑块离开下死点的距离。
Sg 值的大小决定于传动机构、离合器及飞轮电动机的能力。因曲轴传递的扭矩随着Sg 值的增大而增大，所以此值可按工艺用途来决定。我国没有一定的标准。且过去大都用离开死点前曲轴转角θg 表示。一般用途的压力机取θg=20-30°。长行程的拉伸压力机：θg=15°。
Sg 值选取原则应该是在满足用户的基础上，尽量取最小值。如用户提出拟冲板料厚度，根据冲裁工艺，凸模进入板料1/3处发生最大力。凸模最后进入凹模为板厚的1/3。Sg 值或等于应大于板厚。
日本无统一标准，大多数工厂按θg=26°选取。
美国JIC 有统一规定，Sg 值与滑块行程无关。Sg 为一定值。见下表：
公称力KN 型式 ＜32
0-2000
＞2000
开式直接传动 0.8（1/32） 1.6(1/16)
-
- 闭式单点 3.2(1/8)
6.4(1/4?)
-
闭式单点
6.4(1/4?)
2.3 滑块行程S
它是只滑块从上死点到下死点所经过的距离。它的大小将反映压力机的工作范围。行程较长，则能生产高度较高的零件，通用性较大。但压力机的曲柄尺寸要加大，随之而来的是齿轮模数和离合器尺寸均要增大，压力机造价增加。而且模具的导柱套可能脱离，影像工件精度和模具寿命。所以，应该适当选择行程长度。
三、传动系统的配置
3.1传动系统的配置
传动系统的作用是把电动机的能量传递给曲柄滑块机构。并对电动机的转速进行减速，使其获得所需要的滑块行程次数。
设计传动系统时，必须使压力机结构紧凑、维修方便，性能良好外观美观。
3.2传动系统的布置方式
1、上传动及下传动的比较。
传动系统的配置在压力机工作台之上为上传动。在工作台之下的为下传动，现有的通用压力机大多采用上传动机构。虽然下传动结构亦具有不少优点，例如：机器重心低，传动平稳、振动噪声小、压力机地面高度小，滑块导向长度系统在地坑中、基础造价高，维修不便。所以只能有特殊要求时才采用。
2、曲轴纵放和横放的比较
传动系统曲轴安装型式有垂直于压力机正面（称为纵放）及平行于压力机正面（称为横放）两种型式。旧式通用压力机多采用横放的安装型式。这种布置，曲轴和传动轴比较长，受力点又支承的距离比较大，外观不够美观。现代压力机越来越多的才用纵放的安装型式。传动系统的刚性好、外观美观。
3、开示及闭式传动的比较
开式及闭式的传动系统指传动齿轮安放在机身外还是在机身之内。开式传动工作条件较差、外观不美观。但安装维修方便。而闭式传动齿轮工作条件较好，外观美观。如将齿轮浸入油池中，则大大减低了齿轮传动的噪声。但安装维修叫困难。现较多的是采用开式传动结构。
4、一般均采用单边传动。对大规格开式压力机，且曲轴采用平行于压力机正面的有采用双边传动的结构型式。所谓双边传动就是在一根轴上有二个齿轮共同传达扭矩。对曲轴横放的开式双点压力机，曲轴为双曲拐长曲轴。也采用双边传动。
3.3传动级数及速比的分配
压力机的传动级数与电动机的转速和滑块每分钟行程次数有关。行程次数低，则总速比大，传动级数就应该多些，否则每级的速比过大，结构不紧凑，反之行程次数高，总数比小，
传动级数可小些。现有开式压力机传动级数一般不超过三级，行程次数在80次/分以上的用单级传动。80-40次/分的用二级传动。40-10次/分的用三级传动。
在选取电动机转速时，电机转速越低，可以减少总速比和传动级数。但电机尺寸越大，价格越贵，电机效率越低。不一定适合。通常对二级和三级传动系统采用同步转速为1500转/分的电机。对一级传动采用同步转速1000转/分。
在各级传动速比的分配要恰当。通常三角皮带传动速比不超过6-8，齿轮传速比不超过7-9.减速比分配时，要保证飞轮有适当的转速。也要注意布置的尽可能紧凑、美观和长、宽、高尺寸比例恰当。对通用压力机的飞轮转速一般取380-450转/分。因为转速太低会使飞轮作用力削弱。转速太高会使飞轮轴上的离合器发热严重。造成离合器和轴承的损坏。
表中：do-曲轴支承直径。mm
大齿轮初定后，还要校核圆周速度v
V=πD O n/（60×1000）m/sec
式中：D O-大齿轮分度圆直径。mm
n-压力机每分钟行程次数。1/min
允许的圆周速度见下表：
四、传动零件的计算特点
4.1 齿轮传动
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
齿轮顶部的圆周叫做齿顶圆。齿轮根部的圆周叫做齿根圆。在工作图上要注明齿顶圆直径，齿坯外圆就是按这个尺寸加工的。齿根圆直径一般不必标注，但确定齿轮结构时，有时要考虑这个尺寸的大小。例如戴键槽的齿轮（图4-1），从齿跟圆到键槽之间，要有一定的厚度（δ＞1.6m），否则齿轮受力时，
将在此处裂开。当齿根圆与键槽之间的距离δ小于此值
时，应将齿轮与轴做成整体，分度圆刀齿顶圆的距离，
称为齿顶高。分度圆到齿跟圆的距离，称为齿根高。齿
顶高和齿根高之和，称为齿全高。写成公式为：
D0=d f+2h′
D i=d f-2h′
h= h′+h″
式中 D0—齿顶圆直径；
D i—齿根圆直径； 4-1带键槽的齿轮即齿轮轴
h′—齿顶高；
h″—齿根高；
h—齿全高。
齿轮传动类型和标准齿轮尺寸计算公式
常用的齿轮传动有两大类，一类称为标准齿轮传动，另一类称为变位齿轮传动。
1、分度圆上的齿厚与齿间相等，这是标准齿轮与变位齿轮的主要区别之一。一对啮合的标准齿轮，模数相等，分度圆上的周节也相等，由于在分度圆上的齿厚与齿间相等，因此，主动轮和从动轮在分度圆上的齿厚与齿间彼此都是相等的，也就是说，一个齿轮在分度圆上的齿厚，等于另一个齿轮在分度圆上的齿间。这一特点，正好符
曲柄压力机 一、工作原理及运动操作 曲柄压力机是通过曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转换为滑块的往复直线运动。工作原理图如下：电动机1通过V带把运动传给大带轮3，在经过小齿轮4，大带轮5传给曲柄7，通过连杆9转换为滑块10的往复直线运动，若在滑块10和工作台14上分别安装上、下模，可完成相应的材料成形工艺。 JB23-63开式曲柄压力机工作原理图 1-电动机 2-小带轮 3-大带轮 4-小齿轮 5-大齿轮 6-离合器 7-曲柄 8-制动器 9-连杆 10-滑块 11-上模 12-下模 13-垫板 14-工作台 15导轨 16-机身机械压力机工作原理图由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合器6与制动器8，压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮3即起飞轮的作用。 与JB23-63型压力机相 同。只是它的工作机构采用了 偏心齿轮驱动的曲柄连杆机 构，即在最末一级齿轮上铸有 一个偏心轮，构成偏心齿轮。 如图所示，偏心齿轮9由小齿 轮8带动，在心轴10上旋转， 带动套在偏心齿轮上的连杆 12摆动，连杆带动滑块13上 下运动，实现冲压加工。此外， 这种压力机上还装有液压气垫 18，在拉深工序中起压边作用 或冲裁卸料时顶出制件。 J31-315闭式压力机外形和工作示意图1—电动机 2—小带轮 3—大带轮 4—制动器 5—离合器 6，8—小齿轮 7— 大齿轮 9—偏心齿轮 10—心轴 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
具有最优传力性能的曲柄滑块机构的设计 宁海霞1董萍 摘要：在曲柄滑块机构的设计中，将x作为设计变量，求出已知滑块行程H，行程速比系数K时机构传力性能最优的x值，使得最小传动角γ 为最大，从 min 而设计出此机构。 关键词：最优传力性能；曲柄滑块机构；行程速比系数；最小传动角机器种类很多，但它们都是由各种机构组成的，曲柄滑块机构就是常用机构之一。它有一个重要特点是具有急回特性。故按行程速比系数K设计具有最优传力性能的曲柄滑块机构是设计中常遇到的问题。本文将x作为设计变量，给出了解决问题的方法。
在曲柄与滑块导路垂直的位置，其值为： )(cos 1min b e a +=-γ （1） 2．X 和最小传动角γmin 的关系 设计一曲柄滑块机构，已知：滑块行程H ，行程速比系数K ，待定设计参数 为a 、b 和e 。 e 也就确定。下 在△AC 1C 2中 θcos ))((2)()(222a b a b a b a b H +--++-= 因为 x a b =- 所以 θcos )2(2)2(222a x x a x x H +-++=
2sin )1(cos 222θ θx H x a -+-= (2) 又因为 x e a x C AC b a H /2)sin(sin 21+= ∠+=θ 所以 H a x e /)2(sin 22+=θ (3) 将 a x b += 代入 (1) )( cos 1min a x a e ++=-γ （4） 将式（2）、（3）代入式（4），γmin 仅为 x 的函数，则可求得γ min 的值。 二、设计最优传力性能的曲柄滑块机构 设计变量 x 的取值范围。 寻优区间起点在C 1处： x min =0 寻优区间终点在M 点： θ tg H x = max 在 x 的取值范围内根据式（2）、（3）和（4）可求得x 一一对应的γmin 值。 利用一维寻优最优化技术黄金分割法，来求γmin 取极大值时的x 值。 将γ min 最大时的x 值代入（2）、（3）求出a 、e ，由b=x+a 求出b 值。 三、设计实例 试设计一曲柄滑块机构，已知滑块行程H=50mm ，行程速比系数K=1.5。求传力性能最优的曲柄滑块机构。 x 的取值范围为0～68.819mm ，x=19.104mm 时，γmin 的最大值为 27.458°。 曲柄a=22.537mm 连杆 b=41.641mm 偏心距 e=14.413 四、结论 本文结合图解法和解析法把x 作为设计变量，给出了根据行程速比系数K
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名： 专业： 设计（论文）题目： MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计指导老师： 2014年3 月20 日
毕业设计（论文）开题报告 1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1.1 压力机的国内外发展现况 随着机电一体化和数控技术的飞速进步，伺服驱动系统在制造业中得到了广泛应用。但是与，与金属切削机床相比，锻压机械的伺服化、数字化的开发落后了数十年[21]。上世纪90年代，在日、欧洲等工业发达国家兴起了交流伺服机直接驱动压力机的研究和开发，这种伺服压力机与传统机械压力机相比，具有结构简单丶生产效率高、产品质量好、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点。这类压力机在日本进入普及期，随着其在汽车零件、电子零件等高精度、难成行加工领域中的应用和其优良的节能性么，已经显示了其他压力机所无可比拟的优越性，成为世界冲压技及装备发展的主要潮流之一[1]。 日本在伺服压力机的研究、生产及商品化等方面处于国际领先水平，掌握了伺服压力机的设计和制造技术。日本komstsu公司在伺服压力机的研发上目前已经出现了三代不同的产品，第一代是1998年发明的HCP3000，第二代是2001年问世的H2F、H4F，第三代是2002年H1F系列[2]。2005年日本网野公司开发出世界上最大的大型伺服压力机，目前公司根据各种生产需求，研发出了机械连杆伺服压力机、曲柄多连杆伺服压力机、液压式伺服压力机等多种类型的伺服压力机[3]。2007年德国SCHULER公司推出了2500-3600KN系列产品。2010年舒勒推出了新一代伺服驱动机械压力机。 自上世纪八十年代以来，我国的一些企业先后引进了日本小松制作所得机械压力机、德国埃尔福特公司的机械多连杆压力机、德国舒勒公司的告诉精密压力机等多种压力机产品技术，是我国冲压装备在结构、精度、技术性能方面有很大提高[24]。2007年10月济南二机床研制出我国第一台大型伺服压力机。台湾金丰企业开发了CM1型伺服压力机。2007年广州锻压机床厂和华南理工大学联合设计制造的CDKS系类肘杆伺服压力机。齐二机床近年先后引进了瑞典APT研配试冲液压机技术，与上海交通大学合
1、对心曲柄滑块机构运动分析 由图可得任意时刻滑块运行距离： )cos 1()cos 1(cos cos βαβα-+-=--+=L R L R L R S 且 αβsin sin R L = 所以 αλαβsin sin sin ==L R )(λ=L R 所以 αλββ222sin 1sin 1cos -=-= αλ22sin 211-≈ ))sin 211(sin 1sin 41(2222244αλαλαλ--内，分解为几乎为零，可带入因 且
)2cos 1(21sin 2 αα-= 所以 )2cos 1(411cos 2αλβ--= 所以有滑块运行距离： ??????-+-=?? ????-+-=-+-=)2cos 1(41)cos 1()2cos 1(41)cos 1()2cos 1(4 1)cos 1(2αλααλλααλαR R L R L R S 滑块速度V 为： ??????+=??????+=?? ?????+=?==t 2sin 21t sin 2sin 21sin 2sin 241sin ωωωαλαωαλαωααL R R R R dt d d dS dt dS V 滑块加速度为： )t cos t (cos )2cos (cos 22ωωωαλαωααL R R R dt d d dV dt dV a +=+=?==
二、曲轴扭矩理论计算 对曲柄滑块机构做受力分析，在任一时刻滑块、压杆受力情况如下图所示 对滑块做力平衡分析有 βcos P P AB = 曲柄处转矩为 11m P M AB ?= 其中力臂 ()βα+=sin 1R m )sin(1βα+=R P M AB 所以得 又 ) 2sin 2(sin cos sin sin 1sin sin cos cos sin )sin(22αλ αααλαλαβαβαβα+≈+-=+=+
曲柄压力机 结构：传动系统、工作机构、操纵系统、能源系统、支承部件、辅助系统 功能：对放置于模具中的材料进行压力加工 特点：开式压力机的机身形状类似英文字母C，机身刚度差，在工作负荷下会产生； 闭式压力机的机身左右两侧是封闭的，机身形状对称，刚度高，精度好，大、中型压力机几乎都采用此结构。 用途：曲柄压力机广泛应用于金属加工，研磨、修整等行业。 液压机 结构：机架部件、液压缸部件、运动部分以及导向装置 功能：依据静压传递原理（即帕斯卡原理）实现多种锻压 工艺的设备 特点：1. 容易获得很大压力。2. 容易获得很大的工作行程， 并能在行程的任意位置发挥全压。3. 容易获得大的工作空间。 4. 压力和速度可以在较大范围内方便地进行无极调节，可以可靠的防止过载。 5. 工作平稳，噪声小。 6. 液压元件的通用化、标准化、系列化给液压机的设计制造和维修带来了方便。用途：液压机除用于锻压成形外，也可用于矫正、压装、打包、压块和压板等。 摩擦压力机 结构：摩擦压力机器属于螺旋压力机的一种传统的结构形式，其主要特征是飞轮由摩擦机构传动。机器的传动链由一级皮带传动、正交圆盘摩擦传动和螺旋滑块机构组成。
功能：摩擦压力机是一种万能性较强的压力加工机器，应用较为广泛，在压力加工的各 种行业中都能使用。在机械制造工业中，摩擦压力机的应用更为广泛，可用来完成模锻、镦锻、弯曲、校正、精压等工作，有的无飞边锻造也用这种压力机来完成。 特点：应用范围广、适合于低塑性合金的锻造、加工精密，节省能源、仅用于单模膛模锻、设备结构简单，成本低，维修方便、生产效率低。 用途：可用来完成模锻、镦锻、弯曲、校正、精压等工作，有的无飞边锻造也用这种压力机来完成。 相同点：都用来进行压力加工 不同点：液压机以液体为工作介质，曲柄压力机以曲柄机构，摩擦压力机是由一对摩擦盘摩擦驱动丝杆，由丝杆推动滑块作直线运动， 塑料挤出机 结构：主机：挤压系统、传动系统、加热冷却系统 辅机：机头定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置 控制系统：由各种电器、仪表和执行机构组成 功能：主机： 1.塑料通过挤压系统塑化成均匀的熔体，并这一过程中所建立的压力下，连续地被螺杆定压定量定温地挤出机头。 2.给螺杆提供所需的转矩和转速。 3.通过对料筒(或螺杆)进行加热和冷却，保证成型过程工艺要求的温度范围内完成。 辅机： 1.熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。
机械原理课程设计 说明书 设计课题：曲柄压力机 学院：机械与电气工程学院
曲柄压力机机构设计 [摘要] 曲柄压力机是以曲柄传动的锻压机械，适用于板料的冲孔、落料弯曲、线拉伸及成型等工作。床身可作适当倾斜，以便于把冲压的成品或铁屑等物，依靠自重滑落，若装上自动送料机构，则可以推行半自动冲压工作，一般用于农业机械、电气工业、汽车、拖拉机工业等用途较为广泛。 这篇设计说明书介绍了设计压力机的设计过程，从确定传动方案开始，到压力机主体机构的尺寸参数确定和运动分析，在到电动机选择，最后压力机传动系统主要零部件的设计计算。此阶段主要对压力机主体机构的尺寸参数确定和运动分析进行研究设计。 此次通过对对心曲柄滑块机构的运动分析及相互之间的比较，选则合适的机构来达到设计目的。由于冲压工件时冲击较大，传动系统中采用了变位齿轮，提高了齿轮的承载能力和耐磨性能。通过这些前期的设计过程，还有借助AUTOCAD辅助分析软件，就能设计出比较合理的压力机。 [关键词]曲柄压力机；冲压；曲柄滑块机构；对心曲柄滑块机构
目录 1前言 (1) 2选题背景 (2) 2.1 课题来源 (2) 2.2 研究目的与意义 (2) 2.3 国内外现状及发展趋势 (3) 2.3.1 国内外现状 (3) 2.3.2 发展趋势 (4) 3 曲柄压力机的分析 (5) 3.1 各个部分的作用 (6) 3.2 工作原理 (6) 4拟解决的主要问题 (7) 5初步设计及简单计算 (7) 5.1 曲柄滑块机构的参数确定 (8) 5.2 齿轮几何尺寸计算 (12) 6 主要参考文献 (13) 7附页 (14)
东南大学 机械工程院 “机械设计与制造综合实践”工作报告可调行程的曲柄滑块机构的设计与制作 项目组成员： 02007635 陈逸民 02007620 龚威豪 日期：2011年1月18日
第1章选题分析 (4) 1.1应用背景： (4) 1.2 预期实现功能： (4) 第2章实现的原理与方案 (4) 2.1 驱动部分 (4) 2.2. 曲柄滑块机构 (4) 2.3 后续分工 (5) 第3章执行系统设计 (5) 3.1 功能要求 (6) 3.2 执行机构的形式设计 (6) 3.3机构的尺度设计 (6) 第5章加工工艺设计与数控加工编程 (7) 5.1加工工艺设计 (7) 5.2对加工的零件进行分类 (8) 5.2.1 连杆的加工路线 (8) 5.2.2 导槽的加工路线 (8) 5.2.3 连接件的加工路线 (8) 5.2.4 底座的加工路线 (8) 5.3 数控加工编程 (8) 5.3.1 数控车床部分 (8) 5.3.2 数控铣床部分 (9) 第6章装配与调试 (10) 参考文献 (14) 附录C：数控加工程序 (24)
摘要：曲柄滑块机构是一种应用非常广泛的机械结构。我们所设计可调行程的曲柄滑块机构在原来的基础上给它增加了一个可调导槽，通过改变该导槽的安装角度，间接地改变连杆的实际长度，从而达到改变滑块行程的目的。我们通过对普通的曲柄滑块机构的分析，了解了其滑块行程的算法，但是由于可变行程的该机构的极限位置是变化的，且我们能力有限，因此须在制造出实物后运行方能给出。在设计的过程中，我们体会到了连杆机构的设计方法，并对制造学有了稍微的了解。 关键字：曲柄滑块机构可调行程 Abstract:Slider-crank mechanism is a very extensive mechanical structure. We are design adjustable trip slider-crank mechanism in the original basis to give it adds an adjustable guide groove, changes in this guide groove installation Angle indirectly change the actual length o f the connecting rod, so as to achieve the purpose of changing the slider trip. We through for ordinary slider-crank mechanism analysis, understand the slider trip, but due to the algorithm of the agency's variable travel limit position is changed and our ability is limited, so must create real after operation can give. In the design process, we realized the linkage mechanism design methods, and learn to have a slightly to manufacture of understanding. Keywords：Slider-crank mechanism，adjustable itinerary
摘要：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。弯曲的基本原理以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。（回弯曲阶段）。压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。 关键词：料盒插板；弯曲模；弯曲成形工艺
绪论 模具被称为“百业之母”，是工业生产的基础工艺装备，其应用非常广泛，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,60%～80%的零部件生产都依靠模具成形。作为制造业的上游部分,模具对产品质量、效益起决定性作用。 当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造企业逐渐向发展中国家转移，我国正成为世界模具大国。目前我国的模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，我国模具行业迎来新一轮的发展机遇的同时，也将面临巨大的挑战。目前我国存在一方面模具产业规模不断扩大，一方面模具技术人员短缺的问题，这在一定程度上影
实用文档之"1、对心曲柄滑块机构运动分析" 由图可得任意时刻滑块运行距离： )cos 1()cos 1(cos cos βαβα-+-=--+=L R L R L R S 且 αβsin sin R L = 所以 αλαβsin sin sin ==L R )(λ=L R 所以 αλββ222sin 1sin 1cos -=-= αλ22sin 211-≈
))sin 211(sin 1sin 41(2222244αλαλαλ--内，分解为几乎为零，可带入因 且 )2cos 1(21sin 2 αα-= 所以 )2cos 1(411cos 2αλβ--= 所以有滑块运行距离： ??????-+-=?? ????-+-=-+-=)2cos 1(41)cos 1()2cos 1(41)cos 1()2cos 1(4 1)cos 1(2αλααλλααλαR R L R L R S 滑块速度V 为： ??????+=??????+=?? ?????+=?==t 2sin 21t sin 2sin 21sin 2sin 241sin ωωωαλαωαλαωααL R R R R dt d d dS dt dS V 滑块加速度为： )t cos t (cos )2cos (cos 22ωωωαλαωααL R R R dt d d dV dt dV a +=+=?==
二、曲轴扭矩理论计算 对曲柄滑块机构做受力分析，在任一时刻滑块、压杆受力情况如下图所示 对滑块做力平衡分析有 β cos P P AB = 曲柄处转矩为 11m P M AB ?= 其中力臂 ()βα+=sin 1R m )sin(1βα+=R P M AB 所以得 又
摘要 近年来，电子、通讯、计算机、家电及汽车工业的迅猛发展，对冲压零件的需求量迅猛增长。冲压零件可分为功能性和外观性零件。尺寸与形状均趋于标准化和系列化的功能性冲压件，生产批量越来越大（如中小型电机的定转子硅钢片、高压器硅钢片、刮脸刀、(IT芯片等)），为降低成本和提高劳动生产率，这类零件很适合在高速压力机上进行大批量生产；而外观性冲压零件，它的品种、外形与产量多变，为了适应市场，如果组织投资大批量生产，经济效益极不合算，因此，它们适宜于在行程次数较低高效率低的一般通用机械压力机上进行冲压。 我做的毕业设计就是曲柄压力机的传动机构的设计，通过查阅和分析相关的设计资料按标准来完成齿轮传动、皮带传动、轴传动的设计。本文就是介绍了对曲柄压力机的齿轮传动、皮带传动、轴传动的设计计算来完成曲柄压力机的传动机构的设计。 关键字：传动系统、齿轮传动、皮带传动
目录 一、引言 (3) 二、主要参数的确定 (3) 2.1公称力pg (3) 2.2 公称力行程Sg (6) 2.3 滑块行程S (6) 三、传动系统的配置 (7) 3.1传动系统的配置 (7) 3.2传动系统的布置方式 (7) 3.3传动级数及速比的分配 (7) 四、传动零件的计算特点 (9) 4.1 齿轮传动 (9) 4.2 皮带传动计算 (12) 4.3 传动轴 (14) 4.4曲轴的计算 (15) 4.5 连接件 (17) 五、总结评价 (20) 致谢 (21) 参考文献 (21) 附录 (22) 2
曲柄压力机的传动机构设计 一、引言 锻压生产已有悠久的历史，但是，采用锻压机械生产却只有一百多年历史。19世纪三十年代，世界上出现了第一台简易的平锻机。六十年代生产了冲压用的液压机。直到十九世纪末才出现相当规模的曲柄压力机。前期二十世纪末，由于汽车工业的兴起，曲柄压力机以及其他锻压设备得到了迅速的发展。 近年来，电子、通讯、家电及汽车工业的迅猛发展，对冲压零件的需求量迅猛增长。冲压零件可分为功能性和外观性零件。尺寸与形状均趋于标准化和系列化的功能性冲压件，生产批量越来越大（如中小型电机的定转子硅钢片、高压器硅钢片、(IT芯片等)），为降低成本和提高劳动生产率，这类零件很适合在高速压力机上进行大批量生产；而外观性冲压零件，它的品种、外形与产量多变，为了适应市场，如果组织投资大批量生产，经济效益极不合算，因此，它们适宜于在行程次数较低高效率低的一般通用机械压力机上进行冲压。通用机械压力机的滑块每分钟的行程次数n 一般不超过200s.p.m，因此，可简单地将n>200s.p.m 称为高速压力机。国内外有一些公司通常将高速压力机分为下述 3 个速度等级：超高速n>1000s.p.m，高速n>400-1000s.p.m，次高速250-400s.p.m。但根据现目前最高已达4000s.p.m，我们认为：按超高速1500s.p.m，真高速n>800-1500s.p.m，准高速n>250-800s.p.m 来分更科学。机械压力机电动机功率Pg 除与n 有关外，还和公称力P及滑块行程长度有关，划分是否为高速压力机不能简单用n 来测量，因此，还有待于提出更科学的定义。 二、主要参数的确定 2.1公称力pg 1、冲裁力（包括冲孔、落料）由下式计算： P=0.8Ltσb/1000 KN 式中：L-工件剪切长度 mm t-工件厚度 mm σb-材料抗拉强度 N/mm2 对Q235-A：σb=400/mm2 2、弯曲成形力计算： 自由弯曲时的成形力由下式计算： P=k1σbbt/1000 KN 式中：σb-材料抗拉强度 N/mm2 l-凹模内腔宽度 mm 3
机械原理课程机构设计 实验报告 题目：曲柄滑块机构的运动分析及应用 小组成员与学号：刘泽陆(11071182) 陈柯宇(11071177) 熊宇飞(11071174) 张保开(11071183) 班级：110717 2013年6月10日
摘要 (3) 曲柄滑块机构简介 (4) 曲柄滑块机构定义 (4) 曲柄滑块机构的特性及应用 (4) 曲柄滑块机构的分类 (8) 偏心轮机构简介 (9) 曲柄滑块的动力学特性 (10) 曲柄滑块的运动学特性 (11) 曲柄滑块机构运行中的振动与平衡 (14) 参考文献 (15) 组员分工 (15)
摘要 本文着重介绍了曲柄滑块机构的结构，分类，用途，并进行了曲柄滑块机构的动力学和运动学分析，曲柄滑块机构的运动学特性分析，得出了机构压力表达式，曲柄滑块机构的运动特性分析，得出了滑块的位移、速度和加速度的运动表达式。最后，对曲柄滑块机构运动中振动、平衡稳定性等进行了总结。 关键字：曲柄滑块动力与运动分析振动与平稳性 ABSTRACT The paper describes the composition of planar linkage, focusing on the structure, classification, use of a slider-crank mechanism and making the dynamic and kinematic analysis, kinematics characteristics of the crank slider mechanism analysis for a slider-crank mechanism, on one hand , we obtain the drive pressure of the slider-crank mechanism ,on the other hand,we obtain the expression of displacement, velocity and acceleration of movement. Finally, the movement of the vibration and balance stability of the crank slider mechanism are summarized.
曲柄滑块机构的设计页 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
本篇再考察一道曲柄滑块机构的设计。同样是给定行程速比系数来确定杆长。 设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数为，滑块的行程50 ，导路的偏距20 ，求曲柄和连杆长度，并求其最大压力角。 问题分析 首先设计机构，然后再求最大压力角。 机构的设计。先计算出行程速比系数如下 那么根据题意，最后的结果应当如下图。滑块的两个极位之间距离是50mm，而固定铰链A在与CD平行20mm的直线上，而且A点到C,D的夹角是36度。 图解总是从已知条件开始，然后逐步确定未知因素。本问题中知道三个数字：50mm,20mm,36度。而这个36度时与DC的距离相关的，所以图解时先画出滑块的两个极限位置，然后确定铰链A 所在的水平线，接着就是根据36度这个条件最终确定A的位置。 （1）确定滑块的极位及固定铰链A所在的直线 先绘制水平线段C2C1，使得其距离为50mm. 然后在其上方20mm的地方绘制一条水平直线I.那么铰链A就应该在这条直线上。 （2）根据极位夹角确定铰链A所在的圆 下面要根据极位夹角来确定A所在的曲线，这样，该曲线与上述曲线相交就可以唯一确定A点的位置。 A点到C1，C2形成的夹角是36度。那么所有与C1，C2形成夹角为36度的点有什么特征呢？---圆周角具有这种特征。
从几何知道，在一个圆上面，对应于同一个圆弧的圆周角都相等。基于这一点，过C2做直线垂直于C2C1，而作射线C1E与C2C1夹角为90-36=54度，二者交于点E,则C2EC1这个角度就是36度。 现在以C1E为直径做一个圆，则在该圆上任意取一点，该点与C2C1连线的夹角就都是36度，从而A点必然在该圆上面。 根据上述规则做出的上图发现，该圆与水平线I并不相交。这意味着作图有问题。实际上，刚才作的C1E在C2C1之下，所以导致不相交。因此改变策略，在C2C1之上作C1E,使得它与C2C1的夹角为54度。 然后以C1E为直径作出一个圆。该圆与直线I有两个交点：A1和A2。这样，该问题有两组解。但是观察下图可以发现，取A1或者A2，实际上结果是一样的，只是关于C2C1的中垂线对称而已。所以这里只取A1这个点，它就是固定铰支座A。 （3）测量曲柄和连杆的尺寸 量取A1C1，A1C2如下图。 则可以推知曲柄和连杆的长度 到此为止，连杆机构设计完毕。 （4）得到最大的压力角 从图中可以发现，当滑块在最左边时，有最大的压力角（滑块受到的推力与滑块速度方向的夹角），测量得到角度为53度。 至此，该曲柄滑块机构的设计和分析结束。
目录 摘要-----------------------------------------------------------------------------3 关键词--------------------------------------------------------------------------3 第一章任务介绍---------------------------------------------------------3 1.1轴的零件图-------------------------------------------------------3 1.2零件图的分析----------------------------------------------------3 1.3选择加工设备（题目给定用数控车）-----------------3 第二章数控车床的简介-----------------------------------------------4 2.1概述-------------------------------------------------------------------4 2.1.1数控车床的特点及应用----------------------------------------4 2.1.2数控车床的发展前景-------------------------------------------6 2.1.3数控车床加工轴类零件的优势-----------------------------7 第三章轴类零件的分析--------------------------------------------------7 3.1该零件的功能分析----------------------------------------------7 3.2该零件的结构分析----------------------------------------------7 3.3该零件材料及受力分析-----------------------------------------8 3.4该零件的精度分析-----------------------------------------------9第四章轴的加工工艺方案---------------------------------------------9 4.1零件图工艺分析----------------------------------------------------9 4.2选择毛坯--------------------------------------------------------------10 4.3确定加工顺序-------------------------------------------------------10 4.4选择夹具及确定装夹方案--------------------------------------11 4.5选择加工刀具---------------------------------------------------11
对心曲柄滑块机构计算 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
1、对心曲柄滑块机构运动分析 由图可得任意时刻滑块运行距离： )cos 1()cos 1(cos cos βαβα-+-=--+=L R L R L R S 且 αβsin sin R L = 所以 αλαβsin sin sin ==L R )(λ=L R 所以 αλββ222sin 1sin 1cos -=-= αλ22sin 211-≈ ))sin 211(sin 1sin 41(2222244αλαλαλ--内，分解为几乎为零，可带入因 且
)2cos 1(21sin 2 αα-= 所以 )2cos 1(411cos 2αλβ--= 所以有滑块运行距离： ??????-+-=?? ????-+-=-+-=)2cos 1(41)cos 1()2cos 1(41)cos 1()2cos 1(4 1)cos 1(2αλααλλααλαR R L R L R S 滑块速度V 为： ??????+=??????+=?? ?????+=?==t 2sin 21t sin 2sin 21sin 2sin 241sin ωωωαλαωαλαωααL R R R R dt d d dS dt dS V 滑块加速度为： )t cos t (cos )2cos (cos 22ωωωαλαωααL R R R dt d d dV dt dV a +=+=?==
二、曲轴扭矩理论计算 对曲柄滑块机构做受力分析，在任一时刻滑块、压杆受力情况如下图所示 对滑块做力平衡分析有 βcos P P AB = 曲柄处转矩为 11m P M AB ?= 其中力臂 ()βα+=sin 1R m )sin(1βα+=R P M AB 所以得 又 )2sin 2(sin cos sin sin 1sin sin cos cos sin )sin(22αλαααλαλαβαβαβα+ ≈+-=+=+
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 曲柄压力机的工作原理 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7650-86 曲柄压力机的工作原理 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 以J31-315型开式压力机为例，其工作原理见下图。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。最本级齿轮9制成偏心齿轮结构，它的偏心轮部分就是曲柄，曲柄可以在芯轴10上旋转。连杆12一端连到曲轴偏心轮;另一端与滑块铰接，当偏心齿轮9在与小齿轮8啮合转动时，连杆摆动，将曲轴的旋转运动转变为滑块的往复直线运动。上模装在滑块上，下模固定在垫板上，滑块带动上模相对下模运动，对放在上、下模之间的材料实现冲压。 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 在电动机不切断电源情况下，滑块的动与停是通过操纵脚踏开关控制离合器5和制动器4实现的。踩下脚踏开关，制动器松闸，离合器结合，将传动系统与曲柄连杆机构连通，动力输入，滑块运动;当需要滑块停止运动时，松开脚踏开关，离合器分离，将传动系统与曲柄连杆机构脱开，同时运动惯性被制动器有效地制动，使滑块运动及时停止。 请在这里输入公司或组织的名字 Enter The Name Of The Company Or Organization Here
伺服曲柄压力机设计计算 目录 0引言 1 伺服曲柄压力机技术参数 2伺服曲柄压力机原理与性能设计分析 3 伺服曲柄压力机工艺曲线设计分析 4 伺服曲柄压力机负载曲线设计分析 5 伺服曲柄压力机电机功率设计分析 6 伺服曲柄压力机传动机构设计 7 伺服曲柄压力机工作机构设计 0 引言 金属的锻压加工大量采用曲柄压力机，也称为冲床，据不完全统计，我国在用的曲柄压力机冲床数量高达数百万台。目前，锻压生产所用曲柄压力机由高转差率的电动机驱动，由刚性离合器和摩擦离合器控制，存在安全性差、能耗高、故障率高的缺陷。 高转差率电动机的效率低于GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》，从2012年9月1日起被强制淘汰，选用高能效的电动机成为压力机换代升级的首要目标。 “开关磁阻电机系统是一种机电一体化节能型调速电机系统。它由开关磁阻电动机、功率变换器及控制器组成。同传统的直流及交流电机调速系统比较，具有以下优点：电机结构坚固、制造成本低；效率高，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调
速范围内也能保持高效率运行；一般系统效率达80%以上；启动转矩大、启动电流小；制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著；系统调控性能好，四象限控制灵活；具有无刷结构，适合于在高粉尘、高速、易燃易爆等恶劣环境下运行；可以在各行各业应用。”（摘自《中华人民共和国国家发展和改革委员会中华人民共和国科学技术部国家环境保护总局公告2005年第65号》）采用节能的开关磁阻电机替代高耗能的传统电机成为企业节能的发展方向。 目前，国外的伺服压力机技术采用永磁伺服技术，抗冲击性能不好，可靠性低、成本高，没有形成对传统压力机的全面替代。 1999年以来，由山东科汇电力自动化有限公司研发生产的开关磁阻伺服系统，在压力机领域获得广泛应用。在山东理工大学赵婷婷教授的技术支持下，开关磁阻伺服压力机分别在青岛益友锻压机械有限公司、扬力集团等单位进行了研制，各吨位系列的开关磁阻伺服压力机相继诞生，并开始投入批量生产。实际应用证明，与现有压力机比较，开关磁阻伺服压力机的优势明显、特点突出，特别是高效节能、智能数控自动化与高可靠性的独特优势，受到广大用户的积极响应，并获得一致好评。 淄博市能源监测部门的监测，给出了开关磁阻伺服螺旋压力机比摩擦式螺旋压力机节能67.86%的结果（引自《淄博市能源监测中心检测报告》编号J1010138），由此，当地政府颁布文件，用节能数控压力机强制淘汰摩擦压力机（引自淄经信节字
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
Abstract Forge 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