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剪板机曲柄滑块机构设计


发布时间:2018-05-28 10:10:52  点击次数:435  来源:江海集团信息部
 

 曲柄滑块机构设计

 
    曲柄滑块机构是曲柄剪板机的典型机构,这一机构将剪板机传动系统的旋转运动转变为滑块的往复运动,实现剪切工艺。同时,机构还具有力的放大作用(即工作载荷大于传动系统输入的作用力),满足剪板机瞬时峰值力的要求[12]。 
 
1    材料的选择
 
    由于曲柄滑块机构需要承受10吨的冲压力,应选择刚度较大的钢,选择45号钢,应力=238MPa, =238MPa, =142MPa[13]。
 
2    确定曲柄滑块杆件长度
 
    已知滑块的行程为22mm,本次设计采用对心曲柄滑块机构,如图3-8所示。所以曲柄长=/2=22/2mm=11mm。机构在图8-1所示位置时的传动角=90°-,为了保证曲柄滑块的性能[3], ≥40°。
因为≥40°,所以≤ 
    的最大值为1
    ≥/  ≥11/mm=14.36mm
类比工厂样机,选=400mm。
 
3    结构设计
 
参考工厂样机,确定曲柄连杆的机构,如图8-2所示
图8-2 曲柄连杆的机构
 
4    强度校核
 
    该剪板机的剪切力为10吨,因此
      =10×103×9.8N=9.8×104N
    由于转矩产生的最大力发生在曲柄与导轨垂直的位置[14],作用在曲柄上的力
    =/ (-安全适用系数取1.2)
    =1.2×9.8×104/N=11.76×104N
      =11.76N
    因为采用双曲柄传动,所以
    =/2=11.76×104/2N=5.88×104N
    =/=5.8×104/238mm2=247mm2
    从图8-2可以看出φ30处是该机构的最薄弱环节,其面积=(70-30)×35mm2=1400mm2>247mm2,因此满足强度要求。
    曲柄滑块上连接部分剪切强度校核
    =/=9.8×104/142mm2=690mm2
    = =×(30/2)2=706.5> 安全。
所以曲柄滑块机构结构设计合理。
 
5    电动机的校核
 
    由以上的计算可知作用在曲柄上的最大力为11.76×104N,曲柄对主轴的转矩==11.76×104×11×10-3N·m=1293.6N·m。
    电动机提供的转矩经皮带和齿轮传递到主轴的转矩=1510.19N·m。
     <
    所以电动机的选择符合设计要求。

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