【正文】 要求，但占據(jù)空間大，中間環(huán)節(jié)多，安裝精度不易保證。異形套筒與軸之間為裝拆方便一般采用間隙配合，異形套筒和齒輪之間為調(diào)整方便也多采用間隙配合，這樣直接影響齒輪的裝配精度，影響橫切機(jī)上下輪刀的切紙性能。本文所設(shè)計(jì)的瓦楞紙板橫切機(jī)采用脹緊聯(lián)接套這種無鍵聯(lián)接方式, 從而能很好地解決上下輪刀周向相位協(xié)調(diào)的要求，且裝拆更方便，周向和軸向調(diào)整更方便，更節(jié)省空間。脹緊聯(lián)接套借助于錐面的增力作用和自定心作用對(duì)中，降低對(duì)零件的配合精度要求，提高齒輪的安裝精度，使齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)，從而保證橫切機(jī)的切紙精度。無鍵聯(lián)接是指不采用傳統(tǒng)的鍵、銷等進(jìn)行機(jī)械的扭矩傳遞和運(yùn)動(dòng)傳遞的聯(lián)接。無鍵聯(lián)接的基本原理是在軸與輪轂之間采用帶有錐面的彈性環(huán)套類零件，通過施加一定的軸向力,使錐型結(jié)合面產(chǎn)生壓力,從而靠由此壓力產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭矩。 圖 脹緊套聯(lián)接 如圖25a，主動(dòng)齒輪空套在輪刀軸上,通過脹緊聯(lián)接套聯(lián)接。脹緊聯(lián)接結(jié)構(gòu),見上圖25b由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、前錐形環(huán)、后錐形環(huán)及高強(qiáng)度螺栓組成。內(nèi)環(huán)、外環(huán)由彈簧鋼經(jīng)嚴(yán)格熱處理和磨光加工制成，每個(gè)環(huán)上都有一個(gè)縱向開口。內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間有2個(gè)錐形環(huán)，即前錐形環(huán)和后錐形環(huán)，前錐形環(huán)的螺孔沒有絲扣為光孔，后錐形環(huán)的螺栓孔全部有絲扣用于擰緊高強(qiáng)度螺栓，當(dāng)高強(qiáng)度螺栓(一般環(huán)向布置若干個(gè))擰緊時(shí)，前后錐形環(huán)互相拉緊，使內(nèi)外環(huán)產(chǎn)生徑向壓力，利用摩擦力鎖緊，實(shí)現(xiàn)扭距和軸向力的傳遞。以下是受力分析與計(jì)算: 先把脹緊聯(lián)接套當(dāng)一個(gè)整體，設(shè)有n個(gè)聯(lián)接螺栓，每個(gè)聯(lián)接螺栓均施加預(yù)緊力 ，則給前、后錐形環(huán)施加的總軸向力: 在力F的作用下，內(nèi)、外彈性環(huán)對(duì)軸和輪轂分別產(chǎn)生擠壓力1V,再對(duì)前后錐形環(huán)和內(nèi)外環(huán)單獨(dú)進(jìn)行受力分析。例如后錐形環(huán)，其兩錐面受正壓力及摩擦力聯(lián)合作用即力Q，還受到力F作用，畫出力多邊形，見圖26，得出Q與F的關(guān)系式： 圖26 脹緊套聯(lián)接受力分析 (1) 式中:為錐面半錐角； 為摩擦角，摩擦系數(shù) 同理，對(duì)內(nèi)外環(huán)進(jìn)行受力分析可得 (2)從計(jì)算得出脹緊聯(lián)接套可以很好的解決以上提出的問題。前面已提到過，刀輥的中心線與水平軸線交角為6 0，在實(shí)際生產(chǎn)中為了便于安裝,以及整條生產(chǎn)線瓦楞紙都在同一中心線上運(yùn)行,采用機(jī)架斜放使刀輥軸處于中心線位置,刀輥的布置如圖27，中心位置以及交角都是由控制部分和機(jī)械設(shè)計(jì)部分共同協(xié)商得來的數(shù)值，在本次設(shè)計(jì)中，這個(gè)參數(shù)由設(shè)計(jì)要求給出。 圖27 刀輥布置圖 動(dòng)力選擇 此橫切機(jī)涉及到三個(gè)動(dòng)力的選擇：上下刀輥的動(dòng)力選擇上下刀輥是橫切機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于切紙的力量具體需要多大，很難從實(shí)驗(yàn)中得到結(jié)果，產(chǎn)生的彎矩也是難以測(cè)量的，在這種情況下，要選定電動(dòng)機(jī)可以采取類比法，現(xiàn)在很多的橫切機(jī)制造廠商，相同或近似條件下，一般安裝使用的電動(dòng)機(jī)額定功率在都2245Kw之間，所以這次選用的電動(dòng)機(jī)額定功率為37Kw。由給定的裁切長(zhǎng)度范圍，可以計(jì)算出需要的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：所以，電動(dòng)機(jī)選擇型號(hào)為：Y225S4。主要參數(shù)：額定功率：37Kw；滿載轉(zhuǎn)速：1480r/min；滿載電流：63A；效 率：%。電動(dòng)機(jī)在接電源之前首先接了用于控制轉(zhuǎn)速的變頻器，使得從電動(dòng)機(jī)傳遞給刀輥的速度在一定范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的變化。進(jìn)紙輥的動(dòng)力選擇進(jìn)紙輥在橫切機(jī)中的功能主要是用于壓著紙板，使刀輥在裁切后面送進(jìn)的紙板不會(huì)翹起并可以保證紙板的平穩(wěn)輸送，在進(jìn)紙輥前面還應(yīng)安置一個(gè)檢測(cè)編碼器，用作對(duì)送料速度的檢測(cè)，也就是紙板在送到橫切刀裁切時(shí)的速度檢測(cè)。進(jìn)紙輥由于所受到的作用力不復(fù)雜，數(shù)值也比較小，參照現(xiàn)有的橫切機(jī)進(jìn)紙輥電動(dòng)機(jī)，本次設(shè)計(jì)選擇了Y16018型電動(dòng)機(jī)，采用B35安裝形式（BWG），其主要技術(shù)參數(shù)為：額定功率：4Kw；滿載轉(zhuǎn)速：720r/min；滿載電流：6A；效 率：84%。齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方案擬定由于橫切機(jī)的齒輪工作狀況的速度不高，齒輪潤(rùn)滑選用油池浸由潤(rùn)滑,由于齒輪選用的是圓柱齒輪則齒輪尺浸入油面10mm左右,并且設(shè)置油面指示器便于觀察最低油面和最高油面,且設(shè)置在油面穩(wěn)定的部位。第三章 相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 彈性聯(lián)軸器的選型下刀輥與電動(dòng)機(jī)由聯(lián)軸器連接動(dòng)力導(dǎo)入動(dòng)力，再由軸的另一端通過齒輪的一級(jí)傳動(dòng)把動(dòng)力傳給上刀輥。根據(jù)電機(jī)的類型Y225S4型,其中電動(dòng)機(jī)的外聯(lián)軸直徑為60cm,滿載轉(zhuǎn)速為1470r/min,根據(jù)設(shè)計(jì)要求選有彈性薄膜聯(lián)軸器GB/SJ2127,ML12780型,其結(jié)構(gòu)如圖31 圖31 彈性薄膜聯(lián)軸器選用參數(shù)為聯(lián)軸器的軸孔直徑d=80mm，聯(lián)軸器的外直徑D=127mm,聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=35mm。 無鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)及計(jì)算脹緊聯(lián)接套的選擇與精度確定 瓦楞紙板橫切機(jī)的基本工作參數(shù),如下:生產(chǎn)線的走紙速度 180m／s上下輪刀中心距 250mm電機(jī)功率P 37kW軸徑 75mm輪刀轉(zhuǎn)一圈的過程中，不切紙空轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速是變化的，但負(fù)載工作即切紙時(shí)的轉(zhuǎn)速是勻速，刀刃的線速度等于進(jìn)紙的線速度。線速度n 230r/min軸傳遞的扭矩T 1796/m根據(jù)以上數(shù)據(jù)可選擇采用Z280／120型脹緊聯(lián)接套，聯(lián)接螺栓x25共14個(gè)聯(lián)接螺栓機(jī)械性能等級(jí)12．9級(jí)。脹緊聯(lián)接套的校核 脹緊聯(lián)接套聯(lián)接能傳遞的扭矩為內(nèi)環(huán)與軸之間、內(nèi)環(huán)與前后錐體之間、外環(huán)與前后錐體之間、外環(huán)與輪轂之間這4個(gè)扭矩中最小者即內(nèi)環(huán)與軸之間能傳遞的扭矩： (1) 式中：f為內(nèi)彈性環(huán)與軸之間的摩擦系數(shù),因軸與輪轂的材料均為鋼，所以f=對(duì)應(yīng)的摩擦角,前后錐形環(huán)的錐面半錐角,聯(lián)接螺栓個(gè)數(shù)n =14,材料的屈服極限,螺栓危險(xiǎn)截面的面積, 每個(gè)聯(lián)接螺栓能施加給脹緊聯(lián)接套的軸向力即螺栓的預(yù)緊力: (2)代入式(1)，解得。脹緊聯(lián)接套聯(lián)接的承載能力能滿足要求。螺栓的預(yù)緊力靠螺栓的擰緊力矩來實(shí)現(xiàn)。安裝時(shí)只須按要求的擰緊步驟和擰緊力矩?cái)Q緊螺栓即可。 參考文獻(xiàn)[1] 車慶浩，孫誠(chéng)．新型四層瓦楞紙板的性能研究[J]．包裝工程，2006，27(3)：39—77．[2] 和志強(qiáng)，曾文獻(xiàn)．瓦楞紙板橫切機(jī)控制算法研究[J]．河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(3)：75—77．[3] 趙淮．包裝機(jī)械選用手冊(cè)[M]．上冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000．[4] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．第2卷．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993．[5] 孫誠(chéng)．包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．第二版．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005．[6] 遲建．包裝紙盒設(shè)計(jì)系統(tǒng)[J]．包裝工程，2005，26(6)．96—98．[7] 康存鋒,費(fèi)仁員. 高速瓦楞紙板橫切機(jī)控制系統(tǒng)的研究[J ] . 機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2003 , (7) :25～291 [8] QB/ T2498 2000 ,瓦楞紙板生產(chǎn)線[ S] .[9] 遲多功. 機(jī)械式紙板橫切機(jī)的精度控制與調(diào)整[J ] .機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,1998 , (6) :15～161 [10] 楊永才主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)[M]. 北京科學(xué)技術(shù)出版社,1993 [11] 劉鴻文. 材料力學(xué)（第三版）.北京: 高等教育出版社, 1992年9月[12] . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）. 北京: 高等教育出版社, 2001年6月[13] 大連理工大學(xué)工程畫教研室編. 機(jī)械制圖（第四版）.高等教育出版社, 1991[14] 曾志新主編. 機(jī)械工程專業(yè)英語(yǔ). 華南理工大學(xué)出版社 ,1996[15] 廖念釗主編. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 中國(guó)計(jì)量出版社 ,2002第25頁(yè) 共25頁(yè)