斜刀片冷剪机毕业设计说明书.docx

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斜刀片冷剪机毕业设计说明书

斜刀片冷剪机设计

摘要

本次设计的目的是能够综合的运用所学的知识，理论，对斜刀片冷剪机进行设计。

首先介绍了了我国当前的剪切机的种类，今后的发展方向，提出剪切机在生产中存在的问题；然后对斜刀片冷剪机的传动系统进行分析，提出设计方案，最后对剪切机构的主要零件进行受力分析和强度校核。

分别对齿轮的选择，轴的选择，还有轴承和皮带轮的选择进行了设计计算，以此同时也进行了校核。

对齿轮进行设计的时，我采用的是对齿轮齿面接触疲劳强度进行了计算，并且运用齿根弯曲疲劳强度进行了校核。

在校核过程中，对齿轮的设计校核有了更深的认识，以及如何在剪切机中选用合适的齿轮。

并对剪切机中的主要零部件的润滑方式进行了论述，运用ATUOCAD软件，对该设计的可靠性与经济性进行分析评价。

关键词：

斜刀片剪切机；ATUOCAD软件；设计；校核

Designofcoldshearbladesoblique

Abstract

Thisisdesignedtocomprehensiveuseofknowledge,theory,thebladecutmachinedesigncold.Itintroducesthepresentsituationofourcountry'sshearmachinetype,thefuturedirectionofdevelopment,putforwardtheshearmachineinproductionproblems;Andthenthebladeofthetransmissionsystemofcoldcutmachine,thearticleanalyzesthedesignscheme,thentothemainpartsofshearingmechanismanalysisofstressandintensity.Onthechoiceofgearrespectively,thechoiceoftheshaftbearingandpulley,andtheselectionofdesigncalculation,and,indoingso,alsochecks.Thedesignofgear,Iuseisongeartoothsurfacecontactfatiguestrengthcalculation,andusethetoothrootbendingfatiguestrengthchecks.Incheckingprocess,thedesignofgearcheckhadadeeperunderstanding,andhowtochoosetherightinshearmachineofthegear.Andtheshearmachineofmaincomponentsoflubricationmethodwerediscussed,useATUOCADsoftware,tothedesignreliabilityandeconomicalanalysisandevaluation.

Keywords:

Inclinedbladecuttingmachine;ATUOCADsoftware；design;checked.

摘要…………………………………………………………………………….Ⅰ

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1绪论

1.1剪切机的种类

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；按剪切机得驱动方式分为钢坯剪切机、钢板剪切机、型钢剪切机和切管剪切机等。

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、斜刃剪切机和圆盘剪切机。

1.1.1平行刃剪切机

如图1.1平行刃剪切机的两个剪刃彼此是平行的，通常用来在热状态下横向剪切方形及矩形断面的钢坯。

也可用来冷剪型材，将刀片作成成型剪刃来剪切非矩形断面的钢材，有时也用来剪切板材。

图1.1平行刃剪切机简图

1.1.2斜刃剪切机

如图1.2斜刃剪切机的一个剪刃相对另一个剪刃成某一角度配置。

斜刃剪切机按剪切机构的运动特点也可分为上切式、下切式及复合式等。

图1.1斜刃剪切机简图

1.1.3圆盘式剪切机

圆盘剪切机有下列几个机构组成：

刀盘旋转传动系统，刀盘径向调整和刀片的侧向调整，剪切宽度的调整等。

剪切宽度的调整实际上就是对机架的距离调整。

早期圆盘式剪切机速度较低，圆盘式剪切机刀片旋转是用电机通过齿轮传动，以及和万向连接轴来实现的。

刀盘径向间隙调整用电机通过蜗杆蜗轮传动是偏心套转动来实现的。

而刀片侧向间隙是用手动通过蜗轮传动使刀片轴轴向移动来完成的。

随着生产的发展，圆盘式剪切机剪切速度在逐渐提高，由于受到碎边机的限制，现在大型圆盘剪切机的剪切速度通常为0.4米/秒。

目前圆盘式剪切机装在横切机组上，剪切厚度为0.6~2.5毫米，宽度为700~1500毫米。

带钢剪切速度达到1~3m/s。

刀片传动通过减速机和4个相同尺寸的齿轮同时传动两对刀片。

为保证刀片同步，4个齿轮组成相当于连杆机构，使齿轮传动的中心距不变，提高了齿轮传动精度，为调整上刀片径向间隙，上刀片轴承座可沿机架滑道上下移动。

滑座移动用针齿摆线减速机，它体积小速比大调整精度高。

刀片轴向距离调整也采用针齿摆线减速机驱动丝杆和螺母来实现的，为了提高传动精度，传动系统增加了测速装置，进行主传动速度调整。

圆盘剪后设置碎边剪，将剪切下来的板边剪成碎段送到下面的滑槽中，也可对剪下来的薄板边用卷取机卷起来，然后停车卸卷。

为了使切下来的板边的钢板平直，在出圆盘剪时切边应向下弯曲，现在采用上刀片轴相对下刀片轴移动一个不大的距离或者上刀片直径比下刀片直径小一些来实现（见图1.1）。

图1.1使钢板保持水平位置的方法

目前，各国都在研究扩大圆盘剪的剪切范围，有的国家已经采用两台连续圆盘剪，剪切厚度为10毫米的钢板，第一台圆盘剪切入板厚的5%~10%，紧接着由第二台圆盘剪将钢板全部切断，见图1.2。

在冷轧横切机组上采用不带驱动装置的圆盘剪，其圆盘剪刀片的传动是由带有一定张力的被剪切的带钢来带动实现拉剪方式。

分条圆盘剪为了提高工作效率，从而采用了两套机架，轮流使用，整体更换使设备的维修性提高，但投资费用大。

1.1.4冲型剪切机

冲型剪切机广泛用于锻压机械。

冲型剪切机的剪切次数很高，通过连续的很多切点或切线，将板料沿着预定的轮廓切下。

装上专用工具后，还能完成其他许多工作，如步冲轮廓，折边，弯型等，因此是一种万能的板料剪切成型机，适用于单件和小批生产。

1.1.5联合剪切机

联合剪切机主要用来切割条料、板料、型材，并可切口和冲孔，用途广泛，特别使用于钢结构车间和建筑工地。

1.1.6型材棒料剪切机

这种剪切机的剪刃为成形刃。

在冶金机械的型钢轧钢车间，使用型材棒料剪切机对各种断面的型材棒料轧件进行切头、切尾、切尺寸等。

此外，型材棒料剪切机还使用成批、大量生产的轴承、齿轮、汽车和拖拉机等行业的冷切或热切下料之用。

1.2剪切生产中存在的问题

目前剪切机品种规格发展很快，结构性能和使用性能有明显的改善和提高。

剪切生产中存在的问题主要包括以下几方面：

剪切机机械传动装置；剪切机机械传动装置的防护；剪切机机械传动装置的过载保护装置等。

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，则单位剪切力越大；塑性越低，对应于。

剪切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的。

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的。

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。

2传动方案的选择

图2.1剪切机传动方案简图

2.1皮带传动的选择

由于带和带轮间的摩擦或啮合，皮带托动从动轮一起转动并传递一定动力。

带传动具有结构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用，在带传动中，常用的有平带传动，V带传动，多楔带传动，同步带传动等，其中V带传动应用最广。

V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带，大楔角V带、宽V带等多种类型，其中普通V带，应用最广，近年来窄V带也得到广泛应用。

本剪切机选用普通V带A型。

普通V带的主要优点：

柔性好，传递较大的摩擦力，传动比大，结构较紧凑并以具备标准化大批量生产。

2.2减速器传动选择

减速器是原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。

此处采用的是同轴式两级圆柱齿轮减速器，减速器的输入轴端与输出轴端位于用一轴线的两端，径向尺寸紧凑，效率及可靠性高，工作寿命长，且已标准化，维护简便。

2.3齿轮转动选择

齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，型式很多，应用广泛，传递功率可达近十万千瓦，圆周速度可达200m/s，最常用为渐开线齿轮传动。

齿轮传动可做开式、半开式、闭式。

齿轮传动主要特点：

（1）效率高，在常用机械传动中，以齿轮传动效率为最高。

如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。

这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大的经济意义。

（2）结构紧凑在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。

（3）工作可靠寿命长，设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一、二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。

这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。

（4）传动比稳定