摘 要
依據(jù)近些年來，工業(yè)的發(fā)展非常迅速，而工業(yè)發(fā)展的最基礎(chǔ)的原材料就是鋼材。鋼板作為加工使用的原材料，為了得到滿足加工要求的板材形狀,剪板機(jī)在板材出廠后的預(yù)加工中起到了舉足輕重的作用。所以必須要設(shè)計一種更加高效操作更加靈敏的液壓剪板機(jī)以滿足當(dāng)代社會的需要。
本設(shè)計的剪切動作由上刀架向下行程完成剪切工作，刀架在豎直方向上做垂直的往復(fù)運動，并且與下刀架之間有一個刀片間隙，在上下運動的過程中就完成剪板的功，在刀架的向下行程過程中采用的是單作用軸向力，同時為了確保剪切的精度性,使用四個單作用活塞缸完成上、下壓動作.并聯(lián)一部分完成上壓部分，并且兩個單作用單活塞缸分別作為本系統(tǒng)的主油缸。
本液壓剪板機(jī)在完成上、下刀片以及液壓油缸的技術(shù)要求之后將滿足大部分鋼鐵剪切需求，從而提升整體工業(yè)水平。
關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；剪板機(jī)；刀具

ABSTRACT
In recent years , industry has been very rapidly in development , and the most basic raw material is steel .Steel plate as a raw material for processing , in order to meet the plate shape of the processing requirements , the plate shear machine plays a pivotal role in the pretreatment of the plate after leaving the factory .So a more efficient and sensitive hydraulic shear machine must be designed to meet the needs of modern society.
The cutting action of this design by the downward stroke of the upper knife , the vertical reciproc ation in the vertical direction , and there is a blade gap between the lower blade , in the process of the cutting work , in the process of the downward stroke is the single acting axial force , in order to ensure the accuracy of cutting , four single - action piston cylinders are used to complete the upper and lower pressure .In parallel and two single acting single piston cylinders are used as main cylinders of the system .
The hydraulic shearing machine will meet most of the steel shearing requirements after completing the technical requirements of the upper and lower blades and the hydraulic cylinder, thus improving the overall industrial level.
Keywords: hydraulic system; shearing machine; cutting tool

目錄
第 1 章 緒論 1
1.1 本課題研究的目的、意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 液壓剪板機(jī)精要 1
第 2 章 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計 2
2.1液壓剪板機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu) 2
2.2機(jī)器的基本參數(shù) 2
2.3 確定液壓執(zhí)行元件的形式 3
2.4擬定液壓系統(tǒng)圖 3
2.5分析液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 4
2.5.1各液壓缸的橫向載向力計算 4
2.5.2初測系統(tǒng)的剪切壓力 4
2.5.3液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸以及狀態(tài)圖 5
2.6選擇液壓元件 6
2.6.1電動機(jī)的功率確定 6
2.6.2選擇液壓閥及相關(guān)元件 6
2.6.3確定油箱的容積 6
2.7液壓系統(tǒng)性能驗算 8
2.8液壓傳動的優(yōu)缺點及應(yīng)用 9
2.8.1液壓傳動的優(yōu)缺點 9
第3章 剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核計算 10
3.1 總體技術(shù)參數(shù)的確定 10
3.2 總體結(jié)構(gòu)的確定 10
3.2.1 主要技術(shù)要求 10
3.2.2 側(cè)板的校核計算 10
3.2.3 橫梁的設(shè)計計算 11
3.3 上刀架的設(shè)計計算 12
3.3.1 上刀架的主要技術(shù)要求 12
3.3.2 上刀架的受力計算和校核 12
3.3.3 上刀架的撓度校核 13
3.4 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計與計算 13
3.4.1 主傳動系統(tǒng)功用及設(shè)計要求 13
3.4.2 主傳動系統(tǒng)方案的確定 14
3.4.3 螺母的選擇與計算 15
3.4.4 絲杠的校核與計算 15
第4章 液壓缸的設(shè)計計算 20
4.1 缸筒的主要技術(shù)要求 20
4.2 缸筒的結(jié)構(gòu)形式 20
4.3 缸筒材料的選用 20
4.4 缸筒的計算 20
4.5 缸筒厚度的驗算 21
4.6 耳軸的設(shè)計計算與選定 22
4.7 耳環(huán)的設(shè)計計算與校核 22
結(jié)論 23
參考文獻(xiàn) 24
致謝 25

第 1 章 緒論
1.1 本課題研究的目的、意義
依據(jù)近些年來數(shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)發(fā)展非常迅速，并且在液壓剪板機(jī)已經(jīng)取得肯定的成就，但是與其他西方發(fā)達(dá)國家仍有不小的差距，其中我國液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)還不夠成熟，主要表現(xiàn)在：我國的液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)還存在構(gòu)造不正當(dāng)、產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散、技術(shù)不高等，工業(yè)發(fā)展的最基礎(chǔ)的原材料就是鋼材。為了獲得滿足加工要求的板材形狀,剪板機(jī)在出廠后的預(yù)加工中起到了舉足輕重的作用。所以必須要設(shè)計一種更加高效操作更加靈敏的液壓剪板機(jī)以滿足社會生產(chǎn)需要。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國的液壓剪板機(jī)已經(jīng)取得肯定的成就，但是與其他西方發(fā)達(dá)國家仍有不小的差距，其中我國液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)還不夠成熟，主要表現(xiàn)在：我國的液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)還存在構(gòu)造不正當(dāng)、產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散、技術(shù)不高等成績，數(shù)控剪板機(jī)刀片普通是采用通用或公用計算機(jī)完成數(shù)字程序步驟。另一方面，需求我國的液壓剪板機(jī)刀片產(chǎn)業(yè)學(xué)習(xí)國外先進(jìn)液壓剪板機(jī)刀片技術(shù)，并在原有技術(shù)的根底上消化吸收，最好能二次創(chuàng)新，從而以新的液壓剪板機(jī)制作技術(shù)替代舊技術(shù)[1]。
國外國液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)需求始終保持技術(shù)改革，致力于獲得先進(jìn)的能源發(fā)展。國外的液壓剪板機(jī)在我國發(fā)展之前。其特色為機(jī)架上端裝有平行工作臺及與移動工作臺，上模安放在平行工作臺的上面。液壓剪板的刀片則采用了最新自主研發(fā)的雙死循環(huán)伺服系統(tǒng)控制模式，人性化水平高、全程主動化、智能化且性能強大。以在技術(shù)方面，我國的液壓剪板機(jī)產(chǎn)業(yè)一方面需求大力的發(fā)展科研。
1.3液壓剪板機(jī)精要
液壓剪板機(jī)的工作原理為在刀架在豎直方向上做垂直的往復(fù)運動，并且與下刀架之間有一個刀片間隙，在上下運動的過程中就完成剪板的功，因此能夠極大滿足各產(chǎn)業(yè)需求。因此為了能夠極大滿足各產(chǎn)業(yè)需求，并且隨著理論知識體系的不斷完善，剪板機(jī)的液壓將更加精巧，但同時為了使工作效率滿足更大需求，減小不必要的能量損失，從而滿足社會發(fā)展生產(chǎn)的新需求，故此我選擇的設(shè)計題目是液壓剪板機(jī)設(shè)計。

第 2 章 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計
2.1液壓剪板機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)
液壓剪板機(jī)的主要功能在于板料的剪切加工，從而得到滿足生產(chǎn)需求的鋼板形狀，其主要結(jié)構(gòu)是由上、下刀架，承重物料架、大型壓塊和送料機(jī)等組成的。物料的緊密施壓和上下剪切在液壓缸內(nèi)完成的，在每個工作機(jī)構(gòu)的工作行程中, 布置了液壓行程開關(guān)[4]。當(dāng)液壓剪板機(jī)機(jī)在開始位置時,壓在板材的物料，會隨著刀架上部位置的移動, 而被壓開。因為上刀架也在機(jī)架的內(nèi)部, 此時行程過程開關(guān)全部被壓開。
2.2機(jī)器的基本參數(shù)
表2.1 機(jī)器基本參數(shù)
主要技術(shù)規(guī)格 單位 大小
刀片長度 mm 2500

被剪最大板厚 mm 7
被剪最大板寬 mm 2400
后擋料最大距離 mm 650
剪板料強度 N/mm2 400
主電機(jī)總功率 7.4
后擋料電機(jī) kW 0.54
機(jī)器重量 kg 4700
軸向柱塞泵流量 Ml/r 30
工作臺距地面高度 mm 840
立柱間距離 mm 2310
行程次數(shù) min-1 16
液體最大工作壓力 MPa 20
表2.1 機(jī)器基本參數(shù)
2.3 確定液壓執(zhí)行元件的形式
本設(shè)計的剪切動作由上刀架向下行程完成剪切工作，上刀架在豎直方向上做垂直的來回剪切運動，同時與下刀架之間有一個適當(dāng)?shù)牡镀g隙，在上下往復(fù)的運動過程之中就完成剪板的有用功，在刀架向上行程過程中采用的是單向作用剪切，使用單活塞缸,是為保證剪切的精度性,采用多個單活塞缸并聯(lián)一部分下壓動作.在進(jìn)一步完成上壓部分，并且多個單向活塞缸作為本系統(tǒng)的主油缸內(nèi)部活塞[2]。
2.4擬定液壓系統(tǒng)圖
液壓執(zhí)行元件以及各電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在確定之后就應(yīng)跟據(jù)功能需要,市場經(jīng)濟(jì)的合理性準(zhǔn)確的選用液壓元件,根據(jù)液壓系統(tǒng)的重要的組成部分，將本設(shè)計選用的液壓元件巧妙的地組合在一起,從而構(gòu)成合理的液壓制動系統(tǒng)如圖1。

1.雙向過濾器
3.單向閥
2.柱塞泵
4.組合閥
6.壓力表
5.壓力表開關(guān)
7.球閥體
9.電動型溢流閥
8.電磁換向閥

圖2.1 液壓制動系統(tǒng)

2.5分析液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)
2.5.1各液壓缸的橫向載向力計算
1.主油缸的橫向載向力:上刀架向下行程的橫向力。
2.壓料缸的載合力:壓料缸的載合力,主要有下壓力與慣性力。
3.主油箱工作室內(nèi)部壓力：
Fa=ma
=75×40
=3000N
Fw2=R+Fa
=350+1.5
=351.5KN

2.5.2初測系統(tǒng)的剪切壓力
因為所設(shè)計的剪板機(jī)為中型剪板機(jī),初步確定系統(tǒng)剪切壓力為25Mpa[5]。
2.5.3液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸以及狀態(tài)圖
1.主油缸的工作活塞和活塞桿的直徑
活塞干在受最大壓力下的工作狀態(tài),如圖2。

圖2.2 活塞工作最大壓力圖F=Fw/ηm=P1A1-P2A2式中： A1—(π/4)(D1-d1)—有桿缸活塞有效工作面積m2

A3—（π/4）D2—桿腔活塞有效作用面積m2
P1—液壓缸儲油腔壓力
P2—液壓缸回工作壓力
D—活塞直徑
d—活塞桿直徑

D===0.28m

壓制過程的最小回油量P2≈0就取D=0.19m按手冊d/D=0.8，則活塞桿半徑2.壓料缸的活塞直徑和活塞桿直徑按手冊d取，d=0.09m

2.6選擇液壓元件
2.6.1電動機(jī)的功率確定
當(dāng)機(jī)器的上，下刀架的壓力達(dá)到時功率最大值時,計算電動機(jī)的最小功率,若下壓時系統(tǒng)進(jìn)油路壓力過大,則總效率為2.3。
電動機(jī)功率為：
Pp=Ppqvp/η2
=(P2+∑△P3)qvn/ηp
=[(1.34+0.2)×102(4.78+10.43)10-3]/(60×0.7)
=63.3W
查電動機(jī)產(chǎn)品樣本,其中選用YB2M-5型同步電動機(jī),P=8.5Kw、n=1540r/min。
2.6.2選擇液壓閥及相關(guān)元件
通過大量數(shù)據(jù)的計算，當(dāng)液壓閥油液的最大壓力和最大承載量達(dá)到液壓元件的使用范圍之后,表2.2 液壓元件
序號 名稱 使用規(guī)格 適應(yīng)型號

1 直通單向閥 P=21.5Mpa d=30mm A-Ha202
2 網(wǎng)式濾油器 Q=110L/min WU-100X100-k
3 組合閥 自制
4 球閥 P=41.5Mpa d=25mm YJ20-J17W

5 壓力表 P=28Mpa d=110mm Y-70

6 電磁換向閥 P=41.5Mpa d=6mm 34EI1-H6B-T

2.6.3確定油箱的容積
油箱主要功能是：①散發(fā)電動機(jī)工作中產(chǎn)生的能量；②儲存所需要的工作油液；③處理污物同時放出油中有害氣體[8]。
在初步設(shè)計之中,當(dāng)油箱的最大效儲存量達(dá)到液面高度為油箱為70%時,油箱的有效容積，可按下述的公式確定：

V=mqvp式中：V—油箱的最大儲存量,必要單位為L；Q—液壓泵的液壓量,單位為L/min； m—系數(shù),單位min,其值所選取的為:最低液壓系統(tǒng)的7～9min,為中壓系統(tǒng)為10～15min,中高壓或高壓最大的功率系統(tǒng)為7～18min。　對于功率大且連續(xù)工作的液壓系統(tǒng),必要時還應(yīng)進(jìn)行平衡計算,以最后確定油箱容積。分析設(shè)計要點如下：⑴基本結(jié)構(gòu) 為了在相同的壓力之下得到最大的工作最好狀態(tài)，油箱的外形應(yīng)該使用最新的工作模型結(jié)構(gòu)，所以使用正八面體或者長六面體最合適。但是為了防止油氣泄露，在液壓箱的頂蓋部分應(yīng)放置泵和電動機(jī)等，或者在門閥的集成裝置完備之后，再將這基本裝置設(shè)計為適合箱蓋尺寸的具體參數(shù)，同時為了延長使用壽命，最高油面不應(yīng)超過箱高的67%。通過大量數(shù)據(jù)的計算，從而決定油箱的三個最合適的徑向標(biāo)準(zhǔn)尺寸[9]。當(dāng)油箱容量較大時，可采用3.4—6mm的鋼板，當(dāng)油箱的工作使用面積較大時，大部分都采用五角夾焊成的油箱底面，而在所需要的骨架之后再焊三個多腳架。為使多腳架和油箱能夠承受安裝在其上的物體最大質(zhì)量、機(jī)器運轉(zhuǎn)時的阻力及沖擊等，油箱應(yīng)有足夠的韌性及剛度，并且頂蓋和油底要適當(dāng)?shù)脑黾雍癫⑹褂寐葆斖ㄟ^焊雜箱體上的三腳架達(dá)到固定目的[6]。

油箱見圖：圖2.3
1．吸油箱
2．網(wǎng)式濾油器
3.濾油網(wǎng)
4.通氣孔
5.回油管
6.頂蓋
7.油面指示器
8.隔板
9放油塞
圖2.3 油箱
（1）油箱的容積
由上面的數(shù)據(jù)可計算出油箱的可使用容積為173—198L，因為此剪板機(jī)對油箱的最大容積有嚴(yán)格要求，因此可設(shè)計成正六邊形，長寬高分別為油箱內(nèi)壁厚度的6%，材料則為普通碳素鋼
（2）進(jìn)油管過濾油器的選用
因此圖為機(jī)器為普通液壓系統(tǒng)，采用回轉(zhuǎn)式濾油器，選用WV—50×190
（3）空氣濾油器的選用
液壓剪板機(jī)對空氣的質(zhì)量參數(shù)、油質(zhì)的質(zhì)量的要求嚴(yán)格，因此選用一般空氣濾油器，故選用：LGQ型的空氣濾油器。
2.7液壓系統(tǒng)性能驗算
由于本液壓系統(tǒng)并不復(fù)雜,因此壓力損失驗算可以從簡。由于液壓剪板機(jī)的液壓系統(tǒng)是采用多方向的供油器,因為它是根據(jù)國家基本參數(shù)設(shè)定，在缸體內(nèi)往復(fù)的運動，從而使密封工作狀態(tài)下的容積發(fā)生變化來吸收廢油氣,本設(shè)計其具有傳統(tǒng)有點配合精度高,密封性能好,同時在加上柱塞泵的主要零件時刻處于受壓的工作狀態(tài),為了使材料緊密性能得到充分利用,故液壓塞泵經(jīng)常做成中等壓泵類型[3]。同時油箱的容量應(yīng)該根據(jù)溫度的不同而使用冷卻液,因為系統(tǒng)發(fā)熱溫升不大,故不必進(jìn)行溫升的考察驗算。
2.8液壓傳動的優(yōu)缺點及應(yīng)用
2.8.1液壓傳動的優(yōu)缺點
液壓傳動與其它傳動方式相比較，有如下幾點優(yōu)點：
1．工作平穩(wěn)，變向沖擊較小，便于實現(xiàn)頻繁換向。
2．在使用不同功率的情況下，液壓的能量轉(zhuǎn)換達(dá)到浪費體量的最小值，提高重量輕的元件利用率。
3．有利于實現(xiàn)對承載物的保護(hù)，而且工作是產(chǎn)生的液壓油能使傳動零件實現(xiàn)更好的潤滑，從而使零件的使用壽命得到最大延長。
4．液壓傳動能快速實現(xiàn)三級快速調(diào)速，且調(diào)速范圍可達(dá)油箱60%。
液壓快速傳動的缺點：
1．在液壓的快速傳動中可能會發(fā)生故障，并且液體在快速傳動中產(chǎn)生的雜物會使傳動無法正常運行，從而不能保證嚴(yán)格的傳動效率。
2．液壓的快速傳動會產(chǎn)生致命的大量能量虧損，例如：泄漏損失、摩擦損失等，在實際生產(chǎn)過程中傳動效率不高，并且不能作較遠(yuǎn)距離的大面積傳動。
3．在生產(chǎn)過程中，液壓的遠(yuǎn)距離傳動會對油箱溫度變化產(chǎn)生更敏感的信號，因此不適合在很高或很低的溫度下進(jìn)行實地工作[11]。

第3章 剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核計算
3.1 總體技術(shù)參數(shù)的確定
本機(jī)器用于切割厚度為0.9-7mm，最大的寬度為1999mm，最大的長度為810mm的鋼板。
裁剪鋼板（Q235）強度以為標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)面臨需要剪切其他不同材料且強度也不同的板料時，可以根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的改變被剪板料的使用厚度[5]。
3.2 總體結(jié)構(gòu)的確定
這個設(shè)計的剪板機(jī)正面觀看是呈龍門式，從側(cè)面看呈字形，主要如圖2.1.01 ，所以為了節(jié)約材料橫梁和側(cè)板等支撐結(jié)構(gòu)都采用空心鋼板焊接結(jié)構(gòu)。

圖3.1 總體結(jié)構(gòu)圖
3.2.1 主要技術(shù)要求
1.必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的最大強度，并且能夠長期忍受以最高工作驅(qū)動和短期破壞性試驗壓力到時并不會產(chǎn)生永久形變的材料耐性。
2.具有有最合適的剛度要求，并且能承受油缸的液壓油，不會輕易不必要發(fā)生形變。
3.三腳架的焊接結(jié)構(gòu)，在焊接處不會產(chǎn)生裂紋或有過大的形變[10]。
3.2.2 側(cè)板的校核計算
側(cè)面板是缸體的固定部分它承擔(dān)著主要的輸出，是這個設(shè)計的主要承擔(dān)力的部分，它的設(shè)計是否滿足需求非常關(guān)鍵，涵蓋到精度、材料力學(xué)的性能。為了節(jié)約材料，這個設(shè)計的結(jié)構(gòu)大部分使用空心焊板結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖2-1-2

圖3.2 空心焊板結(jié)構(gòu)
側(cè)面板承擔(dān)的力主要是剪切時的剪切力，其主要計算公式為
式（3-1）
式中 一一工作時最大剪切應(yīng)力
一一工作時最大工作壓力 510KN
一一受的剪切面積 ()
一一剪切極限應(yīng)力， 取=320MPa

滿足要求

3.2.3 橫梁的設(shè)計計算
橫梁是用于支持油缸的環(huán)、撐住油箱和電機(jī)和泵等液壓系統(tǒng)組件和連接側(cè)板的，他的主要計算包含到剪切計算和撓度的計算。
剪切的計算公式在論文前部分已經(jīng)表明，再次便不在贅述。我們主要進(jìn)行撓度的計算。其撓度是由兩部分合成計算公式如下[12]
式（3-2）
式（3-3）
式（3-4）
式中：總撓度之和
：橫梁內(nèi)的元件因gh發(fā)生的撓度
：橫梁自幾產(chǎn)生的撓度
q：橫梁gh誕生的均布載荷
：彈性模量，去除 E=220GPa
：橫梁內(nèi)的元件gh
：橫梁的length
：慣性矩，矩形的慣性矩為
式（3-5）
式中h：矩形的heigth
b：矩形的width

撓度為0.01121mm對work沒有大的effect，滿足撓度requirement。
3.3 上刀架的設(shè)計計算
上的刀架是直接承受力的作用的，因此對上刀架的規(guī)格需求要很標(biāo)準(zhǔn)，不僅要滿足力學(xué)性能要求，同時滿足受撓度的影響。往往還與精度有著很大的相關(guān)。SO上刀架應(yīng)通過下面的要求。
3.3.1 上刀架的主要技術(shù)要求
1. 有理想的強度，可以長期承受最高工作stress和短期dynamic試驗壓力而不會產(chǎn)生永久形變
2. 有理想的撓度，可以承受或緩解兩個油缸的不balance作用力，不至于reduce彎曲甚至扭斷上刀架。
3. 有理想的精度，上knife架是fit上刀片的裝置，上刀的安裝是確定精度的一個importment部件，所以上到因該有enough的精度才能滿足requirements。
3.3.2 上刀架的受力計算和校核
?上刀架的主要power源是來自液壓缸and切削工件時帶來的剪切力。起calculate公式為 式（3-6）
式中一一工作時最大剪切ought力
F —— 工作時最大job-stress 505KN
A —— 受的剪切area ( )
一一剪切極限應(yīng)力，取

physical強度滿足要求。
3.3.3 上刀架的撓度校核
由于液壓系統(tǒng)是采用的是多方向油缸，并且市面上的多方向油缸產(chǎn)生的壓力是不可避免的產(chǎn)生偏差，并且這個偏差的比值是不確定的，因此稱為不均衡變化系數(shù)，在這個變化過程中，上刀架產(chǎn)生了大量撓度，所以需要校核。
其工作產(chǎn)生的撓度是主要由兩大部分合力完成的，計算公式如下
式（3-7）
式（3-8）
式（3-9）
式中：總撓度的和
一一橫梁內(nèi)的元件重力產(chǎn)生的撓度
一一橫梁自重產(chǎn)生的撓度
式（3-10）
式中h一一矩形的高
b一一矩形的寬

滿足要求。

3.4 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計與計算
3.4.1 主傳動系統(tǒng)功用及設(shè)計要求
該剪板機(jī)的機(jī)床壓力系統(tǒng)是為了實現(xiàn)機(jī)床供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,屬于內(nèi)，外聯(lián)系性壓力傳動鏈,其主作用是:將大量的能量由動力源傳輸給后續(xù)不足的地方，能夠快速地實現(xiàn)運力轉(zhuǎn)換、排壓力和制動。
設(shè)計主要求：

在滿足壓力傳動的相關(guān)變化性構(gòu)造之后，應(yīng)對主軸構(gòu)件要求最高的精度要求、承壓性、耐熱性升和聲音可控性，由于大部分的傳動生產(chǎn)效率要高，必須滿足傳統(tǒng)工業(yè)對機(jī)床的工作性能的最大需求量。

必須滿足控制機(jī)能的靈活性，調(diào)整修護(hù)方便性，自行的潤滑密封具備耐熱性，以滿足機(jī)床的要求規(guī)定。
3. 設(shè)計簡便，緊湊性高，工藝性能好，成本低廉，可以滿足經(jīng)濟(jì)性需求。
3.4.2 主傳動系統(tǒng)方案的確定
傳動模式的選擇

圖3.3 導(dǎo)軌和工作臺側(cè)視圖
在工作臺和底部之間有長2101m m,寬1400 mm， 高751mm 的長方體空間。顧及到安裝空間的限制和傳動穩(wěn)定性的需求。可以在蝸輪蝸桿和絲杠螺母兩種傳動模式中選擇。
現(xiàn)將兩種傳動方式的特性作以對比：
A 蝸輪蝸桿傳動特點：
（1）傳動比小，可以替換幾對降速齒輪。
（2）運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，噪聲小。
（3）機(jī)械效率低。
（4）制造麻煩，使用特制的蝸輪滾刀。
B 螺旋軸線傳動
(1) 滑動工作螺旋；
①摩擦阻力不受控制，傳動效率低于橫向面積；
②制造結(jié)構(gòu)簡單，有利于自鎖；
③運轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定；

（2）滾動軸線螺旋：
①摩擦在橫向阻力更低,傳動在軸向方向效率更高；
②具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，制造過程非常麻煩；
③具有軸向傳動的單向直線性，可將在Z軸的主要轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動傳動力，又可將不可逆運動轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)動，同時為了避開螺旋壓力角受載后變形，需要建立防逆轉(zhuǎn)機(jī)制；
這個設(shè)計中的主傳動系統(tǒng)要求運動穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)易懂。所以選擇滑動螺旋副進(jìn)行傳動。
(1)尺寸
螺旋中徑 d2=41mm
螺旋小徑 d1=35mm
螺旋大徑 d=49mm
旋向 右旋
螺紋 30度梯形螺紋
(2)材料為45號鋼。
3.4.3 螺母的選擇與計算
(1)物料
9級或9級以上高精度液壓泵的螺母慣碳素鋼。
10級或10級以下高精度的油缸的螺母慣性耐用磨鑄鐵。
因為本剪板機(jī),是有精密傳動需求的，所以要求7級精度以上的工作要求，選擇物料為45號鋼。
(2)結(jié)構(gòu)型號
敲定了螺母的具體結(jié)構(gòu)和型號如下:
該螺母 長 120mm
寬 80 mm
高 105mm
3.4.4 絲杠的校核與計算
控制齒面壓強,要對絲杠進(jìn)行耐磨度校核;為確保工作鏈條的傳動精度，要進(jìn)行剛度計算，因為鏈條必須滿足長徑大,因為只有這樣采可以進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性計算。
詳細(xì)較核步驟:
(1)絲杠受力分析
①工作臺和底座重量的計算
格擋板共9個，它們都是大小一樣。
假如下工作臺的體積是，格擋板的體積為，則整體體積，工作臺寬145mm，高85mm，長2024mm。底座高76mm,寬900mm,長3001mm，壁厚17mm。上擋料高110mm，寬89mm,長140mm。

式（3-11）式（3-12）

②鏈條牽引力
對于液壓鏈條軌跡,滑動鏈條的進(jìn)給牽引力的計算公式為:
Q=kPx+f(Pz+U) 式（3-13）
式中 U一一滑動零件的質(zhì)量
Px一一沿進(jìn)給方向的應(yīng)力
Pz一一橫向方向上的應(yīng)力
F一一主要當(dāng)量摩擦系數(shù)
K一一考慮液壓剪板機(jī)的力矩影響的參數(shù)
對 Px=FH 式（3-14）
Pz=Fv 式（3-15）
對于導(dǎo)軌，取=1.25，=0.19 這里G可以取工作臺和底座重量的二倍。則=28.2×9.8=276.19
A 工進(jìn)時牽引力
Q=kFH+f(Fv+G)
=1.15×426.008+0.18×(1045.5+286.19)=1311.69
B 快速進(jìn)或快退時絲杠拉力
此時, FV=0 FH=0
==0.19×276.19=51.5
③ 螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩
式（3-16）
式中T1-螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩 N·mm
一一作用于螺旋上的軸向力 N
一一螺旋中徑 mm
γ一一螺旋導(dǎo)程角
一一當(dāng)量摩擦角
一一導(dǎo)程 mm
-螺紋半角
F=5632.3992 d2=42mm=15 o S=12mm

T1=5632.3992×42/2×tan(5.2+5.19)=10302.49N·mm=10.4N·m
(2)耐磨性計算
螺紋工作面上的平均壓強
P=
Q-螺紋最大牽引力
d-螺紋直徑
h-螺紋實際工作截面,等于螺紋最大間隙減去螺紋最小頂隙
T-絲杠螺紋的導(dǎo)程
k-螺紋條數(shù)
Q=41.5N T=12mm d=47mm
h=7mm L=50mm k=1
P=41.5/(3.185×47×6×76×1)=9876Pa

表3-1 許可用 壓 強 [p]
絲杠—螺母材料
鋼（不淬硬）
—鑄鐵 鋼（不淬 硬）—青銅 鋼（淬硬拋光）
—青銅
精密傳 動 3 6 8
一般傳
動 7 12 13

由圖可知P<[P], 所以該絲杠的耐磨度符合規(guī)定的要求
(3)剛度比較核

一一螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩
一一作用于螺旋上的軸向力
-螺旋中徑
一一螺旋小徑
一一螺旋大徑
γ一一螺旋導(dǎo)程角
一一當(dāng)量摩擦角
S一一導(dǎo)程
-軸向負(fù)荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性形變
轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程發(fā)生的彈性形變
導(dǎo)距的總彈性形變
每米螺紋距離上的彈性形變量
每米螺紋距離上的彈性形變量可用值
這里=5872.4562 =37 =52 =46
=15 =11.4 =76.3× E=2.86×
=±

=0.013 則
相應(yīng)的7級精度的絲杠的彈性形變量的可用值為。
所以該絲杠的剛度符合規(guī)定
(4)穩(wěn)定性計算
受壓絲杠的穩(wěn)定性與其結(jié)構(gòu)及支承本性有關(guān),通過《材料力學(xué)》大柔度壓桿穩(wěn)定性計算公式,受到壓力絲杠失穩(wěn)的最大軸向負(fù)荷為
式（3-17）
一一絲杠的受壓長度()
一一彈性模量（）
一一絲杠斷面慣性矩
一一螺紋內(nèi)直徑
穩(wěn)定安全系數(shù)豎直絲杠，水平絲杠
μ -從支點方位和種類而定的系數(shù)

由于 所以絲杠壓桿保持性合格。

第4章 液壓缸的設(shè)計計算
4.1 缸筒的主要技術(shù)要求
1.必須滿足多家標(biāo)準(zhǔn)液壓油缸強度，在滿足可以長期保持最高工作壓力狀態(tài)之下和長期破壞性試驗壓力，并且不會因此產(chǎn)生不可逆性變形[8]。
2.同時還要有足夠的剛度承受力，要在高強度的壓力之下承受活塞軸向力以及油箱反向作用力的破壞，但是不會產(chǎn)生不可逆性彎曲。
3.當(dāng)在金屬表面產(chǎn)生不可導(dǎo)的摩擦力，但是能長期穩(wěn)定運行，同時還可以減少磨損量，同時滿足幾何精度高，確保液壓缸處于密封工作狀態(tài)。
4.2 缸筒的結(jié)構(gòu)形式
關(guān)于缸筒結(jié)構(gòu)的選用，通常根據(jù)缸筒和缸蓋的連接形式加以確定，因為不同的連接形式有各自的優(yōu)勢和不足之處，所以要根據(jù)額定工作壓力、使用環(huán)境等因素選擇合理的缸筒結(jié)構(gòu)。
4.3 缸筒材料的選用
對于缸筒材料的選擇有要求如下的要求：
一、要有足夠的可塑性以及忍受沖擊韌性的能力。
二、對于焊接三腳架的結(jié)構(gòu)，要有良好的的焊接機(jī)制。
4.4 缸筒的計算
① 缸筒厚度的計算
式（4-1）
其中 缸筒材料強度要求的最小值（m）
一一缸筒外徑公差余量（m）
一一腐蝕余量（m）

時，采用 式（4-2）
式（4-3）
式中—— 缸筒的內(nèi)徑
—— 缸筒內(nèi)最高壓力
當(dāng)工作壓力p<16時，=
當(dāng)工作壓力>16時，=1.25
—— 材料許用應(yīng)力（）

—— 缸筒材料抗拉強度（）
n —— 安全系數(shù)，取10

4.5 缸筒厚度的驗算
對于缸筒壁厚的驗算要包括以下4個方面：
①額定工作壓力
要求：必須低于一定限值以保證工作安全。
式（4-5）

② 額定工作壓力
要求：以避免塑性變形 式（4-6）
式中—— 缸筒發(fā)生完全變形時的壓力
式（4-7）

式中—— 缸筒材料屈服強度
—— 缸筒外徑
——缸筒內(nèi)徑
—— 額定工作壓力（MP）
③缸筒的軸向最大變形量ΔD
式（4-8）
式中 ΔD —— 缸筒徑向變形量
—— 缸筒耐壓試驗壓力（）
E —— 缸筒材料彈性模量（）
④缸筒的爆裂能力
要求： 的（MP）應(yīng)遠(yuǎn)大于耐壓試驗壓力。
式（4-9）

式中 —— 缸筒材料抗拉強度
本次設(shè)計中選用的為標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)過驗算以上4個條件均滿足。
4.6 耳軸的設(shè)計計算與選定
目前關(guān)于耳軸的計算一般所采用的公式為：
式（4-10）
式中表示液壓缸輸出的最大工作力。
表示材料的許用應(yīng)力。對于采用45鋼的耳軸經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，=70MP。耳軸的長度l要根據(jù)耳軸支座的相關(guān)尺寸選擇，一般情況下取且
4.7 耳環(huán)的設(shè)計計算與校核
耳環(huán)結(jié)構(gòu)形式：單耳環(huán)，無軸套
式（4-11）
——耳環(huán)承受的最大推力/拉力
——銷軸孔直徑
——耳環(huán)寬度
材料許用壓應(yīng)力，一般取
材料抗拉強度。
尺寸的確定：當(dāng)壓力>16~32（MP）時=1.4，=5
的確定：=1.2,=45

結(jié)論
通過這次畢業(yè)設(shè)計我重新復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)的主要知識點，完善了自己的知識體系，并對機(jī)械設(shè)計有了更進(jìn)一步的掌握。雖然在設(shè)計中時常遇到棘手問題，但是在老師們的細(xì)心指導(dǎo)之下，我成功的克服了這些苦難。并且也總結(jié)了許多學(xué)習(xí)和設(shè)計的經(jīng)驗，我相信這會對以后生活與工作有很多幫助。
本文的主要工作總結(jié)如下
1.介紹了目前國液壓剪板機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢。
2.對剪板機(jī)進(jìn)行了重新的設(shè)計，尤其對其主要的零件如刀架、電機(jī)、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行了具體的計算與校核。
通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我從一個對未來規(guī)劃懵懵懂懂的大學(xué)生成功的蛻變成一位具有理想抱負(fù)和遠(yuǎn)大規(guī)劃的未來青年，從一開始困惑的選擇設(shè)計要求，到開題，在到計算、電腦繪圖，直到完成畢業(yè)設(shè)計。我每天努力查找液壓剪板機(jī)的相關(guān)資料，將老師的每一個指導(dǎo)要求做到最好，同時與同學(xué)門每天交流學(xué)習(xí)，反復(fù)的計算每一個數(shù)據(jù)，在完成設(shè)計的每一個步驟，都是對自己能力的一次巨大挑戰(zhàn)。
在畢業(yè)設(shè)計中發(fā)現(xiàn)不足之處，甚至是發(fā)生根本性錯誤，比如機(jī)械元件選擇上的專業(yè)知識能力的不足，對油箱的規(guī)格的不熟悉，等。設(shè)計中可能存在不少問題，請老師和同學(xué)批評指正。在這此錯誤與訂正的反復(fù)摸索中，我不僅進(jìn)一步完善液壓設(shè)計中的實踐操作能力，還培養(yǎng)了自己與他人密切合作，以及獨立設(shè)計的技術(shù)能力。

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致謝
在本畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際，我想借此機(jī)會，對所有在這次畢業(yè)設(shè)計中對我提供幫助和關(guān)心，支持我的人表示衷心的感謝。
在此要感謝我的指導(dǎo)老師王亞真老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的細(xì)心幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)液壓剪板機(jī)的資料，同時與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，向老師請教等方式，使自己重新掌握了以前不牢的知識，也經(jīng)歷了很多艱辛，但同時也收獲巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多學(xué)習(xí)之外的事情，也培養(yǎng)了我獨立學(xué)習(xí)的能力，樹立了對自己工作能力的信心，我相信會對今后的工作生活有非同凡響的影響。不僅如此，在這次畢業(yè)設(shè)計中還大大提高了我的動手能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索未知的艱辛和成功時的喜悅。雖然這個畢業(yè)設(shè)計并不是非常完美，但在這次設(shè)計過程中我所學(xué)到的東西是我最大收獲和財富，使我終身受益。
最后祝各位老師和同學(xué)身體健康，工作學(xué)習(xí)順心如意！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的液压剪板机设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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