280T摆式飞剪设计.docx

第1章 飞剪机的发展
1.1 国内外飞剪机的发展状况
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 国外飞剪机的发展情况
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，我们称作“连续—— 起停”制飞剪，另一种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， 电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 国内飞剪发展情况
从建国初期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100×100方连续制飞剪机，首钢300小型50×50方起停制飞剪；25×25连续制飞剪机，济钢小型厂捷克产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25×25连续制飞剪即是如此，但这样改动后，剪切误差很大．常常定尺误差达l～2m，这是非常不利的。
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，包括一些国外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260小型厂从意大利Danieli公司引进的CV30飞剪机，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，剪切精度士80ram (v一1 7m／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，现已研制出FL和FJ两种机型的飞剪机这两种机型均属连续—— 起停工作制飞剪。初步形成系列(见表1)，在全国十几家钢厂推广了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绩(见表2) 另外大连重型机器厂、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飞剪机的用途及工艺要求
飞剪机(flying shears)是在轧件运动过程中，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以上，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Vx 应与铸坯运动速度VU保持一定关系，对尺剪切要求VxVU ,以保证在剪切过程中铸件不被弯曲和被拉断；
3. 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；
4．尽可能的避免金属材料的消耗；
5．必须保证能够剪切不同的材质、端面、厚度等要求；
6．剪切的铸坯应符合质量标准。
1.3飞剪的基本运动方程式
钢坯剪切的长度L是钢坯在两次顺序剪切时间间隔t内所走过的距离S0的函数：
L＝f（S0） (1-1)
或者，是送料辊两次顺序送料时间t内转动的角度的函数：
（1-2）
在使用上此方程具有非常简单的形式：
，m （1-3）
式中――送料辊的直径
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n0旋转，则在相应的值代入后得到：
，m （1-4）
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t内所转过的距离。
将钢坯的进给速度代入式1-4中得到：
L＝t，m （1-5）
如果两次顺序剪切的时间间隔t以刀片每分钟的转速n和刀片在两次顺序剪切所完成的整周转数K值来表示，则方程1-5可得到如下形式：
， m （1-6）
在把送料辊的转速n0代入就得到：
，m （1-7）
而当用速比为i的减速器来达到此速度时，要满足同步要求，则：
，m （1-8）
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t有关。无论是刀片剪刃的速度v，还是送料辊滚筒的半径r，都对钢坯的长度没有影响。
式1-6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n0以一定的比例同步，则可以达到所要求的铸坯定长精确度。
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1-8，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n0与刀片转数n之比：

式中 Z和Z0――飞剪与送料辊的齿数。
可以利用连铸机的出坯辊道的一部分作为送料辊。

第2章 摆式飞剪的方案选择
2.1 切割设备简介
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 火焰切割设备
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 稀油润滑系统
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 干油润滑系统
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 压缩空气系统
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/cm2)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3章 280T电动摆式飞剪主要参数计算
3.1 铸坯的剪切过程、单位剪切阻力及剪切力的计算
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—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3-1-1
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(亦可称为变形程度)，即切人深度与断面高度的比值的百分数，一般以表示之。单位剪切阻力通过试验得到。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与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：
（3-1-1）
式中P——单位剪切阻力，MP；
根据相应的条件从试验曲线(图3-2-3)查得；
A——被切铸坯原始断面面积，mm2
在确定时，应考虑铸坯的过冷现象，一般可按750左右考虑。
刀片的侧压力T一般可按下式确定：
有压板时T＝ (0.1～0.18)P； （3-1-2）
无压板时T＝（0.18～0.35)P （3-1-3）
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：
（3-1-4）
（3-1-5）
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 ；
A－一被切铸坯原始断面面积，mm2
——被切铸坯的强度极限及相对伸长；
——所选用的试验曲线的强度极限及相对伸长。

图3-1-2
a－35CrMnSiA ，b－低碳钢（0.13％～0.2％C）
在计算剪切力时，为了避免每次都根据切入深度Z来计算相对切入深度。可用刀片行程h与偏心轴转角的关系曲线图来进行，见图3-1-3。
纵坐标OE分成五等份，且由坐标原点o作弧线，把纵坐标h和o％弧形线的交点A与点o相联，则对Z＝20mm，h＝100mm来说；
由相似三角形及oAD得：
（3-1-6）
式中Z＝AC ；h＝oD
如取线段oA为一单位长，则线段Ab将表示：

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值的坐标线。例如，铸坯厚度为110mm，求找当＝时的值时的具体作法如下：
1) 从纵坐标找到h＝I10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＝110时％的坐标线；
3）从横坐标处作垂线，且与曲线相交于H点；
4) 从点H作水平线，并与Go相交于K点，则线GK便表示此时的％，即＝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的值，再根据曲线及F值的大小就可以作出的曲线。
图3-1-3
3.2 主要参数的计算
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：
最大剪切断面(A)，A＝145×145mm2 ；
被剪材料在最低剪切温度800℃时的抗剪强度（τw），τw＝117MPa ；
铸坯的最大拉坯速度(ν)；v＝5.7m/min ；
铸坯最小定尺长度()； =1.5m ；
3.2.1 最大剪切力Pmax的确定
Pmax ＝A×τw （3-2-2）
式中τw ――抗剪强度，MPa ；
A ――最大剪切断面，mm2 ；
代入数据可以求得：
Pmax =A×τw
=145×145×117（N）＝2459925N2500000N
3.2.2 最大剪切功As的计算
As=Pmaxh
式中 h――最大剪切高度，即方坯边长，m ；
As――最大剪切功，N·m ；
代入数据可以求得：
As=Pmaxh＝×2500000×0.145＝181250N·m
3.2.3 上、下剪刃行程及曲轴偏心距的计算
设：下剪刃行程为Ld，偏心距为νd
一般取：Ld＝2νd＝150～220mm；
上剪刃行程为Lu，偏心距为νu
一般取：Lu＝2νu＝20～50mm；
则曲轴偏心距 νe＝νu十νd ， (3-2-3) 代入数据可以求得：
νe＝νu十νd＝25＋85＝110mm ；
3.2.4 剪切角度αs计算
剪切角度计算详见图3-2-1 。
见图：αs＝90°十α （3-2-4）
式中α＝sin－1（） （3-2-5）
＝h－νe （3-2-6）
式中αs――纯剪切过程中曲轴实际转过的角度，° ；
h ――最大剪切高度，mm ；
ve――曲轴偏心距，mm
代入数据可以求得：
＝h－νe＝145－110＝35mm
α＝sin－1（）＝sin－1
αs＝90°十α＝

图3-2-1
3.2.5 曲轴回转一周所需时间te
te＝ , s (3-2-7)
式中 ne――偏心轴转速，r/min ，一般取ne＝17～24r/min ；
te――曲轴回转一周所需时间，s
取ne＝17r/min 代入式3-2-7中得：
te＝
3.2.6 有效剪切时间ts
ts= (3-2-8)
式中ts――有效剪切时间，s ；
代入数据可以求得：
ts＝
3.2.7 剪机电动机功率初选
＝ (3-2-9)
式中Ｋ――电动机功率系数，一般取0.16～0.2 ；
――剪机电动机功率，kw
取K＝0.18 代入式3-2-9中得：
＝
3.2.8 有关飞轮的计算
1）飞轮在剪切时应释放的能量AF
AF＝As－Am (3-2-10)
式中AF――飞轮剪切时释放的能量，N·m ；
As――剪切时消耗总功，N·m ；
Am――电动机产生的功，N·m ；
其中Am＝ts×1020 (3-2-11)
代入数据可以求得：
A m＝ts×1020＝29.9×1.07×1020＝3262.86 N·m32633 N·m
AF＝As－Am＝181250－32633＝148617 N·m
2）飞轮力矩GDF2 的确定
GDF2＝ （3-2-12）
式中GDF2――飞轮力矩，N·m2 ；
n1――飞轮释放能且前的转速，r/min ；
n2――飞轮释放能量后的转速，r/min ；
其中 n1＝ (3-2-13)
式中 nm――电动机额定转速，r/min ；
id ――三角皮带轮传动比 ；
而电动机转差率为：
＝15％
设：电动机的额定转速为975 r/min，三角带的传动比为1.618
则n1＝＝834.8 r/min
由＝15％ 可得：n2＝709 r/min
GDF2＝＝5529.9 N·m2 5530 N·m2
3）飞轮质量的确定
一般飞轮质量G 应按下式确定
G＝ (3-2-14)
式中 G――飞轮质量，N ；
DF――飞轮外径，按剪切机结构要求确定，mm ；
GDF2――飞轮的飞轮力矩，N·m2 ；
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：
(3-2-14-1)
式中 ――推算力臂，m ；
P ――剪切力，N ；
M――作图时的比例系数 。
推算力臂可按下式计算：
（3-2-14-2）
式中C――连杆力对偏心轴的力臂(考虑摩擦后)，可用作图法求得，或从几何关系算得 ；
――偏心轴转角时连杆摆动的角度 ；
（3-2-14-3）
――摩擦系数 。
为了计算方便，一般是把式3-2-14-3作成曲线图，见图3-2-2

图3-2-2 图3-2-3
根据及两个曲线图，可以很方便地作出静力矩图。无其他限制时，可按图3-3-3选定。
从图3-3-3中我们可以很容易确定飞轮的外径DF＝880mm ；
由下式可求出飞轮的质量G：
G＝＝11901.68N11900N＝1190kg
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 验算电动机功率
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：
（3-2-15）
可以看作是剪切开始与终了时飞轮动能的差值，即
（3-2-16）
代入数据可以求得：

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AF
则 Nm＝ （3-3-17）
式中Nm――电动机功率，kw ；
AS――剪切时消耗的总功，N·m；
Ap――飞轮剪切时释放的能，N·m；
ts ――剪切时间，s
代入数据可以求得：
Nm＝＝31.76kw
过载条件λ必须满足：
λ>
式中λ――过载系数 ；
AS――剪切时消耗的总功，N·m ；
te――曲轴回转一周的时间，s ；
ts――有效剪切时间，s ；
代入数据可以求得：
λ>
查电动机标准（JB/T7119－1993），选用三相异步电动机：
型号：YR250M2-6 ；
功率：N＝37 kw ；
转速：n＝980r/min ；
过载系数：λ＝＝2.8 ；
质量：m＝490 kg ；
由于电动机额定功率N＝37kw >Nm＝31.76kw
额定转速n＝980r/min >nm=975r/min
接电持续率Je＝100％
所以，所选电机满足要求。
3.2.10 最大剪切力矩Mmax的计算
Mmax＝Pmax Ve （3-2-18）
式中 Mmax――最大剪切力矩，N·m ；
Pmax――最大剪切力，N ；
Ve――曲轴的偏心距，m
代入数据可以求得：
Mmax＝Pmax Ve＝250000×0.11＝275000N·m
Mmax是用以计算机械零件的强度及离合器的传动力矩。
3.2.11验算工艺要求的最大剪切次效S
S＝ （3-2-19）
式中S――每分钟最大剪切次数，/min ；
ν――最大拉坯速度，m/s ；
――定尺长度，m
代入数据可以求得：
S＝
应满足以下条件： ne＞S
式中 ne――偏心轴转速；
S――最大剪切次数；
因为 ne＝17 > S＝3.8
所以 满足要求
3.2.12 剪切时剪刃摆动行程SP
SP＝Vmax te （3-2-20）
式中 SP――剪刃摆动行程，m ；
Vmax――铸坏最大拉速，m/min ；
te――制动时间，s ；
代入数据可以求得：
SP＝Vmax te＝5.7×0.3＝1.71m

第4章 传动机构设计及校核
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带的设计
由上一章的计算得知，电动机为三相异步电动机，其功率N＝37kw，转速为＝980r/min；要求第一级传动比为i1＝1.168，根据，可知n2＝839r/min；工作制为每天24小时。
4.1.1 V带型号的选择
根据设计功率Pd和小带轮转速n1进行选择：
由机械设计手册可查得，取工况系数KA＝1.6。
设计功率 Pd＝KAP （4-1-1）
式中Pd――设计功率，kw；
KA－―工况系数；
P――电机功率，kw
代入数据可得：
Pd＝KAP＝1.637＝59.2kw
由参考文献[1]中P40页的图4－8，根据Pd和小带轮转速n1可确定为C型V带。
4.1.2 带轮的基准直径的选择
由设计手册选取
dd1＝300mm
dd2＝50.4
取标准值dd2＝355mm。
4.1.3 带速计算
（4-1-2）
式中V――带速，m/s；
――小带轮转速，r/min
代入数据可得：
＝
4.1.4 带长、轴间距及包角
4.1.4.1 初定轴间距
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：
（4-1-3）
代入数据可以求得：
458.51310
初步确定轴间距为＝1000mm
4.1.4.2 带长
初选a0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：
（4-1-4）
代入数据可以求得：

＝
＝3029.71mm
3030mm
由参考资料查询，选取带的基准长度为Ld＝3150mm
4.1.4.3 实际轴间距
根据选取的标准基准长度Ld按下式计算实际的轴间距，由于V带传动轴间距一般可以调整，可以采用下式进行计算:
a （4-1-5）
代入数据可以求得：
a
＝
＝1060mm
4.1.4.4 小带轮包角
小带轮包角愈小，带的工作能力愈不能发挥出来，所以应该保证：
（4-1-6）
代入数据可以求得：

=
=177>
满足要求
4.1.5 带的根数
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和带长修正系数KL，因此带根数为：
（4-1-7）
式中Z――V带根数；
――V带备用功率值，kw；
――功率增量，kw
其中＝0.0001 （4-1-8）
式中――普通V带所传递转矩的修正值
查手册可以得知：
＝4.4 代入式4-1-8得：
＝0.00014.4980＝0.4312kw
查手册可以得知：
＝8.90kw；
K＝0.98；
KL＝0.97
代入数据可以求得：

＝6.67
取带根数Z＝7根
4.1.6 单根V带的张紧力
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：
（4-1-9）
式中 ――单根V带的张紧力，N；
q――单根V带的长度质量，kg/m
查手册可以得知：
q＝0.30kg/m
代入数据求解可得：

＝
＝426.16＋71.06
＝497.22 N
4.1.7 作用在轴上的载荷
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：
（4-1-10）
式中 ――作用在轴上的载荷，N；
Z――带根数；
――小带轮的包角，
代入数据可以求解得：

＝
＝6958.69 N
4.2 蜗轮蜗杆传动设计
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 校核承载能力
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名义功率P1和额定功率对比来确定传动的尺寸。设计直廓环面，7级精度。蜗轮材料为ZCuSn10Pl，蜗杆材料为40Cr，齿面要经过硬化处理，齿面精整加工，Ra＝1.6；其需用功率P1P为：
（4-2-1）
式中
――传动类型系数、工作类型系数，制造质量系数、材料系数；
――蜗杆传动名义功率，kw
查手册得知： ＝1.0、＝1.0、＝1.0、＝1.0
代入数据求解得：
＝37 ，kw
查手册可以得知：
中心距a＝750mm，
本剪切机取a＝752mm
4.2.2 几何尺寸计算
1) 蜗杆头数
查手册取标准值得：
Z1＝1、Z2＝50
其中Z1为蜗杆头数、Z2为蜗轮齿数。
2) 蜗杆齿根圆直径df1
查手册取标准值得：
df1＝180mm
3) 蜗轮端面模数m
（4-2-2）
代入数据可以求得：
＝25.56 mm
4) 蜗杆包容蜗轮齿数
（4-2-3）
代入数据可以求得：
＝5
5) 蜗轮基圆直径db
查手册可以得知：db＝560mm
6) 齿顶高ha
（4-2-4）
代入数据可以求得：
＝17.89mm
7) 齿根高
（4-2-5）
代入数据可以求得：
＝23.004mm
8) 齿顶隙c
（4-2-6）
代入数据可以求得：
＝5.112mm
9) 蜗轮分度圆直径d2
（4-2-7）
代入数据可以求得：
＝1278mm
10) 蜗杆喉圆直径
（4-2-8）
代入数据可以求得：
＝1313.78mm
11) 蜗轮齿根圆直径
（4-2-9）
代入数据可以求得：
＝1232mm
12) 分度圆压力角
（4-2-10）
代入数据可以求得：

取
13) 蜗轮齿距角
（4-2-11）
代入数据可以求得：

14) 工作包角之半
（4-2-12）
代入数据可以求得：

15) 蜗杆分度圆直径d1