薄板定尺机构的设计.doc

武汉工业学院 毕业设计论文 内容摘要 武钢辉宝材料有限公司是国内武钢辉宝第一家大规模连续生产冷轧卷带金属复合材料的工厂，其剪切生产线设备主要由开卷机、校平机、纵剪机、活套坑、张力机构、剪板机等设备组成。在开卷校平剪切生产线上，定尺机构精确送出冷板的设定剪切长度是设计定尺机构的核心工作，也是衡量开卷校平剪切生产线设备技术性能的重要指标。 本设计的任务是根据所提供的参数，并结合生产现场的实际情况，设计出一套经济实用的定尺机构。要求：1.机构传动平稳，送料准确。2.冷板与送料辊之间不能产生相对移动。关键词： 冷板剪切线、开卷机、校平机、剪板机、定尺机构abstractthe wuhan steel material co. ltd is the first domestic factory which has a large-scale to produce the cold roll matel continuesly. the shear to slice production line is made of the openning machine, down cutting machine, school shears machine, pit machine, tension organization machine, trigger machine etc.at the opening shear and trigger produced line ,the fix ruler machine precisicely give the length of cold plank,which is the core task of design the fix ruler machine, and is also the important guideline to weigh the technique capability of the opening shear trigger produced line equipment.the assignment of the design is through the provided parameter,and combine with the practice complexion of manufactured spot to work out a suit of the fix ruler machine ,which is cheap and applied. required.:1. the machine drives placiditily and delivers material precisely.2. between the cold plank and the deliver roller ,there is no relative motion. key words: the tangent of the cold plank shears, the openning machine,the shearing machine, the trigger, fix ruler machine 目 录第一章 前言(5)第二章 开卷校平生产线的概述(8)2.1 国内金属卷板剪切生产线发展现状(8)2.2 开卷校平生产线的组成和工作原理(9)2.2.1 开卷校平剪切生产线的设备组成(9)2.2.2 薄板定尺机构的工作原理(10)2.3 薄板定尺机构的设计任务(10)2.3.1 课题背景(11)2.3.2 设计参数(11)2.3.3 设计任务(11)第三章 薄板定尺机构的设计及计算(12)3.1 轴的设计(12)3.1.1 主轴的受力分析(12)3.1.2 最小轴径的设计计算(12)3.1.3 轴的校核(14)3.2 横梁和立柱部件(14)3.3 气缸的选择(15)3.4 齿轮齿条的设计(16)第四章 标准件的选择和校核(21)4.1 轴承的选择和校核(21)4.1.1 轴承类型的选择和尺寸(21)4.1.2 校核轴承的寿命(21)4.2 弹簧的选择(22)4.3 标准联接件(23)4.3.1 螺栓联接(23)4.3.2 螺钉联接(23)4.3.3 紧定螺钉联接(23)第五章 总结(24)附：主要参考文献(25) 第一章 前 言在设计之前，我想对国内外机械制造的现状做个粗略介绍。世界范围内，韩国已制定机械工业十大发展计划，包括：机械园区、尖端生产系统、设计技术、研究技术革新中心、高速/智能加工、机械零件设计、纺织机械研究、模具技术综合支援中心、电子商务系统等。预期到2010年韩国机械产业的自给率达到80%，2005年则定为机械工业贸易平衡的第一年。美国企业通过网络企业对企业（b2b）的服务有效整合供应商与客户的采购和存货系统；大型汽车公司（通用、福特、戴姆勒/克莱斯勒）和航天航空公司（波音、洛克希德）都通过b2b在全球范围内与相关体系同步设计开发。机床业的制程管理、远端监控、故障排除和售后服务日渐普及。日本机械工业协会已制定2010至2025年机床 技术革新战略，重点在强调网络连接加工型态、信息化/智能化对应技术、远距离诊断/控制、三维电脑辅助设计/电脑辅助制造（3dcad/cam）、环境调和、省能源、微小化、高精度、高速化对应技术等。日本虽经历十年不景气，但机床厂对未来十年市场仍乐观。各厂纷纷加强信息科技技术及网络应用、环境保护、人材培养、经营弹性、顾客满意度、收益能力等。 我国机械行业的发展历史悠久，目前面临的问题更是严峻： 从世界范围看，机械行业的发展是与其他技术的发展密切相关的。在工业革命时期，蒸汽机的应用使人类从繁重的体力劳动中解放出来，机械设备也开始大规模地使用；在电动机出现以后，机械设备开始普遍使用电动机作动力，加工精度大幅度提高；计算机出现后，机械设备与其结合普遍实现了数字化控制，已经可进行镜面磨削，最高的加工精度已达10纳米（1纳米=10-9米），目前正在向纳米级加工发展。反过来看，机械行业的发展又促进了其他行业的发展，即出现了互相促进共同发展的局面。 从国内的发展过程来看，机械行业的发展充满艰辛，一波三折。鸦片战争后，帝国主义列强在我国取得了沿海和内河的航行权，为了适应航运业发展的需要，外国资本先后在广州、上海、厦门、福建等地建立了20多家船舶修理厂。1845年英国人柯拜在广州设立的柯拜船舶厂，是我国领土上的第一家机械工厂。1866年建立的上海发昌钢铁机器厂是中国民族资本家开办的第一家民用机械工厂。我国的机械工业诞生于半封建半殖民地时期，一开始就带有明显的半封建半殖民地烙印。自此以后直到解放前的七八十年，外国资本基本上垄断了中国的机械工业，民族资本经营的机械工业虽有发展，但其规模远不如外资企业，而且由于社会制度的束缚，始终没有形成自己的机器制造业。 解放后我国机械工业在曲折中前进，在大起大落中发展，逐步形成了自己的制造业体系。从1949到1952年，是机械工业恢复与改造阶段。从1953到1957年是打基础阶段。在此期间共发展新产品三千多种，国民经济建设所需设备的国内自给率已达到62，1957年机械工业总产值比1952年增长了2.6倍。1958到1965年出现了第一次大起大落，主要由于“大跃进”的影响，1965年与1957年相比机械工业产值增长了183.6。1966到1976年机械工业在动乱中挣扎前进。1977年发生了第二次大起大落，主要由于大量引进国外成套设备，大上基本建设，超过了国力负担的可能。经过调整1983年机械工业又步入正常发展的轨道。1976年与1986年相比产值增长了126.9，主要是靠增加人员和设备实现的。据统计，1984年我国共有机械工业企业22万多个，从业人员约2100万，总产值达1054.2亿元，1996年我国制造业企业约45万个，从业人员2000多万，产值达到4000多亿元。很明显，机械工业产生了巨大的进步，但是，近几年随着改革开放的深入进行，以国有大中型企业为主体的机械行业的发展又遇到了很大困难。在机械行业中的国有大中型企业明亏、潜亏、微利各占三分之一，据1994年19月份的统计结果显示，机械产品销售额达2526亿元，其中国有大中型企业占81.1，即2048.586亿元，但利润只占销售额的4.83，只有98.96亿元，同上年同期相比下降了29.9，亏损企业数上升。造成这种情况的原因是多方面的，既有内因也有外因。 21世界创新将进一步成为经济和社会发展的主导力量，机械工业最需要创新，机械设计制造又是机械工业的基础，因此，机械设计制造的魅力历久弥新。制造技术是国民经济发展的支柱，世界上各个发达工业国经济上的竞争，主要是制造技术的竞争。在各个国家企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%65%，日本及亚洲四小龙的发展，在很大程度上都是依靠他们重视制造技术。这些国家十分重视将世界各国高新技术专利买过来，通过制造技术，形成独、特、高的产品，首先占领世界市场，这就是他们之所以能崛起、腾飞的诀窍。机械制造工业必须依靠信息科学、材料科学来改造自己，另一方面信息科学、材料科学也必须依赖于制造技术来取得新的发展。例如，在计算机的发展中最关键的问题是高密集度的大规模集成电路与存储器件的制作，它们有赖于制造技术的发展。要重新认识机械制造业，尚包含着另一种意义。它已经不是传统意义上的机械制造，即所谓的机械加工。它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。21世纪初机械制造业发展的总趋势是柔性化、灵捷化、智能化和信息化，21世纪初产品的更新换代将不断加快，各种各样的需求不断增加，国内外竞争日趋激烈。世界各国的竞争从表面上看是经济实力的竞争，本质上是人才的竞争，我国与发达国家的差距实际上是人的差距。任何事情都应该以人为中心，通过发挥人的主观能动性克服前进中遇到的困难。20世纪是知识不断创新，科学技术突飞猛进，世界深刻变化的世纪。21世界创新将进一步成为经济和社会发展的主导力量。世界各国综合国力竞争的核心是知识创新、技术创新的高新技术产业化。技术创新是科技创新的重要方面。加强技术创新，发展高科技，实现产业化是一项系统工程，对提高国民经济质量和效益，提高我国的国际竞争力有决定的意义。生产过程机械化与自动化的实现，极大地推动了技术创新与社会进步，充分体现了机械工业在国发经济中所起到的至关重要的作用。机械设计是机械工业的基础技术。科技成果要转变成为有竞争力的新产品，设计起着关键性的作用。设计工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能和技术经济效益。工业发达国家都极为重视机械设计工作，不断地研制出适应市场需要的机电产品，有力地促进了全球经济的蓬勃发展。本设计为开卷机的设计，在创新设计类型中属“改进设计”，即在已有产品的基础上，进行原理方案、机构、结构、参数、尺寸的变异以适应市场新的要求或提高竞争力。本次毕业设计使我受益匪浅，在这里要特别感谢导师郭志雄给我学术上的指导，同时也对那些帮助过我的老师和同学们表示莫大的感激。 第二章 开卷校平剪切生产线的概述2.1 国内金属卷板剪切生产线发展现状 （一）南京飞宇锻压机床制造有限公司的剪切生产线性能：板料开卷剪切线具有高效定尺剪切板之功能，可将各种卷板材料经开卷、整平、定尺、分条，同时剪切成不同规格板材的企业，能够显著地增加产量，降低成本，保证质量，提高生产效率。在剪切线之后可配置数控回转头压力机、双动薄板拉伸机，可使加工零件一次成型，是现代企业必不可少的高效加工机械。用途：t44qk系列数控板料开卷校平剪切线，主要用途是将冷轧、热轧钢卷板等开卷、校平剪切各种规格的定尺板材。适用于车辆制造、家用电器、开关电柜、钢结构办公用品、不锈钢厨房用品、机器制造等行业。开卷、校平、剪切生产线 主要参数和价格 规格t44qk-1.51500t44qk-2.01350t44qk-31600t44qk-31200t44qk-51600剪切最大板宽15001350160012001600剪切最大板厚1.52.0335剪切长度范围10.0-9999.910.0-9999.910.0-9999.910.0-9999.910.0-9999.9剪切精度0.050.051.01.01.0整平轮数量55555整平轮外径110125135135180最大分条数目44442送料速度3500030000250002000025000主电机功率1111222222重量（kg）1800019000260002600040000价格（万元）115135145140155开卷校平剪切生产线 开卷校平剪切生产线是对金属卷料进行开卷、校平、剪切、垛料、打包的组合加工设备。广泛用于汽车、集装箱、家电、金属家具、食品包装、建筑、造船、锅炉等行业。 该公司生产的开卷校平剪切生产线综合了目前国内外同类产品的先进结构，并采用闭环数控系统，具有较高的自动化程度和剪切精度，卷材上料后系统可根据设定的参数自动完成开卷、粗校、精校、剪切、堆垛等工序，有效地减轻了工人的劳动强度、提高了生产率。（二）武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切线武汉辉宝复合材料有限公司的冷板剪切生产线设备于1996年6月投入生产，用于冷板的开卷、校平与剪切；开卷校平剪切生产线是对金属卷料进行开卷、校平、剪切、垛料、打包的组合加工设备，它一般由上料车、开卷机、引料机、粗校机、飞边机、测量装置、横剪机、纵剪机、精校机、垛料机、夹送辊道和活套装置等单机组成。其产品广泛用于汽车、集装箱、家电、食品包装、建筑、造船、锅炉制造等金属板材的加工产业。武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切线全线设备由国内技术实力和机械加工能力较强的济南第二机床集团有限公司设计与制造。该设备吸收了国内同类型设备先进的工艺技术特性，如：电气控制系统采用了德国力士乐公司dkc数控交流伺服定位系统和日本omronc200he可编程控制器（plc），日本三菱公司的交流变频调速器，英国ct公司的全数字式直流系统驱动装置的国外先进控制设备，机械设备采用了十七辊校平先进的圆盘剪刀纵剪机、燕尾刀横剪机等一系列有助于提高产品精度的设备;全线设备集开卷、纵剪、横剪以及收卷于一体,工艺先进,功能齐全,操作方便灵活,控制准确可靠,自动化程度高。 2.2 开卷校平剪切生产线的组成和工作原理2.2.1开卷、校平、剪切生产线的设备组成：1、开卷机 用于安放板卷。开卷机的开卷方式有主动开卷和被动开卷；结构形式有锥筒式、托辊式、涨心式。用户可根据实际需要选择。2、引料机 主要作用在于使板卷的板头顺利地进入校平机，其各种动作均由液压油缸来完成。本机上还设有托辊和纠偏机构。使用该机可避免板头靠人工及其他牵引方法进入校平机带来的效率低、劳动强度大、不安全等问题。3、校平机 本生产线采用我公司生产的w43型辊式校平机。4、定尺机构 该机构上装有编码器和计数轮，板料移动时带动计数轮和编码器旋转，编码器将板料移动量转换为脉冲量反馈给控制系统并控制校平机、剪板机的运行和动作实现定尺剪切。定尺精度为0.30毫米。5、剪板机 本生产线采用机械式剪板机，可满足一般用户对板料剪切的要求。对用户有特殊要求，可另行配置。 6、边料缠绕机 主要用于边料的收集。 7、送料机 送料机的作用是将定尺剪切后的板料送至码垛机构。如用户不需要对成品板料进行码垛，则可在此位置配置落料架，用来停放成品板料。8、码垛机 该机是将经校平、剪切后的板料进行码垛，以便包装和运输。 9、控制系统 生产线采用闭环数控系统控制，可根据工作要求方便地设定系统开板速度、定尺长度。该系统操作简单，运行可靠，调速成范围宽，手动/自动操作方式切换灵活，控制精度高等优点。2.2.2 定尺机构的工作原理 目前力丰源机械qkj系列数控校平定尺开卷线有qkj31600,qkj61600,qkj21600,qkj1.51300等产品，其产品特性如下：qkj系列数控校平定尺开卷线，其校平机是采用十五辊精密校平，其有效校平宽度达1600mm，夹送定尺装置是由一对夹送辊及5辊校平机组成。动力采用德国伺服电机驱动。定尺检测编码器安装在相应测试轴上，数控系统根据反馈的检测脉冲控制伺机服电机准确停位，实现自动定尺送进。整个数控系统具有长度自动检测、修正、补偿的闭环控制系统，可以实现人机对话智能终端设定。机组的总控制采用日本plc实现全线全自动控制。本机配有测速电机，速度环反馈，可实现电机速度范围内的无级调速。整个液压系统，采用优化设计。其关键元件采用德国液压件，并设有水冷装置，以保证机械的寿命和可靠性。 2.3 定尺机构设计任务2.3.1课题背景武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切生产线设备于1998年6月投入生产主要用于冷轧钢板的开卷、校平与剪切；剪切生产线设备主要由开卷机、校平机、纵剪机、活套坑、张力机构、剪板机、钢板码垛机构等设备组成，其中开卷剪切线设备开卷设计能力为：开卷最大钢卷重量为10吨、最大宽度是1650mm；钢板厚度为0.5-3mm。在冷板的剪切加工过程中，冷板剪切的长度精度是衡量产品的一个最为重要的指标，因此在开卷校平剪切生产线上，定尺机构精确送出冷板的设定剪切长度是设计定尺机构的核心工作，也是衡量开卷校平剪切生产线设备技术性能的重要指标。2.3.2 设计参数1. 原料规格 厚度：0.5-3mm 宽度：1800mm 材质：普碳钢2.空气压力：0.4mpa2.3.3设计任务： 根据所提供的参数，并结合生产现场的实际情况，设计出一套经济适用的定尺机构。要求：1 机构传动平稳，送料准确。2 冷板与送料辊之间不能产生相对移动。第三章 定尺机构的设计及计算3.1轴的设计 轴是组成机器的主要零件之一。一切做回转运动的传动零件（例如齿轮、蜗轮等）， 都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件传递运动和动力。按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，这种轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。轴还可按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两类。曲轴通过连杆可以将旋转运动改变为往复直线运动，或做相反的运动变换。直轴根据外型的不同，可分为广轴和阶梯轴两种。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则用于转轴。直轴一般都制成实心的。在那些由于机器结构的要求而需在轴中装设其它零件或者减小轴的质量具有特别重大作用的场合，则将轴制成空心的。空心轴内径与外径的比值通常为0.50.6，以保证轴的刚度及扭转稳定性。3.1.1 主轴的受力分析 钢板生产线送料辊部分如右图所示，坑道深5米，宽6米，辊道长15米，钢板宽1800mm,厚3mm,钢板密度为7.85g/ ,g=9.8 g/. 由工作示意图可知，汽缸提供给轴的压力产生的摩擦力应大于钢板在坑道内的重力和钢板在辊道上的摩擦力，即g+fp。查表得钢与钢之间的滚动摩擦系数=0.5，钢与钢之间的滑动摩檫系数=0.005。将数值带入式中， p, p7.8510009.8(0.0031.8+0.0051.8150.003)/0.5 =49028n取p=60000n，既汽缸提供给轴的力为60000n，据设计准则，轴的最大挠度应不大于0.01,轴为空心轴。轴的受力情况如下图所示：弯矩方程为：m=qlx/2-q/2,弯矩图如下：据挠曲线微分方程：铰支座上的挠度等于零，故x=0时，v=0因为梁上的外力和边界条件都对跨度中点对称，挠曲线也应对该点对称。因此，在跨度中点，挠曲线切线的斜率和截面的转角都应等于零，即x=l/2时， =0把以上两个边界条件分别代入v和的表达式，可以求出 c=-q/24, d=0 于是转角方程及挠曲线方程为ei=ei=ql-q-ql/24eiv=ql/12-q/24-qx/24在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零。可知，3.1.2轴的最小直径查表得弹性模量e=206gpa,转动惯量i=-，p=ql,q=60000/2=30000n/m, l=2m.将数值代入式中，=5300003842063.14(1-/64f/a a是气缸的横截面积 d为缸径又知a=d2/4 得d186.32mm故可取缸径为d=250mm 3. 气缸行程的选择上辊的抬起距离为200mm，气缸的作用点定在支撑辊两倍力臂距线上则气缸的工作行程s=200mm所以 取气缸的工作行程s=280mm4. 总结上述，选择代号为qgb 250280 的气缸缸径为：d=250mm工作行程为：s=280mm工作压力为：p=0.4mpa3.4齿轮齿条的设计齿轮传动是机械传动中最为主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率大，圆周速度可达200m/s。齿轮传动的主要特点有：1） 效率高 在常用的机械传动中，齿轮的传动效率最高。2） 结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需要的空间尺寸一般很下。3） 工作可靠、寿命长 设计制造的合理正确、使用维护良好的，工作十分可靠，寿命可长达一、二十年，这是其它机械传动所不能比拟的。4） 传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮齿条抬起重量g=500kg,传动速度为20mm/s ,齿轮转速为30r/min。设齿轮工作寿命10年，每年工作300天，每天8小时。则功率p=fv=0.01kw。1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1）根据传动方案，选用直齿轮和直齿条传动。2）升降机构为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（gb10095-88）。3）材料选择。由表10-1选择齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hbs，齿条材料为45钢（调质）硬度为240hbs，二者材料硬度差为40hbs。4）选齿轮齿数21 ，121=21 ，取z2=21 . 2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 1）确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数1.3（2）计算小齿轮传递的转矩95. 580.01/30n.mm =3.2n.mm （3） 由表10-7选取齿宽系数 =1（4）由表10-6查得材料的弹性影响系数 （5）由图10-21d按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限；齿条的接触疲劳强度极限 ；（6）计算应力循环次数 60301（830010）=8.648.64（7）由图10-19查得接触疲劳寿命系数 0.98 0.98（8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，则有 0.98600mpa=588mpa 0.98550=539mpa 2）计算 （1）试算齿轮分度圆直径d1t,代入h中较小的值 （2）计算圆周速度 （3）计算齿宽b （4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 齿高 80.06/8.57=9.35 （5）计算载荷系数根据 ，7级精度，由图10-8查得动载系数 1.06直齿轮，假设。由表10-3查得kh=kf= 1.1 ;由表10-2查得使用系数ka= 1.00 ；由表10-4查得7级精度，齿轮对称布置时， 将数据代入后得 由9.35 ,kh=1.42 查图10-13得kf=1.38 ;故载荷系数 11.061.11.38=1.6 (6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，即 （7）计算模数m 3.按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 1） 确定公式内的各计算数值（1） 由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限；齿条的弯曲疲劳强度极限；（2） 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数（3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数得 （4） 计算载荷系数k11.061.11.38=1.6（5） 查取齿形系数 由表10-5查得 （6）查取应力校正系数 由表10-5可查得 （7）计算齿轮.齿条的并加以比较 齿条的数值大。 2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取模数m =4 齿条齿数 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 4.几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 2）计算齿轮宽度 第四章 标准件的选择和校核4.1 轴承的选择和校核4.1.1 轴承类型的选择和尺寸滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗小，启动容易等优点。滚动轴承具有摩擦系数低，起动阻力小，且已标准化，对其进行设计、使用、维护都很方便，因此选用滚动轴承。又由于此处轴承在轴上仅受径向作用力，故可选用价格较低廉的深沟球轴承。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。轴选用6312轴承即可。根据机器的生产状况和使用情况，选取其预期计算寿命为：小时由p=（xr+ya）查表取=1.2，则 p=r=1.2=29400n基本额定动载荷为： c=p=76kn对基本额定动载荷为c=40.8kn的6312轴承验算：基本额定静载荷c。=24.0kn。当量动负荷p=1.2=29400n，即与当量静负荷相等4.1.2 校核轴承的寿命轴承寿命为：=35050小时30000小时即选用6312轴承的使用寿命高于预期计算寿命，故合适。滚动轴承具体结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座装配。通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可用于外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内外圈相对转动时，滚动体及在内、外圈的滚道间滚动。常用的滚动体，有a）球；b）圆柱滚子；c）滚针；d）圆锥滚子；e）球面滚子；f）非对称球面滚子等几种。轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动和侧向位移的作用。保持架的主要作用是均匀的隔开滚动体。如果没有保持架，则相邻滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起摩擦。保持架有冲压的和实体的两种。冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成，它与滚动体间有较大的间隙。实体保持架常用铜合金、铝合金或塑料经切削加工制成，有较好的定心作用。轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承铬钢制造的，热处理后硬度一般不低于60hrc。由于一般轴承的这些元件都经过150的回火处理，所以通常当轴承的工作温度不高于120时，元件的硬度不会下降。当滚动体是圆柱滚子或滚针时，在某些情况下，可以没有内、外圈或保持架，这时的轴颈或轴承座就要起到内圈或外圈的作用，因而工作表面应具备相应的硬度和粗糙度。此外，还有一些轴承，除了以上四种基本零件外，还增加有其他特殊零件，如在外圈上加止动环或带密封盖等。按照轴承所能承受的外载荷不同，滚动轴承可以概括地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类，主要受径向载荷r的轴承叫做向心轴承，其中有集中类型还可以承受不大的轴向载荷；只能承受轴向载荷a的轴承叫做推力轴承，轴承中与轴颈紧套在一起的叫轴圈，与机座相连的叫座圈；能同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承叫做向心推力轴承。向心推立轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线与半径方向的夹角叫做轴承的接触角。轴承实际所承受的径向载荷r与轴向载荷a的合力半径方向的夹角，则叫做载荷角。滚动轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的。密封装置可分为接触式及非接触式两大类。设计中，选用接触式密封。其中，接触式密封又分为：毡圈密封和唇形密封圈。选用毡圈油封。 4.2 弹簧的选择 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的 弹性变形。弹簧在各类机械应用十分广泛，主要用于： 1） 控制机构的运动，如制动器.离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。2） 减震和缓冲，如汽车.火车车厢下的 减震弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等。3） 储存及输出能量，如钟表弹簧。4） 测量力的大小。如测力器和弹簧秤中的弹簧等。按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉升弹簧.压缩弹簧.扭转弹簧和弯曲弹簧四种；按照弹簧的形状不同。又可以分为螺旋弹簧.环形弹簧.碟形弹簧.板簧.和平面涡卷弹簧等。根据结构需要，选取圆柱螺旋压缩弹簧。弹簧在自由状态下各圈之间应有适当的间距，以便弹簧受压时，又产生相应变形的可能。为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，设计师还应考虑在最大载荷最用下，各圈之间仍需保留一定的间距。弹簧的两个端面圈应与邻全并紧，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。当弹簧的工作圈数n7时，弹簧每端的死圈约为0.75圈；n大于七时，每端的死圈约为1-1.75圈。这种弹簧端部的结构有多种形式，最常用的有两个端面圈均与邻圈并紧且磨平的y1型，、并紧不磨平的y111型和加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧三种。在重要场合，应采用y1型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。 据机械设计手册，选取弹簧材料65mn 4.3 标准联接件的选择4.3.1 螺栓联接螺栓联接的方式：在被联接键上开有通孔，插入螺栓后在螺栓的另一端上拧上螺母。这种联接的特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙，通孔的加工精度要求低，结构简单，装拆方便，使用时不受被联接件材料的限制。根据需要，选取m6和m12两种型号的螺母。4.3.2 螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接插入被联接件的螺纹中，不用螺母，在结构上比双头螺柱联接简单.紧凑。其用途和双头螺柱联接相似，但如经常拆装时，易使螺纹孔磨损，可能导致被联接件报废，故多用于受力不大，或不需要经常拆装的场合。4.3.3 紧定螺钉联接 紧定螺钉联接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一表面的表面或顶入相应的凹坑中，以确定两个零件的相对位置，并可传递不大力或转矩。 总 结机械设计是机械工业的基础技术。科技成果要转变为有竞争力的新产品，设计起着关键性的作用。设计工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能和技术经济效益。工业发达国家都极为重视机械设计工作，不断地研制出适应市场需要的机电产品，有力地促进了全球经济的蓬勃发展。本设计为定尺机构的设计，在创新设计类型中属“改进设计”，即在已有产品的基础上，进行原理方案、机构、结构、参数、尺寸的变异以适应市场新的要求或提高竞争力。大学四年来年年所经历的无数次考试，设计论文，没有一次像这一次那么具有挑战性，那么吸引我全身心投入其中过。经过本次毕业设计，我弄懂了做课题的整个过程，理解了开卷机的工作原理、性能指标以及整个剪切生产线的工艺流程，同时，我更加熟练的掌握了autocad，word等应用软件，让我学会了怎样更有效的利用图书管的机械专业书籍，使我深深的认识到各门机械专业理论与实际紧密联系。在设计过程中，虽然我们遇到了很多问题，但在不断发现问题的同时，解决问题，使自身的理论与实践结合的更加紧密。更重要的是，通过对这一次毕业论文从准备到选题，从开题到起笔，从一稿到定稿，使一直懵懂的我对自己热爱的未来所将要的事业（或者说生活的方式）有了某种清醒与顿悟。本论文是在导师郭志雄的精心指导下完成的，导师严谨治学的学术作风，深渊的知识和为人师表的风范使我终生受益。作者在论文中每一点进步的取得，无不凝聚着恩师的心血。在这里向我的导师致以深深的感谢和崇高的敬意！在课题设计和学习中得到其他各位老师的关心和指导，在此特向他们表示最真挚的谢意！感谢同小组的所有同学以及机械工程系包装工程专业所有同学对我的帮助和关心，同学的友谊将让我永远铭记在心。最后，忠心感谢我的家人多年来对我的学业的支持和生活上的关心，还有朋友的爱护，正是他们的爱，理解和支持，我才得以顺利完成学业。由于本人的知识水平和时间有限，误漏之处难免，敬请各位老师批评指正！ 刘羽炼 2005. 610 武汉 主要参考书目1. 成大先主编 . 机械设计手册. 化学工业出版社 ,19922. 杨永才主编. 机械设计新标准应用手册. 北京科学技术出版社,19933. 李天无主编 . 简明机械工程师手册. 云南科技出版社, 19884. 雷天觉主编 . 液压工程手册. 机械工业出版社 ,19945. 廖念钊主编. 互换性与测量技术基础（第三版）. 中国计量出版社 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