白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)

白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì),白菜,收獲,收成,設(shè)計(jì) 白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 隨著新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機(jī)械化將成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主力軍。本次設(shè)計(jì)是對(duì)白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)。白菜是人口的重要菜籃子，平均收益種植面積逐年增加，但白菜收獲還是完成個(gè)人。鑒于此，本文對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。 本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：白菜收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；白菜收獲機(jī)工作性能分析；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇；白菜收獲機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行元件設(shè)計(jì)；對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核；繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和畫出主要零件圖；對(duì)其進(jìn)行三維實(shí)體建模等。 該大白菜收獲機(jī)適用于家用收割大白菜，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。通過本次設(shè)計(jì)在鞏固、總結(jié)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還為今后的學(xué)習(xí)和工作夯實(shí)基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：白菜；收獲機(jī)；設(shè)計(jì)；分析；校核 Abstract With the new agricultural production mode and the development and application of new technologies, agricultural mechanization will become the main force of agricultural production. This design is the design of the cabbage harvester. Cabbage is the important population of the basket, the average income area increased year by year, but the cabbage harvest or complete the individual. In view of this, this article to its design and research. In this paper, the contents of the design are as follows: the whole structure design of cabbage harvester; the performance of cabbage harvester; the selection of the driving mechanism; the transmission system of the cabbage harvester, the design of the components; the design calculation and analysis of the design parts; Assembly drawings and important parts assembly drawings and drawing the main parts of the map; its three-dimensional solid modeling. The cabbage harvester is suitable for home harvest cabbage, simple structure, low manufacturing cost. Through this design in the consolidation, summed up the University of knowledge at the same time, but also for the future study and work to lay a solid foundation. Key words：Cabbage; harvester; design; analysis; 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 白菜收獲機(jī)簡介、應(yīng)用及適用范圍 1 1.2 白菜收獲機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3 本課題研究的內(nèi)容及方法 4 1.3.1 主要的研究內(nèi)容 4 1.3.2 設(shè)計(jì)要求 5 第2章 總體方案的設(shè)計(jì)與確定 6 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 6 2.2 設(shè)計(jì)方案 6 第3章 主要零部件的選擇、設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 3.1 電機(jī)的選型 8 3.2 刀及刀盤的設(shè)計(jì) 8 3.3 同步帶的概述及計(jì)算 9 3.3.1 同步帶介紹 9 3.3.2 同步帶的特點(diǎn) 10 3.3.3 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式 10 3.3.4 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 13 3.3.5 同步帶分類 13 3.4 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 13 3.4.1 同步帶計(jì)算選型 13 3.4.2 同步帶的設(shè)計(jì) 17 3.5 切割主軸的設(shè)計(jì) 17 3.5.1 確定切割主軸最小直徑 17 3.5.2 求軸上的載荷 18 3.5.3 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 19 3.5.4 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 19 第4章 切割主軸傳動(dòng)軸部分及其設(shè)計(jì)計(jì)算 23 4.1 切割主軸傳動(dòng)軸所需標(biāo)準(zhǔn) 23 4.1.1 切割主軸的剛度 23 4.1.2 切割主軸的耐磨性 24 4.1.3 切割主軸的旋轉(zhuǎn)精度 24 4.1.4 切割主軸的抗震能力 25 4.1.5 切割主軸的熱變形 25 4.2 切割主軸傳動(dòng)軸部分的分布 25 4.3 切割主軸傳動(dòng)軸形狀的選擇 26 4.4 切割主軸傳動(dòng)軸的熱處理 26 4.5 切割主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 27 4.6 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的挑選 27 4.7 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的校對(duì)計(jì)算 28 4.8 切割主軸傳動(dòng)軸外部伸長量 30 4.9 切割主軸傳動(dòng)軸的校核 30 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 30 4.9.2 切割主軸傳動(dòng)軸的撓度 31 4.9.3 切割主軸傳動(dòng)軸的傾角 31 4.10 切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 31 4.11 切割主軸機(jī)構(gòu)其它部件 32 4.11.1 調(diào)整墊圈 32 4.11.2 圓螺母 32 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 I 第1章 緒論 1.1 白菜收獲機(jī)簡介、應(yīng)用及適用范圍 長期以來，白菜收獲的大部分地區(qū)也跟隨傳統(tǒng)運(yùn)作模式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低的傳統(tǒng)方式。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國的白菜收割機(jī)開始注冊(cè)新設(shè)備，白菜收割機(jī)快速和方便，傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足市場的需求，市場的需求，所以白菜白菜收割機(jī)收割加速設(shè)計(jì)對(duì)剛收獲的白菜收獲機(jī)交貨迅速，以收獲鑒于白菜收獲機(jī)市場需求和有效的方法生產(chǎn)效率白菜收獲。 這部分中國白菜收獲機(jī)對(duì)本文研究，旨在加快新型白菜收割機(jī)收割白菜過程的白菜收獲機(jī)的發(fā)展，縮短白菜收獲產(chǎn)品成型周期，提高效率，降低成本。 在結(jié)球葉菜（包括大白菜、結(jié)球甘藍(lán)和結(jié)球萵筍等）的收獲過程中，收獲作業(yè)占整個(gè)作業(yè)量的40%。收獲作業(yè)質(zhì)量的好壞直接影響到蔬菜的儲(chǔ)存、加工和銷售，從而影響市場價(jià)格和經(jīng)濟(jì)效益。由于收獲作業(yè)的復(fù)雜性，收獲作業(yè)的機(jī)械化程度還很低。葉菜收獲屬于一類勞動(dòng)密集型工作，在很多國家，由于勞動(dòng)力的高齡化，人力資源越來越缺乏，勞動(dòng)力不僅成本高，而且還不容易得到，而人工收獲的成本在白菜的整個(gè)生產(chǎn)成本中所占的比例高達(dá)33%～50%。因此實(shí)現(xiàn)結(jié)球葉菜收獲的機(jī)械化變得越來越迫切。 結(jié)球葉菜收獲機(jī)機(jī)械化技術(shù)已有70余年的研究歷史，最早是在1931年研制成了甘藍(lán)收獲機(jī)。后來日本研制出了自走式大白菜收獲機(jī)和懸掛式大白菜收獲機(jī)，我國關(guān)于結(jié)球葉菜收獲機(jī)的研究較少。 我國大白菜的種植以小農(nóng)戶居多，分布廣而分散。因此設(shè)計(jì)大白菜收獲機(jī)時(shí)，須考慮以下幾個(gè)問題： 1、農(nóng)民一般不具備太多的專業(yè)知識(shí)，因此收獲機(jī)必須結(jié)構(gòu)簡單、操作性好、可靠性高、并且價(jià)格合理。 2、由于大白菜葉球很脆嫩，在裝運(yùn)過程中，很難避免外力的碰撞、擠壓而出現(xiàn)傷口。出現(xiàn)機(jī)械損傷不但影響商品價(jià)值，而且易腐爛變質(zhì)。因此合理地設(shè)計(jì)收獲機(jī)的作業(yè)過程至關(guān)重要。 1.2 白菜收獲機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 白菜收獲機(jī)，在最初的產(chǎn)品，美國在20世紀(jì)50年代開發(fā)的。那么日本的發(fā)展，日本20世紀(jì)60年代-70年代的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，技術(shù)性能方面取得了很大的進(jìn)步。 80年代初期，會(huì)產(chǎn)生大量的執(zhí)行和白菜收獲的產(chǎn)品。對(duì)于方便面生產(chǎn)線，以支持主要用于中日品牌，代表使用。20世紀(jì)90年代，該模型采用大量粒子的循環(huán)，這將是一個(gè)多種相同的包裝機(jī)的推導(dǎo)。對(duì)高速自動(dòng)模塊化方向發(fā)展，創(chuàng)新機(jī)電一體化，是應(yīng)用自動(dòng)包裝粉末。 高速，節(jié)能，全自動(dòng)化，模塊化：白菜今天收割機(jī)已與一個(gè)非常人性化的海外發(fā)展。 展望主要從以下幾個(gè)點(diǎn)，在國內(nèi)外白菜收獲季節(jié)形勢(shì)的發(fā)展： （1）不斷擴(kuò)大其通用能力，以滿足多種屬性粉料的包裝，以滿足該粉末包裝的各種性能，不斷地?cái)U(kuò)大其通用性的能力。 （2）自動(dòng)由多個(gè)先前存儲(chǔ)的伺服電機(jī)控制程序的電腦控制系統(tǒng)的快速，分別與致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。 （3）調(diào)整參數(shù)和設(shè)置，用于進(jìn)行與操作參數(shù)相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)調(diào)整主操作構(gòu)件（袋供應(yīng)等，密封，以形成一個(gè)牽引力），以適應(yīng)不同類型和包裝，尺寸的大小它可以是一個(gè)范圍很廣。 （4）采用模塊化設(shè)計(jì)，飲食，牽引，密封件等主要部件的設(shè)計(jì)，以滿足相對(duì)獨(dú)立的橫向和縱向組合包裝機(jī)的組合，它可以自由配置組合你。 德國，美國，日本，意大利是世界大國的白菜收獲機(jī)。收獲機(jī)設(shè)計(jì)白菜，制造，工藝，性能的其他方面的領(lǐng)導(dǎo)者。德國白菜收獲，市場調(diào)研，根據(jù)市場分析，機(jī)械設(shè)計(jì)，目的是，特別是大型企業(yè)，是爭取客戶。：為了滿足客戶的要求，收割機(jī)械制造商和德國白菜設(shè)計(jì)部門，已經(jīng)采取了一些措施 （1）工藝流程自動(dòng)化程度越來越高，和靈活性，敏捷性設(shè)備。使用機(jī)器人來執(zhí)行復(fù)雜的動(dòng)作。在操作中，計(jì)算機(jī)指令，照相機(jī)在由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人監(jiān)視授權(quán)的信息，來完成，以確保包裝質(zhì)量的必要的操作。 （2）中，為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，滿足生產(chǎn)要求的最大值。飲料，啤酒灌裝機(jī)械和由一個(gè)高速，全自動(dòng)化，可靠性好，高德白菜收獲機(jī)械的塑料白菜已知收獲機(jī)。填充飲料，在12萬瓶/小時(shí)，然后加速到白菜收獲袋包裝機(jī)的速度，以900袋在向上/分鐘。 （3）做好收獲機(jī)及機(jī)械產(chǎn)品的白菜整合。包裝直接生產(chǎn)的要求后，眾多的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率。如德國生產(chǎn)的巧克力的制造和包裝設(shè)備的，由系統(tǒng)控制執(zhí)行。兩者一體化，關(guān)鍵是產(chǎn)能來解決彼此的良好匹配。 （4）以適應(yīng)產(chǎn)品的產(chǎn)量的變化，并具有良好的柔韌性和靈活性。在激烈的市場競爭中，產(chǎn)品的交換循環(huán)將會(huì)縮短。即使在本季度的變化變化，如在三年化妝品制造，生產(chǎn)大，因此，如果您需要白菜收獲機(jī)，具有良好的柔韌性，靈活使生活的白菜收獲機(jī)性，比產(chǎn)品的生命周期大得多，滿足經(jīng)濟(jì)要求。 （5）計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)的傳播。在新產(chǎn)品開發(fā)的步伐不斷加快，德國白菜量大面廣的收獲機(jī)械設(shè)計(jì)，以減少白菜收獲機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期，您可以使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。 白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，不僅沒有必要關(guān)注其能力和效率，我們將專注于經(jīng)濟(jì)。對(duì)于費(fèi)用的只有6％到8％，另一種是運(yùn)行成本，即所謂的完全機(jī)械上更重要的是本身成本設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，操作成本，而不是設(shè)備的折舊。 白菜機(jī)械行業(yè)的收獲，它開始于20世紀(jì)80年代末到20世紀(jì)70年代和90年代快速發(fā)展。機(jī)械工業(yè)，它生產(chǎn)的，還是品種，顯著的成績，以提供強(qiáng)有力的保證，你是否有中國包裝行業(yè)的快速發(fā)展，已成為10個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。目前，中國已成為白菜收割機(jī)工業(yè)生產(chǎn)世界作為耗電之一。 白菜收獲機(jī)作為產(chǎn)品并不意味著材料，這意味著不僅產(chǎn)品本身的產(chǎn)品形態(tài)，包括隱形的產(chǎn)品和延伸產(chǎn)品3層意思。泡沫產(chǎn)品是一個(gè)具體形式和食品機(jī)械本身的基本功能，隱身產(chǎn)品裝置也可以提供給本機(jī)，延伸產(chǎn)物的一個(gè)用戶的食物產(chǎn)品的實(shí)際用處，保證使用指導(dǎo)并指售后服務(wù)，食品機(jī)械的質(zhì)量。市場調(diào)研，概要設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)，S手冊(cè)和服務(wù)計(jì)劃，如：那么，設(shè)計(jì)應(yīng)包括食品機(jī)械。 白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)類別如下。測繪仿制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)開發(fā)，改進(jìn)設(shè)計(jì)，該系列的設(shè)計(jì)。啤酒灌裝生產(chǎn)線，并從48,60,90-120灌裝機(jī)例如1.6?40000瓶/小時(shí)的生產(chǎn)能力，填充屬于該系列的設(shè)計(jì)臺(tái)的閥數(shù)量。 高速運(yùn)轉(zhuǎn)的食品機(jī)械，尤其是先進(jìn)的機(jī)型，主要測繪，仿制海外類似的模式，請(qǐng)做一部分，國內(nèi)設(shè)計(jì)的串行設(shè)計(jì)。其主要原因是：（1）大部分的設(shè)計(jì)師，在這樣的高速運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)理論和方法等，也是動(dòng)態(tài)的條件下機(jī)構(gòu)的其他高速精密分析，其實(shí)白菜收獲發(fā)行先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，模擬不具有主站無法得到解決。（2）生產(chǎn)和學(xué)習(xí)，實(shí)際設(shè)計(jì)中，使用缺乏及時(shí)的技術(shù)人員培訓(xùn)，研究和充分的理論研究成果緊密及時(shí)的設(shè)計(jì)；（3）行業(yè)在整個(gè)宏觀調(diào)控心血不足，資源的優(yōu)勢(shì)，不能得到合理設(shè)置和調(diào)整。 在設(shè)計(jì)領(lǐng)域白菜豐收，技術(shù)是大多數(shù)設(shè)計(jì)師還是之前的設(shè)計(jì)如下。（1）根據(jù)本設(shè)計(jì)工作找到原型和相同的模式，（2）參照原型是開發(fā)性能指標(biāo)和技術(shù)的范圍；（3）設(shè)計(jì)的電路圖，傳輸系統(tǒng)的圖，重點(diǎn)份時(shí)，（4）設(shè)計(jì)（5）的設(shè)計(jì)和程序循環(huán)裝配圖的組件的視圖的動(dòng)作；（6）設(shè)計(jì)組件圖，裝配圖，組件圖。（7）主（8）控制藍(lán)圖，施工等，主要成分的強(qiáng)度，剛性檢查的一部分。 那么，國內(nèi)的一些高校和設(shè)計(jì)軟件，常用于食品機(jī)械機(jī)制的有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)使用，凸輪連桿機(jī)構(gòu)已開發(fā)的CAD/CAM軟件，但我還是能夠滿足的凸輪連桿機(jī)構(gòu)的企業(yè)能力獨(dú)立設(shè)計(jì)，其實(shí)是中國的白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并不廣泛。 新卷心菜收割機(jī)，在許多情況下，機(jī)械和電氣和氣動(dòng)設(shè)備。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和其他分離技術(shù)，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，充分利用信息化產(chǎn)品全面的最新成果，非常，非常的結(jié)構(gòu)大大簡化了整體提高了精度和工作速度的傳輸它是可以縮短鏈。一個(gè)重要的技術(shù)是使用同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的倍數(shù)。事實(shí)上，一些設(shè)計(jì)師這項(xiàng)技術(shù)的，不明白這個(gè)趨勢(shì)白菜收獲，它不是很難把握。前者，學(xué)習(xí)階段，因?yàn)樗悄７掳撞耸斋@的設(shè)計(jì)，現(xiàn)在，我們需要有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)感。 當(dāng)年產(chǎn)值已開始只是輕微7,8000元，近期的食品行業(yè)技術(shù)和機(jī)械在中國取得的成就，只有各種產(chǎn)品100余種，在70年代末啟動(dòng)每一年，這一點(diǎn)很重要一些，技術(shù)水平也有更多的低。在20世紀(jì)中期到80年代，20世紀(jì)中期，10年以上的時(shí)間，由1999年的白菜收獲底膠的快速發(fā)展，并獲得20％的年增長速度30％，多達(dá)40余種，1700超過種子品種，如這樣的液體塑料，2000年產(chǎn)值和技術(shù)水平的新水平30十億人民幣，又開始了大規(guī)模，自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜，高科技設(shè)備也開始出現(xiàn)，一套完整的很多白菜收獲機(jī)設(shè)備的灌裝機(jī)，就開始出口。 1.3 本課題研究的內(nèi)容及方法 1.3.1 主要的研究內(nèi)容 知識(shí)與現(xiàn)在白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)理論相關(guān)，在國內(nèi)外，考慮到白菜收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大量的信息和基于文檔的為了推廣使用某些功能和工作任務(wù)白菜收獲分析目的和所確定的生產(chǎn)過程中使用的大型的白菜收獲機(jī)的自動(dòng)化。 為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，研究論文是如下進(jìn)行： 1、根據(jù)現(xiàn)場操作要求和白菜收割機(jī)環(huán)境本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，白菜收獲，我們可以確定的整體設(shè)計(jì)。 2、卷心菜收割機(jī)，以確定模型的初步靜態(tài)分析的性能參數(shù)，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇電動(dòng)機(jī)。 3、從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā)，完成每個(gè)白菜收獲機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4、完成了強(qiáng)度和剛性檢查的主要部件。 1.3.2 設(shè)計(jì)要求 1、根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，提出白菜收獲機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案； 2、完成白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)； 3、通過相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成電機(jī)選型； 4、完成白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)造型；繪制白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)總裝配圖、主要零件圖。 5 第2章 總體方案的設(shè)計(jì)與確定 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 根據(jù)所學(xué)的知識(shí)的現(xiàn)有的簡單機(jī)械機(jī)械收獲裝置，設(shè)計(jì)白菜收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)完整簡單，收獲效率高壞損率低。 1、設(shè)計(jì)合適的白菜收獲機(jī)的裝置。 2、繪制二維裝配圖的零件圖。 3、利用Solidworks繪制三維圖。 2.2 設(shè)計(jì)方案 整機(jī)采用通過人推動(dòng)的方式前進(jìn)，這樣可以簡化機(jī)器結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。 圖2-1總體方案圖 白菜收獲機(jī)的產(chǎn)品零件問題，收獲之多，你需要考慮到轉(zhuǎn)換必須設(shè)計(jì)，如果可能有一定的通用性可能白菜。為了滿足這些要求，不同的形狀，以適應(yīng)元件的尺寸可以進(jìn)行模塊結(jié)構(gòu)擴(kuò)大使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，各種部件和配件的快速交換。 切割部分采用的是電機(jī)帶動(dòng)帶傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體見后面章節(jié)截圖： 圖2-2 切割部分傳動(dòng)簡圖 36 第3章 主要零部件的選擇、設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 電機(jī)的選型 參考市場上同類產(chǎn)品，考慮到本機(jī)器體積小，功率消耗不大。只是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 用于一般場合和無特殊要求 12V36AH的電瓶 帶動(dòng)12V100W的電機(jī) 采用蓄電池裝置，方便攜帶。 3.2 刀及刀盤的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)刀的參數(shù)如下： 刀采用彎曲型，半徑140mm，刀厚2.5mm，刀寬20mm，材料為65Mn,調(diào)質(zhì)處理，刃口淬火，硬度為HRC62-65。 圖3-1　刀盤 65MN鋼的強(qiáng)度，硬度，彈性和淬透性的前65鋼，具有過熱敏感性和回火脆性傾向，水淬有一種傾向開裂?？杉庸ば酝嘶鹂赡苓€是冷變形塑性低，焊接性差。因此，刀片左均勻這里安排了3螺紋孔，因?yàn)闆]有與螺栓切割的連接選擇直接焊接到葉片上的葉片。 因?yàn)檠b固定切刀通過鍵的方式，這取決于連接部為20mm的直徑，指的是平鍵BH=6毫米6毫米（GB1096-79），平鍵長度為12毫米手動(dòng)部，鍵槽與鍵槽銑削14毫米長度，以便確保小齒輪和具有良好的軸，與小齒輪和軸被選擇為最H7/N6，于是，如此選擇的盤環(huán)40毫米直徑的外徑為10毫米的內(nèi)徑，厚度的輪轂6毫米的轂的長度為16毫米的孔，通過平鍵和套軸夾緊，切割在軸的軸端環(huán)，確保只在軸環(huán)磁盤無壓力緊靠軸，軸環(huán)用螺釘和六角螺母的端面和切割固定軸的軸線有一個(gè)螺母，不僅用于軸的軸承上，葉片和其它部件軸向鎖定位置同時(shí)也保護(hù)軸螺紋，防止?jié)駳膺M(jìn)入其中。 3.3 同步帶的概述及計(jì)算 3.3.1 同步帶介紹 同步帶是的皮帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合開發(fā)了一種新的塑料帶。它由一個(gè)工作表面和齒輪嚙合的帶在鑄驅(qū)動(dòng)齒形食道，這是高拉伸強(qiáng)度，低伸長率纖維材料或金屬材料的強(qiáng)層，使得在傳輸過程中的頻帶，一天的長度保持不變，皮帶和皮帶輪傳動(dòng)的過程之間幻燈片，離開大殿，從動(dòng)車輪打滑是一步驅(qū)動(dòng)器之間沒有什么區(qū)別。 皮帶傳動(dòng)（見圖3-2），功率軸的準(zhǔn)確率小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨，良好的抗老化性能，整體溫度-20℃-80℃，V<165/S，P<300千瓦，I<10，用于同步傳輸?shù)囊?，也可以為低齒輪。 圖3-2同步帶傳動(dòng) 通過環(huán)形皮帶齒間距帶的內(nèi)周面上的帶驅(qū)動(dòng)器，并與相應(yīng)的輪子形成。它結(jié)合了皮帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和??齒輪驅(qū)動(dòng)自己的優(yōu)勢(shì)。旋轉(zhuǎn)和肺泡齒輪嚙合，以提供電力。皮帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，牽引比不變，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸收振動(dòng)，噪聲，傳動(dòng)比范圍大，一般可達(dá)01:10。允許高達(dá)50M/S，從幾瓦的功率傳輸?shù)綆装偾呔€速度。傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)98％以上，體積小巧，適合多軸傳動(dòng)，不需潤滑，無污染，因此可以允許工作沒有污染和惡劣的工作環(huán)境，更多的地方低。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種紡織，機(jī)床，煙草，通訊電纜，輕工，化工，冶金，儀器儀表，食品，礦山，石油，汽車和機(jī)械傳動(dòng)等行業(yè)。皮帶使用時(shí)，只需推動(dòng)轉(zhuǎn)變觀念皮帶傳動(dòng)摩擦，擴(kuò)大皮帶傳動(dòng)的范圍內(nèi)，這使得它與研究的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的對(duì)象的新方式傳動(dòng)帶，開辟了皮帶傳動(dòng)的發(fā)展。 3.3.2 同步帶的特點(diǎn) （1），精確的傳送沒有滑動(dòng)動(dòng)作，具有恒定的傳動(dòng)比; （2），傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖，減震能力，噪音低; （3），傳動(dòng)效率高，和0.98，節(jié)能效果明顯; （4）維護(hù)方便，不需潤滑，維修率低; （5），比例范圍，通常高達(dá)10個(gè)，生產(chǎn)線速度高達(dá)50米/秒，與大范圍的發(fā)送功率的，高達(dá)幾瓦到幾百千瓦; （6），可用于長距離傳輸，可達(dá)10m或更多的中心的距離。 3.3.3 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式 在帶驅(qū)動(dòng)器常見的故障模式被概括如下： （1）骨折的表演失敗繩帶 在操作過程中脊髓損傷斷裂背帶是一種常見的故障模式。故障是在功率傳輸，在過大的張力的載體繩索的過程中的條帶，使主機(jī)拉動(dòng)繩子。還主動(dòng)漁輪直徑當(dāng)選過小，受攜帶繩索彎曲進(jìn)出發(fā)呆更經(jīng)常的疲勞應(yīng)力，而且會(huì)產(chǎn)生彎曲疲勞斷裂（見圖3-3）。 圖3-3同步帶承載繩斷裂損壞 （2）爬上帶齒和齒跳 基于齒形帶爬升和跳躍現(xiàn)象牙齒分析，一個(gè)陽臺(tái)和登山齒幾何學(xué)和力學(xué)是由于兩個(gè)因素造成的。因此，為避免跳躍和攀爬的牙齒，使用以下步驟： 1、操作控制傳遞環(huán)形帶，小于或等于所述輪胎模型的承諾是由圓周力來確定。 2、如圖2所示，皮帶和皮帶輪之間的控制音調(diào)差，它是間距誤差的允許范圍內(nèi)。 3、偏置電壓的與正確安裝開口的增加。所以容易打滑的鋸齒狀牙齒插槽。 4、提高了帶的基材的硬度，從而使帶的彈性變形可減小齒跳現(xiàn)象。 （3）帶齒的剪切 定時(shí)與牙齒接合動(dòng)力傳遞過程中，剪切力和壓縮應(yīng)力鋸齒狀表面裂紋裂紋此逐漸擴(kuò)大到齒的根部和沿著支承表面延伸構(gòu)件，并且直到整個(gè)帶基質(zhì)脫離，這是切斷齒形皮帶（見圖3-4）。由此齒形粗切原因如下： 1、如圖1所示，皮帶和皮帶輪需要較大的音程差，從而使齒輪不能完全穿透肺泡，從而不完全耦合狀態(tài)，從而帶齒太沉重一個(gè)較小的接觸面積，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中，并因此對(duì)于輪胎齒剪切破壞。 2、在牙齒周圍的區(qū)域齒的皮帶和皮帶輪數(shù)太小，嚙合齒暴露在過度的負(fù)荷，并產(chǎn)生剪切力。 3、帶強(qiáng)度差異的基礎(chǔ)材料。 降低帶齒切割，必須嚴(yán)格控制皮帶和皮帶輪之間的間距誤差，鋸齒的齒可以正確接合，其次，我們需要使牙齒的該區(qū)域的數(shù)目的皮帶和皮帶輪齒6，并選擇具有材料高強(qiáng)度并沒有減少硬擠出作為基材膠帶。 圖3-4帶齒的剪切破壞 (4)、帶齒的磨損 穿帶齒（見圖3-5）由齒面和頂帶齒的損失，由于角輪廓和齒的下部。導(dǎo)致過度磨損是緊張的牙齒和齒嚙合鑫之間的干擾。應(yīng)力在安裝帶時(shí)也應(yīng)減少在牙齒上，合理調(diào)整的磨損，隨著齒輪齒設(shè)計(jì)，使用較大的切口尖端半徑，以減小嚙合齒和擠壓刮削器，還帶材料的耐久性絕提高。 圖3-5帶齒磨損 (5)、同步帶帶背的龜裂(圖3-6) 帶在一段時(shí)間的操作，有時(shí)與烘烤產(chǎn)生龜裂的現(xiàn)象，這使得皮帶斷裂。同步帶回生產(chǎn)破解原因： 1、引起基材老化； 2、用于下一較低溫度，支撐帶基體的裂縫的長期工作。 圖3-6同步帶帶背龜裂 一種方法是，以防止裂縫是與材料的基體材料，冷，耐熱性和耐老化性能表示的材料，除提高到工作頻帶在低溫和高溫下要避免。 3.3.4 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 據(jù)同步帶失效模式分析，我們可以看到作為一個(gè)皮帶和皮帶輪材料具有高機(jī)械性能，生產(chǎn)和合理的，與車輪的大小，安裝和調(diào)試，嚴(yán)格控制是否正確，很多故障模式將被避免。因此，一般情況下，在未來三年的正時(shí)皮帶傳動(dòng)的主要故障狀態(tài); （1）中減去賬面繩帶疲勞; （2皮帶打滑，跳齒; （3）同步帶磨損牙齒。 因此，皮帶傳動(dòng)帶的情況下滑動(dòng)懷高抗拉強(qiáng)度，希望確保電纜未減去。此外，在灰塵，雜質(zhì)工作來處理牙齒磨損計(jì)算。 3.3.5 同步帶分類 梯形皮帶齒和齒弧齒分成兩類，有三個(gè)圓弧齒系列：圓弧齒（H系列又稱HTD帶），扁平圓弧齒（S系列，也稱為STPD帶），和拋物線形凹頂齒（R系列）。 梯形帶梯形齒同步帶分單面和雙面齒齒兩種，所謂的單面和雙面膠帶。雙面膠帶和壓力在齒（代碼DA）的對(duì)稱布置并交錯(cuò)齒（代碼DB。 梯形齒帶兩種尺寸系統(tǒng)：變槳系統(tǒng)和模塊化系統(tǒng)。中國利用變槳系統(tǒng)，并制定了相應(yīng)的皮帶傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T36111?11362-1989和GB/T11616-1989ISO5296。 圓弧齒形同步帶拱形齒同步帶，除了弧形齒，結(jié)構(gòu)和梯形齒同步帶基本相同，與螺距先前，其齒的高度，厚度和齒根圓角半徑比梯形齒大。負(fù)荷下齒后，將應(yīng)力分布是良好的，柔軟的齒根應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力。因此，可以再到在嚙合齒出現(xiàn)圓弧齒同步帶功率梯形齒同步帶傳輸和中斷。 圓弧齒同步帶耐磨損，低噪音運(yùn)行，無需潤滑，織物能在惡劣的環(huán)境下使用。它已被用于在食品工業(yè)，汽車，紡織，制藥，印刷紙的大型。 3.4 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 3.4.1 同步帶計(jì)算選型 設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類型和每天連續(xù)工作的時(shí)間長短等因素共同確定的，表達(dá)式如下： 式中 ——需要傳遞的名義功率 ——工作情況系數(shù)，按表3-1工作情況系數(shù)選取=1.7； 表3-1工作情況系數(shù) 1） 確定帶的型號(hào)和節(jié)距 可根據(jù)同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd'和小帶鋸轉(zhuǎn)速n1，由同步帶選型圖中來確定所需采用的帶的型號(hào)和節(jié)距。 其中Pd=0.63kw，n1=56rpm。查表3-22 表3-2同步帶的型號(hào)和節(jié)距 選同步帶的型號(hào)為H：，節(jié)距為：Pb=8.00mm 2、 選擇小帶鋸齒數(shù)z1，z2 可根據(jù)同步帶的最小許用齒數(shù)確定。查表3-3-3得。 查得小帶鋸最小齒數(shù)14。 實(shí)際齒數(shù)應(yīng)該大于這個(gè)數(shù)據(jù) 初步取值z(mì)1=34故大帶鋸齒數(shù)為：z2=i×z1=1×z1=34。 故z1=34，z2=34。 ① 確定帶鋸的節(jié)圓直徑d1，d2 小帶鋸節(jié)圓直徑d1=Pbz1/π=8.00×34/3.14≈86.53mm 大帶鋸節(jié)圓直徑d2=Pbz2/π=8.00×34/3.14≈86.53mm ② 驗(yàn)證帶速v 由公式v=πd1n1/60000計(jì)算得， s﹤vmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4查得。 a) 確定帶長和中心矩 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得 所以有： 現(xiàn)在選取軸間間距為取224mm 10、同步帶帶長及其齒數(shù)確定 =() = =719.7mm 11、帶鋸嚙合齒數(shù)計(jì)算 有在本次設(shè)計(jì)中傳動(dòng)比為1，所以嚙合齒數(shù)為帶鋸齒數(shù)的一半，即=17。 12、基本額定功率的計(jì)算 查基準(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量表3-3可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步帶的基準(zhǔn)額定功率為 ==0.21KW 表3-3基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量 13、計(jì)算作用在軸上力 ==71.6N 3.4.2 同步帶的設(shè)計(jì) 在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表3-4。帶的圖形如圖3-7。 表3-4同步帶尺寸 型號(hào) 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑 H 8 40。 6.12 4.3 1.02 1.02 圖3-7同步帶 3.5 切割主軸的設(shè)計(jì) 3.5.1 確定切割主軸最小直徑 （1）先按課本式（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)課本，取，于是得 ＝112×10.23 根據(jù)切削切肉設(shè)備主軸的設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，前面章節(jié)已經(jīng)做了說明，在此不具體說明，擬定軸的結(jié)構(gòu)如下圖， 圖3-8切削主軸的結(jié)構(gòu)圖 軸的受力情況如下圖： 圖3-9切削主軸的受力圖 3.5.2 求軸上的載荷 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面Ｃ是軸的危險(xiǎn)截面。計(jì)算步驟如下： ＝＝＝4966.34N ＝＝＝3960.59N ＝＝＝2676.96N ＝＝3356.64-2676.96＝679.68N ＝＝4966.34×57.1＝283578.014 ＝＝2676.96×57.1＝152854.416 ＝＝679.68×71.6＝48665.09 ＝＝＝322150.53 ＝＝＝287723.45 表3-5軸設(shè)計(jì)受力參數(shù) 載荷 Z軸面H 垂直面V 支反力 ＝4966.34N，＝3960.59N ＝2676.96N，＝679.68N 彎矩M ＝283578.014 ＝152854.416 ＝48665.09 總彎矩 ＝322150.53,＝287723.45 扭矩T 1410990 3.5.3 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)課本式(15-5)及表7.2中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，?。?.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ＝＝MPa＝12.4MPa 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查課本表15-1得[]＝60MP。因此〈[]，故此軸安全。 3.5.4 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A,Ⅱ,Ⅲ,B均無需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅳ和Ⅴ處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近，但是截面Ⅴ不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但是應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大,故截面C也不必校核，截面Ⅵ和Ⅶ顯然更不必要校核。由課本第3章的附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而，該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)即可。 （2）截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù)W＝0.1＝0.1＝61412.5 抗扭截面系數(shù)＝0.2＝0.2＝122825 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 ＝90834.04 截面Ⅳ上的扭矩為＝1410990 截面上的彎曲應(yīng)力＝1.48MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力＝11.49MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由課本表15-1查得 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按課本附表3-2查取。因， 經(jīng)插值后查得＝1.9，＝1.29 又由課本附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為，＝0.88 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式(課本附表3-4）為 ＝1.756 由課本附圖3-2的尺寸系數(shù)；由課本附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由課本附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按課本式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 又由課本及3-2得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按課本式（15-6）(15-8)則得 S＝＝＝65.66 S＝＝＝16.92 ＝＝＝16.38≥S＝1.5 故可知其安全。 (1) 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎截面系數(shù)W＝0.1＝0.1＝72900 抗扭截面系數(shù)＝0.2＝0.2＝145800 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 ＝90834.04 截面Ⅳ上的扭矩為＝1410990 截面上的彎曲應(yīng)力＝1.25MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力＝9.68MPa 過盈配合處的，由課本附表3-8用插值法求出，并?。?.8，于是得＝3.24＝0.8×3.24＝2.59 軸按磨削加工，由課本附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按課本式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 ＝3.33 ＝2.68 又由課本及3-2得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按課本式（15-6）(15-8)則得 S＝＝＝66.07 S＝＝＝16.92 ＝＝＝11.73≥S＝1.5 故該軸的截面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本軸因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即告結(jié)束。 第4章 切割主軸傳動(dòng)軸部分及其設(shè)計(jì)計(jì)算 切割主軸的傳動(dòng)軸部分是白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵部分，這是由于切割部主軸在實(shí)際的加工中生產(chǎn)中，其效率高低和性能優(yōu)劣在很大程度上都是由切割部主軸的傳動(dòng)軸部分影響和決定的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，切割主軸傳動(dòng)軸作為切割主軸機(jī)構(gòu)的重要部分，其主要作用就是通過傳遞載荷和力矩，從而帶動(dòng)切割主軸上的砂輪進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)，來對(duì)工件進(jìn)行磨削加工。 切割主軸傳動(dòng)軸和日常中的普通軸之間，既有共同之處，即都是作為載荷的傳動(dòng)裝置，都要在一定的環(huán)境下才能穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)其也有自己的特別之處，如其能不依靠其他裝置，自己就可以在比較大的載荷作用下工作，同時(shí)其還要帶動(dòng)砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)來進(jìn)行對(duì)工件的磨削加工，所以在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工中，我們需要考慮更多的相關(guān)參數(shù)和技術(shù)要求。 4.1 切割主軸傳動(dòng)軸所需標(biāo)準(zhǔn) 圖4-1主軸部件應(yīng)滿足的基本要求 4.1.1 切割主軸的剛度 切割主軸傳動(dòng)軸的剛度是指在其受到外部施加的力或者力矩作用時(shí)，其由于內(nèi)部作用力而排斥抗衡其形狀發(fā)生變化的一項(xiàng)固有屬性。其具體原理圖如下所示： 圖4-2磨頭主軸組件靜剛度 具體公式為： (N/m)（3.1） 在實(shí)際的方案規(guī)劃時(shí)，我們應(yīng)該從全局出發(fā)，全面考慮各方面可能對(duì)其造成影響之處，以求其能獲得更高的剛度屬性。 4.1.2 切割主軸的耐磨性 概念：指其在長時(shí)間周期的工作運(yùn)轉(zhuǎn)中能夠保證其內(nèi)部精度等級(jí)仍不變的能力。因此，在實(shí)際選配件時(shí)，應(yīng)選取一些具有比較大的硬度的配件，同時(shí)，也應(yīng)努力采取一些比如潤滑等相關(guān)措施，從而使得其使用周期延長。 4.1.3 切割主軸的旋轉(zhuǎn)精度 概念：指當(dāng)切割主軸主軸在人工操作下，或者是在沒有工作件時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，或者是在運(yùn)轉(zhuǎn)速度很小時(shí)，此時(shí)切割主軸傳動(dòng)軸的前面以及軸徑向的，以及的大小，其原理圖如下圖所示： 圖4-3磨頭主軸的旋轉(zhuǎn)誤差 4.1.4 切割主軸的抗震能力 概念：指其排斥受外載荷作用和自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的不穩(wěn)定震蕩，仍能維持恒定工作節(jié)奏的本領(lǐng)。由于科技及機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展，切割主軸機(jī)構(gòu)對(duì)其的要求也會(huì)不斷增加。 4.1.5 切割主軸的熱變形 概念：指當(dāng)其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于進(jìn)行不同的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致各部分部件間發(fā)生相互作用，而導(dǎo)致自身溫度變高，以致其結(jié)構(gòu)外貌導(dǎo)致變化。 在實(shí)際的設(shè)計(jì)和加工中，應(yīng)努力采取一些措施來避免此種情況的發(fā)生，從而使得切割部主軸機(jī)構(gòu)能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作運(yùn)行，加工出符合要求的零件產(chǎn)品。 4.2 切割主軸傳動(dòng)軸部分的分布 在我們實(shí)際對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸部分的設(shè)計(jì)過程中，一定要充分考慮到前面提到的幾點(diǎn)，再根據(jù)實(shí)際情況，具體設(shè)計(jì)切割主軸傳動(dòng)軸的分布。 切割部主軸的主軸裝置有兩種不同的安裝設(shè)計(jì)形式，一種是用左右分布受力，另外一種是除了前面已有的，再加一個(gè)中間的受力點(diǎn)，而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還是選擇第一種的比較大眾化。 在本次的設(shè)計(jì)中，我所選擇的也是第一種的形式。而在具體的切割主軸傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)過程中，需要滿足如下一些條件： （1）能夠符合切割主軸傳動(dòng)軸內(nèi)部構(gòu)造的匹配 如果必須使得切割主軸的內(nèi)部構(gòu)造比較簡潔，而同時(shí)需要其在功用方面具有承受比較大的力作用時(shí)，我們可以采取在其受力點(diǎn)處安裝多個(gè)受力配件的方式。 而如果是切割主軸裝置的內(nèi)部配件之間距離較小的時(shí)候，因?yàn)槭艿狡浔旧順?gòu)造的影響，我們可以采取讓其內(nèi)部的軸承分布在不同之處。 （2）能夠符合其加工質(zhì)量的需要 在進(jìn)行加工安裝時(shí)，采取不同的安裝方式，可能會(huì)對(duì)最后切割主軸機(jī)構(gòu)的加工質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此在進(jìn)行安裝各部件時(shí)，一定要先仔細(xì)構(gòu)思好，選擇一個(gè)合理的，能夠滿足加工質(zhì)量要求的安裝方式。 （3）能夠在較大負(fù)荷作用下工作 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)其裝置所要承受的負(fù)荷大小來決定其具體選用什么樣的配件。而對(duì)于在切割主軸裝置中的關(guān)鍵部件軸承來說，其選用不同的型號(hào)以及數(shù)目，會(huì)對(duì)整個(gè)裝置的整體受力性能產(chǎn)生很大的影響。 表4-1 不同型號(hào)軸承的對(duì)比 基本要求 滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 動(dòng)壓軸承 靜壓軸承 剛度 只和型號(hào)有關(guān)，預(yù)緊后可提高一些 隨轉(zhuǎn)速和載荷升高二增大 與節(jié)流形式有關(guān)，與載荷轉(zhuǎn)速無關(guān) 旋轉(zhuǎn)精度 精度一般或較差 單油楔軸承一般，多油楔較高 可很高 承載能力 一般為恒定值 隨轉(zhuǎn)速增加而增加，高速時(shí)受溫升限制 與油槍相應(yīng)壓差有關(guān) 抗振能力 不好 較好 很好 速度性能 中低速較好 中高速較好 適應(yīng)于各種轉(zhuǎn)速 摩擦功耗 一般較小 較小 本身較小 壽命 受疲勞強(qiáng)度限制 在不頻繁啟動(dòng)時(shí)，較大 自身無限，但供油系統(tǒng)壽命有限 噪聲 較大 無噪聲 本身沒有，泵有噪聲 （4）能夠符合利益最大化的需要 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，除了要考慮一些技術(shù)性的參數(shù)外，同時(shí)還有一個(gè)很重要的考慮點(diǎn)，那就是利益最大化。在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案中，在能夠滿足其使用功用的同時(shí)，應(yīng)選取其成本比較低的，從而實(shí)現(xiàn)其節(jié)約性的要求。 4.3 切割主軸傳動(dòng)軸形狀的選擇 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要確定切割主軸傳動(dòng)軸的具體形狀，需要考慮的因素有很多，比如其上所選擇的密封設(shè)備，軸承等部件的型號(hào)，大小，多少等等，另外其工作方式，組合類型等也都要考慮在內(nèi)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)做成階梯狀的形式。這里我所選擇的也同樣是把切割主軸裝置的傳動(dòng)軸做成階梯軸，從而達(dá)到拆裝容易目的。 4.4 切割主軸傳動(dòng)軸的熱處理 我們知道，金屬剛的彈性模量是一個(gè)固定值，其與具體的剛是什么類型基本沒關(guān)系。而剛的材料卻在很大程度上由其決定著，所以從實(shí)際情況出發(fā)，在進(jìn)行選材時(shí)，比較低價(jià)的45剛應(yīng)成為我們的第一之選，同時(shí)為了使其具有更高的使用性能，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的熱處理工藝。 表4-2使用滾動(dòng)軸承的45鋼主軸熱處理等參數(shù) 工作條件 使用機(jī)床 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 常用 代用 輕中負(fù)載 車，鉆，銑，磨床主軸 45 50 調(diào)質(zhì) HB220-250 輕中負(fù)載局部要 求高硬度 磨床的砂輪軸 45 50 高頻淬火 HRC52-58 輕中負(fù)載PV≤40（N·m/cm·s） 車，鉆，銑， 磨床的主軸 45 50 淬火回火 高頻淬火 HRC42-50 HRC52-58 4.5 切割主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 在實(shí)際過程中，必須對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸作出一些具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。切割主軸傳動(dòng)軸的表面質(zhì)量對(duì)傳動(dòng)軸上各部分配件的運(yùn)轉(zhuǎn)精度等級(jí)作用甚大。傳動(dòng)軸與上面的各部分配件相接觸點(diǎn)的表面質(zhì)量越好，那么相互作用之后的形變量也就越低，所以其加工質(zhì)量性能也就越好。所以在設(shè)計(jì)中，必須要保證切割主軸傳動(dòng)軸具有能夠滿足加工質(zhì)量要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 4.6 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的挑選 經(jīng)過以上對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸以及其配件的相關(guān)分析論證，經(jīng)過翻閱相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)資料，我們即可確定此處可采用的軸承型號(hào)是36206，也就是角接觸球軸承，其接觸角是15度，但這代號(hào)是其以前的名稱，現(xiàn)在它的代號(hào)為7206C，其具體參數(shù)結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖4-4軸承圖 圖4-5軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸 4.7 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的校對(duì)計(jì)算 我們?cè)趯?shí)際中挑選軸承時(shí)，要考慮的因素很多。不但要選取大小合適的，還要能夠滿足其加載在裝置中能夠滿足加工質(zhì)量的要求。其選擇的正確，則可以使整個(gè)裝置的性能得到優(yōu)化，而如果挑選的不合適，那就回影響其本身使用期限甚至整個(gè)機(jī)構(gòu)的使用性。所以我們?cè)谔暨x時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際情況，具體問題具體分析，根據(jù)其工作環(huán)境，要滿足的加工質(zhì)量要求，拆裝方便，以及現(xiàn)有機(jī)器的實(shí)際情況等，來挑選出最佳的型號(hào)。 同時(shí)，為了確保軸承能夠在工作運(yùn)行時(shí)安全穩(wěn)定持續(xù)，我們還要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校對(duì)計(jì)算。此處，因?yàn)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際轉(zhuǎn)速比較大，所以我們可以根據(jù)計(jì)算基本額定動(dòng)載荷在挑選及校核其能不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橐话闶窃诤侠淼臓顟B(tài)下工作的，所以我們可以選擇其標(biāo)準(zhǔn)使用期限為500小時(shí)。其計(jì)算過程如下： （3.2） 上式中， fd——沖擊載荷因數(shù)：1.5； fn——速度因數(shù)：0.822； P——當(dāng)量動(dòng)載荷，N； C——基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N； fT——溫度因數(shù)：1； fm——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時(shí)取1.5，較大時(shí)取2； CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷，N； fh——壽命因數(shù)：1； 經(jīng)過翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)資料求出，fd=1.5；fm=1.5；；fT=1；fh=1；fn=0.822； 在這里的切割部主軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們可以假設(shè)其軸承只受到徑向的負(fù)荷，則其當(dāng)量動(dòng)載荷就是：（3.3） 經(jīng)翻閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》書，求出：X=1，且Y=0； 所以，N。由以上可得： 經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算論證，這里我們應(yīng)采用的型號(hào)是7206C，其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是：小徑d=25mm，外圓直徑D=62mm，其kN，而kN，其最大轉(zhuǎn)速是一萬轉(zhuǎn)每分鐘。 同時(shí)驗(yàn)算它的額定的靜載荷。其額定靜載荷的驗(yàn)算方法是： （3.4） 其中：Co——基本額定靜載荷計(jì)算值， N；Po——當(dāng)量靜載荷，N； So——安全因數(shù)； Cor——軸承尺寸及性能表中的靜載荷，N； 取So=1.2； 綜上所述，這里我所采用的軸承能夠滿足使用要求。 4.8 切割主軸傳動(dòng)軸外部伸長量 在實(shí)際的設(shè)計(jì)切割主軸傳動(dòng)軸中，需要使得其在套筒內(nèi)的前端受力點(diǎn)外有一部分的伸長量，從而將帶輪安裝在上面實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，而這伸長量的大小，對(duì)其意義非同尋常。通常是其值越小越好。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在能滿足要求的情況下，我們務(wù)必優(yōu)先選用較小的伸長量。 經(jīng)過翻閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得在切割部主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)中，其伸長量與傳動(dòng)軸軸頸處的直徑比值在1.25到2.5之間，所以其伸長量的范圍就是在37.5mm到75mm之間。這里我所采用的數(shù)值是45mm。 4.9 切割主軸傳動(dòng)軸的校核 通過實(shí)際觀察我們發(fā)現(xiàn)，切割主軸傳動(dòng)軸在整個(gè)切割主軸裝置的實(shí)際運(yùn)行中起主要主要作用。因?yàn)樵跈C(jī)器的正常運(yùn)行中，傳動(dòng)軸承受很大的負(fù)荷，但是其可以接受的形變量卻非常小，所以在設(shè)計(jì)及校核切割主軸傳動(dòng)軸時(shí)，主要就是檢驗(yàn)其剛度值是否在要求范圍之內(nèi)。 而對(duì)于切割主軸傳動(dòng)軸的具體剛度值大小，我們不好直接進(jìn)行測量計(jì)算。但是根據(jù)其定義我們可知道，如果我們能夠求出其撓度和傾角，那么也就能夠得出其剛度的情況。 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 如果傳動(dòng)軸上是兩個(gè)受力承受點(diǎn)的，并且其前端部分分布多個(gè)受力軸承，那么這種形式我們可將其轉(zhuǎn)換成一頭固定，一頭受力的形式，轉(zhuǎn)換圖如下所示： 圖4-6磨頭傳動(dòng)軸簡化為固定端梁 而如果每個(gè)受力作用點(diǎn)處的受力軸承只是一個(gè)單列或者是雙列的結(jié)構(gòu)，那么我們可以把其轉(zhuǎn)換成簡支梁的形式，其示意圖為以下形式： 圖4-7磨頭傳動(dòng)軸組件簡化為簡支梁 根據(jù)以上的分析，結(jié)合我自己實(shí)際的設(shè)計(jì)方案，可知其原理與上圖4-6相同。 4.9.2 切割主軸傳動(dòng)軸的撓度 根據(jù)翻閱我們所學(xué)的材料力學(xué)的教材，可進(jìn)行更詳細(xì)的探究，結(jié)果見下圖： 圖4-8固定端梁在載荷作用下的變形 根據(jù)此原理，那么其極限值(3.5) 這里，D=35mm，通過計(jì)算得出， 4.9.3 切割主軸傳動(dòng)軸的傾角 由上圖的分析可知其極限值為：(3.7) 經(jīng)翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)手冊(cè)，查得在滿足條件： mm,且rad時(shí)，其剛度能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn) 這里的以及，就是其撓度及傾角的極限值。 把上面求得的以及代進(jìn)上面的關(guān)系式中進(jìn)行對(duì)比，可知其值均在范圍之內(nèi)，所以這里設(shè)計(jì)的切割主軸傳動(dòng)軸是符合要求的。 4.10 切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 通過前面的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核運(yùn)算，最終設(shè)計(jì)出的切割主軸傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-9切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 4.11 切割主軸機(jī)構(gòu)其它部件 4.11.1 調(diào)整墊圈 在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，切割主軸傳動(dòng)軸上的軸承要進(jìn)行軸向固定，而調(diào)整墊圈就可以起到這個(gè)作用。在本設(shè)計(jì)中，調(diào)整墊圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖所示： 圖4-10調(diào)整墊圈 4.11.2 圓螺母 在本設(shè)計(jì)中，為了固定砂輪及砂輪夾套，使其能夠穩(wěn)定工作，需要使用圓螺母對(duì)其進(jìn)行固定。如下所示： 圖4-11圓螺母 結(jié)論 論文終于完成了，完成這篇論文的過程實(shí)際上就是對(duì)我大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次溫習(xí)。在完成論文的這段時(shí)間里面，有很多知識(shí)點(diǎn)是書本上沒有的，我要在課外資料里面進(jìn)行尋找，這樣一來，擴(kuò)展了我的知識(shí)面，針對(duì)論文里面研究的白菜收獲機(jī)，讓我進(jìn)一步有所了解。在對(duì)白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候，具體是怎么樣的一個(gè)流程現(xiàn)在我也有所了解了。這篇論文也是我將理論知識(shí)與實(shí)踐很好結(jié)合的一次體驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致可以歸納為： 1、對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、公差配合、AUTOcad、Word等辦公軟件有更深的了解和更熟練的掌握。 2、對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步了解。掌握了零部件設(shè)計(jì)的步驟和方法。 3、通過查閱資料，我學(xué)會(huì)了如何利用工具書上的公式，對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的校核。 4、因本次設(shè)計(jì)所有的資料都來源于圖書館和累積下來的手稿。來自網(wǎng)絡(luò)粗糙的的知識(shí)，可直接利用的卻不夠詳盡，不夠本原。 5、沒有通過分析軟件對(duì)本結(jié)構(gòu)進(jìn)行干涉、變形及穩(wěn)定性的分析，這也是本次設(shè)計(jì)的不足之處。我將通過在今后的工作中來彌補(bǔ)這一不足，使得設(shè)計(jì)更加完美。 本次設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)完成，但我的課題研究仍沒結(jié)束，希望在將來的學(xué)習(xí)與工作中為機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)的理學(xué)與美學(xué)的融合出出一份力。 致謝 在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)我，在論文的寫作和措辭等方面他也總會(huì)以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我，從選題、定題開始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤色，指導(dǎo)老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是老師的無私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的說明書才能夠得以順利完成。 還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對(duì)他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年 [2] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006：58―105. 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