木材臥式刨床設(shè)計
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山 東 輕 工 業(yè) 學 院
畢業(yè)設(shè)計中期進展報告
院系名稱 機械工程學院
學生姓名
專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化07-2
指導(dǎo)教師
二○一一年五月三日
山東輕工業(yè)學院
畢業(yè)設(shè)計(論文)中期進展報告表
學院
機械工程學院
專業(yè)班級
學生姓名
學號
導(dǎo)師姓名
設(shè)計(論文)題目
木材臥式刨床設(shè)計
設(shè)計(論文)工作進展情況(對照任務(wù)書中的進度安排介紹已完成的工作;擬進行的工作及進度安排;存在的問題及采取措施)
一、中期檢查前的進度安排
第5周~第6周:學生查閱資料、參觀調(diào)研、外文翻譯、文獻綜述;
第7周:學生撰寫開題報告和初步方案設(shè)計;
第8周:木材臥式刨床設(shè)計工作原理設(shè)計;
第9周:中期檢查;
二、已完成的工作
第五周:完成實習報告的撰寫,資料查閱和整理,等基礎(chǔ)工作;并從網(wǎng)上檢索木材臥式刨床的相關(guān)資料,并經(jīng)過整周的修改完成英文翻譯, 查找上交中英文翻譯相關(guān)的格式,有修改好的上交翻譯文件。
第六周:根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目,結(jié)合畢業(yè)實習確定二種基本設(shè)計方案;根據(jù)設(shè)計題目,對比可能的幾種方案選出最優(yōu)方案。
第七周:將初步定稿的CAD圖及設(shè)計方案交與趙老師審查。
第八周:討論方案工作原理的實現(xiàn)和優(yōu)化,促進任務(wù)的完成。
第九周:整理上交有關(guān)文件,進行中期檢查。
三、擬進行的工作
第10周:木材臥式刨床設(shè)計;
第11周~第13周:編寫設(shè)計說明書、論文,畫結(jié)構(gòu)裝配圖和零件圖;
第14周:三維立體構(gòu)建裝配圖;
第15周:驗收評閱、答辯及成績評定,資料歸檔和工作總結(jié)。
四、存在問題及采取措施
五、未解決問題
指導(dǎo)教師評價意見
1.設(shè)計(論文)進展情況評價
(基本完成計劃、部分完成計劃、沒有完成計劃)
2.學生工作態(tài)度情況評價
(認真、一般、較差)
3.已完成設(shè)計(論文)質(zhì)量評價
(較好、一般、較差)
4.設(shè)計(論文)不足之處及改進意見
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
注:每名學生填寫一份,并由指導(dǎo)教師填寫意見、簽字后,返還學生歸檔
山 東 輕 工 業(yè) 學 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書
機械工程學院 級 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 姓名
題目 木材臥式刨床設(shè)計
主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等:
1. 主要內(nèi)容:
木材是人類發(fā)現(xiàn)利用最早的一種原料,與人類的住、行、用有著密切的關(guān)系。人們對木材的依賴也越來越強烈,木質(zhì)產(chǎn)品走進千幾萬戶,對木材加工機床的種類也提出更多的要求,因此設(shè)計一臺木材臥式刨床也是非常需要的。
2.基本要求:設(shè)計一臺木材臥式刨床,最大刨削寬度為150mm,工作臺長度820mm,最大刨削厚度3mm,載口深度為9mm,最大鋸料厚度60mm,鋸片尺寸250x25x1.6,刨刀軸轉(zhuǎn)速3856rPm,加工最大圓孔13mm,電動機功率1.5KW。
3.表現(xiàn)形式:
裝配圖及部分零件圖(3張零號),設(shè)計說明書(10000字),相關(guān)英文資料譯文,開題報告,中期進展報告和實習報告。
4.主要參考資料:
機械設(shè)計師手冊,相關(guān)產(chǎn)品網(wǎng)站。
完成期限:自 2010 年 3 月 20 日至 2010年 6 月 20 日
指導(dǎo)教師: 教研室主任:
學院院長: 年 月 日
山 東 輕 工 業(yè) 學 院
畢業(yè)實習報告
院系名稱 機械工程學院
學生姓名
專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化07-2
指導(dǎo)教師
二○一一 年四月十日
實 習 情 況 一 覽 表
時間
地 點
實習內(nèi)容(講座、參觀、車間工作、總結(jié)等)
指導(dǎo)教師
備注
2011/3/7
校金工實習車間辦公室
畢業(yè)實習及畢業(yè)設(shè)計動員大會
趙建國
2011/3/8——3/11
校圖書館
查閱相關(guān)木工機械資料
趙建國
2011/3/14——3/15
濟南建華五金機電市場
參觀濟南建華五金機電市場,觀看并了解了相關(guān)木工機械設(shè)備
趙建國
2011/3/17——3/18
濟南國際五金機電城
參觀濟南國際五金城,觀看并了解了相關(guān)木工機械設(shè)備
趙建國
2011/3/20
泰山木工機械有限公司
廠規(guī)安全教育
趙建國
2011/3/21——3/22
泰山木工機械有限公司
參觀生產(chǎn)加工車間,觀看了木工機械設(shè)備及設(shè)備零件的生產(chǎn)加工
趙建國
2011/3/24——3/25
泰山木工機械有限公司
參觀生產(chǎn)裝配車間,觀看了木工機械的裝配過程
趙建國
2011/4/3—4/4
學校機房、自習室、宿舍等
整理相關(guān)材料,寫實習報告
趙建國
畢業(yè)實習報告
一、實習目的及要求
1、實習目的
在本科專業(yè)教育中,實習是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。通過實習,可以使我們熟悉機械設(shè)計的具體操作流程,增強感性認識,并可從中進一步了解、鞏固與深化已經(jīng)學過的理論和方法,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力。
機械設(shè)計實習的主要目的就是培養(yǎng)我們的實踐能力,同金工實習的意義是一樣的,金工實習要求我們都日常的機械車床,勞動工具能夠熟練使用,能夠自己動手做出一個像樣的東西來。而畢業(yè)實習就要我們對機械設(shè)備的識別,相應(yīng)工具的操作,相關(guān)儀器的使用,機械設(shè)備設(shè)計、裝調(diào)的全過程,掌握查找及排除機械故障的常用方法有個更加詳實的體驗,不能在面對這樣的東西時還像以前那樣一籌莫展。有助于我們對理論知識的理解,幫助我們學習專業(yè)知識。使我們對木工機械的設(shè)計,裝機與調(diào)試有一定的感性和理性認識,為以后從事相關(guān)木工機械工作打下堅實的基礎(chǔ)。同時實習也能使我獲得木工機械的實際生產(chǎn)知識和裝配技能,增強獨立工作的能力。同時也培養(yǎng)同學之間的團隊合作、共同探討、共同前進的精神。
2、實習要求
(1) 安全要求:實習期間必須注意自身安全,遵紀守法,遵守學校和實習單位相關(guān)的安全規(guī)定
(2)及時與指導(dǎo)老師聯(lián)系,及時反饋實習單位、實習進展及實習內(nèi)容等情況。 (3)定期或不定期向指導(dǎo)老師匯報實習過程。
(4)實習期間應(yīng)發(fā)揚勤學好問、謙虛、謹慎、團結(jié)協(xié)作、不怕苦不怕累的精神,遇到不懂的問題及時向技術(shù)人員或?qū)嵙曋笇?dǎo)老師請教。
3、實習單位簡介
(1)濟南建華五金機電市場
濟南建華五金機電市場地處繁華的商貿(mào)中心區(qū),北園大街與歷山路交叉路口,有3、8、2、45、K107、K53、79路等公交站點,市內(nèi)高架、濟青、京福高速路入口,近在咫尺。市場占地40000平方米,規(guī)劃設(shè)計建筑面積30000平方米,一期已建成招商面積14000平方米,二期面積16000平方米,一層大空間、拱頂式、鋼結(jié)構(gòu)。市場由濟南建華五金交電化工公司主辦,集具實力,匯聚省內(nèi)外知名廠家,經(jīng)銷批發(fā)高中檔五金、機電、交通、水暖、標準件等名優(yōu)產(chǎn)品。
(2)濟南國際五金機電城
濟南國際五金機電城是集商、住、倉儲為一體的專業(yè)化五金機電市場,市場位于濟南市歷山北路中段,北臨濟青高速零點,南臨北園大街,地理位置優(yōu)越,交通便利,該項目一期占地150畝,建筑面積12萬平方米,總投資1.05億元,入駐業(yè)戶1000余家;二期工程110畝,建筑面積8萬平方米。是以經(jīng)營五金工具、水暖器材、電器電料、小型機械、機電設(shè)備為主的專業(yè)市場,是濟南市規(guī)模最大、專業(yè)化最強、品牌最多、商家最多的五金機電專業(yè)商貿(mào)城。國際五金機電市場2007年4月26日正式對外營業(yè),為了滿足廣大顧客和用戶的需求,不斷擴大自己的經(jīng)營范圍:本著因地制宜的原則,市場開辟出一部份場地專業(yè)經(jīng)營電子產(chǎn)品;二期工程——黃臺衛(wèi)浴市場主要經(jīng)營各類管材、陶瓷衛(wèi)浴潔具的專業(yè)化批發(fā)市場。國際五金機電城誓言:在今后的發(fā)展中,會一如既往、戒驕戒躁,不斷的開拓進取,為社會服務(wù),為廣大消費者服務(wù)。
(3)泰山木工機械有限公司
泰安市泰山木工機械有限公司位于中華之魂、五岳獨尊的泰山腳下,北依泉城濟南,南臨孔子故里曲阜,位于山東“一山、一水、一圣人”的黃金旅游線中心。泰安交通便捷,京滬鐵路在境內(nèi)通過,公司距京滬、京福、青蘭高速公路5公里。公司已通過ISO9001質(zhì)量體系認證,是中國家具協(xié)會會員、中國專利山東明星企業(yè)、泰安市高新技術(shù)企業(yè)、泰安市文明誠信民營企業(yè)。公司擁有通用和專用設(shè)備100多臺(套),是目前國內(nèi)較具規(guī)模的木材拼板機、車間集塵設(shè)備、涂裝設(shè)備、真空覆膜機等產(chǎn)品的綜合性木工機械制造企業(yè)。木材拼板機在已生產(chǎn)氣動式、液壓式、液壓(雙面)式的基礎(chǔ)上又研制成功層壓式,熱壓層壓拼板機和拼框機等木材拼板設(shè)備。車間集塵設(shè)備有脈沖式和旋風式。涂裝設(shè)備有地線涂裝吊線涂裝。以上設(shè)備的設(shè)計、開發(fā)、制造滿足了木材加工企業(yè)的許多需求。深受廣大客戶青睞。
二、實習內(nèi)容
1、參觀濟南建華五金機電市場
2011年3月14日—3月15日,我們到濟南建華五金機電市場參觀實習。
在這里我們了解到木工機床可分為木工鋸機、木工刨床、木工車床、木工銑床、木工鉆床、開榫機、榫槽機、木工砂光機、以及修整、刃磨木工刀具的輔機等。木工機械是指在木材加工工藝中,將木材加工的半成品加工成為木制品的一類機床。家具機械是木工機械的重要組成部分。
通用的木工機械有:
(1) 原木加工機械
旨在對原木進行初道的加工處理的機械,如鋸切、去木皮、除濕等。
(2 )木板制造及加工機械
實木板及人造板(膠合板、中密度板、刨花板等材料)的制造機械,并對板材的表面進行處理,以供家具加工所用板材的前道加工程序用的機械,如拼板機、指接機、冷熱壓機,覆面機等。
(3)家具制造機械
包括板式家具、辦公家具、實木家具以及其它木制品加工制造需要用的機械,有手動、半自動、全自動之分。品種繁多,涉及面廣。從鋸切、成型、仿形、鉆孔、開榫槽、拼接組合、涂膠、上漆到包裝等各方面,均可由機械完成。
2、參觀濟南國際五金機電城
2011年3月17—3月18日,我們到濟南國際五金機電城參觀實習。
我們也參觀了解了各種木工機械,包括木工鋸機、木工刨床、木工車床、木工銑床、木工鉆床及開榫機等。同時我們還了解到木工機械發(fā)展新趨勢,綜合起來其發(fā)展趨有以下幾個方面:
?。?)提高木材的綜合利用率。
?。?)提高生產(chǎn)效率和自動化程度。
?。?)提高加工精度。
(4)應(yīng)用高新技術(shù)。
?。?)發(fā)展柔性化,集成化加工制造系統(tǒng)。
(6)安全無公害加工生產(chǎn)系統(tǒng)。
最后我們還了解了變頻器在木工機械上的節(jié)能改造應(yīng)用,木工機械在啟動時,電機的電流會比額定高5-6倍的,不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量. 系統(tǒng)在設(shè)計時在電機選型上會留有一定的余量,電機的速度是固定不變,但在實際使用過程中,有時要以較低或者較高的速度運行,因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、通過改變設(shè)備輸入電壓頻率達到節(jié)能調(diào)速的目的,而且能給設(shè)備提供過流、過壓、過載等保護功能。進口變頻器ABB西門子比較好,但貴得離譜,國內(nèi)變頻器做得較好的有三晶、匯川和英威騰等。
3、泰山木材機械有限公司實習
2011年3月20—3月25日,我們到了泰山木材機械有限公司實習。
泰安市泰山木工機械有限公司位于中華之魂、五岳獨尊的泰山腳下,北依泉城濟南,南臨孔子故里曲阜,位于山東“一山、一水、一圣人”的黃金旅游線中心。泰安交通便捷,京滬鐵路在境內(nèi)通過,公司距京滬、京福、青蘭高速公路5公里。
3月20日,學習公司安全操作規(guī)定及注意事項。
(1)木工機械操作人員必須熟練掌握各種機械的構(gòu)造、性能和操作、維護方法、做到專人使用、專人負責。
(2)操作木工機械時,應(yīng)穿戴好工作服,扎緊袖口,女同志必須戴好工作帽,辮子放入帽內(nèi);不許戴手套、圍巾等進行操作。
(3)機械開始工作前必須先試車,各部件運轉(zhuǎn)正常后方能開始工作。
(4)木工機械上的軸、鏈條、皮帶輪、皮帶及其他運轉(zhuǎn)部分,都應(yīng)設(shè)置防護罩和防護板。
(5)機械運轉(zhuǎn)中如有不正常情況或發(fā)生其他故障時,應(yīng)立即切斷電源,停車檢修。
(6)更換刨刀、鋸片時,必須切斷總電源。
3月21日—3月22日,參觀實習了表面刨床,其最大工作寬度520mm, 工作臺全長 2960mm, 進料臺長1780mm, 圍欄規(guī)格 500X175mm, 刀具速5000rpm, 電機功率4KW, 5.5 HP, 50HZ, 刀具數(shù)量4把,刀具擋板 120mm, 圍欄傾斜度45度,配有保護裝置,進料臺為液壓驅(qū)動,接榫, 配有偏心卡盤,手工操作。
厚度刨床, 其工作寬度 520mm, 最大(小)高度 300 mm ( 3 mm ), 工作臺長度 250 mm, 刀具數(shù)量4把, 進料速度 6 – 20 m/min, 主發(fā)動機7.5 HP / 5.5 KW, 配有塵土取出裝置,2個塑膜的出料輥。
3月24日—3月25日,這兩天參觀實習了木工銑床:操作臺尺寸720 x 730 mm, ,工作長度 180 mm, 運行距離 260 mm, 工作速3000/4500/6000/7000/10000 rpm, 主電機功率2.9 KW,4 HP 50 HZ, 配置: 可調(diào)整的護欄(最大直徑250mm), 前后蓋, 腳踏控制的機械制動裝置,工作高度顯示表, 星形三角啟動開關(guān), 偏心夾鉗, 可移動護欄 -45 + 45 度,銑床軸 30 mm。
帶鋸,鋸輪直徑 800 mm, 最大切削高度400 mm,最大切削寬度 785 mm, 操作臺距地面高度 960 mm, 鋸鋒寬度40 x 7/10 mm, 操作臺尺寸1180 x 800 mm, 鋸鋒最大長度5630 mm, 電機高度4 – 5.5 HP, 輪子轉(zhuǎn)速 660 RPM, 有除塵裝置。
三、實習總結(jié)和體會
通過短暫的實習工作,我覺得自己學到了很多東西,這其中包括了知識、經(jīng)驗、以及團體協(xié)作精神,這其中有很多東西是我在學校里學不到的,拓寬了視野,增長了見識,在木工機械方面的認識得到了加強和補充,清楚了木工機械的很多原理和維護、調(diào)試原理,為以后的畢業(yè)設(shè)計和工作做了一個很好的開始。
我很感謝單位給了我這次實習的機會,感謝老師和工廠的師傅,通過這次實習工作使我充分認識到了自身的不足之處,以后的工作中我會積極改進自身不足的地方,為畢業(yè)后的社會生活做好準備。我相信我一定會在畢業(yè)后的工作中闖出自己的一片天地。
指導(dǎo)教師評語:
實習成績:
指導(dǎo)教師: 年 月 日
山東輕工業(yè)學院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
課題名稱
木材臥式刨床設(shè)計
課題類型
工程設(shè)計—模擬課題
導(dǎo)師姓名
學生姓名
學 號
專業(yè)班級
機械07-2
選題依據(jù)
木材臥式刨床加工的對象是木材。木材是人類發(fā)現(xiàn)利用最早的一種原料,與人類的住、行、用有著密切的關(guān)系。人類在長期實踐中積累了豐富的木材加工經(jīng)驗。木工機床正是通過人們長期生產(chǎn)實踐,不斷發(fā)現(xiàn)、不斷探索、不斷創(chuàng)造而發(fā)展起來的。主要用于建筑、家具和木門等制造部門。
科學技術(shù)不斷地向前發(fā)展,新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、微波技術(shù)以及高壓射流技術(shù)的發(fā)展,給家具機械的自動化、柔性化、智能化和集成化帶來了新的活力,使木工機床的品種不斷增加,技術(shù)水平不斷提高。
設(shè)計內(nèi)容
設(shè)計一臺木材臥式刨床,最大刨削寬度為150mm,工作臺長度820mm,最大刨削厚度3mm,載口深度為9mm,最大鋸料厚度60mm,鋸片尺寸250x25x1.6,刨刀軸轉(zhuǎn)速3856rPm,加工最大圓孔13mm,電動機功率1.5KW。
設(shè)計方法及技術(shù)路線
根據(jù)工作要求設(shè)計機床結(jié)構(gòu)及工作原理。
1、 機體:用來支撐、連接和固定其它部件。
2、 刀軸組裝:安裝各種刀頭,完成木工切削作業(yè)。
3、 前、后工作臺部分,前工作臺通過升降手柄的轉(zhuǎn)動,可調(diào)整刨削深度和載口深度;后工作臺主要用來調(diào)整后工作臺面對刨刀的相對高度,從而適應(yīng)不同木質(zhì)材料的加工。
4、 鋸割部分:用于鋸料倒棱、裁口起線作業(yè)。
5、 榫槽部分:該部分由榫槽支架、榫槽工作臺等組成??赏瓿摄@圓孔等作業(yè)。
時間安排
1、五月二十號之前畫出草圖。
2、五月三十一號之前用CAD畫出機器零件圖,裝配圖等圖紙。
3、六月十號之前寫出設(shè)計說明書及使用說明書,完成畢業(yè)設(shè)計。
預(yù)期成果
設(shè)計出一臺木材臥式刨床,最大刨削寬度、工作臺長度、最大刨削厚度、載口深度為、最大鋸料厚度、鋸片尺寸、刨刀軸轉(zhuǎn)速、加工最大圓孔及電動機功率等均符合工作要求。
參考文獻
[1]孫恒,陳作模,葛文杰. 機械原理. 高等教育出版社 ,2006.05
[2]濮良貴 ,紀名剛. 機械設(shè)計. 高等教育出版社, 2006.5
[3]王章忠. 周玉華機械工程材料. 高等教育出版社, 2007.01你好考慮建立 [4]陳立平,張云清,任衛(wèi)群等.機械系統(tǒng)動力學分析及ADAMS應(yīng)用教程清華大學出版社,2005.?
[5]馬曉春.我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2002.?
2011年 4月 20日
指導(dǎo)教師意見:
指導(dǎo)教師: 年 月 日
注:課題類型填寫:工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、軟件工程、理論研究等,同時注明X—真實課題;Y—模擬課題;Z—虛擬課題。
木材臥式刨床設(shè)計
作 者 姓 名
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師姓名
專業(yè)技術(shù)職務(wù)
第3頁
目 錄
摘 要 ……………………………………………………………1
第一章 緒論………………………………………………… 3
1.1木材臥式刨床的應(yīng)用和發(fā)展狀況…………………………………3
1.2設(shè)計內(nèi)容及要求……………………………………………………5
第二章 刨床方案的設(shè)定…………………………………… 6
2.1總體方案設(shè)計依據(jù)…………………………………………………6
2.2確定刨床設(shè)計方案…………………………………………………7
2.2.1技術(shù)要求…………………………………………………………7
2.2.2使用的刀具………………………………………………………7
2.2.3工藝規(guī)程的制定…………………………………………………8
2.2.4工作臺的運動設(shè)計………………………………………………9
2.2.5工作臺導(dǎo)軌的設(shè)計………………………………………………11
2.2.6傳動裝置的選擇…………………………………………………13
2.2.7電機的選擇………………………………………………………15
2.2.8刨床支撐形式……………………………………………………16
2.2.9木材臥式刨床的總體布局………………………………………16
第三章 機械部件的設(shè)計計算……………………………… 18
3.1 V帶的設(shè)計計算……………………………………………………18
3.2.1軸的設(shè)計計算……………………………………………………20
3.2.2軸的校核…………………………………………………………21
3.3軸承的選擇與校核…………………………………………………23
3.4鍵的選擇與校核……………………………………………………26
3.5潤滑方式與潤滑劑的選擇…………………………………………26
設(shè)計總結(jié)……………………………………………………………27
參考文獻……………………………………………………………28
29
第 頁
致謝…………………………………………………………………29
摘 要
木材是人類發(fā)現(xiàn)利用最早的一種原料,與人類的住、行、用有著密切的關(guān)系。隨著社會的發(fā)展,人類對木工機械的要求也越來越高,包括機械種類、功能等的需求。刨床是銑床的一個特例,用它加工木材工件主要可以獲得精確的尺寸和比較光滑的表面;還可以把零件加工成所需的截面形狀。刨床總體上可分為立式刨床和臥式刨床兩種。一般機床均采用臥式,大型車床采用臥式,主軸是立式的。立式車床主軸垂直布置,并且有直徑很大的水平布置的工作臺,橫梁和立柱上都有刀架,可獨立或同時工作加工直徑很大的長度,臥式車床主軸水平布置,機床導(dǎo)軌水平,加工長度多大于直徑。本設(shè)計要設(shè)計一個小型臥式刨床,以滿足木材小型加工的要求,同時還兼有其它一些功能,如鋸割,榫槽等。
關(guān)鍵詞:木材機械 臥式刨床 帶傳動
ABSTRACT
Wood is human found a way to use one of the earliest raw materials, and human lives, the line, with have a close relationship. With the development of society, human beings to woodworking machinery higher requirements, including mechanical types and functions of demand. Planer is a special case of milling, with its main can obtain wood workpiece machining precise measurements and smoother surface; Still can put into the machining parts of cross-section shape. In general can be divided into vertical cutting planer and horizontal planer two kinds. General machine adopts horizontal, large lathe adopts horizontal, spindle is vertical. Vertical lathe spindle vertical layout, and the level of the diameter of big worktable, decorate cross-piece is cutter, can independence or working at the same time, the length of the machining diameter big horizontal lathe spindle level decorate, machine slideway level, processing length than diameter. This design is to design a small horizontal planer, also with some other functions, such as saw-cutting and, tenon chamfer, etc.
Keywords: wood mechanical horizontal planer belt
第一章 緒論
1.1木材臥式刨床的應(yīng)用和發(fā)展狀況。
木工機床主要是從原木鋸剖到加工成木制品過程中所用的切削加工設(shè)備。主要用于建筑、家具和木門等制造部門。木工機床可分為木工鋸機、木工刨床、木工車床、木工銑床、木工鉆床、開榫機、榫槽機、木工砂光機、以及修整、刃磨木工刀具的輔機等。刨床按不同的工藝用途,刨床可以分為以下幾種類型:
(一)平刨床
類型:(1)手工進給平刨床,只加工工件一個表面。
(2)機械進給平刨床。
單軸:單軸為水平軸,只加工工件一個表面。
雙軸:雙軸為一水平一垂直軸,可加工工件兩個表面。
用途:用于精確的刨平待加工材料的表面,作為后續(xù)加工的基準。
(二)壓刨床:進給方式全為機械進給。
類型:(1)單面壓刨床,只加工工件一個表面。
(2)雙面壓刨床。同時加工工件的兩個對面。(一般前刀軸為平刨軸,后刀軸為壓刨刀軸)
用途:一般用于定厚加工。
(三)四面刨:進給全為機械進給。
類型:可分為四軸、五軸、六軸、七軸、八軸、十一軸四面刨。
用途:對工件的四個表面全部加工。
平刨床用途主要是單平面或基準平面加工,也可作為后續(xù)加工、測量的前工序。其加工特點是被加工面與加工面基準重合。刨床是用刨刀對工件的平面、溝槽或成形表面進行刨削的機床。刨床是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對的直線往復(fù)運動來達到刨削工件表面的目的。往復(fù)運動是刨床上的主運動。機床除了有主運動以外,還有輔助運動,也叫進刀運動,刨床的進刀運動是工作臺(或刨刀)的間歇移動。
隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,進入二十一世紀,是中國機械行業(yè)發(fā)展的黃金期,這也為木工機械但來了前所未有的機遇。當然也面臨著國外木工機械行業(yè)的挑戰(zhàn)。研究世界木工機械發(fā)展的尖端科技成果成為國內(nèi)行業(yè)發(fā)展的需要。這對提高我國木工機械科技水平,發(fā)展速度和機械產(chǎn)品的出口有著很大的幫助。
美國、意大利、德國以及中國臺灣地區(qū)是臥式刨床的主要生產(chǎn)國家和地區(qū),當然上述地區(qū)也是木工機械發(fā)展比較好的地區(qū)。在國際市場中占主導(dǎo)地位。近些年來大陸木工機械發(fā)展迅速,出口額大幅增加。其中德國是木工機械最大生產(chǎn)和出口國,德國每年投入到新技術(shù)的研發(fā)中的資金占得比重非常大,所以說其木工機械領(lǐng)域申請的專利是世界之最。意大利木工機械也不容小覷,意大利木工機械在桌椅制造、板材加工、表面鉆孔和裝飾加工機械方面均在世界處以領(lǐng)先地位。
我國木工機械在近幾年得到長足的發(fā)展。吸收國外先進技術(shù)的同時,提高了自主創(chuàng)新能力,很好的縮小了與世界先進水平的差距。我國木材臥式刨床發(fā)展形勢非常的喜人,設(shè)備已日趨成熟,在外觀、性能、和技術(shù)上進步快、出口價格低廉。已銷至歐洲、美國等發(fā)達國家。其中我省以青島為代表的產(chǎn)業(yè)集群呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。
當然我國木工刨床行業(yè)也存在諸多問題,首先是低價競爭,造成很多企業(yè)瀕臨破產(chǎn),入不敷出,惡性降價,擾亂市場。其次是自主創(chuàng)新能力差,技術(shù)水平低,性能差,遠遠達不到德國等國家的刨床發(fā)展水平。最后是市場的拓展,中國木工機械的傳統(tǒng)是沒有代理與經(jīng)銷商網(wǎng)和市場基礎(chǔ),市場渠道不暢,開創(chuàng)國際市場網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是必經(jīng)之路。
科學技術(shù)不斷地向前發(fā)展,新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、微波技術(shù)以及高壓射流技術(shù)的發(fā)展,給家具機械的自動化、柔性化、智能化和集成化帶來了新的活力,使機床的品種不斷增加,技術(shù)水平不斷提高。綜合起來其發(fā)展趨有以下幾個方面:
(1)提高木材的綜合利用率。
(2)提高生產(chǎn)效率和自動化程度。
(3)提高加工精度。
(4)應(yīng)用高新技術(shù)。
(5)發(fā)展柔性化,集成化加工制造系統(tǒng)。
(6)安全無公害加工生產(chǎn)系統(tǒng)。
家具及木工機械的特點:
(1)高速度切割。
(2)有些零部件的制造精度相對低。
(3)木工機床的噪聲水平較高。
(4)木工機床一般不需要冷卻裝置,而需要排屑除塵裝置。
(5)木工機床采用絕不能貫通進給方式多,工位方式少。
另外數(shù)控木工刨床業(yè)發(fā)展非??欤瑖鴥?nèi)外均已開始向此方向發(fā)展,并且國外先進單位一再加工中心方面取得一定成就。
1.2設(shè)計內(nèi)容及要求
本設(shè)計內(nèi)容是設(shè)計一個小型木材臥式刨床,滿足個體用戶或小型企業(yè)加工木材之用。要求最大刨削寬度為160mm,工作臺長度840mm,最大刨削厚度3mm。并且能夠在安裝一些附加零件之后有載口,鋸料等功能,要求載口深度為9mm,最大鋸料厚度60mm,鋸片尺寸250x25x1.6,刨刀軸轉(zhuǎn)速3856rPm,加工最大圓孔13mm,電動機功率1.5KW。(附加零件,本設(shè)計不涉及,僅供用戶根據(jù)不同需求擇情選擇添加。)
設(shè)計要求:
(1)除了具有刨削功能,還要有載口,鋸料等功能;
(2)最大限度地采用標準化、系列化及通用化的零部件。
(3)保證機床具有足夠的加工精度和相適應(yīng)的剛度和抗振性;
(4)便于操縱、調(diào)整、維修,便于輸送、裝卸工件和排屑等;
(5)節(jié)省材料,占地面積小,即經(jīng)濟效果好;
(6)符合安全標準。
(7)造型美觀。
第二章 刨床方案的設(shè)定
2.1總體方案設(shè)計依據(jù)
機械設(shè)計首先要根據(jù)產(chǎn)品功能進行規(guī)劃和決策,并且要滿足一些基本要求:
一、功能要求
功能是機器的核心和本質(zhì),因此設(shè)計的機器首先應(yīng)能實現(xiàn)預(yù)定的功能,并能在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的工作期限內(nèi)正常運行。
二、可靠性要求
機器有許多零件及部件組成,機器的可靠性取決于零部件的可靠性??煽啃杂每煽慷葋砗饬俊C器的零部件越多,其可靠度越低。為了保證機器的可靠度,當組成機器的零部件越多時,對每個零部件的可靠度要求也就越高。因此在設(shè)計機器時應(yīng)盡量減少零部件數(shù)目。
三、經(jīng)濟性要求
機器的成本包括設(shè)計、加工、裝配、材料、使用、維護等各個環(huán)節(jié)的成本。設(shè)計對機器成本的影響很大,統(tǒng)計分析表明機器成本的百分之八十由設(shè)計所決定。因此,設(shè)計時應(yīng)全面考慮以上各環(huán)節(jié)的成本,以提高機器的經(jīng)濟性。
設(shè)計機器時,可通過以下措施提高機器的經(jīng)濟性。
(1)采用先進的設(shè)計方法和手段(如CAD、有限元分析、并行設(shè)計等)。這樣,一方面可以得到很高的精確設(shè)計計算結(jié)果,并能進行優(yōu)化設(shè)計,其次就是盡可能減少設(shè)計中的反復(fù),從而縮短設(shè)計時間,降低設(shè)計成本。
(2)盡最大可能地采用標準件、通用件。
(3)使用國內(nèi)外先進技術(shù),先進成果。
(4)對零部件的結(jié)構(gòu)工藝進行改造,使其易于加工、裝配和維護,并能節(jié)約材料。
(5)使用有效地潤滑方式和密封裝置,從而延長機器的使用壽命。
(6)提高及其結(jié)構(gòu)部件的系統(tǒng)效率,節(jié)省能源消耗。
(7)提高機器的自動化水平,來提高機器的能源消耗。
四、操作方便和安全要求
在進行機器設(shè)計時,還應(yīng)考慮到一個重要問題,就是人性化設(shè)計,人機關(guān)系要和諧,力求操作方便、省力、舒適,盡可能的減少腦力和體力勞動。降低機器噪聲,防止有害介質(zhì)的泄露,降低環(huán)境污染。盡可能的是維護費用降低,并且方便維護。設(shè)置必要的安全防護裝置,確保機器運行時的人體安全和機器的自身安全。
五、造型、色彩要求
利用工業(yè)設(shè)計工藝,對機器進行造型設(shè)計和彩色設(shè)計,以實現(xiàn)、人、機器和環(huán)境的完美協(xié)調(diào)。機器產(chǎn)品的造型和色彩設(shè)計,直接影響到產(chǎn)品的銷售和競爭力,是進行機械設(shè)計中的一個不容忽視的環(huán)節(jié)。
2.2確定刨床設(shè)計方案
確定總體方案的過程中首先要明確要加工的工件的規(guī)格,隨之確定刀具。分析工藝,確定刨床工藝方法,機床的運動,總體布局。方案的選定,對機床整體影響非常的大,對床子的價格,效率,能量的消耗影響還會牽涉到床子的市場發(fā)展前景,因此床子的方案要充分考慮各種可行的方案,從中選出最優(yōu)方案,以達到各方面的要求。
2.2.1技術(shù)要求
木材臥式刨床加工的原料是木材,根據(jù)木材的特點和加工要求,設(shè)計一臺適用于建筑、家具裝潢等木制品加工使用的機床,并且適合小型木器廠和個體木工使用要求。配備的附件可實現(xiàn)多功能。
主要技術(shù)參數(shù):
最大刨削寬度 160mm
工作臺長度 840mm
最大刨削厚度 4mm
最大鋸料厚度 80mm
鋸片尺寸 300X25X1.6
刨刀軸轉(zhuǎn)速 3856rPm
電動機功率 1.5KW
2.2.2使用的刀具
刀具的種類很多,形狀、結(jié)構(gòu)也不盡相同,但是它們的基本功能都是在切削過程中,用刀刃從工件上切下多余的木料,這里使用的是刨刀,用刨刀片。下圖是一種典型的木工用刨刀片,且已批量生產(chǎn),供應(yīng)充足。因此就選擇此種刀片。
圖 2-1 刨刀片
2.2.3工藝規(guī)程的制定
規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造的過程和操作方法等的工藝文件,稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是生產(chǎn)產(chǎn)品零件的科學程序和科學方法的具體反映。
機械加工工藝過程包括工序、安裝、工位、工步、走刀。
制定機械加工工藝規(guī)程的原則是:在一定的生產(chǎn)條件下,按照資源節(jié)約、環(huán)境友好原則,以最少的勞動消耗和最低的費用,按計劃規(guī)定的進度,可靠地加工出符合圖紙上所提出的各項技術(shù)要求的工件。工藝規(guī)程首先要保證產(chǎn)品的質(zhì)量,同時要保證最好的經(jīng)濟效益、較高的生產(chǎn)率和能使產(chǎn)品盡快投放市場。因此編制工藝規(guī)程時應(yīng)做到技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理,還要使工人具有良好而安全的勞動條件。
本次設(shè)計的木材刨床,工件的進給可分為機械進給和手工進給:
機械進給,工件進給速度均勻,節(jié)省體力勞動,效率容易計算,加工出的零件的質(zhì)量也更加均勻。缺點是需要專門的進給設(shè)備,使得機械更加的復(fù)雜,并且會增加成本,機床操作也更加復(fù)雜,對工作人員的素質(zhì)要求也相應(yīng)的提高很多。維護等費用也會隨之提高。
手工進給,優(yōu)缺點與機械進給正好相反,工件進給速度不均勻,體力勞動比較大,效率不能保證,加工出的零件質(zhì)量不如機械進給穩(wěn)定。但是手工進給的優(yōu)點也相當明顯,因為要設(shè)計的是小型木材臥式刨床,木質(zhì)原料本身重量都不大,完全可以人工控制操作,且操作起來比較靈活,這樣床子結(jié)構(gòu)也會比較簡單,成本也比較的低,維護起來也比較的方便,操作也比較簡單,人群中適用范圍也更加的廣泛。
因此綜上所述,選擇手工進給,比較符合本次設(shè)計的要求,且能取得更好的綜合經(jīng)濟效益。
其中刨削厚度可通過工作臺來控制,因此設(shè)計時可設(shè)前后工作臺兩部分,前工作臺可以通過升降手柄的轉(zhuǎn)動,來調(diào)整刨削厚度,后工作臺的調(diào)整可以改變臺面對刨刀的相對高度,從而適應(yīng)不同木質(zhì)材料的加工,前后工作臺升至同位平行接觸時,可做鋸臺面使用,有效地防止刀片外飛的危險。下圖為前工作臺。
圖 2-2 前工作臺面
2.2.4工作臺的運動設(shè)計
控制工作臺的升降和前后移動,有多重方案,要一一列出,找出其優(yōu)勢與劣勢,經(jīng)過各方面的權(quán)衡,計算分析,選擇出一種,在本設(shè)計中綜合效益最好的一個,最終確定下來。經(jīng)研究分析,有以下兩方案在本設(shè)計中比較可行,現(xiàn)列出各自特點,供選擇之用。
方案一:在設(shè)計木材臥式刨床時采用液壓滑臺,用液體作為工作介質(zhì)進行能量傳遞的傳動方式稱為液體傳動。按照其工作原理的不同,液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動兩種形式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能力來傳遞能量,本設(shè)計主要用液壓傳動。液壓裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,即它具有大的功率密度或力密度,力密度在這里指工作壓力,液壓裝置工作平穩(wěn),換向沖擊小,便于實現(xiàn)頻繁換向,且能做到無級調(diào)節(jié)。同時液壓裝置易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化,便于設(shè)計、制造和推廣。但液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性是這種傳動無法保證嚴格的傳動比,且液壓傳動有較多的能量損失,因此傳遞效率較低,同時液壓傳動對溫度比較敏感,出現(xiàn)故障時不以診斷。
方案二采用機械滑臺的形式,采用絲杠螺母機構(gòu)使滑臺產(chǎn)生位移。當絲杠作為主動體時,螺母就會隨絲杠的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動,被動工件可以通過螺母座和螺母連接,從而實現(xiàn)對應(yīng)的直線運動。滾珠絲杠螺母間因無間隙,直線運動時精度較高,尤其在頻繁換向時無需間隙補償。滾珠絲杠絲母間摩擦力很小,轉(zhuǎn)動時非常輕松。絲杠傳動,剛性較好,可以傳遞較大扭力,位置準確,頻繁換向時容易產(chǎn)生沖擊振動。這種結(jié)構(gòu)較為簡單,且可以傳遞一定的載荷。其結(jié)構(gòu)表示有如下圖幾種。
圖2-3 各種工作臺緊急給裝置
此設(shè)計中選擇第一種形式。
分析和比較這兩個方案,由于此設(shè)計是設(shè)計一個小型木材廠或個人用的小型木材刨床。且考慮到經(jīng)濟性要求,只要符合要求,應(yīng)用經(jīng)濟性能更好的裝置,故決定選用第二個方案。
圖 2-4 工作臺進給裝置
2.2.5工作臺導(dǎo)軌的設(shè)計
導(dǎo)軌的功能是承載、導(dǎo)向。一般對導(dǎo)軌的基本要求有:
(1) 表面具有高的導(dǎo)向精度和直線度。
(2) 達到要求的剛度。
(3) 要保證導(dǎo)軌與機械部件或?qū)к壟c導(dǎo)軌之間的位置精度。
(4) 較高的耐磨性。
(5) 運動平穩(wěn)。
導(dǎo)軌的種類有很多,本刨床設(shè)計要求的是直線滑動導(dǎo)軌。直線滑動導(dǎo)軌主要有以下幾種:
(1) 矩形導(dǎo)軌,其特點是承載能力打,制造方便。缺點是磨損后不能自動補償間隙。一次要有間隙補償裝置。
其結(jié)構(gòu)草圖如圖a)
(2) 三角形導(dǎo)軌,三角形導(dǎo)軌具有自動補償磨損的能力,故其導(dǎo)向性好,缺點 是 制造較麻煩。其頂角一般為90度,小于90度可提高導(dǎo)向精度,110~120度時 可提高承載能力。設(shè)計時兩斜面的比壓要求基本相等。 其結(jié)構(gòu)草圖如圖b)
(3) 燕尾形導(dǎo)軌,燕尾形導(dǎo)軌,結(jié)構(gòu)緊湊,高度較小,常用于多層次移動部件中,缺點是制造較麻煩,不能自動補償間隙。必要時需有消除間隙裝置。其結(jié)構(gòu)草圖如圖c)
(4) 圓形導(dǎo)軌,圓形導(dǎo)軌最大的優(yōu)點就是制造方便,但磨損后間隙調(diào)整困難,故常用于受軸向力為主的場合,如拉床、鉆床的主軸和導(dǎo)向套組成的導(dǎo)軌副。其結(jié)構(gòu)草圖如圖d)
圖2-5 導(dǎo)軌
綜合以上幾種方案,結(jié)合本次設(shè)計的內(nèi)容選擇燕尾形導(dǎo)軌。
2.2.6傳動裝置的選擇
傳動裝置是大多數(shù)機器或機組的主要部分。事實上,傳動裝置在整臺機器的質(zhì)量和成本中都占有很大的比例。所要設(shè)計的刨床的工作性能和運轉(zhuǎn)費用也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。傳動方式有很多種,帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動。
帶傳動通常是由主動輪、從動輪、和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成。分為摩擦性傳動帶和嚙合型傳動帶。這里只對摩擦型帶傳動作為一種方案。
帶傳動的優(yōu)點是:(1)適用于中心距較大的傳動;(2)帶具有良好的撓性,可緩和沖擊可吸收震動;(3)過載時帶與帶輪會出現(xiàn)打滑,大話雖是傳動生效,但可防止損壞其它零件;(4)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。
帶傳動的缺點是:(1)帶傳動的外廓尺寸較大;(2)需要張緊裝置;(3)由于帶的滑動,不能保證固定不變的傳動比;(4)帶的壽命較短;(5)傳動效率較低。
圖 2-6 帶傳動
鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。
鏈傳動有許多優(yōu)點,與帶傳動相比,無彈性滑動和打滑現(xiàn)象,平均傳動比準確,工作可靠,效率高;傳遞功率大,過載能力強,相同工況下的傳動尺寸?。凰鑿埦o力小,作用于軸上的壓力?。荒茉诟邷?、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。
鏈傳動的缺點主要有:僅能用于兩平行軸間的傳動;成本高,易磨損,易伸長,傳動平穩(wěn)性差,運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲,不宜用在急速反向的傳動中。
圖2-7 鏈傳動
齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。在所有的機械傳動中,齒輪傳動應(yīng)用最廣,可用來傳遞相對位置不齒輪傳動遠的兩軸之間的運動和動力。齒輪傳動的特點是:齒輪傳動平穩(wěn),傳動比精確,工作可靠、效率高、壽命長,使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦;速度最高可達300m/s;齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備,嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。
圖 2-8 齒輪傳動
經(jīng)上所述的三種方案,結(jié)合本設(shè)計,設(shè)計的床子是切割木材之用的刨床,因此選用帶傳動。選用V帶,A-750型。
2.2.7電機的選擇
本設(shè)計是設(shè)計一臺木材臥式刨床,適用于建筑、家具、裝潢等木制品加工業(yè)使用,是小型木器廠和個體木工的理想機床。根據(jù)設(shè)計要求功率是1.5KW,因此本刨床可采用220V單相電動機為驅(qū)動力,經(jīng)三角皮帶直接傳動,是刨刀軸旋轉(zhuǎn)進行作業(yè),刨刀軸的旋向可由漏電斷路控制器控制,因此選用YL系列電動機,選用型號為YY90S-2,外形尺寸為300X176X205,同步轉(zhuǎn)速為1400r/min。
圖2-9 電機
2.2.8刨床支撐形式
因為本設(shè)計要求就是設(shè)計一臺木材臥式刨床,因此采用的是一字型支承,支承件是床身,或床身與底座的組合,具有這種支承形式的機床,稱為臥式機床。
2.2.9木材臥式刨床的總體布局
綜上所述,刨床總體布局如下圖所示:
圖 2-10 總裝示意圖
第三章 機械部件的設(shè)計計算
3.1V帶的設(shè)計計算
已知電動機功率P=1.5KW,轉(zhuǎn)速n1 =3856r/min傳動比i=2.75,每天工作大約8小時。
(1) 確定計算功率
可查得工作系數(shù)=1.1,故==1.65KW
(2)選擇V帶的帶型
根據(jù)、,由教材上圖査取,選A型帶。
(3)確定帶輪的基準直徑,并驗算帶速
根據(jù)表選取基準直徑,可選小帶輪直徑為,
則大帶輪的直徑為
又其傳動比i= / =2.75 (3-1)
則大帶輪直徑為=i=372.75=101.75mm (3-2)
據(jù)表取=100mm,其傳動比誤差小于5%,故可用。
驗算帶速=7.46m/s<30m/s= (3-3)
式中 ;
——小帶輪基準直徑;
故符合要求。
(4) 確定V帶中心距a和基準長度
根據(jù)0.7(+)<<2(+)初步確定中心距 (3-4)
0.7(250+630)=616<<2(250+630)=260mm
因要求結(jié)構(gòu)緊湊,故取偏小值=250mm。
計算V帶基準長度
=2+=750mm (3-5)
選V帶基準長度為=750mm
計算實際中心距a
a==260 (3-6)
(5) 驗算小帶輪上的包角
137.25 (3-7)
(6)計算帶的根數(shù)z
根據(jù)公式式計算帶的根數(shù),查取單根V
帶所能傳遞的功率為=9.04kw。
計算功率增量。
查得 =5.625
查得 =1.1373
故得
==0.99824kw (3-8)
查得 =0.92
=0.95
則帶的根數(shù)為
z= (3-9)
==2.3根 取z=2根
(7)計算單根v帶的初拉力的最小值
=211N
(3-10)
(8) 計算壓軸力
(3-11)
(9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
查教材表得,,e=15,,,; ,
B=(z-1)e+2f (3-12)
=(4-1)x25.5+34=13。
由上面得mm
計算得d>===42.64mm 取d=42mm (3-13)
, (3-14)
(3-15)
3.2.1軸的設(shè)計計算
21.84, 因最小直徑處要安裝帶輪,設(shè)有一個鍵槽,則: 22.81,取整數(shù) 23mm
(1)各軸段的直徑的確定
:最小直徑,安裝帶輪外伸軸段,23mm。
:密封處軸段,根據(jù)大帶輪的軸向定位要求,定位高度,以及密封圈的標準(擬采用氈圈密封),=24mm
:滾動軸承處軸段,=25mm,滾動軸承選取6205,其尺寸為d×D×B=25mm×52mm×15mm
:刨刀軸段,根據(jù)刨刀尺寸
:滾動軸承處軸段, 25mm
(2)各軸段長度的確定
:由帶輪從動端確定,=56mm
:由箱體結(jié)構(gòu)、軸承擋圈、裝配關(guān)系等確定,=55mm
:由滾動軸承裝配關(guān)系決定,=27mm
:由裝配關(guān)系確定,=68mm
:由由軸承確定,=25mm
(3)細部結(jié)構(gòu)
由機械設(shè)計手冊可得,帶輪處取鍵為:b×h×L=8mm×7mm×32mm
在 處采用過盈配合,起到密封作用:
滾動軸承與軸的配合采用過渡配合,此軸段的直徑公差選為;
參考教材查表得:各軸肩處的過渡圓角半徑,若30>d>18取R1
倒角為C1。
3.2.2軸的校核
1、軸上力的作用點位置和支點跨距的確定
帶輪對軸的力作用點按簡化原則應(yīng)在帶輪寬度的中點,因此可決定中間軸上兩帶輪力的作用點位置。軸上安裝的6305軸承,從表可知所以它的負荷作用中心到軸承外端面的距離a=9.3mm,故可計算出致電跨距和軸上各力作用點相互位置尺寸。支點跨距L≈2
2、計算軸上的作用力
1836N
帶輪
(3-16)
1568N (3-17)
2987N (3-18)
(三)計算支反力
1、垂直面支反力(XZ平面)
由繞支點B的力矩和,得:
(3-19)
-2410N,方向向下。
同理,由繞支點A的力矩和,得:
54N,方向也向下。
由軸上的合力,校核:
0,計算無誤。
2、水平面支反力(XY平面)
8541N
8452N,方向向下。
同理,繞支點A的力矩和,得:
5874N (3-20)
由軸上的合力,校核:
67.32N,計算無誤。
3、A點總支反力8452N (3-21)
B點總支反力65214Nmm
(4) 繪轉(zhuǎn)矩,彎矩圖
圖3-1 彎矩圖
1).垂直面內(nèi)的彎矩
C處彎矩:85463Nmm (3-22)
68451Nmm
D處彎矩:12354Nmm
21541Nmm
2).水平面內(nèi)的彎矩
B處彎矩: 32145Nmm
C處彎矩: 68452Nmm
3).合成彎矩
B處:347852Nmm (3-23)
321456Nmm
C處:=214584Nmm
205487Nmm
4).轉(zhuǎn)矩 325246Nmm
5).當量彎矩
折算系數(shù) =0.6
325488Nmm
C處:325874.35mm
D處:
(五)彎扭合成強度校核
校核危險截面C的強度
47.25Mpa (3-24)
根據(jù)軸選定的材料45鋼、調(diào)質(zhì)處理,查得[]=60Mpa
因為 ,故強度足夠。
3.3軸承的選擇與校核
1)滾動軸承的選擇:
根據(jù)載荷及速度情況,擬定選用圓錐滾子軸承。由軸的機構(gòu)設(shè)計,根據(jù) 25mm,選取深溝球軸承6205。其基本參數(shù)查表可得,基本尺寸為25X52X15,,=14,=7.88,。
2)滾動軸承的校核:
軸承的受力圖如下圖所示
圖 3-2 軸承受力圖
縱向載荷:
根據(jù)軸的分析,可知:A點總支反力2347.24N,B點總支反力1587.32N。
軸向載荷:
外部軸向力458.37N,從最不利受力情況考慮,指向A處1軸承(方向向左);軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承的計算公式
(3-25)
求出:597.34N(方向向右);579.21N(方向向左)。
因為,所以A處1軸承被壓緊,B處2軸承放松。故:937.35N,587.27N。
3)當量動載荷P:
根據(jù)工況(無沖擊或輕微沖擊),查出載荷系數(shù)。
1軸承:因,由表可查得)。
2437N (3-26)
2軸承:因0.329600h (3-27)
其中,溫度系數(shù)(軸承工作溫度小于80度),軸承具有足夠壽命。3.4鍵的選擇與校核
鍵的選擇與校核包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件來選擇;鍵的尺寸則按符合標準規(guī)格和強度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸與長度L。鍵的截面尺寸bXh按軸的直徑d由標準中選定。鍵的長度一般可按輪轂的長度而定,即鍵的長度等于或略短于輪轂的長度。綜上選取普通平鍵,尺寸為b X h X L=8X7X32。
鍵的校核, (3-28)
3.5潤滑方式與潤滑劑的選擇
在摩擦面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦,減輕磨損,保護零件不遭銹蝕,而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫作用。由于液體的不可壓縮性,潤滑油膜還具有緩沖、吸振的能力。根據(jù)本次設(shè)計的刨床,床子選用油壺滴加潤滑油潤滑,滑動軸承選用2號鈣基脂潤滑。
設(shè)計總結(jié)
經(jīng)過幾個月的準備與設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計終于要告一段落了,感慨頗多,這次設(shè)計是我第一次獨立完成設(shè)計一個機械的任務(wù),以前雖然也做過設(shè)計,但都是合作完成的。希望我的畢業(yè)設(shè)計能獲得圓滿成功。這個課題雖然是老是模擬的題目,但與實際非常接近,我學到了很多在課本上學不到的東西,也加深了對作為一名機械設(shè)計者感悟與體會。
在本次設(shè)計的過程中,我通過各種渠道查詢了大量的資料,在這期間我學會了如何在大量的資料里面找到自己需要的信息,在如今的信息時代,查取自己需要的信息的能力尤為重要。同時,通過查詢關(guān)于機械設(shè)計的各種手冊,對機械各種標準有了更深的了解。意識到要成功的研發(fā)設(shè)計出一件好的實用的產(chǎn)品,除了要有獨特的創(chuàng)意外,還得有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識作后盾才可以,同時用正確的設(shè)計觀和設(shè)計思想來指導(dǎo)設(shè)計工作也是不可或缺的。
總之畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)大學生綜合運用所學知識和技能解決問題能力的一個重要環(huán)節(jié),是我大學學習生涯的最后一個環(huán)節(jié),是對大學生階段最具有的智力和能力的一個總檢驗。通過這次檢驗,不但可以提高學生的綜合訓(xùn)練設(shè)計能力、科研能力(包括實際動手能力、查閱文獻能力,撰寫論文能力),還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機會。當然由于個人能力有限,設(shè)計中肯定還存在著許多不足之處,比如方案不夠創(chuàng)新,不夠完美,在實際應(yīng)用方面有太多的方面沒有考慮到,對于一些材料以及機械原理方面的東西掌握的不是很扎實,造成了本次設(shè)計的很多缺陷。重要的是體會到作為一個設(shè)計者應(yīng)該有的素質(zhì),及廣播的知識面,這將成為我未來工作生涯中的重要指導(dǎo)和方向。
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致謝
在論文完成之際,我首先向我的導(dǎo)師趙老師致以衷心的感謝!在這期間,導(dǎo)師在學業(yè)上嚴格要求,精心指導(dǎo),給了我人生的啟迪,使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時,也學到了很多做人的道理,明確了人生目標。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,淵博的學識,實事求是的作風,平易近人、寬以待人和豁達的胸懷,深深感染著我,使我深受啟發(fā),必將終生受益。
經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算,論文終于可以完成了,我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的,也不是最好的,但是在我心里,它是我最珍惜的,因為它是我用心、用汗水成就的,也是我在大學四年來對所學知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。
四年的學習和生活,不僅豐富了我的知識,而且鍛煉了我的能力,更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此,向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。
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