大白菜收获机设计【手推式】（全套含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985本科毕业论文（设计）大白菜收获机设计学院小三号黑体居中（下同）专业学号学生姓名指导教师提交日期年月日2015JXLW专业代码编号下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985II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遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文设计中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,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。毕业论文（设计）作者签名年月日下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985III摘要本次设计是对大白菜收获机的设计。大白菜是人口菜篮子中的重要蔬菜，其种植面积平均产量逐年提高，但大白菜的收获依然是人完成。为了提高大白菜生产的机械化，降低农民老动强度，本课题从实际需要出发，对大白菜收获机进行了研究设计，实现了整棵大白菜的拔取在这里主要包括切割装置设计的设计。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。本论文研究内容1大白菜收获机整体结构设计。2大白菜收获机工作性能分析。3驱动机构的选择。4大白菜收获机的传动系统、执行元件设计。5对设计零件进行设计计算分析和验证。6绘制整机装配图及重要部件装配图和画出主要零件图。关键词大白菜收获机，联轴器，滚珠丝杠下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IVABSTRACTTHISDESIGNISELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTINGDEVICEDESIGNHEREINCLUDEXAXISSCREWDRIVESYSTEMDESIGN,YAXISBALLSCREWDRIVESYSTEMDESIGN,DESIGNOFCUTTINGDEVICEDESIGNTHEGRADUATIONOFTHEBASICSKILLSOFDESIGNWORKTRAININGTOIMPROVETHEANALYSISANDTHEABILITYTOSOLVETECHNICALPROBLEMSANDPROVIDEGENERALMECHANICALDESIGNTOCREATEACERTAINCONDITIONTHEWHOLESTRUCTUREISMAINLYPRODUCEDBYTHEELECTRICMOTORPOWERTHEPOWERREQUIREDTOPASSTHROUGHTHECOUPLINGTOTHESCREW,SCREWDRIVESCREWNUT,SOASTODRIVETHEWHOLEMOVEMENTELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTINGEQUIPMENTALSODEMONSTRATEITSSUPERIORITY,ITHASABROADDEVELOPMENTPROSPECTSCONTENTSOFTHISPAPER1ELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTINGEQUIPMENTOVERALLSTRUCTURALDESIGN2ELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTINGEQUIPMENTPERFORMANCEANALYSIS3SELECTTHEMOTOR4ELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTRANSMISSIONEQUIPMENT,THEIMPLEMENTATIONOFPARTDESIGN5CALCULATIONOFDESIGNPARTSDESIGNANALYSISANDVERIFICATION6TODRAWTHEWHOLEASSEMBLYDRAWINGSANDASSEMBLYDRAWINGSANDIMPORTANTPARTSOFTHEDESIGNPARTOFTHEPARTDRAWINGKEYWORDSELECTRICMEATDIVISIONCUTCUTTINGEQUIPMENT,COUPLINGS,BALL下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VA、下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VI下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VII下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985VIII目录1绪论111大白菜收获机装置机械的应用及适用范围112大白菜收获机机械的国内外发展情况113本课题研究的内容及方法3131主要的研究内容3132设计要求42总体方案机构设计521设计内容及要求522设计方案53大白菜收获机主要零部件设计731电机的选型732刀及刀盘的设计733同步带的概述及计算8331同步带介绍8332同步带的特点9333同步带传动的主要失效形式9334同步带传动的设计准则11335同步带分类1134同步带传动计算12341同步带计算选型12342同步带的设计1535切割主轴的设计15351确定切割主轴最小直径15352求轴上的载荷16353按弯曲扭转合成应力校核轴的强度17354精确校核轴的疲劳强度184切割主轴传动轴部分及其设计计算2141切割主轴传动轴所需标准21411切割主轴的刚度21412切割主轴的耐磨性22413切割主轴的旋转精度22414切割主轴的抗震能力22下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IX415切割主轴的热变形2242切割主轴传动轴部分的分布2243切割主轴传动轴形状的选择2444切割主轴传动轴的热处理2445切割主轴传动轴的设计标准2446切割主轴传动轴上轴承的挑选2447切割主轴传动轴上轴承的校对计算2648切割主轴传动轴外部伸长量2749切割主轴传动轴的校核27491受力作用的转换27492切割主轴传动轴的挠度28493切割主轴传动轴的倾角29410切割主轴传动轴结构图29411切割主轴机构其它部件304111调整垫圈304112圆螺母30结论31致谢32参考文献331绪论11绪论11大白菜收获机装置机械的应用及适用范围长期以来，大部分地区大白菜收获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，大白菜收获机开始以一种新型设备登入市场，大白菜收获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，所以大白菜收获机大白菜收获机的设计，以加快大白菜收获机的生产效率，对刚收获的大白菜收获机进行快速收货，以便于收割,是供应大白菜收获机市场的有效方法。本文就大白菜收获机这一环节进行研究，目的在于研制出一种新型的大白菜收获机大白菜收获机，加快大白菜收获机的加工过程，缩短大白菜收获机的产品形成周期，提高效率，降低成本。12大白菜收获机机械的国内外发展情况大白菜收获机，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，我国大量引进大白菜收获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。现今国外开发的大白菜收获机已极其人性化高速、节能、全自动、模块化。就国内外大白菜收获机的开发情况来看，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、意大利均为世界大白菜收获机机械大国。在大白菜收获机机械设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国大白菜收获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，德国大白菜收获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。采商丘工学院本科毕业设计（论文）2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。德国大白菜收获机机械以饮料、啤酒灌装机械和塑料大白菜收获机机械见长，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，小袋大白菜收获机机的包装速度高达900袋MIN。3使产品机械和大白菜收获机机械一体化。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，因此要求大白菜收获机机械具有良好的柔性和灵活性，使大白菜收获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，德国大白菜收获机机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了大白菜收获机机械的开发设计周期大白菜收获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68，其他的就是运转成本。我国大白菜收获机行业起步于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，我国已成为世界大白菜收获机工业生产和消费大国之一。大白菜收获机作为一种产品，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。大白菜收获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164万瓶/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，如高速大白菜收获机的动力学设计理论和方法等，对高1绪论3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。在大白菜收获机设计领域，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CADCAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际大白菜收获机的设计中应用还不普遍。新型大白菜收获机往往是机、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大白菜收获机的这一发展趋势。如果说以前我国大白菜收获机设计是仿制、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2030，到1999年底塑料和大白菜收获机达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，许多大白菜收获机如液体塑料灌装机等设备已开始成套出口。13本课题研究的内容及方法131主要的研究内容在查阅了国内外大量的有关大白菜收获机设计理论及相关知识的资料和文献基础上，综合考虑大白菜收获机结构特点、具体作业任务特点以及大白菜收获机的推广应用，分析确定使用大白菜收获机配合生产工序，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大白菜收获机本身的结构特点，确定大白菜收获机整体设计方案。2确定大白菜收获机的性能参数，对初步模型进行静力学分析，根据实际情况选择电机。商丘工学院本科毕业设计（论文）43从所要功能的实现出发，完成大白菜收获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。132设计要求1根据所要实现的功能，提出大白菜收获机的整体设计方案；2完成大白菜收获机结构的详细设计；3通过相关设计计算，完成电机选型；4完成大白菜收获机结构造型；绘制大白菜收获机结构总装配图、主要零件图。2总体方案设计52总体方案机构设计21设计内容及要求（1）完成大白菜收获机的总体设计（4）完成此设备的结构设计及相关计算，绘制其装配图与零件图，图纸量符合第2项要求，编制使用说明书；（5）对机器主体进行三维造型展示；（6）撰写电子、纸质设计计算说明书（7）综合运用所学专业知识、参考相关资料，按时独立保质保量完成毕业设计课题。2、最终成果要求（1）工程图规范的装配图1张（0或1号图纸），主要零件的零件图2至3张（图幅自定），图纸工作量大于7张；（2）电子、纸质设计说明书1份（大于30页）；（3）文献综述1份；（4）刻录光盘1张（内容题目审核表、文献综述、设计说明书、工程图、）22设计方案整机采用通过人推动的方式前进，这样可以简化机器结构，降低生产成本。图21方案图大白菜收获机的设计应满足要尽可能做到具有一定的通用性如果可以，应考虑到产品零件变换的问题。为适应不同形状和尺寸的零件，为满足这些要求，可将商丘工学院本科毕业设计（论文）6制成组合式结构，迅速更换不同的部件及附件来扩大机构的使用范围。切割部分采用的是电机带动带传动进行设计，具体见后面章节截图图22切割部分3大白菜收获机主要零部件设计73大白菜收获机主要零部件设计31电机的选型参考市场上同类产品，考虑到本机器体积小，功率消耗不大。只是旋转运动。用于一般场合和无特殊要求12V36AH的电瓶带动12V100W的电机采用蓄电池装置，方便携带。32刀及刀盘的设计设计刀的参数如下刀采用弯曲型，半径140MM，刀厚25MM，刀宽20MM，材料为65MN,调质处理，刃口淬火，硬度为HRC6265。图31刀盘65MN钢的强度，硬度，弹性和淬透性的前65钢，具有过热敏感性和回火商丘工学院本科毕业设计（论文）8脆性倾向，水淬有一种倾向开裂。可加工性退火可能还是冷变形塑性低，焊接性差。因此，刀片左均匀这里安排了3螺纹孔，因为没有与螺栓切割的连接选择直接焊接到叶片上的叶片。因为装固定切刀通过键的方式，这取决于连接部为20MM的直径，指的是平键BH6毫米6毫米（GB109679），平键长度为12毫米手动部，键槽与键槽铣削14毫米长度，以便确保小齿轮和具有良好的轴，与小齿轮和轴被选择为最H7/N6，于是，如此选择的盘环40毫米直径的外径为10毫米的内径，厚度的轮毂6毫米的毂的长度为16毫米的孔，通过平键和套轴夹紧，切割在轴的轴端环，确保只在轴环磁盘无压力紧靠轴，轴环用螺钉和六角螺母的端面和切割固定轴的轴线有一个螺母，不仅用于轴的轴承上，叶片和其它部件轴向锁定位置同时也保护轴螺纹，防止湿气进入其中。33同步带的概述及计算331同步带介绍同步带是的皮带传动，链传动和齿轮传动的优点相结合开发了一种新的塑料带。它由一个工作表面和齿轮啮合的带在铸驱动齿形食道，这是高拉伸强度，低伸长率纤维材料或金属材料的强层，使得在传输过程中的频带，一天的长度保持不变，皮带和皮带轮传动的过程之间幻灯片，离开大殿，从动车轮打滑是一步驱动器之间没有什么区别。皮带传动（见图32），功率轴的准确率小，结构紧凑，耐油，耐磨，良好的抗老化性能，整体温度2080，V165/S，P300千瓦，I10，用于同步传输的要求，也可以为低齿轮。图32同步带传动通过环形皮带齿间距带的内周面上的带驱动器，并与相应的轮子形成。它结合了皮带传动，链传动和齿轮驱动自己的优势。旋转和肺泡齿轮啮合，以提供电力。皮带传动具有准确的传动比，牵引比不变，传动平稳，吸收振动，噪声，传动比范围大，一般可达0110。允许高达50M/S，从几瓦的功率传输到几百千瓦线速度。3大白菜收获机主要零部件设计9传动效率高，一般可达98以上，体积小巧，适合多轴传动，不需润滑，无污染，因此可以允许工作没有污染和恶劣的工作环境，更多的地方低。该产品广泛应用于各种纺织，机床，烟草，通讯电缆，轻工，化工，冶金，仪器仪表，食品，矿山，石油，汽车和机械传动等行业。皮带使用时，只需推动转变观念皮带传动摩擦，扩大皮带传动的范围内，这使得它与研究的一个相对独立的对象的新方式传动带，开辟了皮带传动的发展。332同步带的特点（1），精确的传送没有滑动动作，具有恒定的传动比（2），传动平稳，缓冲，减震能力，噪音低（3），传动效率高，和098，节能效果明显（4）维护方便，不需润滑，维修率低（5），比例范围，通常高达10个，生产线速度高达50米/秒，与大范围的发送功率的，高达几瓦到几百千瓦（6），可用于长距离传输，可达10M或更多的中心的距离。333同步带传动的主要失效形式在带驱动器常见的故障模式被概括如下（1）骨折的表演失败绳带在操作过程中脊髓损伤断裂背带是一种常见的故障模式。故障是在功率传输，在过大的张力的载体绳索的过程中的条带，使主机拉动绳子。还主动渔轮直径当选过小，受携带绳索弯曲进出发呆更经常的疲劳应力，而且会产生弯曲疲劳断裂（见图33）。图33同步带承载绳断裂损坏（2）爬上带齿和齿跳基于齿形带爬升和跳跃现象牙齿分析，一个阳台和登山齿几何学和力学是由于两个因素造成的。因此，为避免跳跃和攀爬的牙齿，使用以下步骤1，操作控制传递环形带，小于或等于所述轮胎模型的承诺是由圆周力来确定。如图2所示，皮带和皮带轮之间的控制音调差，它是间距误差的允许范围内。商丘工学院本科毕业设计（论文）103，偏置电压的与正确安装开口的增加。所以容易打滑的锯齿状牙齿插槽。4，提高了带的基材的硬度，从而使带的弹性变形可减小齿跳现象。（3）带齿的剪切定时与牙齿接合动力传递过程中，剪切力和压缩应力锯齿状表面裂纹裂纹此逐渐扩大到齿的根部和沿着支承表面延伸构件，并且直到整个带基质脱离，这是切断齿形皮带（见图34）。由此齿形粗切原因如下如图1所示，皮带和皮带轮需要较大的音程差，从而使齿轮不能完全穿透肺泡，从而不完全耦合状态，从而带齿太沉重一个较小的接触面积，从而导致应力集中，并因此对于轮胎齿剪切破坏。2，在牙齿周围的区域齿的皮带和皮带轮数太小，啮合齿暴露在过度的负荷，并产生剪切力。3，带强度差异的基础材料。降低带齿切割，必须严格控制皮带和皮带轮之间的间距误差，锯齿的齿可以正确接合，其次，我们需要使牙齿的该区域的数目的皮带和皮带轮齿6，并选择具有材料高强度并没有减少硬挤出作为基材胶带。图34带齿的剪切破坏4、带齿的磨损穿带齿（见图35）由齿面和顶带齿的损失，由于角轮廓和齿的下部。导致过度磨损是紧张的牙齿和齿啮合鑫之间的干扰。应力在安装带时也应减少在牙齿上，合理调整的磨损，随着齿轮齿设计，使用较大的切口尖端半径，以减小啮合齿和挤压刮削器，还带材料的耐久性绝提高。3大白菜收获机主要零部件设计11图35带齿磨损5、同步带带背的龟裂图36带在一段时间的操作，有时与烘烤产生龟裂的现象，这使得皮带断裂。同步带回生产破解原因1，引起基材老化2，用于下一较低温度，支撑带基体的裂缝的长期工作。图36同步带带背龟裂一种方法是，以防止裂缝是与材料的基体材料，冷，耐热性和耐老化性能表示的材料，除提高到工作频带在低温和高温下要避免。334同步带传动的设计准则据同步带失效模式分析，我们可以看到作为一个皮带和皮带轮材料具有高机械性能，生产和合理的，与车轮的大小，安装和调试，严格控制是否正确，很多故障模式将被避免。因此，一般情况下，在未来三年的正时皮带传动的主要故障状态（1）中减去账面绳带疲劳（2皮带打滑，跳齿（3）同步带磨损牙齿。因此，皮带传动带的情况下滑动怀高抗拉强度，希望确保电缆未减去。此外，在灰尘，杂质工作来处理牙齿磨损计算。335同步带分类梯形皮带齿和齿弧齿分成两类，有三个圆弧齿系列圆弧齿（H系列又称HTD带），扁平圆弧齿（S系列，也称为STPD带），和抛物线形凹顶齿（R系列）。梯形带梯形齿同步带分单面和双面齿齿两种，所谓的单面和双面胶带。双面胶带和压力在齿（代码DA）的对称布置并交错齿（代码DB。梯形齿带两种尺寸系统变桨系统和模块化系统。中国利用变桨系统，并制定了相应的皮带传动标准GB/T36111113621989和GB/T116161989ISO5296。圆弧齿形同步带拱形齿同步带，除了弧形齿，结构和梯形齿同步带基本相同，与螺商丘工学院本科毕业设计（论文）12距先前，其齿的高度，厚度和齿根圆角半径比梯形齿大。负荷下齿后，将应力分布是良好的，柔软的齿根应力集中，提高了齿的承载能力。因此，可以再到在啮合齿出现圆弧齿同步带功率梯形齿同步带传输和中断。圆弧齿同步带耐磨损，低噪音运行，无需润滑，织物能在恶劣的环境下使用。它已被用于在食品工业，汽车，纺织，制药，印刷纸的大型。34同步带传动计算341同步带计算选型设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下DAMPK式中需要传递的名义功率MP工作情况系数，按表31工作情况系数选取17；AKAK表31工作情况系数WPKAD630711）确定带的型号和节距可根据同步带传动的设计功率PD和小带锯转速N1，由同步带选型图中来确定所需采用的带的型号和节距。3大白菜收获机主要零部件设计13其中PD063KW，N156RPM。查表322表32同步带的型号和节距选同步带的型号为H，节距为PB800MM1）选择小带锯齿数Z1，Z2可根据同步带的最小许用齿数确定。查表333得。查得小带锯最小齿数14。实际齿数应该大于这个数据初步取值Z134故大带锯齿数为Z2IZ11Z134。故Z134，Z234。确定带锯的节圆直径D1，D2商丘工学院本科毕业设计（论文）14小带锯节圆直径D1PBZ1/80034/3148653MM大带锯节圆直径D2PBZ2/80034/3148653MM验证带速V由公式VD1N1/60000计算得，SVMAX40M/S,其中VMAX40M/S由表32MV/27606015384604查得。A确定带长和中心矩根据机械设计基础得21021DAD所以有MA23461420现在选取轴间间距为取224MM0A10、同步带带长及其齿数确定0L2A21D/5386437197MM11、带锯啮合齿数计算有在本次设计中传动比为1，所以啮合齿数为带锯齿数的一半，即17。MZ12、基本额定功率的计算0P查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表33可以知道120VMTPA210085N，M0448KG/M。A所以同步带的基准额定功率为021KW0P10148522表33基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量3大白菜收获机主要零部件设计1513、计算作用在轴上力RFRFVPD10716N342同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表34。带的图形如图37。表34同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H840。61243102102图37同步带商丘工学院本科毕业设计（论文）1635切割主轴的设计351确定切割主轴最小直径（1）先按课本式（152）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,370P调质处理。根据课本，取，于是得156表P12OA1121023MNDO76353MIN40根据切削切肉设备主轴的设计相关知识，前面章节已经做了说明，在此不具体说明，拟定轴的结构如下图，图38切削主轴的结构图轴的受力情况如下图3大白菜收获机主要零部件设计17图39切削主轴的受力图352求轴上的载荷从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。计算步骤如下496634N1FNHLT1506786433292351396059N2FT3267696N1NVNLDAR809322156564733566426769667968N2FNVR1496634571283578014MMH8712M267696571152854416VLN29873016796871648665092NF41683商丘工学院本科毕业设计（论文）18322150531MMNVH1962587317292250428772345220表35轴设计受力参数载荷Z轴面H垂直面V支反力496634N，396059N1FNH2F267696N，67968N1NVF2F弯矩M283578014M87152854416MM48665092V总弯矩32215053,287723451NN扭矩T1410990M353按弯曲扭转合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据课本式155及表72中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉37P动循环变应力，取06，轴的计算应力MPA124MPACAWTM232122315061409（）前已选轴材料为45钢，调质处理，查课本表151得60MP。因此62P1A，故此轴安全。CA1354精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面截面A,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重，从受载来看，截面C上的应力最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但是截面不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面C上虽然应力最大，但是应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大,故截面C也不必校核，截面和显然更不必要校核。由课本第3章的附录可知，键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而，该轴只需校核截面左右两侧即可。（2）截面左侧3大白菜收获机主要零部件设计19抗弯截面系数W01016141253D3853M抗扭截面系数0202122825TW截面的右侧的弯矩M为908340421L4631437520N截面上的扭矩为14109903TNM截面上的弯曲应力148MPABW729068345截面上的扭转切应力1149MPA3T148轴的材料为45钢，调质处理。由课本表151查得362PABMP640AMP751APT15截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按课本附表32查取。40P因，25098RDD085D6经插值后查得19，129又由课本附图31可得轴的材料的敏性系数为41P，088Q084故有效应力集中系数按式课本附表34）为2P1756K1190854Q由课本附图32的尺寸系数；由课本附图33的扭转尺寸系数42P643P。07轴按磨削加工，由课本附图34得表面质量系数为4P092轴为经表面强化处理，即，则按课本式（312）及式（312A）得综合1Q5P系数为7610492KK83152商丘工学院本科毕业设计（论文）20又由课本及32得碳钢的特性系数31，取01201，取55于是，计算安全系数值，按课本式（156）158则得CAS374PS6566MAK12810S1692TAK15494921638S15CA02S22615故可知其安全。1截面右侧抗弯截面系数W0101729003D3903M抗扭截面系数0202145800TW截面的右侧的弯矩M为908340421L4631437520NM截面上的扭矩为14109903TNM截面上的弯曲应力125MPABW72906834截面上的扭转切应力968MPA3T1458过盈配合处的，由课本附表38用插值法求出，并取08，于是K3PK得32408324259K轴按磨削加工，由课本附图34得表面质量系数为4P092轴为经表面强化处理，即，则按课本式（312）及式（312A）得综合1Q5P系数为3337610492KK833大白菜收获机主要零部件设计2126815410792KK2又由课本及32得碳钢的特性系数31，取，取515于是，计算安全系数值，按课本式（156）158则得CAS374PS6607MAK1201S1692TAK1596821173S15CA0215故该轴的截面右侧的强度也是足够的。本轴因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，低速轴的设计计算即告结束。4切割主轴传动轴部分及其设计计算224切割主轴传动轴部分及其设计计算切割主轴的传动轴部分是大白菜收获机设计中的一项关键部分，这是由于切割部主轴在实际的加工中生产中，其效率高低和性能优劣在很大程度上都是由切割部主轴的传动轴部分影响和决定的。在实际设计中，切割主轴传动轴作为切割主轴机构的重要部分，其主要作用就是通过传递载荷和力矩，从而带动切割主轴上的砂轮进行工作运转，来对工件进行磨削加工。切割主轴传动轴和日常中的普通轴之间，既有共同之处，即都是作为载荷的传动装置，都要在一定的环境下才能稳定持续的运转；同时其也有自己的特别之处，如其能不依靠其他装置，自己就可以在比较大的载荷作用下工作，同时其还要带动砂轮运转来进行对工件的磨削加工，所以在对其进行设计和加工中，我们需要考虑更多的相关参数和技术要求。41切割主轴传动轴所需标准图41主轴部件应满足的基本要求411切割主轴的刚度概念切割主轴传动轴的刚度是指在其受到外部施加的力或者力矩作用时，其由于内部作用力而排斥抗衡其形状发生变化的一项固有属性。其具体原理图如下所示图42磨头主轴组件静刚度具体公式为4切割主轴传动轴部分及其设计计算23N/M（31）YFK/U在实际的方案规划时，我们应该从全局出发，全面考虑各方面可能对其造成影响之处，以求其能获得更高的刚度属性。412切割主轴的耐磨性概念指其在长时间周期的工作运转中能够保证其内部精度等级仍不变的能力。因此，在实际选配件时，应选取一些具有比较大的硬度的配件，同时，也应努力采取一些比如润滑等相关措施，从而使得其使用周期延长。413切割主轴的旋转精度概念指当切割主轴主轴在人工操作下，或者是在没有工作件时运转，或者是在运转速度很小时，此时切割主轴传动轴的前面以及轴径向的，以及的ARO大小，其原理图如下图所示图43磨头主轴的旋转误差414切割主轴的抗震能力概念指其排斥受外载荷作用和自身内部结构导致的不稳定震荡，仍能维持恒定工作节奏的本领。由于科技及机械工业的迅猛发展，切割主轴机构对其的要求也会不断增加。415切割主轴的热变形概念指当其在运转时由于进行不同的运动而导致各部分部件间发生相互作用，而导致自身温度变高，以致其结构外貌导致变化。在实际的设计和加工中，应努力采取一些措施来避免此种情况的发生，从而使得切割部主轴机构能够持续稳定地工作运行，加工出符合要求的零件产品。42切割主轴传动轴部分的分布在我们实际对切割主轴传动轴部分的设计过程中，一定要充分考虑到前面提到的几点，再根据实际情况，具体设计切割主轴传动轴的分布。切割部主轴的主轴装置有两种不同的安装设计形式，一种是用左右分布受力，另外一种是除了前面已有的，再加一个中间的受力点，而在实际设计中，还是选择商丘工学院本科毕业设计（论文）24第一种的比较大众化。在本次的设计中，我所选择的也是第一种的形式。而在具体的切割主轴传动轴设计过程中，需要满足如下一些条件（1）能够符合切割主轴传动轴内部构造的匹配如果必须使得切割主轴的内部构造比较简洁，而同时需要其在功用方面具有承受比较大的力作用时，我们可以采取在其受力点处安装多个受力配件的方式。而如果是切割主轴装置的内部配件之间距离较小的时候，因为受到其本身构造的影响，我们可以采取让其内部的轴承分布在不同之处。（2）能够符合其加工质量的需要在进行加工安装时，采取不同的安装方式，可能会对最后切割主轴机构的加工质量产生很大的影响，因此在进行安装各部件时，一定要先仔细构思好，选择一个合理的，能够满足加工质量要求的安装方式。（3）能够在较大负荷作用下工作在实际设计中，应根据其装置所要承受的负荷大小来决定其具体选用什么样的配件。而对于在切割主轴装置中的关键部件轴承来说，其选用不同的型号以及数目，会对整个装置的整体受力性能产生很大的影响。表41不同型号轴承的对比滑动轴承基本要求滚动轴承动压轴承静压轴承刚度只和型号有关，预紧后可提高一些随转速和载荷升高二增大与节流形式有关，与载荷转速无关旋转精度精度一般或较差单油楔轴承一般，多油楔较高可很高承载能力一般为恒定值随转速增加而增加，高速时受温升限制与油枪相应压差有关抗振能力不好较好很好速度性能中低速较好中高速较好适应于各种转速摩擦功耗一般较小较小本身较小寿命受疲劳强度限制在不频繁启动时，较大自身无限，但供油系统寿命有限噪声较大无噪声本身没有，泵有噪声（4）能够符合利益最大化的需要在实际设计中，除了要考虑一些技术性的参数外，同时还有一个很重要的考4切割主轴传动轴部分及其设计计算25虑点，那就是利益最大化。在进行设计方案中，在能够满足其使用功用的同时，应选取其成本比较低的，从而实现其节约性的要求。43切割主轴传动轴形状的选择在实际设计中，要确定切割主轴传动轴的具体形状，需要考虑的因素有很多，比如其上所选择的密封设备，轴承等部件的型号，大小，多少等等，另外其工作方式，组合类型等也都要考虑在内。在实际设计中，经常会做成阶梯状的形式。这里我所选择的也同样是把切割主轴装置的传动轴做成阶梯轴，从而达到拆装容易的目的。44切割主轴传动轴的热处理我们知道，金属刚的弹性模量是一个固定值，其与具体的刚是什么类型基本没关系。而刚的材料却在很大程度上由其决定着，所以从实际情况出发，在进行选材时，比较低价的45刚应成为我们的第一之选，同时为了使其具有更高的使用性能，应对其进行相关的热处理工艺。表42使用滚动轴承的45钢主轴热处理等参数材料牌号工作条件使用机床常用代用热处理硬度轻中负载车，钻，铣，磨床主轴4550调质HB220250轻中负载局部要求高硬度磨床的砂轮轴4550高频淬火HRC5258轻中负载PV40（NM/CMS）2车，钻，铣，磨床的主轴4550淬火回火高频淬火HRC4250HRC525845切割主轴传动轴的设计标准在实际过程中，必须对切割主轴传动轴作出一些具体的设计标准。切割主轴传动轴的表面质量对传动轴上各部分配件的运转精度等级作用甚大。传动轴与上面的各部分配件相接触点的表面质量越好，那么相互作用之后的形变量也就越低，所以其加工质量性能也就越好。所以在设计中，必须要保证切割主轴传动轴具有能够满足加工质量要求的设计标准。46切割主轴传动轴上轴承的挑选经过以上对切割主轴传动轴以及其配件的相关分析论证，经过翻阅相关设计参数资料，我们即可确定此处可采用的轴承型号是36206，也就是角接触球轴承，其商丘工学院本科毕业设计（论文）26接触角是15度，但这代号是其以前的名称，现在它的代号为7206C，其具体参数结构如下图所示。图44轴承图图45轴承结构参数及安装尺寸4切割主轴传动轴部分及其设计计算2747切割主轴传动轴上轴承的校对计算我们在实际中挑选轴承时，要考虑的因素很多。不但要选取大小合适的，还要能够满足其加载在装置中能够满足加工质量的要求。其选择的正确，则可以使整个装置的性能得到优化，而如果挑选的不合适，那就回影响其本身使用期限甚至整个机构的使用性。所以我们在挑选时，一定要根据实际情况，具体问题具体分析，根据其工作环境，要满足的加工质量要求，拆装方便，以及现有机器的实际情况等，来挑选出最佳的型号。同时，为了确保轴承能够在工作运行时安全稳定持续，我们还要对其进行相应的校对计算。此处，因为传动机构的实际转速比较大，所以我们可以根据计算基本额定动载荷在挑选及校核其能不能达到使用标准。因为一般是在合理的状态下工作的，所以我们可以选择其标准使用期限为500小时。其计算过程如下（32）RTNDMHCPF上式中，FD冲击载荷因数15；FN速度因数0822；P当量动载荷，N；C基本额定动载荷计算值，N；FT温度因数1；FM力矩载荷因数，力矩载荷较小时取15，较大时取2；CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；FH寿命因数1；经过翻阅机械设计资料求出，FD15；FM15；FT1；FH1；FN0822；在这里的切割部主轴机构设计中，我们可以假设其轴承只受到径向的负荷，则其当量动载荷就是（33）YFAXRP经翻阅机械设计书，求出X1，且Y0；所以，N。由以上可得128经过详细的计算论证，这里我们应采用的型号是7206C，其详细的结构数据是小径D25MM，外圆直径D62MM，其KN，而KN，其最大转速2RC510RC是一万转每分钟。同时验算它的额定的静载荷。其额定静载荷的验算方法是商丘工学院本科毕业设计（论文）28（34）RCPS00其中综上所述，这里我所采用的轴承能够满足使用要求。48切割主轴传动轴外部伸长量在实际的设计切割主轴传动轴中，需要使得其在套筒内的前端受力点外有一部分的伸长量，从而将带轮安装在上面实现传动，而这伸长量的大小，对其意义非同寻常。通常是其值越小越好。所以在实际设计中，在能满足要求的情况下，我们务必优先选用较小的伸长量。经过翻阅相关的机械设计手册，查得在切割部主轴传动轴的设计中，其伸长量与传动轴轴颈处的直径比值在125到25之间，所以其伸长量的范围就是在375MM到75MM之间。这里我所采用的数值是45MM。49切割主轴传动轴的校核通过实际观察我们发现，切割主轴传动轴在整个切割主轴装置的实际运行中起主要主要作用。因为在机器的正常运行中，传动轴承受很大的负荷，但是其可以接受的形变量却非常小，所以在设计及校核切割主轴传动轴时，主要就是检验其刚度值是否在要求范围之内。而对于切割主轴传动轴的具体刚度值大小，我们不好直接进行测量计算。但是根据其定义我们可知道，如果我们能够求出其挠度和倾角，那么也就能够得出其刚度的情况。491受力作用的转换如果传动轴上是两个受力承受点的，并且其前端部分分布多个受力轴承，那么这种形式我们可将其转换成一头固定，一头受力的形式，转换图如下所示4切割主轴传动轴部分及其设计计算29图46磨头传动轴简化为固定端梁而如果每个受力作用点处的受力轴承只是一个单列或者是双列的结构，那么我们可以把其转换成简支梁的形式，其示意图为以下形式图47磨头传动轴组件简化为简支梁根据以上的分析，结合我自己实际的设计方案，可知其原理与上图46相同。492切割主轴传动轴的挠度根据翻阅我们大二时所学的材料力学的教材，可进行更详细的探究，结果见下图图48固定端梁在载荷作用下的变形根据此原理，那么其极限值35EIFLB3MAX商丘工学院本科毕业设计（论文）30这里，D35MM493切割主轴传动轴的倾角由上图的分析可知其极限值为37EIFLB2经翻阅机械设计相关手册，查得在满
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