WJ033-小型切骨机的机械设计【三维UG】原创设计
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本科毕业设计 外文文献及译文 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 1 外文文献 : 2011) 16:86 89 011 . H. Y. K. . of a is he a a s 25 it an to A is of of a is a To of of we an of is a is to in In an we in up a at we in on on 2 of a we a no or on of a a 1). a of is or of is on on of As 2, is on on is by a DC a of a is an of of s of an to We in on 2 on he of is of in of a in a is a of a is of of a 5 5, 2011 S. *) 271. K. . o. . in at 67 29, 2011 87 of a of is of of be by be it up an 2a, of = 0.3 m = m, is is of of as 3. is m, if it is .1 is a is a is to a is by a I A a is By nd rd is 文文献及译文 3 in nd rd is a AN a of an to of a rd 3 to rd st to nd to on rd to a a of m. of is of a To of of by a 3-D by a 3-D 1. 2. 3rd of a b of is by C on 9 of of of 3. 3D fi of a on a a b 8 to s of by .2 m/.2 m/s m of 4, 5, . of of of to .2 m/s. a of .5 s to a 3D” by a 3D by on 5, we of in D () () ( ( ) ( We fi in of by m of of 文文献及译文 4 of an by on on of a 9 of in to be as of at ni is of of i. be in We of on in by 9 on is on on o it be on an be by of of a a to of on on a BS a of by a .2 m/s2 .2 m/s m of of 7, of (2b). in of of is a in on in in no of to a of n to rd a An by a DC a 24-V at a m/s. of m. 4. 5. 6. of 7. in a b c d 8. he is 8. In 文文献及译文 5 a m, 4 he of a on on an a rd a of on an on rd a a we to in a to . , et 2009) of 009, 1. , et 2006) of of to of of 006 . , et 2006) of on of 267 1268 4. , , , et 2006) of of 006 . , , , et 2005) on a of of 005 . , , , et 2008) of of 008, 60 163 8. , , , et 2010) of a of 010, 55 463 9. , , , et 2010) of a of 文文献及译文 6 中文译文 : 人工生命的机器人（ 2011） 16:8689011 . H. Y. K. . 个新的修剪机器人的实验研究进展 在 日本只有一个商业产品。 这台 机螺旋 地 爬上一棵树使用电锯 修剪树枝 。然而，机器的重量（ 25 公斤）和 缓 慢 的 速度阻碍它 成为解决森林危机的 最佳解决方案。一个轻量级的平台是必需的，因为在日本，大部分山脉有陡峭的山坡，一个修剪机器人运输是一项艰巨的任务。以提前修剪机器人的艺术状态，我们 提出 一 个创新的修剪机器人 对于外面大多数的树都能高效工作 。 它的 轮 系 机构的设计 是为了适应于 混合爬山，即，机器人能够开关之间的直线和螺旋 爬 升。该方法保证了 机器人的 轻量化和高爬的速度特征在早期的出版物，我们介绍了基本的设计概念和描述的原型实验机器人了。此外，混合爬山法已经证明，该修剪机器人可以 高速的 爬上 爬 下 大 树。在这里，我们报告我们开发机器人的进展，专注于直爬， 善于 不平坦的表面上的 工作 ，和修剪。 2 先进的 修剪机器人随着建设轻修剪的终极目标机器人，我们已经开发了一种新型的爬山法，采用无压或抓机制，而是依靠机器人本身的重量，像 日本传统的伐木工不会爬树的时候（图 1）。该用的一套杆和绳子，这是所谓的 不握不住或抓住树 干 ，而他的质量中心位于树。是的，该可以用自己的重量停留在树上。基于这一新的林业产业的设计概念和要求，修剪机器人 有了很大的发展 。如图 2 所示，该机器人配备了四主动轮。轮 1 和 2 位于上侧 ， 轮 3 和 4 位于下侧。每个轮由直流伺服电机、蜗轮驱动 。 摘要 本文介绍了一个伐木工的发展 像修剪机器人。攀登主要是模仿在日本的登方法。机器人的主要功能包括 对 外面的树 进行修剪工作 ，和一个创新的爬山策略融合 直线和螺旋式攀升 的方式 。这种新颖的设计带来了轻量化和高爬升速度特征的修剪机器人。我们报告我们在发展机器人进展，针对直爬，不平坦的表面上的 工作、 修剪。 关键词 修剪机器人 爬壁机器人 1 引言 日本木材工业已经进入下降的原因 ， 木材价格下降和林业工人老龄化迅速。这导致了森林的破 坏 ，导致在暴雨和山体滑坡的 破坏 山村 地区 。然而，在一个适当的配平状态修剪树 是 值得在上面投资的， 因为其 形成 一个美丽的表面形成年轮。 一个修剪机器人的发展 对 可持续森林管理的创新是很重要的。研究开发 的 修剪机器人 15已经很少见了 。 2011 年 2 月 25 日 机械工程系，丰田民族院校丰田 471知县，日本 电子邮件： 崎 . K. 人与信息系统工程系，岐阜大学，岐阜县，日本 限公司，日本 外文文献及译文 7 雪蛤 业有限公司，岐阜县，日本 这部分工作是在第十六届国际研讨会在人工生命与机器人 项目展现的 ，日本，一月 27日 29日 ， 2011 年。 87 电池 ， 质量中心位于一个错误 的边缘 ，由于摩擦系数不明确、质量中心的位置可能被干扰。 例如，机 器人会倾斜，当它爬上一个不均匀的表面。在图 2a，质心定位参数 H = 和W = ，其中 H 为上轮和下侧面之间的距离轮，和 W 的表面之间的距离躯干和质量中心，如图 3 所示。分析表明机器人当 D 为 ，即使它倾斜约 德。控制器使用一个 构成 ， 配备了无线局域网。该控制器能够通信数据 /命令与个人电脑通过无线局域网。每一轮由速度 制。通过一个高通滤波器的速度反馈输入附加。通过与第二个原型比较，第三原型重量轻，除控制器和电池。同时，控制器和电源分布在外部的第二个原型。第三原型也配备一个无 线局域网和电锯。虽然的电锯细节在这里省略了，实验表明一个分支使用第三切削原型。 3 实验 三实验进行评估的第三个原型。第一个实验是对其基本性能。第二个实验是评价其在不平坦的表面 的 性 能。 第三实验表明机器人是否可以修剪树枝。所有的实验使用替代树在室内进行。替代树直径的是 的摩擦系数 有效的替代树大约是 是小于这一自然的树。收集实验数据 包括 ，该电机电流，机器人的位置和方向，机器人的测定 ， 测量电机电流 。 使用分流电阻。测定位置 的 一个三维位置测量装置（ 数字）。用三维定位测量定位传感 器（ 外文文献及译文 8 图 1。爬树方法使用 图 2。第三修剪机器人原型。照片图像。 B 像 还原机制具有非回驾驶性能。每个车轮的转向角度也由直流驱动 ,伺服电机和蜗轮减速机构。 在分析的基础上， 79 质量中心位于外树与控制器的重量 。 图 3。对一棵树的修剪机器人三维图。侧视图 。 俯视图 本性能 直爬实验进行评估 ， 机器人的基本性能。这四个预期的速度轮子是由梯形的简介。加速度 / 速度为 /秒 ， 车轮半径 ， 。 实验结 果显示在图。 4， 5，和 6。图 4 显示了机器人的速度。各自的速度从旋转编码器的值计算出轮。机器人能爬在 /秒。虽然有一个约 于控制法启动延迟，这是一个问题。图 5 显示移动的距离。 它 的 实现 是由一个三维位置测量设备，和移动的距离每轮计算 从价值上的旋转编码器。在图 5 中，我们发现三种类型的错误：在距离误差的感动每一轮的三维位置测量之间装置（ 间的误差；轮 1（或 3）和 2（或轮 4）（ 轮 1 和轮3 之间的误差（误差之间的 2 和 4 轮轮）（ 我们考虑了两这些错误的可能原因。第一个是差异在每一轮的变形。移 动的距离按 的半径为每个车轮 的每一圈 。车轮是由聚氨酯 合成的 管 ， 它是作用在它变形的力。 它的 变形量的大小取决于力。从理论上分析， 79级在第三原型的力量往往是如下。的正常力近质心变得大于在对面的力。因此，填充扶手椅外文文献及译文 9 形 = 认为是，在法国是正常的力的大小第一轮（ （ 以这样解释。我们认为原因是滑移（ 干上的车轮。图 6 显示了电流在轮毂电机，这是由并联测量电阻。理论分析也表明，在下侧切向力大于上面。图 6 倾向于理论分析 ， 不平坦的表面上安全使用的机器人 正常工作 ，它 必须在不平的树是强大的树干。总是会有由增长引起的颠簸一个修剪枝的遗迹。因此，直爬坡实验进行评估颠簸在树干修剪机器人的性 能 。这个实验在一个替代的凹凸进行。采用 料，和大于天然凹凸。在四轮所需的速度是由一个梯形了简介。加速度为 / 速度为 /秒，每 半径的车轮。 实验结果如图 7 所示，其中显示角度 1 的轨迹和 2（参见图 2B）。 2 角旋转对所有病例加方向，指示这个控制箱上升。这意味着，大众走向树中心。质量中心也走向了树当 1 角方向旋转正方向。这意味着减少摩擦力使机器人在树上。然而，在 2 个 轮子的电流和 4 均大于在实验中连续电流。因此，有没有危险的机器人跌倒。此外，这些角度回到原来的方向，即使角度 1 和 2 发生了当一轮了凹凸。这些结果显示了良好 的 性 能。 剪试验 进行实验，发现无论是第三原型可以修剪树枝。一个附加的电锯是由一个 24V 蓄电池直流电机驱动。机器人爬上螺旋的速度在 /秒的直径的树该目标分为 。 图 7。在每一种情况下滚角和俯仰角。一轮 1 过去的凹凸， B 轮 2 通过凹凸， C 轮 3 通过凹凸， D 轮 4 通过凹凸图 8。机器人与修剪修剪试验 ， 实验的场景如图 8 所示。在这个实验中， 树枝被切 断，只留下一个短暂的残这是小于 ，与树干没有受伤。 4 结论 一个伐木工像修剪的发育进程 ， 机器人已经被描述，针对直爬，其在不平坦的表面行为，修剪树枝。的实验表明，直爬第三原型给了一个很好的基本性能。攀爬的结果在不平坦的路面上试验中表现出良好的鲁棒性颠簸，因为真正的树最凸起的小比实验碰撞。此外，修剪试验 还表明第三的原型可以修剪树枝从一棵树。在今后的工作中，我们希望在实际环境中的机器人测试，试着做一些进一步的改进。 外文文献及译文 10 工具书类 1。张军军， 等人 2009 年开发 行道树爬壁机器人 木本 。 2009 促进了 程序， 107 的发展。 2。 ， 等人 2006 年发展了 结构测量 抓树 力 修剪 树，攀爬修剪机器人 木本 （日本）。2006 年开展 程序 与 机器人与机电一体化 会议。 3。 ， 等人 2006 年开发 攀树和修剪机器人木本。执行器布置在臂端 为了 旋转运动（日本）。 促进了 268 4。 , , ， 等人 （ 2006）评 估了 树枝修剪机器人地图构建系统 的绩效 （日本 ） 。 在 2006 年 开展了 程序和机器人机电一体化 会议。 5。 , , ， et 2005） 研究用于机器人的 修剪系统： 发展了 机器人样机 单元 （日本）。 开展了 机器人 2005 日本机械学会与机电一体化 会议。 6。圣隶 工 业。 。 2011 年 5 月可以访问 7。 , , ， 等人 （ 2008）分析与实验新型爬山法。 开展了 2008， 60163 的 议 。 8。 , , ， 等人 （ 2010） 开发 一个用其自身的重量 的 修剪机器人。 促进 455010， 63 行业的发展 9。 , , ，等人（ 2010）开发的一个 利用 自身的重量 的 修剪机器人（日本）。 促进着 古屋 的发展。 附表 1工农医类用） 山东英才学院 毕业设计 (论文 )任务书 题 目 小型切骨机的机械设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 任颀 班级学号 201201010819 指导教师签字 指导教师职称 指导单位 学院领导签字 日 期 题 目 小型切骨机的机械设计 选题性质 工程设计类 理论研究类 应用研究类 程序软件开发类 设计内容与技术要求 、 成 果形式 设计一种由动力控制通过机械结构传递动力和实现自动切割的切排骨机 ，减轻了工人劳动强度，提高了工作效率。 载分析； 电机功率）、绘制工况图； 机械传动）原理图； 成果形式：设计说明书和图纸 设计进度 参考资料 1. 王 卫卫 北京：机械工业出版社 ,. 吴宗泽 北京：机械工业出版社 ,. 闻邦椿 . 机械设计手册 机械工业出版社 4. 秦大同 . 现代机械设计手册 . 北京：机械工业出版社 ,. 吴宗泽 北京 :机械工业出版社， 2002.1 本 科 毕 业 设 计（论 文） 题 目 小型切骨机的机械设计 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日 山东英才学院 毕业设计（论文）原创性声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明 并表示了谢意 。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 摘要 本文主要介绍小型切骨机的发展状况，小型切骨机结构设计原理，小型切骨机总体方案分析及确定，小型切骨机结构设计内容所包含的机械图纸的绘制，小型切骨机的计算，小型切骨机的结构设计结论与建议。 整机结构主要由电动机减速器产生动力通过小带轮将需要的动力传递到大带轮上，带轮带动主轴，从而带动整机装置运动 ,此可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。 本论文研究内容： (1) 小型切骨机总体结构设计。 (2) 小型切骨机工作性能分析。 (3)电 动机的选择。 (4) 小型切骨机的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行三维建模。 (7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 小型切骨机， 结构设计，三维建模；步进电机 of is by is to by so as to is of of (1) (2) (3) 4) (5) of (6) of of (7) to of of 3D 目 录 1 绪 论 . 1 型切骨机装置 (机械 )的应用及适用范围 . 1 型切骨机 (机械 )的国内外发展情况 . 1 课题研究的内容及方法 . 3 要的研究内容 . 3 计要求 . 3 文研究主要内容 . 4 2 小型切骨机机构总体方案设计 . 5 本结构 . 5 计原则 . 5 案分析 . 5 一方案 . 5 二方案 . 6 三方案 . 6 终方案 . 7 3 小型切骨机的机械部分计算 . 8 机的选取 . 8 传动设计 . 10 择带型 . 10 定带轮的基准直径并验证带速 . 11 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 12 定带的根数 z . 12 定带轮的结构和尺寸 . 13 定带的张紧装置 . 13 算压轴力 . 13 的校核 . 15 的校核 . 16 承的校核 . 16 机参数的选择和计算 . 17 机计算 . 17 机参数的选择 . 18 4 切割工作机构设计 . 19 机的选型 . 19 割主轴的设计 . 20 定切割主轴最小直径 . 20 轴上的载荷 . 21 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 . 22 精确校核轴的疲劳强度 . 22 5 液压缸元件的计算 . 26 压缸的选择 . 26 压缸结构 . 29 作原理 . 31 总 结 . 32 致 谢 . 33 参考文献 . 34 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 1 1 绪 论 型切骨机 装置 (机械 )的应用及适用范围 长期以来，大部分地区 小型切骨 机 还沿用传统的手工劳作方式，劳动强度大，生产效率低。随着市场经济的发展， 小型切骨机 开始以一种新型 设备 登入市场， 小型切骨机 以 快捷方便 供不应求，传统加工方式已经不能满足市场的需求，所以 小型切骨机小型切骨机 的设计，以加快 小型切骨机 的生产效率，对刚收获的 小型切骨机 进行快速 收货 ，以便于 收割 ,是供应 小型切骨机 市场的有效方法。 本文就 小型切骨机 这一环节进行研究，目的在于研制出一种新型的 小型切骨机小型切骨机 ，加快 小型切骨机 的加工过程，缩短 小型切骨机 的产品形成周期，提高效率，降低成本。 型切骨机 (机械 )的国内外发展情 况 小型切骨机 ，最初是由美国于上世纪五十年代开发出来的产品。后来日本得到发展，并于上世纪六七十年代随日本经济高速发展，技术性能得到长足的进步。 上世纪八十年代初，我国大量引进 小型切骨机 并生产出自己的产品。以日清品牌为代表，主要针对方便面生产线配套使用。上世纪九十年代，这种机型开始大量用于粮食流通，同时派生出各种各样的类似包装机。随着机电一体化的应用，粉料自动包装也向着高速全自动模块化的方向发展及创新。 现今国外开发的 小型切骨机 已极其人性化 :高速、节能、全自动、模块化。 就国内外 小型切骨机 的开发情况来看，主要 从以下几点进行 : (l)不断扩大其通用能力，以满足多种属性粉料的包装。 (2)高速全自动，配备微机控制系统，借助预先储存的程序控制多台伺服电机，分别驱动有关执行机构。 (3)参数化调整和设置，对主要操作部件 (供送、袋成型、牵引、封切等 )作适当调整有关工作参数，便可在较宽的尺寸范围内，满足不同品种不同尺寸的包装。 (4)模块化结构设计，对供送、牵引、封切等主要部件进行相对独立并又能较为自由组合的结构设计，以满足卧式组合和立式组合的包装机。 德国与美国、日本、意大利均为世界 小型切骨机 机械大国。在 小型切骨机 机械设 计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国 小型切骨机 机械的设计是依据市场调研及市场分析结果进行的，其，目标是努力为客户，尤其是为大型企业服务。为满足客户要求，德国 小型切骨机 机械制造厂商和设计部门采取了诸多措施： (1)工艺流程自动化程度越来越高，以提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑指令完成规定动作，确保包装的质量。 (2)提高生产效率，降低生产成本，最大限度地满足生产要求。德国 小型切骨机 机械以饮山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 2 料、啤酒灌 装机械和塑料 小型切骨机 机械见长，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达 12 万瓶 /h，小袋 小型切骨机 机的包装速度高达 900 袋 (3)使产品机械和 小型切骨机 机械一体化。许多产品要求生产之后直接进行包装，以提高生产效率。如德国生产的巧克力生产及包装设备，就是由一个系统控制完成的。两者一体化，关键是要解决好在生产能力上相互匹配的问题。 (4)适应产制品变化，具有良好的柔性和灵活性。由于市场的激烈竞争，产品更新换代的周期越来越短。如化妆品生产三年一变，甚至一个季度一 变，生产量又都很大，因此要求 小型切骨机 机械具有良好的柔性和灵活性，使 小型切骨机 机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性的要求。 (5)普遍使用计算机仿真设计技术。随着新产品开发速度不断加快，德国 小型切骨机 机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了 小型切骨机 机械的开发设计周期 . 小型切骨机 设计不仅要重视其能力和效率，还要注重其经济性。所谓经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备折旧费只占成本的 6 8，其他的就是运转成本。 我国 小型切骨机 行业起步于 20 世纪 70 年代，在 80 年代末和 90 年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的 10 大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界 小型切骨机 工业生产和消费大国之一。 小型切骨机 作为一种产品，它的含义不仅仅是产品本身的物质意义，而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品 3 层含义。形式产品是指食品机本身的具体形态和基本功能；隐形产品是指食品机给用户提供的实际效用；延伸产品是指食品机的质量保证、使用指导和售后服务等。所以食品机的设计应该包括：市场调 研、原理图设计、结构设计、施工图设计、使用说明书编写及售后服务预案等。 小型切骨机 设计的类别主要有：测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为 1 6 4 万瓶 /h，其中灌装机的灌装阀工位数从 48 个、60 个、 90 个到 120 个就属于系列化设计。 高速运行的食品机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是： (1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法，如高速 小型切骨机 的动力学设计理论和方法等， 对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决； (2)产、学、研结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训； (3)整个行业缺乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。 在 小型切骨机 设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法： (1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机； (2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围； (3)设计工作原理图、传动系统图； (4)设计关键零件，部件； (5)设计总装图方案和动作循环图； (6)设计山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 3 部件图、总装图和零件图； (7)对主要 部件中的关键零件进行强度、刚度校核； (8)设计控制原理图、施工图等。 而今，国内一些大学的设计软件，可以对食品机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构 件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际 小型切骨机 的设计中应用还不普遍。 新型 小型切骨机 往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制 技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解 小型切骨机 的这一发展趋势。如果说以前我国 小型切骨机 设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识。 我国食品行业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的，其起步于 20 世纪 70 年代末，刚起步时年产值仅七、八千万元，产品品种仅 100 余种，技术水平也较低。在 20 纪 80 年代中期至 20 世纪年代中期十余年的时间里，才得到快速发展，年增长率达到 20% 30% ，到 1999 年底塑料和 小型切骨机 达 40 大类，品种达 1700 种，到 2000 年产值增加到 300 亿元，且技术 水平也上了个台阶，开始出现了规模化、自动化趋势，传动复杂、技术含量高的设备也开始出现，许多 小型切骨机 如液体塑料灌装机等设备已开始成套出口。 课题研究的内容及方法 要的研究内容 在查阅了国内外大量的有关小型切骨机设计理论及相关知识的资料和文献基础上，综合考虑小型切骨机结构特点、具体作业任务特点以及小型切骨机的推广应用，分析确定使用小型切骨机配合生产工序，实现自动化的目的。 为了实现上述目标，本文拟进行的研究内容如下 : 1 根据现场作业的环境要求和小型切骨机本身的结构特点，确定小型切骨机 整体设计方案。 2 确定小型切骨机的性能参数，对初步模型进行静力学分析，根据实际情况选择电机。 3 从所要功能的实现出发，完成小型切骨机各零部件的结构设计； 4 完成主要零部件强度与刚度校核。 计要求 1 根据所要实现的功能，提出 小型切骨机的整体设计方案 ； 2 完成 小型切骨机结构的详细设计 ； 3 通过相关设计计算，完成电机选型； 4 完成小型切骨机 结构造型； 绘 制小型切骨机结构总装配图、主要零件图 。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 4 文研究主要内容 通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了解小 型切骨机的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。具体设计方法如下： 1、查阅资料、结合所学专业课程，产生小型切骨机结构设计的基本思路； 2、查阅各类机械机构手册，确定合理的小型切骨机结构； 3、根据给定技术参数来选择合适的部位； 4、重点对驱动机构及控制机构进行设计研究； 5、通过研究国内外情况，确定本设计课题的重点设计； 6、完成 2由此绘制零件图； 7、编写设计说明书； 8、检查并完善本设计课题。 本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 5 2 小型切骨机机构总体方案设计 本结构 小型切骨机其功能部件由支承体、带动力装置的小型切骨机等组成。由功能部件 (1)，电动机和机架等构成的小型切骨机，下图是该机器的工作原理图。 图 型切骨机总体图 计原则 小型切骨机其功能部件由支承体、带动力装置的小型切骨机切刀部件和包压线或机筒等组成。由功能部件，电动机和机架 (或机脚 )等构成小型切骨机。在功能部件中的小型切骨机转子上装有使切割 案分析 一方案 采用 平铺带式传送装置 ，将金属梳手工放落在传送带上，由电动机带动传送带将金属梳送到切割。 此输送装置由于需要电机通过轴带动输送带滚筒转动 小型切骨机示意图如下图所示： 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 6 图 式小型切骨机示意图 据上图 式小型切骨机示意图，不难看出此小型切骨机包括 2 个电机， 3 根轴，滚筒，输送带，带轮，带轮等等。小型切骨机零件众多，这无疑增加了小型切骨机的制造成本与维护运行成本。对于广大的金属梳来说，这种卧式小型切骨机很显然不是他们理想的选择。因此，设计出一款小型且制造成本低廉，适用与小型切骨机非常必要。 二 方案 输送装置 仍然 采用圆管带式输送，把金属梳平铺在带上后，随带前进， 但 在输送带之间安装两个喂入轮，做相对回转时，把输送带传送的金属梳挤压夹持后，送入到切碎口，曲线型刃口的转刀制造、磨刃均较方便，清洗阻力矩变化平缓，但金属梳有向外推移的现象，刃口磨损也不均匀。而直线型动刀制造 、 磨刃均比较 简单 、强度好，缺点是清洗开始时，往往将金属梳向外推移，此时清洗点离轴心的距离较大，因而清洗阻力矩大大增加，致使清洗阻力矩在清洗过程中变化剧烈 三方案 经过以上两种方案的分析、研 究及比较，最终方案 确定 如下 ： 设计一种小型的立式小型切骨机取代一般的卧式小型切骨机既避免了功率消耗大，成本高等缺点；又可让金属梳少挤压与擦伤 参照图 式 小型切骨机 由功能部件 (1) 、 电机支架 (2)、 电磁调速电机 (3)、 螺栓 (4)、带轮 (5)、 机架 (6)等组成。 功能部件 (1)是本实用新 型小型切骨机 的核心，它由 带轮 (7)、 轴承 (8)、支承体 (9)、主轴(10)、 防污 密封轴承端盖 (11)、 垫套 (12)、 机 壳 (13)、 螺母 、 切割 、挡板 (16)、 出料门 (17)等构成。电机支架 (2)可连同电机 (3)一起绕螺栓 (4)沿逆时针方向转动 90 度 后固定在机架 (6)上，使电机 (3)平卧 ， 以便用来驱动其它卧式机械，提高电机的利用率。机架 (6)山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 7 是功能部件 (1)和电动机 (3)的联系和支承件。 终方案 小型切骨机其功能部件由支承体、带动力装置的小型切骨机切割部件和机筒等组成。由功能部件 (1)，电动机 (8)和机架（ 6)等构成的小型切骨机，其特征是转子上装有使刀刃切铡平面垂直于主轴的切割功能部件 (下部内有能使物料自动卸出，设有与刀片 )相对。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 8 3 小型切骨机的机械部分计算 机的选取 小型切骨机在工 作时，在运转稳定性较好（保障运转稳定性的条件：有足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器）的条件下，其功率总耗用 N 由两部分组成：一部分用于克服空转而消耗的功率 占总功率消耗的 5%，一部分用于克服脱粒阻力而消耗的功率 占总功率消耗的 93%，所以装置的功率消耗为： N = ） (4) 1)其中空转功率消耗 : = A + 3B 式中： A 系数， A 为克服轴承及传动装置的摩擦阻力的功率消耗， 310)A B 系数， 3B 为克服滚筒转动时消耗的功率， ）（B . 其中消耗 这个过程比较复杂， 清洗装置消耗的功率由下式可求得： )(/ (6) 其中： 单位时间进入清选装置的质量（ ）； 单位脱出物质量清选筛所需的功率（ ） 选别能力系数， 由于计算较为复杂，初步采用估算的方法，拟采用 查机械设计课程设计手册得： 选择，其铭牌如下表 3 表 3Y 系列三相异步电动机 电动机型号 额定功率 载转速 r/转转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 质量 132 步转速 1500 r/级 1440 81 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 9 （ a） （ b） 图 3电动机的安装及外形尺寸示意图 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 10 表 3电动机的安装技术参数 传动设计 输出功率 P=速 440r/00r/表 3作情况系数原动机 类 类 一天工作时间 /h 10 1016 16 10 1016 16 载荷 平稳 液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机 荷 变动小 带式运输机（运送砂 石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛 荷 变动较大 螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械 荷 变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机 据 稳 ，两班工作制 （ 16小时），查机械设计 ， 取 1 . 1 7 . 5 8 . 2 5 k e P k W 择带型 普通 械设计 11选取。 中心高/型尺寸 / （ + 脚安装 尺寸 A B 地脚螺栓 孔直径 K 轴伸尺 寸 D E 装键部位 尺寸 F 32 515 345 315 216 178 12 38 80 10 43 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 11 图 3型图 根据算出的 小带轮转速 1440r/查图得： 0 100可知应选取 带。 定带轮的基准直径并验证带速 由机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 075 295表 13 表 3 带带轮最小基准直径 槽型 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 2 . 8 8 , = 9 0 2 . 8 8 = 2 5 9 . 2 m 所 以 由机械设计 3得250 误差验算传动比：21250= 2 . 8 3(1 ) 9 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率） 误差112 . 8 3 2 . 8 81 0 0 % 1 0 0 % 1 . 5 8 % 5 %2 . 8 8 误 符合要求 带速 1 9 0 1 4 4 0v = 6 . 7 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 12 满足 5m/以宜选用 总之，小带轮选 带轮选择 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 算压轴力 由机械设计 13 12 查得， A 型带的初拉力 面已得到1a =z=8，则1a 1 5 3 . 72 s i n = 2 8 1 3 3 . 4 6 s i n N = 2 0 7 9 . 2 8 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 0 ，为了适应 规定普通 V 带轮槽角 为 32 、34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 14 表 3通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 基准线上槽深 h 基准线下槽深 h 槽间距 e 8 12 15 19 37 第一槽对称面至端面的距离 f 6 7 9 16 23 28 最小轮缘厚 5 6 10 12 15 带轮宽 B B =( z e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)，如图 3 （ 2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 3 （ 3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100 )，如图 3 （ 4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 3 山东英才学院 2016 届本科生毕业设计（论文） 15
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