高線1145飛剪機(jī)設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、 高線1145飛剪機(jī)設(shè)計(jì)摘要飛剪機(jī)是用來剪切橫向運(yùn)動(dòng)的軋件他可以裝設(shè)在連續(xù)式軋機(jī)的軋制作用線上隨著連續(xù)式軋機(jī)的發(fā)展飛剪機(jī)的到越來越廣泛的應(yīng)用飛剪機(jī)的類型很多我設(shè)計(jì)的飛剪機(jī)采用曲柄連桿形式傳動(dòng)方式利用單電機(jī)傳動(dòng)機(jī)身自帶一級(jí)減速器通過曲柄軸刀架和擺桿可使刀片在剪切區(qū)作近似平移的運(yùn)動(dòng)以獲得平整的剪切斷面 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定適合的設(shè)計(jì)方案選擇符合給定設(shè)計(jì)參數(shù)的電動(dòng)機(jī)和主要的零部件包括軸齒輪刀架等最后對(duì)機(jī)器的安裝潤滑與維護(hù)做了簡單的介紹目的是設(shè)計(jì)出符合設(shè)計(jì)要求的飛剪機(jī)關(guān)鍵詞飛剪機(jī)電動(dòng)機(jī)減速器潤滑1145 high-wire flying shear designAbstractFlying Shear

2、 is used to cut horizontal movement rolling He can be installed in continuous rolling mill line of actionWith the development of continuous rolling mill shearing machine to fly more and more widely usedMany types of flying shear I design the form by connecting rodTransmission use of a single motor d

3、rive Body comes with a reducer Through the crank shaft blade knife and the pendulum could shift in the shear zone as similar to the movement to get the flat cut sectionDesign of the main tasks are to determine a suitable design Chosen for a given design parameters of the motor and the main component

4、s including shafts gears knife etc Finally the machines installation lubrication and maintenance made a brief introduction Purpose is to design a line with the design requirements of flying shearKey words Flying sheer Electric motor Reducer Lubricating 目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論111線材的生產(chǎn)方式及特點(diǎn)1com線材軋機(jī)1co

5、m式線材軋制2com線材軋制312線材軋機(jī)發(fā)展概況413線材生產(chǎn)車間的工藝流程和主要生產(chǎn)設(shè)備5com速線材的基本情況5com 高速線材生產(chǎn)的工藝流程5com 高速線材車間的主要設(shè)備614線材生產(chǎn)中對(duì)飛剪機(jī)的基本要求類型及發(fā)展?fàn)顩r8com機(jī)的基本要求8com的類型9com的發(fā)展?fàn)顩r1115課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容12第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算和力能分析1321 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13com式的選擇13com 飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1422剪切力剪切力矩的計(jì)算14com的計(jì)算14com 剪切力矩的計(jì)算19com 剪切功的計(jì)算1923電機(jī)的功率計(jì)算及類型選擇20com功率的計(jì)算20com 電機(jī)功率及型號(hào)的選擇2224主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)

6、算及強(qiáng)度剛度的校荷22com部件的轉(zhuǎn)速及扭矩的計(jì)算22com設(shè)計(jì)計(jì)算及校核23com設(shè)計(jì)及校荷30com 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校荷32com鍵的校荷42com的選擇與校荷44com機(jī)的校荷45com強(qiáng)度校荷47第三章 飛剪機(jī)的潤滑維修安裝及使用情況5031飛剪機(jī)的潤滑50com潤滑50com潤滑5032飛剪機(jī)的維修5033飛剪機(jī)的安裝51結(jié)束語52參考文獻(xiàn)53第一章 緒論11線材的生產(chǎn)方式及特點(diǎn)線材按其斷面形狀屬型鋼實(shí)際上已成獨(dú)立鋼類直徑45mm的熱軋圓鋼和10mm以下的螺紋鋼通稱線材線材大多用卷材機(jī)卷成盤卷供應(yīng)故又稱為盤條或盤圓com線材軋機(jī)橫列式線材軋機(jī)是最古老最落后的一種線材軋機(jī)起初是單列式后

7、來經(jīng)過改造成多系列每一系列有一個(gè)電機(jī)作動(dòng)力源進(jìn)行傳動(dòng)同時(shí)各機(jī)架轉(zhuǎn)速相同各機(jī)架用人工或盤送鋼進(jìn)行活套軋制由于線材細(xì)而長老式橫列式線材軋機(jī)速度低且活套不能控制所以越接近成品軋機(jī)體積越大長度越長因而造成熱量散失快溫度嚴(yán)重降低一直超過允許溫度下線而造成廢品另外由于溫度過高而又不能提高生產(chǎn)率致使這種生產(chǎn)方式必須被改進(jìn)橫列式線材軋機(jī)產(chǎn)生過長的活套越接近精軋成品越長這是造成降溫的主要原因?yàn)榱藴p少這種因素造成的降溫只能減少活套減少活套的方法就是實(shí)現(xiàn)多極化即減少每列軋機(jī)支架數(shù)增加一次軋機(jī)輥直徑及此列軋機(jī)的軋制速度綜上所述橫列式軋機(jī)的根本特點(diǎn)是溫度過大和頭尾溫差嚴(yán)重所以盡量減少溫降和頭尾溫差是橫列式線材軋機(jī)改進(jìn)和

8、發(fā)展的中心環(huán)節(jié)其發(fā)展就是連續(xù)軋機(jī)附橫列式軋制的軋鋼機(jī)工作機(jī)座布置形式圖1-1圖1-1com式線材軋制隨著科技的發(fā)展捧線材軋鋼工藝已逐步發(fā)展至半連軋代替以往的橫列式和復(fù)二重式軋機(jī)的傳統(tǒng)工藝使軋鋼水平又提高了一個(gè)層次圖1-2com線材軋制連續(xù)式線材軋制是同時(shí)幾架或機(jī)組在全部軋機(jī)上軋制金屬秒流量相等實(shí)現(xiàn)了連續(xù)軋制這種軋制方式與橫列式有兩點(diǎn)不同一是避免了不能調(diào)節(jié)的活套實(shí)現(xiàn)了連續(xù)軋制關(guān)系從根本上解決了長活套軋制時(shí)大量散熱問題二是設(shè)備十分緊湊保證了軋機(jī)在軋制過程中各道次的軋制溫度近似相等且減少了設(shè)備占地空間軋制過程軋制溫度基本不變并保持秒流量相等這就是連續(xù)式線材軋機(jī)的工藝特點(diǎn)軋制工藝的三個(gè)基本要素溫度速度

9、時(shí)間這三個(gè)要素在連續(xù)軋制上得到了較大的統(tǒng)一使產(chǎn)品進(jìn)度和生產(chǎn)效率得到了大大的提高隨著連續(xù)式軋機(jī)的不斷發(fā)展軋制速度也越來越快七十年代后投產(chǎn)的軋機(jī)出口速度為6580mms有的達(dá)到了120mms是以前的軋制速度的幾倍到幾十倍大大提高了生產(chǎn)效率附連續(xù)式軋機(jī)工作機(jī)座布置形式圖13圖1-312線材軋機(jī)發(fā)展概況據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在各類線材軋機(jī)已超過260套軋機(jī)種類有摩根德馬赫阿希洛丹尼利波米尼-法列爾和臺(tái)爾曼系類等在這些系類中摩根型45°高速無扭線材軋機(jī)居首位約占總數(shù)的7083其次是德馬赫型軋機(jī)摩根型45°高速無扭線材軋已經(jīng)設(shè)計(jì)制造183臺(tái)199條軋制線其中美國摩根制造公司46臺(tái)占2514西德

10、施勞曼西馬赫股份公司70臺(tái)占3825英國戴維勞威公司34臺(tái)占1898日本住友金屬工業(yè)公司33臺(tái)占1803現(xiàn)在摩根公司已經(jīng)將高速線材軋機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給西馬赫股份公司戴維勞威公司和住友金屬制造公司這三個(gè)公司和摩根公司一樣都有設(shè)計(jì)制造出售高速線材軋機(jī)的專利線材軋制線的核心設(shè)備是45°無扭軋制的摩根型精軋機(jī)組和斯太爾摩散卷控制冷卻線新型高速無扭精軋機(jī)組的出現(xiàn)在線材精軋機(jī)組設(shè)計(jì)和制造方面引起了重大的變革是線材軋機(jī)發(fā)展史上的一次重大突破它集中了線材軋制和設(shè)計(jì)的新成就高速線材軋制是指軋制速度超過50米秒和年生產(chǎn)能力30萬噸以上的線材軋制廠據(jù)統(tǒng)計(jì)在歐洲共同體范圍內(nèi)至1979年底由西德制造

11、的設(shè)備共有60套線材軋機(jī)和70多套可以生產(chǎn)小型型材的型材軋機(jī)在運(yùn)行的全部軋機(jī)中歷年建設(shè)的比例1960年占171960-1970占461970以后占37現(xiàn)在高速線材軋機(jī)設(shè)計(jì)和制造及其發(fā)展速度進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)代六十年代摩根型精軋機(jī)組的軋制速度從35米秒提高到50米秒繼第一代問世到七十年代末到八十年代初又出現(xiàn)了四代新型軋機(jī)當(dāng)代高速線材軋機(jī)的發(fā)展正朝著單線連續(xù)高速無扭微張力組合結(jié)構(gòu)機(jī)械化和自動(dòng)控制的方向發(fā)展市場對(duì)線材的產(chǎn)量盤中精度和性能方面不斷提出新的要求促使線材軋機(jī)新技術(shù)的不斷的應(yīng)用13線材生產(chǎn)車間的工藝流程和主要生產(chǎn)設(shè)備com速線材的基本情況高速線材指高速軋機(jī)生產(chǎn)的線材主要品種有碳素鋼焊條鋼低合

12、金鋼彈簧鋼等用于建筑預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絲繩焊條等不同材料的線材性能也不一樣目前我國已成為世界上擁有高速線材生產(chǎn)線最多產(chǎn)量最大的國家2003年全國線材總產(chǎn)量4007萬t其中高速線材270475萬t占6752004年線材總產(chǎn)量494098萬t其中高速線材預(yù)計(jì)將占75左右70ms線材盤重達(dá)15002000kg四線軋制時(shí)的年產(chǎn)量可達(dá)6080萬噸高速線材軋制產(chǎn)品的特點(diǎn)重度大精度高質(zhì)量好我們所關(guān)注的高速軋機(jī)的特點(diǎn)是高速單線無扭微張力組合結(jié)構(gòu)碳化鎢輥和自動(dòng)線當(dāng)前軋機(jī)分為三輥式45°15°75°平立輥交替式二輥式四種按軋制輥大小劃分可以分大輥徑和小輥徑兩種按扎機(jī)的支撐情況可以分雙支點(diǎn)和

13、懸臂式com 高速線材生產(chǎn)的工藝流程 下面以包鋼高速線材廠為例介紹生產(chǎn)車間的工藝流程及其車間的主要設(shè)備 包鋼線材廠的工藝流程見圖1-4主要特點(diǎn)軋制速度特別是精軋速度特別高最大軋制速度達(dá)到120m圖1-4com 高速線材車間的主要設(shè)備世界先進(jìn)水平的高速線材軋機(jī)由美國摩根公司技術(shù)總負(fù)責(zé)引進(jìn)了摩根成套關(guān)鍵設(shè)備 包括預(yù)精軋機(jī)組精軋機(jī)組夾送輥和吐絲機(jī)等 以及專利和工藝技術(shù) 加熱爐引進(jìn)了美國戴維公司軟件技術(shù)和部分硬件技術(shù) 整個(gè)工程的電氣控制系統(tǒng)是從瑞典ABB 公司引進(jìn)這套軋機(jī)年設(shè)計(jì)能力為38萬t 設(shè)計(jì)最高速度為132ms 保證速度為105ms 主要生產(chǎn)直徑為515 20mm 光面盤條和直徑6 16mm 螺

14、紋盤線以包鋼線材廠為例 1加熱爐 引進(jìn)的美國戴維公司線材加熱爐為上下供熱的步進(jìn)梁式加熱爐 采取三段供熱方式加熱爐采用雙層框架雙輪斜軌式步進(jìn)結(jié)構(gòu) 分別設(shè)有提升定心機(jī)構(gòu) 如圖1-5 提升框架與水平運(yùn)動(dòng)框架分別由液壓缸驅(qū)動(dòng) 采用了機(jī)械式運(yùn)行過程中刮渣以及自動(dòng)排放干渣的水封槽清渣機(jī)構(gòu)升降液壓缸和平移液壓缸的運(yùn)行由缸內(nèi)配置的位移傳感器進(jìn)行位置檢測 加熱爐內(nèi)裝料輥道和出料輥道分別由9 根和11 根單獨(dú)的輥?zhàn)咏M成 在裝料輥道軸上設(shè)有制動(dòng)器 以防止彎曲的鋼坯在正確定位以后發(fā)生移動(dòng) 裝料輥道中的中間輥?zhàn)友b置上設(shè)置了一個(gè)編碼器 用于鋼坯在爐內(nèi)定位加熱爐自動(dòng)化程度高 裝有微機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)圖1-52平-立

15、交替的粗中軋機(jī)組高速線材粗中軋機(jī)共有14 架軋機(jī)采用平立交替型式 由電機(jī)通過齒輪箱 萬向接軸單獨(dú)傳動(dòng) 實(shí)現(xiàn)無扭軋制且立式軋機(jī)在國內(nèi)獨(dú)樹一幟 采用下傳動(dòng)型式 布局合理美觀 粗中軋機(jī)均為閉式機(jī)架 設(shè)計(jì)緊湊 帶有蝸輪蝸桿傳動(dòng)的橋式壓下裝置液壓橫移機(jī)構(gòu)軋輥液壓平衡裝置液壓柱塞夾緊裝置和軋輥軸向調(diào)整裝置軸向調(diào)整裝置是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)上軋輥頂部軸承座上所附的調(diào)整螺桿機(jī)構(gòu)來進(jìn)行下軋輥由軋機(jī)工作端軸承座上的夾板來保持在固定的軸向位置 該裝置使孔型和軋槽的調(diào)整對(duì)中便捷準(zhǔn)確齒輪箱為聯(lián)合齒輪箱 減速和扭矩分配于一體此外立式軋機(jī)的升降由電動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)帶動(dòng) 還設(shè)有保護(hù)傳動(dòng)裝置的防水罩軋機(jī)可以實(shí)行級(jí)連速度控制 同時(shí)也可以進(jìn)行單

16、機(jī)調(diào)整 級(jí)連調(diào)速是采取逆調(diào)的方式3飛剪機(jī) 飛剪機(jī)是是我這次設(shè)計(jì)的課題其主要的任務(wù)剪刃在剪切軋件時(shí)要隨軋件一起運(yùn)動(dòng)即剪刃應(yīng)該同時(shí)完成剪切和移動(dòng)的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)根據(jù)產(chǎn)品品種的不同和客戶的要求在同一飛剪機(jī)上應(yīng)該剪切出多種規(guī)格的定尺長度4吐絲機(jī)吐絲機(jī) 如圖1-6 主要作用是將高速的直線運(yùn)動(dòng)的成品線材轉(zhuǎn)變成預(yù)定直徑的連續(xù)線圈由于有高速旋轉(zhuǎn)的部件 摩根公司委托最著名的IRD 公司對(duì)吐絲錐進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)而且隨機(jī)配有振動(dòng)監(jiān)測裝置 吐絲機(jī)振動(dòng)位移超過01mm 就報(bào)警入口導(dǎo)管包有水冷套 減少熱量在主軸入口側(cè)軸承處積累而且由水霧裝置對(duì)吐線錐進(jìn)行冷卻 吐絲機(jī)有一定的傾斜度吐絲管的夾子則采用了摩根公司最新設(shè)計(jì)只有定位夾

17、是夾緊的 其余的夾子都有很大的間障 主要目的是使吐絲管受熱變形均勻 吐線機(jī)配有底傾板和側(cè)傾板 可以根據(jù)吐絲情況進(jìn)行調(diào)整吐絲機(jī)可對(duì)頭部進(jìn)行定位 也可以尾部加速圖1-614線材生產(chǎn)中對(duì)飛剪機(jī)的基本要求類型及發(fā)展?fàn)顩rcom機(jī)的基本要求 飛剪機(jī)用來橫行剪切的軋件它可以裝在連續(xù)式軋機(jī)的軋制作業(yè)線上亦可裝在橫切機(jī)組連續(xù)鍍鋅機(jī)組等連續(xù)作業(yè)精整機(jī)組上隨著連續(xù)軋機(jī)的發(fā)展飛剪機(jī)得到越來越廣泛地應(yīng)用飛剪機(jī)的特點(diǎn)是能橫向剪切運(yùn)動(dòng)的軋件對(duì)它有三個(gè)基本要求1剪刃在剪切軋件時(shí)要隨著運(yùn)動(dòng)的軋件一起運(yùn)動(dòng)即剪刃應(yīng)該同時(shí)完成剪切和移動(dòng)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)且剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)分速度V應(yīng)與軋件運(yùn)動(dòng)速度VO相等或大23在剪切軋件時(shí)剪刃在軋件的

18、運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度V如果小于軋件的運(yùn)動(dòng)速度V0則剪刃將阻礙軋件的運(yùn)動(dòng)會(huì)使軋件彎曲甚至還會(huì)產(chǎn)生軋件纏刀事故反之如果剪切時(shí)剪刃在軋件的運(yùn)動(dòng)方向瞬時(shí)速度V比軋件的速度V0大的多這在軋件中將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力這會(huì)影響軋件的剪切質(zhì)量和增加飛剪機(jī)的沖擊負(fù)荷2根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格的不同和用戶的要求在同一飛剪機(jī)上應(yīng)能剪切出多種規(guī)格的定尺長度并使長度的尺寸公差與剪切斷面的質(zhì)量符合國家有關(guān)規(guī)定3能滿足軋機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)率的要求 com的類型根據(jù)飛剪機(jī)的用途飛剪機(jī)可以分切頭飛剪機(jī)和定尺飛剪機(jī)兩大類如果按飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)的形式來分目前應(yīng)用比較廣的飛剪機(jī)有滾筒式飛剪機(jī)曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī)曲柄偏心式飛剪機(jī)擺式飛剪機(jī)和曲柄搖桿式飛剪機(jī)等1

19、滾筒式飛剪機(jī)滾筒式飛剪機(jī)是一種應(yīng)用比較廣泛的飛剪機(jī)她裝設(shè)在連軋機(jī)組或橫向機(jī)組上用來剪切厚度小于12mm的鋼板或型鋼這種飛剪機(jī)作為切頭飛剪機(jī)是其剪切厚度可達(dá)45mm滾筒式飛剪機(jī)的刀片做簡單的圓周運(yùn)動(dòng)固可以剪切速度高達(dá)15米秒以上的軋件2曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī)也稱曲柄連桿式用飛剪機(jī)剪切厚度較大的板帶或鋼坯為了保證剪后軋件的剪切斷面的平整往往采用刀片做平移運(yùn)動(dòng)的飛剪機(jī)曲柄回轉(zhuǎn)杠桿飛剪機(jī)就是此類飛剪機(jī)的一種由于這類飛剪機(jī)在剪切軋件時(shí)刀片垂直于軋件剪切斷面較為平整在剪切板帶時(shí)可以采用斜刀刃以便減少剪切力這種飛剪得缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜剪切機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特征不好軋件的運(yùn)動(dòng)速度不能太快用于小型型鋼廠的曲柄連桿式飛剪機(jī)軋件

20、速度小于5ms剪切軋件的厚度3070 3曲柄偏心式飛剪機(jī)這類飛剪機(jī)的刀片作平移運(yùn)動(dòng)雙臂曲柄軸鉸接在偏心軸的鏜孔中并有一定的偏心距e雙臂曲柄軸還通過連桿與導(dǎo)架相鉸接當(dāng)導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)時(shí)雙臂曲柄軸以相同的角速度隨之一起旋轉(zhuǎn)刀片固定在刀架上刀架的另一端與擺桿鉸接擺桿則鉸接在機(jī)架上通過雙臂曲柄軸刀架和擺桿可使刀片在剪切曲作近似于平移的運(yùn)動(dòng)已獲得平整的剪切斷面通過改變偏心軸與雙臂曲柄軸也可以說是導(dǎo)架的角速度的比值可改變刀片軌跡半徑以調(diào)整軋件的定尺長度這類飛剪機(jī)裝設(shè)在連續(xù)鋼坯軋機(jī)后面用來剪切方鋼坯4擺式飛剪機(jī)擺式飛剪機(jī)是用來剪切厚度小于64mm的板帶刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運(yùn)動(dòng)剪切質(zhì)量較好上刀架在與主曲軸相鉸接

21、下刀架通過套式連桿外偏心套內(nèi)偏心套與主曲柄軸相連下刀架可在上刀架的滑槽中滑動(dòng)上下刀架與主曲柄軸連接處的偏心距為e1偏心位置相差180°當(dāng)主曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上下刀架作相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成剪切動(dòng)作在主曲柄軸上還有一個(gè)偏心e2此偏心通過連桿與搖桿的軸頭相連而搖桿則通過連桿與上刀架相連因此當(dāng)主曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過連桿搖桿和連桿使上下刀架作往復(fù)擺動(dòng)由于上下刀架除能上下運(yùn)動(dòng)外還可進(jìn)行擺動(dòng)故能剪切運(yùn)動(dòng)中的軋件5曲柄搖桿式飛剪機(jī)施羅曼飛剪機(jī)這種飛剪機(jī)也稱為施羅曼飛剪機(jī)用來剪切冷軋板帶由于飛剪機(jī)工作時(shí)總能量波動(dòng)較小故可在大于5ms的速度下工作曲柄搖桿式飛剪機(jī)的上刀架通過偏心樞軸與下刀架相鉸接下刀架在曲軸與上刀架的帶動(dòng)

22、下以偏心軸機(jī)械偏心偏心套液壓偏心為中心作往復(fù)擺動(dòng)當(dāng)改變偏心軸與偏心套的偏心位置時(shí)可得到不同的空切次數(shù)com的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)用于剪切橫向運(yùn)動(dòng)著的軋件其開始于十九世紀(jì)末期經(jīng)過百年的發(fā)展在生產(chǎn)過程中使用的飛剪類型教多目前較廣泛應(yīng)用的飛剪形狀為圓盤式飛剪滾筒式飛剪曲柄連桿式飛剪 曲柄偏心式飛剪擺式飛剪曲柄連桿式飛剪等以目前飛剪的使用情況和線材生產(chǎn)的發(fā)展要求可以看出飛剪存在以下兩個(gè)方面的發(fā)展趨勢 1 剪機(jī)的剪切斷面質(zhì)量要求提高這要求剪切機(jī)刀刃在剪切區(qū)域內(nèi)沿水平方向的速度應(yīng)與軋件最大速度保持一致為達(dá)到這個(gè)目的在飛剪機(jī)中往往設(shè)置了勻速機(jī)構(gòu)另外有些剪切機(jī)還裝有間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)這些設(shè)備的改進(jìn)導(dǎo)致了剪切機(jī)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜所

23、以可以看出飛剪的最大一個(gè)發(fā)展趨勢就是機(jī)構(gòu)復(fù)雜但剪切質(zhì)量相應(yīng)的提高剪切機(jī)的性能也越來越好功能越來越多 2 剪的另一個(gè)發(fā)展趨勢是自動(dòng)化程度越來越高隨著機(jī)電一體化進(jìn)程的發(fā)展和提高隨著軋制速度越來越快自動(dòng)化趨勢已經(jīng)成為必然的發(fā)展方向首先軋制流水線生產(chǎn)越來越先進(jìn)軋制速度也越來越快僅僅靠人工操作已不能適應(yīng)軋制工藝的發(fā)展為了使手工操作不阻礙軋制工藝的改進(jìn)必然要求軋制工藝中自動(dòng)化程度越來越高這才能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求而控制工業(yè)發(fā)展和機(jī)電一體化進(jìn)程的提高為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展提供了必要的條件以上是淺析線材生產(chǎn)中飛剪機(jī)的類型作用及特點(diǎn)極其發(fā)展?fàn)顩r通過此次設(shè)計(jì)使我對(duì)飛剪機(jī)以及整個(gè)線材生產(chǎn)有了更深入的了解使我對(duì)曲柄連桿

24、飛剪的工作原理及應(yīng)用幼了更詳細(xì)的了解以今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)15課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容內(nèi)容為高線1145飛剪機(jī)設(shè)計(jì)其軋件材質(zhì)是Q235A剪切斷面面積為4395剪切溫度1150剪切速度094136ms最大剪切力為530Kn飛剪曲柄中心距為1145我在此次設(shè)計(jì)中做了以下工作 1 選定電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)方案通過力能參數(shù)計(jì)算出所需電機(jī)的功率選擇合適的電動(dòng)機(jī)和合理的傳動(dòng)方案2在電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)方案確定后對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算3對(duì)剪切速度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算4對(duì)主要受力零部件進(jìn)行強(qiáng)度校和壽命計(jì)算5對(duì)設(shè)備潤滑方式安裝使用維修等問題做詳細(xì)介紹第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算和力能分析21 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)com式的選擇曲柄連桿式飛剪機(jī)總體上有

25、兩種驅(qū)動(dòng)方式一是單電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸而另一對(duì)剪切軸由齒輪嚙合來傳遞力矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)另一個(gè)方式是由兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩根主軸下面將兩種方式的特點(diǎn)進(jìn)行比較以便選出更加合適的設(shè)計(jì)方式來滿足此次的設(shè)計(jì)要求1單電機(jī)傳動(dòng)方式由于其由一個(gè)電動(dòng)機(jī)做動(dòng)力源其中輸入軸是由電機(jī)直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而另一對(duì)剪切軸式通過安裝在輸入軸與剪切軸之間的齒輪嚙合來進(jìn)行傳動(dòng)的這樣可以明顯的看出輸入軸上的齒輪所受的載荷將遠(yuǎn)大于從動(dòng)軸上的載荷輸入軸上的載荷也遠(yuǎn)大于從動(dòng)軸上的這樣輸入軸及其上的齒輪勢必有更大的損壞的可能性所以輸入軸及傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度要求高些尺寸更大些所以其主要特點(diǎn)是輸入軸上的零部件易損壞而發(fā)生事故單電機(jī)工作其承受了較大的載荷只能采用氣動(dòng)工作

26、制而不能采用連續(xù)工作制但是這種方案的優(yōu)點(diǎn)也很明顯第一上下兩軸的轉(zhuǎn)速近乎相同也就是說上下剪刃的同步性高第二結(jié)構(gòu)簡單成本低且功率也低第三通過齒輪傳動(dòng)可以設(shè)計(jì)一套簡易的剪切間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)2雙電機(jī)傳動(dòng)方式它克服了單電機(jī)傳動(dòng)的兩個(gè)缺點(diǎn)首先它的兩套傳動(dòng)系統(tǒng)平行傳動(dòng)分別驅(qū)動(dòng)各自的主軸每套系統(tǒng)上的零部件受力情況基本相同不存在個(gè)別零部件因受載過大而首先破壞的問題安全性較高其次它分別有兩個(gè)電機(jī)傳動(dòng)因而每個(gè)電機(jī)所受的載荷相對(duì)于上一個(gè)人方案減少了不少所以其更適合連續(xù)工作制但此方案的缺點(diǎn)是一則其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且其成本較高功效較大二則其維護(hù)與維修教第一方案復(fù)雜其設(shè)備體積大三則其同步性較好需特別設(shè)備對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行同步此次設(shè)計(jì)只是

27、用飛剪機(jī)進(jìn)行切頭剪尾所以不要求連續(xù)工作由于啟動(dòng)工作制已能滿足要求且剪切力較小所以由此可以看出第一個(gè)由單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式更適合些二者這種飛剪機(jī)同步性好滿足剪切要求且成本低結(jié)構(gòu)簡單綜合以上因素最后選定單電機(jī)一級(jí)減速傳動(dòng)方式com 飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1剪切結(jié)構(gòu) 曲柄連桿飛剪機(jī)在剪切軋件時(shí)刀片垂直與軋件剪切斷面較為平整不工作是刀片停在水平位置上當(dāng)有軋件通過時(shí)刀片在豎直位置刀片以大約相同的速度完成對(duì)軋件的剪切此后刀架旋轉(zhuǎn)使刀片又停到原來位置 當(dāng)需要對(duì)軋件進(jìn)行碎斷時(shí)刀架不停旋轉(zhuǎn)完成碎斷任務(wù)2機(jī)架的設(shè)計(jì) 由于工作機(jī)座采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)采用一級(jí)減速器平動(dòng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)成齒輪箱式機(jī)架此箱可分為上中下三箱上箱中箱內(nèi)安裝剪切軸軸上

28、安裝有大齒輪通過軸承和軸承座固定在箱體上中箱和下箱內(nèi)分別裝裝有剪切軸軸上分別裝有和上箱齒數(shù)大小相同的齒輪通過軸承固定在機(jī)座上在下箱底部裝有與地基固定的底板三個(gè)箱體內(nèi)分別裝有吊鉤方便拆裝上箱上部設(shè)有注油孔及壓力油輸入孔下箱底部設(shè)有油底殼及泄油孔以便沉積雜質(zhì)便于從泄油孔排除22剪切力剪切力矩的計(jì)算com的計(jì)算根據(jù)軋件材質(zhì)為Q235A剪切斷面4395mm2剪切力是飛剪機(jī)的主要參數(shù)對(duì)于合理設(shè)計(jì)飛剪機(jī)有非常重要的作用 1 首先根據(jù)所剪切的斷面尺寸來確定飛剪機(jī)的公稱能力最大剪切力P當(dāng)所剪材料無單位剪切力試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可按下式計(jì)算最大剪切力 2-1被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下的剪切強(qiáng)度MPa被剪軋件的最大剪切斷

29、面mm2 K 11P 06×11×900×106×04395 261KN飛剪機(jī)在剪切過程中除了克服剪切過程的剪切力外在水平方向還有拉力又由于剪刀的線速度高于軋件的運(yùn)行速度因而剪刃上受一側(cè)向附加拉力根據(jù)胡克定律1P330頁由有軋件中的拉應(yīng)力為 2-2式中 E彈性模數(shù)對(duì)軋件在終軋溫度為800近似的等于4500055000MPa l剪切終了在軋件與最后一架軋機(jī)的軋件長度 l剪切終了時(shí)在軋件長度l段內(nèi)由拉應(yīng)力產(chǎn)生的伸長量 根據(jù)資料可得L初步取3米 伸長量l可由剪切過程中刀片與軋件的水平位移量的差值來確定l l1l0式中 l1 剪切時(shí)間內(nèi)刀片在水平方向的移動(dòng)量 l

30、0剪切時(shí)間內(nèi)軋件的移動(dòng)量 軋件的移動(dòng)量l0 v0t 當(dāng)?shù)镀壽E半徑為R的整圓時(shí)剪切時(shí)間為 2-3 2 下面計(jì)12由1P331頁公式 2-4角1相當(dāng)于剪切軋件厚度為h時(shí)的開始剪切角度由下式確定 2-5式中S刀片的重疊量 h剪切厚度R旋轉(zhuǎn)半徑 在此處取h 75mm R 573mm 實(shí)測得S 7mm 把上數(shù)各值代入 0931 038角2為剪切終了的角度考慮到剪切終了是的相對(duì)切入深度0得 2-62 020（3）L的計(jì)算 L L1L0式中L1 剪切時(shí)間內(nèi)刀片在水平方向移動(dòng)量l0 剪切時(shí)間內(nèi)軋件的移動(dòng)量 2-7 2-8代入式中v0軋件的運(yùn)動(dòng)速度V剪切速度根據(jù)設(shè)計(jì)所給v0 085ms V 094ms 代入公

31、式得 163mmL1 R sin1-sin2 573 037-02 9741mmL 9741-163 8111mm運(yùn)動(dòng)軋件產(chǎn)生的拉力由1330頁 2-9E在式中近似的取50000MPa代入各值得 594KNT與P的合力是刀架所受的剪切力5總的剪切力計(jì)算 2-10 26106KN圖2-1com 剪切力矩的計(jì)算 1 計(jì)算咬入角 當(dāng)P最大時(shí) 08代入咬入角公式 2-11式中Z切入深度Z h 08×75 60mm代入上式 097 1407°咬入角為剪切過程最大剪切角此時(shí)的剪切力矩最大1最大剪切力矩的計(jì)算 對(duì)軋制過程的受力分析剪切力矩可以安下式計(jì)算 3963KNmcom 剪切功的計(jì)算

32、根據(jù)剪切功可以近似的方便的計(jì)算出剪切機(jī)的功率由1P267頁當(dāng)不考慮刀片磨鈍等因素時(shí)可按下式計(jì)算 2-12式中a單位剪切功 F被剪切件的原始斷面 單位剪切功可按1P268頁公式 2-13通過查表8-81P268得 a 30 Nmmmm-3 代入公式得剪切功A com 4395×75×30 99kNm23電機(jī)的功率計(jì)算及類型選擇com功率的計(jì)算由于開始時(shí)我們選擇的是啟動(dòng)工作式所以在傳動(dòng)中沒有專門的飛輪不帶飛輪剪切機(jī)預(yù)選電機(jī)時(shí)可以根據(jù)靜力矩的大小直接選取由2查的電機(jī)的計(jì)算功率公式 2-14式中 Mjm偏心軸上的最大靜力矩 n剪切軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)過載率一般取 1317考慮到具體情況

33、17 從電機(jī)到飛剪機(jī)傳動(dòng)效率 094 1 計(jì)算總的靜力矩由1P268頁得 2-15 式中 Mp剪切力矩由前面計(jì)算Mp 3963KNm Mf摩擦力矩 Mkon 空載力矩查得 Mkon 35 2-16為剪切軸處的摩擦系數(shù)查3表 011d為剪切軸處的直徑根據(jù)資料知d 260mm代入公式 373KNm 4439 KNm 2 電機(jī)功率的計(jì)算1剪軸的轉(zhuǎn)速 2-17式中 v 剪切速度由設(shè)計(jì)給定v 136ms D 曲柄中心距由設(shè)計(jì)給定D 1145mm 2270rmin2 電機(jī)功率 6603KWcom 電機(jī)功率及型號(hào)的選擇 考慮到高線生產(chǎn)的實(shí)際情況和所選擇的傳動(dòng)方案選YZP系類冶金及起重變頻調(diào)速三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)與

34、變頻裝置組成的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的無級(jí)調(diào)速由于此類電機(jī)效率高調(diào)速范圍廣精度高氣制動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定切過載能力大等特點(diǎn)特別適合用于需要變頻調(diào)速短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行頻繁啟動(dòng)或制動(dòng)的場合符合飛剪機(jī)的工作情況能夠滿足于安全生產(chǎn) 在這一系列中選擇YZP250M-8通過4P1421查得其額定功率76KW額定轉(zhuǎn)矩473N·M額定轉(zhuǎn)速735rmin24主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度剛度的校荷 2 輸入軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩由大小齒輪的傳動(dòng)比以及主電機(jī)剪軸的總傳動(dòng)比可以看出剪切機(jī)內(nèi)部的一級(jí)減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i1不可能太大因?yàn)閭鲃?dòng)比太大將使機(jī)身尺寸過大按實(shí)際使用的設(shè)備取i1 29及飛剪機(jī)內(nèi)部的一級(jí)減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比而電機(jī)與飛剪機(jī)之間可

35、用兩級(jí)漸開線直齒圓柱齒輪減速器其傳動(dòng)比i2輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩 2-18式中 i2電機(jī)與飛剪機(jī)之間的傳動(dòng)比 電機(jī)到高速軸的效率 096 代入公式得討論此處為何不用公式 2-19Mer為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩因?yàn)殡姍C(jī)有一定的過載率剪子在剪切過程中所受的力矩有可能大于平均的啟動(dòng)力矩此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩也不是Mer因此對(duì)軸此輪進(jìn)行計(jì)算所受的最大轉(zhuǎn)矩作為設(shè)計(jì)參數(shù)才能保證設(shè)計(jì)的合理性和安全性剪切軸的轉(zhuǎn)速com設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1選用齒輪類型精度等級(jí)及齒數(shù)a為了避免產(chǎn)生軸向力所以在此選用的直齒圓柱齒輪b由于轉(zhuǎn)速不高大齒輪表面經(jīng)淬火后研磨小齒輪經(jīng)滲碳硬化處理并拋光齒輪的變形不大對(duì)精度要求不高選一般的8級(jí)精度

36、即可c材料的選擇由 5P211表10-1選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)硬度為240HBS二者的硬度差為40HBSd小齒輪齒數(shù)選擇Z1 45大齒輪齒數(shù)選擇Z2 1302 2-20確定公式中的個(gè)計(jì)算參數(shù)試選載荷系數(shù)Kt 13計(jì)算小齒輪的傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩T1 375KNmc由5P205頁表10-7選擇齒寬系數(shù)d 06d由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze 1898MPe由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim 600MP大齒輪的接觸疲勞極限Hlm 550MPf由圖10-19接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 09 KHN2 095g設(shè)計(jì)接觸疲勞許用應(yīng)力取

37、失效的概率為1安全系數(shù)S 1由式10-12得計(jì)算試算小齒輪的分度圓直徑d1t 代入接觸疲勞許用應(yīng)力較小的值代入上式d1t 380mm計(jì)算圓周速度v4計(jì)算載荷系數(shù)K 2-21由5表10-2查得使用系數(shù)KA 15 由5圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv 11KF 12 由圖10-13KF 11代入公式 K 15×11×12×11 218式中 KA 使用系數(shù) kv _ 動(dòng)載荷系數(shù) KF _ 齒間載荷分配系數(shù) KF_齒向載荷分配系數(shù)5按實(shí)際載荷校正所計(jì)算的分度圓直徑按兩齒輪嚙合計(jì)算模數(shù)并確定大小齒輪的尺寸為了保證同步性和剪刃的側(cè)向間隙所以大齒的分度圓直徑占定于1145mm模數(shù)取m

38、 9計(jì)算得 d1 405 d1 d1t按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校荷a計(jì)算圓周力FTb取應(yīng)力校正系數(shù)與齒形系數(shù)由5表10-5查得齒形系數(shù)YFa1 268 YFa2 225表10-5查應(yīng)力校正系數(shù)YSa1 159 YSa2 174計(jì)算載荷系數(shù) 218彎曲疲勞極限及壽命極限由圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞極限FE1 500MP查得大齒輪的FE2 380MP由圖10-18查得小齒輪的壽命極限KFN1 085KFN2 088e計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S 15由5中的公式f校荷計(jì)算 2-22式中 b齒寬 現(xiàn)取b 200mm此齒輪符合安全要求 21549符合安全要求齒輪的各項(xiàng)齒數(shù)參數(shù)的計(jì)算齒寬的選

39、擇計(jì)算b dd1 2-23 小齒輪b1 05×405 225mm大齒輪b2 230mm 其它各項(xiàng)尺寸的計(jì)算壓力角 20° 齒頂高系數(shù)ha 1徑向間隙系數(shù)C 025齒頂 ha ha·m 1×9 9mm齒根高 hf hac m 1125mm齒高 h ha hf 2025mm小齒輪的齒頂圓直徑 da1 d12ha 40518 423mm大齒輪的齒頂圓直徑 da2 d22ha 117018 1188mm小齒輪的齒根圓直徑 df1 d1-2hf 405-225 3825mm大齒輪的齒根圓直徑 df2 d2-2hf 1170-225 11475mm齒間的中心距 齒輪

40、的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為板式結(jié)構(gòu)在齒輪轂上開四個(gè)孔目的是為了減少齒輪重量齒輪與軸相連接處采用鍵連接左右用套筒定位由圖2-1所示圖2-2 大齒輪簡圖選擇減速器由以上計(jì)算可知電機(jī)與飛剪機(jī)之間可用兩級(jí)漸開線直齒圓柱齒輪減速器此減速器要求的傳動(dòng)比 i2 1117 傳動(dòng)功率為76Kw電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 735rmin由前面計(jì)算可知計(jì)算功率Pm 6603Kw要求Pm P 公稱傳動(dòng)比i 11高速級(jí)傳動(dòng)比i1 22低速級(jí)傳動(dòng)比i2 5高速軸許用功率P 90KwPm P此減速器符合要求com設(shè)計(jì)及校荷 考慮刀架的受力情況及傳動(dòng)方案和運(yùn)行狀況等諸多因素的影響現(xiàn)將刀架設(shè)計(jì)成如圖所示的形狀圖2-3 下面對(duì)刀架進(jìn)行校荷

41、由前面計(jì)算得 26106KN 2-24垂直與刀架的力 26106×sin 140713 6919Kn刀架上的危險(xiǎn)截面 假設(shè)斷面為長方形 如圖所示由6143頁公式所示 M 6919×019 1315KNm式中 019為力的作用點(diǎn)刀端點(diǎn)的距離查6 90MPa 同理對(duì)于下刀架也進(jìn)行校荷由于上下刀架外形尺寸相同受力其情況也相同所以下刀架也滿足強(qiáng)度要求刀架是飛剪機(jī)比較關(guān)鍵的零件經(jīng)常處于擠壓彎曲和嚴(yán)重磨損狀態(tài)下工作所以要采用強(qiáng)度韌度都高的材料飛剪機(jī)使用合金鋼整體淬火硬度達(dá)到HRS7375采用35GrMo合金鋼com 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校荷 1 軸承處軸的直徑的確定以及軸承的選擇1輸入軸的功

42、率P2 P額× 76×096 7296KW輸入軸的最小直徑由5公式 2-25式中 A0由5P370頁A0 130 p輸入軸的功率p 7296Kw n輸入軸的轉(zhuǎn)速n 658rmin輸入軸的最小直徑處是為了和聯(lián)軸器相連根據(jù)現(xiàn)場資料選軸承處的直徑為180mm2 剪軸的功率剪軸的最小直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選軸承處的直徑為220mm安裝剪子端軸承處直徑為300mm討論為什么選用的軸徑最小直徑比算出的dmin1大許多由以下幾個(gè)作用從工藝方面考慮軸徑太細(xì)軸的加工成本將增加并且軸的尺寸精度和行位精度很難得以保證所以軸徑不易太小從機(jī)器的適用范圍看我們所計(jì)算的這個(gè)軸徑僅是對(duì)我們所設(shè)計(jì)可以剪切的多種材質(zhì)和

43、斷面的鋼坯所以其軸徑各尺寸應(yīng)盡量大些以便其強(qiáng)度可以滿足的反方面的要求3軸承的選擇高速軸電機(jī)端的軸承選擇單列圓柱滾子軸承選92340型軸承軸承外徑D 460寬度B 108內(nèi)d 220其軸承受軸向載荷小高速軸遠(yuǎn)離電機(jī)端的軸承選用調(diào)心滾子軸承型號(hào)為53544軸承外徑D 440內(nèi)徑d 240寬度B 108剪切軸不安刀架端軸承選用內(nèi)圈無控圈的單列圓柱滾子軸承型號(hào)為92340型軸承外徑D 460內(nèi)徑d 220寬度B 88剪軸安裝剪子端的軸承選用調(diào)心滾子軸承型號(hào)為53564軸承外徑D 580內(nèi)徑d 300寬度B 150討論為什么選用調(diào)心滾子軸承 因?yàn)楫?dāng)剪子剪切時(shí)會(huì)突然產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊載荷這個(gè)載荷會(huì)使軸產(chǎn)生

44、擾曲變形這樣軸承的內(nèi)外圓軸件在工作時(shí)不可能保持重合會(huì)產(chǎn)生一定偏斜軸線的偏斜會(huì)引起軸承內(nèi)部接觸應(yīng)力的不均勻分布造成軸承的早期失效而采用調(diào)心滾子軸承能自動(dòng)補(bǔ)償和外殼孔中心線的相對(duì)偏斜從而保證軸承及整個(gè)設(shè)備的正常工作調(diào)心滾子軸承所允許的軸線偏斜量為022°軸的形狀尺寸的設(shè)計(jì)考慮到軸承的大小和齒輪在軸上的位置等諸多因素設(shè)計(jì)的上剪切軸如圖2-4所示設(shè)計(jì)的輸入軸如圖2-5所示 圖2-4剪切軸簡圖 圖2-5輸入軸簡圖2軸的校荷 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校荷時(shí)應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計(jì)算方法并且恰當(dāng)?shù)倪x取其需用應(yīng)力對(duì)于僅僅承受扭矩的軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算對(duì)于只承受彎矩的軸兩個(gè)齒輪受力如圖2-5所示

45、 圖2-5所示 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的計(jì)算時(shí)常將軸上的分布載荷簡化為集中應(yīng)力其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)作用在軸上的扭矩一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁支反力的作用點(diǎn)與軸承的布置方式有關(guān)在做設(shè)計(jì)簡圖時(shí)應(yīng)先求出軸上的受力零件的載荷并將分解成水平反力和垂直反力進(jìn)行軸的強(qiáng)度校荷計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計(jì)算方法并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力對(duì)于僅僅承受扭轉(zhuǎn)的軸按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算對(duì)于僅承受彎矩的軸按彎曲條件計(jì)算對(duì)于即承受彎矩又承受扭矩的軸應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確的校荷此外對(duì)于瞬間過載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較為嚴(yán)重的軸還應(yīng)

46、按峰尖載荷效荷其靜強(qiáng)度以免產(chǎn)生過量的塑形變形 對(duì)于校荷軸的要求計(jì)算準(zhǔn)確是滿足軸的強(qiáng)度和剛度要求必須時(shí)還應(yīng)校荷軸的振動(dòng)穩(wěn)定性由輸入軸的受力分析彎扭力矩圖2-6并計(jì)算各值圖2-61輸入軸設(shè)計(jì)得L2 339mm L3 354mm 計(jì)算b中各力聯(lián)立以上兩式解得FH1 1406Kn FH2 1339KnMH FH1L2 562KNm計(jì)算c中各力聯(lián)立以上兩式解得FV1 512KnFV2 487KnMv RV1×04 205KNm計(jì)算總彎矩圖如e所示由5公式P373頁按軸的彎扭合成強(qiáng)度條件 2-26化簡公式得式中 ca軸的計(jì)算應(yīng)力MPa M軸所受的彎矩M 598KNm T軸所受的扭矩T 370KN

47、m 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)06 W軸的抗彎截面系數(shù)由5表15-4選取計(jì)算公式 9652267mm3由5中15-1查得軸的許用-1 70MPa ca -1此輸入軸強(qiáng)度符合強(qiáng)度要求2下剪軸的校荷由于下剪軸的大齒輪所受的力和小齒輪上所受的力為作用力和反作用力則由剪軸的設(shè)計(jì)的彎扭力矩圖2-7并計(jì)算各值L2 339mm L3 354mm圖2-7計(jì)算圖a b中 的各力解得 FH1 1379Kn FH2 1366KnMH 1379×0425 586KNm 計(jì)算c中的各力FV1 576kn FV2 423KnMV 576×0425 245KNm計(jì)算圖d的彎矩按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度

48、公式化簡得式中 ca軸的計(jì)算應(yīng)力MPa M軸所受的彎矩M 635KNm T軸所受的扭矩T 594KNm 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)06 W軸的抗彎截面系數(shù)查5得-1 下剪軸強(qiáng)度符合要求上剪軸與下剪軸尺寸形狀受力情況與上剪軸基本相同所以設(shè)計(jì)符合要求com鍵的校荷1由5P319頁公式13-5的得到軸承壽命公式Lh以小時(shí)表示的軸承的基本壽命 2-27式中 為指數(shù)對(duì)于滾子軸承 C基本額定動(dòng)載荷 P軸承所受的載荷n軸的轉(zhuǎn)速 2-28其中Lh預(yù)期軸承計(jì)算壽命a校荷軸承計(jì)算得c 52800N 1688366h如果以一天12小時(shí)每年360天計(jì)算Lh 117 Lh 10b校荷軸承 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4 得c 73

49、647N如果以一天12小時(shí)每年360天計(jì)算Lh 1126 Lh 10此軸承符合設(shè)計(jì)要求其它軸承校荷同上了2鍵的選擇和校荷選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸在8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求應(yīng)選擇平鍵聯(lián)接由于齒輪又有軸端故選擇圓頭普通平鍵 A a選擇大齒輪上的鍵根據(jù)大齒輪安裝處的軸徑d 300mm 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4查得b 70mm h 36mm 鍵槽t1 22mm 輪轂 t2 144mm 由齒寬并參考鍵長取鍵長168mmb選擇小齒輪上的鍵根據(jù)小齒輪處的軸徑d 230mm 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4查得b 56mm h 32mm 鍵槽t1 22mm 輪轂t2 124mm由齒寬并參考鍵長取鍵長200mmc校荷鍵的聯(lián)接強(qiáng)度 對(duì)大齒輪上的聯(lián)接強(qiáng)度進(jìn)行校荷查的鍵的許用擠壓力c 30MPap 97 c 30c 30MPap 2259 c 30 2-29式中 k1 傳動(dòng)的重要程度K2機(jī)械的工作范圍根據(jù)具體情況取k1 10 K2 13 TC 23×37 851KNmTC T 所以聯(lián)軸器選擇符合設(shè)計(jì)的要求com機(jī)的校荷 1 電動(dòng)機(jī)的載荷圖a