毕业设计（论文）-SPT120推料装置的设计.doc

商 丘工学院2016-JX-SJ080202-084 本科毕业设计SPT120推料装置的设计学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学 号学生姓名指导教师提交日期2016年 05 月 23 日诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中严格遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业设计中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的思想成果和学术观点,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业设计作者签名： 年月日 摘 要SPT120推料装置主要由传动轴和板料推块组成，主要担任板材的加工成型之后的获取和收集，是板材加工原材料的重要加工设备。在现代板材机械加工工艺中，通过自动化推料装置的采用，提高了成型板材的收集，为更大限度的提高整个板材加工的工作效率提供了上升空间。本装置设计从结构上主要分为四个部分，分别是动力源、传动装置、支撑座以及推块，通过推料装置基本的工作原理将这些零件进行有效的整合，从而实现了对板材的收集与获取。本方案中所设计的料装置的主要优点：板材的的传动方式为轴传动，轴与板材的接触为点接触，因此对板材的摩擦很小，不会对板材有很大的损伤，最大程度的保持了板材的价值。在板材收集方面采用的若干个推块将板材统一收集，不进提高了收集速度，而且还可以使板材统一堆放。关键词：推料装置；工艺设计；零件设计I摘要ABSTRACTSPT120 pusher device consists of drive shafts and sheet metal push blocks, mainly as acquisition and collection process after sheet molding, is an important stage of processing sheet metal processing of raw materials. Sheet metal processing demand large sheet, is therefore essential feeding equipment efficiency. The device is designed from the structure is divided into four parts, namely, the power source, transmission, support base and push the block, by pusher means basic working principles of these parts for effective integration, enabling the collection of sheet and access.The feeding device of the main features of the transmission mode for the plate drive shaft, the shaft and the contact point contact plate, so little friction plate, the plate does not have a lot of damage, the greatest degree of retention of the plate value. A plurality of push blocks collected in the sheet using the sheet unified collection, not into the collection rate increase, but also the sheet material stacking unity. Keywords: Pusher device；Process；Design Part designI 目 录1 绪论1 1.1 120推料装置1 1.2 推料装置的作用和要求1 1.3 推料装置的SPT分类和特点2 1.4 国内外研究状况2 1.5 推料装置课题研究背景及意义2 1.5.1 研究背景2 1.5.2 研究意义32 设计成本要素分析4 2.1 STP12推料装置发展环境分析5 2.2 影响经济运行质量的问题5 2.3 产品的经济优势53 送料装置各部零件的设计7 3.1 SPT120推料装置基本构造7 3.2 SPT120推料装置的工作原理7 3.3 SPT120推料装置结构组成及其各部分的功用8 3.3.1 动力源8 3.3.2 传动件9 3.3.3 支撑柱10 3.3.4 推块10 3.4 推料装置的技术特点11 3.5 设计的有关技术要求114 推料装置的工艺规程设计12 4.1 轴的功用13 4.2 工艺规程设计13 4.2.1 确定毛坯的制造形式13 4.2.2 轴的工艺方案135 轴的校核15 5.1 按扭转强度条件计算15 5.2 确定轴的主要结构尺寸16 5.3 链传动的受力分析16 5.4 按弯扭合成强度条件计算17III1绪论 5.5 按疲劳强度条件进行精确校核196 设计方案分析23结论25致谢26参考文献27I1 绪论1.1 SPT120推料装置SPT120推料装置推料装置主要应用大型板材加工设备中，利用现代生产工艺实现生产流程的自动化、智能化，通过自动快速的运送板材提高了板材加工设备的工作能力和时效性。SPT120推料装置主要由两个重要的板块组成：传动轴和板料推块，其主要的功能就是在板材加工工序完成之后，对板材进行收集和获取，从而实现板材加工的顺利完成，是板材加工原材料的重要加工设备。在板材加工过程中板材的加工量很大，同时对于板材的质量也有着较为苛刻的要求，因此送料设备的工作效率、工作质量至关重要。通过将现代智能化工艺引入其中实现了自动化推料装置的设计，有效的提高了成型板材的收集，为更大限度的提高整个板材加工的工作效率提供了上升空间，同时，也实现了推料装置设计的革新。1.2 推料装置的作用和要求推料环节是板材加工工艺中不可或缺的操作工序之一，通过装置能够实现成型板材的高效收集，从而保证整个生产过程有条不紊的进行。随着科技的发展，智能化、自动化的使用空间也一步延伸，推料装置中自动化设计的引进实现了推料装置设计的一个飞跃，降低了板材加工过程中过度累计对生产带来的不良影响。在现代的板材生产加工环节中，板材剪切成型的工序是通过专门的板材剪切设备来实现的，工作的效率相对较高，基于这种状况，对于推料装置的设计就要求能够完成高效率的收集和获取任务。特别是在推料装置的长时间运转的状况下，保证推料装置良好的板材收集能力，能够有效的减少板材的过度积累，从而有效的保证整个生产过程的有序展开。从实际的生产工艺上分析，推料装置在整个板材加工工艺中的主要功能就是收集板材，然而，由于机械加工设备的差异性，推料装置功能的实现也有着一些差别，但是，机械加工对于推料装置的特殊要求基本上还是一致的，具体来说包括以下四点： （1）能快速收集板材，保证加工设备的正常工作。 （2）传动部件对板材的磨损要小，避免在运送过程中对板材的表面产生损害，降低成品的价值。 （3）结构简单，送料装置在板材加工设备中不是主要部件，太过复杂会影响整个设备的制造成本，而且会造成不必要的浪费。 （4）噪音低，避免增加本就高噪音的设备对环境造成的污染。1.3 推料装置的分类和特点推料装置的分类主要是以其应用的设备为主要的分类依据，从当前的分类标准来 看，主要的参考依据就是设备的传动输送方式。现有的推料装置中，依据传动方式的差异性可以将其分为四种类型的推料装置，主要分为： 空气推料装置：利用气动装置进行推料； 自动推料装置：通过机械手臂进行推料； 滚轮推料装置：通过滚轮进行推料； 电磁推料装置：通过电磁原理进行推料。本毕业设计中笔者所设计的推料装置传动方式为轴传动，这种传动方式具有较高的稳定性，在轴与板材的接触上则是采用点接触，这种接触方式既能够保证推料过程中形成足够的摩擦力，带动板材运转，同时有保证板材表面不会被损毁，最大程度的保持了板材的价值。在板材收集的方面采用的若干个推块将板材统一收集，不仅提高了收集速度，而且还可以使板材统一堆放。电动机与推块之间的传动通过皮带传动，这种传动方式为柔性传动，不会对板材和电动机产生损害。总的来说，本设计中所设计的推料装置的结构简单，造价低廉，便于普及。1.4 国内外研究状况随着技术更新的日益加快，在推料装置的结构上都在不断创新。我国在板材推料的研究方面也有一定的成果。中南科学院廖卫献所设计的电磁式自动下料装置，冲压的硅块由84增长到96块，材料利用率增长了14.28%，通过此种方法，可以实现冲床每年提高加工能力160300t 。在众多推料装置中，其结构形式有许多种。比如机械手式，当板料加工完成后经皮带传送到机械手部，有机械手将板料放到落料架内，整个过程完成迅速，还可以将不同尺寸的板料分开，大大提高了工作效率。由于科技水平较高，国外的对于推料装置的研究比我国要更加的深化，主要表现在推料装置的自动化功能上。具体来说，当前，国外对于推料装置自动化功能的研究主要集中在气动和电磁式的推料装置上，这两种推料装置实现了推料效能的进一步提高，有效的保证了整个板材加工较高的工作效率。但是，这些设备相对于我国的机械自动推料装置在成本上的花费是比较大的，因此，气动和电磁式的推料装置咋我国当前的板材加工生产中的使用率还是比较低的。1.5 推料装置课题研究背景及意义1.5.1 研究背景经济性是机械生产的重要指标，也是产品生产、设计必须贯彻的宗旨。随着科学技术的不断发展，为很多新工艺的设计提供给了雄厚的技术保证。推料装置的创新设计节省了更多的人力，提高了产品生产的效率，减少了材料的损耗率，很大程度上节约了更多的生产成本。国家在振兴装备制造业的政策上对于节能减耗的问题提出了具体的要求，对于板料推料装置的发展来说这无疑是一项新的挑战和任务，推料装置作为板料加工的配套行业，受到主机行业的影响很大。2006年随着主机行业规模的不断扩大，推料装置设备出现了严重短缺的局面，这就为推料装置的发展和研究提供了一个良好的契机。总之，对于推料装置的研究是机械行业的强烈呼唤，也是技术发展的必然结果。1.5.2 研究意义推料装置是板材生产加工重要部分，利用装置对成型板进行高效的收集，可以使设备的正常运转，自动化较高的送料装置能够保证设备在工作过程中不至于出现成型板材过度累计的状况。在板材的加工过程中，板材的切割是通过专用机械操作实现的，因此对于板材的输送的要求十分的严格，通过送料装置的设计能够保证板材的快速收集，减少传动部件对于材料的损耗，保证板材的质量。同时，推料装置的结构简单，操作方便，对于板材加工来说无疑是最好的助力。SPT120推料装置的研究，能够进一步的完善退料装置设备，提高板材加工生产的时效性。随着板材在工业生产中的需求量的不断扩大，原始的加工工艺已经不能够提供更多的板料满足当前的生产，因此，推料装置的研究迫在眉睫。此外，在板料的生产加工中，原始的人工生产的方式逐渐被机械生产所代替，推料装置在板材加工中的价值和优势进一步的突显，所以，进一步的加强对推料装置的研究对于工业生产有着十分重要的意义。32设计成本要素分析 2 设计成本要素分析 在任何新产品的设计过程中。经济性都是其考虑的主要因素之一，这是市场经济对于产品设计的客观要求。产品的设计主要是为了更好的服务于现实生活，因此，只有具有实际操作意义和价值的产品才能具有实际的设计价值和生产价值。在本研究设计中，产品的经济性主要体现在以下几个方面。2.1 STP12推料装置发展环境分析 国家发布的振兴制造装备业的策略，最重要的是近几年中央发布的工作经济会议精神。提到了很多关于工农业政策和调控政策。最后提出仍然要执行发展内需的宏观经济政策和执行“双稳健”的财政政策。还有对环境保护，节能减排等等政策的部署，还为机械行业有了新的更好的发展要求，使机械产品的市场有了更好的发展和扩展机械产业的蓬勃发展也带动了板材推料装置行业的发展。 板材推料装置行业是配件和套件行业，所以受到主机行业的影响非常大。根据一些行业的有效预测，当今的各大主机行业明星企业在2006年在手的任务已经饱和，最重要的一点是国家重点机械工程所必需的重大型装备和大型高档机械产品的需求异常火热，目前的市场是一个买方市场处于一个供求不平衡的局面，必然拉动板材送料装置行业的发展。基于这种情况，推料装置的发展前景是比较开阔的，供小于求，作为卖方市场，推料装置的竞争并不是十分的激烈，因此，在产品的设计中只要能够在满足使用条件下保证一定的经济优势就能够很好的占有市场。2.2 影响经济运行质量的问题燃料、动力、原材料价格上涨，影响企业的效益。 煤、油、电力以及原辅材料和钢材的价格上涨，将直接影响板材送进夹钳装置产品的生产成本，降低企业的经济效益。企业很难通过加强管理，靠企业内部挖潜对这部分予以补偿。所谓的内部挖潜就是通过对推料装置产品设计的不断创新，实现设计成本的有效控制，在企业利润空间不大的情况下，会降低企业的经济效益，影响行业企业的长远发展的后劲。2.3 产品的经济优势 笔者所设计的产品通过对结构的设计尽可能的节约材料的使用。例如：通过本文在支撑部件上加以筋板来增加支撑部件的刚度和强度，这种设计不仅能保证产品结构的性能，而且使材料的使用降到最低；本产品采用推块来实现对板材的收集，这种设计使动力对能量的消耗降到最低。产品所采用的电机功率为0.55w，不仅功率低能耗小而且满足动力要求；产品尽量的采用简单设计，使本产品的结构简化，成本进一步降低，可以更大程度的对本产品在市场上普及。产品在板材运输板材的装置上采用辊传动，这样既节约材料降低成本而且使板材与设备间的摩擦降低，减少设备对板材的磨损。在推块的传动上，本产品采用链传动，这种传动系统结构简单，其特点更加适合对推块的传动，而且价格便宜，易于制造。 我国的制造工业正在逐步复苏，通过提倡科技是第一生产力大力发展现代化的制造工艺，使我国的制造业得到了长足发展，与发达国家的差距正在日益缩小。我所设计的板材送料装置是一种自动化板材收集装置，可以进一步降低工人的劳动强度，提高板材加工设备的加工效率，对制造业的发展有着重要意义。换句话来说推料装置的创新设计对于机械设备制造业智能化生产的重要研究内容之一。通过对本产品经济性的分析，可以清楚的看到，本产品有着很好的经济性和实用性。由于简单实用本产品可以很容易的应用到各种板材加工设备中，并能很好的完成响应的任务。当然本产品也有一定的不足，在今后的研究中会加以改进。5 3送料装置各部零件的设计3 送料装置各部零件的设计3.1 SPT120推料装置基本构造 本研究中所设计的SPT120推料装置广泛吸收国内外现有的轴工艺，链传动工艺等基础上，针对板材的型号长、厚、宽分别为3m8m，4mm10mm，300mm500mm技术参数规格而开发设计的。该装置靠轴对板材进行传动，磨损小，速度快，结构简单。通过简单的推块对板材产生推力，将板材收集到落料架中，其结构简单效率高，传动平稳，节省材料。图3.1 传动结构图1.传动链 2.齿轮 3.支撑座1 4.电动机 5.传动轴 6.联轴器7.推块 8.连接件 9.电动机底座 10.支撑座23.2 SPT120推料装置的工作原理本设计产品的工作原理是：推料装置放在台架上，当工件（板材）冲完孔后，从主机被拉倒辊子上时，电机启动，通过传动轴带动链条转动，推块从下边链条转到上边链条上，从工件侧面推动工件，几个推块同时推动工件，工件被推倒落料箱斜面的滚轮上，从而靠重力滑进料箱中。推块转到下边链条上，接近开关感应到推块，发出信号至控制中心，控制中心发出指令，让电机停止，从而推块在下边的链条停住，完成一个工作循环。图3.2 工作示意图1.支撑座 2.齿轮 3.推块 4.板料 5.隔板 6.焊接件7.落料箱 8.感应开关 9.齿轮 10.底座 11.传动链3.3 SPT120推料装置结构组成及其各部分的功用3.3.1 动力源 该装置的动力通过一部减速电机提供。电机选用功率为0.55KW的减速电机D43-Y0.55-4p-27.96-W3-0。推块经过传动获得的功率为： 推块与辊间摩擦力：N推块推力：0.453kw/0.22m/s=2.06N0.0082N图3.3.减速电机3.3.2 传动件 该装置中的轴的作用是通过链条传动将电机的动力传动到推块上，以完成对板材收集，整个装置由5种长度不相同的轴相连而成。 （1）轴是组成机械的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（例如齿轮，蜗轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此周的主要功用是支承回状零件及传递运动和动力。选择轴的材料主要是碳钢和合金钢。因为碳钢价格比较低廉比合金钢性价比更高，对应力集中的敏感性比较低，同时也可以用热处理或者化学处理的办法使其耐磨性和抗疲劳强度得到很好的提高，所以比较广泛的使用碳钢制造轴，其中用的最多的材料就是45钢。 因为合金钢与碳钢相比具有更高的机械性能和更好的淬火性能。所以，在大动力的传播，速度萨 使轴的，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。根据本产品中所用轴的工作特点，在设计中采用的是普通传动轴，材料为45钢，其主要作用是传递运动和转矩，使推块得到动力和运动。 （2）链传动这种机械运动是一种应用非常广泛的运动。它的组成部分主要是由链条和主从动链轮。链轮上是特别制造齿形状的齿，并且它是由链轮轮齿和链节运动的的啮合运动来传递动力和运动。链传动这种出动是一种中间挠性件的啮合的传动运动。把它与带传动这种属于带传动的运动做比较，链传动没有弹性滑动的发生还有打滑现象的发生，所以会有比较好的保持准确的平均传动比，因而它的传动效率会比较高；又因为链条不会像带那样张的非常紧，所以在轴上作用的径向压力会比较小，所以在一样的使用条件下，链传动的机械结构比较紧凑。于此同时链传动可以在比较高的温度下和速度比较低的情况下很好的工作。和齿轮传动这种运动做比较，链传动的制做和安装精度条件比较低，导致各种成本比较便宜；在远距离的传动中，连传动的结构比齿轮传动轻更轻便。链传动的主要缺点是：作用与两根平行轴之间的传动只能是同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬间传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不易在载荷变化很大和急速反向的传动中运用。链传动主要在要求工作可靠，并且使两跟轴距离的相距比较远，以及其他的不适合利用齿轮传动的工作场合。例如在制造摩托车上运用了链传动这种运动，结构有了很大的简化，而且使用起来既方便又可靠。链传动这种运动还可以在低速重型以及极其恶劣的工作环境下，比如各种掘土机的运行机构，虽然经常会受到泥浆，土块及瞬时过载等等问题的影响，但是仍然可以很好的运行工作。 按作用的不一样，链可以分为：输送链、传动链和起重链等等。在运输和起重机械中主要是用输送链和起重链，除了这些在一般德机械传动则运用得传动链比较多。传动链传递的功率一般都在100KW以下，链速在一般情况下都不超过15m/s，推荐使用的最大传动比。传动链有齿形链，短节距精密滚子链等各种类型。其中滚子链使用最广，齿形链使用较少。 3.3.3 支撑柱 支撑柱是装置的支撑部件，轴由支撑柱固定在装置上。支撑柱属于支撑部件，属机座类。这部分部件在很大程度上影响着机器的工作精度及抗振性能，还影响着装置的耐磨性等。本装置的支撑柱部分采用了肋板设计从而增加了支撑柱的强度和刚度。这种设计在增大强度和刚度的同时又可以减少壁厚和质量，进一步减少了制造成本。对于焊接件来说薄壁更容易保证焊接的品质。本装置设计的支撑柱材料为45钢。图3.4 支撑座3.3.4 推块本设计设备中板材收集装置通过若干个推块来完成。采用推块对板材进行收集不仅动作迅速而且可以更大程度的减少电机功率达到节约能源减少消耗的目的。推块选用45钢，此种材料价格低廉，加之推块用料极少极大的节约了生产用料。图3.5 推块3.4 推料装置的技术特点 支撑柱和机座为焊接件它们的主要技术特点是：板件不得出现明显焊接变形，焊后清渣，焊后去焊接应力，锐边倒钝，发黑处理。轴的材料为45钢，加工时注意锐边倒钝和T235。3.5 设计的有关技术要求基本零件：电动机、钢板、传动轴、传动链、齿轮基本参数：（板材）厚4-10mm，长3-8m，宽300-500mm 钢板翘曲最大30mm （装置）年工作量160t-300t 额定电压：380v软件使用：AUTO CAD绘制零件图、装备图主要功能：实现高效率、无损耗、自动化落料 114推料装置的工艺规程设计4 推料装置的工艺规程设计4.1 轴的功用 轴是该装置的重要组成部分，是滑块推动板材的传动部件。轴按照承受载荷的不同，轴可以氛围转轴，心轴和传动轴三类。本设计中所采用的轴的类型为传动轴，轴的主要特点是结构简单，造价低廉，传动效果好，能够很好的完成工作任务。4.2 工艺规程设计4.2.1 确定毛坯的制造形式 轴是常用的传动件，要求有一定的刚度和强度，选择零件的材料为45钢。由于零件是小批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用锻造成型。这从提高生产效率，保证加工精度上考虑，也是应该的。轴的毛坯采用锻造的方法制造。根据生产规模的不同。毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。自由锻造设备简单，但毛坯精度较差，加工余量较大，而且形状复杂的毛坯不容易锻造，多用于中、小批量生产。模锻的毛坯制造精度高，加工余量小，生产率高，可锻造形状复杂的毛坯。而且材料经模锻后，纤维组织的分布更有利于提高零件的强度。但模锻需要昂贵的设备，且需制造专用锻模，因而只适用大批量生产。4.2.2 轴的工艺方案 （1）轴的加工工艺过程的制定轴的加工工艺过程制定的依据是轴的结构、技术要求、生产批量和设备条件等要素制定的。本产品采用阶梯轴，毛坯采用实心锻件。 （2）轴的加工工艺过程的分析 粗加工阶段。这个阶段的主要目的是用大的切削量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的最终尺寸和形状，只留下少的加工余量。改阶段还可以及时发现锻件的裂缝等缺陷，以采取相应的措施。 工序一：毛坯处理。备料、锻造和正火。工序二：粗加工。去除多余的部分，铣端面，打顶尖孔和粗车外圆。 半精加工阶段。这个阶段的主要目的是为精加工作好准备，对一些要求不高的表面，在这个阶段加工到图纸规定的要求。工序一：半精加工前热处理。对45钢采用调质处理。工序二：半精加工。车定位锥孔，半精车外圆端面。 精加工阶段。改阶段的目的是把各个表面最终加工到图纸规定的要求。工序一：精加工前热处理。局部高频淬火。工序二：精加工强各种加工。粗磨定位锥孔，精车与粗磨外圆，铣花键和键槽，以及车螺纹。工序三：精加工。精磨外圆和内、外锥面以保证轴最重要的表面的精度。 （3）定位基准的选择。顶尖孔是周类零件最常用的定位基准，这是因为其各外圆表面、锥面、锥孔、螺纹表面之间的同轴度，以及端面对回转表面的垂直度等有较高的位置精度要求，用两顶尖定位既符合基准重合原则又符合基准统一原则。本产品的轴在加工过程中要先车端面，然后打顶尖孔，这样可以保证轴在加工中的同轴度，使轴加工后的基准符合标准。135轴的校核5 轴的校核因为载荷的关系轴可能会发生一些变化，就是可能会发生扭矩变形或者弯矩变形。这里是有一个限度的，如果变形得量比这个允许的最小限度大，就可能会使轴上的零件的正常工作得到影响，造成的后果就是使导致机械失去应有的工作的性能。举一些明显的例子，如果在轴上安装了齿轮的话，弯曲刚度（或扭转刚度）过大或过小可能导致挠度（或扭转角）过大或者过小的时候，可能会导致极大的影响齿轮的正确啮合，从而使得使齿轮沿这齿宽和齿高这个方向接触不良，而造成载荷在齿面上的严重分布不均。又如采用滑动轴承的轴，造成不均匀磨损和过度发热。因此，在设计有刚度要求主轴时，必须进行刚度的校核计算。5.1 按扭转强度条件计算 轴的扭转强度条件为： （5.1） 式中：扭转切应力，单位 T ：轴所受的扭矩，单位 ：轴的抗扭截面系数，单位 ：轴的转速，单位 P ：轴传递的功率，单位 d ：计算截面处轴的直径，单位mm ：许用扭转切应力，单位 由上式可得轴的直径： 其中：= ，则 n=1398 P=0.550.96=0.528 由机械设计表15-3得： =45， 轴的材料为45钢 则 取 =35mm 对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大5%7%，因此，=+7%=357%+35=37.45圆整后=40。5.2 确定轴的主要结构尺寸 根据轴上的零件确定轴的结构尺寸，如图5.2-1所示图5.1 传动轴5.3 链传动的受力分析 （1） 紧边所受的拉力= 式中 ：有效圆周力，单位为N ：离心力，单位为N ：悬垂拉力，单位为N （2） =1000= （5.2） 式中：P ：传递的功率，单位为； v ：链速 ，单位为， V =0.22 （5.3） 因此=1000=1000=2400N （3） = （5.4）式中： 单位长度链条的质量，单位为，取带为12A，则=1.5则=1.5=0.0726N （4） 的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在和中选用大者。 = （5.5） = （5.6） 式中： 链传动的中心距，单位为 单位长度链条的质量，单位为 垂直系数 =361.95 =40 =3.62 由 机械设计图9-11得： =10 =101.5361.95=54.3 （5.7） =57.56N 取 =57.56N 因此=2400+0.0726+57.56=2457.63N （5）链的松边拉紧 0.0726+57.56=57.635.4 按弯扭合成强度条件计算图5.2 受力分析图 (1)根据机构尺寸确定输出轴的计算简图，如5.4-1所示由=0得： =155.63 （5.8）=0得：（a+b）=0 = (2)校核计算 剪力图图5.3 简力图弯矩 （5.9） 弯矩图图5.4 弯矩图扭矩： （5.10）扭矩图图5.5 扭矩图 （3）校核轴的强度。 （5.11） 式中： 轴的计算应力，单位为 轴所受的弯矩，单位为 轴所受的扭矩，单位为 轴的抗弯截面系数，单位为，公式见机械设计（第7版）表15-4 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按机械设计（第7版）15-1选用 （5.12） 取 =1，=60 = 合格5.5 按疲劳强度条件进行精确校核这种校核计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度。在以知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过分析确定出一个或几个危险截面（这时不仅要考虑弯曲应力和扭转切应力的大小，而且要考虑应力集中和绝对尺寸等因素影响的程度），计算安全系数并应使其稍微大于或少于等于设计安全系数S，来对轴的疲劳强度进行精确的校核。 （1）判断危险截面 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面、引起的应力集中最为严重，但面的左侧同时受力弯矩和扭矩，因此面比面危险。而键槽的应力集中系数比、面小，因而该轴只需校核截面左右两侧即可。 （2）截面左侧 抗弯截面系数 （5.13） 抗扭截面系数 （5.14） 截面左侧的弯矩M为： 截面上的扭矩T为： 截面上的扭转切应力： （5.15） 轴的材料围45钢，调质处理。机械设计（第7版）表15-1查得 （5.16） ， 截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计附表3-2 查取 =， ，可查得：=，= 又由附图4-1可得轴的材料的敏性系数为 故有效应力集中系数按式机械设计（第7版）附表4-4得 （5.17） （5.18） 由机械设计（第7版）附图4-3得扭转尺寸系数 轴按精车加工，由机械设计（第7版）附图3-4得表面质量系数为 轴未经表面强化处理，即，则综合系数值为 （5.19） （5.20） 又由机械设计（第7版）附表3-1及3-2得碳钢的特性系数 取 ，取 于是，计算安全系数值，得 （5.21） （5.22） 故可知安全。 （3）截面右侧 抗弯截面系数W （5.23） （5.24） 抗扭截面系数： （5.25） 弯矩M及弯曲应力为： （5.26） （5.27） 扭矩及扭转切应力为：T=96000 （5.28） （5.29） 过盈配合处的值，由机械设计（第7版）附表3-8用插入法求出，并取 = ， （5.30） 轴按精车加工，由机械设计（第7版）附图4-4得表面质量系数为故得综合系数为： （5.31） （5.32） 所以轴在截面右侧的安全系数为 （5.33） （5.34） （5.35）故该轴在截面右侧的强度也是足够的，综上所述该轴符合要求。 256 设计方案分析6 设计方案分析 通过相关的设计参数将SPT120推料装置分解成装置结构、工艺规程以及校核计算三块进行模块设计。在推料装置的结构的设计上，主考虑装置的传动源、传动件、支撑柱、推块四部分的设计。动力源的设计上首先要利用公式计算推块的功率、推块与辊的摩擦力以及推块的推力，以便为动力源的选择提供数据参考；传动件部分则是对5种轴件和传动链的选择；支撑柱的设计属于机座部分，重点是在考虑支撑柱的强度和刚度要求；推块的的选择主要以价格因素为主，本课题选择45钢。 本课题工艺规程的设计则是从轴的角度展开的主要包括轴的加工工艺过程制定、轴的加工工艺过程分析以及定位基准的选择。在校核计算模块主要是对轴的校核，包括计算轴的扭转强度、轴的主要尺寸、轴的受力分析、轴的弯曲强度计算以及轴的疲劳强度校核五个部分研究方法SPT120推料装置的设计的包括结构设计和原理设计，通过具体的公式计算出装置的基本尺寸、材料强度刚度等相关数据，设计基本的结构、选择初始动力，并通过装置工作的基本原理设计装置的运动方式和传动方式，最后则是通过调试仿真验证装置设计的科学性。本设计过程中，随着研究内容的不断拓展，我对于STP120推料装置的认知也不断深化加深，在实际的研究分析中，一些装置的重点结构和工作原理都是装置设计过程中不可忽视的关键问题，比如，在电动机的选择中，如何保证电动机功率既能够满足使用要求又能够实现资源利用的节约；在轴的强度校核中，怎样才可以通过精准的计算保证传动轴能够达到相应的弯曲强度、扭转强度、疲劳强度等，这些问题都是设计过程中需要注意和及时解决的问题。下面将具体的分析一下本设计中所面临的一些重难点问题。在本设计的过程中，所设计的重难点问题包括：零部件的设计和选择、轴的加工工艺设计、轴的校核、装置的结构设计和原理设计、零件图和装备图的绘制、在线仿真的验证、装置结构的设计、轴的尺寸设计、轴的扭转强度、弯曲强度、疲劳强度的校核、传动件的受力分析等诸多问题。这些问题有点是一些概念内容问题，包括零件的选择、尺寸计算、参数校核、绘图设计等内容，这些问题的解析通过相关的资料的查询都能够顺利的完成，而对于结构设计和原理设计则是重要的内容。在本设计之中笔者认为这是设计的核心内容也是重难点。在具体的操作上笔者通过对于现有设计产品的深入剖析分析了具体的结构组成和运作原理。在本设计中笔者所设计的STP120推料装置基本的原理是：推料装置放在台架上，当工件（板材）冲完空后，从主机被拉倒辊子上时，电机启动，通过传动轴带动链条转动，推块从下边链条转到上边链条上，从工件侧面推动工件，几个推动同时推动工件，工件被推倒落料箱斜面的滚轮上，从而靠重力滑进料箱中。推块转到下边链条上，接近开关感应到推块，发出信号至控制中心，控制中心发出指令，让电机停止，从而推块在下边的链条停住，完成一个工作循环。在这个过程中传动装置的结构设计和推块推力的计算都是重点分析的问题。笔者在本次设计中主要的创新点体现在具体的结构设计上面，首先，在传动装置的支撑部件上面为了保证支撑座能够达到装置运行所需求的刚度、强度，笔者在设计的过程中通过增加筋板的方式，保证了支撑部件所需的技术要求；其次，在推料设计中，笔者选择的是增加推块构件的方式，通过对板材受力计算，核算出推料所需的推力，然后通过电动机带动推块做循环往复运动；最后，在传动结构上，主要采用轴传动的方式，而在传动过程中为了进一步的减小板材的损伤，笔者进行了轴与板材的点接触设计，有效的保证了板材在运转过程中的完整性。同时，在其他的传动部分中还增加了一些相应的带传动、链传动等传动方式，有效的实现了整个STP120推料装置的高效运转。结论结论 当今社会对生产力的要求日益提高，对制造业设备的自动化要求随之提高。虽然我们国家再制造业的发展上还远远落后于发达国家，但今年来通过国家对制造业的重视，我国的制造工业正在逐步复苏，通过提倡科技是第一生产力大力发展现代化的制造工艺，使我国的制造业得到了长足发展，与发达国家的差距正在日益缩小。我所设计的板材送料装置是一种自动化板材收集装置，可以进一步降低工人的劳动强度，提高板材加工设备的加工效率。对制造业的发展有着重要意义。 本毕业设计中笔者所设计的推料装置传动方式为轴传动，这种传动方式具有较高的稳定性，在轴与板材的接触上则是采用点接触，这种接触方式既能够保证推料过程中形成足够的摩擦力，带动板材运转，同时有保证板材表面不会被损毁，最大程度的保持了板材的价值。此外，通过对本产品经济性的分析，可以清楚的看到，本设计有着很好的经济性和实用性。由于简单实用，本设计可以很容易的应用到各种板材加工设备中，并能很好的完成相应的任务。当然，在设计之中也有着一定的不足，今后的研究中这些不足会加以改进。 25参考文献致谢时光总是那么的神秘，悄悄地都从指尖遗失，学生的生涯伴随着这份毕业论文的结尾走到了尽头。偶尔的回首，那些教室里笔尖沙沙的旋律或许是那么的动听，路边香樟树旁落下的脚步依旧是那么的清晰。此刻，我有太多想说的。首先，我要感谢我的指导老师郭媛媛老师，这篇论文处处都留下郭媛媛的笔迹，没有她，我是无法完成这次的论文，在这里我想对您说声谢谢。论文从最初的选题到内容的框架再到正文的撰写都是在郭老师的指导下完成的，她那认真严谨的态度时时刻刻的都激励着我，虽然，论文在创作的过程中遇到很多的麻烦，但我都坚持下来了，因为我知道，我的身后是我的老师，再次我想向郭老师您说声谢谢。其次，我要感谢我的朋友，是他们陪我走完大学的生活，度过了一个又一个愉快地白天黑夜。正是因为他们的无私的帮助，让我敢于迎接生活中的各项挑战和困难，直到学业的顺利完成。同时我还要对我的任课老师、学校领导说声谢谢，在这里我学会了如何做人，我学会了如何做事。在这收笔的一刻，我感到前所未有的平静，回首身后的路，我似乎看到那些站在路旁给我帮助的熟悉的身影，在这里我能说的只剩下谢谢。最后，我要特别感谢参与我论文答辩和评审的各位老师,感谢您们在百忙之中抽出宝贵的时间评阅我的论文,参加我论文的答辩。27参考文献参考文献1陈章.大尺寸U形件渐进折弯成形的送料装置设计与仿真D.华中科技大学,2012：126 2韦恩铸,胡建平.莲藕切片机推料装置的设计J.农机化研究,2008：104