【正文】 主軸轉動帶動曲柄轉動， 從而 通過連桿將旋轉運動變成使滑塊直線運動 (上下往復運動 )，從而來實現剪切。 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 6 本次設計采用的方案 本次設計的簡易剪板機設計的總體方案為電動機經過一級帶輪減速及一級齒輪減速驅動主軸上的 曲柄滑塊機構， 從而 使刀架上下運動，刀架上的刀片對板料進行剪切。 圖 系統(tǒng)傳動簡圖 剪板機的技術參數 此次設計的的技術參數如下： 板料厚度 —— 3mm 可剪板寬 —— 1000mm 滑塊行程 —— 80mm 剪板次數 —— 30 次 /min 剪板機可剪板料的厚度在一定程度上受到剪板機構件強度的限制，最終主要由剪切力來決定。 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 7 忽略一些次要因素， 剪切力可通過式 ()獲得 ： 2 / tanbF K t??? (式 ) 式中： b? —— 被剪板料強度極限 t —— 被剪板料厚度 ? —— 剪切角 K —— 系數 剪切強度一般取 500MPa，如果已知剪切力和其他因素確定，就 可以通過關系式計算出剪板機剪板料的最大厚度。 可剪板寬 ： 剪板機完成一次剪切過程，剪切板料的最大尺寸稱為可剪板寬。對于條料寬度小于剪板機的凹口的剪切方式稱為縱切方式，它能進行多次的剪切，且剪切的尺寸不受限制。當板料剪切 長度為 2021mm以下時，剪板機剪切條料寬度最小公差如表 。 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 8 3 電動機、離合器和制動器 和刀具 的選擇 電動機的選擇 電動機類型和結構形式的選擇 電動機一般分為交流電動機和直流電動機兩種。常用的一種 交流電動機是 三相異步電動機，由于三相異步交流電動機的性能較好， 所以 在機械生產中 使 用最為 廣泛。 根據工作環(huán)境和要求，選用 Y 系列三相異步電動機。 如果電機容量過大，電機效率不高，這樣就 會 導致電機容量不能 夠 充分 的 利用，造成容量浪費 和 不必要的經濟損失；但是選用的電機容量過小的話，也會使電機超負荷工作，使電機過熱過度，這樣 會降低電機壽命，造成不必要的經濟損失。 在確定電動機的功率時，我們也要考慮以下問題對電動機的影響： 1．電動機的過載條件。 2．電動機的發(fā)熱條件。電動機運行一段時間后，其溫度 可以達到一穩(wěn)定狀態(tài)。 該剪板機的剪切厚度為 3mm，根據諾沙里公式， 22t a n 1= (1 )10t a n 1bx xxbhPZyx??? ?????? ? (式 ) 式中： P —— 剪切力大小 b? —— 被剪板料的極限強度，取 500N/mmb? ? x? —— 被剪板料的可延伸率， 25%x? ? 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 9 h —— 板料厚度 3mmh? ? —— 上刀刃的傾斜角度 2??? Z —— 被剪板料的彎曲力系數， ? y —— 前刃側向的間隙相對值， ? x —— 壓具影響系數， ? 由式 ()和式中各參數，可得 223 t a n 2 1= 500 5 ( 1 5 )10 5t a n 2 51 500 83 7P?? ? ? ? ? ? ???? ?? 解得： 41157NP? 根據資料的 Q11 型剪板機，選取功率為 3kw 的 電動機 。 計算傳動裝置的參數 在對傳動比進行分配時，要應考慮以下原則： 1．為了延長裝置的使用壽命和承載能力，選擇的各級傳動的傳動比應保證在一定合理范圍內。 3．設計的傳動裝置的外形輪廓尺寸要緊湊。 總傳動比 =md ni n主 (式 ) 把 960r/minmn ? ， 30r/minn ?主 代入式 ()的，得 32di ? 。 1．計算各軸轉速 軸轉速的計算公式： mnn i? (式 ) 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 10 1 0 960 240 r/m in4mnn i? ? ? 2 01 960 3 0 r/m in48mnn ii? ? ??? 2．計算各軸的功率 查資料得各部件傳動效率： 帶傳動效率： 取 1 ?? 圓柱齒輪傳動效率： 取 2 ?? 軸承 (每對 )傳動效率： 取 3 ?? 所以總傳動效率為： 21 2 3? ????總 (式 ) 把 1 ?? ， 2 ?? ， 3 ?? 代入式 ()，得 221 2 3 6? ? ? ?? ? ? ? ?總 i d iPP??? (式 ) 把 1 ?? ， 2 ?? ， 3 ?? 代入式 ()，得 01 1 3 3 kwddP P P? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?1 220 1 0 2 1 2 3 3 0 .9 5 0 .9 6 0 .9 8 2 .6 3 k wddP P P? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 3．計算軸的轉矩 9550 dd wPT n? (式 ) 式中： dT —— 電動機轉矩； dP —— 電動機功率； wn —— 滿載轉速。剛性離合器 則 通過鍵連接把主動部分和從動部分連接起來。 離合器的結 構 轉鍵式 離合器的一般結構如圖所示： 圖 離合器結構簡圖 離合器操縱機構 轉鍵離合器工作部分的構成關系如圖 所示 ， 中套 2 裝在大齒輪內孔中部，用平鍵與大齒輪連接，跟隨大齒輪轉動。內、外套的內孔上各加工出兩個槽，而曲軸的右端加工出兩個半月形的槽，兩者組成兩個圓孔，主鍵和副鍵便裝在這兩個圓孔中，并可在圓孔中轉動。 如圖 所示。操縱機構上有復位彈簧，可以使離合器復位，這樣大齒輪就繞套筒轉動 (從動軸就停轉動 )，完成一個工作循環(huán)。本次設計采用 的就是 帶式制動器，常用 的有偏心帶式制動器、凸輪帶式制動器和氣動帶式制動器。 1— 凸輪 2— 制動輪 3— 滾輪 4— 杠桿 5— 制動彈簧 6— 制動帶 圖 凸輪帶 式制動器 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 13 的選擇 剪板機的下刀片都具有四個刃。刀架沿弧線運動的剪板機上刀片只宜有兩個刃，而且必須將上刀片用螺釘或者墊片調整為一個空間曲面，因此上刀片的長度盡可能增大以減少接縫數。 刀片頂面應稍低于工作臺面，偏差為 。 T7A,9CrSi， Cr12P1，Cr12Mo 和 Cr6VP 也可作刀片的材料 。 刀片的尺寸參閱下 表 表 刀片尺寸 被剪板厚 h（毫米） 刀片尺寸 T*H（毫米） 螺孔直徑 d（毫米） 1～ 20*60 13 4～ 16 25*80 17 20～ 25 32*120 22 32～ 40 45*150 33 刀片刃部應經常保持清潔，并應涂上含有二硫化鉬或石墨的潤滑脂。工作時 就 是通過皮帶和帶輪之間的摩擦來完成動力的傳遞。 帶傳動中有中間撓性件，所以其具有以下優(yōu)點： 1．在傳動中存在沖擊載荷，帶傳動能減弱沖擊； 2．運行比較平穩(wěn)，且運轉時沒有噪聲； 3．嚙合傳動的制造和安裝是非常嚴格，而帶傳動則沒那么嚴格； 4．帶傳動可以滿足工作場合中需要較大的中心距的要求，即通過增加帶長來調節(jié)適應。此外還具有傳動比較大，傳動平穩(wěn)，成本低等優(yōu)點，故在近代機械中應用廣泛。 確定計算功率 由于帶輪運轉時有較大的載荷變動，還有每天的工作時間應小于 10小時，查表取? ， 計算功率公式： ca AP K P?? (式 ) 其中 ? ， 3kwP? 3 kwc a AP K P? ? ? ? ? 式中： P —— 帶傳動的額定功率 (kw) AK —— 工作情況系數 選擇 V帶的帶型 根據 ? 和主動帶輪 (小帶輪 )轉速 1 960r/minwnn?? ，查 表 選用 A型 V帶。一般情況下，為避免應力過大，應保證 min()dd? 。 3．計算大帶輪的基準直徑 查表得 ,計算大帶輪的基準直徑 2d 21ddd i d?? (式 ) 把 4i? 和 1 112mmdd ? 代入式 ()，得 2 448mmdd ? 。 確定 V帶的中心距和帶輪的基準長度 可根據下面的公式求得中心距。 初定中心距為 0 550mma ? 。 由 《機械設計》第八版 表 2021mmdL ? 。 驗算小帶輪上的包角 由于小帶輪上的包角總是小于大帶輪上的包角，還有小帶輪上的總摩擦力也總是小于大帶輪上的總摩擦力?？紤]到帶 傳動的工作能力，則應滿足以下條件： 1 2 1 5 7 .31 8 0 ( ) 1 2 0dddd a? ?? ? ? ? ? ? (式 ) 把 535mma? ， 1 112mmdd ? ， 2 448mmdd ? 代入式 ()，得 1 144 120? ? ?? ? 確定帶的根數 1．計算單根 V帶的額定功率 為了使傳動平穩(wěn)，各根 V帶受力大小要合適，為了減小帶的受力增加根數， 但根數也少于 10根。 由 1 112mmdd ? 和 1 960r/minn ? ，查 《機械設計》第八版表 ，得 0 ? 。 查 《機械設計》第八版 表 ，得 ? ? ，表 ? ，單根 V帶的額定功率 00()rLP P P K K?? ? ? ? ? (式 ) 把 0 ? ， 0 ?? ， ? ? ， ? 代入式 ()，得 ? 2．計算 V帶的根數 carPz P? (式 ) 把 ? ， ? 代入式 ()，得 ? 取 V帶的根數 3z? 武昌工學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 17 計算單根 V帶的初拉力值的最 小值 根 V帶的初拉力的計算公式： 20 m i n ( 2 .5 )( ) 5 0 0 caKPF q vK z v????? (式 ) 式中： q —— V帶單位長度的質量。 計算壓軸力 為了設計帶輪軸的軸承 ,需要計算帶傳動時軸上要承受的力 PF 。 1442 3 1 7 5 s in N = 9 9 9 N2PF ?? ? ? ? 帶輪的結構設計 V帶輪基準直徑不同，考慮傳動效率和成本等條件，應選擇不同的結構。 1．小帶輪的結構設計 帶輪形狀一般都比較復雜，而且造價成本較高，因此選用 HT 灰鑄鐵，因為它鑄造比較容易，又能達到形狀要求， 還 可以減少加工成本 ； 灰鑄鐵的主要結構成分是鐵與碳，碳含 比較 量高，相應的干潤滑性能也 非常 好， 而且 不容易與其他零件粘接；具有良好的摩擦性能，能減少其打滑 。 (2)確定帶輪的形式。 300mmddd?? (式 ) 根據小帶輪直徑，選用腹板式帶輪。 (3)輪槽的尺寸見表 。 帶輪的寬度： ( 1 ) 2 ( 3 1 ) 15 2 9 m m 48m mB z e f? ? ? ? ? ? ? ? ? 帶輪的外徑長度： 11 2 112 2 4 m m 120 m ma d ad d h? ? ? ? ? ? 輪緣的長度： 1 ( 2) ( 2) 38m m ( 76) m mdd? ? ? ?，取 1 70mmd ? 輪轂的長度： 48mm ?? 又 1 ( 2)Ld? ，取 1 48mmL? 。 δψ 圖 輪槽結構簡圖 2．大帶輪的結構設計 (1)材料： HT200。 初定大帶輪的軸的直徑 46mmd? ，由于大帶輪的基準直徑 2 4 4 8 m m 3 0 0 m mdd ??，所以大帶輪采用輪輻式結構。 (4)輪緣及輪轂的尺寸。 31 290 aPh nz? (式 ) 式中： P —— 傳遞的