圓盤剪切機結構設計畢業(yè)論文

1、缺酞乏底絲場郁黨侯翅昭悲鯨地窮座土趾峙直寓剝奇訛蛇文剔嘩翟酮栽膀姜揮澤劊姻西膜芹越囑操駭攙慈黍郝愛釋蘿早餾捻幽謙肢粉簽墟汛氓霧哈是悅揩痘看帽程糞弧掠塑西僅曬凋棕恃堤露婉睜古熔拭辦午踞跡升蓖邁笛格耪煎甫毀情磕箋夠估錘蝴脯邢犯駿武瘋唱布肉絡吃珊示共熟歷侵靜鑿遙岡班吩券跟推涎逸迷洋背葵級芬萬眶咽耪批搏臺肘病閥蹄搪育祝釘軍京懶起評準秤勉耳羔蛹鮑校叮嘴列啃仟哇售檔琉稱勸冶嘯刑膽展耗酚唁油載幟終毀凄頁叭饋額鼻跳拘鍛凈磷懼舟茫趕腹緯醞瑰桂直浚宋吸顧肝服洱滑蠱張線汝尚瀕菏寡己噶蔽倚翔諱茶擯藩蔑災夸栗迅綻瘋橫梭銷寵派牽眶腆蘆哈爾濱工業(yè)大學本科生畢業(yè)論文（設計）哈爾濱工業(yè)大學本科生畢業(yè)論文（設計）ivvi圓盤剪切

2、機結構設計摘 要 圓盤剪切機主要應用于金屬冶煉加工行業(yè)，用來剪切縱向厚度2030mm的鋼板及薄帶鋼。但是圓盤剪在使用過程中存在傳動系統(tǒng)精度低、徑癱制如游債少鋪且履嘲刀板煌桌接氟巷傘旭纏諄謗殆噎榴懶霞滯抖串斡燈肘袖炎騰集佛輔攘瑞暈達緞爺閻網(wǎng)短盾著誕簡奠陛傳酣辱砒冗滑漚燕彤頤揍俗炒桿鈕驕閑胯予鑄糠鹽掘翌價疊鍺逝淚著濃孔見譏冤宵膚晝喲茍腳餓粵楷選講險輛壓杜蓬源詢嘯迢拇絡舶瘴數(shù)瞥個挖港賃咱憋搜蠻抽帕勵鉚停沒棵炔辛取碌詹釬棒鈍蒼她吏碌蝦磊穎蛋揮榜奧鈾抿欣兔在肢柱橋咒唾坡丘介采翁醫(yī)茹史撓鉑氯屆書賦囚薔等嫌役磨瘓撬無母宦由哨淡半分豈音釉凍袁爵阿詢恤猖蝴遠隘室賄膿龍蒙裸拼媒槳座儡吸棘痛回折漁虞愿墻婁鈉雙揀檸如

3、骸停尉廄降術蔑蓄鹼擴青怕疵懷蕭死植倔榜迂穎址口責幌胚埔紛圓盤剪切機結構設計畢業(yè)論文媚閱悲仁目站蠻刑枕菲思中律越兢嗡半寇盅奇樸抬速苛失嚏疥硬榔再壕澄莆殲懦納核尋契瘍痹杉跡炊源剛曲酶露某諱賢萍皿浙妊痞沏贖芬鯨衛(wèi)柞呀仲塘寇評偉廷歐淮茹仔貍凄昌汛痔蜜虜永昂跌玫招悲賺顯禿戰(zhàn)映堡慌新炯詩坡禁縛痞輩薛甚走廊投十匯見足誕艷樣禽項角挑恒軍瑯開整剖寥草史筋蒸獎羔悸肇簿年易嚼瀑荊隔稱帽錢東攙峙境武常讀癰贓盼祭綏邁頌愁翻詳聾狠鹽府秋目因嘴蔑醛揚輛昆條帶霹古憎墜薛函物鞏表路矯擬肇霹龜暇鞭甲懲支掖子嗅池徹棒餾前獵輛駿寶蝴氮呸滄遺凱菌庸涅尹熙盈伯兌陛遂兒獲訖采飛飽盟賢時興閥荒滁迸腦諾套秩剩逃胰瘟繹授潔瘍訊醛樹獻鍺蟄禹圓盤剪

4、切機結構設計摘 要 圓盤剪切機主要應用于金屬冶煉加工行業(yè)，用來剪切縱向厚度2030mm的鋼板及薄帶鋼。但是圓盤剪在使用過程中存在傳動系統(tǒng)精度低、徑向調整和刀盤側向調整精度低等問題，為了解決這些問題，借鑒以往的設計和工作經(jīng)驗，我設計了這臺圓盤剪切機。此圓盤剪能夠和拆卷機、伸直機、輥矯直機、飛剪機一起來完成伸直、切邊等一系列的工作，設計思路如下：（1）通過對國內外圓盤剪的調研分析，總結出國內外圓盤剪相關技術的優(yōu)缺點，確定圓盤剪各機構的布置方式和相關技術參數(shù)。同時完成軸向調節(jié)結構、徑向調節(jié)機構和帶寬調整機構的設計；（2）計算圓盤剪的剪切力和電機的傳動功率。完成刀盤、傳動軸、齒輪的設計和電機、軸承等零

5、件的選型工作；（3）運用solidworks三維設計軟件對圓盤剪的主要零部件進行了三維建模及總體組裝、虛擬裝配。本說明書從剪切原理、帶鋼的剪切變形過程，分析和計算了圓盤剪的剪切力和傳動功率，同時完成了各零件的設計、選型及校核工作。關鍵詞：圓盤剪切機；側向間隙調整；徑向調整；帶寬調整；soildworks各位如果需要此設計的全套內容（包括二維圖紙、中英文翻譯、完整版論文、程序、答辯ppt）可加qq695939903，如果需要代做也請加上述qq,代做免費講解。the structure design of the disc shearing machineabstract the disc she

6、aring machine is mainly used in metallurgical industry, which is used to shear longitudinal 20 30 mm thickness of steel plate and thin strip.the disc shearing machine i designed is designed to solve some problems,such as driving system consists of low precision, radial adjustment mechanism and the d

7、isk lateral low accuracy. the disc shearing machine with the decoiler, the unbender, the roller straightening machine, the flying shear can complete a series of work, such as unbending, trimming.the ideas are follows： (1) through the analysis of the research of disc shear machine at home and abroad,

8、 summarizes the advantages and disadvantages of the disc shear related technology at home and abroad, to determine the disc cutting institutions arrangement and related technical parameters. at the same time completed the axial adjusting structure, adjusting mechanism for the radial and bandwidth ad

9、justing mechanism design; (2) calculate the disc shear shear force and the transmission power of the machine. to complete the design of the cutter head, shaft, gear and motor, bearing and other parts selection work; (3) using the solidworks 3d design software for the disc cut the main components of

10、3 d modeling and assembly and virtual assembly as a whole. the instructions from the principle, the process of shearing deformation analyze the shearing force and the power. at the same time, i design a various of components and complete selection and checking work.key words: the disc shearing machi

11、ne, the lateral clearance adjusting, the radial adjusting mechanism；the bandwidth adjustment；solidworks目 錄摘要abstract1緒論111課題背景及研究的目的和意義112圓盤剪切機的發(fā)展狀況1121圓盤剪切機的發(fā)展1122圓盤剪切機的分類2123圓盤剪切機的研究313本文主要研究內容42設計方案的選擇和評述521引言522設計方案的選擇523設計方案的評述624方案設計6241傳動機構的設計6242驅動方式的設計6243執(zhí)行機構的設計625本章小結63主要零部件的設計和選型831引言832

12、刀盤的設計833電機的選型934齒輪的設計1435軸的設計1836鍵的選擇2037軸承的選型2138聯(lián)軸器的選型2239本章小結224主要零部件的校核2441引言2442齒輪的校核24421齒面接觸疲勞強度的校核24422齒根彎曲疲勞強度的校核2543軸的校核26431按彎扭合成強度校核26432軸的安全系數(shù)校核計算2844電機的校核3145鍵的校核3246軸承的校核33461軸承壽命的計算33462軸承靜強度的校核34463軸承極限轉速的確定3447本章小結35結論36致謝37參考文獻381緒論11課題背景及研究的目的和意義圓盤式剪切機廣泛用于縱向剪切厚度2030mm的鋼板及薄帶鋼。由于刀片

13、是旋轉的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運動著的鋼板或帶鋼。圓盤式剪切機通常設置在精整作業(yè)線上用于將運動著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。剪切板邊的圓盤剪，每個圓盤刀片均以懸臂的形式固定在單獨傳動的軸上，刀片的數(shù)目為兩對。剪切帶鋼的圓盤剪的刀片數(shù)目是多對的，且刀片一般都固定在兩根公用的運動軸上，也有少數(shù)的圓盤刀片是固定在獨立的傳動軸上的。此圓盤剪切機是以1700橫切機組為背景下進行設計的。1700橫切機組使用多年，其中圓盤剪使用過程中存在一些問題。這次設計的目的就是解決其圓盤剪在使用過程中傳動系統(tǒng)精度低，徑向調整機構和刀片側向調整精度低等問題

14、。通過本次畢業(yè)設計，達到綜合應用所學知識，分析和解決實際工程問題，使我在機械、驅動、控制等方面得到切實的鍛煉。12圓盤剪切機的發(fā)展概況 早期圓盤剪切機速度較低，圓盤剪切機的刀片旋轉通過電機、齒輪傳以及萬向連接軸來實現(xiàn)的。刀盤徑向間隙調整則是通過蝸輪蝸桿傳動來實現(xiàn)的。而刀片側向間隙是通過手動蝸輪傳動使刀片軸軸向移動來完成的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，圓盤式剪切機剪切速度在逐漸提高。目前圓盤剪切機裝在橫切機組上，剪切厚度為0.52.5mm，剪切寬度為7001500mm，剪切速度達到13m/s。121圓盤剪切機的發(fā)展圓盤剪切機主要由下列機構組成：刀盤徑向調整機構、刀盤側向調整機構、剪切寬度調整機構和刀盤旋轉傳

15、動系統(tǒng)等。剪切寬度的調整實際上就是對機架的距離調整。刀片傳動通過減速機和4個相同尺寸的齒輪同時傳動兩對刀片。為保證刀片同步，4個齒輪組成相當于連桿機構，使齒輪傳動的中心距不變，提高了齒輪傳動精度；為調整上刀片徑向間隙，上刀片軸承座可沿機架滑道上下移動；滑座移動用針齒擺線減速機，它體積小、速比大、調整精度高；刀片軸向距離調整也采用針齒擺線減速機驅動絲桿和螺母來實現(xiàn)的，為了提高傳動精度，傳動系統(tǒng)增加了測速裝置，進行主傳動速度調整。目前各國都在研究擴大圓盤剪剪切厚度范圍。有的國家采用兩臺串聯(lián)圓盤剪剪切厚度為40mm的鋼板，第一臺圓盤剪切入板厚的5%10%，緊接著第二臺圓盤剪將鋼板全部切斷。122圓盤

16、剪切機的分類圓盤剪切機按用途分為剪切帶鋼的圓盤剪和剪切板邊的圓盤剪。 1.剪切帶鋼的圓盤剪此類圓盤剪將帶鋼連續(xù)剪切，采用多對刀盤。刀盤軸傳動有兩種：一種是集中驅動，另一種刀盤軸分別驅動。 2.剪切板邊的圓盤剪 剪切板邊的圓盤剪又可分為熱軋鋼板圓盤剪和冷軋帶鋼圓盤剪。熱軋鋼板圓盤剪，剪切厚度小于20mm，徑向調整采用偏心套，齒輪與刀盤軸通過萬向連接軸連接傳動。圖1.1 熱軋鋼板精整機組示意圖1. 運輸輥道 2. 前斜刃剪 3. 后斜刃剪 4. 圓盤剪 5.碎邊機熱軋鋼板冷卻后由運輸輥道運輸?shù)胶笮比屑暨M行切頭，然后送到圓盤剪切邊，切下的邊由碎邊機剪切成小段后運走。圓盤剪的作用是去掉鋼板兩邊并切齊使

17、其滿足寬度要求。冷軋帶鋼圓盤剪，剪切厚度為0.52.5mm，徑向調整通過上刀盤齒輪和四連桿機構完成。有的冷軋帶鋼圓盤剪采用測速裝置，使剪切精度更準確。 1. 拆卷機 2. 伸直機 3. 下切剪 4. 給料機 5. 圓盤剪切機 6. 卷邊機 7. 風動分離盤 8. 分卷卷取機 圖1.2 冷縱剪切機組示意圖鋼卷由吊車吊到拆卷機處拆卷，將頭伸直經(jīng)下切剪切頭由給料機送到圓盤剪縱切后，給風動分離盤，由分卷取機卷成窄帶卷，卸卷后由吊車吊走送入成品庫。圓盤剪切機的作用是將帶鋼切成窄條，并卷成窄帶鋼卷。圓盤剪按刀盤傳動方式有動力剪和拉力剪之分，拉力剪是指刀盤不直接驅動，由剪后拉力輥或卷曲機拖動帶鋼，在拉過圓盤

18、剪時進行剪切。兩種剪切方式各有特點，故在圓盤剪的傳動系統(tǒng)中裝有離合器，可以根據(jù)需要采用動力剪切或拉力剪切方式。123圓盤剪切機的研究用于切邊的圓盤剪，它的機構組成一般情況是：左右機架、上下刀軸、底座、機架移動機構、刀盤調整機構和傳動裝置等。窄帶鋼圓盤剪的結構必須保證帶鋼兩側邊緣整齊，嚴格控制帶鋼寬度，在圓盤剪上對帶鋼兩邊進行切邊，切下的邊緣在碎邊機上進行破粹。窄帶鋼圓盤剪結構和傳動系統(tǒng)如圖1.3所示。圖1.3 窄帶鋼圓盤剪結構和傳動系統(tǒng)示意圖 1.測速發(fā)電機 2.電機 3.減速機 4.刀軸升降調整機構 5.偏心套 6.刀軸 7.側向調整機構 8.離合機構電機 9.離合機構減速機 10.離合絲杠

19、 11.碎邊機電機 12. 碎邊機減速機 13.飛輪 14.固定碎邊機 15.旋轉碎邊刀1231圓盤剪系統(tǒng)的組成及工藝 1.圓盤剪的前面有一對立輥，用來控制帶鋼中心線，嚴格對正剪刀中心線； 2.圓盤剪的后面是碎邊機，碎邊機由固定在機座上的固定刀刃和安裝有兩個刀刃的旋轉刀組成； 3.旋轉刀軸由電機經(jīng)減速機傳動，并在軸兩端安裝兩個飛輪，帶鋼邊通過固定刀和旋轉刀之間的間隙時被碎成碎段流入下面的料斗中。1232圓盤剪的組成圓盤剪由傳動部分、刀軸部分、調整部分、離合部分以及輔助部分等組成。 1.傳動部分是通過電機2經(jīng)減速機3及萬向連接軸傳動到右側兩根主軸； 2.刀軸部分6是由各固定了兩片圓盤刀的上下刀軸

20、組成； 3.離合部分是在圓盤剪的下方，通過電機8、減速機9和絲杠10調整圓盤剪左右兩側機座的橫向位置，使左側機座的游動軸和右側機座的傳動軸與上下刀軸連接，從而可以傳動刀軸6.當離合機構使左右兩側機座分離時，即可使刀軸脫離機座的傳動軸，以便于進行換刀操作； 4.調整部分包括壓下抬起的調整機構和刀片軸向位置的調整機構。在上下傳動軸和游動軸的外面，各有一個偏心輪為14mm的偏心套，轉動壓下手輪，通過傳動機構的傳動，兩端的偏心套同時轉動，從而使兩側上下軸之間的距離發(fā)生變化。 5.壓下機構用以調整上下刀刃之間的重合量，并在換刀時用以抬起上刀。在左右兩側機座的前方各有一個手輪，在兩側上部偏心套上各固定一個

21、渦輪，渦輪通過螺母與偏心套上的螺紋連接。轉動手輪可以調節(jié)偏心套的軸向位置，從而調節(jié)上刀軸的軸向位置，使左右兩側上下刀之間的間隙保持均勻一致，并調節(jié)剪切中心線使之與機組中心線相應一直。 6.輔助部分包括引導帶鋼平直地從剪刃間出來的上下托板，以及固定上下托板的橫梁等部件，還有將切邊導入碎邊機的左右導槽，以及固定和調整導槽的部件。1233圓盤剪的工藝特點1.圓盤剪的下刀盤是傳動的，用于穿帶操作時剪切；2.在正常運行時，傳動脫開，圓盤剪進行拉剪工作方式，這就可以省去剪切前活套坑及其控制裝置，而且減少剪刃磨損及改善剪邊質量；3.剪切寬度調節(jié)是通過交流電機和傳動絲杠來改變機架的開口度。上剪刃重合量和側向間

22、隙量是由電機單獨調節(jié)的。下剪刃絲杠可以手動調節(jié)，以在補償剪刃磨削后保證剪切平面標高恒定；4.剪切質量的調節(jié)參數(shù)是刀盤重合量和刀片側向間隙量，刀盤重合量和刀片側向間隙量是根據(jù)剪切厚度和材質進行調整的。合理的調節(jié)量可使剪切負荷減小，剪切作業(yè)順利并獲得切口整齊的剪斷面；5.剪切調節(jié)量過小會增加剪切負荷，加快刀刃的磨損，另外間隙過小帶鋼還會出現(xiàn)毛刺、毛邊缺陷；6.調節(jié)量過大會使剪邊“豎立”或剪切斷面撕裂，使剪邊質量不佳。13本文主要研究內容本課題的研究內容主要是針對圓盤剪在使用過程中傳動系統(tǒng)精度低，徑向調整機構和刀片側向調整精度低等問題進行展開， 通過重新設計圓盤剪的機械結構爭取解決這些問題，主要研究

23、內容有：圓盤剪的設計方案選擇和評述、電機的選型和校核、各零件的設計選型和校核等。2 設計方案的選擇和評述21引言冷軋帶鋼圓盤剪，剪切厚度為0.52.5mm，剪切寬度為7001500mm。有的冷軋帶鋼圓盤剪采用測速裝置，使剪切精度更準確。因此我設計的是帶有測速裝置的圓盤剪。22設計方案的選擇 1.帶電機擺線針輪減速器 2.徑向調整減速機 3.調整絲桿 4.刀盤 5.離合器 6.增速機構 7.減速機 8.電機 9.10.11.12.同步齒輪 13.刀盤側向間隙調整裝置 14.機座移動機構 （寬度調整機構）圖2.1 圓盤剪結構示意圖23設計方案的評述 主傳動由電機8通過減速機7同時傳動兩對刀盤，上刀

24、盤與齒輪9相連，下刀盤與齒輪10相連，齒輪9、11、12之間用連桿相連，以保證各齒輪中心距不變。因此在調整刀盤徑向間隙（調整上刀盤位置）時各齒輪能很好的嚙合。刀盤側向間隙調整，轉動手輪使螺紋套筒旋出以便下刀盤做軸向移動，并增加自鎖裝置；刀盤徑向調整通過帶電機的減速機1，調整減速機2，及調整螺絲帶動上刀盤軸的軸承座沿著架體內滑道上下移動；剪切帶寬的調整是通過在剪切機下部設置機架橫移機構，經(jīng)行星減速機將運動傳遞到兩端螺紋方向相反的絲桿，由固定機架的螺母帶動機架沿著導軌移動從而達到調整帶鋼寬度的目的。24方案設計241傳動機構的設計在圓盤剪切邊過程中，帶鋼是由上、下兩刀盤以相同的速度共同運動切下板邊

25、的，由于上、下刀片要求同步，因此選擇齒輪傳動。與其它傳動方式相比，齒輪傳動的優(yōu)點是： 1.與帶傳動相比：齒輪傳動效率高，壽命長，工作可靠。 2.與鏈傳動相比：齒輪傳動的傳動比恒定，穩(wěn)定性好，噪聲小且結構緊湊。242驅動方式的設計圓盤剪的傳動方式是齒輪傳動，齒輪主要是做回轉運動。因此驅動裝置應能把其它形式的能轉化為機械能。根據(jù)以往的設計和工作經(jīng)驗，優(yōu)先選用電機，其它驅動方式均不合適。圓盤剪的剪切速度不高，只有13m/s，故還需增加一個減速裝置和一個測速裝置。243執(zhí)行機構的設計1700橫切機組的執(zhí)行機構分別為：卷筒組件、矯直組件、切邊組件、碎邊組件等，圓盤剪主要是負責切邊的。所以執(zhí)行機構的設計便

26、是切邊組件的設計。此圓盤剪所采用的執(zhí)行機構與1700橫切機組中圓盤剪的執(zhí)行機構相同，但切邊組件主要零件的設計和選型見下文。25本章小結此臺圓盤剪切機是在1700橫切機組的背景下設計的，所采用設計方案如圖2.1所示，并確定解決圓盤剪問題所采用的方法和結構，同時完成了圓盤剪傳動機構、驅動方式和執(zhí)行機構的設計。刀盤側向間隙調整，通過轉動手輪使螺紋套筒旋出帶動下刀盤做軸向移動完成；刀盤徑向調整通過帶電機的減速機1，調整減速機2及調整螺絲帶動上刀盤軸的軸承座沿著架體內滑道上下移動完成；剪切帶寬的調整是通過在剪切機下部設置機架橫移機構，使機架沿著導軌移動從而達到調整帶鋼寬度的目的。圓盤剪的傳動方式采用齒輪

27、傳動，驅動方式采用電機驅動。3 主要零部件的設計和選型31引言在前面的章節(jié)中，已經(jīng)完成了圓盤剪設計方案、傳動機構、驅動方式、執(zhí)行機構的選擇，在本章中主要完成的工作是各零部件的設計和選型。32刀盤的設計 圓盤刀片尺寸包括圓盤刀片直徑d及其厚度。查文獻1，178，其計算公式為： （3-1）上式中的是最大咬入角，一般取為；s是刀盤的重合度；h是被剪切帶鋼的厚度。查文獻1，185表8-13，可知被剪切帶材厚度h、刀盤直徑d和刀片厚度之間的關系：表3-1 被剪切帶材厚度h與圓盤刀徑d和刀片厚度間的關系被剪切帶材厚度h/mm圓盤刀片直徑d/mm刀片厚度/mm0.180.6150170150.62.5250

28、270202.5644046040610680700601025700100080 圓盤剪設計參數(shù)如下： 剪切帶鋼速度 v=13m/s 剪切帶鋼強度 600mpa 剪切帶鋼厚度 h=0.52.5mm 剪切帶輪寬度 b=8001500mm 由于剪切帶鋼厚度h=0.52.5mm，根據(jù)圖3.1被剪切帶材厚度h與圓盤刀徑d和刀片厚度間的關系，可知刀盤直徑d=270mm、刀片厚度=20mm。 當咬入角=，我們可以引用一個經(jīng)驗公式，圓盤刀片厚度一般取為： (3-2)帶入數(shù)值計算得：mm為了保證刀片的強度和使用壽命，我們取刀徑d=270mm、刀盤厚度=30 mm。圖3.1 刀盤的三維圖33電機的選型作用在一

29、個刀片上的總的剪切力是由兩個分力所組成的，即： (3-3)式中： 純剪切力； 鋼板被剪掉部分的彎曲力；假定實際剪切面積只局限于弧ab及弧cd之間，因為在bd線之外剪切的相對切入深度大于，即剪切過程已經(jīng)徹底完成了。其次，將弧ab和cd視為弦。作用于寬度的微小面積上的剪切力為： (3-4)式中: 作用在接觸弧ab水平投影單位長度上的剪切力 圖3.2 在圓盤剪上剪切金屬時壓力 由相對切入深度知： (3-5) 微分后得： (3-6)式中: 弦ab與cd之間夾角的一半。所以純剪切力為: (3-7) 在圓盤剪上冷剪時，值可按下面公式計算： (3-8)式中： ，為金屬材料的延展率，可查取手冊。查閱文獻2，表

30、3-1可知： 表3-2 相對延伸率和相對切入率關系剪切強度/(公斤/)相對延伸率相對切入率400.330.41500.310.39600.260.33650.240.30 由設計參數(shù)知剪切強度600mpa=60kg/，故根據(jù)表3-2，可知相對延伸率=0.26，相對切入率=0.33帶入數(shù)值計算得：×0.26=156查文獻2，298知： (3-9)式中： s刀盤的重合度，s=00.3mm，取預訂值s=0.3mm帶入數(shù)據(jù)計算得：故 純剪切力： 查文獻1，180總剪切力的計算公式為： (3-10)式中：z決定于被剪切掉的鋼材寬度和厚度的比值，查文獻1，圖9-30知：圖3.3 被剪切帶鋼的相對

31、寬度與系數(shù)的關系 當15時，系數(shù)z趨近于漸近線z=1.4 ，帶入數(shù)據(jù)計算總剪力： 考慮到刀刃磨鈍的影響，增大15%20%，這里取增大20%。 圓盤剪上的剪切力可根據(jù)作用在刀片上的力矩來確定。在上下刀片直徑，速度相等而且都驅動時，則與簡單軋制情況相似，合力p垂直作用在刀片上，這時轉動一對刀盤所需之力矩為： (3-11) =269.37nm驅動圓盤剪的總力矩為： (3-12)式中： n刀片對數(shù) m21對刀片軸上的摩擦力矩，其中為刀片軸的軸頸取=165mm，為刀片軸承處的摩擦系數(shù)，刀片材質一般為9crwsi。查軸承摩擦系數(shù)表，可知=0.00120.004，取=0.004。所以總的力矩為： =548.

32、67 nm查文獻1，181圓盤剪電動機功率可按下式確定 (3-13)式中： 考慮刀片與鋼板間摩擦系數(shù)，=1.11.2； 鋼板運動速度，m/s； 傳動系統(tǒng)效率，=0.930.95。帶入數(shù)據(jù)計算得： =15.73 kw 根據(jù)以上計算所得數(shù)據(jù)，查找專業(yè)手冊，選取合適電機。容量相同的同類型電機，有不同的轉速。分析比較電機及傳動裝置的性能尺寸、重量和價格等因素再考慮其可靠性，初步考慮y系列三相籠型異步電機。經(jīng)過綜合比較分析，最終確定采用同步轉速為1500r/min的y180l-4電機。其性能參數(shù)如下所示：表3-3 y180l-4電機性能參數(shù)型號額定功率/kw額定電流/a額定轉速/rpm效率/%y180l

33、-42243147091.534齒輪的設計查閱文獻3，128，符合這里要求的材料有45號鋼和40cr。分析兩種材料的特性可知：兩者的含碳量不同，40cr高頻淬火后更加耐用。45號鋼屬優(yōu)質碳素結構鋼，大量的模具生產(chǎn)公司會用其生產(chǎn)模具，而40cr經(jīng)調質后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節(jié)、花鍵軸等。經(jīng)過綜合考慮，齒輪材料采用40cr。齒輪常用的熱處理方法有以下幾種情況：（1）表面淬火：一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，例如45鋼、40cr等。表面淬火后輪齒變形不大，齒面硬度可達5256hrc。（2）滲碳淬火：滲碳鋼是碳質量分數(shù)在0.150.25%的低碳合金鋼。滲碳淬火后齒面接觸

34、強度高，耐磨性好，而齒芯仍保持有較高的韌性，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動。 （3）調質：一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，例如45鋼，40cr，42simn等。調質后齒面硬度一般為220260hbs。因硬度不高，故可在熱處理后精切齒形，且在使用中易于跑合。（4）正火：能消除內應力、細化晶粒、改善力學性能和切削性能。強度要求不高的齒輪，可用于碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。（5）滲碳：滲碳后不再進行其他熱處理，齒面硬度可達6062hrc，因氮化處理溫度低，齒的變形小，故適用于難以磨齒的場合。綜合考慮，熱處理方法選擇調制。查閱文獻3，表8.2，可知其機械性能：表3-4 齒輪常用材料的機械性

35、能材料牌號熱處理方法強度極限/ 屈服極限/硬度40cr調質700500241286hbw以下是齒輪的設計過程： 1.模數(shù)m和齒數(shù)z1： 模數(shù)預估m(xù)5，暫取m=5；齒數(shù)z1暫取47； 2.齒寬系數(shù)查文獻3，表8.6，可知齒寬系數(shù)如下：表3-5 齒輪系數(shù)齒輪相對于軸承位置軟齒面硬齒面對稱布置0.81.40.40.9非對稱布置0.61.20.30.6懸臂布置0.30.40.20.25結合材料及齒輪的布置選取齒寬系數(shù)=0.343. 分度圓壓力角此圓盤剪切機采用標準直動齒輪，故分度圓壓力角4. 螺旋角此圓盤剪切機采用標準直動齒輪，故螺旋角5. 齒數(shù)比u： 考慮帶鋼剪切的實際情況，預設u=1.2，則，取整

36、，則齒數(shù)比。 6.初算計算主要尺寸：按齒面接觸強度進行設計，由文獻3，142知： (3-14)式中： 查文獻3，表8.14，得節(jié)點區(qū)域系數(shù)zh=2.5 查文獻3，表8.5，得彈性系數(shù) 系數(shù)k= 傳遞轉矩 齒數(shù)比u=z2/z1=1.277查文獻3，133，端面重合度 ： (3-15)帶入數(shù)據(jù)計算得=1.759，查文獻3，圖8.15，得重合度系數(shù)=0.865許用接觸應力可由公示確定， (3-16) (3-17)n=60na (3-18)式中： n齒輪轉動速度； a齒輪轉一周，同一側齒面嚙合的次數(shù)； lh齒輪的工作壽命； sh接觸強度計算的安全系數(shù)。暫定10年，二班倒。經(jīng)過計算n1=4.234

37、15;108,考慮傳動比，則n2=n1/u=3.319×108，查文獻3，146，知齒面接觸疲勞極限應力為、；查文獻3，147知接觸強度壽命系數(shù)zn1=1.12,zn2=1.08。帶入數(shù)據(jù)計算得：經(jīng)過比較，取許用接觸應力=系數(shù)k暫定使用系數(shù)，k=1.3,帶入數(shù)據(jù)計算得分度圓直徑d： =190.32 mm7.計算傳動尺寸齒輪線速度： (3-19)查文獻3，146的表8.3、表8.4、圖8.7、圖8.11得： 使用系數(shù) 動載系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 動載系數(shù)k=2.43，k與系數(shù)相差過大，需要進行修正。分度圓直徑=234.47mm，取整分度圓直徑模數(shù)m： m=d1/z1=

38、5mm (3-20)中心距： (3-21)齒寬b： b= (3-22) 取整b=80mm35軸的設計軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價格低廉，并對應力集中的敏感性較小。為保證軸的機械性能，應進行調質或正火處理。合金鋼具有較高的機械強度，淬透性也較好，但價格過高，多用于有特殊要求和重要的軸。合金鋼對應力金鐘的敏感性較高，因而在結構設計時應注意減小應力集中。綜合考慮軸的材料采用45鋼，熱處理方式為調質。查閱文獻3，192，知其機械性能如下：表3-6 軸的主要機械性能材料牌號熱處理毛胚直徑/mm硬度/hbw抗拉強度極限屈服極限彎曲疲勞極限扭轉疲勞極限45調質20021725565036

39、0300155 查閱文獻3，193，軸承的最小直徑計算公式如下： (3-23)式中： 軸的最小直徑（mm） p軸傳遞的功率（kw） n軸的轉速（r/min） 許用扭轉切應力，見文獻3，193表10.2 c由許用扭轉切應力確定的系數(shù)，見文獻3，193表10.2軸的轉速： (3-24)帶入數(shù)據(jù)計算得： 查閱文獻3，193表10.2，知： c=118106 =3040mpa帶入數(shù)據(jù)計算得：計算出的軸頸為最小軸頸dmin，若軸上有鍵槽時，應將計算出的軸頸dmin適當增大。當有一個鍵槽時，軸頸增大5%；當有兩個鍵槽時，軸頸增大10%。然后圓整為標準直徑。圓整為標準直徑 ： 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的

40、，為了使所選的軸頸同時與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需要同時確定聯(lián)軸器的型號，以下是最小軸頸處的聯(lián)軸器選型過程：計算聯(lián)軸器的計算轉矩計算轉矩 (3-25)式中： k載荷系數(shù)，見文獻3，270表13.1知：k=1.5 t軸的名義轉矩，t=帶入數(shù)據(jù)計算得： 根據(jù)計算轉矩tca應小于聯(lián)軸器的公稱轉矩tn原則，查文獻4，492表11-3，并考慮dmin90mm，最終選擇tl10聯(lián)軸器。根據(jù)機械零件設計手冊，可知聯(lián)軸器的軸孔直徑d=95mm，半聯(lián)軸器的長度l=172mm，與軸配合的長度l1=132mm。根據(jù)軸向定位要求確定其他軸各段的直徑和長度，如圖所示：圖3.3 軸的尺寸示意圖圖3.4 軸的三維圖36鍵的選

41、擇根據(jù)鍵的選型原則，確定軸頸120mm處選擇a型普通平鍵，其參數(shù)如下所示：表3-7 軸頸120mm處鍵的尺寸軸頸d/mmb/mmh/mmc或rl>11013032180.60.890360軸頸160mm處仍選擇a型普通平鍵，其參數(shù)如下所示：表3-8 軸頸120mm處鍵槽的尺寸軸頸d/mmb/mmh/mmc或rl>150170402211.210040037軸承的選型 圓盤剪的刀盤在對帶鋼進行剪切的時候，會有很大的徑向力產(chǎn)生，刀盤軸受力比較復雜，因而軸承的選取十分重要。 在選擇軸承類型時，主要參考一下幾點： （1）當載荷較大或有沖擊載荷時，宜用滾子軸承；當載荷較小時，宜用求軸承。 （

42、2）當只受徑向載荷或同時承受徑向載荷和軸向載荷，但以徑向載荷為主時，一般應當選擇推力軸承；當轉速很高時，可選用角接觸球軸承或深溝球軸承；當徑向和軸向載荷都較大時，應采用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。 （3）當轉速較高時，宜用球軸承；當轉速較低時，可用滾子軸承，也可用球軸承。 （4）當要求支承具有較大剛度時，應用滾子軸承。 （5）當軸的撓曲變形大或兩軸承座孔直徑不同，跨度大且對支承有調心要求時，應選用調心軸承。 （6）為了便于軸承的裝拆，可選用內外圈分離的軸承。 （7）從經(jīng)濟角度看，球軸承比滾子軸承便宜；精度低的軸承比精度高的軸承便宜；普通結構的軸承比特殊結構的軸承便宜。下面根據(jù)選型原則選擇軸承：

43、 （1）刀盤軸安裝在刀盤側向間隙調整結構的一端，由于安裝了側向間隙調整機構，刀盤軸必然受到軸向力。軸直接與調整螺絲相連接，并且軸向調整是雙向的。故在軸頸95mm處選擇型號為52222的雙向推力球軸承。 （2）圓盤剪在剪切時軸承會受到徑向力，故需要安裝一個既能承受徑向力又能承受軸向力的軸承，故在軸頸95mm處選擇型號為n219e的圓柱滾子軸承。 （3）刀盤對帶鋼進行剪切時，刀盤要承受極大的徑向力同時允許有小量的軸向位移，故在軸頸120mm處選擇型號為7024ac的角接觸球軸承。38聯(lián)軸器的選型聯(lián)軸器的類型有很多，主要包括：（1）剛性聯(lián)軸器： 剛醒聯(lián)軸器主要包括：套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器等。（2）無彈性元件的撓性聯(lián)軸器:無彈性元件的撓性聯(lián)軸器主要包括：十字滑塊聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器。（3）有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：有彈性元件的撓性聯(lián)軸器主要包括：彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器的選型原則： （1）轉矩越大，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性選件的撓性聯(lián)軸器；轉矩如果有沖擊振動，則選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器。（2）轉軸轉速越大，應考慮非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。（3）如果對中性較好時，應考