3161 棉桿鍘切機(jī)設(shè)計說明書

3161 棉桿鍘切機(jī)設(shè)計說明書,棉桿鍘切機(jī),設(shè)計,說明書,仿單 棉桿鍘切機(jī)設(shè)計說明書學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 日 期 2012.05 大學(xué)教務(wù)處制前言隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越突出，引起人們普遍關(guān)注。正在開展的社會主義新農(nóng)村建設(shè)，也要求農(nóng)村在能源和環(huán)境兩方面取得突破。農(nóng)作物秸稈是重要的生物質(zhì)能源，又是豐富的資源，棄之則廢，用之則貴，而棉桿在地區(qū)優(yōu)勢隨處可見。利用同時具有能源和環(huán)保效益的秸稈沼氣技術(shù)獲取生物質(zhì)能源，是農(nóng)作物秸稈的資源化利用一條非常有潛力的途徑。實際調(diào)查顯示，現(xiàn)有的農(nóng)作物加工機(jī)械配套的動力要求高，耗能比較大，不適合農(nóng)村及偏遠(yuǎn)的山區(qū)使用?，F(xiàn)通過對棉桿的加工成型和長度的分析，研究設(shè)計一種小型，易操作，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高的棉桿鍘切機(jī)。目 錄1 棉桿鍘切機(jī)的綜述及發(fā)展前景.11.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用.11.2 棉桿鍘切機(jī)簡介.11.3 市場前景分析.12 整機(jī)總體設(shè)計方案.12.1 實現(xiàn)原理介紹.13 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計.23.1 電動機(jī)的選擇.23.2 錐齒輪的設(shè)計.33.2.1 選擇齒輪材料及精度等級.33.2.2 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計小齒輪分度直徑.33.2.3 計算主要尺寸與參數(shù).43.3 圓柱齒輪的設(shè)計.53.3.1 選定精度材料及齒數(shù).63.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度計算.63.3.3 計算具體參數(shù).63.3.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計.73.3.5 幾何計算.83.4 軸的設(shè)計.93.4.1 主軸的設(shè)計.93.4.2 傳動軸的設(shè)計.113.4.3 傳動軸、的設(shè)計.113.5 軸的校核.123.5.1 主軸的校核.123.6V 帶傳動的設(shè)計.153.6.1V 帶輪的設(shè)計要求和材料.153.6.2V 帶輪的結(jié)構(gòu).153.6.3 相關(guān)計算.153.6.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計.164 刀的設(shè)計.164.1 切割與粉碎.164.2 切刀的設(shè)計.164.2.1 切刀的材料.164.2.2 對于切刀的要求.164.2.3 選用或設(shè)計刀片時應(yīng)滿足的要求.164.3 刀的滑切與正切分析.164.4 鉗住物料的條件分析.174.5 刀的安裝.185 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計.195.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計.195.2 機(jī)架的設(shè)計.196 總結(jié).20致謝.21參考文獻(xiàn).22 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1棉桿鍘切機(jī)的綜述及發(fā)展前景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，使大量的農(nóng)村勞動力從繁忙的農(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 棉桿鍘切機(jī)簡介該機(jī)構(gòu)屬于一種多功能的桿料加工機(jī)具，特別適于對桿類物料的切斷加工，也可作為薯類淀粉加工機(jī)具使用。本實用于新型的目的是提供一種可將棉桿，一次加工成塊粒狀的棉桿鍘切機(jī)，同時具有同時在加工棉桿時采用輥壓輪進(jìn)給，大大提高了送料時的人身安全。它有結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)的特點，能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。1.3 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)戶要求的小型棉桿鍘切機(jī)。并且這些棉桿鍘切機(jī)還具有以下缺點：（1）大多數(shù)棉桿鍘切機(jī)只能單獨(dú)切割莖桿類物料。（2）切割刀刃為直刃、切割剛度低、對棉桿的切割性能差。（3）用手喂入桿料類物料安全性差。（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，操作安全的小型棉桿鍘切機(jī)。解決的思路如下：（1）根據(jù)生產(chǎn)要求和自動化程度選擇合適的動力源。（2）確定傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）通過受力要求計算出機(jī)構(gòu)中各個零件的尺寸大小，型號等。（4）對鍘切裝置的設(shè)計。（5）對整體傳動系統(tǒng)的設(shè)計。2 整機(jī)總體設(shè)計方案2.1 實現(xiàn)原理介紹該機(jī)主要由傳動軸裝在其一端的變速錐齒輪和傳動軸上的變速錐齒輪和直齒輪及進(jìn)給軸、，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，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。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；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，切斷物料的出料斗。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。使用時，將棉桿放在喂料臺上，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。即可滿足使用者要求。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2傳動原理如圖 2-1 所示。圖 2-1 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 7.主軸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15.換向圓柱齒輪16.傳動軸17.傳動軸18.傳動軸（注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動方向）2.2 整體傳動比分析計算在本設(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 24 為宜）現(xiàn)選傳動比為 3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為 =1500r/min/3.9=384.6r/minn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。現(xiàn)在來分析主軸到傳動軸、之間的傳動比。因為輥壓輪的轉(zhuǎn)動是由軸、提供的，所以軸、的轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反。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。在主軸與軸、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)。3 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計3.1 電動機(jī)的選擇考慮到設(shè)計的棉桿鍘切機(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,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 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3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:295 165 200電動機(jī)的安裝方式：選擇 IBM3 型3.2 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。3.2.1 選擇齒輪材料及精度等級小齒輪用 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,按參考資料中 MQ 線查得小齒輪 =565MPa；大齒輪1limH=545MPa。2limH根據(jù)實際工作情況，選定精度等級為 8 級精度。3.2.2 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計小齒輪分度直徑（3.1）3221 )1(57HpmuKTCd（1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 TT=9550P/n=9550 0.5225/384.6=12.97Nm（2）齒數(shù)比u=i=2（3）配對材料系數(shù) C ；查參考資料,得 C =1mm（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 Hp=0.9 =0.9 565=509MPa1p1lim=0.9 =0.9 545=491MPa2H2li取小值 ,所以 = =491MPapHp2（6）計算小齒輪分度圓直徑 d1=52mm （3.2）3221 49)(7.50.57d3.2.3 計算主要尺寸與參數(shù) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4（1）選定小齒輪齒數(shù) z1由參考資料,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定 z =20,則 z = z u=40121（2）確定模數(shù) m=52/20=2.6mm；取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5mm1zd（3）計算分度圓直徑 ,12d=m z =50mm1d=m z =100mm2（4）計算分錐角 ,12=arc tan(z / z )=arc tan(20/40)=26.5651=90- =63.43521（5）計算錐距 RR= = =55.9mm （3.3）21zm2405.（6）計算輪齒寬度 b取 =0.33；b=R =55.9 =18.447mm；取 b=20mmRR3.（7）計算齒頂圓直徑 ,1ad2= =1 2.5=2.5m ahm*= = =54.59mm1d1cos2a56.cos.50=102.2mm432a（8）計算平均圓周速度 mv=41.75mm).051()5.01(Rmd=0.84m/sv6.3847.4.36n在理論上齒輪副分析中側(cè)隙為零，但實際中齒輪運(yùn)行中會齒型會變大（溫度上升） 。要是在常溫沒側(cè)隙就會咬死，而且為了在齒輪的側(cè)隙上留下空間儲油。在齒型變到最大時也要留有空間給儲油。所以都會有側(cè)隙。有側(cè)隙也有缺點就是當(dāng)齒輪副轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向時會帶來回 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5程誤差和沖擊。但不同場合的齒輪副的側(cè)隙要求不同，像儀表為了減小回程誤差就要小側(cè)隙，而經(jīng)常轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向的地方防止沖擊過大也要小側(cè)隙。錐齒輪在運(yùn)行的時候會發(fā)熱，溫度上升，齒就會變大，而且齒面不可能做到絕對的精確，可能會產(chǎn)生公差，為了保證工作的時候不會卡死，齒輪傳動中必須要有間隙。表 3-1 錐齒輪傳動參數(shù)參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 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 ah2.5 2.5齒高 h 5.5 5.5齒根高 f 3 3齒頂圓直徑 ad54.5 102.2齒根角 f 3.07 3.07齒頂角 a 3.07 3.07頂錐角 29.635 66.505根錐角 f 23.495 60.365安裝距 A 72 53 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6外錐角高 kA48.88 22.763.3 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,根據(jù)上述表述知小齒輪轉(zhuǎn)速 =384.6/2=192.3r/min,選取錐齒輪傳動效率 =0.95,則功率1n =0.5225 0.95=0.496375kW。1P3.3.1 選定精度材料及齒數(shù)（1）選 8 級精度。（2）由參考資料選取小齒輪材料為 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) 。1z 724312iz3.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度計算（1）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3.4）3.192467505901nPT（2）試選取載荷 =1.3tK（3）由參考資料選取齒寬系數(shù) =0.5d（4）由參考資料查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPaEZ（5）由參考資料圖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1limH輪的接疲勞強(qiáng)度極限為 =545MPa.2limH（6）由參考資料式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)71 1046.3)01(3.960hjLnN7725/4.3（7）由參考資料查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.95； =1.01HNK2HN（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，由參考資料得=536.75MPa （3.5）1569.01lim1SKHNH=545MPa （3.6）.42li22HN 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 73.3.3 計算具體參數(shù)（1）試算小齒輪分度圓直徑 ,代入 中較小值td1H=50.58mm2341 )58.9(35.062.td（2）計算圓周速度 v=0.51m/s16.8.4.160nvt（3）計算齒寬 b=25.29mm5.01td（4）計算齒寬與齒高這比 b/h模數(shù) =50.58/24=2.1mm1/zmtt齒高 =4.725mm.252.thb/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) 08.1Kv假設(shè) ,由參考資料1表 10-3 查得 =1.2mNbFKtA/10/ FH由參考資料查得使用系數(shù) =1AK由查得 8 級精度,小齒輪相對支承皮懸臂時, bdH 3210.)7.61(.05=1.27829.5.5.1.由 b/h=5.35, ,查參考資料得 =1.22；故載荷系數(shù) 28HKFK6.1278.0.1VA（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得 mkdtt 83.54./.5./331 （7）計算模數(shù) m=54.83/24=2.28mm1/zd3.3.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計（1）由參考資料得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為（3.7）321FSadYzKTm 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8（2）確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值由參考資料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MPaFE501極限 MPaFE520由參考資料查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ,9.1HFNK98.2FN計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由參考資料得=373.2MPa 4.150911SKFENF=364MPa .2822FEF（3）計算載荷系數(shù) K .10.1FVA（4）查取齒形系數(shù)由參考資料查得 ,65.21FaY236.Fa（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考資料查得 ,8.1Sa74.12Fa（6）計算大、小齒輪的 ,并加以比較FY；0129.3758621FSaY 017.3645.2.2FSaY小齒輪的數(shù)值大,用小齒輪的數(shù)值（7）設(shè)計大小齒輪齒數(shù)=1.448mm （3.8）3240129.5.0682m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mdz/1；大齒輪齒數(shù) 。361z 1083612uz3.3.5 幾何計算（1）計算分度圓直徑 8；mzd54.1mzd1625.2 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9（2）計算中心距 mda1082/)654(2/)(1 （3）計算齒輪寬度，取 , （考慮到實際需要）bd7.01B522013.3.6 驗算；NTFt 913546.21 mNbFKtA /10/8.379經(jīng)過驗算，合適。表 3-2 圓柱齒輪傳動參數(shù)參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 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 ah1.5 1.5齒根高 f 1.875 1.875齒頂圓直徑 ad57 165齒根圓直徑 f 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 1083.4 軸的設(shè)計 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 103.4.1 主軸的設(shè)計（1）選定主軸上的功率 ,轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 取皮帶輪傳動的效率 =0.95，則 2P2n2TkW5.09.502nPr/min6384.11i于是 Nmm19.274.595095022 nT（2）初步確定軸的最小直徑先按參考文獻(xiàn)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)取 ,于是得 mm，主軸的最小直徑顯然在10A 4126.38501230min PAd軸的兩端。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(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min 30Id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5I皮帶輪的尺寸 L=28,現(xiàn)取 mm，初步選取軸承座型號為 SN508。27IL表 3-3 主軸的主要參數(shù)1dd aDg A35 40 80 33 68圖 3-1 主軸的具體尺寸由于 A=68,現(xiàn)取 mm ， mm， mm80IL80VIL35IVId因為 mm,取 mm35IVId6IId由于摩碎輥筒的寬度為 140m,現(xiàn)取 mm1IV摩碎輥筒采用軸肩定位,取 mm4IV 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11考慮到安裝防護(hù)罩,取 mm30VIL考慮到刀盤座的寬度,現(xiàn)取 mm6I因為錐齒輪的齒寬 B=20mm,現(xiàn)初步取 mm37IXV考慮到安裝和基本尺寸,取 mm5.0IL3.4.2 傳動軸的設(shè)計（1）計算功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩kW67.9.507.21電Pr/min 94.35nNmm3402819.nT（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)取 120A于是得 mm.7196.02330minPAd現(xiàn)取最小直徑為 20mm。圖 3-2 傳動軸的具體尺寸3.4.3 傳動軸、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 3-3、圖 3-4 所示。圖 3-3 轉(zhuǎn)動軸的具體尺寸 11 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12圖 3-4 傳動軸的具體尺寸3.5 軸的校核3.5.1 主軸的校核圖 3-5 主軸的受力立體圖（1）扭矩的計算設(shè)皮帶輪傳遞的功率為 0.55kW,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275.0. 183.025.00.092kW.由參考文獻(xiàn)有Nm67.13.849nPmANm25050BNm.63.CNm284.99nPmDN.T圖 3-6 扭矩圖（2）彎矩的計算 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13受力分析如圖 3-7、圖 3-8 所示FH1FH2t2t34平 面圖 3-7H 平面受力圖V平 面 rrMaFN1FNV圖 3-8V 平面受力圖N； N； N； N； N； N301tF91r502t 502r30t 30rN4.7.4824mtdTN4856.2cos.6tan.109costan4 r .3iitaeFN列方程求解 : 214321 Htttt F048306053 tttt由解得 377.4N； 562N1H2H同理列方程: 04321rrNVFF048365022 rNVrHr F由解得 -178.5N； -383.5N1NV 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14V平 面 Ft1NFt4Ma23NVMv1=07N.mMv2=5490N.m38Mv4=56.m8N圖 3-9V 平面彎矩圖Ft1HFHt4t32Mv1=590N.mMv2=4098N.m35Mv4=1290.Nm圖 3-10H 平面彎矩圖Mv1=095N.m67Mv3=4076N.mMv4=096.Nm圖 3-11 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=67492.6Nmm；T=13657Nmm按第三強(qiáng)度理論，計算應(yīng)力ca24 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15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，ca)(224取 ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力時，取 ；此處取3.0 6.06.0由參考文獻(xiàn)有10.62MPa （3.9）ca)(224WTM1式中： 為軸的計算應(yīng)力，單位為 Mpa；M 為軸所受的扭矩，單位為 Nmm；T 為ca軸所受的扭矩，單位為 Nmm；W 為軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 ，此處m3W 0.1 ； 為對稱循環(huán)變應(yīng)力時的軸的許用彎曲應(yīng)力，由文獻(xiàn)查得 45 調(diào)質(zhì) d31 1=60Mpa。由以上計算可知軸的設(shè)計是安全的。3.6V 帶傳動的設(shè)計3.6.1V 帶輪的設(shè)計要求和材料設(shè)計 V 帶輪時應(yīng)滿足的要求有：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。此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為 HT200。3.6.2V 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：實心式腹板式孔板式橢圓輪輻式。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； d d300mm 時，可采用腹板式（當(dāng) 100mm 時，可采用孔板式） ； 300mm 時，可21Dd采用輪輻式。3.6.3 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）確定計算功率由參考資料查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故 P =KA P=1.1 0.55=0.605KW。ca（2）選取帶型根據(jù) P ，n 由參考資料確定選用 Z 型。ca（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑由參考資料取主動輪基準(zhǔn)直徑 d =71mm 則從動輪基準(zhǔn)直徑 d =i 1d 2d 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16d =3.9 71=276.9mm，根據(jù)參考資料取 d =280mm。1 2按參考資料驗算帶的速度 V= = m/s=5.57 ,兩個支撐反力的合力 的合力 F 將把被2121與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 4-2(b)知，由于此時 。 的合力 F 指向刃口里面，即切割時合2121與力 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， 21在本設(shè)計中刀與料的相對位置圖如圖 4-3 所示，進(jìn)行鉗住物料條件的分析。切 刀 軌 跡 切 刀 切 刀 中 心 軸進(jìn) 料 槽 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19圖 4-3 刀與料的相對位置圖由圖 4-3 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38 ， ，所以只要 小于 就可以了，顯然以上設(shè)計是滿足要求的，刀132850的安裝也是合理的。4.5 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 4-4 所示。圖 4-4 切刀簡圖5 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計5.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計本設(shè)計中采用輥壓輪對棉桿類物料進(jìn)行進(jìn)給，輥壓輪的外緣直徑為 ，轉(zhuǎn)速由前面40的總體設(shè)計計算可知 ，V128.2mm/s。min/24.613r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、穿過孔而被支撐，軸、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。圖 5-1 進(jìn)料槽及其進(jìn)給輥壓輪5.2 機(jī)架的設(shè)計在機(jī)架設(shè)計中，主體采用 40403 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404010 的厚鐵板，以便獲得足夠的強(qiáng)度來安裝運(yùn)動輪。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 206 總結(jié)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?？傊?，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。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21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。承蒙 老師的耐心指導(dǎo)，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計。在此深深感謝我的老師給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,表現(xiàn)了他對工作高度負(fù)責(zé)的精神，同時也感謝給我?guī)М嫹◣缀蔚睦钇嚼蠋煟?機(jī)械設(shè)計的張函老師， 互換性與測量技術(shù)的馬少輝老師， 先進(jìn)制造技術(shù)的張宏老師，沒有這些課程做基礎(chǔ)，是無法完成畢業(yè)設(shè)計，感謝你們！同時在CAD 繪圖中，感謝 老師提出的寶貴意見。在我的設(shè)計過程中，還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助，在此，我對這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 對于這次的畢業(yè)設(shè)計，還有許多美好的設(shè)想由于時間和自身因素?zé)o法得以實現(xiàn)，這不能不說是本次設(shè)計的遺憾之處。不過，至少它啟發(fā)了我的的思維，提高了我的動手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識，這為我在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中奠定了堅實的基礎(chǔ)。也為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅實的基礎(chǔ)。最后感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院和我的母校四年來對我的大力栽培。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22參考文獻(xiàn)1吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實用手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社.2機(jī)械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計手冊（中冊）M.化學(xué)工業(yè)出版社,1982:763.3機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊(第 2 卷)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:11-13.4機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊(第 3 卷)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-143.80.5機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊(第 3 卷)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-157. 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