【導(dǎo)讀】冷剪機是在冶金工業(yè)中經(jīng)常用來對軋件進行切頭、切尾或者切定尺的機械設(shè)備。產(chǎn)品的質(zhì)量也不高。為此，我們設(shè)計了結(jié)構(gòu)更為緊湊的曲柄連桿上切式斜刃剪切機。剪切機主要包括剪切部分及傳動部分。傳動部分采用電機通過聯(lián)軸器帶動減速器代替原來的帶傳動，避免了由。合，通過曲軸帶動連桿的上下運動來完成剪切動作。該機構(gòu)的特點在于用大齒輪代替飛。該剪切機的生產(chǎn)效率比較高且生產(chǎn)成本較低，適用于中小。型棒材生產(chǎn)線或是無縫鋼管管坯的剪切。剪切機在冶金行業(yè)中主要用于板材、型材、型鋼、棒線材的剪切或是剪斷工作。剪切機從不同角度的出發(fā)，有不同的分類方法。剪切金屬的品種及剪切機的剪刃形狀與配置等方式。剪切機的機械傳動裝置是剪切機的重要組成部分。正確的選擇傳動裝置將在很大程。行減速，使剪切機構(gòu)獲得所需的剪切次數(shù)。通常中、小型剪切機采用交流電動機驅(qū)動，度比較慢，一般多采用直流電動機驅(qū)動，工作制為啟停式工作制。

　　

【正文】 tm ＝ ??Zd t （ ） 齒高 h ＝ tm = （ ） ??hb 計算載荷系數(shù) 根據(jù)圓周速度 ?v m/s、 8級精度，查表得動載系數(shù) ?vK ； 科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 21 頁 直齒輪，假設(shè) bFK tA? ，查表得： , ?? FaH KK ? ； 使用系數(shù)取為 AK =1； 8級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時， ? ? bK ddH 322 ?????? ??? （ ） 代入數(shù)據(jù)，算得 ?HK = 由 hb ＝ 、 ?HK ＝ ， 查圖表，得 ?FK =,故載荷系數(shù)： ?? HHVA KKKKK ???? （ ） ????? ③ 按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，得： 311 tt KKdd ?? （ ） 1 9 6 1 8 8 6 9 3 ??? mm 計算模數(shù) 11Zdm? （ ） ?? mm 3. 按齒根彎曲強度設(shè)計 彎曲強度的設(shè)計公式為 : ? ?3 2112 ???????? ??? ???FSaFadYYZ TKm ?? （ ） (1) 確定公式內(nèi)得各計算數(shù)值 ① 查 圖表得小齒輪得彎曲疲勞強度極限 5001 ?FE? MPa；大齒輪的彎曲疲勞極限科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 22 頁 4002 ?FE? MPa； ② 查圖表得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK , ?FNK ； ③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S =,則： ? ? 300 ????? SK FEFNF ??MPa （ ） ? ?aFEFNF SK 222 ?? ?? = ?? MPa （ ） ④ 計算載荷系數(shù) K 5 4 5 ????????? ?? FFVA KKKKK （ ） 查取齒形系數(shù)， ?FaY ， ?FaY ⑤ 查取正應(yīng)力校正系數(shù)， ?SaY , ?SaY ⑥ 計算大小齒輪的 ? ?FSaFa YY?? 并加以比較 ? ? 300 11 ????F SaFa YY ? （ ） ? ? 22 ????F SaFa YY ? （ ） 大齒輪的數(shù)值大。 (2) 設(shè)計計算 ? ?3 2112 ???????? ??? ???FSaFadYYZ TKm ?? （ ） ? ? 211 2 ??? ???mm 科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 23 頁 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于按齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接 觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎 曲強度算得的 模數(shù) 并圓整為標準值 m ＝ 15mm，按接觸強度算得的分度圓直徑 1d ＝ 320mm,算出 小齒輪齒數(shù)： mdZ 11? （ ） ?? 取 211?Z 。 大齒輪齒數(shù)： ????? ZiZ （ ） 取 852 ?Z 。 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免了浪費。 4. 幾何尺寸計算 (1) 計算分度圓直徑 mZd ?? 11 （ ） 3151521 ??? mm 127522 ??? mZd mm （ ） (2) 計算中心距 ? ? 795221 ??? dda （ ） (3) 計算齒輪寬度 科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 24 頁 31511 ??? db d? mm 取 2B , 1B =315mm 5. 驗算 315 11 ???? dTF tKN （ ） 100/ ??? mKNb FK tA KN/m （ ） 合適，故在此設(shè)計中采用上面算得的一對減速齒輪，不作更換。 曲軸的強度校核 圖 曲軸結(jié)構(gòu)圖 圖 曲拐軸強度計算簡圖 由于曲軸傳動不同于 普通直階梯軸的傳動所以其強度校核也不能按照普通的彎扭科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 25 頁 組合來計算，而是采用曲軸所專用的一套強度校核公式來計算，不但可以達到計算的精度要求，而且計算過程簡便，可以大大地縮短設(shè)計的周期。 曲 軸的材料為 CrMo35 其抗剪強度極限與抗彎強度極限分別為： 3 5 M P a8 8 0 M P a9 sb ?? ?? 曲柄軸 截面 Ⅱ 上 的 彎曲 應(yīng)力 為 ： alPM max31?? （ ） 31 ????KN m 式中： al —— 曲柄頸長度； maxP —— 最大剪切力 。 由第三強 度理論得 曲柄軸的 最大 應(yīng)力： 32m a x2 A jw dMM ??? （ ） ? ? ? ? 32626 ?? ???? MPa 式中： maxjM —— 曲軸上最大靜力矩； Ad —— 曲拐軸的軸徑。 由軸的材料 取 曲柄軸的許用應(yīng)力為： ? ? 9 3M Pa2 6 0 ??? ?? MPa 所以軸的強度滿足要求。 參考文獻 [1] 徐灝．機械設(shè)計手冊 （第二版） [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2021. [2] 黃秋波．機械設(shè)計課程設(shè)計 [M]．沈陽：東北大學(xué)出版社， 2021. [3] 劉鴻文．材料力學(xué) [M]．北京：高等教育出版社， 1992. [4] 鄒家祥．軋鋼機械 [M]．北京：冶金工業(yè)出版社， 2021. [5] 鄒家祥． 軋鋼機械理論與結(jié)構(gòu)設(shè)計 [M]．北京：冶金工業(yè)出版社， 1993. [6] 紀明剛．機械設(shè)計 [M]．北京：高等教育出版社， 2021. [7] 孫桓．機械原理 [M]．北京：高等教育出版社， 2021. 科研技能訓(xùn)練 河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 2021 級 第 26 頁 [8] 金宗漢 ． 初軋剪斷工 [M]．北京： 中華人民共和國冶金工業(yè)部 ， 1985. [9] 王金星 ． 不同工作制曲柄連桿式飛剪的設(shè)計 [J]． 鞍鋼技術(shù)， 2021， 3： 6263. [10] 高文喜 ． 冷剪刃淬火工藝改造 [J]． 金屬熱處理 ， 2021， 2： 5354. [11] 羅瑞文 ． 5000KN冷剪機的改進 [J]． 南方鋼鐵 ， 1995， 5： 2021. [12] 歐曦 .500t冷剪機切頭彎曲問題的分析與改進 [J].柳鋼科技， 2021， 3： 5555. [13] 歐曦 .500t冷剪機離合器的改進 [J].柳鋼科技， 2021， 1： 77. [14] R. V. Ramani Krupp Wilputte, W. Faust. The FLEXIR coke oven door system a contrbution to environmental protection [J] . Corporation 152 Floral Avenue, USA, NJ 07974:319327.