圓盤式剪切機(jī)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE10緒論選題的背景和目的對(duì)于圓盤式剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，其刀片的種類很多，經(jīng)常使用到的包括平刃，斜角刀20削刃有一個(gè)平坦的平刃，一個(gè)斜面的斜刃和一個(gè)盤形的圓盤飛剪。因?yàn)閳A盤剪的刀片呈轉(zhuǎn)盤形，剪切機(jī)能夠縱向的剪切鋼板和帶材的運(yùn)動(dòng)。圓盤剪通常被安放在精加工線上，用來(lái)切割運(yùn)動(dòng)中的鋼材，主要為鋼材的縱向邊緣，或者是將鋼材切割窄帶剛，按照其用處可分為圓盤剪和剪切帶。移動(dòng)軸上面的，一部分圓盤刀片是安裝于獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)軸上面的。1700十字切割裝置的使用過(guò)程中出現(xiàn)了很多操作中的問(wèn)題。該工廠也進(jìn)行了多次改革。在圓盤式剪切的作業(yè)過(guò)程中，底部的傳動(dòng)系統(tǒng)損耗嚴(yán)重，其中的徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的精度和葉片橫向調(diào)整精度都很低，這個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)亟需改進(jìn)和完善。本次設(shè)計(jì)目的是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主軸的設(shè)計(jì)以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，特別是在設(shè)計(jì)過(guò)程中的傳動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的研究，我們能夠改善裝置，將理論代入到實(shí)際的操圓盤式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)于圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下其是通過(guò)這幾個(gè)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的：刀片的橫向調(diào)整機(jī)制、刀頭的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)、切割寬度的調(diào)整機(jī)制以及刀頭的徑向調(diào)整機(jī)制。對(duì)于切割寬度的調(diào)整來(lái)說(shuō)，通常情況下其所指的就是針對(duì)于齒條的距離的調(diào)整。最開(kāi)始的時(shí)候，對(duì)于圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，一般其速度不是很快，均是利用萬(wàn)向聯(lián)軸器以及齒輪完成了圓盤剪切的葉片旋轉(zhuǎn)。通過(guò)蝸桿和蝸輪傳動(dòng)，通過(guò)偏心套筒轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀頭徑向間隙的調(diào)節(jié)。葉片側(cè)間隙使用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)利用蝸輪驅(qū)動(dòng)，讓葉片軸能夠向軸進(jìn)行移動(dòng)。因?yàn)檫吘墧嗔褭C(jī)具有局限性，所以對(duì)于大型圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下其剪切速0.4m/sec，現(xiàn)階段把圓盤剪切機(jī)是散裝于橫切單元上面，一般情況下其厚700-1500mm1m/s到3m/s之間。對(duì)于葉片來(lái)說(shuō)，一般情況下其通過(guò)四個(gè)一樣尺寸的齒輪以及減速機(jī)對(duì)兩對(duì)刀片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為了能夠保證刀片能夠同步。對(duì)于通過(guò)四個(gè)齒輪所構(gòu)成的這種連桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，通常情況下讓齒輪傳動(dòng)的中心距離是保持在恒定的，這樣使得齒輪的傳動(dòng)精度得到了一定程度的提升，同時(shí)調(diào)節(jié)上部葉片的徑向間隙以及上部葉片軸承的座位可以上下移動(dòng)的滑塊框架?；瑒?dòng)閥座運(yùn)動(dòng)的銷齒環(huán)形減速器具有體積小、速度比大、調(diào)節(jié)精度高的優(yōu)點(diǎn)。采用針輪擺線減速器對(duì)螺母以及螺桿進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，從而有效的調(diào)整葉片的軸向距離大小。為了能夠使傳動(dòng)精度得到有效的提升，在傳動(dòng)系統(tǒng)里面配置了一個(gè)速度測(cè)量裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主傳動(dòng)速度進(jìn)行有效的調(diào)整。在圓盤剪切機(jī)后，將剪力器設(shè)置好，切割邊緣切割成一個(gè)破碎的部分到下面的切削刃應(yīng)彎折?，F(xiàn)在，葉片軸相對(duì)于葉片軸或葉片直徑來(lái)說(shuō)，一般情況下移動(dòng)距離并不是很大，以實(shí)現(xiàn)下圖。 圖1.1使鋼板保持水平位置的方法示意圖對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，全世界很多國(guó)家正研究并且擴(kuò)大圓盤剪在中國(guó)的覆蓋范圍。10mm的鋼板，初始510％。第二圓盤將鋼板徹底切斷，如圖1.2延伸鋼板。對(duì)于冷軋橫切機(jī)，使用無(wú)傳動(dòng)的圓盤剪裝置，圓盤剪的轉(zhuǎn)動(dòng)由一定張力的剪切帶驅(qū)動(dòng)到提升，可是這樣會(huì)大幅度的提升成本。圓盤剪切機(jī)研究的內(nèi)容和方法圓盤剪切機(jī)在機(jī)組的布置和作用熱軋鋼板整理機(jī)的布置。對(duì)于熱軋鋼精加工單元來(lái)說(shuō)，其示意圖如圖1.3所示。圖1.2雙重圓盤剪的具體示意圖運(yùn)輸輥道 2.前斜刃切 3.后斜刃切 4.圓盤剪 5.碎邊機(jī)圖1.3 熱軋鋼板精整機(jī)組圖通過(guò)上面這張圖能夠看得出來(lái)，對(duì)于熱軋鋼板來(lái)說(shuō)，其在進(jìn)行冷卻之后，通過(guò)輸送輥進(jìn)行輸送，輸送至后斜刃剪，之后再送到圓盤的切邊上面。達(dá)到一定的寬度要求，并把它發(fā)送到冷床。切割刃被碎紙機(jī)切割成小塊并取出。迎接鋼板。長(zhǎng)度是必需的，然后它被輥向后傾斜的切削刃，它可以被進(jìn)行加工至相應(yīng)的長(zhǎng)度。對(duì)于圓盤剪來(lái)說(shuō)，其功能就是將鋼板的寬度切斷，也就是卸下兩邊，這樣對(duì)于寬度來(lái)說(shuō)，能夠滿足要求。2、1700橫切機(jī)組的布置對(duì)于1700橫切機(jī)組來(lái)說(shuō)，其具體的布置圖如下圖所示。通過(guò)下面這張圖能夠看得出來(lái)，其是利用吊車，把鋼卷吊掛在鏈條輸送機(jī)上，進(jìn)入拆卸機(jī)，并通過(guò)矯直機(jī)將盤頭拉直，并通過(guò)矯直機(jī)直調(diào)切削刃。切割頭通過(guò)第1700矯直機(jī)里面，這樣就能夠進(jìn)行矯直。最終對(duì)1.拆卷機(jī) 2.伸直機(jī) 3.下切剪 4.17輥矯直機(jī) 5.圓盤剪17輥矯直機(jī) 7.飛剪機(jī) 8.涂油機(jī) 9.給料機(jī) 10.垛板臺(tái)圖1.4 1700橫切機(jī)組布置圖當(dāng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的高度之后，通過(guò)起重機(jī)將道路（或磁性帶）送到堆垛臺(tái)上卸下。圓盤剪的作用是將矯直條進(jìn)行連續(xù)的切斷，讓其能夠達(dá)成相應(yīng)的寬度，之后把其送到所需要的長(zhǎng)度。3、1700冷縱剪切機(jī)組的布置對(duì)于1700冷縱剪切機(jī)組來(lái)說(shuō)，其具體布置圖如下圖所示。拆卷機(jī) 2.伸直機(jī) 3.下切剪 4.給料機(jī)5.圓盤剪切機(jī)6.卷邊機(jī) 7.風(fēng)動(dòng)分離盤 8.分卷卷曲機(jī)圖1.5 1700冷縱剪切機(jī)組的布置圖所謂的縱剪就是將鋼板折成一定的窄條。進(jìn)行線圈的拆卸的時(shí)候，利用起重機(jī)將剪頭直接穿過(guò)剪切頭，并將其剪斷。帶材的切割邊緣卷起來(lái)，由卷取機(jī)滾出。對(duì)于圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下其主要的功能就是把原始的冷軋帶鋼進(jìn)行相應(yīng)的切割，切割之后就會(huì)成為相應(yīng)的窄條狀，或者是相應(yīng)的窄條鋼卷。對(duì)于窄鋼卷來(lái)說(shuō)，通常情況下其寬度是通過(guò)刀頭軸的定位環(huán)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，從而讓刀頭和刀頭間的位置出現(xiàn)相應(yīng)的改變。圓盤剪切機(jī)的類型和特點(diǎn)對(duì)于圓盤來(lái)說(shuō)，一般情況下其被分成剪切帶剪切以及剪板邊。剪板機(jī)圓盤剪概述于偏心軸套來(lái)說(shuō)，其進(jìn)行徑向的調(diào)整，同步齒輪以及萬(wàn)向軸、傳動(dòng)軸的葉片。40～50mm對(duì)于第一個(gè)來(lái)說(shuō)，要切入一定的深度，對(duì)于第二個(gè)來(lái)說(shuō)，一定要全部切斷。0.5~2.5mm割器對(duì)于移動(dòng)式切割器的同步齒輪來(lái)說(shuō)，想要對(duì)其進(jìn)行徑向的調(diào)整，那么需要使用到四連桿機(jī)構(gòu)。對(duì)于很大一部分冷軋鋼剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，為了能夠提升剪切的精度，使用了測(cè)速裝置。在另一個(gè)冷條帶中，葉片不是被驅(qū)動(dòng)而是被鋼帶切割。剪切帶剪切。一般情況下存在著兩種剪切，其中一種為驅(qū)動(dòng)，另外一種為集中驅(qū)動(dòng)。對(duì)于圓盤式剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容和相關(guān)方法如下。1、根據(jù)對(duì)工廠的調(diào)查，能夠了解到對(duì)于類似的圓盤剪切機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，通常都會(huì)具有一定的問(wèn)題，通過(guò)相關(guān)資料的查閱，對(duì)圓盤剪切機(jī)的目前發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了掌握。2同時(shí)詳細(xì)的評(píng)審了計(jì)劃。3、對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了計(jì)算，這樣能夠保證構(gòu)件具有足夠的剛度以及強(qiáng)度。4、通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了總圖、部分圖的繪制。5、針對(duì)控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了潤(rùn)滑方式的選擇。6、對(duì)調(diào)試的方法以及維修的方式進(jìn)行了選擇，從而保證較低成本的維修。7、針對(duì)設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，使得設(shè)計(jì)成本大幅度減少。設(shè)計(jì)方案的選擇和方案評(píng)述根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，1700橫切單元的圓盤剪有兩種類型，其中一種是切削刃的一般切割。一些裝備有高速馬達(dá)，另一些則由鋼帶牽引。設(shè)計(jì)方案采用生長(zhǎng)機(jī)制選擇圓盤剪切，其結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。 1.帶電機(jī)擺線針輪減速器 2.徑向調(diào)整減速機(jī) 3.調(diào)整絲桿 4.刀盤5.離合器 6.增速機(jī)構(gòu) 7.減速機(jī) 8.電機(jī) 9.10.11.12同步齒輪13.刀盤側(cè)向間隙調(diào)整裝置 14. 機(jī)座移動(dòng)機(jī)構(gòu)（寬度調(diào)整機(jī)構(gòu)）圖2.1 圓盤剪結(jié)構(gòu)示意圖圓盤在橫向切割裝置上剪切，主要剪切帶材，帶材的厚度一般為0.6毫米到2.5毫米，寬度為700毫米到1500毫米。刃口線速度為1～3米/秒。8910聯(lián)在一起，齒輪、9,11,12與連桿相連，以確保各齒輪中心距恒定。所以在調(diào)整刀具徑向間隙調(diào)整（刀位）上，齒輪嚙合可以很好，刀盤橫向間隙調(diào)整，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使螺紋套筒向刀盤做軸向運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)間隙小，調(diào)整在鎖中。1滑動(dòng)。目的。設(shè)計(jì)方案如下：第一，徑向間隙調(diào)節(jié)比偏心套筒調(diào)節(jié)更可靠。在側(cè)間隙調(diào)整的部分，增加自鎖裝置，安全可靠。第三、寬度調(diào)整采用行星齒輪減速器比蝸輪減速器效率高。最后加入測(cè)速機(jī)構(gòu)為電機(jī)提供信號(hào)，為電機(jī)達(dá)到準(zhǔn)確轉(zhuǎn)速提供保證，從而提高整機(jī)性能。上述方案是可行的。電機(jī)容量的計(jì)算定性選電機(jī)對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，其通常被分成了直流電機(jī)以及交流電機(jī)兩種，對(duì)于直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠湫枰氖侵绷麟娫?，同時(shí)結(jié)構(gòu)不是很簡(jiǎn)單，并且不是很好進(jìn)行維護(hù)，因此并沒(méi)特殊的要求。對(duì)于冶金工業(yè)來(lái)說(shuō)，一般情況下所使用都是三相交流電源，所以在本文的設(shè)計(jì)中使用了交流電動(dòng)機(jī)來(lái)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)以及異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行處理，對(duì)于近幾年我國(guó)所最新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其是一種自封式風(fēng)扇冷卻電機(jī)，主要擁有下列優(yōu)勢(shì)：1、結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，同時(shí)可靠性較高，價(jià)格也不是很高，容易進(jìn)行故障維修。2、特別適合用在不容易進(jìn)行運(yùn)行。沒(méi)有腐蝕性氣體以及沒(méi)有特殊要求的機(jī)器。3、因?yàn)槠渚哂泻芎玫钠饎?dòng)性能，所以同樣適合用在一些氣動(dòng)扭矩相對(duì)較高的機(jī)器上面。對(duì)于本文所設(shè)計(jì)的圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，其原始數(shù)據(jù)是:剪切帶的速度大小范圍是V13m/s，這里我們?nèi)3m/s600MPa。h=0.5-2.5mm；葉片進(jìn)行擺動(dòng)的幅度要小于0.1mm，并行度是0.1mm。上剪側(cè)和下剪側(cè)之間的間隙是0.05mm，重疊是S=0-0.3mm。因?yàn)閷?duì)于圓盤剪切機(jī)來(lái)說(shuō)，其是一種常規(guī)的冶金機(jī)械設(shè)備，沒(méi)有特殊的要求，能夠進(jìn)行長(zhǎng)周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，起動(dòng)性能較好，同時(shí)啟動(dòng)扭矩較高，所以對(duì)于本文來(lái)說(shuō)，所選取的是異步電動(dòng)機(jī)的Y系列。選擇電動(dòng)機(jī)的容量1、計(jì)算圓盤刀片的相應(yīng)尺寸 對(duì)于圓盤刀片尺寸來(lái)說(shuō)，其包含圓盤刀片厚度和直徑D。對(duì)于直徑D來(lái)說(shuō)，其決定于鋼板的厚度h，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)文的閱，得出計(jì)算公式是：

D hs （3.1）1cos12110~15對(duì)于這個(gè)值來(lái)說(shuō)，其能夠按照剪切速度V來(lái)進(jìn)行確定，并且在咬入角1=10~15的時(shí)候，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，能夠參考經(jīng)驗(yàn)公式。對(duì)于圓盤的直徑來(lái)說(shuō)，一般情況下是在下面這個(gè)范圍里面進(jìn)行選擇的。D(40~125)h (3.2)把數(shù)值帶入到式子里面能夠得出：D125*2.5312.5mm對(duì)于圓盤刀片的厚度來(lái)說(shuō)，通常情況下選擇為(0.06~0.1)D (3.3)把數(shù)值帶入到式子里面能夠得出：0.1D0.1312.531.25mm并且通過(guò)表[1.8-13]切帶材厚度的關(guān)系，能夠取的每一個(gè)數(shù)值：D270mm、20mm，為了能夠確保剪切刀和刀片具有足夠的使用年限以及強(qiáng)度大小，這里取30mm。2、對(duì)于上下刀盤的側(cè)間隙來(lái)說(shuō)，這里取的是預(yù)定值0.05mm。3、對(duì)于剪切速度V來(lái)說(shuō)，這里取的的是預(yù)定值3m/s。4、計(jì)算剪切力和剪切功率的大小對(duì)于刀片來(lái)說(shuō)，通常情況下作用在其上面的剪切力的總和是通過(guò)兩部分分力來(lái)構(gòu)成的，也就是

PPP1 2在上面的式子里面 p1所表示的是純剪切力大??；P2所表示的是鋼板被剪掉部分的彎曲力大?。籨Pq1 x

dxhdx在上面的式子里面剪切力大小。

qx所表示的是作用于接觸弧AB水平投影單位長(zhǎng)度上面的通過(guò)相對(duì)切入深度能夠得出2xtanh再通過(guò)微分作用之后能夠得出d h dx 2tan因此能夠得出純剪切力是p1hdx h22tan

d h2 a2tan上面的式子里面的a值能夠?qū)ζ叫屑魡挝还?shù)據(jù)進(jìn)行利用。在圓盤剪上面進(jìn)行冷剪的時(shí)候，對(duì)于a值來(lái)說(shuō)，能夠通過(guò)下式來(lái)進(jìn)行計(jì)算aK1b

K2 b60020%1201 在上面的式子里面，這里取系數(shù)KK1，對(duì)于來(lái)說(shuō)，其所表示的是金屬材料延伸率的大小，通過(guò)相關(guān)手冊(cè)的查閱得出其為20%1 因此P h2 a1 2tan 2.522tan102.127103N通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[1，297]的查閱，能夠得出總剪切刀的計(jì)算公式是ppZtan) (3.4)1 tan102.1271034.752103N

)20%15%20%是20。P4.752103(120%)5.702103N對(duì)于圓盤剪的剪切力來(lái)說(shuō)，一般情況下其能夠通過(guò)葉片上的力矩來(lái)確定。當(dāng)葉片直徑和轉(zhuǎn)速相等時(shí)，兩者都被驅(qū)動(dòng)，這類似于簡(jiǎn)單的軋制情況。生成的P是垂直于刀刃的，對(duì)于一對(duì)刀具來(lái)說(shuō)，對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)需要用到的扭矩為：MPDsin (3.5)15.7021030.27sin10268.18Nm對(duì)于驅(qū)動(dòng)圓盤剪來(lái)說(shuō)，其總力矩大小是Mn(M1

M)2在上面的式子里面 n所表示的是刀片對(duì)數(shù)的數(shù)量2M2所表示的是對(duì)刀片軸所受到的的摩擦力矩的大小，其中MPddd的大小為170mm所表示的是刀片軸承0.004。2因此能夠得出總力矩是 Mn(M1

M)22(268.185.7021031701030.004)544.11Nm通過(guò)文獻(xiàn)[1，298]的查閱，得出對(duì)于圓盤剪電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其功率能夠通過(guò)下面的式子來(lái)進(jìn)行計(jì)算。N 2Mv (3.6)11000D在上面的式子里面 1—所表示的是刀片和鋼板之間摩擦系數(shù)的大小，一般況下，1的值的大小在1.1~1.2之間；v所表示的是鋼板的運(yùn)動(dòng)速度，單位是m/s；—所表示的是傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，一般情況下0.93~0.95將數(shù)據(jù)代入之后能夠得出N

2Mv11000D1.2

2544.11310000.2715.6KW確定轉(zhuǎn)速通過(guò)上面所得出的計(jì)算數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)專業(yè)手冊(cè)進(jìn)行查閱，進(jìn)行了合適的電機(jī)的選擇。一樣的容量。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下其存在多種不一樣的轉(zhuǎn)速范圍。因此我們要對(duì)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行對(duì)比考慮，要將設(shè)備的各種因素都考慮進(jìn)去。為了電機(jī)減速機(jī)和1500r/min通過(guò)上面的這些分析，本文中所選擇的電機(jī)是4，下面這張表就是其主要的性能。表3.1電機(jī)性能表型號(hào)額定功率/kW轉(zhuǎn)速 電流 效率/(r/min) /A 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩重量/kg-4 22 1470 42.5 91.5 190電動(dòng)機(jī)的校核對(duì)于電機(jī)的檢查工作來(lái)說(shuō)，通常情況下主要就是對(duì)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力進(jìn)行檢查。所謂的過(guò)載容量所指的是電動(dòng)機(jī)負(fù)載在進(jìn)行短時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩或者是電流的允許量。對(duì)于不同類型的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下其數(shù)量也是不一樣的，針對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)過(guò)載能力的時(shí)候的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)進(jìn)行檢查的時(shí)候，要考慮的是對(duì)于交流電網(wǎng)典壓來(lái)說(shuō)，可能會(huì)波動(dòng)10%-15%，向下，結(jié)果對(duì)于最大轉(zhuǎn)矩來(lái)說(shuō)，考慮的是(0.81-0.72)，其要比負(fù)載可能的最大轉(zhuǎn)矩大。v計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)速的大?。?n

3 60270103212.3r/min在上面的式子里面，d所表示的是齒輪分度圓直徑的大小，單位這里取毫米。W計(jì)算負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩的大?。?T2544.112計(jì)算傳動(dòng)比的大小 i

272.06Nmndn1470212.36.92T電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩大小的計(jì)算 T max i272.066.9240.35Nm通過(guò)電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)大小能夠得出最大扭矩2.2額定扭矩PTN9550n0 (3.7)d9550

221470142.63Nm在上面的式子里面，nd所表示的是電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速大小，單位這里?。簉/min因此0.72T 0.722.2142.63因此N所以安全。

226.40Nm40.35NmTmax主要零件強(qiáng)度計(jì)算校核齒輪的計(jì)算與校核齒輪的計(jì)算145#鋼對(duì)于材料所進(jìn)行的表面處理為常規(guī)的調(diào)質(zhì)處理HB220-2692、通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[2，表3.2-42]的查閱，能夠得知： 980MPa B

835MPa23m5Z47d235mm2壓力角200

h1a

c0.25

0

x0adf225mm d245mm h10mm B80mma和它進(jìn)行嚙合的齒輪的齒數(shù)4、分析齒輪的受力情況

Z601nFn被稱作是法向載荷，其是和齒面相垂直的，為了能夠更加方便的進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于法nt FPFFnt 這兩個(gè)力是相互垂直的，如下圖所示，所以能夠得出：F2Tdt 1 1FFr FFn t

tancos在上面的式子里面：T1所表示的是小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩大小，這里取單位是Nmm；d所表示的是小齒輪的節(jié)圓直徑大小，對(duì)于那些標(biāo)準(zhǔn)的齒輪來(lái)說(shuō)，也就是分度mm說(shuō)的話，的值取20°。按接觸疲勞強(qiáng)度校核對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，一般情況下其在工作齒面上面所出現(xiàn)的失效是比較多的，例如出現(xiàn)的齒面磨損等等。因此計(jì)算齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的大小是很有必要的，在下面的內(nèi)容里面第一步通過(guò)接觸疲勞強(qiáng)度校核。圖4-1齒輪受力分析示意圖通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，199]的查閱，得出計(jì)算公式是：KFtbd 1uKFtbd 1u1H

ZE

H

(4.1)在上面的式子里面：H—所表示的是齒面的接觸應(yīng)力大小，單位這里取MPaH H—所表示的是齒面許用的接觸應(yīng)力大小，單位這里取

MPaK所表示的是載荷系數(shù)的大小tF所表示的是齒輪所受的切向力的大小，單位這里取Ntb所表示的是齒寬的大小，單位這里取mm1d所表示的是齒輪分度圓的直徑大小，單位這里取mm1u所表示的是齒數(shù)比的大小HZ 所表示的區(qū)域系數(shù)的大小HEHZ—所表示的是彈性影響系數(shù)的大小，單位這里取1、齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算EH(1)計(jì)算KKKKKK (4.2)Av 在上面的式子里面：AK所表示的是使用系數(shù)的大小AvK所表示的是動(dòng)載系數(shù)的大小vK所表示的是齒向載荷的分配系數(shù)大小K所表示的是齒面載荷的分配系數(shù)大小A通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表10-2]的查閱，能夠得出K1.5；AvH 通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，10-8]的查閱，通過(guò)v3m/sK1.18通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，10-3]KK1.2vH 通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表10-4]的查閱，能夠得出K 1.150.810.220.31*103bH d db28020.1159 d這里面d

2d 235K 1150.810.6*0115*01159*.31103*80115Hb808然后按照h 10 ，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，圖10-13]的查閱，能夠得出可得：FK1.16；FA 因此 KKA

K KH H1.51.181.21.152.44(2)

WFT1 2544.112272.06*103Nmm2FF 1t d22720602352315NFFr

tan2315tan2083N(3)

FFn

cos2463NZuZ2160471.27按照齒輪材料通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，10-6]的查閱，能夠得出：Z188MPaE2sin2sincosH2sin202sin200cos2002.5因此： H

Z ZKFtKFtbd 1u12、許用應(yīng)力

H的計(jì)算

2.4423151.2712.518880235 1.27=344.52MPaKH HN

HlimS

(4.3)HH 在上面的式子里面：S 所表示的是接觸疲勞的安全系數(shù)大小，這里取S 1H KHN所表示的是壽命系數(shù)的大小；Hlim所表示的是齒輪接觸的疲勞極限，這里單位取MPa；KHN的計(jì)算計(jì)算齒輪應(yīng)力的具體循環(huán)次數(shù)N60njLh60*212.3*1*20*365*242.232109HN通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，圖10-19]的查閱，能夠得出K 0.93HNHlim的計(jì)算通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，圖10-21(續(xù))]的查閱，能夠得出：； 860MPa；Hlim因此

KH

HlimS0.93*

H8601

799.80MPa3、校核 所以能夠看得出來(lái)， H H，所以是安全的。按彎曲疲勞強(qiáng)度校核 KF

Y Y 通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，197]的查閱在上面的式子里面：

t FF

S F

(4.4)F —所表示的是齒輪齒根的彎曲應(yīng)力大小，單位這里取MPaF F—所表示的是齒輪彎曲的疲勞許用應(yīng)力大小，單位這里取

MPam所表示的是齒輪模數(shù)的數(shù)目FY所表示的是齒輪系數(shù)的大小FSY所表示的是應(yīng)力校正系數(shù)的大小S1、齒輪齒根的彎曲應(yīng)力F的大小計(jì)算KFY Y t F SF bm1Z47在對(duì)文獻(xiàn)[3，10-5]進(jìn)行查閱，使用插值法能夠得出：1Y 2.33FY 1.69SKKKK KA V F F1.5*1.18*1.2*1.162.46因此： F56.06MPa2、齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力

2.4623152.331.69805F的計(jì)算KF FN

FlimS

(4.5)F在上面的式子里面：F S所表示的是彎曲疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)大小，這里取SF KFN所表示的是壽命系數(shù)的大小Flim所表示的是齒輪的彎曲疲勞極限的數(shù)值，單位這里取MPaFNK 的計(jì)算FN按照應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的大小N2.232109，對(duì)文獻(xiàn)[3，圖10-18]進(jìn)行查閱，能夠得出：Flim的計(jì)算

K 0.83FN通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，圖10-20(完)d]的查閱，能夠得出： 700MPaFlim因此

KF

FlimSF0.837001.5386.4MPa3、校核F 所以能夠得出，386.4MPa56.06MPaF 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核計(jì)算最大的，所以要校核刀盤軸。軸的材料及其機(jī)械性能1、材料的選擇：45#鋼對(duì)于材料所進(jìn)行的表面處理為常規(guī)的調(diào)質(zhì)處理 228-2692、通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[2，表3.2-42]的查閱，能夠得知：B980MPa S835MPa通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表15-1]的查閱，能夠得出：1275MPa軸上零件布置及基本參數(shù)

155MPa11、軸上面的零件的具體布置方案的擬定按照軸承、軸齒輪以及軸承蓋的安裝順序、安裝方向以及安裝關(guān)系，能夠得出軸類零件的具體布置圖如下圖所示：2、計(jì)算軸的基本數(shù)據(jù)：v計(jì)算轉(zhuǎn)速 n

3 60212.3r/mind 270103圖4-2(a)軸上零件的具體布置圖按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核1、對(duì)于軸的尺寸和結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其如下圖所示：2、校核軸的受力分析以及強(qiáng)度(1)計(jì)算軸的驅(qū)動(dòng)力矩：對(duì)一對(duì)刀盤進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所需要的的力矩大小是 M544.11NM544110Nmm對(duì) 于 一 根 刀 盤 軸 來(lái) 說(shuō) ， 其 上 面 的 轉(zhuǎn) 矩 大 小 是TM544110272055Nmm2 2計(jì)算和這個(gè)軸進(jìn)行配合的齒輪所受到的作用力大小F2Tt d22720552352315NFFr

tan2315tan20843N進(jìn)行軸在軸承上面所受到的支反力大小的計(jì)算F256計(jì)算垂直面內(nèi)的支反力大?。篎 VA

r(294256)843256550392.4NF294F rVB (294256)計(jì)算水平面內(nèi)的支反力大小：FHA

843294550450.6NF256 t(294256)23155501077.5NF294F tHB (294256)23155501237.5N彎矩的計(jì)算計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩大小： MV

F lVA1ll1

294mmM 392.4*294103V115.8Nm計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩大?。河?jì)算總彎矩大小：

M F lH HA11077.5294103316.8NmM2M2M2V H115.82115.82316.82337.3Nm 圖4-2軸的載荷分析示意圖對(duì)于作灣矩圖來(lái)說(shuō)，其如圖4(g)所示；對(duì)于作轉(zhuǎn)矩圖來(lái)說(shuō)，其如圖4 2(h)所示(6)軸強(qiáng)度的校核通過(guò)力矩和扭矩圖以及軸的結(jié)構(gòu)，能夠看得出來(lái)截面C屬于軸的一個(gè)危險(xiǎn)的截C[3，365]閱，根據(jù)第三強(qiáng)度理論得出： M2)2ca W

(4.6)1在上面的式子里面：ca所表示的是軸的計(jì)算應(yīng)力大小，這里單位取MPaWNTNmmW所標(biāo)示的是軸的抗彎截面系數(shù)的大小，這里單位取mm3M2)2M2)2因此 ca

0.1d333730023373002(0.3272055)2

0.11123通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[2，表38.1-1]的查閱，能夠得出：213MPa1所以ca

1，也就是安全的。按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，365]的查閱，能夠得出：S2S2S2S2 ca

S (4.7)在上面的式子里面：caS 所表示的是軸的計(jì)算安全系數(shù)大小caS所表示的對(duì)彎曲以及軸向力進(jìn)行考慮的時(shí)候的安全系數(shù)大小S所表示的是僅僅對(duì)扭矩進(jìn)行考慮的時(shí)候的安全系數(shù)大小S所表示的是軸的設(shè)計(jì)安全系數(shù)大小對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)以及裝配圖來(lái)說(shuō)，其如圖42(a(2)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)部分進(jìn)行判斷。對(duì)于通過(guò)軸肩、鍵槽以及過(guò)渡協(xié)調(diào)所造成的應(yīng)力集中來(lái)說(shuō)，其會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行削弱，并且對(duì)于軸向直徑來(lái)說(shuō)，同樣會(huì)發(fā)生改變?？墒怯捎诳紤]的是組合截面的彎矩軸，其發(fā)現(xiàn)對(duì)于D,E,F,G,H來(lái)說(shuō)，其中的H面為最集中的力量，其和E面所構(gòu)成的扭矩為最大。然后校核了E曲面。對(duì)于E面的右側(cè)的直徑來(lái)說(shuō)，一般情況下其相比于左邊來(lái)說(shuō)更大，因此對(duì)于我們來(lái)說(shuō)僅對(duì)E面的左側(cè)進(jìn)行檢測(cè)就行了。E抗彎截面系數(shù)大小的計(jì)算：Wd30.1*1163156090mm3抗扭截面系數(shù)大小的計(jì)算：W 0.2d3T0.21163312180mm3對(duì)于彎矩M和彎曲應(yīng)力b來(lái)說(shuō)，其計(jì)算過(guò)程為：MM總

ll1 2l1l294mm l1

60mm29460M337.3103

2942.68105NmmM b W2.681051560901.72MPa對(duì)于扭矩T和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T來(lái)說(shuō)，其計(jì)算公式是：T272055NmmT WT T2720553121800.875MPa通過(guò)上面所得出的軸材料的機(jī)械特性，能夠得出： 640MPa 355MPaB S 275MPa k

155MPa對(duì)于過(guò)盈配合處的值的大小，通過(guò)查閱文獻(xiàn)[3，附表3-8]并且采取插入法進(jìn)行計(jì)算得出：

k2.52k k0.8同時(shí)這里我們?nèi)?，那么就會(huì)有：k k 0.82.522.016對(duì)于軸來(lái)說(shuō)，其會(huì)進(jìn)行磨削加工，通過(guò)查閱文獻(xiàn)[3，附圖3-4]可以得出對(duì)于表面質(zhì)量系數(shù)來(lái)說(shuō)，其大小是： 0.85 對(duì)于軸來(lái)說(shuō)，其并沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面強(qiáng)化處理，所以對(duì)于表面強(qiáng)化系數(shù)來(lái)說(shuō)，其大小是：所以，能夠得出綜合系數(shù)大小是：

q1k 1K 12.52

1 10.852.70k 1K 1 2.016 1 10.852.20同時(shí)通過(guò)文獻(xiàn)[3，§3—1及§3—2]能夠得出，對(duì)于碳鋼的特性系數(shù)來(lái)說(shuō)，其大小是：這里我們?nèi)?.1-0.2 0.1這里我們?nèi)?0.05-0.1 0.05 這里我們?nèi)⊥瑫r(shí)通過(guò)文獻(xiàn)文獻(xiàn)[3，366]的查閱，能夠得出對(duì)于軸來(lái)說(shuō)，其在截面L左側(cè)上面的安全系數(shù)大小是：S 1 Ka

m

(4.8)2752.701.720.1059.2S

(4.9) Ka

m 1552.200.8750.1080.5S2S2 S2S2 ca59.259.280.559.2280.52

(4.10)47.1對(duì)于安全系數(shù)值S的大小，能夠通過(guò)文獻(xiàn)[3，336]的查閱得出：S1.5ca也就是S》S，所以對(duì)于這個(gè)軸來(lái)說(shuō)，其在截面L右側(cè)的強(qiáng)度大小能夠滿足要ca求。軸承的選取及校核對(duì)于圓盤剪來(lái)說(shuō)，一般情況下其在剪切刀鋼板的時(shí)候，所產(chǎn)生的徑向力是比較大的，要對(duì)刀盤間隙進(jìn)行調(diào)整，讓刀軸軸向力受到影響。所以，對(duì)軸承進(jìn)行選擇軸承非常重要。根據(jù)工作條件選取軸承類型對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，一般情況下其能夠被分成三類：推力軸承、向心軸承和向心推力軸承，對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，其作用就是對(duì)不同的外部載荷進(jìn)行承受。對(duì)于主要要進(jìn)行徑向載荷承受的軸承來(lái)說(shuō)，其屬于向心軸承，一部分同樣能夠在同一時(shí)間進(jìn)行相對(duì)較小的軸向載荷的承受；對(duì)于對(duì)軸向載荷進(jìn)行承受的軸承來(lái)說(shuō)，其屬于推力軸承，同時(shí)對(duì)于推力軸承來(lái)說(shuō)，其僅僅可以承受軸向載荷；從上面的敘述能夠看出，可以一起對(duì)軸向字啊和以及徑向載荷進(jìn)行承受的就屬于向心推力軸承。首先，對(duì)刀側(cè)軸端進(jìn)行分析，并配置了對(duì)刀頭側(cè)間隙進(jìn)行調(diào)整的機(jī)構(gòu)。對(duì)于刀頭的端部來(lái)說(shuō)，其是軸向力，對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，一定是軸向力，和調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行直接的接觸，對(duì)于軸向調(diào)整來(lái)說(shuō)，其是雙向的。最終選擇的是雙向推力球軸承，同時(shí)考慮了鋼板的剪切力。有必要承受徑向力，因此一定要配置可以對(duì)徑向力進(jìn)行承受的軸承。其能夠允許進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，最終為圓柱滾子軸承。在這里我們所研究的屬于在刀具末端的軸相對(duì)應(yīng)的軸承，由于對(duì)于刀板來(lái)說(shuō)，其被切割于鋼板上面，然而刀它必須承受較大的徑向力，并允許一個(gè)小的軸向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)確定軸承的型號(hào)按照軸的直徑大小能夠初步的對(duì)軸承的型號(hào)進(jìn)行確定：對(duì)于軸的直徑大小是120mm的地方選擇角接觸軸承，其代號(hào)是7024AC對(duì)于軸的直徑大小是95mm的地方選擇兩種軸承，一種是圓柱滾子軸承，代號(hào)是N219E，另外一種是雙向推力球軸承，代號(hào)是52222校核軸承的使用年限最開(kāi)始先校核角接觸軸承通過(guò)文獻(xiàn)[2]能夠得出，這個(gè)軸承所具有的性能參數(shù)如下表所示。1、分析軸承120mm其對(duì)軸承載荷是均勻分擔(dān)的，在這里我們選取了其中的軸承（1）號(hào)對(duì)其進(jìn)行檢查，假如是安全的，那么所安裝的兩個(gè)便均是安全的。2、這個(gè)軸承所受到的軸向載荷以及徑向載荷的計(jì)算過(guò)程F 392.4NV1F 1077.5NH1F2F2FV1 H12r1392.42392.421077.521146.7N對(duì)這個(gè)軸的派生軸向力進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表13-7]的查閱，能夠找到其計(jì)算公式為：F0.68Fd r0.681146.7779.8N在沒(méi)有調(diào)整刀軸的時(shí)候，對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，其是很難對(duì)軸向載荷進(jìn)行承受的，其能夠被看作是一個(gè)外部的軸向載荷=0n.但由于調(diào)節(jié)螺絲的力量或春天是不確定的調(diào)整時(shí)，是不確定是“放松”或“緊迫”的時(shí)候采取單一的計(jì)算，可是對(duì)于計(jì)算結(jié)果來(lái)說(shuō)，能夠被忽略不計(jì)。得出E F得出a1 d

779.8N。3、對(duì)軸承所受到的當(dāng)量動(dòng)載荷進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，313]的查閱能夠得出：PfXFYF

(4.11)r P r1 1a1在上面的式子里面： Pr—所表示的是軸承當(dāng)量動(dòng)載荷大小，這里單位取NX所表示的是徑向動(dòng)載荷系數(shù)的大小Y所表示的是軸向動(dòng)載荷系數(shù)的大小fP所表示的是載荷系數(shù)的大小4.1軸承7024AC參數(shù)表d D B

C C 重量r or（mm）

（KN）

（Kg）120 180 28 102 105 F 779.8r1a1 0.68r1F 1146.7 所以通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[313-5]的查閱，能夠得出：X1 Y0因?yàn)檩d荷屬于中等沖擊，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表13-6]的查閱，能夠得出：f1.2P因此： PfYFr P r1 1a11.211146.700=1376.0N對(duì)軸承的使用年限進(jìn)行驗(yàn)算對(duì)于軸承的使用年限來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，313]的查閱，能夠得出：f10fh L60n h

CrP (4.12)h在上面的式子里面： L所表示的是軸承壽命，這里單位取hhn所表示的是軸轉(zhuǎn)速，這里單位取r/minft所表示的是溫度系數(shù)的大小Cr所表示的是基本額定動(dòng)載荷的大小，這里單位取N3通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[3，表13-4]的查閱，能夠找到：f1.0t因此

106f60n t

Crh Pr10106 10210331060212.31.01376.01.37105h現(xiàn)在我們假設(shè)對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，其能夠使用的年數(shù)是每天24個(gè)工作時(shí)，每年工作三百天，那個(gè)對(duì)于這個(gè)軸承來(lái)說(shuō)，其能夠工作的年數(shù)長(zhǎng)度是：1.37105N3002417.4年能夠看出這樣就很安全了。4.3.4 驗(yàn)算軸承的極限轉(zhuǎn)速對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，在其轉(zhuǎn)速到達(dá)極限大小的時(shí)候，那么保持架以及滾子的慣性力和相應(yīng)的形狀偏差，不但會(huì)造成運(yùn)行狀態(tài)更加的惡化，同時(shí)還會(huì)造成摩擦過(guò)程中潤(rùn)滑劑的性能改變以及溫度提升，最終造成軸承元件的膠合失效或者是滾動(dòng)體出現(xiàn)回火。通過(guò)檢查計(jì)算。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[2，表39.2-22]的查閱能夠得出：n1000r/minlim同時(shí)對(duì)于軸承的轉(zhuǎn)速來(lái)說(shuō)，其大小n212.3r/minnlim，所以是安全的。鍵的選取和校核鍵的尺寸的選擇這一節(jié)的內(nèi)容主要是對(duì)刀盤軸上的鍵進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)和鍵進(jìn)行配合的軸的直徑（l[2,25.2-4]的查閱，選擇的是鍵3290，高度是h20mm。鍵的強(qiáng)度校核對(duì)于平