吨压力机机械结构设计.doc

1、郑州雨辰学院本科生毕业设计（论文）题 目： 60 吨压力机机械结构设计 指导教师： 职称： 讲师 学生姓名： 学号： 1334095854 专 业： 机械设计制造及其自动化 院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 20 年 06 月 18 日 20 年 06 月 14 日郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计I摘要压力机是一种结构精巧的通用性压力机，具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺，通过对金属坯件施加压力使金属发生塑性变形来加工成零 。本文设计的压力机主要应用于中小件型企业，用于完成简单的冲压工作，具有结构简单、操作方

2、便、生产效率高等特点。本文参考 JH31-63 机械压力机的设计，需要请咨询学号数字企鹅设计了 60 吨压力机。该压力机采用曲柄滑块机构作为执行机构完成冲压工作。本文通过对压力机的控制要求和工况分析，决定采用了齿轮的二级减速传动，运用传统理论方法对压力机传动系统进行设计、计算、强度校核，确定了传动系统的设计方案，并且绘制了传动系统原理图，给出了传动系统的工作说明书，并对其进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。 关键词：压力机 传动系统 执行机构 带传动 齿轮传动郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计IIAbstractExquisite gene

3、ral press, press is a kind of structure has a wide range of USES, production efficiency is high, the press can be widely used in cutting, punching, blanking, bending, riveting and forming process, through to put pressure on the metal ware metal plastic deformation occurred to processed into zero.In

4、this paper, design of the pressing machine is mainly used in small and medium enterprises, to complete a simple punching, has simple structure, convenient operation, high production efficiency, etc.In this paper, the design of the reference JH31-63 mechanical press, 60 tons of press is designed.The

5、press adopts the slider-crank mechanism as the executing agency to complete the punching.In this paper, by analyzing the control requirements and working condition of the press, decided to adopt the double reduction gear transmission, on the basis of the theory of traditional method to press the tra

6、nsmission system design, calculation, strength check, make sure the design of the drive system, and draw the transmission system principle diagram, drive system is given the job description, and carries on the feasibility analysis, finally, the whole design system analysis, it is concluded that the

7、whole design is feasible.Key words: Press Transmission system Actuator Tape drive Gear transmission郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计III目录1 绪论 .12 使用分析与方案的确定 .32.1 压力机结构设计任务 .32.2 使 用 分 析 .32.3 方 案 确 定 .33 执行机构的设计与计算 .63.1 执 行 机 构 的 计 算 .63.2 电 动 机 的 选 型 .84 传动装置的设计与计算 .94.1 带 传 动 的 设 计 与 计 算 .94.1.1 带 传

8、动 的 设 计 及 计 算 .94.1.2 V 带 轮 的 设 计 .104.2 齿 轮 传 动 和 齿 轮 的 结 构 设 计 .124.2.1 齿 轮 传 动 计 算 和 校 核 .124.2.2 齿 轮 的 结 构 设 计 .154.3 轴 的 计 算 及 校 核 .164.3.1 后 轴 的 计 算 及 校 核 .164.3.2 曲轴的计算及校核 .225 润滑方式的选择 .26结 论 .27致 谢 .28郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计IV参考文献 .29附录 .30附录 A 压力机装配图 .30附录 B 齿轮 .30附录 C 直轴 .30附录 D 曲轴 .3

9、0郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计11 绪论压力机在国防工业和民用工业中占有极其重要的地位。压力机广泛应用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门，伴随着工业的发展，压力机的品种和数量越来越多，质量要求越来越高，能力越来越大，它在机械制造工业以及其他工业生产中的作用越来越显著，因此对压力机的精度和生产率等各方面的要求也就越来越 。高 1我国压力机在十几年里不断进行技术改造和扩建，生产大大提高。设计科研队伍日益扩大，以往的产品亦不断进行更新换代。进入 21 世纪，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，特别是汽车制造业飞速发展，面对这

10、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。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，在适用性方面也取得了长足进 。由于压力机能够步 2用于弯曲、拉深、胀形、扩口、缩口、旋压、压印、整形、翻边等成形工序，所以压力机的发展,已经影响到市场需求,它的意义已经越来越重大。现代制造技术的发展要求压力机不仅能够高速度、高精度、大负载的运转，而且应具有更大的柔性，能迅速、方便的改变输出运动规律。但传统的机械式压力机的运动特性单一、工艺适用性差。压力机

11、主要技术优势体现在控制系统更加自动化和智能化，操作方式更加灵活方便，能实现多种工艺参数自动调整。卸料设备组成纵列串行冲压生产线实现自动生产等从而更能适应现代生产工艺和生产节拍的要求。在机械传动方面主要体现在设计领域，随着计算机技术的发展CADCAE 技术、有限元分析、3D 设计和多连杆参数化设计等新技术被广泛应用在压力机的设计过程中，大大提高了压力机机械设计的效率。控制系统随着自动控制技术和智能传感技术的发展，现代机械压力机的控制系统也更加自动化和智能化。目前机械压力机的主电机主要采用直流电机和交流电机两种形式。对拉深压力机，由于其速度变化要求高，以往多需要请咨询学号数字企鹅采用调速性能较好的

12、直流调速驱动方式。近年来，随着电力电子技术的发展，交流调速的性能也越来越接近直流调速的性能。国外压力机近几十年来主要以批量生产在板冲和模锻中广泛使用，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。但近几年，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，在传统的机械压力机上经反复各种尝试，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，通郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计2用性大，具有更

13、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 3郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计32 使用分析与方案的确定2.1 压力机结构设计任务本文主要针对压力机的执行机构和传动装置进行设计。压力机的技术参数：滑块行程：120mm，工程压力：60 吨，行程次数：50 次/分，冲压厚度：d=8mm。需要设计的结构参数有带传动的结构设计、齿轮传动的结构设计和轴的结构设计。2.2 使 用 分 析在 机 器 进 行 设 计 初 期 ， 就 应 该 对 机 器 将 要 进 行 的 工 作 进 行 使 用 分 析 。 其 中 最 主要 的 是

14、 机 器 的 使 用 功 能 的 要 求 ， 其 次 是 机 器 在 设 计 、 制 造 及 日 后 的 使 用 过 程 中 能 够实 现 人 力 和 物 力 的 要 求 。 下 面 对 这 些 要 求 进 行 一 些 分 析 。(1)使 用 功 能 的 要 求 ： 机 器 应 具 有 设 计 里 预 计 的 功 能 ， 就 是 要 正 确 选 择 机 器 的工 作 原 理 ， 正 确 的 机 构 设 计 ， 传 动 装 置 和 电 动 机 以 及 合 理 的 配 置 、 必 要 的 辅 助 系 统来 实 现 的 。(2)经 济 性 的 要 求 ： 机 器 的 经 济 性 贯 穿 于 整 个

15、机 床 设 计 、 制 造 、 使 用 的 过 程 中 ，设 计 机 器 时 要 综 合 的 进 行 考 虑 ， 设 计 成 本 应 该 尽 可 能 的 低 ， 同 时 机 器 在 使 用 过 程 中应 该 有 高 的 生 产 率 、 高 效 率 ， 较 少 的 能 源 损 耗 ， 原 材 料 和 辅 助 材 料 以 及 低 的 管 理 和维 修 费 用 。 以 下 几 点 可 提 高 压 力 机 的 设 计 经 济 性 指 标 ： 等 4 最 大 限 度 的 采 用 标 准 化 、 系 列 化 及 通 用 化 的 零 件 、 零 部 件 机 构 ， 尽 可 能 采 用标 准 化 机 构 及

16、尺 寸 。 采 用 AUTOCAD 技 术 可 以 加 快 产 品 开 发 速 度 ， 减 少 产 品 设 计 的 各 项 成 本 。 机 床 的 经 济 性 受 材 料 、 结 构 、 工 艺 和 技 术 影 响 ， 所 以 要 尽 可 能 采 用 先 进 的 技术 ， 新 的 工 艺 、 结 构 和 材 料 。 力 求 完 善 结 构 的 工 艺 性 ,使 原 材 料 用 量 少 、 易 加 工 、 零 件 易 装 配 。 设 计 和 制 造 过 程 的 合 理 化 。 提 高 压 力 机 的 使 用 经 济 性 指 标 的 主 要 途 径 有 : 合 理 提 高 机 器 的 机 械 化

17、和 自 动 化 水 平 ， 以 提 高 机 器 生 产 率 及 产 品 的 质 量 。 选 用 高 效 率 的 传 动 系 统 ， 尽 可 能 减 少 传 动 的 中 间 环 节 ， 降 低 能 源 消 耗 和 生 产成 本 。 采 用 适 当 的 防 护 及 润 滑 措 施 ， 延 长 机 器 的 使 用 寿 命 。(3)其 他 要 求 ： 一 部 机 器 除 应 具 有 上 述 的 几 点 要 求 外 ， 还 应 有 一 些 其 他 的 要 求 ，如 劳 动 保 护 的 要 求 。 对 于 在 不 同 工 作 环 境 工 作 的 机 器 还 有 一 些 为 该 机 器 所 特 有 的 要求

18、 。 虽 然 这 些 要 求 经 常 被 忽 略 ， 但 也 非 常 重 要 ， 在 日 常 生 活 中 也 起 着 很 大 的 作 用 。2.3 方 案 确 定 (1)执 行 机 构 的 方 案 确 定郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计4方 案 一 ： 采 用 对 心 曲 柄 滑 块 机 构 为 执 行 机 构 用 曲 柄 和 滑 块 来 实 现 转 动 和 移 动 相 互 转 换 的 平 面 连 杆 机 构 ， 也 称 曲 柄 连 杆 机 构如 图 2.3-1。 曲 柄 滑 块 机 构 中 与 机 架 构 成 移 动 副 的 构 件 为 滑 块 ， 曲 柄 滑 块 机

19、 构 广 泛应 用 于 往 复 活 塞 式 发 动 机 、 压 缩 机 、 冲 床 等 的 主 机 构 。中 5图 2.3-1 曲 柄 滑 块 机 构 方 案 二 ： 采 用 凸 轮 机 构 为 执 行 机 构 凸 轮 机 构 是 由 凸 轮 、 从 动 件 和 机 架 三 个 基 本 构 件 组 成 的 高 副 机 构 如 图 2.3-2。凸 轮 是 一 个 具 有 曲 线 轮 廓 或 凹 槽 的 构 件 ， 一 般 为 主 动 件 。 凸 轮 机 构 广 泛 应 用 于 各 种自 动 机 械 、 仪 器 和 操 纵 控 制 装 置 。 凸 轮 机 构 得 到 广 泛 应 用 主 要 是 由

20、 于 凸 轮 机 构 可 以实 现 各 种 复 杂 的 运 动 要 求 ， 而 且 结 构 简 单 、 紧 凑 。 但 是 凸 轮 廓 线 与 推 杆 之 间 为 点 、线 接 触 ， 易 磨 损 ， 顶 杆 易 断 ， 导 致 失 去 动 作 ， 所 以 凸 轮 机 构 多 用 在 传 力 不 大 的 场。合 6郑州雨辰学院毕业设计（论文） 60 吨压力机机械结构设计5图 2.3-2 凸轮机构通 过 对 两 种 方 案 的 比 较 ， 连 杆 机 构 具 有 很 多 优 点 ： 运 动 副 一 般 均 为 低 副 。 低 副 的 两 运 动 副 之 间 为 面 接 触 ， 压 强 较 小 ，

21、 可 承 受 较大 的 载 荷 ； 且 有 利 于 润 滑 ， 磨 损 较 小 ； 此 外 ， 运 动 副 元 素 的 几 何 形 状 较 简 单 ， 便 于加 工 制 造 。 可 实 现 多 种 形 式 的 运 动 变 换 和 运 动 规 律 。 在 连 杆 机 构 中 ， 当 原 动 件 的 运 动 规律 不 变 ， 可 用 改 变 各 构 件 的 相 对 长 度 来 使 从 动 件 得 到 不 同 的 运 动 规 。律 7最 终 选 择 方 案 一 ： 对 心 曲 柄 滑 块 机 构 为 该 压 力 机 的 执 行 机 构 。 (2)传 动 方 案 的 确 定带 传 动 和 齿 轮 传

22、动 是 传 动 中 常 见 的 两 种 形 式 。 齿 轮 传 动 又 可 分 为 直 齿 和 斜 齿 等几 种 。 带 传 动 承 载 能 力 小 ， 在 传 动 相 同 转 矩 时 ， 结 构 尺 寸 比 其 它 传 动 形 式 大 ， 但 带传 动 平 稳 ， 而 且 能 吸 振 缓 冲 ， 所 以 ， 带 传 动 一 般 布 置 在 高 速 级 ； 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动平 稳 性 比 直 齿 好 ， 常 用 在 高 速 级 或 传 动 平 稳 的 场 合 ； 开 式 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 一 般 在较 差 的 环 境 下 工 作 ， 润 滑 条 件 也 不 好 ，

23、因 此 磨 损 严 重 ， 寿 命 短 ， 一 般 布 置 在 低 速 级 ；圆 锥 齿 轮 传 动 只 用 于 需 要 改 变 轴 的 布 置 方 向 的 场 。 结 合 本 次 所 设 计 的 压 力 机 的合 8工 作 环 境 和 它 自 身 特 点 ， 选 择 带 传 动 和 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 。本 次 设 计 的 压 力 机 是 一 种 典 型 的 冲 压 机 械 ， 首 先 通 过 带 传 动 ， 使 大 带 轮 转 动 ，同 时 大 带 轮 具 有 飞 轮 的 作 用 ， 能 够 存 储 能 量 。 然 后 大 带 轮 的 储 能 作 用 带 动 小 齿 轮 ，通 过 大 小 齿 轮 间 的 减 速 传 动 ， 最 终 使 大 齿 轮 带 动 执 行 机 构 进 行 冲 压 工 作 。 总 体 传 动方 案 示 意 图 如 图 2.3-3 所 示 ， 压 力 机 装 配 图 见 附 录 A。图 2.3-3 总 体 传 动 方 案 示 意 图