燕山大学课程设计说明书（机械系统设计及制造课程设计）项目名称：圆盘剪切机传动系统及关键零件的工艺编制子题名称：机架Ⅱ中C—C处轴及外端盖的设计及工艺卡编制学院：机械工程学院年级专业：2010级机设学号：100101010111姓名：贾云杰指导教师：吴月明职称：教授2013-11-27燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：机械设计说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

燕山大学课程设计评审意见表摘要我们小组负责的项目课题为：圆盘剪切机传动系统及关键零件的工艺编制。

在这里对于小组的主要负责内容不做具体介绍。

我个人负责的子课题部分是：减速机传动轴及机架Ⅱ处端盖的设计及工艺卡编制。

我们通过开题后一周的时间里进行的各项分析与调查，对于圆盘剪切机的各方面原理以及机构内容有了一个较为清晰的了解。

因此我们据此分工，我负责机架Ⅱ中C—C处轴以及箱体外的一个端盖的设计及工艺卡的编制。

关键词圆盘剪切机、分工、设计、工艺卡、编制目录第一章绪论 (1)第二章设计方案的选择和方案设计 (2)第三章电机容量的计算 (4)第四章减速器的选择以及典型部分的说明 (11)第五章个人负责的关键零件的二维图 (18)第六章个人负责的关键零件的工艺卡编制 (20)结论 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题背景剪切机有各种类型，平刃剪、斜刃剪、圆盘剪和飞剪。

平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圆盘剪广泛用于纵向剪切厚度小于20~30毫米的钢板及薄带钢。

而飞剪用于剪切运动着的轧件，其剪刃有平刃、斜刃和圆盘式飞剪。

圆盘式剪切机由于刀片是旋转的圆盘，因而可连续纵向剪切运动钢板和带钢。

圆盘式剪切机通常设置在精整作业线上用于将运动着的钢板纵向边缘切齐和剪切或者切成窄带钢，根据其用途可分为剪切板边的圆盘剪和剪切带钢的圆盘剪。

剪切板边的圆盘剪，每个圆盘刀片均以悬臂的形式固定在单独传动的轴上，刀片的数目为两对。

这种圆盘剪用于厚板精整加工线。

板卷的横切机组和连续酸洗机组等作业线。

剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组，连续退火和渡锌机组等作业线上。

将板卷切成窄带钢，作为焊管坯料和车圈的坯料等。

这种圆盘剪的刀片数目是多对的，一般刀片都固定在两根公用的运动轴上，也有少数的圆盘刀片是固定在独立的传动轴上的。

这次选圆盘式剪切机作为设计题目是在对1700横切机组的调研的背景下进行的。

1700横切机组使用多年，其中圆盘剪使用过程中存在一些问题。

该厂对该剪切机也进行了多次改造。

圆盘剪使用过程中传动系统精度底，径向调整机构和刀片侧向调整精度低，迫切要求更新和改造设计。

以上内容主要是采集自前人的资料，这些在网上也可查询，并非有意抄袭，实乃认为这些内容对我们的理解认识是有用的。

这次设计的目的就是通过设计对主轴传动系统，刀片侧向调整机构，特别是各个机构中的传动部分进行设计。

通过设计过程掌握圆盘剪单体机械设备的设计方法，使所学的理论知识和实际结合起来，提高设计能力，独立分析能力和绘图技术，进行规范化的的训练为今后的工作打下有力的基础。

而所负责的内容主要就是对机架Ⅱ中C—C中轴及处端盖进行的设计分析，并进行工艺卡的编制。

1.2 圆盘剪切机剪切圆形坯料的工作原理将被剪切的坯料夹在压料定心盘上.尾座上的夹紧机构通过棘轮和丝杠控制夹紧力，井能绕压料定心盘中心0-0转动。

尾座上的移动丝杠用来调节压料定心盘中心主圆盘剪刀的距离.也就是剪切圆形坯件的半径R。

通过上、下阅盘剪刀的旋转，完成园形坯件的剪切。

剪切任惫曲线形坯件时，夹紧机构只起支承作用，依据划线由人工送进。

目盘剪切机也可以剪切条料，但是剪切后条料弯曲度较大。

第2章设计方案的选择和方案评述2.1 设计方案的选择按给定的设计参数，设计题目是1700横切机组的圆盘式剪切机有两中类型，一种是一般的切边圆盘剪。

有的设有测速电机，另一种靠带钢拉动圆盘剪刀进行剪切称为拉剪。

设计方案选择设有增速机构的圆盘剪，其结构示意图如图2.1所示。

1. 带电机摆线针轮减速器2. 径向调整减速机3. 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 圆盘剪结构示意图该圆盘剪装在横切机组上，用来剪切厚度为0.6~2.5毫米，宽度为700~1500毫米的带钢。

剪刃线速度为1~3米/秒。

主传动由电机8通过减速机7同时传动两对刀盘，上刀盘与齿轮9相连，下刀盘与齿轮10相连，齿轮9、11，12之间用连杆相连，以保证各齿轮中心距不变。

因此在调整刀盘径向间隙（调整上刀盘位置）各齿轮能很好的啮合，刀盘侧向间隙调整，转动手轮使螺纹套筒旋出使下刀盘做轴向移动调整间隙很小，调整好在锁紧。

刀盘径向调整通过带电机的减速机1，调整减速机2，及调整螺丝带动上刀盘轴的轴承座沿着架体内滑道上下移动。

在剪切机下部设置机架横移机构，由电机通过行星减速机传动左右两端螺纹方向相反的丝杆，由固定机架的螺母带动机架沿着导轨作相同或者相反移动从而达到调整带钢宽度的目的。

该设计方案做下列改进：其一,径向间隙调整比偏心套调整可靠利用连杆机构比万向接轴精度高。

其二，侧向间隙调整增加自锁装置，安全可靠。

其三，宽度调整采用行星齿轮减速机比蜗杆减速机效率高占地空间小。

最后增加了测速机构，为电机提供信号，为电机达到精确的转速提供的保障，从而使整机更完善。

由以上所述方案是比较好的，并且可行的。

第3章电机容量的计算3.1 定性选电机电动机分交流电动机和直流电动机两种，由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂价格较高，维护比较不便等缺点，因此无特殊要求是不宜采用。

冶金行业生产单位一般为三相交流电源，因此，应选用交流电动机，同时交流电动机又分为异步电动机和同步电动机两类，我国新设计的Y系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其具有以下优点：1、结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便；2、适用于不易然，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上；3、由于起动性能较好，也适用与某些要求起动转矩较高的机械。

所设计圆盘剪切机已知原始数据：剪切带钢速度V=1~3 m/s, 取3 m/s;σ≤600 MPa 取600 MPa；剪切带钢强度b剪切带钢厚度h=0.5~2.5 mm；剪切带轮宽度B=700~1500 mm；剪刃的摆动不超过0.1 mm，不平行度≤0.01 mm；上下剪刀的侧间隙∆≤0.05 mm，重叠度S=0~0.3 mm。

由于圆盘剪切机属于一般冶金机械设备，无特殊要求，连续工作时间长，要求起动性能好，起动转矩较高，故选择交流异步电动机Y系列。

3.2 选择电机的容量1、圆盘刀片尺寸圆盘刀片尺寸包括圆盘刀片直径D及其厚度δ。

圆盘刀片直径D主要决定于钢板厚度h，查文献[1，295]，其计算公式为：1c o s 1α-+=s h D （3.1） 上式中的最大咬入角1α，一般取为 10~ 15。

1α值也可以根据剪切速度V 来选取，同时当咬入角1α= 10~ 15时，我们可以引用一个经验公式，圆盘刀盘直径通常在下列范围内选取D=(40~125)h (3.2)带入数值计算得：D=125⨯2.5=312.5 mm圆盘刀片厚度δ一般取为D )1.0~06.0(=δ (3.3)带入数值计算得：25.315.3121.01.0=⨯==D δmm同时根据表[1.表8-13]一般圆盘刀片直径、厚度与被剪切带材厚度的关系，可取的各数值：D=270 mm 、δ=20 mm ，为了保证剪切力及刀片的强度和使用寿命，我们取δ=30 mm 。

2、上下刀盘的侧间隙∆ 我们取预定值0.05 mm 。

3、剪切速度V 我们取预定值3 m/s 。

4、剪切力与剪切功率作用在一个刀片上的总的剪切力是由两个分力所组成的，即21P P P +=式中 1p —纯剪切力；2P —钢板被剪掉部分的弯曲力；h d x dx q dP x τ==1式中x q —作用在接触弧AB 水平投影单位长度上的剪切力。

由相对切入深度知h x αεtan 2=微分后得εαd hd x tan 2=所以纯剪切力为⎰=hdx p τ1⎰=εταd h tan 22a h αtan 22= 式中的a 值可利用平行剪单位功数据。

在圆盘剪上冷剪时，a 值可按下面公式计算δσδσb b K K a ==21%20600⨯==120式中取系数121=∙K K ，δ为金属材料延伸率，查手册取20%。

所以a h P αtan 221=10tan 25.22= 310127.2⨯=N查文献[1，297]总剪切力的计算公式为 )t a n 1(1δαZp p += (3.4))%2010tan 4.11(10127.23+⨯= 310752.4⨯= N考虑到刀刃磨钝的影响，增大15%~20%，这里取增大20%。

3310702.5%)201(10752.4⨯=+⨯=P N圆盘剪上的剪切力可根据作用在刀片上的力矩来确定。

在上下刀片直径，速度相等而且都驱动时，则与简单轧制情况相似，合力P 垂直作用在刀片上，这时转动一对刀盘所需之力矩为αsin 1PD M = (3.5)10sin 27.010702.53⨯⨯⨯= 18.268=N ∙m而驱动圆盘剪的总力矩为)(21M M n M +=式中 n —刀片对数M 2—一对刀片轴上的摩擦力矩，μPd M =2，其中d 为刀片轴轴颈的直径，这里取d =170mm ，μ为刀片轴承处的摩擦系数，查手册取0.004。

所以总的力矩为 )(21M M n M +=)004.010********.518.268(233⨯⨯⨯⨯+⨯=-=544.11 N ∙m查文献[1，298]圆盘剪电动机功率可按下式确定 ημD MvN 100021= (3.6)式中 1μ—考虑刀片与钢板间摩擦系数，1μ=1.1~1.2； v —钢板运动速度，m/s ；η—传动系统效率，η=0.93~0.95。

代入数据后ημD MvN 100021=93.027.01000311.54422.1⨯⨯⨯⨯==15.6 KW3.3 确定转速根据以上计算所得数据，查找专业手册，选取合适电机。

容量相同的同类型的电动机，有几种不同的转速系列，此种情况下我们综合考虑，分析比较电动机及传动装置的性能、尺寸、重量和价格等因素，再考虑到机械在实际中的运转，他的可靠性与电机相连接的减速机，以及以后的发展，适当的增加电机功率，最后选同步转速1500r/min 的电动机。

综上，选取电机型号为：Y180L —4，其主要性能见表3.1表3.1 电机主要性能参数表3.4 电动机的校核电机的校核主要是针对电机的过载能力校核。