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1、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，二轴再通过其次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，滑块上卜往更运动一次，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
2、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，在运用过程中的留意事项和简洁的故障处理方法。关键i司：上浮动式：剪切机：里能参数；强度计算：涧滑；维护Designfor350tonsofGuiIIotineAbstractThegraduationprojectisentitled“Designfor350tonsofUpperguillotine,wFromthetransmissionlinkcanbecalledcrank.ItischaracterizedbyfixedunderIheblade,theshearprocessofIhebladebytheCUmPai
3、gntoachieve.Itsworkingprincipleforamotordrivenrotatingshaft,withthefirst-classsportsgeartotransfertothesecondaxis,theaxisthroughthesecondstagetransmissiongeartothecrankshafttomovement:theroleoftheclutch,thecrankshaft,throughitseccentricevensiiderstrokeleadinthebodymovedupanddownwithintheguide,onthee
4、dgeoTaiwansfixedinIhebott(xnoftheslider,theslider,togetherwiththerealizationofshearmovement,undertheedgeofthebaseplatformanthebodybyboltsfixedlink.AlItheclutcheverytime,asliderupanddownreciprocatingmotion,bothcompletingacutbladework.Bycalculatingtheshearplaneinthestructuralparametersandparameterstod
5、eterminethesizeofthemaincomponentstodeterminethemotormodel.Totheprinciplesofmechanicsofmaterialstocheckwhethertheintensityofthemaincomponentstomeettherequirements,andultimatelydeterminetheshearingmachineofthevariouspartsofthetechnicalparameters.Choiceoflubricationequipmentmeanstheprocessintheuseofno
6、teandsimplefailurehandling.Keywords：floating;shearingmachine：forceandenergyparamoters：strcngthcalculation：Iubricationjinaintenancc1绪论1.1 选题背景与目的用丁对轧件进行切头，切尾或剪切成规定尺寸的机械称为剪切机.依据剪切机刀片形态，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IS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。为满意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需有剪切工序。剪切机的用途是用
7、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动身，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：按剪切轧件的品种乂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态和配理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始终扮演若蓝要的角色。在轧件的处理上剪切机是不行或缺的,剪切机的工作状况干脆影响到整个生产线的工作质量和工作效率。特
8、殊是在应对突发事故12-切机更起到了爱护平安生产线的作用。由于其在轧钢机械协助设备中的重要性，对丁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探讨。1.2 国内外探讨现状随着时代的发展，对于剪切机的探讨速度也在快速发展。H前国内外有很多质量上乘,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探讨，年产60万吨棒材生产线850吨冷剪切机及定尺机成套设备，顺当通过了中国冷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。成为维河南洛阳矿山机械J.之后,国内其次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
9、产线设备。用于冷态园钢，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1200三,被剪切棒材规格12-50三圆钢,螺纹钢，定尺长度6T2m制作这台工艺困难，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，依据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备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数控镣铳机进行数控编程，加工，确保万无一失。要在不足10平方米的箱体里装配偏心
10、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纳大锥度无键联结，只能通过刮研的方法实施传动，研磨率要求85l以上，从而使剪刃的平行度在0.2到0.3E范用之内，达垂直剪切。装配钳工自行设计定位块，偏正吊具等工装，反纪试脸，最终解决装配中这一技术难题.这套850吨冷剪机设符的胜利制造，标记者该公司的轧刚设备制造实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9.8T18百万吨。液压缸设计特别合理，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
11、和各种截面的电源线，美国AlliedGotr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，双辖杠杆上除剪切刀杆之外。还装有个带动液压缸的双节机械装身。机架前装有剪刀吊杆,而机架本身则固定在挖掘机悬鹘上。由于是双节饺合悬臂上。由丁是双节饺合机构，当剪切机处F较大剪切力时，可使剪口张大。P型剪切机再构造型式于G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节悬河的般装载机上。这种剪切机的剪切力的利用率与P型剪切机相同。依据国内外的剪切机发展不难发觉，剪切机在轧钢方面的巨
12、大作用。随着我国经济和科技的发展我信任我国剪切机的发展会史上一个台阶的“与世界现在剪切机的差距也会越来越小。1.3 探讨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洁的种。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洁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起下降，迫使摇撰台也下降，当剪切完毕，上刀台上升至原始位置，以消退上刀台与伸心两
13、杆之间的间隙，削减剪切时的冲击负荷。此类剪切机由于结构简洁,广泛用来剪切中小型钢坯。设计的内容主要包括：1 .结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：重点曲抽、机架、齿轮以及滑到的强度计算校核：4 .其他涧滑系统与保养等：5 .绘图总装配图1张、部件装配图2张、零件图3-5张，折成Al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。按切片形态配巴以及轧件状况的不同，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
14、此平行的，通常用下热剪切机初轧和其他方形及矩形断面的钢坯，故又称为纲坯剪切机、2 .斜刀片剪切机：这种剪切机的刀片中乂个相对于另个刀片成肯定角度，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辆材。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F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 .E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
15、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。结构简洁，全量较轻，上浮式剪切机的工作原理是电动机带动轴传动，经第级齿轮减速把运动传递到二轴，二轴在通过其次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凯内上卜.移动，上刃台固定在滑块的卜端，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。离令潜每合次,滑块上下往纪运动一次，印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、牢靠性高、维护荷洁、操作便利等优点.特别适合中小型制铁冶金企业运用.这种
16、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。在发生突发事务的时候，也可以起到平安剪的作用。3剪切机参数计算2.1 结构参数刀片行程已知条件：刀片行程H=280充米：上下刀片的ill合度6=5-25皂米：被剪钢坯而高度。取h=145充米：偏心轴的偏心值R等刀片行程H的一半.K=IlO充米剪刃行程公式：H=H+(3.1)刀片尺寸1 .刀片尺寸中最重要的是刀片长度K由于该剪切机主要用丁剪切方坯和型钢，属于中型剪切机。其计算公式为：1=(34)B(3.2)B-是被剪轧件(钢坯)横截面最大宽度。取B=150圣米。则有：l=450600亳米。取平均值：1=520充
17、米。2 .刀片高度的确定及刀片断面宽度：l=(0.65-1.5)h(3.3)b=h(2.53)(3.4)h-刀片断面高度。(毫米);h-被剪钢坯断而高度。(考米)取h=150亳米：b-刀片断面高度。(亳米)由公式可知：h=97.5225亮米取hI=180至米，hf=146亮米b=5060g米，取b-50亳米。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ntl=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痢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
18、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、被剪切金属断面形态及刀片形态、刀片之间侧间隙，以及被剪切金属断面尺寸的大小等因素。确定公称剪切力选取里能参数时应当按剪切条件最为恶劣时状况计算。最大剪切力公式：JFoim（选横断面面积为145?平方花米、20.钢、在670。C时剪切）F-被剪切钢坯横断面面积（平方亳米）。取F=M52平方亳米。T一被剪切金属在相对温度t时的最大剪切阻力Wmm：依据20钢在670C时的位阻力曲线有T6tooc=134Niui2K-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实力选取：中型剪切机应选取K-1.2则有：PmUX=1
19、2x34x452=3380820W338（吨）依据生产实力及设计要求，应选取公称实力P=350t的剪切机。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，必需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，故必需详细计算出其数值大小。偏心轴上的静力矩:My=MpMMw-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o式中P-一作用在连杆AB上的力，考虑摩擦因素后，则该力沿DF直线方向。IC-力P对偏心轴中心的力臂。IM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
20、线DM。使与直线Ml-相交。则线段DK将等于作用于刀台滑槽上的垂直压力N。N=PsinI线段KM将等了刀台滑槽中的摩擦力KM-Ntan-N=PSinBI线段MF将等丁剪切力P。己知:KM+MF-Psin+P-PCOSBIP:一一1COSB-USinBM,=Vp+Mr=PcmCoSB-USinB=Ppm由此得出推算力臂：P=CoSB-USinB式中偏心轴转动0角时连杆摇摆的角度。sin=sinI其中：R-偏心轴的偏心值1.一连杆长度.-一刀台滑板与滑槽之间的摩擦系数c考虑摩擦后力P,对偏心轴中心的力寓。C=Rcos(900-)+4+p其中：PA一较接A处摩擦园半径。P“一-曲轴中心。处摩擦园半径
21、。为了计算便利，股是作出P=f（八）曲线图，即剪切机推算力臂变更的曲线。依据P=Na)及P=f（八）两个曲线图便可很便利的作出M/=f（八）静力矩图。(1)刀片行程H与剪切机偏心轴转角a关系曲线为得到剪切力P与曲轴转角U的关系，为此先推导出相对切入深度，和Q的关系:偏心距与连杆长度的关系的确定：已知连杆长度1.=465mm1.l,：剪刃行程H=280mm,R=-=HOinm2由上可知，己知参数为：曲轴的偏心距为1.MOmm。上、下刀片重叠量=18Inm开口度H0=21.-140X2-18=262mm连杆长度1.=465mn几何关系应有1.2=r2+(l.+r-s)-2r(1.+-s)cosa而
22、s=h+5-h,故代入求解出相对切入深度-U的关系式。即是刀片行程H与偏心轴转角a之间的关系。可得公式：H=JZ?一川Sina)-RCoSa-(1.-R)将1.=46511mR=I40mm代入有:H=4652I4(fsin2u_140cos-(1.-R)将1.M65mmR-Monlm代入有：H-465214（FSin沁-140cosa-325当偏心轴转角a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、274.03m266.54mm、256.Olnm242
23、.53mm、226.08mm、206.88mm、185.22mm、161.51mm.136.6mm、111.12m、86.08IrIn、62.55m、41.54m%24.06m、10.91iun2.74mm、Onun9一件剪切力的计算:假设刀片与金属在x及0.5zb的接触面上单位压力是匀称分布而且相等O得公式：P.Txb0.5力又有T=Ptany0.5za=x=tanVTan噫nC-可得：=Pb-=Ph0.5=Pbh0.5ttane-表示单位切入深度（%）P-单位压力（牛/亳米Db-轧件的宽度（?米）h轧件的厚度（亮米）依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e为10%,20
24、%、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。始终增加到金属起先沿推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=2X1452=42050考虑刀刃变钝和刀刃间隙增大后町切力会增大，引入系数K=1.2利用公式P=K-F将-e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
25、87、93.0、98.4、104、108、109.6、114.7,124.8、1303(2)计算力)P：P=Ccos(+)Sin(B+Y)式中C为考虑摩擦后，连杆作用力P,怵对曲轴中心的力鬻当90时，有：C=RCoS(-B-90-)+PJP.当+p/+P.P一曲柄轴的摩擦圆半径.PA-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P=O.04P-200X0.04=8mPil=Bfl=0.OlXlOO=IminPA1.A=0.01X150-6mmY一考虑连杆销轴摩擦后，连杆作用力PAS与连杆AB之间的夹角，因为力PM方向为摩擦时的内切线,所以：siny=P.PB=O.02151.1
26、.-连杆长。取1.=465Y=arcsiny=l.20ftR.140.sinP=sin=SmQ1.465R-曲轴偏心.R=140B一曲柄儡心转动。时，连杆插摆的角度.将y=1.2R=140PA=6P0=8分别代入有：当900时：_140cos900时：_l40cos(J-1.2ll-90,l)+14P-cos(B+1.2,)-0.04sin(+1.2)符推算力臂P分别代入下列公式应有：Mj=P,PP,.-每对应个偏心转角。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：为了计算便利,先画出P=f()曲线图。然后依据P,=f（八）及P=f（八）曲线图，可以求出VJ曲线图。在数值
27、上再加上空载力矩MMH,可求出静力矩图=(a剪切等效力矩计算,W/：I0-70将曲轴偏移角a平均分成t等份。每一份的度数为aJW7=6.14把静力矩图平均分成t等份(按13。-87=43平均安排)。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，BPA=M,a依据公式有：A,=6.14oX4=12.34A,=6.14X(402+510%=2.34Aj=6.i40Xt5-,0+555%=i2.34A4=6,i4nX(555+528%=12.34A$=6J4X(528+4.83%=i2.34A6=6.U0X(483+436%=l2,A7=6.14uX(4%+85%=12.34A12.34+2
28、8.0+32.70+33.25+31.04+28.21+25.20ncc,1,vM,=0.466(MN1 0130-87VM/=MMil,u取MU=36,86kgmM4=0.0114MNm故：M,=MJM1=0.446+0.0114=0.457MNm3.3电动机的选择电动机有关参数的确定预选电动机额定力矩：Mr=(1.151.3)Mrtl(牛米)此-预选电动机的额定力矩。推郭到电动机轴上的静力矩。uj3+M,eU=%由传动系统的设计，可知i=35.862r-总传动效率，有查找得文献得到滑动轴承传动：Q1=0.97（正常润滑）滚动轴承传动：2=0.98齿轮传动：,=0.97离合器：4=0.99联
29、轴器（弹性销）：115=0.99则为公式nli=%哈明*有:0.457X1()35.862X().9(M,0.97X0.98X0.97X0.99X0.99=0.904转化到电动机轴上的力矩为：-11096.57Nm-14096.6Nm二351.64Nm0.0114XlO635.862X09W电动机选择的有关参数如下:材质：65Mn温度：850原始剪切断面积：2X145?机械总传动比：=35.862理论剪切次数：nit=20.4次/分实际剪切次数：n比=10次/分剪切时间的确定切深度H与曲柄转角。图可以找到起先剪切时曲柄转用为87,剪切结束角度为130。，则有：纯剪切的时间为：I,a，*。=7）
30、=。351=o.35（三）n1V剪切周期时间为：T=6(三)空载时间为:ttdfl=T-t/6-0.35=5.65s)电动机容量的选择电动机的空载功率为Nhw=27.6kwIll公式MMI=975%=O75X=36.86(kgm)Ii730推算到电动机轴上的静力矩:M/N+/W九14096.6X0.35+351.64X5.65lco、=1153.43(Nin)MZM,=1.2Mh=1.2X1153.43=1384.116Nm电动机的功率为：,WfX73()9550=105.8(kw)初选电动机：有计鸵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：
31、n=750rpn额定功率:IlOkw额定电压：380v满载时转速：73Onxn定子电流:2UA效率转矩：1.9转子电压：244Y转了电流：292A冷却空气量：0.65mVs转子飞轮距：51kgnr电动机重量：155Okg3.4电动机的校核总的飞轮矩的确定GDFDq-GDj-GD；其中：GD一总的飞轮矩GD-是传动系统的K轮力矩。GD：电动机转子力矩。GDA一转动零件推算到电动机轴上的飞轮力矩。1 .传动系统轮距由公式为：(3.13)(3.14)G*365亲EK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(O.75-0.85)Tlna-1,由以上数据可知Ti一一平均单
32、位剪切阻力。e一断裂时相对切入深度。得：E=(2X1452X145XO.8X8.6X0.73)/1000=30622.83(kgm)K-剪切机在间断工作时也轮不匀称系数，取k=0.2n-K轮的平均转速.公式为：n=缺区其中：川飞轮的最高转速，取n=730rpmn2一-飞轮在低速时转速，n,=n(2-k)2计算得:n.+n,cc.n-664rpm将E、k、n代入(3.13)式中得：30622.83/(33Xr)/GDi=2X664%g=1242.22(kgm2)2 .计算电动机转子力矩由电机参数可得GD=51kgm23 .计算转动零件推算到电动机轴上的飞轮力矩GD?=GD?f-KJD,+GD*,
33、其中GD一一轴的匕轮力矩。GD；-一二轴的飞轮力矩。GDr-曲轴的飞轮力矩。GD?r=WdJnP1I,d；/8=197.77Nm2=2O.2kgGD；=5,d：8*式中乙、P2、p3分别是轴、二轴、三轴的密度。(kgm3)、1.、Ia分别是各轴所对应长度。(mm)4、d,、d,分别是各轴所对应的直径。(ITIn)另可由公式GD4kGDk-各传动零件转化到一轴的折算系数。取：k=1.1则：GDj=1.lXGDr=1.1X2O.2=22.22kgm2则总的E轮力矩：GD=GD-CD?-GD；=1242.22-51-22.22=1169(kgm1)经过试算取GD?=1800(kgmj)绘制电动机的负
34、载图依据电动机的力矩公式：M,=M-(Mj-M0)及Mif=M,r+(M瓦nfl)e%即可画出电动机静负载图(带飞轮)。Mj-静力矩。MO-启动力矩。v,m-空载力矩。为了画图便利，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:Y/=MJ(1-e)式中MJ-静力矩、为静负载图上的最大力矩0绘制模板是，将t从O取到4T.求出电动机机械常数T：T_GD1nnSer315Me式中GDj一传动系统总的飞轮力矩。同步转速。Se1.-电动机滑差率。依据工厂的举荐数俏.取Ser=O.07。这样要求在转子线路上串入一个电阻。比一-电动机的额定力矩。M=
35、9550X-=1439.16(Nm)=146.9(kgm)730_I8OOX75OXO.O7I1IZkS/375X146.9作模板曲线：因取:t=0-4T即：t=04X1.72=06.88(三)则：MIf=Mj(l-e7)=1438.43(l-e)将MIf的值列表如卜.：M11=1438.43(l-er)T=I.72从图中选出MaX进行过我校核(I从负荷图上找出Mm=240(kgm)M740(k-一过教系数)M，=-2!i1.=T=37.14M=146.9(kgm)，k1.75因此过载校核通过.电动机发热校核将计算结果代入公式：Mw=俾I则有：M陛=121.18kgin)而电动机额定力矩M,=
36、146.9(kgm)故MMl,P(mm)(4.1)P-剪切机的公称实力(KN)p=350X9.8则：dn=4.4X35OX9=257.69(Inm)有阅历公式得：1=(1.11.4)d0=(283.46-360.77)inn(4.2)取da=30011m支承颈的长度III为：I0=(1.3-2.2)dtl(4.3)=(334.54-566.92)nun取Io=38Omn曲柄颈的长度1.为：Iil=(1.31.7)d。=(334.54438.07)nun取Il=258mm这是因为这与两支承曲轴的设计公式不同依据工厂供应的数据，故选取I“=258画轴颈与曲柄结合处轴肩：b=(0.60.85)duS
37、Zb=100m轴的强度校核由图可知SinY=粤=0.371320则丫: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-1439.43kgin35.862-51584.8r9O=arcsin(sin)=arcsin(sinl08o)=14.034”1.465将P1力分别为垂直力P和水平力N4P=350TN=PtanB=87.5Tf.2a2aF,.=Fl4lan曲轴受力简图如下：因上节计算可知:P=p-2b,axcos(+Y)4.6)又有Q=PASSin(+)(4.7)P=PAacos(B+Y)(4.8)其中Pe=350T=3.5X10hN=2.3oB=16.6。Y=1.2
38、故有:Q=PxeSin(+):3.5X106CoS2.3COS(2.31)+16.6+1.2。)sin(1660+1.20)=1.MXlO6(N)P=lcos(B+y)=3.5X106cos2.305(2.30+16.6O+1)cos(16.60+1.2n)=3.55XlOb(N)求支座反力比、R2由图可知:=1.546x106nr381+(1212.5+350次_3.55.tlO6.t381+1562.5x3.339x10Ke一*1212.51212.5R1=R-P-R2=3.339xl05-3.55xl06-l.546xl06=-4.762xlO6N其中“一”表示与原假设符号相反。求水平支
39、反力%、%Qx38l-(12125+350)N=1.I4xlfx38l+1562.5x4.123lg910。=O89l061212.51212.5F1=N-Q-F,=4.123xl05-l.14xl06-0.89xl06=-l.617xlO,N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Af,B-B,C-C进行校核。1 .校核Af截面：求出合成弯矩Mi=JM1+M=(1.42xl06)2=l.42xlONm当量弯矩为：Ml=JMi+(u万取u=0.59=7(1.86-05)2+(0.59.v57(M(XJ)2=1.457xl06NinW
40、=0.ldj=0.lx!00,=6.4xl06m11依据第三强度理论计算弯曲应力为:M.1_1.457XlO6XlO36.4xlO6=227.7(Npa)(4.9)许用应力为：o=-in查文献得：。，=450Mpa(40Cr)r,=1.21.5取n,=1.35则有：。=%=驾=333.3MPaZJ1.35因为：。所以A-A截面满意强度要求。2 .校核CY截面：其合成弯矩为：M7=JMi+Mi=(.44xlO5)2+(1.17xlO5)2=1.86xlO5Nm当量弯矩为：M=M+(T)2取。=0.59M.-l=(l.86A05)2+(0.59x570400/=3.85xlO5NmH.=0.ldj
41、=0.lx300,=2.7x10aIiunj依据第三强度理论合成所得应力为:3.85.ClO3,tl32.7XI(F-=142.6MPa=142.6=333.3故C-C截面满意强度要求。3 .校核B-B截面。B-B截面抗弯截面模员为：K=见=上现=2650718.8(m,)3232作用在危急搬面B-B上的弯矩为：M1,=-P,P=-,xlOj=298.84Nm“3*3由于i岛心套偏心般的作用,连杆力对曲柄颈作用的扭矩近似为M11=Pcsin=354.58x10-x9.8xl-10xl0,XSinK)8=462673.55Nme偏心套心距，e=140mm一-曲柄转角则B-B技面上最大应力为：。=
42、亚或吻恤aO=333.3Mpa故。B-B截面强度通过。4 .轴头强度校核:UlJk=559000+11400=5704()ONmWr=0.208bh2=0.208x210x2102=l926288om3计算T计算值：40Cr的轴,在直径dIlOran时f=550MpaoJ=700Mpa平安系数选取S0=1.4l8中等塑性%=060.8Oh当剪切力P=350T时扭矩丸=570400NmT=296.IlMpa期TJ=(0.50.6)。J=(0.5-0.6)x700-350420(Mpa)式中S。一-许用应力系数S-轴头平安系数因SS故静强度通过。重新设计曲轴尺寸：由于曲轴除轴头外其余尺寸均满意强度
43、要求,故只需变更其轴头尺寸。可有两种方案：A：改造后尺寸：方轴为250x250,方卡环处轴径为265mm方轴外圈288mm。强度计算：1 .静强度计算：只受扭矩。(1)方轴：轴材料为40Cr。调质HB-250280.依据文献有：a=700MpaO,=550MPa平安系数选取：SiJ=1.41.8中等塑性%=060.8当剪切力为3501时,扭矩T=570400(N11)抗扭系数=0.208bh2=0.208x250?=32500Oomm*57(M4xl0X3250000=175.5Mpa其：,=Sfl故平安。(2)卡环轴颈265570=1530.2x265嚼鬻.8SSn故平安。2 .疲惫强度校核A.断面的疲惫强度:因为是脉冲应力，所以：Ttl=Te=%=153%-76.7(Mpu)式中：“一轴上剪切力的应力幅。T“一一轴上剪切应力的平均应力。_一轴材料的剪切长久极限。40Cr材料的=185(Mpa)k一轴上剪切力的有效力集合系数。B二轴的表面质域系数。1.轴的尺寸系数。
