圆盘式剪切机设计.docx

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1、1 绪论1.1 选题的背景和目的对于圆盘式剪切机来说，其刀片的种类很多，经常使用到的包括平刃，斜角刀片，圆盘剪以及飞剪等等。扁刃用于切割毛坯，并使用斜刃剪切平板。 圆盘式剪切装置主要用于薄钢材的纵向剪切，其钢材厚度小于 20 毫米。飞剪用于切割运动。 切削刃有一个平坦的平刃，一个斜面的斜刃和一个盘形的圆盘飞剪。因为圆盘剪的刀片呈转盘形，剪切机能够纵向的剪切钢板和带材的运动。 圆盘剪通常被安放在精加工线上，用来切割运动中的钢材，主要为钢材的纵向边缘，或者是将钢材切割窄带刚，按照其用处可分为圆盘剪和剪切带。剪切板边缘上的圆盘剪切是固定在一个带有悬臂的悬臂的轴上面的，对于叶片来说，一般情况下其数量均

2、为两对的。对于这类的圆盘剪来说，通常情况下主要是用来对厚板等钢材进行精加工的。横摇装置和连续酸洗线的操作线。对于剪切带钢圆盘剪设机来说，一般其主要的作用是用作于薄板线圈上面的纵切单元，同时安装于连续退火和镀锌作业线上。圆盘剪切机有多个叶片，它们均是安装于两个常规的移动轴上面的，一部分圆盘刀片是安装于独立的驱动轴上面的。在对 1700 横切单元进行调查的背景下，进行了圆盘剪切的设计。多年来，在 1700 十字切割装置的使用过程中出现了很多操作中的问题。该工厂也进行了多次改革。在圆盘式剪切的作业过程中，底部的传动系统损耗严重，其中的径向调节机构的精度和叶片横向调整精度都很低，这个传动系统亟需改进和

3、完善。本次设计目的是驱动系统，主轴的设计以及调节机构的设计，特别是在设计过 程中的传动系统。通过对设计的研究，我们能够改善装置，将理论代入到实际的操 作中来，设计与通过详细的分析以及设计，能够为以后的相关研究提供一定的参考。421.2 圆盘式剪切机国内外的发展现状对于圆盘剪切机来说，一般情况下其是通过这几个机构所构成的：刀片的横向调整机制、刀头的旋转传动系统、切割宽度的调整机制以及刀头的径向调整机制。对于切割宽度的调整来说，通常情况下其所指的就是针对于齿条的距离的调整。最开始的时候，对于圆盘剪切机来说，一般其速度不是很快，均是利用万向联轴器以及齿轮完成了圆盘剪切的叶片旋转。通过蜗杆和蜗轮传动，

4、通过偏心套筒转动来实现对刀头径向间隙的调节。叶片侧间隙使用手动驱动利用蜗轮驱动，让叶片轴能够向轴进行移动。伴随着相关技术的不断进步，对于圆盘的剪切速率来说其也在不断的进行提升。因为边缘断裂机具有局限性，所以对于大型圆盘剪切机来说，一般情况下其剪切速 率保持在 0.4 m / sec，现阶段把圆盘剪切机是散装于横切单元上面，一般情况下其厚度范围在 0.6-2.5mm，宽度范围在 700-1500mm。带钢的剪切速率可以在 1m/s 到3m/s 之间。对于叶片来说，一般情况下其通过四个一样尺寸的齿轮以及减速机对两对刀 片进行驱动。为了能够保证刀片能够同步。对于通过四个齿轮所构成的这种连杆机 构来说

5、，通常情况下让齿轮传动的中心距离是保持在恒定的，这样使得齿轮的传动 精度得到了一定程度的提升，同时调节上部叶片的径向间隙以及上部叶片轴承的座 位可以上下移动的滑块框架。滑动阀座运动的销齿环形减速器具有体积小、速度比 大、调节精度高的优点。采用针轮摆线减速器对螺母以及螺杆进行相应的驱动，从 而有效的调整叶片的轴向距离大小。为了能够使传动精度得到有效的提升，在传动 系统里面配置了一个速度测量装置，从而实现对主传动速度进行有效的调整。在圆盘剪切机后，将剪力器设置好，切割边缘切割成一个破碎的部分到下面的 插槽，裁剪器可以用卷取机卷起来，然后卸载。为了使切割板笔直，当圆盘剪断时， 切削刃应弯折。现在，叶

6、片轴相对于叶片轴或叶片直径来说，一般情况下移动距离 并不是很大，以实现下图。图 1.1 使钢板保持水平位置的方法示意图对于现阶段来说，全世界很多国家正研究并且扩大圆盘剪在中国的覆盖范围。在一些地方，使用了两个连续的旋转剪切机。 切割量是厚度为 10mm 的钢板，初始切割厚度为 5至 10。第二圆盘将钢板彻底切断，如图1.2 所示，第二个圆盘完全延伸钢板。对于冷轧横切机，使用无传动的圆盘剪装置，圆盘剪的转动由一定张力的剪切带驱动在本文中，我们采用两个框架来改善设备的相关维护工作，从而使工作效率得到提升，可是这样会大幅度的提升成本。1.3 圆盘剪切机研究的内容和方法1.3.1 圆盘剪切机在机组的布

7、置和作用1. 热轧钢板整理机的布置。对于热轧钢精加工单元来说，其示意图如图 1.3 所示。图 1.2 双重圆盘剪的具体示意图1. 运输辊道2. 前斜刃切3. 后斜刃切4. 圆盘剪5.碎边机图 1.3热轧钢板精整机组图通过上面这张图能够看得出来，对于热轧钢板来说，其在进行冷却之后，通过输送辊进行输送，输送至后斜刃剪，之后再送到圆盘的切边上面。达到一定的宽度要求，并把它发送到冷床。切割刃被碎纸机切割成小块并取出。迎接钢板。长度是必需的，然后它被辊向后倾斜的切削刃，它可以被进行加工至相应的长度。对于圆盘剪来说，其功能就是将钢板的宽度切断，也就是卸下两边，这样对于宽度来说，能够满足要求。2、1700

8、横切机组的布置对于 1700 横切机组来说，其具体的布置图如下图所示。通过下面这张图能够看得出来，其是利用吊车，把钢卷吊挂在链条输送机上， 进入拆卸机，并通过矫直机将盘头拉直，并通过矫直机直调切削刃。切割头通过第 一次直切到圆盘剪切机，然后送进 1700 矫直机里面，这样就能够进行矫直。最终对于剪切带的长度来说，其受控于飞剪，带钢一起进行切断，涂敷。送油辊进磁辊机。1. 拆卷机2. 伸直机3. 下切剪4. 17 辊矫直机5. 圆盘剪6. 17 辊矫直机7.飞剪机8.涂油机9. 给料机10.垛板台图 1.41700 横切机组布置图当已经实现了相应的高度之后，通过起重机将道路（或磁性带）送到堆垛台

9、上卸下。圆盘剪的作用是将矫直条进行连续的切断，让其能够达成相应的宽度，之后把其送到所需要的长度。3、1700 冷纵剪切机组的布置对于 1700 冷纵剪切机组来说，其具体布置图如下图所示。1. 拆卷机2. 伸直机3. 下切剪4. 给料机5. 圆盘剪切机 6. 卷边机7. 风动分离盘8. 分卷卷曲机图 1.51700 冷纵剪切机组的布置图所谓的纵剪就是将钢板折成一定的窄条。进行线圈的拆卸的时候，利用起重机将剪头直接穿过剪切头，并将其剪断。 切成条状，用于气动分离板，由卷绕机由窄带卷成，由吊车卸料进入成品库。带材的切割边缘卷起来，由卷取机滚出。对于圆盘剪切机来说，一般情况下其主要的功能就是把原始的冷

10、轧带钢进行相应的切割，切割之后就会成为相应的窄条状，或者是相应的窄条钢卷。对于窄钢卷来说，通常情况下其宽度是通过刀头轴的定位环来进行调整的，从而让刀头和刀头间的位置出现相应的改变。1.3.2 圆盘剪切机的类型和特点对于圆盘来说，一般情况下其被分成剪切带剪切以及剪板边。1. 剪板机圆盘剪概述对于热轧钢板剪切机来说，通常情况下其钢材的剪切的厚度不能超过 20mm，对于偏心轴套来说，其进行径向的调整，同步齿轮以及万向轴、传动轴的叶片。另一种类型的热轧板剪，剪切厚度为 4050mm，在一个时间切出来两个圆盘剪，对于第一个来说，要切入一定的深度，对于第二个来说，一定要全部切断。对于冷轧钢剪切来说，一般情

11、况下其剪切的厚度范围在 0.5 2.5mm，移动式切割器对于移动式切割器的同步齿轮来说，想要对其进行径向的调整，那么需要使用到四连杆机构。对于很大一部分冷轧钢剪切机来说，为了能够提升剪切的精度，使用了测速装置。在另一个冷条带中，叶片不是被驱动而是被钢带切割。剪切带剪切。一般情况下存在着两种剪切，其中一种为驱动，另外一种为集中驱动。对于圆盘式剪切机来说，对其进行设计的相关内容和相关方法如下。1、根据对工厂的调查，能够了解到对于类似的圆盘剪切机的生产过程来说，通常都会具有一定的问题，通过相关资料的查阅，对圆盘剪切机的目前发展状况进行了掌握。2、进行了盘式剪切机设计方案的制定，对于进行了详细的研究以

12、及科学的规划， 同时详细的评审了计划。3、对相应的设计进行了计算，这样能够保证构件具有足够的刚度以及强度。4、通过计算机进行了总图、部分图的绘制。5、针对控制系统的具体设计要求，进行了润滑方式的选择。6、对调试的方法以及维修的方式进行了选择，从而保证较低成本的维修。7、针对设备进行了详细的经济分析以及经济评价，使得设计成本大幅度减少。2 设计方案的选择和方案评述根据给定的设计参数，1700 横切单元的圆盘剪有两种类型，其中一种是切削刃的一般切割。一些装备有高速马达，另一些则由钢带牵引。设计方案采用生长机制选择圆盘剪切，其结构图如图 2.1 所示。1. 带电机摆线针轮减速器2. 径向调整减速机3

13、. 调整丝杆4. 刀 盘5. 离 合器6. 增速机构7. 减 速机8. 电机9.10.11.12 同步齿轮13. 刀盘侧向间隙调整装置14.机座移动机构 （宽度调整机构）图 2.1圆盘剪结构示意图圆盘在横向切割装置上剪切，主要剪切带材，带材的厚度一般为 0.6 毫米到 2.5毫米，宽度为 700 毫米到 1500 毫米。刃口线速度为 13 米/秒。8 主传动由电动机通过减速器带动两个刀盘同时进行，刀具与齿轮 9 联在一起， 刀具与齿轮 10 联在一起，齿轮、9, 11, 12 与连杆相连，以确保各齿轮中心距恒定。所以在调整刀具径向间隙调整（刀位）上，齿轮啮合可以很好，刀盘横向间隙调整， 转动手

14、轮使螺纹套筒向刀盘做轴向运动，调节间隙小，调整在锁中。刀盘径向调节由电机减速器 1 调节，调整减速器 2，并调整螺钉带动刀轴的上下滑动。在机架底部设置横剪机构，由电机通过行星减速器带动两端与螺纹方向相反的方向，带动固定架螺母齿条沿导轨作相同或相反的运动，从而达到调节带钢宽度的目的。设计方案如下：第一，径向间隙调节比偏心套筒调节更可靠。在侧间隙调整的部分，增加自锁装置，安全可靠。第三、宽度调整采用行星齿轮减速器比蜗轮减速器效率高。最后加入测速机构为电机提供信号，为电机达到准确转速提供保证，从而提高整机性能。上述方案是可行的。3 电机容量的计算3.1 定性选电机对于电机来说，其通常被分成了直流电机

15、以及交流电机两种，对于直流电机来说，因为其需要的是直流电源，同时结构不是很简单，并且不是很好进行维护，因此并没特殊的要求。对于冶金工业来说，一般情况下所使用都是三相交流电源，所以在本文的设计中使用了交流电动机来对同步电动机以及异步电动机进行处理，对于近几年我国所最新设计的 Y 系列三相笼型异步电动机来说，其是一种自封式风扇冷却电机，主要拥有下列优势：1、结构不是很复杂，同时可靠性较高，价格也不是很高，容易进行故障维修。2、特别适合用在不容易进行运行。没有腐蚀性气体以及没有特殊要求的机器。3、因为其具有很好的起动性能，所以同样适合用在一些气动扭矩相对较高的机器上面。对于本文所设计的圆盘剪切机来说

16、，其原始数据是:剪切带的速度大小范围是V = 1- 3m/s ，这里我们取V = 3m/s 。钢的抗剪强度不能大于 600MPa。剪切带的厚度是 h=0.5-2.5mm； 剪切带的宽度是 B=700-1500mm；叶片进行摆动的幅度要小于 0.1mm，并行度是 0.1mm。上剪侧和下剪侧之间的间隙是 0.05mm，重叠是 S=0-0.3mm。因为对于圆盘剪切机来说，其是一种常规的冶金机械设备，没有特殊的要求， 能够进行长周期的运转，起动性能较好，同时启动扭矩较高，所以对于本文来说，所选取的是异步电动机的 Y 系列。3.2 选择电动机的容量1、计算圆盘刀片的相应尺寸对于圆盘刀片尺寸来说，其包含圆

17、盘刀片厚度d 和直径D 。对于直径D 来说，其决定于钢板的厚度h ，通过对文献文献1，295的查阅，得出计算公式是：D =h + s（3.1）1 - cosa12、对于上个式子里面的最大咬入角a 1来说，一般情况下，选取范围在10o 15o 。对于这个值来说，其能够按照剪切速度V 来进行确定，并且在咬入角a 1=10o 15o 的时候，对于我们来说，能够参考经验公式。对于圆盘的直径来说，一般情况下是在下面这个范围里面进行选择的。D = (40 125)h(3.2)把数值带入到式子里面能够得出：D = 125* 2.5 = 312.5mm对于圆盘刀片的厚度d 来说，通常情况下选择为d = (0.

18、06 0.1)D(3.3)把数值带入到式子里面能够得出：d = 0.1D = 0.1 312.5 = 31.25mm并且通过表1.表 8-13通常情况下，对于圆盘刀片来说，其厚度以及直径，和剪切带材厚度的关系，能够取的每一个数值：D = 270mm、d = 20mm ，为了能够确保剪切刀和刀片具有足够的使用年限以及强度大小，这里取d = 30mm 。2、对于上下刀盘的侧间隙D 来说，这里取的是预定值 0.05mm。3、对于剪切速度 V 来说，这里取的的是预定值3m/s 。4、计算剪切力和剪切功率的大小对于刀片来说，通常情况下作用在其上面的剪切力的总和是通过两部分分力来构成的，也就是P = P

19、+ P12在上面的式子里面p 1 所表示的是纯剪切力大小；P2 所表示的是钢板被剪掉部分的弯曲力大小；dP = q1xdx = thdx在上面的式子里面剪切力大小。q x 所表示的是作用于接触弧 AB 水平投影单位长度上面的通过相对切入深度能够得出e = 2x tanah再通过微分作用之后能够得出d =hdex2 tana因此能够得出纯剪切力是p1 = thdx=h22 tana tde=h 2a2 tana上面的式子里面的a 值能够对平行剪单位功数据进行利用。在圆盘剪上面进行冷剪的时候，对于a 值来说，能够通过下式来进行计算a = K s1 bK d = s d2b= 600 20% = 1

20、2012在上面的式子里面，这里取系数K K = 1 ，对于d 来说，其所表示的是金属材料延伸率的大小，通过相关手册的查阅得出其为 20%。因此P =h 2a12 tana=2.522 tan10o= 2.127 103N通过对文献1，297的查阅，能够得出总剪切刀的计算公式是p = p (1 + Z tana )(3.4)1dtan10o= 2.127 103 (1 + 1.4= 4.752 103 N)20%在这里我们对刀刃磨损的影响进行了考虑，进行了15% - 20% 的增大，我们取的是20% 。P = 4.752 103 (1 + 20%) = 5.702 103 N对于圆盘剪的剪切力来

21、说，一般情况下其能够通过叶片上的力矩来确定。当叶片直径和转速相等时，两者都被驱动，这类似于简单的轧制情况。生成的 P 是垂直于刀刃的，对于一对刀具来说，对其进行旋转需要用到的扭矩为：M = PD sina(3.5)1= 5.702 103 0.27 sin 10o= 268.18N m对于驱动圆盘剪来说，其总力矩大小是M = n(M1+ M )2在上面的式子里面n 所表示的是刀片对数的数量2M2 所表示的是对刀片轴所受到的的摩擦力矩的大小，其中M = Pdm ， d 所表示的是刀片轴轴颈的直径大小，我们取 d 的大小为170mm ， m 所表示的是刀片轴承处的摩擦系数的大小，通过相关手册的查阅

22、，本文在这里查取 0.004。因此能够得出总力矩是M = n(M1+ M )2= 2 (268.18 + 5.702 103 170 10-3 0.004)= 544.11N m通过文献1，298的查阅，得出对于圆盘剪电动机来说，其功率能够通过下面的式子来进行计算。N = m2Mv(3.6)1 1000Dh在上面的式子里面m 1 所表示的是刀片和钢板之间摩擦系数的大小，一般情况下， m 1的值的大小在 1.11.2 之间；v 所表示的是钢板的运动速度，单位是 m/s；h 所表示的是传动系统的效率，一般情况下h 的值在 0.930.95 之间。将数据代入之后能够得出N = m2Mv1 1000D

23、h= 1.22 544.11 31000 0.27 0.93= 15.6KW3.3 确定转速通过上面所得出的计算数据，同时对专业手册进行查阅，进行了合适的电机的选择。一样的容量。对于电动机来说，一般情况下其存在多种不一样的转速范围。因此我们要对电机以及驱动器进行对比考虑，要将设备的各种因素都考虑进去。为了电机减速机和后续的开发，对电机的功率进行了一定的增加，最后所选择的同步速度是1500r/min 。通过上面的这些分析，本文中所选择的电机是Y180L - 4 ，下面这张表就是其主要的性能。表 3.1 电机性能表型号额定功率/kW转速电流效率/(r/min)/A（%）最大转矩额定转矩重量/kgY

24、180L - 422147042.591.52.21903.4 电动机的校核对于电机的检查工作来说，通常情况下主要就是对电动机的过载能力进行检查。所谓的过载容量所指的是电动机负载在进行短时间的运行过程中可能会出现的转矩或者是电流的允许量。对于不同类型的电动机来说，一般情况下其数量也是不一样的，针对于异步电动机来说，对过载能力的时候的最大转矩倍数进行检查的时候，要考虑的是对于交流电网典压来说，可能会波动10% -15% ，向下，结果对于最大转矩来说，考虑的是(0.81- 0.72) ，其要比负载可能的最大转矩大。v计算齿轮转速的大小：n = dp=3 60270 10-3 p= 212.3r/m

25、in在上面的式子里面，d 所表示的是齿轮分度圆直径的大小，单位这里取毫米。W计算负载最大转矩的大小：T =2= 544.112计算传动比的大小i = 272.06Nmndn= 1470212.3= 6.92T电动机的最大转矩大小的计算T=maxi= 272.066.92= 40.35Nm通过电动机的具体参数大小能够得出 l = 最大扭矩 = 2.2额定扭矩PTN = 9550 n0(3.7)d= 9550 221470= 142.63Nm在上面的式子里面，n d 所表示的是电动机的额定转速大小，单位这里取：r/min因此0.72l T= 0.72 2.2 142.63N所以安全。= 226.4

26、0N m 40.35N m = Tmax4 主要零件强度计算校核4.1 齿轮的计算与校核4.1.1 齿轮的计算1、材料的选择： 45 # 钢对于材料所进行的表面处理为常规的调质处理 HB 220-269 2、通过对文献2，表 3.2-42的查阅，能够得知：o= 980MPasBS= 835MPa23、齿轮参数：对于模数来说， m = 5 ；对于齿数来说， Z = 47 ；对于分度圆的直径来说， d = 235mm压力角a = 200h * = 1ac* = 0.25b = 0x = 0ad f = 225mmd = 245mmh =10mmB = 80mm和它进行啮合的齿轮的齿数4、分析齿轮的

27、受力情况Z = 601n对于齿轮来说，当其在进行传动的时候，通常情况下会通过润滑油的添加来使得啮合的齿轮之间的摩擦力大小得到减少，在计算齿轮的受力情况时，可以忽略不计，如果是从作用力的角度来看的话，对于顺着啮合线然后作用于齿面上面的载荷 F被称作是法向载荷，其是和齿面相垂直的，为了能够更加方便的进行计算，对于法ntr向载荷 F 来说，在节点P 的地方被分成了两个力，一个是圆周力 F ，一个是径向力 F ，这两个力是相互垂直的，如下图所示，所以能够得出：F = 2T dt11F = FrtF = Fnttanacosa在上面的式子里面： T1 所表示的是小齿轮传递的转矩大小，这里取单位是N mm

28、 ；d 1所表示的是小齿轮的节圆直径大小，对于那些标准的齿轮来说，也就是分度圆的直径大小，这里取单位是 mm ； a 所表示的是啮合角的大小，对于标准齿轮来说的话，a 的值取20 。4.1.2 按接触疲劳强度校核对于齿轮来说，一般情况下其在工作齿面上面所出现的失效是比较多的，例如出现的齿面磨损等等。因此计算齿轮接触疲劳强度的大小是很有必要的，在下面的内容里面第一步通过接触疲劳强度校核。图 4-1 齿轮受力分析示意图通过对文献3，199的查阅，得出计算公式是：KFt bdu1u +1o= ZHH Z EsH(4.1)在上面的式子里面：Ho 所表示的是齿面的接触应力大小，单位这里取MPasH 所表

29、示的是齿面许用的接触应力大小， 单位这里取MPaK 所表示的是载荷系数的大小tF 所表示的是齿轮所受的切向力的大小，单位这里取Nb 所表示的是齿宽的大小，单位这里取mm1d 所表示的是齿轮分度圆的直径大小，单位这里取mmu 所表示的是齿数比的大小HZ所表示的区域系数的大小EHZ 所表示的是弹性影响系数的大小，单位这里取MPa 1、齿面接触应力s 的计算(1)计算 KK = K K K K(4.2)A vb a在上面的式子里面：AK 所表示的是使用系数的大小vK 所表示的是动载系数的大小K b 所表示的是齿向载荷的分配系数大小Ka 所表示的是齿面载荷的分配系数大小A通过对文献3，表 10-2的查

30、阅，能够得出 K = 1.5；vHF通过对文献3，图 10-8的查阅，通过v = 3m/s 能够得出 K = 1.18 ； 通过对文献3，表 10-3的查阅，能够得出 K a = K a = 1.2 ；通过对文献3，表 10-4的查阅，能够得出K= 1.15 + 0.1（8 1+ 0.6j2 )j2 + 0.31*10-3 bHbdd b 2 = 80 2 = 0.1159d这里面j 2 = d 235 bK= 1.15 + 0.1（8 1+ 0.6 *0.1159）*0.1159 *0.31*10-3 *80 = 1.15Hb = 80 = 8然后按照 h10，通过对文献 3 ，图 10-1

31、3 的查阅，能够得出可得：FK b = 1.16 ；Av因此K = K KKKbHaH= 1.51.181.21.15= 2.44(2)WF = T =12= 544.112= 272.06 *103N mm2FF =1td= 2 272060235= 2315NF = Frttana= 2315 tan 20= 83N(3)F = Fntcosa = 2463NZu = Z2160= 47= 1.27(4) 按照齿轮材料通过对文献3，表 10-6的查阅，能够得出：Z = 188MPaE2sina cosa(5) Z=H2sin 200 cos 200= 2.5因此：s=H Z ZKFt bd

32、u1u +1HEs2、许用应力H 的计算=2.44 2315 1.27 +1 2.5188 80 2351.27= 344.52MPas= KHHNs H limS(4.3)HHH在上面的式子里面： S所表示的是接触疲劳的安全系数大小，这里取S= 1 ；KHN 所表示的是寿命系数的大小；o H lim 所表示的是齿轮接触的疲劳极限，这里单位取MPa ；(1) KHN 的计算计算齿轮应力的具体循环次数 N = 60njLh= 60* 212.3*1* 20*365* 24= 2.232 109HN通过对文献3，图 10-19的查阅，能够得出 K= 0.93(2) s H lim 的计算通过对文献

33、3，图 10-21(续)的查阅，能够得出：；o= 860MPaH lim因此s= KHHNs H limS= 0.93*H8601= 799.80MPa3、校核o=s= 799.80MPa344.52MPa所以能够看得出来，HH ，所以是安全的。4.1.3 按弯曲疲劳强度校核oKF Y Yaa通过对文献3，197的查阅在上面的式子里面：=tFFbmS sF(4.4)Fo所表示的是齿轮齿根的弯曲应力大小，单位这里取MPasF 所表示的是齿轮弯曲的疲劳许用应力大小，单位这里取MPam 所表示的是齿轮模数的数目FY a 所表示的是齿轮系数的大小SY a 所表示的是应力校正系数的大小1、齿轮齿根的弯曲

34、应力s F 的大小计算KF Y Yo=tFaSaFbm1(1) 按照 Z = 47 在对文献3，表 10-5 进行查阅，使用插值法能够得出：aY= 2.33FaY= 1.69S(2) K = K K K KAVFaFb= 1.5*1.18*1.2 *1.16= 2.46因此：sF= 56.06MPas2、齿轮的弯曲疲劳许用应力= 2.46 2315 2.33 1.6980 5F 的计算s = KFFNs F limS(4.5)F在上面的式子里面：FFS 所表示的是弯曲疲劳强度的安全系数大小，这里取S = 1.5K FN所表示的是寿命系数的大小o F lim 所表示的是齿轮的弯曲疲劳极限的数值，

35、单位这里取MPaFN(1) K的计算按照应力循环次数的大小 N = 2.232 109 ，对文献3，图10-18进行查阅，能够得出：(2) s F lim 的计算K= 0.83FN通过对文献3，图 10-20(完)d的查阅，能够得出：o= 700MPaF lim因此s= KFFNs F limSF= 0.83 7001.5= 386.4MPa3、校核FF所以能够得出， s = 386.4MPa 56.06MPa = s ，是安全的。4.2 传动轴的强度校核计算对于刀盘的力来说，其主要是集中于刀盘轴上面，同时对于刀盘轴来说，其所承受的转矩是最大的，所以要校核刀盘轴。4.2.1 轴的材料及其机械性

36、能1、材料的选择： 45 # 钢对于材料所进行的表面处理为常规的调质处理HB228 - 2692、通过对文献2，表 3.2-42的查阅，能够得知：o B = 980MPas S = 835MPa通过对文献3，表 15-1的查阅，能够得出：o -1 = 275MPa4.2.2 轴上零件布置及基本参数t= 155MPa-11、轴上面的零件的具体布置方案的拟定按照轴承、轴齿轮以及轴承盖的安装顺序、安装方向以及安装关系，能够得出轴类零件的具体布置图如下图所示：2、计算轴的基本数据：v计算转速n =3 60 = 212.3r / mindp270 10-3 p图 4-2(a) 轴上零件的具体布置图4.2

37、.3 按弯扭合成进行轴的强度校核1、对于轴的尺寸和结构来说，其如下图所示：2、校核轴的受力分析以及强度(1)计算轴的驱动力矩：对一对刀盘进行驱动，所需要的的力矩大小是M = 544.11NM= 544110Nmm对于一根刀盘轴来说，其上面的转矩大小是T = M = 544110 = 272055N mm22(2) 计算和这个轴进行配合的齿轮所受到的作用力大小F = 2Ttd= 2 272055235= 2315NF = Frttana= 2315 tan 20= 843N(3) 进行轴在轴承上面所受到的支反力大小的计算F 256计算垂直面内的支反力大小： F=VAr(294 + 256)= 8

38、43 256550= 392.4NF 294F=rVB(294 + 256)计算水平面内的支反力大小： FHA= 843 294550= 450.6NF 256=t(294 + 256)= 2315 256 550= 1077.5NF 294F=tHB(294 + 256)= 2315 294 550= 1237.5N(4) 弯矩的计算计算垂直面内的弯矩大小：MV= FlVA 1l = l1CA= 294mmM= 392.4 * 294 10 -3V= 115.8N m计算水平面内的弯矩大小：计算总弯矩大小：M= FlHHA 1= 1077.5 294 10 -3= 316.8N mM 2 +

39、 M2VHM =115.82 + 316.82= 337.3N m图 4-2 轴的载荷分析示意图(5) 对于作湾矩图来说，其如图4 - 2(d)、(f)、(g) 所示；对于作转矩图来说，其如图42(h) 所示。(6)轴强度的校核通过力矩和扭矩图以及轴的结构，能够看得出来截面 C 属于轴的一个危险的截面，因此在这里我们选择了截面 C 来校核弯扭合成强度，通过对文献3，365 的查阅，根据第三强度理论得出：o=M 2 + (aT )2 scaW(4.6)-1在上面的式子里面：s ca 所表示的是轴的计算应力大小，这里单位取MPa W 所表示的是轴所受的弯矩大小，这里单位取 N mm T 所表示的是

40、轴所受的转矩大小，这里单位取 N mmW 所标示的是轴的抗弯截面系数的大小，这里单位取mm 3M 2 + (aT )2a 所表示的是扭转切应力是静应力的时候，这里取a 0.3因此s=ca0.1d 33373002 + (0.3 272055)2= 2.47MPa0.11123通过对文献2，表 38.1-1的查阅，能够得出：s= 213MPa-1所以s ca s-1 ，也就是安全的。4.2.4 按疲劳强度进行精确校核通过对文献3，365的查阅，能够得出：sS 2 + S 2otS=S Stca S(4.7)在上面的式子里面：caS所表示的是轴的计算安全系数大小S s 所表示的对弯曲以及轴向力进行考虑的时候的安全系数大小St 所表示的是仅仅对扭矩进行考虑的时候的安全系数大小S 所表示的是轴的设计安全系数大小(1) 对于轴的结构以及装配图来说，其如图4 - 2(a) 所示： (2)对风险部分进行判断。对于通过轴