藥材切片機(jī)的設(shè)計(jì)-說明書

1、 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)藥材切片機(jī)的設(shè)計(jì)DESIGN OF MEDICINAL SLICER學(xué)生姓名：張 力學(xué) 號(hào)：8年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 2007級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（2）班指導(dǎo)老師及職稱：張 嵐 副教授湖南長(zhǎng)沙提交日期：2011年5月湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到

2、本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言11.1 選題的背景和目的51.2 圓盤式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀51.3 剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法62 電動(dòng)機(jī)的選擇72.1傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及傳動(dòng)比的分配72.2確定各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩72.2.1轉(zhuǎn)速計(jì)算72.2.2轉(zhuǎn)矩計(jì)算73各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算83.1減速器內(nèi)錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算83.1.1選定齒輪精度等級(jí)、材料熱處理方式及齒數(shù)83.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算83.1.3齒輪部分相關(guān)參數(shù)103.1.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度113.1.5錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)匯總123.1.6核算轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩133.1.7錐齒輪結(jié)構(gòu)示意圖

3、134 軸的設(shè)計(jì)144.1 小錐齒輪軸（軸）的設(shè)計(jì)144.1.1作用在小齒輪上的力144.1.2小齒輪軸上的參數(shù)144.1.3 初步確定軸的最小直徑144.1.4 聯(lián)軸器的選用144.1.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)154.1.6求軸上的載荷174.1.7按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度184.2 大錐齒輪軸（軸）的設(shè)計(jì)184.2.1作用在大齒輪上的力194.2.2類似軸的設(shè)計(jì)過程194.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.2.4求軸上載荷214.2.5 按彎扭矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度224.2.6 精確校核軸的強(qiáng)度225軸承和鍵的選擇 235.1 軸承的選取 235.2.鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算256 刀盤刀片設(shè)計(jì)267 總結(jié) 28

4、參考文獻(xiàn)29致謝 30藥材切片機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 生：張 力指導(dǎo)老師：張嵐(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 )摘 要：本文以藥材加工為背景，針對(duì)藥材大都收工切片的現(xiàn)狀，通過查找大量相關(guān)文獻(xiàn)資料和觀看已有藥材切片機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，綜合它們的優(yōu)缺點(diǎn)加以比較，設(shè)計(jì)出了一種適合藥材零售商和批發(fā)商的小批量加工，切生產(chǎn)率介于大型切片機(jī)和手工加工之間的小型切片機(jī)。該藥材切片機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕巧，工作過程平穩(wěn)，價(jià)格相對(duì)較低，適合大部多數(shù)藥材加工的需求。關(guān)鍵詞：中藥飲片；設(shè)計(jì)；切片機(jī)Design on section cutter for medicicanl materialsStudent:Zhang LiTutor:Z

5、hang Lan(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha )Abstract:In this paper, the background processing of medicinal herbs, most call it a day for the medicine section of the status quo, by looking for a large number of related documents and view the product struct

6、ure has medicinal slicer, integrated to compare their advantages and disadvantages, design a retail and wholesale for medicinal herbs Batch processing of small business, cut between the productivity of large sections between machine and manual processing of small slicer. The medicine slicing machine

7、 compact, lightweight, smooth work process, the price is relatively low for most of the needs of most medicinal herbs processing.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音字典Key Words:chinese herbal medicine;design;section cutter1.前言1.1 選題的背景和目的剪切機(jī)有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圓盤剪廣泛用于縱向剪切厚度小于2030毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運(yùn)動(dòng)著

8、的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤式飛剪。圓盤式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動(dòng)鋼板和帶鋼。圓盤式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動(dòng)著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。剪切板邊的圓盤剪，每個(gè)圓盤刀片均以懸臂的形式固定在單獨(dú)傳動(dòng)的軸上，刀片的數(shù)目為兩對(duì)。這種圓盤剪用于厚板精整加工線。板卷的橫切機(jī)組和連續(xù)酸洗機(jī)組等作業(yè)線。剪切帶鋼的圓盤剪用于板卷的縱切機(jī)組，連續(xù)退火和渡鋅機(jī)組等作業(yè)線上。將板卷切成窄帶鋼，作為焊管坯料和車圈的坯料等。這種圓盤剪的刀片數(shù)目是多對(duì)的，一般刀片都固定在兩根公用的運(yùn)動(dòng)軸上，也有少數(shù)的圓盤刀片是固定

9、在獨(dú)立的傳動(dòng)軸上的。這次選圓盤式剪切機(jī)作為設(shè)計(jì)題目是在對(duì)1700橫切機(jī)組的調(diào)研的背景下進(jìn)行的。1700橫切機(jī)組使用多年，其中圓盤剪使用過程中存在一些問題。該廠對(duì)該剪切機(jī)也進(jìn)行了多次改造。圓盤剪使用過程中傳動(dòng)系統(tǒng)精度底，徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片側(cè)向調(diào)整精度低，迫切要求更新和改造設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的目的就是通過設(shè)計(jì)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)，特別是各個(gè)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)過程掌握?qǐng)A盤剪單體機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，使所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來，提高設(shè)計(jì)能力，獨(dú)立分析能力和繪圖技術(shù)，進(jìn)行規(guī)范化的的訓(xùn)練為今后的工作打下有力的基礎(chǔ)。1.2 圓盤式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 剪切機(jī)有下列幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成：刀

10、盤旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀盤徑向調(diào)整和刀片的側(cè)向調(diào)整，剪切寬度的調(diào)整等。剪切寬度的調(diào)整實(shí)際上就是對(duì)機(jī)架的距離調(diào)整。早期圓盤式剪切機(jī)速度較低，圓盤式剪切機(jī)刀片旋轉(zhuǎn)是用電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)，以及和萬向連接軸來實(shí)現(xiàn)的。刀盤徑向間隙調(diào)整用電機(jī)通過蝸桿蝸輪傳動(dòng)是偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。而刀片側(cè)向間隙是 用手動(dòng)通過蝸輪傳動(dòng)使刀片軸軸向移動(dòng)來完成的。圓盤剪后設(shè)置碎邊剪，將剪切下來的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對(duì)剪下來的薄板邊用卷取機(jī)卷起來，然后停車卸卷。為了使切下來的板邊的鋼板平直，在出圓盤剪時(shí)切邊應(yīng)向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對(duì)下刀片軸移動(dòng)一個(gè)不大的距離或者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來實(shí)現(xiàn)。分條圓盤剪為了提高工作

11、效率，從而采用了兩套機(jī)架，輪流使用，整體更換使設(shè)備的維修性提高，但投資費(fèi)用大。1.3 剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法1、通過靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤剪生產(chǎn)中存在的問題，查閱相關(guān)資料掌握?qǐng)A盤剪的發(fā)展現(xiàn)狀。2、制定圓盤剪設(shè)計(jì)方案，在認(rèn)真研究，有創(chuàng)新和改進(jìn)，方案合理，并進(jìn)行方案評(píng)述。3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證機(jī)件強(qiáng)度和剛度，計(jì)算公式采用要有依據(jù)。4、畫出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計(jì)算機(jī)繪圖。5、對(duì)設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤(rùn)滑方法。6、試車方法和維修技術(shù)，保證維修方便。7、對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)，降低設(shè)計(jì)成本。2電動(dòng)機(jī)的選擇其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率：0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速：1400r/min 。電機(jī)所需功

12、率為P=P/=19001.3/10000.759=3.25KW。根據(jù)2.2轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩計(jì)算，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩Td=5.1NM 各轉(zhuǎn)動(dòng)軸功率P1=0.72KW P2=0.68KW，所以確定Y系列電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)具有國(guó)際互換性特點(diǎn)其中，Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防止灰塵鐵屑等雜物侵入電電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工作環(huán)境不超過40C相對(duì)濕度不超過95，海拔不超過1000m，額定電壓220V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上。這里即選用此系列電動(dòng)機(jī)。查取電動(dòng)機(jī)參數(shù)。比較選擇Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)在2.2節(jié)中求出工作機(jī)至少需要功率3.25kW，在不小

13、于此功率前提下，選取額定功率至少4kW的電動(dòng)機(jī)，有如下備選型號(hào)Y112M-2，Y112M-4，Y132M1-6，Y160M1-8，其中Y112M-2型磁極少體積小，價(jià)格較低，但其轉(zhuǎn)速高會(huì)使傳動(dòng)比增大；Y160M1-8型轉(zhuǎn)速低，磁極多，重量大，成本高，這兩種電動(dòng)機(jī)不宜在此處選用，通過比較選用Y112M-4-B3型電動(dòng)機(jī)。扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：2.2，額定轉(zhuǎn)矩：2.32.1傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比 2.2確定各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩2.2.1轉(zhuǎn)速計(jì)算1) 小錐齒輪軸轉(zhuǎn)速2) 大錐齒輪轉(zhuǎn)速2.2.2轉(zhuǎn)矩計(jì)算1) 對(duì)電動(dòng)機(jī)軸：2) 對(duì)各轉(zhuǎn)動(dòng)軸：功率： 轉(zhuǎn)矩： 3各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1減速器內(nèi)錐齒輪的設(shè)

14、計(jì)計(jì)算3.1.1選定齒輪精度等級(jí)、材料熱處理方式及齒數(shù)本運(yùn)輸機(jī)工作速度、功率都不高，故選用8級(jí)精度。1) * 選擇小齒輪材料為40Gr，調(diào)質(zhì)處理，硬度270HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBS，二者硬度差為40HBS。2) 選取小齒輪齒數(shù)Z1=20，*初步確定傳動(dòng)比為U1=1.9則大齒輪齒數(shù)Z2= U1 Z1=1.92038此時(shí)傳動(dòng)比3.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算錐齒輪以大端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，取齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。3.1.2.1設(shè)計(jì)齒輪 1) 初擬載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)2) 彈性影響系數(shù)查得3) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)使用期：4) 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲

15、勞強(qiáng)度極限為：小齒輪：；大齒輪：5) 接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)*，選用線型1（允許少量點(diǎn)蝕）查得：；6) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由課本式10-12得 3.1.2.2參數(shù)計(jì)算1) 試計(jì)算小齒輪（大端）分度圓直徑，代入較小的有： 2) 計(jì)算平均圓周速度由*，求平均分度圓直徑3) 計(jì)算載荷系數(shù)使用系數(shù)：由*，取動(dòng)載系數(shù)：由*，按9級(jí)精度查取，齒間載荷分布系數(shù)：取1齒向載荷分布系數(shù)：其中，軸承系數(shù)由*查得所以綜上，載荷系數(shù)4) 校正分度圓直徑，由* 模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm3.1.3齒輪部分相關(guān)參數(shù)1) 由分度圓直徑計(jì)算齒輪2) 最終傳動(dòng)比3) 由齒數(shù)球分度圓直徑4) 錐距R

16、，由* 齒寬圓整取 5) 計(jì)算 * 則3.1.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1) 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)，與接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)相同2) 確定齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)，*： 3) 確定彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，壽命系數(shù)查*查得： 疲勞極限應(yīng)力，由*查得： *可求出許用應(yīng)力 4) 校核彎曲強(qiáng)度輪齒所受切向力，由*，有 *校核 彎曲強(qiáng)度滿足要求。以上所選參數(shù)合適，至此減速器內(nèi)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)完畢。3.1.5錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)匯總表3-1 齒輪的參數(shù)12Table 3-1 gear parameters 12名稱代號(hào)小齒輪大齒輪 分度圓直徑d80152 齒數(shù)z2038 大端模數(shù)m4 節(jié)錐角27.759o62.2

17、41o 錐距R85.882 齒寬b26 齒距p12.56 工作齒高h(yuǎn)6.8 齒高h(yuǎn)7.552 齒頂高4.5282.272 齒根高3.0245.28 頂隙c0.725 齒跟角2.017o3.518o 齒頂角3.018o1.515o 頂圓錐角30.777o63.756o 跟圓錐角25.742o58.723o 齒頂圓直徑88.014154.116 冠頂距73.89137.989 大端分度圓弧齒厚s7.5834.977 法向側(cè)隙46齒輪材料為20Cr且經(jīng)滲碳淬火，接觸材料系數(shù)：KHC=0.86 彎曲材料系數(shù) KFC=0.97。 考慮小齒輪的分度圓直徑相對(duì)于傳動(dòng)軸的直徑差別并不是很大，而且為了保證更好的

18、傳動(dòng)精度，在本次設(shè)計(jì)中將小齒輪和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)成一個(gè)齒輪軸。齒輪軸上的小齒輪與大齒輪安裝時(shí)保證它們之間存在一定的間隙，這個(gè)間隙用鉛絲檢驗(yàn)，保證間隙不小于0.16mm并且不大于0.64mm。3.1.6核算轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩表3-2 各軸運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)表Table 3-2 of the axis, dynamic parameter list參 數(shù)轉(zhuǎn)速n（r/min）功率p(KW)轉(zhuǎn)矩（）軸14401.94419.52軸571.662.77046.28軸87.602.687293.023.1.7錐齒輪結(jié)構(gòu)示意圖圖3-3 錐齒輪結(jié)構(gòu)示意圖Figure 3-3 Schematic diagram of bevel

19、 gear4 軸的設(shè)計(jì)4.1 小錐齒輪軸（軸）的設(shè)計(jì)4.1.1作用在小齒輪上的力切向力：前面已求出徑向力：軸向力：4.1.2小齒輪軸上的參數(shù)表4-1 小齒輪軸參數(shù)表Table 4-1 Parameter Table pinion shaft功 率轉(zhuǎn) 速扭 矩4.1.3 初步確定軸的最小直徑先按*初步估算軸的直徑，這里選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)*，取，于是有 安裝聯(lián)軸器處軸的直徑最小4.1.4 聯(lián)軸器的選用為減小傳動(dòng)間的振動(dòng)，使傳動(dòng)更平穩(wěn)，及補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)軸與小齒輪軸可能存在的相對(duì)位移并根據(jù)傳遞功率、轉(zhuǎn)矩的大小這里選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。由課本有，連軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩公式：查*，取，則有：根據(jù)

20、，查手冊(cè)（GB/T4323-2002），*已知電動(dòng)機(jī)輸出軸直徑為28mm，而能與28mm軸配合的彈性套柱銷聯(lián)軸器的最小型號(hào)為L(zhǎng)T4，此型聯(lián)軸器的最小孔徑為20mm，這里就選用LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，與小齒輪配合的半聯(lián)軸器孔徑，所以軸段-直徑為，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=38mm。圖4-2聯(lián)軸器示意圖Figure4-2 Coupling diagram4.1.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.5.1擬定軸上零件的裝配方案通過對(duì)軸及軸系零件的安裝的可行性，難易程度的比較，對(duì)軸上零件的定位，軸的結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)劣的分析，以及對(duì)現(xiàn)有方案的類比，現(xiàn)使用如下裝配方案： 圖4-3 裝

21、配方案圖Figure 4-3 Figure assembly scheme4.1.5.2根據(jù)軸向定位的要求，硬度軸各段直徑和長(zhǎng)度1) 前已得到，半聯(lián)軸器右端以軸肩定位，所以取，連軸器左端用軸端擋圈定位，型號(hào)為：擋圈GB/T891 28，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=38mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短，現(xiàn)取。2) 初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，查取手冊(cè)表6-7，由軸承產(chǎn)品目錄中初步取基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30206，其尺寸。故， ，3) 軸承端蓋的總寬度為25

22、mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與半 聯(lián)軸器右端面間的距離L=30mm故取4) *由軸承的軸向定位需求取，長(zhǎng)度初步取為5) 安裝小錐齒輪處軸段的直徑由*，齒輪輪轂長(zhǎng)計(jì)算式L=(11.2)d，即L=1.222=26.4mm。但，小齒輪齒寬已為32mm，所以輪轂長(zhǎng)應(yīng)大于32mm，于是取輪轂長(zhǎng)為40mm也由手冊(cè)表11-7，可求出輪轂外徑：。圓整取。小齒輪與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離避免干擾，同時(shí)小齒輪與軸承的距離應(yīng)盡量小，以改善受力，綜合考慮，取，小齒輪右端伸出軸右端2mm，小齒輪與軸承間用一擋油環(huán)定位。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6) 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器于軸的周向定位全采

23、用平鍵連接。*，軸-段使用鍵位GB/T 1096鍵 6625，半聯(lián)軸器與軸向配合為；軸-段使用鍵為GB/T 1096鍵 C6636，為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承周向定位由過渡配合保證，選用軸直徑的公差為m6。4.1.6求軸上的載荷圖4-4 小齒輪軸上載荷圖Figure 4-4 pinion shaft load diagram對(duì)于30206型圓錐滾子軸承，由*查得a=13.8mm。固此可求得作為筒與梁的軸的支撐跨距L2+L3=87mm+49mm=136mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，即如上圖（b）(c) (d)所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭

24、矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。截面C處的各種受力值列表如下：表4-2 截面C處的受力參數(shù)列表Table 4-2 cross-section C at the force parameter list載 荷垂直面V水平面H支反力F（N）彎矩總彎矩扭矩4.1.7按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度這里只校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度。*及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)首先計(jì)算截面C的抗彎截面系數(shù)W 軸的計(jì)算應(yīng)力 該軸材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由*查得許用應(yīng)力因此，故安全。4.2 大錐齒輪軸（軸）的設(shè)計(jì)4.2.1作用在大齒輪上的力 由前對(duì)小齒輪受力的計(jì)算結(jié)果及兩齒輪間的作

25、用與反作用對(duì)應(yīng)關(guān)系有：大齒輪上運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)功率 轉(zhuǎn)速 4.2.2類似軸的設(shè)計(jì)過程初步估算最小直徑 安裝輸出聯(lián)軸器的直徑最小4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.3.1擬定軸上零件的裝配方案（見圖4-3）4.2.3.2根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸右端制出一軸肩，故取段的直徑左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D28mm，段 的長(zhǎng)度應(yīng)比略短，取。2) 初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾動(dòng)軸承，參照工作要求并根據(jù)，查*初步選?。夯居蜗督M，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾動(dòng)軸承30206，其尺寸，故；滾動(dòng)軸承采用長(zhǎng)為10mm的擋油

26、環(huán)右端定位，取。由手冊(cè)查詢，取3) 取安裝齒輪處的軸段的直徑，齒輪左端以軸套定位，軸肩的高度h0.07d，取h=4mm，則軸環(huán)直徑。軸環(huán)寬度，取。4) 軸段參考前一根軸設(shè)計(jì)原則，取5) 考慮齒輪與箱體壁間距，與軸承的安裝，取，齒輪軸與軸承間的擋油環(huán)長(zhǎng)度取15mm，外徑取40mm6) 綜合考慮，減速器的對(duì)稱及空間需求取至此，以初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。圖4-5 大齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖Figure 4-5 Schematic diagram of the gear shaft7) 軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由手*得所選平鍵尺寸，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸

27、的周向定位由過渡配合來保證，選取軸的直徑尺寸公差為8) 確定軸上圓角和倒角尺寸,參考課本表15-2取軸端倒角為，軸肩圓角均為R1.6,其余為R1。4.2.4求軸上載荷圖4-6 大齒輪軸上載荷圖Figure 4-6 the gear shaft load diagram對(duì)于30206型圓錐滾子軸承，由*a=13.8mm。因此可求得作為筒與梁的軸的支撐跨距L2+L3=52mm+104mm=156mm，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，即如上圖所示。從軸的機(jī)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。C處各面的彎矩值列表如下表4-3 截面C處彎矩值列表Table 4-3 lists t

28、he value of cross-section C at the moment載 荷垂直面V水平面H支反力F（N）彎 矩總彎矩 扭 矩4.2.5 按彎扭矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度這里只校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度，根據(jù)課本式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力其中抗彎截面系數(shù)W由式計(jì)算前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得，因此，故安全。4.2.6 精確校核軸的強(qiáng)度4.2.6.1判斷危險(xiǎn)截面考查圖a、圖b、圖d可知，從應(yīng)力集中且M、T又較大考慮，截面和C截面都有較大的合彎矩，但C截面處鍵槽引起的應(yīng)力集中較小，鍵槽引起的應(yīng)力

29、集中是在鍵槽兩側(cè)，鍵槽引起的應(yīng)力集中小于軸肩和過盈配合，故把危險(xiǎn)斷面定在處，在處左側(cè)是軸肩應(yīng)力集中，在處右側(cè)是過盈應(yīng)力集中由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面。4.2.6.2截面左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)的彎矩M為截面上的扭矩T2為：截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由*15-1查得抗拉強(qiáng)度極限，抗彎疲勞極限，剪切疲勞極限截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ，按*附表3-2查取。因，經(jīng)帶值后查得。 又由*附圖3-1可得軸的材料的剛性系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)，由課本式（附3-4）有由附圖3-2的尺寸系數(shù)；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)

30、軸按磨削加工，由附圖3-4的3表面質(zhì)量系數(shù)為軸末徑表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為又有碳鋼的特性系數(shù)，取 計(jì)算安全系數(shù)值，按課本式（15-6）（15-8）得故可知其安全4.2.6.3截右側(cè)抗彎截面系數(shù)W按表15-4中的公式計(jì)算抗扭系數(shù)彎矩M及彎曲應(yīng)力為扭矩T2及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為過盈配合處的，由*附表3-8用插值法求出，并取 軸按磨削加工，由*附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為故得綜合系數(shù)為所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。該軸無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故不對(duì)軸進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。5軸承和鍵的選擇5.1 軸承的選取a 作為機(jī)座的支承原件

31、，必須能夠承受較大的軸向載荷。在這里選用推力球軸承11，軸承的型號(hào)為51209。表5-1 軸承51209的主要技術(shù)參數(shù)Table5-1 bearing the main technical parameters of 51209軸承代號(hào) 基本額定 極限轉(zhuǎn)速 r/min動(dòng)載荷 Ca/KN靜載荷 Coa/KN 脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑 5120947.810522003400b 齒輪軸上軸承的選?。嚎紤]到齒輪軸上兩個(gè)軸承的安裝問題，在軸的齒輪端安裝直徑稍大的軸承。選取圓錐滾子軸承，型號(hào)為30206和30207。表5-2 齒輪軸上軸承的主要技術(shù)參數(shù)Table5-2 gear shaft bearing the

32、main technical parameters軸承代號(hào) 基本額定 極限轉(zhuǎn)速 r/min動(dòng)載荷 Cr/KN靜載荷 Cor/KN 脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑 3020643.250.5600075003020754.263.553006700c傳動(dòng)軸上軸承的選?。?傳動(dòng)軸上已經(jīng)有一個(gè)推力球軸承來承受軸向載荷，在這里在選取一對(duì)軸承支撐傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。選取滾子軸承，型號(hào)為30210，表5-3 傳動(dòng)軸上軸承的主要技術(shù)參數(shù)Table5-3 shaft bearing the main technical parameters軸承代號(hào) 基本額定 極限轉(zhuǎn)速 r/min動(dòng)載荷 Cr/KN靜載荷 Cor/KN 脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑

33、3021073.292.043005300軸承的校核由圓錐滾子軸承的工作條件可知其失效形式是，接觸應(yīng)力過大，產(chǎn)生永久性的過大的凹坑（即材料發(fā)生了不允許的永久變形），按軸承靜載能力選擇的公式為：機(jī)械設(shè)計(jì)13-17 其中為當(dāng)量靜載荷，為軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)，取決于軸承的使用條件。按機(jī)械設(shè)計(jì)表3-8 作連續(xù)旋轉(zhuǎn)軸承,普通載荷,So=1-2此處取1.5.上軸承受純徑向載荷,所以因此軸承合適.下軸承受徑向和軸向載荷, R為徑向載荷A為軸向載荷X Y分別為徑向軸向載荷系數(shù)，其值按機(jī)械設(shè)計(jì)表135查取因?yàn)?所以 所以因此軸承合適齒輪軸上軸承受力很小，所以不用教核。軸承摩擦力矩的計(jì)算：如果 （C為基本額定動(dòng)載荷

34、，P為所受當(dāng)量動(dòng)載荷），可按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 (16.1-13)公式: 估算其中:為滾動(dòng)軸承摩擦因數(shù)，F(xiàn)為軸承載荷，d為軸承內(nèi)徑。 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 表16.1-29得，所以也可以用此公式估算所以 5.2.鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵.根據(jù) d=55 d=65查表6-1?。?鍵寬 b=16 h=10 =36 b=20 h=12 =50校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 查表6-2得 =110MP工作長(zhǎng)度 36-16=2050-20=30鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 K=0.5 h=5K=0.5 h=6由式（6-1）得： 兩者都合適取鍵標(biāo)記為： 鍵2：

35、1636 A GB/T1096-1979鍵3：2050 A GB/T1096-19796 刀盤和刀片的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)刀盤刀片圖如下所示：圖6-1刀盤示意圖Figure 6-1 Schematic cutter圖6-2刀片示意圖Figure 6-2 Schematic diagram of the blade刀片選材和動(dòng)平衡性說明：因?yàn)橄嗤睆降牟煌毒叩钠屏褬O限與刀體質(zhì)量、刀具構(gòu)件數(shù)和構(gòu)件接觸面數(shù)之間的關(guān)系，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，刀具質(zhì)量越輕，構(gòu)件數(shù)量和構(gòu)件接觸面越少，刀具破裂的極限轉(zhuǎn)速越高。研究發(fā)現(xiàn)，用鈦合金作為刀體材料減輕了構(gòu)件的質(zhì)量，可提高刀具的破裂極限和極限轉(zhuǎn)速。但由于鈦合金對(duì)切口的敏感性，不適宜制

36、造刀體，因此刀片采用高強(qiáng)度鋁合金來制造刀體。在刀體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)注意避免和減小應(yīng)力集中，藥材上的凹槽會(huì)引起應(yīng)力集中，降低刀體的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡量避免藥材表面的不平整。同時(shí)，刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸，使重心通過刀片的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。 提高刀片的動(dòng)平衡性對(duì)提高刀片的安全性有很大的幫助。因?yàn)榈毒叩牟黄胶饬繒?huì)對(duì)主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)附加的徑向載荷，其大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。按照標(biāo)準(zhǔn)草案要求，用于高速切削的刀片必須經(jīng)過動(dòng)平衡測(cè)試，并應(yīng)達(dá)到ISO19401規(guī)定的G4.0平衡質(zhì)量等級(jí)以上要求。7 總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行

37、的。這是我們對(duì)所學(xué)課程的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我有很多收獲，首先把我?guī)啄陙硭鶎W(xué)的知識(shí)做了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，更深一步了解了所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，也使我學(xué)會(huì)怎樣更好的利用圖書館，網(wǎng)絡(luò)查找資料和運(yùn)用資料，還使我學(xué)會(huì)如何與同學(xué)共同討論問題。這對(duì)我以后的工作有很大的幫助,今后我會(huì)在工作中不斷的學(xué)習(xí),努力的提高自己的水平。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，我切實(shí)體會(huì)到作為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員的艱難性。在設(shè)計(jì)過程中，我經(jīng)常遇到各種各樣的問題，有的是知識(shí)方面的不足導(dǎo)致的，有的是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面不足導(dǎo)致的。這些問題有時(shí)使得我束手無措，不過在指導(dǎo)老師幫助和自己的努力下，終于使得我順利完成了設(shè)計(jì)。由于知識(shí)面的缺乏和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足我，