关 键 词：

泡沫 混凝土 保温 横向 切割机 设计 坯料 切割 装置 CAD

资源描述：

泡沫混凝土保温板横向切割机的设计-坯料的切割装置含9张CAD图,泡沫,混凝土,保温,横向,切割机,设计,坯料,切割,装置,CAD

内容简介：

课题申报表指导教师职称教研室申报课题名称泡沫混凝土保温板横向切割机的设计课题类型工程设计课题来源社会生产实践课题简介发泡水泥保温板是轻质、保温、隔音、耐火的多功能材料，在建筑节能防火领域发挥着越来越重要的作用。水泥保温板切割机是泡沫混凝土制品的生产设备之一，本课题首先根据市场调研拟定总体设计方案，再通过相关设计计算，完成保温板横向切割机的结构设计，最后绘制切割机装配图及主要零部件图，编写设计说明书。课题要求（包括所具备的条件）1.学生应具备机械设计制造方面的基础知识和工程软件AutoCAD、UG或Pro/E等的基本操作能力；2.计算机、绘图机，有关参考书、工具书、工程软件、零件图样等设计资料。课题工作量要求1.查阅文献资料，撰写毕业设计开题报告，外文翻译不少于4000汉字；2.拟订发泡水泥保温板切割机总体设计方案； 3.进行相关设计计算，完成保温板横向切割机的结构设计；4.绘制切割装置装配图及主要零部件图，总量不少于3张A0图纸；5.撰写设计说明书，字数不少于2万字，参考文献不少于15篇。教研室审定意见 同意室主任签字：学 院审定意见同意 教学院长签字： 任 务 书 1毕业设计的背景：泡沫混凝土是具有轻质、保温、隔音、耐火等特性的多功能材料，在建筑节能防火领域发挥着越来越重要的作用，但在泡沫混凝土的生产装备及技术应用领域，我国与发达国家尚有较大差距。泡沫混凝土保温板切割机是泡沫混凝土制品的生产设备之一，研究开发性能稳定、工作效率高的泡沫混凝土保温板切割机，对于加速泡沫混凝土制品的推广应用具有重要意义。2毕业设计(论文)的内容和要求：首先根据市场调研拟定切割机总体设计方案，将长宽高为12501250350的坯料沿横向切去上下废料而成为12501250300的坯料，再通过相关设计计算，确定主要技术参数，完成泡沫混凝土保温板横向切割机机的结构设计。最后绘制切割机装配图及主要零件图，编写设计说明书。要求：1.查阅文献资料，撰写开题报告，外文翻译4000汉字以上；2.拟订泡沫混凝土保温板切割机设计方案，绘制横切切割机工作原理图；3.进行相关设计计算，确定主要技术参数；4.绘制切割机装配图及主要零件图，总量不少于3张A0图纸；5.编写设计说明书，字数不少于2万字，参考文献不少于15篇。3主要参考文献：1 李应权,王明轩,扈士凯等.我国泡沫混凝土行业新进展J.混凝土世界,2014, 58(4):10-27.2 李应权,迟碧川,扈士凯，等.泡沫混凝土保温板的生产及施工工艺J.徐州工程学院学报（自然科学版），2013, 28(2):28-32.3 张泽华,张志强.一种新型发泡水泥板切割工具的设计J.机电技术,2014(6):50-52.4 张进财,王伟力,马会军.水泥发泡保温板全自动生产线的开发与工业化应用J. 墙材革新与建筑节能,2014(7):41-42.5 王振贵,董洪利,张玉海，等.水泥发泡保温板切割流水线P.中国实用新型专利, ZL201220465447.2.6 王建春,王彦良,王荣克，等.无机水泥发泡保温板在线连续快速切割生产线P.中国发明专利, ZL201410373590.2.7 袁崇财.水泥发泡保温板垂直切割装置P.中国实用新型专利, ZL201120515785.8.4毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：寒假期间准备工作：系统学习混凝土机械相关知识，熟悉课题相关CAD软件的基本操作和应用。第一周，课题调研，查阅资料，熟悉有关软件的应用功能第二周，完成开题报告及外文资料翻译第三周，拟订发泡水泥保温板切割机总体设计方案第四周，绘制横向平切切割机的工作原理图第五周，进行有关计算，确定主要技术参数第六周，完成切割机的结构设计第七周，绘制切割机装配图第八周，绘制切割机装配图第九周，绘制机架装配图第十周，绘制主要零件图，完善切割机装配图第十一周，撰写毕业设计说明书第十二周，撰写毕业设计说明书第十三周，课题答辩教研室审查意见： 室主任签名： 年 月 日学院审查意见： 教学院长签名： 年 月 日 开题报告课题名称 泡沫混凝土保温板横向切割机的设计课题来源社会生产实践类课题类型工程设计类1选题的背景及意义：泡沫混凝土又名发泡混凝土，是将化学发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、改性剂、卤水等制成的浆料中，经混合搅拌、浇注成型、自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料，它属于气泡状绝缘材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化，用其作为外墙的保温材料是一种较为理想的选择。泡沫混凝土是具有轻质、保温、隔音、耐火等特性的多功能材料，在建筑节能防火领域发挥着越来越重要的作用，但在泡沫混凝土的生产装备及技术应用领域，我国与发达国家尚有较大差距。泡沫混凝土保温板切割机是泡沫混凝土制品的生产设备之一，研究开发性能稳定、工作效率高的泡沫混凝土保温板切割机，对于加速泡沫混凝土制品的推广应用具有重要意义。2研究内容拟解决的主要问题：首先根据市场调研拟定切割机总体设计方案，绘制发泡水泥切割机切割机构的工作原理图，传动系统图。将长宽高为12501250350的坯料沿横向切去上下废料而成为12501250300的坯料，再通过相关设计计算，确定主要技术参数，完成泡沫混凝土保温板横向切割机机的结构设计。最后绘制切割机装配图及主要零件图，编写设计说明书。拟解决的主要问题：（1）选择哪种切割方式切割发泡水泥保温板，既要能适应水泥保温板毛坯尺寸较大的需求，又要快速高效地工作。 （2）如何实现刀具纵向间距的调整、刀具水平方向的往复运动及毛坯运动的整合以达到切割目的，如何确定切割机的整体结构。（3）选择哪种机械机构能将电机的回转运动转变成为刀具水平方向的往复直线运动。（4）如何优化切割机构及工艺参数，从而保证切割机工作的稳定性。3研究方法技术路线：（1） 通过查阅相关资料及调研，拟定泡沫混凝土横向切割机总体设计方案，采用上下双锯条的框架结构作往复直线运动实现对毛坯的切割，以适应泡沫混凝土保温板毛坯尺寸大、工作效率高的切割要求，同时造价及维修成本较低。（2）通过对刀具分度装置与锯框的设计实现刀具纵向间距调整与切割刀具水平方向往复运动的整合，确定了切割装置的总体结构。按设计要求确定间距为300的双横向刀具，刀具位置由锯框固定；水平方向的运动利用滚筒、机架、滚筒固定钢组合，人力对坯料进行推送。（3）选择曲柄连杆机构将电机的旋转运动转变为刀具水平方向的往复直线运动，实现对保温板的切割。（4）采用控制变量法，找出最合理的切割速度，降低电机的无用损耗，提高锯条对毛坯的有效切割，提高毛坯的成型及利用率；通过对切割速度，进料速度，泡沫板的强度和密度等参数的计算来确定合适的电机型号及类别。 4研究的总体安排和进度计划：寒假期间准备工作：系统学习混凝土机械相关知识，熟悉课题相关CAD软件的基本操作和应用。第一周，课题调研，查阅资料，熟悉有关软件的应用功能第二周，完成开题报告及外文资料翻译第三周，拟订发泡水泥保温板切割机总体设计方案第四周，绘制横向平切切割机的工作原理图第五周，进行有关计算，确定主要技术参数第六周，完成切割机的结构设计第七周，绘制切割机装配图第八周，绘制切割机装配图第九周，绘制机架装配图第十周，绘制主要零件图，完善切割机装配图第十一周，撰写毕业设计说明书第十二周，撰写毕业设计说明书第十三周，课题答辩5主要参考文献： 1 李应权,王明轩,扈士凯等.我国泡沫混凝土行业新进展J.混凝土世界,2014,58(4):10-27.2 李应权,迟碧川,扈士凯，等.泡沫混凝土保温板的生产及施工工艺J.徐州工程学院学报（自然科学版），2013,28(2):28-32.3 张泽华,张志强.一种新型发泡水泥板切割工具的设计J.机电技术,2014(6):50-52.4 张进财,王伟力,马会军.水泥发泡保温板全自动生产线的开发与工业化应用J.墙材革新与建筑节能,2014(7):41-42.5 王振贵,董洪利,张玉海，等.水泥发泡保温板切割流水线P.中国实用新型专利,ZL201220465447.2.6 王建春,王彦良,王荣克，等.无机水泥发泡保温板在线连续快速切割生产线P.中国发明专利,ZL201410373590.2.7 袁崇财.水泥发泡保温板垂直切割装置P.中国实用新型专利，ZL201120515785.8. 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日教研室意见： 通过，同意开题 教研室主任签名： 年 月 日学院意见： 教学院长签名： 年 月 日指导记录第一次指导记录： 指导地点 年 月 日第二次指导记录：指导地点 年 月 日第三次指导记录： 指导地点 年 月 日第四次指导记录： 指导地点 年 月 日 第五次指导记录： 指导地点 年 月 日第六次指导记录：指导地点 年 月 日第七次指导记录：指导地点 年 月 日第八次指导记录： 指导地点 年 月 日 第九次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十一次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十二次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十三次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十四次指导记录： 指导地点 年 月 日 第十五次指导记录： 指导地点 年 月 日 中期汇报表学生姓名专 业学 号设计（论文）题目泡沫混凝土保温板横向切割机的设计毕业设计（论文）前期工作小结已完成工作：1.对泡沫混凝土保温板的切割方式进行选取2.传动系统及动力源的确定3.导向机构及机架的选型尚未完成工作：相关参数的计算；键、螺栓、轴的选型及计算：图纸的绘制指导教师意见签名： 2018 年 4 月 21 日中期情况检查表 学院名称： XXX 检查日期： 20XX 年 4 月 21 日学生姓名专 业指导教师设计（论文）题目泡沫混凝土保温板横向切割机的设计工作进度情况 基本完成任务 是否符合任务书要求进度是 能否按期完成任务能 工作态度情况(态度、纪律、出勤、主动接受指导等) 按时出勤，态度严谨认真 质量评价(针对已完成的部分) 存在问题和解决办法 检查人签名 教学院长签名 指导教师评阅表学院： XXX 专业： XXX 学生： XXX 学号： XXX 题目： 泡沫混凝土保温板横向切割机的设计 评价项目评价要素成绩评定优良中及格不及格工作态度工作态度认真，按时出勤能按规定进度完成设计任务选题质量选题方向和范围选题难易度选题理论意义和实际应用价值能力水平查阅和应用文献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力创新意识设计论文质量内容与写作结构与水平规范化程度成果与成效指导教师意见建议成绩是否同意参加答辩评语： 指导教师签名：年 月 日 评阅教师评阅表学院： XXX 专业： XXX 学生： XXX 学号： XXXX 题目： 泡沫混凝土保温板横向切割机的设计 评价项目评价要素成绩评定优良中及格不及格选题质量选题方向和范围选题难易度选题理论意义和实际应用价值能力水平查阅和应用文献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力创新意识设计论文质量内容与写作结构与水平规范化程度成果与成效评阅教师意见建议成绩 是否同意参加答辩 评语： 评阅教师签名：年 月 日 答辩及综合成绩评定表学 院机电工程学院 专 业机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号指导教师设计论文题 目泡沫混凝土保温板横向切割机的设计 答辩时间 20XX年 5 月 29 日 14 时 00 分至 14 时 20 分答辩地点答辩小组成 员答辩记录提问人提问主要内容学生回答摘要 答辩记录人签名：答辩小组意见答辩评语： 答辩成绩： 答辩小组组长签名：综合成绩评定指导教师评定成绩评阅教师评定成绩答辩成绩综合评定成绩答辩委员会主任签名： 年 月 日 18泡沫混凝土保温板横向切割机的设计THE DESIGN OF FOAM CONCRETE INSULATION BOARD TRANSVERSE CUTTINGMACHINE 摘要泡沫混凝土又称为发泡混凝土，其做法是在胶凝材料、改性剂、掺合料等材料中加入发泡的化学发泡剂而成。在初步制成材料后，再经过搅拌、浇注在磨具内使其成型，形成的一种内部含大量封闭气孔的新型、保温、轻质的建筑材料，且是一种绝缘型材料。由于在内部形成了诸多的封闭型气泡孔，所以会使混凝土具有轻质、保温、隔热等诸多的优点。本课题设计了一种泡沫混凝土坯料的切割装置，其功能满足了对泡沫混凝土保温板坯料需切除上下废料的要求。通过查阅相关资料及调研，拟定泡沫混凝土横向切割机总体设计方案。采用上下双锯条的框架结构作往复直线运动实现对坯料的切割；对锯框的设计实现刀具在纵向间距可调；通过对刀具的选择，实现可高效、经济的连续切割方式。水平方向的运动利用滚筒、滑带与电动机的组合实现对毛坯的推送。大致描述了进料机构的运动机理和结构。机器具有操作容易、方便、结构简单等特点。可由此为基础上根据要求升级为所需设备。关键词 发泡水泥；保温板；切割装置；曲柄滑块AbstractFoamed concrete, also known as foamed concrete, is made by adding foaming chemical foaming agents in the materials such as cementing materials, modifiers and admixtures. After preliminary made material, through mixing, pouring in abrasive molding, formed a new type of internal contains a large number of closed pores, heat preservation, light building material, and is a type of insulating material. Due to the formation of many closed bubble holes in the interior, the concrete has many advantages such as light quality, heat preservation and insulation.In this paper, a cutting device of foam concrete billet is designed, which satisfies the requirement of removing the upper and lower waste materials for the foam concrete insulation slab. The overall design of foam concrete transverse cutting machine was developed by referring to relevant data and research. Using the frame structure of the upper and lower double saw blade, the cutting of the blank is realized by reciprocating linear motion. The crank slider mechanism is designed to convert the rotary motion of the motor to the reciprocating linear motion in the horizontal direction of the saw frame. Through the design of the saw frame the cutting tool is adjustable longitudinally. Through the choice of the tool, the efficient and economical continuous cutting mode is realized. The horizontal movement USES the combination of roller, slip belt and motor to realize the push of the blank. Reasonable design of the frame to ensure that the saw frame needs to be stable during horizontal movement cutting.In this paper, the structural design of the transverse cutting device of foam concrete insulation board is introduced, and the overall analysis of the mechanism is carried out, through the comparison of several different cutting methods, choose appropriate cutting method, and the design of group of saw.The cutting tool group consists of a belt, a group saw, an eccentric gear and a motor.The machine has the characteristics of easy operation, convenience and simple structure. It can be upgraded to the required equipment based on the requirements.Keywords Foam cement Insulation board Cutting device Crank SliderIV目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 概述11.2 发泡水泥保温板主要特点11.3 发泡水泥保温板的应用21.3.1 发泡水泥板用于防火隔音内隔墙21.3.2 发泡水泥保温装饰一体化板21.3.3 发泡水泥复合保温板31.4 本论文主要研究内容32 切割机总体方案的确定42.1 切割方式的选取52.1.1 链锯52.1.2 线锯52.1.3 锯片62.1.4 锯条62.2 传动系统及动力源的确定82.3 导向机构82.4 机架的设计要求83 参数设计93.1 主切削力的计算93.2 泡沫混凝土切割机切割装置四杆机构的设计93.3 曲柄滑块机构的运动分析113.4 切割装置动力源的选取和传动比的分配133.4.1 动力源的选取133.4.2 传动比的分配153.5 减速器的选型153.6 锯框导向机构的设计163.7 切割机机架的选型173.8 送料装置的确定184 连接件、轴的设计及润滑的选择194.1 螺栓连接的设计194.1.1 螺栓连接的分析194.1.2 螺栓受力分析及计算194.2 键的选择及计算214.3 链传动的设计计算224.3.1 链轮齿数的选择224.3.2 功率的确定234.3.3 链条型号和节距的选择234.3.4 链节数和中心距的确定234.3.5 链传动润滑方式的确定244.3.6 链轮压轴力的计算244.4 小链轮的设计与计算254.4.1 小链轮的基本参数254.4.2 小链轮的主要尺寸254.4.3 小链轮的结构尺寸284.4.4 小链轮的材料294.5 轴的设计计算29结论33致谢34参考文献351 绪论1.1 概论近几年来，由于房地产和建筑行业的兴起，势必造成与此相关行业的高速发展。保温材料成为了一种很好的选择。发泡混凝土是一种新型材料。发泡水泥与其它不燃保温的无机材料比起来，在成本、和节能环保等各个方面有着非常明显的优势。泡沫混凝土保温板的发展从以前的稚嫩弱小到如见的成熟壮大，生产的技术性在不断加强，建筑施工方面工艺也在不断的完善。完成了对传统产业低碳技术的创新和产业化的实现，对资源的保护和有效利用，实现了可持续发展。泡沫混泥土在该专项总共八个获批的建材行业中就独占了两项，从这就可以很容易的看出国家对该行业的重视。也正因为如此，近几年我国的发泡水泥行业发展的很快。这是在建筑材料中是一个相当大的量。发泡水泥的应用也十分的广泛，主要是用在一些建筑上进行保温，比如路桥等。根据发泡的办法不一样，对它进行划分，有物理的，有化学的。化学发泡方式产生的产物其相对强度较物理发泡高的多，由于他们对于强度的要求是很高的，主要用来对不一样的产品进行生产，图纸1-1展示的就是。这也不难看出，发泡水泥保温板必将成为建筑材料里最受欢迎的一种材料。按化学发泡的制作方法，保温板在生产出来时的主要尺寸为12501250350mm，由于发泡水泥保温板在成型过程中，上下两面会出现不平整的情况，不符合下一工序的可操作情况和使用要求，故本次设计的切割机即为切除发泡水泥坯料上下废料。图 1-1 发泡水泥保温板的保温隔热建筑1.2 泡沫混凝土保温板主要特点（1）这种无机的材料，是最新的，可以防火的，保温性是很好的，隔热性也是不错的，并且质量不高，站粘性很强等优点。其材料的生产和使用不产生有毒物质，对人体无害，对环境无污染，节约能源，故而现在是我们国家乃至其他国家都在支持的一种新型的建筑材料。（2）性价比很高，适用性好。发泡水泥与其它几种性能相类似且非常接近的材料相比，其生产所需成本要远远低于其它材料。发泡水泥保温板的制作过程和生产方法都非常简单容易，不需要经过高温的煅烧和其他高耗能的水平，加工成本在这么多保温材料里面，花的钱是最少了。（3）早强、高强。当泡沫混凝土干密度为170kg/m时，只需要花一天的时间，强度就可以到0.25，过二十八天，强度可以达到0.4。其达到此技术性能指标时间快，同时间内强度高，这种性能已将远超别的行业的水准。（4）粘粘性是非常好的，在发泡水泥保温板来说，它是水泥里面最基本的一种材质，材料的抗风压、抗震性能良好，和建筑主体墙材料的兼容性、亲和力好，粘接不易脱落，十分牢固稳定。并且能与基层墙体间形成可靠的连接，和保温系统具有良好的相互适应性。故而可用于外墙外保温防火隔离带建筑的使用，并且可以让保温系统的透气性是很好的。（5）施工起来非常简单，水泥板在施工的时候可以直接拿来用，也可作为屋面材料，对房屋起到保温隔热效果，同样的它还可以用于外墙体的内保温和外保温。发泡水泥保温板的施工适应性良好，且形式多种多样十分灵活，故其应用在生活中十分的广泛。（6）水泥板的可使用寿命非常长，可在建筑物里一直被使用，所以不存在会在内部老化的问题。（7）绿色、无公害、环保且无毒，发泡水泥保温板可以利用一切可利用的工业废渣作为其生产原料，而且生产过程中不会产生废弃物和污染物，实现的废物的再次利用，具有节能环保等显著的优势。1.3 发泡水泥保温板的应用1.3.1 发泡水泥板用于防火内墙建造防火隔音墙的时候，首先固定用工字钢龙骨来进行，之后按照顺序把水泥保温板插到里面，按照顺序将工字钢固定起来，之后在整个墙面都建造好之后，把浆喷于外表面，再在喷了浆的面上，把纤维水泥板粘上去，之后通过螺丝将水泥纤维板在工字钢上面进行固定。1.3.2 发泡水泥保温装饰一体化板用生产的办法，把发泡水泥板跟加强层，还有装饰板防水层制成集可防水、又比较漂亮，还能够隔热进行保温的这种板材，这样一来产品的组合就比较多了。施工的时候可以干挂，可以粘挂等等。1.3.3 发泡水泥保温装饰一体化板在三北地区节能标准要达到65% 及以上才可以使用，而由于发泡水泥相比起其他有机类的保温、隔热材料，它的导热系数是偏大的，所以只能增加发泡水泥保温层的厚度才能达到标准。北方很多企业为了提升其保温和隔热性能，都开始尝试采用将发泡水泥与其他节能标准高的有机保温材料通过的复合方式进行加工处理起来。目前最为常见的就是将发泡水泥与聚氨酯通过复合的形式进行处理加工。1.4 本论文主要研究内容对市场进行调查，将切割机的总方案确定下来，将它横向切割机切割机构的传动系统图和工作原理图。本论文的设计目的是将长宽高为12501250350的坯料沿横向切去上下废料而成为12501250300的坯料，再经过相关设计与计算，确定其主要技术和参数，完成泡沫混凝土保温板横向切割机机的结构设计出来，之后将它的总装配图还有零件图纸都画出来。论文中写的东西有： （1） 通过查阅相关资料和调研，拟定泡沫混凝土横向切割机总体设计方案，选择了合适的切割方式实现对坯料的切割，以及适应泡沫混凝土保温板毛坯尺寸大、工作效率高的切割要求，同时造价及维修成本较低。（2） 通过对锯框的设计实现刀具在纵向间距可调；通过对刀具的选择，实现可高效、经济的连续切割方式。按设计要求确定刀具位置，并确定切割装置的总体结构。大致设计和描述简易的人工送料装置。（3）选择曲柄连杆机构，将电机的旋转运动通过曲柄连杆机构带动锯框使得刀具可在水平方向进行往复直线运动，从而实现对保温板的连续切割。2 切割机总体方案的确定近些年来，国家对节能环保的材料开始大力挖掘。发泡水泥保温板属于国家A级的可防火建筑材料，并且它的热阻基本上是一般水泥的二十倍到三十倍，可以节省能量，并且对温度的保持也不错，所以发泡水泥保温板正是符合这种需求的建材。目前主要是用在外墙的外保温，跟里面墙的保温上。正常发泡水泥的密度在180-250kg/m，是一般混凝土的1/51/8，抗压强度在0.94.5MPa,不过发泡水泥保温板的使用时间跟建筑相同。泡沫混凝土其做法是在胶凝材料、改性剂、掺合料等材料中加入发泡的化学发泡剂而成。在初步制成材料后，再经过搅拌、浇注在磨具内使其成型，形成的一种内部含大量封闭气孔的新型、保温、轻质的建筑材料，且是一种绝缘型材料。在五分钟到十五分钟之后，毛坯就有了，毛坯全干了之后，摆到运输部分，之后切割不一样，那么就可以将毛坯编程保温板。2-1里面就是切割机的总方案。图2-1切割装置的总体方案论文设计的这个机器，毛坯大小1250*1250*350，切去上下废料而成为尺寸规格为1250*1250*300的毛坯。切割装置的总方案设计图如下图2-2所示。图2-2切割装置总体方案图2.1 切割方式的选取对于这个机器来说，切割系统是非常重要的，现在市面用的比较多的切割办法有三个，下面对他们的好处，不好来进行分析。2.1.1 线锯线锯是利用绳可以锯断木头的原理，从而设计出来的一种可针对硬且十分脆的材料进行切割的工具。因为用的驱动动力装置为液压切割设备，所以可以对比较厚实且不易于对混凝土进行切割。甚至可以做到水下切割。由于现如今有液压金刚绳，所以现在也广泛应用于保护性的拆除和工程的改造和加固是一种高级的工程工具。液压线锯还可以应用于坚硬材质的切割。液压线锯的优点主要有以下几方面：因为用的是液压驱动，所以动力很大，这样切削能力就变强了，生产率变高了；可减小劳动者的劳动强度；操纵性能好且安全可靠、方便简单，且具备保护过载的功能；因为液压系统工作非常稳定，安全性好，可靠性高，这样一来机器的成本就降低了。线锯生产尽管精度比较高，切口很整齐，不过损耗的原材料是很少的，要想将损耗变低一些，所以工作时候要加研磨液，之后加工成为产品的时候，要多根锯丝同时一起工作。整套切割装置总体算下来，需要的成本较高，不符合经济的要求。2.1.2 链锯链锯在生活中一般也被人们称为油锯，是一种靠链上L型叶片的横向运动对交错的锯链实现剪切运动，以汽油发动机为动力的便携式锯，常用应用于木材的切割。链锯是用来破拆的，按照作用还有驱动办法的不同，进行划分，图纸2-3展示的就是图2-3链锯切割部分结构形式汽油锯：操作功能多，比较困难，体积不大，带起来容易，可以在户外进行干工作。不过噪声太大了，修理不容易，热量太大等，所以大规模生产不适合，连续切割也不适合。液压链锯：切削力大，工作很稳定，空气增压机是比较小的。不过开启的时候速度不快，花的钱多，只要在比较大的采石场使用。风动链锯：噪声小，质量小，非常安全，没有污染，功率不高。不过因为动力有限制，所以要用空气压缩机，所以占地面积较大。适用于在矿井底下采矿时使用。电动链锯：输出功率较为稳定，跟别的链锯对比不灵活。要是线路太长，那么移动起来就不便利。因为体积不大，所以不能在生产规模大的时候用。由以上材料分析可知，虽然链锯的一个好处是灵活性好，不过论文中切割部分对灵活性的要求不高。对于链锯要安装张紧装置，要对混凝土进行切割，那么需要使用金刚石的，花的钱太多，不过机器不简单，所以经济性是满足不了。除此之外，链锯主要是靠着链上相互交错的L型刀片的往复运动去实现切割，但是L型相互错开的刀片对毛坯进行切割的时候，损耗是不小的，并且对坯料进行切割的时候力过大，不够稳定。而发泡混凝土的毛坯尺寸为12501250350，选择链锯对原材料的消耗过于巨大，浪费过大。综合以上所述，在本论文的设计要求下需要大量的切割与使用，链锯不适合用于本泡沫混凝土保温板的设计要求。2.1.3 锯片 锯片是一种圆形并且薄的薄片状切割刀具，根据锯片所切割材料的不同可以分为以下三种锯片：金刚石锯片、高速钢锯片、硬质合金锯片。对石料的切割一般要用金刚石锯片。高速钢锯片用于切割不同种类的金属材料。用途最广泛的为硬质合金锯片，可用在实木、塑料、铝合金等日常多见材料的切割，实用性好。锯片的选择要根据所切割材料参数、切削速度、进料速度、设备及切割材料尺寸的不同，选择适当的锯片。锯片切割有着切割出的平面平整，生产效率高，切割速度快，工作状态稳定等优点。但对于所安装设备要求很高，维修护理所需注意点较多。设备首先需设备状态良好固定牢固，工作时无振动，无径向跳动，对锯片的固定要牢固。且设备要有安全保护装置，比如过载时要有过载保护，出现紧急情况时要有断电刹车等。切割时对其所要切割工件的夹紧装置要求非常高，要避免没夹紧的情况出现。防止切割时出现工件抖动情况，损坏刀具。对锯片也需要护理，当不使用时要及时将其平放，或者用绳索穿过中孔吊起来。当感觉切割平面粗糙不平整，锯片齿不锋利时，要对刀片进行打磨，或者换锯片。锯片的维修、护理、购买都应在原厂家进行。综上所诉，锯片不适用于大范围，环境较差的工厂使用，锯片的更换价格昂贵，维修护理较为困难，不易更换刀具，若要切割不同尺寸的泡沫混凝土，则不能更改刀具间距，局限性大。对其安装设备要求很高，要求设备工作状态稳定，噪音低等要求都满足不了需要的。2.1.4 锯条它的种类繁多，根据其材料的不同可分为高速钢锯条，碳钢锯条，双金属锯条，碳化砂锯条四种。高速钢锯条：相比起别的高速钢，硬度比较大，并且柔韧性也很不错，可以用来跟张力不大的锯架一起用，切割的是一些实心的，管子，或者是可以生产的金属。碳钢锯条：使用的范围比较大，用的比较多可切割木材、塑料、管状件和可加工的金属，且成本较低双金属锯条：是由两种钢构成，以碳钢作为锯身、以高速钢作锯齿，通过焊接而成。可用于管件、塑料、实心体、木材及所有可以加工的金属材料的切割。主要特点有：与一种金属加工的锯条进行对比，抗热性，耐磨性都是很不错的，并且使用时间比较长等好处，且柔韧性好，不会在切割过程中出现折断。碳化砂锯条：进行切割的时候，耐热性，还有耐磨性都是非常大的，切割的时候效率都是很高的，是传统锯条切割效率的数十倍。并且可以对别的没有办法切割的锯条来进行加工，有玻璃，硬质钢等等。由于一般的木材其顺纹的抗压强度为3055MPa，而泡沫水泥保温板的抗压强度仅仅只有0.11.2MPa，那么由此可知用来对木材进行切割的锯条，他们也是可以对泡沫水泥保温板进行切割。并且锯条花的钱比较少，换刃磨的时候非常便利。因为锯条自身的长还有它的原材料，用的时候，用锯条的时候，主轴不能出现形状的改变，也不能在径向上出现跳动，系统不会有震动，装的地点非常的稳固，所以要安装一个专业的锯框，专门对锯条进行固定。图纸2-5展示的就是保温板进行切割的毛坯大小是1250*1250*350mm，尽管链锯的机动性比较好，不过生产规模大，生产数量多的要求是满足不了的，在进行切割的时候，耗费的原材料是很多的。发泡水泥是建筑上使用的，对于精度的要求并不需要很高，如果使用线锯，因为线锯需要恒张紧装置，这会使得切割装置设计变得十分复杂，并且金刚石线锯的成本很高，总体造价太高，不符合本文经济的要求。锯片对设备要求高，对刀具的更换和维修护理难，不符合工作环境和地点的要求。锯条尽管在进行切割的时候，和链锯是一样的，浪费肯定会有，不过少了不少，更主要是花的钱不多，容易更换，且锯条在锯框的纵向间距容易调整。按照可以进行使用的切割办法进行分析，确定论文中用的是锯条来进行切割。用锯框将上下刀锯都连接起来，这样就形成一个整体了，按照真正的要求改变上锯条位置，改变切割的纵向间距，调整可切割泡沫混凝土的高度，可切泡沫混凝土除了本论文要求的厚度350mm，还可根据需要切厚度为450、600mm厚的泡沫混凝土。2-5里面就是图2-5锯框的基本形式2.2 传动系统及动力源的确定因为这个机器都是在厂里面用，那么动力部分用一般的电动机便可。电动机输出的那一头对减速器进行高输出，减速器在联轴器的作用下，跟曲柄滑块装置进行连接，之后曲柄转动，这样连杆就可以将整个锯框带动起来，在水平面上进行来回的动作。下图2-6所示图2-6切割装置系统设计原理图2.3 导向机构论文设计的这个机器，主要的动作就是，锯条在水平方向上，来回进行直线动作，要想让锯框保持在水平方向上的运动，需要在锯框的上下两边安装四个限位滚轮，并且滚轮只能在其相应的轨道内来回滚动从而达到限位和运动的目的。2.4 机架的设计要求对机架进行设计的时候，有以下几点：1. 要求机架抗震性好，振动的摆幅在机架所允许的范围内，且振动时发出的噪音小。2. 结构设计简单美观，容易维修护理，降低装配难度，方便铸造加工。3. 造价要经济，实用性高，可满足所需要求。4. 机械产生热能时要求热变形要小，在可控范围内，对生产精度影响不大。5. 轨道内受力均匀，耐磨度好。由于选择锯条作为切割方式，而锯条有着锯身长且薄的特性，所以十分的脆，容易弄断。所以机架的稳定性一定要好，振动不能大，尽管保温板的精度不需要太大，不过机架承载后不产生变形。综合以上几点要求得出，设计出的机架要有一定的刚度和强度满足所需要求；在加工过程中要有足够的稳定性保证不对刀具产生力影响刀具的变形。根据这些要求要选择具有良好的焊接及综合机械性能且容易采购的标准化金属，所以此处槽钢作为机架的基本材料，通过焊接来焊接成我们所需的形状和结构。3 参数计算3.1 主切削力的计算计算主切削力时，因毛坯直接由锯条进行切削，所以在切削时毛坯上的每个锯齿在此过程中都可以看作单一的刨削，切削深度为2mm，进给量为0.66/次。保温板的抗压强度在0.11.2MPa，抗压强度最大数值1.2MPa。据条数为2，取Z=2。切割装置对发泡水泥保温板进行切割时的切削力与被吃刀量、进给量、发泡水泥材料的不同有关，可通过式子3.1来算。 Fc= 式(3-1） 按照锯床生产的地方，查看资料表格22：Z=2=0.89=1 =2mm =0.66mm/次 =225算过之后，机器在进行切削动作的时候，切削最大的力就是： 3.2 泡沫混凝土切割机切割装置四杆机构的设计四杆装置一般应用于需放大功能、输出杆具有更好的传递力或者要有更好的传动角类似的特定要求的场合。是目前为止一种用的比较频繁的就是平面连杆装置。正常来说，要想让机架跟它连接起来成为曲柄，那就要符合下面：1.杆子最短的数据加上杆子最长的数据，也就是剩下来两个杆子的长；2. 。在这个装置进行个动作的时候，从动杆在工作时候花费的时间比从动杆件在回程时所用的时间要长，所以这就是急回特征，一般来说用K来代表；不过极位的角度用表示，当从动杆件位于最远处和最近处这两个极限位置时，两原动零件之间会有一个角度，这个角度要是变大了，那么K就变大了，急回特征就非常明显了。对四杆装置进行设计，就是为了让锯框在水平面上进行来回直线动作，偏置曲柄滑块原理图采用如图3-1所示的基本形式。 图3-1机构原理图如果偏置角=160，查看机械专业资料3-2展示图3-2根据max设计出偏置曲柄滑块机构的曲线图就有（a为曲柄半径，b为连杆长度）。根据工作条件设定锯框行程S=200mm，那么曲柄半径的大小，连杆的长就是，锯框中心跟曲柄中心相距。平面丝杆装置在动作的时候，会有死点地点存在，它还在进行传送的时候，传动角就是零度，那么这个时候切向功率就是0，不管主动零件有多大力作用在上面，那么不可能主动零件一直驱动从动零件，这个地点就是死点，正常会在下面两种状况下出现： （1）曲柄摇杆，曲柄滑块，曲柄连杆装置里面，驱动进行来回动作的零件，曲柄，连杆都是在一个直线上的时候将会有死点的出现。（2）在平行四边装置里面，要是主动零件的曲柄跟机架在一条直线上，那么连杆的曲柄跟机架也就在一个直线上，那么动作曲柄的传动角就是零，转动会向着两个不一样的方向进行，所以这个地方也是死点。3.3 曲柄滑块机构的运动分析确定锯框两个极限地点来分析加速度： 图3-3锯框处在最近位置示意图锯框要是在3-3展示的地方出现，那么这个时候AB杆子的速度就跟他进行垂直，这个时候加速度只有法向的；BC这个杆子，只要对点进行分析，就可以知道这个时候速度是没有的，加速度顺着BC杆竖直向下，就有=+，那么这个时候BC杆子的速度方向就跟它是垂直的，对点的加速度进行分析： 式（3-3-1）用下面的式子将夹角算出来： 式（3-3-2）算出来B=33.49杆子来回重复的频率是一分钟120次，那么AB杆的角速度。 = + 方向未知ABBC大小0 = + + 方向水平ABBCBC大小未知未知已经知道 还有矢量加起来就是零，并且他们的速度方向正好是反的， 所以:=。则： =5.083rad/s 式（3-3-3）对于加速度和的运动方向相反，利用矢量三角形计算得： =36.73m/s 式（3-3-4），=，=,则由式（3.3.4）得到=36.73m/s。图3-4锯框处在最远位置示意图在这个锯框走到最远的地方的时候，也就是在这个地方，锯框就没有速度了，加速度的方向顺着杆子竖直向上的，那么这个时候杆子的方向速度跟孝感是垂直的，加速度只要对法向的进行考虑。BC这个杆子，点进行考虑，点就没有速度，不过它加速度的方向也是顺着杆子竖直向上，那么，BC杆速度方向跟这个杆子是垂直的。点的加速度，通过BC杆跟竖直方向有一个角度，那么跟每一个加速度的方向之间的关系就是，算出来，=0,可知和矢量和为零，且速度方向相反，则得:=，=用下面的式子算： =5.083rad/s 式（3-3-5）因为和在动作的时候是反着方向的，那么用矢量三角形来算： = + 方向未知ABBC大小0 = + + 方向竖直ABBCBC大小未知未知，=，=,则按式（3.3.6）得到： =31.51m/s 式（3-3-6）在平面四杆装置里面有死点，那么会出现的结果是： 1、 当机构有四点位置出现时，机构的整体运动趋势会朝着两个方向进行动作，动作有很多不确定的，对于它的传动没有好处；二、有的机器通过死点的特征来工作，例如飞机的起落架机构还有一些其他相类似的夹紧机构等。在本设计里，机构的运动对死点的特征没有要求，范围对于机器工作的连续性有影响，所以尽量让这种影响不存在。现在从死点地点过去的办法有： 一、让主动零件的重量加大，装飞轮在从动零件上，这样就可以过去了。二、排列错开来进行性。因为机器自身的特征，还有工作要求，对于飞轮还有联动装置不是那么适合的，所以让曲柄厚一点，这样它的重量就加大了，通过曲柄选装时候的惯性，这样死点的影响就没有那么大。3.4 切割装置动力源的选取和传动比的分配3.4.1 动力源的选取锯框动作的时候，需要的切削力就是546N，在倒杆的作用下锯框跟四杆装置连接，查看3.2可以将数据确定下来，将矢量图纸画出来，图3-5就是图3-5力的矢量图查看图纸就有，在锯框上切削的总力，用的槽钢是5号的，查资料，理论上它的重是5.438/kg,锯框的大小是1500500，所以它的重是21.75kg，再加上锯条重1.2kg，因为要在四个角安装滚轮，所以K=0.05，由公式得滚动摩擦力需11N,所以在连杆作用的力是557N锯框是来回进行个动作的，一秒钟动作两次，那么曲柄转动速度就是n=60r/min，它的半径知道是93.0mm，用下面的式子算曲柄转动的线速度 式（3-4-1）数值放进去 ：算曲柄转动的功率： 。正常带传动效率=85%95% ,润滑效果比较好的，滚动轴承传动时候效率=0.99，圆柱齿轮减速器是一级的，那么=。用下面的式子将这个机器的输出效率算出来 式（3-4-2） =0.85， =0.99， =0.97，放进去算P2=1.7kw。下面式子进行计算 P=K式（3-4-3）切割的这个发泡水泥是非常匀称的，抗压强度在0.20.8MPa，切割机工作比较稳定的时候K=1，可得电机的额定功率为1.7kw。在没有什么特别的要求的时候，Y系列电动机用的很多，因为主运动要进行不间断回转动作，确定电动机用的就是Y系列的。它不仅对能量可以进行节约，并且噪声不大，高效率和高起动转矩，使用时间比较长等好处。电机在进行装配，还有功率的额定值都是符合IEC标准的，绝缘等级是B级的，机器壳子的防护等级是IP44级，冷却的时候用的办法是IC411。Y系列电动机电压额定数值是380V，频率的额定数值50Hz，满足普通生产单位的用电要求和使用条件。当电动机功率小于等于3kW时采用“”型接法，电动机功率大于等于4kW时采用“”型接法。 查表11-1可得电动机的型号，本设计中选取Y90L-2作为发泡水泥切割装置的动力装置，表格3-1展示的就是电动机有关数据。表3-1 Y90-2三相异步电动机的技术数据电动机型号额定功率（KW）满载转速（r/min）启动转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y90L-22.22880.2 传动比的分配用下面的式子将传动比的总数算出来i=2880/60=48 式（3-4-4）3.5 减速器的选型主传动的这个地方，小齿轮被电动机带着工作，之后因为减速器，太阳轮进行工作，在行星齿轮的传动下，就可以减速了。齿轮传动的传动比是非常精确的，并且效率还很高，并且它的结构很紧凑，还不复杂，所以在传动距离不远的时候用的多，而且可以在环境差的时候用，非常可靠，非常快。要是使用时间长，那么用这种减速器花的钱就少很多，对于摩擦传动，它的准确性不好，并且在径向上施加在轴上的压力太大，相距非常远的时候可以用，并且需要工作环境好，不适用于复杂，环境恶劣的场地。链传动正常在开式传动，距离远的时候用，并且工作的时候噪声很大，只能对两个平行轴进行链轮传动。综上所述，应该采用齿轮传动的形式作为发泡水泥切割装置的主传动部分。目前应用比较广泛且在机械传动里最为重要的便是齿轮传动。其使用场合非常之多，齿轮的传动形式有很多种，而且它的传动能力非常高，齿轮外圈的线速度可以达到200m/s，传动的功率在几十万千瓦。齿轮传动的特征来详细说明： 1、 效率很高，在所有的机械传动里面，它的效率是最高的，这样损耗的功率就是最少的，对于大功率的传送来说，是最重要的。2、 结构非常紧凑，在空间一样，传动条件一样的时候，齿轮占据的地方是非常小的。 3、 使用时间长，性能不错，设计加工精度是很高的，齿轮进行齿合的时候紧密性很好，在齿轮传动的时候稳定，可靠性很不错，可以用二十年，不怎么需要修理。4、 传动稳定性好 一般来说，它的运动性质始终保持稳定不变且瞬时传动比均为常数。因为切割部分所工作的地方，还有机器自身有限制，所以要小一点，并且设计的传动比，还有输出转矩要符合论文的需要。输出转矩算出来： =7295Nm 式（3-4-2）行星摆线减速器的应用十分广泛，在矿山、石油，食品、输送、环卫，车辆工程中作为减速装置。论文用的是卧式的，型号是单级传动的BW-23-1/48,这种机器将转矩输出的时候，可以达到7625.9Nm，对于论文需要是符合的。摆线针轮减速器的原理就是行星轮减速，针摆线齿轮齿合在一起，正常来说摆线针轮减速的时候，从下面几个部分来进行：输入部分，减速部分，输出部分。输入轴这个地方，减速器跟双偏心装置进行连接，隔着180，将两个辊子轴承装在偏心套筒上，跟两边的装置形成了H，对这两个吊杆摆线来说，中心孔就是偏心套上面滚子轴承的滚套，之后摆线针齿轮跟前面一个装置在齿合的时候，就通过针齿的办法来进行，这样一来内齿轮减速器的齿数差也就出现了。摆线针减速器的主要特征：一、减速比是非常高的，如果要获得更大的减速比则可以根据要求采用多级传动。单级摆线针减速器降低速度的比例在987，传动效率在0.94；要是传动用的是双级的，降低速度的比在1205132。不过减速器要是传动用的是多级的，那么传动比是非常高的，可以达到几十万。在他们进行齿合的时候，不会有滑动出现，所以针齿轮进行传动的时候，就是套式滚动摩擦。二、构造不复杂，占据的地方很小。论文用的是行星轮转动的理论，所以减速器输入轴和输出轴都在同一条轴线上，所以减速器整体的尺寸要做的尽可能的小用来达到目的与要求。三、运作时噪声不大，传动很稳定。它在工作的时候出现的噪音与其他减速器相比，有着显著的低噪特点。这是由于它的平衡原理是机件的，齿轮重复的系数是很大的，并且齿合的齿轮很多。四、非常可靠，使用时间长。它的零件用的是轴承钢，强度很大，并且进行淬火处理，它的硬度就变大了，可以是5860HRC。基本上都是滚动摩擦，所以使用时间长。五、非常合理，修起来容易。装起来容易可以看做是润滑起来，还有拆下来的时候都非常容易容易组装和维护。3.6 锯框导向机构的设计进行水平方向上来回动作的时候，对于它行走路线要是没哟觃，那么就会有六个自由度出现，要是对这些自由度不限制，那么动作精度就会有影响： 1、 对于锯框影响最大的就是出现横向便宜，锯条用的是高速钢，冲击的韧性是0.18J/cm，要是横向的偏移量很大的话，那么在进行切割的时候就会弄断。2、 对于曲柄滑块跟曲柄滑块中心的便宜距离，要求是很高的，水平方向的偏移应县不大，不管别的什么位移都会有影响，对于锯框的行程也会有影响。3、 锯框要是有倾斜，那么切割的产品质量就不好了，这样一来刀的损耗就变大，、加快磨损、损耗速度，者也会严重的影响切割装置的使用寿命和并且对最终成品的质量有着极大的影响。所以一定要限制锯框的自由度，他只能有一个自由度，也就是说在水平方向进行来回动作。装四个凸缘限位滚轮对它的自由度进行限制，2-5展示，限位滚轮用的是滚动轴承，精度是五级，3-6展示的就是图3-6凸缘型限位滚轮3-2表格里面就是这滚轮的基本数据表3-2 凸缘式限位滚轮详细尺寸参数mm轴承代号dDBCC1D1B1rC2GG1G2PUKR5220538524321686014.620*1.5328*13.7 机架的选型机架就用的是槽钢五号，焊接对它进行连接，对比焊接，螺栓，铆接，它的好处： 1、 用焊接，对于机架的结构，大小，形状要求不高，不像锻件和铸件那样受设备条件等等的制约，能够满足大部分机架所需的连接要求，外形尺寸较大的机架使用焊接去制造相对是比较容易的。2、 焊接时成品的产量高，且不合格产品容易修复；3、用铆接，螺栓的时候，需要先打孔，之后才能进行连接，这样一来连接零件的强度变小了。不过焊接的话，虽然焊接的地方会强度变大，有的甚至比本体的强度还大。4、焊接的时候，对于焊接零件的外形形式没有限制。焊接件的连接处都是十分紧密的，而铆接件就达不到这样紧密的连接程度；焊接可生产出来密闭的地方需要的零件，铸造是办不到的。5、焊接的话准备工作比较少，简单，并且便利，花费时间短。铸造，锻造都需要进行前期的准备，非常复杂。生产数量比较少，跟别的进行对比，就显得焊接非常简单，切割零件整体是比较简单的，没有必要将它设计成一个整体。综上所述，由于焊接有诸多优点，所以选其对机架来进行连接。一开始要将机架的大小定下来，因为机架的长还有高都受制于毛坯的大小，毛坯高是1250mm，确定锯框的高是600mm，因为锯框在导轨上运动、运输机的高度及机架自身用的原材料，机架的高就是1850mm。确定机架的长，毛坯长度为1250，锯框水平运动的行程为200mm，确定机架的长是2800mm。因为锯框的宽还有曲柄滑块装置的宽对机架的宽有限制，那么电机的宽就是410mm，确定机架的宽是600mm。按照上面的分析，机架的大小是28001850600mm。3.8 进料装置的确定本课题着重设计和介绍了切割装置，并在此基础上添加了简易的输送装置。通过人工手动添加的推送力来实现对泡沫混凝土保温板坯料的推送。也可再次基础上添加动力源，如通过发电机产生动力，从而使整个进料装置达到自动化的效果和目的，由于本人时间和能力不足，无法做出十分理想的送料装置。只能大致设计出其框架和运动机理。简易进料装置一共可分为三个部分。机架、滚筒和滚筒固定钢架三部分。尺寸的设定：进料装置的尺寸是由锯框的大小和所送泡沫混凝土保温板坯料尺寸所决定的。由于坯料尺寸为1250*1250*350mm，锯框尺寸为1900*1300mm，锯框行程为200mm，故进料装置的宽应大于1250mm小于1500mm，故初设定为1400mm。高度由于要达到切割上下表面的要求，若上下表面都只切割25mm，则可满足切割尺寸最终达1250*1250*300mm。所以机架加上滚筒固定钢架和滚筒定位在钢架时的高度应正好等于刀具总高度减去25mm，为925mm，而滚筒直径为100mm，在滚筒固定钢架上的定位孔离表面为40mm，所以机架加上滚筒固定钢架高度为915。长为2900mm。故总体尺寸为2900*915*1400mm。进料装置进料所需的连接：以切割装置的机架为基础，通过焊接的形式离地350mm高的机架连接起来，起到定位和固定进料装置的作用。通过在槽钢和滚筒固定钢架上打孔然后用螺栓加以固定。滚筒固定钢架上有十四个间距相同、高度相等的小孔，可将长为1300mm，直径为100mm的滚筒固定在滚筒固定钢架上。推送力为人力推送，如有需要，可在此基础上添加电动机、减速器、履带，可通过坯料的参数来计算所需功率来确定进料装置电动机的型号，通过减速器将电动机的动力传送到滚筒上，带动滚筒运动。从而达到自动的功能，升级为完整的自动流水生产。4 连接件、轴的设计及润滑的选择要想对于机器的组装，生产，修理，还有生产率提高这些要求进行满足，连接机器的零件的时候，办法有很多汇总，现在用的最多的就是两种，一个就是需要连接的零件彼此之间进行固相固定，还有连接零件不会出现相对的动作，这就是静连接。论文里面，电机跟机架连接用的是螺纹，机架各个部分进行焊接，这就是静连接；还有一种，零部件相互进行连接的时候，有相对动作，这就是动连接，比方说曲柄滑块里面，连杆相互进行的连接，还有轴承螺旋的传动。按照原理不一样，有三种：一个是摩擦缩合的，还有一个是形锁合的，还有一个是材料锁合的。摩擦锁紧说的就是进行挤压，还有摩擦接触面的连接，避免连接零件出现相对的动作，这样就可以让接触面跟接触面进行连接；联锁连接说的是连接件固定，比方说平键连接；材料锁合连接，说的是连接零部件互相涂抹覆盖或者高温熔化材料使其融合在一起，这样一些别的材质，通过分子有相互作用，这样零件就都连接起来了。根据连接零件相互是不是可以拆下来，分类，有可以拆的，还有不可以拆的。如本次设计中的支撑架采用的是焊接，属于不可拆连接；例如本论文中应用的电动机和机架间的螺栓连接和平键连接都属于可拆连接类别。4.1 螺栓连接的设计4.1.1 螺栓连接的分析论文设计的螺栓组的连接，主要是连接减速器还有支撑架的，用的是五号槽钢，进行焊接，这样支撑架就出来了，槽钢用的是Q215，抗拉强度在335MPa；减速器底座的原材料是HT200，抗拉强度200MPa，在进行连接的时候用的是一般的螺栓，查资料，电动机的重是70kg，不过减速器的重40kg，在两边对称分布了螺栓孔，螺栓用的是一般的，有四根，在切割部分没有工作的时候，电机，还有减速带的轴方向上载荷作用在螺栓组上面；在机器工作的时候，螺栓组承受的是交变载荷，并且还有剪切力作用在上面。因为轴向载荷力作用在螺栓行，失效就表现为螺纹会有断裂，会有损耗，所以对于它的失效，设计的时候，确保螺栓的拉伸强度，或者是对它静力强度进行确保。论文的这个螺栓，只需要对轴向拉力的作用进行考虑，之后将安全系数变大，那么工作时候剪切力还有倾覆力矩也就没有了。4.1.2 螺栓受力分析及计算螺栓组会有电动机，还有减速器的轴向力作用在上面，那么轴向力作用在螺栓组上： 式（4.1.1）那么每一个螺栓承受的轴向作用力是=F/4=269.5N；剩下来最大的预紧力是=1.5=405N。作用在螺栓上轴向拉力的最大值是=+=675N。算了之后，确定螺栓用的原材料是Q235的球墨铸铁，螺栓的级别是4.6级的，查表格4-1可以将它连接时候的安全系数确定下来。表4-1螺纹连接安全系数受载荷的类型静载荷变载荷松螺栓连接1.21.7紧螺栓连接受轴向载荷和横向载荷力的普通螺栓连接不控制预紧力的计算M6M16M16M30M30M60M6M16M16M30M30M60碳钢5442.52.52碳钢8.512.5合金钢5.7553.43.43合金钢10控制预紧力的计算1.5(=2.54)铰制孔用螺栓连接钢：=2.5,=1.25铸铁：=2.02.5钢：=3.55.0,=1.5铸铁：=2.53.0查看上面表格，Q235的安全系数就是S=5,屈服极限=240MPa，那么螺栓的应力许用值： =48MPa 式（4-1-2）按照式子 =4.82mm式（4-1-3）因为电动机在工作的时候会出现交变载荷作用在上面，因为有影响，查看标准，确定M81.25的公制粗牙螺纹，具体的数据查看表格4-2表4-2 M81.25公制螺纹参数表公称直径螺距大径中径小径螺胚直径最大最小最大最小最大最小81.257.9727.7607.1607.0426.6 键的选择及计算算这个连接，主要就是为了固定减速器输出轴跟曲轴柄进行轴向固定，不过，要想进行轴线该固定，并且对转矩进行传送，它的连接有两种，一个是键连接，一个是花键连接。键连接里面，用的最多的就是平键连接。花键连接是通过里面，还有外面的曲线配合，这样才能够进行固定，图纸4-1展示。图4-1花键基本的组成形式需要的花键要比平键多太多了，不过跟平键连接的结构，还有加工工艺上进行对比，很多不一样的地方。跟平键连接进行对比，花钱连接的强度，还有加工该工艺，使用的时候，好处是： 1、承受的载荷是比较大的，并且这些力也很匀称；2、用花键的时候，轴上面的零件对中性比较好；3、因为在键上面，样条曲线很多，所以受力的地方就变大了，这样轴的切削作用就比较小，应力集中系数也变小了；4、导向性不错，要想将生产精度变高，通过磨削来实现。不好的是：因为在根部，应力非常集中，所以加工的机器比较特别，加工成本就变大了。按照齿形不一样，花键有两种：渐开线花键和矩形花键。论文使用的切割机器是对混凝土进行切割的，精度的要求没有多高，加上成本的要求，用的就是平键连接。查资料可以知道减速器安装时候的大小，输出轴直径是55mm，查看表格4-3，键的大小是宽=16mm，高=10mm，按照上面减速器输出轴的长，确定键的长是L=70mm。平键在传递转矩的过程中会出现失效现象，主要就是工作面压溃了。接下来进行键连接强度的校核就显得很有必要了，因为本文中所设计的键、轴和曲柄均为钢材，且切割部分在进行切割的时候，会有比较小的冲击出现，查看表格4-4就可以知道挤压应力的许用值是=100120MPa，平均值=110MPa，键工作长度为=L-=54mm。用下面的式子可以算出来 =153.7MPa=110MPa 式（4-2-1）那么知道连接的时候，挤压强度是没有多大的。那么需要的挤压强度，还有容许抗压强度都是很大的，所以连接用的是双键的，两个键之间都是一百八十度的分离布局，两个键总的工作长是=1.554=81mm，用下面的式子来算MPa=102.4MPa对于论文的要求是可以满足的，键的型号还有大小是：GB/T1096键161070。表4-3 普通常见平键主要的尺寸（摘自国标GB/T 1096-2003）mm轴的直径68810101212171722223030383844键宽键高223344556687108128轴的直径44505058586565757585859595110110130键宽键高1491610181120122214251428163218键的长度系列L6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，250，表4-4 键连接的许用挤压应力和许用压力MPa许用挤压应力和许用压力连接的方式键或毂、轴的材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击静联接钢1201501001206090铸铁708050603045动联接钢5040304.3 链传动的设计计算4.3.1 链轮齿数的选择小链轮的齿数变少了，那么链轮的外表就变小了，所以小链轮的齿数不能过多。在链传动的传动比数值固定了，那么齿数要是变多的话，那么小链轮的径向就太大了，并且大链轮的齿轮就会跟着小链轮的改变而改变，这样一来体积就变大了，就会出现脱链或者是跳齿的情况，这样一来这个系统的传动使用时间就变短了。正常来说，链轮齿数最大在150，正常来说不会比114还大。要是齿数太少了，那么链传动的动载荷就变大了，不匀称性就变大了，并且链传动会有圆周力，这样链轮跟铰链的损耗就变得更大。那么说，链轮齿数太小了也不行。一般来说，齿数最少需要九个，为了防止有根切发生，所以此处取取57。为了使得链轮上的链条和链轮间的摩擦损耗更加均匀，防止用到了过渡链节，通常链传动的链数都会选偶数，那么链轮的齿数便为奇数，且需要尽量的让其和链节互为质数。综上所诉，定下来小链轮齿数是=57。大链轮的齿数算出来： =i 式（4-3-1） =157 =57i=1。 4.3.2 功率的确定查看资料，链传动工况系数就是=1.0，查资料就可以知道，该链采用单排链，主链轮齿数系数取值为0.41，由以上数据通过式（4.3.2）可算出来链轮功率的额定数值： =P 式（4-3-2） 1.7 在式子里面。4.3.3 链条型号和节距的选择通过 =0.679kW、主动链轮转动的速度=60r/min、,查资料确定滚子链的型号10A-1，表4-5里面就是它的具体数据。表4-5 10A-1型滚子链规格和其主要参数ISO链号节距p滚子直径 max內链节内宽 min销轴直径 max内链板高度 max排距单排抗拉载荷 min单排链质量q minmmkNkg/m10A15.875915.0918.1121.81.004.3.4 链节数和中心距的确定因为链轮之间的中心距是不大，那么与其相匹配的链条由于变短会在一定的时间里面，绕转的次数就变多了，并且链条应力周转的次数，曲伸的次数都变多了，这样一来链条的疲劳，还有磨损就都变大了；链轮的中心距也不宜过大，如果说两个链轮的中心距大了的话，那么下垂量就变多了，这样传动的时候，松动链条的振动就太大了。设计链轮中心距的时候，要是中心距没有别的条件影响，那么确定a=（3050）p,最大值=80p。要是链传动的时候，机器里面有自动张紧装置，确定链传动的中心距可适当再取得大点，可以大于80p；如若没有，则取30p。初选链轮的中心距： 式（4-3-3） 上式里：p链条节距，p=15.875mm。按照上面算的，可以知道链条传动的时候=450mm。查资料，用下面的式子算出来链长的节数就是： =2+ 式（4-3-4） 数字放到里面去算=75.58要防止有过度链接出现，那么就要确定链接数=76。查资料，可以确定这里用的是线性的插值，可以知道算中心距的系数是=0.24978,那么这个链传动中心距的最大数值是： =p2-（ 式（4-3-5） 代入数据求得=410mm4.3.5 润滑方式的确定及润滑剂的选择 润滑的目的是可以减小零件相触表面之间的摩擦及产生的热能，使其产品在工作时候精度变得更高，要想将机器进行动作时候的摩擦阻力变小，这便需要在接触零件的表面添加润滑剂，这样能确保机器在工作时候正常进行，现在润滑的办法非常多，需要通过合理的选择才能达到延长其寿命的目的，这具有非常重要的意义，能让所使用的机器长期保持工作状态稳定、良好。由式（4.3.6）v= 式（4-3-6） =6057 已经知道链的速度是和链号10A-1，查看资料，可以知道对链传动进行润滑的办法是隔一段时间人工对它进行个润滑，使用油壶，油刷，在链板里面，还有外面的缝隙里涂抹或者注入润滑油。通过本次机器设计要求来看，可选择在减速器内使用油浴润滑,由内腔的体积可确定储存的含量为1.5L。曲柄滑块机构因为工作的条件比较苛刻，且采用的是开式设计，所以采用脂润的方式润滑。4.3.6 链轮压轴力的计算将圆周力的有效值算出来： 式（4-3-6） 参考13第180页得，由式子9-20可计算出链轮轴上的压轴力为： 式（4-3-7） 上式中：传动是水平面的，那么=1.15；传动是垂直面的，那么=1.05。4.4 小链轮的设计与计算图4-2 链轮主要尺寸及齿4.4.1 小链轮的基本参数链轮的数据是跟它配合的链条，节距的大小是,滚子外面直径=10.16,链板的高=15.09mm,內链节的宽=9.4mm,链轮齿数是=57。4.4.2 小链轮的主要尺寸链轮的分度圆直径是： d= 式（4-4-1） = 算链轮的齿顶圆直径是： =d+1.25p- 式（4-4-2） =d+(1-)p- 式（4-4-3） ） 数值在、区间里随意取值，但当取用最大值时，生产的时候用展开办法进行，这样就会有顶切出现=950mm。用下面的式子算出链轮的分度圆弦齿高： =0.625p+p-0.5 式（4-4-4） =0.62515.875+15.875-0.510.16 =0.5(p-) 式（4-4-5） =0.5 由式（4.4.6）可计算出链轮最大的轴凸缘直径是： =pcot -1.04-0.76 式（4-4-6） =15.875cot -1.04 齿槽最大的齿侧圆弧的半径就是： =0.008(+180) 式（4-4-7） =0.00810.16（57+180） 齿槽最小的齿侧圆弧的半径就是： =0.12(z+2) 式（4-4-8） =0.1210.16（57+2） 齿槽最大的齿沟圆弧的半径就是： =0.505+0.069 式（4-4-9） =0.50510.16+0.069 齿槽齿沟圆弧的最小半径是： 式（4-4-10） =0.50510.16 齿槽齿沟的最小角就是： =120- 式（4-4-11） =120- 齿槽齿沟的最大的角是： =140- 式（4-4-12） =140- 齿宽就是： 式（4-4-13） 9.4 齿轮一边的倒角就是： 式（4-4-14） 15.875 齿轮一边倒角的半径就是： 式（4-4-15） 15.875 4.4.3 小链轮的结构尺寸链轮轮毂的厚度为： h=k+ +0.01d 式（4-4-16） =9.5+0.01288.17 在式子里面：=55mm；表4-6 常数K值选取d5050100100150150K9.5算出来轮毂的长： 式（4-4-17） =3.321.55 式（4-4-18） =2.614.83 算出来轮毂的直径： =+2h 式（4-4-19） 14.83 图4-3 输送链轮的结构尺寸4.4.4 小链轮的材料要想满足运输的需要，在链轮上的齿轮一定要强度，耐磨性更高，可参考13第171页，由表9-5可得，由于链轮齿数大于35，使用的原材料是35号钢，对它进行正火处理，之后硬度可以达到160200HRC。4.5 轴的设计计算设计这个轴对减速器输出轴还有曲柄滑块进行连接，这样锯框就可以在机架轨道内在水平方向上的来回直线切割动作。1、 将轴的功率还有转动速度算出来。如果减速器传动的效率是=98%，链传动效率为=90%，则可得P=式（4-5-1）=式（4-5-2）2、 轴直径的最小值算出来轴的原材料45号钢，进行调质处理：式（4-5-3）在式子里面 数据在表格4-6里面可以查到表4-6轴常用几种材料的及值轴的材料Q235A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti)4540VCr、35SiMn、38SiMnMo、3Cr13152520352545355514912613511212610311297比较之后确定=120，放到式子里面去算，=57.87mm。又因为在轴的上方需要开有键槽，所以轴的值径要比计算值大上3%，选取整数=60mm。3、 设计轴的结构图纸4-4里面展示的就是这个轴的基本结构：图4-4轴的基本结构首先把轴上面装的时候零件的大小定下来，为因为要在轴的两段安装曲柄机构。所以要把轴肩两头生产出来，轴向定位用的是挡圈来进行，轴两头直径是=60mm，在轴的两边要装曲柄，长是100mm，按照轴两头的直径，确定挡圈的直径是D=65mm，这样轴承的大小就知道了。因为有径向力作用在轴上面，参照轴一头的直径大小，确定用的是深沟球轴承，轴承直径是65mm。查资料用的是单列的深沟球轴承，型号是6213，它的大小是dDB=65mm120mm23mm，那么=65mm，长是B=23mm,用的是轴向定位的，查资料，它定位的轴肩的高是H = 4mm，那么轴肩这个地方的高是69mm。链轮轴直径大小是84mm，前面确定定位用的是轴肩，已经知道轮毂的宽是50mm，对链轮进行压紧的时候用轴套的面，确定轴的长是46mm。在轴上对链轮进行定位，首先左边定位用轴肩，它的高是h=（23）R，按照轴径向上的长=84mm，查看表格4-7，就可以知道轴边的倒角，还有半径R=2mm，最后就可以确定轴肩的大小h=6mm、轴环这个地方直径是=96mm、轴环这个地方的宽b1.4h，那么确定轴环的宽b=12mm。表4-7轴上倒角C与圆角半径R的推荐值mm直径d610101818303050508080120120180C或R1.02.53.0要想装轴承盖的时候便利一些，并且润滑的时候便利一些，知道轴承盖的长是20mm，那么轴一头跟轴承盖相距50mm。再加上轴承支座跟链轮相距16mm，并且因为轴承支座生产有偏差，确定深沟球所处地点的时候，要让里面的壁跟轴承支座分开一点，那么这个距离就是8mm。按照前面算的，滚动轴承的宽是B=23mm、链轮的长是50mm，那么这个轴的长就是50mm。链轮还有轴的两头进行连接的曲柄装置，在轴向上进行定位的时候，用的是平键，查看4-3表格，平键的截面长是70mm、，并且要确保曲柄跟轴配合的比较好，那么标准是。跟链轮进行配合的时候跟上面一样，确定平键