传动齿轮人机界面储能电容曲柄连杆操作面板控制系统伺服驱动器PMSM位移传感器编码器机床开关量电磁制动器滑块工作台图2.2 伺服电机直接驱动压力机系统框图
在机械结构上，伺服电机只通过一级减速齿轮，再依靠连杆带动滑块上下运动，这样有效降低了传动误差，提高了滑块位置精度，并且转动惯量的减小使系统动态响应更快。同时，通过一级齿轮减速，可减小电机的调速范围，增大出力比，结构简单，维护方便。紧急制动装置采用电磁制动器，在过载、故障、电源断电时需要紧急停车时，电磁制动器断电，弹簧作用于制动盘上，使处于衔铁与电机端盖之间的制动盘被夹紧，依靠摩擦力矩使电机轴停转；当制动器通电时，电磁铁心将衔铁吸合，制动盘被释放，即制动器被打开[11-13]。
3 传动系统设计
3.1 主要设计参数
冲床设计的主要参数： ? 公称力：Ρg =600 KN ? 滑块行程： S =140 mm ? 公称力行程：Sg =5 mm
? 行程次数：平均行程次数：57spm（spm 表示每分钟滑块动作次数），滑块在行程内最高为75spm，最低为25spm；
? 最大装模高度：H =320 mm ? 装模高度调节量：ΣH =80 mm ? 齿轮减速比：10 ? 曲柄半径：R=70 mm
? 连杆长度：L=640 mm
3.2 曲轴的确定
曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构，亦是压力机的核心部分，分析它的运动与受力特点是设计曲柄压力机的关键。其主要计算S-?曲线的绘制，滑块速度的计算，曲轴公称转角的计算，曲轴尺寸的确定及曲轴扭矩与强度的计算。
（1） S-?曲线的绘制
S?R[(1?COS?)??/4(1-COS2?)]mm （3-1） R?70mm,L?640mm??R/L?70/640?0.1
S?70[(1?COS?)?0.1/4(1?COS2?)]mm
当??0?时（即下死点）S?70[(1?1)?0.1/4(1?1)]?0当??90?时S?70[(1?0)?0.1/4(1?1)]?73.5mm当??180?时（上死点） S?70[(1?1)?0.1/4(1?1)]?140mm当??270?时S?70[(1?0)?0.1/4(1?1)]?73.5mm当??360?时S?70[(1?1)?0.1/4(1?1)]?0
曲柄滑块机构机构简图如图3.1所示
图3.1 曲柄滑块机构简图
（2）滑块速度计算
v?wR(sin??sin2?)m/min （3-2）
W-曲柄角速度 w??R/30?0.105R?0.105?70?7.35
曲柄在90?时，滑块速度最大，最大速度Vmax?wR?0.105nR n--滑块行程次数
Vmax?0.105?70?0.55m/min
（3）曲轴公称转角?g
R2?(R?2?Sg)2?L2?1αg?cos2R(R?L?Sg)
22270?(70?640?5)?640?cos?12?70(70?640?5)?cos?19232598100?20.7?（4）曲轴尺寸的确定
曲轴直径do do?(4.4?5)Pgmm?(4.4?5)600?108~125mm 取do为120mm
曲轴其它部位尺寸如图3.2所示
图3.2 曲轴基本尺寸
其各个部分的公式分别为：
dA?(1.1?1.4)do?(1.1?1.4)?120?132~168mmlo?(1.5?2.2)do?(1.5?2.2)?120?180~264mmlg?(2.5?3.0)do?(2.5?3.0)?120?300~360mm la?(1.3?1.7)do?(1.3?1.7)?120?156~204mmr?(0.08?0.1)do?(0.08?0.1)?120?9.6~12mmrA-曲柄半径 取值为75mm
rB-连杆球头或销轴半径；此方案选用球头，
用公式dB?(4?5.5)Pgmm?(4?5.5)600?98~135mm 取其值为dB=120mm 则rB=60mm
（5）曲轴扭矩的计算
曲轴在公称转角?g时发生公称力Pg。曲轴传递的扭矩按下式求得，其中?-曲柄连杆机构摩擦系数，对于开式压力机?=0.04
Mkg?Pg[R(sin?g??sin2?g)??[(1??)rA??(rB?ro)]NM (3-3)
2带入数据计算得Mkg=18360NM （6） 曲轴强度的计算
(a)齿轮对轴的作用力要比连杆对曲轴的作用力小得多，忽略不计。
(b)连杆对曲轴的作用力近似等于公称力，并分别以1/2Pg作用在连杆瓦两侧距曲柄臂2r处。
(c)曲柄支承反作用力作用在距曲柄臂2r处。
(d)曲柄颈所受扭矩要比弯矩小得多，忽略不计。反之支承颈弯矩小得多，忽略
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