?？飘厴I(yè)設計（論文）中期檢查表指導教師： 所在院系（單位）： 機械工程系 教研室（研究室）： 機制教研室 題 目 剪切機設計學生姓名 一、選題質(zhì)量（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標，能否體現(xiàn)綜合訓練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟、社會、文化及實驗室建設等實際的結合程度）1. 通過剪切機研究設計，可以對我們大學三年所學的專業(yè)理論知識進行一次全面的實踐設計練習。2. 該題目雖然不是個新的題目，但需要有較強的專業(yè)知識的認知，對我們來說是個挑戰(zhàn)，對我們的專業(yè)理論的學習和實踐能力的提升都有好處。3. 題目的實踐性和理論性較強，可以讓我們的時間被充分的利用。4. 選題的實踐性很強，同時其的研究具有實用性，不僅鍛煉了我們的能力，也讓我們對一件新型產(chǎn)品的推出與研制的過程有深入的了解，對我們以后的學習和工作都有益，對我們來說是個不小的收獲。二、開題報告完成情況在老師的指導下我開始了我的畢業(yè)設計，由于其它原因開題報告弄得有點晚，不過還好有老師和同伴的幫助，我完成了我的開題報告，并準備繼續(xù)我的畢業(yè)實習。在期間也遇到了不少的麻煩和疑惑。雖然這個課題以前有人做過，但由于對剪切機的了解很少，以往實習時也只是對其功能進行了一些相關了解及操作，而且需要設計制造出真實的產(chǎn)品而并非簡單的幾張圖，所以其難度相較其他同學有點大，需要多借閱相關書籍了解液壓系統(tǒng)的設計原理，以及它的應用環(huán)境等，不過還好有老師的幫助，同時還和同伴進行了交談，從而讓我完成了我的開題報告。不過我總結了其中的原因，主觀原因是自己掌握的理論知識還是不足，所以我會在以后的畢業(yè)設計和學習中更加努力。三、階段性成果1．通過資料的收集及學習，加上指導老師的提示和老師的仔細講解，我收集了大量的資料 和文獻，為設計的順利完成打下了堅實的理論基礎。2. 在老師的指導和同學的幫助下找到了設計的基本方法，對一些基本原理的了解，對所要 設計制造的產(chǎn)品有了具象的認識，并取得了一定成果。3. 完成了畢業(yè)設計的開題報告。4. .查找與閱讀論文相關的合適的英文文獻，對其進行翻譯并完成。5.通過之前一段時間的努力，我對所要設計的裝置有了大致的了解，并對以后的工作有了一個大致的規(guī)劃和不錯的方案。四、存在的主要問題到目前為止，在論文的寫作中主要有以下幾個問題：1. 對論文所涉及的知識認識得不夠深刻，所以對命題的探討不過深入。 2. 研究中對也液壓系統(tǒng)的設計不知道有哪些結構形式。 3. 論文的各部分之間的銜接不夠強，有的地方缺少邏輯。 4. 由于以前對這個課題沒有接觸過，對其了解較少，所以在接受和理解方面還是有點困難的，同時在完成方面就得下比別人更多的時間了。導致上述問題主要有兩個原因，一是研究不夠深入，二是撰寫不夠嚴密。針對這兩個原因，解決方法有：1.對論文所涉及的知識以及前人的研究成果理解程度需要更加深刻，在這個基礎上才能得到有深度的結論。 2.需要對已完成的內(nèi)容進行多次審閱，從內(nèi)容、結構等方面給予調(diào)整。 3.對于寫作過程中遇到的具體難題要多向指導老師請求援助。我相信，在老師指導和我們的努力下終會克服困難，順利完成這次畢業(yè)設計！五、指導教師對學生在畢業(yè)實習中，勞動、學習紀律及畢業(yè)設計（論文）進展等方面的評語指導教師： （簽名）年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告題目名稱 圓盤式剪切機設計學生姓名 一、選題的目的和意義：剪切機有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圓盤剪廣泛用于縱向剪切厚度小于 20~30 毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運動著的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤式飛剪。圓盤式剪切機由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運動鋼板和帶鋼。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。這次設計的目的就是通過設計對主軸傳動系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機構，特別是各個機構中的傳動部分進行設計。通過設計過程掌握圓盤剪單體機械設備的設計方法，使所學的理論知識和實際結合起來，提高設計能力，獨立分析能力和繪圖技術，進行規(guī)范化的的訓練為今后的工作打下有力的基礎。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡述：早期圓盤式剪切機速度較低，圓盤式剪切機刀片旋轉(zhuǎn)是用電機通過齒輪傳動，以及和萬向連接軸來實現(xiàn)的。刀盤徑向間隙調(diào)整用電機通過蝸桿蝸輪傳動是偏心套轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。而刀片側(cè)向間隙是 用手動通過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，由于受到碎邊機的限制，現(xiàn)在大型圓盤剪切機的剪切速度通常為 0.4 米/ 秒。目前圓盤式剪切機裝在橫切機組上，剪切厚度為 0.6~2.5 毫米，寬度為 700~1500 毫米。帶鋼剪切速度達到1~3m/s。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(diào)整上刀片徑向間隙，上刀片軸承座可沿機架滑道上下移動?；苿佑冕橗X擺線減速機，它體積小速比大調(diào)整精度高。刀片軸向距離調(diào)整也采用針齒擺線減速機驅(qū)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(diào)整。目前，各國都在研究擴大圓盤剪的剪切范圍，有的國家已經(jīng)采用兩臺連續(xù)圓盤剪，剪切厚度為 10 毫米的鋼板，第一臺圓盤剪切入板厚的 5%~10%，緊接著由第二臺圓盤剪將鋼板全部切斷， 。在冷軋橫切機組上采用不帶驅(qū)動裝置的圓盤剪，其圓盤剪刀片的傳動是由帶有一定張力的被剪切的帶鋼來帶動實現(xiàn)拉剪方式。分條圓盤剪為了提高工作效率，從而采用了兩套機架，輪流使用，整體更換使設備的維修性提高，但投資費用大。三、 畢業(yè)設計（論文）所采用的研究方法和手段：1、通過靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤剪生產(chǎn)中存在的問題，查閱相關資料掌握圓盤剪的發(fā)展現(xiàn)狀。2、制定圓盤剪設計方案，在認真研究，有創(chuàng)新和改進，方案合理，并進行方案評述。3、進行設計計算，保證機件強度和剛度，計算公式采用要有依據(jù)。4、畫出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計算機繪圖。5、對設計中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤滑方法。6、試車方法和維修技術，保證維修方便。7、對設備進行經(jīng)濟分析和評價，降低設計成本。四、主要參考文獻與資料獲得情況：[1] 鄒家祥. 軋鋼機械[M] . 北京：冶金工業(yè)出版社，2005[2] 徐灝. 機械設計手冊（第二版）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000[3] 濮良貴、紀名剛. 機械設計（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2001[4] 徐灝. 機械設計手冊（第一版）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991[5] 羅振才. 煉鋼機械（第二版）[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1989[6] 龔義. 機械設計課程設計指導書（第二版）[M] .北京：高等教育出版社，1990[7] 鞏云鵬、田萬祿、黃秋波. 機械設計課程設計 [M]. 沈陽：東北大學出版社，2000[8] 孫家驥. 礦冶機械維修工程學[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社,1994[9] 陳錫璞. 工程經(jīng)濟[M] . 北京: 機械工業(yè)出版社,1994[10] 張世昌、李旦、高航. 機械制造技術基礎[M]. 北京：高等教育出版社，2001五、畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明）：1、進行畢業(yè)實習：第六周——第九周；2、查閱資料，研究結構和工作原理：第八周——第十一周；3、基本數(shù)據(jù)計算、繪制結構草圖：第十二周——第十三周；4、具體數(shù)據(jù)分析，尺寸計算：第十三周——第十四周；5、畫出總體圖、零件圖，寫設計說明書：第十五周——第十六周；6、整理檢查設計說明書和圖紙：第十六周。六、指導教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進度安排作出評價，對是否開題作出決定）：指導教師： （簽名）年 月 日 圓盤剪切機設計摘 要圓盤剪切機的上下剪刃是圓盤狀的。剪切時，圓盤刀以相等于鋼板的運動速度做圓周運動，形成了一對無端點的剪刃。圓盤剪切機通常設置在精整作業(yè)線上，用來將運動著的鋼板的縱向邊緣切齊或切成窄帶鋼。根據(jù)其用途可分為兩種類型：剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。通過對圓盤剪切機及相關設備結構進行了深入了解，并從材料力學、動力學和經(jīng)濟學的角度出發(fā)，對圓盤剪切機的主傳動系統(tǒng)，壓下系統(tǒng)、側(cè)間隙調(diào)整機構進行了設計。重點包括電動機的計算選取、軸和齒輪的設計，以及其他傳動裝置和執(zhí)行機構的設計等，同時對部分主要零部件進行了強度校核。本次設計的改進點：首先，在傳動系統(tǒng)增加連桿機構，其二，寬度調(diào)整采用行星擺線針輪減速機，最后增加了測速機構。關鍵詞：圓盤剪切機 徑向間隙 強度校核 傳動系統(tǒng)AbstractThe blades of disc shears are disciform. The disc cutter do circular motion at the steel plate movement speed, forming a pair of shear blade without the endpoint. Disc shear machine set up in finishing production line. It usually uses to cutting neat the movement steel plate longitudinal edge and cut the strip into narrow one. It can be divided into two kinds according to its use: disc shears of cut stencil plate’s side and disc shears of cut strip.We have thorough understanding to the disc shears and the correlation equipment. We had very designed to the main transmission system, depress the system and gap adjustment organization, we are carry on these designs from the materials mechanics angle, dynamics and economic. The main content including electrical machinery selection, Axis and gear design, Implementing agency design and so on, and the same time, we make the optimized improvement and the intensity examination to the major parts. This design improvement spot: First, in radial clearance adjusting mechanism link motion gear, second, the width control uses the planet gear speed reducer. Finally increased has measured the fast organization.Key words: Disc shear radial clearance the intensity examination transmission system目 錄1.前言 11.1 選題的背景和目的 11.2 剪切機的分類和圓盤剪切機的國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3 圓盤剪切機研究的內(nèi)容和方法 31.3.1 圓盤剪切機在機組的布置和作用 31.3.2 圓盤剪切機的類型和特點 51.3.3 已知數(shù)據(jù) .51.3.4 圓盤剪切機設計內(nèi)容和方法 52. 設計方案的選擇和方案評述 .73. 電機容量的計算 .93.1 定性選電機 93.2 選擇電動機的容量 93.3 確定轉(zhuǎn)速 .123.4 電動機的校核 .134. 主要零件強度計算校核 154.1 齒輪的計算與校核 .154.1.1 齒輪的計算 154.1.2 按接觸疲勞強度校核 .164.1.3 按彎曲疲勞強度校核 .194.2 傳動軸的強度校核計算 .214.2.1 軸的材料及其機械性能 214.2.2 軸上零件布置及基本參數(shù) .224.2.3 按彎扭合成進行軸的強度校核 .22I4.2.4 按疲勞強度進行精確校核 .254.3 軸承的選取及校核 .284.3.1 根據(jù)工作條件選取軸承類型 .284.3.2 根據(jù)軸承結構確定軸承的型號 294.3.3 軸承的壽命校核 294.3.4 驗算軸承的極限轉(zhuǎn)速 .314.3.5 鍵的尺寸的選擇 .324.3.6 鍵的強度校核 325. 聯(lián)軸器的選擇和系統(tǒng)潤滑 345.1 聯(lián)軸器的分類 .345.2 聯(lián)軸器的選擇 .345.3 聯(lián)軸器的強度計算 355.5 潤滑方式的選擇確定 .355.5.1 潤滑方式的選擇依據(jù) .355.5.2 齒輪減速器的潤滑方式 .366. 試車和系統(tǒng)可靠性 376.1 試車要求 .376.2 對控制系統(tǒng)的要求 .376.3 機械設備的有效度和投資回收期 .37結論 .39參考文獻 .40致 謝 .4101.前言1.1 選題的背景和目的隨著社會、經(jīng)濟的高速發(fā)展，金屬被廣泛地應用于社會的各個方面，發(fā)揮著很大的作用。目前，金屬的軋制生產(chǎn)，具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)過程連續(xù)性強、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，得到更極速發(fā)展，金屬軋制成材的品種也越來越豐富。金屬軋制生產(chǎn)高速發(fā)展，決定于軋機速度的提高和周期的縮短，軋制輔助設備的不斷完善和改進也是重要因素。剪切機是一種軋制生產(chǎn)線的輔助設備，用來剪切軋件頭、尾部，剪切定尺長度或剪切板、帶材的邊等。剪切機是機床的一種，它采用液壓驅(qū)動，安全性能可靠，操作方便。剪切機工作刀口長度：400mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200m，適合不同規(guī)模不同要求用戶。安裝不須底腳螺絲，無電源的地方可用柴油機作動力。剪切機適用于金屬回收加工廠、報廢汽車拆解場、冶煉鑄造行業(yè)，對各種形狀的各種金屬材料進行冷態(tài)剪斷、壓制翻邊，以及塑料、玻璃鋼、絕緣材料、橡膠的壓制成型。圓盤式剪切機就是一種廣泛用于縱向剪切厚度小于20～30mm的板材及薄帶板的輔助設備。它通常設置在精整作業(yè)線上，用來將運動著的板材的縱向邊緣切齊或切成窄帶條。圓盤剪切機的上下剪刃是圓盤狀的，剪切時，圓盤刀以相等于鋼板的運動速度做圓周運動，形成了一對無端點的剪刃。它根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。這次設計的目的就是通過設計對主軸傳動系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機構，特別是各個機構中的傳動部分進行設計。通過設計過程掌握圓盤剪單體機械設備的設計方法，使所學的理論知識和實際結合起來，提高個人設計能力，分析問題能力和繪圖技術，進行規(guī)范化的的訓練為今后的工作打下堅固的基礎。1.2 剪切機的分類和圓盤剪切機的國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀按照不同標準剪切機有不同分類，包括平刃剪、斜刃剪、機械剪等。其中1平行刃剪切機的兩個剪刃互相平行，它一般用來在熱態(tài)下橫向剪切方形及矩形斷面的鋼坯。也可用來冷剪型材，將刀片做成成型剪刃來剪切非矩形斷面的鋼板。斜刃剪切機的一個剪刃相對另一個剪刃成某一視點放置。斜刃剪切機按剪切組織的運動特色也可分為上切式、下切式和復合式等。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。如圖 1.1。圓盤剪在連續(xù)剪切為了使已切掉板邊的鋼板在出圓盤剪時能夠保持水平位置，而切邊則向下彎曲，往往將上刀片軸相對下刀片軸移動一個不大的距離，或者將上刀片直徑做得比下刀片小一些，此時，被切掉的板邊將劇烈的向下彎曲。為了防止進入圓盤剪時向上翹曲，通常在圓盤前面靠近刀片的地方裝有壓輥。如圖 1.2.圖 1.1 雙重圓盤剪示意圖2圖 1.2 使鋼板保持水平位置的方法圓盤式剪切機根據(jù)其刀片驅(qū)動方式，又可分為有動力的圓盤式剪切機和無動力的圓盤式剪切機兩種?，F(xiàn)在普遍采用的是有動力的圓盤式剪切機。無動力的圓盤式剪切機，國內(nèi)還無資料可尋，也未見有國內(nèi)設備供貨。1.3 圓盤剪切機研究的內(nèi)容和方法1.3.1 圓盤剪切機在機組的布置和作用1、熱軋鋼板精整機組熱軋鋼板精整機組示意圖如圖 1.3 所示1. 運輸輥道 2. 前斜刃剪 3. 后斜刃剪 4. 圓盤剪 5.碎邊機圖 1.3 熱軋鋼板精整機組示意圖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，在達到一定寬度要求后送到冷床。切下的邊由碎邊機剪切成小段后運走。為滿足鋼板的長度要求，再由輥道運回前斜刃剪，加工成一定的尺寸長度。圓盤剪的作用是剪切鋼板寬度尺寸，即去掉兩邊并切齊滿足寬度要求。2、1700 橫切機組1700 橫切機組的布置見圖 1.4 所示。31. 拆卷機 2. 伸直機 3. 下切剪 4. 17 輥矯直機 5. 圓盤剪6. 17 輥矯直機 7. 飛剪機 8. 涂油機 9. 給料機 10. 垛板臺圖 1.4 1700 橫切機組示意圖由吊車將鋼卷吊來放到鏈式傳送機上進入拆卷機拆卷，由伸直機將板頭伸直，由下切剪切頭后經(jīng) 17 輥矯直機初矯后到圓盤剪進行切邊，再送入 1700 矯直機進行膠直，最后由飛剪組合控制剪切帶鋼的長度，帶鋼連續(xù)運行切斷，由涂油機經(jīng)給料輥進入磁力輥道（或磁性皮帶）送到垛板臺上落下垛起，當達到一定高度后由吊車運走。圓盤剪的作用就是將矯直后的帶鋼連續(xù)切邊，并使其達到一定寬度要求，再送到飛剪機連續(xù)剪切到要求的長度尺寸。3、1700 冷縱剪切機組1700 冷縱剪切機組布置見圖 1.5 所示。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 1.5 1700 冷縱剪切機組示意圖縱剪就是將鋼板破成窄條。鋼卷由吊車吊到拆卷機處拆卷，將頭伸直經(jīng)下剪切頭由給料機送到圓盤剪切縱切后切成窄條，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。切下的帶鋼邊，由板卷機卷成卷，卸下后送走。圓盤剪切機的作用是將冷軋成卷帶鋼切成窄條，并卷成窄帶鋼卷。其窄帶4鋼卷的寬度由刀盤軸定位環(huán)調(diào)整，使刀盤之間位置變化。1.3.2 圓盤剪切機的類型和特點圓盤剪切按用途分為剪切板邊圓盤剪和剪切帶鋼縱切圓盤剪。1、剪切板邊的圓盤剪熱軋鋼板圓盤剪，剪切厚度小于 20 毫米，徑向調(diào)整采用偏心套，同步齒輪與刀片軸用萬向連接軸傳動。熱軋鋼板圓盤剪的另一種類型，剪切厚度在 40~50 毫米，采用二架圓盤剪同時剪切，第一架切入一定的深度后第二架圓盤剪再將其完全切斷。冷軋帶鋼圓盤剪，剪切厚度 0.5~2.5 毫米之間，徑向調(diào)整移動上刀盤同步齒輪采用四連桿機構。有的冷軋帶鋼圓盤剪采用測速裝置，使剪切精度更準確。冷軋帶鋼圓盤剪的另一中類型，刀盤不帶驅(qū)動，而是利用帶鋼拉著剪切。2、剪切帶鋼縱切圓盤剪縱切圓盤剪將帶鋼連續(xù)破條剪切，采用多對刀盤，刀盤軸傳動有兩種：一種是集中驅(qū)動，另一種刀盤軸分別驅(qū)動。1.3.3 已知數(shù)據(jù)所設計圓盤剪切機已知原始數(shù)據(jù)：剪切帶鋼速度 V=1~3 m/s, 取 3 m/s;剪切帶鋼強度 ≤600 MPa 取 600 MPa；b?剪切帶鋼厚度 h=0.5~2.5 mm；剪切帶輪寬度 B=700~1500 mm；剪刃的擺動不超過 0.1 mm， 不平行度 0.01 mm；?上下剪刀重疊度 S=0~0.3 mm。1.3.4 圓盤剪切機設計內(nèi)容和方法1、通過靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤剪生產(chǎn)中存在的問題，查閱相關資料掌握圓盤剪的發(fā)展現(xiàn)狀。2、制定圓盤剪設計方案，在認真研究，有創(chuàng)新和改進，方案合理，并進行方案5評述。3、進行設計計算，保證機件強度和剛度，計算公式采用要有依據(jù)。4、畫出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計算機繪圖。5、對設計中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤滑方法。6、試車方法和維修技術，保證維修方便。7、對設備進行經(jīng)濟分析和評價，降低設計成本。62. 設計方案的選擇和方案評述按給定的設計參數(shù)，設計題目是 1700 橫切機組的圓盤式剪切機有兩中類型，一種是一般的切邊圓盤剪。有的設有測速電機，另一種靠帶鋼拉動圓盤剪刀進行剪切稱為拉剪。設計方案選擇設有測速機構的圓盤剪，其結構示意圖如圖2.1。1. 帶電機擺線針輪減速器 2. 徑向調(diào)整減速機 3. 調(diào)整絲桿 4. 刀盤5. 離合器 6. 測速機構 7. 減速機 8. 電機 9.10.11.12 同步齒輪13. 刀盤側(cè)向間隙調(diào)整裝置 14. 機座移動機構 （寬度調(diào)整機構）圖 2.1 圓盤剪結構示意圖該圓盤剪裝在橫切機組上，用來剪切厚度為 0.6~2.5 毫米，寬度為700~1500 毫米的帶鋼。剪刃線速度為 1~3 米/秒。7每個圓盤刀片均以懸臂的形式固定在單獨傳動的軸上，刀片數(shù)目為兩對，電機驅(qū)動兩根旋向相反的螺桿，帶動固定在左右機架下方的螺母，實現(xiàn)左右機架的同時開合。主傳動由電機 8 通過減速機 7 同時傳動兩對刀盤，上刀盤與齒輪 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(diào)整刀盤徑向間隙（調(diào)整上刀盤位置）各齒輪能很好的嚙合。刀盤徑向調(diào)整通過帶電機的減速機 1，調(diào)整減速機 2，及調(diào)整螺絲帶動上刀盤軸的軸承座沿著架體內(nèi)滑道上下移動。在剪切機下部設置機架橫移機構，由電機通過行星減速機傳動左右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作相同或者相反移動從而達到調(diào)整帶鋼寬度的目的。該設計方案做下列改進：其一,徑向間隙調(diào)整比偏心套調(diào)整可靠利用連桿機構比萬向接軸精度高。其二，寬度調(diào)整采用行星擺線針輪減速機比蝸桿減速機效率高占地空間小。最后增加了測速機構，為電機提供信號，為電機達到精確的轉(zhuǎn)速提供的保障，從而使整機更完善。由以上所述方案是比較好的，并且可行的。83. 電機容量的計算3.1 定性選電機電動機分交流電動機和直流電動機兩種，由于直流電動機需要直流電源，結構較復雜 價格較高，維護比較不便等缺點，因此無特殊要求是不宜采用。冶金行業(yè)生產(chǎn)單位一般為三相交流電源，因此，應選用交流電動機，同時交流電動機又分為異步電動機和同步電動機兩類，我國新設計的 Y 系列三相籠型異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其具有以下優(yōu)點：1、結構簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便； 2、適用于不易然，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上；3、由于起動性能較好，也適用與某些要求起動轉(zhuǎn)矩較高的機械。由于圓盤剪切機屬于一般冶金機械設備，無特殊要求，連續(xù)工作時間長，要求起動性能好，起動轉(zhuǎn)矩較高，故選擇交流異步電動機 Y 系列。3.2 選擇電動機的容量1、圓盤刀片尺寸 圓盤刀片尺寸包括圓盤刀片直徑 D 及其厚度 。圓盤刀片直徑 D 主要決定于鋼?板厚度 h，查《軋鋼機械》得其計算公式為：（3.1)1cos????h上式中的最大咬入角 ，一般取為 ~ 。 值也可以根據(jù)剪切速度 V 來選1??05取，同時當咬入角 = ~ 時，我們可以引用一個經(jīng)驗公式，圓盤刀盤直徑?05通常在下列范圍內(nèi)選取D=(40~125)h (3.2)帶入數(shù)值計算得：D=125 2.5=312.5 mm?9圓盤刀片厚度 一般取為?(3.3)D)1.0~6.(??帶入數(shù)值計算得：mm25.31.0?D同時得一般圓盤刀片直徑、厚度與被剪切帶材厚度的關系，可取的各數(shù)值：D=270 mm、 =20 mm，為了保證剪切力及刀片的強度和使用壽命，我們?nèi)?=30 mm。?2、上下刀盤的徑向間隙 S 取預定值 0.3 mm。3、剪切速度 V 取預定值 3 m/s。4、剪切力與剪切功率 作用在一個刀片上的總的剪切力是由兩個分力所組成的，即21P??式中 —純剪切力；1p—鋼板被剪掉部分的彎曲力；2PhdxqdPx??1式中 —作用在接觸弧 AB 水平投影單位長度上的剪切力。xq由相對切入深度知hx??tan2?微分后得 ??dxtan2?所以純剪切力為??hdxp?1????dtan2ahtn2?10式中的 值可利用平行剪單位功數(shù)據(jù)。a在圓盤剪上冷剪時， 值可按下面公式計算a=120??bbK?21 %206?式中取系數(shù) ， 為金屬材料延伸率，查手冊取 20%。12K???所以 NahP?tn21?10t5.2?3107.?查《軋鋼機械》總剪切力的計算公式為(3.4))tn(1?Zp?N30752.4??考慮到刀刃磨鈍的影響，增大 15%~20%，這里取增大 20%。N331072.5%)1(. ???P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(qū)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(zhuǎn)動一對刀盤所需之力矩為(3.5)?sin1PDM?N m8.26?而驅(qū)動圓盤剪的總力矩為 )(21n??式中 n —刀片對數(shù)M2—一對刀片軸上的摩擦力矩， ，其中 為刀片軸軸頸的直?PdM2徑，這里取 =170mm， 為刀片軸承處的摩擦系數(shù)，查手冊取d0.004。所以總的力矩為 =544.11 N m)(21n???查《軋鋼機械》圓盤剪電動機功率可按下式確定(3.6)??DMvN1011式中 —考慮刀片與鋼板間摩擦系數(shù)， =1.1~1.2；1?1?—鋼板運動速度，m/s；v—傳動系統(tǒng)效率， =0.93~0.95。??代入數(shù)據(jù)后=15.6 KW?DMvN102?3.3 確定轉(zhuǎn)速根據(jù)以上計算所得數(shù)據(jù)，查找專業(yè)手冊，選取合適電機。容量相同的同類的電動機，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列，此種情況下我們綜合考慮，分析比較電動機及傳動裝置的性能、尺寸、重量和價格等因素，再考慮到機械在實際中的運轉(zhuǎn)，他的可靠性與電機相連接的減速機，以及以后的發(fā)展，適當?shù)脑黾与姍C功率，最后選同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 的電動機。綜上，選取電機型號為：Y180L—4，其主要性能見表 3.1表 3.1 電機主要性能參數(shù)表型號 額定功率/KW轉(zhuǎn)速/(r/min)電流/A效率（﹪） 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 重量/KgY180L—422 1470 42.5 91.5 2.2 1903.4 電動機的校核12電機的校核主要是針對電機的過載能力校核。過載能力是指電動機負荷運行時，可以在短時間內(nèi)出現(xiàn)的電流或轉(zhuǎn)矩的允許倍數(shù)，對不同類型的電動機不完全一樣，對異步電動機來說，校核其過載能力時即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 時，要考慮到交流電網(wǎng)電壓可能向下波動 10%~15%，因?此，最大轉(zhuǎn)矩按（0.81~0.72） 來考慮，他應該比負載最可能出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)NT矩大。齒輪轉(zhuǎn)速： = =212.3 r/minn?dv其中： d—齒輪的分度圓直徑，單位：mm 負載最大轉(zhuǎn)矩： 2WT?1.54=272.06 N m?傳動比 nid?= 3.21470=6.92粗略計算電動機的最大轉(zhuǎn)矩 iT?max= 92.607=40.35 N m?由電動機的參數(shù)可知 .2?額 定 扭 矩最 大 扭 矩?(3.7)dNnPT095= 1472?=142.63 N m?其中 —電動機額定轉(zhuǎn)速，單位： r/mindn13所以 63.142.702.??NT?=226.40 N m 40.35 N m =??axT故安全。4. 主要零件強度計算校核4.1 齒輪的計算與校核4.1.1 齒輪的計算1、齒輪種類：根據(jù)傳動方案選擇直齒圓柱齒輪2、齒輪選材依據(jù)：齒輪材料必須滿足工作條件的要求，應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形辦法及熱處理和制造工藝等。初選材料： 鋼#45表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 2693、機械性能：查《機械設計手冊》可知：=980 MPa =835 MPaB?S?4、初定齒輪參數(shù)：模數(shù) m=5 齒數(shù) =47 分度圓直徑 =235 mm 2Zd壓力角 =1 =0.25 0???ah?c?0??x=225 mm =245 mm =10mm B=80 mmfddh與之嚙合的齒輪齒數(shù) =601Z145、齒輪受力分析齒輪傳動一般均加以潤滑，嚙合輪齒間的摩擦力通常很小，計算輪齒受力時，可不予考慮。從作用力來說，沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷 垂直于nF齒面，為了計算方便，一般將法向載荷 在節(jié)點 P 處分解為兩個相互垂直的分nF力，即圓周力 與徑向力 ，如圖 4-1，由此得：tFr 12dTt??antrFcostn式中： —小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 N·mm；1T—小齒輪的節(jié)圓直徑，對標準齒輪即為分度圓直徑，單位為 mm；d—嚙合角，對標準齒輪， = °。??20圖 4-1 齒輪受力分析4.1.2 按接觸疲勞強度校核15齒輪在工作齒面發(fā)生的失效較多，如齒面磨損、點蝕、膠合等。所以對齒輪進行接觸疲勞強度計算是必須的，下面首先按接觸疲勞強度校核。查文獻[3 ，199]其計算公式為：(4.1)1tHHEKFuZbd?????????其中： —齒面接觸應力，單位： MPaH—齒面許用接觸應力，單位：MPa ???—載荷系數(shù)K—齒輪所受切向力，單位：N tF—齒寬，單位： mm b—齒輪分度圓直徑，單位：mm 1d—齒數(shù)比u—區(qū)域系數(shù)HZ—彈性影響系數(shù)，單位： MPaE1、求齒面接觸應力 H?(1)求 K= (4.2)KAv??其中：—使用系數(shù)A—動載系數(shù)vK—齒向載荷分配系數(shù)?—齒面載荷分配系數(shù)?根據(jù)《機械設計》表 10-2 可查得： =1.5；AK16圖 10-8 根據(jù) v=3m/s 可查得： =1.18；vK表 10-3 可查得： = =1.2；?HF表 10-4 可查得：=1.15+0.18（1+0.6 ） +0.31?HK2d?b310??其中 = = =0.11592d???????b3580=1.15+0.18（1+0.6 0.1159） 0.1159 0.31?H??8013?=1.15再根據(jù) =8 查[3，圖 10-13]可得： =1.16;108?hb?FK所以： = =2.44Av?H?(2) =272.06 N mm21WTF?310??= =2315 Ntd=843 N?antr?=2463 NcostnF(3) u= =1.2712Z(4)根據(jù)齒輪材料查表《機械設計》10-6 可得：=188 MPaE(5) = =2.5HZ2sinco??所以： =344.52 MPa1tHHEKFuZbd?????2、求許用應力 ??H17= (4.3)??H?limHNKS?其中： —為接觸疲勞安全系數(shù)，可取 =1；HSH—為壽命系數(shù)；NK—齒輪接觸疲勞極限，單位：MPa；limH?(1)求 N齒輪應力循環(huán)次數(shù) =60 = 次NhnjL91023.?查《機械設計》圖 10-19 可得： =0.93HK(2)求 limH?根據(jù)材料查《機械設計》圖 10-21(續(xù))可得：=860 MPa；limH?所以 = =799.80 MPa??limHNKS?3、校核顯然， =799.80 MPa 344.52 MPa = ，故安全。??H?H?4.1.3 按彎曲疲勞強度校核查《機械設計》 = (4.4)FtFSKYbm?????F其中：—齒輪齒根彎曲應力，單位： MPa F?—齒輪彎曲疲勞許用應力，單位：MPa ??—齒輪模數(shù)m—齒輪系數(shù)?FY—應力校正系數(shù)S181、求齒輪齒根彎曲應力 F?= tFSKYbm??(1)根據(jù) =47 查文獻《機械設計》表 10-5 采用插值法求得：1Z=2.33?F=1.69SY(2) 2.46KAVFK??????所以： = 56.06 MPaF?2、求齒輪彎曲疲勞許用應力 ??= (4.5)FNKlimFS?式中：—彎曲疲勞強度安全系數(shù)，取 =1.5FSF—壽命系數(shù)NK—齒輪彎曲疲勞極限，單位：MPa limF?(1)求 N根據(jù)應力循環(huán)次數(shù) N= 查《機械設計 》圖 10-18 可得：91023.?=0.83FNK(2)求 limF?根據(jù)《機械設計》圖 10-20(完)可得：=700 MPalimF?所以 = =386.4 MPa??NKliFS?3、校核顯然， =386.4 MPa 56.06 MPa = ，故安全。??F?F?194.2 傳動軸的強度校核計算刀盤的力主要集中在刀盤軸上，且刀盤軸所承受的轉(zhuǎn)距最大，因此對刀盤軸進行計算校核是十分有必要的。軸的結構都應該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；軸上的零件應便于裝拆和調(diào)整；軸應具有良好的制造工藝性等。4.2.1 軸的材料及其機械性能1、材料： 鋼#45表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 2692、機械性能：查《機械設計手冊》可知：=980 MPa =835 MPaB?S?由《機械設計》表 15-1 可查得：275 MPa1???=155 MPa?4.2.2 軸上零件布置及基本參數(shù)1、擬定軸上零件的布置方案根據(jù)軸上齒輪、軸承、軸承蓋等零件的裝配方向、順序和相互關系，軸上零件的布置方案如圖 4-2(a)所示；20圖 4-2(a) 軸的主要尺寸及軸上零件布置圖2、軸的基本數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)速 = = =212.3 r/min。n?dv6012703???4.2.3 按彎扭合成進行軸的強度校核1、軸的結構及尺寸，如圖 4-2(b)所示；2、對軸進行受力分析與強度校核計算(1)軸的驅(qū)動力矩： 驅(qū)動一對刀盤的力矩為 M=544.11 NM=544110 N·mm一根刀盤軸上的轉(zhuǎn)矩為 T= =272055 N·mm25410?M(2)求與此軸配合的齒輪上的作用力= =2315 NtFdT=843 N?antr?(3)計算軸在軸承處所受的支反力垂直面內(nèi)的支反力： = =392.4 NVAF)25694(?r21= =450.6 NVBF)25694(?r水平面內(nèi)的支反力： =1077.5 NHA?)25694(?t=1237.5 NBF)(t(4)計算彎矩垂直面內(nèi)： mmVM?A1l2941?CAl392.4 294 115.8 N·m?30?水平面內(nèi)： 1077.5 294 316.8 N·mHAF1l?3?總彎矩： 337.3 N·m?2HV??228.16.5??22圖 4-2 軸的載荷分析圖(5)作彎矩圖如圖 4-2(d)、(f) 、(g)；作轉(zhuǎn)矩圖如圖 4-2(h)。(6)校核軸的強度根據(jù)軸的結構圖以及彎矩和轉(zhuǎn)矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面，故選截面 C 作彎扭合成強度校核計算，查《機械設計》按第三強度理論有：= (4.6)ca?WTM22)(?????1??式中：— 軸的計算應力，單位：MPa ca23—軸所受彎矩，單位： N·mmW—軸所受轉(zhuǎn)矩，單位：N·mm T—軸的抗彎截面系數(shù)，單位：mm 3—扭轉(zhuǎn)切應力為靜應力時，取 0.3???所以 2.47 MPaca??3221.0)(dTM??查《機械設計手冊》得：=213 MPa??1?故 ，即安全。ca???1?4.2.4 按疲勞強度進行精確校核查《機械設計》 (4.7)2??Sca???其中：—軸的計算安全系數(shù)caS—只考慮彎曲和軸向力時的安全系數(shù)?—只考慮扭矩時的安全系數(shù)?—軸的設計安全系數(shù)S(1)判斷危險截面軸上分布有鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應力集中均將削弱軸的疲勞強度，同時有存在軸徑的變化，但綜合考慮個截面出的配合及軸所受的彎矩，發(fā)現(xiàn) D、E 、F、G、H 幾個截面比較危險，其中 H 面受到的集中力最大，而 E 面受到的合成力矩最大，最后選取 E 面進行校核，E 面右側(cè)軸徑比左側(cè)大，所以只需校核 E 面的左側(cè)。(2)截面 E 左側(cè)抗彎截面系數(shù)：240.1 156090 mmW?3d3抗扭截面系數(shù)：0.2 312180 mmT?3d3彎矩 及彎曲應力 為：Mb?M12l?總=294 mm =60 mm1l22.68 N·mm??50=1.72 MPaWb?扭矩 及扭轉(zhuǎn)切應力 為：TT?=272055 N·mm= = =0.875 MPaT?3128075由前面軸材料的機械特性有：=640 MPa =355 MPaB?S?=275 MPa =155 MPa1?1??過盈配合處 值由《機械設計》附表 3-8 用插入法可求得：??k=2.52??k并取 =0.8 ，故有：??k?0.8??k???0.8 2.52252.016 ?軸經(jīng)磨削加工，由《機械設計》附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為： 85.0???軸未經(jīng)表面強化處理，既表面強化系數(shù)：1q?故得綜合系數(shù)為：+?K?k???2.70?185.02.????k????185.06.2?2.20又由《機械設計》§3—1 及§3—2 可知，碳鋼的特性系數(shù)：=0.1~0.2 取 =0.1????=0.05~0.1 取 =0.05? ?又根據(jù)《機械設計》查得軸在截面 L 左側(cè)的安全系數(shù)為：(4.8)maKS??????159.2(4.9)maS?????180.5(4.10)2??Sca?47.1?安全系數(shù)值 S 由《機械設計 》根據(jù)軸材料均勻性及軸的直徑為 112mm，可