机械毕业设计（论文）-1800移动式型钢冷锯机设计【全套图纸】.docx

第iv页1800移动式型钢冷锯机设计摘 要锯机作为一种切割类型的机械设备，它在木工机械、建筑机械、冶金机械等方面得到了广泛的应用。锯机是切割系统中不可缺少的重要组成部分。由于冷锯机在一定程度上提高了锯切断面质量和定尺精度，所以现在的大型和中型型钢轧钢厂多采用冷锯机进行轧件的切头、切尾和定尺锯切。移动式冷锯机的主要结构有三部分：锯片传动机构、锯片送进机构和调整定尺的锯机横移机构。此设备的锯片传动机构是电动机经三角皮带方式传动，这种传动方式可使电动机远离锯切点，减省专门的防护措施。锯片送进机构采用液压传动方式，液压传动可以保证锯片在锯切时能够稳定送进，减少振动。锯机横移机构由电动机直接传动，当设备根据定尺要求移动到规定位置时，用夹轨器将设备固定，然后完成锯切。本文论述了冷锯机设备在国内、外的发展状况，提出了本课题的研究背景以及研究本课题的意义；设计主要是围绕移动冷锯机主轴传动机构、进锯机构、走行机构的分析和设计进行的，通过对各个机构的功率计算，选择合适的电机并进行校核，同时对各个重要零件进行校核，以满足锯切要求。关键字：冷锯机；传动；锯切全套图纸，加153893706 design of the 1800 travelling cold saw for shape steelabstractas a kind of incision equipment, the saw is used comprehensively in the fields ofwoodwork mechanism, architecture mechanism, metallurgy mechanism and so on. it is the indispensable and important equipment of the incision system.in order to improve the sectionquality and length accuracy, nowadays, the large and medium rolling mill for shape steel gradually replaces the heat with cold saw machine for the cutting head, tail and length of rolling. there are three main structural parts for the mobile cold saw: the mechanismfor saw transmission, the mechanismfor saw movement, the mechanismfor adjusting length of the rolling. the first part is a motor driven mechanism by means of triangular belt driving, which can keep the motor away from the sawing to reduce the special protective measures. the second part uses hydraulic transmission, which insures the stability and reduce vibration whenrolling is sawing. the third part is driven by motor directly. this equipment starts working when it is fixed by rail holder in accordance with the request. in this paper, i introduce the development of the travellingcold saw in domestic and foreign, and tell the research backgroundas well as the significance of studying this subject. this design will focus on the analysis of the spindle drive mechanism, the mechanismfor saw movement and the moving mechanism. through the power calculation of every mechanism, i select the appropriate motor and check it as well as all important parts to meet the requirements.keywords: cold saw；transmission； sawing 目录摘要iabstractii第1章绪论11.1 毕业设计的选题背景及目的11.1.1 毕业设计的选题背景11.1.2 毕业设计的目的11.2 冷锯机的发展概述11.3 冷锯机的用途及类型21.4 冷锯机的结构21.5 存在的问题31.6 主要设计研究的内容3第2章冷锯机总体方案设计42.1 冷锯机的结构型式及工作过程42.2 冷锯机的基本参数52.3 锯齿形状和锯片材料72.4 锯片结构参数的设计82.5 高速冷锯机锯切功率计算9第3章带传动的设计及锯切力计算143.1 v带的设计143.2 锯切力的计算16第4章轴的设计和强度校核204.1主传动轴的设计和强度校核204.2 大带轮轴的强度校核24第5章送锯和走行机构的设计计算295.1 进锯机构的设计计算295.2走行机构的设计计算30第6章联轴器、键、轴承的选择与校核326.1 联轴器的选择和计算326.2 键的选择和键连接强度计算326.3 轴承的选择与校核346.3.1 主传动轴轴承的选择与校核346.3.2 大带轮轴轴轴承的选择与校核36第7章设备的润滑、密封及维护387.1设备的润滑387.1.1 润滑的作用387.1.2 润滑的种类387.1.3 润滑方式的选择397.2 设备的密封397.3 设备维护39第8章设备的环保和经济可行性分析418.1 设备的环保418.1.1冷锯机噪声主要来源418.1.2 噪声控制方案与措施418.2 经济可行性分析43总结45致谢46参考文献47 第47页第1章 绪论1.1 毕业设计的选题背景及目的1.1.1 毕业设计的选题背景移动式冷锯机是目前全世界型钢锯切的一个趋势。在国内，大多数的大型和中型型钢厂都选用移动式冷锯机。冷锯机之所以称为目前的一个主流，是因为它有许多老式锯机无法比拟的优点。首先，移动式冷锯机打破常规的固定式锯机，这就能够实现不同定尺的切割。其次，冷锯机是在常温下进行切割，不仅减少了热轧件对设备的热辐射作用，同时减少了冷却装置，而且提高了锯片的使用寿命。作为一个冶金机械类学生，研究和设计应倾向于冶金设备，而且课题应该新颖、具有使用性。1800移动式冷锯机是80年代初从德国引进的先进设备，至今一直在生产线上服役，在型钢的生产中发挥了重要作用。选择本课题也是为了和以后的工作提前接轨，为以后的发展打好基础。1.1.2 毕业设计的目的1、 通过移动式型钢冷锯机的设计，熟悉冶金机械设备设计的全过程；2、 深入理解力能参数计算基本理论，并能在各设计环节中准确应用，理论联系实际；3、 将四年中所学机械知识最大限度的和设计相融合，使所学理论知识在设计中得以应用；4、 培养实事求是的作风，不怕反复修改；5、 学会论文说明书的书写及对其相关内容的掌握。1.2 冷锯机的发展概述早期的锯机是固定式的，既无橫移机构也无送进机构，锯切时用气动小车将轧件送往锯片。这种固定式锯机的主要优点是设备简单、重量轻、生产率也比较高。但是，这种锯机由于用气动小车送进轧件，在送进过程中常将轧件推弯，从而使锯切后的切口断面和轧件轴线不垂直，影响产品的质量。所以，固定式锯机逐渐被移动式锯机所取代。同时为提高锯切断面质量和定尺精度，现代的大型和中型型钢轧钢厂，铸件用冷锯机代替热锯机，进行轧件的切头、切尾和定尺锯切。即发展为现在的移动式冷锯机。1.3 冷锯机的用途及类型1、冷锯机的用途是冷锯机（锯切常温轧件的锯机称为冷锯机）广泛设置于型钢、钢坯及钢管车间，用来将异形断面的型钢、管坯、以及方坯或薄板坯等切去头尾,并切成定尺长度，在轧件上取式样也要用锯，锯机作为切断设备也是剪机的发展及补充,因为用平行剪刀片或成型刀片剪切异形材和管材，都难以保证切口平滑而不受挤压，所以要采用锯。2、圆盘冷锯机的加工方法属于锯切，其工作过程为：将圆盘锯片安装在可以高速旋转的主轴上，圆盘锯一面做旋转运动，一面做进给运动，从而将工件切断。由于冷锯机是在热锯机的基础上改进而来的，所以移动式冷锯机跳过固定式和杠杆式的老锯机结构，采用由电动机直接驱动的滚轮横移装置和液压缸驱动的送锯装置，这样既克服了固定式的不够灵活和杠杆式的不够稳定的缺点。1.4 冷锯机的结构移动式冷锯机主要由锯切机构、进锯机构及横移机构三部分组成。1、 锯切机构锯片的传动方式有电机直接传动或用三角皮带传动。应用皮带传动可避免电机受锯切产生高温火花的影响，过载时可通过皮带打滑来保护电机，皮带轮也可起飞轮作用。但是使用皮带（68根）易产生松紧不同，传动效率低、更换不便等缺点。电动机直接传动使锯机结构简单、传动效率高，但也存在上滑台受载不均等缺点，所以应用得较少。2、 进锯机构进锯机构的作用是将旋转的锯片送向被切的轧件。通常锯片轴及其驱动机构装设在框架上，整个框架相对下横梁移动实现锯片的送进。送进机构常用的形式有齿轮齿条式、四连杆式和液压缸驱动式三种，目前液压缸式驱动由于它的稳定性较好而得到广泛应用。3、 横移机构横移机构用于使锯机沿进钢方向移动，以改变锯机与锯机之间的距离，满足轧件锯切不同定尺长度的要求。固定锯则不设横移机构。横移机构一般用交流电机驱动，当行程较短时也可采用液压驱动。经常使用的横移机构有导轨滑板式和滚轮走形式两种。导轨滑板式由设在锯机下滑座上的电机，经减速装置传动前、后两个齿轮，由于齿轮与装在轨道内侧的固定齿条相啮合，使整个锯机沿导轨横移。1.5 存在的问题虽然大型冷锯机在型钢轧制车间用来切断各种异型断面轧件，其速度之快，效率之高，是现有的其他切割工具无法比拟的，但本身还存在着很多问题。1、在锯切中除出现强烈振动外，还经常出现夹不紧现象，使管排整体移动，这不仅影响锯切精度和断面质量，而且严重损坏锯片和上夹紧系统的各零部件，以致影响生产的正常进行。2、这种锯机在锯切过程中产生的噪声污染极为严重，对马鞍山钢铁公司第二轧钢厂大型玲锯机现场噪声测量表明，最大噪声级可达124db(a)，由于以往对其产生的噪声不能定量预估，因而给锯切噪声的有效控制和治理带来困难。3、锯片耐用性较差，锯片年消耗量高，直接影响企业成本的降低和经济效益的提高；发生锯片碎裂飞溅事故，严重威胁人身和设备安全。4、后续加工工作量大：锯切是利用高速旋转所产生的摩擦能并转换成热能，使材料软化，然后，配合进给压力进行锯切作用，此时，热影响区造成不良副作用，和工件材料粘附在锯片上形成毛刺，增加了后续的加工量。5、材料浪费大：圆盘冷锯机锯缝处材料损耗大，每锯一次，就有(1015)mm的长度损耗，加上钢板两边的毛刺清理，每年的消耗也是很可观的浪费。1.6 主要设计研究的内容1、根据有关资料确定总体设计方案，然后依照给定的设计参数，参考轧机设计理论进行冷锯机基本参数的计算并选择电机型号；2、锯切机进锯机构和走行机构的设计计算；3、按照机械设计理论校核主要零件的强度。第2章 冷锯机总体方案设计2.1 冷锯机的结构型式及工作过程图2.1 1800移动式冷锯机a 主视图；b俯视图1移动框架；2液压装置；3电机；4带传动；5导向辊；6压下辊；7横移装置；8夹轨器如图1.1所示：移动式冷锯机主要有传动装置、进锯装置、横移装置组成。工厂根据客户需要，通过由交流电机驱动的7横移装置来调节相邻两台之间的距离，即调节定尺，然后用8夹轨器将设备固定，这样就可以生产出所需长度的轧件。锯切时，锯片由4带传动通过3电机带动，同时2液压装置推动1移动框架向锯切方向运动，完成锯切。在锯切过程中，5导向辊来确保锯片沿直线运动，6压下辊防止锯片在锯切过程中的上翻。2.2 冷锯机的基本参数冷锯机的基本参数可分为两大类：结构参数和工艺参数。1. 结构参数图表 1图2.2 冷锯机基本结构参数图冷锯机结构参数包括锯片直径d、锯片厚度、夹盘直径d1、锯轴高度h、锯片最大行程l以及锯齿形状。其中，除锯齿形状另行阐述外，其他结构参数选择原则简述如下：（1）锯片直径d它是冷锯机最主要的结构参数，常以锯片直径d做为冷锯机的主要系列标称，如1500mm、1800mm、冷锯机。锯片直径d决定于被锯切件的断面尺寸。要保证锯切最大高度的轧件时，锯轴、上滑台和夹盘能在轧件上面自由通过（图2.2）。同时，为使被锯切件断面能完全锯断，锯片下缘应比辊道表面最少低4080mm（新锯片可达100150mm）。初选锯片直径d时，可按被锯切的最大轧件高度用以下经验公式计算对于方钢 d10a300 (a方钢边长) (2.1a)对于圆钢 d8d300 (d圆钢直径) (2.1b)对于角钢 d3b350 (b角钢对角线长度) (2.1c)对于圆钢 dc400 (c钢材宽度) (2.1d)根据计算的锯片直径值，参考有关系列标准和资料加以最后确定。锯片直径的允许重磨量为5%10%。（2）锯片厚度锯片厚度过大，将增加锯切功率损耗;过小，将会降低锯片强度，并增加锯切时锯片的变形。一般按以下经验公式选择(0.180.20) (2.2)（3）夹盘直径d1 锯片用夹盘和螺栓加紧装在锯轴上。当锯片直径一定时，夹盘直径d1过大，锯片能锯切的轧件最大高度减小；d1过小，锯切时锯片变形和轴向振动加大，导致锯片寿命降低。一般按以下经验公式选择d1(0.350.50) d(2.3)（4）锯轴高度hh为锯轴轴心（亦即锯片中心）到辊道上表面的高度（图2.2）。冷锯机一般采用被切轧件不动，由冷锯机向被切件运动而达到锯切的目的。为此，h不能过小，否则会在冷锯机送进锯切过程中将被切件推开而不能进行锯切；同时，当锯片直径d一定时，h又不能过大，否则无法保证重磨后的锯片最小直径下缘应低于辊道上表面的要求。一般可按以下经验公式选择 (2.4)（5）锯片行程l锯片行程l由被锯切件的最大宽度和并排锯切的最多根数而定。冷锯机的送进机构应保证具有大于l的行程。2. 工艺参数 现将较为主要的工艺参数简述如下：（1）锯片圆周速度v 提高锯片圆周速度v，可以再同样送进速度u的条件下，减少每个锯齿所锯切的切削厚度，从而减小每齿的受力。换言之，如果每齿所能承受的载荷一定，则提高v可为提高u创造条件，亦即可以提高生产率。但是随着v的增加，由于离心力而引起的径向拉应力也将增加，从而降低了锯齿所能承受的锯切能力。因此，一般应用的锯片圆周速度v130m/s。（2）进锯速度（或称进给速度、送进速度）u 根据被切轧件断面的大小，进锯速度u也应做相应的调整。一般取u200mm/s。u除了应和轧件断面相适应外（大断面所用的u小），也要和v相适应。因为如果v过低而u过高，切削厚度增加，锯切阻力将增加；相反，如果v过高而u过低，切削厚度太薄，锯屑容易崩碎成为粉末，将使锯齿尤其是齿尖部分迅速磨损。这两种情况都会影响锯齿寿命。（3）每秒锯切断面面积（锯机生产率会锯切生产率）ff是冷锯机的一项主要工艺参数，它不仅关系到冷锯机的生产率和锯切质量，而且，也是计算冷锯机锯切力和锯切功率的主要参数。2.3 锯齿形状和锯片材料（1）锯齿形状 合理的锯齿形状应满足下列条件：锯齿强度好，锯切能耗少，使用寿命长，噪音低，制造和重磨成本经济。常用的锯齿形状如图2.3所示图2.3 冷锯机的锯齿形状a狼牙形；b鼠牙形；c等腰三角形冷锯机锯齿齿形的主要参数为：齿前角,齿距,齿后角,齿顶角，齿高，齿根圆角半径等。常用的齿形有狼牙型，鼠牙型和等腰三角型三种。为了比较上述三种齿形的工作性能，经工业性实验研究分析，得出以下结果：当齿距和齿高相同时，等腰三角形齿形的齿根强度较好，制造和修齿比较方便，切屑很少在齿尖处形成屑瘤。但是，锯切能耗大、噪声也最大。狼牙形齿形制造和修齿比较用难，难以保证所设计的齿形。鼠牙形齿形的锯切能耗小，制造和修齿也比较方便，噪声也较低。该实验结果表明，齿前角的鼠牙形齿形最好，其次为的鼠牙形齿形和齿高的狼牙形齿形。(2)锯片材料和锯齿热处理 锯片材料通常采用65mn制成。锯齿齿尖一般采用高频感应加热或接触电加热法进行淬火，齿尖硬度为hrc。锯片整体热处理后板面硬度为hrc。(3)锯齿冷却 锯切时，切削和摩擦产生大量热量，而且冷锯机锯片还直接与轧件接触，使锯齿部分温度迅速升高，故必须进行强力冷却，以免齿尖退火。此外，有时切屑粘附在齿尖或齿槽中，继续据切时将降低齿尖的锋利程度，或使切屑压实在齿槽中形成“塞齿”现象。这两种情况都导致锯切力迅速增大，从而损坏锯齿和锯片。为此，采用较大流量的高压水进行冷却，是提高锯齿和锯片寿命的有效措施。2.4 锯片结构参数的设计根据设计任务书知设计参数：被锯件：36a槽钢 材质：q235 锯切温度：常温查槽钢规格表知36a槽钢尺寸：360969（1）锯片直径d由式(2.1d)知 d考虑到锯机的使用范围和生产要求，此处我们取d=（2）锯片厚度由式(2.2)知 mm考虑到锯片强度和功率影响，此处我们取。（3）夹盘直径d1由式(2.3)知 mm考虑到d1对锯片的影响，此处取d1=750mm。（4）锯轴高度h 由式(2.4)知 mm 考虑到设备尺寸和被锯件高度，我们取h=770mm。2.5 高速冷锯机锯切功率计算锯切功率（平均锯切功率）为 (2.5) 式中：用于锯切金属的功率，k w；夹锯功率，kw；空载功率，kw；总传动效率。因为型钢断面复杂多样，为使计算方法统一，可做如下假设，即不论锯切何种型钢，皆按与横放在辊道上的轧件宽度相等的等面积矩进行计算。此时，换算的锯形高度h，亦即复杂的型钢断面的平均高度。当型钢断面面积为时 (2.6)式中：据切时横放在辊道上的该轧件的高度，mm。所以，对于36a槽钢： mmmm由式(2.6)得 mm下面介绍高速冷锯机锯切过程的主要运动参数及其计算方法。1. 锯切过程主要运动参数的计算（1）锯切速度（锯片的圆周速度） (2.7) 式中：驱动锯片电机的转速，r/min；i 从电机到锯片的传动比。 初取m/s，则由式(2.7)得（2）锯切行程 (2.8)式中：开始锯切角 锯片与换算的等面积锯形开始接触时，锯片半径与锯轴中心水平移动线之间的夹角：终止锯切角 锯片与换算的等面积锯形锯切终了时，锯片半 径与锯轴中心水平移动线之间的夹角：rad则 （3）锯切时间 (2.9) 式中：u（4） 锯切生产率，由文献【2，式1021】得 (2.10)2. 锯切过程功率的计算（1）纯锯切金属的功率 锯切滑移角，由文献【2，式1022】得 (2.11)式中：锯齿与被切轧件之间的摩擦角，；摩擦系数，冷锯时可取；锯齿前角，有前一节锯片形状的性质得。切屑纵向收缩系数，由文献【2，式1023】得 (2.12)切屑压缩变形程度，由文献【2，式1024】得 (2.13)被切屑金属变形程度，由文献【2，式1025】得m/s (2.14)式中: 锯齿齿距，取mm； 进锯速度，根据其范围初取mm/s；平均锯切角，rad：，由文献【2，式1026】得rad (2.15)考虑金属材质与变形程度影响的压缩变形阻力，由文献【2，式1027】得mpa (2.16)式中 视钢中含碳量而定的系数及阻力值；（由文献【4，127页】知q235的含碳量为0.20%，然后查文献【2，表105】知）考虑变形温度、变形速度影响的金属变形阻力，由文献【2，式1028】得mpa (2.17) 式中：相当于近似静载作用时的变形速度，系数：系数，系数，；c； 锯切时剪切变形阻力，由文献【2，式1030】得 (2.18) 被锯切金属单位体积变形功，由文献【2，式1031】得=801.783mpa (2.19)由此，用于纯锯切金属的功率，由文献【2，式1032】得 (2.19)式中： （2）确定夹锯功率 锯切金属时，锯片圆周边缘夹在锯槽中，受径向力作用产生的锯片周缘侧向变形被锯槽侧壁限制，从而产生正压力和摩擦力。当锯片以锯切速度v通过锯槽时，其摩擦能耗即被称为夹锯功率。由于fr与生产率f及纯锯切功率有关，计算夹锯功率时，应考虑这些影响。根据实测数据建立的夹锯功率计算公式由文献【2，式1034】得 (2.20) 式中： 锯切碳钢时 锯切合金钢时 。（查文献【4，127页】知q235为碳钢，取）（3）空载功率n3 作用在锯轴上的空载功率n3，主要包括锯片、夹盘、锯轴等在锯轴轴承中的摩擦能耗，以及锯片高速转动时空气阻力产生的能耗。 实测表明 所以，锯切功率（总锯切功率）n由式(2.5)知 一般可取总传动效率。 新设计时，电机功率尚未确定，从而，空载功率n3不能确定。对此，可由文献【2，式1036】初选电机功率根据、查文献【5，347349页】并考虑到以后生产规模的扩大和功率的增加，最后取电机型号为js500，其参数：n0=320kw，电压u=380v。第3章 带传动的设计及锯切力计算3.1 v带的设计1. 确定计算功率由文献【6，表22】查得工作情况系数，由文献【6，表22】知 (3.1)式中：p所需传递功率2. 选择v带类型根据和大带轮转速由文献【6，图22】选用25n，25j型。3. 确定带轮的基准直径，并验算带速（1） 初选大带轮的基准直径，由文献【6，表22】取=710mm由文献【6，表22】知 mm (3.2)由 (3.3)知 mm则 mm根据文献【6，表22】圆整后取mm。（2） 验算带速，由文献【6，表22】知m/s (3.4) 高速带的带速通常大于30m/s,可知符合要求。4. 确定v带的中心距a和基准长度（1） 通常初选中心距由文献【6，表22】确定，但对于移动冷锯的设计来说，得根据结构的需要来取，此处取mm。（2） 由文献【6，表22】计算带所需的基准长度mm (3.5)查文献【6，表22】知mm（3） 按文献【6，表22】计算实际中心距a (3.6)式中 mmmm5. 验算小带轮上的包角，由文献【6，表22】知 (3.7)6. 计算带的根数z由文献【6，表22】知 (3.8)式中：z带的根数设计功率（kw）；单根v带的基本额定功率（kw）；由传动比不同所附加的功率（kw）。、由文献【6，图22】查得：=97.75kw，=3.12kw长度修正系数，查文献【6，图22】知：=1.09包角修正系数，查文献【6，图22】知，=1.00则由式(3.8)得 (3.9)考虑到工作环境和扩大再生产需要，这里取z=6。7. 初拉力的计算由文献【6，表22】知n (3.10)式中：mv带单位长度质量（kg/m），查文献【6，表22】知：m=0.57kg/m8. 计算压轴力由文献【6，表22】知kn （3.11）3.2 锯切力的计算图3.1 带传动示意图（1） 传动装置简图见图3.1，从电动机开始计算各轴运动及动力参数（2） 查文献【7，表4.29】知：（3） 参考文献【7，9页】0轴：即电动机轴i轴：即大带轮轴轴：即小带轮轴（4） 计算锯片所受切线方向的力，（5） 计算锯片所受径向力参考由文献【2，340页】知：，此处取则 图3.2 锯片受力示意图由图3.2知 (3.12)切向力的水平分力与竖直分力为： (3.13)径向力的水平分力与竖直分力为： (3.14)锯片所受水平方向合力与竖直方向合力为： (3.15)则锯片所受合力为： (3.16)由式(3.16)可知：，设计时应按最大f设计，而由式可知处取最小值，此时。当时，由式(3.15)得第4章 轴的设计和强度校核4.1主传动轴的设计和强度校核图4.1 主传动轴的载荷分部图1、 按扭矩初步估算轴径选择轴的材料为40cr，经调质处理，查文献【8，表26.11】得材料机械性能数据为根据文献【8，表26.31】公式初步计算轴径，由于材料为40cr，由文献【8，表26.32】选取，则得 考虑到带轮连接加键，需将其轴径增加45%，故。2、 轴的结构设计如图4.1a所示，根据轴的受力和生产的需要，选取a、b、c、d处的轴径分为 ：3、 轴上受力分析（图4.1b）轴传递的转矩带产生的压轴力锯片所受力4、 求支反力a） 在x方向上的支反力（图4.1c）由 b） 在y方向上的支反力（图4.1e）由 5、作弯矩图和扭矩图a） x方向上的弯矩图（图4.1d） b） y方向上的弯矩图（图4.1f）c） 由合成的总弯矩图（图4.1g）由 得 d） 作转矩图（图4.1h）6、轴的强度校核a） 确定危险截面根据轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图，截面b处弯矩较大，且有轴承配合引的应力集中；截面d处弯矩最大，且有轴承配合引起的应力集中，故属于危险截面。现对d截面进行强度校核。b） 安全系数校核计算由于该轴的转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。弯曲应力幅为式中 w抗弯断面系数，由文献【8，表】查得。 由于是对称循环弯曲应力，故平均应力 根据文献【8，式】得 式中：45号钢弯曲对称循环应力时的疲劳极限，由文献【8，表】查得；正应力有效应力集中系数，由文献【8，表】查得；表面质量系数，轴经车削加工，按文献【8，表】查得；尺寸系数，由文献【8，表】查得； 剪切应力幅为式中 抗扭断面系数，由表得 由文献【8，式】 式中：45号钢扭转疲劳极限，由文献【8，表】查得；剪切力有效应力集中系数，由文献【8，表】查得；表面质量系数，轴经车削加工，按文献【8，表】查得；尺寸系数，由文献【8，表】查得；平均应力折算系数，由文献【8，表】查得，轴d截面的安全系数由文献【8，式】确定由文献【8，表】可知，故，该轴d截面是安全的。4.2 大带轮轴的强度校核1、 按扭矩初步估算轴径选择轴的材料为40cr，经调质处理，查文献【8，表26.11】得材料机械性能数据为根据文献【8，表26.31】公式初步计算轴径，由于材料为40cr，由文献【8，表26.32】选取，则得考虑到联轴器加键，需将其轴径增加45%，故。2、轴的结构设计图4.2 大带轮轴的载荷分部图如图4.1a所示，根据轴的受力和生产的需要，选取a、b、c、d处的轴径分别为 5、 轴上受力分析（图4.1b） 轴传递的转矩带产生的压轴力6、 求支反力在x方向上的支反力（图4.1c）由 7、 作弯矩图（图4.1d）8、 作转矩图（图4.1e）9、 轴的强度校核a） 确定危险截面根据轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图，截面c处弯矩最大，且有键槽、过盈配合配合引起的应力集中，故属于危险截面。现对c截面进行强度校核。b） 安全系数校核计算由于该轴的转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。弯曲应力幅为 式中：w抗弯断面系数，由文献【8，表】查得 由于是对称循环弯曲应力，故平均应力 根据文献【8，式】知 式中：45号钢弯曲对称循环应力时的疲劳极限，由文献 【8，表】查得；正应力有效应力集中系数，由文献【8，表】查得；表面质量系数，轴经车削加工，按文献【8，表】查得；尺寸系数，由文献【8，表】查得； 剪切应力幅为式中：抗扭断面系数，由表得 由文献【8，式】得 式中：45号钢扭转疲劳极限，由文献【8，表】查得；剪切力有效应力集中系数，由文献【8，表】查得；表面质量系数，轴经车削加工，按文献【8，表】查得；尺寸系数，由文献【8，表】查得；平均应力折算系数，由文献【8，表】查得，。轴c截面的安全系数由文献【8，式】确定 由文献【8，表2634】可知， 故，该轴c截面是安全的。第5章 送锯和走行机构的设计计算5.1 进锯机构的设计计算1、考虑到锯切时的平稳性，此处采用液压传动。2、车轮与辊道间的摩擦力由文献【9，72页】知 (5.1)式中：车轮的阻力系数；进锯机构的重量，；车轮滚动轴承的摩擦系数，可取；车轮对轨道的滚动摩擦力臂，可取mm；车轮轴轴颈直径,取；d1车轮直径，；考虑车轮轮缘对轨道摩擦的系数，可取。3、液压缸的理论作用力由文献【10，表20-6-8】知 (5.2)式中：活塞杆上的实际作用力；活塞杆所受的锯片工作阻力；压辊和滑板之间的摩擦阻力，；车轮与辊道间的滚动摩擦力；负载率，；液压缸总效率，。4、则由式(5.1)、(5.2)得则缸筒内径由文献【10，表20-6-8】知 (5.3)式中：工作压力，。考虑负荷余量、生产要求，查文献【10，表20-6-16】得，取活塞往复运动速比为2，则查表知活塞杆直径，最后选定液压缸规格为：cdh2 mt4 。5.2 走行机构的设计计算1、由式(5.1)知式中：车轮的阻力系数；整个设备的重量，；车轮滚动轴承的摩擦系数，可取；车轮对轨道的滚动摩擦力臂，可取mm；车轮轴轴颈直径,取；d车轮直径，；a） 根据要求，此设备横移速度大约为6.5m/min，则移动此设备所需功率 (5.4) 由于用两台电机驱动，则每个电机功率为1.01kw。b） 由车轮直径，得电机输出转速 (5.5)根据p、n查文献【14，表16-1-108】选电机型号为：fa8tg dm 90l4/bmg/hf/m5。第6章 联轴器、键、轴承的选择与校核6.1 联轴器的选择和计算1、类型选择由于该设备启动频繁，且需要一定的减震缓冲，所以选用挠性联轴器。2、 载荷计算公称转矩 (6.1)由文献【11，式141】得计算转矩为 (6.2)式中：工况系数，由文献【11，表141】查得3、型号选择根据电动机伸出轴直径，查文献【12，表5-2-10】选择联轴器为：gcld6 。6.2 键的选择和键连接强度计算1、键的位置a） 键1：连接联轴器和大带轮轴；b） 键2：连接大带轮和大带轮轴；c） 键3：连接小带轮和锯片轴；d） 键4：连接锯片轴和锯片。2、选择键连接的类型和尺寸a） 键连接的类型 根据所传递功率和工作情况，应选用平键连接，且用圆头普通平键。b） 键的尺寸选择根据各键所在轴的轴颈尺寸，由文献【13，表4-3-18】选择键的尺寸如下：表6.1 所选键的尺寸 mm代号名称轴颈d长度gb109679键1115160gb109679键2160190gb109679键3150180gb109679键41952603、键的校核a） 键的尺寸见表6.1b） 校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由文献【11，表6-2】知许用挤压力：，取 。键的工作长度 (6.3)键与轮毂键槽的接触长度 (6.4)则由式(6.3)、式(6.4)及文献【11，式6-1】校核各键如下： 键1 键2 键3 键4经校核，所选4个键全部合格。6.3 轴承的选择与校核6.3.1 主传动轴轴承的选择与校核图6.1 主传动轴轴承受力图（1） 主传动轴上的轴承受力图（图6.1）（2） 根据传递功率和受力情况，轴颈尺寸，查文献【15，表6-2-62和表6-2-67】选用：左侧：成对角接触球轴承（背对背），型号为236234又7234c/db；右侧：一对圆柱滚子轴承，型号为2140又n1040。（3） 寿命校核a） 查文献【15，表6-2-62和表6-2-67】知：轴承236234的基本额定动载荷基本额定静载荷。轴承2140的基本额定动载荷基本额定静载荷。b） 求两侧轴承受到的径向载荷由力的合成原理知：c） 求轴承当量动载荷由于轴承只受纯径向力，则由文献【11，式13-9a】得式中：载荷系数，根据文献【11，表136】取。d） 验算轴承寿命，由文献【11，式13-5】得式中：为指数。对于球轴承，；对于滚子轴承，；温度系数，由文献【11，表吧3-4】知。由于锯机为非连续工作，所以连续工作时间大于10年足够用，即所选轴承满足寿命要求。6.3.2 大带轮轴轴轴承的选择与校核图6.2 主传动轴轴承受力图（1） 大带轮轴上轴承受力图（图6.2）（2）根据传递功率和受力情况，轴颈尺寸，查文献【15，表6-2-77】选用：调心滚子轴承轴承，型号53526又22226。（3）寿命校核a） 查文献【15，表6-2-77】知：轴承535264的基本额定动载荷基本额定静载荷。b）求两侧轴承受到的径向载荷由于此轴只受到皮带拉力，则：c） 求轴承当量动载荷由于轴承只受纯径向力，则由文献【11，式13-9a】得式中：载荷系数，根据文献【11，表136】取。d） 验算轴承寿命文献【11，式13-5】得式中：为指数。对于球轴承，；对于滚子轴承，；温度系数，由文献【11，表吧3-4】知。由于锯机为非连续工作，所以连续工作时间大于10年足够用，即所选轴承满足寿命要求。第7章 设备的润滑、密封及维护7.1 设备的润滑7.1.1 润滑的作用机械中的可动零、部件，在压力下接触而作相对运动时，其接触表面间就会产生摩擦，造成能量损耗和机械磨损，影响机械运动精度和使用寿命。因此，在机件做相对运行的接触面加入润滑介质，以减少摩擦和磨损，延长机械设备的使用寿命。加入润滑剂不仅可以降低摩擦，减轻磨损，保护零件不遭锈蚀，而且在采用循环润滑时还能起到散热降温的作用。由于液体的不可压缩性，润滑油膜还具有缓冲、吸振的能力。使用膏状的润滑脂，既可以防止内部的润滑剂外泄，又可阻止外部杂质侵入，避免加剧零件的磨损，起到密封作用。7.1.2 润滑的种类凡能降低摩擦阻力的介质都可作为润滑材料，亦称润滑剂。润滑剂可分为气体润滑剂、液体润滑剂、半固体润滑剂和固体润滑剂四种基本类型。如润滑脂、润滑油、固体润滑剂等。不同的润滑剂有着不同的优缺点和使用条件。1、润滑脂润滑脂的特点是密封简单，不经常更换。它对减少高速电机不易加油的自动装置的摩擦具有重大意义。温度对润滑脂的影响不大，而且润滑脂对载荷性质、运动速度的变化等有较大的适用范围，在垂直面上不易流失。其缺点是流动性差，导热系数小，不能做循环润滑剂；此外，润滑脂的摩擦阻力大，导致机械效率较低。2、润滑油润滑油是最广泛的润滑剂。润滑油的优点是容易流动，这一特性也是润滑油的主要特点。润滑油容易进入承载区，工作之后又易于排出机器之外，可以带走摩擦产生的热，起冷却作用，又能带走尘土、杂质，起清洁作用，但润滑油的主要成分中含有烃类，污染环境，不能构成有效的密封效果，不能有效的防止尘土进入支承。3、固体润滑剂固体润滑剂可以在表面上形成固体膜以减少摩擦阻力。固体润滑剂完全不流动，通常只在一些特殊要求的场合。它的优点是：可用于高温、高压、高辐射、低温等恶劣的工作环境中。7.1.3 润滑方式的选择根据不同种类的润滑剂的优缺点及适用条件来选择该设备的润滑方式。（1）根据设计的参数，该设备的电机为大型电机，又由于电机轴承的润滑剂不能频繁更换，则其润滑方式应用极压复合锂或聚脲（最好是合成、半合成油）。（2）根据设计参数，该设备选用的是鼓形齿式联轴器，根据圆周速度，选用0号或1号润滑脂，用量为装满联轴器，换脂周期6个月，要求润滑剂粘性要好。（3）轴承常用的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。一般用滚动轴承的dn值（d为滚动轴承内径，mm；n为轴承转速，r/min）表示轴承的速度大小。根据该设备中各处轴承的速度大小，选择稀油润滑。（4）其它运动表面均采用干油润滑。7.2 设备的密封密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。 根据上述内容及生产环境，设备中的滚动轴承均采用唇形密封圈密封，装配时端盖出均涂密封胶。7.3 设备维护该设备除日常巡视保养以外，还应按实际情况制定定期检修制度，根据设备的具体情况，制定出检修计划，定期检修。按设