米粉切割機(jī)傳動(dòng)及切割部分設(shè)計(jì)
米粉切割機(jī)傳動(dòng)及切割部分設(shè)計(jì),米粉切割機(jī)傳動(dòng)及切割部分設(shè)計(jì),米粉,切割機(jī),傳動(dòng),切割,部分,部份,設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文題目
學(xué)校代碼：10410
序 號(hào)：050362
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題目： 米粉切割機(jī)傳動(dòng)及切割部分設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
二OO九年 五 月
18
米粉切割機(jī)
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是米粉切割機(jī)的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)思路是：利用切刀與米粉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助于切刀的剪切或切削作用把米粉切斷。米粉的切斷對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量影響不大，但對(duì)于干粉頭量的增減關(guān)系極大，驅(qū)動(dòng)裝置采用三相異步電動(dòng)機(jī)，其傳動(dòng)方案為：電動(dòng)機(jī)—皮帶輪—主軸—刀片，設(shè)計(jì)過程中主要是對(duì)V帶計(jì)算，刀片的分析，電動(dòng)機(jī)、V帶、主軸、軸承的選擇。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐之后的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過本次設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)專業(yè)課程的理論加以綜合并增加生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，經(jīng)過連續(xù)冷彎成型機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高個(gè)人獨(dú)立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充了機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程內(nèi)容，掌握其設(shè)計(jì)的方法和步驟。在設(shè)計(jì)中查閱了大量的機(jī)械書籍，在此過程中鍛煉并提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)；熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在設(shè)計(jì)中加以貫徹，對(duì)今后的工作與學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
關(guān)鍵詞：切割 刀片 傳動(dòng)
cutting-off machine of rice noodles
Abstract: The graduation project is the subject for cutting-off machine of rice noodles ,the main designing idea :Make use of the relative motion of cutter and rice noodles ,by means of shearing or cutting action ,make rice noodles cut-off.Driven installations in three-phase asynchronous motor, its drive for the programme: Motor-pulleys-shaft-circular saw blade. The design process of V-belt calculations, analyze circular saw blade ,choose motor ,V-belt, shaft, bearing.
The design is a professional graduate course after the study of theory and practice of teaching, it is the last part of this through the design of the theory of professional courses to be comprehensive and practical knowledge to increase production, after continuous cold-formed machine design of the actual training, Developing and enhancing the ability of individuals to work independently. Consolidation and expansion of the "cutting-off machine of rice noodles" related to the course content, its design master the methods and steps. In the design of a large number of mechanical inspection of books, in the course of training and improved mechanical design of the basic skills, such as computing, graphics, access to design information and manuals; familiar with the mechanical design standards and other relevant standards and norms and in the design Implement in the future of work and learning to lay a solid foundation
Key words: cutting blade drive
目 錄
1 緒 論 1
2 切斷設(shè)備 2
2.1 切斷器技術(shù)要求及原理 2
2.1.1 切斷器技術(shù)要求： 2
2.1.2 切斷的原理 2
2.2 切割器的類型 2
2.3 切割對(duì)切刀的要求 4
2.3.1 鉗住條件 4
2.3.2 切割角度 5
2.3.3 圓盤鋸鋸片 6
3 傳動(dòng)部分 9
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 9
3.2 V帶的計(jì)算和參數(shù)選擇 10
3.3 V帶帶輪的計(jì)算和參數(shù)選擇 12
3.4 軸的設(shè)計(jì) 13
3.5 軸承的選擇、校核 15
3.5.1 滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算： 16
3.5.2 支承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
4 參 考 文 獻(xiàn) 18
5 致 謝 19
1 緒 論
米粉條是一種大米深加工產(chǎn)品。它晶瑩剔透，質(zhì)地柔韌，清爽可口，深的消費(fèi)者的喜愛。
長(zhǎng)期以來，米粉條生產(chǎn)都是沿用傳統(tǒng)工藝和手工操作，產(chǎn)量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、衛(wèi)生條件差，成品包裝簡(jiǎn)陋甚至無包裝。這種作坊式生產(chǎn)方式利潤(rùn)低，擴(kuò)大再生產(chǎn)能力差。
我國(guó)城鄉(xiāng)居民自古以來，就有喜愛吃米粉(線)的習(xí)慣，特別是在南方，隨著生活、工作節(jié)奏的加快，早餐鮮(濕)米粉更是發(fā)展迅速，各地的“桂林米粉店”、“湖南米粉店”、“江西米粉店”如雨后春筍，遍布各城市。
從20世紀(jì)90年代起，江西的精制直條米粉由于采用了不同于傳統(tǒng)作坊式的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)米粉有顯著提高，取得了米粉生產(chǎn)歷史上的重大技術(shù)創(chuàng)新。產(chǎn)品外觀潔白光亮、晶瑩透亮、條形均勻挺直，久煮不糊湯、吐漿度很小、不斷條，食用口感柔韌爽滑、有嚼勁，是米粉中的上品。外形有各種粗細(xì)的圓、扁條狀，分別稱為江西米粉、銀絲米粉、上等沙河粉等。現(xiàn)已開發(fā)出如糙米米粉、香菇米粉、淮山米粉、蓮子米粉、蕎麥米粉、螺旋藻米粉等系列產(chǎn)品，目前，在我國(guó)港澳地區(qū)和東南亞、美國(guó)、歐洲，加拿大等地的海外華人聚居地有很好的銷量，并在穩(wěn)步增長(zhǎng)，稱為出口米粉市場(chǎng)上的一大名牌，已在江西省形成了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該米粉生產(chǎn)，原料全部采用大米，沒有任何添加劑而且主要以市場(chǎng)上銷路較差、糧食部門往往庫存較多的早秈米為主，原材料十分豐富；同時(shí)，在我國(guó)這樣一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化，提高附加值具有積極的意義。
近幾年期間，精制直條米粉成套設(shè)備已從江西省推廣到福建、浙江、湖南、廣西、四川、山東、大連等省市，并出口到菲律賓、越南等東南亞國(guó)家和委內(nèi)瑞拉等南美國(guó)家。
2 切斷設(shè)備
2.1 切斷器技術(shù)要求及原理
2.1.1 切斷器技術(shù)要求：
1. 機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低。
2. 切割斷面整齊，粉頭少。
3. 剪切長(zhǎng)度：150mm~210mm 可調(diào)
刀片應(yīng)滿足下列兩方面的要求：
1．鉗住物料，保證切割
2．切割功率要小，產(chǎn)生滑切
2.1.2 切斷的原理
切斷的工作原理是利用切刀與米粉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助于切刀的剪切或切削作用把米粉切斷。米粉的切斷對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量影響不大，但對(duì)于干粉頭量的增減關(guān)系極大。切斷工序是整個(gè)米粉生產(chǎn)過程中碎粉量最多的環(huán)節(jié)，因而切斷的作用不僅是按要求將長(zhǎng)米粉條切斷成一定長(zhǎng)度的米粉，而且還要盡量減少米粉的斷損，盡可能使整桿米粉得到最大的成品米粉，把廢棄量降到最低限度。
2.2 切割器的類型
在任何切割機(jī)上，刀片都是主要的工作部件。刀片有動(dòng)刀片和定刀片之分，對(duì)于有支承的切割必須有動(dòng)、定刀片以構(gòu)成切割副，如切萊機(jī)和切肉機(jī)等。對(duì)于無支承的切割，如削皮機(jī)，只有動(dòng)刀片，沒有定刀片。動(dòng)刀片和定刀片等組成的部件稱為切割器，切割器一般可按切割方式和結(jié)構(gòu)形式劃分。
1. 按切割方式分
按切割方式，切割器分為有支撐切割器和無支撐切割器兩種（圖）
（1） 有支撐切割器 即在切割點(diǎn)附近有支撐面，切割物料起阻止物料沿刀片刃口運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的作用。這種切割器在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為由動(dòng)刀和定刀（或另一動(dòng)刀）構(gòu)成切割副。為保證整齊穩(wěn)定的切割斷面質(zhì)量，要求動(dòng)刀與定刀之間在切割斷面質(zhì)量，要求動(dòng)刀與定刀只間 在切割點(diǎn)初的刀片間隙盡可能小且均勻一致。這種切 圖2-1
割器所需刀片切割速度較低，碎段尺寸均勻、穩(wěn)定，動(dòng)力消耗少，多用于切片、段、絲等要求形狀尺寸穩(wěn)定一致的場(chǎng)合。
（2） 無支撐切割器 指物料在被切割時(shí)，由物料自身的慣性和變形力阻止其沿切割方向移動(dòng)。這種切割器僅包含有一個(gè)（組）動(dòng)刀，而無定刀（或另一動(dòng)刀）。所需刀片切割速度高，碎斷尺寸不均勻，動(dòng)力消耗多，多用于碎塊、漿、糜等形狀及尺寸一致性要求不高的場(chǎng)合。 圖2-2
2. 按結(jié)構(gòu)形式分
按結(jié)構(gòu)形式，切割器分為盤刀式、滾刀式和組合刀式三種。這里主要介紹盤刀式
盤刀式切割器 動(dòng)刀刃口工作時(shí)所形成的軌跡近似為圓盤形，即刃口所在平（曲）面近似垂直回轉(zhuǎn)軸線，所得到的產(chǎn)品斷面為平面，是應(yīng)用廣泛的一種切割器。這種切割器便于布置，切割性能好，易于切割出幾何形狀規(guī)則的片狀、塊狀產(chǎn)品。切割出產(chǎn)品的尺寸（如切片的厚度）：當(dāng)物料喂入進(jìn)給方向與動(dòng)刀主軸方向垂直時(shí)，取決于相鄰刀片的間距；當(dāng)物料喂入進(jìn)給方向與動(dòng)刀主軸方向平行時(shí)，取決于相鄰兩次切割過程中物料進(jìn)給量。
盤刀式刀片刃口基本類型有直刃口、凸刃口和凹刃口。
① 直刃口（圖）：隨著切割點(diǎn)由近而遠(yuǎn)、滑切角減小，參與切割的刃口增長(zhǎng)，因而切割阻力矩變化幅度大；同時(shí)近端鉗住角較大，但制造、刃磨容易。
（1） 盤刀直刃口 （2）盤刀凸刃口 （3）盤刀凹刃口
圖2-3
② 凸刃口（圖）：有偏心圓和螺線。隨切割點(diǎn)漸遠(yuǎn)?；薪窃龃螅懈钭枇剌^為穩(wěn)定，但遠(yuǎn)端鉗住角較大，將形成推料，使刀片刃口磨損不均勻；但不便于刃磨，常需要配置專用刃磨架，對(duì)于連續(xù)進(jìn)給場(chǎng)合的刀片間隙調(diào)整困難。常見的圓盤刀也屬于凸刃口，一般速度較高，滑切作用強(qiáng)烈，切割斷面質(zhì)量好，尤其適合于剛度較差的物料切片。
③ 凹刃口（圖）： 與凸刃口相比，其鉗住性能好，切割阻力矩均勻，但滑切現(xiàn)象不明顯，且制造、磨刃困難。
2.3 切割對(duì)切刀的要求
2.3.1 鉗住條件
鉗住角——?jiǎng)拥镀锌谇懈铧c(diǎn)處刃口與定刀片 （或另一動(dòng)刀片）刃口線間的夾角為結(jié)構(gòu)參數(shù)（圖），與刀片的位置有關(guān)。鉗住角應(yīng)小于某一值，否則在切割過程中將會(huì)形成推料及擠壓物料，造成集中切割，阻力大，刀片磨損不均勻，而且所得物料切口質(zhì)量較差。
圖2-4
實(shí)際設(shè)計(jì)中，為改善鉗住性能，所采取措施包括：采用適當(dāng)?shù)膭?dòng)刀刃口線形狀、動(dòng)刀刃口結(jié)構(gòu)（如齒刃）及動(dòng)定刀配置。
將上面兩式聯(lián)立，得：
圖2-5
由上式可知，刀片的嵌住角必須小于時(shí)才能嵌住物料，保證穩(wěn)定切割。
2.3.2 切割角度
切割功率消耗與刀片的切割方式能否產(chǎn)生滑切，單位刃口長(zhǎng)度上承受壓力大小（刃口比壓）以及刀片的特性系數(shù)等因素有關(guān)。若要切割功耗小，必須滿足下列條件：
產(chǎn)生滑切
a.垂直切割（直線型刀刃） b.斜切（直線型刀刃） a.斜切（曲線型刀刃）
圖2-6
切割速度可分解為垂直刃口的法向速度和沿刃口的切向速度 。稱為正切速度, 稱為滑切速度。和的夾角叫滑切角。
刀刃滑切作用的大小，可用和的比值來表示，即
式中 —滑切系數(shù) —滑切角
角越大，滑切作用越大。
① 砍切 當(dāng)時(shí)的切割形式稱為砍切，切割阻力大，切割過程中物料變形較大，物料斷裂損失較多。
② 斜切 當(dāng)（為刀片與物料間的摩擦角）時(shí)，，其中為刀片結(jié)構(gòu)刃角，即刃口法平面形成的交線間的夾角（圖），而為刀片實(shí)際切割工作刃角，顯然，雖未形成滑切，扔較為省力，有時(shí)為使切割過程阻力均勻，采用斜刃口逐漸完成對(duì)于整個(gè)切割斷面的切割而形成斜切。
圖2-7
③ 滑切 當(dāng)時(shí)，形成滑動(dòng)切割，微觀上呈鋸切割，故省力，切割過程中物料變形較小，斷損較少。屬于運(yùn)動(dòng)參數(shù)，它表明該切割器在切割過程中滑切作用的大小?；邢禂?shù)越大，滑切作用越強(qiáng)，切割越省力。
刀片的結(jié)構(gòu)形式
在實(shí)際生產(chǎn)中使用的刀片形狀多種多樣，選用時(shí)取決于被切割物料的種類、幾何形狀、物理特性、成品的形狀及質(zhì)量要求。
切割堅(jiān)硬和脆性物料時(shí)，常采用帶鋸齒的圓盤刀，其兩側(cè)都有磨刃斜面；切割塑性和非纖維性的物料時(shí)，一般采用光滑刃口的圓盤刀；
2.3.3 圓盤鋸鋸片
一. 圓鋸片結(jié)構(gòu)型式與特征
圓鋸片可分為整體式，鑲片式和鑲焊硬質(zhì)合金式三種。整體式圓鋸片的材料為合金工具鋼或高速鋼。整體鋸片厚度薄、面積大、易變形，一齒損壞會(huì)造成整個(gè)鋸片報(bào)廢。選用整體式園鋸片。
二. 圓鋸片的鋼質(zhì)
圓鋸片是用65Mn、T8A作材料制成的圓形鋼板，經(jīng)中心開軸孔（直徑24mm），外圓開齒而成。其鋼質(zhì)組成見表：
牌號(hào)
材料
成分
硬度(HRC)
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
T8A
0.75-0.84
0.15-0.30
0.15-0.30
≤0.030
≤0.020
≤0.020
≤0.15
44-48
表2-1
主要成分為碳、硅、錳、磷、硫、鎳、鉻等，經(jīng)淬火、回火熱處理后具有一定的硬度、韌性、強(qiáng)度和抗疲勞性能，硬度為HRC44-49，其金相組織為回火屈氏體。在齒高三分之一處將鋸齒彎曲成45?，然后再恢復(fù)原狀，不應(yīng)產(chǎn)生裂紋或折斷現(xiàn)象。光潔度不低于▽5。
圓鋸片的直徑一般為鋸材厚度的2.5-3倍。圓鋸片的厚度按下式求得：
式中 S—圓鋸片厚度（mm）；
D—圓鋸片直徑（mm）；
K—系數(shù)（圓鋸片直徑150—650毫米時(shí)為0.065；
650—1200mm時(shí)為0.075；1200—1800mm
時(shí)為0.110）
三. 圓鋸片的鋸齒
.齒背角 .齒喉角 .齒尖角 .齒高
圖2-8
(1) 齒喉角 是鋸齒的基本角度之一，他對(duì)鋸割得影響很大。為了下鋸輕快、推料省力、鋸割質(zhì)量好，齒喉角值宜大。齒喉角大，鋸齒銳利、鋸割流暢、動(dòng)力消耗小。但齒喉角過大，齒尖角過小，鋸齒會(huì)變?nèi)醪粓?jiān)固，容易彎曲和折斷。齒喉角小，齒尖角大，鋸齒堅(jiān)固有力。但齒喉角過小，齒尖角過大，鋸齒就不銳利、鋸割也不流暢、動(dòng)力消耗也大。齒喉角一般為20°—30°。
圖2-9
(2) 齒背角 是鋸齒的另一個(gè)基本角度，它直接影響齒背與切料的摩擦力的大小，影響鋸屑的排除。齒背角增大，齒尖角則相應(yīng)減小，這樣的鋸齒銳利，鋸割流暢，出屑快。若齒背過小，齒尖角相應(yīng)過大，鋸齒在鋸割是，其背部所受切料的壓力也隨之增大，由此產(chǎn)生的摩擦力也將隨之增大，使鋸條受熱不穩(wěn)。同時(shí)增加動(dòng)力消耗。
(3)齒尖角 反映鋸齒強(qiáng)度的角度。齒尖角一般為35°—50°.齒尖角小，鋸齒銳利、鋸割流暢消耗動(dòng)力小。如齒尖角過小，鋸齒不堅(jiān)固，容易彎曲和折斷。齒尖角增大，鋸齒堅(jiān)固。但若過大，則切削阻力大、消耗動(dòng)力大、鋸割不流暢。
以上3種角度相互影響。
四．圓鋸片的參數(shù)：
根據(jù)滑切的需要定做鋸片，采用等腰三角斜磨齒，齒喉角25°，齒尖
角50°，齒高14mm，刀片厚度2mm。
3 傳動(dòng)部分
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
工作機(jī)所需的輸入功率約為1.5kw；刀片轉(zhuǎn)速1000r/min左右；刀片直徑420mm。
工作條件：預(yù)定使用壽命8年，兩班工作制，輕載荷。
工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，室溫工作
動(dòng)力來源：電力，三相交流380/220伏。
（1） 電動(dòng)機(jī)類型的選擇：
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
（2） 電動(dòng)機(jī)功率選擇：
① 傳動(dòng)裝置總效率：
② 電動(dòng)機(jī)的輸出功率：
kw
由表查得電動(dòng)機(jī)的額定功率P=2.2kw
（3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
由于系統(tǒng)沒有減速裝置，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選定在1000r/min左右。
（4）確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)
根據(jù)切割機(jī)的要求，選擇額定轉(zhuǎn)速的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)廉、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，廣泛應(yīng)用于小型機(jī)床的主傳動(dòng)軸、通風(fēng)機(jī)等，又因有切割粉塵容易侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部而影響電動(dòng)機(jī)的正常工作和壽命。
選用Y112M-6型電動(dòng)機(jī)，額定功率2.2KW，滿載轉(zhuǎn)速940/m,滿載效率80.5%
（5）電動(dòng)機(jī)校核
3.2 V帶的計(jì)算和參數(shù)選擇
1） 確定計(jì)算功率，選擇V帶型號(hào)
計(jì)算功率
式中 ——名義功率
——工作情況系數(shù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-4，=1.1
kw
V帶型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖8-1中選擇
初選A型帶
2） 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑和 ，帶輪直徑小能使傳動(dòng)尺寸緊湊，但直徑過小，將使帶的彎曲應(yīng)力過大，壽命降低;反之，則傳動(dòng)的外廓尺寸增大，所以帶輪直徑應(yīng)適中根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5.6，以及傳動(dòng)比。
取==106 mm
3） 驗(yàn)算帶速
m/s
帶速合適
4）確定帶長(zhǎng)和中心距，初設(shè)mm
mm
選用基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2240 mm
5)計(jì)算實(shí)際中心距
mm
6）因傳動(dòng)比
帶輪包角
7）單根膠帶傳遞的功率，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-5，選取
kw
8）單根膠帶傳遞功率的增量
——彎曲影響系數(shù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-7 取
——傳動(dòng)比系數(shù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-8 取
則
9）膠帶根數(shù)
——小帶輪包角系數(shù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-9 取
——長(zhǎng)度系數(shù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-10 取
取
10）求作用在帶輪軸上的壓力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表5-1查得，則單根V帶的張緊力
11）有效圓周力
N
12）作用在軸上的力
N
N
3.3 V帶帶輪的計(jì)算和參數(shù)選擇
V帶輪設(shè)計(jì)的主要要求是質(zhì)量小,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(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面粗糙度要合適，以減少帶的磨損；輪槽尺寸和槽面角應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。
帶輪的材料是鑄鐵，材料牌號(hào)為HT150.帶輪圓周速度為7.76m/s,滿足鑄鐵帶輪允許的最大圓周速度25m/s。
由于V帶在帶輪上彎曲時(shí)，截面變形使其楔角變小。為保證膠帶和帶輪工作面的良好接觸，一般應(yīng)適當(dāng)減小輪槽槽角。由于D1和D2均大于100mm且V帶為A型，所以選擇的輪槽角為34°。
由電動(dòng)機(jī)Y112M-6可知，軸伸直徑D=28mm，長(zhǎng)度L=60mm。
故帶輪軸孔直徑應(yīng)取d=28mm,轂長(zhǎng)應(yīng)小于80mm。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表22.1-17查得，帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-11，
A帶尺寸，
mm 圖3-1
mm
, ,
3.4 軸的設(shè)計(jì)
(一) 軸的常用材料
軸的材料首先應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中敏感性低；還應(yīng)滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性及其良好的加工性，以及價(jià)格低廉、易于獲得的要求。
軸常用的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵。
碳鋼有足夠高的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，便于進(jìn)行各種熱處理及機(jī)械加工，價(jià)格低，供應(yīng)充足，故應(yīng)用最廣。一般機(jī)器中的軸，可用30、40、45、50等牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，尤以45號(hào)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理最常用。對(duì)低速輕載或不重要的軸，可用A3、A4、A5等普通碳素鋼制造。
因此軸主要起傳動(dòng)作用，連接皮帶輪和刀片，對(duì)其他性能無特殊要求故采用最為常見的45號(hào)優(yōu)質(zhì)中碳鋼，正火處理。
(二) 擬定軸上零件的裝備配方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的裝配方案是：2個(gè)軸承以及軸承座分別從軸的左右兩端裝入，皮帶輪和螺母依次從軸的右端裝入，刀片從左端裝入，并用螺母和彈簧墊圈固定。軸端于帶輪的連接采取平鍵連接，平鍵的2側(cè)面為工作面，與軸槽配合較緊密依靠鍵和鍵槽兩側(cè)面的擠壓力傳遞轉(zhuǎn)矩。軸中由2個(gè)軸承座支撐。為了使軸承與軸作過盈配合，為了易于裝配，在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。
軸上零件的定位
1. 零件的軸向定位
零件的軸向定位采用定位軸肩，軸肩高度h=2mm，高度低于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承。為了使零件能靠緊軸肩而得到準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑r必須小于與之相配合的零件轂孔端部的圓角半徑R或倒角尺寸。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表11-2，取C或R=1mm。
2. 零件的周向定位
皮帶輪的周向定位用普通平鍵以及過渡配合。
圖3-2
（三）軸的尺寸選擇
根據(jù)皮帶輪2的孔徑，確定軸的軸端直徑mm，長(zhǎng)度L=436mm，軸肩處直徑d′=34mm，取軸頸處的直徑d=30mm，與標(biāo)準(zhǔn)軸承NJ206的孔徑相同。
圖3-3
（四）軸的強(qiáng)度計(jì)算
因主軸主要承受扭轉(zhuǎn)力，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑。若有彎矩作用，可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮其影響。
扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 0
(1-1)
對(duì)于實(shí)心圓軸，= ，以此代入式(1-1),可得軸的直徑
（mm） （1-2）
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.3查得45號(hào)鋼：取=30~40 C=118~107
當(dāng)彎矩相對(duì)轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，C取較小值，取較大值；反之，C取較大值，取較小值。
這里?。?40 ， C=107
mm
可見遠(yuǎn)大于，完全滿足要求。
（五）鍵連接的強(qiáng)度校核
選用C型普通平鍵（GB1096-79），與帶輪連接處的鍵尺寸
為
鍵連接強(qiáng)度校核
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表8-380中的公式計(jì)算，式中各參數(shù)為：
(按表8-381選取)，
mm
mm
鍵連接傳遞的扭矩T為：
鍵工作面的比壓p為：
3.5 軸承的選擇、校核
因工作時(shí)承受徑向負(fù)荷，選擇圓柱滾子軸承，其承受負(fù)荷能力比同尺寸的球軸承大，尤其是承受沖擊負(fù)荷能力大，極限轉(zhuǎn)速較高。
選用NJ206，，，
3.5.1 滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算：
圖3-4軸承的載荷——壽命曲線
實(shí)際計(jì)算時(shí)，溫度的變化通常會(huì)對(duì)軸承原件材料產(chǎn)生影響，軸承硬度將要降低，承載能力下降。所以壽命計(jì)算公式：
(106轉(zhuǎn))
（h）
對(duì)于只能承受純徑向載荷的向心圓柱滾子軸承、滾針軸承、螺旋滾子軸承，根據(jù)軸承實(shí)際工作情況，還需引入載荷系數(shù)對(duì)其進(jìn)行修正，修正后的當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)按下面公式計(jì)算：
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 查表8.6 取
N
由于軸承是在正常溫度下工作，t <120℃，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 查表8.3得；
滾子軸承的e＝10/3，則軸承的壽命:
所選軸承NJ206合格
3.5.2 支承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 滾動(dòng)軸承支承部件的功能要求
支承部件的主要功能是對(duì)軸系回轉(zhuǎn)零件起支承作用，并承受徑向和軸向作用力，保證軸系部件在工作中能正常地傳遞軸向力以防止軸系發(fā)生軸向竄動(dòng)而改變工作位置。為滿足功能要求，必須對(duì)滾動(dòng)軸承支承部件進(jìn)行軸向固定。
對(duì)軸系固定就是對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行軸向固定，其方法都是通過內(nèi)圈與軸的緊固、外圈與座孔的緊固來實(shí)現(xiàn)的。
（1）滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的固定方法：
采用定位軸肩和過盈配合固定
（2）滾動(dòng)軸承外圈的固定方法：
軸承外圈的緊固采用座孔凸肩固定 圖3-5
2 軸承座的選擇
選用配套P206軸承座
4 參 考 文 獻(xiàn)
[1]
于永泗，齊明主編.機(jī)械工程材料.大連:大連理工大學(xué),2003
[2]
曾志新, 呂明編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢理工大學(xué)出版社, 2001
[3]
徐灝,邱宣懷,蔡春源,汪愷,余俊.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1-5.機(jī)械工業(yè)出版社,1991
[4]
楊明忠,朱家誠(chéng).機(jī)械設(shè)計(jì).武漢理工大學(xué)出版社,2006
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譚建榮，張樹有，陸國(guó)棟，施岳定編.圖學(xué)基礎(chǔ)教程.高等教育出版社,2004
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邵少新,夏素民,孫江宏編.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版.清華大學(xué)出版,2007
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薛焱,王祥仲編.中文版AutoCAD 2004基礎(chǔ)教程,清華大學(xué)出版社,2006
5 致 謝
本課題在選題及研究過程中得到張?jiān)评蠋煹南ば闹笇?dǎo)。張老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，熱忱鼓勵(lì)。張老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，給以終生受益無窮之道。在此，我還要感謝在一起愉快的度過四年生活的18棟405各位同門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!
最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！
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