【導(dǎo)讀】冷剪機(jī)是在冶金工業(yè)中經(jīng)常用來對軋件進(jìn)行切頭、切尾或者切定尺的機(jī)械設(shè)備。早期的冷剪機(jī)由于結(jié)構(gòu)比較笨重而且沒有快速換刀裝置，導(dǎo)致生產(chǎn)效率比較低，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(jī)。剪切機(jī)主要包括剪切部分及傳動部分。剪切部分采用上切式斜刃刀片的剪切方式，大大。傳動部分采用電機(jī)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(jī)構(gòu)的特點在于用大齒輪代替飛。型棒材生產(chǎn)線或是無縫鋼管管坯的剪切。

　　

【正文】 副兩運動副元素為面接觸，壓強(qiáng)較小，故可以 承受較大的載荷；且有利于潤滑，磨損較小；此外，運動副元素的幾何形狀簡單，便于加工制造。 在連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)原動件的運動規(guī)律不變時，可用改變各構(gòu)件的相對長度來使從動件得到不同的運動規(guī)律。 在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上各點的軌跡是各種不同形狀的曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相對長度的改變而改變， 從而得到形式眾多的連桿曲線， 設(shè)計時可 以利用這些曲線來滿足不同的設(shè)計要求。 剪切機(jī)的連桿要裝在偏心軸上，由于 曲軸 軸徑的變化使得連桿不是一個整體，而是由連桿體和調(diào)節(jié)螺栓組成的。所以可以通過調(diào)節(jié)連桿長度來達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的目的。調(diào)節(jié)螺栓下部的球 頭與滑塊相聯(lián)接，連桿體上部的軸瓦與曲軸聯(lián)接。用扳手轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺栓，即可調(diào)節(jié)連桿長度。 為了 防止裝模高度在剪切過程中由于沖擊載荷自動改變，所以在機(jī)構(gòu)中設(shè)有鎖緊裝置，由鎖緊塊和鎖緊螺栓組成。鎖緊塊上開有正反扣內(nèi)螺紋，與鎖緊螺栓的正反螺紋相配合。鎖緊螺栓可使鎖緊塊壓緊調(diào)節(jié)螺栓，達(dá)到防松的目的。 壓板機(jī)構(gòu) 壓板機(jī)構(gòu)對于保證軋件的斷面質(zhì)量、防止鋼材 翹頭都有重要的作用。另外增加壓板后大大減少了側(cè)向推力 T，從而減少了滑板的磨損，減輕了設(shè)備的維修工作量，提高了設(shè)備的作業(yè)率。 本設(shè)計的壓板機(jī)構(gòu)采用 QGB250 50 氣缸作為動力源 ，直接帶動一個裝有彈簧緩沖的壓緊頭。用壓縮空氣作為介質(zhì)。在行程控制開關(guān)的作用下，壓緊頭隨偏心軸的轉(zhuǎn)動而上下動作，達(dá)到壓緊固定被剪鋼材或軋件的目的。該裝置操作簡便，維修容易。且能夠滿足生產(chǎn)需要。 上刀臺平衡機(jī)構(gòu) 上刀臺的平衡裝置采用了三點平衡，傳動側(cè)有一個平衡油缸，操作側(cè)有兩個平衡油缸。在剪切機(jī)的兩側(cè)裝有緩沖彈簧 ，用以緩沖剪切時刀架與機(jī)架所受到的沖擊力。 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 4 主要零件的強(qiáng)度校核 聯(lián)軸器的計算 聯(lián)軸器的類型的選擇 由于需要傳遞較大的轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速較慢，所以本次設(shè)計采用 YLD16 型凸緣聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的載荷計算 公稱轉(zhuǎn)矩： nPT 9550? （ ） 5 0 02 0 09 5 5 0 ??? KN m 由于本設(shè)計屬于壓力機(jī)，轉(zhuǎn)矩變化較大并有強(qiáng)烈的沖擊載荷，所以使用 ?AK 并按下式計算轉(zhuǎn)矩： TKT Aca? （ ） ?? KN m ? KN m 選用的 YLD16 型凸緣聯(lián)軸器，額定轉(zhuǎn)矩為 10 KN m，許用轉(zhuǎn)速 1800 r/min（鑄鐵）、 3000 r/min（鑄鋼） ，可以滿足生產(chǎn)要求。 齒輪強(qiáng)度的校核 齒輪系統(tǒng)的設(shè)計計算如下： 1. 選定齒輪類型，精度登記，材料及齒數(shù)。 ① 選擇用直齒輪圓柱齒輪傳動； ② 速度不高，故選用 [7]級精度； ③ 材料選擇。選擇小齒輪材料為 Cr40 （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS ；大齒輪材料為ZG340640（調(diào)質(zhì) ），硬度為 240HBS ，二者材料硬度差為 40HBS 。 ④ 選小齒輪齒數(shù) 1z ＝ 21，大齒輪齒數(shù) ????? izz ， 取 2z ＝ 85。 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 先進(jìn)行試算： td1 ??3 21 )][(1HEdt ZiiTK ?? ???? （ ） (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù) tK ＝ ； ② 計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 1T ： 1T ＝聯(lián)軸器齒 ?? ?cT （ ） 其中： ?cT KN m； 齒輪效率 齒? 取 ，聯(lián)軸器效率 聯(lián)軸器? 取 ； 將數(shù)據(jù)代入，算得： 1T ＝ ?? KN m ③ 選取齒寬系數(shù) d? ＝ 1； ④ 查取材料得彈性影響系數(shù) EZ = 21aMP ； ⑤ 按齒面硬度查得小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 6001lim ?H? MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 7002lim ?H? MPa； ⑥ 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 小齒輪的轉(zhuǎn)速 ： 18 202 15 001 ???? ii nn 總r/min （ ） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： hLjnN ???? 11 60 （ ） ? ?1530082112260 ??????? ?? 8812 2 ????? iNN （ ） 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ， ?HNK ； ⑦ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 %1 ，安全系數(shù) S =1,則 ? ?1H? ＝ 5 6 41 6 0 i m1 ????SK HHN ? MPa （ ） ? ?2H? ＝ 6791 i m2 ????SK HHN ? MPa （ ） (2) 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ?H? 中較小的值 3 211 )][( HEdtt ZiiTKd ?? ?????? （ ） 1869 32 ?????????????mm ② 計算圓周速度 v 100060 11? ??? ndv t? （ ） 0 0 060 1 2 21 8 6 ?? ??? m/s 計算齒寬 b 18691 ??? td db ? mm （ ） 計算齒寬與齒高之比 hb （ ） 模數(shù) tm ＝ ??Zd t （ ） 齒高 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 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 ； 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(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 : ? ?3 2112 ???????? ??? ???FSaFadYYZ TKm ?? （ ） 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 (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(qiáng)度極限 5001 ?FE? MPa；大齒輪的彎曲疲勞極限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： ? ? 3 0 5 0 1 ????? 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 ? ? 01 30 0 11 ????F SaFa YY ? （ ） ? ? 01 1 77 22 ????F SaFa YY ? （ ） 大齒輪的數(shù)值大。 (2) 設(shè)計計算 ? ?3 2112 ???????? ??? ???FSaFadYYZ TKm ?? （ ） 遼寧科 技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 ? ? 211 0 45 2 ??? ???mm 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m 大于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)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(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的 模數(shù) 并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m ＝ 15mm，按接觸強(qiáng)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)： 2 ????? 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(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)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 ? ? 7 9 5221 ??? dda