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36附錄 II 外文翻譯非圓齒輪與機械壓力機運動學(xué)優(yōu)化1997 年 1 月 8 日研制摘 要 ：使用金屬成形方法來加工生產(chǎn)零件的質(zhì)量很大取決于壓力桿。在機械壓力傳動時，有一種依賴于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度速度比的非圓齒輪，提供了一種獲得這么動作時間的新途徑，我們致力于為不同的優(yōu)化金屬成型運作的制造。本文闡述了由漢諾威的大學(xué)研究所建成的金屬成形和金屬成形加工機床的使用原型原則，它就是目前運動學(xué)以及在原型產(chǎn)生的力和力矩。此外，本文展示了如何使用拉深和鍛造的一個例子，幾乎所有的金屬成形操作可有利用于機械傳動機構(gòu)的非圓齒輪。關(guān)鍵詞：壓力，齒輪，運動學(xué)。1. 簡介提高質(zhì)量的要求在生產(chǎn)工程制造，所有的金屬成形以及在鍛造，有必要去攜手制定生產(chǎn)經(jīng)濟。日益增長的市場定位要求技術(shù)和經(jīng)濟條件都得到滿足。提高質(zhì)量、生產(chǎn)力、生產(chǎn)手段的創(chuàng)新解決方案,是一種用來維持和擴大的市場地位的關(guān)鍵所在。所生產(chǎn)的金屬部件,我們需要分清期間所需的形成過程和處理零件所需的時間。隨著我們必須添加一些必要的額外工作，例如冷卻或潤滑的模具一次成型過程。根據(jù)質(zhì)量和產(chǎn)量兩個方面，產(chǎn)生了兩個最優(yōu)化方法。為了滿足這兩個方面，我們的任務(wù)是設(shè)計運動學(xué)形成過程中考慮到該進(jìn)程的要求，也考慮到的是改變部分以及與一個優(yōu)先線輔助運作所需的時間短周期的時間。2. 壓力機的要求一個生產(chǎn)周期,這相當(dāng)于一個沖程來回壓的過程,大致經(jīng)歷了三個階段:加載、成型和移除零件。相反,在加載和移除零件階段，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)送料的薄板,尤其是在純粹的切割時候。為此，壓力泵必須要一個確定時間的最小高度。成型周期中桿應(yīng)該有一個特別速度曲線,它將會降到最低。這個轉(zhuǎn)變期之間應(yīng)盡快來確保短周期時間。短周期的要求是事件的原因,以確保通過高產(chǎn)量低成本的部分?；谶@個原因，關(guān)于對大型汽車車身沖壓片機和自動 1200/min、拉深 24/min 的沖程數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的做法。增加沖程數(shù)是為了減少設(shè)計的周期變化導(dǎo)致增加的壓實機械應(yīng)變率, 然而，這對成形過程有很明顯影響,使它必須考慮參數(shù)確定過程和被它所影響。在拉深成形過程中,當(dāng)敲打板塊時的撞擊速度應(yīng)盡量避免產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。一方面,速度成形時必須充分潤滑。另一方面,我們必須要考慮提高產(chǎn)量的相應(yīng)的壓力來增加造成更大的應(yīng)變速率力,這可能導(dǎo)致沖床半徑一側(cè)的一部分過渡疲勞而導(dǎo)致斷裂。在鍛造時，停留時間短的壓力是可取的。隨著停留時間的壓力下降了模具的表37面溫度將降低，其結(jié)果是熱磨損。這是提高抵消了由于機械磨損形成更大的力量，但由于增加的應(yīng)變率是較低的，因為較低的部分冷卻屈服應(yīng)力補償。目前，最佳短住壓力可以用有限元分析 法萊分析。此外,避免由于成本降低磨損、短壓住時間也是一個重要的技術(shù)要求的精密鍛造，近凈形部分有一個光明的未來?！「哔|(zhì)量的要求和高產(chǎn)量將只能通過一個機技術(shù),考慮到金屬成形過程的考察要求等同于減少工作的目標(biāo)成本。以前按設(shè)計已經(jīng)不能同時滿足這些技術(shù)要求和經(jīng)濟的充分程度，或他們是非常昂貴的設(shè)計和制造，例如鏈接驅(qū)動壓力機。這就需要尋找對泵創(chuàng)新設(shè)計的解決方案，它的設(shè)計應(yīng)主要標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，以降低成本。3．非圓齒輪的壓力傳動3.1 原則使用非圓齒輪傳動機械曲柄壓力機，它提供了一種新方式的技術(shù)和經(jīng)濟需求的壓力桿運動。一對非圓齒輪有不變的中心距, 因此采用了電動馬達(dá)，或由飛輪、曲柄和驅(qū)動機制本身。制服驅(qū)動器的速度傳送是通過一對非圓齒輪傳遞給非均勻的偏心軸。如果非圓齒輪的適當(dāng)設(shè)計，從動齒輪的非均勻驅(qū)動器會導(dǎo)致泵所需的行程時間行為。調(diào)查中心的金屬成形和金屬成型機床(IFUM)漢諾威的大學(xué)已經(jīng)表明,在這個簡單的方式所有相關(guān)的壓力桿的連續(xù)運動，可以達(dá)到各種成形過程。此外從運動學(xué)和縮短生產(chǎn)周期，驅(qū)動概念導(dǎo)致新的驅(qū)動器的優(yōu)點被以下的良好性能所區(qū)分。因為它是一個機械壓力機，它具有高可靠性、低維護(hù)性和可預(yù)期性。對連桿壓力機的數(shù)量和軸承零件顯然是減少。首先，一個基本泵類型可以通過安裝不同的齒輪而進(jìn)一步改變設(shè)計，它根據(jù)客戶的要求而設(shè)計。不同環(huán)節(jié)的驅(qū)動器，軸承的安裝位置不會隨著單一載荷方向的不同運動而改變。因此，上述要求的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化是考慮到時間和成本，它降低了設(shè)計和沖壓生產(chǎn)成本。3.2 原型在金屬成型和金屬成型工具機（IFUM）1 架的 c 型泵，它已經(jīng)進(jìn)行了修整和安裝了非圓齒輪副。為達(dá)到這種目的，先前的背輪背一個行星齒輪組做取代。這項工作表明了存在的新型傳動印刷機是可能的，在最后對標(biāo)準(zhǔn)壓力泵的改造在 Fig. 2 中進(jìn)行說明。圖表 1 壓力機設(shè)計是為了所受 1000KN 的柱塞力和 200KN 的沖壓模具緩沖力。　這一對非圓齒輪傳動比平均為 1，每個齒輪輪齒有 59，直齒，模數(shù) 10mm（圖 2）齒面寬是 150mm，這些齒輪有漸開線輪齒。我假設(shè)了非圓曲線設(shè)計是以側(cè)面幾何設(shè)計為基礎(chǔ)。因此，一個非圓齒輪的齒形沿齒輪圓周而改變。盡管如此,它可以來自知名的梯形齒條. 然而[4.5], 提出了一種計算方法，它精確地把齒頂高和齒根高考慮在內(nèi)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。壓力機是為了在單一沖程模式下對零件進(jìn)行深拉而設(shè)計的。最高滑塊行程為38180mm，行程數(shù) 32/min。在 140 毫米的沖壓速度幾乎保持 71mm/s 不變，它是靜點中心線到靜點中心線之前的速度。見圖 3。這種速度就相當(dāng)于液壓機工作的速度。這個速度影響到曲柄機構(gòu)，使其與擊打具有相同的數(shù)目相比較，速度都是 220m/。為了跟一個曲柄壓力機具有相同的平均速度擊打的數(shù)目不得不將減少一半。短周期內(nèi)的機械改造將導(dǎo)致最后的向上運動。由于壓力機是運行在單一的操作模式,在設(shè)計時對其做相關(guān)的處理沒有提出特別的要求。驅(qū)動機制的原型與非圓齒輪有另外一個有利的影響及其驅(qū)動力矩（圖 4） 。對于一個曲柄壓力機的公稱力通常可以降低靜點之前把曲柄軸按正常方式旋轉(zhuǎn) 。03這對應(yīng)于公稱力作用下相對于擊打力的 75%。若要達(dá)到 1000kN 標(biāo)準(zhǔn)力，該驅(qū)動器已提供 45 kNm 的曲柄軸扭矩。該原型只要求對非圓齒輪傳動增加額外的 30kNm 力矩。他們被傳送一個循環(huán)，非均勻的曲柄轉(zhuǎn)矩，將導(dǎo)致一個標(biāo)準(zhǔn)力在靜點 范圍06內(nèi)變化。這相當(dāng)于 27.5%的行程。如果非圓齒輪副是在壓力機的工作范圍，我們總能找到類似的條件。這幾乎總是與板料成形及沖壓件有關(guān)。這樣可以設(shè)計一些較弱的機器零件弱，而且節(jié)約成本。4. 進(jìn)一步的設(shè)計實例利用二沖程時間行為的設(shè)計實例說明了以下幾點。假設(shè)一系列的零件時通過壓力機來加工的。為了達(dá)到這一目的，壓力桿所需的速度和擊打成形速度要求假設(shè)成立必須量化。再者，處理零件所需的時間必須確定，而且必須假設(shè)在處理時壓力桿的最小高度。由此，我們設(shè)計動作的順序，我們用數(shù)學(xué)含義來描述它。在IFUM 中，由該研究所開發(fā)使用軟件程序。從這個數(shù)學(xué)描述的沖程運動,我們可以計算出所需要的非圓齒輪速度比，從這我們可以得到齒輪的圓周曲線[1.2.7]。在第一個例子，在深拉伸沖壓速度應(yīng)該是在靜止點前，金屬板材成形保持在至少超過 100mm，它的速度應(yīng)該是約 400m/s。讓行程數(shù)定為 30/min。第 450mm 以上擊打的地方，讓處理零件時間和曲柄壓力機在 25min/n 的擊打時間相同。圖 5表明了沖程運動情況，這是由一對齒輪的描繪所獲得。該齒輪是通過他們的圓周率所描繪。在 25/min 傳統(tǒng)的余弦曲線作為比較。除了生產(chǎn)周期時間減少了 20％，應(yīng)把桿速度的影響也大大減少。下靜點前 110mm，當(dāng)使用曲柄機構(gòu)時，沖擊速度為700mm/s，而當(dāng)使用非圓齒輪時僅僅只有 410mm/s。第二個例子顯示了驅(qū)動裝置是用于鍛造。在圖 6 中，常規(guī)鍛造曲軸的行程時間是相對于在圖片中說明非圓齒輪壓力運動學(xué)。曲柄壓力機的周期時間是 0.7s、行程數(shù)是 85/min 和標(biāo)準(zhǔn)力是 20mn。它的保壓時間為 86ms 與 50mm 的成形部份時間。非圓齒輪壓力機描繪的保壓描繪時間 67%減少至 28ms。因此，它達(dá)到了和錘子一樣的幅度。通過增加 1.5 倍的沖程數(shù)，周期時間縮短至 46mm。盡管如此,處理時間依舊與常規(guī)非圓齒輪曲柄壓力機的運動學(xué)相同。在這種情況下為了實現(xiàn)這些運動,39傳統(tǒng)的圓弧齒輪可以作為驅(qū)動裝置，安排偏心。這為齒輪制造降低了成本。這些例子表明，不同的運動可以通過使用非圓齒輪驅(qū)動裝置實現(xiàn)。在同一時間內(nèi)，這個驅(qū)動器的實用潛力用實現(xiàn)理想的運動學(xué)變得清晰，而且生產(chǎn)周期時間減少。例如，通過不同的例子，如果運動的順序?qū)σ幌盗袎毫C生產(chǎn)零件有利，可能增加拉深成形后的速度。5．總結(jié)高生產(chǎn)率，降低成本和保證產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，這時所有制造公司所期望的，特別適用于公司的金屬加工領(lǐng)域。這種情況導(dǎo)致我們重新考慮壓力傳動機的使用。對曲柄與非圓齒輪傳動壓力機的描述，使我們能夠優(yōu)化簡單的機械壓力機運動學(xué)。這意味著周期時間縮短,以達(dá)到高生產(chǎn)率和運動學(xué)的成形工藝的要求。這個設(shè)計工作需要很低。相對于多連桿壓力機驅(qū)動器，可以實現(xiàn)其他運動學(xué)在其他齒輪軸承位置不改變時的壓力機構(gòu)建使用。這使壓力機模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。6．致謝作者想表達(dá)他們的謝意，感謝德國機床制造商協(xié)會(VDW),位于德國法蘭克福，其經(jīng)濟援助以及一些成員，感謝他們的支持。