自动断屑和排屑装置设计【优秀机械毕业设计】【word+CAD图纸全套】
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目 录
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章 绪论1
1.1本课题研究的目的意义1
1.2本课题国内外发展概况1
1.3自动断屑和排屑装置的发展趋势2
第2章 系统总体方案的确定3
2.1初选电机减速器系统方案3
2.2 输送处传动系统的确定4
2.3 系统总体方案的确定4
2.4 本章小结5
第3章 主要零件的选择与设计6
3.1 选择电动机类型6
3.1.1 电动机功率的选择6
3.1.2 确定电机转速：6
3.2 V带的设计计算7
3.2.1 传动比的分配7
3.2.2 各轴的转速和功率及转矩7
3.2.3 带传动方案的确定8
3.2.4 带传动计算设计8
3.2.5 带轮的结构设计9
3.3 减速器的选择11
3.4 链传动设计的计算12
3.4.1 链传动方案的确定12
3.4.2 链传动的设计计算13
3.4.3 链轮的结构设计14
3.4.4 链的校核19
3.4.5 刮板链的设计20
3.4.6 链轮轴的设计23
3.4.7 轴的校核27
3.4.8 轴承的校核30
3.4.9 键的选择和校核31
3.5 本章小结33
第4章 排屑装置箱体的设计及保养和维修34
4.1滚动轴承座的选择34
4.2出屑口法兰的设计34
4.3进屑口法兰的设计34
4.4机头机尾设计34
4.5 排屑装置的保养34
4.6 排屑装置的维修35
4.7本章小结35
第5章 断屑装置的设计36
5.1 设计思想36
5.2 设计方案36
5.3选择电动机：37
5.3.1 选择电动机类型37
5.3.2 电动机功率的选择37
5.3.3 电动机的转速37
5.4 盘形切断器的设计37
5.4.1 切断器的材料的选择37
5.4.2 切断器的尺寸设计38
5.5 传动轴的设计38
5.6 轴的校核39
5.7 本章小结40
结论41
参考文献42
致谢 43
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 自动断屑和排屑装置设计 学生姓名 孙远建 系部名称 机电工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化 06-4 班 指导教师 李伟 职 称 教授 教 研 室 机械制造及其自动化系 起止时间 2010.3.01 2010.6.20 教 务 处 制 nts 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 孙远建 系部 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及其自 动化 指导教师姓名 李伟 职称 教授 从事 专业 机械 电子工程 是否 外聘 是否 题目名称 自动断屑排屑装置设计 一、设计（论文） 目的、意义 随着科学技术的发展，宇航工业、机械工业和化学工业等部门正在推广使用高强度、高韧性的难加工材料。与此同时，切削加工也正在朝着自动化和省力化方向发展，各种自动机床、专门机床、自动生产线、数控机床、加工中心和柔性制造系统的推广应用以及采用计 算机控制和无人化管理等，因而使断削问题成为影响生产率和加工质量的重要因素。 大型设备或自动生产线中，加工中的切屑应能自动折断，不乱飞溅和容易清除。否则，切屑缠绕在刀具等部件上，不但划伤工件表面，影响加工质量，而且可能损坏刀具，堵塞工作空间，使工作条件恶化，严重影响自动加工的正常进行。甚至危害人身安全。 二、设计（论文）内容、 技术 要求 （研究方法） 1.基本内容 ： 本设计的主要内容包括：总体方案论证，机械部分的改进设计，断 屑 方法的选用，断 屑 装置与排 屑 装置部分的设计。 2 技术要求： 预先给定的参数： 电机 功率 ； 1.1kW 电压选定； 220V 排屑机传送速度； 1.2 1.4m/min 输送链距 31 33mm 链板宽度 175mm,输送仰角 60 度 三、设计 （论文） 完成后应提交的 成果 1 计算说明书部分 计算说明书（一式一份） 1.5 万字 2 图纸部分 零号总体装配图一张，部件图及零件图若干，折合零号图纸 3 张 SY-025-BY-2 nts 四、设计 （论文） 进度安排 3 月 1 日 3 月 31 日 ：参阅断 屑 排 屑 装置有关资料， 方案设计、比较、审查及撰写开题报告； 4 月 1 日 4 月 19 日 ： 确定设计任务，分析并确定设计方案； 4 月 20 日 5 月 4 日 ：机械部分设计 、结构设计以及机构工艺性的确定； 5 月 5 日 5 月 12 日 ： 对零件的工艺性分析及工艺过程设计； 5 月 13 日 5 月 20 日 ： 工装方案的确定并选择合适的排削装置； 5 月 21 日 6 月 20 日： 提交图纸 ,设计说明书 ,审图及修改部分结构， 准备答辩 . 五、主要参考资料 1 王启平 .机械制造工艺学 M.哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社 ,2002. 2 王启平 .机床夹具设计 M.哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社 ,2002. 3 崔占奎 . 邱平善 .机械工程材料 M.哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社 ,2002. 4 孙丽媛 .机械制造工艺及专用夹具设计指导 M.北京： 冶金工业出版社 ,2002. 5 曹国荣 ， 王新荣 ， 张晓桂 .机械制造工艺学 M.哈尔滨： 哈尔滨工程大学出版社 ,2002. 6 李香敏 .AutoCAD2007M.西安： 西安电子科技大学出版社 ,2000. 7 李柱 .互换性与测量技术基础 M.北京： 中国计量出版社 ,2000. 8 杨卫东 .螺旋排屑器叶片模具 J。 机械工人 (冷加工 )， 2007,(8). 9赵志新 .电磁断屑器 J 。 机床与液压 ， 2002,(1). 10 李良福 .两种新型断屑装置 J。 机械制造 ,2003，（ 2） . 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 nts 本科学生毕业设计 自动断屑和 排屑 装置设计 系部名称： 机电工程学院 专业班级： 机械设计制造及其自动化机械 06-4 班 学生姓名： 孙远建 指导教师： 李伟 职 称： 教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二一年六月 nts The Graduation Design for Bachelors Degree The Mechanical Design of Automatically Broken Chip And Chip Removal Device Candidate： sunyuanjian Specialty： Mechanical Design And Manufacturing & Automation Class： 06-4 Supervisor： Professor Li Wei Heilongjiang Institute of Technology 2010-06Harbin nts 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 孙远建 系部 机电工程 学院 专业、班级 机械设计制造及其自动化 B06-4 班 指导教师姓名 李伟 职称 教授 从事 专业 机械 电子工程 是否外聘 是否 题目名称 自动断屑和排屑装置设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 当前的排屑机的生产厂家非常多，排屑机的种类也十分丰富，大致可分为 ；刮板式排屑机，连板式排屑机，磁性板式排屑机，螺旋式排屑机，链板式排屑机等等 。 山东德州润泽机床附件有限公司生产 LXP 型螺旋式排屑机， LTP 型螺旋式排屑机， PYGQ 型刮板式排屑机 ， YSCB 系列磁性板式排屑机，PL 型 平板链式 排屑机 ；烟台重阳机械有限公司生产 CYLX 系列螺旋排屑机， CYPL 链板式排屑机， CYPC 磁性排屑装置， CYPG 系列刮板式排屑机 。 断屑装置现在可分为 ；刀台振动断屑装置，齿轮 连杆式断屑装置，车刀摇动断屑装置，松弛断屑法，双刀切屑法等等 。 大型设备或自动生产线中，加工中的切屑应能自动折断，不乱飞溅和容易清除。否则，切屑缠绕在刀具等部件上，不但划伤工件表面，影响加工质量，而且可能损坏刀具，堵塞工作空间，使工作条件恶化，严重影响自动加工的正常进行。甚至危害人身安全。先 进的排屑装置可及时将废屑收集或集中，清洁了工作环境，同样也提高了工作效率。此次设计的目的就是要充分理解及使用此项装置，达到其应用价值。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1.基本内容 ： 本设计的主要内容包括：总体方案论证， 机械部分 的 改进 设计， 断 屑 方法的选用 ， 断 屑 装置与排屑 装置 部分 的设计。 2.拟解决的主要问题 ： 本课题要解决的主要问题是： （ 1） 切削处理与断 屑 技术之间的关系 。 了解众多的断 屑 方法，以便选择最合理的断 屑 装置 （ 2） 根据所选的断 屑 装置方法，对其装置结构进行设计，并根 据断 屑 装置的结构特征来 对排 屑 装置进行设计，应尽量以节省材料为好 三 技术路线 1、查阅有关的资料，弄清楚 断 屑 排 屑 装置 的工作 原理，拟定设计方案； 2、根据拟定的设计方案进行对其 机械部分 进行设计，确定尺寸； 3、对主要零件进行结构，确定结构尺寸，绘制装配图和零件工作图； SY-025-BY-3 nts 四、进度安排 3 月 1 日 3 月 31 日 ： 参阅 断 屑 排 屑 装置 有关资料 ， 方案设计、比较、审查及撰写开题报告； 4 月 1 日 4 月 19 日 ： 确定设计任务，分析并确定设计方案； 4 月 20 日 5 月 4 日 ： 机械部分 设计、结构设计以及机构工艺性的确定； 5 月 5 日 5 月 12 日 ： 对 零件的工艺性分析及工艺过程设计； 5 月 13 日 5 月 20 日 ： 工装方案的确定并选择合适 的排削装置 ； 5 月 21 日 6 月 20 日： 提交图纸 ， 设计说明书 ， 审图及修改部分结构， 准备答辩 ； 五、 参考文献 1 李良福 .两种新型断屑装置 J.机械制造 ， 2003， （ 1） . 2 夏向阳 .一种机床自动排屑器 J. 机械工人 ， 2005， (4). 3 姜铁军 . 车削加工振动断屑法 J.机械工人 ， 2000， (12). 4 张克贵 .切 削 加工强制断屑方法的研究与应用 J. 组合机床与自动化加工技术 ， 2009， (8). 5 赵志新 . 电磁断屑器 J. 机床与液压 ， 2002， (1). 6 谭天 .小型立式加工中 DMC 64V LINEAR 的性能特点 .世界制造技术与装备市场， 2002， (3). 7 周世增 .DM1007 小型立式加工中心的技术特点 .设备管理与维修， 2002， (4). 8 杨卫东 .螺旋排屑器叶片模具 J .机械工人 ， 2007， （ 8） . 9 吴伏家 ,王立军 .孔加工振动切削的断屑机理 J . 现代制造工程 ， 2008， (8). 10熊良山 ， 陈永浩 ,师汉民 . 排屑速度干涉对切削力影响的试验研究 J. 现代制造工程 ， 2005，(8). 11 Tervo, J., et al. Intelligent Techniques for Condition Monitoring of Rolling Mill. 2000. 六、备注 指导教师意见： 签字 ： 年 月 日 nts 毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 2010 年 4 月 22 日 迄今已进行 8 周剩余 8 周 学生姓名 孙远建 系部 机电工程学院 专业、班级 机械 06-4 班 指导教师姓名 李伟 职称 教授 从事 专业 机械 电子工程 是否 外聘 是否 题目名称 自动断屑 和 排屑装置设计 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 1， 对断屑装置和排屑装置的资料和文献的查询 2， 对排屑装置的计算校核 1， 设计的说明书 2， 设计装置的图纸 存在问题及努力方向 由于关于断屑装置的资料相对较少，所以对于断屑部分 装置的设计还有一定的困难，在以后的设计中应扩大查阅范围，努力研究断屑装置设计 学生签字： 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 SY-025-BY-5 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 本课题研究的目的意义 自动断屑和排屑装置的主要作用是将切屑从加工区域排出到数控机床之外。另外，切屑中往往混合着切削液，排屑装置必须将切屑从其中分离出来，送人切屑收集箱或小车里，而将切削液回收到冷却液箱。所以，自动断屑排屑装置组要应用于数控机床、加工中心等要求高效率的机械。 1.2 本课题国内外发展概况 自动排屑装置，是随着切削加工 机床 、加工中心的发展而发展的。但是长期以来，重主机 、轻配套的状况使得自动排屑装置处理技术及其设备发展迟缓。 80年代始，重主机轻配套的状况引起了 机床 工具行业的注意，促使自动排屑装置处理技术及其设备在此后的 20 多年里得到长足的发展。现在常见的排屑装置有以下几种： 1 平板链式排屑装置 平板链式排屑装置以滚动链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带出机床。这种装置在数控车床使用时要与机床冷却箱合为一体，以简化机床结构。 2 刮板式排屑装置 刮板式 排屑装置的传动原理与平板链式基本相同，只是链板不同，带有刮板链板。这种装置常用于输送各种材料的短小切屑，排屑能力较强。 3 螺旋式排屑装置 螺旋式排屑装置是利用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆进行工作的。螺旋杆工作时，沟槽中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排入切屑收集箱。这种装置占据空间小，适于安装在机床与立柱间间隙狭小的位置上。螺旋槽排屑结构简单、性能良好，但只适合沿水平或小角度倾斜的直线运动排运切屑，不能大角度倾斜、提升和转向排屑。 为了使得切屑能够及时的清除，以防会对工件产生刮 痕，降低生产效率，断屑装置越来越受到现代加工工业的重视，传统的断屑方法主要是应用刀具的段屑槽进行断屑。现在市场上还有一些新型的断屑装置如： 1 震荡断屑装置 2. 电磁断屑装置 3. 利用断屑槽断屑装置等等。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 2 1.3 自动断屑和排屑装置的发展趋势 在总结目前国内外排屑装置的发展现状的情况下，当前排屑装置还有着以下的几点趋势： 1.复合型排屑机的需求将会大幅度增加。复合型排屑机有很多优点：（ 1）， 能处理复合式加工所产生的任何形态之铁屑 ；二， 不论是长短屑还是金属粉屑都能完全处理 ；三， 具有大量处理切屑液之过滤 系统，过滤精度 50 m；四， 可用于各型机床，中心加工机，钻孔机，龙门式加工机，特殊专用加工机等小屑量排屑 。未来几年内，复合型排屑机将具有广泛的应用。 2. 易维修排屑机将大量增加。 由于一般排屑装置属于辅助性生产设备，不易维修，保养维护机会较少，经常是出现小毛病时无人注意，出大毛病无法运转时才去修理，影响整条生产线的正常工作。 故 易维修排屑机将是一种趋势。 3.在环保、节能方面，今后在排屑机的设计及制造中应引起各制造企业的足够重视。这方面要做好以下几点：（ 1） 排屑机的装机功率，减少工作中的能量 损失。（ 2） 提高密封质量，减少油垢、切削夜等对环境的污染。（ 3） 减少噪声，对大的噪声源进行隔离和封闭。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 3 第 2 章 系统总体方案的确定 2.1 初选电机减速器系统方案 本课题是以机器经济性好、人性化设计、环境友好性好、可靠性高、寿命长、结构简单、易于维修等为设计思想。 系统方案如 图 2.1 所示 （ a）为带传动 -涡轮涡杆减速器系统 （ b）为带传动 -二级圆柱圆锥减速器系统 （ c）为联轴器 -二级圆柱斜齿轮减速器系统 （ d） 为带传动 -二级圆柱斜齿轮减速器系统 图 2.1 电机减速器系统方案 方案评价： nts黑龙江工程学院本科毕业设计 4 （ a）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是由于涡杆传动效率低，功率损失大，很不经济。（ b）方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。 (c) 方案中减速器选择合理，但本设计是用于数控机床的小型排屑装置，工作速度很低，实用联轴器不利于减速，会增加减速器的成本，不够经济。 关于 方案 （ d） 的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减 小振动带来的影响，而且利于减速，还能起过载保护的作用，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为 Y 系列三相交流 异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可 靠，此外还结构简单、成本低、传动效率高。 最终确定方案为（ d）方案。 2.3 输送处传动系统的确定 （ a）带传动 （ b）履带传动 （ c）链传动 方案评价： （ a）方案成本较低，但是防腐蚀性不强。（ b）履带主要用在坦克等触地设备，在此处用履带传动很不经济。 (c) 方案中链传动选择合理。 最终确定方案为（ c）方案。 该方案的优缺点： 链传动的传动比准确，传动效率较高；链传动对轴的作用力较小；链传动的尺寸较紧凑；链传动对环境的适应能力较强；链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。 2.4 系统总体方案 的确定 方案为：电动机 带传动 减速器 链传动 如图 2.2 所示 ： nts黑龙江工程学院本科毕业设计 5 电动机链传动减速器带传动图 2.2 系统总体方案 2.5 本章小结 本章是介绍了在整体装置设计之前，对设计方案进行选定。包括基本的设计思想和整体的结构设计。最后再对几种方案进行最后选定和验算。确定最终的设计方案 。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 6 第 3 章 主要零件的选择与设计 3.1 选择电动机类型 根据动力源和工作条件， 参考 文献 9,选用 交流电机， Y 系列三相异步电动机。 3.1.1 电动机功率的选择 根据原始数据， 每 10m 长运输装置所需驱动功率为 1.35kw，预设运输装置长度为 5m。 则工作机的有效功率为： Pw=0.675kW 由已知条件得： Pd=wP（ 3.1） 式中： 为传动系统的总传动效率。 电动机到运输带的总效率为 261 2 3 4 5 （ 3.2） 式中： 1 为联轴器的传动效率， 2 为闭式齿轮的传动效率，3为圆锥滚子轴承的传动效率， 4 为 V 带的传动效率，5为链传动效率。 参考资料 9,查表有： 99.01 ， 97.02 ， 98.03 ， 4 =0.95，5=0.969 代入上式得 =0.723 所以电动机的效率 Pd=wP= 0.675 0.723 =0.935kW 该装置必须满足edpp的 Y 系列三相异步电动机，额定功率dp应取 1.1kW。 3.1.2 确定电机转速 ： 根据已知条件可知本排屑装置的输送速度为： wn = 25r/min 同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机对应的额定功率ep为 1.1KW，型号分别为 Y90L-4 和 Y90L-6。 将两种型号的电动机有关技术及对应的总传动比 i 列下表 1-1. 通过上诉比较方案 2 的电动机传动装置结构比较紧凑，对三级减速比较合理，方案 1 传动装置机构比较大，结构不紧凑，所以查 表有 选择电动机型号为 Y90L-6，额定功率为 1.1kW，满载转速为 910r/min，外伸轴径 D=24mm，轴外伸长度 E=50 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 7 表 3.1 电动机方案对比 方案 电动机型号 额定功率 （ kW） 同步转速 （ r/min） 满载转速 （ r/min） 总传动比 i 1 Y90L-4 1.1 1500 1400 56 2 Y90L-6 1.1 1000 910 36.4 3.2 V 带的设计计算 3.2.1 传动比的分配 1.计算总的传动比 i=wmnn=91025 =36.4 2.传动比的分配取 31i ,1iiiJ =12.133 3.双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为2 4i 4.低速级传动比： 3 3.033i3.2.2 各轴的转速 和 功率 及 转矩 转速： 1 9 1 0 / 3 3 0 3 . 3 3 / m i nnr2 3 0 3 . 3 3 / 4 7 5 . 8 3 / m i n3 7 5 . 8 3 / 3 . 0 3 3 2 5 / m i nnr43 2 5 / m i nn n r功率： 41 dPP 0 . 9 3 5 0 . 9 5 0 . 8 8 8kW 844.098.097.0888.03212 PP kW 803.098.097.0844.03223 pp kW 4 3 1 5PP=0.803 763.096.099.0 kW 扭矩： 958.2733.303888.09 5 5 09 5 5 0111 n PTnm 222 9550n PT = 29 3.10 684.75 84 4.095 50 nm 7 6 4.3 0 625 8 0 3.09 5 5 09 5 5 0333 n PTnm 4 6 6.2 9 125 7 3 6.09 5 5 09 5 5 0444 n PTnm nts黑龙江工程学院本科毕业设计 8 表 3.2 各轴的运动与动力参数 轴号 转速（ r/min） 功 率 (kW) 扭 矩 （ N m） 1 303.33 0.888 27.958 2 75.83 0.844 106.293 3 25 0.803 306.746 4 25 0.763 291.466 3.2.3 带传动方案的确定 外传动带选为普通 V 带传 动 1. 确定计算功率： caP 查阅 文献 10 （ 1）、查得工作情况系数 1.1AK （ 2）、查得 1 . 1 0 . 9 3 5 1 . 0 2 8 5c a A wP kPK （ 3.3） 2、选择 V 带型号 查得：选 A 型 V 带。 3.2.4 带 传动计算设计 1、确定带轮直径 1ad 2ad （ 1）、查得 文献 10,选取小带轮直径 751 admm 12ad H （电机中心高符合要求） （ 2）、验算带速，查得： 25.57.3100060 75910100060 1111 smdnV a mm （ 3.4） （ 3）、从动带轮直径 2ad 22575312 aa did mm 查 文献 10得 取 2242 admm 2、确定中心距 （ 1）、初选中心距 a 和带长 dL 1 2 0 1 20 . 7 2a a a ad d a d d （ 3.5） 02 0 9 2 9 8a 取 4000 amm （ 2）、查 文献 10得带的计算基础准长度 0L （ 4.4） 由 文献 10表 8-2，取带的基准长度 Ld =1250mm nts黑龙江工程学院本科毕业设计 9 (3)、按文献 10表 8-21 计算中心距 :a 390)2 1270_1250400(2_ 00 LLaa dmm （ 3.6） (4)、确定中心距调整范围 5.427)1 2 5 003.0390(03.0m a x dLaamm （ 3.7） 25.3 7 1)1 2 5 00 1 5.0_3 9 0(0 1 5.0_m i n dLaamm 3、验算小带轮包角 1 由 文献 10式 8-6 211 1 8 0 5 7 . 5 1 5 8 . 6 1 2 0dddda （ 3.8） 4、确定 V 带根数 Z (1)、由 n=910/min, d=60mm,i=3,查 文献 10表 8-5a 和表 8-5b 得： 5.00 pkW (2)、由表 8-8b 查得 P0=0.11kW (3)、由表查得 8-8 查得包角系数 0.94k (4)、由表 8-2 查得长度系数 KL=0.96 (5)、计算 V 带根数 Z，由 文献 10式 8-22 00()1 . 0 2 8 5( 0 . 5 0 . 1 1 ) 0 . 9 4 0 . 9 61 . 8 7caLPZP P K K （ 3.9） 取 Z=2 根 3.2.5 带轮的结构设计 1、小带轮设计 因为小带轮基准直径 dd1=75mm2400h 所以轴承满足寿命要求，可知，其他轴承也满足寿命要求。 3.4.9 键的选择 和校核 1 .轴 4 上联轴器处的键 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 10表 9-14（ GB/T1095-1979），查得当轴径 d=42mm 时键取为 b 812h mm。参照半联轴器与轴的配合长度为L=112mm 和普通平键的长度系列，取键长 L=100mm。 （ 2）强度验算 由 文献 10式（ 6-1） 2 ppTdlk式中 T=291466N.m D=42mm L=L-b=100-12=88mm 0 . 5 0 . 5 8 4kh 由 文献 10表 6-2 查取许用挤压应力为 110 pMPa 88454 2914662 FMPa=36.80MPap，满足强度要求。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 32 2. 轴 4 上链轮处的键 （ 1） 确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。链轮的的周向定位采用平键，按585623 dd mm 查 文献 9表 9-14（ GB/T1095-1979）取得： 914 hB mm。由于轴上是两个键，且设计时两键的 hb 都为 16 10 ， 参照链轮与轴的配合关系和普通平键的长度系列，取键长 4521 LL mm。 （ 2）强度验算 由 文献 10式（ 6-1） 2 ppTdlk 当 d=58mm 时： 式中 T=291466N.mm 2916451 bLl mm 0 . 5 0 . 5 1 0 5kh 由 文献 10表 15-1 查取许用挤压应力为 110 pMpa 1 2 2 9 1 4 6 6 6 9 . 3 15 2 9 5 8FpM P a ，满足强度要求。 3. 轴 5 上链轮处的键 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 9表 9-14（ GB/T1095-1979），查得当轴径 d=58mm 时键取为 16 10bh 。由于轴上是两个键，且设计时两键的hb 都为 16 10 ， 参照链轮与轴的配合关系和普通平键的长度系列，取键长4521 LL mm。 （ 2）强度验算 由 文献 10式（ 6-1） 2 ppTdlk 当 d=58mm 时： 式中 205373T N.m L= 3916451 bL mm 0 . 5 0 . 5 1 0 5kh 由 文献 10表 15-1 查取许用挤压应力为 110 pMPa 32.3639585 20 537 321 F MPa P ，满足强度要求。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 33 4 .轴 6 上链轮处的键 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 9表 9-14（ GB/T1095-1979），查得当轴径 d=58mm 时键取为 16 10bh 。由于轴上是两个键，且设计时两键的hb 都为 16 10 ， 参照链轮与轴的配合关系 和普通平键的长度系列，取键长4521 LL mm。 （ 2）强度验算 由 文献 10式（ 6-1） 2 ppTdlk 当 d=58mm 时： 式中 247536T N.m L= 2916451 bL mm 0 . 5 0 . 5 1 0 5kh 由 文献 10表 15-1 查取许用挤压应力为 110 pMPa 32.3639585 20 537 321 F MPa P ，满足强度要求。 3.5 本章小结 本章主要是对 主要的零部件 进行设计计算以及校核，包括对链轮和几根轴 以及 V 带 的设计和计算。链传动是整个排屑装置的核心部分，所以对于链传动的长度和体积要有一定的要求，并对其进行严格的校核和验算，以确保整个排屑装置的设计成功。nts黑龙江工程学院本科毕业设计 34 第 4 章 排屑装置箱体的设计 及保养和维修 4.1 滚动轴承座的选择 前面设计中链轮与惰轮上所用轴承的 为： 深沟球轴承 2000 型 22310 TN1/W33 轴承： 50 TDd mm 110 mm 40 mm 查文献 14表 20-6-54 选取滚动轴承座分别为： SN 型滚动轴承座： 502 Ddd mm 60 mm 110 mm 4.2 出屑口法兰的设计 291 hLB mm 400 mm 5 mm 螺栓直径： d=12mm 数目： 16 颗 4.3 进屑口法兰的设计 351 hLB mm 594 mm 5 mm 螺栓直径： d=12mm 数目： 24 颗 4.4 机头机尾设计 291 hLB mm 694 mm 408 mm 筋板的： 9111 hLB mm 13 mm 202 mm 9111 hLB mm 5 mm 137 mm 机身上螺栓： d=18mm 数目： 8 颗 排屑装置总体尺寸： 1128 hLB mm 5.4628 mm 5 mm 4.5 排屑装置的保养 排屑装置是数控机床的必备附属装置，其主要作用是将切屑从加工区域排出数控机床之外。迅速、有效地排除切屑才能保证数控机床正常加工。 排屑装置的安装位置一般都尽可能靠近刀具切削区域。如车床的排屑装置，装在回转工件下方；铣床和加工中心的排屑装置装在床身的回水槽上或工作台边侧位置，以利于简化机床或排屑装置结构，减小机床占地面积，提高排屑效率。排出的切屑一般都落入切屑收集箱或小车中，有的则直接排入车间排屑系统。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 35 刮板链式排屑装 置是一种具有独立功能的附件。接通电源之前应先检查减速器润滑油是否低于油面线，如果不足，应加入 40 号全损耗系统用油至油面线。电动机起动后，应立即检查链轮的旋转方向是否与箭头所指方向相符，如不符应立即改正。 排屑装置链轮上装有过载保险离合器，在出厂调试时已作了调整。如电动机起动后，发现磨擦片有打滑现象，应立即停止开动，检查链带是否被异物卡住或其他原因。 应该定期对排屑装置重要部件如：减速器、链条等进行一般润滑，以提高排屑装置的寿命。 4.6 排屑装置的维修 如排屑装置出现故障，不能顺利运转，则可从以下两方面 找原因： 1)磨擦片的压紧力是否足够。先检查碟形弹簧的压缩量是否在规定的数值之内；碟形弹簧自由高度为 8.5mm，压缩量应为 2.6-3mm，若这个数值之内，则说明压紧力已足够了；如果压缩量不够，可均衡地调紧 3 只 M8 压紧螺钉。 2)若压紧后还是继续打滑，则应全面检查卡住的原因。 4.7 本章小结 本章主要是介绍此排屑装置的 箱体结构大小以及 保养方式和简单的装置维修方法，排屑装置的工作时间比较长，如果不进行定期保养将会减少排屑机的使用寿命。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 36 第 5 章 断屑装置的设计 现代的机械加工工厂一般进行断屑 处理还是应用断屑槽的方式进行断屑。对于数控机床和普通机床来说，刀具的刀架也不同。所以对于不同的机床刀架来说应该设计不同的段屑装置。 5.1 设计思想 根据现代的机械加工水平，机床刀架中，旋转刀架的应用更为广泛，所以这次我设计的断屑装置主要应用于带有旋转刀架的机床。 5.2 设计方案 对于旋转刀架，可以预选定两种方法进行设计： （ 1）可调节式断屑器 在车刀前刀面上装一个挡屑板 1，切削沿刀具的前面流出时，因受挡屑板 1所阻而弯曲折断。断屑器的参数 ln和 a可按需要设计和调整，以保证在给定的切削条件下，断屑稳定可靠。 松开螺钉 3，在弹簧 4的作用下，可使挡屑板 1和压板 2一起抬起，便于挡屑板调整和刀片的快速转位于更换。这种断屑器常用于大、中型机床的刀具上。 （ 2） 带有断屑器的断屑装置 车削时，切屑通过导屑通道 2流出，被不断旋转的盘行切断器 3强行割断，被割断后的切削则从排屑道 6排出。切断器是由传动轴 4带动的。 1为车刀。 图 5.1 切断器断屑器 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 37 图 5.2 可调节式断屑器 最后选定设计装有盘行切断器装置 的断屑装置 5.3 选择电动机 ： 1.根据动力源和工作条件，选定 YL系列电动机 2.由于切屑的强度很低，所以选择小功率的电动机即可完成断屑，选定功率370W。 3.根据电机功率的大小，初选 YL711-2型和 YL801-2型电动机，两种电动机的同步转速都为 3000r/min。效率分别为 67%和 72%，电压都为 220V。由于考虑到实际的尺寸要求， YL711-2型电动机的尺寸比 YL801-2型电动机的尺寸小，所以选择YL711-2型电动机。 5.4 盘形切断器的设计 5.4.1 切断器的材料的选择 对于加工工件来说，工件的材料大都是以 45号钢为主，所以对于切断器的材料选择，就应大于 45号钢。于是选择 HT200材料作为盘形刀具的材料。 5.4.2 切断器的尺寸设计 由于整个断屑装置要安装在回转刀架的机架上，所以断屑装置的尺寸不应过大。 所以盘形断屑器的直径确定为 20mm。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 38 5.5 传动轴的设计 (1)估算轴的直径 选用钢 45，正火处理，估计直径 d100mm.由式 d C3np 式中： P-轴的传递功率 P=CP=0.95 370=351.5W n-为轴的转速 n=3000r/min c-计算常数 c取 c=120 d 20mm d为最小直径应为与联轴器连接处，此处开一 键槽。应将该轴段直径增大 3%。即 d=20 1.03=20.6mm 取直径 d=25mm （ 2）轴的结构设计： 图 5.3 传动轴结构图 1)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 轴 12段与刀具配合，有计算可知 d12=25mm，取 l12=20mm。 2)轴 23段与轴 45段与轴承配合，选择深沟球轴承，轴承代号 6003，d D B=17 35 10,所以取 d23=d45=30mm。 L23=L45=30mm，根据轴承右端使用轴肩定位 ,轴肩取值 4mm，所以取 d34=34mm，取 L34=80mm。 取 L56=50mm。 3)键的选择 根据轴 12段的尺寸要求，选择 A型普通平键， b h l=5 5 8。轴 56段与联轴器配合，根据轴径尺寸，选用普通平键 A型， b h l=10 8 16。 选择联轴器 由于整体装置的体积不易过大所以根据轴 56段的直径，选用 LT3型弹性套柱销联轴器 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 39 5.6 轴的校核 由 文献 10式 9-9 有： 1 4 1 2 6 619.7601 4 1 1 9 01 fce FFFF N 由 文献 10式 9-10 有： 19.762 fC FFF N 则经受力分析有： 1 4 1 1 9 0761 4 1 2 6 62121 FFFFF ttt N 1 4 1 3 4 2761 4 1 2 6 62121 FFFFF ttt N 画轴的空间受力图 图 5.4 传动轴各危险面载荷图nts黑龙江工程学院本科毕业设计 40 5.7 本章小结 本章主要从事断屑装置的设计，包括设计方案， 对电机的选择，箱体的大小， 以及盘形切断器的设计计算，传动轴的设计计算和对轴的校核 以达到断屑目的。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 41 结 论 自动断屑和排屑装 置的设计是针对市场的需要而设计的，从而能有效地满足当今市场上对断屑排屑装置的需求 ,它具有如下的优点 :传动平稳，传动效率 高 ，生产效率高，劳动强度低，产品质量好，经济性好，人性化等优点。 本设计中 ,主要完成了以下几个方面的内容 : （ 1） 对现有的断屑排屑装置进行分析，系统方案进行比较 ，选出最优、 合理的方案。 （ 2） 完成电机的选择，带传动设计，减速器的设计，链传动等结构设计。 （ 3） 进行机械系统部分计算及选取相关的机械零件。 （ 4） 画出断屑和排屑装置的总体结构图，减速器的装配图，及相关零件图。 相关零部件设 计及参数总结如下： 本设计的总体传动方案为： 电动机 带传动 减速器 链传动。 （ 1） 电机的选择：选用交流电机， Y 系列三相异步电动机。选择电动机型号为 Y90L-6，额定功率为 1.1kw，满载转速为 910r/min，外伸轴径 D=24mm，轴外伸长度 E=50mm （ 2） V 带的设计：选用普通 V 带传动。 i=3, 751 admm， 2252 admm，中心距： 4000 amm， V 带根数 Z=2。 （ 3） 链 传动设计：选用滚子链。型号为 16A，其节距 P=25.4mm；链轮 Z=17， d=141.11mm,惰轮 Z=13， d=105.83mm. 当然 ,任何产品刚设计出来都不会是完善的 ,毫无缺陷的 ,必须在实践之中发现它的不足 ,再来进行改进 ,如此反复 ,才能最终达到满意的效果。经过客观的分析后，本设计由于以经济性为第一设计思想，可能存在如下的不足，如减速器整体结构稍大，造成整个排屑装置机头的布置占用空间大；在设计过程在人性化的考虑还不够等等。这些问题只有在实践中采取相应的措施来才能不断完善。 nts黑龙江工程学院本科毕业设计 42 参 考 文 献 1 何 玉林，沈荣辉，贺元成机械制图 M重庆：重庆大雪出版社 ， 2000： 1-37 2 成大先 .机械设计手册 S.北京：化学工业出版社 ， 2004： 12-4， 13-479 3 李良福 .两种新型断屑装置 J， 2002： 23-45 4 郑志峰 .链传动设计与应用手册 S.北京：机械工业出版社 ， 1992： 134-204 5 罗善明 .带传动理论与新型带传动 M.北京：国防工业出版社 ， 2006： 46-57 6 张德泉 ,陈思夫 .机械制造装备及其设计 M.天津：天津大学出版社 ， 2003：240-247 7 中国标准出版社 .中国机械工业标准汇编 M,链传动卷 .北京：中国标准出版社 ， 2003： 203-255 8 李庆余，张佳 .机械制造装备设计 M.北京 ：机械工业出版社 2006.5;240-247 9 席伟光 ,杨光 ,李波 .机械设计课程设计 M.北京：高等教育出版社 ， 2003：58-96,163-259 10 赵志新 .电磁断屑器 J 。 机床与液压 ， 2001： 140-408 11 吴宗泽 .机械零件设计手册 S.北京：机械工业出版社 ， 2003： 288-317，575-641 12 杨卫东 .螺旋排屑器叶片模具 J。 机械工人 (冷加工 )， 2004： 15-45， 93-107 13 成大先 .机械设 计手册 S:单行本 ,机械振动 机架设计 .北京：化学工业出版社 ， 2004 329-339 14 王帆，曾昭僖中外机械图样简化应用手册 S北京：机械工业出版社 ， 1988：200-201 15 N.Acherkan.Machine tool design.vol1&2.Mir publishers.1982 16 Maris,etal.Analysis of plunge griding operations Annals of CIRP VOL.1979. 17 . 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