機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-高線1720卡斷剪設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：高線1720卡斷剪設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：2003041303專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：機(jī)械2003-3班指導(dǎo)教師：摘 要本設(shè)計(jì)說明是針對(duì)高線1720卡斷剪的設(shè)計(jì)說明。此設(shè)備安裝在拉出輥之后，1號(hào)粗軋機(jī)前, 是為在發(fā)生堆鋼事故時(shí)避免影響生產(chǎn)和減少損失而設(shè)置。剪切時(shí)氣動(dòng)系統(tǒng)使剪刃回轉(zhuǎn)并壓向軋件，隨后靠軋件的前進(jìn)帶動(dòng)剪刃繼續(xù)回轉(zhuǎn)，并逐漸切入軋件中，直至軋件被切斷，并將剩下的軋件擋在外面。本次設(shè)計(jì)完成的內(nèi)容是：力能參數(shù)計(jì)算；桿件長(zhǎng)度的優(yōu)化；氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；整個(gè)機(jī)構(gòu)工作時(shí)的受力分析；各主要零件部件的設(shè)計(jì)校核和設(shè)備的潤滑關(guān)鍵詞：卡斷剪；鋼坯；氣動(dòng)系統(tǒng)

2、。全套圖紙，加153893706 Abstract This paper is a design for 1720 Cranks Flying Shears. This facility is to avoid when occurring Pile steel accident that influence producing and is installed before the NO:1 Rolling mill. This facilitys working is using Pneumatic system and make the cut edge turn around and

3、press to rolled piece, soon afterwards lean rolled piece go forward to drive the cut edge turn around continuously, and gradually cut the rolled piece, till rolled piece had been cut been cut of, and block the rolled piece that leaves in surface.The content of this design completion is: Calculating

4、the mechanics parameter; Optimizing the poles length; It is pneumatic and systematic to design; Entire organization work get force analysis; Design each major component.Keyword: Flying Shears; Billet; Pneumatic system.目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論1 線材生產(chǎn)1 線材生產(chǎn)工藝2 飛剪機(jī)介紹41.4 卡斷剪設(shè)計(jì)特點(diǎn)6第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)7 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8 氣動(dòng)系統(tǒng)的

5、設(shè)計(jì)特點(diǎn)8第三章 剪切力能參數(shù)的計(jì)算10 剪切力的計(jì)算10 剪切力矩的計(jì)算12 剪切功的計(jì)算12第四章 桿件長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)與優(yōu)化14 初始條件14 作圖法優(yōu)化桿件長(zhǎng)度15第五章 氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)18 工作要求及環(huán)境條件18 氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)21 選擇設(shè)計(jì)執(zhí)行元件23 選擇控制及輔助元件24 確定管道直徑驗(yàn)算壓力損失25第六章 各主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算30 動(dòng)力分析30 桿件的受力分析32 刀架軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算38 拉桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算45 刀片的設(shè)計(jì)與計(jì)算46第七章 設(shè)備維護(hù)與潤滑51結(jié)束語54參考文獻(xiàn)56 第一章 緒論1.1 線材生產(chǎn)的基本知識(shí)一、線材生產(chǎn)我國現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑為59毫米是盤圓卷狀態(tài)的熱

6、軋圓鋼稱為線材，它是熱軋型鋼中斷面尺寸最小的一種，線材因以盤卷狀交貨，故又稱為盤條。線材用途很廣，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中線材占有重要的地位。有的線材軋制后可直接使用，主要做鋼筋混凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件用，例如經(jīng)過拉拔成各種鋼絲，再經(jīng)過冷鍛及捻制成為彈簧等等。線材應(yīng)用范圍不僅相當(dāng)廣泛，而且用量也大。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，各國線材產(chǎn)品產(chǎn)量占全部熱軋材總量的5.3%15.3%。例如美國約占5%，日本約占8%，英國和餓國約占9%，西德約占11%，法國約占14%，我國約占10%左右。從生產(chǎn)工藝方面來講，合乎尺寸精度要求的線材不是輕易就能軋制出來的。其原因是線材比圓鋼細(xì)而長(zhǎng)，表面積大，溫降非?？欤谲堉频阶詈髱椎来?/p>

7、的時(shí)候能保持軋件在熱加工溫度范圍內(nèi)的時(shí)間很短，這就很容易造成由于溫度急劇下降而超出了允許的軋制溫度下限，使整根線材成為廢品。此外，雖然鋼坯在加熱時(shí)各部分溫度基本是均勻一致，但由于各部分從出爐到軋制所經(jīng)歷的時(shí)間不同，在軋制過程中溫降大小也就不同，從而造成各部分在軋制時(shí)的變形情況不同和冷卻到常溫時(shí)的收縮量不同，進(jìn)而形成各部分?jǐn)嗝娉叽纭囟冉到o調(diào)整和操作帶來很大的困難，解決的辦法一是減少盤重，二是使軋件速度增大，減少活套。前者不符合用戶要求，后者也是解決矛盾的合理途徑。自1966年世界上第一套摩根軋機(jī)以及相應(yīng)的控制冷卻等設(shè)備正式投產(chǎn)以來，出現(xiàn)了線材生產(chǎn)的嶄新局面。目前，高速無扭精軋機(jī)組的出口速度已達(dá)

8、到102m/s，相應(yīng)的自動(dòng)化程度也隨之更為提高，并開始采用電子計(jì)算機(jī)控制和進(jìn)行生產(chǎn)管理。高速線材軋機(jī)是近年來鋼鐵工業(yè)的驚人成就之一。二、 高速線材生產(chǎn)高速線材軋機(jī)與其他先進(jìn)技術(shù)一樣也是時(shí)代的產(chǎn)物，是冶金技術(shù)、電控技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)的綜合產(chǎn)物。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)、碳化鎢環(huán)和自動(dòng)化。產(chǎn)品特點(diǎn)是盤重大、精度高、質(zhì)量好。其機(jī)型可概括為三輥式，和平立交替式四種。通常高速線材軋機(jī)的工藝特點(diǎn)可以概括為連續(xù)、高速、無扭和控冷，其中高速軋制是最重要工藝特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)高速首先是設(shè)備，如精軋機(jī)、夾送輥、吐絲機(jī)要能適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。在工藝上保證高速的主要條件是原料質(zhì)量、軋件精度、軋件溫度。要

9、保證軋件精度，軋機(jī)機(jī)座的剛度、精度都必須達(dá)到相當(dāng)高的水平。導(dǎo)位精度與軋件頭部的質(zhì)量關(guān)系很大，要保證軋件頭部的尺寸及形狀必須從導(dǎo)位入手。軋機(jī)間的張力對(duì)軋件精度影響極大，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)無張力軋制。高速線材軋機(jī)問世以后，大盤重自然冷卻會(huì)造成二次氧化，軋后線材力學(xué)性能低并嚴(yán)重不均勻的問題極為突出。這就使軋后控制冷卻工藝被廣泛采用，并隨用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高的要求而逐漸完善。軋后控制冷卻工藝已成為高速線材軋機(jī)不可分割的組成部分，是高速線材軋機(jī)區(qū)別于老式線材軋機(jī)的特點(diǎn)之一。高速線材軋制工藝流程如下鋼坯運(yùn)入成批稱重入庫存放爐前上料鋼坯質(zhì)量檢查單根稱重加熱粗軋切頭尾中軋預(yù)精軋切頭尾精軋穿水冷卻吐絲成圈散卷控冷集卷

10、切頭尾壓緊打捆卸卷入庫1.2 線材工藝的發(fā)展一 、軋機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r在國際上，摩根新式精軋機(jī)組是當(dāng)代具有代表性的高速軋機(jī)。摩根公司從1962年就開始研制新式線材精軋機(jī)。1966年第一臺(tái)高速無扭精軋機(jī)在加拿大鋼鐵公司投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)軋速為43m/s。摩根公司自第一臺(tái)高速無扭軋機(jī)投產(chǎn)后20年間發(fā)展非常迅速。保證軋制速度從第代43m/s發(fā)展到了第代100m/s，提高了1.3倍，最大輥徑時(shí)的軋制速度從第代的50m/s到第代的120m/s，提高了1.4倍。并隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，為滿足增大鋼坯斷面的需要，為了直接使用較大斷面的連鑄鋼坯，軋制速度有進(jìn)一步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。摩根公司80年代中期的高精度軋機(jī)是高速線材軋機(jī)的又一

11、突破，此軋機(jī)是在精軋機(jī)后面的水冷段之間或夾送輥之間再增加一對(duì)或兩對(duì)軋機(jī)，更重要的是在自動(dòng)控制方面有了相應(yīng)發(fā)展，主要表現(xiàn)是計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用，不但增強(qiáng)了可靠性，而且當(dāng)工藝需要改變控制程序時(shí)，只需修改計(jì)算機(jī)軟件即可，使自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造工作變得極為簡(jiǎn)單，更易實(shí)現(xiàn)。五代高速軋機(jī)的發(fā)展，在幾方面作了改進(jìn)，并且現(xiàn)代高速軋機(jī)技術(shù)有新發(fā)展，表現(xiàn)如下：1、降低機(jī)組重心，降低轉(zhuǎn)動(dòng)軸高度，減少機(jī)組的振動(dòng)。2、強(qiáng)化軋機(jī)，增加精軋機(jī)組的大輥徑軋機(jī)數(shù)量。3、改進(jìn)軋機(jī)調(diào)整性能。4、采用控溫軋制和低溫軋制。5、高精軋?jiān)O(shè)備的使用。6、粗軋機(jī)的改進(jìn)。在1964-1989年間，高線設(shè)備的發(fā)展較快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界共建

12、設(shè)了294套高速無扭粗軋機(jī)組和303條控制冷卻線。二 、飛剪機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)于飛剪機(jī)的使用，大大提高了生產(chǎn)率，從目前的生產(chǎn)狀況及將來的前景看，飛剪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)如下：1、剪切端面的質(zhì)量提高。要求剪刃在剪切區(qū)域發(fā)展趨勢(shì)大體如下，剪刃在剪切去內(nèi)其水平方向的速度于軋件最大線速度保持一致，為達(dá)這一目的，飛剪機(jī)中設(shè)置了勻速機(jī)構(gòu)，有的還裝有定尺調(diào)長(zhǎng)機(jī)構(gòu)。這些變化導(dǎo)致了剪切機(jī)構(gòu)也相應(yīng)的復(fù)雜。所以飛剪的最大一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)構(gòu)越來越復(fù)雜、龐大，飛剪動(dòng)能也越來越多。2、飛剪的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是向自動(dòng)化的方向發(fā)展，隨著機(jī)電一體化進(jìn)程的提高，軋制速度也越來越快，自動(dòng)化趨勢(shì)已經(jīng)成為必然的發(fā)展方向。1.3 飛剪機(jī)類型與結(jié)構(gòu)一

13、飛剪的類型飛剪用來橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件。一般都裝設(shè)在連續(xù)式軋機(jī)的軋制作業(yè)線上，或鋼板橫切機(jī)組作業(yè)線上，用來剪切軋件頭、尾部及將軋件剪切成為定尺長(zhǎng)度。目前應(yīng)用較廣泛的飛剪型式有圓盤式飛剪、滾筒式飛剪、曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪、曲柄偏心式飛剪、擺式飛剪和曲柄搖桿式飛剪等。1、 圓盤式飛剪這種飛剪一般用在小型車間，安裝在冷床前，對(duì)長(zhǎng)軋件進(jìn)行粗剪，使進(jìn)入冷床的軋件不致太長(zhǎng)；或者將它安裝在精軋機(jī)組前，對(duì)軋件進(jìn)行切頭，以保證精軋機(jī)組的軋制過程順利進(jìn)行。它的缺點(diǎn)是剪切斷面呈傾斜狀，但對(duì)切頭或冷床前粗剪軋件的影響不大。由于這種飛剪工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并可應(yīng)用于軋制速度達(dá)10m/s以上的場(chǎng)合，故在小型車間得到了廣泛的

14、應(yīng)用。2、 滾筒式飛剪這是一種應(yīng)用很廣的飛剪。它裝設(shè)在連軋機(jī)組或橫切機(jī)組上，用來剪切厚度小于12mm的鋼板或小型型鋼。這種飛剪作為切頭飛剪時(shí)，其剪切厚度可達(dá)45mm。滾筒史飛剪的刀片作簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，故可剪切運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)15m/s以上的軋件。它由于在剪切區(qū)刀片不是做平移，在剪切厚軋件時(shí)軋件端面不平整。這類飛剪以剪切小型型鋼和薄板材為易。3、 曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪用飛剪剪切厚度較大的板材或鋼坯時(shí)，為了保證軋件剪切斷面的平整，往往采用刀片作為平移運(yùn)動(dòng)的飛剪。曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪就是此類飛剪中的一種。由于這類飛剪在剪切軋件時(shí)刀片垂直于軋件，剪切斷面較為平整。在剪切板材時(shí)，可以采用斜刀刃，以便減少剪切力。

15、這種飛剪的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剪切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量較多，動(dòng)力特性不好，刀片的運(yùn)動(dòng)速度不能太快。一般用于剪切厚度較大的板材或鋼坯。4、 曲柄偏心式飛剪這類飛剪的刀片作平移運(yùn)動(dòng)，通過雙臂曲柄軸、刀架和擺桿可使刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運(yùn)動(dòng)，以獲得平整的剪切端面。通過改變偏心軸與雙臂曲柄軸的角度速度比值，可改變刀片軌跡半徑，以調(diào)整軋件的定尺長(zhǎng)度。這類飛剪裝設(shè)在連續(xù)鋼坯軋機(jī)后面，用來剪切方鋼坯。5、 擺式飛剪這類飛剪用來剪切厚度小于6.4mm的板材。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。6、 曲柄搖桿式飛剪這類飛剪用來剪切冷軋板材。由于飛剪工作時(shí)總能量波動(dòng)較小，故可在大于5m/s的速度下工作。二 飛剪

16、機(jī)結(jié)構(gòu)飛剪機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)有三類：閉式機(jī)架、開式機(jī)架、半開半閉式。一般的飛剪機(jī)只有開式和閉式。開式機(jī)架和閉式機(jī)架各有其特點(diǎn)，閉式機(jī)架一般做成門型的框架，它的剛性好，但由于剪刀在里面，不易觀察其剪切情況，由于他是有個(gè)整體，一旦發(fā)生事故不好處理。一般特大型的飛剪機(jī)采用此式機(jī)架。開式機(jī)架則克服了閉式機(jī)架的缺點(diǎn)，但是剛性小，剪切斷面小，一般適合于小型的飛剪機(jī)。剪切機(jī)的結(jié)構(gòu)有鑄件和焊接件，鑄件是整個(gè)機(jī)架采用整體鑄造或全部鑄造再連接。焊接則采用普通零件焊接法，以前在焊接技術(shù)不是很完善的時(shí)候，多采用鑄造式，但鑄造比較復(fù)雜，工藝繁雜，因此對(duì)原料使用較多，不僅浪費(fèi)了原料，而且鑄件的體形龐大且比較笨重，因此隨著焊接技術(shù)

17、的發(fā)展，越來越多采用焊接技術(shù)。采用焊接技術(shù)可縮短制造用期，對(duì)于飛剪機(jī)的箱形機(jī)架更易采用，可大大節(jié)約成本，簡(jiǎn)化工藝。因此采用開式焊接機(jī)構(gòu)的機(jī)架較為宜。三 飛剪機(jī)的特點(diǎn)及對(duì)飛剪機(jī)的要求飛剪機(jī)的特點(diǎn)是能夠橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件，對(duì)其有三個(gè)要求：（1）剪刃在見切軋件時(shí)要隨著運(yùn)動(dòng)著的軋件一起運(yùn)動(dòng)，即剪刃應(yīng)該同時(shí)完成剪切與移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作；（2）根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的要求，在同一飛剪機(jī)上應(yīng)能夠剪切多在紅規(guī)格的定尺長(zhǎng)度，（3）能滿足軋機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)率的要求。1.4 本次設(shè)計(jì)的飛剪機(jī)的類型特點(diǎn)線材生產(chǎn)中為了在發(fā)生堆鋼事故時(shí)避免影響生產(chǎn)，須將發(fā)生事故機(jī)架前的軋件切斷，而設(shè)置事故剪切機(jī)。作為事故剪切機(jī)除了回轉(zhuǎn)式飛

18、剪外，尚有一種安裝在軋機(jī)入口的機(jī)架上或入口外導(dǎo)位橫梁上或入口導(dǎo)板盒上的閘門拉剪。閘門拉剪剪切時(shí)借助于氣動(dòng)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)將剪刃回轉(zhuǎn)并壓向軋件，隨后靠軋件的前進(jìn)帶動(dòng)剪刃繼續(xù)回轉(zhuǎn)，并逐漸切入軋件中，直至軋件被拉斷為止。本次設(shè)計(jì)為爐后曲柄卡斷剪即1號(hào)軋機(jī)前的事故剪。該飛剪有三個(gè)作用：一是切去鋼坯前端或尾部黑頭；二是將鋼坯分段；三是當(dāng)后面軋機(jī)發(fā)生事故時(shí)，為防止事故擴(kuò)大而剪斷已軋入的鋼坯。要求該剪在生產(chǎn)中能剪切進(jìn)行中的鋼坯，所以它必須具有飛剪機(jī)的功能。另外當(dāng)粗軋機(jī)1號(hào)軋機(jī)為多線軋制時(shí)，必須配備多線剪，并要求任何一線鋼坯的剪斷不得影響其他線的正常工作。鋼坯剪的形式有擺動(dòng)剪和曲柄剪兩種。擺動(dòng)剪，上剪刃分為四部分，

19、分別由氣缸控制，下剪刃是一整體。上下剪刃都安放在擺動(dòng)的框架中，并隨框架擺動(dòng)而擺動(dòng)。曲柄剪，當(dāng)剪切時(shí)由液壓缸或氣缸推動(dòng)曲柄，通過連桿使上下剪刃同時(shí)動(dòng)作，擺向剪切位置。平面布置方式：拉推鋼機(jī)分鋼器卡斷剪粗軋機(jī)組 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的整體方案在了解了卡斷剪的整體及工作過程后，整體設(shè)計(jì)方案如下卡斷剪簡(jiǎn)圖如21所示：本設(shè)計(jì)為爐后曲柄卡斷剪，以下是它的工作過程：氣缸上刀架連桿下刀架因此首先計(jì)算力能參數(shù)，由力能參數(shù)并設(shè)計(jì)檢驗(yàn)氣動(dòng)系統(tǒng)，最后再對(duì)重要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)圖21校核。其中氣動(dòng)系統(tǒng)最為重要，它是曲柄卡斷剪運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，保證機(jī)器在剪切時(shí)盡量減少?zèng)_擊的重要手段。因此氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。另外，系

20、統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可視為一四連桿機(jī)構(gòu)，對(duì)各元件長(zhǎng)度及其角度關(guān)系的優(yōu)化也是重點(diǎn)之一，只有長(zhǎng)度角度合適，機(jī)器才會(huì)按設(shè)計(jì)及工作路徑進(jìn)行工作。最后就是各個(gè)重要零件的校核，如刀架軸，拉桿及刀片等。2.1 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與特點(diǎn)本設(shè)計(jì)的卡斷剪由機(jī)架，上刀架，連桿及下刀架組成，并且采用氣缸驅(qū)動(dòng)上刀架回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)拉桿使下刀架同步回轉(zhuǎn)。通常，刀片是完全分開的，需要進(jìn)行剪切時(shí)，刀片通過氣缸作用使刀片與移動(dòng)的鋼坯接觸，剪切動(dòng)作開始發(fā)生；鋼坯不斷的向前運(yùn)動(dòng)使刀片完全嚙合而切斷鋼坯，然后一起阻止余下長(zhǎng)度的鋼坯通過。氣缸回程使刀片分開并返回到完全打開的位置。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如下圖22所示：圖222.2 氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與特點(diǎn)氣動(dòng)系

21、統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因其有許多優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的組裝，維修以及元件的更換比較簡(jiǎn)單；有利于集中供氣；動(dòng)作迅速反應(yīng)快且具有較高的自保能力；使用方便又無污染，所以該飛剪機(jī)使用氣動(dòng)系統(tǒng)做為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。執(zhí)行元件為一個(gè)雙作用緩沖氣缸，這是為了防止返程時(shí)對(duì)氣缸的沖擊，氣缸由一個(gè)單電控二位四通電磁換向閥控制，該閥無中間位置，給電磁閥通電使剪刃刀片關(guān)閉，不通電則使剪刃刀片打開。緩沖氣缸的作用并不是給剪刀施加力使之剪斷坯料，而是使通過對(duì)刀架的驅(qū)動(dòng)，使刀片在接觸軋件時(shí)擁有與之相同的前進(jìn)速度和一個(gè)壓在軋件上的壓緊力，使刀片可以同軋件共同向前運(yùn)動(dòng)，而不至于使刀片蹦飛而無法壓入軋件。由于軋件運(yùn)動(dòng)速度不定，使用出口節(jié)流調(diào)速的氣動(dòng)系統(tǒng)可以

22、防止爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生。為了提高生產(chǎn)率，使刀片不工作的回程時(shí)間盡可能的短。因此回程由快速排氣閥作用，加快回程速度。第三章 力能參數(shù)的計(jì)算3.1 剪切力的計(jì)算飛剪機(jī)根據(jù)飛剪刀片形狀的不同，其剪切力可按平行刀刃剪切機(jī)或斜刀刃剪切機(jī)的計(jì)算方法來計(jì)算。本次設(shè)計(jì)為平刃剪刀，因此按平行刀刃剪切機(jī)剪切力的計(jì)算方法來計(jì)算。一 、最大剪切力在設(shè)計(jì)剪切機(jī)，首先要根據(jù)所剪軋件最大斷面尺寸來確定剪切機(jī)公稱能力，它是根據(jù)計(jì)算的最大剪切力并參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料來確定。又軋鋼機(jī)械P266有，最大剪切力可按下式計(jì)算： N 式（3-1）式中 被剪軋件最大的原始斷面面積， 被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下最大的單位剪切阻力, MpaK 考

23、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(jù)剪切機(jī)能力選?。海┲行图羟袡C(jī)（P=2.58.0MN） 大型剪切機(jī)（P10MN） K=1.1當(dāng)所剪材料無單位剪切阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按下式計(jì)算最大剪切力 N 式（3-2）式中被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下的強(qiáng)度限，Mpa。由給定參數(shù)剪切時(shí)的最大剪切力F=2500KN，故取K=1.2；剪切材料45鋼，剪切溫度1100；通過查表P263表8-3軋鋼機(jī)械因45鋼為高碳鋼；取=70Mpa。 設(shè)計(jì)題目給定 =23700mm。 則 得 式（3-3）二、剪切角度計(jì)算如圖3-1所式飛剪的剪切過程1、角相當(dāng)于剪切軋件厚度為h時(shí)的開始剪切角度。由軋鋼機(jī)械P32

24、3式9-33得 式中 h軋件厚度 因其為方坯所以;h=R刀刃距回轉(zhuǎn)中心的距離 ; R=860mm 式（3-4） 圖312. 剪切過程中出現(xiàn)最大的角度，由軋鋼機(jī)械P260，實(shí)驗(yàn)表明，剪切時(shí)最大剪切力出現(xiàn)在刀片塑性壓入階段終了，金屬塑性滑移階段開始之時(shí) 為相對(duì)切入深度：查表取 式（3-5） 43、剪切終了角為=，因?yàn)榧羟胁牧蠟?5鋼，剪切溫度1100，此時(shí)材料只有完全剪斷時(shí)才會(huì)分開，剪切過程完成，此時(shí)剪刃剪切角度為,因此剪切終了角度為三、剪切時(shí)間的計(jì)算 因剪切過程中刀片水平速度與軋件同速，所以剪切時(shí)間為刀片水平位移與軋件速度的商。取軋件速度為m/s可得 式（3-6）四、刀架所受合力P的計(jì)算刀架可視

25、為二力桿，只受沿桿向的力，此力為剪切力的合力，所以刀架受的最大合力為： 式（3-7）3.2 剪切力矩的計(jì)算由式（3-4）可知最大剪切力矩 式（3-8）式中 為咬入角 則 3.3 剪切功的計(jì)算根據(jù)剪切功可以近似而方便地計(jì)算出剪切機(jī)功率。剪切功與剪切力和刀片行程有關(guān)，由軋鋼機(jī)械P267可得當(dāng)不考慮刀片磨鈍等因素，可按下式計(jì)算： 式（3-9）令，a稱為單位剪切功。則 式（3-10）由P268,一般經(jīng)驗(yàn)公式 式（3-11）式中 所剪材料的強(qiáng)度極限；所剪材料的延伸率；由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第一卷查得，45鋼的強(qiáng)度極限=600Mpa 延伸率=16%將和代入式（3-10）得, 取a=85再代入式（3-9）得 式（3

26、-12）第四章 桿件長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)及優(yōu)化本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是各桿長(zhǎng)度的確定。運(yùn)動(dòng)部件有上刀架、下刀架、連桿所組成。其本質(zhì)為一個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)，即由上刀架、連桿、下刀架及機(jī)架所組成的一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)。其所需滿足的條件是上、下刀架必須保持同步，即角速度相同，上刀架轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，下刀架必在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的角度。4.1 初始條件上刀架由氣缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸的伸出長(zhǎng)度即可確定一個(gè)轉(zhuǎn)角。本設(shè)計(jì)氣缸工作時(shí)要伸出的位移a=280mm。氣缸連接桿的長(zhǎng)度b=380mm。連接桿的起始、終了位置可構(gòu)成一個(gè)三角形，其轉(zhuǎn)角就是上刀架極限轉(zhuǎn)角。由余弦定理得： 式（4-1）則 式（4-2）所以 取 初始條件：機(jī)架長(zhǎng)度：172

27、0mm與連桿連接處至軸心距離：380mm（以上數(shù)據(jù)均為軸、孔的中心距）上刀架連接桿初始位置水垂直方向成角，為方便優(yōu)化桿長(zhǎng)，在其轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)任取一角度：25 轉(zhuǎn)動(dòng)極限角度： 42（由上下刀架同步，所以下刀架也應(yīng)轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度：25 42）4.2 作圖法優(yōu)化桿件長(zhǎng)度由機(jī)械原理P173介紹的“機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法”，運(yùn)用作圖法來優(yōu)化桿長(zhǎng)。一、 反轉(zhuǎn)法說明：如圖4-1所示，若改變連桿CD為機(jī)架，則構(gòu)件AB變?yōu)檫B桿，而為了求得新連桿AB相應(yīng)的新機(jī)架CD運(yùn)動(dòng)時(shí)，活動(dòng)鉸鏈A、B的位置，可將原機(jī)構(gòu)第二位置視為剛體，繞D點(diǎn)反轉(zhuǎn)一角，使與重合而求得。這種方法稱為“機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法”簡(jiǎn)稱“反轉(zhuǎn)法”。圖41 反轉(zhuǎn)法說明二、 作圖步驟：

28、見圖4-2，根據(jù)給定機(jī)架長(zhǎng)度，原動(dòng)件（上刀架）長(zhǎng)度，按一定比例與垂直方向成關(guān)系作出其第一位置，然后根據(jù)轉(zhuǎn)角， 定出第二、第三位置，。為求得鉸鏈B位置，連接，并根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理將其分別繞點(diǎn)反轉(zhuǎn)及角。從而得到，則、三點(diǎn)確定的圓弧的圓心即為所求的鉸鏈B的位置，而即為所求的四桿機(jī)構(gòu)，量出其長(zhǎng)度按比例擴(kuò)大即為各桿件的優(yōu)化長(zhǎng)度。經(jīng)過圓整其,、與垂直位置夾角為。說明：各桿長(zhǎng)度及角度，將構(gòu)件簡(jiǎn)化為桿件，各桿代表實(shí)體的中心線。圖42圖4-3為剪切結(jié)束各桿位置，各參數(shù)如下： 圖43注：要轉(zhuǎn)過，此時(shí)為最下位置。為保證受力均衡，應(yīng)與水平面交角近似為。既與垂直位置成。第五章 氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 工作要求及環(huán)境條件一

29、、 工作要求剪切運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)是通過把剪刃帶進(jìn)鋼坯，由于鋼坯的向前運(yùn)動(dòng)使剪刃完全卡入而切斷鋼坯。在正常情況下剪刃是完全分開的，由一個(gè)雙作用的氣缸關(guān)閉和打開剪刃，當(dāng)柱塞處于完全返回位置時(shí)，剪刃完全打開，當(dāng)柱塞向前伸出時(shí)，剪刃向前運(yùn)動(dòng)而切斷軋件。二、 運(yùn)動(dòng)要求 圖5-1 圖5-2 圖5-1 上刀架運(yùn)動(dòng)情況簡(jiǎn)圖圖5-2 下刀架運(yùn)動(dòng)情況簡(jiǎn)圖刀架的運(yùn)動(dòng)為：上刀架由A下刀架由由D，A、B、C、D、E為初始位置；、為剪切時(shí)刀架各部分的空間位置。開始剪切角度（前面已算出）；、為剪切結(jié)束后刀架各部分的空間位置，即極限位置。A點(diǎn)是與氣缸桿相連接處；B、E為刀片位置；C、D為連桿連接處。為保持B與E的同步性，前面已優(yōu)化出

30、各桿的長(zhǎng)度尺寸 ，AO=380mm，OB=860mm，OC=380mm 為氣缸運(yùn)動(dòng)的位移，=280mm，總轉(zhuǎn)角，空轉(zhuǎn)角1.氣缸作用：使刀架達(dá)到角度時(shí)，刀刃達(dá)到水平速度為s，剪切速度 式（5-1）此時(shí)角速度： rad/s 式（5-2）由公式，可知當(dāng)時(shí) 式（5-3）角加速度： 式（5-4）2 .點(diǎn)切向速度： 式（5-5）切向加速度： 式（5-6）法向加速度： 式（5-7）A運(yùn)動(dòng)所花時(shí)間： 得 式（5-8）點(diǎn)總加速度： 式（5-9）3 點(diǎn)切向速度 式（5-10）切向加速度： 式（5-11）法向加速度： 式（5-12）總加速度： 式（5-13）由于同步性： ， 4 運(yùn)動(dòng)所花時(shí)間： 式（5-14）運(yùn)動(dòng)所

31、花時(shí)間： 式（5-15）為了提高生產(chǎn)效率，空回程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間減少，為；氣缸工作一個(gè)周期所需時(shí)間 式（5-16）三、 動(dòng)力要求氣缸輸出的力分為三種：1、使刀架加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到時(shí)使刀尖水平速度為m/s；2、使刀片在軋件上擁有一預(yù)壓力，防止刀片回崩；3、克服上、下刀架轉(zhuǎn)軸處的摩擦力。因上下刀架及連桿架尺寸相同，下刀架的以上三種力可等值加算到上刀架上。椐現(xiàn)場(chǎng)了解及相關(guān)資料，上刀架質(zhì)量 ；連桿質(zhì)量；下刀架質(zhì)量；上下刀架重心均在距軸心150mm的刀尖與軸心連線上；預(yù)壓力。當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)到與豎直面成時(shí)，對(duì)刀架軸心的轉(zhuǎn)矩相等，即，各力矩平衡。1 摩擦力矩：由機(jī)械原理P87得： 式（5-17） 式中 當(dāng)量摩擦系數(shù) 取則

32、 式（5-18）2 轉(zhuǎn)動(dòng)力矩： 式（5-19） Nm3 預(yù)壓力矩： 式（5-20） 4 氣缸推力矩： 式（5-21）氣缸推力： 式（5-22）四、工作環(huán)境：環(huán)境溫度30，灰塵較少。5.2 氣動(dòng)回設(shè)計(jì)一、列出氣動(dòng)執(zhí)行元件的工作程序：?jiǎn)?dòng)剪切快速返回二、氣動(dòng)回路原理圖圖531 二位四通電磁換向閥2 氣缸3 快速排氣閥4 單向節(jié)流閥5 消聲器6 氣源7 先導(dǎo)式溢流閥8 過濾、減壓、油霧器組件如圖5-3，此氣動(dòng)回路為快速返回回路。當(dāng)1通電時(shí)，右路（下路）工作，由單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)控制氣缸向下運(yùn)動(dòng)的速度。當(dāng)給1不通電時(shí)，則左路（上路）工作，單向節(jié)流閥4不會(huì)產(chǎn)生節(jié)流，單向閥打開，由于回路上有快速排氣3，所以氣

33、缸2快速返回，此時(shí)完成了一個(gè)周期的動(dòng)作。因?yàn)橐缌鏖y處有過載保護(hù)功能，因此換向琺常為不通電，氣缸縮回狀態(tài)，刀架處于打開狀態(tài)。5.3 選擇設(shè)計(jì)執(zhí)行元件一、 確定執(zhí)行元件的類型因?yàn)闅飧椎纳臁⒖s均需氣動(dòng)控制，所以選用一雙作用氣缸，為了使活塞能夠平穩(wěn)地靠近端蓋而不發(fā)生沖擊，減少振動(dòng)或機(jī)件的損壞，采用緩沖氣缸。因?yàn)楣ぷ餍谐滩淮?，采用擺塊式機(jī)構(gòu)，即相應(yīng)地采用作懸掛式單吊耳式氣缸為執(zhí)行元件。二、 主要參數(shù)尺寸由氣壓傳動(dòng)及控制P50得：氣缸內(nèi)徑 式（5-23）式中 F 活塞桿伸出時(shí)的推力 ND 氣缸內(nèi)徑 mP 氣缸工作壓力 Pa 考慮總阻力及動(dòng)特性參數(shù)的負(fù)載率 此時(shí) F=1877.36 N P=Pa 由式（5-

34、23）得：由P49表32查得：氣缸內(nèi)徑 D=160mm活塞桿直徑 d=40mm行程 S=280mm綜上所述，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得選用氣缸型號(hào)為：JB160X280S三、耗氣量的計(jì)算 已知缸內(nèi)徑D=160mm，桿徑d=40mm，行程S=280mm。工作一周期所需時(shí)間t=8.98s由氣壓傳動(dòng)及控制P55式3-21可得：其壓縮空氣耗氣量： 式（5-24）式中 Q 雙作用活塞缸壓縮空氣耗氣量 氣缸容積效率，一般取取 由式（5-24）得 查氣壓傳動(dòng)與控制P176表7-2查得：初選通徑為 8mm5.4 選擇控制及輔助元件以下全查氣動(dòng)元件產(chǎn)品樣本得到：1 主控閥（二位四通電磁換向閥）查P181初選型號(hào) 24J

35、DL82 快速排氣閥查P353初選型號(hào) KPL8L23 單向節(jié)流閥查P369初選型號(hào) LAL8Z14 溢流閥 查P402初選型號(hào) XYL8N15 過濾、減壓、油霧器組件查P25初選型號(hào) Q3LJWC8F16 消聲器查P602初選型號(hào) XSL8L1 表5-1 氣動(dòng)元件列表名 稱型 號(hào)符 號(hào)氣 缸JB160X280S二位四通換向電磁閥24JDL8W快速排氣閥KPL8L2單向節(jié)流閥LAL8Z1過濾減壓油霧器組件Q3LJWC8F1先導(dǎo)式溢流閥XYL8N15.5 確定管道直徑驗(yàn)算壓力損失一、 確定管徑本設(shè)計(jì)按照各管徑與氣動(dòng)元件通經(jīng)相一致原則，如圖5-4氣動(dòng)元件位置示意圖所示各元件與管道的大致位置及尺寸距

36、離。由于各元件通經(jīng)為8mm，因此ab，cd段管徑為8mm二、 驗(yàn)算壓力損失如圖54所示，各段尺寸均由圖紙所得，現(xiàn)判斷壓力損失是否在允許的范圍之內(nèi)。1 沿程壓力損失A ab段的沿程壓力損失由氣壓傳動(dòng)及控制式140得圖541 組件 2 換向閥 3 單向節(jié)流閥 4 快速排氣閥 式（5-25）式中： d 分別為管路長(zhǎng)度和管內(nèi)徑， m； 管中流速 m/s； 管路沿程阻力系數(shù)，層流為，式中Re為雷諾數(shù)， 氣體運(yùn)動(dòng)粘度 /s式 式（526）查氣壓傳動(dòng)及控制P4表13得，當(dāng)溫度為時(shí)，空氣運(yùn)動(dòng)粘度，則 式（527）此時(shí)管中空氣屬紊流流動(dòng)狀態(tài)，但此時(shí)Re滿足4000ReP+=0.397Mpa，說明供氣壓力滿足了執(zhí)

37、行元件需要的工作壓力，以上選擇的通徑和管徑都是符合工作要求的，都是合理可行的。第六章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 動(dòng)力分析 一、 運(yùn)動(dòng)分析1720曲柄卡斷剪工作時(shí)，剪刃同坯料一同前進(jìn)，坯料速度為m/s，則刀架中。如圖6-1所示，則切向速度.因剪切過程中軋件運(yùn)動(dòng)速度可視為勻速運(yùn)動(dòng)，在剪切過程中不發(fā)生任何改變。隨著減少，v不短減小，因此角速度w不斷減少，為一減速運(yùn)動(dòng)。因剪切時(shí)間t=2.54s，時(shí)間很短，w變化情況不大，可視為角加速為一常量，則刀架在剪切過程中視為一勻減速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖61任一角度時(shí)（） 式（61）計(jì)算角加速度：當(dāng)時(shí)，剪切開始此時(shí)m/s 式（62）當(dāng)剪切終了此時(shí)m/s 式（63）由公

38、式 得 式（64）二、加速度分析（以上刀架為例） 圖62 圖63圖62為速度分布圖圖 63為加速度分布圖建立動(dòng)坐標(biāo)如圖62，其中A點(diǎn)相對(duì)速度，牽連速度，絕對(duì)速度。三者滿足 因不斷減少，為勻減速，則加速度分布如圖63所示，=0由于為平動(dòng)，則滿足 所以 式（65）三、 力分析由于產(chǎn)生向上的加速度，則必在A點(diǎn)有一向上的力上刀架 式（66）下刀架 式（67）6.2 機(jī)構(gòu)工作時(shí)桿件的受力分析及受力最大時(shí)的情況一、 整體分析圖64為刀架轉(zhuǎn)過任意角度時(shí)的受力分析圖，即為剪切軋件時(shí)的受力分析。因此，各鉸鏈?zhǔn)芰η闆r如圖所示，個(gè)角度在圖中均已標(biāo)出。注： 桿4對(duì)桿3施加的力，其它此形式均為此類； 氣缸輸出的力；摩擦

39、力矩；為克服摩擦力矩軋件對(duì)刀架施加的力；阻礙刀片與軋件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力，由運(yùn)動(dòng)分析得出二、 上刀架受力分析如圖65所示，根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)得： 式（68） 式（69） 式（610）根據(jù)正弦定理，如圖64得： 圖64圖65 式（611）則 式（612）對(duì)點(diǎn)取矩，得： 式（613）則 式（614） 式（615）因 ，得 式（616） 式（617）根據(jù)受合力為零；，得： 式（618） 式（619）三、下刀架受力分析 圖66如圖66所示，同樣由數(shù)學(xué)推導(dǎo)得： 式（620） 式（621） 式（622） 式（623）由于 得： 式（624） 式（625） 式（626）根據(jù)受合力為零；得： 式（627） 式（628）

40、四、各構(gòu)件受力最大時(shí)的情況由上述分析可以看出刀架受力來源除氣缸供給的壓力外，均為在剪切軋件時(shí)，所受的剪切反力及軋件給予的推力。由前面可知在剪切力最大時(shí)即=時(shí)，各桿件受力應(yīng)為最大，進(jìn)而校核刀架軸及連桿是否滿足要求。下面根據(jù)前面兩節(jié)所分析的公式代入角度算出各桿件的受力大?。河闪δ軈?shù)計(jì)算可知：上刀架： 下刀架：上刀架軸所受合力： 式（629）下刀架軸所受合力： 式（630）拉桿所受拉力： 式（631）6.3 刀架軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、選擇軸材料該軸承受徑向力很大，是整個(gè)設(shè)備最為關(guān)鍵的零件。選擇調(diào)質(zhì)處理的合金鋼40Cr由機(jī)械設(shè)計(jì)P285表122 知；此材料硬度241286HBS，抗拉強(qiáng)度極限=685Mpa

41、，抗拉屈服極限=490Mpa，彎曲疲勞極限=335Mpa，剪切疲勞極限 =185Mpa。二、初步估計(jì)軸徑因?yàn)榇溯S徑向力較大，扭轉(zhuǎn)力是由摩擦引起的，軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解及經(jīng)驗(yàn)初選軸徑為d=225mm。三、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （如圖67所示）1 軸的軸向和周向定位：靠一個(gè)長(zhǎng)墊片進(jìn)行軸向及沿軸向旋轉(zhuǎn)的定位，此軸屬于心軸，不轉(zhuǎn)動(dòng)也無傳動(dòng)工作時(shí)與軸瓦進(jìn)行滑動(dòng)摩擦，與滑動(dòng)軸承工作情況類似。2 確定軸徑及其長(zhǎng)度 （如圖68所示） 圖67圖68刀架寬310mm，兩支座各寬80mm，墊片寬15mm，余量20mm。總長(zhǎng)3 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝在軸左右兩端均制倒角 四、軸的強(qiáng)度驗(yàn)算先作出受力計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖69（a）取集中

42、載荷作用于支撐架內(nèi)壁處。 圖691 求單位長(zhǎng)度受力q 及支撐架支反力，由機(jī)械設(shè)計(jì)表61可知，軸在刀架與垂直方向成時(shí)受力最大，此時(shí)，圖中l(wèi)=0.31m，可得： 式（632） 式（633）畫剪力圖，圖69（b）2 畫彎矩圖 圖69（c）A、B點(diǎn)彎矩 中點(diǎn)D彎矩最大： 式（634）3 畫扭矩圖 圖 69（d）只受摩擦力產(chǎn)生的扭矩T： 式（635）4 畫計(jì)算彎矩圖 圖 69（e）因飛剪機(jī)為啟動(dòng)工作制，可視為軸所受扭矩為脈動(dòng)循環(huán)：則截面D處當(dāng)量彎矩為： 式（636）5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度D截面D處當(dāng)量彎矩最大，故截面D為可能的危險(xiǎn)截面。已知 由P285表122查得。 式（637）由式（637）可

43、算出 式（638）軸上放置條型墊片的槽處雖只受扭矩作用，但其直徑小，該截面亦可能為危險(xiǎn)截面。將此截面視為直徑是22530=195mm的圓軸。如果195圓軸校核成功，則本軸也一定合適。 式（639） 式（640）6 結(jié)論：經(jīng)彎矩合成應(yīng)力校核此軸的強(qiáng)度，其強(qiáng)度合格。7 按靜強(qiáng)度精確校核安全系數(shù)因軸徑為經(jīng)驗(yàn)估算的，而彎矩合成強(qiáng)度條件計(jì)算也沒考慮應(yīng)力集中。軸徑尺寸和表面狀況等因素對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的影響，因此對(duì)該軸再進(jìn)一步精確校核。此軸根據(jù)其工作過程可見瞬時(shí)過載較大，在尖峰載荷的作用下可能產(chǎn)生塑性變形。為了防止過大的塑性變形，應(yīng)按尖峰載荷進(jìn)行靜強(qiáng)度校核，因此該材料，取靜強(qiáng)度許用安全系數(shù)。校核如下：D處靜強(qiáng)度

44、安全系數(shù)校核：由機(jī)械設(shè)計(jì)表1212查得：材料抗彎屈服極限 材料抗扭屈服極限 抗彎截面系數(shù)W 抗扭截面系數(shù) D處彎矩 按脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)來考慮：尖峰時(shí)刻載荷所產(chǎn)生的彎曲切應(yīng)力 式（641）尖峰時(shí)刻載荷所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 式（642）受彎矩時(shí)靜強(qiáng)度安全系數(shù)： 式（643）受扭轉(zhuǎn)時(shí)靜強(qiáng)度安全系數(shù)： 式（644）安全系數(shù)： 式（645）此軸靜強(qiáng)度安全。8 軸的剛度驗(yàn)算軸受載后發(fā)生彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，變形過大會(huì)影響軸的正常工作，為此對(duì)這根軸要進(jìn)行一下剛度校核。A 彎曲剛度的校核：對(duì)于剛度要求較高的的軸，由機(jī)械設(shè)計(jì)P298表1212查得許用撓度許用偏轉(zhuǎn)角在此種情況下，最大撓度為： 式（646）最大偏轉(zhuǎn)角： 式（

45、647）其中：E 彈性模量，由材料力學(xué)P41表2.2查得E=200GpaI 慣性矩 式（648）由646得此軸最大撓度為： 式（649）由 647得此軸最大偏轉(zhuǎn)角： 式（650）該軸彎曲剛度校核合格。B 扭轉(zhuǎn)剛度的校核：由機(jī)械設(shè)計(jì)表1212查得許用扭轉(zhuǎn)角 單位軸長(zhǎng)扭轉(zhuǎn)角為： 式（651）其中：G 材料的抗剪彈性模量 G=81Gpa 軸截面極限慣性矩 式（652）由式64得： 式（653）該軸扭轉(zhuǎn)剛度校核合格。至此，上刀架支撐軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。下刀架軸的設(shè)計(jì)，校核計(jì)算與此軸相同。為方便起見選用同此軸相同的軸徑及配合公差。經(jīng)校核可知合格。（校核略）6.4 拉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算一、選擇拉桿的材料因?yàn)槔瓧U連接上、下刀架，并且是下刀架運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力所在，又為一個(gè)二力桿，因此只承受拉力。根據(jù)其工作條件，選用材料為鑄鐵 QT400-15。二、拉桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) （如圖610） 圖610 拉桿的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖（610），兩斷圓孔為軸銷連接孔，端面為矩形。因其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，整體加工不方便，所以分為三段分別加工，然后再焊接起來。由機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)P719表55