【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 cosФ 2 =1 R21 0?? 式中 Ф 1 ：剪切軋件厚度為 h時(shí)的開(kāi)始剪切角 Ф 2：剪切終了角 V： 刀片的線速度 h： 軋件的厚度 △：刀片的重疊量 0? ：剪切終了時(shí)的相對(duì)切入深度 由現(xiàn)場(chǎng)資料可知： l=3000mm 取刀片的重疊量： △ =8mm 軋件厚度： h=2?s=2?477= 曲柄半徑： R=21 A+△ =21 x1080+8=548mm 則： cosФ 1 =1 Rh2?? =1 5482 ? ? = Ф 1 =? 由 0? = cosФ 2 =1 R21 0?? =1 54 82 )( ? ??? = Ф 2 =? 則： t= vR3602 π（Ф 1 Ф 2） = 5482)( ? ?????? ?= 剪切時(shí)，剪切的瞬時(shí)速度應(yīng)大于或等于軋件速度的 2%～ 3%取 v=（ 1～ ） v0 . 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 9 所以 v0 == △ l0 =v0 t== 由關(guān)系得： △ l1 =548x（ sinФ 1 sinФ 2） =548x（ ?? ） △ l=△ l1 △ l0 == 則軋件受到的拉應(yīng)力為： ? =ELl? =40000Mpa? = 則刀片上受到的附加載荷 T=F? ? =477mm2 = 則刀片所受合力為： P= ? ?22max TP ? = ? ?22 66 6 ? =13666KN 計(jì)算剪切力矩 為了精確的計(jì)算剪切機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)零件強(qiáng)度和電機(jī)功率，必須計(jì)算出剪切機(jī)的總力矩 由可知剪切總力矩，由剪切力矩，摩擦 力矩和空載力矩組成，即： ??8 M總=Mp +Mf +Mk 式中 Mp ：剪切力矩 Mf：摩擦力矩 Mk ：空載力矩 計(jì)算剪切力矩： Mp 由此可知：剪切力矩 Mp =Pmax Rsin? +TRcos? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 10 式中 ? 為咬入角 由此得：咬入角公式 ? =R ZhA 2 ?? 式中 Z為切入深度： Z= 0? h== 則 cos? = 54 82 32 80 ? ?? = ? =? 所以： Mp =? +? =1690KN m 計(jì)算摩擦力矩： Mf 由此可知一般： Mf= Pmax ?? 2d? 式中 ? ：剪切軸軸承處的摩擦系數(shù)，取 ? = d：剪切軸軸承處的直徑，初步定為 d=200mm 則 Mf= =178KN m 計(jì)算空載力矩： Mk 一般?。?3%～ 5%） Mer ， Mer 為電機(jī)的額定力矩，通常近似取為 Mer = Mp ，所以 Mk =（ 3%～ 5%） Mer =～ m，取 Mk = m。 所以總的剪切力矩： M總=1690+178+= m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 11 E178 KN m169 0KN mMk186 KN mMpMf 圖 矩圖 計(jì)算剪切功 剪切功是為了方便計(jì)算剪切機(jī)功率而需要計(jì)算的量，剪切功與刀片的行程有關(guān)，當(dāng)不考慮刀片磨鈍等因素時(shí)，可按下式計(jì)算： A=??F dz=??F hd? =Fh?? d? 設(shè)а =?? d? а為單位剪切功，它等于剪切曲線 ? =f（ ? ）所包圍的面積，也就是剪切高度為 1mm2 試件所需的剪切力。 由此可得剪切功也可以近似通過(guò)剪切材料的強(qiáng)度極限 b? 和延伸率 ? 近似求出，即： а =（ ～ ） b? ? 由此可知： b? =120Mpa 由此可知： ? = 所以 а == m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 12 電機(jī)功率的計(jì)算 選擇及校核 電機(jī)功率的計(jì)算 由此可知， 預(yù)選主電機(jī)的額定功率 ，可根據(jù)剪切總力矩確定 Mer =?kiM總 式中 M總 ：最大剪切力矩 K： 電機(jī)的過(guò)載系數(shù) i： 系統(tǒng)的傳動(dòng)比 ? ： 系統(tǒng)的傳動(dòng)效率 又 Mer =9550nN 式中 N： 預(yù)選電機(jī)的額定功率 n： 預(yù)選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 所以，電機(jī)的額定功率： P=?ki9550n?總M 又 i=刀nn 所以，電機(jī)的額定功率： P=?k9550n刀總M 剪軸的最大轉(zhuǎn)速 n刀 = R30?? = mm548 s/??? =24r/min 由此可知電機(jī)的過(guò)載系數(shù)，一般取 k=～ ，根據(jù)飛剪機(jī)的工作情況取 k= 的系統(tǒng)的傳動(dòng)效率取 ? = 則 P= ?? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 13 電機(jī)的選擇 剪切機(jī)的電機(jī)有兩種工作制：一種是啟動(dòng)工作制，在傳動(dòng)系統(tǒng)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的飛輪，這種電機(jī)應(yīng)有最小的加速時(shí)間，能夠保證在要求的轉(zhuǎn)角內(nèi)完成啟動(dòng)、加速、剪切、制動(dòng)與停止：另一種是連續(xù)工作制，在傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有飛輪。由于該飛剪在旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)能夠完成整個(gè)過(guò)程，且在該處也不起碎斷作用，所以應(yīng)選用啟動(dòng)工作制的電機(jī)。 考慮到飛剪要實(shí)現(xiàn)可變速和自動(dòng)控制以及平滑的調(diào)速和反應(yīng)靈敏 的要求，所以采用直流電機(jī)。 根據(jù)選擇直流電機(jī)的型號(hào)為： Z4—— 450— 42 額定功率： Per =600kw 額定轉(zhuǎn)速： ner =1000r/min 所選的電機(jī)功率大于計(jì)算的功率，所以電機(jī)的功率滿足要求。 電機(jī)的校核 電機(jī)的發(fā)熱校核 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩： Mer =9550erernP? =9550 1000600? = m 系統(tǒng)的空載力矩： Mk =（ 3%～ 5%） Mer 取 Mk =5% Mer Mk =5% Mer == m 軸承處的摩擦力矩： M1m =P1 21d?? =FA 2d?? = = KN m M2m =P2 22d?? =FB 2d?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 14 == KN m M3m =P3 23d?? = FA 2d?? == KN m M4m =P4 24d?? = FB 2d?? = = KN m 總的摩擦力矩： M總 = M1m + M2m + M3m + M4m =++= KN m 總的靜力矩： M靜總 = M總 + Mk +Mg =++= KN m 電機(jī)工作圖： rtt1 t2 t3 N mtMk MkMg 圖 計(jì)算各工作時(shí)間： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 15 角速度： ? =R?== t1 = 2360 ??? = t2 = 2360 ??? = t3 = 2360 ??? = t總 =2（ t1 + t2 + t3 ） = 則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： MJ = ? ?3222m12k MtM2 tMtt k??總 = ? ? 0 1 2 222 ????? = m Mer MJ 所以電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱滿足要求 傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案的確定 電機(jī) → 減速器 → 聯(lián)軸器 → 軸（齒輪） → 曲柄剪 方案說(shuō)明： ① 高生產(chǎn)率的現(xiàn)代板材生產(chǎn)，要求設(shè)備盡可能的減少維修，提高設(shè)備的利用率，為適應(yīng)此要 求，飛剪的傳動(dòng)齒輪應(yīng)用硬齒面的齒輪。 ② 啟動(dòng)工作制的飛剪，啟動(dòng)、制動(dòng)較為頻繁，對(duì)傳動(dòng)齒輪有較大的沖擊，當(dāng)齒輪的內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 16 嚙合間隙 較大時(shí)，不僅噪聲大，而且還加大了剪刃間的側(cè)間隙，直接影響剪切的質(zhì)量，故齒輪的嚙合間隙 應(yīng)盡量減小。 齒輪的總體設(shè)計(jì) 飛剪機(jī)的傳動(dòng)齒輪采用硬齒面，齒輪嚙合時(shí)的側(cè)向間隙為零，而且該傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1的齒輪傳動(dòng)，故根據(jù)總體傳動(dòng)的概念，應(yīng)將齒輪設(shè)計(jì)為一致的情況。 選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力 齒輪材料為 45 鋼，表面淬火處理，硬度為 40— 50HRC，根據(jù)圖 10— 20 及圖 10— 21?。? 齒根彎曲疲勞極限： limF? =360Mpa 齒根接觸疲勞極限： limH? =1160Mpa 按輪齒的 彎曲疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì) 根據(jù)式 10— 5 得： m≥ ? ?32112 ???????? ?FSaFadYYzKT ?? 根據(jù)上式計(jì)算得： m≥ 3 211 ????????FpdFSz YKT?? 式中 T1 ： 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩 YFS ：齒形復(fù)合系數(shù) 確定許用彎曲應(yīng)力 Fp? 根據(jù)式得： Fp? =NF STF YS Y ?limlim? 式中 STY ： 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)， STY =2 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 17 YN ： 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，一般去 YN =1 S limF ： 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 S limF = 則 Fp? = 12360 ??=313Mpa 計(jì)算傳動(dòng)齒輪上的名義轉(zhuǎn)矩： T1 =9550erernN? =9550 600600? = m 選取載荷系數(shù)： K= 初步選定齒輪的參數(shù) Z： 取 Z=60 確定齒形復(fù)合系數(shù) YFS 因兩齒輪所選的材料及熱處理