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1 目 錄 1 緒論 3 1 1 開式曲柄壓力機的背景 3 1 2 國內外研究現狀與發(fā)展趨勢 4 1 3 曲柄壓力機設計的基本要求 4 1 3 1 內容要求 4 1 3 2 技術參數要求 5 2 電動機的選擇和飛輪設計 6 2 1 壓力機電力拖動特點 6 2 2 電動機的選擇 6 2 2 1 壓力機功能組成及總功 6 2 2 2 電動機型號的選擇 8 2 3 飛輪轉動慣量及尺寸計算 8 3 機械傳動系統(tǒng) 10 3 1 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 10 3 1 1 傳動系統(tǒng)的布置方式 10 3 1 2 傳動級數和各速比的分配 10 3 1 3 確定離合器和制動器的安裝位置 11 3 2 三角皮帶傳動設計 11 3 3 齒輪傳動的設計 14 3 3 1 低速級齒輪的設計 14 3 3 2 高速級齒輪的設計 18 3 4 轉軸的設計 22 4 曲柄滑塊機構 28 4 1 曲柄滑塊機構的運動和受力分析 28 4 1 1 曲柄機構的運動規(guī)律 28 4 1 2 曲柄滑塊機構的受力分析 31 4 2 曲柄軸的設計 34 2 4 2 1 曲柄軸的設計計算 34 4 2 2 曲柄軸的校核 35 4 3 連桿和封閉高度調節(jié)裝置 36 4 4 滑動軸承 38 4 4 1 軸承的選擇 38 4 4 2 滑動軸承的設計計算 38 5 離合器與制動器 40 5 1 離合器與制動器的作用原理 40 5 2 離合器的設計 40 5 3 制動器的設計 43 6 機身設計 47 6 1 機身結構 47 6 2 機身計算 47 6 2 1 立柱與拉緊螺栓的設計計算 47 6 2 2 上梁的計算 49 6 2 3 底座的計算 50 6 2 4 機身變形的計算 50 7 過載保護裝置設計 52 7 1 剪切破壞式過載保護裝置的結構 52 小 結 53 參考文獻 54 致 謝 55 3 1緒論 1 1開式曲柄壓力機的背景 電機行業(yè)是一個傳統(tǒng)的行業(yè) 經過 200 多年的發(fā)展 它已經成為現代生產 生活中不可或缺的核心 基礎 是國民經濟中重要的一環(huán) 作為勞動密集型產 業(yè) 我國發(fā)展電機制造業(yè)有著得天獨厚的優(yōu)勢 到目前為止 我國的電機制造 業(yè)已經具有一定規(guī)模 而隨著電機行業(yè)的興起 關于電機零部件的制造裝備正 充當著一個日益顯著的重要性 而沖制設備在這些制造裝備中占有很大的一個 比例 沖制設備一般屬于沖壓設備的范疇 而沖壓設備是鍛壓設備的重要組成 部分 按機械行業(yè)標準規(guī)定 鍛壓設備氛圍 8 類 其類型和代號為 機械壓力 機 液壓機 自動鍛壓機 錘 鍛機 剪切機 彎曲矯整機 其他 本課題主 要就機械壓力機中一種機型曲柄壓力機進行設計 而制造業(yè)的發(fā)展是國家經濟 發(fā)展的重要保證 同時又是評判一個國家科技實力和國防科技實力是否領先的 重要標準 在機械制造業(yè)中 鍛壓制造是目前全世界應用最為廣泛的制造方法 之一 而在鍛壓制造中 曲柄壓力機又占有很大的比重 曲柄壓力機主要是飛 輪將電機的能量存儲 在工作的瞬間通過曲軸及其相連的滑塊對特定的模具做 功而釋放能量 如今 隨著電機工業(yè)的興起 曲柄壓力機以及其他鍛壓工藝取 得了迅速發(fā)展 眾所周知 由于采用現代化的鍛壓工藝生產工件具有效率高 質量好 能量省和成本低的有點 所以 工業(yè)先進的國家越來越多地采用鍛壓 工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削工藝和其他工藝 近年來 機械壓力機廣泛應用于沖裁 落料 彎曲 折邊 淺拉伸 及其他冷沖壓工序 是汽車 摩托車 家用電器 儀表儀器 輕工 國防工業(yè) 化工容器 電子等行業(yè)必備的關鍵設備 隨著工 業(yè)的發(fā)展 壓力機的種類和數量越來越多 質量要求越來越高 能力越來越大 它在機械制造業(yè)和其它相關行業(yè)中的作用日益顯著 因此對壓力機的精度和生 產率的要求也越來越高 所以生產出具有高效率 高精度 低成本 自動化等 現代化制造特點的壓力機 是大有意義所在的 電機定子鐵心沖片外徑小于 1m 的用整圓沖片 大于 0 99 的用扇形沖片 上海電機廠所產的電機定子鐵心沖片一般為厚度 0 5mm 的冷軋硅鋼片沖制而成 本課題是根據客戶要求 進行曲柄壓力機的合理設計 使其達到結構簡單 操作方便 性能可靠 有效保證產品質量 產量的要求 本課題內容主要涉及工程力學 機械設計 機械制圖等方面的知識 通過 本次畢業(yè)設計 培養(yǎng)學生調查研究 檢索中外文獻和綜述的能留 綜合運用專 業(yè)理論 知識分析解決實際問題的能力和計算機繪圖等能力 4 1 2 國內外研究現狀與發(fā)展趨勢 目前國內外現狀 隨著電機行業(yè)的興起 曲柄壓力機隨之進行了新的發(fā)展 在逐漸融入新技術 新材料后 更加推動了曲柄壓力機的改進與發(fā)展 傳動系 統(tǒng)是曲柄壓力機的重要組成部分 其作用就是將電機的運動和能量按照一定的 要求轉化為曲柄滑塊的運動 目前在國外 曲柄壓力機主要以批量生產在板沖 和模鍛中被廣泛應用 專業(yè)化程度越來越高 朝著高速度 高精度和自動化的 目標在發(fā)展 普遍采用 CNC 控制 但最近幾年 多品種少量生產勢頭在國外日 益強勁 要滿足經濟的合理性 就要求制造機械擁有更高的柔性和通用性 在 這種背景下 國外設計者們已經在傳統(tǒng)的機械壓力機上經過反復試驗 設計出 一些具有創(chuàng)新能力的壓力機 這種壓力機能適應多變的工藝過程 通用性比以 往有很大提高 擁有更高的柔性 其中機械驅動源采用液壓驅動 兼容了機械 壓力機和液壓機的優(yōu)點 體現出未來壓力機的突出特征 目前國內現狀 在國內從事曲柄壓力機設計制造的企業(yè)非常多 分布也非 常廣 但這些企業(yè)生產的壓力機大多款式陳舊單一 檔次較國外比較低 只能 占領中低端市場 只有個別企業(yè)靠自身研發(fā)與引進國外技術相結合的方式 生 產出一些接近于國外先進技術水平的機床 如濟南第二機床廠的大型沖床就已 經返銷歐美 盡管我國現在已經成為世界各種產品的加工中心 有大量曲柄壓 力機投入使用 但其中我國自行設計和制造的壓力機卻不多 大多是從國外引 進或者與國外合作生產制造 進入 21 時機以來 中國鍛壓機械行業(yè)通過技術引 進 合作生產及合資等多種方式 已經快速地提高了我國沖壓設備整體水平 今年來設計制造的很多產品 其技術性能指標已經接近世界先進水平 但仍存 在不小差距 主要體現在設備的高速性 高精度性和穩(wěn)定性方面 因此 如何 繼續(xù)縮小與國外先進產品的距離仍是我國設備制造企業(yè)需要面對的挑戰(zhàn) 而就其發(fā)展趨勢來說 近年來 隨著以計算機技術 光電技術 微電子技 術等為代表的高科技的迅速發(fā)展 給沖壓設備等傳統(tǒng)設備的改造和改進提供了 良好的基礎 另外 隨著國際和國內大市場的形成和發(fā)展 出現了空前的產業(yè) 結構和產品結構的大調整和大發(fā)展 綜合近年來國內外沖壓設備與塑壓設備的 發(fā)展 可看出一下發(fā)展趨勢 數控成形設備發(fā)展迅速 成形設備的加工精度迅速 提高 板料加工柔性制造系統(tǒng)發(fā)展迅速 成形設備發(fā)展的綠色化 1 3曲柄壓力機設計的基本要求 1 3 1內容要求 本壓力機的設計分三步進行 首先 擬定總傳動方案 其次 設計主要零 5 部件 最后 進行經濟評估 擬定總傳動方案 這部分主要任務是初步確定壓力機傳動系統(tǒng)的布置方案 包括壓力機的傳 動級數 主軸和傳動軸相對于壓力機的位置及離合器制動器的位置等 設計主要零部件 這部分的主要內容有曲柄滑塊機構的設計計算 傳動零件的計算 飛輪的 設計和電動機的選擇 機身的設計計算以及附屬裝置和輔助系統(tǒng)的設計 經濟評估 這是設計的產品在經濟上的可行性分析以及對環(huán)境影響的評估 1 3 2技術參數要求 公稱壓力 3500KN 工作行程 15mm 每分鐘沖壓次數 18 次 最大裝模高度 500mm