280T摆式飞剪设计

1.1

第章飞剪的发展国外剪的展况众所周知，飞剪机是中小型轧钢和连铸生产线上不可缺少的关键设备之一，也是机电气液一体化配套技术难度较高的设备。飞剪机的合理选型、运行速度、剪切精度、自动化程度、操作维护及设备寿命等均直接影响着轧材成品的产量大小，成材率和定尺率的高低，也就是说直接影响着轧钢厂的生产效率和经济效益。1.1.1国外剪的展况目前国外多采用两种比较先进的飞剪机型，一是采用离合器制动器我们称“连续——起停”制飞剪，另一是电机直接起停制飞剪，两种飞剪各有其优点亦有其不足之处。随着科学技术的不断发展，电控元器件水平的提高。起停制飞剪将逐步代表着飞剪机的发展趋势。连续——起停制飞剪机，整机分为传动装置和剪切装置两大部分。传动装置部分是由直流电机带动，配置有飞轮连续高速运转；而剪切装置一般情况下是静止不转的。两部分之间由一对快速响应的离合器制动器相连接和控制。当需要剪切时，则制动器打开，离合器合上，传动装置通过离合器带动剪切装置运动并剪切；剪切完后离合器脱开制动器合上，将剪切装置制动停止到某一确定的待切位置上。传动装置仍连续运转。这种机型传动部分的转动惯量很大，剪切部分的转动惯量很小。因此可以通过离合器制动器控制实现在小惯量下起动、制动，而在大惯量下进行剪切。可以充分利用动力矩，提高速度，降低能耗。起停制飞剪机，采用低惯量大扭矩直流电机，整机直接起动、剪切、制动，完成剪机的三个基本动作过程飞剪的传动部分和剪切部分做成一体，整个传动系统的转动惯量都很低，以便于实现整个传动系统频繁的起动制动。这种飞剪一般处于静止状态，剪切时，机直接拖动传动装置和剪切装置迅速起动剪切，而后立即制动．而且有些要求电机可反向爬行转动．将剪头准确地复位于某一待切位置因此，这种飞剪结构简单，维护保养方便，控制环节少，剪切精度较高。连续——起停制飞剪与起停制飞剪相比较，前者适合高速频繁起动，后者结构简单，剪切精度高，并且在电控技术及元件过关的情况下，速度亦可达到或超过前者，因而更有发展前途。1.1.2国内剪展况从建国初50年代至70年代国内飞剪机大都受东欧苏联等社会主义国家影响，飞剪机大致可分为连续制和起停制二大类，例如：鞍钢一初轧100×方连续制飞剪机，首钢00型50×50方起制飞剪；25×25续制飞剪机，济钢小型厂捷克l1吨连续制飞剪机等等连续制飞剪机，大多采用空切机构和匀速机构，实现定尺剪切工作时电机拖动传动系统连续运转，剪切机构做连续地空切动作．当需要剪切时，调整空切机构的位置，令剪切机构完成剪切动作，而后再恢复空切动作，因此这种飞剪设置了空切机构、倍尺机构等装置。不可避免地带来设备庞大、结构复杂等问题，而且定

尺长度是确定的，不可任意调整，限制了定尺规格的变化范围。由于剪切机构复杂庞大，转动惯量也大，影响了剪切速度的提高。许多钢厂在后来的设备改造中都将其简化改成摆槽式的飞剪，如首钢25×连制飞剪即是如此，但这样改动后，剪切误差很大．常常定尺误差l2m，是非常不利的。80年代中期，我国在开放政策影响下．集中引进了一批国外先进技术和设备，包括一些国70年代水平的二手设备其中较具代表性的先进飞剪技术是安阳型厂从意大利D公司引进CV30剪机，它是采用离合器制动器控制的连续——起停制飞剪机。最大剪切速度达20m／s剪切精度80ram一17m／s)。在冶金部对引进技术消化吸收的精神指导下，我院自85年以来确立了部级飞剪机科研项目，在吸收国外先进技术的基础上，针对国内中小型轧钢车间的生产现状与实际需要，经过几年努力现已研制FLFJ两种机型的飞剪机这两种机型均属连续——起停工作制飞剪。初步形成系(见表)，全国十几家钢厂推广20多台套。已投产的有十三家，并已经开始向东南亚出口，取得了卓有成效的工作业(见表2)外大连重型机器厂、武汉钢铁学院、首钢机械厂等单位，也都做过这方面的研制或消化工作，取得了可喜的进展。我们相信，随着国内各项技术的不断发展，经过我国专家和科技人员的不懈努力，小型飞剪技术和装备一定能够达到国外先进技术水平，实现替代进口满足国内需要之目的。1.2飞剪机的用途及艺要求飞剪机(flyingshears)在轧件运动过程中，剪刃产生相对运动而将轧件或铸坯剪断的设备。飞剪机装设在轧制或连铸作业线上，用来横向剪切轧件或连铸坯的头、尾或将其剪切成一定的定尺长度。由于近年来连铸机的不断发展，连铸的拉坯速度不断提高，拉坯速度已经达到5m/min上，为了适应铸坯速度的增长，要求剪切机的剪切速度也必须相应地提高。同时，出于剪切品种、规格和定尺长度范围的扩大，因而飞剪机的型式和结构使得到相应地发展。为了保证一台飞剪机能正常工作，它必须能充分满足生产的需要，这就要求飞剪机的设计必须保证下述生产工艺要求：1.飞剪机的生产率必须与连铸机的生产率相协调，并能保证连铸机生产率的充分发挥；2．剪切时，剪刃在铸坯运动方向的外速度应铸坯运动速度V持一定关系，xU对尺剪切要求

x

V,以保证在剪切过程中铸不被弯曲和被拉断；U由于钢坯品种不同，要求产品尺寸长度也不相同，而对一种成品厚度有时也要求几种不同的长度规格。因此，一台飞剪机必须能够调节被剪钢坯的长度在生产品种要求的范围之内，并且要求最佳剪切；尽可能的避免金属材料的消耗；必须保证能够剪切不同的材质、端面、厚度等要求；

剪切的铸坯应符合质量标准。1.3飞剪的基本运动程式钢坯剪切的长度L钢坯在两次顺序剪切时间间隔内所走过的距离S的函数：0）0

(1-1)或者，是送料辊两次顺序送料时间t转动的角的函数：0L＝f（0在使用上此方程具有非常简单的形式：L＝

，m（式中――送料辊的直径0这个方程式是飞剪的基本运动方程的一般形式。以后当把飞剪在不同具体工作情况下的数值代入后，将会变得稍微复杂一些。如果送料辊以严格不变的转速n旋转，则在相应的值代入后得到：0L＝

n0t，m（即钢坯在飞剪上剪切的长度等于送料辊的周长乘以送料辊在两次顺序剪切的时间间隔内所转过的距离。将钢坯的进给速

代入式1-4中得到：0tm（）如果两次顺序剪切的时间间隔t刀片每分钟的转速n和刀片在两次顺序剪切所完成的整周转数K来表示，则方程1-5得到如下形式：L＝

k

，m（在把送料辊的转速代入就得到：0L＝

nD0，n

（）而当用速比为的减速器来达到此速度时，要满足同步要求，则：Lik，m（）0由以上的方程可以得到：当钢坯的进给速度不变时，钢坯在飞剪上的剪切长度L仅与两次顺序剪切的时间间隔有关。无论是刀片剪刃的速度v还是送料辊滚筒的半径r，都对钢坯的长度没影响。式

表明：当在钢坯的进给速度

与单位时间内的剪切次数之间保持一定比例时，在连续运转的飞剪机上剪切时，可以得到精确的定尺长度。为了能够保持这个比例，通常飞剪以一定的速度

将铸坯送入飞剪的专用辊。按照式1-7，如果刀片转数n与送料辊的转数n以一定的比例同步，则可以达到所要求的铸坯定长精确度。0在很大程度上，送料辊的结构与传动取决与飞剪的工作条件。在大多数情况下，飞剪上装有装用的送料辊，以保证一定的铸坯进给速度。这些辊通常有飞剪的主传动

来带动，并且在大多数情况下是用减速器来实现同步的。减速器和飞剪联系起来并能在很大范围内调整速比。在此情况下，铸坯的定尺长度L按照式由送料辊到飞剪的速比值i决定，此传动比等于送料辊转数与刀片转数n之比：0Zi＝0＝Z式中Z和Z――飞剪与送料的齿数。0可以利用连铸机的出坯辊道的一部分作为送料辊。第章摆式飞剪的案择2.1切割设简介连铸机的切割设备是在拉坯的过程中将铸坯切割成定尺长度或倍尺长度。铸坯的

切割设备一般分为两类：火焰切割设备和机械剪切设备。2.1.1火焰割备2.1.1.1盘端折回形成环状气缸体外壁，环状活塞带着二主动盘装在两摩接盘之间，活塞受弹簧压缩夹紧制动摩擦盘。当气缸充气时，活塞压缩弹簧并夹紧传动摩擦盘。因此当主动盘与从动盘夹紧制动盘时，为制动状态，当夹紧传动盘时，则随飞轮转动，这种动作是靠主令控制器或定尺装置发出信号，通过电磁气动阀给气缸供气或排气来完成的。因为制动和离合经过时间很短所以要求瞬时供气量较大压缩空气系统必须满足这一要求2.2.5稀润系剪切机的蜗杆滚动轴承及蜗杆、蜗轮的啮合点都采用稀油喷淋润滑，每流装一台WBZ—16型稀油泵，通过过滤器、溢流阀和油流指示器，将油喷到各润滑点。油路上配备有压力表和压力继电器，监视给油压力，油压降低时报警。油泵不开动，电动机不能启动。2.2.6干油滑统在双偏心轴与连杆轴瓦配合处，上刀架在下剪刃连杆导槽的滑动配合面，以及上剪刃连杆与刀架铰链处等共15个润滑点均采用于油润滑，四流共用一台双线干油泵

供油，剪切机工作时断续供油。飞轮的滚动轴承由人工定期加干油润滑。2.2.7压缩气统为了给气动制动离合器供气，从压缩空气主管接一根直径50.8mm(2in)支管，再向各流并联接出分支管，通过气动三大件——气水分离器、调压阀、油雾器，接压力继电器，单电磁铁二位四通阀，经旋转接头到气动制动离合器。当压缩空气压力降低到0.539MPa(5.5kg/cm

2

)以下时，剪切机停止工作。电动输出轴用的三角皮带，应定期检查张紧程度，并可通过电动机地脚螺栓进行调整。第章280T电动式飞剪要参数算3.1铸坯的切过程、单剪切阻力剪切力的计整个剪切过程可分为两个阶段。第一阶段是刀片压入铸坯阶段，此时力的平衡条件如图3—1所示。第二阶：当力P不断增加，直至克服铸坯断面上的剪切阻力，此时铸坯沿剪切面开始沿移，直到剪断为止。图单位剪切阻力是指铸坯单位截面面积上抵抗剪切变形的能力可称为变形程度)即切人深度与断面高度的比值的百分数，一般以表示

。单位剪切阻h力通过试验得到。图3-1-2表示了在不同温度、不同钢种情况下单位剪切阻力相对切入深度

的关系曲线。剪切力P的大小等于单位剪切阻力与被切铸坯原始断面面积之乘积：P＝

A

（）式中P——单位剪切阻力MP；根据相应的条件从试验曲(查得；被切铸坯原始断面面积，mm

在确定时，应考虑铸坯的过冷现象，一般可按750C左右考虑。刀片的侧压力T一般可按下式确定：有压板时T＝(0.1；）无压板时T＝～0.35)P）当所切金属的单位剪切阻力从试验找不到时，可近似地按下列关求出：P＝

B

A

）B

）式中――从试验曲线查得的与所切铸坯材料及条件近似的单位剪切阻力，MPa；切铸坯原始断面面积mm

2、B

——被切铸坯的强度极限及相对伸长；B

、

——所选用的试验曲线的强度极限及相对伸长。图a－35CrMnSiA，b－低（％～0.2）在计算剪切力时，为了避免每次都根据切入深度Z计算相对切入深度。可用刀片行程h偏心轴转角

的关系曲线图h（行，见图3-1-3。纵坐标OE分五等份且由坐标原点作线把纵坐标和％弧形线的交点A与点相，则对Z＝20mm来说；由相似三角形Abc及oAD：＝式中Z＝AC；h＝oD如取线段oA为单位长，则线段Ab将表示：

）

＝

Z因此，直线oA为在剪切厚100mm的铸坯时，求找偏心轴在各个不同位置时的的坐标线。例如，铸坯厚度为110mm求找

90时

值时的具体作法如下：1)从纵坐标找到＝时的F点并从F点作横坐标平行线且与弧线相交于G点；2)联结Go，则直线Go便为h％的坐标线；3）从横坐90处作垂线，且与＝f（相交于H点；4)从点H作水平线，并与Go相交于K点，则线GK表示此时的

％，

＝50％。此时切入深度可以从纵坐标轴得到，Z＝55mm用此方法可以很方便地找出剪切某一断面情况下不同的值时（（值的大小就可以作出P＝f（线。图3.2主要参的计算本设计的280T摆式飞剪，其特点是采用蜗杆叠加摇杆方式，是目前使用最多的飞剪之一。其原始技术参数如下：最大剪切断(A)A＝×145mm

2

；被剪材料在最低剪切温度800℃时的抗剪强度ττ＝；ww铸坯的最大拉坯速(ν)v＝；铸坯最小定尺长(l

)；l

=1.5m；3.2.1最大切P的定maxP×max

w

（）式中τ

w

――抗剪强度MPa；――最大剪切断面mm代入数据可以求得：

2

；Pmax

=A×τ

w=145145117（）＝2459925N2500000N

smax3.2.2最大切A的算smaxss

12

Phmax式中――最大剪切高度，即方坯边长m；A――最大剪切功N·m；s代入数据可以求得：A=Ph＝×2500000×0.145＝·3.2.3上、剪行及轴心的算设：下剪刃行程为L，偏心νd

d一般取：L＝2ν＝～220mm；dd上剪刃行程为，偏心距νu

u一般取L＝＝2050mm；uu则曲轴偏心距ν＝ν十ν，(3-2-3)eud代入数据可以求得：3.2.4剪切度α算s

ν＝ν十ν＝＋＝110mmeud剪切角度计算详见图3-2-1。见图：α＝90°十s

（）式中α＝（

hVe

）（3-2-5）h

＝h

e

（）式中α――纯剪切过程中曲轴实际转过的角度，°；s――最大剪切高度mm；―曲轴偏心距mme代入数据可以求得：

＝－ν＝35mmeα＝

－

（

）＝sin1Ve

α＝90°十9018.553109s

eemmeemm图3.2.5曲轴转周需间

e60,s(3-2-7)ne式中n―偏心轴转速r/min一般取n＝～24r/min；ee――曲轴回转一周所需时间，se取n＝17r/min代入式中得：e＝e3.2.6有效切间tss

ttes360

(3-2-8)3.2.7

式中t――有效剪切时间s；s代入数据可以求得：tests360初剪电机NmAKt102式中Ｋ――电动机功率系数，一般取～0.2；剪机电动机功率kwm取K＝0.18代入式中得：

(3-2-9)AK182500.18s＝t1.071020s

msF1122F3.2.8有关轮计msF1122F1）飞轮在剪切时应释放的能量A

FF

－s

m

(3-2-10)式中A――飞轮剪切时释放的能量N·m；F――剪切时消耗总功Nm；s――电动机产生的功Nm；m其中A＝N×1020(3-2-11)m代入数据可以求得：A＝Nm

m

t×1020＝29.9×1.07×1020＝N·32633·ms＝－＝181250＝NmFsm2）飞轮力矩GD

F

2

的确定A7200n－

（）式中GD

F

2

――飞轮力矩N·

2

；――飞轮释放能且前的转速r/min1――飞轮释放能量后的转速r/min2n其中n＝mi式中n―电动机额定转速r/minmi――三角皮带轮传动比；d而电动机转差率为：－＝15％

(3-2-13)设：电动机的额定转速为975r/min三角带的传动比为1.618975则n＝m＝＝r/mini－由2＝15％可得：＝709r/minGDF

A7200Fn－2

7200834.8709.5

＝NmN·21

23）飞轮质量的确定一般飞轮质量应按下式确定

GD0.6D

2

2

(3-2-14)F式中――飞轮质量N；

D――飞轮外径，按剪切机结构要求确定，mm；FGD

F

2――飞轮的飞轮力矩N·2

；其中飞轮的外径大小是根据剪切机的大小比例及安装空间的大小而定：M＝M＋M＝静剪摩

m

(3-2-14-1)式中――推算力臂m；剪切力N；作图时的比例系数。推算力臂可按下式计算：

cos

sin

l

（3-2-14-2）f式中C――连杆力对偏心轴的力(虑摩擦)可用作图法求得或从几何关系算得；

――偏心轴

角时连杆摆动的角度；

sinsinl――摩擦系数。

（3-2-14-3）为了计算方便，一般是把式3-2-14-3作成f(曲线图，见图3-2-2图3-2-2

图根据f(及f两个曲线图，可以很方便地作出M＝f(剪静图。无其他限制时，可按图3-3-3选定。从图3-3-3中我们可以很容确定飞轮的外径DF由下式可求出飞轮的质量G：

)力矩

F2mF2mG＝

GD0.6D

2

2

＝＝11901.68N11900N＝1190kg0.88F按飞轮质量再求其他尺寸，最后核算实际的飞轮力矩。3.2.9验算动功由于剪切的时间比较短，这时电动机电枢的电流由于自感作用来不及增加，所以剪切功完全是由减少飞轮转动部分的转动动能得到的。转动部分质量的动能A在每分钟转速n一定时，可以按照下式计算：A

F

22nA＝7300可以看作是剪切开始与终了时飞轮动能的差值，即

（）A＝

27300

(n2)12

（）代入数据可以求得：GDA＝(2n2F730012

)5530＝27300

709.5

)＝47N146583Nm按上述计算出来的实际飞轮力矩求出实际飞轮剪切时放出的能量A

F（A－A）则＝1020t式中N――电动机功率kw；mA――剪切时消耗的总功N·；SA――飞轮剪切时释放的能N·mpt――剪切时间ss代入数据可以求得：

（）m

（A－）SF＝1.07s过载条λ必须满足：Aλ>S（t－）es

m式中λ――过载系数；Ses

剪切时消耗的总功N·；曲轴回转一周的时间s；有效剪切时间s；代入数据可以求得：

Aλ>S（t－tN31.76esm查电动机标准JB/T7119－1993用三相异步电动机：型号：；功率：N＝37kw；转速：n＝980r/minM过载系数λ＝M额

＝质量：m＝490由于电动机额定功率>N＝m额定转速>n=975r/minm接电持续率Je＝100％所以，所选电机满足要求。最剪力的算M＝max

max

V

e

（3-2-18）式中M――最大剪切力矩N·m；maxP――最大剪切力；max――曲轴的偏心距me代入数据可以求得：＝Pmax

max

V×0.11·meM是用以计算机械零件的强度及离合器的传动力矩。max验算艺求最剪次SS＝

Vl

（）式中S――每分钟最大剪切次数/min；ν――最大拉坯速度m/sl

――定尺长度m代入数据可以求得：

Vl

3.8应满足以下条件：n＞Se式中n――偏心轴转速；e最大剪切次数；因为n17>S＝e所以满足要求剪时刃动程S

PP

max

t

e

（）式中S――剪刃摆动行程m；P

12d2V――铸坏最大拉速m/minmax12d2e

制动时间s；代入数据可以求得：P

max

t＝5.7e第章传动机构设及核本剪切机采用二级传动装置，第一级为普通V带传动，第二级为蜗杆传动。4.1普通V带的计由上一章的计算得知，电动机为三相异步电动机，其功率N37kw，转速n

1

＝n980r/min；要求第一级传动比为i＝根i＝，可知＝839r/min工作制n为每天24小时。4.1.1V带型号选根据设计功率和小带轮转速进行选择：d1由机械设计手册可查得，取工况系数KA设计功率＝P（）dA式中P―设计功率kw；dK－―工况系数；AP――电机功率kw代入数据可得：PKP＝37＝59.2kwdA由参考文[1]P页的图－8，根据和小带轮转速n可确定为CV40d1带。4.1.2带轮基直的择由设计手册选取d＝d1did＝＝11取标准值d＝。d24.1.3带速算V＝

d1

（）式中V――带速m/s；

d2d00――小带轮转速r/min1d2d00代入数据可得：V＝

n98011＝s/s10004.1.4带长轴距包4.1.4.1定轴间距若带传动的带间距过小，虽然可以使结构紧凑，但是带的长度较短，在一定的速度下，单位时间内的应力变化次数多，这样会加速带的疲劳损坏。而且，当传动比i较大时短的轴间距将导致包角

过小。但是传动轴间距也不宜过大，否则，在带的速度过高时容易引起带的颤动。一般初定轴间距为：（d＋＋d20d2代入数据可以求得：458.513100初步确定轴间距为a＝04.1.4.2长

（）初选a后，根据开口传动的几何关系，按照下式初步确定带的基准长度：0L2＋＋355）＋2410001000

303031502

（）d－d18057.3901a代入数据可以求得：（－dL＋（＋240－300＝＋300＋355）＋4＝3030mm由参考资料查询，选取带的基准长度为L＝3150mmd4.1.4.3际轴间距根据选取的标准基准长度按下式计算实际的轴间距，由于V带传动轴间距一般d可以调整，可以采用下式进行计算:a代入数据可以求得：a

Ld2d

（）

＝4.1.4.4带轮包角小带轮包

愈小，带的工作能力愈不能发挥出来，所以应该保证：1801

d－dd2a

d157.3

（）代入数据可以求得：d－180d2d157.31a=180

355－3001060

满足要求4.1.5带的数考虑实际传动中小带轮的包角以及实际带长的影响，分别引入了包角修正系数K带长修正系数K，因此带根数为：L59.2Z＝9043120.980.97式中Z――V带根数；――V带备用功率值kw0――功率增量kw0

（）其中0.0001Tn0

1

（）式中――普通V带所传递转矩的修正值查手册可以得知：＝代入式4-1-8得：＝0.0001＝0查手册可以得知：＝；00.98；K＝0.97L代入数据可以求得：PZ＝d（＋）KK0

L59.2＝9043120.980.97＝取带根数Z＝根

4.1.6单根V带张力张紧力的大小是保证传动正常工作的重要因素。张紧力过小容易发生打滑；张紧力过大，带的寿命就低，轴和轴承的受力就会变大。既能保证传动功率，又不打滑的单根V带的最合适的张紧力可由下式计算：P2.5F（－）qvvZK式中F――单根V带的张紧力N；0q――单根V的长度质量kg/m查手册可以得知：代入数据求解可得：P2.5F（－）vZK

（）

5（＋3039＝426.16＋71.06＝N4.1.7作用轴的荷为了设计带轮的轴和轴承，需要求出传动作用在轴上的载荷，该载荷可以近似按照下式计算：＝2ZFsinr

（）式中F――作用在轴上的载荷N；r―带根数；

――小带轮的包角，1代入数据可以求解得：F2ZFsinr0

122497.22sin＝N4.2蜗轮蜗传动设计

1772本设计所需传动为间歇式工作，所需蜗杆传动必须满足齿面可淬硬性磨削，加工精度高的特点，故选用平面二次包络环面蜗杆传动（TOP）形式。4.2.1校核载力环面蜗杆的承载能力，主要受蜗杆的齿面接触强度的限制，通常按照蜗杆的传动

11名义功率P和额定功率P来确定传动的尺寸。设计直廓环面7级精度。蜗轮材1料为ZCuSnPl杆材料为40Cr面要经过硬化处理齿面精整加工Ra＝；10其需用功率P为：1PP＝kkP，11234137式中＝＝kkkk123

（）P动类型系数、工作类型系数，制造质量系数、材料系数；1――蜗杆传动名义功率，1查手册得知：＝、k＝＝、k＝14代入数据求解得：查手册可以得知：

37＝＝，kkkk12中心距，本剪切机取a4.2.2几何寸算1)蜗杆头数查手册取标准值得：1

Z＝502其中Z为蜗杆头数Z为蜗轮齿数。122)蜗杆齿根圆直径d

f1查手册取标准值得：f1

3)蜗轮端面模数m

f1Z2

（4-2-2）代入数据可以求得：

f1Z

2752501.8

＝mm24)蜗杆包容蜗轮齿数Z10代入数据可以求得：ZZ＝＝

（）

5)蜗轮基圆直径

b查手册可以得知d＝560mmb6)齿顶高

ah0.7ma代入数据可以求得：

（）7)齿根高h

f

h0.7m0.725.56＝a＝0.9（）f代入数据可以求得：＝0.9＝0.925.56f8)齿顶隙c0.2m代入数据可以求得：c0.2m＝0.225.56＝5.112mm

（）9)蜗轮分度圆直径d

2＝Z2代入数据可以求得：

（）10)蜗杆喉圆直径

＝Z＝＝2＝2a

（）代入数据可以求得：11)蜗轮齿根圆直径d

d＝d2h127825.562af2＝（）ff代入数据可以求得：d＝d2h1278223.004＝2f12)分度圆压力

（）代入数据可以求得：d560arcsinb＝＝25.988d127813)蜗轮齿距

（）代入数据可以求得：

14)工作包角之

W（Z）W代入数据可以求得：Z）W

（）.45.2.15)蜗杆分度圆直径d1＝d＋1f1代入数据可以求得：

f

（）＝＝180＝2261f1ff1f16)喉杆的喉圆直径d＝＋（）1代入数据可以求得：d＝d2h2262＝78mma11a17)蜗杆喉圆螺旋导程角

＝arctan

did

（）代入数据可以求得：

＝m

d21

226

18)蜗杆工作部分长度LLdsin

（）代入数据可以求得：＝219)工艺齿轮的齿数Z0＝Z0＝代入数据可以求得：

（）＝＋502520220)工艺中心距a

0a＝＋0m其中所以25.56mm代入数据可以求得：

（4-2-18）

＝56＝5621)蜗杆齿顶圆弧半径RR＝a

（）a1

0

a1代入数据可以求得：R＝a777.56261.78a10a122)蜗杆齿根圆半径Rf1R＝a

（）f1

0

f1代入数据可以求得：R＝a777.56f1023)蜗杆齿顶圆最大直径d

2R（10a1

（）代入数据可以求得：d

2

a－R（1a12646.67cos15.38=308.09mm

24)蜗杆齿根圆最大直径

f1max

f1max

＝－f1

2

L

（）代入数据可以求得：

=228.07mm25)蜗轮顶圆直径

e2查手册可得d＝e226)蜗轮齿顶圆弧半径Ra代入数据可以求得：

（）27)蜗轮宽度b

2

Ra2max＝（0.6～0.8）（4-2-2421代入数据可以求得：＝（0.6～0.8）1＝（0.6～0.8＝135.6～180.8mm选取标准值得b＝165mm228)蜗轮分度圆直径P

11di

（）代入数据可以求得：P＝25.5680.30mm29)蜗轮法面弦齿厚Sn2S（n22代入数据可以求得：

（）＝（0.275

m（＝mm30)蜗轮弦齿高Hha0.5d2代入数据可以求得：

（）H＝haa22＝17.89＋0.275＝18.2731)齿侧间隙

n查手册取标准值得j＝n32)蜗杆喉部法面弦齿厚Sn1S＝－jn1mn代入数据可以求得：＝（0.225－j2m＝1278（0.225）cos60＝35.50mm

（）33)蜗杆弦齿高Hha0.5da1代入数据可以求得：

（）H＝haa12＝17.89－0.225＝17.6334)母平面倾斜角

dcos2acos22a

（）表

－－i

104

10～

>30查表4-2-1选代入数据可以求得：arctan＝＝10.61

i2575212787524.2.3轮的栓校采用受剪螺栓设计时联接预紧力和摩擦力忽略不计设螺栓所受的剪切力为F，s则其强度条件为：Fs2m

（4-2-3-1式中―螺栓抗剪切面直径；螺栓数目；其中F＝s

Mr式中――螺栓转臂长度代入数据可以求得：＝s

M275000＝524000Nr查手册可以得到：

第章摆动叠摇杆的构分析运动分5.1机构分“叠加摇杆”机构（见图5-1）是—种双摇杆机构，其中一个摇杆机构的拉杆以另一摇杆机构的拉杆为滑轨，而“叠加”起来，同时双曲拐的短拐拉杆以长拐拉杆为滑道而叠加，以保证上下剪刃在剪切过程中能在一条纵向直线滑轨上运行进行剪切。这种机构具有两个自由度。即长拐拉杆所连结的下剪座既可上下移动一个自由度)又可左右摆(另一个自由)，这两个运动是互相独立的。当铸坯进入剪口，上下剪刃闭合，铸坯推动剪切机摆体摆动时，上下剪刃同时进行闭合剪切运动。这样就巧妙地实现了跟踪剪切。利用这个特点，使两个自由度为实行同步剪切服务。叠加摇杆的机构运动学模型见图5-2所示：必须进行如下说明：1)整个剪切机构是简化为平面机构考虑的；2)过贴紧同步机构斜面的摆体下端滑轮中心G点作直线LM平行于同步机构的斜面；

00003)选择下剪座连杆下端滑轮中心G点作为下剪座连杆下端铰点显然直线0000LM

成为G点的运动地迹；4)曲轴长拐为a，短拐为a与b线，交点分别为A、B点；5)上剪座连杆为d，下端铰点Dd滑块的铰点，设在A与G的连线上，即在C上；6)剪切时剪刃滑轨中的位移中线与AG连线重合；7)将同步机构与摆体统一考虑。由图5-2可知，设置三个坐标系：静坐标系S(O－x)原点O0000

0

与蜗轮中心和曲轴回转中心重合。x水平轴，y为铅垂轴。

0

为静坐标系S(O－x)原点OQQQQ同步机构可调斜面的回转中心重合。

Q

与动坐标系S(O－x)与飞剪1111体相固联，原点O与重合，y轴101摆体中线，即与G点连线重合。1

摆与由于设计的需要，飞剪静止时

y

1轴与y轴不重合一夹角表0示，称为初相角。当驱动上剪刃的

短拐在y轴的上死点驱动下剪刃的长拐a在y轴的下死点时摆体下端滑轮贴紧同11步机构的斜面，y轴与y轴的夹角当摆体摆动时S对的转角曲轴长、1010短拐在S中的转角。1设直LM在轴的截距为q，在y轴上的截距P，可以求得LM的方程为：00PPhy＋q

（以及

tan

（经推导，可以获得下剪刃刃口底线中点E轨迹方程（在中表达)如下：QxQEyQE

GEGE)Cpcos(0GEGEpqcos()0Csin(cos(0

上剪刃F点的轨迹方程为：

QF

aDF)

sin(()))cos(

(a)]d(1DF)

s