G7116型弓鋸機(jī)的設(shè)計【3張圖紙】

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設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目G7116型弓鋸機(jī)的設(shè)計摘要弓鋸機(jī)在生產(chǎn)中的用途多而廣泛，能鋸切各種截面形狀不同的普通鋼、不銹鋼、銅材、鋁材等金屬型材、管材、鋼管家具、運(yùn)動器材、旅游休閑用品、汽車、摩托車、自行車、童車、裝潢等行業(yè)進(jìn)行大批量生產(chǎn)的最佳設(shè)備。在生產(chǎn)力發(fā)展方面起著不可替代作用。該弓鋸機(jī)的控制線路采用Y系列三相異步交流電動機(jī)，因為，它的效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價格低。適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合；再是，它的啟動性能較好，所以此弓鋸機(jī)選用Y系列三相異步交流電動機(jī)。弓鋸機(jī)的傳動帶采用V帶來進(jìn)行帶傳動，由于帶傳動是靠摩擦力作用進(jìn)行傳動的，在同樣的壓緊力作用下，V帶摩檫力較大，傳遞功率也較大，且結(jié)構(gòu)緊湊，所以選擇V帶傳動進(jìn)行帶傳動的設(shè)計。鋸弓采用鑄造成型，鋸弓的導(dǎo)軌沿支架的導(dǎo)軌移動，根據(jù)鋸子的形狀設(shè)計鋸弓的形狀。鋸弓的結(jié)構(gòu)一般由鑄造成型和焊接成型，因為鑄件有許多優(yōu)點，所以鋸弓為鑄造成型比較合適本次對G7116型弓鋸機(jī)的設(shè)計主要是綜合所學(xué)的專業(yè)知識，從機(jī)械設(shè)計和電氣等方面來設(shè)計的。包括對機(jī)械功能的分析、各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計、傳動裝置的設(shè)計以及對零件圖和裝配圖的設(shè)計。這次設(shè)計的弓鋸機(jī)質(zhì)量優(yōu)、性能好、鋸切效率高、能耗低、價格廉，并且很環(huán)保。關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計，電氣設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計目 錄摘要II1 概述11.1弓鋸機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用11.2 機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路11.3 設(shè)計的目的21.4 設(shè)計內(nèi)容22 機(jī)床電氣部分的設(shè)計42.1 電動機(jī)的選擇43 機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計63.1 擬定傳動方案63.2 選擇傳動形式73.3 傳動裝置的總傳動比及其分配83.4 各傳動件的設(shè)計94 弓鋸機(jī)使用說明書234.1 使用機(jī)床注意事項234.2 鋸條的安裝234.3 潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng)234.4機(jī)床中的易損件245 裝配圖的設(shè)計256 零件工作示意圖26致 謝27參考文獻(xiàn)28附 錄291 概述1.1 弓鋸機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用由于科學(xué)進(jìn)步的不斷發(fā)展，各行各業(yè)技術(shù)的不斷改進(jìn)與更新；在機(jī)械制造行業(yè)，由于勞動強(qiáng)度大，工作環(huán)境差等原因，不得不去為改善其生產(chǎn)工藝和更新生產(chǎn)設(shè)備；而去提高勞動生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。為了保證勞動工人的身體條件和不斷提高其機(jī)械化程度和改善其工作環(huán)境,減少對人體的危害 ,同時也可以提高其勞動生產(chǎn)率。從而也使得在機(jī)械加工行業(yè)中重要的一環(huán)切割技術(shù)也不斷的發(fā)展，因此在本次設(shè)計中我對G7116型弓鋸機(jī)床進(jìn)行設(shè)計。弓鋸機(jī)在生產(chǎn)中的用途多而廣泛，能鋸切各種截面形狀的普通鋼、不銹鋼、銅材、鋁材等金屬型材、管材、鋼管家俱、運(yùn)動器材、旅游休閑用品、汽車、摩托車、自行車、童車、裝潢等行業(yè)進(jìn)行大批量生產(chǎn)的最佳設(shè)備。在機(jī)械加工方面能夠快速的完成工作任務(wù)，從而提高生產(chǎn)效率。弓鋸機(jī)的種類也很多，從自動化程度方面來說：其中包括手動、自動、半自動等，從樣式上來分包括臥式、立式等多種形式。由于生產(chǎn)力的前進(jìn)，弓鋸機(jī)在生產(chǎn)中起著越來越重要的地位，弓鋸機(jī)的設(shè)計也必將走向成熟。1.2 機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路1.2.1床身 由前后床腿和床面部分組裝而成。1.2.2.支持架 固定在床面后端,頂端承托滑枕,中間安裝液壓機(jī)構(gòu)。1.2.3.滑枕支持架上的樞軸擺動,鋸弓則沿著它側(cè)面的矩形導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動,滑枕上裝著一 根支撐桿,以備在手動抬起后支撐滑枕,以防止下落. 1.2.4.鋸弓鋸弓的導(dǎo)軌沿滑枕的導(dǎo)軌移動,導(dǎo)軌磨損時,靠鑲條調(diào)整；鋸條用螺釘和墊圈壓在前后導(dǎo)板上,將螺釘固定后再調(diào)整前導(dǎo)軌板以拉緊鋸條；鋸弓后端用銷子連接連桿,而連桿的另一端則用曲拐銷與心盤相連接； 曲拐銷在齒輪上的偏心距可以調(diào)整,以及對各種材料尺寸的最有利的沖程長度。1.2.5.液壓裝置 有兩重作用:支持鋸弓,在后退時使鋸齒讓開工件,并且在切割沖程開始時使鋸條以適當(dāng)?shù)木嚯x趨近工件,改進(jìn)手柄7可以調(diào)整切削進(jìn)給量。1.2.6.冷卻裝置 冷卻液的供給靠微型電磁泵,冷卻液裝在床身前床腿內(nèi)。1.2.7.虎鉗 靠手動夾緊工件,可以擺動45度斜切。1.2.8.擋料裝置 當(dāng)重復(fù)鋸割同樣長度的工件時可以使用。1.2.9.電器設(shè)備主電機(jī)采用啟動與停止按鈕控制,機(jī)床電器設(shè)備裝在床身后腿內(nèi),操縱盒裝在床身左側(cè),本機(jī)床電源為三相380伏,50赫茲,或單相220伏. 1.3 設(shè)計的目的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程及有關(guān)選修課程的知識，對弓鋸機(jī)進(jìn)行設(shè)計，起到了鞏固、深化、融會貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面知識的作用，樹立正確的設(shè)計思想。通過設(shè)計的實踐，培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力，掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計方法和步驟。提高有關(guān)設(shè)計的能力，如計算、繪圖能力及計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)能力，使熟悉設(shè)計資料(手冊、圖冊)等的使用，掌握經(jīng)驗估算等機(jī)械設(shè)計的基本技能，為以后走上工作崗位打基礎(chǔ)。1.4 設(shè)計內(nèi)容G7116型弓鋸機(jī)床是一種清潔的移動式機(jī)床，結(jié)構(gòu)簡單使用方便，切割效率高，適用于切割黑色金屬和有色金屬材料之用，對它進(jìn)行傳動裝置的總體設(shè)計，傳動零部件的設(shè)計、計算、裝配圖、零件圖的設(shè)計，電氣的設(shè)計.基本參數(shù)如下(資料來源實習(xí)廠原始資料）加工范圍最大鋸料尺寸（1）圓鋼 170mm（2）工字鋼 NO.16（3）槽鋼 NO.16（4）角鋼 NO.16鋸條規(guī)格（1）鋸條寬度 32（25）mm（2）鋸條長度 350（350）mm（3）鋸條厚度 1.8（1.4）mm鋸弓傳動機(jī)構(gòu)1鋸弓往復(fù)工作行程次數(shù)/分922鋸條工作行程長度 110-170mm電動機(jī) 370瓦1400轉(zhuǎn)/分冷卻泵 流量2升/分機(jī)床凈重 160Kg機(jī)床外形尺寸（長寬高） 1000450750mm表1.1 弓鋸機(jī)參數(shù)介紹332 機(jī)床電氣部分的設(shè)計2.1 電動機(jī)的選擇電動機(jī)是最常見的原動機(jī)，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。選擇電動機(jī)時，應(yīng)該按照弓鋸機(jī)的特性、工作環(huán)境、工作載荷的大小等條件，選擇電動機(jī)的類型、型號。2.2.1電動機(jī)類型電動機(jī)分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩種，工業(yè)上廣泛應(yīng)用三相交流電動機(jī)，常用的電動機(jī)是Y系列籠型三相異步交流電動機(jī)。它的效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價格低。適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于它的啟動性能較好，所以此弓鋸機(jī)選用Y系列三相異步交流電動機(jī)。如果需要經(jīng)常啟動，制動的機(jī)械應(yīng)選用繞線型系列異步電動機(jī)。電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式安裝位置分為臥式和立式兩類；按防護(hù)方式不同，有開啟式、防護(hù)式、封閉式。此弓鋸機(jī)選用臥式封閉型電動機(jī)。2.2.2電動機(jī)容量的選擇選擇電動機(jī)的容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率，決定電動機(jī)的功率要考慮電動機(jī)的發(fā)熱、過載能力和啟動能力三方面因素。但一般情況下，電動機(jī)容量的選擇主要有運(yùn)行發(fā)熱條件而定。電動機(jī)的發(fā)熱與其工作情況有關(guān)，對弓鋸機(jī)來說，它的載荷變化不大，且在常溫下長期連續(xù)運(yùn)行，只要其所需輸出功率不超過其額定功率，這類電動機(jī)的計算可不進(jìn)行發(fā)熱計算。1）電動機(jī)所需功率Pw電動機(jī)所需功率Pw應(yīng)有弓鋸機(jī)的阻力和運(yùn)動參數(shù)計算確定2）電動機(jī)的輸出功率Pd電動機(jī)的輸出功率Pd=Pw/n=123n=0.960.940.99=0.9024 pw=0.370.9024=0.33378=0.3343）選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型功率相同的電動機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速。如果選用轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)，其尺寸和重量小、價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。弓鋸機(jī)屬于小功率機(jī)器，整個弓鋸機(jī)價格較低，應(yīng)該選用尺寸小和重量輕的電動機(jī)，所選轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分。4）確定電動機(jī)的型號Y100L142.2 設(shè)計電氣控制原理圖（如圖2.1） 圖2-1弓鋸機(jī)電氣控制原理2.3 選擇電氣元件制定電動機(jī)和電氣元件明細(xì)表（如表2.1）表2.1 電氣元件明細(xì)表符號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注M交流電動機(jī)370w，1400rpw1KM交流接觸器LD091接通切斷電動機(jī)FR熱繼電器JRSI12/21過載保護(hù)SB1 SB2按鈕開關(guān)LA42H2V二極管N54081整流、穩(wěn)壓L電磁泵WDS1供給冷卻液SB3開關(guān)LA42H1接通切斷電磁泵3 機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計傳動裝置總體設(shè)計方案的任務(wù)使擬定的傳動方案，確定總傳動比別合理分配傳動比，以及計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，為各級傳動零件的設(shè)計、裝配圖的設(shè)計做準(zhǔn)備。3.1 擬定傳動方案機(jī)器通常有原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動裝置位于原動機(jī)和工作機(jī)之間，用來傳遞運(yùn)動和動力，并可以用力改變轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩里的大小或改變運(yùn)動形式，以適應(yīng)工作機(jī)功能的要求，傳動裝置的設(shè)計對整臺機(jī)器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影響，因此應(yīng)當(dāng)合理擬訂傳動方案。傳動方案一般用運(yùn)動簡圖來表示。擬訂傳動方案就是根據(jù)工作機(jī)的功能要求和工作條件，選擇合適的傳動機(jī)構(gòu)類型。確定各類傳動機(jī)構(gòu)的布置順序以及各個組成部分的連接方式，給出傳動裝置運(yùn)動簡圖。弓鋸機(jī)的原動機(jī)為電動機(jī)，經(jīng)過傳動機(jī)構(gòu)傳的軸1，再傳到軸 2，使軸2轉(zhuǎn)動。其傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案如下：圖3.1 運(yùn)動簡圖運(yùn)動簡圖說明方案1：從電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)距以后經(jīng)過小皮帶輪傳送到大皮帶輪， 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動帶動齒輪3轉(zhuǎn)動，齒輪3帶動大齒輪4轉(zhuǎn)動。方案2：從電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)距傳到圓錐齒輪1上，圓錐齒輪1與圓錐齒輪2嚙合，帶動傳動軸，軸上的齒輪3和軸2上的齒輪4嚙合，使軸轉(zhuǎn)動。方案3：電機(jī)輸出轉(zhuǎn)距帶動小齒輪1，齒輪1與軸上的大齒輪2嚙合，軸上的小齒輪3與軸上的大齒輪4嚙合，使軸轉(zhuǎn)動。3.2 選擇傳動形式滿足同一種工作機(jī)的性能要求有許多種方案，可以通過選用不同的方案的傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。合理的選擇傳動形式上擬訂傳動方案的重要環(huán)節(jié)。選擇傳動機(jī)構(gòu)類型時，應(yīng)綜合考慮各有關(guān)要求及弓鋸機(jī)工作條件。例如它的功能，對尺寸，重量得限制，環(huán)境條件，工作壽命及經(jīng)濟(jì)性能要求等。選擇傳動機(jī)構(gòu)類型的基本原則是：1） 傳動裝置的效率，降低選擇大功率時，應(yīng)充分考慮提高運(yùn)行費用。時應(yīng)選擇效率高的傳動機(jī)構(gòu)，如齒輪機(jī)構(gòu)，而對于小功率傳動，再滿足功能條件下，可選用結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的傳動形式，以降低制造費用。2) 載荷多變和可能發(fā)生過載時，應(yīng)考慮緩沖吸振及過載保護(hù)問題，如選擇帶傳動。3） 在傳動比要求嚴(yán)格，尺寸要求緊湊的的場合，盡可能選用齒輪傳動。4） 在潮濕多粉場合，及惡劣環(huán)境下工作的機(jī)器，宜選用閉式齒輪傳動。弓鋸機(jī)的傳動裝置需要選用不同的傳動機(jī)構(gòu)，以多級傳動方式組成。合理布置它的傳動順序，對傳動裝置和整個機(jī)器的性能，傳動效率和結(jié)構(gòu)尺寸有直接影響。1 傳動能力較小的帶傳動宜布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)緊湊，勻稱。同時帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減小噪聲的特點。2 閉式齒輪傳動一般布置在高速級，以減小閉式傳動的外廓尺寸，降低成本。開式齒輪傳動制造精度較低，潤滑不良，工作條件差 ，為減少磨損一般應(yīng)放在高速級。 3 當(dāng)同時采用直齒輪傳動和斜齒輪傳動時，應(yīng)將傳動較平穩(wěn)動載荷較小的斜齒輪傳動布置在高速級。4 圓錐齒輪尺寸過大時，加工有困難，可將其布置到高速級，并對其傳動比加以限制，以限制錐齒輪的尺寸。5 分析比較，擇優(yōu)選定一個好的傳動方案，除了首先應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求外還應(yīng)該工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，成本低廉以及使用方便，要完全滿足這些要求是很困難的。在擬訂傳動方案和對多種方案進(jìn)行比較時，應(yīng)根據(jù)機(jī)器的具體情況綜合考慮，選擇能保證主要尺寸的較合理的傳動方案。 現(xiàn)對擬訂的四種傳動方案進(jìn)行分析： 方案2，結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)境適應(yīng)性好，但在長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，傳動效率低，功率損失大，不適用于連續(xù)長期工作。方案4，錐齒輪的加工比圓柱齒輪的加工困難，成本高。此弓鋸機(jī)傳動機(jī)構(gòu)工作環(huán)境惡劣，需要在長期連續(xù)的工作條件下工作，所以綜上四種方案此弓鋸機(jī)傳動機(jī)構(gòu)最佳選擇為方案1。3.3 傳動裝置的總傳動比及其分配3.3.1計算總傳動比由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)的最后傳動軸的轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置的總傳動比:i=nm/nw=1400/92=15傳動裝置總傳動比是各級傳動比的連乘積,即i=i1i2i3i4in設(shè)計多級傳動裝置時,需將總傳動比分配到各級傳動機(jī)構(gòu).3.3.2合理分配各級傳動比分配傳動比應(yīng)考慮以下幾個問題:1）各級傳動機(jī)構(gòu)的傳動比應(yīng)在推薦值的范圍內(nèi),不能超過最大值,以利于發(fā)揮其性能使結(jié)構(gòu)緊湊。2）應(yīng)使各級傳動的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)，勻稱。3）應(yīng)使傳動裝置外廓尺寸緊湊，重量輕。4）V帶傳動時的傳動比推薦值為24，圓柱齒輪傳動比推薦值為36。所以，傳動系統(tǒng)中，v帶傳動比先設(shè)計為3，圓柱齒輪的傳動比設(shè)計為5 。5）傳動裝置的運(yùn)動及參數(shù)計算3.3.3傳動裝置各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩.1）各軸轉(zhuǎn)速NR/minN1=NM/I1=1400/3=467r/ minN2=NI / I2=467 /5=93r/ min2）各軸的輸出功率P1 =P1N12=0.370.95=0.352P2=P2N23=0.3520.95=0.3353）各軸輸出轉(zhuǎn)矩 T1 =9550P1/N1=95500.352/467=7.2T2 =9550P1/N2=95500.335/93=34 3.4 各傳動件的設(shè)計弓鋸機(jī)的傳動原理圖（圖3.2）圖3.2機(jī)床傳動原理圖電動機(jī)通過小皮帶輪帶動大皮帶輪從而驅(qū)動軸，再經(jīng)過齒輪副使軸轉(zhuǎn)動，偏心盤通過連桿，使鋸弓往復(fù)運(yùn)動，達(dá)到切割的目的。3.4.1 帶傳動設(shè)計（圖3.3）圖3.3帶傳動圖由于帶傳動是靠摩擦力作用進(jìn)行傳動的,在同樣的壓緊力作用下,v帶摩擦力較大,傳遞功率也較大,且結(jié)構(gòu)緊湊,所以此處選擇v帶傳動.V帶傳動具體設(shè)計內(nèi)容有:確定v帶型號,長度,根數(shù),傳動中心距及帶輪直徑.1）確定計算功率Pc=Kap它是根據(jù)額定功率,并考慮載荷性質(zhì)以及每天的運(yùn)轉(zhuǎn)時間而進(jìn)行計算的.Pc=Kap其中Ka為工作情況系數(shù)工作時載荷變動小,每天工作時間小于10小時,所以應(yīng)選KA為1:1.2）選擇V帶號根據(jù)計算功率PC和主動輪轉(zhuǎn)速,選擇V帶型號為A型普通V帶3）確定輪基本直徑Dd1Dd2根據(jù)帶輪直徑小,可使結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)計時應(yīng)取帶輪基準(zhǔn)直徑Dd1Ddmin 所以,選擇Dd1=100mmDd1=100mmDdmin=75mm大帶輪基準(zhǔn)直徑為:I=3Dd2=1003=300n2=n1Dd1/Dd2=467mm4）計算帶速帶速太高會使離心力增大,使帶與帶輪之間的摩擦力減小,傳動中容易打滑,若帶速太低,則傳遞功率一定時,傳遞的圓周力增大,帶的根數(shù)增多.V=3.14Dd1n1/601000=3.141001400/601000=7.33m/s帶速在5-25m/s范圍內(nèi).5）確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距傳動中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊,但傳動帶較短,包角較小,且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多,降低了帶的壽命.如果中心距過大,則結(jié)構(gòu)尺寸增大,當(dāng)帶速較高時,代會產(chǎn)生顫動.0.7(Dd1+Dd2)A02(Dd1+Dd2)即：0.7(100+300)=280mmA02 (100+300)=800mm因為280A0800為了計算方便暫取A0為500.基準(zhǔn)長度L0=2A0+3.14/2(Dd1+Dd2)+( Dd2- Dd1)2/4A0=2500+3.14/2400+40000/2000L0=1648mm6）檢驗小帶輪包角A0=180- Dd2- Dd1/A57.3=180-0.457.3=157120 滿足條件7）確定帶的根數(shù)帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù),為使各帶受力均勻,帶的根數(shù)不能太多,應(yīng)滿足Z按齒面接觸疲勞強(qiáng)扭距T1=9.551000000P/N1T =9500000.37/560=630000N.m2載荷系數(shù) K=1.63齒數(shù)和齒寬系數(shù)，小齒輪的齒數(shù)Z取30，則大齒輪的齒數(shù)為30*5=150，單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面為軟齒面，選取為1。4許用接觸應(yīng)力有齒輪的接觸疲勞極限圖查的：Him=560 Him=520由安全系數(shù)表查的安全系數(shù)為1。 N1=60njLn=490000000 N2=196000000 由接觸疲勞壽命系數(shù)表查的Bh1=560 Bh2=551.2由鋼齒輪設(shè)計公式得：d1=107 m=107/30=3.57有漸開線齒輪的模數(shù)，選取時優(yōu)先采用第一系列取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4.2）主要尺寸的計算d1=mz1=4*30=120mm d2=mz2=4*150=600mmb1=1*120=120mm b2=120+5=125mma=1/2m(z1+z2)=1/24180=360mm3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度如果Bf=F則校核合格。齒形系數(shù)YF1 查標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)yf1=2.54 yf2=2.252 查標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)表：ys1=1.63 ys2=1.773 許用彎曲應(yīng)力Bf由實驗齒輪的彎曲疲勞極限圖2.6：FLim=440 FLim=410有安全系數(shù)表得：Sf=1.3由彎曲疲勞壽命系數(shù)圖得：Yn1=Yn2=1Bf1=1440/1.3=338 sf2=1410/1.3=315Bf1= YFYS=21=2KT1/bmmz1Bf2=1002.251.77/2.541.63=96.2 軸的毛胚種類2 軸之作用力的大小及其分布情況3 軸之零件的位置配合性質(zhì)，以及聯(lián)結(jié)固定方法4 軸承的類型、尺寸和位置5 軸的加工方法，裝配方法6 經(jīng)濟(jì)因素對軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計主要是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸軸的強(qiáng)度與工作應(yīng)力的大小和性質(zhì)有關(guān)，因此選擇軸的結(jié)構(gòu)和開頭是應(yīng)注意以下幾方面：1、使軸的形狀接近于高強(qiáng)度條件以充分利用材料的承載能力2、改變軸之零件的布置，有時可以減少軸的載荷。2） 零件在軸之間的固定為了保證零件在軸上的工作位置固定，應(yīng)在周向和軸向上對零件加以固定。1周向固定，為了傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)距，防止軸零件與軸作相對轉(zhuǎn)動，軸上零件的周向固定必須可靠，齒輪與軸的周向固定常采用鍵聯(lián)接2軸向固定零件在軸上的軸向定位要準(zhǔn)確可靠，以使其安裝位置確定，能承受軸向力而不產(chǎn)生軸承位移。3） 軸的強(qiáng)度計算1設(shè)軸的轉(zhuǎn)距T的作用下，產(chǎn)生剪應(yīng)力T，對于圓截面的實心軸，其抗扭強(qiáng)度為：TT選擇軸的材料確定許用力由弓鋸機(jī)傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用特鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由軸的常用材料及其機(jī)械性能表得知45鋼調(diào)質(zhì)后HBS為220-260，抗拉強(qiáng)度極限6b=650Mpa,由軸的許用彎曲應(yīng)力表得許用彎曲應(yīng)力6-1b=60Mpa.2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑45鋼的c值為118-107由計算公式的d=75.768.7mm圖3.6皮帶圖4) 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)及草圖1確定軸之零件的位置和固定方式 ，要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，從軸的草圖知，齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸的肩定位，右端用套簡定位，這樣齒輪在軸上的軸向位置不受完全確定不定期，齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接，兩軸承分別安于皮帶輪和右側(cè)和齒輪的左側(cè)。2 確定各軸段直徑如軸草圖所示：a) 軸段1處直徑最小d1=70mm;軸段2上有軸肩，同時能很順利地在軸段b) 處安裝軸承軸段c) 必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取決2的直徑d2為74mmb) 確定各軸段的長度各軸段的長度應(yīng)根據(jù)實際來確定。d1為裝配帶輪，其長度應(yīng)根據(jù)皮帶輪的寬度來確定，皮帶輪的寬度為57mm，軸向固定采用套筒固定，所以d1處的距離應(yīng)為皮帶輪的寬度與套筒的長度之和取d1為65mm，b1處的距離應(yīng)根據(jù)軸承的寬度，以及箱體的支持架來確定取b1為40mm。A1處箱體內(nèi)的寬度應(yīng)根據(jù)箱體的大小來確定，先暫取a1為150mm，c1處安裝齒輪的地方，此處的長度應(yīng)根據(jù)齒輪的寬度及傳動要求來確定，齒輪的寬度為120mm,取c1處為150mm，此傳動軸總體長度為445mm. 5) 齒輪軸II的設(shè)計齒輪軸II與皮帶軸承I裝在同一箱體內(nèi)承受不大，所以此軸的設(shè)計方法和軸I的基本相同，此軸設(shè)計時應(yīng)考慮因素和軸I相同，所以此處不再重復(fù)。1 選擇軸的材料確定許應(yīng)用力此處材料無特殊要求，傳遞功率屬于小功率，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)處理，調(diào)質(zhì)后HBS為220-260Mpa,抗拉強(qiáng)度為6b=650 Mpa，由軸的許用應(yīng)力表得許用應(yīng)力為6-b=60Mpa2 計算軸徑 45鋼的C值為118-107由式的d =75.7-68.7mm暫取70mm3 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)及草圖a)此軸上只有一個零件齒輪，次輪2右端用套簡裝入，左端用軸肩定位，右端用套筒定位，這樣齒輪在軸上的軸向位置被安全固定。齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)結(jié)。b)各軸段尺寸。L1處是軸的前端，其軸向有用套簡固定，L1處取30mm，L2處取40mm，L4處為150mm，L3處取150mm（為了美觀起見L3處和L1應(yīng)取相同）此軸總長度為410mm。4 偏心盤的設(shè)計此偏心盤是齒輪2通過圓心，向其外處打一孔，這個孔到齒輪圓心的距離稱為偏心距，偏心距越大，由拐銷在齒輪上的偏心以調(diào)整，以期各種材料獲得最有效的沖程長度3.4.5 往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計圖3-7往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)圖能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)移動的機(jī)構(gòu)有：連桿機(jī)構(gòu)，移動從動體凸輪機(jī)構(gòu)，楔塊機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)，弓鋸機(jī)滑枕繞支持架上的樞軸擺動，鋸的尋軌沿首滑枕的矩形導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動。 能實現(xiàn)移動的機(jī)構(gòu)很多，連桿機(jī)構(gòu)屬于最簡單的往復(fù)移動機(jī)構(gòu)，此弓鋸機(jī)床能切削各種棒料，適合于小企業(yè)使用，屬于小功率機(jī)器，此連桿能夠滿足此弓鋸機(jī)的使用要求，為了降低成本，此弓鋸機(jī)往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)選擇連桿機(jī)構(gòu)。3.4.6 行程可調(diào)機(jī)構(gòu)的設(shè)計曲拐銷在齒輪上的偏心距在設(shè)計的時候，應(yīng)該考慮弓鋸機(jī)在鋸削各種材料尺寸的最有利的沖程長度，行程可調(diào)機(jī)構(gòu)有，利用螺旋調(diào)節(jié)行程的機(jī)構(gòu)，利用偏心調(diào)節(jié)行程的機(jī)構(gòu)，利用滑塊調(diào)節(jié)行程機(jī)構(gòu)等。1)結(jié)構(gòu)說明：圓盤1為曲柄，2為連桿。圓盤1上裝有調(diào)節(jié)螺旋5，連桿2的端有與螺旋相配和的螺母。通過調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)曲柄的長度，以調(diào)節(jié)行程的長度。利用偏心調(diào)節(jié)行程機(jī)構(gòu)如圖3.8圖3.8行程可條機(jī)構(gòu)設(shè)計2）結(jié)構(gòu)說明：為調(diào)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的曲柄長，在圓盤1內(nèi)裝有另一小圓盤2，其幾何中心為O1。小圓盤中心與轉(zhuǎn)軸中心A的偏心鋸為E1，兩圓盤的幾何中心O1與O2的距離為E2，由于大小圓盤的幾何中心與回轉(zhuǎn)中心均有一偏距，故稱雙偏心。連桿3與圓盤1的鉸接中心為B，距O1的距離為r，而到轉(zhuǎn)動中心的距離即曲柄長為R。調(diào)節(jié)時可根據(jù)要求的行程，將偏心距2繞A軸轉(zhuǎn)動一角度后加一固定。此機(jī)構(gòu)適用于行程變化小的機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)。以上所設(shè)計的兩個行程可調(diào)機(jī)構(gòu)都能滿足弓鋸機(jī)的使用要求，制造弓鋸機(jī)時隨便選一即可，但是兩偏心行程可調(diào)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，使用方便。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)制造簡單，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)性好，根據(jù)攻鋸機(jī)的設(shè)計要求，應(yīng)選擇曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3.4.7 支承架的設(shè)計支架是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件。弓鋸機(jī)的支架固定在軸上，在鋸削時鋸條與工件之間的相互作用力傳遞到支架上有可能使之變形。機(jī)床的動態(tài)力（如變動的削切力，往復(fù)運(yùn)動的慣性力）使支架和整機(jī)振動，支持架的變形會導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相對位置或運(yùn)動軌跡。這將影響到加工的精度和鋸條的壽命。圖3.9支架示意圖對支持架的基本要求是：1） 應(yīng)具有一定的剛度和強(qiáng)度；2） 應(yīng)具有較好的動態(tài)特征性；3） 支持架的設(shè)計應(yīng)使整機(jī)的熱變形??；4） 應(yīng)具有良好的工藝性，以便于制造和裝配。支持架的設(shè)計，首先根據(jù)使用要求進(jìn)行受力分析，再根據(jù)所受的力和其他要求，初步?jīng)Q定其形狀和尺寸。支持架是機(jī)床的一個組成部分，分析支持架的受力必須首先分析機(jī)床的受力。弓鋸機(jī)的受力為外載荷，外載荷以切削力為主，滑枕的重量相對較小，但是往復(fù)運(yùn)動的慣性力較大支持的變形包括三個部分，自身變形，局部變形和接觸變形。所以設(shè)計支持架的時候，應(yīng)該考慮它的自身剛度，局部剛度，接觸剛度，支持架主要受的是彎曲載荷。支持架的材料主要為鑄鐵和鋼。鑄鐵支承件如果與支承件鑄造為一體，則鑄鐵的牌號應(yīng)根導(dǎo)軌的據(jù)要求來選擇，如果導(dǎo)軌是鑲裝上去的，則一般可用HT150。如果支持架有型鋼和鋼板焊接成常用45鋼。在鑄造或焊接中的殘余應(yīng)力將使支持架變形，因此必須進(jìn)行時效處理。時效處理要放在粗加工之后。支持架在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量便于制造和加工。鑄件的壁厚應(yīng)盡量均勻。支持架在使用型鋼焊接時許多優(yōu)點：1.不需要制造模型和澆注生產(chǎn)周期短，又不易出廢品 2.減輕重量。但是焊接結(jié)構(gòu)也有許多缺點：1.焊接結(jié)構(gòu)在中小型機(jī)床成批生產(chǎn)時，成本較高，手工勞動量大。再此種條件下，支架應(yīng)選用鑄造結(jié)構(gòu)。3.4.8 導(dǎo)軌的設(shè)計導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載，在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動的一方叫動導(dǎo)軌，不動的一方叫作支承導(dǎo)軌，動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌的運(yùn)動是直線往復(fù)運(yùn)動。圖3.10直線運(yùn)動導(dǎo)軌組合方式設(shè)計示意圖導(dǎo)軌在運(yùn)動時應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。保證動導(dǎo)軌運(yùn)動的準(zhǔn)確度是保證工作質(zhì)量的前提。影響導(dǎo)向精度的主要因素有：導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度，導(dǎo)軌和基礎(chǔ)的剛度，導(dǎo)軌的油膜厚度，導(dǎo)軌的變形等。導(dǎo)軌的幾何精度是它在平面內(nèi)的直線度和量導(dǎo)軌面的平行度。導(dǎo)軌的精度保持性是由它的耐磨性決定的，它與導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)，導(dǎo)軌材料以及受力情況有關(guān)。影響精度保持性的主要因素是磨損，提高耐磨性以保持精度是提高機(jī)床質(zhì)量的主要內(nèi)容之一。1） 弓鋸機(jī)直線運(yùn)動導(dǎo)軌組合方式擬訂放案：圖A為三角形組合，它的導(dǎo)向精度隨著頂角A的大小而不同，A越小導(dǎo)向性越好但是當(dāng)A減小時，它的摩擦系數(shù)增大，此導(dǎo)軌加工維修困難，用于精度要求高的機(jī)床。圖B矩形導(dǎo)軌，具有剛度高，加工和維修方便的優(yōu)點，但是矩形導(dǎo)軌不可避免的存在側(cè)面間隙，因而導(dǎo)向性差。它適用與載荷較大導(dǎo)向性要求較低的機(jī)床。它的制造用料多，加工成本高。圖C凸凹性導(dǎo)軌間隙調(diào)整方便，用料較小加工成本低，適用于受力小，承載能力不大的場合。弓鋸機(jī)的導(dǎo)軌承載能力小，不要求較高的導(dǎo)向精度，所以此處選擇C種方案。2） 導(dǎo)軌的潤滑對導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑的目的是降低摩擦力，提高機(jī)械效率，減小磨損以延長壽命，降低溫度，改善工作條件，防止生銹。導(dǎo)軌的最簡單潤滑方法是人工定期直接在導(dǎo)軌上澆由，此種方法使用簡單，但是一直人工加油比較麻煩，可在導(dǎo)軌面上開出油溝放上油箱。弓鋸機(jī)的導(dǎo)軌屬于滑動低速小型導(dǎo)軌，其潤滑劑應(yīng)選擇20號機(jī)械油。3.4.9 液壓的設(shè)計機(jī)床的操作性能在很大程度上取決于液壓裝置。液壓裝置有兩個柱塞，柱塞四連著滑枕五，柱塞二則受控于偏心盤。由于鋸條對導(dǎo)軌的傾角，在前進(jìn)沖程中切割阻力是鋸弓抬起帶動柱塞4上升，因而吸油通過單向閥6進(jìn)入油缸。鋸弓后退時，鋸條的傾角使鋸齒離開工件，其距離逐漸加大，但是鋸弓與滑枕的重量壓在柱塞4上，迫使油液經(jīng)涌道3排出，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充了這個距離，這個距離在后死點上，柱塞2把涌道3堵死，使鋸弓不在下降。液壓裝置的最好整定條件是：鋸弓后退時鋸齒讓開工件，開始前進(jìn)時鋸齒則貼緊工件，從而避免沖擊，小柱塞的位置可以調(diào)整，以獲得良好的效果。液壓裝置有兩重作用：支持鋸弓，在后退時鋸齒讓開工件，并且在切割沖程開始時使鋸弓以適當(dāng)?shù)木嚯x趨進(jìn)工件。改變手柄7可以調(diào)整進(jìn)給量。3.4.10 冷卻裝置弓鋸機(jī)在鋸削工件時，鋸條與所切的工件會產(chǎn)生巨大的切削熱，這咱熱量如不及時排出，會使鋸條溫度升高，如果鋸削時間過長，會軟化鋸條，以致于損壞鋸條。弓鋸機(jī)在鋸削工件時，鋸條與切削面之間會停留許多鐵屑，這樣降低了工作效率，增大了摩擦，不利于更好的切削。冷卻液的供給解決了這兩個問題，冷卻液的供給靠微型電磁泵，冷卻液裝在機(jī)床前床腿內(nèi)。從微型電磁泵輸出的冷卻液，經(jīng)過輸送管道，開關(guān)，噴頭，到達(dá)工作。輸送冷卻的流量。流出的冷卻液，經(jīng)過工件流到機(jī)床底殼上，底殼上有過濾器，經(jīng)過過濾的冷卻液又流回到了機(jī)床前床腿內(nèi)，這樣一直連續(xù)循環(huán)。圖3.11擋料裝置示意圖3.4.11 虎鉗與擋料裝置虎鉗有固定鉗身和活動鉗身組成。用手?jǐn)Q動虎鉗手柄，把工件裝到虎鉗活動鉗身和固定鉗身之間，調(diào)出需要的距離后擰動虎鉗手柄，把它鎖緊。當(dāng)重復(fù)鋸削同樣長度工件時，應(yīng)設(shè)計一擋料裝置，這樣可以減少輔助時間，提高工作效率。（附虎鉗和擋料裝置圖3.11） 結(jié)構(gòu)說明：當(dāng)把工件在虎鉗上固定好后，擰動調(diào)節(jié)螺釘，使擋料板可以向工件出移動，然后移動擋料板，是它與工件前端部接觸，然后擰緊調(diào)節(jié)螺釘A。擋料板的作用是：重復(fù)鋸削同樣長度的工件時，使工件前端與擋料板內(nèi)表面接觸，這樣省去了測量時間，提高了工作效率。3.4.12 鋸弓的設(shè)計（附鋸弓形狀設(shè)計圖3.12）圖3.12鋸弓設(shè)計示意圖設(shè)計思路：鋸弓的導(dǎo)軌沿支架的導(dǎo)軌移動，根據(jù)鋸子的形狀設(shè)計鋸弓的形狀。鋸弓的結(jié)構(gòu)一般由鑄造成型和焊接成型，因為鑄件有許多優(yōu)點，所以鋸弓為鑄造成型比較合適。3.4.13 床身的設(shè)計（附床身設(shè)計圖3.13）圖3.13 弓鋸機(jī)裝配簡圖設(shè)計思路：床身應(yīng)包括前床腿，后床腿和床面三部分組成。床身的設(shè)計必須能夠?qū)崿F(xiàn)它的所有功能，能夠滿足它的可靠滿足它的經(jīng)濟(jì)性要求，操作方便，造型美觀等要求。 4弓鋸機(jī)使用說明書4.1 使用機(jī)床注意事項1） 對各潤滑部分加油，注滿冷卻液至油標(biāo)1/3處，在正常使用中一定要保持有足夠的潤滑油，冷卻泵嚴(yán)禁空載。2） 調(diào)整支撐桿的限位螺釘，使限位開關(guān)在鋸工最低處時發(fā)生作用，以工件尺寸調(diào)整行程長度，并作空運(yùn)轉(zhuǎn)以觀察各部分動作是否正常。3） 機(jī)床啟動前液壓油注入0.5公升干凈20#機(jī)油。4.2 鋸條的安裝 安裝鋸條時，必須使鋸齒朝前，張緊適宜，工作完畢后將鋸條松開。4.3 潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng) 機(jī)床的所有潤滑點列于下圖4.1，各潤滑點的潤滑方式，潤滑油類以及潤滑規(guī)范見附表，應(yīng)按時提供給油 圖4.1潤滑圖表4.1弓鋸機(jī)潤滑規(guī)范表序號潤滑點名稱潤滑方式油的種類潤滑規(guī)范1連桿套油孔人工20機(jī)械油每班四次2鋸導(dǎo)軌油杯人工20機(jī)械油每班四次3連桿軸承人工1復(fù)合鈣基脂半年一次4支座套油杯人工20機(jī)械油三天一次5支座套油杯人工20機(jī)械油三天一次6偏心套油杯人工1復(fù)合鈣基脂三天一次7傳動軸承油杯人工20機(jī)械油每班四次8傳動軸承油杯人工1復(fù)合鈣基脂每班四次4.4 機(jī)床中的易損件弓鋸機(jī)機(jī)床易損件的的序號、名稱、代號及規(guī)格見以下附表表4.2弓鋸機(jī)易損件序號代號名稱材質(zhì)數(shù)量1G7116-218套HT20012219套HT20013220套HT20014221套HT20015222套HT20016223調(diào)整墊圈HT15017261套ZQSn6-6-31 5 裝配圖的設(shè)計裝配圖用來表達(dá)它的整體結(jié)構(gòu)，輪廓形狀，各零部件的結(jié)構(gòu)及聯(lián)系，也是指導(dǎo)裝配安裝及檢修的技術(shù)文件。弓鋸機(jī)裝配圖的設(shè)計思路為：1.初步繪制裝配草圖，進(jìn)行各零部件的計算。2.軸及傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.箱體床身的設(shè)計4.完成裝配工作圖 弓鋸機(jī)裝配工作圖包括主要尺寸的配合關(guān)系特性和技術(shù)要求，零件編號，零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。6 零件工作示意圖零件工作圖是在完成裝配圖的基礎(chǔ)上繪制的，它是零件造和檢驗的主要技術(shù)文件。因此，它應(yīng)完整清楚的表達(dá)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，圖上應(yīng)注出尺寸偏差，形位公差和表面粗糙度，寫明材料及熱處理和其他技術(shù)要求等。零件圖設(shè)計的時候，應(yīng)在一個標(biāo)準(zhǔn)圖幅中繪制，并盡量采用1：1的比例尺繪制。軸類零件一般用一個主要視圖表示，在鍵槽和空的部位，應(yīng)增加必要的剖視圖。對于軸上不易表達(dá)清楚的地方，必須繪制局部放大圖。軸的各段直徑尺寸要全部標(biāo)注，標(biāo)注軸的長度尺寸時，要選好基準(zhǔn)面，作到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)三者一致。齒輪類零件的視圖一般用兩個視圖表示。主視圖采用全剖和半剖視圖，測視圖采用全視圖。齒輪尺寸的標(biāo)注包括齒輪大徑小徑中徑以及內(nèi)孔直徑，齒寬等。在齒輪零件圖上，必須標(biāo)注表面粗糙度。參考文獻(xiàn)1 陳立得.機(jī)械設(shè)計.南京大學(xué)出版社,19932 康照民.機(jī)械設(shè)計.西安交通大學(xué)出版社,19953 周元康.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.重慶大學(xué)出版社.20044 陳立新.機(jī)械設(shè)計（基礎(chǔ)）課程設(shè)計.北京：中國電力出版社,20025 陳立得.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社,20046 張建中.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,19997 徐錦康.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19948 陳榕林.機(jī)械設(shè)計應(yīng)用手冊.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,19959 吳宗澤.機(jī)械零件.北京 中央廣播電視大學(xué)出版社,198610 王英杰.金屬工藝學(xué).高等教育出版社,199811 徐廣民. 工程力學(xué).中國鐵道出版社,199912 趙國增.CAD. 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