曲柄压力机设计说明书

1、目录1前言12选題背景22.1课题来源22.2研究目的与意义22.3国内外现状及发展趋势22.3.1国内外研究现状22.3.3发展趋势42.3.3存在主要问题及今后看法53 方案论证63.1设计原理63.1.1传动系统的布置方式63.1.3传动级数和各速比的分配63.1.3确定离合器和制动器的安装位置73.1.4压力机各个基本参数73.2总体设计方案的确定84设计过程论述124.1压力机中主体机构尺寸参数的确定及运动分析124.1.1对心曲柄滑块机构的尺寸参数确定及运动分析124.3电动机的选择144.3.1压力机功能组成及总功144.3.2电动机型号的选择164.4压力机传动装置的总体设计1

2、64.4.1确定传动装置的总传动比和分配传动比174.4.2传动装置的运动和动力参数的计算174.5压力机主要零部件的设计计算184.5.1飞轮转动惯量的计算184.5.2 V带轮的设计184.5.3齿轮的设计计算214.5.4曲轴尺寸参数的确定及强度校核254.5.5曲轴轴承的设计计算274.5.6传动轴的设计计算286 润滑方式的选择337结束语348参考文献352JB23- 0.08KN开式双柱可倾压力机设计 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

3、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。这篇论文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。此次通过对对心、正偏置、负偏置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。电动机的选择采用了比较好的计算方法，通过对计算压力机在一个工作周期所消耗的能量A以及各部分能量消耗的组成来选择电动机。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，ANSYS等辅助分析软

4、件，就能设计出比较合理的压力机。关键词 曲柄压力机；冲压；结点偏置；曲柄滑块机构；变位系数；强度校核XIV1前言曲柄压力机是采用曲柄滑块机构作为工作机构的一类 锻压机器。开式曲柄压力机是曲柄压力机的一个类别，其特点是具有开式机身（即C形机身）。开式曲柄压力机因具有开式机身，与闭式压力机相比具有其突出的优点，工作台在三个方向是敞开的，装、卸模具和操作都比较方便，同时为机械化和自动化提供了良好的条件。但是，开式压力机具有其缺点，由于机身呈C形，工作时变形较大，刚性较差，这不但会降低制品精度，而且由于机身有角变形会使上模轴心线与工作台面不垂直，以至破坏了上、下模具间隙的均匀性，降低模具的使用寿命。由

5、于开式曲柄压力机使用上最方便，因而被广泛采用。它是板料冲压生产中的主要设备，可由于冲孔、落料、切边、弯曲、浅拉伸和成形等工序，并广泛应用于国防、航空、汽车、拖拉机、电机、电器、轴承、仪表、农机、农具、自行车、缝纫机、医疗器械、日用五金等部门中，开式曲柄压力机的年产量约占整个锻压机械年产量的49.5%，而在通用曲柄压力机的生产中，约占95% 。众所周知，制造业是一个国家经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家的经济实力、科技水平和国防实力。压力机是机械制造业的基础设备。随 着社会需求和科学技术的发展，对机床设计要求越来越高。尤其是模具制造的飞速出现，使机床向高速、精确，智能化的方向发展。因此，

6、对压力机的精度和生产率等各方面的要求也就越来越高。有必要对压力机进行进行优化设计，例如对压力机主体机构尺寸参数、运动分析、传动系统等进行优化，设计出低成本、高精度、高效率、节能的曲柄压力机，这些都是我们值得探讨的。32选題背景2.1课题来源生产实际2.2研究目的与意义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。为了满足小批量和单件生产经济上的合理性，要求生产具有更大的柔性、工艺设备具有万能性

7、。近1015年内，曲柄压力机仍是大批量或大量生产的企业体积模锻和板冲车间的主要设备，但在总台数中的相对数量未必会增加。设备的改进，设备的性能（包括生产率）的改善，以及设备价格的提高，但是仍然要用不同的方法加以改进。所以提高生产率，改进冲压件质量（首先是他的形状和尺寸精度），实现自动化，以及根本改善操纵条件和工作地点的舒适性等都是需要研究和优化的。2.3国内外现状及发展趋势2.3.1国内外研究现状国内目前现状，机械压力机的正规专业和兼业生产厂共23个，1978年机械压力机品种（只包括一机械系统的正式产品）共30个系列达160余种，产量占整个锻压机械年产量的49%，其中开式压力机占70%，大、重型

8、机械压力机占3%。在这期间，上海锻压机床厂、上海第二锻压机床厂、济南第二机床厂及徐州锻压机床厂等机械压力机制造厂进行了技术改造和扩建，生产能大大提高。设计科研队伍日益扩大，开展了机械压力机的三化及科研工作，老产品亦不断进行更新换代。例如，济南第二机床厂对13中产品至今共进行了23次更新，有的产品以前后更新多次，如160吨闭式双点压力机共更新了三次，产品性能及质量精益求精。现在已具备各有设计和制造大型复杂机械压力机的能力，某些产品以接近或赶上世界先进水平。在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入21世纪，我国汽

9、车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。汽车覆盖件是标志汽车质量的最重要钣金零件，是大型冲压件的典型件，其生产目前主要有两种方法：一是由多台大重型机械压力机配以自动化机械手，组成自动化柔性冲压生产线；二是应用大型多工位压力机生产。单机连线自动化冲压生产线 为满足自动化冲压生产线的需要，国内知名压力机生产企业在20世纪末期，就大力进行了高性能单机连线压力机的研制生产。其中以济南二机床集团公司、上海锻压机床厂、齐齐哈尔第二机床厂等为代表，先后研制了J471250/2000型闭式四点双动拉深压力机、S3P630 型闭式四点压力机、PE4 - HH- 600

10、 - 2TS 四点单动压力机、PD4- HH - 800/ 600 - 2TS 四点双动压力机、30000kN 闭式双点汽车大梁压力机、成系列多连杆传动单动压力机及其他规格的大型双动拉深压力机。由它们组成的自动化冲压生产线具有大吨位、大行程、大台面，以及大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统和功能完善的触摸屏监控系统，生产速度快、精度高。这些单机连线已先后装备了第一汽车制造厂、重庆长安汽车厂等汽车制造业的多条大型自动化冲压生产线，并正在向更多的汽车厂和国外公司扩展。2006年8月，济南二机床公司向泰国萨密特公司提供了一条32000kN大型冲压生产线，充分满足了汽车快速、高精度及高效的

11、生产要求。这类生产线的典型配置和用途：开式单点压力机加装辊轮送料机( 或气动送料机) 成线，可作单( 多) 工序连续冲压，操作性良好；开式双点压力机加装多工位送料装置、开卷装置和校平装置，组成多工位连续冲压生产线。由于占地少、工序间搬运小，所以正日益被冲压生产看好；高速压力机加装凸轮分割型送料机、开卷校平装置成线，冲制专用零件，如电动机硅钢片等。大型多工位压力机 在覆盖件冲压领域，大型多工位压力机是最先进、最高效的冲压设备，是高自动化、高柔性化的典型代表。通常由拆垛机、大型压力机、三坐标工件传送系统和码垛工位等组成。生产节拍可达1625次/min，是手工送料流水线的45倍，是单机连线自动化生产

12、线的2 3 倍。是当今世界汽车制造业应首选的最先进的冲压设备，目前世界上已能生产95000kN 的大型多工位压力机。这类机床过去惟工业发达国家独有，20世纪末到21世纪初我国也已开发研制，并取得成功。济南二机床集团公司于1999年与德国万加顿公司合作制造了两台20000kN 大型机械多工位压力机，2005年初又与世界最大的汽车零部件供应商美国德纳(DANA)公司签订了供货合同，为其提供一台50000kN重型多工位压力机。该机采用电控同步、电子伺服三坐标送料、多连杆、全自动换模、模具保护及现场总线控制等多项国际先进技术，具有远程诊断、远程控制和网络通信等多种自动化功能，适用于汽车制造中薄板件的拉

13、深、弯曲、冲裁和成形等冷冲压工艺。是我国迄今为止出口的吨位最大、技术含量最高、自动化程度最高的冲压成套设备。济南二机床公司因强大的研发制造能力和良好的市场业绩，被国外用户誉为“世界五大数控装备制造商之一”。迄今为止，这类多工位压力机在国内汽车业尚未广泛使用，但市场前景十分看好。国外目前现状，曲柄压力机，近30年来主要以批量生产在板冲和模锻中被广泛使用，专门化程度越来越高，朝着高速度、高精度、自动化方向发展，普遍采用CNC控制。但今年，多品种少量生产势头在国外越益强劲，要满足其经济上的合理性，就要求生产具有更高的柔性，工艺设备具有更大的通用性。在这种背景下，国外压力机设计、制造者们、在传统的机械

14、压力机上经反复各种尝试，最近终于设计制造出一些具有新创见的压力机面市。这些压力机，在结构上各有其独到之处，可适应多变的工艺过程，通用性大，具有更高的柔性。其中机械驱动源的液压化、兼容机械压力机和液压机双方优点，体现了未来压力机的突出特征，例如球头连杆压力机，机械液压压力机，液压机械压力机等。2.3.3发展趋势在锻压装备中曲柄压力机最多，占全部的50%以上，是板料冲压生产的主打设备。它们主要用于冲裁、落料、切边、弯曲、拉延和成形等加工工序，在汽车农机、电子。电器仪表、国防工业及日用平等航和有广泛的市场。据有关质料介绍，用机械压力机生产的零件，在汽车行业中，对卡车占总零件数的4555%，对轿车、大

15、卡车为6075%，在电机电器行业中占6080%，在无线电行业中占85%，在日用制品行业中占98%。随着新工艺新设备的不断出现，一些复杂的特殊零件可以直接成形。用机械压力机加工的板料冲压代替的铸件和锻件，根据零件结构和形状的不同，其生产成本可降低5070%，零件重量减轻3050%，材料消耗量减少3060%。20世纪前期，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发展，在逐渐融入新技术、新材料后，更推动了曲柄压力机的发展。传动系统是曲柄压力机的重要组成部分，其作用是将电机的运动和能量按照一定要求传给曲柄滑块机构。进入21世纪以来，中国锻压机床行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式

16、的运作，快速地提升了我国冲压设备整体水平。近年设计制造的许多产品，其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平，在宜人性方面也取得了长足进步。但由于大家都在进步，所以国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短。因此，我国冲压设备行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。2.3.3存在主要问题及今后看法三十年来，机械压力机行业发展是很快的，但由于原有基础差，再加上工作中存在的缺点，机械压力机在产品品种、产量及技术水平还不能满足国民经济的需要。存在的主要问题有：1.品种短缺严重，关键产品产需矛盾大；2.产品技术水平低；3.制造质量差，配套件质量差；4.产品机械化、自动水平低、成套性差；根

17、据上述存在的问题及国外机械压力机目前发展动向，对今后工作提出如下看法：1.大力发展新品种，尤其是大、重型机械压力机；2.加强科研队伍及试验基地建设，3.加强冲压工艺的研究；4.组织专业生产，提高产品的成套性，解决原材料的生产和供应。3 方案论证3.1设计原理3.1.1传动系统的布置方式传动系统的布置方式包括两个方面1， 2：1上传动/下传动传动系统布置在工作台之上称为上传动，反之为下传动。下传动的优点：（1）压力机重心低，运转平稳，能减少震动和噪声，劳动条件较好；（2）压力机地面高度较少，适宜于高度较矮的厂房；（3）从结构上看，有增加滑块高度和导轨长度的空间，因而易于提高滑块的运动 精度，延长

18、模具的寿命，改善工件质量；（4）润滑系统布置于工作台下，润滑油不会沾到工件上。其缺点是：（1）压力机平面尺寸较大，而总高度和上传动相差不多，故压力机总重量比上传动的约大1020%；（2）检修传动部件时不便于使用车间内的吊车；（3）放置传动部件的地坑深，地基庞大；总体造价较高。 目前市场上已上传动压力机居多，但下传动压力机在个别领域仍占有优势，如食品、橡胶等行业。2曲轴横放/纵放压力机传动系统的曲轴平行于压力机正面的为曲轴横放，垂直于正面的为曲轴纵放，一般在中大型压力机上采取曲轴纵放（偏心齿轮结构），甚至在个别小型压力机上也采取这种型式。曲轴横放主要适用于大台面压力机（通常为双点压力机）。采取曲

19、轴纵放和横放没有严格的要求，要综合考虑零件的冲压工艺，成本等因素来选择。3.1.3传动级数和各速比的分配压力机的传动级数与电动机的的转速和滑块每分钟的行程次数有关。行程次数越低，总速比大，传动级数就应多些否则每级的速比过大，结构不紧凑；行程次数高，总速比小，传动级数可少些，现有压力机传动系统的级数一般不超过四级。行程次数在70次/min以上的用单级传动，7030次/min的用两级传动，3010次/min的用三级传动，10次/min一下的用四级传动1。各传动级数的速比分配要恰当。通常三角皮带传动的速比不超过68，齿轮传动部超过79。速比分配时，要保证飞轮有适当的转速，也要注意布置得尽可能紧凑、美

20、观和长、宽、高尺寸比例适当。3.1.3确定离合器和制动器的安装位置单级传动压力机的离合器和制动器只能置于曲轴上2。采用刚性离合器的压力机，离合器应置于曲轴上，这是因为刚性离合器不宜在高速下工作，而曲轴的转速较低，故离合器置于曲轴上比较合适。在此情况下，制动器必然也置于曲轴上。采用摩擦离合器时，对于具有两级和两级以上传动的压力机，离合器可置于转速较低的曲轴上，也可置于中间传动轴上。当摩擦离合器安装在低速轴上时，加速压力机从动部分所需要的功和离合器结合时所消耗的摩擦功都比较小，因而能量消耗较少，离合器工作条件也比较好。但是低速轴上的离合器需要传递较大的扭矩，因而结构尺寸较大。因此，摩擦离合器的合理

21、位置应视机器的具体情况而定。一般来说，行程次数较高的压力机（如模锻压力机）离合器最好安装在曲轴上，因为这样可以利用大齿轮的飞轮作用，能量损失小，离合器工作条件也较好。行程次数较低的压力机（如中大型通用压力机），由于曲轴转速低，最后一级大齿轮的飞轮作用已不显著为了缩小离合器尺寸，降低其制造成本，并且由于结构布置的要求，离合器多置于转速较高的传动轴上，一般是飞轮轴。制动器的位置则随离合器位置而定。因为传动轴上制动力矩较小，可缩小制动器的结构尺寸。3.1.4压力机各个基本参数公称压力 Pg=0.08KN滑块行程 滑块行程次数 n=200r/min最大装模高度工作台尺寸 滑块尺寸3.2总体设计方案的确

22、定本次设计总共拟定三个设计方案方案一方案评价：主传动由偏心轮带动连杆，整体结构与方案三大体相同，但偏心轮的参数难以确定，且不适用于滑块行程次数较高的压力机方案二方案评价：主转动部分由凸轮带动连杆，连杆带动滑块，上方长连杆可实现摆动，从而带动下发冲头实现往复运动。冲压时可获得较高的速度，可满足工作要求，可较准确的获得冲头的运动规律，但结构复杂，占用空间较大，不适用于小型的冲压机。方案三方案评价：主传动部分由曲轴带动连杆实现往复运动，结构简单，占用空间小，各零件参数易于确定，是现有大部分曲柄压力机的传动方案。方案确定：根据以上设计原理及此次设计原始数据综合考虑，曲柄压力机传动系统选择2级传动，一级

23、带传动，大带轮兼做飞轮用，一级齿轮传动，齿轮悬臂放置，刚性离合器和制动器均在曲轴上，曲轴横放，大带轮兼做飞轮用，齿轮悬臂放置。总体传动方案为方案三（如下图）。 曲柄压力机总体传动方案效果图4设计过程论述4.1压力机中主体机构尺寸参数的确定及运动分析设计原始数据：滑块行程H=18mm，滑块行程次数n=300次/分，公称压力压力机主体结构曲柄滑块机构是曲柄压力机工作机构中的主要类型，这种机构将旋转运动变为往复直线运动运动，实现各种冲压加工工艺，并直接承受工件变形力。同时，机构具有放大作用（即工作载荷大于传动系统输入的作用力），满足压力机瞬时峰值力的要求。曲柄滑块机构代表曲柄压力机的主要特征，它的运

24、动分析是设计和强度校核的基础，也是静力学分析的基础。曲柄滑块机构根据运动机构的布置特征，一般分为对心、正偏置、负偏置曲柄滑块机构。这三种不同的结构类型，由于其具有不同的运动速度特征，而分别应用于不同的压力机中。曲柄滑块机构的运动简图如图2所示，0点表示曲轴的旋转中心，A点表示连杆与曲柄的连接点，B点表示连杆与滑块的连接点，OA表示曲柄半径R，AB表示连杆长度。当OA以角速度作旋转运动时，B点则以速度V作直线运动。4.1.1对心曲柄滑块机构的尺寸参数确定及运动分析1.滑块位移图3为对心的曲柄滑块机构的运动关系简图。（所谓对心，是指滑块和连杆的连结点B的运动轨迹位于曲柄旋转中心O和连结点的连线上。

25、）滑块的位移和曲柄转 角之间的关系可表达为 而 令 而 整理得 （1）由于一般小于0.3，对于通用压力机，一般在0.10.2范围内，故公式（1）可进行简化。根号部分可用泰勒级数展开略去高阶项得 公式（1）变为 （2） 图2 曲柄滑块机构运动简图 图3 对心曲柄滑块机构的运动关系简图式中滑块位移，从下死点算起，向上方向为正，以下均相同；曲柄半径；曲柄转角，从下死点算起，与曲柄旋转方向相反为正，以下均相同；连杆系数。（ ，其中是连杆长度，当连杆长度可调时，取最短时数值。）2滑块速度 （3）式中 滑块速度，向下方向为正；下同。曲柄角速度；曲柄转速，亦即滑块行程次数。3滑块加速度 （4） 式中 滑块加

26、速度，向下方向为正，下同。4.参数确定由上述分析，结合运动关系简图可知， 当 ；时； =9 mm 取 则 4.3电动机的选择4.3.1压力机功能组成及总功1工件变形功A1 （14） （15） 2.拉伸垫工作功A2 （16）3.工作行程摩擦A3 摩擦当量力臂 （17） （18） 取 (19) (20) 4.弹性变形功A 4 (21) (22) 可忽略不计 (23)5.滑块空程功A5 由于压力机公称压力过小无法查到6.飞轮空转功A6 (24)查表641 得 N0无法差得 (25)查表561 得 Cn=0.27 (26) (27) 7.离合器接合功A7 A7=0.2A8.总功 (28) 解得 4.3

27、.2电动机型号的选择电动机平均功率 (29)电动机实际功率 (30)查表611 得 K取1.6实际选用功率 (31) 又因为，两级或两级以上的传动系统采用同步转速为1500或1000r/min的电动机，单级传动系统一般采用1000r/min的电动机1。查机械设计手册5 ， 同步转速为1000r/min，额定功率Ne为0.75KW的电动机型号为Y90S6，满载转速nm=910r/min。4.4压力机传动装置的总体设计 4.4.1确定传动装置的总传动比和分配传动比电动机型号为Y90S6，满载转速。1.总传动比 (32)2.分配传动装置的传动比前面传动方案已确定，采用两级传动，一级带传动，一级齿轮传

28、动，传动方案如图1所示。 式中分别为带传动和齿轮传动的传动比。查表15常见机械传动的主要性能，表411 ,现有通用压力机传动参数，为使V带传动外廓尺寸不致过大，取，则齿轮传动比为： (33)4.4.2传动装置的运动和动力参数的计算传动装置如图1所示1各轴转速电动机轴 传动轴 (34)曲柄轴 2各轴输入功率电动机轴输出功率 传动轴 (35)曲柄轴 (36)2各轴输入转矩电动机轴输出 (37)传动轴 (38)曲柄轴 (39)运动和动力参数计算结果整理于下表：表1运动和动力参数计算结果轴 名功率P（W）扭矩T（Nm）转速n/min传动比i效率输入输出输入输出电动机轴8.320.087910传动轴7.

29、997.830.250.245303.3曲柄轴7.67.40.240.2353004.5压力机主要零部件的设计计算4.5.1飞轮转动惯量的计算1电动机在额定转速下飞轮的角速度 (40)2电动机的额定滑差率 该异步电动机的同步转速，实际转速 (41)3速度不均匀系数速度不均匀系数已经给出 (42)5最大盈亏工 (43)4飞轮转动惯量 (44)4.5.2 V带轮的设计设计原始数据：电动机额定功率,转速，传动比，每天工作8小时。1确定计算功率 由表879，查得工作情况系数，故 (45)2选择V带的带型根据Pca 、ne由图8119选用Z型3确定带轮的基准直径dd1并验算带速v1) 初选小带轮的基准直

30、径。由表869表889，取小带轮的基准直径dd1=125mm。2) 验算带速v 。按式（813）9 验算带的速度 (46) 因为5m/s < 30 m/s ，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径，根据式（815a）9 ，计算大带轮的基准直径dd2 (47) 根据表889，圆整为400mm。4确定V带的中心距a和基准长度Ld 1）根据式（820）9得，376.5a01050，初定中心距a0=400mm。2）由式（822）9计算带所需要的基准长度 （48） 由表829选带的基准长度Ld=1800mm。3）按式（823）9计算实际中心距a （49）中心距的变化范围为458.5mma512.5m

31、m。5验算小带轮包角 （50）6计算带的根数Z1）计算单根V带的额定功率Pr 。由dd1=125mm和ne=910r/min，查表84a9得P0=0.27KW。根据nm=910r/min，i0=3和Z型带查表84b9得P0=0.02KW。查表859得，查表829得，于是 （51）2）计算V带的根数Z （52）取3根。7计算单根V带的初拉力的最小值由表839得A型带的单位长度质量，所以（53）应使带的实际初拉力 。8计算压轴力压轴力的最小值为 （54） 9V带设计结果如下表所示 表2带轮设计结果槽型Z型带长Ld=1800mm根数3根中心距a=400mm小带轮直径dd1=125mm大带轮直径dd2

32、=400mm带轮结构形式小带轮采用实心式，大带轮轮辐式4.5.3齿轮的设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按图1所示传动方案，选用变位直齿圆柱齿轮传动。3）压力机一般为机床类，速度不高，故选用7及精度（GB1009588）。2）材料选着。由表1019选着小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数z1=20，则大齿轮齿数z2=iz1=1.01×20=20.2，取z2=212按齿面强度设计由设计计算公式（109）9进行计算，即 （55）l 确定公式类各计算数字1） 试选载荷系数。

33、2） 计算小齿轮传递的转矩。由表1中小齿轮传递的转矩 3） 由表1079，小齿轮做悬臂布置，选取齿宽系数。4） 由表1069，查的材料的弹性影响系数。5） 由图1021d9，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极；大齿轮的接触疲劳极限。6） 由式10139计算应力循环次数。 （56） （57）7） 由图10199取接触疲劳寿命系数；。8） 计算接触疲劳需用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（1012）9得 （58） (59)计算1）试算小齿轮分度圆直径d1t，代入 中较小的值。2）计算圆周速度v。 （60）3）计算齿宽。 （61）4）计算齿宽与齿高之比。模数 （62）齿高 （63） 5

34、）计算载荷系数。根据，7级精度，由图1089查得动载系数，直齿轮；由表1029查得使用系数；由表1049用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑为悬臂布置 。由 ，查图10139得；故载荷系数 （64）6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（1010a）9得 （65）7）计算模数。 （66）3按齿根弯曲强度设计由式（105）9得弯曲强度的设计公式为 (67)l 确定公式内各计算数值1）由图1020c9查得小齿轮的弯曲强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；2）由图10189取弯曲疲劳寿命系数，；3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数，由式（1012）9得 (68) (69)4）计算载荷系数

35、。 (70)5）查取齿形系数和应力修正系数。按齿数,由图101611和101711，查取，；按齿数，由图101711 和101711，查取，；6）计算大小齿轮的并加以比较。 (71) (72)大齿轮的数值比较大。l 设计计算 (73)对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数0.59并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度圆直径=66.956mm，算出小齿轮齿数大齿轮齿数 ，取。这样设计出的齿轮传动，既满足了

36、齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4几何尺寸计算。表3外啮合直齿圆柱齿轮传动计算结果(表中=20°，ha*=1，c*=0.25) (mm) 名称符号计算公式小齿轮大齿轮模数m0.6齿数z分度圆直径d节圆直径db齿距p齿厚s齿槽宽e顶隙c中心距a基圆齿距pb齿顶高ha齿根高hf齿顶圆直径da齿根圆直径df4.5.4曲轴尺寸参数的确定及强度校核曲柄压力机中，常见的曲轴有三种型式，即曲轴、曲拐轴和偏心轴1。曲轴为压力机的重要零件，受力复杂，故制造条件要求较高，一般用45号钢锻制而成。锻比一般取2.53。有些中大型压力机的曲轴则用合金钢锻制，如40Cr，3

37、7SiMn2MoV、18CrMnNoV，锻比需要大于3，对于小型压力机的曲轴，国内有些制造厂用球磨铸铁QT602铸造。锻制的曲轴加工后应进调质处理，有时还要在两端切割试件进行机械性能试验。对于大型曲轴，有时在支承颈和曲柄颈中心处钻深孔，以该善淬透性，提高机械性能，曲轴支承颈和曲柄颈（或曲拐颈）需加以精车或磨光，为了延长曲轴寿命，在各轴颈特别是圆角处，最好用滚子碾压强化。1 图13曲轴尺寸参数的确定，如表4。图13曲轴示意图表4曲轴有关尺寸经验公式1及计算结果 (单位：mm ； Pg公称压力0.08KN)曲轴各部分名称代号经验公式及数据支承颈直径 取支承颈长度 取曲柄颈直径取曲柄颈长度 取曲柄两

38、臂外侧间长度 取曲柄颈的宽度或直径 取圆角半径 取由于公称压力过小等原因2曲轴的强度校核曲轴强度计算存在不少问题，过去所沿用的方法与实际情况相差较大，有些在计算上亦感繁琐。现只介绍一种较精确校核的计算方法1，这种方法对载荷和支承做了一些简化，如图14所示简化模型。对载荷的简化1：1）齿轮对曲轴的作用力比连杆比连杆对它的作用力小得多，可忽略不计；2）连杆对曲轴的作用力近似看成等于公称压力,并分别作用在距离曲柄臂处。对支承的简化：两支承也是在距离曲柄臂处，简化成简支梁。危险截面：CC（曲柄颈中点处），BB（右侧曲柄臂右端面）。图14曲轴计算简图（纯弯梁法）危险截面计算：l CC截面 曲轴材料为40

39、Cr调质钢，其许用应力，可见，曲轴强度满足。l BB截面公称当量力臂 (75) (76)曲轴材料为40Cr调质钢，其许用剪应力，可知，曲轴满足剪切强度。曲轴危险截面的应力均在需用应力范围之类，满足强度要求。4.5.5曲轴轴承的设计计算轴承的选择由于曲轴有特大冲击与振动，径向空间尺寸受到限制，必须剖分安装，而滑动轴承正具有这些特点，承受冲击载荷的能力较强，主要用于曲轴的主轴承，连杆小端支承等，故选择对开式径向滑动轴承。二滑动轴承的设计计算1验算轴承的平均压力（单位为MPa）曲柄连杆机构中的滑动轴承，速度较低，承受短时高峰载荷，轴承处在边界摩擦的状况下工作，设计中应验算轴承轴瓦上的单位压力使 (77)式中： 作用在轴承上的压力（轴承所受径向载荷），N； 轴承的支承投影面积（mm2），与轴承的结构，尺寸有关； 轴瓦材料的许用应力，MPa，其值见表1229及表11810。2验算轴承的（单位为MPam/s）轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗成正比（是摩擦系