偏心齿轮芯轴设计
结构概述
目前，在板料冲压和冷挤压压力机上已广泛采用偏心齿轮代替曲轴，其传动形式有单边传动(如图3-1（a）所示)和双边传运(如图3-1（b）所示)两种。吨位小的大多采用单边传动，吨位大的多采用双边传动。
(a) 单边传动 (b) 双边传动
图3-1 偏心轮传动形式
如图3-1所示。
偏心齿轮在芯轴上旋转，借助偏心部分带动连杆滑块运动。芯轴安装在机身上，它仅起支承作用。
偏心齿轮式有下列优点
1）受力情况好 曲柄工作时受弯短和扭矩的联合作用。偏心齿轮工作时，只承受扭矩，弯矩由芯轴承受。
2）制造容易 曲轴需经锻造，机加工复杂。偏心齿轮一般用铸造毛坯，芯轴加工容易。机身结构比较简单。
3）结构紧凑 芯轴垂直于机身正面布置偏心齿轮在上横梁内，外形尺寸小，结构紧凑，可使传动部分封闭在机身内。
3.2 芯轴的强度计算
3.2.1 芯轴直径经验公式
设计时先根据经验公式预选芯轴直径，然后进行强度效验。当芯轴材料用45号钢时，芯轴直径d0可按下式计算：
mm 式（3.1）
式中PAB——连杆上的作用力。
PAB的大小与连杆数目有关：单点压力机PAB≈Pɑ； 双点压力机，考虑到偏心载荷的影响，取PAB=0.6 Pɑ；四点压力机，取PAB=0.36 Pɑ。装有液压过载保护装置的多点压力机，每根连杆的作用力取公称压力的平均值。
式（3.1）中：整体芯轴取较小的系数值。
3.2.2 单边传动芯轴强度计算
如图3-2所示，
图3-2 传动芯轴受力简图
图3-3 传动芯轴弯矩简图
偏心齿轮受连杆力PAB的作用，并以P1、P2两个集中力传到芯轴上。出于芯轴和机身的合部分较长较紧，可以认为是两端插入受集中载荷P1和P2的粱。齿轮作用在芯轴上的力较小，可忽略不计。这是个静不定问题，为了求解，可视芯轴为两端外加反力偶mA、mB的简支梁，如图3-3所示。根据变形协调条件，芯轴轴两端的转角应等于零，因此得出：
式（3.2） 式（3.3）
式中 E——芯轴材料的弹性模量；
J——芯轴截面的惯性矩。
解式(3.2)、（3.3）所列联立方程，可求山mA、mB。相应可绘山图3-3所示的弯矩图图中有关数据如下：
N.m 式（3.4）
N.m 式（3.5）
N.m 式（3.6）
N.m 式（3.7）
式中
N
N
m
m
——连杆上的作用力（N）；
LA1、LA2——芯轴轴瓦长度(m).
根据式（3.6）、（3.7）求出最大弯矩Mmax,则芯轴应力为
式（3.8）
芯轴直径为：
式（3.9）
已知JH31-315压力机偏心轮结构如图3-4所示，由式（3.4）
L=740mm LA3=285mm
LA3——芯轴轴瓦端面至机床中心的距离
