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木材臥式刨床設(shè)計(jì)
作 者 姓 名
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師姓名
專業(yè)技術(shù)職務(wù)
第3頁(yè)
目 錄
摘 要 ……………………………………………………………1
第一章 緒論………………………………………………… 3
1.1木材臥式刨床的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r…………………………………3
1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求……………………………………………………5
第二章 刨床方案的設(shè)定…………………………………… 6
2.1總體方案設(shè)計(jì)依據(jù)…………………………………………………6
2.2確定刨床設(shè)計(jì)方案…………………………………………………7
2.2.1技術(shù)要求…………………………………………………………7
2.2.2使用的刀具………………………………………………………7
2.2.3工藝規(guī)程的制定…………………………………………………8
2.2.4工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………9
2.2.5工作臺(tái)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)………………………………………………11
2.2.6傳動(dòng)裝置的選擇…………………………………………………13
2.2.7電機(jī)的選擇………………………………………………………15
2.2.8刨床支撐形式……………………………………………………16
2.2.9木材臥式刨床的總體布局………………………………………16
第三章 機(jī)械部件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………… 18
3.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………18
3.2.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………20
3.2.2軸的校核…………………………………………………………21
3.3軸承的選擇與校核…………………………………………………23
3.4鍵的選擇與校核……………………………………………………26
3.5潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇…………………………………………26
設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………27
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………28
29
第 頁(yè)
致謝…………………………………………………………………29
摘 要
木材是人類發(fā)現(xiàn)利用最早的一種原料，與人類的住、行、用有著密切的關(guān)系。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)木工機(jī)械的要求也越來越高，包括機(jī)械種類、功能等的需求。刨床是銑床的一個(gè)特例，用它加工木材工件主要可以獲得精確的尺寸和比較光滑的表面；還可以把零件加工成所需的截面形狀。刨床總體上可分為立式刨床和臥式刨床兩種。一般機(jī)床均采用臥式，大型車床采用臥式，主軸是立式的。立式車床主軸垂直布置,并且有直徑很大的水平布置的工作臺(tái),橫梁和立柱上都有刀架,可獨(dú)立或同時(shí)工作加工直徑很大的長(zhǎng)度，臥式車床主軸水平布置,機(jī)床導(dǎo)軌水平,加工長(zhǎng)度多大于直徑。本設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)一個(gè)小型臥式刨床，以滿足木材小型加工的要求，同時(shí)還兼有其它一些功能，如鋸割，榫槽等。
關(guān)鍵詞：木材機(jī)械 臥式刨床 帶傳動(dòng)
ABSTRACT
Wood is human found a way to use one of the earliest raw materials, and human lives, the line, with have a close relationship. With the development of society, human beings to woodworking machinery higher requirements, including mechanical types and functions of demand. Planer is a special case of milling, with its main can obtain wood workpiece machining precise measurements and smoother surface; Still can put into the machining parts of cross-section shape. In general can be divided into vertical cutting planer and horizontal planer two kinds. General machine adopts horizontal, large lathe adopts horizontal, spindle is vertical. Vertical lathe spindle vertical layout, and the level of the diameter of big worktable, decorate cross-piece is cutter, can independence or working at the same time, the length of the machining diameter big horizontal lathe spindle level decorate, machine slideway level, processing length than diameter. This design is to design a small horizontal planer, also with some other functions, such as saw-cutting and, tenon chamfer, etc.
Keywords: wood mechanical horizontal planer belt
第一章 緒論
1.1木材臥式刨床的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r。
木工機(jī)床主要是從原木鋸剖到加工成木制品過程中所用的切削加工設(shè)備。主要用于建筑、家具和木門等制造部門。木工機(jī)床可分為木工鋸機(jī)、木工刨床、木工車床、木工銑床、木工鉆床、開榫機(jī)、榫槽機(jī)、木工砂光機(jī)、以及修整、刃磨木工刀具的輔機(jī)等。刨床按不同的工藝用途，刨床可以分為以下幾種類型：
（一）平刨床
類型：（1）手工進(jìn)給平刨床，只加工工件一個(gè)表面。
（2）機(jī)械進(jìn)給平刨床。
單軸：?jiǎn)屋S為水平軸，只加工工件一個(gè)表面。
雙軸：雙軸為一水平一垂直軸，可加工工件兩個(gè)表面。
用途：用于精確的刨平待加工材料的表面，作為后續(xù)加工的基準(zhǔn)。
（二）壓刨床：進(jìn)給方式全為機(jī)械進(jìn)給。
類型：（1）單面壓刨床，只加工工件一個(gè)表面。
（2）雙面壓刨床。同時(shí)加工工件的兩個(gè)對(duì)面。（一般前刀軸為平刨軸，后刀軸為壓刨刀軸）
用途：一般用于定厚加工。
（三）四面刨：進(jìn)給全為機(jī)械進(jìn)給。
類型：可分為四軸、五軸、六軸、七軸、八軸、十一軸四面刨。
用途：對(duì)工件的四個(gè)表面全部加工。
平刨床用途主要是單平面或基準(zhǔn)平面加工，也可作為后續(xù)加工、測(cè)量的前工序。其加工特點(diǎn)是被加工面與加工面基準(zhǔn)重合。刨床是用刨刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的機(jī)床。刨床是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)來達(dá)到刨削工件表面的目的。往復(fù)運(yùn)動(dòng)是刨床上的主運(yùn)動(dòng)。機(jī)床除了有主運(yùn)動(dòng)以外，還有輔助運(yùn)動(dòng)，也叫進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，刨床的進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)（或刨刀）的間歇移動(dòng)。
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)，是中國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的黃金期，這也為木工機(jī)械但來了前所未有的機(jī)遇。當(dāng)然也面臨著國(guó)外木工機(jī)械行業(yè)的挑戰(zhàn)。研究世界木工機(jī)械發(fā)展的尖端科技成果成為國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展的需要。這對(duì)提高我國(guó)木工機(jī)械科技水平，發(fā)展速度和機(jī)械產(chǎn)品的出口有著很大的幫助。
美國(guó)、意大利、德國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)是臥式刨床的主要生產(chǎn)國(guó)家和地區(qū)，當(dāng)然上述地區(qū)也是木工機(jī)械發(fā)展比較好的地區(qū)。在國(guó)際市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。近些年來大陸木工機(jī)械發(fā)展迅速，出口額大幅增加。其中德國(guó)是木工機(jī)械最大生產(chǎn)和出口國(guó)，德國(guó)每年投入到新技術(shù)的研發(fā)中的資金占得比重非常大，所以說其木工機(jī)械領(lǐng)域申請(qǐng)的專利是世界之最。意大利木工機(jī)械也不容小覷，意大利木工機(jī)械在桌椅制造、板材加工、表面鉆孔和裝飾加工機(jī)械方面均在世界處以領(lǐng)先地位。
我國(guó)木工機(jī)械在近幾年得到長(zhǎng)足的發(fā)展。吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，提高了自主創(chuàng)新能力，很好的縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。我國(guó)木材臥式刨床發(fā)展形勢(shì)非常的喜人，設(shè)備已日趨成熟，在外觀、性能、和技術(shù)上進(jìn)步快、出口價(jià)格低廉。已銷至歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。其中我省以青島為代表的產(chǎn)業(yè)集群呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。
當(dāng)然我國(guó)木工刨床行業(yè)也存在諸多問題，首先是低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，造成很多企業(yè)瀕臨破產(chǎn)，入不敷出，惡性降價(jià)，擾亂市場(chǎng)。其次是自主創(chuàng)新能力差，技術(shù)水平低，性能差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到德國(guó)等國(guó)家的刨床發(fā)展水平。最后是市場(chǎng)的拓展，中國(guó)木工機(jī)械的傳統(tǒng)是沒有代理與經(jīng)銷商網(wǎng)和市場(chǎng)基礎(chǔ)，市場(chǎng)渠道不暢，開創(chuàng)國(guó)際市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是必經(jīng)之路。
科學(xué)技術(shù)不斷地向前發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、微波技術(shù)以及高壓射流技術(shù)的發(fā)展，給家具機(jī)械的自動(dòng)化、柔性化、智能化和集成化帶來了新的活力，使機(jī)床的品種不斷增加，技術(shù)水平不斷提高。綜合起來其發(fā)展趨有以下幾個(gè)方面：
（1）提高木材的綜合利用率。
（2）提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度。
（3）提高加工精度。
（4）應(yīng)用高新技術(shù)。
（5）發(fā)展柔性化，集成化加工制造系統(tǒng)。
（6）安全無公害加工生產(chǎn)系統(tǒng)。
家具及木工機(jī)械的特點(diǎn)：
（1）高速度切割。
（2）有些零部件的制造精度相對(duì)低。
（3）木工機(jī)床的噪聲水平較高。
（4）木工機(jī)床一般不需要冷卻裝置，而需要排屑除塵裝置。
（5）木工機(jī)床采用絕不能貫通進(jìn)給方式多，工位方式少。
另外數(shù)控木工刨床業(yè)發(fā)展非?？?，國(guó)內(nèi)外均已開始向此方向發(fā)展，并且國(guó)外先進(jìn)單位一再加工中心方面取得一定成就。
1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
本設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)小型木材臥式刨床，滿足個(gè)體用戶或小型企業(yè)加工木材之用。要求最大刨削寬度為160mm,工作臺(tái)長(zhǎng)度840mm，最大刨削厚度3mm。并且能夠在安裝一些附加零件之后有載口，鋸料等功能，要求載口深度為9mm,最大鋸料厚度60mm，鋸片尺寸250x25x1.6,刨刀軸轉(zhuǎn)速3856rPm，加工最大圓孔13mm，電動(dòng)機(jī)功率1.5KW。（附加零件，本設(shè)計(jì)不涉及，僅供用戶根據(jù)不同需求擇情選擇添加。）
設(shè)計(jì)要求：
(1)除了具有刨削功能，還要有載口，鋸料等功能；
（2）最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零部件。
(3)保證機(jī)床具有足夠的加工精度和相適應(yīng)的剛度和抗振性；
(4)便于操縱、調(diào)整、維修，便于輸送、裝卸工件和排屑等；
(5)節(jié)省材料，占地面積小，即經(jīng)濟(jì)效果好；
（6）符合安全標(biāo)準(zhǔn)。
(7)造型美觀。
第二章 刨床方案的設(shè)定
2.1總體方案設(shè)計(jì)依據(jù)
機(jī)械設(shè)計(jì)首先要根據(jù)產(chǎn)品功能進(jìn)行規(guī)劃和決策，并且要滿足一些基本要求:
一、功能要求
功能是機(jī)器的核心和本質(zhì)，因此設(shè)計(jì)的機(jī)器首先應(yīng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，并能在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的工作期限內(nèi)正常運(yùn)行。
二、可靠性要求
機(jī)器有許多零件及部件組成，機(jī)器的可靠性取決于零部件的可靠性。可靠性用可靠度來衡量。機(jī)器的零部件越多，其可靠度越低。為了保證機(jī)器的可靠度，當(dāng)組成機(jī)器的零部件越多時(shí)，對(duì)每個(gè)零部件的可靠度要求也就越高。因此在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)盡量減少零部件數(shù)目。
三、經(jīng)濟(jì)性要求
機(jī)器的成本包括設(shè)計(jì)、加工、裝配、材料、使用、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的成本。設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)器成本的影響很大，統(tǒng)計(jì)分析表明機(jī)器成本的百分之八十由設(shè)計(jì)所決定。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮以上各環(huán)節(jié)的成本，以提高機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性。
設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，可通過以下措施提高機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性。
（1）采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和手段（如CAD、有限元分析、并行設(shè)計(jì)等）。這樣，一方面可以得到很高的精確設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，并能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其次就是盡可能減少設(shè)計(jì)中的反復(fù)，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)成本。
（2）盡最大可能地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。
（3）使用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，先進(jìn)成果。
（4）對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)工藝進(jìn)行改造，使其易于加工、裝配和維護(hù)，并能節(jié)約材料。
（5）使用有效地潤(rùn)滑方式和密封裝置，從而延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。
（6）提高及其結(jié)構(gòu)部件的系統(tǒng)效率，節(jié)省能源消耗。
（7）提高機(jī)器的自動(dòng)化水平，來提高機(jī)器的能源消耗。
四、操作方便和安全要求
在進(jìn)行機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮到一個(gè)重要問題，就是人性化設(shè)計(jì)，人機(jī)關(guān)系要和諧，力求操作方便、省力、舒適，盡可能的減少腦力和體力勞動(dòng)。降低機(jī)器噪聲，防止有害介質(zhì)的泄露，降低環(huán)境污染。盡可能的是維護(hù)費(fèi)用降低，并且方便維護(hù)。設(shè)置必要的安全防護(hù)裝置，確保機(jī)器運(yùn)行時(shí)的人體安全和機(jī)器的自身安全。
五、造型、色彩要求
利用工業(yè)設(shè)計(jì)工藝，對(duì)機(jī)器進(jìn)行造型設(shè)計(jì)和彩色設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)、人、機(jī)器和環(huán)境的完美協(xié)調(diào)。機(jī)器產(chǎn)品的造型和色彩設(shè)計(jì)，直接影響到產(chǎn)品的銷售和競(jìng)爭(zhēng)力，是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。
2.2確定刨床設(shè)計(jì)方案
確定總體方案的過程中首先要明確要加工的工件的規(guī)格，隨之確定刀具。分析工藝，確定刨床工藝方法，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，總體布局。方案的選定，對(duì)機(jī)床整體影響非常的大，對(duì)床子的價(jià)格，效率，能量的消耗影響還會(huì)牽涉到床子的市場(chǎng)發(fā)展前景，因此床子的方案要充分考慮各種可行的方案，從中選出最優(yōu)方案，以達(dá)到各方面的要求。
2.2.1技術(shù)要求
木材臥式刨床加工的原料是木材，根據(jù)木材的特點(diǎn)和加工要求，設(shè)計(jì)一臺(tái)適用于建筑、家具裝潢等木制品加工使用的機(jī)床，并且適合小型木器廠和個(gè)體木工使用要求。配備的附件可實(shí)現(xiàn)多功能。
主要技術(shù)參數(shù)：
最大刨削寬度 160mm
工作臺(tái)長(zhǎng)度 840mm
最大刨削厚度 4mm
最大鋸料厚度 80mm
鋸片尺寸 300X25X1.6
刨刀軸轉(zhuǎn)速 3856rPm
電動(dòng)機(jī)功率 1.5KW
2.2.2使用的刀具
刀具的種類很多，形狀、結(jié)構(gòu)也不盡相同，但是它們的基本功能都是在切削過程中，用刀刃從工件上切下多余的木料，這里使用的是刨刀，用刨刀片。下圖是一種典型的木工用刨刀片，且已批量生產(chǎn)，供應(yīng)充足。因此就選擇此種刀片。
圖 2-1 刨刀片
2.2.3工藝規(guī)程的制定
規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造的過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是生產(chǎn)產(chǎn)品零件的科學(xué)程序和科學(xué)方法的具體反映。
機(jī)械加工工藝過程包括工序、安裝、工位、工步、走刀。
制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，按照資源節(jié)約、環(huán)境友好原則，以最少的勞動(dòng)消耗和最低的費(fèi)用，按計(jì)劃規(guī)定的進(jìn)度，可靠地加工出符合圖紙上所提出的各項(xiàng)技術(shù)要求的工件。工藝規(guī)程首先要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)要保證最好的經(jīng)濟(jì)效益、較高的生產(chǎn)率和能使產(chǎn)品盡快投放市場(chǎng)。因此編制工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)做到技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理，還要使工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件。
本次設(shè)計(jì)的木材刨床，工件的進(jìn)給可分為機(jī)械進(jìn)給和手工進(jìn)給：
機(jī)械進(jìn)給，工件進(jìn)給速度均勻，節(jié)省體力勞動(dòng)，效率容易計(jì)算，加工出的零件的質(zhì)量也更加均勻。缺點(diǎn)是需要專門的進(jìn)給設(shè)備，使得機(jī)械更加的復(fù)雜，并且會(huì)增加成本，機(jī)床操作也更加復(fù)雜，對(duì)工作人員的素質(zhì)要求也相應(yīng)的提高很多。維護(hù)等費(fèi)用也會(huì)隨之提高。
手工進(jìn)給，優(yōu)缺點(diǎn)與機(jī)械進(jìn)給正好相反，工件進(jìn)給速度不均勻，體力勞動(dòng)比較大，效率不能保證，加工出的零件質(zhì)量不如機(jī)械進(jìn)給穩(wěn)定。但是手工進(jìn)給的優(yōu)點(diǎn)也相當(dāng)明顯，因?yàn)橐O(shè)計(jì)的是小型木材臥式刨床，木質(zhì)原料本身重量都不大，完全可以人工控制操作，且操作起來比較靈活，這樣床子結(jié)構(gòu)也會(huì)比較簡(jiǎn)單，成本也比較的低，維護(hù)起來也比較的方便，操作也比較簡(jiǎn)單，人群中適用范圍也更加的廣泛。
因此綜上所述，選擇手工進(jìn)給，比較符合本次設(shè)計(jì)的要求，且能取得更好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
其中刨削厚度可通過工作臺(tái)來控制，因此設(shè)計(jì)時(shí)可設(shè)前后工作臺(tái)兩部分，前工作臺(tái)可以通過升降手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，來調(diào)整刨削厚度，后工作臺(tái)的調(diào)整可以改變臺(tái)面對(duì)刨刀的相對(duì)高度，從而適應(yīng)不同木質(zhì)材料的加工，前后工作臺(tái)升至同位平行接觸時(shí)，可做鋸臺(tái)面使用，有效地防止刀片外飛的危險(xiǎn)。下圖為前工作臺(tái)。
圖 2-2 前工作臺(tái)面
2.2.4工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
控制工作臺(tái)的升降和前后移動(dòng)，有多重方案，要一一列出，找出其優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，經(jīng)過各方面的權(quán)衡，計(jì)算分析，選擇出一種，在本設(shè)計(jì)中綜合效益最好的一個(gè)，最終確定下來。經(jīng)研究分析，有以下兩方案在本設(shè)計(jì)中比較可行，現(xiàn)列出各自特點(diǎn)，供選擇之用。
方案一：在設(shè)計(jì)木材臥式刨床時(shí)采用液壓滑臺(tái)，用液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式稱為液體傳動(dòng)。按照其工作原理的不同，液體傳動(dòng)又可分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種形式。液壓傳動(dòng)主要是利用液體的壓力能力來傳遞能量，本設(shè)計(jì)主要用液壓傳動(dòng)。液壓裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里指工作壓力，液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向，且能做到無級(jí)調(diào)節(jié)。同時(shí)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣。但液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮性是這種傳動(dòng)無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，且液壓傳動(dòng)有較多的能量損失，因此傳遞效率較低，同時(shí)液壓傳動(dòng)對(duì)溫度比較敏感，出現(xiàn)故障時(shí)不以診斷。
方案二采用機(jī)械滑臺(tái)的形式，采用絲杠螺母機(jī)構(gòu)使滑臺(tái)產(chǎn)生位移。當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠螺母間因無間隙，直線運(yùn)動(dòng)時(shí)精度較高，尤其在頻繁換向時(shí)無需間隙補(bǔ)償。滾珠絲杠絲母間摩擦力很小，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)非常輕松。絲杠傳動(dòng)，剛性較好，可以傳遞較大扭力，位置準(zhǔn)確，頻繁換向時(shí)容易產(chǎn)生沖擊振動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且可以傳遞一定的載荷。其結(jié)構(gòu)表示有如下圖幾種。
圖2-3 各種工作臺(tái)緊急給裝置
此設(shè)計(jì)中選擇第一種形式。
分析和比較這兩個(gè)方案，由于此設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)小型木材廠或個(gè)人用的小型木材刨床。且考慮到經(jīng)濟(jì)性要求，只要符合要求，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性能更好的裝置，故決定選用第二個(gè)方案。
圖 2-4 工作臺(tái)進(jìn)給裝置
2.2.5工作臺(tái)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
導(dǎo)軌的功能是承載、導(dǎo)向。一般對(duì)導(dǎo)軌的基本要求有：
（1） 表面具有高的導(dǎo)向精度和直線度。
（2） 達(dá)到要求的剛度。
（3） 要保證導(dǎo)軌與機(jī)械部件或?qū)к壟c導(dǎo)軌之間的位置精度。
（4） 較高的耐磨性。
（5） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
導(dǎo)軌的種類有很多，本刨床設(shè)計(jì)要求的是直線滑動(dòng)導(dǎo)軌。直線滑動(dòng)導(dǎo)軌主要有以下幾種：
（1） 矩形導(dǎo)軌，其特點(diǎn)是承載能力打，制造方便。缺點(diǎn)是磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙。一次要有間隙補(bǔ)償裝置。
其結(jié)構(gòu)草圖如圖a)
(2) 三角形導(dǎo)軌，三角形導(dǎo)軌具有自動(dòng)補(bǔ)償磨損的能力，故其導(dǎo)向性好，缺點(diǎn) 是 制造較麻煩。其頂角一般為90度，小于90度可提高導(dǎo)向精度，110~120度時(shí) 可提高承載能力。設(shè)計(jì)時(shí)兩斜面的比壓要求基本相等。 其結(jié)構(gòu)草圖如圖b）
(3) 燕尾形導(dǎo)軌，燕尾形導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)緊湊，高度較小，常用于多層次移動(dòng)部件中，缺點(diǎn)是制造較麻煩，不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙。必要時(shí)需有消除間隙裝置。其結(jié)構(gòu)草圖如圖c）
(4) 圓形導(dǎo)軌，圓形導(dǎo)軌最大的優(yōu)點(diǎn)就是制造方便，但磨損后間隙調(diào)整困難，故常用于受軸向力為主的場(chǎng)合，如拉床、鉆床的主軸和導(dǎo)向套組成的導(dǎo)軌副。其結(jié)構(gòu)草圖如圖d)
圖2-5 導(dǎo)軌
綜合以上幾種方案，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容選擇燕尾形導(dǎo)軌。
2.2.6傳動(dòng)裝置的選擇
傳動(dòng)裝置是大多數(shù)機(jī)器或機(jī)組的主要部分。事實(shí)上，傳動(dòng)裝置在整臺(tái)機(jī)器的質(zhì)量和成本中都占有很大的比例。所要設(shè)計(jì)的刨床的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣。傳動(dòng)方式有很多種，帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。
帶傳動(dòng)通常是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成。分為摩擦性傳動(dòng)帶和嚙合型傳動(dòng)帶。這里只對(duì)摩擦型帶傳動(dòng)作為一種方案。
帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）適用于中心距較大的傳動(dòng)；（2）帶具有良好的撓性，可緩和沖擊可吸收震動(dòng)；（3）過載時(shí)帶與帶輪會(huì)出現(xiàn)打滑，大話雖是傳動(dòng)生效，但可防止損壞其它零件；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。
帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：（1）帶傳動(dòng)的外廓尺寸較大；（2）需要張緊裝置；（3）由于帶的滑動(dòng)，不能保證固定不變的傳動(dòng)比；（4）帶的壽命較短；（5）傳動(dòng)效率較低。
圖 2-6 帶傳動(dòng)
鏈傳動(dòng)是通過鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。
鏈傳動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動(dòng)相比，無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。
鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng)；成本高，易磨損，易伸長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、振動(dòng)、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動(dòng)中。
圖2-7 鏈傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)是指用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對(duì)位置不齒輪傳動(dòng)遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。
圖 2-8 齒輪傳動(dòng)
經(jīng)上所述的三種方案，結(jié)合本設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的床子是切割木材之用的刨床，因此選用帶傳動(dòng)。選用V帶，A-750型。
2.2.7電機(jī)的選擇
本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一臺(tái)木材臥式刨床，適用于建筑、家具、裝潢等木制品加工業(yè)使用，是小型木器廠和個(gè)體木工的理想機(jī)床。根據(jù)設(shè)計(jì)要求功率是1.5KW，因此本刨床可采用220V單相電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)三角皮帶直接傳動(dòng)，是刨刀軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行作業(yè)，刨刀軸的旋向可由漏電斷路控制器控制，因此選用YL系列電動(dòng)機(jī)，選用型號(hào)為YY90S-2，外形尺寸為300X176X205，同步轉(zhuǎn)速為1400r/min。
圖2-9 電機(jī)
2.2.8刨床支撐形式
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求就是設(shè)計(jì)一臺(tái)木材臥式刨床，因此采用的是一字型支承，支承件是床身，或床身與底座的組合，具有這種支承形式的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。
2.2.9木材臥式刨床的總體布局
綜上所述，刨床總體布局如下圖所示：
圖 2-10 總裝示意圖
第三章 機(jī)械部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算
已知電動(dòng)機(jī)功率P=1.5KW，轉(zhuǎn)速n1 =3856r/min傳動(dòng)比i=2.75，每天工作大約8小時(shí)。
（1） 確定計(jì)算功率
可查得工作系數(shù)=1.1，故==1.65KW
（2）選擇V帶的帶型
根據(jù)、，由教材上圖査取，選A型帶。
（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速
根據(jù)表選取基準(zhǔn)直徑，可選小帶輪直徑為，
則大帶輪的直徑為
又其傳動(dòng)比i= / =2.75 （3-1）
則大帶輪直徑為=i=372.75=101.75mm （3-2）
據(jù)表取=100mm,其傳動(dòng)比誤差小于5%,故可用。
驗(yàn)算帶速=7.46m/s<30m/s= （3-3）
式中 ；
——小帶輪基準(zhǔn)直徑；
故符合要求。
（4） 確定V帶中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度
根據(jù)0.7（+）<<2(+)初步確定中心距 （3-4）
0.7（250+630）=616<<2(250+630)=260mm
因要求結(jié)構(gòu)緊湊，故取偏小值=250mm。
計(jì)算V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度
=2+=750mm （3-5）
選V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為=750mm
計(jì)算實(shí)際中心距a
a==260 （3-6）
(5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角
137.25 （3-7）
（6）計(jì)算帶的根數(shù)z
根據(jù)公式式計(jì)算帶的根數(shù)，查取單根V
帶所能傳遞的功率為=9.04kw。
計(jì)算功率增量。
查得 =5.625
查得 =1.1373
故得
==0.99824kw （3-8）
查得 =0.92
=0.95
則帶的根數(shù)為
z= （3-9）
==2.3根 取z=2根
（7）計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值
=211N
（3-10）
（8） 計(jì)算壓軸力
（3-11）
（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
查教材表得，，e=15，，，； ，
B=(z-1)e+2f （3-12）
＝(4-1)x25.5+34=13。
由上面得mm
計(jì)算得d>===42.64mm 取d=42mm （3-13）
， （3-14）
（3-15）
3.2.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
21.84， 因最小直徑處要安裝帶輪，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則： 22.81，取整數(shù) 23mm
（1）各軸段的直徑的確定
：最小直徑，安裝帶輪外伸軸段，23mm。
：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），=24mm
：滾動(dòng)軸承處軸段，=25mm，滾動(dòng)軸承選取6205，其尺寸為d×D×B=25mm×52mm×15mm
：刨刀軸段，根據(jù)刨刀尺寸
：滾動(dòng)軸承處軸段， 25mm
（2）各軸段長(zhǎng)度的確定
：由帶輪從動(dòng)端確定，=56mm
：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承擋圈、裝配關(guān)系等確定，=55mm
：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系決定，=27mm
：由裝配關(guān)系確定，=68mm
：由由軸承確定，=25mm
（3）細(xì)部結(jié)構(gòu)
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，帶輪處取鍵為：b×h×L=8mm×7mm×32mm
在 處采用過盈配合，起到密封作用：
滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過渡配合，此軸段的直徑公差選為;
參考教材查表得：各軸肩處的過渡圓角半徑,若30>d>18取R1
倒角為C1。
3.2.2軸的校核
1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定
帶輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在帶輪寬度的中點(diǎn)，因此可決定中間軸上兩帶輪力的作用點(diǎn)位置。軸上安裝的6305軸承，從表可知所以它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離a=9.3mm，故可計(jì)算出致電跨距和軸上各力作用點(diǎn)相互位置尺寸。支點(diǎn)跨距L≈2
2、計(jì)算軸上的作用力
1836N
帶輪
（3-16）
1568N （3-17）
2987N （3-18）
（三）計(jì)算支反力
1、垂直面支反力（XZ平面）
由繞支點(diǎn)B的力矩和，得：
（3-19）
-2410N，方向向下。
同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和，得：
54N，方向也向下。
由軸上的合力，校核：
0，計(jì)算無誤。
2、水平面支反力（XY平面）
8541N
8452N，方向向下。
同理，繞支點(diǎn)A的力矩和，得：
5874N （3-20）
由軸上的合力，校核：
67.32N，計(jì)算無誤。
3、A點(diǎn)總支反力8452N （3-21）
B點(diǎn)總支反力65214Nmm
（4） 繪轉(zhuǎn)矩，彎矩圖
圖3-1 彎矩圖
1）．垂直面內(nèi)的彎矩
C處彎矩：85463Nmm （3-22）
68451Nmm
D處彎矩：12354Nmm
21541Nmm
2）．水平面內(nèi)的彎矩
B處彎矩： 32145Nmm
C處彎矩： 68452Nmm
3）．合成彎矩
B處：347852Nmm （3-23）
321456Nmm
C處：=214584Nmm
205487Nmm
4）．轉(zhuǎn)矩 325246Nmm
5）．當(dāng)量彎矩
折算系數(shù) =0.6
325488Nmm
C處：325874.35mm
D處:
（五）彎扭合成強(qiáng)度校核
校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
47.25Mpa （3-24）
根據(jù)軸選定的材料45鋼、調(diào)質(zhì)處理，查得[]=60Mpa
因?yàn)? ，故強(qiáng)度足夠。
3.3軸承的選擇與校核
1）滾動(dòng)軸承的選擇：
根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。由軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù) 25mm，選取深溝球軸承6205。其基本參數(shù)查表可得，基本尺寸為25X52X15，，=14，=7.88，。
2）滾動(dòng)軸承的校核：
軸承的受力圖如下圖所示
圖 3-2 軸承受力圖
縱向載荷：
根據(jù)軸的分析，可知：A點(diǎn)總支反力2347.24N，B點(diǎn)總支反力1587.32N。
軸向載荷：
外部軸向力458.37N，從最不利受力情況考慮，指向A處1軸承（方向向左）；軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承的計(jì)算公式
（3-25）
求出：597.34N（方向向右）；579.21N（方向向左）。
因?yàn)椋訟處1軸承被壓緊，B處2軸承放松。故：937.35N，587.27N。
3）當(dāng)量動(dòng)載荷P：
根據(jù)工況（無沖擊或輕微沖擊），查出載荷系數(shù)。
1軸承：因，由表可查得）。
2437N （3-26）
2軸承：因0.32
9600h （3-27）
其中，溫度系數(shù)（軸承工作溫度小于80度），軸承具有足夠壽命。3.4鍵的選擇與校核
鍵的選擇與校核包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸與長(zhǎng)度L。鍵的截面尺寸bXh按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長(zhǎng)度一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵的長(zhǎng)度等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度。綜上選取普通平鍵，尺寸為b X h X L=8X7X32。
鍵的校核， （3-28）
3.5潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇
在摩擦面間加入潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護(hù)零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤(rùn)滑時(shí)還能起到散熱降溫作用。由于液體的不可壓縮性，潤(rùn)滑油膜還具有緩沖、吸振的能力。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的刨床，床子選用油壺滴加潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，滑動(dòng)軸承選用2號(hào)鈣基脂潤(rùn)滑。
設(shè)計(jì)總結(jié)
經(jīng)過幾個(gè)月的準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于要告一段落了，感慨頗多，這次設(shè)計(jì)是我第一次獨(dú)立完成設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械的任務(wù)，以前雖然也做過設(shè)計(jì)，但都是合作完成的。希望我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能獲得圓滿成功。這個(gè)課題雖然是老是模擬的題目，但與實(shí)際非常接近，我學(xué)到了很多在課本上學(xué)不到的東西，也加深了對(duì)作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)者感悟與體會(huì)。
在本次設(shè)計(jì)的過程中，我通過各種渠道查詢了大量的資料，在這期間我學(xué)會(huì)了如何在大量的資料里面找到自己需要的信息，在如今的信息時(shí)代，查取自己需要的信息的能力尤為重要。同時(shí)，通過查詢關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的各種手冊(cè)，對(duì)機(jī)械各種標(biāo)準(zhǔn)有了更深的了解。意識(shí)到要成功的研發(fā)設(shè)計(jì)出一件好的實(shí)用的產(chǎn)品，除了要有獨(dú)特的創(chuàng)意外，還得有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)作后盾才可以，同時(shí)用正確的設(shè)計(jì)觀和設(shè)計(jì)思想來指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作也是不可或缺的。
總之畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決問題能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是我大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)大學(xué)生階段最具有的智力和能力的一個(gè)總檢驗(yàn)。通過這次檢驗(yàn)，不但可以提高學(xué)生的綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)能力、科研能力（包括實(shí)際動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)能力，撰寫論文能力），還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)。當(dāng)然由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)中肯定還存在著許多不足之處，比如方案不夠創(chuàng)新，不夠完美，在實(shí)際應(yīng)用方面有太多的方面沒有考慮到，對(duì)于一些材料以及機(jī)械原理方面的東西掌握的不是很扎實(shí)，造成了本次設(shè)計(jì)的很多缺陷。重要的是體會(huì)到作為一個(gè)設(shè)計(jì)者應(yīng)該有的素質(zhì)，及廣播的知識(shí)面，這將成為我未來工作生涯中的重要指導(dǎo)和方向。
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致謝
在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師趙老師致以衷心的感謝！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。
經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯摹⒂煤顾删偷?，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。
四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。
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