【正文】 ................................... 26 6 參考文獻(xiàn) ........................................................... 27 7 外文資料 ........................................................... 28 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 引言 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)要求對(duì)棒材廠直徑 32 厘米棒材進(jìn)行飛剪機(jī)的夾送裝置設(shè)計(jì)，通過(guò)改變大小直齒輪的傳動(dòng)比來(lái)進(jìn)行減速 。 飛剪機(jī)是冶金工業(yè)的重要設(shè)備之一 。 由于設(shè)計(jì)水平有限，時(shí)間緊湊，難免存在錯(cuò)誤，希望各位老師給予指導(dǎo)，并對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中指導(dǎo)老師給予我們的幫助 表示感謝。一是板材，如汽車板、家電板（鍍鋅、彩涂）、鍋爐板、橋梁板、不銹鋼板和管線板等。這些已成為制約鋼鐵行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級(jí)的主要障礙。而我國(guó)鋼鐵行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整還沒(méi)有完成，大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品與下游行業(yè)產(chǎn)品需求存在很大錯(cuò)位。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 三、鋼鐵行業(yè)在２１世紀(jì)的歷史任務(wù) 根據(jù)我國(guó)在２１世紀(jì)的總體發(fā)展戰(zhàn)略，鋼鐵行業(yè)在新世紀(jì)要完成的歷史任務(wù)是： 保證國(guó)家在２０２０年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和２０５０年到達(dá)中等發(fā)達(dá)國(guó)家的戰(zhàn)略目標(biāo)，提供所需的鋼鐵材料，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展；實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的自我完善，完成鋼鐵工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，完成從鋼鐵大國(guó)向鋼鐵強(qiáng)國(guó)的歷史轉(zhuǎn)變。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ，電控元器件水平的提高。兩部分之間由一對(duì)快速響應(yīng)得離合器制動(dòng)器相連接和控制。因此，可以通過(guò) 離合器制動(dòng)器控制實(shí)現(xiàn)在小慣量下起動(dòng)、制動(dòng)，而在大慣量下進(jìn)行剪切。因此，這種飛剪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)方便，控制環(huán)節(jié)少，剪切 精度較高。不可避免地帶來(lái)設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題，而且定尺長(zhǎng)度是確定的，不可 fe 任意調(diào)整，限制了定尺規(guī)格的變化范圍。 近年來(lái)，飛剪機(jī)在世界各國(guó)得到了較快發(fā)展，對(duì)促進(jìn)汽車工業(yè)的發(fā)展起到 了重要作用。由于機(jī)構(gòu)中存在運(yùn)動(dòng)副間隙、機(jī)構(gòu)尺寸誤差和彈性變形，從而使得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)總是偏離其期望值。 起停制飛剪其原理同前面第一節(jié)中所述是一樣的，但是當(dāng)時(shí)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和電氣元器件、控制水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及今日，故這種飛剪 的速度是很低的。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 飛剪機(jī)用于鋼材生產(chǎn)領(lǐng)域已有數(shù)十年歷史，是冶金行業(yè)的重要設(shè)備，可以使生產(chǎn)更加高速化、連續(xù)化，因此，其性能的優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)的質(zhì)量、成材率和定尺率。為此，設(shè)計(jì)開發(fā)了用于帶鋼定尺剪切的飛剪機(jī)。以前，這些開卷線都是帶材在完成定尺送進(jìn)后處于停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行剪切，即所謂的“停剪”，從而限制了開卷線生產(chǎn)率的提高， 而且在定尺送進(jìn)輥加速啟動(dòng)和減速停止過(guò)程中帶材表面 ~ ． q能產(chǎn)生壓痕， ~ x． J于一些對(duì)表面質(zhì)量要求較高的帶材，如不銹鋼、鋁、鍍鋅板等是不允許的。本文就對(duì)新型飛剪機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行初步探討。其特點(diǎn)是啟動(dòng)、制動(dòng)、等待的間隙運(yùn)動(dòng)。上世紀(jì) 70 年代以來(lái)，電力電子、電機(jī)、 變頻控制、計(jì)算機(jī)控制以及其他相關(guān)技術(shù)得到了飛躍發(fā)展，特別是交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。而新型飛剪機(jī)由伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，省去了變速箱。 3）根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。 因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：電機(jī)頻繁啟動(dòng)、單向旋轉(zhuǎn)。這樣制動(dòng)器選擇可以偏小 , 制動(dòng)輪減小 , 飛輪矩值也減小 。 計(jì)算傳 動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 計(jì)算總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 mn 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 wn 可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為： /mwi n n? 480 / minwnr? ? 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 由于減速的范圍較小，所以采用一級(jí)減速直接傳遞到工作軸的方案 。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá) 99%。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。 齒輪傳動(dòng)可做成開式、半開式及閉式。他的工作條件雖有所改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好。 變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟 ： 從機(jī)械原理角度來(lái)看，遇到的變位齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，可以分為如下兩類： （ 1）已知中心距的設(shè)計(jì) 這時(shí)的已知條件是 1z 、 2z 、 m、α、 ，α ， 其設(shè)計(jì)步驟如下： 1）由式 cos cos?， ，α α α α確定嚙合角 cos / cos?， ，α α α α 2) 由式 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α確定變位系數(shù)和 1 2 1 2(x x z z? ? ? ?，inv α inv α ) ( ) / ( 2 t a n α ) 3）由式 ym??，α α 確定中心距變動(dòng)系數(shù) (??，α α )/ 4）由式 12()x x y? ? ?y = 確定齒頂高降低系數(shù) 12()x x y? ? ?y= （ 2）已知變位系數(shù)的設(shè)計(jì) 這時(shí)的已知條件是 1z 、 2z 、 m、α、 1x 、 2x ，其設(shè)計(jì)步驟如下： 1）由式 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α 2）由式 cos cos?， ，α α α α確定中心距 cos / cos?， ，α α α α 3） 由式 ym??，α α 及 12()x x y? ? ?y= 確定中心距變動(dòng)系數(shù) y及齒頂高降低系數(shù) ?y 。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 按齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式（ 109a）： ? ?3211 ???????????HEdtt ZuuTKd ?? 齒寬系數(shù) 取 1a?? 載荷系數(shù) 取 ? 接觸疲勞許用應(yīng)力 ??H? ? ?1 limHN HH K S?? ? 取 121 , , N H NS K K? ? ?代入式中得 ? ?10 . 9 0 6 1 0 5 4 9 ( )1 aH MP? ??? ? ? 2 5501H? ?? ( )aMP? 因 ? ? ? ?12HH??? 故此應(yīng)以 ? ?2H?為計(jì)算依據(jù) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 51 1 10 /T P n?? 10 .N mm?? 將上述各值代入公式計(jì)算所需中心距 ? ?3 211 ???????????HEdtt ZuuTKd ?? 325 2 2 8 90 4 10 4 109 2 ??????????? =176mm 按經(jīng)驗(yàn)公式選取模數(shù) n 1 1m / 17 6 / 22 8tdZ? ? ? 由于工作壓力大，查表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm8? ，所以取 nm8? 。 對(duì)于小齒輪由于尺寸較小不宜采用焊接的結(jié)構(gòu)形式，故采用鑄件的方法。 軸的設(shè)計(jì) 軸設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題和一般步驟 在一般情況下，軸的工作能力取決于它的強(qiáng)度、剛度，對(duì)于高速軸，有時(shí)還取決于它的振動(dòng)性。 高速軸的設(shè)計(jì) ： 初定高速軸的外伸段直徑 由 文獻(xiàn) [3] 可得 3 PdAn? 通常取 A=110 160? 先選材料為 45 鋼 由表 122查得 A=106 117? 則取 110A? 得 3 281 1 0 4 2 .7480d m m? ? ? 在外伸段上有螺紋，所以圓整得軸上的最小軸徑為 76mm。 IVV 段定位齒輪，直徑為 120mm。 長(zhǎng)度： III 段安裝 夾送輥 長(zhǎng)度 96mm。 VVI 段用于安裝 軸承 ，長(zhǎng)度為 28mm。 求作用在軸上的力 1軸的轉(zhuǎn)矩： 6 289 . 5 5 1 0 5 5 7 0 8 3 . 3 3480T N m m? ? ? ? ? 2軸上的圓周力： 2 2 55 70 83 .3 312092 84 .7tTFdN???? ta n ta n 2 09 2 8 4 .7c o s c o s 8 2 03 3 7 7 .9nrtFFN???? ? ???? ta n 9 2 8 4 .7 ta n 8 2 01 3 5 5 .5 7atFF ? ?? ? ? ?? 3軸上的彎矩： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 1 3 3 7 7 .9 3 1 81074172. 2HrM F L? ? ? ?? 2 9 2 8 4 .7 2 5 7 .49 3 0 2 3 3 .1HtM F L? ? ? ?? 所以 2212 1 4 2 0 9 7 .8HHM MM? ? ? 4按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。計(jì)算時(shí)，常將軸上的分布載荷簡(jiǎn)化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分別段的中心。然后求出各支承處的水平反力 FNH和垂直反力 FNV（軸向反力可表示在適當(dāng)?shù)拿嫔?，圖 35c 是表示在垂直面上，故標(biāo)以1NVF? ）。 校核 Ⅶ — Ⅶ 截面 由 文獻(xiàn) [2] 公式（ 12— 13）① ? ? ? ?22 4b? ? ?? ?? ? ? 31 4 2 0 9 7 .8100321 .4 5bMWM Pa? ????? TTW? ?? MPa ? ? ? ?10 75/ 0 .5 8130bb? ? ??? ? ?（由表 12— 1及 12— 1） 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 ? ? 4 M Pa? ? ? ? ? ? 由于 ? ? 150 MPa???? ，因此 Ⅶ — Ⅶ 截面安全。 許多唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 21 故障都與滾動(dòng)軸承有關(guān)。 疲勞剝落 由于載荷和相對(duì)滾動(dòng)作用產(chǎn)生疲勞剝落 ,在表面上出現(xiàn) 不規(guī)則的凹坑 ,造成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊載荷 ,使振動(dòng)和噪聲加大。 膠和 由于潤(rùn)滑不良 ,高速重載 ,造成高溫使表面燒傷及膠和。所以 ? ?()1 . 5 1 3 3 7 7 . 9 0 1 3 5 5 . 5 7 5 0 6 6 . 8 5p r aP f X F Y F??? ? ? ? ? ? 3） 按照軸承樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 C=49500N 的 6020 軸承。 按照表 135，取 X=1， Y=0。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 23 連軸器的選擇 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的按裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心 的滑塊聯(lián)軸器等。 4） 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。在滿足使用性能的 前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。 由于裝置用于飛剪 機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為 ?AK ， 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 mNTKT Aca ????? 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器 ZL5（ GB432384），但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用 ZL5（ GB432384） 其主要參數(shù)如下： 材料 HT200 公稱轉(zhuǎn)矩 mNTn ?? 4000 軸孔直徑 mmd 801 ? ， mmd 652 ? 軸孔長(zhǎng) mmL 142? ， mmL 1071 ? 裝配尺寸 mmA 120? 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 24 半聯(lián)軸器厚 mmb 89? 鍵的校核 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 ： 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼， 由 表 62 查 得 許用擠壓應(yīng)力 [ ] 100 ~ 120p MPa? ? ，取其平均值， [ ] 100p MPa? ? 。雙鍵的工作長(zhǎng)度 ?l=Lb= 35mm=。 由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說(shuō)箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。在我論文完成的每一步都凝結(jié)這老師辛勤的汗水和對(duì)我無(wú)盡的關(guān)心與支持。 最后，要感謝我的家人，是他們的愛(ài)和支持才使我有力量一步步走過(guò)人生每一步，謝謝，謝謝每一位我愛(ài)的還有愛(ài)我的人們