1、(1)拉緊螺栓直徑：拉緊螺栓直徑?jīng)Q定于機身的預(yù)緊力。機身預(yù)緊力通常根據(jù)壓力機的公稱壓力及其結(jié)構(gòu)形式確定。拉緊螺栓一般采用45號鋼制造。 當(dāng)采用正火處理的45號鋼時，對于組合機身的拉緊螺栓直徑d可按以下經(jīng)驗公式計算，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)直徑圓 初步選定。式中 壓力機公稱壓力(KN)。對于整體機身，可取預(yù)緊力為(0.71.0) ，但是在目前實際設(shè)計時也有人取和機身同樣大小的預(yù)緊力。拉緊螺栓兩端通常采用45鋸齒形螺紋，其牙型與基本尺寸分別見標(biāo)準(zhǔn)，螺母采用圓螺母。當(dāng)拉緊螺栓的直徑確定后，兩端螺紋和螺母可以按標(biāo)準(zhǔn)表（見設(shè)計手冊）選取。（2）立柱斷面尺寸立柱最小斷面積按下面這個公式選取： ; 預(yù)壓力，通常可取=（

2、1.21.5）； 許用應(yīng)力，可近似取4060MPa（3）機身高度的確定機身的高度可按下式確定： H=h+S+L+H1+A+H2+H3+H4;式中h最大裝模高度； S壓力機行程長度； L連桿長度； H1滑塊底面與連桿小頭中心線的距離； A+H2偏心軸心與上橫梁頂面的距離；H3楔形工作臺的高度；H4底座的高度；封閉高度采用偏心壓力銷或偏心套調(diào)整的壓力機，在計算機身高度時，不應(yīng)計人H3。(4)底座尺寸和底座與基礎(chǔ)接觸面積 底座后面尺寸可近似按以下經(jīng)驗公式?jīng)Q定：ET+2/3D;式中T機身中心線至傳動軸支座孔中心線的距離；D飛輪直徑(mm)。機身底座與基礎(chǔ)接觸面積按下式確定；Pmg/p;式中 m壓力機質(zhì)

3、量；g重力加速度；p機身底座與基礎(chǔ)接觸面的單位壓力，一般可取0.70.8MPa。4.4 機身機架的選用、受力及強度的校核本課題選用的機身為三梁四柱式機身，機身結(jié)構(gòu)簡圖如下圖4-1所示1-橫梁 2-移動橫梁 3-立柱 4-工作臺圖4-1 機身結(jié)構(gòu)簡圖整體機身框架力的傳遞由上圖可以看出上下橫梁和立柱交界內(nèi)轉(zhuǎn)角處為危險區(qū)域，并為受拉狀態(tài)，所以在設(shè)計的時候應(yīng)該保證以下幾點原則。（1）應(yīng)使力的傳遞距離最短。（2）結(jié)構(gòu)布置和材料分配應(yīng)考慮力的傳遞路線。（3）整體機身的上下橫梁和立柱交界的內(nèi)轉(zhuǎn)角處有明顯的應(yīng)力集中，應(yīng)設(shè)計合理的圓弧結(jié)構(gòu)，并保證加工精度。（4）上下橫梁不宜采用中段局部增高等加強梁結(jié)構(gòu)，因其在轉(zhuǎn)

4、折處必定應(yīng)力集中，有害無利。現(xiàn)在研究一下工作行程中機身受的力，假設(shè)機身與基礎(chǔ)剛性連接，可對于不動的下橫梁來分析拉緊螺栓立柱的伸長和上橫梁的絕對位移。作用在機身上的拉力通常可表示為(不考慮摩擦力)： 式中M、分別為機身部分的換算質(zhì)量和加速度； F為螺桿壓力機的最大工作負(fù)載為100K采用的近似方法，只附帶考慮了工作行程時滑塊、螺桿和飛輪在突然減速情況下產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩。慣性力和慣性力矩可用下式確定： ； 應(yīng)當(dāng)給出變形時間t，當(dāng)在沒有鍛件情況下模具冷擊時，T= 0.010.05秒。 冷擊時在滑決運動方向上的變形可以由比值s=p/c令近似確定，這里c為螺旋壓力機的剛度。4.4.1主機載荷分析螺桿

5、壓力機的最大工作負(fù)載為100KN，在進行載荷設(shè)計時，取負(fù)載100KN對壓力機進行受力計算。螺桿壓力機機結(jié)構(gòu)形式為“三梁四柱”式，工作時加壓的負(fù)載作用在橫梁和導(dǎo)柱上，受載時橫梁受壓，導(dǎo)柱受拉受力簡圖如下圖所示：F-負(fù)載 T-導(dǎo)柱拉力圖4-2橫梁、導(dǎo)柱受力圖4.4.2立柱的設(shè)計壓力機的最大負(fù)載約為100kN，通過力傳遞后，最后由四根立柱承受100KN的拉力，作用在每根立柱上的拉力為25kN。由許用拉應(yīng)力公式，可計算導(dǎo)柱的安全直徑D。 式1式中：許用應(yīng)力；取45鋼=80100MPa；F軸向拉力；A橫截面積。即： 取立柱直徑D=60mm,帶入式1進行強度校核滿足條件，強度合格立柱穩(wěn)定性計算取立柱長度L

6、=1200mm式中I立柱的的慣性距 A立柱的橫截面積柔度計算：立柱是兩端固定結(jié)構(gòu)，根據(jù)表5-2 式中長度系數(shù)立柱臨界應(yīng)力：材料為45鋼，則立柱工作應(yīng)力公式： 計算表明穩(wěn)定性合格4.4.3橫梁的設(shè)計橫梁受力可以簡化為簡直梁，中間受載的情形，如圖所示。 橫梁受力簡圖圖4-3初步確定橫梁的長、寬、高尺寸分別為800,700,300mm截面為矩形，即：負(fù)載作用下的剪力和彎矩如圖所示圖4-4(a) 剪力圖 (b) 彎矩圖由彎矩圖4-4可知，橫梁C點11截面彎矩最大，該截面是危險截面。為了保證橫梁能夠正常工作，必須對該截面進行強度校核。正應(yīng)力計算公式為： 式中：最大彎曲正應(yīng)力；最大彎矩；抗彎截面系數(shù)()。

7、矩形截面抗彎系數(shù)W計算公式為： 式中：矩形截面的寬；矩形截面的高。即：45鋼的彎曲許用應(yīng)力=100MPa，而橫梁的最大彎曲應(yīng)力=2.7MPa，遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，經(jīng)過校核，設(shè)計尺寸滿足要求5.螺桿的設(shè)計算5.1螺桿的設(shè)計計算(1)確定螺紋直徑螺桿工作時，同時受到壓力和轉(zhuǎn)矩的作用。因此它的計算可近似按螺栓聯(lián)接的計算公式求得螺紋公稱直徑即許用應(yīng)力 螺桿材料選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 則 選梯形螺紋 螺紋大徑： ，螺紋中徑： 螺紋小徑： 螺距 ：螺紋根部厚度：螺紋工作高度：校核螺桿強度：螺紋力矩: 螺紋升角：查表5-1(鋼與鑄鐵的滑動摩擦系數(shù)無潤滑)當(dāng)量摩擦角表5-1摩擦因數(shù) f值（無滑條件下）螺桿和

8、螺母材料f值螺桿和螺母材料f值淬火鋼和青銅鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵0.060.080.080.100.100.12鋼和鑄鐵鋼和鋼0.160.190.130.17按第四強度理論較核，壓扭組合校核滿足要求。(2)自鎖性驗算自鎖條件其中故 ，可用，且，可靠(3)螺桿結(jié)構(gòu)螺桿上端直徑：取，取退刀槽直徑：取退刀槽寬度：螺桿膨大部分長度：取，取螺桿長度(4)穩(wěn)定性計算細(xì)長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力，螺桿可能失穩(wěn)，為此按下式演算螺桿的穩(wěn)定性。式中，為螺桿的臨界壓力。彈性模量。，取。由，為固定支承，查表5-2（一端固定，一端自由）表5-2 系數(shù)和螺桿端部結(jié)構(gòu)兩端固定0.5（如一端不完全固定時為0.6）4.73

9、0一端固定，一端鉸支0.73.927兩端鉸支13.142一端固定，一端自由21.875，螺桿可以穩(wěn)定工作。5.2螺母的設(shè)計計算螺母的材料選用HT300(1)確定螺紋旋合圈數(shù)z根據(jù)耐磨性旋合圈數(shù)z，即 查表5-3取表5-3滑動螺旋傳動的許用壓強 螺紋副材料速度范圍，許用壓強螺紋副材料速度范圍，許用壓強鋼對青銅低速 0.251825111871012鋼對鑄鐵0.040.10.2131847鋼對鋼低速7.513鋼對耐磨鑄鐵0.10.268淬火鋼對青銅0.10.21013螺母實際圈數(shù)螺母旋合長度：校核螺母的高徑比： ，不能滿足要求。故要重新確定螺母的高度。，則取 (2)校核螺母的螺牙強度剪切強度:查表5-4取 表5-4螺桿與螺母的許用應(yīng)力 材 料許用拉應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力許用剪切應(yīng)力螺 桿鋼螺 母青銅耐磨鑄鐵鑄鐵鋼406050604560(11.2)304040400.6故滿足要求。彎曲強度:式中 查表5-4 故滿足要求(3)螺母其它結(jié)構(gòu)尺寸:螺母外徑取螺母凸外徑取螺母取螺母外徑和凸緣強度的計算及螺母懸置部分拉扭組合校核式中：螺母的許用