普通旋切机机座与刀架部件设计答辩稿

普通旋切机机座与刀架部件设计 院 系： 工学院 班 级： 机制 104班 姓 名： 刘彪 学 号： 20101132 指导老师： 龚水泉 2 设计概要 本设计依据各个设计要素在旋切机中的布置和作用将机座和刀架部件细分为 5个部分：棍架、电机底座、底架、刀架、导轨。 首先提出设计准则和设计要求，以这些准则和要求作为整个设计的方向和要点展开设计。 然后在准则和要求的前提下，对 5个细分结构进行结构和尺寸的设计、制造工艺的简单分析、材料选择、技术要求研究以及强度与刚度的校核等。 结构细分 设计脉络 旋切机的总体介绍 如图所示，三根大小相同摩擦棍夹紧木料，使木料在摩擦力的作用下作回转运动，进而使在木料回转切线方向的刀具将木料切成薄片 其中图中三个摩擦棍的角速度相同，转动方向如图所示 工作原理简介 旋切机的总体介绍 旋切机的总体结构 如图所示，旋切机主要由以下 8个部分组成 ： 其中 3、 4两部分构成旋切机的传动系统，为摩擦棍提供工况需求的扭矩和转速。 7为液压系统，用于调节刀架的位置，以适应不同直径的大小的木料的切割。 1、 2、 5、 6、 8构成旋切机的机座与刀架部件，主要用于支撑和容纳其他零部件。根据设计题目，他们也 就是本设计所要设计的部分。 棍架的设计 棍架结构形式的确定：一般机架类零件常用结构形式有杆系结构、板壳结构、实体结构。其中板壳类结构由薄壁构成，其厚度方向的尺寸小于其他方向的尺寸，适于中小型的机架，根据以上结构形式的特点，选择棍架结构形式为板壳类结构。 棍架制造工艺的简单分析：棍架属于机座类零件，常用的制造工艺有铸造和焊接。铸造机架性能好，适合复杂结构的机座。焊接机架生产周期短，经济适用。根据以上工艺的特点结合棍架的工况要求低等特点选择棍架制造工艺为焊接。 棍架材料选择：一般类似于机座零件的常用材料为铸铁和碳钢。其中铸铁流动性好适合于铸造。而碳钢强度大适合于受力较大的机座。根据两种材料的特性结合棍架的制造工艺，确定棍架材料选择碳钢，而在 碳钢中 性且焊 接性能良好。因此最终确定棍架的材料选择 碳素结构钢。 最后根据棍架的工况要求及相关零件的尺寸 确定棍架各部分尺寸。 6 = 210 0 09 10 4 = 191 10 3 = M m a x Z m a xI m a x = 5 q L 4384 m a x 棍架的强度与刚度校核 根据棍架及其所承载的各零件的密度和体积估算出棍架所受载荷为 G=2此作出棍架所受剪力图和弯矩图。 根据棍架截面形状尺寸，由面积法求出截面形心，然后由形心位置求出截面形心主惯性矩。 由剪力图求出棍架所受最大弯矩，由公式 求出棍架所受最大弯曲正应力 查阅资料得 =160此可知强度满足要求 依据简单载荷的梁变形表得挠度 代入相关数据得出挠度值与允许挠度值比较 在允许挠度范围内，满足刚度要求 电机底座的设计 由于电机底座与棍架结构类似，因此其结构类型，材料，工艺等设计同于棍架的设计。 电机底座的设计 电机底座的强度校核 分析可知电机底座主要受力 3、 据各已知力的大小和如下受力简图，求出电机底座受力情况 根据以上力的大小作出电机底座剪力图 m a x = 414 0 33 10 4 = 1 . 80 M = M m a x Z m a xI y ； 由剪力图作出弯矩图如下 同样根据电机底座的截面及其尺寸求出其形心，进而求出形心主惯性矩， 然后由公式 求出最大弯曲正应力 由此可知出电机底座满足强度要求 = 150029 10 4 = 0. 51 M P a 2 = 61 2 = 0 51019 = 13 底架的设计 由于底架作用主要就是支撑其他零部件，其比较单一，因此结构以经济适用为主。由此选择底架由 18#热轧槽钢焊接而成杆系结构。 底架的结构设计与材料选择 底架的强度校核 由于底架由槽钢构成，因此进行强度校核之前首先对其稳定进行讨论，根据底架尺寸求出其长细比 查阅相关资料得槽钢的 由此可知不用对槽钢稳定性进行校核 因此直接根据底架所受的轴力对其强度进行校核得最大应力 由此可知底架满足强度 刀架的设计 刀架的工艺分析：刀架结构比较复杂不适合焊接，因而确定刀架采用铸造工艺加工。由于刀架工况要求较高，因而铸造获得毛坯后还需进行机加工。 刀架的材料选择：由刀架的加工工艺可知刀架材料应具有良好的铸造性能和机加工性能，查阅相关资料得而选择刀架材料为 导轨的设计 导轨的类型选择：根据常用导轨类型和导轨截面选择导轨为矩形截面的普通滑动导轨，这种导轨具有结构简单、结构工艺性好、精度适中