【正文】 （ 剪 切 機 構 ）曲 柄 連 桿 機 構 曲 軸 傳 動離 合 器大 齒 輪減 速 器齒 輪 傳 動聯(lián) 軸 器電 動 機 制 動 器 電動機剪切機電動機工作制可分為三種：第一種為啟停式工作制，每次剪切動作都要控制電機啟動—停止，并且在傳動系統(tǒng)中沒有設置專門的飛輪；第二種為連續(xù)工作制，在傳動系統(tǒng)中要設置專門的空切裝置和飛輪；第三種為連續(xù)—啟停式工作制，在傳動系統(tǒng)中設置離合器代替連續(xù)工作制中的空切裝置，避免了啟停工作制電機連續(xù)啟動—停車給傳動系統(tǒng)帶來的沖擊，是一種結合了前兩種工作制優(yōu)點，并且避免了這兩種工作制給傳動系統(tǒng)帶來的額外負擔。電動機的選擇要根據(jù)剪切機的基本要求和設計標準來進行，本剪切機在高速級由開式大齒輪代替飛輪，采用連續(xù)—啟停式工作制。 聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用來把兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器根據(jù)對各種軸與軸之間相對位移有無補償能力可以分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按照是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器。本剪切機選用 YLD16 型凸緣聯(lián)軸器，額定轉(zhuǎn)矩為 ，許用轉(zhuǎn)速mKN?10（鑄鐵） 、 （鑄鋼） 。滿足設計要求，這種連軸器的特點是結構簡min180rmin30r單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不能吸收沖擊。當兩軸對中精度較低時，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動，高速傳動時需要有高的對中和制造精度。 齒輪齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，型式很多，應用廣泛，傳遞功率可達近千萬千瓦，圓周速度可達 。按照齒輪的工作環(huán)境可分為開式、半開式、閉式。sm20通常在開式齒輪傳動，齒輪沒有防塵罩或機殼，齒輪完全裸露在外邊；半開式齒輪傳動則裝有簡單的防護罩，有時還把大齒輪部分浸入油池中，工作條件比開式齒輪有所改善；閉式齒輪傳動通常裝在經(jīng)過精確加工而且密封嚴密的箱體（齒輪箱）內(nèi)，潤滑條件與防護條件與開式或者半開式齒輪傳動相比是最好的，多用在重要場合。齒輪傳動的主要特點有： 效率高 在常用的機械傳動中，以齒輪傳動的效率為最高，通?？蛇_ 99%。這對大功率傳動十分重要，因為即使效率只要提高 1%，也有很大的經(jīng)濟意義。 結構緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間尺寸一般較小。 工作可靠、壽命長 設計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，使用壽命可達一、二十年，這是其它機械傳動所不能比擬的。 傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛的應用，也就是由于具有這一特點。但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。由于設計需要本剪切機采用閉式齒輪傳動。 離合器離合器在機器運轉(zhuǎn)中可將傳動系統(tǒng)隨時分離或接合。對離合器的要求有：接合平穩(wěn)，分離迅速徹底；調(diào)節(jié)和修理方便；外廓尺寸??；質(zhì)量??；耐磨性好并且有足夠的散熱能力；操縱方便省力。離合器的類型很多，常用的可分為牙嵌式和摩擦式兩大類。牙嵌式離合器：由兩個斷面上有牙的半離合器組成。其中一個半離合器固定在主動軸上；另一個半離合器用導鍵或花鍵與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構使其作軸向移動，以實現(xiàn)離合器的分離與接合。牙嵌離合器是借牙的相互嵌合來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的。牙嵌離合器一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處。材料常用低碳鋼表面滲碳，硬度為56~62HRC；或采用中碳鋼表面淬火，硬度為 48~54HRC；不重要和靜止狀態(tài)的離合器，也允許用 HT200 制造。圓盤摩擦離合器：圓盤摩擦離合器是在主動摩擦盤轉(zhuǎn)動時，由主、從動盤的接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩來傳遞力矩的，有單盤式和多盤式兩種。多盤摩擦離合器，它有兩組摩擦盤：一組摩擦盤以其外齒插入主動軸上的外鼓輪內(nèi)緣的縱向槽中，盤的孔壁則不與任何零件接觸，故外摩擦盤可與主動軸一起轉(zhuǎn)動，并可在軸向力推動下沿軸向移動；另一組內(nèi)摩擦盤以其孔壁凹槽與從動軸上的套筒的凸齒相配合，而盤的外緣不與任何零件接觸，故內(nèi)摩擦盤可與從動軸一起轉(zhuǎn)動，也可在軸向力推動下作軸向移動。另外在套筒上開有三個縱向槽，其中安置可繞銷軸轉(zhuǎn)動的曲臂壓桿；當滑環(huán)向左移動時，曲臂壓桿通過壓板將所有內(nèi)、外摩擦盤緊壓在調(diào)節(jié)螺母上，離合器即進入接合狀態(tài)。螺母可調(diào)節(jié)摩擦盤之間的壓力。內(nèi)摩擦盤也可以作成碟形，當承壓時，可被壓平而與外盤貼緊；松脫時，由于內(nèi)盤的彈力作用可以迅速與外盤脫離。摩擦離合器和牙嵌離合器相比，有下列優(yōu)點：不論在何種速度時，兩軸都可以接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動較小；從動軸的加速時間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)；過載時可發(fā)生打滑，以保護重要零件不致?lián)p壞。其缺點為外廓尺寸較大；在接合、分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，故發(fā)熱量較大，磨損也較大。為了散熱和減輕磨損，可以把摩擦離合器浸入油中工作。根據(jù)是否進入油中把摩擦離合器分為干式與油式兩種。摩擦離合器的操縱方法有機械的、電磁的、氣動和液壓等數(shù)種。其中電磁操縱的多盤摩擦離合器可實現(xiàn)遠距離操縱，動作迅速，沒有不平衡的軸向力，因而在數(shù)控機床等機械中獲得了廣泛的應用。由于本剪切機的設計要求及機器制造裝配的需要，選擇電磁式多盤摩擦離合器。 曲軸曲軸通過連桿可以將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橥鶑椭本€運動或作相反的運動變換。常見的曲軸有三種形式：曲軸、曲拐軸和偏心軸。曲軸為壓力機的重要零件，受力復雜，故制造條件要求較高，一般用 45鋼鍛造而成。鍛比一般取 ~3。對于中大型壓力機的曲軸則用合金鋼鍛制。如 40Cr37SiMn2MoV、18CrMnMoB，鍛比需大于 3。對于大型曲軸，有時在支撐頸和曲柄頸的中心處鉆深孔，以改善淬透性，提高機械性能。曲軸支承頸和曲柄頸，加以精車或磨光。為了延長曲軸壽命，在各軸頸特別是圓角處，最好用磙子碾壓強度。 曲柄連桿機構傳動系統(tǒng)把電機的能量傳遞給曲柄連桿機構，通過減速器對電機轉(zhuǎn)速減速，以獲得所需的形成次數(shù)。曲柄連桿機構具有以下一些傳動特點： 連桿機構中的運動副一般為低副。低副兩運動副元素為面接觸，壓強較小，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。 在連桿機構中，當原動件的運動規(guī)律不變時，可用改變各構件的相對長度來使從動件得到不同的運動規(guī)律。 在連桿機構中，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，設計時可以利用這些曲線來滿足不同的設計要求。剪切機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，所以在機構中設有鎖緊裝置，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，達到防松的目的。 壓板機構壓板機構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，減輕了設備的維修工作量，提高了設備的作業(yè)率。本設計的壓板機構采用 QGB25050 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)。在行程控制開關的作用下，壓緊頭隨偏心軸的轉(zhuǎn)動而上下動作，達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。 上刀臺平衡機構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。在剪切機的兩側(cè)裝有緩沖彈簧，用以緩沖剪切時刀架與機架所受到的沖擊力。4 主要零件的強度校核 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： nPT950?（） KN??由于本設計屬于壓力機，轉(zhuǎn)矩變化較大并有強烈的沖擊載荷，所以使用 ?AK下式計算轉(zhuǎn)矩： TKAca?（） KN?? KNm9選用的 YLD16 型凸緣聯(lián)軸器，額定轉(zhuǎn)矩為 KNm，許用轉(zhuǎn)速 r/min（鑄鐵） 、0180 r/min（鑄鋼） ，可以滿足生產(chǎn)要求。30 齒輪強度的校核齒輪系統(tǒng)的設計計算如下：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 （調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280 ；大齒輪材料為Cr40HBSZG340640（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240 ，二者材料硬度差為 40 。HBS④ 選小齒輪齒數(shù) ＝21，大齒輪齒數(shù) ，1z ???iz取 ＝85。2z2. 按齒面接觸強度設計先進行試算： td1??32. 21)][(HEdt ZiTK????（）(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值① 試選載荷系數(shù) ＝；tK② 計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 ：1T ＝ 1T聯(lián) 軸 器齒 ??c（）其中： KNm；937.?cT齒輪效率 取 ，聯(lián)軸器效率 取 ；齒?聯(lián) 軸 器? 將數(shù)據(jù)代入，算得： ＝ KN.??③ 選取齒寬系數(shù) ＝1；d?④ 查取材料得彈性影響系數(shù) = ；EZ21aMP⑤ 按齒面硬度查得小齒輪得接觸疲勞強度極限 MPa；大齒輪的接觸601lim?H?疲勞強度極限 MPa；702lim?H?⑥ 計算應力循環(huán)次數(shù)：小齒輪的轉(zhuǎn)速： r/min （） ???in總應力循環(huán)次數(shù)為： hLjnN?116（） ??530820?? 882 .??iN（）查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ；??HN⑦ 計算接觸疲勞許用應力：取失效概率為 ，安全系數(shù) =1,則%S ＝ MPa ??1H????KHN（） ＝ MPa （）??2H????SKHN(2) 計算① 試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值td1??H? 3 211 )][(2. HEdtt ZiTK??????（） . ???????????② 計算圓周速度 v 106?ndvt?（） m/???計算齒寬 b mm 186tdb?（） 計算齒寬與齒高之比 hb（）模數(shù) ＝ ?Zdt（）齒高 ＝ = htm（） ?hb計算載荷系數(shù)根據(jù)圓周速度 m/s、8 級精度，查表得動載系數(shù) ；19.?v 直齒輪，假設 ，查表得： ；bFKtA? 4,.?FaH?使用系數(shù)取為 =1；8 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時， ??bKdH . ???????（）代入數(shù)據(jù)，算得 =?HK13.由 ＝、 ＝，hb查圖表，得 =,故載荷系數(shù)：?F ??HVAKK???（） .??③ 按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，得： 31ttKd??（） ??計算模數(shù)