資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科生畢業(yè)設計 題 目：微型稻麥聯(lián)合收割機 脫粒清選部件設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 完成時間： 目 錄 中文摘要及關鍵詞 V 英文摘要及關鍵詞 VI 第1章 緒 論 1 1.1 選題的背景、意義 1 1.2 國內SQ3煙絲切絲機的發(fā)展狀況 1 1.3 SQ3煙絲切絲機的發(fā)展趨勢 2 1.4 本文研究主要內容 3 第2章 SQ3煙絲切絲機機構總體方案設計 4 2.1 基本結構 4 2.2 設計原則 4 2.3 方案分析 4 2.3.1 第一方案 4 2.3.2 第二方案 5 2.3.3第三方案 5 2.3.4 最終方案 6 第3章 SQ3煙絲切絲機的機械部分計算 7 3.1電機的選取 7 3.2 帶傳動設計 9 3.2.1 選擇帶型 10 3.2.2確定帶輪的基準直徑并驗證帶速 10 3.2.3確定中心距離、帶的基準長度并驗算小輪包角 11 3.2.4確定帶的根數(shù)z 12 3.2.5確定帶輪的結構和尺寸 12 3.2.6確定帶的張緊裝置 12 3.3 軸的校核 14 3.4 鍵的校核 15 3.5 軸承的校核 16 第4章 切絲機刀輥部分設計計算 18 4.1 電機的選型 18 4.2 切絲機刀輥裝置結構 20 4.3 切絲機刀輥傳動軸所需標準 20 4.3.1 切絲機刀輥的剛度 20 4.3.2 切絲機刀輥的耐磨性 21 4.3.3 切絲機刀輥的旋轉精度 21 4.3.4 切絲機刀輥的抗震能力 21 4.3.5 切絲機刀輥的熱變形 22 4.4 切絲機刀輥傳動軸部分的分布 22 4.5 切絲機刀輥傳動軸形狀的選擇 23 4.6 切絲機刀輥傳動軸的熱處理 23 4.7 切絲機刀輥傳動軸的設計標準 24 4.8 切絲機刀輥傳動軸上軸承的挑選 24 4.9 切絲機刀輥傳動軸上軸承的校對計算 25 4.10 切絲機刀輥傳動軸外部伸長量 27 4.11 切絲機刀輥傳動軸的校核 27 4.11.1 受力作用的轉換 27 4.11.2 切絲機刀輥傳動軸的撓度 28 4.11.3 切絲機刀輥傳動軸的傾角 29 4.12 切絲機刀輥傳動軸結構圖 29 第5章 切絲機刀輥機構相關部件 30 5.1 調整墊圈 30 5.2 圓螺母 30 5.3 切絲機刀輥套筒 30 第6章 基于Solidworks軟件的三維建模 32 6.1 軟件特點 32 6.2 三維零件效果圖 34 6.3 三維裝配效果圖 37 總 結 38 致 謝 39 參考文獻 40 41 中文摘要及關鍵詞 摘 要：本文主要介紹SQ3煙絲切絲機的發(fā)展狀況，SQ3煙絲切絲機結構設計原理，SQ3煙絲切絲機總體方案分析及確定，SQ3煙絲切絲機結構設計內容所包含的機械圖紙的繪制，SQ3煙絲切絲機的計算，SQ3煙絲切絲機的結構設計結論與建議。 整機結構主要由電動機減速器產生動力通過小帶輪將需要的動力傳遞到大帶輪上，帶輪帶動主軸，從而帶動整機裝置運動,此可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產率和生產自動化水平。 本論文研究內容： (1) SQ3煙絲切絲機總體結構設計。 (2) SQ3煙絲切絲機工作性能分析。 (3)電動機的選擇。 (4) SQ3煙絲切絲機的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件及機架設計。 (5)對設計零件進行設計計算分析和校核。 (6)運用計算機輔助設計，對設計的零件進行三維建模。 (7)繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設計零件的零件圖。 關鍵詞： SQ3煙絲切絲機，結構設計，三維建模；步進電機 英文摘要及關鍵詞 Abstract: This paper describes the development of Si Qiesi SQ3 smoke machine, smoke Si Qiesi SQ3 machine design principle, SQ3 smoke Si Qiesi machine overall program analysis and determination, drawing SQ3 smoke machine design Siqie Si content contained mechanical drawings, Si Qiesi calculate SQ3 smoke machine, SQ3 smoke Si Qiesi machine design conclusions and recommendations. The whole structure is mainly produced by the motor reducer power is transmitted to the power required by small pulley large pulley, pulley driven spindle, so as to drive the whole device is moved, this can replace the heavy manual labor, significantly reduce the labor of workers strength, improve working conditions, improve labor productivity and production automation. Contents of this paper: (1) SQ3 smoke Si Qiesi machine overall structural design. (2) SQ3 smoke Si Qiesi machine performance analysis. (3) Select the motor. Transmission (4) SQ3 smoke Si Qiesi machine execution unit and rack design. (5) Calculation of design parts design analysis and verification. (6) the use of computer-aided design, the design of the parts three-dimensional modeling. (7) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing. ? Keywords: SQ3 smoke Siqie Si machine, structural design, 3D modeling; stepper motor SQ3煙絲切絲機 第1章 緒 論 1.1 選題的背景、意義 隨著我國經濟的蓬勃發(fā)展，國民經濟各領域對產品的需求日益擴大，制造業(yè)對各種金屬梳的質量要求也越來越高。線的質量好壞、直接關系到下道工序能否順利進行，特別是超細規(guī)格的線質量要求很高；。目前國內使用的SQ3煙絲切絲機械，卷取主軸多用力矩電機驅動，排線機構與主軸采用機械齒合傳動的硬耦合連接，通過絲杠或光桿帶動金屬梳器左右平移、依靠齒輪或電磁鐵的離合動作實現(xiàn)換向，達到往復排線的工藝要求。這種純機械耦合機構存在零件加工和裝配復雜、因頻繁換向導致機械磨損大、噪聲大、排線精度降低[2]。 此外，由于絲線的規(guī)格品種繁多，每次改變品種規(guī)格、都要重新調整SQ3煙絲切絲機的機械參數(shù)，甚至更換機械零件，一套機構無法同時滿足對不同規(guī)格絲線的清洗機需要。基于此，我們提出了本課題的研究。 本文介紹一種新型清洗機裝置，利用先進的數(shù)字控制技術，將主軸送進傳動與切斷，分別用不動的動力獨立驅動、實現(xiàn)對清洗機連接。采用FX2N一32MT可編程序控制器、脈沖測速碼盤及光電傳感器控制，檢測步進電機的工況，實現(xiàn)了計算機數(shù)字控制和柔性化參數(shù)設置。新系統(tǒng)具有：穩(wěn)定、準確、靈活、快速的特點，適用于對各種規(guī)格絲線的繞排線控制。 1.2 國內SQ3煙絲切絲機的發(fā)展狀況 目前我國SQ3煙絲切絲機行業(yè)處于非常困難的時期，如何才能使整個行業(yè)從技術的互相模仿與殘酷的價格戰(zhàn)等困境中脫身而出？從業(yè)企業(yè)只有放下急于求成的心態(tài)，從基礎理論、新技術研發(fā)等領域出發(fā)，一絲不茍地修煉自己的自主創(chuàng)新能力。 SQ3煙絲切絲機結合了機械、傳動、電氣控制等多方面的技術，所以基礎理論研究是開發(fā)新技術的基礎，只有核心技術的發(fā)展才能推動清洗機設備的進步，各方面為技術開發(fā)做努力，這樣才會使我國的清洗機設備逐步走上自主創(chuàng)新的道路。 ?國產的SQ3煙絲切絲機自動化水平低、控制手段落后是普遍存在的問題。只能應用于清洗機要求相對不高的場合，高端設備都有日本、瑞士、德國等進口設備占領市場，而國產設備只能在很小的市場份額里以低價來爭得客戶， 分析我國SQ3煙絲切絲機市場目前處于高速發(fā)展的時期，相反我國的SQ3煙絲切絲機生產企業(yè)的處境卻相當?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設備，在國內市場獲得高利潤的回報，在新機型的開發(fā)上就有了強大的資金保障，而我們國內企業(yè)的銷售利潤偏低，去掉銷售環(huán)節(jié)中存在的費用，留給企業(yè)的回報已經所剩無及了，所以不斷的提升自主創(chuàng)新能力，才能市場份額較大的中高端市場，來打破目前的艱難局面[4]。 1.3 SQ3煙絲切絲機的發(fā)展趨勢 SQ3煙絲切絲機是機械行業(yè)中的主要加工設備，SQ3煙絲切絲機的質量、數(shù)量及自動化水平，直接影響整個機械行業(yè)的發(fā)展；SQ3煙絲切絲機的自動化水平對提高生產效率和產品質量，減輕操作人員的體力勞動等方面都起到極為重要的作用。 先進的機械制造技術能在很大程度上提高SQ3煙絲切絲機的自動化水平。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會的發(fā)展,人們對產品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。 (1)PLC在清洗機設備中的應用 PLC具有很強的抗干擾能力及高可靠性，這點對清洗機設備非常重要，設備的穩(wěn)定性很大程度上依賴于電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，PLC和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障率也就大大降低了；如今的清洗機設備由于加工特性的關系，其控制功能和要求都不相同，PLC很好的滿足了設備的要求，如今功能單元大量出現(xiàn)，使PLC可以同時應用于位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中，在研發(fā)清洗機設備時通常都需要定制控制系統(tǒng)，由于PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短[11]。在清洗機設備中控制系統(tǒng)中PLC的使用情況大致可歸納為如下幾類： 1、開關量的邏輯控制 ? 這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制。 2、模擬量控制 在清洗機設備生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如速度、圈數(shù)、排線桿位置等都是模擬量，PLC將以上數(shù)據(jù)采集后加以運算。 　 3、運動控制 如今的SQ3煙絲切絲機都配置有步進電機或伺服電機，可以通過PLC直接對這些執(zhí)行單元進行驅動控制[5]。 (2)測試和測量系統(tǒng)在SQ3煙絲切絲機中的運用 測試技術是測量和實驗技術的統(tǒng)稱。在現(xiàn)代機電設備的研發(fā)和創(chuàng)新設計、老產品改造以及機電產品全壽命的各個過程的研究中，實驗研究是必不可少的環(huán)節(jié)。在工程試驗中，需要進行各種物理量的測量，以得到準確的定量結果。當然，不僅是各類工程試驗需要測量，機器和生產過程的運用監(jiān)測、控制和故障診斷也需要在線測量。這時，測量系統(tǒng)大多就是機器和生產線的重要組成部分[6]。 (3)機電一體化在SQ3煙絲切絲機中的應用 機電一體化是隨著生產和技術的發(fā)展，在以機械、電子技術等為主的多門技術學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術科學。性能上，向高精度、高生產效率、高性能、智能化的方向發(fā)展。功能上，向小型化、輕型化、多功能化方向發(fā)展。通過機電一體化技術的運用使得整體結構最優(yōu)化、系統(tǒng)控制智能化、操作性能柔性化。通過測試系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)達到機電一體化的目的[7]。 1.4 本文研究主要內容 通過利用網(wǎng)絡工具、圖書館的書籍和各類期刊、雜志查閱了解SQ3煙絲切絲機的相關知識，確定本設計符合要求，滿足需要。具體設計方法如下： 1、查閱資料、結合所學專業(yè)課程，產生SQ3煙絲切絲機結構設計的基本思路； 2、查閱各類機械機構手冊，確定合理的SQ3煙絲切絲機結構； 3、根據(jù)給定技術參數(shù)來選擇合適的部位； 4、重點對驅動機構及控制機構進行設計研究； 5、通過研究國內外情況，確定本設計課題的重點設計； 6、完成2D裝配圖的設計和繪制，并由此繪制零件圖； 7、編寫設計說明書； 8、檢查并完善本設計課題。 本設計采用的方法是理論設計與經驗設計相結合的方案，所運用的資料來源廣泛，內容充足。 第2章 SQ3煙絲切絲機機構總體方案設計 2.1 基本結構 SQ3煙絲切絲機其功能部件由支承體、帶動力裝置的SQ3煙絲切絲機等組成。由功能部件，電動機和機架等構成的SQ3煙絲切絲機，下圖是該機器的工作原理圖。 圖2-1　工作原理圖 2.2 設計原則 SQ3煙絲切絲機其功能部件(1)由支承體(9)、帶動力裝置的SQ3煙絲切絲機切刀部件和包壓線或機筒等組成。由功能部件，電動機和機架(或機腳)等構成SQ3煙絲切絲機。在功能部件中的SQ3煙絲切絲機轉子上裝有使毛刷 2.3 方案分析 2.3.1 第一方案 采用平鋪帶式傳送裝置，將金屬梳手工放落在傳送帶上，由電動機帶動傳送帶將金屬梳送到毛刷。 此輸送裝置由于需要電機通過軸帶動輸送帶滾筒轉動 SQ3煙絲切絲機示意圖如下圖所示： 圖2-2 臥式SQ3煙絲切絲機示意圖 據(jù)上圖2-2臥式SQ3煙絲切絲機示意圖，不難看出此SQ3煙絲切絲機包括2個電機，3根軸，滾筒，輸送帶，帶輪，帶輪等等。SQ3煙絲切絲機零件眾多，這無疑增加了SQ3煙絲切絲機的制造成本與維護運行成本。對于廣大的金屬梳來說，這種臥式SQ3煙絲切絲機很顯然不是他們理想的選擇。因此，設計出一款小型且制造成本低廉，適用與SQ3煙絲切絲機非常必要。 2.3.2 第二方案 輸送裝置仍然采用圓管帶式輸送，把金屬梳平鋪在帶上后，隨帶前進，但在輸送帶之間安裝兩個喂入輪，做相對回轉時，把輸送帶傳送的金屬梳擠壓夾持后，送入到切碎口，曲線型刃口的轉刀制造、磨刃均較方便，清洗阻力矩變化平緩，但金屬梳有向外推移的現(xiàn)象，刃口磨損也不均勻。而直線型動刀制造、磨刃均比較簡單、強度好，缺點是清洗開始時，往往將金屬梳向外推移，此時清洗點離軸心的距離較大，因而清洗阻力矩大大增加，致使清洗阻力矩在清洗過程中變化劇烈 2.3.3第三方案 經過以上兩種方案的分析、研究及比較，最終方案確定如下： 設計一種小型的立式SQ3煙絲切絲機取代一般的臥式SQ3煙絲切絲機既避免了功率消耗大，成本高等缺點；又可讓金屬梳少擠壓與擦傷 參照圖2.1.1、圖2.1.2，立式SQ3煙絲切絲機由功能部件(1) 、電機支架(2)、電磁調速電機(3)、螺栓(4)、帶輪(5)、機架(6)等組成。 功能部件(1)是本實用新型SQ3煙絲切絲機的核心，它由帶輪(7)、軸承(8)、支承體(9)、主軸(10)、防污密封軸承端蓋(11)、墊套(12)、機殼(13)、螺母、毛刷、擋板(16)、出料門(17)等構成。電機支架(2)可連同電機(3)一起繞螺栓(4)沿逆時針方向轉動90度后固定在機架(6)上，使電機(3)平臥，以便用來驅動其它臥式機械，提高電機的利用率。機架(6)是功能部件(1)和電動機(3)的聯(lián)系和支承件。 2.3.4 最終方案 SQ3煙絲切絲機其功能部件由支承體、帶動力裝置的SQ3煙絲切絲機毛刷部件和機筒等組成。由功能部件(1)，電動機(8)和機架（6)等構成的SQ3煙絲切絲機，其特征是轉子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸的毛刷功能部件(下部內有能使物料自動卸出，設有與刀片)相對。 圖2-3　SQ3最終煙絲切絲機 第3章 SQ3煙絲切絲機的機械部分計算 3.1電機的選取 SQ3煙絲切絲機在工作時，在運轉穩(wěn)定性較好（保障運轉穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉動慣量；發(fā)動機有足夠的儲備功率和較靈敏的調速器）的條件下，其功率總耗用N 由兩部分組成：一部分用于克服空轉而消耗的功率（占總功率消耗的5%-7%），一部分用于克服脫粒阻力而消耗的功率（占總功率消耗的93%-95%），所以裝置的功率消耗為： N =+ （kW ） (1) 1)其中空轉功率消耗: =+ 式中：——系數(shù)，為克服軸承及傳動裝置的摩擦阻力的功率消耗， 由于計算較為復雜，初步采用估算的方法，擬采用Y132M-4電動機。 查《機械設計課程設計手冊》得： 選擇，其銘牌如下表2-1： 表2-1 Y系列三相異步電動機 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉速 r/min 堵轉轉矩/額定轉矩 最大轉矩/額定轉矩 質量 Kg 　Y132M-4 　 7.5 同步轉速1500 r/min,4級 1440 2.2 2.2 　81 （a） （b） 圖3-1 電動機的安裝及外形尺寸示意圖 表3-2 電動機的安裝技術參數(shù) 中心高/mm 外型尺寸/mm L×（AC/2+AD）×HD 底腳安裝 尺寸A×B 地腳螺栓 孔直徑K 軸伸尺 寸D×E 裝鍵部位 尺寸F×GD 132 515× 345× 315 216 ×178 12 38× 80 10 ×43 3.2 帶傳動設計 輸出功率P=7.5kW,轉速n1=1440r/min,n2=500r/min 表3-3 工作情況系數(shù) 工作機 原動機 ⅰ類 ⅱ類 一天工作時間/h 10~16 10~16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機；離心式水泵；通風機和鼓風機（）；離心式壓縮機；輕型運輸機 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷 變動小 帶式運輸機（運送砂石、谷物），通風機（）；發(fā)電機；旋轉式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動較大 螺旋式運輸機；斗式上料機；往復式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動很大 破碎機（旋轉式、顎式等）；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠輥壓機 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時），查《機械設計》P296表4， 取KA＝1.1。即 3.2.1 選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動的設計功率Pd和小帶輪的轉速n1按《機械設計》P297圖13－11選取。 圖3-2帶型圖 根據(jù)算出的Pd＝8.25kW及小帶輪轉速n1＝1440r/min ，查圖得：dd=80～100可知應選取A型V帶。 3.2.2確定帶輪的基準直徑并驗證帶速 由《機械設計》P298表13－7查得，小帶輪基準直徑為80～100mm 則取dd1=90mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 表3-4 V帶帶輪最小基準直徑 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 由《機械設計》P295表13-4查“V帶輪的基準直徑”，得=250mm ① 誤差驗算傳動比： （為彈性滑動率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿足5m/s300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結構，大帶輪選擇E型輪輻式結構。 帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。 3.2.6確定帶的張緊裝置 選用結構簡單，調整方便的定期調整中心距的張緊裝置。 3.8計算壓軸力 由《機械設計》P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝133.46N，上面已得到=153.36o，z=8，則 對帶輪的主要要求是質量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內應力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側面間的夾角是40°，為了適應V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。 表3-7 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對應的基準直徑 d d ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結構的不同分為以下幾種型式： （1） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時)，如圖3-3a。  （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時)，如圖3-3b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時)，如圖3-3c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時)，如圖3-3d。 （a） （b） （c） （d） 圖3-3 帶輪結構類型 根據(jù)設計結果，可以得出結論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b） 3.3 軸的校核 需要驗算傳動軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗算支反力最大支撐處傾角；當此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗算。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通?？沈炈銈鲃虞S中點處撓度（誤差<%3）. 當軸的各段直徑相差不大，計算精度要求不高時，可看做等直徑，采用平均直徑進行計算，計算花鍵軸傳動軸一般只驗算彎曲剛度，花鍵軸還應進行鍵側擠壓驗算。彎曲剛度驗算；的剛度時可采用平均直徑或當量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見【5】表7-15.分別求出各載荷作用下所產生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數(shù)疊加，不在同一平面上進行向量疊加。 ：通過受力分析， 最大撓度： 查【1】表3-12許用撓度； 。 3.4 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表6-2查的許用擠壓應力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得 可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 3.5 軸承的校核 ⑴、軸軸承的校核 Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206，其基本額定負荷為19.5KN, 由于該軸的轉速是定值，所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)設計要求，應該對Ⅰ軸未端的滾子軸承進行校核。 ②軸傳遞的轉矩 ∴ 受力 根據(jù)圖3-4受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為: 圖3-4 受力分析和受力圖 在水平面： 在水平面： ∴ ④因軸承在運轉中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，【4】表13-6查得載荷系數(shù)，取，則有： ⑤軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命 故該軸承6206能滿足要求。 ⑵、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。 第4章 切絲機刀輥部分設計計算 4.1 電機的選型 （1） 基于電動機的以上特點，本文選用作為北京和利時電機技術有限公司部分110BYG系列混合式步進電機作為毛刷驅動裝置。 圖4.1是北京和利時電機技術有限公司部分110BYG系列混合式步進電機的技術數(shù)據(jù)。 圖4.1 110BYG系列混合式步進電機的技術數(shù)據(jù) 所以根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)選擇110BYG350DH-SAKRMA型號的電機，圖4.2是110BYG系列混合式步進電機的型號說明。 圖4.2 110BYG系列混合式步進電機的型號說明 110BYG系列混合式步進電機的外形尺寸，如圖4.3所示。 圖4.3 110BYG系列混合式步進電機的外形尺寸 110BYG系列混合式步進電機的矩頻特性曲線，如圖4.4所示。 圖4.4 110BYG350DH型電機矩頻特性曲線 切絲機刀輥的傳動軸部分是特殊切絲機刀輥機構設計中的一項關鍵部分，這是由于特殊切絲機刀輥在實際的加工中生產中，其效率高低和性能優(yōu)劣在很大程度上都是由特殊切絲機刀輥的傳動軸部分影響和決定的。在實際設計中，切絲機刀輥傳動軸作為切絲機刀輥機構的重要部分，其主要作用就是通過傳遞載荷和力矩，從而帶動切絲機刀輥上的砂輪進行工作運轉，來對工件進行磨削加工。 切絲機刀輥傳動軸和日常中的普通軸之間，既有共同之處，即都是作為載荷的傳動裝置，都要在一定的環(huán)境下才能穩(wěn)定持續(xù)的運轉；同時其也有自己的特別之處，如其能不依靠其他裝置，自己就可以在比較大的載荷作用下工作，同時其還要帶動砂輪運轉來進行對工件的磨削加工，所以在對其進行設計和加工中，我們需要考慮更多的相關參數(shù)和技術要求。 4.2 切絲機刀輥裝置結構 圖4.5 切絲機刀輥裝置結構圖 一個切絲機刀輥傳動軸裝置上裝了6把刀片，通過六角螺絲擰到滾筒上去， 4.3 切絲機刀輥傳動軸所需標準 圖4.6　傳動軸的標準 4.3.1 切絲機刀輥的剛度 概念：切絲機刀輥傳動軸的剛度是指在其受到外部施加的力或者力矩作用時，其由于內部作用力而排斥抗衡其形狀發(fā)生變化的一項固有屬性。其具體原理圖如下所示： 圖4.7　磨頭主軸組件靜剛度 具體公式為： (N/m) （3.1） 在實際的方案規(guī)劃時，我們應該從全局出發(fā)，全面考慮各方面可能對其造成影響之處，以求其能獲得更高的剛度屬性。 4.3.2 切絲機刀輥的耐磨性 概念：指其在長時間周期的工作運轉中能夠保證其內部精度等級仍不變的能力。因此，在實際選配件時，應選取一些具有比較大的硬度的配件，同時，也應努力采取一些比如潤滑等相關措施，從而使得其使用周期延長。 4.3.3 切絲機刀輥的旋轉精度 概念：指當切絲機刀輥主軸在人工操作下，或者是在沒有工作件時運轉，或者是在運轉速度很小時，此時切絲機刀輥傳動軸的前面以及軸徑向的，以及的大小，其原理圖如下圖所示： 圖4.8　磨頭主軸旋轉誤差 4.3.4 切絲機刀輥的抗震能力 概念：指其排斥受外載荷作用和自身內部結構導致的不穩(wěn)定震蕩，仍能維持恒定工作節(jié)奏的本領。由于科技及機械工業(yè)的迅猛發(fā)展，切絲機刀輥機構對其的要求也會不斷增加。 4.3.5 切絲機刀輥的熱變形 概念：指當其在運轉時由于進行不同的運動而導致各部分部件間發(fā)生相互作用，而導致自身溫度變高，以致其結構外貌導致變化。 在實際的設計和加工中，應努力采取一些措施來避免此種情況的發(fā)生，從而使得特殊切絲機刀輥機構能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作運行，加工出符合要求的零件產品。 4.4 切絲機刀輥傳動軸部分的分布 在我們實際對切絲機刀輥傳動軸部分的設計過程中，一定要充分考慮到前面提到的幾點，再根據(jù)實際情況，具體設計切絲機刀輥傳動軸的分布。 特殊切絲機刀輥的主軸裝置有兩種不同的安裝設計形式，一種是用左右分布受力，另外一種是除了前面已有的，再加一個中間的受力點，而在實際設計中，還是選擇第一種的比較大眾化。 在本次的設計中，我所選擇的也是第一種的形式。而在具體的切絲機刀輥傳動軸設計過程中，需要滿足如下一些條件： （1）能夠符合切絲機刀輥傳動軸內部構造的匹配 如果必須使得切絲機刀輥的內部構造比較簡潔，而同時需要其在功用方面具有承受比較大的力作用時，我們可以采取在其受力點處安裝多個受力配件的方式。 而如果是切絲機刀輥裝置的內部配件之間距離較小的時候，因為受到其本身構造的影響，我們可以采取讓其內部的軸承分布在不同之處。 （2）能夠符合其加工質量的需要 在進行加工安裝時，采取不同的安裝方式，可能會對最后切絲機刀輥機構的加工質量產生很大的影響，因此在進行安裝各部件時，一定要先仔細構思好，選擇一個合理的，能夠滿足加工質量要求的安裝方式。 （3）能夠在較大負荷作用下工作 在實際設計中，應根據(jù)其裝置所要承受的負荷大小來決定其具體選用什么樣的配件。而對于在切絲機刀輥裝置中的關鍵部件軸承來說，其選用不同的型號以及數(shù)目，會對整個裝置的整體受力性能產生很大的影響。 表4-1 不同型號軸承的對比 基本要求 滾動軸承 滑動軸承 動壓軸承 靜壓軸承 剛度 只和型號有關，預緊后可提高一些 隨轉速和載荷升高二增大 與節(jié)流形式有關，與載荷轉速無關 旋轉精度 精度一般或較差 單油楔軸承一般，多油楔較高 可很高 承載能力 一般為恒定值 隨轉速增加而增加，高速時受溫升限制 與油槍相應壓差有關 抗振能力 不好 較好 很好 速度性能 中低速較好 中高速較好 適應于各種轉速 摩擦功耗 一般較小 較小 本身較小 壽命 受疲勞強度限制 在不頻繁啟動時，較大 自身無限，但供油系統(tǒng)壽命有限 噪聲 較大 無噪聲 本身沒有，泵有噪聲 （4）能夠符合利益最大化的需要 在實際設計中，除了要考慮一些技術性的參數(shù)外，同時還有一個很重要的考慮點，那就是利益最大化。在進行設計方案中，在能夠滿足其使用功用的同時，應選取其成本比較低的，從而實現(xiàn)其節(jié)約性的要求。 4.5 切絲機刀輥傳動軸形狀的選擇 在實際設計中，要確定切絲機刀輥傳動軸的具體形狀，需要考慮的因素有很多，比如其上所選擇的密封設備，軸承等部件的型號，大小，多少等等，另外其工作方式，組合類型等也都要考慮在內。在實際設計中，經常會做成階梯狀的形式。這里我所選擇的也同樣是把切絲機刀輥裝置的傳動軸做成階梯軸，從而達到拆裝容易的目的。 4.6 切絲機刀輥傳動軸的熱處理 我們知道，金屬剛的彈性模量是一個固定值，其與具體的剛是什么類型基本沒關系。而剛的材料卻在很大程度上由其決定著，所以從實際情況出發(fā)，在進行選材時，比較低價的45剛應成為我們的第一之選，同時為了使其具有更高的使用性能，應對其進行相關的熱處理工藝。 工作條件 使用機床 材料牌號 熱處理 硬度 常用 代用 輕中負載 車，鉆，銑， 磨床主軸 45 50 調質 HB220-250 輕中負載局部要 求高硬度 磨床的砂輪軸 45 50 高頻淬火 HRC52-58 輕中負載PV≤40（N·m/cm·s） 車，鉆，銑， 磨床的主軸 45 50 淬火回火 高頻淬火 HRC42-50 HRC52-58 4.7 切絲機刀輥傳動軸的設計標準 在實際過程中，必須對切絲機刀輥傳動軸作出一些具體的設計標準。切絲機刀輥傳動軸的表面質量對傳動軸上各部分配件的運轉精度等級作用甚大。傳動軸與上面的各部分配件相接觸點的表面質量越好，那么相互作用之后的形變量也就越低，所以其加工質量性能也就越好。所以在設計中，必須要保證切絲機刀輥傳動軸具有能夠滿足加工質量要求的設計標準。 4.8 切絲機刀輥傳動軸上軸承的挑選 經過以上對切絲機刀輥傳動軸以及其配件的相關分析論證，經過翻閱相關設計參數(shù)資料，我們即可確定此處可采用的軸承型號是36206，也就是角接觸球軸承，其接觸角是15度，但這代號是其以前的名稱，現(xiàn)在它的代號為7206C，其具體參數(shù)結構如下圖所示。 圖4-3 軸承圖 圖4-4　軸承結構參數(shù)及安裝尺寸 4.9 切絲機刀輥傳動軸上軸承的校對計算 我們在實際中挑選軸承時，要考慮的因素很多。不但要選取大小合適的，還要能夠滿足其加載在裝置中能夠滿足加工質量的要求。其選擇的正確，則可以使整個裝置的性能得到優(yōu)化，而如果挑選的不合適，那就回影響其本身使用期限甚至整個機構的使用性。所以我們在挑選時，一定要根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，根據(jù)其工作環(huán)境，要滿足的加工質量要求，拆裝方便，以及現(xiàn)有機器的實際情況等，來挑選出最佳的型號。 同時，為了確保軸承能夠在工作運行時安全穩(wěn)定持續(xù)，我們還要對其進行相應的校對計算。此處，因為傳動機構的實際轉速比較大，所以我們可以根據(jù)計算基本額定動載荷在挑選及校核其能不能達到使用標準。因為一般是在合理的狀態(tài)下工作的，所以我們可以選擇其標準使用期限為500小時。其計算過程如下： （3.2） 上式中， fd——沖擊載荷因數(shù)：1.5； fn——速度因數(shù)：0.822； P——當量動載荷，N ； C——基本額定動載荷計算值，N ； fT——溫度因數(shù)：1 ； fm——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時取1.5，較大時取2； CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷，N； fh——壽命因數(shù)：1； 經過翻閱機械設計資料求出，fd=1.5； fm=1.5；；fT=1； fh=1；fn=0.822； 在這里的特殊切絲機刀輥機構設計中，我們可以假設其軸承只受到徑向的負荷，則其當量動載荷就是： （3.3） 經翻閱《機械設計》書，求出：X=1，且Y=0； 所以，N。由以上可得： 經過詳細的計算論證，這里我們應采用的型號是7206C，其詳細的結構數(shù)據(jù)是：小徑d=25mm，外圓直徑D=62mm，其kN，而kN，其最大轉速是一萬轉每分鐘。 同時驗算它的額定的靜載荷。其額定靜載荷的驗算方法是： （3.4） 其中： 綜上所述，這里我所采用的軸承能夠滿足使用要求。 4.10 切絲機刀輥傳動軸外部伸長量 在實際的設計切絲機刀輥傳動軸中，需要使得其在套筒內的前端受力點外有一部分的伸長量，從而將帶輪安裝在上面實現(xiàn)傳動，而這伸長量的大小，對其意義非同尋常。通常是其值越小越好。所以在實際設計中，在能滿足要求的情況下，我們務必優(yōu)先選用較小的伸長量。 經過翻閱相關的機械設計手冊，查得在特殊切絲機刀輥傳動軸的設計中，其伸長量與傳動軸軸頸處的直徑比值在1.25到2.5之間，所以其伸長量的范圍就是在37.5mm到75mm之間。這里我所采用的數(shù)值是45mm 。 4.11 切絲機刀輥傳動軸的校核 通過實際觀察我們發(fā)現(xiàn)，切絲機刀輥傳動軸在整個切絲機刀輥裝置的實際運行中起主要主要作用。因為在機器的正常運行中，傳動軸承受很大的負荷，但是其可以接受的形變量卻非常小，所以在設計及校核切絲機刀輥傳動軸時，主要就是檢驗其剛度值是否在要求范圍之內。 而對于切絲機刀輥傳動軸的具體剛度值大小，我們不好直接進行測量計算。但是根據(jù)其定義我們可知道，如果我們能夠求出其撓度和傾角，那么也就能夠得出其剛度的情況。 4.11.1 受力作用的轉換 如果傳動軸上是兩個受力承受點的，并且其前端部分分布多個受力軸承，那么這種形式我們可將其轉換成一頭固定，一頭受力的形式，轉換圖如下所示： 而如果每個受力作用點處的受力軸承只是一個單列或者是雙列的結構，那么我們可以把其轉換成簡支梁的形式，其示意圖為以下形式： 根據(jù)以上的分析，結合我自己實際的設計方案，可知其原理與上圖3-6相同。 4.11.2 切絲機刀輥傳動軸的撓度 根據(jù)翻閱我們大二時所學的材料力學的教材，可進行更詳細的探究，結果見下圖： 根據(jù)此原理，那么其極限值 (3.5) 這里，D=35mm 4.11.3 切絲機刀輥傳動軸的傾角 由上圖的分析可知其極限值為： (3.7) 經翻閱機械設計相關手冊，查得在滿足條件： mm ,且 rad 時，其剛度能夠達到使用標準 這里的以及，就是其撓度及傾角的極限值。 把上面求得的以及代進上面的關系式中進行對比，可知其值均在范圍之內，所以這里設計的切絲機刀輥傳動軸是符合要求的。 4.12 切絲機刀輥傳動軸結構圖 通過前面的設計計算及校核運算，最終設計出的切絲機刀輥傳動軸的結構圖見CAD圖. 第5章 切絲機刀輥機構相關部件 5.1 調整墊圈 在實際的設計中，切絲機刀輥傳動軸上的軸承要進行軸向固定，而調整墊圈就可以起到這個作用。在本設計中，調整墊圈的結構參數(shù)如下圖5-1所示： 圖5-1 調整墊圈 5.2 圓螺母 在本設計中，為了固定砂輪及砂輪夾套，使其能夠穩(wěn)定工作，需要使用圓螺母對其進行固定。本設計中的圓螺母proe圖如下所示： 圖5-2 圓螺母 5.3 切絲機刀輥套筒 在本設計中，切絲機刀輥傳動軸及其上面的諸多零配件都需要安裝在套筒內，套筒的設計合理與否，直接關系到整個切絲機刀輥裝置能否正常運行，所以切絲機刀輥套筒的正確設計在整個機構中都是至關重要的。本設計中的切絲機刀輥套筒具體結構如下圖所示。 圖5-3 切絲機刀輥套筒 第6章 基于Solidworks軟件的三維建模 6.1 軟件特點 Solidworks 軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內完成更多的工作，能夠更快地將高質量的產品投放市場。 在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領導者?！? 在強大的設計功能和易學易用的操作（包括Windows風格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks ，整個產品設計是可百分之百可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。 1.用戶界面 ★SolidWorks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制。“全動感的”的用戶界面減少設計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。 ★ 嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。 ★用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 ★ 特征模板為標準件和標準特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調用標準的零件和特征，并與同事共享。 ★SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計。 2.配置管理 配置管理是SolidWorks軟件體系結構中非常獨特的一部分，它涉及到零件設計、裝配設計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 3.協(xié)同工作 ★SolidWorks 提供了技術先進的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)同工作。 ★通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 ★通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務，你可以在任何時間、任何地點，快速地查看產品結構。 ★SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就像存本地硬盤一樣方便。 ★用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術而開發(fā)的專門為SolidWorks設計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 4.裝配設計 ★在SolidWorks 中，當生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 ★SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。 ★用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 ★鏡像部件是SolidWorks 技術的巨大突破。鏡像部件能產生基于已有零部件（包括具有派生關系或與其他零件具有關聯(lián)關系的零件）的新的零部件。 ★SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術能夠自動地捕捉并定義裝配關系。 5.工程圖 ★SolidWorks 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的，當你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。 ★從三維模型中自動產生工程圖，包括視圖、尺寸和標注。 ★增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。 ★使用RapidDraft技術，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關。 ★用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關系的裝配體而設計的獨特的工程圖功能。 6.2 三維零件效果圖 1.主軸 6-1　主軸 2.輸送帶 圖6-2　輸送帶 3.腳杯 圖6-3　腳杯 4.輸送帶 圖6-4　輸送帶 2.軸承底坐 6-2　軸承底坐 5.大帶輪 圖6