【正文】 論文）0第一章 緒論 課題背景及研究的目的和意義通過(guò)此畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生深刻理解專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生能夠充分利用所學(xué)過(guò)的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，從而掌握從事機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化相關(guān)工作的實(shí)際能力。后來(lái)在美國(guó)出現(xiàn)了電動(dòng)式帶曲柄和偏心軸的飛剪，以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)代替了蒸汽驅(qū)動(dòng)。80 年代從德國(guó)引進(jìn)了 2050、2030 熱、冷連軋機(jī)，該軋機(jī)具有世界先進(jìn)水平的板形控制裝備和技術(shù)，還有武鋼引進(jìn)的 1200HC冷軋機(jī)，使我國(guó)的軋鋼裝備達(dá)到世界一流水平。所謂的翁格爾飛剪機(jī)，如圖 11b 所示。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3 研究方法（1）文獻(xiàn)研究法。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 引言 本次曲柄連桿式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)要求區(qū)別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的飛剪機(jī)，整體結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，采用伺服電機(jī)傳動(dòng)，使得飛剪機(jī)的智能化有所提高，可靠性和生產(chǎn)效率也大大提高。剪切機(jī)構(gòu)為兩組基本對(duì)稱(chēng)的四桿機(jī)構(gòu)，連桿做成刀架，刀具直接裝在刀架上，曲柄用偏心輪代替，便于加工，強(qiáng)度較高。接收到剪切信號(hào)后電機(jī)帶動(dòng)飛剪加速到 4 后與帶鋼的運(yùn)動(dòng)速度基本一致，進(jìn)行剪切，剪切完成后減速至2，后反轉(zhuǎn)至 1，在光電測(cè)出鋼板尾部已通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)后，根據(jù)帶坯速度，剪刃會(huì)反轉(zhuǎn)，離開(kāi)等候位置 2 點(diǎn)，退回到開(kāi)始剪切位置 1 點(diǎn)上，當(dāng)發(fā)出切尾信號(hào)后，電機(jī)啟動(dòng)，剪切機(jī)構(gòu)完成一個(gè)循環(huán)過(guò)程 [8]。對(duì)于圓柱體：當(dāng)回轉(zhuǎn)軸是圓柱體軸線時(shí)， ，其中 mJ2rJ?是圓柱體的質(zhì)量，r 是圓柱體的半徑 [11] 。?經(jīng)過(guò)校核，所選各零件的強(qiáng)度均達(dá)到要求。剪切機(jī)構(gòu)是有兩組基本對(duì)稱(chēng)的偏心輪、刀架和搖桿構(gòu)成，非對(duì)稱(chēng)部分主要在于刀架的設(shè)計(jì)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14模數(shù)14085dmZ?齒輪寬度 211240mdb???（4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ??1[]/FFsFkTY?????其中 ，查資料得 ， ，重240b124 .3FY?12 ?合度系數(shù) ，彎曲疲勞極限應(yīng)力 ，? 0MPalimli?， ，??lim6MPaNF??217 ??41 ???????滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒輪其他尺寸的設(shè)計(jì)齒輪的分度圓直徑大于 200mm 小于 500mm，所以采用腹板式齒輪，根據(jù)圖 51 可以算出其他尺寸，齒輪三維模型如圖 52 所示。AD=390。.....。Xd=AD。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16第 6 章 剪切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 引言在飛剪機(jī)中，剪切機(jī)構(gòu)承擔(dān)著剪切帶鋼的重要任務(wù)，它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)很重要，本章將研究剪切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。圖 51 飛剪機(jī)透視圖當(dāng)伺服電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)減速機(jī)減速之后帶動(dòng)下傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)上傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而使得上飛剪和下飛剪同時(shí)運(yùn)動(dòng)，完成剪切。（2）估算軸的基本直徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭曲強(qiáng)度初算軸徑，查資料取 ，則106C?????哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11考慮有鍵槽，將直徑增大 5%， 。通過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)進(jìn)行校核，滿(mǎn)足工作要求。其數(shù)值為 式中 表示2iJmr??i剛體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量， 表示該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直距離,， 求和號(hào)（或ir積分號(hào)）遍及整個(gè)剛體。主傳動(dòng)采用伺服電機(jī)，能夠方便調(diào)速，使飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。 飛剪機(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 應(yīng)與軋件v運(yùn)行速度 相等或 2%~3%，即 。作用有①能了解有關(guān)問(wèn)題的歷史和現(xiàn)狀，幫助確定研究課題。該飛剪機(jī)構(gòu)由上下刀座和兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)組成，完全取消了以往飛剪機(jī)的勻速機(jī)構(gòu)及倍尺機(jī)構(gòu)；利用先進(jìn)電氣控制技術(shù)，從而滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝對(duì)飛剪機(jī)的要求。目前，我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造和從國(guó)外直接引進(jìn)的飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)大多為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，用來(lái)剪切厚度較大的鋼板或鋼坯的飛剪機(jī)多數(shù)采用曲柄搖桿或雙曲柄式兩種機(jī)構(gòu) 。后哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1來(lái)，美國(guó)又設(shè)計(jì)了摩爾根式電動(dòng)飛剪，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。自上世紀(jì)七十年代我國(guó)引進(jìn)現(xiàn)代化的板帶軋機(jī)生產(chǎn)線以來(lái)，板帶材的飛剪機(jī)一直是屬于引進(jìn)的重要設(shè)備之一。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要本文簡(jiǎn)要介紹了軋鋼設(shè)備的地位、作用和飛剪機(jī)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)各種類(lèi)型的飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途進(jìn)行了介紹和對(duì)比。 飛剪機(jī)是軋鋼生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，具有適合剪切大斷面、剪切斷面平直的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中小型軋鋼車(chē)間，承擔(dān)軋件的切頭、切尾分段和事故碎段等任務(wù) [1]。但其較大的慣性力還是限制飛剪運(yùn)行的主要因素 [2]。經(jīng)過(guò)多年的引進(jìn)和消化吸收，我國(guó)的機(jī)械和控制裝備雖有很大的發(fā)展，但我們必須認(rèn)識(shí)到與國(guó)外仍然存在差距。隨著電機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，特別是交流變頻技術(shù)、大型伺服電機(jī)制造及控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)工藝要求復(fù)雜哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2的飛剪機(jī)技術(shù)進(jìn)步起到了革命性推動(dòng)作用。根據(jù)研究目的，通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)來(lái)獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問(wèn)題。 飛剪機(jī)整體方案設(shè)計(jì) 飛剪機(jī)的功能曲柄連桿式飛剪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)定尺剪切，沒(méi)有空切和勻速機(jī)構(gòu)，采用伺服電機(jī)作為主傳動(dòng)，使用 PLC 實(shí)時(shí)控制飛剪機(jī)的轉(zhuǎn)速。飛剪機(jī)箱體內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為 1:1，從下軸輸入動(dòng)力，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使得上下剪刃同步運(yùn)動(dòng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8 飛剪的結(jié)構(gòu)分析 最大剪切力的計(jì)算 飛剪機(jī)上下刀架的合力計(jì)算圖 32 重合度示意圖 飛剪機(jī)動(dòng)力所需功率求解 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量即剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的度量。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 36 伺服電機(jī)安裝尺寸 本章小結(jié)本章介紹了飛剪機(jī)中飛剪的工作循環(huán)，計(jì)算了剪切時(shí)刀架所受的最大剪切力并借此得出了所需的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和驅(qū)動(dòng)功率，選擇合適的伺服電機(jī)。輸出軸部件的設(shè)計(jì)和校核（1）選擇軸的材料由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由一對(duì)傳動(dòng)比為 1 的嚙合齒輪構(gòu)成（圖 51）。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15， ， ，50mad?()??203(.5.)()DD??:01adm??， ， ， ，:41Lb?.5n?圖 52 腹板式齒輪結(jié)構(gòu)圖 53 傳動(dòng)齒輪三維圖 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核 下傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及其校核 剪切機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本章小結(jié)本章主要介紹了飛剪機(jī)本體的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，是整個(gè)飛剪機(jī)設(shè)計(jì)的主要部分，通過(guò)類(lèi)比和查閱資料完成了減速機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和剪切機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足校核要求。BC=30