单层下切式机械剪的设计【毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 本次毕业设计课题为单层下切式机械剪，设计内容主要是机械剪的传动方案的选 择，相关零部件的设计和校核，非标准件的机构设计以及机架上零部件的布置问题。 剪切机是轧钢生产线上用于热轧件的切头切尾和薄钢板的定尺长度的剪切，在轧钢生 产线上起了非常重要的作用。 本设计是经过现场实习，依据平行刀片剪切机生产过程和工作原理。首先对剪切 机的最大剪切力以及刀刃行程进行计算选择，然后通过模拟机构选出电动机，再根据 工作方式和工作要求对减速器进行了设计，以及减速器的轴和键的强度校核，对各处 使用的轴承进行选择和强度校核，最终完成设计。 本文主要运用材料力学，机械制图，机械设计，机械原理等内容来设计校核相关 的零部件，在现有的图纸资料上进行分析和设计，并绘制出自己的机械剪装配图以及 零部件。图纸基本上采用 Autocad2007 和 Caxa 二维软件进行绘图。本次设计的目的是 根据其要完成的功能来设计机械剪的结构，以使机械剪能满足相应的生产要求，通过 理论设计及计算，设计出了剪切质量好、扭曲变形小、工作安全可靠的剪切机。 关键字: 剪切机; 减速器; 扭曲变形 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 I Abstract The graduation project under the cut for the single mechanical shear, mechanical shear design is primarily aimed at the choice of transmission scheme, the relevant parts of the design and verification, non-standard parts of the body design and chassis parts layout problem. Shearing machine is used for hot rolling production line, cut the first piece of the tail and cut the length of thin steel plate shear length, in the rolling production line plays a very important role. This design is the result of on-site training, according to the parallel shear blade production process and work. First, the maximum shear force shear blade stroke and calculated choice, and then elected by simulating the body motor, and work according to work requirements for the design of gear and gear shaft and the key strength check , on bearings used throughout the selection and strength check of the eventual design. In this paper, the use of materials, mechanics, mechanical drawing, mechanical design, mechanical design principles, etc. to check the relevant parts, drawing on the existing data on the analysis and design, and draw their own mechanical shear assembly drawing and parts. Basically Autocad2007 and Caxa drawing two-dimensional drawing software. The purpose of this design is to be completed in accordance with its function to design the structure of mechanical shear, so that the corresponding mechanical shear to meet production requirements, through the theoretical design and calculation, design of shear quality, distortion is small, work safety Reliable shear. Key words: Cutting-off machine; Reducer; Distorted 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 II 目 录 1 引言 .1 1.1 课题的背景和意义 1 1.2 剪切机的发展及现状 1 1.2.1 剪切机的分类1 1.2.2 国内研究现状2 2 总体设计计算 .4 2.1 现有剪切机结构原理及存在问题 4 2.2 剪切机的主要参数计算 7 2.2.1 剪切力的计算7 2.2.2 剪刃长度的确定7 2.2.3 剪切次数的确定8 2.2.4 最大剪切功8 3 电机功率预选 .9 3.1 静力矩的计算 9 3.2 电机功率预选 .10 4 齿轮传动设计 12 4.1 设计传动比 1：8 12 4.2 齿轮材料选择 .12 4.3 初步设计计算 .12 4.3.1 基本参数.12 4.3.2 主要参数的选取.12 4.3.3 接触疲劳强度计算.13 4.3.4 齿根弯曲疲劳强度验算.15 4.4 设计结果 .16 5 变速箱输入轴的设计计算 17 5.1 输入轴的转速计算 .17 5.2 输入轴的输入功率计算 .17 5.3 传动轴的输入转矩计算 .17 5.4 传动轴的受力分析 .17 5.5 传动轴的直径计算及校核 .22 6 变速箱中间轴的设计计算 24 6.1 中间轴的转速计算 .24 6.2 输入轴的输入功率计算 .24 6.3 传动轴的输入转矩计算 .24 6.4 传动轴的受力分析 .24 6.5 传动轴的直径计算及校核 .29 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 III 7 主轴的设计计算 31 7.1 主轴的转速计算 .31 7.2 主轴的输入功率计算 .31 7.3 主轴的输入转矩计算 .31 7.4 主轴的受力分析 .32 7.5 主轴的直径的计算与校核 .37 8 轴承的选择与校核计算 39 8.1 变速箱中间轴上轴承的选择与校核计算 .39 8.2 变速箱输入轴上轴承的选择与校核计算 .39 8.3 变速箱输出轴上轴承的选择与校核计算 .41 8.4 主轴上轴承的选择与校核 .42 9 键的选择与校核 44 9.1 变速箱输入轴键的选择与校核 .44 9.2 变速箱中间轴键的选择与校核 .44 9.3 变速箱输出轴键的选择与校核 .44 9.4 主轴键的选择与校核 .44 结 论 .45 参考文献 .46 致 谢 47 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 IV 武汉科技大学本科毕业设计 0 1 引言 1.1 课题的背景和意义 剪切机是随着工业自动化进程的深入而得到越来越广泛的应用。近二十年来，国 内的轧钢生产得到了长足的发展，由于市场对产品不断提出新的要求，生产厂对各种 剪切机的要求也在不断的变化。 在钢板弹簧的生产工艺中，钢板剪切下料是关键工序之一，因此，下料机是其重 要的板簧设备。过去的下料设备一般采用圆棒剪切机、机械鳄鱼剪床等，都是采用皮 带轮、齿轮传动，噪音大，占地面积大，节拍固定，灵活性差。因此，需要开发一种 新形式的机械剪床，以适应国内外市场的需求。 精密加工是现代机械加工发展的方向之一，它对毛坯的体积（重量）误差，断面 形状及其他几何参数提出越来越高的要求，而现在的下料方法普遍存在能耗高、效率 低、材料消耗大和下料质量差等问题。板料高速剪切机是一种新型的剪切下料设备， 它采用机械系统驱动，实现高速剪切；板料高速剪切机的液压系统，是保证板料高速 剪切机实现动作循环和决定其性能优劣的核心环节。板料高速剪切机要求机械系统工 作可靠、响应灵敏度高，具有广阔的市场前景。因此，针对旧式剪切机的上述缺点， 展开对单层下切式剪切机的研究是符合市场需要的 1.2 剪切机的发展及现状 1.2.1 剪切机的分类 剪切机的种类很多。对剪切机的分类，从不同的角度出发，有不同的分法。按剪 切方式可分为横剪和纵剪；按被剪切钢板的温度分为热剪和冷剪；按剪切机的驱动方 式分为机械剪、液压剪和气动剪;按机架的形式分为开式剪和闭式剪；按剪切钢板的品 种又分为钢坯剪切机、钢板剪切机、型钢剪切机和切管机等。通常，按剪切机的剪刃 形状与配置等特点可分为平行刃剪切机(见图 1.1)、斜刃剪切机(见图 1.2)和圆盘剪切 机(见图 1.3)。下面按剪切机的剪刃形状的分类对三种结构分别进行介绍: 图 1.1 平行刃剪切机 图 1.2 斜刃剪切机 图 1.3 圆盘剪切机 （1）平行刃剪切机 平行刃剪切机的两个剪刃是彼此平行的，它通常用来在热态下横向剪切方形及矩 武汉科技大学本科毕业设计 1 形断面的钢坯。也可用来冷剪型材，将刀片做成成型剪刃来剪切非矩形断面的钢板。 平行刃剪切机按剪切机构的运动特点，分为上切式和下切式两种型式。上切式剪切机 的下剪刃是固定的，由上剪刃的上下运动进行剪切。其剪切机构通常采用曲柄连杆机 构。下切式剪切机的两个剪刃都运动，剪切过程是通过下剪刃上升来实现剪切的，其 剪切机构通常有偏心轴式和浮动式。平行刃剪切机，在工作时能承受的最大剪切力是 它的主要参数，故人们习惯上以最大剪切力来命名。 （2）斜刃剪切机 斜刃剪切机的一个剪刃相对另一个剪刃成某一角度放置。斜刃剪切机按剪切机构 的运动特点也可分为上切式、下切式和复合式等。 上切式斜刃剪:这种剪切机的下剪刃平直而固定，上剪刃是倾斜的并上下运动实现 剪切。上切式斜刃剪通常是作为单独设备，用来剪切宽的板材，当板材厚度大于 20mm 时，可用在连续作业线上横切板材，但要有摆动辊道，另外，当板材厚度大于 25mm 不能用圆盘剪切边时，在连续作业线上的两边设置上切式斜刃剪进行切边。 下切式斜刃剪:这种剪切机的上剪刃是固定的，由下剪刃上下运动进行剪切。由于 它是下剪刃向上运动进行剪切，故不需要设置摆动辊道，一般多用于连续作业线上横 切带材。这种剪刃机的剪刃通常上剪刃是倾斜的，下剪刃是水平的。但近来采用上剪 刃是水平的，下剪刃是倾斜的愈来愈多，生产经验证明，这种型式能够保证钢板的剪 切面相对带材中心线及表面垂直度。其缺点是由于压板要放在下面而造成结构复杂化。 复合式斜刃剪:在连续式作业线上的尾部，为了将原来焊接起来的长带材分成一定 重量的卷材，设有复合式斜刃剪切机。这种剪中间有固定的双刃刀架，上下有活动刀 架，也称上下双层斜刃剪切机。当带材通过固定双刃刀架上部，带材由一台卷取机卷 取。当需要分卷时，上活动刀架下降切断带材，后面的带材通过固定双刃刀架下部， 由另一台卷取机卷取。 （3）圆盘式剪切机 这种剪切机的上下剪刃是圆盘状的。剪切时，圆盘刀以相等于钢板的运动速度做 圆周运动，形成了一对无端点的剪刃。圆盘剪通常设置在板材或带材的剪切线上，用 来纵向剪切运动的板材或带材。值得注意的还有塑性力学 Durkcer 公设的提出者 Ducrker 等力学家的工作。 1.2.2 国内研究现状 技术工艺是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领 先于竞争者的重要指标依据。随着国内液压剪切机市场的迅猛发展，与之相关的核心 生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外液压剪切机生产核心 武汉科技大学本科毕业设计 2 技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势，对于企业提升产品技术规格，提高市 场竞争力十分关键。 丁时锋等人针对板料剪切生产线采用人工控制，定长过程耗时过多，钢板长度尺 寸不一致，同时剪切过程总是简单的重复劳动，工人劳动强度大等问题，改为继电器 接触器控制，但控制柜接线复杂，使用维护不便。为了解决剪切过程中的板料定长问 题，减少加工工时，提高生产效率，同时为了提高生产的自动化程度，并保证生产的 稳定，对原系统进行了改造，设计了一种基于 PLC 的板料机械剪切机系统。该系统工 作性能稳定，完全解决了剪切过程中板料的定长问题，提高了生产线的自动化程度， 并切实提高了生产线的生产效率。 在棒料剪切机机械系统的研究方面，杜诗文等人应用液压大系统建模方法建立了 数学模型，构建了仿真模型，对棒料高速剪切机机械系统动态特性进行了建模与仿真 研究。实践表明：采用机械驱动、径向夹紧的棒料高速剪切机，生产效率高，棒料剪 切断面质量得到显著提高。仿真结果表明：机械系统具有良好的动态特性，且系统建 模方法与理论可广泛应用于机械系统动态特性分析 为了解决精轧生产线取料问题，梁春光等人通过对剪切及剪应力的分析，同时根 据机械剪的工作原理，进行了 HC520-3 新型机械剪主要几何尺寸及其结构参数的设计。 实验结果证明：该机械剪能快速剪切 20mm 以下的铬不锈钢以及合金钢等，不但保证 了轧材的表面质量，还保护了设备，且经济效益显著。 武汉科技大学本科毕业设计 3 2 总体设计计算 2.1 现有剪切机结构原理及存在问题 通过生产实践和科学实验证实:剪切过程是由压入变形和剪切滑移两个阶段组成， 剪切过程的实质是金属塑性变形的过程。如图 1.1 所示，当上剪刃下移与钢板接触后， 剪刃便开始压入钢板，由于 P 力在开始阶段比较小，在钢板剪切断面上产生的剪切力 小于钢板本身的抗剪能力，因此钢板只能发生局部塑性变形，故这一阶段称为压入变 形阶段。随着上剪刃下移量增加，钢板压入变形增大，力 P 也不断增加。当剪刃压入 到一定深度，即力 P 增加到一定值时，钢板的局部压入变形阻力与剪切断面的剪切力 达到相等，剪切过程处于由压入变形阶断过渡。 到剪切滑移阶段的临界状态。当剪切力大于钢板本身的抗剪能力时，钢板沿着剪 切面产生相对滑移，开始了真正的剪切，这一阶段被称为剪切滑移阶段。在剪切滑移 阶段，由于剪切断面不断变小，剪切应力也不断变小，直至钢板的整个断面被剪断为 止，完成一个剪切过程。下面分析一下剪切过程中作用力的变化。为了便于分析，应 该忽略剪刃与钢板之间的摩擦力、剪刃的间隙、钢板的重量以及其它因素。 由图2-1 看出，当剪刃压入钢板后，上下剪刃对钢板的压力P形成一力偶Pa, 此力矩 使钢板转动，但在钢板转动过程中，将遇到剪刃侧面的阻挡，即剪刃侧面给钢板以侧 推力T，则上下剪刃的侧推力又构成另一力偶Tc ，力图阻止钢板转动。随着刀片的逐渐 压入，钢板转动角度不断增大，当转过一个角度Y 后便停止转动，此时两个力矩平衡， 即 图 2.1 剪切原理图 Pa=TC （2.1） 假设在压入变形阶段，沿面积 x 和 0.5Z(这里取钢板宽度为 1)上的单位压力均匀分 布且相等，则 （2.2） tgPxzT5.0. 武汉科技大学本科毕业设计 4 （2.3） 式中：z剪刃压入钢板的深度。 由图 2-1 中的几何关系，得 （2.4）tgzxa5.0 （2.5）hc.os 将式(2-3)、(2-4)、(2-5)代入式 (2-1)中可得，剪切时，钢板的转角 与剪刃压入深 度 z 的关系 （2.6）22costgtghz 由式(2-6)知，剪刃的压入深度 z 越大，钢板转角了也越大，这会导致钢板剪切质 量下降。并且钢板被剪断后，翘起的钢板端部会对设备产生冲击。由式(2-3)知，当钢 板转角了增大时，侧推力 T 随之增大。这样，不仅使剪刃台与机架的滑道磨损加剧， 而且当上下剪刃台的刚性较差时，还会改变剪刃的间隙，以致造成剪切困难。因此了 角的增大对设备是很不利的。为了克服钢板在剪切过程中转动带来的缺点，一般剪切 机都设置了专门的压板装置，其作用是给钢板一个压力 Q，把钢板紧紧压在下剪刃台 上，从而达到克服钢板转动的目的。在剪刃的压入变形阶段，钢板作用在剪刃的力为 （2.7）tgzpbxP5.0 由式（2-6 ）可得 ，则hztg2 （2.8）zhpb5.0 设 ，则式（2-8）可改写为hz （2.9）.P 式中: p单位面积上的压力(N/mm 2); b钢板的宽度(mm); h钢板的厚度(mm); 相对切入深度(%)。 由上式可知，若认为剪刃压入阶段的单位压力 P 为常数，则总压力 P 随 z 值增加， 即按一个抛物线增大，直到钢板开始沿整个剪切断面产生滑移时，P 力达到最大值 武汉科技大学本科毕业设计 5 Pmxa。在剪切滑移阶段，剪切力 P 按下式计算: （2.10）zhbcos 式中 被剪切钢板单位面积上的剪切抗力(N/mm 2)。 从上述分析可得出，剪切过程中作用力及其变化规律:剪切力随着 z 的增加而变化， 当剪切力 P 为最大值后，钢板开始产生滑移。剪切力 P 的值是同单位剪切抗力丁有关。 单位剪切抗力丁并非常数，其数值大小和钢板材质、剪切温度、剪切速度、剪刃形状、 剪刃间隙及相对切入深度等因素有关。单位剪切抗力 T 的确定有实验曲线法和理论计 算法两种。以下对影响单位剪切抗力公的因素进行定性的描述: （1）金属性质:金属材料的强度极限越高，则单位剪切抗力越大 ;塑性越低，对应 于。 剪断时的相对切入深度越小，即金属断的越早。因此单位剪切抗力与金属的强度 和塑性有关。 （2）剪切温度:钢板剪切时的温度越高，单位剪切抗力越小，对应于剪断时相对切 入深度则越大。 （3）变形速度:热剪时，理论上变形速度与剪切速度成正比关系，单位剪切抗力随 变形速度增加而增加;冷剪时，剪切速度对单位剪切抗力的影响很小，一般可不加以考 虑。 （4）剪刃侧向间隙:剪刃侧向间隙的大小，可以使剪切时的受力状况发生变化。当 侧向间隙由零逐渐增大时，钢板的受力状况分别为压缩剪切弯曲状态，侧向间隙过 小或过大都会使单位剪切抗力增加。因此，合理选择和保持剪刃侧向间隙的大小，对 于正确使用剪切机是十分重要得。 （5）刀钝半径:刀钝半径的大小，直接影响单位剪切抗力的大小。刀钝半径越大， 刀就越不“快”，剪切抗力就越大。但在压入阶段剪切力的计算中，不考虑刀钝半径 的影响是允许得。 （6）剪切断面的宽高比 b/h：当 b/h 小于 1 时， 与 b/h 几乎无关；当 b/h 大于 1 时， 值随 b/h 的增大而迅速增大。 除上述因素影响外，压板、剪刃与钢板的摩擦系数及剪刃的几何形状等因素，对 单位剪切抗力也都有一定的影响，但这些因素相对来说影响很小，可以忽略不计。现 有剪切机一般存在占地面积广、噪音大、节拍固定、灵活性差等问题，尚需解决。 武汉科技大学本科毕业设计 6 2.2 剪切机的主要参数计算 2.2.1 剪切力的计算 在设计剪切机时，首先要根据所剪轧件最大断面尺寸来确定剪切机公称能力，它 是根据计算的最大剪切力并参照有关标准和资料确定的。 最大剪切力 Pmax 可按下式计算： Pmax=K max Fmax （2.11） Fmax被剪轧件最大的原始断面面积，mm 2； max被剪轧件材料在相应剪切温度下最大的单位剪切阻力，MPa； K考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提高的系数，其数值根据 剪切机能力选取； 小型剪切机（P10MN） K=1.1 在本设计课题中，选 K=1.3。 当所剪材料无单位剪切阻力实验数据时，可按下式计算最大剪切力 Pmax=0.6Kb Fmax （2.12） b被剪轧件材料在相应剪切温度下的强度极限，MPa。 式中的系数 0.6 是考虑单位剪切阻力与强度极限的比例系数。 表 2.1 45 钢在相应剪切温度下的强度极限 温 度 1000 950 900 850 800 45 钢 80 90 110 120 150 在本设计课题中，选 45 钢温度为 1000 摄氏度，此时 b=80MPa。 Fmax=2mm*1200mm=2400mm2 所以，最大剪切力 Pmax=0.6*1.3*80*2400 MN=0.15MN 武汉科技大学本科毕业设计 7 2.2.2 剪刃长度的确定 剪刃尺寸包括剪刃长度、高度和宽度。这些尺寸主要根据所剪轧件的最大截面尺 寸来选定。剪刃长度可按下述经验公式确定。对剪切小方坯的剪切机，考虑经常同时 剪切几根轧件，取剪刃长度 L 为被轧件宽度的 34 倍，即 L=(34)Bmax （mm） （2.13） 式中 Bmax 被轧件最大宽度， mm。 对于剪切大、中型方坯的剪切机，剪刃长度 L L=(22.5) Bmax （mm） 对剪切板坯的剪切机，取剪刃长度 L= Bmax +(100300) (mm) 剪刃高度和宽度，可按下式确定 h=（0.651.5）h max （ m） （2.14） b= h（ 2.53） （mm） 式中 h剪刃断面高度，mm； hmax被轧件最大高度， mm； 由以上可知，本课题中设计的剪切机主要用于板坯，故剪刃长度 L=Bmax+（100- 300）mm，而 B=1200mm，取 L=1400mm 剪刃高度 h=1.25hmax=1.252=2.5mm 剪刃宽度 b= h /2.5=1mm 2.2.3 剪切次数的确定 根据生产要求，剪切机所要求达到的剪切次数确定为最快每分钟 30 次。 2.2.4 最大剪切功 A= Pmax* Fmax* a （2.15） 式中 a -单位剪切功，它等于单位剪切阻力曲线所包围的面积，也就是剪切高 度为 1mm，断面为 1mm2 试件所需要的剪切功。 根据经验公式，单位剪切功可按下式近似确定 a =(0.720.96) b （2.16） 其中 ， b =80MPa, =0.17 所以，a=0.72*0.17*80=9.792N*mm/mm 3 因此，最大剪切功 A=9.792*2400*0.15=3.589kN*m 武汉科技大学本科毕业设计 8 3 电机功率预选 剪切机的驱动:一般分为电动和液压两种方式.电动方式又分为直流电机驱动与交流 电机驱动,大型剪切机一般采用直流电机,并采用起运工作制,这类剪切机多属于下切式结 构,大多数上切式剪切要,采用交流电机驱动,属于连续运转的长期工作制,其传动系统的 高速轴上均装有飞轮,也有采用直流电机驱动达到高速状态的.保证飞轮达到所需求的能 量储备,因此,在预选电机功率时,应区分带飞轮和不带飞轮两种情况并分别进行计算。 不论是带飞轮或是不带飞轮,其电机功率的确定,都要以剪切时电机轴上所应承担的 静力矩为依据,所以这里应首先计算静力矩。 3.1 静力矩的计算 偏心轴上静力矩随着偏心轴的转动而改变着,可按下式计算, （3.1） kkMPcM 式中, 偏心轴上的静力矩；M 剪切力矩； 空载力矩；k P剪切各断面的剪切力； C剪切力的推算力臂。 当偏心轴旋转到某一角度 时,曲柄连杆机构的杆件占有的位置 OAB 如图 3-1 所示 图 3.1 模拟受力分析 各绞结中心以下列半径作摩擦圆 =0.1*190=19mm0R 武汉科技大学本科毕业设计 9 =0.1*240=24mm0R =0.1*450=45mm 作 A 及 B 处摩擦圆的公切线.与 B 摩擦圆相切于 F 点,假设 FD 线段等于作用在连 杆 AB 上的力 .则由剪切力在偏心轴上产生的静力矩为F （3.2）fMPcm 式中 作用在连杆上的力,考虑到 A 及 B 的摩擦影响,则该力是沿着 DF 直P 线方向的 m 力臂 作图比例 通过 D 点偏一摩擦角 作直线 DM 直线与直线 BM 相交,则有同一比例的线 DK 将 等于作用于滑座滑槽上的垂直压力 N N= sin （3.3）P 线段 KM 将等于滑座滑槽中摩擦力,KM=Ntg =N 线段 MF 将等于剪切力 P. 由图 3.1 知 （3.4） sincoscosinjPmM 所得到的推算力臂的解析式可以用图解法来代替,由点 D 偏过一摩擦角 作直线 DT 由点 E 对直线 OB 作垂线,使与直线 DT 相交,则线段 ET=c 用图解法计算出偏心轴由 0 旋转到 180 中的各个位置的推算力臂,再乘以作图比例 m,便可得到实际推算力臂值 cm 找出不同的 时的 值和前面计算出的剪切力 P 值,即可计算出在剪切板材时的剪 切力矩( 包括了摩擦力矩),该剪切机的空载力矩 = 0.15 兆牛.米 这样,偏心轴上的静力kM 矩 就可以求出。jM 3.2 电机功率预选 这台剪切机为不带飞轮的这类剪切机在剪切时,其全部静负载转矩由电机直接承担, 电机功率按下式计算: 武汉科技大学本科毕业设计 10 （3.5） 51097jhMnNi 式中: 偏心轴上的静力矩jM 所选电机的额定转速hn 所选电机的过载系数一般 =1.31.7 i 电机到偏心轴的速比 偏心轴上的静力矩是随 的不同而变化着,故在计算时要用平均静力矩 .可以由 jpM 两种方法确定 由剪切功确定 （3.6） 0.18jpgAM 式中: A剪切功 完成一次剪切 ,偏心轴的实际工作角度 ,对于本例剪切钢板时, g =g015 综合以上数据及公式得 = 1.37 MN*m 0.18jpgAM300.591831 =1.12kW 597jhnNi 按照所得电机功率值选用同步转速最高为 1500r/min 的 YCTD 系列电磁调速电动 机.型号为 YCTD112-4A/B.额定功率 1.5kW 武汉科技大学本科毕业设计 11 4 齿轮传动设计 4.1 设计传动比 1：8 4.2 齿轮材料选择 小齿轮采用 40Cr.调质处理,品质中等,齿面硬度为 241HBS256HBS 大齿轮采用 45 钢,调质处理,品质中等,齿面硬度为 217HBS255HBS 4.3 初步设计计算 4.3.1 基本参数 小齿轮传递功率 10.687PkW 小齿轮转矩, （4.1）19.530.TNmn 参考文献1: 齿宽系数 由具体工作情况表 10-10 取 =0.8dd 接触疲劳极限 由图 10-6 查得limH =710N/li12m =570N/li2 许用接触应力 的粗略值由式 =(0.70.9) 可得HHlimH =0.9 =0.9*710=639N/1lim12 =0.9 =0.9*570=513N/2li2 由表 10-9.选取 =88dA 小齿轮直径的初步计算 由式 10-21 得: 58.61331225609.18.dHTuA 取 为 60mm 4.3.2 主要参数的选取 根据传动要求选取传动比 u=8 武汉科技大学本科毕业设计 12 试选齿数,模数 取 =30,则, 1Z160/32dmmz 模数 2 为标准值,即 =301 =8*30=24021Zu 计算中心距 a =270mm12()ma 此 为整数且为标准值 , =601dZ =4802160dbm 验算齿数比 与要求相等214083zu 4.3.3 接触疲劳强度计算 圆周速度 V 0.294m/s （4.2）160*dnV 根据 V 的值,参考表 10-4 选取精度等级.选取 9 级精度 使用系数 由表 10-5 选取 =1.75AKAK 动载系数 由表 10-11 查得 =1.05VV 齿间载荷分配系数 由表 10-6:Ha =643.27N12tTFd 35.14N/mmC38.5rCkN 故所选合适。 下面校核轴承的额定静载荷: 1563.4N0.6.5orraPF 取 1.563kN C38.5rCkN 故所选合适。 下面校核轴承的额定静载荷: 4653N0.6.5orraPF 取 4.65kN C38.5rCkN 故所选合适。 下面校核轴承的额定静载荷: 3893N0.6.5orraPF 取 3.89kN C38.5rkN 故所选合适。 下面校核轴承的额定静载荷: 8215N0.6.5orraPF 取 8.21kN C38.5rkN 故所选合适 下面校核轴承的额定静载荷: 2896N0.6.5orraPF 取 2.9kN C38.5rkN 故所选合适。 下面校核轴承的额定静载荷: 2281N0.6.5orraPF 取 2.28kN or30.5orCkN 故轴承 6107 满足要求。 武汉科技大学本科毕业设计 43 9 键的选择与校核 9.1 变速箱输入轴键的选择与校核 由轴径 d=19mm 在标准中选取 bXh=8X6.A 型,由轮毂宽,并参考键的长度系列,取键 长 L=20mm,不承受冲击载荷 属静联接,最弱材料为铸钢,上表查 21.2-2 查得 285/PNm 则: =46.7 满足要求所以选用键 8X6 GB/T1096-79 3410PTdhl2/NmP 9.2 变速箱中间轴键的选择与校核 由轴径 d=38mm 在标准中选取 bXh=8X6.A 型,由轮毂宽,并参考键的长度系列,取键 长 L=40mm,不承受冲击载荷 属静联接,最弱材料为铸钢,上表查 21.2-2 查得 285/PNm 则: =58.8 满足要求所以选用键 8X6 GB/T1096-79 3410PTdhl2/NmP 9.3 变速箱输出轴键的选择与校核 由轴径 d=40mm 在标准中选取 bXh=8X6.A 型,由轮毂宽,并参考键的长度系列,取键 长 L=40mm,不承受冲击载荷 属静联接,最弱材料为铸钢,上表查 21.2-2 查得 285/PNm 则: =71.2 满足要求所以选用键 8X6 GB/T1096-79 3410PTdhl2/NmP 9.4 主轴键的选择与校核 由轴径 d=40mm 在标准中选取 bXh=10X8 A 型,由轮毂宽,并参考键的长度系列,取 键长 L=35mm,不承受冲击载荷 属静联接,最弱材料为铸钢,上表查 21.2-2 查得 285/PNm 则: =67.2 满足要求所以选用键 8X6 GB/T1096-79 3410PTdhl2/NmP 武汉科技大学本科毕业设计 44 结 论 机械传动的平刃剪板机：剪切质量好，扭曲变形小，但剪切力大，耗能大，本次 设计综合运用了大学里所学的材料力学,理论力学,机械原理,机械设计方面的理论知识,使 我的所学得到充分地应用和展现,在设计过程中,我碰到了以前修学这些课程时遇到的 各种问题,并经过老师的帮助和指导逐一克服了,对自己以前所学的知识作了一个比较 切实的估计,为适应将来工作信息化和自动化的要求,在设计时我较多地运用了计算机 来辅助我的设计和计算,我感受到计算机辅助设计的极大方便和准确,以前学习关于 CAD/CAM 方面的理论知识时的那种空泛和无知,现在都得以极大的充实,并深刻体会到了 在实际中的多重应用和重大作用。并且在编写设计说明书时运用了公式编辑器，使我 对这些软件的应用能力有了很大的提高。然而由于本人的专