0230-青飼料切割機(jī)設(shè)計【全套6張CAD圖】,全套6張CAD圖,青飼料,切割機(jī),設(shè)計,全套,cad
設(shè)計說明書
題 目： 青飼料切割機(jī)的設(shè)計
目 錄
摘要 2
ABSTRACT 3
第一章 緒論 1
§ 1-1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 1
§ 1-2 市場前景分析 1
§ 1-2 QSJ-200型青飼料切割機(jī)簡介 2
第二章 總體設(shè)計 4
§ 2-1 方案的篩選 4
§ 2-2 實現(xiàn)原理介紹 6
§ 2-3 整體傳動比的分析計算 7
第三章 傳動設(shè)計 10
§ 3-1 電動機(jī)的選型 10
§ 3-2 V帶傳動的設(shè)計 11
§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計 15
§ 3-4 圓柱齒輪的設(shè)計 19
第四章 軸與校核 25
§ 4-1 軸的設(shè)計 25
§ 4-2 校核 28
第五章 刀的設(shè)計 36
§ 5-1 切割的基本概念 36
§ 5-2 切刀的設(shè)計 36
§ 5-3 破碎輥筒的設(shè)計 42
第六章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計 45
§ 6-1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計 45
§ 6-2 機(jī)架的設(shè)計 46
設(shè)計心得與致謝 47
參考文獻(xiàn) 48
附錄Ⅰ 外文文獻(xiàn)翻譯 50
附錄Ⅱ 外文翻譯原文 53
青飼料切割機(jī)的設(shè)計
摘要: 一種青飼料切割機(jī),由裝在同一傳動軸上的破碎,切碎兩種功能的機(jī)構(gòu)構(gòu)成.破碎機(jī)構(gòu)主要由刀齒板、切刀、刮刀及輥筒構(gòu)成.加工塊莖類物料時,經(jīng)刀齒的劃割,切刀的切割,刮刀的進(jìn)一步破碎,完成加工過程;同時,可利用切碎機(jī)構(gòu)加工藤蔓、桿葉類青飼料;并采用輥壓輪對藤蔓進(jìn)行自動進(jìn)給.拆下破碎部件,換上磨碎齒板,又可作為薯類淀粉初加工機(jī)具.因此,既能滿足青飼料加工要求,又能加工薯類淀粉,適應(yīng)農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的需要.
關(guān)鍵詞: 破碎、切碎、切刀、輥筒、輥壓輪
Green fodder cutting machine design
Abstract：A green fodder cutting machine ,By the same equipment on the drive shaft broken, shredding function of the two bodies constituted 。Broken bodies is main made up of plate cutters, machetes, blade and roller. Tuber processing materials, with the cutter tooth is removed, the cutter cutting, scraping further broken completed processing . Meanwhile, it will use the sap processing shredding bodies, leveraged leaf green fodder,and using roller round to get the sap Automatic Feed . Broken parts removed and replaced teeth grinding plate, and could serve as the beginning of potato starch processing machines , Therefore, it can satisfy green fodder processing requirements, while potato starch processing, aquaculture industry suitable to rural needs .
Keywords：Breakers、Shredding 、Cutter 、Roller 、Rolling wheel
53
第一章 緒論
§ 1-1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用
農(nóng)業(yè)機(jī)械化是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然過程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會的重要舉措，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化也是保護(hù)和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以代替人工，使大量農(nóng)村勞動力從繁重的農(nóng)業(yè)勞動中解脫出來，使其投入到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過實施精量播種、機(jī)械施肥、秸稈機(jī)械還田等機(jī)械化節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過拓寬農(nóng)機(jī)維修、銷售服務(wù)市場，吸納農(nóng)村剩余勞動力。
§ 1-2 市場前景分析
經(jīng)過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)。很少有適合小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶要求的小型青飼料切割機(jī)。并且這些青飲料切割機(jī)還具有以下缺點(diǎn)：
1． 大多數(shù)青飼料切割機(jī)只能單獨(dú)切割塊狀飼料或莖桿類物料。
2． 切割刀刃為直刃、切割剛度低、對多纖維莖桿的切割性能差。
3． 用手喂入莖桿婁物料安全性差。
4． 塊料切碎時切碎均勻度差。
故我們設(shè)計一種能滿足小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全的小型青飼料切割機(jī)。
§ 1-2 QSJ-200型青飼料切割機(jī)簡介
該新型機(jī)屬于一種多功能的飼料加工機(jī)具，特別適于對塊莖，塊根類物料的切碎和破碎加工，也可作為薯類淀粉加工機(jī)具使用。
目前的飼料加工機(jī)具，一般采用一片或多片刀片，在旋轉(zhuǎn)過程中將飼料切碎；對于塊莖類飼料的加工，則用磨齒片將飼料磨碎。前者滿足了藤蔓，桿葉狀飼料的加工；后者可對塊莖塊根類飼料的加工。作為一般青飼料的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，漿狀體比較多，粒度細(xì)小，對塊莖類物料的加工，這種情況尤為突出，不利現(xiàn)在推行的青儲飼料技術(shù)的應(yīng)用。青儲飼料工藝對原料的要求，往往要使切碎或破碎后的飼料保持較好的粒狀，特別對含淀粉高的薯類青飼料，要求在加工中盡量減少漿狀體，更有利于發(fā)揮青儲飼料的效益。
本實用于新型的目的是提供一種可將塊莖，塊根類青飼料，一次加工成塊粒狀的青飼料切碎機(jī)；同時具有藤蔓，桿葉類青飼料的切碎機(jī)構(gòu)；還可較方便地更換上磨碎齒板，作為薯類淀粉加工的多功能機(jī)具。
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是破碎輥筒上的齒、刀部件，配合作用，減少了對物料的擠壓、碰撞的機(jī)會，降低了塊莖類飼料加工的漿狀體；同時在加工藤蔓、桿葉類飼料時采用輥壓輪進(jìn)給，大大提高了送料時的人身安全；加之同破碎機(jī)構(gòu)安裝在同一傳動軸上的切碎機(jī)構(gòu)。即可完成塊莖、塊根類青飼料的加工，又可同時加工藤蔓、桿葉類飼料。不但簡化了設(shè)備，又避免了采用不同的傳動軸，共用同一動力，操作使用時的麻煩。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀可拆下，換上磨碎齒板，又具有薯類淀粉加工能力。因而它有結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。效果圖如圖1-1所示。
圖1-1 QSJ-200青飼料切割機(jī)效果圖
1．電動機(jī) 2. 皮帶輪防護(hù)罩 3. 防護(hù)罩 4. 進(jìn)料斗 5.進(jìn)料槽 6.機(jī)架 7. 出料槽
第二章 總體設(shè)計
§ 2-1 方案的篩選
通過查閱資料，最后選定了四種參考方案，具體外形如圖2-1、圖2-2、圖2-3、圖2-4所示。
圖 2-1 臥式切割機(jī) 圖 2-2 立式切割機(jī)
圖 2-3 臥式輥筒切碎機(jī) 圖 2-4 臥式多功能切割機(jī)
方案一
圖 2-1所示方案一是最常見的臥室切割機(jī)，砍刀片裝在電動機(jī)的主軸上，通過電動機(jī)提供給刀片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來切割青飼料，但是缺點(diǎn)是不能切割塊莖類飼料，同時刀片為直刃砍刀，消耗功率大，振動也大。
方案二
圖 2-2所示方案二是立式切割機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，缺點(diǎn)與方案一一樣，對能切割飼料的種類有限。
方案三
圖 2-3所示方案三是臥式輥筒破碎機(jī)，有點(diǎn)是能很好切割塊莖，輥筒上的刀片拆卸也很方便，缺點(diǎn)是不能切割藤蔓類青飼料，所以他的使用也受到了很大的限制。
方案四
圖 2-4所示方案四是臥式多功能切割機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類，缺點(diǎn)是，該設(shè)計在為了完成切割塊莖的目的是，過多裝入轉(zhuǎn)動刀片，在拆卸刀片時，非常不便，并且過多的刀片也增加產(chǎn)品的成本。
通過分析以上四種方案，吸收各自優(yōu)點(diǎn)，得到一個即能切割藤蔓類青飼料，又能切割塊莖類青飼料的多功能青飼料切割機(jī)。并在設(shè)計中，增加了藤蔓類物料的自動進(jìn)給機(jī)構(gòu)，以提高工作安全性。
§ 2-2 實現(xiàn)原理介紹
該機(jī)主要由傳動軸Ⅰ和裝在其一端的V帶輪，裝在其中部的破碎輥筒和切碎刀盤，裝在其一端的變速錐齒輪和傳動軸Ⅱ上的變速錐齒輪和直齒輪及進(jìn)給軸Ⅲ、Ⅳ，裝在支撐固定它們的機(jī)架下部的電動機(jī)，主動輪及傳動皮帶，加之安裝在機(jī)架上的喂料臺，進(jìn)料斗，機(jī)殼等構(gòu)成，要點(diǎn)是破碎輥筒的滾動面上安裝了由刀齒板，切刀，刮刀組成的共同完成對塊莖塊根類青飼料破碎的破碎機(jī)構(gòu)，切碎機(jī)構(gòu)由安裝在傳動軸一端的切碎刀盤及其上的動刀片，加之固定在機(jī)架相應(yīng)位置上，能在刀盤轉(zhuǎn)動過程中，與動片構(gòu)成剪切動作的定刀片構(gòu)成。為使破碎和切碎能同時進(jìn)行，把破碎輥筒，切碎刀盤裝在同一傳動軸上。傳動軸安裝在機(jī)架上，動力由機(jī)架下部的電動機(jī)及其主動輪，通過皮帶傳給安裝在傳動軸一端的從動輪，驅(qū)動傳動軸運(yùn)轉(zhuǎn)使安裝在中部的破碎輥筒及其切刀盤工作。機(jī)架上靠切碎刀盤一側(cè)，制作了切碎機(jī)構(gòu)喂料臺、自動進(jìn)給輥壓輪及刀盤罩；位于傳動軸中部的破碎輥筒上，裝有機(jī)殼和進(jìn)料斗，二者用小螺桿連為一體；主動輪與從動輪間套有皮帶防護(hù)罩；機(jī)架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料臺，刀盤罩、機(jī)殼、進(jìn)料斗、皮帶防護(hù)罩，出料斗均連接固定在機(jī)架上。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀等用螺釘固定在滾筒的滾動面上，且使刀齒板和切刀有5-10度的螺旋角。這樣，就夠成一個青飼料切碎機(jī)。若要作為暑類淀粉加工設(shè)備，則可將磨碎齒板替換下破碎輥筒上的刀齒板，切刀和刮刀。磨碎齒板能在輥筒的旋轉(zhuǎn)力帶動下，將薯類打磨成漿體，達(dá)到加工淀粉的目的。
使用時，將藤蔓、桿葉類青飼料放在喂料臺上，由輥壓輪自動將料送入刀盤罩內(nèi)，動刀片隨刀盤的旋轉(zhuǎn)和固定在機(jī)架上的定刀片配合，將物料切碎。塊莖、塊根類青飼料則叢破碎輥筒機(jī)殼頂部的進(jìn)料斗送入；在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒劃割成條，隨即由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進(jìn)一步破碎，切碎或破碎后的物料從出料斗送出。即可滿足青飼料加工要求。傳動原理如圖2-5所示。
圖 2-5 傳動原理簡圖
1.電動機(jī) 2.小v帶輪 3.v帶 4.大v帶輪 5.軸承座 6.破碎輥筒 7.主軸Ⅰ 8.切碎刀盤 9.動刀片 10.小錐齒輪 11.大錐齒輪 12.小圓柱齒輪 13.大圓柱齒輪 14.換向圓柱齒輪Ⅰ 15.換向圓柱齒輪Ⅱ 16.傳動軸Ⅱ 17.傳動軸Ⅳ 18.傳動軸Ⅲ 注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動方向
§ 2-3 整體傳動比的分析計算
在本設(shè)計中，考慮到實際情況，主軸轉(zhuǎn)速在400r/min為宜。以下為具體計算分析過程。
因為設(shè)計任務(wù)提供的電動機(jī)是1500r/min、功率是0.55kw。根據(jù)帶輪傳動比的要求（一般傳動比在2～4為宜）現(xiàn)選傳動比為3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為
=1500r/min/3.9=384.6r/min
現(xiàn)初步選擇輥壓輪的直徑為40mm，對切削的物料長度定為10mm?，F(xiàn)在來分析主軸Ⅰ到傳動軸Ⅲ、Ⅳ之間的傳動比。
因為輥壓輪的轉(zhuǎn)動是由軸Ⅲ、Ⅳ提供的，所以軸Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反。
圖 2-6 物料進(jìn)給示意圖
參考圖2-6現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為r/s,由于刀盤上是對稱安裝的2把動刀片，所以切割次數(shù)為2次/s。
進(jìn)給輥壓輪設(shè)為轉(zhuǎn)/s。
V=2R＝220＝125.6mm/s
V為料的理論進(jìn)給速度。
則每次刀的切割長度是
L==62.8/
由設(shè)計要求知切割長度以10mm為宜，則
62.8/＝10mm
即 /=10/62.8
/=6.28
主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ的傳動比為6.28
現(xiàn)已知 ＝384.6r/min
則 =61.24r/min
則理論上每秒進(jìn)料為 V＝128.2mm/s
考慮到在實際中料在傳送過成中的打滑，所以上述進(jìn)料速度在現(xiàn)實中是可以做到的。
在主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ之間有一對錐齒輪的減速和一對直齒輪的減速，考慮到各對齒輪傳動比的適宜范圍，現(xiàn)取錐齒輪的傳動比i=2,圓柱齒輪的傳動比i=3(考慮到計算和設(shè)計時的方便)
第三章 傳動設(shè)計
§ 3-1 電動機(jī)的選型
考慮到設(shè)計的青飼料切割機(jī)適用對象為小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶,故電動機(jī)電壓應(yīng)選用220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動力不是很大,選用小功率的電動機(jī).
綜合各方面因素,選用YL系列電動機(jī).
YL系列電動機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的有關(guān)規(guī)定,并實現(xiàn)同一機(jī)座號單、三相異步電動機(jī)等級相同,提高了單、三相電動機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面.
電動機(jī)的主要參數(shù)：
型號:YL801-4
電壓:220V
功率:0.55KW
同步轉(zhuǎn)速:1500r/min
頻率:50HZ
效率:68%
功率因數(shù):0.92外形尺寸:295165200
電動機(jī)的安裝方式：
選擇IBM3型
§ 3-2 V帶傳動的設(shè)計
① 電動機(jī)V帶輪的設(shè)計 ② 主軸V帶輪的設(shè)計
一 、V帶輪的設(shè)計要求
設(shè)計V帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。
二 、帶輪的材料
此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為HT200。
三 、 V帶輪的結(jié)構(gòu)
鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：①實心式②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式.
當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑2.5d(d為軸的直徑，單位為mm)時，可采用實心式； 300mm時，可采用腹板式（當(dāng)100mm時，可采用孔板式）；300mm時，可采用輪輻式。
四 、 相關(guān)計算
已知電動機(jī)的額定功率為0.55KW,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,選取傳動比為i=3.9,采用普通V帶傳動.
1.確定計算功率P
由參考資料[1]表8-6查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故
P=KAP=1.10.55=0.605KW
2.選取帶型
根據(jù)P，n 由參考資料[1]圖8-9確定選用Z型
3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由[1]表8-3和表8-7取主動輪基準(zhǔn)直徑 d=71mm
則從動輪基準(zhǔn)直徑 d=i d=3.971=276.9mm
根據(jù)參考資料[1]表8-7 取d=280mm
按參考資料[1]式(8-13)驗算帶的速度
V==m/s=5.57<35m/s
帶的速度合適
4.確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距
根據(jù) 0.7(dd1+dd2)
120°
主輪上的包角合適
6.計算V帶的根數(shù)Z
由參考資料[1]式(8-22)知
由n1=1500r/min, dd1=71mm, i=3.9 查由參考文獻(xiàn)[1]表8-5a和參考文獻(xiàn)[1]表8-5b,得
P=0.31kw, △P=0.03kw
查參考資料[1]表8-8,得K=0.92
查參考資料[1]表8-2,得K=1.14
則=1.697
取z=2
式(8-22)中 K—————包角系數(shù)
K——————長度系數(shù)
P——————單根V帶的基本額定功率
△P—————計入傳動比的影響時,單根V帶額定功率的增量
7.計算預(yù)緊力F
由參考資料[1]式(8-23)知
F=
查參考資料[1]表8-4, 得q=0.06kg/m,故
F==49.687584N
8.計算作用在軸上的壓軸力F
由參考資料[1]式(8-24), 得
F===192.3N
五 、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸，參考文獻(xiàn)[1]表（8-10），帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照參考文獻(xiàn)[1]圖（8-12）所列經(jīng)驗公式計算，確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。
由以上的計算可知：電動機(jī)的V帶輪選實心式；主軸V帶輪選腹板式。
六 、V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)
圖 3-1 V帶輪的輪槽尺寸
V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3-1 表 3-1
·
注：電動機(jī)V帶輪
L=(1.5~2)d, B<1.5d時，L=B，此處L=28
=(1.8~2)d, d為軸的直徑，此處=2d
主軸V帶輪
L=（1.5~2）d, 當(dāng)B<1.5d時，L=B,此處L=28
=B 此處=B=7
§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計
選用直齒錐形齒輪,取錐齒輪傳動效率=0.95,
小錐齒輪傳動功率為P=0.5225,轉(zhuǎn)速n=384.6r/min.傳動比i=2.
一、選擇齒輪材料
小齒輪用45調(diào)質(zhì),齒面硬度200-230HBS
大齒輪用45調(diào)質(zhì),齒面硬度170-200HBS
根據(jù)齒面硬度中值,按參考資料[2]圖17-1中MQ線查得
小齒輪=565MPa
大齒輪=545MPa
二、選定齒輪精度等級
根據(jù)工作情況,選用8級精度
三、按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計小齒輪分度直徑
(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T
T=9550P/n=95500.5225/384.6=12.97N·m
(2) 齒數(shù)比
u=i=2
(3) 配對材料系數(shù)C
查參考資料[2]表17-18,得C=1
(4) 載荷系數(shù)
根據(jù)載荷情況,齒輪精度和齒輪結(jié)構(gòu)位置取K=1.5
(5)許用應(yīng)力
=0.9=0.9565=509MPa
=0.9=0.9545=491MPa
取小值,所以==491MPa
（6）計算小齒輪分度圓直徑d
=52mm
四、計算主要尺寸與參數(shù)
(1)選定小齒輪齒數(shù)z
由參考資料[2]圖17-18,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定z=20,則z= zu=40
(2)確定模數(shù)m
=52/20=2.6mm
取標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm
(3)計算分度圓直徑,
=m z=50mm
=m z=100mm
(4)計算分錐角,
=arc tan(z/ z)=arc tan(20/40)=26.565°
=90°-=63.435°
(5) 計算錐距R
R===55.9mm
(6) 計算輪齒寬度b
取=0.33
b=R=55.9=18.447mm
取b=20mm
(7) 計算齒頂圓直徑,
==12.5=2.5mm
===54.59mm
=102.2mm
(8) 計算平均圓周速度
=41.75mm
=0.84m/s
錐齒輪傳動參數(shù)見表3-2 表 3-2
參數(shù)
代號
參數(shù)值
小齒輪
大齒輪
齒形角
20°
20°
大端面模數(shù)
m
2.5
2.5
傳動比
i
2
2
齒數(shù)
z
20
40
分錐角
26.565°
63.435°
分度圓直徑
d
50
100
錐距
R
55.9
55.9
齒寬系數(shù)
0.33
0.33
齒寬
b
20
20
齒頂高
2.5
2.5
齒高
h
5.5
5.5
齒根高
3
3
齒頂圓直徑
54.5
102.2
齒根角
3.07°
3.07°
齒頂角
3.07°
3.07°
頂錐角
29.635°
66.505°
根錐角
23.495°
60.365°
安裝距
A
72
53
外錐角高
48.88
22.76
五 、小錐齒輪零件圖如下
§ 3-4 圓柱齒輪的設(shè)計
選取傳動比i=3,工作壽命10年,每天工作1小時,每年工作300天,小齒輪轉(zhuǎn)速=384.6/2=192.3r/min,選取錐齒輪傳動效率=0.95,則功率=0.52250.95=0.496375kW
一、 選定精度等級,材料及齒數(shù)
(1) 選8級精度
(2) 由參考資料[1]表10-1
選取小齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為200-230HBS.
選取大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為170-200HBS
(3) 選小齒輪齒數(shù)=24
選大齒輪齒數(shù)
二、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計
由參考資料[1]式(10-9a)得接觸強(qiáng)度的設(shè)計公式為
(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1) 試選取載荷=1.3
2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
=24.65N·m=2.465N·mm
3) 由[1]表10-7選取齒寬系數(shù) =0.5
4) 由參考資料[1]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8MPa
5) 由參考資料圖10-21d按齒面硬度中值查得小齒輪的接疲勞強(qiáng)度極限為=565MPa, 大齒輪的接疲勞強(qiáng)度極限為=545MPa.
6) 由參考資料式(10-13)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7) 由參考資料[1]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.95; =1.0
8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1
由參考資料[1]式(10-12),得
=536.75MPa
=545MPa
(2) 計算
1) 試算小齒輪分度圓直徑 ,代入中較小值
=50.58mm
2) 計算圓周速度v
=0.51m/s
3) 計算齒寬b
=25.29mm
4) 計算齒寬與齒高這比b/h
模數(shù) =50.58/24=2.1mm
齒高 =4.725mm
b/h=25.29/4.725=5.35
5) 計算載系數(shù)
根據(jù) v=0.51m/s,8級精度,由參考資料[1]圖10-8查得動載荷系數(shù)
假設(shè),由參考資料[1]表10-3查得=1.2
由參考資料[1]表10-2查得使用系數(shù)=1
由參考資料[1]表10-4查得8級精度,小齒輪相對支承皮懸臂時,
=1.278
由b/h=5.35,,查參考資料[1]圖10-13,得=1.22
故載荷系數(shù)
6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
由參考資料[1]式(10-10a),得
7) 計算模數(shù)m
=54.83/24=2.28mm
三、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計
由參考資料[1]式(10-5)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為
(1) 確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值
1) 由參考資料[1]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
2) 由參考資料[1]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù),
3) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由參考資料[1]式(10-12)得
=373.2MPa
=364MPa
4) 計算載荷系數(shù)K
=1.58112
5) 查取齒形系數(shù)
由參考資料[1]表10-5查得,
6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)
由參考資料[1]表10-5查得,
7) 計算大、小齒輪的,并加以比較
小齒輪的數(shù)值大,用小齒輪的數(shù)值
（2）設(shè)計計算
=1.448mm
對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.448并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑54.83mm算出小齒輪齒數(shù)
=54.83/1.5=36.5
取
大齒輪齒數(shù)
這樣設(shè)計出的齒輪傳動,既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi).
四、 幾何計算
i. 計算分度圓直徑
ii. 計算中心距
iii. 計算齒輪寬度
取, （考慮到實際需要）
五、 驗算
合適.
圓柱齒輪傳動參數(shù)見表3-3
表 3-3
參數(shù)
代號
參數(shù)值
小齒輪
大齒輪
模數(shù)
m
1.5
1.5
壓力角
20°
20°
傳動比
i
3
3
齒數(shù)
z
36
108
分度圓直徑
d
54
162
齒頂高
1.5
1.5
齒根高
1.875
1.875
齒頂圓直徑
57
165
齒根圓直徑
50.25
158.25
齒距
p
4.71
4.71
齒厚
s
2.355
2.355
齒槽寬
e
2.355
2.355
頂隙
c
0.375
0.375
標(biāo)準(zhǔn)中心距
a
108
第四章 軸與校核
§ 4-1 軸的設(shè)計
一 、主軸Ⅰ的設(shè)計
1. 求主軸Ⅰ上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
取皮帶輪傳動的效率η=0.95（摘自參考文獻(xiàn)[4]表2-2）
則 kW
r/min
于是N·mm
2. 初步確定軸的最小直徑
先按參考文獻(xiàn)[1]式(15-2) 初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理. 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表15-3 ,取,于是得 mm
主軸的最小直徑顯然在軸的兩端.
3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)根據(jù)最小直徑，考慮到軸的剛度和震動，現(xiàn)取 mm.為了滿足皮帶輪上的軸向定位要求,I-II軸段右端需制一軸肩,故取II-III段直徑為mm.由于皮帶輪的尺寸L=28,現(xiàn)取 mm
(2)由參考文獻(xiàn)[4]初步選取軸承座型號為SN508(摘自GB/T7813-1998)
其主要參數(shù)如表4-1。
表 4-1
d
g
A
35
40
80
33
68
由于A=68,現(xiàn)取mm mm
mm
因為mm,取 mm
由于摩碎輥筒的寬度為140m,現(xiàn)取 mm
摩碎輥筒采用軸肩定位,取 mm
考慮到安裝防護(hù)罩,取 mm
考慮到刀盤座的寬度,現(xiàn)取 mm
因為錐齒輪的齒寬B=20mm,現(xiàn)初步取 mm
考慮到安裝和基本尺寸,取 mm
軸Ⅰ的具體尺寸如圖4-1所示
圖4-1 傳動軸Ⅰ
二 、傳動軸Ⅱ的設(shè)計
1. 計算功率﹑轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
kW
r/min
N·mm
2. 確定最小直徑
選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表15-3,取
于是得 mm
現(xiàn)取最小直徑為20mm
軸的具體尺寸如圖4-2所示
圖4-2 傳動軸Ⅱ
三 、傳動軸Ⅲ、Ⅳ的設(shè)計
由于進(jìn)給軸的轉(zhuǎn)速與負(fù)載都比較小,所以不做具體計算,由整體設(shè)計決定其尺寸,具體尺寸如圖4-3、圖4-4所示。
圖4-3 傳動軸Ⅲ
圖4-4 傳動軸Ⅳ
§ 4-2 校核
一 、主軸Ⅰ的校核
圖 4-5 主軸Ⅰ受力立體圖
1.扭矩的計算
設(shè)皮帶輪傳遞的功率為0.55kW,輥筒子刀傳遞的功率為總功率的一
半,即 kW.切刀傳遞的功率為kW.錐齒輪
傳遞的功率是0.092kW.
由參考文獻(xiàn)[6]式(4.1),有
N·m
N·m
N·m
N·m
扭矩圖如圖4-6所示
圖 4-6 扭矩圖
2.彎矩的計算
受力分析如圖4-7、圖4-8所示。
圖 4-7 H平面受力圖
圖 4-8 V平面受力圖
N N
N N
N N
N
N
列方程求解 :
①
②
由①②解得 377.4N
562N
同理列方程: ③
④
由③④解得 -178.5N -383.5N
彎矩圖如圖4-9、圖 4-10、圖 4-11所示。
圖 4-9 H平面彎矩圖
圖 4-10 V平面彎矩圖
圖 4-11 彎矩總圖
3. 校核軸的強(qiáng)度
通過彎扭圖可以明顯看出在輥筒處的彎扭強(qiáng)度最大
M=67492.6N·mm T=13657N·mm
按第三強(qiáng)度理論，計算應(yīng)力
因為由扭矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計算應(yīng)力為
參考文獻(xiàn)[1]式15-4
式中的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力時，??；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力時，??；此處取
由參考文獻(xiàn)[1]式（15-5）有
10.62MPa[]
式中： ————軸的計算應(yīng)力，單位為Mpa;
M ————軸所受的扭矩，單位為 N·mm;
T ————軸所受的扭矩，單位為N·mm;
W —————軸的抗彎截面系數(shù)，單位為，
此處W0.1；
[] —————對稱循環(huán)變應(yīng)力時的軸的許用彎曲應(yīng)力，由文獻(xiàn)[1]表15-1查得45調(diào)質(zhì)[]=60Mpa;
由以上計算可知軸的設(shè)計是安全的
二 、調(diào)心球軸承的壽命計算
圖 4-12 調(diào)心球軸承受力分析
1. 由軸的校核已計算出兩軸承在水平面與垂直面上的兩個力
軸承徑向力 N
N
2. 求兩軸承上的計算軸向力和
N
N
因為 N<
所以軸承1被壓緊,軸承2被放松
=141.9432+23.4=165.3432N
=231.336N
3. 求軸承當(dāng)量動載荷和
因為= 0.396>e
所以 =750.86N
因為=e
所以N
因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕度沖擊載荷,按文獻(xiàn)[1]表13-6查得,取1.2
則 N
N
4. 驗算軸承壽
因為,所以按軸承2所愛力大小進(jìn)行驗算
由參考文獻(xiàn)[1]式（13-5）有
顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于切割機(jī)的使用壽命 ,所以選用的軸承是合理安全的。
第五章 刀的設(shè)計
§ 5-1 切割的基本概念
切割與粉碎
所謂切割，是指通過機(jī)械的方法克服物料內(nèi)部的凝聚力，并將其分裂成規(guī)格劃一的塊、片、絲、粒及醬狀產(chǎn)品的操作過程。滿足切割運(yùn)動的機(jī)器必須具備兩個關(guān)鍵條件，一是切割刀具，另一個是物料的“進(jìn)給”運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動系指物料與刀具的相對接觸運(yùn)動。
所謂粉碎，是指用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力并將其分裂的過程。根據(jù)所處理物料的尺寸大小的不同，將大塊物料分裂成小塊者稱為破碎，而將小塊物料變成細(xì)粉者稱為粉磨，破碎與粉磨又統(tǒng)稱為粉碎。
§ 5-2 切刀的設(shè)計
一、切刀材料
一般采用經(jīng)過熱處理的T9碳素工具鋼或錳鋼。在此選T9工具鋼
二、對切刀的要求
良好的切刀（或稱切碎器）應(yīng)滿足下列要求：
切割質(zhì)量高，耗用動力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于刃磨，使用維修方便。
三、選用或設(shè)計刀片時應(yīng)滿足的要求
刀片在設(shè)計和選用時應(yīng)滿足下列三個方面的要求，即① 鉗住物料，保證切割；② 切割功率要??；③ 切割阻力矩均勻。
四、 刀片刃口幾何形狀及常用刀片形狀
切刀的刀刃有直線型與曲線型幾何形狀，如圖5-1所示。
圖 5-1 各幾何形狀刀刃
在本次設(shè)計中選用（c）外曲線刃口刀 進(jìn)行滑切。
五、刀的滑切與正切分析
切割機(jī)械工作時，功耗的大小與切刀的工作方式以及刀片的特性參數(shù)有關(guān)，切刀的工作方式有滑切與正切之分。當(dāng)按滑切工作時，切割阻力小，容易切割，切割時省力，功率消耗也小。當(dāng)切刀按正切方式工作時，切割阻力大，切割困難，功率消耗也大。下面僅討論本刀具用到的滑切原理。
圖5-2為切刀滑切示意圖。
圖 5-2 切刀滑切示意圖
圖中BC為回轉(zhuǎn)曲線刃口刀的刀刃，O為刃口曲線的圓心，A點(diǎn)為切割工作點(diǎn)，切刀的回轉(zhuǎn)半徑為r。當(dāng)切刀在傳動系統(tǒng)作用下繞刀軸中心P以一定角速度做定軸回轉(zhuǎn)切割運(yùn)動時，刀刃上工作點(diǎn)A的切割速度為V，顯然，VOA，將V分解為過點(diǎn)A切線和法線方向的兩個分速度，則稱為滑切速度，稱為正切（砍切）速度。
與V之間的夾角及為滑切角。當(dāng)滑切速度不為零時的切割及稱為有滑切的切割，簡稱滑切；當(dāng)滑切速度為零的切割稱為正切或砍切。和和的關(guān)系為
/=tan
由圖5-2分析可知，滑切角顯然不為零，最大為，能實現(xiàn)滑切。
下面用一直刃切刀來進(jìn)一步闡述滑切省力原理，如圖5-3所示。
圖 5-3 滑切省力原理圖
若切刀的楔角為，則正切時，切割速度V就在A點(diǎn)的法線方向，即V垂直于刀刃，切刀正好是以角的楔子楔入物料?；袝r，因切割速度V偏離了刀刃的法線方向，與法線方向產(chǎn)生了一個滑切角，這時切刀的楔入角度由減小到。從上圖的幾何關(guān)系可知
tan=BC/AB
tan= tancos
即滑切角越大時，刀刃切入物料的實際楔入角就越?。磳嶋H切割時只是刀刃口在切割），這是大小，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使切割省力，除保證刃口鋒利以降低刃口比壓（比壓為刃口單位面積的壓力，與刀刃鋒利程度有關(guān)）外，還須使切割為滑切，這正是利用了滑切省力的原理。
此外，刀刃口的表面即使看起來光滑，但由于刀片在加工時的精度問題，在顯微鏡下觀察，刃口也呈現(xiàn)鋸齒狀的“微觀齒”?；袝r，這些尖銳的“微觀齒”就像鋸子一樣將物料纖維切斷，這是滑切較正切省力的另一原因。
六、鉗住物料的條件分析
滑切也可以分為有滑移的滑切和無滑移的滑切兩種。切割時當(dāng)動刀片與靜刀片之間的夾角達(dá)一定值時，物料就會產(chǎn)生沿刃口向外推移的現(xiàn)象，這叫有滑移的滑切。出現(xiàn)這種情況對穩(wěn)定切割是不利的，所以應(yīng)當(dāng)盡可能的避免此種情況的出現(xiàn)。
下面以兩種不同鉗住角切割物料的受力情況來分析鉗住物料，保證穩(wěn)定的切割條件。下圖5-4表示了不同鉗住角切割物料時物料的受力情況。
圖 5-4 不同鉗住角的物料受力分析圖
圖5-4中AB為動刀片刃口，CD為定刀片刃口，夾角為動、定刀片對物料的鉗住角，也稱推擠角。假定以兩種鉗住角切割時的摩擦角均為。
AB為動刀片刃口；CD為定刀片刃口；為動、定刀片對物料的鉗住角，又稱推擠角；為動刀片對物料產(chǎn)生的正壓力；為定刀片（或支撐面）對物料產(chǎn)生的正壓力；、為動、靜刀片與物料在切割點(diǎn)處的摩擦力；為兩種鉗住角切割時物料與動、靜刀片間的摩擦角。
由圖5-4(a)知，由于此時>,兩個支撐反力的合力的合力F將把被切物料沿刃口向外推出，即在切割時產(chǎn)生滑移，不能保證穩(wěn)定切割。
由圖5-4(b)知，由于此時<。的合力F指向刃口里面，即切割時合力F將把被切物料沿刃口向里面推，切割時不會產(chǎn)生滑移，能保證穩(wěn)定切割，提高效率。
由此可知，保證鉗住物料穩(wěn)定切割的條件是：鉗住角須小于物料與定刀片之間摩擦角之和，<
在本設(shè)計中刀與料的相對位置圖如圖5-5所示，進(jìn)行鉗住物料條件的分析
圖 5-5 刀與料的相對位置圖
由圖5-5可知，切刀在旋轉(zhuǎn)過程中，的最大值為，同時由經(jīng)驗可知，通常＝，＝，所以只要小于就可以了，顯然以上設(shè)計是滿足要求的，刀的安裝也是合理的。
七、 刀的安裝
曲線動刀片A、B通過螺栓1、2、3、4安裝在刀盤P上，通過調(diào)節(jié)螺栓1、2、3、4來調(diào)整動刀片與定刀片的間隙。具體如下圖5-6所示。
圖 5-6 切刀簡圖
1、4．六角螺栓 2、3。 沉頭螺栓
§ 5-3 破碎輥筒的設(shè)計
一、刀的設(shè)計
在破碎輥筒刀的設(shè)計中才用了改進(jìn)的齒刀配合設(shè)計，在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒刮劃成條，隨即由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進(jìn)一步破碎。齒刀的設(shè)計中，刀齒采用螺旋布置，與水平線成夾角。各刀在輥筒平面的法線上，高度均為15mm。破碎機(jī)構(gòu)原理圖及輥筒簡圖如圖5-7所示。
圖 5-7 破碎機(jī)構(gòu)原理圖及輥筒簡圖如圖
二、刀在輥筒上布置的設(shè)計
本設(shè)計中將切刀以傾斜來布置，以配合刀齒板上螺旋刀齒的運(yùn)動。整體布置如下圖5-8所示。
圖 5-8 組合刀具在輥筒上的布置
三、輥筒的設(shè)計
因為是進(jìn)行的塊莖破碎，工作中會產(chǎn)生大量的水分，所以輥筒必須采取防銹處理，所以輥筒選用材料鋁ZL301進(jìn)行鑄造，達(dá)到防銹的目的，輥筒的直徑選定為300mm，其長度選定為140mm。輥筒主體鑄造的厚度為8mm。具體尺寸及輥筒結(jié)構(gòu)如下圖5-9所示。
圖 5-9 輥筒機(jī)構(gòu)簡圖
第六章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計
§ 6-1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計
本設(shè)計中采用輥壓輪對藤蔓類物料進(jìn)行進(jìn)給，輥壓輪的外緣直徑為，轉(zhuǎn)速由前面的總體設(shè)計計算可知
V＝128.2mm/s
在本設(shè)計中，采用雙槽重疊設(shè)計，外面鋼槽由3mm厚的鋼板焊成，在槽的兩側(cè)用厚鋼板加厚，然后鏜孔，軸Ⅲ、Ⅳ穿過孔而被支撐，軸Ⅲ、Ⅳ與輥壓輪用平鍵連接。在鋼槽內(nèi)再插一個薄壁進(jìn)料槽，槽的底面與水平面成10°傾斜。便于送料。詳細(xì)見圖6-1。
圖 6-1 進(jìn)料槽及其進(jìn)給輥壓輪
1． 外鋼槽 2.輥壓輪 3.薄壁插槽 4.定刀片
§ 6-2 機(jī)架的設(shè)計
在機(jī)架設(shè)計中，主體采用40×40×3的等邊對角鋼，均通過用手工電弧焊將其連接。在機(jī)架上表面放置一塊10mm厚的鐵板以便固定各零件，在機(jī)架的4個角上各加焊一塊40×40×10的厚鐵板，以便獲得足夠的強(qiáng)度來安裝運(yùn)動輪。根據(jù)各零件的設(shè)計尺寸，總觀全局對機(jī)架進(jìn)行設(shè)計，最后機(jī)架整體尺寸為628×540×437，（詳細(xì)請見A0機(jī)架圖紙）。
畢業(yè)設(shè)計心得
通過以上的設(shè)計，讓我更加熟練的掌握了一般機(jī)械設(shè)計的步驟，通過查閱各種文獻(xiàn)資料也增長了各方面的知識。如刀具的設(shè)計和機(jī)架的設(shè)計，同時通過對切割機(jī)的設(shè)計。也讓自己深深體會到理論設(shè)計和實際需求之間曾在這一定的差距。在設(shè)計中不僅要從繪圖方面出發(fā)，還要考慮實際加工工藝。讓自己的設(shè)計在現(xiàn)實中是可行的。
在設(shè)計中通過使用各種材料，也進(jìn)一步加深了對各材料的了解和使用場合。在繪圖中，在老師的指導(dǎo)和最后的修改中，也讓自己加深了各種繪圖中的技巧，并糾正了很多平時沒有注意到的畫法上的錯誤。在繪圖過程中的反覆修改，也讓自己深深體會到在設(shè)計和繪圖中必須要具有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。
在對機(jī)架的設(shè)計中，第一次用到了等邊對角鋼和槽鋼以及熱軋鋼板，必須通過焊接將他們連接起來組成機(jī)架。在繪圖標(biāo)注中,通過復(fù)習(xí)以前工程圖學(xué)中的焊接部分，讓自己對焊接符號的標(biāo)注有了更深的了解。在齒輪箱體的設(shè)計中，也讓自己對鑄件有了一定的認(rèn)識，加深了對鑄造過程中應(yīng)該注意問題的理解。
總之，本次設(shè)計是收獲頗豐的。不僅第一次比較全面地運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)知識，還學(xué)會了在設(shè)計中如何分析問題,解決問題。
致謝
經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促 指導(dǎo)以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。
在這里首先要感謝我的導(dǎo)師楊敦國老師。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是楊老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了楊敦國老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的陳贊平同學(xué)邱果同學(xué)，大家一起努力
一起討論合作,才使得畢業(yè)設(shè)計順利的完成.
然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會如此順利.
最后感謝機(jī)械工程學(xué)院和我的母?！嫣洞髮W(xué)四年來對我的大力栽培。
參考文獻(xiàn)
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附錄Ⅰ 外文文獻(xiàn)翻譯
高速機(jī)床切削機(jī)床
James Benes
要實現(xiàn)效益高速切削( hsm )，企業(yè)必須評估和優(yōu)化整個生產(chǎn)過程: 機(jī)床,以及其主軸與刀具系統(tǒng)和編程軟件.正如俄亥俄州完美機(jī)床協(xié)會的會長史蒂夫所言,成功實現(xiàn)高效高速切割,依靠的是效益高速切割系統(tǒng)的補(bǔ)償能力,而不是進(jìn)行簡單的修改高速切割選項的標(biāo)準(zhǔn).
為了實現(xiàn)效益高速切割,機(jī)床必須具有剛性結(jié)構(gòu)來減少振動,還要能提供足夠的硬度,以及能承受高速旋轉(zhuǎn).通有有限元分析,對機(jī)床的加強(qiáng)肋和材料進(jìn)行優(yōu)化,以便減小振動,獲得最優(yōu)的刀具壽命和加工表面粗糙度.
雙軸設(shè)計是實現(xiàn)中型尺寸機(jī)床到大型尺寸機(jī)床效益高速切削的理想方法,這是因為在Y軸和Z軸方向的載荷是固定的,表面載荷是唯一的變量.
相比之下,在三軸機(jī)前,X軸在Y軸上方,因為受表面載荷變化的影響而使得兩軸具有變動載荷.使得機(jī)械很難進(jìn)行調(diào)整和控制.然而,從小型機(jī)到中型機(jī),表面載荷一般被認(rèn)為在1500lb以下,因此三軸設(shè)計具有很好的成本控制效益.
直線單程機(jī),因為由軸承來承受其重量, 為實現(xiàn)高速對機(jī)器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)變得很容易.對于只受低扭矩的小型,中型機(jī)的主軸,直線單程系統(tǒng)將能很好的工作.但是對于受高扭矩的中型,大型機(jī)的主軸,在Y軸和Z軸方向受力變化,并且X軸成線形方式.
因為HSM系統(tǒng),大直徑機(jī)床的滾珠絲杠能防止彎曲和振動,滾珠絲杠被要求傳遞熱變形,消除生長,提高軸的剛性.如果機(jī)床的機(jī)構(gòu)不能支撐被要求的滾珠絲杠,則必須作為維護(hù)問題,用循環(huán)液體對其進(jìn)行冷卻.
一臺不要求消除熱變形的機(jī)床,滾珠絲杠在一定范圍內(nèi)是精確的,但仍缺乏軸的剛性,擁有長滾珠絲杠的大行程機(jī)床應(yīng)有螺栓螺母鎖緊結(jié)構(gòu)來防止螺栓的軸向移動,變速裝置應(yīng)該直接與裝有剛性連軸節(jié)的滾珠絲杠耦合.
因為HSM的加速度的速率,使物體平衡已經(jīng)不再可行,必須使用一個大的沒有平衡力的補(bǔ)助馬達(dá)變速裝置或者一個液壓平衡系統(tǒng).
控制,電動機(jī),傳動
為得到最優(yōu)和可靠的速度,將控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)和電動機(jī)一起工作.為HSM選擇一個控制/電動機(jī)/傳動系統(tǒng)時,許多注視事項都是很重要的.
控制速度是一種處理空間約束信息的能力,通過伺服系統(tǒng)來完成,并獲得閉環(huán)反饋.
檢測模塊通過控制模塊在程序中引導(dǎo)矢量變化來調(diào)節(jié)進(jìn)給速度,避免過度進(jìn)給和切削,控制越快,對檢測模塊要求就越高.
自動機(jī)械的加速/減速,與滑輪一起能自動減弱對連續(xù)性輪廓精度和完整性的饋送率.
Ortner 說,大容量程序存儲器和以太網(wǎng)與硬盤驅(qū)動的接口或者是ATA卡都必須憑記憶直接運(yùn)行.但認(rèn)證服務(wù)器232的DNC模塊運(yùn)行的速度不夠塊.
大型數(shù)字式伺服電動機(jī)和驅(qū)動器對于需要快速響應(yīng)和停止的HSM機(jī)床是必須的.
高分辨率的反饋編碼器或線性表對于知道機(jī)床的位置,已經(jīng)走過的行程和將要走的行程是很需要的.
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