350吨剪切机的毕业设计.doc

第35页 350吨剪切机的设计 摘要 本次毕业设计的题目是“350吨剪切机的设计”。从传动形式上看可称为曲柄连杆式。它的特点是下刀片固定不动，剪切过程是靠上刀片的运动来实现的。其工作原理为电动机带动一轴转动，经第一级齿轮减速把运动传递到二轴，二轴再通过第二级齿轮减速把运动传递到曲轴，在离合器的作用下，曲轴通过它的偏心连杆带动滑块在机身的导轨内上下移动，上刃台固定在滑块的下端，随滑块一起移动实现剪切，下刃台与机身底座靠螺栓链接固定不动。离合器每合一次，滑块上下往复运动一次，既东片完成一次剪切工作。通过计算剪切机的结构参数和里能参数来确定主要零部件的尺寸，确定电动机的型号。以材料力学的原理来校核主要部件的强度是否符合要求，最终确定剪切机的各部分的技术参数。选择设备的润滑方式，在使用过程中的注意事项和简单的故障处理方法。关键词：上浮动式；剪切机；里能参数；强度计算；润滑；维护 Design for 350 tons of Guillotine Abstract The graduation project is entitled“Design for 350 tons of Upper guillotine.”From the transmission link can be called crank.It is characterized by fixed under the blade,the shear process of the blade by the campaign to achieve.Its working principle for a motor driven rotating shaft,with the first-class sports gear to transfer to the second axis,the axis through the second stage transmission gear to the crankshaft to movement:the role of the clutch,the crankshaft,through its eccentric even slider stroke lead in the body moved up and down within the guide,on the edge of Taiwans fixed in the bottom of the slider,the slider,together with the realization of shear movement,under the edge of the base p;atform an the body by bolts fixed link.Allthe clutch every time,a slider up and down reciprocating motion,both completing a cut blade work.By calculating the shear plane in the structural parameters and parameters to determine the size of the main components to determine the motor model.To the principles of mechanics of materials to check whether the intensity of the main components to meet the requirements,and ultimately determine the shearing machine of the various parts of the technical parameters.Choice of lubrication equipment means the process in the use of note and simple failure handling.Key words:floating;shearing machine;force and energy parameters;strength calculation;lubrication;maintenance 1绪论1.1选题背景与目的 用于对轧件进行切头，切尾或剪切成规定尺寸的机械称为剪切机。根据剪切机刀片形状，配置以及剪切方式等特点，剪切机可分为平行刀片剪切机，斜刀片剪切机，圆盘式剪切机和飞剪机。大断面的钢锭和钢坯经过轧制后，其断面变小，长度增加。为满足后续工序和产品尺寸规格的要求，各种钢材生产工艺过程中都必须有剪切工序。剪切机的用途是用来剪切定尺，切头，切尾，切边，切试样及切除轧件的局部缺陷等等。 对于剪切机的种类的划分从不同的角度出发，有不同的方法。按剪切方式可分为横切和纵切；按剪切轧件的温度可分为热切和冷切；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；按剪切轧件的品种又可以分为钢坯剪切机，钢板剪切机，型钢剪切机和切管机等。通常按剪切机的切刃形状和配置等特点可分为平行刀片剪切机斜刀片剪切机和圆盘式剪切机。 随着时代的发展和科学的进步，钢铁行业也得到了相应的发展。剪切机在钢铁行业中一直扮演着重要的角色。在轧件的处理上剪切机是不可或缺的。剪切机的工作情况直接影响到整个生产线的工作质量和工作效率。特别是在应对突发事故12-切机更起到了保护安全生产线的作用。由于其在轧钢机械辅助设备中的重要性，对于剪切机的技术改革和创新从来都没有停止过。本设计主要对 平面剪切机进行研究。1.2国内外研究现状 随着时代的发展，对于剪切机的研究速度也在迅速发展。目前国内外有许多质量上乘，性能优良的剪切机。 在国内2007年4月8日，经过马鞍山公司近一年的攻关研究，年产60万吨棒材生产线850吨冷剪切机及定尺机成套设备，顺利通过了中国冶金设备总公司的试车和验收，各项技术指标和参数完全符合设计要求。成为继河南洛阳矿山机械厂之后，国内第二家制造最大冶金剪切设备的厂家。 850吨冷剪切机及定尺机成套设备是年产60万吨棒材生产线设备。用于冷态圆钢，螺纹钢，棒材轧件定尺剪切，它的最大剪切力大于850t，剪刃有效剪切宽度大于1200mm，被剪切棒材规格12-50mm圆钢，螺纹钢，定尺长度6-12m。制作这台工艺复杂，技术难度空前的单体设备在该公司尚属首次，就是国内也只有河南洛阳矿山机械厂一家。为此，该公司把它作为新产品开发项目。该公司工程技术人员大胆创新，按照意大利达涅利司图纸的技术要求，设计出一套行之有效加工和装配的工艺方案。为保证冷剪结构件箱体各相对面和内腔体的轴孔尺寸公差和形位公差在同轴度和位置度上，便于穿过和摆放偏心轴，该公司利用捷克250数控镗铣机进行数控编程，加工，确保万无一失。要在不足10平方米的箱体里装配偏心轴，多级硬齿面齿轮，润滑系统，液压系统，气动系统及上述系统到设备的管路，困难可想而知。尤其是偏心轴与大齿轮采用大锥度无键联结，只能通过刮研的方法实施传动，研磨率要求85%以上，从而使剪刃的平行度在0.2到0.3mm范围之内，达垂直剪切。装配钳工自行设计定位块，偏正吊具等工装，反复试验，终于解决装配中这一技术难题。这套850吨冷剪机设备的成功制造，标志着该公司的轧刚设备制造能力达到国内一流水平。 美国拉邦迪公司生产有几种尺寸型号的移动式剪切机，主要用于废料场作业，剪切力为9.8-118百万吨。液压缸设计非常合理，易于联通挖掘机上的液压系统，上述剪切机所具有的剪切力可以切割车厢里的框架以及各类金属梁，管和各种截面的电源线。美国Allied Gotr 公司有AG,p,S三种型号的移动式剪切机。AG型剪切机由一个带有突出部分的三角形机架和一个饺装在机架上的双臂杠杆组成，双臂杠杆上除剪切刀杆之外。还装有一个带动液压缸的双节机械装置。机架前装有剪刀吊杆，而机架本身则固定在挖掘机悬臂上。由于是双节饺合悬臂上。由于是双节饺合机构，当剪切机处于较大剪切力时，可使剪口张大。P型剪切机再构造型式于AG型相同，但被剪切材料可应自动固定在刀区内，以使液压缸产生的作用力得到有效的利用。S型剪切机安装在带有2-3节悬臂的普通装载机上。这种剪切机的剪切力的利用率与P型剪切机相同。 根据国内外的剪切机发展不难发现，剪切机在轧钢方面的巨大作用。随着我国经济和科技的发展我相信我国剪切机的发展会更上一个台阶的。与世界现在剪切机的差距也会越来越小。1.3研究方法与内容 我这次设计的是350T剪切机是属于平行刀片剪切机。这种剪切机的两个刀片是彼此平行的，它通常用于横向热剪切初轧和其他方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机。 上切式剪切机是钢坯剪切机中结构最简单的一种。这种剪切机的特点是下刀固定不动上刀则上下运动的。剪切轧件的动作由上刀来完成，其剪切机构是由最简单的曲柄连杆机构组成。除了剪切机本体外，一般还配有定尺机构，切头机构与输送装置等。剪切时上刀压着钢坯一起下降，迫使摆动台也下降，当剪切完毕，上刀台上升至原始位置，以消除上刀台与偏心两杆之间的间隙，减少剪切时的冲击负荷。此类剪切机由于结构简单，广泛用来剪切中小型钢坯。 设计的内容主要包括：1. 绪论及设计方案的选择与论证；2. 350吨上浮剪切机参数的计算，重点力能参数的计算、机的选择校核；3. 主要零部件设计与强度计算：重点曲轴、机架、齿轮以及滑到的强度计算校核；4. 其他润滑系统与保养等；5. 绘图（总装配图1张、部件装配图2张、零件图3-5张，折成A1共6张以上）；6. 编制、打印设计说明书；2 设计方案的确定2.1剪切机的类型和用途 用于将轧件剪切成规定尺寸的机械称为剪切机。按刀片形状配置以及轧件情况的不同，剪切机可分为四类：1. 平行刀片剪切机:这种剪切机的两个刀片是彼此平行的，通常用于热剪切机初轧和其他方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机、2. 斜刀片剪切机：这种剪切机的刀片中又一个相对于另一个刀片成一定角度，一般上刀片是倾斜的，其倾斜角为1-6，此类剪切机用于冷剪和热剪钢板、带钢、薄板及含管坯等。有时用于剪切成束的小型钢材。3. 圆盘式剪切机：这种剪切机的两个刀片做成圆盘状，此类剪切机用于纵向剪切钢板和带钢的边缘，一般均布在连续式钢板轧机的纵切机组作业线上。4. 飞剪机：这种剪切机用于横向剪切运动着的轧件、一般都是装在连续式轧机轧制线上，用来剪切轧件头、尾部及将轧件剪切成定尺长度、2.2设计方案的确定 本设计为350吨上浮式剪切机。上浮式剪切机现场被称为平行刀片剪切机或开口偏心式剪切机，从转动形式上看可称为曲柄连杆式。它的特点是下刀片固定不动，剪切过程式靠上刀片的运动来实现的。结构简单，重量较轻。 上浮式剪切机的工作原理是电动机带动一轴传动，经第一级齿轮减速把运动传递到二轴，二轴在通过第二级齿轮减速把运动传递到曲轴，在离合器的作用下，曲轴通过它的偏心连杆带动滑块在机身的导轨内上下移动，上刃台固定在滑块的下端，随滑块一起移动实现剪切，下刃台与机身底座靠螺栓链接固定不动。离合器每合一次，滑块上下往复运动一次，即刀片完成一次剪切工作。 相对于飞剪机来说，上浮式平行刀片剪切机拥有成本低廉、可靠性高、维护简单、操作方便等优点。非常适合中小型钢铁冶金企业使用。这种剪切机被广泛应用在钢铁冶金企业当中。主要是对钢坯、型材、线材进行定尺及切头切尾的剪切。在发生突发事件的时候，也可以起到安全剪的作用。3剪切机参数计算3.1结构参数3.1.1刀片行程 已知条件： 刀片行程H=280毫米； 上下刀片的重合度=525毫米； 被剪钢坯面高度。取h=145毫米； 偏心轴的偏心值R等于刀片行程H的一半。R=140毫米 剪刃行程公式： H=H+ （3.1）3.1.2刀片尺寸 1.刀片尺寸中最重要的是刀片长度l。由于该剪切机主要用于剪切方坯和型钢，属于中型剪切机。 其计算公式为：l=(34)B （3.2） B- 是被剪轧件（钢坯）横截面最大宽度。取B=150毫米。 则有：l=450600毫米。 取平均值： l=520毫米。2.刀片高度的确定及刀片断面宽度： h=(0.651.5)h （3.3） b= h/(2.53) （3.4）h-刀片断面高度。（毫米）;h-被剪钢坯断面高度。（毫米）取h=150毫米；b-刀片断面高度。(毫米)由公式可知：h=97.5225毫米 取h=180毫米，h=146毫米 b=5060毫米，取b=50毫米。3.1.3剪切次数 剪切次数分理论剪切次数（即偏心轴在没分钟内转动的次数）与实际剪切次数。已知：理论剪切次数n=20.4次/分 实际剪切次数n=10次/分3.2力能参数力能参数是确定剪切机功率及确定就剪切机各个零件断面尺寸的主要依据。 在进行力能参数计算时，首先要确定单位剪切阻力。它主要取决于剪切金属材料本身的性能、剪切时的温度、相对切入深度、剪切速度、被剪切金属断面形状及刀片形状、刀片之间侧间隙，以及被剪切金属断面尺寸的大小等因素。3.2.1确定公称剪切力 选取里能参数时应该按剪切条件最为恶劣时情况计算。 最大剪切力公式： P=KF（选横断面面积为145平方毫米、20钢、在670 c时剪切）F-被剪切钢坯横断面面积（平方毫米）。取F=145平方毫米。-被剪切金属在相对温度t时的最大剪切阻力N/mm根据20钢在670 c时单位阻力曲线有=134 N/mmK-考虑由于刀刃磨钝以及刀片间隙增大而使剪切力提高的系数。其数值按剪切机的剪切能力选取：中型剪切机应选取K=1.2则有：P=1.2x34x45=3380820N=338(吨)根据生产能力及设计要求，应选取公称能力P=350t 的剪切机。3.2.2剪切力矩与摩擦力矩 为了计算传动系统零件强度和选择电动机容量，必须计算偏心轴上的静力矩。偏心轴上的静力矩有剪切力矩和摩擦力矩两部分组成。由于剪切力矩在静力矩中占的比例较大，故必须具体计算出其数值大小。 偏心轴上的静力矩： M=M+M+M M-剪切力矩 M-摩擦力矩 M-空载力矩，即零件自重所引起的摩擦消耗。剪切力矩与摩擦力矩可以用作图法确定。 即：M- M= M+M=Pcm式中P-作用在连杆AB上的力，考虑摩擦因素后，则该力沿DF直线方向。C-力P对偏心轴中心的力臂。M-作图时的比例参数。假设线段DF等于作用在连杆AB上的力P，通过D点偏一摩擦角作直线DM。使与直线MF相交。则线段DK将等于作用于刀台滑槽上的垂直压力N。 N=Psin 线段KM将等于刀台滑槽中的摩擦力 KM=Ntan=N=Psin 线段MF将等于剪切力P。 已知： KM+MF=Psin+P = Pcos P= M=M+M= Pcm =cm =Pm 由此得出推算力臂：= 式中-偏心轴转动角时连杆摆动的角度。 sin=sin 其中：R-偏心轴的偏心值 -连杆长度。 -刀台滑板与滑槽之间的摩擦系数 c -考虑摩擦后力P对偏心轴中心的力臂。 C=Rcos(90-)+ 其中：-铰接A处摩擦园半径。 -曲轴中心O处摩擦园半径。 为了计算方便，一般是作出=f()曲线图，即剪切机推算力臂变化的曲线。 根据P=f()及=f()两个曲线图便可很方便的作出M= f()静力矩图。（1） 刀片行程H与剪切机偏心轴转角关系曲线 为了得到剪切力P与曲轴转角的关系，为此先推导出相对切入深度和的关系：偏心距与连杆长度的关系的确定： 已知连杆长度L=465mm 剪刃行程H=280mm，R=140mm 由上可知，已知参数为：曲轴的偏心距为r=140mm。 上、下刀片重叠量=18mm 开口度H=2r-=140X2-18=262mm 连杆长度L=465mm 几何关系应有 L=r+（L+r-s）-2r（L+-s）cos 而s=h+-h，故代入求解出相对切入深度-的关系式。即是刀片行程H与偏心轴转角之间的关系。 可得公式：H=-Rcos-（L-R） 将L=465mm R=140mm 代入有： H=-140cos-（L-R） 将L=465mm R=140mm代入有： H=-140cos-325 当偏心轴转角为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180时，刀片行程H对应为280mm、278.51mm、274.03mm、266.54mm、256.04mm、242.53mm、226.08mm、206.88mm、185.22mm、161.51mm、136.6mm、111.12mm、86.08mm、62.55mm、41.54mm、24.06mm、10.91mm、2.74mm、0mm。 轧件剪切力的计算： 假设刀片与金属在xb及0.5zb的接触面上单位压力是均匀分布而且相等。 得公式： = 又有T=Ptany a=x= Tan y= 可得：P=Pb=Ph=Pbh -表示单位切入深度（%） P-单位压力（牛/毫米） b-轧件的宽度（毫米） h-轧件的厚度（毫米） 根据上述公式可求得剪切力与相对深度之间的关系。 相对切入深度为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、73%时，单位压力P（T）为240、322、338、350、346、334、313、273、252 由上式可知，P力随着z的增加将沿抛物线增加。一直增加到金属开始沿整个断面产生滑移的数值为止。剪切力与相对深度的关系如下： 现以F表示剪切面积，本设计考虑剪切两根145，则有：F=2X145=42050考虑刀刃变钝和刀刃间隙增大后剪切力会增大，引入系数K=1.2利用公式P=KF将-和-得关系代入可以得到剪切力P与曲轴偏转角之间的关系：当剪切力P（T）为0、240、322、338、350、346、334、313、252时，所对应的曲轴偏转角（t）分别为87、93.0、98.4、104、108、109.6、114.7、124.8、130。 （2）计算力臂P： P= 式中C为考虑摩擦后，连杆作用力P对曲轴中心的力臂 当90时，有：C=Rcos(-90）+ 当90时，有：C=Rcos(90-+）+ -曲柄轴的摩擦圆半径. -连杆与曲柄轴之间的销轴A的摩擦圆半径. 由于青铜之间的摩擦系数=0.04 =200X0.04=8mm =R=0.04X100=4mm =A=0.04X150=6mm-考虑连杆销轴摩擦后，连杆作用力P与连杆AB之间的夹角，因为力P方向为摩擦圆的内切线，所以： sin=0.0215L-连杆长。取L=465=arcsin y=1.2sin=sin=sin R-曲轴偏心。R=140 -曲柄偏心转动时，连杆摆动的角度。 将=1.2 R=140 =6 =8 分别代入有： 当90时: = 将推算力臂分别代入下列公式应有： M=P P-每对应一个偏心转角时的剪切力。 M-每对应一个偏心转角时的剪切静力矩。 其数据列表如下： 为了计算方便，先画出P=f（）曲线图。然后根据P=f（）及P=f（）曲线图，可以求出M曲线图。在M数值上再加上空载力矩M，可求出静力矩图M=f（）剪切等效力矩计算： 将曲轴偏移角平均分成t等份。每一份的度数为=6.14 把静力矩图平均分成t等份（按=43平均分配）。这样所得静力矩图被分成t块，可按面积定理计算出剪切功，即A=M 根据公式有： A=6.14X=12.34 A=6.14X=12.34 A=6.14X=12.34A=6.14X=12.34A=6.14X=12.34A=6.14X=12.34A=6.14X=12.34M=0.466（MNm）M= M+M取M=36.86kgmM=36.86X9.8X35.862X0.877=0.0114MNm故：M= M+M=0.446+0.0114=0.457 MNm3.3电动机的选择3.3.1电动机有关参数的确定 预选电动机额定力矩： M=（1.151.3）M(牛米) M-预选电动机的额定力矩。 M-推算到电动机轴上的静力矩。 M= M= 由传动系统的设计，可知i=35.862-总传动效率，有查找得文献得到 滑动轴承传动： =0.97（正常润滑） 滚动轴承传动： =0.98 齿轮传动： =0.97 离合器: =0.99 联轴器（弹性销）： =0.99 则有公式=有： =0.97X0.98X0.97X0.99X0.99=0.904转化到电动机轴上的力矩为：M=14096.57Nm=14096.6NmM=351.64Nm电动机选择的有关参数如下：材质：65Mn 温度：850C原始剪切断面积：2X145机械总传动比：i=35.862理论剪切次数：n=20.4次/分实际剪切次数：n=10次/分3.3.2剪切时间的确定 切深度H与曲柄转角图可以找到开始剪切时曲柄转角为87，剪切结束角度为130，则有： 纯剪切的时间为：t=0.3510.35(s) 剪切周期时间为：T=6（s） 空载时间为：t=T-t=6-0.35=5.65（s）3.3.3电动机容量的选择 电动机的空载功率为N=27.6kw 由公式M=975=975X=36.86（kgm） 推算到电动机轴上的静力矩： M=1153.43（Nm）取M=1.2 M=1.2X1153.43=1384.116Nm电动机的功率为：N=105.8（kw）初选电动机：有计算出的电动机额定功率确定电动机的型号为JR-126-8型绕线式异步电动机：其参数如下：同步转速：n=750rpm额定功率：110kw额定电压：380v满载时转速：730rpm定子电流：211A效率转矩：1.9转子电压：244v转子电流：292A冷却空气量：0.65m/s转子飞轮距：51kgm电动机重量：1550kg3.4电动机的校核3.4.1总的飞轮矩的确定 GD=GD-GD-GD其中：GD-总的飞轮矩 GD-是传动系统的飞轮力矩。 GD-电动机转子力矩。 GD-转动零件推算到电动机轴上的飞轮力矩。1.传动系统飞轮距 由公式为： GD=365 （3.13）E-飞轮减速时放大的能量，它即是剪切机剪切时所需的能量。 其中公式为： E=FhX（0.750.85） （3.14） 由以上数据可知-平均单位剪切阻力。-断裂时相对切入深度。 得：E=（2X145X145X0.8X8.6X0.73）/1000=30622.83（kgm）K-剪切机在间断工作时飞轮不均匀系数，取k=0.2n-飞轮的平均转速，公式为：n=其中：n-飞轮的最高转速，取n=730rpm n-飞轮在低速时转速，n=n(2-k)/2计算得：n=664rpm将E、k、n代入（3.13）式中得：GD=1242.22（kgm）2.计算电动机转子力矩 由电机参数可得GD=51kgm3.计算转动零件推算到电动机轴上的飞轮力矩 GD=GD+GD+GD其中GD-一轴的飞轮力矩。 GD-二轴的飞轮力矩。 GD-曲轴的飞轮力矩。 GD=d=d/8=197.77 Nm=20.2kgm GD=d GD=d式中、分别是一轴、二轴、三轴的密度。（kg/m） 、分别是各轴所对应长度。（mm） d、d、d分别是各轴所对应的直径。（mm）】另可由公式GD=kGD k-各传动零件转化到一轴的折算系数。取：k=1.1 则：GD=1.1X GD=1.1X20.2=22.22 kg/m则总的飞轮力矩：GD= GD-GD-GD=1242.22-51-22.22=1169(kg/m)经过试算取GD=1800（kg/m）3.4.2绘制电动机的负载图 根据电动机的力矩公式： M=M-（M-M）e及M=M+（M- M）e 即可画出电动机静负载图（带飞轮）。 M-静力矩。 M-启动力矩。 M-空载力矩。 为了画图方便，可以将以上两个公式画成曲线，并倒出模板。用模板即可在电动机静负荷图上画出电动机负荷图。模板可按下式绘制： M= M（1- e） 式中M-静力矩、为静负载图上的最大力矩。 绘制模板是，将t从0取到4T。 求出电动机机械常数T： T= 式中GD-传动系统总的飞轮力矩。 n-同步转速。 Ser-电动机滑差率。根据工厂的推荐数值取Ser=0.07。这样要求在转子线路上串入一个电阻。 M-电动机的额定力矩。 M=9550X=1439.16（Nm）=146.9（kgm） T=1.72（s） 作模板曲线： 因取：t=04T 即：t=04X1.72=06.88（s） 则：M=M（1-e）=1438.43（1-e） 将M的值列表如下：M=1438.43 （1-e） T=1.72从图中选出Max进行过载校核。从负荷图上找出M=240（kgm）M=137.14 M=146.9（kgm） （k-过载系数）因此过载校核通过。3.4.3电动机发热校核将计算结果代入公式：M=则有：M=121.18（kgm）而电动机额定力矩M=146.9（kgm）故M M所以发热校核通过通过过载校核和发热校核可知：选用JR-126-8型号绕线式异步电动机满足条件要求。4主要零部件的设计及强度校核4.1曲轴4.1.1曲轴的结构设计 根据剪切机的公称能力P。按照确定曲轴的主要尺寸： d=4.4（mm） （4.1） P-剪切机的公称能力（KN）p=350X9.8 则：d=4.4X=257.69（mm） 有经验公式得： d=（1.11.4）d=（283.46360.77）mm （4.2） 取d=300mm 支承颈的长度为：=（1.32.2）d （4.3） =（334.54566.92）mm 取=380mm 曲柄颈的长度为：=（1.31.7）d =（334.54438.07）mm 取=258mm 这是因为这与两支承曲轴的设计公式不同根据工厂提供的数据，故选取=258mm轴颈与曲柄结合处轴肩：b=（0.60.85）d 取b=100mm4.1.2轴的强度校核由图可知sin=0.37则=21.74由前面第三章计算可知：当=108时，有最大剪切力力矩出现：M=1439.43kgm 35.862=51584.8 =arcsin（sin）=arcsin（sin108）=14.034将P力分别为垂直力P和水平力N。P=350TN=Ptan=87.5TF=F= Ftan曲轴受力简图如下：因上节计算可知： P=P （4.6） 又有Q=Psin（） （4.7） P=Pcos（） （4.8）其中P=350T=3.5X10N=2.3=16.6=1.2故有：Q=Psin（） =3.5X10sin（16.6+1.2） =1.14X10（N） P= Pcos（） =3.5X10cos（16.6+1.2） =3.55 X10（N）求支座反力R、R由图可知： R=1.546x10 R=R-P- R=3.339x10-3.55x10-1.546x10=-4.762 x10N 其中“”表示与原假设符号相反。 求水平支反力F、FF=0.89x10=0.89x10 NF=N-Q- F=4.123x10-1.14x10-0.89x10=-1.617x10N负号表示与原假设方向相反。画出弯矩图（水平弯矩图、垂直方向弯矩图、及合成弯矩图）画出扭矩图。然后分别对A-A，B-B，C-C进行校核。1.校核A-A截面： 求出合成弯矩 M=1.42x10Nm当量弯矩为：M=取=0.59 = =1.457x10 NmW=0.1d=0.1x400=6.4x10mm按照第三强度理论计算弯曲应力为： =227.7（Mpa） （4.9）许用应力为：=查文献得：=450Mpa (40Cr)n=1.21.5 取n=1.35 则有：=333.3Mpa 因为：所以A-A截面满足强度要求。2.校核C-C截面：其合成弯矩为：M=1.86x10Nm当量弯矩为：M= 取=0.59M=3.85x10NmW=0.1d=0.1x300=2.7x10mm按照第三强度理论合成所得应力为： =142.6Mpa=142.6=333.3故C-C截面满足强度要求。3.校核B-B截面。 B-B截面抗弯截面模量为：W=2650718.8（mm） 作用在危险截面B-B上的弯矩为： M=P=x258x354.58x9.8x10x10=298.84Nm 由于偏心套偏心距的作用，连杆力对曲柄颈作用的扭矩近似为M=Pesin=354.58x10x9.8x140x10x sin108=462673.55Nme-偏心套心距，e=140mm-曲柄转角则B-B截面上最大应力为： =204Mpa=333.3Mpa故110mm时 =700Mpa =550Mpa 安全系数选取S=1.41.8 中等塑性=0.60.8 当剪切力P=350T时 扭矩M=570400 Nm =296.11Mpa其=(0.50.6) =(0.50.6)x700=350420(Mpa) S=1.191.42 式中S-许用应力系数 S-轴头安全系数 因SS 故安全。 （2）卡环轴颈265 =153.3Mpa S=2.32.8 SS 故安全。2. 疲劳强度校核A.断面的疲劳强度： S= 因为是脉冲应力，所以：=76.7（Mpa） 式中：-轴上剪切力的应力幅。 -轴上剪切应力的平均应力。 -轴材料的剪切持久极限。 40Cr材料的=185（Mpa） k-轴上剪切力的有效力集合系数。 -轴的表面质量系数。 -轴的尺寸系数。 -将平均应力折合成应力幅的等效系数：取=0.15 由文献得k 当D=290,d=265,=3 =8.3 =0.01 用插值法得出k=2.01，=0.6，=0.925 S= 由轴材料取：S=1.51.8 则SS 故静强度满足、 =61.6Mpa 由=2 =0.009 k=1.29 =0.6 =0.925 =0.15 =185（Mpa） S=1.2951.3 S=1.31.5 S=S 疲劳强度通过。4.2机架强度校核4.2.1求出图形的形心坐标： 由于图形关于x轴对称，则有x=0 y= y=+ =902（mm）4.2.2断面沿x轴的惯性矩为： J=x240x400+240x400x（902-120）x2+（x950x50+950x50x187）x2+（x330x370+330x370x473）x2+(x350x90+350x90x833)x2-(x300x50+300x50x150)=2.46x10mm （减去部分因有一个孔。） 断面沿y轴的惯性矩为： J=(x240x400+240x400x380)x2 +（x950x50+950x50x545）x2 +（x330x370+330x370x