人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 木材刀具切削试验台整体设计【机+电】【农业机械】【7张图纸】【优秀】

锯链传动装置部件图.dwg

木材刀具切削试验台整体设计【机+电】【农业机械】【7张图纸】【优秀】

资源目录

木材刀具切削试验台整体设计【机+电】【农业机械】【7张图纸】【优秀】.rar

锯链传动装置部件图.dwg---(点击预览)

轴承端盖.dwg---(点击预览)

轴.dwg---(点击预览)

电路.dwg---(点击预览)

木材刀具切削试验台整体设计论文.doc---(点击预览)

整体装配图.dwg---(点击预览)

床身三视图.dwg---(点击预览)

密封圈.dwg---(点击预览)

压缩包内文档预览：

编号：270832 类型：共享资源大小：3.16MB 格式：RAR 上传时间：2014-03-29 上传人：上*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 木材刀具切削试验台整体设计

资源描述：

木材刀具切削试验台整体设计

35页 12000字数+说明书+7张CAD图纸【详情如下】

密封圈dwg

床身三视图dwg

整体装配图dwg

木材刀具切削试验台整体设计论文doc

电路dwg

轴dwg

轴承端盖dwg

锯链传动装置部件图dwg

摘要

　　　本文主要是进行木材刀具切削实验台的整体设计的构思。我们所设计的木材刀具切削试验台采用驱动链轮轴和进给速度无极调速的运动形式，能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。

　　　根据目前国内外现有的切削试验台品种规格多，适用于不同的电链锯，且工作时的锯链切削速度高低差异很大，切削功耗相差很大。为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台，需能模拟锯链的工作状态，反映锯链实际的切削速度和切削效率，因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围；同时应具有较大的传递扭矩，可保证大节距高效率的锯链性能测定。

　　　本文阐述了木材刀具切削试验台的总体方案设计，构造及功能，驱动链轮轴，导板支撑座等部件的设计，以及木材刀具切削试验台的电控电路设计。

关键词：试验台设计?切削? 变频调速

1绪论3

11研究的意义及目的3

111研究的意义3

12．1研究的目的4

12 国内外同类研究概况4

121 国内研究概况5

　　　1 2 2 国外研究概况…………………………………………………6

　　　1 2 3 结论……………………………………………………………7

2木材刀具切削试验台设计的主要内容及要求 9

3总体方案的确定10

31木材刀具切削试验台的功能原理10

32驱动链轮轴转矩转速的测量10

33切削力的测量11

　　　34驱动装置的设计11

　　　35进给装置的设计12

　　　36电控电路的设计12

4木材刀具切削试验台的构造13

5木材刀具切削试验台的部件设计15

　　　51驱动链轮轴的结构设计15

　　　52导板支撑装置的设计17

　　　53锯链张紧装置的设计 18

　　　54驱动链轮的设计…………………………………………………19

　　　55床身的设计………………………………………………………19

　　　56木材刀具切削试验台的电控电路设计…………………………20

6木材刀具切削试验台的总装配图………………………………………26

7测试方案设计……………………………………………………………27

8总结和展望28

81总结28

82展望28

致谢29

参考文献30

附录32

　　　根据目前国内外现有的生产锯链品种规格差异，为了提高生产效率以及降低成本，这是研究锯链切削试的主要目的。研究锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率。根据锯链切削原理，锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率。大量的研究结果表明，切削状态的每个微小变化都能通过切削力的变化反应出来，检测切削力是目前国内外研究与应用最多的检测方法之一。随着切削加工的高速度，高精度，高度自动化，对切削试验台的要求越来越高，所以我们设计出这样的功能兼备的木材刀具试验台迫在眉睫。

1.1研究的意义及目的

1.1.1研究的意义

　　　由于目前国内外鲜有可同时测量三向力的传感器的报道，多是可同时测量二向力的传感器。LQ-18锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率,更好的衡量刀具的切削性能。而同时测量三向力还能反应木材或者金属材料的品质，所以研究木材刀具切削试验台就显得尤为重要。

1.1.2研究的目的

　　　在我国，电链锯的发展都是解放后发展起来的，七十年代先后研制成功的YJ4和GJ85，YH25等三种新型锯，这种小节锯的锯链对钢材的强度很高，制造工业难度较大，对齿型和结构参数的设计也要求很高，虽然已经研究了20多年，但是质量仍未过关，国内锯链市场仍被进口货所占领，所以研究锯链是十分必要的。虽然国内一些企业生产的木材刀具切削试验台已经达到国外或超过国外同内产品的标准，但大部分国内生产的木材刀具切削试验台噪声大，安全系数低，效率较低，进锯阻力和外观较差，在竞争中处于劣势，且根据链切削原理，所设计的链切削实验系统应该能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。所以研究生产一种结构紧凑，启动容易，操作灵活，锯切效率高，维护简便的木材刀具切削试验台是非常必要的。

整体装配图.gif

内容简介：: 南京林业大学本科毕业设计题目：木材刀具切削试验台整体设计学院：南方学院专业：机械设计制造及其自动化学号：学生姓名：指导教师：职称：教授二一三年六月南京林业大学本科毕业设计说明书木材刀具切削试验台整体设计摘要本文主要是进行木材刀具切削实验台的整体设计的构思。我们所设计的木材刀具切削试验台采用驱动链轮轴和进给速度无极调速的运动形式，能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。根据目前国内外现有的切削试验台品种规格多，适用于不同的电链锯，且工作时的锯链切削速度高低差异很大，切削功耗相差很大。为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台，需能模拟锯链的工作状态，反映锯链实际的切削速度和切削效率，因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围；同时应具有较大的传递扭矩，可保证大节距高效率的锯链性能测定。本文阐述了木材刀具切削试验台的总体方案设计，构造及功能，驱动链轮轴，导板支撑座等部件的设计，以及木材刀具切削试验台的电控电路设计。关键词：试验台设计切削变频调速Wood cutter cutting test-bed design literature review as a wholeAbstractIn this paper, the idea of a wood cutter cutting the overall design of the experiment station.Wood cutting tool designed test rig should be able to measure the tangential cutting force, the drive chain axle torque, chain cutting speed and feed rate. While most of the cutting test at home and abroad station apparatus and can not be measured all of the above parameters, and some parametric measurement accuracy is also very low. Difference in the level of the saw chain when cutting speed and cutting test rig varieties and specifications applicable to electric chain saws, and work, cutting power consumption is a big difference. Cutting performance when cutting wood saw chain can be assessed, the test stand design, can simulate the working condition of the saw chain, to reflect the actual cutting speed and cutting efficiency of the saw chain and therefore should have a wide cutting speed adjustment range and into the ; the same time should have a larger transfer torque, can ensure the high efficiency of the large pitch saw chain performance measurement to the speed adjustment range.Keyword：Test rig design cutting frequency control I目录 1.绪论31.1研究的意义及目的31.1.1研究的意义31.21研究的目的41.2 国内外同类研究概况41.2.1 国内研究概况51 .2. 2 国外研究概况.6 1. 2 .3 结论.7 2.木材刀具切削试验台设计的主要内容及要求. 93总体方案的确定103.1木材刀具切削试验台的功能原理103.2驱动链轮轴转矩转速的测量103.3切削力的测量113.4驱动装置的设计113.5进给装置的设计123.6电控电路的设计124木材刀具切削试验台的构造135木材刀具切削试验台的部件设计155.1驱动链轮轴的结构设计.155.2导板支撑装置的设计175.3锯链张紧装置的设计. 185.4驱动链轮的设计.19 5.5床身的设计.19 5.6木材刀具切削试验台的电控电路设计.20 6.木材刀具切削试验台的总装配图26 7.测试方案设计27 8.总结和展望.28 8.1总结.28 8.2展望.28致谢29参考文献30附录32 321.绪论根据目前国内外现有的生产锯链品种规格差异，为了提高生产效率以及降低成本，这是研究锯链切削试的主要目的。研究锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率。根据锯链切削原理，锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率。大量的研究结果表明，切削状态的每个微小变化都能通过切削力的变化反应出来，检测切削力是目前国内外研究与应用最多的检测方法之一。随着切削加工的高速度，高精度，高度自动化，对切削试验台的要求越来越高，所以我们设计出这样的功能兼备的木材刀具试验台迫在眉睫。1.1研究的意义及目的1.1.1研究的意义由于目前国内外鲜有可同时测量三向力的传感器的报道，多是可同时测量二向力的传感器。LQ-18锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率,更好的衡量刀具的切削性能。而同时测量三向力还能反应木材或者金属材料的品质，所以研究木材刀具切削试验台就显得尤为重要。1.1.2研究的目的在我国，电链锯的发展都是解放后发展起来的，七十年代先后研制成功的YJ4和GJ85，YH25等三种新型锯，这种小节锯的锯链对钢材的强度很高，制造工业难度较大，对齿型和结构参数的设计也要求很高，虽然已经研究了20多年，但是质量仍未过关，国内锯链市场仍被进口货所占领，所以研究锯链是十分必要的。虽然国内一些企业生产的木材刀具切削试验台已经达到国外或超过国外同内产品的标准，但大部分国内生产的木材刀具切削试验台噪声大，安全系数低，效率较低，进锯阻力和外观较差，在竞争中处于劣势，且根据链切削原理，所设计的链切削实验系统应该能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。所以研究生产一种结构紧凑，启动容易，操作灵活，锯切效率高，维护简便的木材刀具切削试验台是非常必要的。1.2 国内外同类研究概况1.2.1 国内研究概况2.1国内研究概况我国自本世纪60年代以来，不断进行木材刀具切削试验台的研究。特别是80年代以来的试验研究成果积累了许多有价值的数据。1964年中国东北林学院研制的T-1型试验台，用电阻应变片（环）和平衡重块测量切向力和法向力。这在当时的国内外已属于比较领先的技术。电阻应变片由敏感栅等构成用于测量应变的元件。由于测力系统中摩擦力的影响，其切向力的测定精度是很低的。1982年南京林学院研制的NL-1型试验台，是利用薄壁圆筒形应变传感器同时测量两向力。图1.交叉八角环三向木材切削测力台薄壁圆桶形应变传感器与采用的电阻应变片和平衡重块测力相比，这种测力系统无摩擦力影响，测量更方便。1984年，东北林学院研制了SJM-50型锯链试验台和T-2锯链试验台。T-2试验台采用TP801单反机配以适当的传感系统，放大电路，A/D转换电路和接口电路的结构。由于采用计算机技术，每次实验后可自动打印出锯切参数，但是该试验台采用扇形进锯，锯口长度变化大，对过程数据难以处理。而且用测电功率的方法求切向力，有较大的误差。1992年南京林业大学研制的LQ-11型切削平台使用了交叉八角环测力传感器这一新的技术同时测三向力，同时用扭转传感器和扭矩转速仪测驱动链轮的轴功率，具有较完善的功能，某些方面处于国内外领先水平，但是此试验系统仍用手工处理数据，不仅工作量大，而且使数据的精度受到一定的影响。交叉八角环测力传感器与前面的薄壁圆筒传感器等几种相比，灵敏度要更高，而相互之间的交叉灵敏度要低，并且更方便。 2010年上海大学对八角环三向测力的贴片进行了研究，提高贴片面应变均匀度可以降低因贴片位置误差引起的测量误差, 是提高八角环测力刀架的测量精度的有效方法。应用对称性原理, 在传统八角环测力刀架上下方增设凸起结构可以显著地改善应变分布的均匀程度。图2.八角环三向测力传感器2010年南京航空航天大和中国搅拌摩擦焊中心共同研究搅拌摩擦焊用测力八角环。搅拌摩擦焊用八角环是一种测力元件，可看做为一个弹性系统，当受到一定的激励时会引起振动。通过对搅拌摩擦焊用测力八角环的有限元模态分析，得出了该八角环结构的前12 阶固有频率和相应振型，为该结构的进一步优化设计和理论分析提供了可靠的依据。八角环的固有频率跟弹性元件的结构有关，因此，对弹性元件进行结构优化设计能提高结构的固有频率，从而提高测力八角环的测量精度和工作稳定性。1.2.2国外研究概况近几十年，国外的国家研制的木材刀具切削试验台的整体装置，虽然大体上的原理都是差不多的，但是测量切削力和法向力所用的传感装置都是不一样的。1978年，日本研制的切削试验台，用桁架式电阻应变片测量切向力和法向力。桁架式电阻应变片与薄壁圆筒型应变片相比较，产品稳定更好，更长时间的测量，产品测量结果更加稳定，能提供完善应变测量选择。1985年，德国STIHL公司研制的木材切削试验台，利用测力电阻应变传感器测量切向力和法向力。九十年代中期，美国McCULLOCH公司，澳大利亚林产品实验室，芬兰农业工程研究所都使用自己的方法测量切削阻力，但是都无法同时测量法向，切向和侧向三个方向的切削阻力。近几年，国外一些国家利用双延伸式八角环制成测力仪测拖拉机挂钩处的二向力和用多个单一八角环组合测磨床工作时单向切削力和扭矩的研制的试验台，这些试验台代表了各个国家的最新水平和成功，但是一般情况下仍然以电阻应变片传感器来测量切削阻力。国外有些国家用多个八角环按不同布置测定刀具切削金属材料的三向切削力，但其整体性差，且多个八角环安装时相互之间的位置公差要求相当高。还有用双延伸式八角环制成测力仪测拖拉机挂钩处的二向力，有用多个单一八角环组合制成的测磨床工作时单向切削力和扭矩等。单一八角环式测力仪因其整体稳定性差不适合很多实验台的要求。单向延伸式八角环测力仪增强了x方向的稳定性，而沿垂直于xy平面方向上的稳定性还很差，因此不能直接应用于实验。双向延伸式八角环测力仪在任何方向的整体稳定性均大大提高，可用于三向力的测量，且相互交叉灵敏度较低，安装简单可靠。但由于许多实验台针对的切削力较小，灵敏度要求较高，因此必然使得耳环部位的尺寸较小，且加工精度要求较高，因此制造成本较高。根据国内外对于单向延伸式八角环、组合式八角环及双向延伸式八角环测力仪的研究表明，双向延伸式四耳环八角环性能最优，完全符合木材三向切削力测定的要求。1.2.3.结论根据国内外对于木材刀具切削试验台研究发展概况，综合我们实验的目的，确定了我们要设计的切削试验台的方案。把握好木材刀具切削试验台整体设计，我们需要加宽进给速度调节范围，多次研究测试以计算出的更精确地速度达到更好的切削效果，降低切削过程中的功耗。所设计的试验台应具有较大的传递扭矩，可保证大节距高效率的锯链性能测定。根据本试验台的要求，进行必要设计和改进，既保证了功能，又缩短了研制周期。研究生产一种结构紧凑，启动容易，操作灵活，锯切效率高，维护简便的木材刀具切削试验台是非常必要的。2.此木材刀具切削试验台设计的主要内容及要求锯链的切削性能主要包括锋利性以及进锯阻力的大小两个方面。锯链切削试验台必须围绕这两个因素进行功能设计。为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台学能模拟锯链的工作状态，反映锯链实际的切削速度和切削效率，因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围；同时应具有较大的传递扭矩整个传动系统的最大传递扭矩为30Nm，可保证大节距高效率的锯链性能测定。本设计的要求：1.切削速度的调节范围为1015000rpm；2.进给速度调节范围为0.225cm/s ，3.整个传动系统的最大传递扭矩为30Nm。本设计内容：1.试验台整体方案设计 2.驱动链轮轴，链轮，导板支撑座等的设计 3.床身设计 4.电控电路设计等 3总体方案的确定3.1木材刀具切削试验台的功能木材刀具切削试验台能模拟锯链的工作状态，有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围。同时具有较大的传递扭矩，可以保证大节距高效率的锯链性能测定，同时测定锯链锯齿上切削力的三个方向分离，即主切削力，进给力和侧向力。进给机构的进给速度，驱动链轮的转矩转速，轴公路，锯链的锯切效率。侧向力可翻页锯链的轻微跑偏，测侧向力可避免跑偏对切削阻力测定值带来的严重影响，同时还能检验锯链的锋利性，进锯的轻便性，锯链运转的平稳性，也可用于检验锯链，导板和驱动链轮的告诉适应能力。3.2驱动链轮轴转矩转速的测量转矩的测量转矩的测量可以用两种方法:一种是在链轮轴表面粘贴电阻应变片另一种是采用专门的转矩传感器。前一种方法需要用集流环把轴上的转矩信号输出，但高转速的集流环价格昂贵。而且链轮轴很细，粘贴应变片和安装集流环都比较困难。后一种方法只要把转矩传感器安装在驱动链轮轴与驱动电机之间即可，容易实施，且价格也不高。我们设计的试验台采用ZJ型转矩转速传感器，在测转矩的同时,还测得链轮轴的转速。转速的测量有三种：1.用光电计数测量 2.通过测量发电机的转速进行计算3.采用专门的转速传感器测量。第一种和第二种方法都存在较大的测量误差，第三种方法只要把转矩传感器安装在驱动链轮轴与驱动电机之间，也很容易实施。通过比较没采用讲转矩转速传感器安装在驱动电机与驱动链轮轴之间，可同时测量链轮轴的转速。根据设计参数要求，试验台采用NJG030型转矩转速传感器，许用转速最大为30000r/min，额定转矩最大为30Nm。为了减少中间传动环节的影响，应将转矩转速传感器安装在最后一级的输出轴与负载之间。3.3切削力的测量切削力的测量方法有：1.切削力可以再锯链上测量，但因为锯链零件的尺寸很小，且处于高速回转转头，所以不能爱锯链上安装测力传感器 2。在导板支撑座上安装测力传感器，但是受锯链张力及锯链与导板之间摩擦力的影响，无法获得净切削力的数值 3.将测力传感器安装在锯链驱动装置与导板支撑座之间，则传感器可能只感受部分切削力，还有一部分切削力被摩擦力或传动机构的作用抵消，这样会对切削力测量精度有很大影响 4.采用整体式测力传感器直接安装在试材与承座之间，这样传感器能感受全部切削力，没其他的影响，而且试材的重量比较小，对切削力的测量影响不大。通过以上四种方案的比较，采用第四种方案比较合理。切削力测量传感器采用整体式测力方式直接安装在试材与承座之间，传感器可承受全部切削力，通过加载标定出切削力与输出信号之间的关系常数。我们研制的试验台采用自制的交叉八角环形应变式三向切削力整体式传感器，传感器本体由整块锻造钢经线切割加工成形，加工精度高，应变片贴片细致，灵敏度高，测试范围宽。而且提高了切削阻力的测定精度。3.4驱动装置的设计我校师生研制的LQ11型锯链切削试验台的输出轴转数范围为32009000 r /min，对于一些高转速链锯来说是不够的，特别是高速切削已成为当现代锯链的一种发展趋势，作为试验台，应能适用于不同的锯链产品，能模拟锯链在不同切削速度下的实际工作状态，我们要研制的试验台采用增速齿轮传动和变频调速相结合的方法实现链轮高转速，宽范围的调节，转速范围为015000 r /min 试验台主电机选用额定功率为18.5 kW型号为Y160L-02的变频电机，配合相应变频器，使用的电机输出转速在0 4100 r /min 范围内可调，增速传动装置由带传动和齿轮传动构成，带传动的传动比为1:1。44，增速齿轮传动机构的传动比为1：3.51，整个增速传动装置的传动比为5，使输出最大转速满足设计要求。3.5进给装置的设计进给运动的方式有三种：1.摆动进给，但摆动进给时锯口长度和切屑厚度是变化的，不便处理试验数据，试验工况的控制也较困难。2.垂直进给，垂直进给的试验台高度和重量都比较大，造价较高，且操作不便3.水平进给，水平进给方案操作方便，稳定性也较好。我们研制的试验台采用水平进给方案。通过三种方案的比较，我们选择第三种方案。进给运动可以由锯木机构的运动来实现，也可以由试材的运动来实现。如果由锯木机构运动来实现，必然整个进给机构非常庞大;而由试材来实现进给运动，则进给机构很紧凑。试验台用一台普通车床的床身作为基础，试材及测力传感器安装在床鞍上。床身上的大导轨作为木材夹持装置的导轨。当采用高速挡大螺距进给时，床鞍的纵向进给速度能满足试验要求。为了实现进给运动的无级调速，选用了变频调速电动机，其频率变化范围为5 65 Hz，满足试验台木材水平进给速度的变化范围为0.2 25 cm/ s。3.6电控电路的选择基于本试验台的需要，锯链电动机和进给电动机都需要配合想要的变频器来进行调速。对变频器的给定方式有三种：1.无极调速频率给定 2.分段调速频率给定 3.配合PLC的分段调速频率给定。由于无极调速频率给定非但增加了转速的选择性，且电路也比较简单。所以本试验台的变频器采用无极调速频率给定方式。对锯链电动机配合的变频器直接通过变频器的面板进行调速，对进给电动机配合的变频器通过外接电位器进行调速。本试验台主要由三个电动机控制，分别是：1.锯链电动机M1, 2.冷却泵电动机M2 3.进给电动机M3.根据实验特点，三者采用M1，M2，M3顺序连锁控制，其运转顺序为：先开冷却泵电动机M2，再开锯链电机M1，最后开进给电动机M3。先关闭进给电动机M3，再关闭锯链电动机M1，最后关冷却泵电动机M2。4.木材刀具切削试验台的构造木材刀具切削试验台主要由三个部分组成：锯切机构，进锯机构，电测系统。锯切机构主要由交流变频调速电动机，增速传动装置，导板支撑座，驱动链轮，锯链，导板，联轴器等组成。进锯机构主要由床鞍，床身，床鞍驱动装置，平行八角环三向测力仪，试材夹具组成。测试系统由转矩转速传感器，平行八角环测力传感器，光电脉冲位移传感器等组成。图3. 木材刀具切削试验台结构示意木材刀具切削试验台的基本机构示意图如上图所示。电动机1经带传动装置2和齿轮传动装置3增速后转速可达0-15000r/min。为了保证齿轮能在高速情况下正常工作，齿轮箱设有独立的润滑系统。增速齿轮箱的输出轴通过花键联轴器4与转矩转速传感器5相连接，转矩转速传感器的输出轴再通过花键联轴器与驱动链轮轴相连。锯链传动装置6包括导板，锯链，导板支撑座等，驱动链轮轴的轴承座和导板支撑座合为一体，为兼顾了不痛形式导板，锯链的测试要求，同时也兼顾了能对锯链进行润滑。导板具有张紧装置，能将锯链调整到最佳张紧状态。为了便于调整花键联轴器的同心度，并确保在使用中不会改变，将增速齿轮箱，转矩转速传感器及导板支撑座安装在同一支撑架上。试材8固定在八角环三向测力传感器7的上台板上，八角环三向测力传感器安装在车床的床鞍9上由变频调速电动机驱动床鞍进给以实现试材的进给运动。为了便于用砝码加载进行标定，床身10尾端装有定滑轮及支架。5 木材刀具切削试验台的部件设计5.1驱动链轮轴的结构设计1.轴上零件的装配方案及参数表1.渐开线外花键参数表齿数 Z 12模数 m 1压力角 a 30公差等级和配合类别 6h 6h大径 Dee 渐开线起始圆直径最大值 Dfemax 小径 Die 实际齿厚最大值 Smax 1.54作用齿厚最大值 Svmax 1.57实际齿厚最小值 Smin 1.49作用齿厚最小值 Svmax 1.522.确定轴的各段直径和长度（1）根据转矩转速传感器的输出轴端为渐开线花键，其模数为1，齿数为12，则驱动链轮轴与转矩转速传感器相连的轴端I-II也为渐开线花键，模数为1，齿数为12.具体参数键上图。同时确定轴I-II的长度为20mm。为了满足花键联轴器的轴向定位要求，I-II轴端右侧制出一轴剪，故取DI-II=15mm。（2）初步选择滚动轴承。因为驱动链轮轴转速很高，故选择角接触球轴承。参照工作要求并根据dIII-IV=15mm，由轴承产品中选取单列角接触球轴承7003AC型，其尺寸为dxDxT=17mm x 35mm x 10mm,故取dIII-IV=dv-vI=17mm,而LIII-IV=156mm，左端轴承的右端和右端轴承的左端均采用轴肩进行轴向定位，由手册上查的7003AC型轴承的定位轴肩高度h=1.5mm,故DIV-V=20mm.（3）根据需要轴，轴承端盖的总宽度为16mm，根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖的外端面至II处和VII处之间的距离为9mm，故取LII-III=167=25mm.（4）轴端VII-VIII处安装链轮，因为驱动链轮轴转速很好，为了使链轮与轴的对称性好，故采用矩形花键连接。为了使轴承能拆装，并查手册，确定轴VII VIII处矩形花键的尺寸为N x d x D x B=6x11mmx14mmx3mm（5）为了对轴VII VIII处安装的链轮进行轴向固定，采用双圆螺母对链轮进行轴向固定，为了使链轮能拆装，取d-VIII-IX=10mm,LVIII-IX=17mm。3轴与轴上零件的配合滚动轴承与轴的轴向定位是由过渡配合来保证的，此外选轴的直径尺寸公差为K6。链轮与轴的轴向定位采用矩形花键连接，为了吧保证链轮与轴配合有狂好的对中性，故选择链轮与轴的配合为图4.轴的结构和装配图 5.2 导板支撑座的设计考虑到锯链要润滑的需要，在该支撑座的上方安装一块板，能安防锯链润滑油壶，通过自重流油润滑装置直接对锯链进行润滑。导板支撑座前方的板是用来支撑导板的，兼顾了锯链润滑，张紧的需求，左侧的小圆孔是通油孔，因为锯链需要张紧，导板一侧的通油孔会上下移动，所以在通油孔的前方设计一个槽用来盛油，导板的上下移动密度能给锯链进行润滑。导板支撑座的下方的圆孔用来装轴和轴承孔，它的大小是根据轴承的大小来设计的。轴孔中心应与上方固定导板的两个孔的中心相对齐，这样可保证巨款的垂直性，不会倾斜。图5. 导板支撑座的三位示意图5.3 锯链张紧装置的设计锯链张紧装置又叫锯链导板调整装置。锯链在导板上应有一定的张紧力，才能保证锯链的战场工作。太紧会加快锯链与导板的磨损，增加功率消耗，太松则容易脱链。张紧装置多与锯导板的固定装置制成一体，用改变导板后端与驱动链轮的相对位置，以调节锯链的松紧度。此装置在导板支撑座上有一滑槽，滑槽内装一可移动的滑块，见下图，滑块上有一螺孔与穿过导板支撑座的调节螺钉结合，滑块的左侧有一销钉，安装导板时，导板候补的两个调节孔的一个必须套在销钉上。且调节螺钉的下端用开口销将调节螺钉固定住，使调节螺钉只能转动，不能上下移动。当用螺丝刀拧动调节螺钉时，因调节螺钉受限制，只能转动不能上下移动，与螺钉结合的滑块受滑槽限制只能上下移动而不能转动，所以滑块侧方的销钉就能带动导板作上下移动，而改变导板与驱动链轮的相对位置。1.开口销 2.导板 3.滑块与销钉 4.导板支撑座 5.垫片 6.调节螺钉图6.锯链张紧装置图5.4驱动链轮的设计按链轮的结构不同，链轮有以下几种：星形链轮，齿形链轮，转圈式链轮，圆形链轮。见下图综合考虑，本试验台的设计采用轮圈式链轮，它将星形链轮镶在两轮之间。当锯链在链轮的带动下旋转时，导向齿齿尾与链轮轮齿相接触，传递动力，二锯齿和连接片则支撑在两轮圆圈外表面，由后则承受锯链的张力。链轮的轮齿并不直接顶在连接片或锯齿的缺口内。所以传动平稳，噪声较小，不易脱链，可延长锯链和链轮的使用寿命。图7.轮圈式链轮图轮圈式链轮的计算与星形链轮的计算一样，其几何参数见下表，主要计算公式如下。表2.链轮的几何参数表链轮类型齿宽Z0ZtDBDD122轮圈式驱动链轮86129.523946.423283460星轮相邻两齿间的中心线夹角= （a）节圆上相对于锯链节锯的夹角= (b)星轮节圆直径 (c)齿顶弧心圆直径(d)齿顶圆直径 (e)齿底圆直径 (f)5.5 床身的设计木材刀具切削试验台的进给机构以普通车床的床身作为基础，床身与右床脚及左床脚组成木材进给系统的机座。床身的长度由试验时的木材进给行程来选用。5.6 木材刀具切削试验台的电控电路设计试验台的主电路图见下图5.6（1）。主电路有三台控制电动机。锯链电动机M1完成锯链切削运动的驱动，为了满足试验的需要，电动机M1和相应的变频器配合，该变频器采用面板操作调节其频率，从而改变电动机的转速。冷却泵电动机M2，进行试验时提供冷却液，防止增速齿轮箱的温度过高。电动机M3为进给电动机，根据试验需要，与相应的变频器结合，通过外接端子调节进给速度，进给方向。电动机M1，M2，M3均采用全压直接启动，M1，M2为接触器控制的单向运行控制电路。三相交流电源通过转换开关QS引入，接触器KM1控制M1的启动与停止。接触器KM2控制M2的启动与停止，接触器KM3的启动与停止。KM1由按钮SB1，SB2控制，KM2由SB3，SB4控制，接触器KM3用于接通变频器的电源，由按钮SB5，SB6控制，继电器KA1用于正转，由按钮ST,SF控制实现，继电器KA2用于反转，由按钮ST,SR控制实现。同时分别对电动机M1，M2，M3采用热继电器FR1，FR2，FR3做过载保护。熔断器FU1-FU4分别对主电路和控制电路实行短路保护。图8.木材刀具切削试验台电气控制主电路电动机M2，M1，M3采用顺序连锁控制，以满足要求，使冷却泵电动机启动后，锯链电动机才能启动，随之进给电动机才能启动。实验结束后，只能先关闭电机，才能关闭锯链电机，最后才能关闭冷却泵电动机。即电动机运转顺序是：开冷却泵电动机M2开锯链电动机M1开进给电动机M3；关进给电动机M3关锯链电动机M1关冷却泵电动机M2。采取这样的顺序是为了保护增速装置高速转动后温度过高，损坏部件。下图为木材刀具切削试验台的控制电路图9.木材刀具切削试验台电气控制的控制电路控制电路工作过程：控制电路的电源由控制变压器TC次级输出的220V电压。1. 冷却泵电动机M2的控制按下启动按钮SB4，接触器KM2得电吸合，其辅助触点KM2闭合自锁；其主触电闭合，冷却泵SB3机M2启动，同时其辅助触电KM2闭合，作为KM1得电的先决条件。同时只有在辅助接触点KM1断开的前提下，按下停止按钮SB3，接触器KM2失电释放，电动机M2停止转动，否则冷却泵电动机M2继续转动。2. 锯链电动机M1的控制锯链电动机M2采用两台电动机M1，M2顺序连锁控制的典型环节，以满足试验要求，使冷却泵电动机M2启动后，锯链电动机M1才能启动，当冷却泵电动机M2停止运行时，锯链电动M1也自动停止运行。冷却泵电动机M2启动后，即在接触器KM2得电吸合，锯链电动机M1才能启动。在锯链电动机M1仍处于运转情况下，即使按下停止按钮SB3，冷却泵电动机M2仍继续转动。3. 进给电动机M3的控制进给电动机M3和变频器相配合，M1，M3采用顺序连锁控制，只有在M1运转的情况下，按下按钮SB6，接触器KM3线圈得电吸合，才能接通变频器的电源。KM3，KA1，KA2之间有互锁，只有在接触器KM3线圈得电吸合，其辅助触点KM3闭合后，按下按钮SF，继电器KA1线圈才能得电吸合，控制进给电动机M3正转。当进给床鞍带动试材移动进行切削，当运动至行程开关SQ2处，KA1失电，KA2得电，进给电动机M3反转，床鞍移至SQ1，见如下示意图，KA2失电，进给电动机M3停止转动。这样进给电动机完成一次往复运动，便于试验中更换锯链等需求。与SB5并联的KA1，KA2触点用于防止电机M3在运行状态下通过KM3直接停机。若试验时间有限，想让进给电机M3在切削完成马上反转，让床鞍作回程运动，至需要按下按钮SR。表3.木材刀具切削试验台电控电路装置元件表符号名称及用途M1锯链电动机M2冷却泵电动机M3进给电动机KM1锯链电动机启动接触器KM2冷却泵电动机启动接触器KM3变频器接通电源接触器FU1锯链电动机的主电路短路保护熔断器FU2冷却泵电动机的主电路短路保护熔断器FU3进给电动机的主电路短路保护熔断器FU4控制电路的短路保护熔断器QS总电源开关FR1M1过载保护热继电器FR2M1过载保护热继电器FR3M1过载保护热继电器PS变频器内保护热继电器RP电位器UF1锯链电动机调速变频器UF2进给电动机调速变频器SB1锯链电动机停止按钮SB2锯链电动机启动按钮SB3冷却泵电动机停止按钮SB4冷却泵电动机启动按钮SB5变频器电源断开按钮SB6变频器电源接通按钮T控制变压器KA1控制进给电动机正转继电器KA2控制进给电动机反转继电器ST控制进给电动机停止按钮SF控制进给电动机正转按钮SR控制进给电动机反转按钮SQ1进给电动机右行极限保护行程开关SQ2进给电动机左行极限保护行程开关6.木材刀具切削试验台整体装配图图10.7.测试方案设计试验台的测试系统大量应用了虚拟仪器技术及计算机技术，自动化、智能化的引入提高了系统的先进性，信号处理的核心是一台工业计算机，转矩转速信号连接在计算机的转矩转速信号处理卡上，八角环三向测力传感器的应变信号经桥盒接成所需的桥路后，由 USB 接口的WS3811 数字应变仪处理，并将结果通过 USB口与计算机相连进给速度信号采用光电脉冲传感器，实现了长位移高精度的测量，光电脉冲传感器的抗干扰能力突出，输出信号为数字脉冲，笔者采用通过计算机的并行接口中的 EPP 模式，从输入口读得该TTL电平信号，节省了 F /V 变换及 A/D板实践证明该方法简单实用，也避免了信号转换可能带来的二次误差。如下图所示：处理软件由 Visual Basic 6. 0 及 LabView STU感器的零点标定及八角环三向测力传感器的零点标定及加载线性标定系统参数设定模块设定所测试锯链的型号参数等信息实时测试模块用于同时记录扭矩转速切向力法向力侧向力及进给速度，并以曲线的形式显示计算分析模块用于将记录的数据进行分析计算，主要计算单位锯切功力比锯切效率及其它相关数据。图11.8.总结和展望总结：本文研究的是木材刀具切削试验台，试验台采用驱动链轮轴和进给速度无极调速的运动形式，能同时测量三向切削力，驱动链轮轴转矩，转速以及进给速度。测侧向力克避免跑偏对切削阻力测定带来的严重影响，同时还能检验锯链的锋利性，锯链的轻便性，锯链运转的平稳性和锯切效率的高低，也可用于检验锯链，导板和驱动链轮的高速适应能力。该试验台具有测试范围广，能反应锯链切削性能的优点，对各种油锯，电链锯提高锯切效率有很大的意义。展望：科技在不断地发展，所以我们也应该对以后的设计抱有信心，此次所设计的试验台体积略为笨重，希望能够在将来的设计改良中减小体积，更加轻便，设计的更加完善，更美观大气。致谢本次毕业设计的完成离不开老师和同学们的帮助，本论文在设计和撰写过程中得到了许林云老师的大力帮助，导师细心的指导、创新的思维方法和严谨的治学作风让我受益匪浅。在此我向她表示最诚挚的感谢！同时也要感谢四年辛苦培养我的各位老师们，是你们不知辛苦的教诲，让我不断健壮的成长。通过这次毕业设计我学到很多知识，对于木材刀具切削试验台有了比较深刻的认识。尤其是我的CAD制图的水平得到了很大的提高。这次的毕业设计不光是一个设计，也是对我大学四年所学知识的总结。这次机会使我受益匪浅，因为不仅仅是获得了知识，还有从中学到了思维方法，这些都会在以后的学习中对我有很大的帮助。在此我还要感谢所有帮助过我的老师和同学！感谢本文中参考文献的原作者们，没有你们对知识的总结和分享你们独特的见解，我就无法完成这篇毕业设计！参考文献1. 林石. LQ11型锯链切削试验台研制.南京林业大学学报1996，4（20）：26302. 林石凌庆跃. 交叉八角环木材切削测力台. 木材加工机械，1990，(3)：22233. 蓝樟仁. 渐开线油锯导板的线型设计. 中南林学院学报，1995，1(15)：61664. 尹智敏. 刨型万能锯链质量系统的设计. 林业机械与木工设备，1998，3(26)：14175. 高燕秋林石. 新型平衡锯链的基本工作原理. 林业科技开发，2002，6(16)：37386. 孙喜燕等. 影响锯链切削功率与锯木生产率的主要因素. 林业机械与木工设备，200

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。