買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985題 目 機(jī)械剪板機(jī)的設(shè)計(jì)及分析學(xué) 院 名 稱： 專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 老 師： 買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985摘要制造業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的支柱之一，同時(shí)也是評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力和國(guó)防實(shí)力是否領(lǐng)先的重要標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械制造業(yè)中，金屬加工是機(jī)械制造過(guò)程中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)，而冷沖壓技術(shù)是近代金屬加工領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)少切屑甚至無(wú)切屑的先進(jìn)工藝。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，剪板機(jī)是最重要的板材加工設(shè)備之一，而曲柄式剪板機(jī)是利用機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生壓力的實(shí)現(xiàn)冷沖壓技術(shù)的重要機(jī)器之一，在冷沖壓工藝中占有很大的比重。曲柄式剪板機(jī)的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供，后通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，從而將工件發(fā)生確定的變形，達(dá)到剪切的目的。本文設(shè)計(jì)了公稱壓力為 60KN 開(kāi)式單點(diǎn)曲柄式剪板機(jī)。首先進(jìn)行了剪板機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)；然后設(shè)計(jì)了剪板機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；重點(diǎn)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，并對(duì)主要承載構(gòu)件上刀片進(jìn)行了工作能力校核及ANSYS 應(yīng)力分析；選擇了合適的離合器和壓料器。關(guān)鍵詞：剪板機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；曲柄連桿；動(dòng)態(tài)仿真買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985IABSTRACTManufacturing is one of the pillars of the national economy. It is also an important criterion to evaluate whether a country's scientific and technological strength and national defense strength are ahead. In the machinery manufacturing industry, metal processing is an indispensable link in the process of mechanical manufacturing, and cold stamping technology is an important part of the field of modern metal processing, and it is an advanced technology to realize small chip or even no chip. In the modern industrial production, the shearing machine is one of the most important processing equipment, and the crank shears are one of the most important machines to realize the cold stamping technology using mechanical transmission, and it occupies a large proportion in the cold stamping process.The power of the crank shears is provided by the motor, and then the motion and energy of the motor are passed to the working mechanism through the transmission system, thus the deformation of the workpiece is determined and the purpose of shearing is achieved.The open type single point crank shearing machine with a nominal pressure of 60KN is designed. First, the overall scheme of the shearing machine is designed; then the mechanical transmission system of the machine is designed; the emphasis is on the analysis and design of the crank slider mechanism, and the ANSYS stress analysis is carried out on the blade of the main bearing member; the suitable clutch and pressure feeder are selected.key word：Shearing machine; transmission system; crank connecting rod; dynamic simulation.買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985II目錄摘要 IABSTRACT.II1.緒論 .11.1 剪板機(jī)概述 11.2 剪板機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 31.3 剪板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 51.4 研究目的及研究?jī)?nèi)容 61.5 本章小結(jié) 72.剪板機(jī)總體方案的確定 .82.1 剪板機(jī)的基本參數(shù)要求 82.2 剪板機(jī)設(shè)計(jì)總體方案的確定 .92.3 本章小結(jié) 123.剪板機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .133.1 電動(dòng)機(jī)的選型 133.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 .183.3 本章小結(jié) .274.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .274.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 .274.2 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 .284.3 連桿的設(shè)計(jì) 334.4 本章小結(jié) 35買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985III5.離合器與制動(dòng)器 .355.1 離合器的選擇 365.2 制動(dòng)器的選擇 376.上刀架的設(shè)計(jì)及上刀片的有限元分析 .396.1 上刀架的設(shè)計(jì) .396.2 刀片的選擇 406.3 上刀片的有限元分析 416.4 本章小結(jié) 457.簡(jiǎn)易機(jī)械剪板機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 .467.1 方案選擇的合理性分析 .467.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 .49總結(jié)與體會(huì) 50參考文獻(xiàn) 51致謝 53附錄一 54附錄二 72買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985IV買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985V買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098501.緒論1.1 剪板機(jī)概述剪板機(jī)（英文名稱：plate shears ；guillotine shear ）是用一個(gè)運(yùn)動(dòng)的上刀片相對(duì)另一固定的下刀片作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)剪切板材的機(jī)器。是借于運(yùn)動(dòng)的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對(duì)各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離 【1】 。剪板機(jī)屬于鍛壓機(jī)械中的一種，主要作用于金屬加工行業(yè)。剪板機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型可以分為閘式剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)兩類；按傳動(dòng)方式分，可以分為液壓傳動(dòng)式剪板機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)剪板機(jī)兩類。此外，再根據(jù)剪板機(jī)的傳動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)形式及使用性質(zhì)的不同可以將剪板機(jī)分為曲柄剪板機(jī)、螺旋剪板機(jī)、高速剪板機(jī)、高速?zèng)_裁剪板機(jī)、多工位自動(dòng)剪板機(jī)、沖壓剪板機(jī)等；按照工藝用途和結(jié)構(gòu)類型可以分為平刃剪板機(jī)、斜刃剪板機(jī)、多用途剪板機(jī)、專用剪板機(jī)和數(shù)控剪板機(jī)。剪板機(jī)目前主要有以下幾種：平刃剪板機(jī)：剪切質(zhì)量較好，扭曲變形小，但剪切力大，耗能大。機(jī)械傳動(dòng)的較多，該剪板機(jī)上下兩刃彼此平行，常用于軋鋼廠熱剪切初扎方坯和板坯。斜刃剪板機(jī)：分閘式剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)，剪切質(zhì)量較前者差，有扭曲變形，但力能消耗較前者小，適用于中大型剪板機(jī)。多用途剪板機(jī)：板料折彎剪板機(jī)，即在同一臺(tái)機(jī)器上可完成兩種工藝，假期下部進(jìn)行板料剪切，上部進(jìn)行折彎，也有的機(jī)器前部進(jìn)行剪切，后部進(jìn)行板料折彎。專用剪板機(jī)：氣動(dòng)剪板機(jī)大多用在剪切線上速度快，剪切次數(shù)高。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709851數(shù)控剪板機(jī)：直接對(duì)后擋料器進(jìn)行位置編程，可進(jìn)行位置校正，具有多工步編程功能，可實(shí)現(xiàn)多步自動(dòng)運(yùn)行，完成多工步零件一次性加工，提高生產(chǎn)效率 【2】 。圖 1-1 為引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)制造的數(shù)控?cái)[式剪板機(jī)。圖 1-1 數(shù)控?cái)[式剪板機(jī)剪板機(jī)的剪切原理:剪切過(guò)程是由壓入變形和剪切滑移兩個(gè)階段組成，剪切過(guò)程的實(shí)質(zhì)是金屬塑性變形的過(guò)程。當(dāng)上剪刃下移與鋼板接觸后，剪刃便開(kāi)始?jí)喝脘摪?，由于剪切力力在開(kāi)始階段比較小，在鋼板剪切斷面上產(chǎn)生的剪切力小于鋼板本身的杭前能力，因此鋼板只能發(fā)生局部塑性變形，故這一階段稱為壓入變形階段。隨著上剪刃下移量增加，鋼板壓入變形增大，剪切力也不斷增加。當(dāng)剪刃壓入到一定深度，即剪切力增加到一定值買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709852時(shí)，鋼板的局部壓入變形阻力與剪切斷面的剪切力達(dá)到相等，剪切過(guò)程處于由壓入變形階斷過(guò)渡到剪切滑移階段的臨界狀態(tài)。當(dāng)剪切力大于鋼板本身的抗剪能力時(shí)，鋼板沿著剪切面產(chǎn)生相對(duì)滑移，開(kāi)始了真正的剪切，這一階段被稱為剪切滑移階段。在剪切滑移階段，由于剪切斷面不斷變小，剪切應(yīng)力也不斷變小，直至鋼板的整個(gè)斷面被剪斷為止，完成一個(gè)剪切過(guò)程 【3】 。1.2 剪板機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r隨著社會(huì)的發(fā)展的技術(shù)的進(jìn)步，很多的工業(yè)部門、企業(yè)都在使用金屬板材，都需要對(duì)板材進(jìn)行剪斷加工，所以剪板機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中起著不可或缺的重要作用。隨著科技的發(fā)展，剪板機(jī)的功能和精度也得到了很大的提高。剪板機(jī)屬于直線剪切類機(jī)器，能剪切各種尺寸金屬板材的直線邊緣。在軋鋼、汽車行業(yè)、電器、儀表儀器行業(yè)、船舶、橋梁、壓力容器等各個(gè)行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。1842年，英國(guó)工程師史密斯制造第一臺(tái)蒸汽錘，開(kāi)始了蒸汽動(dòng)力鍛壓機(jī)械的時(shí)代；十九世紀(jì)末，出現(xiàn)了以電為動(dòng)力的機(jī)械剪板機(jī)及空氣錘，并獲得快速成長(zhǎng)。二十世紀(jì)初，鍛壓機(jī)械改變了向大型及重型方向發(fā)展的趨勢(shì)，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動(dòng)、精密、多品種出產(chǎn)等方向發(fā)展。自60年代以來(lái)，剪板機(jī)已經(jīng)有了十分迅速的發(fā)展，其每分鐘行程次數(shù)已經(jīng)從幾百次發(fā)展到現(xiàn)在的3000次左右，其噸位也已從十噸發(fā)展到上百噸。現(xiàn)在剪板機(jī)首要用在電子、儀器儀表、輕工、汽車等職業(yè)中進(jìn)行特大批量的沖壓出產(chǎn)。近年來(lái)，隨著模具技術(shù)以及沖壓技術(shù)的發(fā)展，剪板機(jī)的使用范圍在不斷地?cái)U(kuò)展，數(shù)量在不斷地增加 【4】 。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，裝備制造業(yè)在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了舉足輕重的地位，裝備制造業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)相應(yīng)的原料加工機(jī)械設(shè)買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709853備，剪板機(jī)也隨著工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的深入得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近十多年來(lái)，隨著對(duì)發(fā)展先進(jìn)技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識(shí)，沖壓成型技術(shù)無(wú)論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開(kāi)始發(fā)生很大變化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與文化交叉融合，推動(dòng)了先進(jìn)沖壓成型技術(shù)的形成和發(fā)展。在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；④囆蛡€(gè)性化和覆蓋性大型一體化。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對(duì)這一形勢(shì)，我國(guó)的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。發(fā)展數(shù)控技術(shù)，進(jìn)而發(fā)展數(shù)控鍛壓機(jī)械是提高鍛壓生產(chǎn)技術(shù)水平的關(guān)鍵。近幾年來(lái)，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機(jī)械的各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的數(shù)控剪圖 1-2 數(shù)控閘式剪板機(jī)板機(jī)也有了一定的發(fā)展。從 1986 年第一臺(tái)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)由天水鍛壓機(jī)床廠買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709854研制成功以來(lái)，國(guó)內(nèi)在數(shù)控折彎、數(shù)控剪切技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位有濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、黃石鍛壓機(jī)床廠和上海沖剪機(jī)床廠。圖 1-2為我國(guó)自主制造的數(shù)控閘式剪板機(jī)?，F(xiàn)在的很多行業(yè)都離不開(kāi)金屬板材，并且金屬板材都需要根據(jù)嚴(yán)格的尺寸要求進(jìn)行裁剪，所以剪板機(jī)的地位可謂重中之重。我國(guó)剪板機(jī)的發(fā)展速度很快，而且結(jié)構(gòu)也在不斷改善，品種也不斷齊全，已經(jīng)有了完整的剪板機(jī)系列。雖然近幾十年來(lái)我國(guó)剪板機(jī)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，但是相比較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的鍛壓設(shè)備還有一定的差距，如品種和規(guī)格不全，尤其是大、高、精、尖的鍛壓設(shè)備還依賴于進(jìn)口；設(shè)備的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度還有待提高，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差；由于應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，剪板機(jī)的發(fā)展也是非常的迅速，雖然功能越來(lái)越完善，但是還是普遍存在著生產(chǎn)效率差，自動(dòng)化程度低等問(wèn)題。1.3 剪板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)的設(shè)備生產(chǎn)發(fā)展也是飛速猛進(jìn)，剪板機(jī)的性能也有很大的改善。但是工業(yè)的發(fā)展和對(duì)產(chǎn)品要求的不斷提高也對(duì)加工設(shè)備提出了更高的要求，這就促使剪板機(jī)需要不斷地創(chuàng)新，不斷地更新?lián)Q代，以滿足更高的生產(chǎn)要求和更高的經(jīng)濟(jì)效益，如果不采用高效自動(dòng)化設(shè)備，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。因此制造和使用大噸位、高效率的自動(dòng)剪板機(jī)，已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之一。近年來(lái)，剪板機(jī)械正向著高效率、高噸位、高精度的方向發(fā)展并努力降低噪音，提高安全性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件，特別是開(kāi)始不斷地采用自動(dòng)化控制。通過(guò)對(duì)剪板機(jī)發(fā)展進(jìn)程及現(xiàn)狀問(wèn)題的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)剪板機(jī)有以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709855用微機(jī)控制的剪板機(jī)和數(shù)控剪板機(jī)會(huì)迅速發(fā)展。生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度會(huì)越來(lái)越高。由于所需產(chǎn)品的多樣性要求提高剪板機(jī)的剪切能力。附件會(huì)越來(lái)越多，功能越加完善，可操作性提高，促使工人的工作環(huán)境及安全性也大幅改善。1.4 研究目的及研究?jī)?nèi)容本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案既要滿足設(shè)計(jì)的剪板機(jī)的性能要求，還要能適應(yīng)工作條件，工作可靠，另外剪板機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)也要盡量簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、傳動(dòng)效率高。而且本次設(shè)計(jì)除了基本的傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)外還通過(guò)對(duì)剪板機(jī)的曲軸部位進(jìn)行受力分析以及上刀片的ANSYS 分析，可以清楚的看出剪板機(jī)的關(guān)鍵部位是否滿足設(shè)計(jì)要求，以對(duì)本次設(shè)計(jì)起指導(dǎo)作用。本次設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)為以下幾項(xiàng)：利用圖書(shū)館或者互聯(lián)網(wǎng)收集充足的資料，充分認(rèn)識(shí)并了解剪板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要工作原理、傳動(dòng)類型及結(jié)構(gòu)組成，了解剪板機(jī)發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題；根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體參數(shù)和剪板機(jī)工作原理，擬定出一個(gè)較為合適的傳動(dòng)方案；電動(dòng)機(jī)的選型及相關(guān)計(jì)算；傳動(dòng)系統(tǒng)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算，包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并用 CAD 繪制關(guān)鍵零件圖紙；曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及連桿的設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制曲軸的 CAD 圖紙；剪板機(jī)上刀片的三維模型的建立與分析將剪板機(jī)上刀片的三維模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，然后導(dǎo)入到 ANSYS 軟買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709856件中對(duì)其進(jìn)行剛度、強(qiáng)度分析，確定是否滿足設(shè)計(jì)要求。1.5 本章小結(jié)本章首先介紹了現(xiàn)今剪板機(jī)的概述，包括其分類以及工作原理；了解了剪板機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況；并分析了剪板機(jī)可能的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)如今剪板機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了一定的總結(jié)并說(shuō)明了一些存在的問(wèn)題。介紹了本次設(shè)計(jì)的主要研究目的及內(nèi)容，陳述了本次設(shè)計(jì)要做的工作，可以使自己在設(shè)計(jì)的時(shí)候更具有目的性，也促使自己對(duì)新的軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)便于安排時(shí)間。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098572.剪板機(jī)總體方案的確定2.1 剪板機(jī)的基本參數(shù)要求剪板機(jī)的工作能力主要通過(guò)技術(shù)參數(shù)反映出來(lái)，剪切工件的尺寸范圍等指標(biāo)也通過(guò)參數(shù)反映出來(lái)，本次設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)如下表所示：表 2-1 剪板機(jī)基本參數(shù)表2.2 剪板機(jī)設(shè)計(jì)總體方案的確定合理的傳動(dòng)方案既要滿足設(shè)計(jì)的剪板機(jī)的性能要求，還要能適應(yīng)工作條件，工作可靠，另外剪板機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)也要盡量簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、傳動(dòng)效率高。要同時(shí)滿足上述幾個(gè)要求是比較困難的，所以我們要做如下多種方案的分析，進(jìn)行比較最終選出符合本次設(shè)計(jì)的最終方案。2.2.1 液壓傳動(dòng)方案項(xiàng)目 數(shù)據(jù)可剪最大板厚（mm ） 2可剪最大板寬（mm ） 400剪切角 2被剪材料強(qiáng)度（MPa） 200剪板次數(shù)（次/分） 120公稱壓力（KN） 60曲軸半徑（mm） 37買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709858液壓式剪板機(jī)根據(jù)帕斯卡原理設(shè)計(jì)，其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖 2-1所示，手動(dòng)換向閥 6 左位接入系統(tǒng)，此時(shí)活塞在壓力油的作用下向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)板料進(jìn)行剪切加工，當(dāng)加工完成后，將閥 6 右位接入系統(tǒng)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，即刀片上抬，到了一定位置，將閥 6 接入中位，這樣活塞就停留在此位置不動(dòng)。然后剪切第二次時(shí)，重復(fù)上述操作。手動(dòng)換向閥 6 也可改為電氣控制的換向閥，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)剪切，提高效率。圖 2-1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖液壓剪板機(jī)采用液壓傳動(dòng)，可以令機(jī)器工作時(shí)平穩(wěn)，噪聲小，安全可靠，可以進(jìn)行單次連續(xù)剪切，剪板厚度也較機(jī)械傳動(dòng)的厚，但是液壓系統(tǒng)是利用液體作為中間介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力的，剪切力大時(shí)，油壓也相應(yīng)的高，對(duì)液壓元件的精度、強(qiáng)度要求也高，制造成本也相應(yīng)的較高，而且液壓系統(tǒng)不可避免的存在，泄露問(wèn)題，會(huì)造成污染，油溫的變化會(huì)引起油液粘度變化，影響液壓傳動(dòng)工作的平穩(wěn)性，所以適應(yīng)環(huán)境能力小 【5】 。另外，液壓剪板機(jī)的維修也不方便，需要掌握一定的專業(yè)知識(shí)，因此此次設(shè)計(jì)不選用此方案。2.2.2 機(jī)械傳動(dòng)方案選擇機(jī)械傳動(dòng)方案時(shí)，要充分考慮各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)，合理分配傳動(dòng)順序：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 119709859帶傳動(dòng)承載能力小，較其他傳動(dòng)形式，在傳遞相同扭矩的時(shí)候，所需結(jié)構(gòu)尺寸要大得多，但是帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)，宜布置在高速級(jí)。鏈傳動(dòng)的要求較高，只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的同向傳動(dòng)，易磨損，且磨損后傳動(dòng)不均勻有沖擊，不適合布置在高速級(jí)，應(yīng)布置在低速級(jí)。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)適合用在速度高或者傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合，對(duì)潤(rùn)滑要求較高，適合布置在低速級(jí)。圓錐齒輪傳動(dòng)的嚙合性較其他齒輪傳動(dòng)要好，承載能力高，而且壽命長(zhǎng)，但是加工困難，所以要限制齒數(shù)、模數(shù)和傳動(dòng)比，多布置在高速級(jí)。凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)是由主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)的，當(dāng)凸輪在升程時(shí)推動(dòng)刀片進(jìn)行剪切，回程時(shí)，刀片慢慢回到初始位置，準(zhǔn)備下一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線和機(jī)構(gòu)尺寸，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單?？煽啃愿撸蝗秉c(diǎn)是承載力小，易磨損，穩(wěn)定性不高。如下圖所示：圖 2-1 凸輪機(jī)構(gòu)原理圖曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)連桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成刀片的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)剪切。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、經(jīng)買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098510濟(jì)適用、承載能力較大 【6】 。如下圖所示：圖 2-2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)原理圖根據(jù)性能、工作條件、成本及難易程度各方面的因素，本次剪板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇帶傳動(dòng)作為減速機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇曲柄連桿機(jī)構(gòu)較為合適?？傮w方案為由電動(dòng)機(jī)提供剪板機(jī)運(yùn)行所需要的動(dòng)力，經(jīng)由一級(jí)帶傳動(dòng)減速，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使刀具完成剪切。傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下所示：圖 2-3 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖由于生產(chǎn)工藝的需要，系統(tǒng)中裝有離合器與制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)間斷運(yùn)動(dòng)。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098511剪板機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行有效工藝操作的時(shí)間很短，大部分為無(wú)負(fù)荷的空程時(shí)間。為了使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻，有效地利用能量，有些結(jié)構(gòu)中裝有飛輪，有時(shí)，大皮帶輪即起到飛輪作用。2.3 本章小結(jié)在本章中初步給出了剪板機(jī)的具體性能參數(shù)，為后面的計(jì)算做準(zhǔn)備；并具體介紹了剪板機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，了解了凸輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作原理及各種傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，最后確定出了本次設(shè)計(jì)的主要傳動(dòng)方案為機(jī)械傳動(dòng)方案，具體要求是電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)一級(jí)帶傳動(dòng)后驅(qū)使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到剪切目的。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 11970985123.剪板機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)的選型3.1.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇本次設(shè)計(jì)所選用的電動(dòng)機(jī)的類型和機(jī)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類、工作條件、載荷大小和性質(zhì)變化、啟動(dòng)性能、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來(lái)選擇。電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源,因此,無(wú)特殊要求時(shí),均應(yīng)采用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中異步電動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)的一種,它是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械,一般以三相異步交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)為封閉式三相異步電動(dòng)機(jī),能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電機(jī)內(nèi)部，效率高，耗能少，性能好，噪音低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。不僅使用于水泵、鼓風(fēng)機(jī)、金屬切削機(jī)床及運(yùn)輸機(jī)械,更使用于灰塵較多、水土飛濺的地方,如碾米機(jī),磨粉機(jī),脫殼機(jī)及其它農(nóng)業(yè)機(jī)械,礦山機(jī)械等。根據(jù)工廠工作環(huán)境要求,選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。3.1.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇在選擇電機(jī)時(shí)，要考慮電機(jī)容量的合理性，因?yàn)槿萘繉?duì)電機(jī)的正常工作影響很大，合理的容量可以減小經(jīng)濟(jì)投入。如果電機(jī)容量過(guò)大，電機(jī)效率不高，會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；如果電機(jī)容量過(guò)小，會(huì)使電機(jī)超負(fù)荷工作，會(huì)降低電機(jī)壽命，造成損失 【7】 。確定剪切力，剪切力公式由諾沙里公式求出，即買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098513（3-1）)106.1(g 0.6P2bxx2xb ytZth式中： 剪切力的大小， ；N被剪板料強(qiáng)度極限，本設(shè)計(jì)中取 =200MPa；b b 被剪板料延伸率， =25%；x x 被剪板料厚度；h上刀刃傾斜角，本設(shè)計(jì)中取 =2°；前刃側(cè)向間隙相對(duì)值， =0.005； yy壓料腳距離的相對(duì)值，x=10；x被剪部分彎曲力系數(shù)。Z式 3-1 中的被剪部分彎曲力系數(shù)由下式?jīng)Q定：（3-2）71.0625.tan4tanxh當(dāng) 時(shí)， ；1595.0Z當(dāng) 時(shí)， 。 2式中： 被剪掉板料的長(zhǎng)度。a前刃側(cè)向間隙相對(duì)值由式（3-3）（3-3）05.hy式中： 刀片間隙的相對(duì)值；y刀片間隙,其大小約為板料厚度的 0.05 倍。壓料腳到下刀刃的距離由式（3-4）（3-4） 10hCx買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098514式中 壓料腳軸線到下刀刃的距離，查資料得當(dāng)板料厚度為 2-6.3 時(shí)，Cmm60綜上求得 。NP5726確定剪切功，剪切功由公式（3-5）（3-5）10tan10''' mib iBPhA式中： 工作行程時(shí)剪板機(jī)所消耗的能量；bA剪切深度；'h板料寬度；iB材料產(chǎn)生裂紋時(shí)，剪切刃進(jìn)入材料的深度（mm）；m注：剪切刃進(jìn)入材料的深度 與材料厚度 之比約為 33%，即：mih綜上求得 。NAb236確定主軸上的扭矩，由式（3-6）（3-6） 012sinimax dKKRPMbaDk 式中： 主軸上的最大扭矩；axK上刀架傳遞的剪切力，即 ；D P主軸曲柄的半徑，大小為 37mm；R主軸曲柄半徑和連桿長(zhǎng)度之比，根據(jù)通用壓力機(jī) 一般K取植范圍在 0.10.3 之間.由總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初步選取 =0.27；摩擦系數(shù)，取 ；045.買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098515曲柄旋轉(zhuǎn)的角度；曲柄頸直徑，大小為 55mm；ad連桿銷直徑，由公式 決定， ；b Pgdb7.2mdb20主軸兩端支撐處軸徑， 。0 3540綜上求得主軸上最大扭矩： mN8.321maxKM確定電動(dòng)機(jī)的功率（3-7）7.2max1 egbKnA式中： 電動(dòng)機(jī)軸的扭矩；1主軸上的最大扭矩；maxKM工作行程中所消耗的能量；bA主軸的工作角度，大小為 160°；g剪板機(jī)刀架每分鐘行程次數(shù)；n電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；e傳遞效率，取 。92.0求得 mNM·31.52電動(dòng)機(jī)的功率按照下式確定：（3-8）'''109. KanMe（3-9）iPAK10' %5.買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098516（3-10）''' %075.KPa式中： 工作行程的相對(duì)持續(xù)時(shí)間；'K剪板機(jī)行程次數(shù)的利用系數(shù)，對(duì)于手工送料剪板機(jī)取%P30%；總傳動(dòng)比，取 ； i 6i空行程的相對(duì)轉(zhuǎn)矩。'a最后求得電動(dòng)機(jī)功率 KWN4綜上所述，并查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，本次選取 Y160M1-8 型電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如下：功率為 4kw，轉(zhuǎn)速為 750r/min，滿載轉(zhuǎn)速 720r/min【8】 。3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及其計(jì)算帶傳動(dòng)作為撓性傳動(dòng)的一種，其基本組成零件是帶輪和傳送帶。工作時(shí)是通過(guò)皮帶與帶輪之間的摩擦來(lái)完成動(dòng)力傳遞，在傳動(dòng)中由于不同的截面形狀所以傳遞的力也有所不同，因此可分為平帶傳動(dòng)、V 帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)等。帶傳動(dòng)中有中間撓性件，具有沖擊載荷小、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、安裝方便、安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于 V 帶套在帶輪上以后，帶與帶輪輪槽的工作面緊密貼合，在張緊力相同和成本相等的條件下，V 帶傳動(dòng)的工作能力比其他帶傳動(dòng)要好。此外還具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在近現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用廣泛，所以本次設(shè)計(jì)中采用 V 帶傳動(dòng)。3.3.1 確定計(jì)算功率買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098517由于帶輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的載荷變動(dòng)，還要滿足每日工作時(shí)間要求，查,機(jī)械設(shè)計(jì)第九版表 8-8，取 =1.1。KA功率計(jì)算公式：（3-11）Pca=KA×P式中： P帶傳動(dòng)的額定功率；工作情況系數(shù)。KA代入數(shù)據(jù) =1.1，P=4KW，KA得出 =4.4KWPca3.3.2 選擇 V 帶的類型根據(jù)功率 =4.4KW 和主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速 n=720r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)第九版圖 8-11 選擇 A 型 V 帶。3.3.3 確定小帶輪直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪直徑在一定功率下，選擇帶輪秩序井要合適，太小會(huì)增加 V 帶根數(shù)和彎曲應(yīng)力。一般情況下，為避免應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)保證 ，查機(jī)（ ） 械設(shè)計(jì)第九版表 8-9 選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 .md10驗(yàn)算帶速帶速的計(jì)算公式：（3-12）= 160×1000將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入得 v=3.768m/s，在合理范圍內(nèi)，所以帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第九版式（8-15a），計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑（3-13）12ddi買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098518帶入數(shù)據(jù)求得 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-9 選取合適的大帶輪md602直徑 =630mm。2d3.3.4 確定中心距并選擇 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度中心距大，可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命，但是中心距過(guò)大，則會(huì)加劇帶的波動(dòng)，降低傳動(dòng)平穩(wěn)性；中心距小，則有相反的弊端。所以，一般初選帶傳動(dòng)的中心距可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中公式：（3-14） 21021)(7.0dda式中： 初選的帶傳動(dòng)中心距。0a本次初選帶傳動(dòng)中心距 =730mm)(210da計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)，由式（3-15）（3-15）02121042aLddd 代入數(shù)據(jù)求得 mm510d帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-2 選出 。0d mLd25中心距 及其變動(dòng)范圍。a傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為（3-16）200dLa求得 。ma724考慮到帶輪的制造誤差、帶長(zhǎng)誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，常常給出中心距的變動(dòng)范圍如下：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098519（3-17）dLa015.min（3-18）3ax求得中心距的變化范圍為 79.683.3.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角通常小帶輪上的包角 小于大帶輪上的包角 ，小帶輪上的臨界摩擦力12小于大帶輪上的臨界摩擦力。因此，打滑通常發(fā)生在小帶輪上。為了提高工作能力，應(yīng)使得：（3-19）1203.5718012ad3.3.6 計(jì)算單根 V 帶的額定功率為了傳動(dòng)的平穩(wěn)，V 帶的受力要合適，同時(shí)要求根數(shù)也不宜過(guò)多，一般應(yīng)少于 10 根。單根 V 帶的額定功率計(jì)算公式如下：（3-20）單 =（ 0+ 0） 其中 可以根據(jù) 和 n 的大小查機(jī)械設(shè)計(jì)第九版表 8-4 得出，0 1， 可以根據(jù) n、 和 V 型帶查機(jī)械設(shè)計(jì)第九版0=1.16 0 帶表 8-5 得出， ， 為包角修正系數(shù)，參見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì) 0=0.11第九版表 8-6，取 ， 為長(zhǎng)度修正系數(shù)，參見(jiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)第九=0.9版表 8-2，取 。=1.03計(jì)算求得1.185KW單 =計(jì)算 V 帶根數(shù)（3-21）單Pca買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098520代入數(shù)據(jù)，并取整，所以取 4 根 V 帶。3.3.7 計(jì)算單根 V 帶壓力最小值及壓軸力單根 V 帶壓力最小值計(jì)算公式：（3-22）（ F0） min=500（ 2.5-Ka） PcaKazv +qv2其中 q 為 V 帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，查表得 A 型 V 帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，代入數(shù)據(jù)求出 N260由于新帶容易松弛，所以在安裝新帶后，為保證正常工作，預(yù)緊力要設(shè)置為上述預(yù)緊力的 1.5 倍，對(duì)于 V 帶而言一般是 1.3 倍。為了設(shè)計(jì)帶輪軸的軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)時(shí)軸上要承受的力。（3-23）2sin10zFP式中： 小帶輪包角；1帶的根數(shù)；z單根 V 帶預(yù)緊力。F0求得 。NP1983.3.8 小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)V 帶輪中的典型帶輪根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)來(lái)分可分為實(shí)心式帶輪、腹板式帶輪、孔板式帶輪和輪輻式帶輪。V 帶輪的基準(zhǔn)直徑不同，考慮傳動(dòng)效率和成本等條件，應(yīng)選擇不同的結(jié)構(gòu)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 （d 為安裝帶d5.2輪的那根軸的直徑），可采用實(shí)心式；當(dāng) 時(shí)，可采用腹板式；md30當(dāng) ，同時(shí) 時(shí)，可采用孔板式；當(dāng) 時(shí)，md30d3012 m30可采用輪輻式 【9】 。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098521帶輪形狀一般都比較復(fù)雜。且造價(jià)成本高，因此選用灰鑄鐵，因?yàn)榛诣T鐵鑄造方便、成本低；灰鑄鐵碳含量高，相應(yīng)的潤(rùn)滑性能好，不容易與其他零件粘接；并且具有良好的摩擦性能，能減少打滑，所以確定材料為 Q235。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知 Y160M1-8 型電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸D=42mm，電機(jī)軸伸出長(zhǎng)度為 E=110mm，且已知小帶輪的基準(zhǔn)直徑=100mm， 2.5 =2.5×42mm=105mm1D2.5dD所以小帶輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。帶輪的基準(zhǔn)直徑為 100mm，外徑=105.5mm。a輪槽的尺寸如表 3-1 所示：槽輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 3-1 槽輪結(jié)構(gòu)圖買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號(hào)交流 197216396 或 1197098522表 3-1 V 帶輪輪槽截面尺寸表確定小帶輪外形尺寸帶輪寬： = =(4-1)×15+2×9mm=63mmBfez2)1(帶輪外徑： = =100+2×2.75mm=105.5mmadahD輪緣外徑： =(1.82) =(1.82)×42mm=(75.684)mm，取1=80mm1d所以 =(1.52) =(1.52)×42mm=(63 84)mm，取 =70mm1LD1L項(xiàng)目 符號(hào) 結(jié)果槽型 無(wú) A 型基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）（mm）pb11.0基準(zhǔn)線上槽深（mm）minah2.75基準(zhǔn)線下槽深（mm）minf 8.7槽間距（mm） e3.015第一槽對(duì)稱面至端面的距離（mm）f 9最小輪緣厚（mm） min6槽輪角（° ） 34°