【正文】 NH1F = ， NH2F = 并求得 HM = ? V 面： rNV2NV1 FFF ?? 0BCFMACF rN V 1 ?? 由上式聯(lián)立可解得 1NVF = ， 2NVF =63808N 并求得 NV1M = mm ， NV2M = N mm 6．按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 53 W= 取 ? = 則可得 ca? =? ?1?? 故該軸安全。查手冊(cè)截面為 1750hb ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度為 280mm，同時(shí)為了有較好的對(duì)中性采用6p7H配合。 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 綜合考慮取軸承處的直徑為 220mm，因?yàn)檩S承同時(shí)承受有徑向力合軸向力的作用選擇調(diào)心滾子軸承。 輸入軸的設(shè)計(jì)及校核 、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 P= 2n =i1n=174r/min T= mm 因已知大齒輪的分度圓直徑為 2d =1145mm tF dT2? = 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 49 ??costanFF ntr ?=94655N ?tanFF ta? = 選取軸的材料為 40CrNiMo，取 0A =97，于是得 30mind nPA?=165mm， 初步確定軸最小軸頸為 d =170mm。經(jīng)過(guò)插值可查得 ?? =， ?? =； 查表可得軸的材料敏性系數(shù)為 ?q = ， ?q = 故有效集中系數(shù)按式為 ）（ 1q1k ??? ??? ? = ）（ 1q1k ??? ??? ? = 查表可得其尺寸系數(shù) ?? =，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? =。 對(duì)于直徑為 d 的圓軸，彎曲應(yīng)力為WM??，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為TWT?? ，將式中的 ? 和 ? 代入上式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度為 W TMW2 T4WM2222ca ）（）（）（ ??? ???? ? ?1??? 式中： ca? —— 軸的計(jì)算應(yīng)力， MPa； M—— 軸所受的彎矩， N?mm； T—— 軸所受的扭矩， N?mm； W—— 軸的抗彎截面系數(shù)， 3mm ? ?1?? —— 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許 用彎曲應(yīng)力。 1） H 面 ： tN H 2N H 11 FFFF ??? ， 0CDFBDFADF1 tNH1 ?????? 由上式可解得 NH1F = NH2F = 1HM = mm376824465N ? ??M 2） V 面： N v 2N v 1r2 FFFF ??? 0MCDFBDFADF rN v 12 ??????? 由上式可解得 1NVF = ? 2NVF = mm1 2 7 6 7 0 5 8 0 NM V1 ?? V2 ?? ??M （ 6） 校核軸的強(qiáng)度 已知軸上的彎矩和扭矩之后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩較大而軸頸有可能不足的截面）做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。 （ 5） 求軸上的載荷 計(jì)算軸 上的受力，及做出彎扭圖，看出危險(xiǎn)截面，計(jì)算出它的彎矩列于下表中。 8）軸最右端連接測(cè)速裝置的軸段直徑為 80mm，長(zhǎng)度為 95mm。參照工作要求 選擇 22244C 型的軸承其尺寸為 mmmmmmTDd 1 0 84 0 02 2 0 ????? ，根據(jù)整體的要求取該段軸的長(zhǎng)度為 l =265mm 2）取安裝齒輪處的軸段直徑為 280mm，齒輪的右端與右軸承之間采用軸套定位。 （ 1）擬定軸上的裝配方案 軸上裝有大齒輪，兩端裝有軸承，在一段安裝飛剪，在另一端安裝測(cè)速裝置。 （ 1） 計(jì)算中心距 ?cos2 )( 21 nmZZa ??= 取 a 為 （ 2） 改變后的中心距修正螺旋角 ? ?a mZZ n2a rc c os 21 ??? = 3639。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 則： ? ? 111 FEFNF K ?? ? = ? ? 222 FEFNF K ?? ? = 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 39 9） 計(jì)算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較。 ?? FFVA KKKKK ? = 2） 根據(jù)縱向重合度 ?? =，可以查得螺旋角影響系數(shù) ?Y = 3） 確定當(dāng)量齒數(shù)。 已知使用系數(shù) AK =，根據(jù)速度 v = sm/ ，六級(jí)精度，可以查得動(dòng)載系數(shù) vK =； 由接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)表可查得 ?HK =,； 由彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)表查得 ?FK =； 由齒間載荷分配系數(shù)表可得 ?HK = ?FK =。 1N =60nj hL = 810? 2N = 810? 9） 選擇接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK =， 2HNK =。 1T = 60260760009550 ? =13800000 mm, 5） 選擇齒寬系數(shù) d? =。 2. 按照齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 按式 t1d ≥ ? ?3 2d1t 1Tk2 ?????????HHE ZZuu ???? （ 1） 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選 tk =。 1） 根據(jù)工作條件需要選擇斜齒圓柱齒輪。 （ 4） 可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。調(diào)速范圍廣，轉(zhuǎn)速比可達(dá) 1:200。它的轉(zhuǎn)速與頻率成正比，頻率越高轉(zhuǎn)速越快，無(wú)接觸零件不用保養(yǎng)使用期限長(zhǎng)。 連續(xù)工作的飛剪的剪切功率 ，是相鄰兩次剪切時(shí)間 t 秒內(nèi)的平均剪切功率計(jì)算的： = ?t102A （千瓦） 式中 A—— 剪切功，計(jì)算時(shí)按照平均剪切力來(lái)考慮： A= hk2P 其中 P 為最大剪切力， P=54280 公斤； h為板柸斷面高度， h=98mm； k為考慮其他因素的影響系數(shù)， k=2； A= 8254 28 0 ?? =（公斤 ?米） t—— 相鄰兩次剪切的時(shí)間， t=1 秒； ? —— 考慮飛剪機(jī)構(gòu)的摩擦損失系數(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的飛剪，取 ? =5；對(duì)于具有復(fù)雜減速機(jī)的飛機(jī)按和飛剪電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)送料輥時(shí)特別是具有勻速機(jī)構(gòu)時(shí)，可取 ? =15∽ 20。根據(jù)胡克定律，軋件中的拉應(yīng)力應(yīng)為 σ = ll? E≤ e? 剪切時(shí)的刀片咬入角： cosα = R hR )1( ??? 式中 R——刀片回轉(zhuǎn)半徑， R=235mm h——棒材的直徑， h=98mm ∴ cosα = α = ? 刀片的圓周速度： 式中 E—— 彈性模量，軋件在終軋溫度為950℃ 時(shí)， E≈ 4500∽ 5500 公斤 / 。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 方案的確定 本設(shè)計(jì)采用： 由于剪切棒材直徑較大，速度較快，采用連續(xù)工作制，選取曲柄連桿飛剪機(jī)。圖 97為曲柄搖桿式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。因此，當(dāng)主曲柄軸 8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿 1搖桿 9 和連桿 3 使上下刀架作往復(fù)擺動(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? 。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。通過(guò)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)，以獲得平整的剪切斷面。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 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)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 95所昂比曲 柄軸 9（ BCD）鉸接在偏心軸 12 的鏜孔中，并有一定的偏心距 e。為此，出現(xiàn)了一種曲柄 回轉(zhuǎn)聯(lián)合式飛剪機(jī)如下圖。這種飛剪 機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剪切機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性不好，軋件的運(yùn)動(dòng)速度不能太快。刀架 1 作成杠桿形狀，其一端固定在曲柄軸 2 端部，另一端與擺桿 3 相連。 滾筒式飛剪機(jī)的刀片作圓周運(yùn)動(dòng)，上下刀片切入軋件時(shí)，在垂直方向不平行，剪后軋件頭部不平整，故以剪切直徑小于 mm30? 的圓鋼或相應(yīng)的方坯，以及薄板帶為宜。用于切頭切尾的滾筒式飛剪機(jī)，在滾筒上往往裝有兩把刀片，分別用來(lái)切頭和切尾。滾筒式飛剪 機(jī)的刀片作簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，顧可剪切運(yùn)動(dòng)速度可達(dá) 15m/s 以上的軋件。近十幾年來(lái)，采用計(jì)算機(jī)可編程序控制等新技術(shù)的飛剪機(jī)得到了一定地發(fā)展。 第二章 設(shè)計(jì)方案的比較 剪 切 機(jī)的基本要求 飛剪機(jī)的特點(diǎn)是能橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件，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)完成剪切與移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，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)行速度 v0 相等或2%~3%，即 vv 0)~1(? 。通過(guò) 機(jī)械偏心和空切變速箱可以獲得的定尺長(zhǎng)度為基本定尺長(zhǎng)度的 2 倍和 4 倍；機(jī)械偏心和液壓偏心同時(shí)參與剪切，可以獲得的定尺長(zhǎng)度為基本定尺的 8 倍和 16 倍。 曲柄擺式飛剪字啊機(jī)組速度給定值（即夾送矯正裝置送進(jìn)帶鋼速度給定值）不變的情況下，基本定尺長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變曲柄轉(zhuǎn)速和曲柄長(zhǎng)度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。曲柄轉(zhuǎn)速由飛剪主電機(jī)軸上的脈沖發(fā)生器 22 測(cè)定，夾送輥轉(zhuǎn)速由測(cè)量輥 3 上的脈沖 5 測(cè)定。 K 型飛剪可以將帶鋼剪成 500~16000 毫米內(nèi)的任意定尺長(zhǎng)度。對(duì)于有角速度變化的桿件，采用最大慣性能量 的相位彼此錯(cuò)開等方法，降低慣性能量波動(dòng)，使得飛剪具有良好的動(dòng)平衡。剪切速度可達(dá) 300 米 /秒；剪切最大厚度為 3 毫米、寬度為 1530 毫米帶鋼時(shí)，剪切速度為 120 米 /分。 曲柄擺式飛剪機(jī)構(gòu)合理，電氣控制系統(tǒng)較為完善，具有以下特點(diǎn)： 1） 在剪切過(guò)程中，上下剪刃保持平行；當(dāng)帶鋼厚度變化時(shí)，剪刃側(cè)向間隙也能方便地調(diào)節(jié)。 40 曲柄擺式飛剪 慣性力大的固有特性，限制了擺式飛剪剪切速度的提高。 不論是上擺式還是下擺式，上、下刀架均作往復(fù)擺動(dòng)，所產(chǎn)生的慣性力按正弦函數(shù)變化，大小與剪切速度的平方成正比，從而使得這類飛剪的動(dòng)力學(xué)特性變壞。 滑塊式擺式飛剪自五十年代問世以來(lái)，不斷改進(jìn)，日趨完善。 每一剪切循環(huán)完成一次剪切，顯然，定尺長(zhǎng)度 L 取決與剪切循環(huán)的周期 T（兩次剪切的間隔時(shí)間）即： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 TL vB? 式中 vB —— 帶鋼運(yùn)行速度，米 /秒 T—— 剪切循環(huán)周期。上下剪刃每剪一次，滑座將經(jīng)過(guò)前進(jìn)、返回、加速及停車等階段。 滑座式費(fèi)勁愛你通過(guò)滑座的橫向移動(dòng)使上下剪刃與被切鋼帶保持同步，只用搖床使下剪刃上升和下降也可以實(shí)現(xiàn)間斷式剪切。 剪切帶鋼時(shí)，剪刃的位置不能始終保持平行；即開始剪切時(shí)剪刃相對(duì) 于帶鋼的位置是傾斜的，僅僅在剪切終結(jié)是才能垂直與帶鋼。 應(yīng)用最廣的是滾筒式切頭飛剪，其滾筒上有 兩對(duì)剪刃，能夠按工藝要求分別將帶坯頭尾剪切成對(duì)稱弧形。通常 采用直流電動(dòng)機(jī)或通過(guò)裝設(shè)飛剪傳動(dòng)裝置中的變速箱來(lái)達(dá)到改變刀片轉(zhuǎn)速 n 的目的。 由上述公式可知，連續(xù)工作制飛剪剪切定尺長(zhǎng)度 L 取決與刀片的轉(zhuǎn)速 n， 相鄰兩次剪切時(shí)間內(nèi)刀片的轉(zhuǎn)數(shù) K（通常 v0 是常數(shù)）。刀片在位置 1 起動(dòng)，到位置 2 開始剪切，剪切完了進(jìn)行制動(dòng)，刀片在位置 3 轉(zhuǎn)入爬行速度，使刀片準(zhǔn)確的停于位置 1，從而完成一個(gè)剪切周期。在這種情況下，就需要能保證較長(zhǎng)的起動(dòng)和制動(dòng)持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)線路圖來(lái)代替普通飛剪的運(yùn)動(dòng)線路圖。 在調(diào)節(jié)定尺長(zhǎng)度的時(shí)候，通常是不采用移動(dòng)光電管位 置的方法，即改變 Lg值，而采用特殊的時(shí)間繼電器來(lái)改變時(shí)間 tj。對(duì)于不同的工作制度的飛剪，改變時(shí)間 t 的方法亦不相同。如果軋件運(yùn)動(dòng)速度 v0 為常數(shù)，而飛剪每隔 t秒剪切一次軋件，則被剪下的軋件長(zhǎng)度 L 為 )(0 tftL v ?? 即被剪下的軋件長(zhǎng)度等于在相鄰的兩次剪切間隔時(shí)間 t 內(nèi)軋件所走過(guò)的距離。該機(jī)構(gòu)對(duì)帶鋼進(jìn)行的粗矯正，僅能保證帶鋼順利地進(jìn)入上下剪刃間。它有機(jī)械的、液壓的等徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 形式。 為了實(shí)現(xiàn)上述各 項(xiàng)工藝要求，飛剪