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1設(shè)計(jì)、制造和維修工作也因此而產(chǎn)生出較多的問(wèn)題。而其他沖壓工藝對(duì)壓力機(jī)的要求則與拉深工藝的不同，如精壓工藝要求壓力機(jī)滑塊在下死點(diǎn)附近的速度較小，鍛造工藝則要求壓力機(jī)滑塊具有較快的工作速度。
壓力機(jī)的曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)串聯(lián)橢圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，不僅可以改變?cè)械幕瑝K運(yùn)動(dòng)方式，而且可以通過(guò)調(diào)整曲柄與橢圓齒輪長(zhǎng)軸之間的安裝相位角，進(jìn)一步變化其滑塊運(yùn)動(dòng)方式。因此能夠在保持普通曲柄壓力機(jī)各種優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)變換安裝相位角使同一臺(tái)機(jī)床滿足各類沖壓工藝的不同要求。
2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊位移S與曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系可以表示為：
S = （R+ L ） - （ Rcos + L 2 - R 2 sin 2）
式中R曲柄長(zhǎng)度L連桿長(zhǎng)度由式可以推導(dǎo)出滑塊運(yùn)動(dòng)速度V與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系中= d / dt，為壓力機(jī)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。
從式可以看到，普通曲柄壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)性能與曲柄和連桿的長(zhǎng)度相關(guān)，而壓力機(jī)的曲柄和連桿長(zhǎng)度都是固定的，因此其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也
是不變的，并與沖壓拉深工藝的要求相差甚遠(yuǎn)。下面的分析將探討串聯(lián)橢圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后曲柄壓力機(jī)的性能如何得到改善。
3橢圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹
在普通齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，齒輪的節(jié)圓互相嚙合，節(jié)圓保持滾動(dòng)接觸，齒輪的傳動(dòng)比是一個(gè)定值。如果將齒輪的節(jié)圓改成為橢圓形狀，在傳動(dòng)過(guò)程中兩橢圓回轉(zhuǎn)中心距離保持不變，并保持滾動(dòng)接觸，則齒輪的瞬間傳動(dòng)比為變數(shù)。橢圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有產(chǎn)生變速運(yùn)動(dòng)的性能，能協(xié)調(diào)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況。
設(shè)齒輪的節(jié)曲線為橢圓，其長(zhǎng)軸為2a，短軸為2b，橢圓兩焦點(diǎn)間的距離為2c.根據(jù)橢圓的性質(zhì)，可知橢圓上任意一點(diǎn)與兩焦點(diǎn)的距離之和為定值。
因此一對(duì)相同的橢圓以其一個(gè)焦點(diǎn)為回轉(zhuǎn)中心，相互間能夠保持滾動(dòng)接觸。
設(shè)e= c/ a為橢圓偏心率， p = b2 / a為橢圓焦點(diǎn)參數(shù)，可求得一對(duì)相互嚙合的橢圓齒輪的節(jié)曲線橢圓方程式中1主動(dòng)橢圓齒輪的轉(zhuǎn)角r 1主動(dòng)橢齒輪節(jié)曲線橢圓矢徑r 2被動(dòng)橢齒輪節(jié)曲線橢圓矢徑兩橢圓齒輪的瞬間傳動(dòng)比所以，被動(dòng)橢圓齒輪的轉(zhuǎn)角被動(dòng)橢圓齒輪角速度2與主動(dòng)橢圓齒輪角速度1的關(guān)系。
4橢圓齒輪串聯(lián)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
利用橢圓齒輪的變速運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可以有效地改善曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的性能。在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)前串聯(lián)橢圓齒輪機(jī)構(gòu)。曲柄與被動(dòng)橢圓齒輪的橢圓長(zhǎng)軸之間存在一個(gè)安裝相位角下面討論串聯(lián)橢圓齒輪機(jī)構(gòu)后，壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動(dòng)性能有哪些變化。
所以，串聯(lián)橢圓齒輪后由式表示的滑塊位移S成為主動(dòng)橢圓齒輪轉(zhuǎn)角1的函數(shù)，同時(shí)由式確定的滑塊運(yùn)動(dòng)速度也成為主動(dòng)橢圓齒輪轉(zhuǎn)角1的函數(shù)確定。
5影響滑塊運(yùn)動(dòng)的參數(shù)
從式可知，影響壓力機(jī)滑塊的速度參數(shù)有橢圓偏心率e、曲柄和橢圓齒輪長(zhǎng)軸之間的相位角以及曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L，并且壓力機(jī)滑塊速度V與曲柄長(zhǎng)度R及主動(dòng)橢圓齒輪的角速度1成正比。上述二式所描述的反映壓力機(jī)滑塊速度的函數(shù)關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，為了了解各個(gè)參數(shù)對(duì)壓力機(jī)滑塊速度的影響程度，在中繪制了當(dāng)曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L = 0 1時(shí)，橢圓偏心率e分別為0、0 2和0 4，曲柄和橢圓長(zhǎng)軸之間的安裝相位角分別為0、45、90、135、180和270時(shí)的滑塊最大速度比V / R 1曲線。可以看到，偏心率e和相位角對(duì)速度曲線均有明顯的影響。m中的相位角為0 ，滑塊下死點(diǎn)附近的速度很低，適合于精壓及整形工藝。o中的相位角為90 ，工作行程速度均勻，且工作行程回程比K大，適合于拉深工藝。將o中的相位角再增加180達(dá)到270 ，則如r中所示，其工作行程回程比K小，滑塊壓下速度快，適合于熱鍛工藝。
設(shè)滑塊最大速度比V/ R1為衡量壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)性能的一個(gè)量化指標(biāo)，列出了曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L = 0 1時(shí)，偏心率e和相位角不同時(shí)的滑塊最大速度比V / R 1.可以看到，偏心率e對(duì)滑塊最大速度比V/ R 1具有明顯的影響。當(dāng)偏心率e相同時(shí)，相位角的變換也會(huì)改變滑塊最大速度比V / R 1。在偏心率e數(shù)值較大時(shí)，相位角的影響更為顯著。
設(shè)滑塊工作行程回程比K為衡量壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)性能的另一個(gè)量化指標(biāo)，列出了曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L = 0 1時(shí)，偏心率e和相位角不同時(shí)的壓力機(jī)滑塊工作行程回程比K.從中可以看到，相位角對(duì)滑塊工作行程回程比K具有明顯的影響。當(dāng)曲柄和橢圓長(zhǎng)軸不在同一直線時(shí)，即相位角不為0或180時(shí)，不同的偏心率e也會(huì)導(dǎo)致不同的滑塊工作行程回程比K.并且當(dāng)偏心率e較大時(shí)，對(duì)K值的影響更為顯著。
反映了曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L對(duì)壓力機(jī)滑塊性能的影響。中曲線適用的橢圓偏心率e為0 4，相位角為90 ，從中的曲線可以看到，曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L對(duì)滑塊最大速度比V/ R 1的影響不大，對(duì)工作行程回程比K則沒(méi)有影響。列出的數(shù)據(jù)也說(shuō)明了這一點(diǎn)。在中曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L分別為0 1、0 2和0 5，而相位角為90時(shí)相對(duì)應(yīng)的滑塊最大速度比V/ R 1僅為0 55、0 57和0 69.與曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L為0 1的相比較，曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L增加了2倍和5倍時(shí)，滑塊最大速度比V/ R 1僅增加了4%和25%.
6結(jié)語(yǔ)
將具有變速傳動(dòng)特性的橢圓齒輪機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)壓力機(jī)的曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)串聯(lián)后，可以明顯地改變壓力機(jī)原先的滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過(guò)調(diào)整曲柄與橢圓齒輪長(zhǎng)軸之間的安裝相位角，能夠進(jìn)一步變化其運(yùn)動(dòng)行為，使同一臺(tái)機(jī)床滿足各類不同沖壓工藝的要求?；瑝K最大速度比V / R 1和工作行程回程比K作為衡量壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)性能的量化指標(biāo)。橢圓偏心率e對(duì)兩者均有明顯影響。橢圓偏心率e相同時(shí)，曲柄與橢圓齒輪長(zhǎng)軸之間的安裝相位角對(duì)上述兩個(gè)量化指標(biāo)也均有影響，并且在橢圓偏心率e較大時(shí)，其影響更為顯著。曲柄連桿長(zhǎng)度比R/ L對(duì)滑塊最大速度比V/ R 1的影響極其微弱，對(duì)工作行程回程比K則完全沒(méi)有影響。
通過(guò)變換安裝相位角的方式可以使同一臺(tái)壓力機(jī)滿足各類沖壓工藝的不同要求。如安裝相位角為0時(shí)，滑塊下死點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng)速度很低，適合于精壓及整形工藝；相位角為90時(shí)，滑塊工作行程速度均勻，且工作行程回程比K大，適合于拉深工藝；相位角為270時(shí)，則工作行程回程比小，滑塊在工作行程階段壓下速度快，適合于熱鍛工藝。
