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整竹去青机设计【优秀含6张CAD图纸+全套机械毕业设计】

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关键词：: 整竹去青机设计优秀优良 cad 图纸全套机械毕业设计

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第1章绪论5

1.1课题研究的目的和意义 5

1.2 国内外研究的现状6

1.3 论文主要研究内容7

1.4 研究方法及具体步骤7

第2章去青机驱动系统设计10

2.1 设计方案的确定10

2.1.1 设计参数10

2.1.2 设计方案的确定10

2.2 电机的选择11

2.2.1 电动机的容量11

2.2.2 卷筒的转速12

2.2.3 计算总传动比分配各级传动比12

第3章去青机传动系统的设计14

3.1电动机轴齿的设计14

3.2 内齿轮的设计16

3.3行星齿轮的设计18

3.4轴的设计及轴承的校核19

3.4.1 轴的结构设计原则19

3.4.2 轴承的选择20

3.4.3 轴材料的选择20

3.4.4 轴2的设计，计算及轴承的确定20

3.4.2轴3的设计，计算及轴承的确定23

3.5行星架的选择23

第4章去青机执行机构设计25

第5章制动器的设计30

结论36

致谢37

参考文献38

摘要

近些年由于生活水平的提高，人们对家居装饰提出了更高的要求，竹材因其强度高，耐磨性好，纹理清晰美观，而且为天然绿色环保产品大大迎合人们回归自然的心理，深受人们的喜爱，市场前景非常广阔。为了组织大规模生产，必须使用合理高效的专用加工机械，但以竹子为原料生产板材是八十年代才开始研究的课题，到目前为止，最具有代表性的展开法为半竹平板加压展开法、旋切展开法2种，对于最有经济附加值的整竹无裂纹展开因其难度较大而在国内外基木属于空白。

要想获得整竹无裂纹展开竹平板，竹筒去青是关键工艺，去青后的竹筒表面质量的好坏将直接影响竹平板的展开质量。本文所涉及就是力求在遵循竹子特点的前提下，开发出一套成本低，操作方便，生产效率高，适用于大规模生产加工的整竹无裂纹展开的竹筒技术及装备，从而获得幅面宽度为250-300mm、厚度为5-6.5mm、长度为2500mm的整竹展开竹平板、竹平板刨切薄片及薄片贴面装饰板。

本文采用通过理论与实践相结合的研究方法，首先大量查阅有关毛竹特性的资料，再直接对采自毛竹原产地的原材料进行实际的数据测量和分析。同时在考虑毛竹竹筒几何外形不规则以及材料的特殊性的基础上对目前的多种去青加工方法进行比对分析，最终选择了表现最优的砂辊磨削方法，为使所设计的加工设备与市场现有设备相比较具有更好的通用性和操作性，适用各地组织大规模竹材加工，本文依据毛竹的特点对所设计的设备的各部件进行优化，特别是对关键的竹筒的装夹设备，小型简易砂辊的特殊结构进行了详细的设计优化。

在去青磨削中，磨削力的大小是由磨头拉紧弹簧的拉力大小决定的。由于毛竹“三度”的影响，砂辊随竹筒外形的变化而浮动时，必然会引起磨削力的变化。为保证竹筒表面的磨削质量，应使在磨削过程中磨削力的变化尽量小，即拉紧弹簧的拉力变化尽量小。我们根据上述原则对拉紧弹簧的设计和安装位置的选择进行了详细分析设计。还是由于毛竹的“三度”的影响，特别是弯曲度的影响，在磨削时，竹筒自身旋转会引起砂辊的上下、左右浮动。弯曲度越大，浮动量越大，引起弹簧的拉力变化就越大，因而磨削力的变化越大，表面加工质量就越差。为了适应外形既弯曲又椭圆的竹筒去青要求，本课题设计出了一种专用的装夹装置。其结构简单、造价低廉、可靠性好。同时我们还根据磨削力的变化尽量小等原则刘‘夹具的装夹位置进行了优化设计。。一般木材磨削用的砂辊尺寸较大，结构比较复杂。而在竹材加工中，需要设计一种较小的包裹式砂辊，其磨削直径为150mm，轴向砂布宽度为100mm。我们所设计的简易砂辊是针对整竹去青设计的一种特殊砂辊，它不仅工作可靠、性能优，而且结构紧凑、重量轻，更换砂布方便、快捷。论文详细阐述了它的结构特点，并重点对砂辊中的关键零件弹性环的强度和刚度进行了理论分析和计算。

本课题研究设计出了一种全新的整竹去青加工工艺及设备，加工获得整竹表面的加工质量理想，适合于无裂纹展开，具有较高的推广意义。

关键词:整竹无裂纹展开，去青，磨削，砂辊，设计

Abstract

Due to the improvement of living standards in recent years, people have decorated home a higher demand, bamboo its high strength, good abrasion resistance, texture clear appearance, but also for the natural green products to meet the people back to nature much of the psychological, deep by the people's favorite, the market prospects are very broad. To organize a large-scale production, to be rational and efficient use of dedicated processing machinery, but as raw materials to produce bamboo plate is only the beginning of the eighties study, so far, the most representative of the expansion method for the pressure plate to start a half bamboo law, two kinds of expansion method peeling, for most of the entire economic value-added bamboo and crack-free and more difficult to start because of their base at home and abroad belong to the blank wood.

To obtain crack-free to start the whole bamboo bamboo plate, bamboo is the key to green technology, to the post-green bamboo surface quality will directly affect the quality of the plate to start the quality of bamboo. In this paper, is involved in trying to follow the premise of the characteristics of bamboo, the development of a set of low-cost, convenient operation, high productivity for large-scale bamboo production and processing of the whole crack-free start of the bamboo tube technology and equipment so as to attain the size width of 250-300mm, a thickness of 5-6.5mm, length 2500mm started the whole bamboo bamboo plate, bamboo plate Sliced thin veneer sheets and decorative boards.

In this paper, the theory and practice through a combination of research methods, first of all characteristics of a large number of Bamboo have access to the information, and then directly taken from the bamboo of origin of raw materials for the actual measurement and analysis of data. At the same time, consider bamboo bamboo irregular geometry and the material basis of the specificity of the current processing of a variety of methods to Green than on analysis, the final choice of the optimal performance of the sand roller grinding methods, designed to make processing equipment and existing equipment compared to the market with better versatility and interoperability for large-scale bamboo processing throughout the organization, this article on the basis of the characteristics of bamboo equipment designed to optimize the various components, especially for the critical loading of bamboo folder equipment, a small summary of the special structure of sand roller carried out a detailed design optimization.

Grinding in to the Green, the grinding force is stretched by the Head of the tension spring the size of the decision. As the bamboo "three times" the impact of sand-roll with the changes in tube shape when floating, is bound to cause changes in grinding force. In order to ensure the quality of bamboo surface grinding, grinding should be made in the course of the changes in grinding force as small as possible, that is, the spring tension of the tension changes as small as possible. In line with these principles, we spring to tighten the design and installation of the choice of the location of a detailed analysis of the design. Or as a result of bamboo's "three times", especially the effects of curvature in the grinding, the bamboo tube itself will cause rotation of the upper and lower sand roller, floating around. The greater the curvature, the greater the amount of floating, spring tension changes caused by the greater, and therefore the greater the changes in grinding force, the worse the quality of surface processing. In order to adapt to both curved and elliptical shape of the tube to Green requested that the subject of a special design of the clamping device. Its simple structure, low cost and reliability. At the same time we also in accordance with changes in grinding force as small as possible the principles of Liu 'fixture clamping position was optimized. . General wood grinding roller with a larger size of the sand, the structure is rather complicated. In bamboo processing, it is necessary to design a smaller package-type sand roll, the grinding diameter 150mm, emery cloth axial width of 100mm. We designed a simple sand roller bamboo for the whole design to the Green Sand of a special roller, it is not only reliable, excellent performance and compact structure, light weight, the replacement of emery cloth convenient, fast. Paper described in detail the characteristics of its structure and focus on the key roll sand flexible parts of the strength and stiffness of ring theoretical analysis and calculation.

This research designed a brand-new to the whole green bamboo processing technology and equipment, processing, access to the entire surface of the processing quality bamboo ideal, suitable for crack-free to start the promotion of high significance.

Key words: crack-free to start the whole Penny to Qing, grinding, sand roll, design

参考文献

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内容简介：: 1 摘要近些年由于生活水平的提高，人们对家居装饰提出了更高的要求，竹材因其强度高，耐磨性好，纹理清晰美观，而且为天然绿色环保产品大大迎合人们回归自然的心理，深受人们的喜爱，市场前景非常广阔。为了组织大规模生产，必须使用合理高效的专用加工机械，但以竹子为原料生产板材是八十年代才开始研究的课题，到目前为止，最具有代表性的展开法为半竹平板加压展开法、旋切展开法 2种，对于最有经济附加值的整竹无裂纹展开因其难度较大而在国内外基木属于空白。要想获得整竹无裂纹展开竹平板，竹筒去青是关键工艺，去青后的竹筒表面质量的好坏将直接影响竹平板的展开质量。本文所涉及就是力求在遵循竹子特点的前提下，开发出一套成本低，操作方便，生产效率高，适用于大规模生产加工的整竹无裂纹展开的竹筒技术及装备，从而获得幅面宽度为 250-300mm、厚度为 5-6.5mm、长度为 2500mm的整竹展开竹平板、竹平板刨切薄片及薄片贴面装饰板。本文采用通过理论与实践相结合的研究方法，首先大量查阅有关毛竹特性的资料，再直接对采自毛竹原产地的原材料进行实际的数据测量和分析。同时在考虑毛竹竹筒几何外形不规则以及材料的特殊性的基础上对目前的多种去青加工方法进行比对分析，最终选择了表现最优的砂辊磨削方法，为使所设计的加工设备与市场现有设备相比较具有更好的通用性和操作性，适用各地组织大规模竹材加工，本文依据毛竹的特点对所设计的设备的各部件进行优化，特别是对关键的竹筒的装夹设备，小型简易砂辊的特殊结构进行了详细的设计优化。在去青磨削中，磨削力的大小是由磨头拉紧弹簧的拉力大小决定的。由于毛竹“三度”的影响，砂辊随竹筒外形的变化而浮动时，必然会引起磨削力的变化。为保证竹筒表面的磨削质量，应使在磨削过程中磨削力的变化尽量小，即拉紧弹簧的拉力变化尽量小。我们根据上述原则对拉紧弹簧的设计和安装位置的选择进行了详细分析设计。还是由于毛竹的“三度”的影响，特别是弯曲度的影响，在磨削时，竹筒自身旋转会引起砂辊的上下、左右浮动。弯曲度越大，浮动量越大，引起弹簧的拉力变化就越大，因而磨削力的变化越大，表面加工质量就越差。为了适应外形既弯曲又椭圆的竹筒去青要求，本课题设计出了一种专用的装夹装置。其结构简单、造价低廉、可靠性好。同时我们还根据磨削力的变化尽量小等原则刘夹具的装夹位置进行了优化设计。一般木材磨削用的砂辊尺寸较大，结构nts 2 比较复杂。而在竹材加工中，需要设计一种较小的包裹式砂辊，其磨削直径为 150mm，轴向砂布宽度为 100mm。我们所设计的简易砂辊是针对整竹去青设计的一种特殊砂辊，它不仅工作可靠、性能优，而且结构紧凑、重量轻，更换砂布方便、快捷。论文详细阐述了它的结构特点，并重点对砂辊中的关键零件弹性环的强度和刚度进行了理论分析和计算。本课题研究设计出了一种全新的整竹去青加工工艺及设备，加工获得整竹表面的加工质量理想，适合于无裂纹展开，具有较高的推广意义。关键词 :整竹无裂纹展开，去青，磨削，砂辊，设计 nts 3 Abstract Due to the improvement of living standards in recent years, people have decorated home a higher demand, bamboo its high strength, good abrasion resistance, texture clear appearance, but also for the natural green products to meet the people back to nature much of the psychological, deep by the peoples favorite, the market prospects are very broad. To organize a large-scale production, to be rational and efficient use of dedicated processing machinery, but as raw materials to produce bamboo plate is only the beginning of the eighties study, so far, the most representative of the expansion method for the pressure plate to start a half bamboo law, two kinds of expansion method peeling, for most of the entire economic value-added bamboo and crack-free and more difficult to start because of their base at home and abroad belong to the blank wood. To obtain crack-free to start the whole bamboo bamboo plate, bamboo is the key to green technology, to the post-green bamboo surface quality will directly affect the quality of the plate to start the quality of bamboo. In this paper, is involved in trying to follow the premise of the characteristics of bamboo, the development of a set of low-cost, convenient operation, high productivity for large-scale bamboo production and processing of the whole crack-free start of the bamboo tube technology and equipment so as to attain the size width of 250-300mm, a thickness of 5-6.5mm, length 2500mm started the whole bamboo bamboo plate, bamboo plate Sliced thin veneer sheets and decorative boards. In this paper, the theory and practice through a combination of research methods, first of all characteristics of a large number of Bamboo have access to the information, and then directly taken from the bamboo of origin of raw materials for the actual measurement and analysis of data. At the same time, consider bamboo bamboo irregular geometry and the material basis of the specificity of the current processing of a variety of methods to Green than on analysis, the final choice of the optimal performance of the sand roller grinding methods, designed to make processing equipment and existing equipment compared to the market with better versatility and interoperability for large-scale bamboo processing throughout the organization, this article on the basis of the characteristics of bamboo equipment designed to optimize the various components, especially for the critical loading nts 4 of bamboo folder equipment, a small summary of the special structure of sand roller carried out a detailed design optimization. Grinding in to the Green, the grinding force is stretched by the Head of the tension spring the size of the decision. As the bamboo three times the impact of sand-roll with the changes in tube shape when floating, is bound to cause changes in grinding force. In order to ensure the quality of bamboo surface grinding, grinding should be made in the course of the changes in grinding force as small as possible, that is, the spring tension of the tension changes as small as possible. In line with these principles, we spring to tighten the design and installation of the choice of the location of a detailed analysis of the design. Or as a result of bamboos three times, especially the effects of curvature in the grinding, the bamboo tube itself will cause rotation of the upper and lower sand roller, floating around. The greater the curvature, the greater the amount of floating, spring tension changes caused by the greater, and therefore the greater the changes in grinding force, the worse the quality of surface processing. In order to adapt to both curved and elliptical shape of the tube to Green requested that the subject of a special design of the clamping device. Its simple structure, low cost and reliability. At the same time we also in accordance with changes in grinding force as small as possible the principles of Liu fixture clamping position was optimized. . General wood grinding roller with a larger size of the sand, the structure is rather complicated. In bamboo processing, it is necessary to design a smaller package-type sand roll, the grinding diameter 150mm, emery cloth axial width of 100mm. We designed a simple sand roller bamboo for the whole design to the Green Sand of a special roller, it is not only reliable, excellent performance and compact structure, light weight, the replacement of emery cloth convenient, fast. Paper described in detail the characteristics of its structure and focus on the key roll sand flexible parts of the strength and stiffness of ring theoretical analysis and calculation. This research designed a brand-new to the whole green bamboo processing technology and equipment, processing, access to the entire surface of the processing quality bamboo ideal, suitable for crack-free to start the promotion of high significance. Key words: crack-free to start the whole Penny to Qing, grinding, sand roll, design nts 5 第 1章绪论 1.1 课题研究的目的和意义随着经济的发展和人们生活水平的提高，社会对木质材料的需求也大大增加，由此导致森林“赤字”不断扩大，森林资源质量与材种急剧下降，成熟材、优质材、大径材不断减少。同时，国家为了控制生态平衡，防止水土进一步流失，已经实施天然林保护工程，严禁乱砍乱伐，使得木材的供需矛盾更加尖锐。为了解决这一矛盾，急需一种新材料来替代木材的需求，经过长期的调查和比较，竹子成为人们的第一选择，因为与木材相比较，竹子的生长周期短而且易于密植，资源再生速度快，物理力学性能优越，而且我国是世界上竹子资源最丰富的国家，分布地域相当广泛，资源取得方便容易，因此竹子无疑成为最经济有效的木材替代产品。 1956 年 6 月，国务院发出关于保护和发展竹林的通知要求各级政府采取有效的措施保护和发展竹林， 1962 年在江苏召开全国竹子生产会议， 1982 年 7 月林业部在北京召开南方 12 产竹省竹林经营利用汇报会议，竹子的发展进入良性循环的轨道。在我国木材资源长期短缺的情况下，全方位高效率加工利用竹材资源以弥补木材资源之不足具有很重要的意义。近年来，中国竹材工业化利用和科学研究有了很大的发展，各种竹材加工企业应运而生，目前，竹制品广泛用于建筑，装饰，汽车等各个领域，按加工后的产品来分，可以做成竹材胶合板，竹编胶合板，竹蔑积成胶合板，竹材碎料胶合板，竹材复合板，竹材集成地板等等。特别是近些年由于生活水平的提高，人们对家居装饰提出了更高的要求，竹材因其强度高，耐磨性好，纹理清晰美观，而且为天然绿色环保产品大大迎合人们回归自然的心理，深受人们的喜爱，市场前景非常广阔。竹子的原材料价格低而以竹子为原料深加工后的产品往往价格很高，产品的经济效益好。为了组织大规模生产，必须使用合理高效的专用加工机械，但以竹子为原料生产板材是八十年代才开始研究的课题，到目前为止，最具有代表性的展开法为半竹平板加压展开法、旋切展开法 2 种，其中半竹平板加压展开法，由于展开后存在明显的裂纹且展开质量不够理想，虽然不影响胶合板类产品的制造，但不适用于深加工，而旋切展开法由于受竹筒几何形状的限制，旋切展开的长度只能在 600mm左右，且竹材的利用率仅有 20 一 30%。对于最有经济附加值的整竹无裂纹展开因其难度较大而在国内外基本属于空白，因此课题由此而生。若能对去黄，去青后的整竹实现无裂纹展开，即能获得幅面长度为 2500，宽度为 250320mm、厚度为 56.5mm 的无裂纹展开竹平板，将其刨切成 0.20.5mm 厚的薄片，粘贴在各种类型的板基上，将创造出一系列全新、自然美观的装饰材料。根据竹产区毛竹的市场价格，胸径 10cm 的毛竹售价每担 (100 斤 /担 )2022 元，可截取 2500mm 的竹nts 6 筒 23 根，若展开后刨切成 0.4mm 厚的薄片，并考虑展开和刨切中的废品率各为 20%，一担毛竹也可刨得薄片约巧 mZ，若按照每平方米 12 元的价格计算， 2022 元一根毛竹可创产值 180 元，其经济效益相当可观。另外，我国的竹产区大多数在农村及偏远山区，若能实现工业化生产，不仅可提高竹产区农民的收入，增加就业渠道，还可以促进落后地区的经济发展，其社会效益显著。由于整个课题比较庞大，本课题仅研究整竹无裂纹展开加工中的主要工序之一，即整竹去青技术及设备的研究。 1.2国内外研究的现状中国是世界上利用和加工竹子历史最早的国家，在对西安半坡村 (公元前 6800一 3600) 和浙江新石器遗址 (公元前 3200 一 3000)的竹器出土文物考证，在五六千年前就开始利用和加工竹子。随着我国经济开放的不断深化，竹业有了较大的发展， 90 年代发展速度之快利用之广是空前的，全国竹业进入快速发展阶段。竹子利用呈现出由传统利用向现代化利用，单一利用向综合利用，手工和半机械化生产向机械化生产，粗加工向精深加工，单一产品向系列产品以及低附加值向高附加值全面发展的态势，形成了具有一定规模的竹子加工工业体系。我国是世界上竹材加工利用比较领先的国家，目前我国的竹材人造板生产和品种都居世界之首，现有各类竹材人造板加工企业 400 多家，其中竹地板厂 100 多家，但就其规模而言，多数以中小企业为主，竹材人造板企业的年生产能力多数在 5000 耐以下，只有少数能达到 10000m3，就技术设备而言，目前仍处于机械和手工作业相结合的形式，尚无高度机械化或连续化的生产工艺和生产设备，生产效率不高，用于竹材加工的特殊机械设备比较单一，竹材展开也大多采用四分之一或半竹展开，这一切的原因是多方面的，既有竹子工业化利用发展的时间不长也有竹子本身特性所造成的加工困难，因此即便是比较先进的企业所采用的技术也是四分之一或半竹展开，一般竹片展开 80 一 100，竹片表面一般有展平裂纹，不适宜作为装饰用材。对于最具市场前景的整竹无裂纹展开在国内外还基本是空白。全世界范围内森林资源遭受严重破坏以至木材的供应量远远不能满足人们的需求，为了有效的替代人们对木材的需求，达到“以竹代木”，“以竹胜木”的目的，国外政府也投入大量的资金和人力积极的探索竹子加工和利用的新方法和新工艺，其中以日本和菲律宾为最深入，已经形成一套比较合理的加工方法和工艺，开发出许多竹材加工专用设备，比如日本研制的竹材旋切板技术就比较先进，但这些国家目前所采用的竹材展开方式仍是四分之一或半竹展开，对于整竹展开技术设备也仍处于开发设计阶段。本课题正是基于此而提出，力求在遵循竹子特点的前提下，开发出一套适用于大规模 nts 7 生产加工整竹无裂纹展开的新设备，从而获得幅面长度为 2500mm。、宽度为 250320mm厚度为 56.5mm 的整竹展开竹平板，由此竹平板刨切成薄片粘贴在各种类型的板基上获得薄片贴面装饰板，以填补市场空白，满足市场的需求。 1.3论文主要研究的内容本课题着重于整竹无裂纹展开去青技术与装备的研究与开发，在研究时注重理论与实践相结合。经过潜心研究、反复试验后，首先在长 50mm 的短竹筒上实现了无裂纹展开，使我们的信心倍增。这一结果证明只要保证去黄、去青质量，获得一个较为理想的竹筒，经过开缝、软化处理后，实现整竹无裂纹展开是完全可能的。对于展平后的无裂纹竹平板板材胶合后可以加工成竹地板，也可继续将成型竹平板刨切成 0.2 一 0.5mm 厚的薄片 (每片板材可以刨切 820 片 )，贴在其它各种板基上制成竹木复合装饰板。要想获得整竹无裂纹展开竹平板，竹筒去青是关键工序，去青后的竹筒表面质量的好坏将直接影响竹平板的展开质量。在竹子中，尤其在竹青和竹黄中含有大量的 SiO2，还有少量的脂肪，形成“腊质层”，影响竹材的胶合及无裂纹展开所以必须去除。但是“腊质层”用常规溶剂不起作用，目前较有效的方法是机械去除。课题所涉及的去青部分研究的主要内容包括以下几个方面 : (1)、去青加工工艺方法的选择。在多种加工方法中优选，例如车削加工，刨削加工，刮削加工，磨削加工等。根据竹子和竹青的特点，如何在最短的加工时间将竹青完全去除，提高劳动生产率同时降低加工成本，本课题初步拟选砂带磨削的办法去除竹青部分，但随课题的深入研究和遇到的问题仍可灵活调整 ; (2)、砂辊的结构设计。由于砂布磨损较快，生产中需经常更换，必须设计一种工作可靠、结构简单、重量轻、便于更换砂布的特殊砂辊 ; (3)、竹子装夹设备的选择。由于竹子的特点比较特殊，即竹子是中空的，较脆，每根竹子的粗细不同而且由于植物生长的特性使得竹子两头的粗细也不同，另外最重要的是竹子并不是规范的几何圆形，此外还有如何装夹才能最大限度的出材，这样的特点使得竹材加工不可能使用现有的用于装夹普通机械零件的夹具，必须重新设计 ; (4)、加工使用机床主体的选择。在保证机器工作性能的前提下，力求成本低，易制造 ; (5)、其它。机床电气控制设备的优选，本着尽量使机床控制简单化，安全化，生产效率最大化的原则，对机床电气部分进行优选。 1.4 研究方法及具体步骤 1.4.1 研究的方法及手段在缺少相关资料的情况下，为使本课题的研究与开发顺利进展，拟采取以下方法和手段去nts 8 解决问题。 (l)、广泛查阅有关竹子的特性数据，力求在最大程度上把握竹子加工与普通机械零件加工工艺上的不同，为制定去青工艺及设备的设计提供准确的数据和理论依据 ; (2)、广泛研究国内外现有的有关竹材加工工艺设备方面的文献，通过各种形式，深入市场调研，对市场需求进行分析，广泛收集资料，从经济性等各方面出发最终确定整竹去青加工设备的最优方案，明确本课题中用到的有关知识，拟订详细的试验计划 : (3)、组织人力进行设备设计可行性的最终论证，深入工厂加工出设备雏形，通过小试、中试以取得较多可靠的数据，同时有选择性地吸收国内外类似研究的数据和成果，并以此作为本课题的参照 ; (4)、在对大量试验数据加工处理的基础上对试验的结果进行分析，找出存在的问题，不断改进设计，将设备优化。 1.4.2 研究步骤本课题在理论分析研究的基础上进行实际工艺设备的开发制造，在论文阶段采用理论与实践相结合的方法，先从各环节可能出现的问题入手，基础和理论分析相结合，从对该设备的加工试验得出有效理论依据，采集大量数据进行优化分析，最后回到实践中去加以指导和改进。 (l)、探讨目前各种竹子去青工艺设备的优缺点，最终选择合适的去青工艺及设备设计方案 ; (2)、深入市场和工厂，根据市场的需求和工厂的现有的加工能力确定机床设备的基本配置 ; (3)、利用计算机对竹材加工数据进行分析，优化设计方案，准备投入样机生产 ; (4)、对所加工出样机设备进行大量，仔细的分析，力求最多的找出设备存在的问题，不断修正调试以使设备优化。 1.4.3 在哪些方面有所进展和突破通过本课题的研究，可获得以下进展和突破 : (1)、研究出一种全新的整竹去青加工工艺及设备，力求有一定的推广意义 : (2)、所设计的加工设备与市场现有设备相比较有更好的通用性和操作性，适用各地组织大规模竹材加工 ; (3)、获得整竹表面的加工质量理想，适合于无裂纹展开的去青竹筒 ; (4)、最大限度的降低所设计的加工设备的生产成本，便于推广到一些经济欠发达的竹材产地。第二章毛竹的特性及去青方式的优选 nts 9 2.，毛竹的特性为实现可持续发展，我国启动了天然林保护工程，在生态保护区实行禁伐、限伐，大幅度削减木材采伐量。在今后一段时间，生产实木地板的原材料将更加短缺。在崇尚自然和“绿色装修”的今天，竹地板以其优良的内在品质和赏心悦目的外观，逐渐受到消费者青睐。它的天然色泽十分美观，富有弹性，防潮、强度高、韧性好、耐磨损、冬暖夏凉，用竹子的弧面作为外观面，有一种独特的韵味。竹地板以其独特的魅力和风格，成为人们对地板材料的理想选择之一。 nts 10 第 2章去青机驱动系统的设计 2.1 设计方案的确定 2.1.1、设计参数磨削竹筒长度： 2500mm 磨削去青厚度： 1 mm 磨床工作效率：每台每天工作 8个小时，加工 150 根竹筒竹筒胸径尺寸： 110mm 毛竹竹筒壁厚： 10mm 竹筒旋转速度： 50r/min 2.1.2、设计方案的确定方案一：采用蜗杆减速器开式齿轮传动。蜗杆减速器均装在滚筒外，电机和滚筒轴线不同轴。这种方案的特点是构造简单，但结构不紧凑，占地面积大。（见图 2.1）图 2.1 方案一图方案二：采用行星轮、内、外齿轮传递运动和动力。行星轮、内、外齿轮装在滚筒及行星架内。这种方案的优点是具有重量轻、体积小、传动比大和效率高，因此广泛应用于矿山冶金等工业部门。（见图 2.2） nts 11 图 2.2 方案二图综上比较两种方案一、所以择优选方案二。方案二在各个方面都优于方案一。 2.2 电机的选择电动机已经标准化、系列化。电动机有交流电机和直流电机之分。一般工厂都采用三相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型的绕型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。目前应用最广的是 Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、风机、农机、轻工机械等。在经常需要起动、制动和正、反转的场合（如起重机），则要求电动机转动惯量小、过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机 YZ 型（笼型）或 YZR 型（绕线型）。去青机为一般起重设备，电动机的工作载塔为中级，启动反转频繁，工作环境较差。故采用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 2.2.1、电动机的容量电动机输出功率 P0=Pw/=FV/1000w =7.5 103 0.67/（ 1000 0.96 0.973 0.992） =5.79kw nts 12 额定功率 P.=（ 1 1.3） P0=(1 1.3) 5.79=5.79 7.53kw 查资料取 P.为 7.5kw。 2.2 2、卷筒的转速 nw=60 V/（ D） =60 0.67/（ 300） =42.68t/min 查机械课程设计手册可得电动机的型号为 Y160M-6。 nm=970r/min。 2.2.3、计算总传动比，分配各级传动比（ 1）总传动比 I=nm/nw=970/42.68=22.73 （ 2）分配各级传动比取 ib=5.54, Ig=i/ib/22.73/5.54=4.1 （ 3）计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速 nI=970r/min nIII=nI/ib=970/5.54=175.09 nIII=nII/ig=175.09/4.1=42.68 各轴的功率 pI=pm=7.5KW pIII=7.5 0.99 0.97=7.2KW pIII=7.2 0.99 0.97=6.92KW 各轴的转矩 TI=9550 7.5/970=73.84N.m TIII=9550 7.2 175.09=392.7 N.M TIII=9550 6.92 42.69=1549.5 N.M 最后，将所度算的结果填入下表 2.1： nts 13 参数轴名电动机 I II轴滚筒轴 (III) 转速 n（ r/min） 970 970 175.09 42.68 功率 P/kw 7.5 7.5 7.2 6.92 转矩（ N.m） 73.84 73.84 392.7 1549.5 传动比 i 5.54 4.1 1 效率 0.97 0.99 0.99 表 2.1轴的工况表 nts 14 第 3章去青机传动系统的设计 3.1 电动机轴齿轮的设计齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，它是依靠齿轮齿廓直接接触来传递运动和动力的，具有传动比恒定，效率高，使用帮助长，适用范围广及承载有力高等优点。在生产实践中，对齿轮传动的要求是多方面的，但归纳起来不外乎下列两项基本要求：（ 1）传动要准确平稳即要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且冲击、振动小。（ 2）承载能力高即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小，重量轻，寿命长。选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式，确定许用应力。为提高齿轮的承载能力和传动平稳性，采用高变位齿轮传动。考虑上减速器的功率较大，故齿轮选用硬齿面，齿轮的材料为 20Cr 钢渗碳淬火，硬度为 56 62HRC（查表）齿轮按 7 级精度制造（查表）。 oHIim=1500MP（查图）， OFIim=460MP(查图 ) SF=1（查表）， SH=1， Yx=1.0（查图），故 OH=o HIim/SH=1500/1=1500 MP。 oF=o FIimYx/SF=460 1=460 MP。按轮齿弯曲疲劳强度设计计算齿轮的模数由公式 m 2KT1YFsY /dZ12o F1/3 MP。确定公式内各计算数值（ 1）初步选定齿轮参数设齿数比为 u=4, Z1=24，故 Z2=uZ1=4 24=96 d=0.7（查表）（ 2）计算小齿轮的名义转矩 T1=9550P/n1=9550 7.5/970=73.84N.m=0.7384N.mm nts 15 （ 3）计算 2载荷系数 K KA=1（查表） V=3m/s， V Z1/100=3 24/100=0.72 Kv=1.15（查图） a=1.88-3.2（ 1/Z1+1/Z2） COS=1.88-3.2（ 1/24+/96） 1=0.2448 Ka=1.1（查图） K=1.19 （查图） K=KAKVKaK=1 1.15 1.11 1.19=1.5 （ 4）查取复合齿形系数 YFS并比较 YFS/ oF YFS1=4.25， YFS2=3.98 （查图） YFS1/ o F1=4.25/460=0.0092 YFS2/ o F2=3.98/460=0.0057 （ 5）计算重合度系数 Y=0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.71=0.6886 （ 6）设计计算 m2KT1YFSY2/dZ12oF1/3 =2 1.5 0.7384 105 0.0092 0.6886/0.9 2421/3=1.52 将模数圆整为标准值，取 m=2 几何尺寸的计算 d1=mZ1=24 2=48mm d2=mZ2=2 96=192mm a=m/2（ Z1+Z2） =2/2（ 24+96） =120mm b=d d1 0.9 48=43.2mm，取 b2=45mm b1=b2+（ 5 10） =50 55mm，取 b1=55mm 校核齿面接触疲劳强度 O H=ZEZHZ2KT1（ U+1） ubd121/2 式中 ZE=189.8MPa ZH=2.5 Z=（ 4- a） /31/20-（ 4-1.71/3） 1/2=0.87 nts 16 oH=ZEZHZ2KT1（ U+1） /ubd121/2 =189.8 2.5 0.87 2 1.5 0.7384 105 105 (4+1)/45 482 41/2=674.64MPaYFS2/ F2=3.95/220=0.018 Y =0.25+0.75/a=0.25+0.75+1.71=0.69 nts 18 所以 f=2KT1YFSY/bd1m =2 1.584 0.072 105 4.25 0.69/(56 48 2) =85.25MPa F1im=220MPa合适（ 7）验算齿轮的实际速度 V= d1n1/（ 60 1000） = 48 421/（ 60 1000） =1.06/s3 m/s 合适。 3.3 行星齿轮的设计选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式、确定许用应力。由所设计的传动方案选直齿圆柱齿轮传动，因它所传递的功率罗大，所以齿轮选用硬齿面，材料为 20Cr，渗碳淬火，硬度为 56 62HRS，齿轮的制造精度为 8级。查表取 H1im=1500NP， F1im=460MP 按齿面接触疲劳计算由公式 d1 2KT1（ u+1） / (ZE+ZH+Z/ H)21/3 （ 2）确定公式内各参数的值因滚动轴承对称分布，做 d=0.5 因此齿轮为减速传动，故 u=2.35 （ 2）计算齿轮的名义转矩 T3=9550P3/n3=9550 6.92/42.7=15.18KNm （ 3）初步选定齿轮参数 Z1=17 Z2=u i=2.35 17=40 （ 4）计算载荷系数 K及其它参数 KA=1， Kv=1.2， Ka=1.2, K =1.1 K=KAKvK a K=1 1.2 1.2 1.1 =1.584 ZE=189.8， ZH=2.5， Z =（ 4-1.71） /31/2=0.903 v =3m/s， v Z1/100=4 17/100=0.68m/s 所以 d1 2KT1（ u+1） /d u （ ZE+ZH+Z / H21/3 =（ 2 1.584 15.48 100000 2.35/0.5 1.35 (189.8 2.5 0.903/1500)1/3=111.68mm nts 19 取 d1=112mm M=d1/Z1=112/17=6.59 取 m=7 （ 5）确定齿轮的几何尺寸 d1=m Z1=7 17=119 mm d2=m 22=7 40=280mm a=m（ Z1+Z2） /2=7（ 17+40） /2=199.5mm b2=b=0.5 119=59.5mm b1=59.5+（ 5 10） =64.5 69.5 b1=68 a=200， ha*=1， c*=0.25 da1=133mm， df1=101.5mm da2=294mm， df2=262.5mm （ 6）校核齿轮弯曲疲劳强度 oF=2KT1YFSY /bd1m YFs1=4.25， YFs2=3.95， Y =0.25+0.75/1.792=0.668 F=2KT1YFsY /bd1m=2 1.584 15.48 100000 4.25 0.69/59.5 119 7=290.16MP F=450MP （ 7）验算齿轮的实际速度 V= d1nl/60 1000=119 42.7/60 1000=0.27m/sv =4m/s 合适。 3.4 轴的设计及轴承的选择 3.4.1、轴的结构设计原则轴的结构主要取决于：轴上载荷的性质、大小、方向及分布情况：轴上零件的类型、数量、尺寸、安装位置、定位及固定方式：轴的加工及装配工艺等。由于影响思想因素很多，具体情况各异，所以轴没有标准的结构形式。轴的结构设计就是在满足工作能力要求的前提下，针对不同情况，综合考虑上述各种因素，合理确定轴的结构形状和全部尺寸。其应遵循的一般原则是：（ 1）轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度；（ 2）轴上零件相对于轴、轴、相对于机架，应定位准确，固定可靠；（ 3）轴便于制造，轴上零件便于装拆和调整；（ 4）尽量减小应力集中，并节省材料、减轻重量。 nts 20 3.4.2、轴承的选择轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴类型的主要依据，一般原则是：（ 1）轴承受轻、中及较平衡的载荷时，宜选用球轴承；载荷大、有冲击时，则宜选用滚子轴承；（ 2）轴承受纯径向载荷时，可选用径向接触轴承，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等；受纯轴向载荷时，一般选用轴向接触轴承，如推力球轴承、推力圆柱滚子轴承，但在高速时，可考虑用深沟球轴承或角接触球轴承来代替；（ 3）轴承同时受径向载荷和轴向载荷时，若轴向载荷相对较小，可选用深沟球轴承或小接触角的向心角接触轴承；若轴向载荷相对较大，则选用较大接触角的向心角接触轴承，或选用径向接触轴承和轴向接触轴承的组合，分别承担径向载荷和轴向载荷。 3.4.3、轴材料的选择由电动机功率选 45钢，正火处理。查表 b=600MP， b-1=55M 按扭转强度初估轴的最小直径，由表查得 A=110 3.4.4、轴 II的设计、计算及轴承的确定（ 1） d A（ p/n） 1/3=110（ 7.275/302.75） 1/3=31.72mm, d=35mm （ 2）确定齿轮和轴承的润滑，由于 V1= mZn/60 1000 2 17 0.74 100000/60 1000=0.13m/s3m/s 所以齿轮采用油浴管润滑，轴承采用脂润滑。（ 3）轴 II各段轴向尺寸的确定小齿轮的宽度 b=48mm 又因为此轴向尺寸与轴齿轮相配合，它的轴向尺寸一般略小于传动零件的轮毂宽度。取 b=46mm 小内齿轮端面至卷赂内壁距离 =10 15mm，取 =10mm 又小内齿轮与轴承相配合，它的尺寸为 50mm，查表选深沟球轴承，代号码为6410。所为轴承宽度 B=31mm，取挡油板厚为 1mm，所以 B=31+1=32mm。所以轴的总长度为 L=46+32+32+10=110mm （ 4）轴 II的强度校核 nts 21 计算齿轮受力分度圆直径 d=196mm，转矩 T=421.35N.m 齿轮切向力 Ft=2T/d=2 4.21 100000/196=4296N 齿轮径向力 Fr=Fttan a/cos =4296tan200/=1664N 齿轮轴向力 Fx=Fttan =ON 绘制轴的受力简图（见图 3.1 ）计算支承反力（见图 3.1）水平平面 FH1=（ Fxd/2+65Fr） /110=65 1664/110=983N FH2=Fr-FH1=1664-983=681N 垂直平面 Fv1=Fv2=Ft/2=4296/2=2146N 绘制弯矩图（见图 3.1）水平平面弯矩图， b戴面 M Hb=65FH1=65 983=63895N.mm MHb= M Hb-Fxd/2=63895-0=63895N 垂直平面弯矩图 Mvb=65Fv1=65 2146=13949ON.mm 合成弯矩图 M b=（ M 2Hb+M2vb） =（ 638952+1394902） =2354000N.mm= M b 绘制转矩图 T=421.35N.m 绘制当量弯矩图因轴为双向运转，所以 a=0.5 aT=0.5 4.21 1000000=210.5N.m b截面 M eb= M 2b+(aT)2 =23540002+2105002=236339N.mm Meb= M eb=236339N.mm 核校截面 b 因截面 a只受扭矩作用，虽然健槽、轴肩及过渡配合引起应力集中将削弱轴的疲nts 22 劳强度，但由于量小直径是按扭转强度较为宽裕的确定，所以截面 a 无需校核，只校核截面 b。 db=(Meb/0.1 -1)13=(236339/0.1 55)13=32.69mm 考虑键槽， db=1.05 32.69=34.32mm，所以实际直径为 db=35mm，合适。图 3.1轴的截荷分析图 nts 23 3.4.5、轴的设计、计算及轴承的确定 (1)d A(P/n) 13=110(6.92/42.7) 13=59.97mm，取 d=60mm (2)轴各段轴向尺寸的确定小齿轮的宽度 b=48mm 又因为此轴向尺寸与轴齿轮相配合，它的轴向尺寸一般略小于传动零件的轮毂宽度。取 b=47mm 小内齿轮端面至卷筒内壁距离 =1015mm，取 =1015mm

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