縱剪線收卷機(jī)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　（2011屆）</b></p><p>　　題 目 縱剪線收卷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 信息與控制工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù)

2、 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 xx

3、 </p><p>　　完成日期 2012.05.20 </p><p>　　縱剪線收卷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)，包裝技術(shù)應(yīng)用廣泛，金屬材料包裝產(chǎn)品也隨處可見，薄板剪切是金屬材料包裝的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)不同包裝尺寸，剪切技術(shù)

4、越來(lái)越體現(xiàn)重要地位。</p><p>　　本論文主要介紹了薄板剪切技術(shù)中收卷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要包括收卷機(jī)構(gòu)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，液壓驅(qū)動(dòng)油缸通過(guò)拉桿實(shí)現(xiàn)脹瓦開合，脹瓦部分的相關(guān)設(shè)計(jì)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱的內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)具體實(shí)施過(guò)，本文從簡(jiǎn)述說(shuō)；液壓驅(qū)動(dòng)油缸，相關(guān)液壓回路的設(shè)計(jì)；脹瓦部分主要零件的設(shè)計(jì)及裝配工藝。</p><p>　　電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要根據(jù)任務(wù)書的參數(shù)計(jì)算選擇

5、出合適的電機(jī)，并通過(guò)設(shè)計(jì)二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)；液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要根據(jù)脹瓦的伸縮范圍選擇合適的液壓缸，并選用合適的液壓元件完成液壓回路的設(shè)計(jì)；脹軸部件的設(shè)計(jì)主要是主軸和脹瓦部件間的相互配合。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 薄板剪切 收卷 電控系統(tǒng) 液壓系統(tǒng) 脹軸部件</p><p>　　Longitudinal Cut The Line Rewinder Design of

6、Organization</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the modern society, Packaging technology has been used widely, Metal materials packaging products also are everywhere, Thin shear is

7、 an important link of metal materials packaging. According to the different packing size, Cutting technology is increasingly reflect important position .</p><p>　　This paper mainly introduced the design of o

8、rganization about thin shear technology rewinder. Mainly includes rewinder institutions in motor driver reducer drive shaft rotation. Hydraulic drive oil cylinder through the bars open realize bilge watts, The relevant d

9、esign bilge tile parts. In mechanical design course design, the motor driver reducer content, this paper has specific implementation simple declare; Hydraulic oil cylinder and related hydraulic circuit design; Part of th

10、e main parts bil</p><p>　　The design of the electric control system based on commitments parameter calculation choose the suitable motor, and through the design level two inclined gear transmission realize t

11、he spindle; Hydraulic system design according to the expansion of the main scope of expansion, choose the appropriate hydraulic cylinder, and choose the right hydraulic components complete hydraulic circuit design; Expan

12、sion shaft parts design main spindle and bilge watts is interaction between components.</p><p>　　Keywords：Sheet shear ；Rewinder ；Electronic control system ；Hydraulic system ；Expansion shaft parts</p&g

13、t;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　　目 錄iii</b></p><p><b>　　第一章 緒 論1</b>

14、;</p><p>　　1.1背景與意義1</p><p>　　1.2研究的目的和任務(wù)2</p><p><b>　　1.3研究路線3</b></p><p>　　第二章 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1電機(jī)的選擇4</p><p>　　2.2計(jì)算總傳動(dòng)

15、比及分配各級(jí)傳動(dòng)比5</p><p>　　2.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力計(jì)算5</p><p>　　第三章 傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p>　　3.1.1第一級(jí)齒輪傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)13</p><

16、;p>　　3.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)構(gòu)思16</p><p>　　4.1.1設(shè)計(jì)要求16</p><p>　　4.1.2設(shè)計(jì)構(gòu)思17</p><p>　　4.2液壓回路設(shè)計(jì)17</p><p&g

17、t;　　第五章 脹軸部件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1主軸的設(shè)計(jì)21</p><p>　　5.2脹瓦部件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　第六章 結(jié) 論24</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b>

18、;</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1背景與意義</b></p><p>　　21世紀(jì)隨著人民生活水平的提高，對(duì)各類商品的包裝質(zhì)量有著極大的要求，特別是灌裝飲料、奶粉行業(yè)的快速發(fā)展，加大了對(duì)薄板類罐裝包裝的極大需求，極大地推動(dòng)了國(guó)內(nèi)薄板剪切行業(yè)的發(fā)展。</p>

19、<p>　　薄板裁剪生產(chǎn)線是種適用于馬口鐵、鋁板、硅鋼片、冷軋板、鍍鋅板、銅等自動(dòng)卷料開卷、校平、高精度裁剪、落料的生產(chǎn)設(shè)備，可分為縱剪線機(jī)和波剪線機(jī)。本論文中主要敘述縱剪線機(jī)?？v剪線機(jī)又叫縱剪機(jī)組，用于馬口鐵、鍍鋅鐵、硅鋼片、冷軋帶鋼、不銹鋼帶、鋁帶、鋼帶等卷料分條剪切。將金屬卷料裁剪成所需各種寬度的條料，再將條料收成小卷供下道工序使用，是變壓器、電機(jī)行業(yè)及其它金屬帶材精密剪切的必需設(shè)備。</p><

20、p>　　薄板剪切行業(yè)在國(guó)內(nèi)屬于新興行業(yè)，薄板剪切技術(shù)也不夠完善，存在眾多缺陷，在技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面重視不足，仍需大力發(fā)展，需提高機(jī)械部分的穩(wěn)定性，并減少投入成本，并在軟件控制方面需大力投入，提高人工智能化水準(zhǔn)。</p><p>　　研究該課題可以了解薄板剪切技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，以及在發(fā)展中出現(xiàn)的問(wèn)題，</p><p>　　并通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出可行性解決方案，解決問(wèn)題。通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，

21、包括機(jī)械部分類似于減少投入成本之類的技術(shù)改進(jìn)，以及控制部分，例如液壓，氣動(dòng)方面的改進(jìn)，或者PLC技術(shù)的引用，讓整條生產(chǎn)線注入新鮮的血液，形成完全全自動(dòng)式生產(chǎn)線。研究縱剪線收卷機(jī)構(gòu)，可以了解其在整條縱剪線中所起到的作用，解決在收卷時(shí)設(shè)備所出現(xiàn)的問(wèn)題，達(dá)到卷料收卷后平整緊密的效果。研究過(guò)程中，對(duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)也可以掌握機(jī)械各功能實(shí)現(xiàn)方式和研發(fā)內(nèi)容，掌握簡(jiǎn)單的液壓線路的設(shè)計(jì)和控制的實(shí)現(xiàn)，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)完成機(jī)械部分各個(gè)元件的設(shè)計(jì)，

22、熟悉各類機(jī)床加工原理以及零件加工工藝，為以后設(shè)計(jì)水平的提高打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2研究的目的和任務(wù)</p><p>　　本論文研究的目的是完成收卷機(jī)構(gòu)（如圖1.1所示）主要部件的設(shè)計(jì)，包括電機(jī)傳動(dòng)部分零部件的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單液壓控制系統(tǒng)及液壓回路的設(shè)計(jì)，脹軸部件的設(shè)計(jì)。掌握收卷技術(shù)在薄板剪切技術(shù)中起到的作用，為今后國(guó)內(nèi)薄板剪切技術(shù)在技術(shù)改進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新方面的發(fā)展提供幫助。 </

23、p><p>　　研究的主要任務(wù)是對(duì)收卷機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，判斷結(jié)構(gòu)的合理性，如功能實(shí)現(xiàn)的方式和準(zhǔn)確性，機(jī)械部分強(qiáng)度的合理性、安全性，以及機(jī)構(gòu)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)等等，提出設(shè)計(jì)和改進(jìn)方案，并完成收卷機(jī)構(gòu)典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，脹軸部件（如圖1.2所示），及其他典型零部件的設(shè)計(jì)以到達(dá)所需的技術(shù)要求。</p><p>　　圖1.1 收卷機(jī)構(gòu)</p><p><

24、;b>　　圖1.2 脹軸部件</b></p><p><b>　　1.3研究路線</b></p><p>　　1．收卷機(jī)構(gòu)整體分析，主要包括如何實(shí)現(xiàn)收卷，驅(qū)動(dòng)方式的選擇，收卷機(jī)構(gòu)各部件間的協(xié)作分析。</p><p>　　2. 收卷機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的分析設(shè)計(jì)，主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)齒輪減速箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)控，并根據(jù)不同的物料剪切速

25、度，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)收卷速度的平穩(wěn)性。</p><p>　　3. 收卷機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng)部分的分析設(shè)計(jì)，主軸中套有連桿，油缸驅(qū)動(dòng)拉桿及脹瓦部件間零件的相互配合，實(shí)現(xiàn)脹瓦開合；</p><p>　　4. 脹瓦機(jī)構(gòu)及其工作原理分析，主要部件脹瓦、脹塊、滑塊與主軸和拉桿之間的裝配配合，實(shí)現(xiàn)脹瓦開合的目的；</p><p>　　5．其他輔助機(jī)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)介紹；</p>

26、;<p>　　6. 機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)，詳細(xì)數(shù)據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><p>　　7. 收卷機(jī)構(gòu)脹軸部件裝配圖的繪制；</p><p>　　8. 主要零件圖的繪制。</p><p>　　第二章 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　收卷機(jī)構(gòu)是薄板縱剪剪切線收卷區(qū)的主要機(jī)構(gòu)，起到平穩(wěn)收取裁剪好的薄板，將平整的薄板均勻地收取成為

27、卷筒狀卷料的作用。要實(shí)現(xiàn)薄板的收取動(dòng)作，則需要收卷機(jī)構(gòu)具有一根外伸的旋轉(zhuǎn)主軸，軸的旋轉(zhuǎn)一般采用電機(jī)控制，軸的速度調(diào)控可增加一個(gè)減速裝置，由于收卷時(shí)一般要求主軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，則減速裝置傳動(dòng)需平穩(wěn)，故可采用斜齒圓柱齒輪輪實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)。初步擬定主軸旋轉(zhuǎn)的控制及傳動(dòng)方式后，先進(jìn)行電控系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算：</p><p><b>　　2.1電機(jī)的選擇</b></p><p><

28、;b>　　1．選擇電動(dòng)機(jī)類型</b></p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)書知：所要剪切的薄板厚度為0.1~3mm,寬度為1250mm，形成卷料后最大直徑為Φ2000mm，最大重量為1.35噸。所要設(shè)計(jì)的收卷脹瓦最大直徑為Φ508mm，設(shè)備設(shè)計(jì)速度為120m/min。</p><p>　　按一般工作要求及條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。</p

29、><p><b>　　2．選擇電動(dòng)機(jī)容量</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需工作功率 Pd=PW/η總 kw （2.1）</p><p>　　其中 η總=η12η24η3 =0.972x0.984x0.99=0.86 （2.2）</p>

30、<p>　　(η總為電機(jī)至主軸脹瓦的傳動(dòng)總效率；η1為齒輪傳動(dòng)效率，精度為8級(jí)；η2為滾子軸承傳動(dòng)效率；η3為齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率)</p><p>　　PW=FV/1000=mgV/1000=1.35x103x9.8x120/60x1000 kw=26.46 kw （2.3）</p><p>　　(PW為主軸旋轉(zhuǎn)端所需功率，F(xiàn)為卷料收取端的有效拉力，V為設(shè)備設(shè)計(jì)速度，即主軸

31、旋轉(zhuǎn)速度) </p><p>　　則Pd=30.77 kw 電機(jī)額定功率Ped≥Pd </p><p><b>　　3．確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　主軸工作轉(zhuǎn)速為： n=60x1000V/πD=75.2 r/min （2.4）</p><p>　　電機(jī)驅(qū)通過(guò)聯(lián)

32、軸器驅(qū)動(dòng)減速箱，傳動(dòng)比為1；二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比為i’=8~40，則總傳動(dòng)比合理范圍為i總’=8~40 。</p><p>　　故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可能范圍為 nd’= i總’，n=601.6~3008 r/min （2.5）</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500 r/min。</p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速

33、，由參考文獻(xiàn)[5]，并綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格及減速器傳動(dòng)比，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y225S-4，其主要性能見表1、表2</p><p>　　表2.1 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　表2.2 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸</p><p>　　2.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　1．總傳動(dòng)比 ：

34、 i總=nm/n≈21.43（nm為電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速） （2.6）</p><p>　　2．分配各級(jí)傳動(dòng)比： i總=i齒1 i齒2io （2.7）</p><p>　　io為聯(lián)軸器傳動(dòng)比為1，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑接近，由參考文獻(xiàn)[6]查得，取i齒1=4.6，則i齒2=4.65 。</p><p

35、>　　2.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　為了進(jìn)行傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要先推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩或者功率。將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定位I軸、II軸和III軸，其中III軸為輸出軸。 </p><p><b>　　1．各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　I 軸 n1= nm =1480 r/min

36、 （2.8）</p><p>　　II 軸 n2= n1/ i齒1=1480/4.6=321.74 r/min （2.9）</p><p>　　III 軸 n3= n2/ i齒2=321.74/4.65=69.19 r/min （2.10）</p>&l

37、t;p>　　2．各軸輸入輸出功率：</p><p>　　I 軸 P1=Pd.η3=30.46 kw P1’= P1.η2=29.85 kw </p><p>　　II 軸 P2=P1.η1.η2=28.96 kw P2’= P2.η2=28.38 kw</p><p>　　III 軸 P3=P2.η1.η2=

38、27.53 kw P3’= P3.η2=26.98 kw</p><p>　　公式（2.11~2.16）</p><p>　　3．各軸輸入輸出轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550 Pd/ nm=198.5 N.m （2.17）</p><p>　　I 軸 T1=Td. i

39、o.η3=196.52 N.m T1’= T1.η2=192.58 N.m</p><p>　　II 軸 T2=T1.i齒1.η1.η2= 859.31N.m T2’= T2.η2=842.13 N.m</p><p>　　III 軸 T3=T2.i齒2.η1.η2= 3798.41N.m T3’= T3.η2=3722.44N.m </p>

40、<p>　　公式（2.18~2.23）</p><p>　　表2.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　第三章 傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　收卷機(jī)構(gòu)的主軸旋轉(zhuǎn)是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器實(shí)現(xiàn)的，且齒輪器為二級(jí)減速裝置，采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，通過(guò)第二章得出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果表，可以設(shè)計(jì)計(jì)算出傳動(dòng)齒輪及傳動(dòng)軸的相關(guān)參數(shù)，并通過(guò)相應(yīng)計(jì)算校核

41、，保證傳動(dòng)零部件的可靠性。</p><p>　　3.1傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1.1第一級(jí)齒輪傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)：</p><p>　　由第二章表2.3知，第一級(jí)齒輪傳動(dòng)中，輸入軸Ⅰ軸傳遞的功率為P1=30.46kw，傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=196.52N.m，轉(zhuǎn)速n1=1480r/min，傳動(dòng)比i齒1=4.6 。</p><p>　　

42、1.齒輪材料的選擇：</p><p>　　先估計(jì)毛坯的制造方法，齒輪直徑d≤500mm時(shí)，根據(jù)制造條件，采用鍛料或鑄造毛坯；當(dāng)d>500mm時(shí)，多用鑄造毛坯。根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]，選用齒輪材料</p><p>　　小齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火，滲碳層深度均為0.8mm，齒面硬度HRC58~62，心部硬度HRC30~42。</p><p>　　大齒輪：QT6

43、00-3，鑄件時(shí)效處理。</p><p>　　齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量要求查得</p><p>　　σHlim1=σHlim2=1500MPa </p><p>　　σFlim1=σFlim2=400MPa</p><p>　　2.初定齒輪主要參數(shù)：</p><p>　　（1）按齒面接觸強(qiáng)度估算齒輪中心距：<

44、/p><p>　　齒數(shù)比μ= i齒1=4.6；載荷因素K=2；齒寬因素ba*=0.3；取SHmin=1.1，許用接觸應(yīng)力 σHP=σHmin/SHmin=1363MPa （3.1）</p><p>　　對(duì)于αn=20°的標(biāo)準(zhǔn)圓柱斜齒輪，齒輪副材料為剛對(duì)剛，精度不高、重合度影響不計(jì)，

45、a≥476（μ±1）（KT1/ ba*μσHP2）1/3=391 mm （3.2）</p><p>　　為利于制造和測(cè)量，初定a=395mm（應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)0或5）</p><p>　?。?）選定模數(shù)ｍn、齒數(shù)Z1、Z2和螺旋角β：</p><p>　　a=ｍn（Z1+Z2）/2cosβ （3

46、.3）</p><p>　　一般Z1=17~30，β=8°~15°。初選Z1=25，β≈10°，則Z2= i齒1Z1=25x4.6=115，</p><p>　　則 ｍn=2 a cosβ/ （Z1+Z2）=2x395xcos10°/25+115=5.6mm </p><p>　　由標(biāo)準(zhǔn)?。韓=6mm，則Z1+Z2

47、=2 a cosβ/ｍn=2x395x cos10°/6=129.6</p><p>　　取 Z1+Z2=129</p><p>　　因?yàn)?i齒1=Z2/Z1</p><p>　　所以 Z1+Z2=(1+ i齒1)Z1</p>

48、;<p>　　Z1=(Z1+Z2)/ (1+ i齒1)=23.04</p><p>　　取Z1=23，則 Z2=129-23=106</p><p>　　齒數(shù)比 Z2/Z1=4.61</p><p>　　與i齒1=4.6的要求比較，誤差為0.2%，可用，于是</p><p&g

49、t;　　β=cos-1{ｍn（Z1+Z2）/2 a }= cos-16x129/2x395=11°33′3.6″</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　故齒輪參數(shù)確定為：a=395mm，ｍn=6mm，β=11°33′3.6″</p><p>　　Z1=23，Z2=106，i齒1=4.61 &

50、lt;/p><p>　　（3）計(jì)算齒輪分度圓直徑：</p><p>　　小齒輪： d1=ｍnZ1/ cosβ=6x23/cos11°33′3.6″=140.85mm （3.4） </p><p>　　大齒輪： d2=ｍnZ2/ cosβ=6x106/cos11°33′3.6″=649.15mm （3.5）</p&

51、gt;<p><b>　?。?）齒輪寬度：</b></p><p>　　按強(qiáng)度計(jì)算要求，取齒寬系數(shù)為bd*=0.9，則齒輪工作寬度</p><p>　　b=d1bd*=140.85x0.9=126.8mm （3.6）</p><p>　　圓整為大齒輪寬度 b2=130mm（取125mm也

52、可以）</p><p>　　取小齒輪寬度 b1=130mm（或135mm）</p><p>　　3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度：</p><p>　　齒面接觸應(yīng)力 σH=ZHZEZεZβ{KAKVKHβKHαFt（c±1）/bd1μ}1/2 （3.7）</p><p>　　接觸強(qiáng)度安全因素 SH=σHlimZNT

53、ZLZVZRZWZX/σH≥SHmin （3.8）</p><p>　?。?）計(jì)算齒面接觸應(yīng)力</p><p><b>　　確定式中各參數(shù)</b></p><p>　?、俜侄葓A上的名義切向力Ft</p><p>　　Ft=2000T1/d1=2000x196.52/140.85 N=2790.49

54、N （3.9）</p><p>　?、谑褂靡驍?shù)KA 取KA=1.10</p><p><b>　　③動(dòng)載因數(shù)KV </b></p><p>　　先確定傳動(dòng)精度因數(shù)C，因?yàn)辇X輪的同側(cè)面值是按GB/T10095.1-2001的精度等級(jí)選取的，傳動(dòng)精度因數(shù)C即為齒輪精度等級(jí)，C=8，得KV=1.12 </p&

55、gt;<p>　　④確定齒向載荷分布因數(shù)KHβ</p><p>　　因?yàn)樾↓X輪相對(duì)支承的布置是非對(duì)稱的，且精度等級(jí)為8級(jí)，則</p><p>　　KHβ=1.15+0.18[1+0.6(b/d1)2)]（b/d1）2+0.31x10-3b</p><p>　　=1.15+0.18[1+0.6(130/140.85)2](130/140.85)2+0.3

56、1x10-3x130</p><p>　　=1.78 （3.10）</p><p>　　估計(jì)KHβ>1.34，故估計(jì)正確。</p><p>　?、荽_定齒間載荷分配因數(shù)KHα</p><p>　　由KAFt/b=1.10x290.49/130=2

57、.5N.m＜100N.m，得KHα=1.4</p><p><b>　?、薰?jié)點(diǎn)區(qū)域因數(shù)ZH</b></p><p>　　由β=11°33′3.6″，x1=x2=0，得ZH=2.45</p><p>　?、邚椥韵禂?shù)ZE 取ZE=181.4MPa1/2</p><p>　　⑧重合度因數(shù)Zε

58、 取Zε=0.78</p><p>　　⑨螺旋角因數(shù)Zβ 取Zβ=0.99</p><p>　?、庥?jì)算齒面接觸應(yīng)力σH</p><p>　　將各數(shù)值代入公式求得 σH=258.96MPa</p><p>　　（2）計(jì)算接觸強(qiáng)度安全因素SH </p><p>　?、俳佑|強(qiáng)度計(jì)算的壽命因素ZNT&l

59、t;/p><p>　　大小齒輪的齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)</p><p>　　NL1=60jn1t=60x1x1500x40000=3.6x109次 （3.11）</p><p>　　NL2= NL1/μ=7.8x108次 （3.12）</p><p>　　按齒面允許有一定點(diǎn)

60、蝕，得 ZNT1=0.93，ZNT2=1.02</p><p>　?、跐?rùn)滑因數(shù)ZLVR ZLZVZR=ZLVR=0.92 （3.13）</p><p>　?、埤X面工作硬化因數(shù)ZW 取ZW=1</p><p>　　④尺寸因素ZX 取ZX=1</p><p&

61、gt;　?、萦?jì)算接觸強(qiáng)度安全因素SH</p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式，得SH1=4.96</p><p><b>　　SH2=5.44</b></p><p>　　按一般可靠性要求，選用SHmin=1.1，兩齒輪均符合要求，接觸強(qiáng)度安全。</p><p>　　4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：</p>&l

62、t;p>　　齒根應(yīng)力 σF= KAKVKFβKFαFtYFaYSaYεYβ/bｍn （3.14）</p><p>　　安全因數(shù) SF=σFlimYSTYNTYδrelTYRrelTYX/σF≥SFmin （3.15）</p><p>　?。?）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力σF </p><p>

63、<b>　　確定式中各參數(shù)：</b></p><p>　?、?gòu)澢鷱?qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布因數(shù)KFβ</p><p>　　按b/h=b/（2.25ｍn）=130/（2.25x6）=9.6，KHβ=1.78，查得KFβ=1.75。</p><p>　　②彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配因數(shù)KFα</p><p>　　按KAFt/b=

64、1.1x2790.49/130=23.6＜100N/mm， KFα=1.4 </p><p>　?、蹚?fù)合齒形因數(shù)YFS=YFaYSa</p><p>　　按當(dāng)量齒數(shù) Zv1=Z1/cos3β=23/ cos311°33′3.6″=24， （3.16）</p><p>　　Zv2=Z2/cos3β=106/ cos311

65、76;33′3.6″=113， （3.17）</p><p>　　查得 YFS1=4.35 ，YFS2=3.95</p><p><b>　?、苤睾隙纫驍?shù)Yε</b></p><p>　　Yε=0.25+0.75/εan （3.18）

66、</p><p>　　其中εan為當(dāng)量齒輪的端面重合度，由</p><p>　　端面壓力角 αt=arctan（tanαn/cosβ）=20°22′47″ （3.19）</p><p>　　基圓柱上的螺旋角 βb=arctan（tanβcosαt）=10°50′44″ （3.20）</p><

67、;p>　　當(dāng)量齒輪的端面重合度 </p><p>　　εan=εa/cos2βb=1.6/cos210°50′44″=1.659 （3.21）</p><p>　　所以重合度因數(shù) Yε=0.7</p><p><b>　?、萋菪且驍?shù)Yβ</b></p><p>　　Yβ=1-εβ（β/

68、120°）=1-1.11x11°33′3.6″/120°=0.89 （3.22）</p><p><b>　　⑥計(jì)算彎曲應(yīng)力σF</b></p><p>　　σF1= KAKVKFβKFαFtYFS1YεYβ/bｍn=29.3Mpa （3.23）</p><p>　　σF2= K

69、AKVKFβKFαFtYFS2YεYβ/bｍn=26.6Mpa （3.24）</p><p>　?。?）計(jì)算彎曲強(qiáng)度安全因數(shù)SF</p><p><b>　　確定式中各因數(shù)：</b></p><p>　　①應(yīng)力修正因數(shù)YST</p><p><b>　　取 YST=2。</b

70、></p><p>　　②彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命因數(shù)YNT</p><p>　　按應(yīng)力循環(huán)數(shù)查取，彎曲應(yīng)力循環(huán)數(shù)與接觸應(yīng)力循環(huán)數(shù)相同，NL1=3.6x109次，</p><p>　　NL2=7.8x108次，均大于循環(huán)基數(shù)NC=3 x106次，故YNT1=YNT2=1。</p><p>　?、巯鄬?duì)齒根圓角敏感因數(shù)YδrelT</p&g

71、t;<p>　　小齒輪大齒輪的qs＞1.5，則取YδrelT1=YδrelT2=1。</p><p>　?、芟鄬?duì)齒根表面狀況因數(shù)YRrelT</p><p>　　按齒根圓角表面粗糙度Rz=6.3μm查取，得YRrelT=1.025。</p><p>　?、輳澢鷱?qiáng)度計(jì)算的尺寸因數(shù)YX</p><p><b>　　取YX=

72、0.99。</b></p><p>　?、迯澢鷱?qiáng)度安全因數(shù)SF</p><p>　　SF1=σFlim1YSTYNTYδrelT1YRrelTYX/σF1=27.7 （3.25）</p><p>　　SF2=σFlim2YSTYNTYδrelT2YRrelTYX/σF2=30.5 （

73、3.26）</p><p>　　按一般可靠要求，選用SFlim=1.6，兩齒輪的彎曲強(qiáng)度安全因數(shù)均大于SFlim，彎曲強(qiáng)度安全。</p><p><b>　　5.齒輪尺寸：</b></p><p>　　第一級(jí)齒輪尺寸如下：</p><p>　?。韓=6mm，Z1=23，Z2=106，μ=4.61，β=11°33

74、′3.6″，d1=140.85mm，d2=649.15mm，a=395mm，b2=130mm，b1=130mm 。</p><p>　　da1=152.85mm，da2=661.15mm，df1=128.85mm，df2=637.15mm</p><p>　　3.1.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)：</p><p>　　第二級(jí)齒輪傳動(dòng)中，輸入軸Ⅱ軸傳遞的功率為P2=28.

75、96kw，傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=859.31N.m，轉(zhuǎn)速n2=321.74r/min，傳動(dòng)比i齒2=4.65 。</p><p>　　其中第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和校核方法和第一級(jí)齒輪傳動(dòng)方法類似，在此不詳細(xì)論述，僅列出第二級(jí)齒輪的齒輪特性：</p><p><b>　　1.齒輪的材料：</b></p><p>　　小齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火

76、，滲碳層深度均為0.8mm，齒面硬度HRC58~62，心部硬度HRC30~42。</p><p>　　大齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火，滲碳層深度均為0.8mm，齒面硬度HRC54~58，心部硬度HRC30~42。</p><p><b>　　2.齒輪尺寸：</b></p><p>　　第二對(duì)齒輪尺寸如下：</p><p&

77、gt;　?。韓=8mm，Z1=20，Z2=93，μ=4.65，β=10°42′4.6″，d1=162.83mm，d2=757.17mm，a=460mm，b2=140mm，b1=140mm 。</p><p>　　da1=178.83mm，da2=773.17mm，df1=146.83mm，df2=739.17mm</p><p>　　傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，借鑒參考文獻(xiàn)[1]、

78、文獻(xiàn)[5]及文獻(xiàn)[13]。</p><p>　　3.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　1．軸的類型和材料的選用：</p><p>　　由傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算得知，兩對(duì)齒輪傳動(dòng)中，小齒輪均選用材料20CrMnTi，</p><p>　　齒部滲碳淬火，此類合金結(jié)構(gòu)鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好的淬火性能，其中滲碳淬火處理是為了提高耐磨性，但是選

79、用這類材料做成軸類零件，只能提高軸的強(qiáng)度和耐磨性，對(duì)軸的剛度影響很小。不過(guò)通過(guò)增加軸的直徑、減小軸的支承跨距，甚至采用空心軸結(jié)構(gòu)等，可有效的提高軸的剛度。</p><p>　　故在此將兩對(duì)齒輪傳動(dòng)中的小齒輪均設(shè)計(jì)為齒輪軸，軸材料和齒輪材料相同，</p><p>　　選用20CrMnTi，且軸徑和齒輪的分度圓直徑相差不大，可提高軸的剛度。</p><p>　?、褫S和Ⅱ

80、軸均選用齒輪軸，結(jié)構(gòu)大同小異，在此僅以Ⅰ軸為例。</p><p>　　2.初步確定軸的最小直徑：</p><p>　　由第二章表2.3知Ⅰ軸的輸入功率P1=30.46kw，轉(zhuǎn)速n1=1480r/min，由參考</p><p>　　文獻(xiàn)[13]，按無(wú)特殊要求、重要性一般，且選擇的材料為20CrMnTi，取C=110，</p><p><b

81、>　　則最小直徑 </b></p><p>　　dmin=C（P1 /n1）1/3=110x（30.46/1480）1/3≈65mm。 （3.27）</p><p>　　取安裝聯(lián)軸器處軸頭的直徑D1-2為Ⅰ軸的最小直徑,且聯(lián)軸器直接與電機(jī)連接，由</p><p>　　第二章表2.2知，軸伸尺寸為60X140，查參考文獻(xiàn)[5]，經(jīng)選擇

82、，選用ZL5彈性柱</p><p>　　銷齒式聯(lián)軸器（GB/T5015-2003），其中半聯(lián)軸的孔徑范圍為60~75，怎電機(jī)連接</p><p>　　端為60X142，與Ⅰ軸連接端尺寸為70X107，選用最小軸徑D1-2=70mm。</p><p><b>　　3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?）軸上零

83、件的軸向定位和固定：</p><p>　?、褫S通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連接，為滿足半聯(lián)軸器的定位要求，必須制出軸肩，則</p><p>　　軸肩段軸徑D2-3=80mm，輸入軸與電機(jī)相連接，收卷機(jī)構(gòu)增加制動(dòng)功能，故增加剎車盤，則與電機(jī)連接端軸徑D3-4=90mm，軸承的定位段軸徑D4-5=100mm，齒輪軸與軸承間軸肩定位，軸徑D5-6=110mm，軸徑D5-6段上加工齒輪，齒輪齒根圓直徑為df

84、1=128.85mm，軸的最大直徑必須小于齒輪的齒根圓直徑，則可以滿足。剩余段D7-8=110mm，D8-9=100mm。</p><p>　　D1-2段與半聯(lián)軸器相連，半聯(lián)軸器尺寸為70X107，則1-2段得長(zhǎng)度應(yīng)略小于半聯(lián)</p><p>　　軸器上相應(yīng)的長(zhǎng)度，取D1-2=100mm；D4-5，D8-9段安裝軸承，且此段直徑為100mm，選用調(diào)心滾子軸承22220C/W33，其尺寸為d

85、xDxT=100mmx180mmx46mm。</p><p>　　故取L8-9=50mm;D6-7取齒輪齒寬長(zhǎng)，則D6-7= b1=130mm。</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位：</p><p>　　半聯(lián)軸器,剎車盤與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。并按各聯(lián)接處軸徑,查參考文</p><p>　　獻(xiàn)[5],則D1-2段選用平鍵bxh

86、=20mmx12mm，長(zhǎng)為70mm，且配合為H7/k6。剎車盤的聯(lián)</p><p>　　接按剎車盤尺寸而定。</p><p>　　則Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)大致如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 Ⅰ軸結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Ⅰ軸材料為20CrMnTi，且尺寸較大，性能數(shù)據(jù)按毛坯直徑d≤200mm選擇，查得</p><p&

87、gt;　　σb=600MPa，σ-1b=400MPa，τ-1=160MPa</p><p>　　在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，曾大量進(jìn)行過(guò)類似軸的計(jì)算校核，再本論文省略校核過(guò)程。</p><p>　　Ⅰ軸和Ⅱ軸的具體參數(shù)尺寸，詳見附錄圖紙，圖號(hào)分別為SJ01-01和SJ01-02。 </p><p>　　第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.

88、1設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)構(gòu)思</p><p>　　收卷機(jī)構(gòu)脹瓦的脹緊主要通過(guò)液壓系統(tǒng)控制，由油缸驅(qū)動(dòng)拉桿（圖4.1），其中油缸通過(guò)花蘭連接器與主軸相連接，油缸的活塞桿通過(guò)聯(lián)軸器與拉桿相連接，活塞桿驅(qū)動(dòng)拉桿，拉桿拉動(dòng)擋塊，擋塊與脹塊聯(lián)接，脹塊受力，脹塊、脹瓦、滑塊之間產(chǎn)生相對(duì)位置移動(dòng)，形成脹瓦脹開的動(dòng)作。收卷機(jī)構(gòu)收取卷料時(shí)，脹瓦為最大脹開量，保持壓力不變，主軸旋轉(zhuǎn)，油缸隨著主軸一起旋轉(zhuǎn)，油管需固定，通過(guò)連接在油缸上的旋轉(zhuǎn)接

89、頭，實(shí)現(xiàn)油管不隨油缸及主軸一起旋轉(zhuǎn)的目的。 </p><p>　　1.旋轉(zhuǎn)接頭，2.油缸，3.花蘭連接器，4.聯(lián)軸器，5.主軸，6.拉桿</p><p><b>　　圖4.1 油缸驅(qū)動(dòng)</b></p><p>　　4.1.1設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　收卷機(jī)構(gòu)在收取卷料前，脹瓦需要先緩緩脹開，克服脹瓦脹開所需的阻力，

90、阻力由零上升到最大值，脹瓦由閉合脹開至最大脹開量。</p><p>　　在收卷過(guò)程中，卷料重量慢慢增大，但脹瓦仍需保持最大脹開量，活塞桿位置保持不變，阻力增大，但油缸壓力需保持不變。</p><p>　　卷料收卷結(jié)束后，卸料時(shí)，脹瓦緩緩閉合，以便卷料能從脹軸上卸下，活塞桿往回運(yùn)動(dòng)，壓力慢慢減下到零。</p><p>　　根據(jù)脹瓦的脹合范圍選擇合適行程的液壓缸驅(qū)動(dòng)。&

91、lt;/p><p>　　設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓回路，實(shí)現(xiàn)脹瓦所要達(dá)到的效果。</p><p>　　4.1.2設(shè)計(jì)構(gòu)思：</p><p>　　脹瓦的脹緊和閉合由一個(gè)雙作用油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　選用合適的液壓系統(tǒng)回路，確保能實(shí)現(xiàn)在收卷過(guò)程中所要達(dá)到的壓力效果。</p><p>　　確定所需要的液壓系統(tǒng)回路后，選用合適的液壓

92、元件及數(shù)量，保證回路的暢通及必要的壓力的可測(cè)量性。</p><p><b>　　4.2液壓回路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.液壓缸的選擇：</b></p><p>　　由設(shè)計(jì)要求知，脹瓦的脹緊和閉合需要一個(gè)雙作用油缸驅(qū)動(dòng)，且脹開和閉合時(shí)無(wú)需有速度差異，故選用的液壓缸為單桿式活塞缸，且油缸和拉桿間由聯(lián)軸器連接

93、，故活塞桿需有外螺紋，則選用Y-HG系列冶金用普通型液壓缸，為雙作用單活塞桿液壓缸。</p><p>　　且脹瓦的開合范圍為470~508mm，（由于裝配原因，可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)最小范圍，但必須保障最大脹開量），脹塊斜角16°，計(jì)算得活塞桿能運(yùn)動(dòng)的最大距離必須大于132.5mm。</p><p>　　綜上，選用Y-HG1-E150-60x150J型號(hào)的液壓缸，其中液壓缸參數(shù)為：缸徑15

94、0mm，活塞桿直徑為60m，行程為150mm，外接螺紋M48x3，額定壓力16MPa。</p><p>　　2.液壓回路的選擇：</p><p>　　首先需要的必須是一個(gè)液壓泵，這里選用葉片泵，為了使進(jìn)到系統(tǒng)中的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，增加一個(gè)用于濾除混在液壓油液中的雜質(zhì)的過(guò)濾器。</p><p>　　由設(shè)計(jì)要求知，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)收卷進(jìn)行時(shí)，脹瓦始終保持最

95、大收卷直徑，則需要設(shè)計(jì)一個(gè)液壓保壓回路。</p><p>　　保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或僅有極微小的位移下穩(wěn)定地維持住壓力。最簡(jiǎn)單的保壓回路是使用密封性能較好的的液控單向閥的回路，但是閥類元件處的泄露使這種回路保壓時(shí)間不能維持很久。其中蓄能器的功用主要是儲(chǔ)存油液的壓力能，在液壓系統(tǒng)中蓄能器常用來(lái)：在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)大量壓力油液；維持系統(tǒng)壓力；減少液壓沖擊或壓力脈沖。故可在保壓回路中增加一個(gè)蓄能器，利用其維持

96、系統(tǒng)壓力的作用，補(bǔ)充液控單向閥的保壓效果。</p><p>　　由于回路要實(shí)現(xiàn)雙作用液壓缸活塞桿來(lái)回運(yùn)動(dòng)，故需選用換向閥，在此選用四通的。</p><p>　　為了測(cè)量方便，在油泵和油缸處各安裝一個(gè)壓力表，用于測(cè)量液壓油壓力，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　3.總體液壓回路圖：</p><p>　　根據(jù)上述選出的回路及初擬定的液壓元

97、件組合在一起，繪出如圖4.2所示的總體液壓回路圖。</p><p>　　圖4.2 總體液壓回路圖</p><p>　　4．選用的液壓元件：</p><p><b>　　表4.1液壓元件</b></p><p>　　第五章 脹軸部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　收卷機(jī)構(gòu)最主要的部件為脹軸部件（圖5.1

98、所示），其中主軸和脹瓦部件是組成脹軸部件的主要零部件，兩者的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：</p><p>　　1.主軸，2.脹瓦部件</p><p><b>　　圖5.1 脹軸部件</b></p><p><b>　　5.1主軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸是即是電機(jī)控制齒輪旋轉(zhuǎn)的最終輸出軸，也是脹軸部

99、件的主要組成部分，所以主軸的設(shè)計(jì)即要考慮齒輪傳動(dòng)的軸的設(shè)計(jì)，也要考慮脹瓦部分的配合的設(shè)計(jì)，且主軸上安裝有較多零部件，故主軸的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜：</p><p>　　1．主軸的類型和材料的選用： </p><p>　　主軸為電控系統(tǒng)的輸出軸，為傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸，根據(jù)絕大多數(shù)軸類零件設(shè)計(jì)要求，選用直軸，且主軸不僅僅只是傳遞轉(zhuǎn)矩，其伸出端安裝有脹瓦，要保證脹瓦的開合運(yùn)動(dòng)，主軸中間還需增加拉桿，故需

100、設(shè)計(jì)為空心軸結(jié)構(gòu)。</p><p>　　主軸為輸出軸，軸徑相對(duì)高速軸較大，且主軸上安裝有較多零部件，其中伸出端安裝脹瓦，脹瓦所要收卷的卷料寬度為1250mm，故主軸尺寸偏大且形狀復(fù)雜，為保證主軸良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，主軸材料選用40Cr，且毛坯采用鍛件，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　2.初步確定軸的最小直徑：</p><p>　　由第二章表2.3知主軸的輸入功率

101、P3=27.53kw，轉(zhuǎn)速n3=69.19r/min，由參考</p><p>　　文獻(xiàn)[13]，按無(wú)特殊要求、重要性一般，且選擇的材料為40Cr，取C=110，</p><p>　　則最小直徑： dmin=C（P3 /n3）1/3=110x（27.53/69.19）1/3≈80.9mm。 </p><p>　　因?yàn)檩S上部件靠鍵定位，且主軸中間安裝有拉桿，則最小直徑

102、需放大。</p><p><b>　　3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)軸上安裝部件：油缸、軸承、齒輪、脹瓦，空心軸孔內(nèi)配拉桿，以及擋塊的滑槽。</p><p>　　初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示 </p><p>　　圖5.2 主軸結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.確定

103、軸各段長(zhǎng)度和直徑：</p><p>　　根據(jù)主軸受力分析，主軸主要受力還是物料的重量及齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。所以軸承端面為危險(xiǎn)截面，因脹瓦的本身直徑較大，為使脹塊和楔塊設(shè)計(jì)采取合理尺寸，且主軸有中心孔一安裝拉桿，需加大加長(zhǎng)軸的尺寸。</p><p>　　D1-2段與油缸連接，并安裝軸承，油缸附圖；D3-4段安裝有齒輪；D5-6段安裝脹瓦部件。</p><p>　　主

104、軸材料為40Cr鍛件，尺寸較大，性能數(shù)據(jù)按毛坯直徑d≤200mm選擇，查得</p><p>　　σb=700MPa，σ-1b=500MPa，τ-1=185MPa</p><p><b>　　5.計(jì)算主軸載荷</b></p><p><b>　?、?軸的受力分析</b></p><p>　　當(dāng)物料開始

105、收卷時(shí)，主軸承擔(dān)本身機(jī)構(gòu)重量和物料重量，以及轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，此時(shí)主軸為臨界狀態(tài)，由第二章表2.3運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果表得：</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速n3=69.19r/min，輸入功率P3=27.53kw，輸出功率P3’=26.98kw，傳遞轉(zhuǎn)矩為T3=3198.41N.m</p><p>　　物料機(jī)構(gòu)的徑向力：FA=140N（機(jī)構(gòu)估重G=5KN，物料估重F=135KN）</p>

106、;<p>　　齒輪的徑向力: FC=7.3KN</p><p>　　齒輪的圓周力: FE=7KN</p><p>　　主軸軸向力: F=0N</p><p>　　圖5.3 主軸受力圖</p><p>　　經(jīng)校核（過(guò)程略），軸無(wú)嚴(yán)重過(guò)載，且各危險(xiǎn)截面都能達(dá)到要求，故主軸合格。</p>&l

107、t;p>　　6.主軸各階段粗糙度確定:</p><p>　　主軸上安裝零部件繁多，配合要求較高，為了達(dá)到預(yù)期運(yùn)動(dòng)效果，對(duì)主軸的精度要求也比較高。如齒輪，軸承與主軸的配合安裝，脹塊在主軸上的滑動(dòng)，都需要很高的運(yùn)動(dòng)精度要求。故對(duì)主軸各面粗糙度進(jìn)行較高的精度設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)參數(shù)參照參考文獻(xiàn)[5]得出。</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可繪制主軸零件圖，根據(jù)軸各個(gè)階段的不同裝配和功能要求，實(shí)現(xiàn)

108、主軸在收卷機(jī)構(gòu)中搞得功能。主軸具體參數(shù)參看附圖SJ01-05，其各階段的裝配可參看附圖SJ01.1-00脹軸部件。</p><p>　　5.2脹瓦部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　脹瓦部件（如圖5.1所示），主要由脹瓦，脹塊，滑塊及相關(guān)零件組成。其中脹瓦和楔塊之間通過(guò)定位塊相連接；脹塊和主軸之間為間隙配合，兩塊脹瓦和定距套形成一個(gè)整體，可在主軸確定范圍內(nèi)滑動(dòng)，拉桿和擋塊固定連接，擋塊和滑塊固

109、定連接，拉桿的運(yùn)動(dòng)即可帶動(dòng)脹塊的自由滑動(dòng)；滑塊固定在楔塊上，滑塊與楔塊的整體間隙配合在脹塊的滑槽內(nèi)；脹塊的滑動(dòng)，使滑塊也相對(duì)在脹塊的滑槽內(nèi)滑動(dòng)。上述的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了脹瓦的脹開與閉合。</p><p>　　脹瓦，2.楔塊，3.滑塊，4.脹塊，5.擋塊，6.定距套，7.定位塊</p><p>　　圖5.4脹瓦部件 </p><p><b>　　脹瓦的選用

110、：</b></p><p>　　脹瓦所承擔(dān)的任務(wù)是將卷料收卷支承的作用，外徑應(yīng)盡量保持圓度，故需用一個(gè)</p><p>　　無(wú)縫管將其分割成三份，且要求脹瓦的伸縮范圍為470~508mm，故選取外徑為Φ515，壁厚為45的20材料的無(wú)縫管。每塊脹瓦與脹塊的配合視安裝情況做一定調(diào)整。脹瓦圖參看附圖SJ01-08.</p><p>　　2.其它零部件的選用：

111、</p><p><b>　?。?）脹塊的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　脹塊分前后兩塊，套裝在主軸上，兩個(gè)脹瓦由定距套定位，其中一個(gè)脹塊與拉桿通過(guò)擋塊相連接，可在主軸上自由滑動(dòng)，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，兩脹塊距離為570mm，行程為160mm，即可使脹瓦直徑變化區(qū)間為470mm～508mm。</p><p>　　前后脹瓦結(jié)構(gòu)大致相同，為三棱錐式空心

112、結(jié)構(gòu)，三斜面在圓周上均布，斜面傾斜度16°。前脹塊相對(duì)后脹塊要復(fù)雜，主軸在這里通過(guò)導(dǎo)向鍵，使脹塊運(yùn)動(dòng)更加精確，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，導(dǎo)向鍵的安裝，主軸前端需出現(xiàn)階梯軸徑，不影響主軸強(qiáng)度，前脹塊圓柱孔設(shè)計(jì)階梯狀予以配合安裝；另外需留油槽供潤(rùn)滑之用。</p><p>　　由于脹塊和主軸屬于高精度配合，重要部件，在設(shè)備運(yùn)行中易損，所以脹塊材料采用QT500-7，鑄后退火處理。脹塊設(shè)計(jì)具體參見零件圖脹塊ⅠSJ01-9,

113、脹塊ⅡSJ01-10。 </p><p><b>　?。?）楔塊的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　楔塊一端安裝在脹瓦上，另一端設(shè)計(jì)傾斜角為16°，此端通過(guò)滑塊與脹塊配合連接。楔塊和脹塊配合設(shè)計(jì)，滿足脹瓦軸徑變化區(qū)間需要，斜面傾斜角16°，需打孔形成潤(rùn)滑油通路，不需要的開口處用堵頭封閉；與脹瓦連接除了螺栓連接外，需采用定位銷定位。

114、楔塊材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，具體設(shè)計(jì)尺寸參考零件圖楔塊SJ01-15。</p><p><b>　　（3）滑塊的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　滑塊需用兩種規(guī)格，每種六塊，其中一種與楔塊相連接，后與脹塊裝配配合，滑塊可在脹塊的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，另外一種與安裝在脹瓦上的小脹瓦相互連接，然后與脹塊相互裝配。兩種滑塊均采用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，具體設(shè)計(jì)尺寸參看零件圖滑塊ⅠS

115、J01-12,滑塊ⅡSJ01-13.</p><p>　　主軸與脹瓦部件的相互配合，脹瓦部件中各零部件的配合，可詳見SJ01.1-00脹軸部件的裝配圖。</p><p><b>　　第六章 結(jié) 論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的將理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的縱剪線收卷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，擺脫了在校單

116、純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，親身投入到企業(yè)熟悉產(chǎn)品加工路線及裝配，鍛煉了綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，通過(guò)對(duì)設(shè)備整體的掌控、對(duì)局部機(jī)構(gòu)的取舍，以及對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使得個(gè)人能力得到了良好的鍛煉和提高，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得以豐富，個(gè)人知識(shí)儲(chǔ)備也相應(yīng)豐富，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)也有了深刻的學(xué)習(xí)和了解，這也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　在經(jīng)過(guò)大學(xué)生涯最后一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作后，終于完成了這份