【正文】 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的影響和軸肩，鍵槽和過渡配合對軸強(qiáng)度的削弱綜合考慮可以得到該軸只需要校核左軸承右端軸肩的截面兩側(cè)。 （ 4）軸上零件的倒角和圓角 軸左端倒角為 。參照工作要求選擇 22344CC 型的軸承其尺寸為 mmmmmmTDd 1 4 54 6 02 2 0 ????? ，根據(jù)整體的要求取該段軸的長度為 l =598mm，并且在該段軸上裝有小齒輪，齒輪右側(cè)采用軸環(huán)定位。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 該軸上裝有一個(gè)小齒輪，在小齒輪兩側(cè)裝有兩個(gè)滑動(dòng)軸承。 軸按磨削加工，則可查得其表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸的表面未經(jīng)過強(qiáng)化處理，即 q? =1，則可得到綜合系數(shù)為 11kK ??????? ?? = 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 47 11kK ??????? ?? = 又由合金鋼的特性系數(shù)為 ??? ， ?? ?? ? = 于是計(jì)算安全系數(shù) caS 值按 下列公式可得 ma1KS ??????? ??? = ma1KS ??????? ??? = 22ca SSSSS???? ?? = 故可知其安全。 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)上述公式及表中的數(shù)據(jù)，以及軸為單向旋轉(zhuǎn)，即扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ? =， 得 ca? =101MPa? ?1?? 故軸安全。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力 22ca 4??? ?? 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 45 通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 ? 是對稱循環(huán)應(yīng)力， 而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? 則通常不是對稱循環(huán)應(yīng)力。 載荷 水平面 H 水平面 V 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 42 支反力 F ??F ?NHF 1NVF = ? 2NVF = 彎矩 M 1MH =mm376824465N ? mmN124421513M H2 ?? mm1 2 7 6 7 0 5 8 0 NM V1 ?? mm184590285NM V2 ?? mmN18603877M V3 ?? 總彎矩 1 6 8 6 5 8 8 6M 1 ?? 2 ?? 扭矩 T T=14310675N mm, 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 43 圖中 V 面中的軸向力未標(biāo)出。 （ 3）軸上零件的周向定位 齒輪與軸的配合處采用平鍵連接。已知齒輪輪轂的長度為 340mm，取齒輪處的軸段長度為 338mm，齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩的高度 h ，故取 h =15mm，則齒輪左端軸頸的直徑為 310mm，取其長度為 147mm。 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸上各段直徑和長度。4816? 因 ? 改變不多故參數(shù) ?? 、 ?K 、 HZ 等不必修正。 ? ?111FSaFaYY? = ? ?222FSaFaYY? = 小齒輪的數(shù)值較大 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ?3 21 21n c o s2m F SaFad YYZYKT ??? ??? ?? = 對于計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 nm =18mm，已經(jīng)可以滿足彎曲強(qiáng)度。 ?311 cosZZv ?= ?322 cosZZv ?= 4） 查取齒形系數(shù)。 ?? HHvA KKKKK ? ???? =。 10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 6） 材料的彈性影響系數(shù) EZ = 21MPa 。 2） 選取區(qū)域系數(shù) HZ =。 2） 飛剪機(jī)對精度要求較高選用 7 級精度等級（ GB 1009588） 3） 材料選擇。 （ 5） 能夠滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)系統(tǒng)的特殊運(yùn)行要求。 （ 2） 過載能力大。 其缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)速受電源頻率固定，使用一般交流頻率無法使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，最高僅達(dá) 3600r/min，高速電動(dòng)機(jī)必須要 用變頻器來產(chǎn)生需要的工作頻率，速度控制須改變頻率或者加裝其它回收器，比較麻煩。 代入上面的公式得剪切功率： = ?? =（ KW） 飛剪電 動(dòng)機(jī)的功率 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 N = N=（ KW） 由于 已經(jīng)按照最大值考慮，故上式中忽略不計(jì)傳動(dòng)效率。 圖： 飛剪的剪切過程 綜上計(jì)算，由于 ll? ? 100%1%，故可不考慮拉應(yīng)力對刀片的附加負(fù)載。 具 體機(jī)構(gòu)如下： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 第 3 章 剪切力和電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 剪切力的計(jì)算 根據(jù)飛剪刀片形狀不同，其剪切力可按平行刀片剪斷機(jī)或斜刀片剪斷機(jī)的計(jì)算公式來計(jì)算。上刀架 1（連桿）通過偏心軸 6 與下刀架 2（搖桿）相鉸接。由于上刀架能上下運(yùn)動(dòng)外還可以進(jìn)行擺動(dòng)，故能剪切運(yùn)動(dòng)中的軋件。當(dāng)徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 主曲柄軸 8 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上下刀架作相對運(yùn)動(dòng)，完成剪切動(dòng)作。上刀架 1 在“點(diǎn) 2”與主曲柄軸 8 相鉸接。 通過改變偏心軸與雙臂曲軸（也可以說是導(dǎo)架）的角速度比值，可改變刀片軌跡半徑調(diào)整軋件的定尺長度。雙臂曲柄軸還通過連桿 6（ AB）與導(dǎo)架 10 相鉸接。當(dāng)剪切斷面較大而速度較低時(shí)，飛剪機(jī)為曲柄連桿式。用于小型型鋼廠的曲柄連桿式飛剪機(jī)，軋件速度小于 5m/s，剪切的軋件厚度為 30~70mm。當(dāng)曲柄軸 2（即曲軸）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀架 1 作平移運(yùn)動(dòng)，固定在刀架上的刀片能垂直或近似地垂直軋件。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 2）曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī) 用飛剪機(jī)剪切厚度較大的板帶或鋼坯時(shí)，為了保證剪后軋件剪切斷面的平整，往往采用刀片作平移運(yùn)動(dòng)的飛剪機(jī)。飛剪采用啟動(dòng)工作制。 圖 91 是滾筒式飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖。 1）滾筒式飛剪機(jī) 滾筒式飛剪機(jī)是一種應(yīng)用很廣的飛剪機(jī)。 在剪切軋件時(shí)，剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度 v 如果小于軋件的運(yùn)動(dòng)速度 v0 ，則剪刃將阻礙軋件的運(yùn)動(dòng)，會(huì)使軋件彎曲，甚至產(chǎn)生軋件纏刀事故。在剪切長度給定后，可以在停機(jī)而且剪刃處于剪切位置是，手動(dòng)或自動(dòng)地進(jìn)行定尺的調(diào)整。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 飛剪的基本定尺長度為 500~1000 毫米。當(dāng)夾送矯正裝置送進(jìn)帶鋼的速度與剪切速度出現(xiàn)微量不同步、剪切長度的實(shí)際值與給定值之間出現(xiàn)偏差時(shí)，剪切長度誤差自動(dòng)校正系統(tǒng)的數(shù)字控制裝置；立即啟動(dòng)電液步進(jìn)馬達(dá) 8，進(jìn)行功率放大，通過差動(dòng)齒輪組 9 的調(diào)節(jié)改變夾送矯正裝置送進(jìn)帶鋼的速度。 曲柄擺式飛剪的工作原理 圖 16— 50 表示飛剪的工作原理，夾送矯正裝置由直流電動(dòng)機(jī) 10 驅(qū)動(dòng)，將帶鋼 1 按照給定的速度經(jīng)導(dǎo)板臺(tái)傳送帶 6 傳給剪切機(jī)構(gòu) 12。 3） 采用數(shù)字控制的剪切長度誤差自動(dòng)校正系統(tǒng)和順序控制的定尺長度自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)等，具有較高的自動(dòng)化水平，操作方便、簡單。剪切定尺長度的調(diào)節(jié)是無級的；定尺范圍較寬，為~16 米。最小剪刃側(cè)向間隙值為 毫米，最小剪切厚度為 毫米。為了克服這一缺點(diǎn)改進(jìn)了擺式飛剪，這種改進(jìn)后的飛剪成為曲柄擺式飛剪或施羅曼飛剪。不僅有較大的振動(dòng)和沖擊，影響零部件的壽命和發(fā)生較大的噪音，而且限制了剪切速度的提高；降低了 精度。現(xiàn)代滑塊式擺式飛剪，從結(jié)構(gòu)上分為上擺式和下擺式兩種。 30 滑塊式擺式飛剪 滑塊式擺式定尺飛剪是一種定尺飛剪，用于剪切厚度在 毫米以下的熱連軋帶鋼。在每循環(huán)內(nèi)，帶鋼與剪刃和滑座之間必須保證嚴(yán)格的相互協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。但它經(jīng)常是作為飛剪進(jìn)行連續(xù)式剪切的。這樣，剪切過程不是純剪切，還附加有擠壓作用，從而導(dǎo)致了水平力，使剪刃的磨損加快。其次，曲柄式切頭飛剪的使用也較多。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 其二是采用勻速機(jī)構(gòu)（亦稱同步機(jī)構(gòu)）。換言之，此時(shí)的剪切長度可采用兩種方法來調(diào)節(jié)，即改變刀片的轉(zhuǎn)速 n與改變每剪切一次刀片的轉(zhuǎn)數(shù)。簡單起動(dòng)工作制中的原始位置 1 很重要，它既要滿足起動(dòng)條件，又要滿足制動(dòng)要求。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 圖 10— 53a 表示飛剪開動(dòng)后，刀片由原始位置 1 開始起動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以后，刀片在位置 2 進(jìn)行剪切， 剪切完了進(jìn)行制動(dòng)，刀片停在位置 3，然后反向起動(dòng)，刀片進(jìn)入位置 4，轉(zhuǎn)入爬行速度，在制動(dòng)器的配合下，刀片準(zhǔn)確地制動(dòng)于位置 1，以準(zhǔn)備下一次剪切。為了使軋件被剪下部分的末端不妨礙光電管或機(jī)械開關(guān)在下次剪切時(shí)再次發(fā)生作用，必須使軋件切下的部分與剩余部分之間保證有一定的間隙，一般用增加剪后輥道的速度來保證次間隙逐漸增大而達(dá)到的。 起動(dòng)工作制飛剪的調(diào)長方式 起動(dòng)工作制飛剪用于剪切軋件的頭、尾和剪切長度較長而速度較小的軋件。當(dāng) v0 為常數(shù)時(shí)，剪切長度 L 與相鄰的兩次剪切間隔時(shí)間 t 成函數(shù)關(guān)系。 剪切長度的調(diào)整方式 根據(jù)工藝要求，飛剪要將軋件剪切成規(guī)定長度；對于定尺飛剪，還要能剪切多種定尺長度。 為了保證剪切瞬時(shí)剪切速度的水平分量與帶鋼運(yùn)行速度的同步，應(yīng)設(shè)置勻速機(jī)構(gòu)，或稱同步機(jī)構(gòu)。為了在連續(xù)軋制不停機(jī)的情況下能夠進(jìn)行分卷還設(shè)有快速導(dǎo)向裝置?？梢院喕w剪的機(jī)械結(jié)構(gòu)、提高剪切機(jī)組的產(chǎn)量、改善剪切質(zhì)量。這樣，一方面會(huì)影響軋件的剪切質(zhì)量，另一方面會(huì)增加飛剪的沖擊負(fù)荷，或者使軋件在送料輥道上打滑而損傷軋件的表面。 3） 能滿足軋機(jī)和機(jī)組生產(chǎn)率的要求。 近年來擺式飛剪在結(jié)構(gòu)上有了重大改進(jìn)。下擺式飛剪的慣性力很大，大型飛剪不宜采用下擺式。 帶鋼連軋車間近來多采用擺式飛剪，剪刃作平面平移運(yùn)動(dòng)，剪切斷口質(zhì)量好。國內(nèi)幾臺(tái)比 較先進(jìn)的飛剪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性能見表 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 滾筒式飛剪應(yīng)用比較廣泛，剪刃作簡單的圓周運(yùn)動(dòng)，可以剪切運(yùn)行速度較高的帶鋼。切頭飛剪又有曲柄式和滾筒式兩種；定尺飛剪又有滾筒式、滑座式、擺式和曲柄式等幾種。它通常裝設(shè)在連續(xù)式軋機(jī)的作業(yè)線上，亦可裝設(shè)在獨(dú)立的橫切機(jī)組、連續(xù)鍍鋅和電鍍錫等作業(yè)線上。隨著汽車的制造、食品罐頭、容器包裝、精密儀器、房屋建設(shè)、機(jī)械制造和船舶工業(yè)的迅速發(fā)展以及家用電器和各種日常生活的需求量成倍增長，對冷軋帶鋼的需求量也迅速增加。 本次設(shè)計(jì)主要考慮到近現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，帶鋼的軋制速度逐漸提高，產(chǎn)品的尺寸精度要求日趨嚴(yán)格，對材料的剪切斷面的平整度的要求越來越高等因素，在本次設(shè)計(jì)中對剪切力、剪切力矩、電動(dòng)機(jī)的工作功率進(jìn)行了計(jì)算，并根據(jù)此選取了符合工作要求的電動(dòng)機(jī)。還對飛剪機(jī)內(nèi)的齒輪的模數(shù)以及尺寸進(jìn)行了計(jì)算，對曲軸進(jìn)行了尺寸的確定以及進(jìn)行 了強(qiáng)度的校核。 當(dāng)前，大力發(fā)展冷軋帶鋼的生產(chǎn)，逐漸 提高冷軋帶鋼在軋鋼產(chǎn)品中的比重，迅速提高冷軋帶鋼的質(zhì)量，不斷增加冷軋帶鋼的產(chǎn)品，滿足各個(gè)工業(yè)部門的，特別是與人民生活密切相關(guān)的，輕紡織工業(yè)和日用電器，生活用具等。隨著中小型軋機(jī)產(chǎn)量的增加，剪切品種，規(guī)格和定尺長度范圍的擴(kuò)大，飛剪的形式和結(jié) 構(gòu)得到了相應(yīng)的發(fā)展，在中小型軋鋼車間的應(yīng)用的也更廣泛。應(yīng)用較廣泛的飛剪形式有圓盤式飛剪、滾筒式飛剪、雙臂桿飛剪、曲柄回轉(zhuǎn)式飛剪和擺式飛剪等。但由于剪切斷口質(zhì)量不好，用作定尺飛剪時(shí)，剪切帶剛厚度一般不大于12 毫米。擺式飛剪可分為滑塊式和曲柄式兩種。 不論上擺式或下擺式飛剪，都有較大的慣性力，而慣性力的大小與速度平方成正比，從而限制了剪切速度的提高。上刀架與主動(dòng)曲軸相鉸接，并增設(shè)平衡配重，即得到曲柄擺式飛剪，剪切速度可達(dá) 5 米 /秒。 4） 剪切定尺長度時(shí)，剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)分速度 v 應(yīng)與軋件運(yùn)動(dòng)速度 v0 相等或大 2~3％ ，即 v =（ 1~） v0 ；切頭時(shí)，應(yīng)略大于軋件速度，即v = ；切尾時(shí)，應(yīng)略小于軋件速度，即 v = ，以促使被切掉部分離開軋件本體。 根據(jù)飛剪的基本工藝要求與工作特點(diǎn)，飛剪通常是由剪切機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)剪切長徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 度機(jī)構(gòu)、剪刃間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)裝置組成。 現(xiàn)代化板帶車間的生產(chǎn)率 很高，生產(chǎn)工藝對帶鋼飛剪的要求也不斷提高，主要有以下幾點(diǎn)： 1） 飛剪應(yīng)能在一定溫度條件下剪切規(guī)定的各種材質(zhì)、各種寬度和厚度的帶材，其生產(chǎn)率必須與生產(chǎn)作業(yè)線的生產(chǎn)率相適應(yīng)； 2） 剪切時(shí)，剪刃在帶鋼運(yùn)動(dòng)方向的速度水平分量 vx 必須與帶鋼運(yùn)行速度 vB 保持一定關(guān)系，保證剪切時(shí)帶鋼不被阻擋亦不被拉斷（冷剪時(shí)不超過材料的彈性極限）。 飛剪的具體結(jié)構(gòu)形式，取決與飛剪的工作制度、剪切尺寸范圍、剪切精度以及調(diào)節(jié)定尺長度的方法等，也與配置的電氣、電子控制系統(tǒng)有關(guān)。常見的勻速機(jī)構(gòu)有雙曲柄勻 速機(jī)構(gòu)、徑向勻速機(jī)構(gòu)、非