方坯熱剪用平行刀片剪切機設計

1、V遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 方坯熱剪用平行刀片剪切機設計摘 要本次設計的目的是能夠綜合的運用所學的知識，理論，對平行刀片剪切機進行設計。首先介紹了了我國當前的剪切機的種類，今后的發(fā)展方向，提出剪切機在生產中存在的問題；然后對平行刀片剪切機的傳動系統(tǒng)進行分析，提出設計方案，最后對剪切機構的主要零件進行受力分析和強度校核。分別對齒輪的選擇，軸的選擇，還有軸承和皮帶輪的選擇進行了設計計算，以此同時也進行了校核。對齒輪進行設計的時，我采用的是對齒輪齒面接觸疲勞強度進行了計算，并且運用齒根彎曲疲勞強度進行了校核。在校核過程中，對齒輪的設計校核有了更深的認識，以及如何在剪切機中選用合適的齒輪。并對剪切機

2、中的主要零部件的潤滑方式進行了論述，運用ATUOCAD軟件，對該設計的可靠性與經濟性進行分析評價。關鍵詞： 平行刀片剪切機；ATUOCAD軟件；設計；校核Abstract The purpose of this design is the ability to apply the comprehensive knowledge, theory, design of parallel blade shears. First introduced a of the shear type of machine, the future direction of development, the pro

3、blems of the shearing machine in production; parallel blade shearing machine drive system analysis, design, and finally cut the main parts of the organizations stress analysis and strength check. The choice of gear, the choice of the shaft, bearings and pulleys to select the design calculations, thi

4、s also was checked. The design of the gear, I used the gear tooth contact fatigue strength were calculated, and the use of the tooth root bending fatigue strength was calibrated. A deeper understanding in the checking process, the design check of the gear and how to choose the right gear in the shea

5、ring machine. And shear are discussed in the lubrication of machine parts, use ATUOCAD software, to analyze and evaluate the reliability and economy of design.Keywords: parallel blade shears; ATUOCAD software; design; check目錄1緒論11.1剪切機的用途11.2剪切機的種類11.2.1平行刃剪切機11.2.2圓盤式剪切機21.2.3沖型剪切機41.2.4聯(lián)合剪切機41.2.5

6、型材棒料剪切機51.2.6斜刃剪切機61.3剪切機生產中存在的問題72傳動方案的選擇92.1皮帶傳動的選擇92.2減速器傳動選擇92.3齒輪轉動選擇102.4 減速機的選擇102.5帶傳動的選擇103 主體設計計算123.1設計基本要求123.1.2剪切機構123.2主要參數(shù)設計計算133.2.1 刀片行程的計算133.2.2理論空行程次數(shù)143.2.3 剪切力的計算143.2.4剪切機靜力矩的計算163.3電動機的選擇204 主要零件的強度計算214.1曲軸的設計214.2曲軸的計算224.3齒輪的計算與校核234.3.1選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)234.3.2設計計算齒面接觸接觸強

7、度244.3.2按彎曲疲勞強度進行較核設計254.4皮帶輪的計算274.4.1確定計算功率274.4.2選擇帶型274.4.3參數(shù)的計算274.4.4確定中心距a 和帶的基準長度Ld274.4.5驗算主動輪上的包角284.4.6確定帶的根數(shù)284.5軸承的計算294.5.1初選軸承294.5.2驗算軸承的平均壓力P294.5.3驗算軸承的PV294.5.4驗算滑動速度294.6大帶輪上鍵的計算294.6.1初選鍵及參數(shù)294.6.2校核鍵的強度305潤滑方法的選擇315.1潤滑315.1.1軸承315.1.2開式齒輪315.1.3離合機構滑塊315.1.4減速機315.1.5牙嵌式離合機構31

8、5.2添加劑315.3添加劑的作用325.4潤滑方法325.5潤滑脂優(yōu)點和選擇注意事項326.設備的可靠性和經濟評價336.1設備的可靠性336.2機械設備的有效度336.3設備的經濟壽命的計算336.4投資回收期計算35結束語37致謝38參考文獻39 第38頁遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計說明書1緒論 用于對軋件進行切頭、切尾或剪切成規(guī)定尺寸機械稱為剪切機。根據剪切機刀片形狀、配置以及剪切方式等特點，剪切機可分為平行刀片剪切機、斜刀片剪切機、圓盤式剪切機和飛剪機。1.1剪切機的用途平行刀片剪切機用于橫向熱剪切初軋坯和其他方形及矩形斷面的鋼坯。斜刀片剪切機用來橫向冷剪或熱剪鋼板、帶鋼、薄板坯。圓盤

9、式剪切機用來縱向剪切運動中的鋼板的邊，或將鋼板剪成窄條，一般均布置在連續(xù)式鋼板軋機的縱切機組的作業(yè)線上。飛剪輯用來橫向剪切運動中的軋件，一般安裝在連續(xù)式軋機的軋制線上，或橫切機組作業(yè)線上。1.2剪切機的種類1.2.1平行刃剪切機 根據剪切軋件時刀片的運動特點，平行刀片剪切機可分為上切式和下切式兩大類。1. 上切式平行刀片剪切機 這種剪切機的特點是下刀固定不動，上刀則是上下運動的。剪切軋件的運動有上刀來晚成，其剪切機構是由最簡單的曲柄連桿機構組成。除了剪切機本體外，一般還配有定尺機構、切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動，為使剪切工作順利進行，剪切的軋件厚度大于3060mm時，需在剪切機后裝設

10、擺動臺或擺動輥道，其本身無驅動裝置。剪切的軋件時，上刀壓著軋件下降，迫使擺動臺也下降。當剪切完畢，上刀上升時，擺動臺在其平衡裝置作用下也回升至原始位置。此類剪切機由于結構簡單，廣泛用來剪切中小型鋼坯。此外，隨著快速換刀片的生產需要，也出現(xiàn)了能快速換刀的上切式平行刀片剪切機，用來剪切初軋鋼坯和板坯。當然，起設備重量會有較大的增加，機構也稍微復雜些。2. 下切式平行刀片剪切機 這種剪切機的特點是：上下到都運動，但剪切軋件的動作由下刀來完成，剪切時上刀不運動。由于剪切時下刀臺將軋件抬離輥道，故在剪切機后不設擺動臺，而且這種剪切機的機架不承受剪切刀。由于上述兩個特點，下切式平行刀片剪切機普遍用來剪切中

11、型和大型鋼坯和板坯，以減輕整個剪切機組的設備重量。這種剪切機的剪切機構較為復雜，往往由多桿機構組成。平行刀片剪切機一般都由電動機驅動，根據根據其工作制度，可分為啟動工作制和連續(xù)工作制兩種。前者多半采用直流電動機，每剪切一次，電動機啟動、制動一次，完成一個工作循環(huán)。此種工作制度的剪切機，根據剪切鋼坯厚度不同，可采用擺動循環(huán)工作方式。擺動循環(huán)工作方式可以減少剪切過程中刀臺得空行程，從而提高了它的生產率。在連續(xù)工作制的剪切機上，一般均采用帶有飛輪裝置的交流繞線式異步電動機，在傳動系統(tǒng)中裝有離合器。電動機啟動后就連續(xù)運轉，每次剪切時先將離合器合上，使傳動系統(tǒng)帶動剪切機構進行剪切。剪切完了，將離合器打開

12、，使剪切機構與傳動系統(tǒng)脫離。顯然，在這種剪切機上，離合器的性能直接影響剪切機的云狀及其生產率。 如圖1.1平行刃剪切機的兩個剪刃彼此是平行的，通常用來在熱狀態(tài)下橫向剪切方形及矩形斷面的鋼坯。也可用來冷剪型材，將刀片作成成型剪刃來剪切非矩形斷面的鋼材，有時也用來剪切板材。圖1.1平行刃剪切機簡圖1.2.2圓盤式剪切機 隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，圓盤式剪切機在板帶精整加工過程中發(fā)揮著重要的作用。本文主要對圓盤式剪切機的結構進行優(yōu)化設計，希望能通過簡化結構的同時向提高生產效率發(fā)展。圓盤式剪切機工作時傳動路線:主電動機齒輪減速器主傳動軸刀軸刀盤。其工作原理是：動力分別傳遞給左右機架上的上下刀盤，一個順時

13、針一個逆時針同轉速轉動，需要加工的板帶從上下刀盤之間穿過，從而達到剪切的目的。本次設計的重點在于剪切機的左右機架移動裝置、主傳動裝置、側向間隙調整機構和重合度調整機構。主傳動裝置是剪切機的動力源；左右機架移動裝置是根據剪切不同寬度的板帶而進行調整的機構；側向間隙調整機構和重合度調整機構是適應剪切不同厚度板帶的調整機構。本次設計以課題要求出發(fā)，認真分析受力特點，運動特點及結構特點，以機械結構和液壓為基礎，逐步優(yōu)化設計出圓盤式剪切機。通過以步進電機代替手輪調整側向間隙和以液壓系統(tǒng)代替復雜的機構，達到提高效率和簡化機構的目的。圓盤剪后設置碎邊剪，將剪切下來的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對剪下來

14、的薄板邊用卷取機卷起來，然后停車卸卷。為了使切下來的板邊的鋼板平直，在出圓盤剪時切邊應向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對下刀片軸移動一個不大的距離或者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來實現(xiàn)(見圖1.2)。圖1.2使鋼板保持水平位置的方法1.2.3沖型剪切機 沖型剪切機廣泛應用在各種薄板加工業(yè)上，它不僅可以加工碳鋼、不銹鋼、銅材、鋁材等各種金屬板件，也可以加工硬紙板、硬橡皮、塑料等各種非金屬板件。該產品一機多用，既可以直線切割，也可以曲線切割，還可以沖孔和切槽、壓制通風窗，是薄板加工行業(yè)的理想產品。圖1.3沖型剪切機的實例1.2.4聯(lián)合剪切機聯(lián)合剪切機主要用來切割條料、板料、型材，并可切口和沖孔，用途廣

15、泛，特別使用于鋼結構車間和建筑工地。圖1.4聯(lián)合剪切機的實例1.2.5型材棒料剪切機這種剪切機的剪刃為成形刃。在冶金機械的型鋼軋鋼車間，使用型材棒料剪切機對各種斷面的型材棒料軋件進行切頭、切尾、切尺寸等。此外，型材棒料剪切機還使用成批、大量生產的軸承、齒輪、汽車和拖拉機等行業(yè)的冷切或熱切下料之用。圖1.5型材棒料剪切機1.2.6斜刃剪切機如圖1.2斜刃剪切機的一個剪刃相對另一個剪刃成某一角度配置。斜刃剪切機按剪切機構的運動特點也可分為上切式、下切式及復合式等。圖1.6斜刃剪切機簡圖1.3剪切機生產中存在的問題目前剪切機品種規(guī)格發(fā)展很快，結構性能和使用性能有明顯的改善和提高。剪切生產中存在的問題

16、主要包括以下幾方面：剪切機機械傳動裝置；剪切機機械傳動裝置的防護；剪切機機械傳動裝置的過載保護裝置等。剪切過程中作用力及其變化規(guī)律：剪切力隨著z的增加而變化，當剪切力P為最大值后，鋼板開始產生滑移。剪切力P的值是同單位剪切抗力丁有關。單位剪切抗力丁并非常數(shù)，其數(shù)值大小和鋼板材質、剪切溫度、剪切速度、剪刃形狀、剪刃間隙及相對切入深度等因素有關。單位剪切抗力T的確定有實驗曲線法和理論計算法兩種。以下對影響單位剪切抗力公的因素進行定性的描述：1) 金屬性質：金屬材料的強度極限越高，則單位剪切力越大；塑性越低，對應于。剪切時的相對切入深度越小，即金屬斷的越早。因此單位剪切抗力與金屬的強度和塑性有關。2

17、) 剪切溫度：鋼板剪切時的溫度越高，單位剪切抗力越小，對應于剪斷時相對切入深度則越大。3) 變形速度：熱剪時，理論上變形速度與剪切速度成正比關系，單位剪切抗力隨變形速度增加而增加；冷剪時，剪切速度對單位剪切抗力的影響很小，一般可不加以考慮。4) 剪刃側向間隙：剪刃側向間隙的大小，可以使剪切時的受力狀況發(fā)生變化。當側向間隙由零逐漸增大時，鋼板的受力狀況分別為壓縮-剪切-彎曲狀態(tài)，側向間隙過小或過大都會使單位剪切抗力增加。因此，合理選擇和保持剪刃側向間隙的大小，對于正確使用剪切機是十分重要的。5) 刀鈍半徑：刀鈍半徑的大小，直接影響單位剪切抗力的大小。刀鈍半徑越大，刀就越不“快”，剪切抗力就越大。

18、但在壓入階段剪切力的計算中，不考慮刀鈍半徑的影響是允許的。6) 剪切斷面的寬高比b/h:當b/h小于1時，與b/h幾乎無關；當b/h大于1時，值隨b/h的增大而迅速增大。除上述因素影響外，壓板、剪刃與鋼板的摩擦系數(shù)及剪刃的幾何形狀等因素，對單位剪切抗力也都有一定的影響，但這些因素相對來說影響很小，可以忽略不計?，F(xiàn)有剪切機一般存在占地面積廣、噪音大、節(jié)拍固定、靈活性差等問題，尚需解決。2傳動方案的選擇2.1皮帶傳動的選擇由于帶和帶輪間的摩擦或嚙合，皮帶托動從動輪一起轉動并傳遞一定動力。帶傳動具有結構簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應用，在帶傳動中，常用的有平帶傳動，

19、V帶傳動，多楔帶傳動，同步帶傳動等，其中V帶傳動應用最廣。V帶有普通V帶、窄V帶 、聯(lián)組V帶、齒形V帶，大楔角V帶、寬V帶等多種類型，其中普通V帶，應用最廣，近年來窄V帶也得到廣泛應用。本剪切機選用普通V帶A型。普通V帶的主要優(yōu)點：柔性好，傳遞較大的摩擦力，傳動比大，結構較緊湊并以具備標準化大批量生產。圖2.1剪切機傳動方案簡圖2.2減速器傳動選擇減速器是原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速并相應地增大轉矩。此處采用的是同軸式兩級圓柱齒輪減速器，減速器的輸入軸端與輸出軸端位于用一軸線的兩端，徑向尺寸緊湊，效率及可靠性高，工作壽命長，且已標準化，維護簡便。2.3齒輪轉動選擇齒輪傳動

20、是機械傳動中最重要的傳動之一，型式很多，應用廣泛，傳遞功率可達近十萬千瓦，圓周速度可達200m/s，最常用為漸開線齒輪傳動。齒輪傳動可做開式、半開式、閉式。齒輪傳動主要特點：(1)效率高，在常用機械傳動中，以齒輪傳動效率為最高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達99%。這對大功率傳動十分重要，因為即使效率只提高1%，也有很大的經濟意義。(2)結構緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間尺寸一般較小。(3)工作可靠 壽命長，設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達一、二十年，這也是其它機械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內工作的機器尤為重要。(4)傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定

21、往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應用。(5)適用范圍廣可用于平行軸傳動，交錯軸傳動，定軸輪系傳動和動軸輪系傳動，在特大和特小傳動中，優(yōu)點更明顯。(6)易于保證制造質量 加工技術成熟，設備完善，易于得到高質量產品。由于設計需要故本剪切機采用開式齒輪傳動.2.4 減速機的選擇減速器是原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速并相應地增大轉矩。此處采用的是同軸式兩級圓柱齒輪減速器，減速器的輸入軸端與輸出軸端位于用一軸線的兩端，徑向尺寸緊湊，效率及可靠性高，工作壽命長，且已標準化，維護簡便2.5帶傳動的選擇由于帶和帶輪間的摩擦或嚙合，皮帶托動從動輪一起轉動并傳遞一定動力。帶傳動具有

22、結構簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應用，在帶傳動中，常用的有平帶傳動，V帶傳動，多楔帶傳動，同步帶傳動等，其中V帶傳動應用最廣。V帶有普通V帶、窄V帶 、聯(lián)組V帶、齒形V帶，大楔角V帶、寬V帶等多種類型，其中普通V帶，應用最廣，近年來窄V帶也得到廣泛應用。本剪切機選用普通V帶A型。普通V帶的主要優(yōu)點：柔性好，傳遞較大的摩擦力，傳動比大，結構較緊湊并以具備標準化大批量生產。3 主體設計計算3.1設計基本要求剪切尺寸： 剪切溫度：t = 760理論剪切次數(shù)：6次/分鐘；實際剪切次數(shù)：4次/分鐘剪切材料：20鋼；材料尺寸：200*2003.1.2剪切機構剪切機構按平面

23、機構分析是屬于活動度為2的曲柄連桿機構。曲軸開始旋轉時，存在著一種可能運動（圖3.1），以O點為旋轉中心轉動，上刀臺B下降，下刀臺C不動，完成剪切運動。 圖3.1 剪切機構簡圖3.2主要參數(shù)設計計算3.2.1 刀片行程的計算刀片行程是剪切機最主要的結構參數(shù)，它決定了剪切機的高度。在剪切能力允許的范圍內，它也決定了所能剪切的軋件最大斷面高度。刀片行程根據軋件最大斷面高度，剪切終了時刀片的重疊量以及下刀片與輥道表面的距離等參數(shù)（圖3.2）計算。圖3.2 剪切機刀片行程圖1 上刀片；2下刀片；3軋件；4壓板根據軋鋼機械（鄒家祥主編，第三版）第八章第三節(jié)P288關于斜刀片剪切機的刀片行程計算方法的描述

24、，斜刀片剪切機的刀片行程H由如下公式計算得出： （3.1）式中： H刀片行程（指刀片最大行程），mm； h 被剪軋件最大斷面高度，mm； f軋件上表面與壓板之間得距離，此值得選取要保證軋件有一定翹頭時，仍然能通過剪切機，一般取f=50 75mm；q1為了避免上刀受軋件沖撞，而使壓板低于上刀的距離，一般取=5 50mm；q2為了使軋件能順利通過剪切機，下刀不被軋件磨損，使下刀低于滾道表面得距離，一般取=5 20mm； S上下刀片重疊量，一般取=5 25mm。根據本次設計要求，設計中無需壓板裝置，故參數(shù)選取如下：，q1=50mm，q2=20mm，。又因軋件高度S=20mm，軋件，根據軋件厚度取。3

25、.2.2理論空行程次數(shù)剪切機的每分鐘理論空行程次數(shù)代表了剪切機的生產率。理論空行程次數(shù)（剪切次數(shù)）的提高受到電動機功率和剪切機結構型式的限制。理論剪切次數(shù)是指剪切機每分鐘內連續(xù)不斷地上下運動的周期次數(shù)；實際剪切次數(shù)是指剪切機每分鐘內實際完成的剪切次數(shù)。本次理論剪切次數(shù)、實際剪切次數(shù)如下所示： 理論剪切次數(shù) ： 6r/min 實際剪切次數(shù) ： 4r/min3.2.3 剪切力的計算3.2.3.1單位剪切阻力曲線 將整個剪切過程中各瞬時德的剪切阻力 ，都分別與一個相對切入深度對應， 它們的關系式圖3.3 的單位剪切阻力曲線3.2.3.2最大剪切力的計算 在設計剪切機時，首先要根據所剪軋件最大斷面尺寸

26、來確定剪切功公稱能力，它是根據計算的最大剪切力并參考有關標準和資料確定的。最大剪切力可按公式 （3.2）由式（3.2）=457.6KN式中 被剪軋件最大的原始斷面面積，； 被剪軋件材料在相應剪切溫度下最大的單位剪切阻力，MPa； K 考慮由于刀刃磨鈍、刀片間隙增大而使剪切力提高的系數(shù)，其數(shù)值根據剪切機能力選?。盒⌒图羟袡C（P10MN） K=1.13.2.4剪切機靜力矩的計算由文獻1,259知:曲柄半徑 初取連桿與曲柄半徑比K=5 L=KR=900取L=900 軋件被切斷時切入深度：圖3.4 刀片行程曲線表3.1剪切行程與曲柄轉角的關系曲柄轉角20406080100120140160180刀片行

27、程320280240200160120804003.2.4.2偏心軸上的靜力矩計算為了精確地計算剪切機傳動系統(tǒng)零件強度和電動機功率，必須計算剪切機偏心軸上的靜力矩。剪切機偏心軸上的靜力矩由剪切力矩、摩擦力矩和空載力矩組成，即： （3.3）式中： 偏心軸上的靜力矩； 剪切力矩； 摩擦力矩； 空載力矩； （3.4） （3.5）圖3.5 剪切機構受力簡圖內公切線 （3.6） 外公切線 （3.7） ， 式中：軸徑（安裝軸承處直徑） ； 刀臺滑板與滑槽之間的摩擦系數(shù)； 查文獻2,482得 當時 故 故= 故 c=117.011 故 119.962根據文獻2,482，查得， =0同理可得時的 =3.925

28、表3.2 靜力矩各相關參數(shù)表45506370808.138.810.210.811.3 (mm)119.962131.1 157.8169.9184.10 27.218.877.778.53.9253.9253.9253.9253.9253.92531.12522.72581.62582.425圖3.6曲線3.3電動機的選擇 由于是小型剪切機，初選動機J02-6-26 型轉速：= 970r/min，功率：13KW電動機額定轉力矩：Mer=9550N/n=955013/970=128KN.m由 Mj 圖求剪切機平均靜力矩31.128則所選電機滿足要求。電機滿足發(fā)熱要求是需滿足的要求，即： （3.

29、8）, （3.9）式中：電機的功率，45KW；電機的額定轉速，1300；電機按發(fā)熱計算出來的等值功率和等值力矩.由于電機一直工作其等值力矩就是電機的額定力矩，即綜上所述可知： 故所選電機滿足發(fā)熱的要求。4 主要零件的強度計算4.1曲軸的設計圖4.1 曲軸尺寸簡圖初取d0=300mm (4.1)取L2=510 (4.2)取b=180 (4.3)取LA=500 (4.4) 取dA=360 (4.5)取r=204.2曲軸的計算圖4.1 曲軸的受力簡圖，彎矩圖及轉矩圖由于所受的剪切力遠大于齒輪給曲軸的力，所以忽略齒輪給曲軸的彎矩 (4.6) (4.7) (4.8) (4.9) (4.10) (4.11

30、)(見表3.2)截面I的應力截面的應力4.3齒輪的計算與校核4.3.1選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)1 選用直齒圓柱齒輪傳動2 開式齒輪，速度不高，選用8級3 材料選擇：大齒輪 HT300， 250HBS 小齒輪 HT350，260HBS4 選小齒輪Z1=23，大齒輪Z2 = 3.523 =815 傳動比 i=3.5模數(shù) m=164.3.2設計計算齒面接觸接觸強度1.確定公式內各數(shù)值由文獻4,211-213知： 1) 試選載荷系數(shù)Kt=1.32) 小齒輪傳遞的轉矩：3) 由文獻4,205-210選取齒寬系數(shù)d=1.1, 材料的彈性影響系數(shù)4) 由文獻4,209查得：小齒輪的接觸疲勞強度極限

31、，大齒輪的接觸疲勞強度極限5) 計算應力循環(huán)次數(shù)，（每日8小時制，每年300天工作，工作15年） 6) 由文獻4,206取接觸疲勞壽命系數(shù)；7) 計算接觸疲勞許用應力：取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 2.各參數(shù)的計算1) 試算小齒輪分度圓直徑由文獻4,212知：2) 計算圓周速度v0 按彎曲疲勞強度進行較核設計1.由文獻1，圖10-20a查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限;大齒輪的彎曲疲勞強度極限 ;2.由文獻1，圖10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù),3.計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞許用應力 S=1.2 4.計算載荷系數(shù) K 5.查取齒形系數(shù)由文獻1,表 10-5 可查得 6.查取應力矯正系數(shù)

32、由文獻1,表 10-5 可查得 7.計算大小齒輪傳遞的轉矩8.較核大小齒輪的彎曲疲勞強由表 10-7 查得齒寬系數(shù) = 359.42 = 114.99 即齒輪滿足彎曲疲勞強度要求9.幾何尺寸計算a. 計算分度圓直徑 b. 計算中心距 c. 計算齒輪寬度 取 B2=165.6mm,B1=180mmd. 驗算 ,合適4.4皮帶輪的計算4.4.1確定計算功率 4.4.2選擇帶型根據Pca和小帶輪轉速 n1=970r/min 由文獻1，圖 8-8 取 B型帶。4.4.3參數(shù)的計算1.確定帶輪和基準直徑dd1和dd2,由文獻1，表 8-3及8-7取2.驗算帶的速度 0 因為 故帶速合適03.計算從動輪的

33、基準直徑dd2圓整 dd2=6304.4.4確定中心距a 和帶的基準長度Ld初定中心距 取 = =3026.725由文獻1,表8-2選取Ld=3150mm = =861.6375變動范圍：4.4.5驗算主動輪上的包角 =152.68754.4.6確定帶的根數(shù)1）由dd1=250mm和n1=970r/min，查文獻4,152得P0=5.10KW2）根據n1=960r/min，i=2.5和A型帶，查文獻4,150-153得P0=0.3KW3）查文獻4,155得K=0.92， KL=1.03 2.7924.5軸承的計算4.5.1初選軸承對開式四螺栓正滑動軸承ZHC4-140軸承所受徑向載荷軸徑轉速

34、n=6r/min 軸徑直徑 d=180mm軸承寬度 B=270mm4.5.2驗算軸承的平均壓力P軸承材料取ZcuZn16Si4（16-4硅黃銅）P=12Mpa .V=2m/sPV=10Mpa.m/s 4.5.3驗算軸承的PV 4.5.4驗算滑動速度4.6大帶輪上鍵的計算4.6.1初選鍵及參數(shù)大帶輪的軸徑 d=42mm取平鍵鍵寬b=12mm取鍵長 h=8mm L=63mm4.6.2校核鍵的強度由于鍵的材料為鋼,而帶輪的材料為鑄鐵,取最弱的材料的強度極限來較核鑄鐵的強度極限 鍵的工作長度 l=L-b=70-12=58mm 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.58=4mm 即所選鍵滿足要求5潤

35、滑方法的選擇5.1潤滑在摩擦面間加潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖振的能力。使用膏狀的潤滑脂，既可防止內部的潤滑劑外泄，又可阻止外部雜質侵入，避免加劇零件的磨損，起到密封作用。半固體潤滑劑主要是指各種潤滑脂。它是潤滑油和稠化劑的穩(wěn)定混合物。固體潤滑劑是任何可以形成固體膜以減少摩擦阻力的物質，如石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。5.1.1軸承選用固體潤滑劑，參考滑動軸承的工作性質，故選用鋰基潤滑脂，這種潤滑脂既能抗水耐高溫（工作溫度不宜高于145），而且有較好的機械安全性，它是一種多用途的潤滑脂。

36、5.1.2開式齒輪因工作環(huán)境和機械性能選用固體潤滑劑，鈉基潤滑脂，這種潤滑脂有較高的耐熱性，工作溫度可達120，但抗水性差，由于它能與少量水乳化，從而保護金屬免遭腐蝕，比鈣基潤滑脂有更好的防銹能力。5.1.3離合機構滑塊考慮其工作環(huán)境和機械性能選用固體潤滑劑，鋁基潤滑脂，這種潤滑脂具有良好的抗水性，對金屬表面有高的吸附能，故可起到很好的防銹作用。5.1.4減速機選用液體潤滑劑，工業(yè)齒輪油（SY1172-88）5.1.5牙嵌式離合機構石墨鈣基潤滑脂，這種潤滑脂適用于耐潮濕，高負荷，高壓力，低速度機械，多用于人字齒輪，起重機，礦山機械，挖掘機的底盤齒輪及一般開式齒輪潤滑。5.2添加劑為了有效地提高

37、邊界膜過濾的強度，簡單而行之有效的方法是在潤滑油中添加一定量的油性添加劑或極壓添加劑。5.3添加劑的作用1）提高潤滑劑的油性、極壓性和在極端工作條件下更有效工作的能力。2）推遲潤滑劑的老化變質，延長其正常使用壽命。3）改善潤滑劑的物理性能，如降低凝點、消除泡沫、提高粘度、改進其粘溫特性等。5.4潤滑方法軸承為脂潤滑，開式齒輪為脂潤滑，離合機構滑塊為脂潤滑，減速器為液體潤滑（飛濺潤滑），牙嵌式離合機構為脂潤滑。5.5潤滑脂優(yōu)點和選擇注意事項使用潤滑脂，密封簡單，不易臟污，減少損失，不必經常加換潤滑油。潤滑脂受溫度的影響不大，對載荷性質運動速度的變化等有較大的適應范圍。在垂直上不易流失。加入石墨粉

38、的潤滑脂，能形成更堅韌的油膜。當潤滑脂中含有鱗片狀石墨粉時，可以填平粗糙平面，減少磨損，并能在往復運動機構中起緩沖作用，避免爬行，消除震動。但潤滑脂流動性差，導熱系數(shù)小，不能作循環(huán)潤滑劑，另外，摩擦阻力大，機械效率低。為提高機械效率，減少管道壓力損失，干油集中潤滑脂的針入度，一般在0.1mm以上。管道短時，針入度可降低一些。6.設備的可靠性和經濟評價6.1設備的可靠性由文獻8,10-14知平均壽命 （可修復系統(tǒng)） 式中： R(t) 可靠度系數(shù)若則： 式中：失效率 6.2機械設備的有效度已知設備運轉十年（29200h），發(fā)生故率為14次每次處理故障花費時間為320h計劃檢修時間為1200h則：

39、式中: ti 工作時間 t0i 停機修理時間6.3設備的經濟壽命的計算由文獻9,124-129知年平均總費用： 若 Kc為常數(shù),則：表6.1各年殘值表使 用年 限12345678910殘 值（萬元）75.13.3210.80.60.40.20.1表6.2經濟壽命計算表使用年限運行費用總值CT=C1(T-1)年末殘值年運行費用平均值C1+(T-1)年設備費用平均值（K0-KL）/T年平均總費用=/=(10000-)/ 1107134 21+1.4=2.405.101.202.453.65 32.4+1.8=4.203.301.402.233.63 44.2+2.2=6.4021.6023.60

40、56.4+2.6=911.801.803.60 69+3=120.8021.533.53 712+3.4=15.400.602.201.343.54 815.4+3.8=19.020.402.401.203.60 919.2+4.2=23.400.202.601.093.69 10 23.4+4.6=280.102.800.993.79 式中： K0 設備購置費（K0 = 100000 元）；T 使用年限（T = 10 年）；CT 第T年運行費用；C1 第1年運行費用（C1 =10000 元）； 1年后每年遞增的費用（= 4000 元）。計劃每年遞增 = 4000 元，使用年限 T = 10 年，設備購置費K0 = 1000000 元，第一年運作費 10000 元。若設備殘值如表10.1，則經濟壽命的計算如表10.2：通過計算使用設備的年平均總費用在使用年限為