334 竹材旋切机结构设计【任务书+毕业论文+cad图纸+答辩ppt】【机械全套资料】
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学校代码： 10410 序 号： 055017 本 科 毕 业 设 计 题目： 竹材旋切机床身与底座设计 学 院 ： 工 学 院 姓 名 ： 胡典传 学 号 ： 20055017 专 业 ： 机械设计制造及 其自动化 年 级 ： 2005 指导教师 ： 龚水泉 二 年 五 月 竹材旋切机 1 竹材旋切机 摘要 用具有资源丰富及代木性能良好的竹材代替木材使用，是缓解我国木材供给紧张的有效途径之一。为了充分利用竹材，发挥竹材纹理美观，耐磨耐蚀性好的优点 。 竹材旋切机是一种用来把竹材加工成薄的贴片的机器，加工出来的薄贴片纹理美观，漂亮，常用于装饰家具。它由床身，底座，刀架座和液压系统四部分组成。 关键字 竹材旋切机 薄贴片 a on of of of to in of In to of of of is a to a of by to It of 材旋切机 2 1 绪论 言 用具有资源丰富及代木性能良好的竹材代替木材使用 ， 是缓解我国木材供给紧张的有效途径之一 。 为了充分利用竹材，发挥竹材纹理美观，耐磨耐蚀性好的优点，可将竹材旋切成竹单板，再将竹单板贴在其它基材上。竹材旋切机由 它由床身，底座，刀架座和液压系统四部分组成。 2 竹材旋切机的工作原理 由安装在床身上的减速机带动安装在床身上的两根摩擦辊转动，同时由安装在刀架座上的另外一台减速机带动安装在刀架座上的一根摩擦辊转动，三根摩擦辊的转速相同，竹材安放在三根摩擦辊中间，由三根摩擦辊带动竹材转动，由液压系统推动刀架 座在导轨上滑行，使竹材一层一层被切下来，直到竹材被刀具挤破为止，然后使液压系统反向，使刀架座反向滑行，回到初始位置，再装入竹材，如此反复进行加工。 图 1 竹材旋切机的工作原理图 竹材旋切机 3 3 各零件的尺寸及结构 速机的选择 选择 特点是传动比大，传动效率高；结构紧凑，体积小，重量轻；故障少，寿命长；运转平稳可靠；装拆方便，容易维修；过载能力强，耐冲击，惯性力矩小，适用于启动频繁和正反转运转的场合。根据竹材旋切机 的特点，选型号为 11 6P 的摆线针轮减速机。其传动比为11，许用输入功率为 用输出转矩为 800r/出转速为 164r/出轴直径 D=55结构示意图如下图所示： 图 2 条联轴器 的选择 根据减速机的输出轴直径 D=55用输出转矩 T=m 和竹材旋切机的性能要求，选用型号为 号为 Q/ 链轮联轴器（ Q/其允许最大扭矩为 3150N 400r/结构示意图如下图所示： 竹材旋切机 4 图 3 定齿轮类型，精度等级，材料 选用标准直齿圆柱齿轮传动。 竹材旋切机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 材料选择 选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为 40 轮的校核 在齿轮二级传动中，齿轮 2和齿轮 3的尺寸，结构，材料完全一样，两者的中心距为 130 30 (令 z2=6，依据 u= z1=n1/3/9，推出 7 26 39=18。 齿根弯曲疲劳强度校核： 由校核公式 F= 2 s Y F s t 来校核。 1. 确定公式内的各计算数值 1） 计算载荷系数 K 竹材旋切机 5 K= vK 2） 计算小齿轮传递的转矩 T 因为减速机的许用输出转矩为 T=m=394100N =394100N 3） 确定齿宽系数 d，齿宽 b1,据两支承相对小齿轮作悬臂布置，取 d=由 d=b/d，可得 b1= d=0=54 b2= d=30=78 4） 确定齿形系数 ） 确定应力校正系数 ） 确定大小齿轮弯曲疲劳强度极限 00 80的弯曲寿命系数 ) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=式 S N S N ） 由公式 111 112 YF a 竹材旋切机 6 代人各值，得 9054 3 9 4 1 0 =236 F2 2 222 =513078 3 9 4 1 0 = 符合要求。 齿面接触疲劳强度校核 由公式 )1(22 来校核。 确定公式内的各计算数值 1） 确定计算计算载荷系数 根据 ， 7级精度，查得动载系数齿轮，假设 t/b100N/得 得使用系数 ；查得 7级精度小齿轮相对支承悬臂布置时 +0 3 b 将数据代人后得 + )0 3 54 =由b/h=54/= 得 载荷系数K= vK 12) 传动比 u= 1213/9。 3) 由参考书查得材料的弹性影响系数 。 4) 按齿面硬度查 得小齿轮的接触疲劳强度极限 200齿轮的接触疲劳强度极限 50 5) 由 N=60工作寿命 15年，设每年工作 300天，两班制竹材旋切机 7 来计算） 01641(1830015)=0 8 ，u= 9/ =0 8 。则由资料查得接触疲劳寿命系数 6） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1， H1= S N H2= S N 7）把各数据代人公式 )1(22 中 ， ，符合要求。 小齿轮的尺寸 模数 m1= 压力角 a1=0c 分度圆直径 d1=m1z 1=518=90 d 2=m2z 2=526=130齿顶高 m=51=5 齿根高 +c* )m=(1+5=竹材旋切机 8 齿轮外径 0+25=100 30+25=140齿根圆直径 0 30P1= m=5 s 1=s2=e1= m/2=心距 1(d1+21(90+130)=110齿宽 d=0=54 中心距 1(d2+21(130+130)=130宽 30=78 轮支架的设计 根据减速机托架上表面到主动轮中心的距离的大小为 a=动轮轴径为 D=55计齿轮支架的高为 h=座宽为 B=80度为 24径为 壁的表面粗糙度要达到 止轴的表面过度磨损，其他表面的粗糙度达到 材料为 45号钢，其具体形状与尺寸见零件图。 承的选用 动轴承类型的选择 滚动轴承类型的选择应考虑到以下几个方面： 1） 载荷方向，大小和性质 所有向心轴承均可承受径向载荷，所有推力轴承均可承受轴向载荷，同时承受径向，轴向载荷时，可选用角接触球轴承，圆锥滚子轴承。轴向载荷较小时，可选用深沟球轴承。角接触球轴承和圆锥滚子轴承需成对安装使用。一般滚子轴承的承载能力大于相同尺寸的球轴承，且承受冲击载荷能力强。 2） 转速 一般轴承工作转速应低于极限转速 沟球轴承，角接触球轴承和圆 柱滚竹材旋切机 9 子轴承极限转速较高，适用于高速运转场合，推力轴承极限转速较低。 3） 支承限位要求 能承受双向轴向载荷的轴承，可以用作固定支承限制轴的两个方向的轴向位移；只能承受单方向的载荷的轴承可以作单向限位支承；游动支承不限位，可选用内外圈不可分的向心轴承在轴承座孔内游动，也可以选用内外圈可分离的圆柱滚子轴承，其内外圈可以相对游动。 4） 调心性能 由于各种原因不能保证两个轴承座孔同轴度或轴的挠度较大时，应选用调心性能好的调心球轴承和调心滚子轴承。圆柱滚子轴承和滚针轴承调心可能性很小。 5） 刚度要求 一般滚子轴承 的刚度大，球轴承的刚度小。角接触球轴承，圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承刚度。 根据竹材旋切机的载荷和受力情况和摩擦辊的轴径大小，选用型号为 外圈可分离的圆柱滚子轴承，其内径为 d=60径为 D=110度为B=23 按接触疲劳寿命选用轴承的基本公式为： L= 3/10)/( 或 3/106 )(6010 其中 L 额定寿命（百万转） C 额定动载荷（ P 当量动载荷（ 额定寿命（小时） n 轴承转速（ r/ 其校核方式可参考木材旋切机的校核方式。 竹材旋切机 10 承的润滑 为了保证滚动轴承正常运行，必须有良好的润滑。滚动轴承的额定载荷和极限转速都是在假设润滑适当的条件下确定的。所谓润滑适当是指润滑剂选择合适润滑剂量适当，润滑不良常是引起轴承早期破坏的主要原因之一。 滚动轴承中存在着多种滑动，是轴承运转中产生摩擦发热和磨损，对轴承润滑主要目的是避免滑道、滚动体、保持架之间金属的直接接触，减小摩擦发热，避免温度过高，减小轴承零件磨损和防止锈蚀。在循环油润滑中，润滑油的流动还可以起到散热冷却的作用，脂润滑时润油脂还可以起到一定的密封的作用。 根据轴承的工作条件，工作温度和载荷条件来决定润滑脂的种类和性能，根据竹材旋切机的工作条件，选用复合钙基润滑脂（ 36003 1988），代号 2，滴点 200 C，工作锥入度（ 1/10/： 265 动轴承材料选用要求 动轴承一般滚动轴承是在较高的接触下和较高的转速下运转，因此首先要保证滚套圈和滚动体材料有较高的强度和硬度，要有淬透性，其次为了使滚动轴承能有足够长的寿命，要求其有较高的抗疲劳强度和抗摩擦磨损性能，此外，为了在工作温度下保持正常运转还要求其结构尺寸的稳定性和韧性。 在结构和内部几何尺寸，安装正确的情况下，滚动轴承的寿命与轴承的材料和冶炼工艺有很大关系，从 20世纪初开始，高碳铬就被引用到轴承中来，到目前为止，用得最多的轴承钢仍然是碳的质量分数 高碳铬钢。 随着科学技术的 不断发展，对轴承的性能的要求越来越多，如重载条件下的高可靠性要求等，在各种特殊工况条件下（如低温冷冻条件、真空条件 有腐蚀介质的环境中），工作的轴承都开发出了多种特殊性能的滚动轴承材料，对大型和特大型轴承，为了保持其高表面强度和其心部韧性，开发出了碳的质量分数 渗碳钢。 动轴承的预紧 预紧是将轴承装入轴承座和轴上后，采取一定措施使轴承中的滚动体和内外圈之间产生一定量的变形，以保持内外圈处于压紧状态。 竹材旋切机 11 滚动轴承预紧的目的：增加支撑的刚性，减小振动和噪声， 为防止由于惯性力矩所引起的滚动 体相当于内外圈滚道的滑动。 动轴承的密封 密封对轴承来说时不可缺少的，密封既可以防止润滑剂的泄露，也可以防止外界有害物质的侵入，否则会引起轴承滚道的磨粒磨损，降低轴承的使用寿命，还可能使轴承零件受到有害气体和水分的锈蚀。加速润滑剂老化。因此轴承密封装置是轴承系统的重要设计环节之一。设计时应考虑能达到长期密封和防尘作用。同时要求摩擦和安装误差小，拆卸装配方便，维修保养简单。 承的安装和拆卸 当轴承没有剖面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承（如圆柱滚子轴承、 滚针轴承、圆锥滚子轴承等）。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为 1： 12的圆锥孔的轴承。 济性要求 一般，深沟球轴承价格最低，磙子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格越高。选择轴承时，必须详细了解各类轴承的价格，在满足使用要求的前提下，尽可能地降低成本。 承座的设计 由于两根摩擦辊的中心距为 a=130离太小，很难为每根摩擦辊单独选用或设计轴承座，所以把轴承座设计成双孔座，两孔的中心距为 130个孔装一个轴承，用轴承挡圈来实现对轴承的固定，轴 承座的内孔壁的表面粗糙度要求达到 减少轴承和轴的磨损，其他表面的粗糙度达到 承座的材料为铸铁，轴承座用两个螺钉固定在轴承座垫板上，轴承座的外形尺寸见轴承座零件图。 承座垫板的设计 轴承座垫板长为 L=295为 H=30度为 h=5螺孔的中心距为竹材旋切机 12 a=260面粗糙度达到 料为 通过焊接与床身上部侧板连接，其定位尺寸见装配图。 擦辊的设计 摩擦辊的主要作用是 靠摩擦力 带动竹材转动，所以其表面不能为光滑的表面，需特殊处理，摩擦辊表面铣网纹齿，齿深为 2数为 90，表面镀硬铬，厚度为 质处理，使得硬度达到 擦辊的材料为直径为 110的圆钢，其长度为 024作长度为 000径为 d=105转速为 v=s,其具体尺寸见摩擦辊零件图。 身侧板 1 床身侧板 1为长 L=620 H=160度 h=12 其宽度方向上开有长为 40为 00长方形的通孔，以方便安装00 的 地脚螺栓，其表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板连接，其定位尺寸见装配图。 身侧板 2 床身侧板 2为长 L=422 H=160度 h=12235方形钢板 ,在其宽度方向上开有长 40为 00长方形的通孔，以方便安装00 的 地脚螺栓，其表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板连接，其定位尺寸见装配图。 身盖板 1 床身盖板 1为长 L=969 H=160度 12235方形钢材， 其表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板连接，其定位尺寸见装配图。 身盖板 2 竹材旋切机 13 床身盖板 2为长 L=280 H=160度 12235方形钢材，其表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板连接，其定位尺寸见装配图。 身前后板 床身前后板的形状为阶梯形状，厚度为 h=12料也是 表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板和机床底座连接，其定位尺寸见装配图。 身上部侧板 床身上部侧板为长 L=1200 H=305度 h=12235方形钢板，其表面粗糙度达到 过焊接与床身上部盖板和床身上部面板连接。 身上部盖板 床身上部盖板的材料为厚度为 h=12 所有表面的表面粗糙度均为 过焊接与床身上部侧板连接，其形状和尺寸见床身上部盖板零件图。 身上部面板 床身上部面板为长 L=305，宽 H=280，厚度 h=12的 所以表面粗糙度达到 过焊接与床身前后板连接。 轨的设计 导轨的长度 L=670度 H=160用球墨铸铁加工成型，通过螺钉使其与导轨垫板相连接，其形状和其他尺寸见导轨零件图。 轨垫板 竹材旋切机 14 导轨垫板的长度 L=670度 H=160度 h=12料为 表面需研磨，使其与床身上表面平行，上表面表面粗糙度小于 他面的粗糙度达到 轨垫板与床身盖板 1焊接在一起，其在床身盖板 1上的定位尺寸见装配图。 轨压板 导轨压板的长度 L=670度 H=100度 h=24料为 45号方形钢材，其所有表面的表面粗糙度达到 过螺钉使其与导轨连接在一起，其作用是使刀架底座始终保持与导轨接触，使刀架底座始终在导轨上滑行。 速机托架 根据减速机的外形及安装尺寸，经计算，减速机输出轴端面到安装底座后端面的距离 L=托架长度 L=480与减速机安装底座宽度一致，即H=410材料为 形状见减速机托架零件图，通过焊接与床身前后板相连接，其表面攻有四个 来固定减速机。 床底座的设计 机床底座的上部面板长度 L=1200度 H=1040厚度 h=12料为面板的下表面焊接有与面板相互垂直的横纵交错的六根加强筋，加强筋的尺寸和焊接位置见机床底座零件图，机床底座的各表面的表面粗糙度达到 床底座前后板 机床底座前后板为长 L=1040 H=140度 h=12235钢材，其所以表面粗糙度达到 过焊接与机床底座相连接。 竹材旋切机 15 进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应 力情况， 采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力，轴 1和轴 2均选 45号钢（调质）。 轴 1主要承受扭矩，应按扭转强度条件来计算。 轴的扭转强度条件为： ，由上式可得轴的直径为：3333 0 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0 ； 式中： T 扭转切应力，单位为 T 轴所受的扭矩，单位为 N 轴的抗扭截面系数，单位为 n 轴的转速，单位为 r/ P 轴传递的功率，单位为 d 计算截面处轴的直径，单位为 T 许用扭转切应力，单位为 其中 05 N T2=u3/905 N 64r/人各值得 3333 110111 5 0 0 0 019 5 5 0 0 0 01 =1103 3333 11011195500002 =13/9于直径 100轴，有一个键槽时，轴径增大 5% 7%，然后将轴径圆整为标准直径，则 50 1和轴 2的形状和其他尺寸见零件图。 竹材旋切机 16 轴常用几种材料的 T及 1上的键 轴 1装键处的直径为 55，查资料可知应选：键 1610，现在计算键的长度。 假定载荷在键的工作均匀分布，普通平键联接的强度条件为 p= p 式中： T 传递的转矩，单位为 Nm； K 键与轮毂键槽的接触高度， k=处 h 为键的高度，单位为 l 键的工作长度，单位为 d 轴的直径，单位为 p 键，轴，轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为 键的材料为钢，受轻微冲击时 p=100 120 轴的材料 20 35 （ 145 40358 T/50550 149352612材旋切机 17 由上式可的 l 111012 333整个键长按标准取为 45 轴 2上的键 同轴 1上的键计算一样， T2=u3/970Nm，1=0人公式可得 l 221022 333整个键长按标准取为 70 竹材旋切机 18 致 谢 经过这次毕业设计，我觉得自己学到了不少东西。归纳起来，主要有以下几点： 并未真正的应用和实践。平时很少接触设计、生产、加工。但是在这次毕业设计，我在龚水泉老师的带领下 做毕业设计过程中，我体会到所学理论知识的重要性，知识掌握得越多，设计就得更全面、更顺利、更好。 业设计能够从理论设计和过程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面培养学生的全面素质。我经过这次系统的毕业设计，熟悉了机械产品的整体设计。这些对我在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助和启发。 时课堂 上所学习的知识不够全面，作为机械专业的学生，由于专业特点自己自己更要积极查阅资料吸取别人在设计、加工中的宝贵经验，一个人不可能什么都学过，什么都懂，因此，当你在设计过程需要用一些不曾学过的东西时，就需要要有针对性的查阅资料，然后加以吸取利用，以提高自己的应用的能力，而且还能增长自己的见识，补充最新专业知识。 对其加以进一步的消化和巩固。 且培养了吃苦耐劳的精神以及相对应的工程意识，同学之间友谊互助也充分的在毕 业设计当中体现出来了。 在这里，我要感谢我的指导老师，他给了我许多帮助。我还要感谢毕业设计过程中所有给我真诚帮助的老师和同学。 竹材旋切机 19 参考文献 【 1】刘力主编，王冰副主编 二版） 2004 【 2】机械设计师手册编写组编 机械工业出版社， 1989 【 3】濮良贵，纪名刚主编 七版） 2001 【 4】申永胜主编 二版） 2005 【 5】于永泗，齐民主编 七版） 2003 【 6】刘泽九，贺士荃，刘晖编著 化学工业出版社， 2001 【 7】邓星钟主编 华中科技大学出版社（第三版）， 2000 【 8】乔世民主编 高等教育出版社 ， 2003 【 9】刘鸿文主编 高等教育出版社， 2004 竹材旋切机 20 目 录 摘要 . 1 1 绪论 . 2 言 . 2 2 竹材旋切机的工作原理 . 2 3 各零件的尺寸及结构 . 3 速机的选择 . 3 条联轴器的选择 . 3 轮的设计与校核 . 4 定齿轮类型，精度等级，材料 . 4 轮的校核 . 4 齿根弯曲疲劳强度校核 . 4 齿面接触疲劳强度校核 . 6 小齿轮的尺寸 . 7 轮支架的设计 . 8 承的选用 . 8 动轴承类型的选择 . 8 承寿命的校核 . 9 承的润滑 . 10 动轴承材料选用要求 . 10 动轴承的预紧 . 10 动轴承的密封 . 11 承的安装与拆卸 . 11 济性要求 . 11 承 座的设计 . 11 承座垫板的设计 . 11 擦辊的设计 . 12 身侧板 1 . 12 身侧板 2 . 12 身盖板 1 . 12 身盖板 2 . 12 身前后板 . 13 身上部侧板 . 13 身上部盖板 . 13 身上部面板 . 13 轨的设计 . 13 轨垫板 . 13 轨压板 . 14 速机托架 . 14 床底座的设计 . 14 床底座前后板 . 14 . 11 . 16 1 上的键 . 16 2 上的键 . 17 致谢 . 18 参考文献 . 19 竹材旋切机床身与底座的设计 院 系： 工学院 班 级： 机制 051班 姓 名： 胡典传 学 号： 20055017 指导老师： 龚水泉 设计目的 用具有资源丰富及代木性能良好的竹材代替木材使用，是缓解我国木材供给紧张的有效途径之一。为了充分利用竹材，发挥竹材纹理美观，耐磨耐蚀性好的优点，可将竹材旋切成竹单板，再将竹单板贴在其它基材上。 竹材旋切机的工作原理 由安装在床身上的减速机带动安装在床身上的两根摩擦辊转动，同时由安装在刀架座上的另外一台减速机带动安装在刀架座上的一根摩擦辊转动，三根摩擦辊的转速相同，竹材安放在三根摩擦辊中间，由三根摩擦辊带动竹材转动，由液压系统推动刀架座在导轨上滑行，使竹材一层一层被切下来，直到竹材被刀具挤破为止，然后使液压系统反向，使刀架座反向滑行，回到初始位置，再装入竹材，如此反复进行加工。 竹材旋切机的工作原理图 一 减速机的选择 选择 特点是传动比大，传动效率高；结构紧凑，体积小，重量轻；故障少，寿命长；运转平稳可靠；装拆方便，容易维修；过载能力强，耐冲击，惯性力矩小，适用于启动频繁和正反转运转的场合。根据竹材旋切机的特点，选型号为 1 6传动比为 11，许用输入功率为 用输出转矩为 出转速为164r/出轴直径D=55结构示意图如右图所示： 二 轴承座的设计 由于两根摩擦辊的中心距
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