1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于 HDPE/PVC 塑料管材無(wú)屑切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Plastic pipe cutting machine design without chip based on HDPE/PVC摘要通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外塑料管材機(jī)械生產(chǎn)線的研究分析，并結(jié)合實(shí)習(xí)工作公司的實(shí)際情況，確 定了無(wú)屑切割機(jī)做為本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。無(wú)屑切割機(jī)用于塑料管材的定長(zhǎng)切割，在切 割過(guò)程中機(jī)架上的移動(dòng)臺(tái)可以沿著管材擠出方向移動(dòng)，并保持與管材的同步進(jìn)給速度。在 切割機(jī)的前部裝有托輪裝置，托輪起到支撐和導(dǎo)向的作用，針對(duì)不同管徑時(shí)要予以調(diào)節(jié)。 當(dāng)翻料架上的行程開(kāi)關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后，機(jī)器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢管 材

2、，使管材在切割過(guò)程中相對(duì)固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材 時(shí)，調(diào)換相對(duì)應(yīng)的哈夫塊。切割工作指令的實(shí)現(xiàn)由電機(jī)通過(guò) V 帶傳動(dòng)，而刀片的切削進(jìn)給由氣缸活塞桿緩緩?fù)七M(jìn) 而進(jìn)行的，氣缸推力的大小可由氣缸的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。刀片的無(wú)屑切割進(jìn)給由移動(dòng)盤(pán)和左右 移動(dòng)架來(lái)完成的，其中筒軸由軸承支承和定位，所以旋轉(zhuǎn)中心不變使切割機(jī)切割管材端面 平整，尺寸標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)刀深度由氣缸導(dǎo)向桿旁邊的限位調(diào)節(jié)絲桿調(diào)節(jié)控制。不同規(guī)格的厚度 管材，調(diào)節(jié)絲桿的調(diào)節(jié)量大小不同。設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱了大量國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料，所做的設(shè)計(jì)運(yùn)用所學(xué)的所有專(zhuān)業(yè)課程。下文主要闡述塑料管材無(wú)屑切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 切割機(jī)設(shè)計(jì)主要包括，帶傳動(dòng)機(jī)

3、構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、切屑工作臺(tái)移動(dòng)導(dǎo)軌、機(jī)架設(shè)計(jì)。由于本人時(shí)間和知識(shí)面有限不可能做的很全面，文中錯(cuò)誤難免，望老師指正。關(guān)鍵詞: 塑料管材；切割機(jī)；無(wú)屑式AbstractThrough to the domestic and foreign plastics tubing mechanicalproduction line research analysis, and the union practice workcompanys actual situation, had determined the non- filings cutterdoes for this topic main

4、design content. The non- filings cutter usesin the plastic tubing to decide long cuts, in cuts process rack from the movingplation to be allowed to squeeze out the traverse along thetubing, and the maintenance and tubing synchronization enters for thespeed. Is loaded with in the cutter front part ho

5、lds a turn ofequipment, holds the wheel to play the strut and the guidance role, inview of different caliber when must give to adjust. After turnsmaterial on the limit switch or the encoder sends out cuts the signal,machine clamp clamps the control equipment firm tubing, causes thetubing in to cut i

6、n the process to be relatively fixed, the clamp forclamps block Haff to clamp, when cuts the different specification thetubing, exchanges Haff block which corresponds.Cuts the working order the realization by the electrical machinerythrough V belt transmission, but the bit cutting for slowly pushes

7、bythe cylinder piston rod then carries on, the air cylinder thrust forcesize may by the air cylinder regulating valve adjustment. The bit non-filings cut for by move, casing of axis which the shifting plate andabout movingplation completes by bearing supporting and localization,therefore the center

8、of rotation invariablely causes the cutter to cutthe tubing end surface to be smooth, size standard. Bit the depthguides nearby the pole by the air cylinder the spacing adjustment leadscrew regulating control. The different specification thicknesstubing, adjusts the lead screw the adjustment quantit

9、y size to bedifferent.In the design process has consulted the massive domestic and foreigncorrelation data, does the design utilization studies all specializedcurricula. As follows main elaboration plastic tubing non- filingscutter overall structural design.The cutter design mainly includes, brings

10、the transmission system, tocut the organization, to clamp the organization, Cutting- filings the work tablemoves the guide rail, the rack design.Because myself time and the aspect of knowledge limited are impossibleto do very comprehensively, in the article wrong is unavoidable, looksteacher to poin

11、t out mistakes.keywords: Plastic tubing Cutter Non- filings type目錄1 緒論.1 1.1 引言 .1 1.2 塑料管材生產(chǎn)線工作流程簡(jiǎn)介.1 1.2.1 塑料管材生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成本文僅以 PVC 波紋管為例 .1 1.2.2 塑料管材生產(chǎn)過(guò)程 .2 1.3 PVC 管材生產(chǎn)線特點(diǎn) .2 1.4 設(shè)計(jì)方案的選擇比擬 .3 1.5 設(shè)計(jì)方案綜述 .4 2 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).5 2.1 V 帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).5 2.1.1 V 帶的選擇 .5 2.1.2 帶傳動(dòng)的分類(lèi)根據(jù)截面形狀不同和性能比擬 .5 2.2V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .6 2.3 帶輪

12、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 2.3.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求：.9 2.3.2 帶輪材料的選用 .9 2.3.3 結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì) . 102.3.4 帶輪的輪槽尺寸 . 103 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 133.1 夾緊裝置組成部件 . 133.2 夾緊塊材料的選擇 . 133.3 托輪裝置 . 143.3.1 組成部件件 . 143.3.2 托滾材料的特殊選擇. 144 切割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 154.1 切割機(jī)構(gòu)概要 . 154.1.1 切割部件的組成 . 154.2 傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì) . 154.2.1 旋轉(zhuǎn)部件 . 154.2.2 傳動(dòng)體的尺寸計(jì)算 . 154.3 軸承的選用及潤(rùn)滑 . 164.3.1 軸承的類(lèi)型 .

13、 164.3.2 軸承材料選擇 . 164.3.3 設(shè)計(jì)中所選軸承介紹. 164.4 軸承驗(yàn)算校核 . 174.4.1 軸承的潤(rùn)滑 . 184.4.2 軸承的密封裝置 . 195 切屑工作臺(tái)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) . 205.1 導(dǎo)軌材料選用. 205.2 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與保護(hù) . 215.2.1 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑 . 215.2.2 導(dǎo)軌的保護(hù) . 226 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 236.1 機(jī)架設(shè)計(jì)概要. 236.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)工藝要求 . 236.2 機(jī)架材料的選擇 . 246.3 機(jī)架材料時(shí)效處理 . 256.4 機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸 . 26 結(jié) 語(yǔ) . 27 致 謝. 28 參考文獻(xiàn) . 29 附錄 1：英文原文. 3

14、0 附錄 2：英文翻譯. 341.1 引言1 緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷開(kāi)展,多種類(lèi)型的塑料管材廣泛的運(yùn)用于石油，化工，農(nóng)業(yè)，輕工和效勞業(yè)等不同的行業(yè)的各種場(chǎng)合。在各大中小城市政公共建設(shè)工程中，一些新型大口 徑管材聚乙烯管、硬聚氯乙烯管等)不斷涌現(xiàn)，在城市根底建設(shè)中，塑料管材以輕便、 實(shí)用、環(huán)保、不易腐蝕等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)城鄉(xiāng)供水、排水、燃?xì)庖约笆姓霉こ痰阮I(lǐng)域的 應(yīng)用將替代原來(lái)應(yīng)用的混凝土排水管，解決了由于管道的粗、大、笨，造成的運(yùn)輸不便利， 運(yùn)輸費(fèi)用高，加上施工需要大的機(jī)械設(shè)備而造成施工不便。同時(shí)，塑料管材由于其輕便， 帶來(lái)運(yùn)輸方便，施工方便，接口處理容易而倍受用戶(hù)的青睞。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，未來(lái)

15、10 年國(guó)家用于污水治理的總投資將超過(guò) 3000 億元，南水北 調(diào)治污規(guī)劃，流域治污工程，環(huán)渤海碧海藍(lán)天工程及北京-青島迎奧運(yùn)環(huán)境治理工程等重 大工程都已列入國(guó)務(wù)院已批準(zhǔn)和即將實(shí)施的方案中，國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)開(kāi)展規(guī)劃也將市政排 水、排污工程推廣提到了議事日程并實(shí)施。隨著塑料管原材料合成生產(chǎn)，管材制造設(shè)備和 生產(chǎn)技術(shù)替代傳統(tǒng)材料制作的排水管將成為必然開(kāi)展趨勢(shì)。同時(shí)在各種場(chǎng)合對(duì)不同的工況 所使用的塑料管材機(jī)械也不盡相同，近年來(lái)由于塑料管材機(jī)械的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，品種的 增多以及質(zhì)量的不斷提高，對(duì)加工設(shè)計(jì)塑料管材機(jī)械提出了更高的要求，特別是在一些大 型的塑料管材流水線上，塑料管材機(jī)械中的切割機(jī)承當(dāng)了很重要的

16、工作任務(wù)。這些塑料管 材切割機(jī)要求運(yùn)行平穩(wěn),使用壽命長(zhǎng)，切割管材精度高。為此各廠家為了根據(jù)自己的需要， 出于經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，生產(chǎn)價(jià)格廉價(jià)的塑料管材切割機(jī)。 其中無(wú)屑切割機(jī)相比擬其他形式的切割機(jī)有著許多優(yōu)勢(shì)，諸如在切割過(guò)程中不產(chǎn)生鋸屑， 管材端面平整光滑、美觀、無(wú)毛刺，其刀片用高速合金鋼制造，鞏固耐用，是有齒鋸片切 割機(jī)的換代產(chǎn)品，可與任何廠家生產(chǎn)線配套使用。1.2 塑料管材生產(chǎn)線工作流程簡(jiǎn)介1.2.1 塑料管材生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成本文僅以 PVC 波紋管為例自動(dòng)上料枯燥機(jī)雙頭擠出機(jī)塑料管材模具成型機(jī)牽引機(jī)切割機(jī)擴(kuò)口機(jī)翻料架其中成型機(jī)分為：立式和臥式結(jié)構(gòu)；根據(jù)客戶(hù)的要求而

17、選擇。擠出機(jī)：擠出機(jī)可根據(jù)用戶(hù)原料情況特殊設(shè)計(jì)，HDPE/PVC 采用新型高效單螺桿擠出 機(jī)，PVC 采用大型平雙或錐雙擠出機(jī)成型機(jī)及模具：成型機(jī)及機(jī)頭精度高，模塊互換性好，模塊冷卻方式有風(fēng)冷和水冷 兩種，可實(shí)現(xiàn)在線擴(kuò)口，確保成型管材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，優(yōu)質(zhì)的白鋼刃無(wú)屑切割機(jī)具有優(yōu)圖 1-1 PVC 管材生產(chǎn)線異的切割精度。整條生產(chǎn)線采用西門(mén)子人機(jī)界面控制系統(tǒng)，具有很高的自控功能。1.2.2 塑料管材生產(chǎn)過(guò)程此次塑料管材的材料選用 HDPE/PVC 屬于熱塑性聚合物。這類(lèi)聚合物具有線型分子結(jié) 構(gòu)，加熱時(shí)可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的根本結(jié)構(gòu)和性 能自動(dòng)上料枯燥機(jī)進(jìn)行吞料處

18、理將 HDPE，PP, PVC 等塑料顆粒料輸送到達(dá)擠出機(jī)，經(jīng)過(guò) 加熱圈的加熱，熔融狀態(tài)下的塑料通過(guò)旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿進(jìn)入管材模具配有水套流入 到成型機(jī)，在成型機(jī)內(nèi)進(jìn)行冷卻、抽真空的同步處理，接著由配套的牽引機(jī)將冷卻成型的 管材勻速拉出來(lái)，最后根據(jù)實(shí)際所需的管材長(zhǎng)度進(jìn)行切割處理 。1.3 PVC 管材生產(chǎn)線特點(diǎn)PVC 管材生產(chǎn)線是專(zhuān)門(mén)為生產(chǎn) PVC 管材而設(shè)計(jì)的，主要包括錐形雙螺桿擠出機(jī)、PVC管材模具、真空定徑水箱、噴淋冷卻水箱、牽引機(jī)、切割機(jī)和翻轉(zhuǎn)臺(tái)。錐形雙螺桿擠出機(jī):先進(jìn)的獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念保證了 PVC 料的高效擠出，結(jié)合了塑化理 念的、獨(dú)特的螺桿設(shè)計(jì)能夠保證原料的塑化均勻、高產(chǎn)量擠出。先進(jìn)

19、的控制系統(tǒng)為設(shè)備穩(wěn) 定運(yùn)行提供了保障。PVC 擠出模具: 創(chuàng)新的螺旋分流結(jié)構(gòu)防止了大口徑管材外表的分流痕，具有理想停留 時(shí)間的截面結(jié)構(gòu)可以使熔融料充滿(mǎn)整個(gè)橫截面，使原料在溫度可控制下進(jìn)一步均勻分布融 化，這保證了 PVC 產(chǎn)品的顯著特性。真空定徑水箱: 主要材質(zhì)為不銹鋼，對(duì)于大口徑的管材要配備兩級(jí)真空，精確的水位、水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，先進(jìn)地循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)。噴淋冷卻水箱: 特殊的噴淋設(shè)計(jì)保證管材冷卻速度快、效果好，精確的水位、水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，先進(jìn)的循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)和閥門(mén)等元件，不銹鋼材質(zhì)增強(qiáng)了設(shè)備的視覺(jué)效果。牽引機(jī): 獨(dú)立的速度節(jié)、靈活的牽引方式和高可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)保證了管材的高效、高 質(zhì)量正常擠出。特

20、殊的整體傳動(dòng)系統(tǒng)防止了獨(dú)立傳動(dòng)的不同步性，先進(jìn)的四桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使 牽引機(jī)的四條履帶定位于中心，精確的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以牽引力得到靈活地調(diào)節(jié)。切割機(jī): 切割機(jī)的全液壓設(shè)計(jì)保證了切割時(shí)靈活的壓力，鋸片位置與切割深度的靈活 調(diào)節(jié)。獨(dú)特的功率輸入系統(tǒng)保證了行星切割的可靠性。低噪音強(qiáng)力吸屑系統(tǒng)和獨(dú)特的無(wú)屑 切割裝置能保證無(wú)屑切割，具有自動(dòng)角斜切功能。1.4 設(shè)計(jì)方案的選擇比擬經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)塑料管材切割機(jī)工況要求，提出了以下三種方案：方案一：直接運(yùn)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序控制往返運(yùn)動(dòng)，用單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路來(lái)設(shè)置相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 方案二：運(yùn)用步進(jìn)

21、電機(jī)和齒輪齒條來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的往返運(yùn)動(dòng)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)動(dòng)。方案三：運(yùn)用普通電動(dòng)機(jī)，帶傳動(dòng)。通過(guò)電動(dòng)機(jī)可以獲得運(yùn)動(dòng)需要的動(dòng)力，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供相應(yīng)的速度和節(jié)奏，實(shí)現(xiàn)不同的速比，節(jié)奏，步長(zhǎng)以及滑架的運(yùn)動(dòng)軌跡。經(jīng)過(guò)可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案三是合理的，也是最有實(shí)際意義的，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)性也 能很好的實(shí)現(xiàn)，方案一中步進(jìn)電機(jī)的功率和工況要求中的中度沖擊問(wèn)題對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響 不能很好的解決，而且步進(jìn)電機(jī)擁有一個(gè)很明顯的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠精確的正反轉(zhuǎn)功能， 因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移，或線位移的開(kāi)環(huán)控制元件，在非超載的情況 下電機(jī)的轉(zhuǎn)速，停止的位置只取

22、決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載的變化而影響， 即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)那么轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī) 只有同期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常 簡(jiǎn)單，而且低速精度高。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常 規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好 步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)。方案二也存在 類(lèi)似的問(wèn)題，而方案三都能很好的實(shí)現(xiàn)，而且普通電動(dòng)機(jī)容易選擇，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可 靠，穩(wěn)定性高,可以允許有一定的沖擊，故此方案較

23、合理。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和切割系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析應(yīng)是本課題的重點(diǎn)，運(yùn)用機(jī) 械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容應(yīng)包括切割機(jī)的切割機(jī)構(gòu)和夾緊和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng).本課題的難點(diǎn)是帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和移動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析以及各連接軸的 計(jì)算設(shè)計(jì)。1.5 設(shè)計(jì)方案綜述無(wú)屑切割機(jī)是一種基于優(yōu)質(zhì)白鋼刀片的高速進(jìn)給切割,用于塑料管材的定長(zhǎng)切割，電 動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)盤(pán)和筒軸在切屑機(jī)構(gòu)架中旋轉(zhuǎn),同時(shí)調(diào)節(jié)汽缸的壓力,推動(dòng) 工作臺(tái)移動(dòng).塑料管材在被切割過(guò)程中，機(jī)架上的移動(dòng)臺(tái)可以沿著管材擠出方向移動(dòng)，并 保持與管材的同步進(jìn)給速度。在切割機(jī)的前部和后部裝有托輪裝置，托輪起到支撐和導(dǎo)向 的作用，針對(duì)

24、不同管徑時(shí)要予以調(diào)節(jié)。當(dāng)翻料架上的行程開(kāi)關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后， 機(jī)器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢管材，使管材在切割過(guò)程中相對(duì)固定，夾緊裝置為夾 緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時(shí)，調(diào)換相對(duì)應(yīng)的哈夫塊.設(shè)計(jì)的意義：塑料管材切割機(jī)在自動(dòng)化流水線上的充分運(yùn)用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)車(chē)間無(wú)人化提供了可靠的條件。 設(shè)計(jì)的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)根本知識(shí)和根本技能去分析和解決專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設(shè)計(jì)思想、掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、標(biāo)準(zhǔn)和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運(yùn)用資料的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步穩(wěn)固、 擴(kuò)大和深化我們所學(xué)的根本理論、根

25、本知識(shí)和根本技能，提高我們?cè)O(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、編 寫(xiě)技術(shù)文件，正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等工具書(shū)的獨(dú)立工作能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培 養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀， 從而實(shí)現(xiàn)我們向工程技術(shù)人員的過(guò)度，同時(shí)學(xué)會(huì)調(diào)查、研究、收集技術(shù)資料的方法。2.1 V 帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1 V 帶的選擇2 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V 帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以?xún)蓚?cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V 帶傳動(dòng)較 平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是 V 帶傳動(dòng)的最大性能上的優(yōu)點(diǎn)。再加上 V 帶傳動(dòng)允許 的傳

26、動(dòng)比擬大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及 V 帶多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而結(jié)合多種元素， 本次設(shè)計(jì)，本人選擇 V 帶。1、為了保證 V 帶與帶輪輪齒的正確嚙合和良好接觸，必須滿(mǎn)足帶輪沿節(jié)圓度量的周 節(jié)必須與 V 帶的周節(jié)相等，或者帶與帶輪的模數(shù)相等，當(dāng) m2 時(shí)，帶輪的齒槽角應(yīng)與 V 帶 的齒形角相等。2、為了防止工作時(shí) V 的脫落，一般在小帶輪兩邊裝有擋邊。當(dāng)帶輪軸垂直安裝時(shí)，兩輪一般都需有擋邊，或至少主動(dòng)輪的兩側(cè)和從動(dòng)輪的下側(cè)裝有擋邊。3、V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)保證 V 帶有足夠的強(qiáng)度，以承受張緊力，預(yù)緊力，離心力，圓周力不發(fā)生失效。4、V 帶的強(qiáng)度計(jì)算主要應(yīng)該限制作用在 V 帶單位寬度上的拉力，

27、以保證一定的使 用壽命。帶傳動(dòng)是兩個(gè)式多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉拽零件的傳動(dòng)。工作時(shí)借助零件之間的摩擦或嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)。2.1.2 帶傳動(dòng)的分類(lèi)根據(jù)截面形狀不同和性能比擬可分為：平帶運(yùn)動(dòng) V 帶運(yùn)動(dòng) 同步帶傳動(dòng) 多楔帶傳動(dòng) 見(jiàn)表 2-1表 2-1 帶傳動(dòng)分類(lèi)分類(lèi)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平帶傳動(dòng)柔性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,柔性好,V 帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,好,摩擦力大,傳動(dòng)的功高速時(shí)跳動(dòng)性較大，傳動(dòng)不穩(wěn)定。同步帶傳動(dòng)柔性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,柔性好,多楔帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,好,摩擦力大,傳動(dòng)的功帶傳動(dòng)的工作情況系數(shù)可以 由表 2-2 查出表 2-2 V 帶傳動(dòng)的工作情況系數(shù) KA載荷變化情況瞬時(shí)鋒值載荷定工作載荷每天工作小時(shí)數(shù)/h1010-

28、1616平穩(wěn)1.201.401.50小150%1.401.601.70較大150%-250%1.601.701.85很大250%-400%1.701.852.002.2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)合所學(xué)課程知識(shí)知道,帶傳動(dòng)的主要實(shí)效形式是打滑和疲勞破壞.因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)該是:在保證帶傳動(dòng)不打滑的情況下,具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命.參閱?機(jī)械設(shè)計(jì)?可知,帶打滑時(shí)的有效拉力 見(jiàn)式2.1F lc =F(11e fv)=s1 A(11)e fv再由帶的最大應(yīng)力可知ssss式2.2結(jié)合2.1和2.2得max1b1cV 帶的疲勞強(qiáng)度條件為s maxs1 s b1 s cs s1 s1s s b1 s c式

29、2.3式中 s為在一定條件下，由帶的疲勞強(qiáng)度所決定的許用應(yīng)力。將式 (2 2) 代入 (2 1) ，那么得(s 1ss ) A(1 f )式 2.4Fecb1ce v將式(2-4)代入式P=Fe v1000帶所傳遞的功率，可得出單根 V 帶所允許傳遞的功率為s Ps b1s c)(11e fv) Av式2.501000由實(shí)驗(yàn)得出，在10 10 次循環(huán)應(yīng)力下，V帶的許用應(yīng)力為CL89s 11.1 d 3600 jLh v 根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)可有以下計(jì)算過(guò)程電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y1124 額定功率為 P=3.2KW 轉(zhuǎn)速 n=1440r/min 傳動(dòng)比 i=2.8一天工作時(shí)間 10 小時(shí)。ca1確定計(jì)算

30、功率 P由 ?機(jī)械設(shè)計(jì)?P151 表 8-6 查得工作情況系數(shù) k A1.2，故2. 選取窄 V 帶帶型P ca = K A P1.2 X 3.2KW3.84KW根據(jù) P ca ，n1 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?P152 表 8-9 確定選用 SPZ 型。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑查表 P145 和 P153 可得主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 dd171mm.根據(jù)式in1n2dd 2 ，從 動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 d dd 1d 2 .dd 2 . = idd 12.8 71 198.8 mm根據(jù) ?機(jī)械設(shè)計(jì)?表 8-7 可知，取 d驗(yàn)算帶的速度d 2 . =200mm.vp dd1n1 p 71 1440 m / s5.351

31、m / s 35m/s60 1000 60 1000帶的速度是可以符合要求。4. 確定窄 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù) 0.7(d d ) a2(d d), 初步確定中心距a400 mm. 式 2.6d 1d 20d 1d 20d根據(jù) L2a0pdd 2dd 1dd 2dd 122計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度2 4a0Ld2a0pdd 2dd 1dd 2dd 12 4a0=2 400p200 71200 712mm1235.87mm2 4 400由表 8-2 可以查得，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld1250mm.a a LdLd 計(jì)算實(shí)際的中心距又因?yàn)?02La a Ld d1250 123602 400mm

32、407mm25. 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1 ,見(jiàn)式2.7oo1由式 180od p 2d p1180p180odd 2dd 157.5式2.7180odd 2add157.5o180o200 7140757.5o161.78o120o那么主動(dòng)輪上 的包角是符合要求的。6. 計(jì)算 V 帶的根數(shù) Z,見(jiàn)式2.8z pcap0 p0K K L式 ( 2.8)n11440r / min, d d 1P 0P071mm, i1.25KW0.22KW2.8, 查表8 5c和8 5d 得表 2-3 包角系數(shù) K小帶輪包角/ o K小帶輪包角/ o K18011450.911750.991400.891700.

33、981350.881650.961300.861600.951250.84續(xù)表 2-3小帶輪包角/ o K小帶輪包角/ o K1550.931200.821500.92查表 2-3 得到 K0.95 ， 查表 8-2 得到 KL0.96 ，那么z取 Z=2 根。3.2 1.351.25 0.22 0.95 0.94Pca2.5 27. 計(jì)算預(yù)緊力F0 = 500 vz K 1 qv式2.9查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8-4 得 q=0.07kg/m, 故Pca2.5 2F 0 = 500 vz K1 qvF 0 =5003.2 2.55.35 2 0.951 0.07 5.352 N246.74N8 .

34、 計(jì)算在軸上的作用力見(jiàn)式2.10b p由式 Fp2zF0 cos 22 zF0 1 2zF sin 12 2 02得 式 2.10F 2zF sin 1161.78o2 2 246.74 sin N1450.833Np02 22.3 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求：1 質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；2 質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高的時(shí)候要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；3 輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；4 各槽的尺寸和角度應(yīng)該保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等；2.3.2 帶輪材料的選用常用帶輪材料的性能比擬見(jiàn)表 2-4表 2-4 常用帶輪材料性能比擬材料 種類(lèi)及 牌號(hào)特點(diǎn)和應(yīng)用鑄鐵 H

35、T200 或 HT150汽缸，齒輪，低架，襯筒，一般機(jī)床鑄有導(dǎo)軌的床身及中等壓力油缸球墨鑄鐵 QT400-18減速器箱體，管路，閥體，壓縮機(jī)汽缸，撥叉，離合器殼鑄鋼 ZG310-570各種形狀的機(jī)件Q235金屬結(jié)構(gòu)件，心部強(qiáng)度要求不高的滲碳或碳氮共滲零件，吊鉤，拉桿，汽缸，輪軸。結(jié)合實(shí)際市場(chǎng)的產(chǎn)品情況，帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的牌號(hào)為 HT200；但在設(shè)計(jì)時(shí)候 考慮到轉(zhuǎn)速較高的時(shí)候宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后 焊接而成；小功率時(shí)可采用鑄 鋁。本次設(shè)計(jì)，我采用的是以鑄鐵 HT200 為材料的帶輪。工藝要求：帶輪的成型后，為保證其在工作載荷下有較強(qiáng)的硬度，和使用壽命。我們一般對(duì)其進(jìn)行發(fā)黑處理，使硬

36、度到達(dá) HBS1281922.3.3 結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)合所學(xué)課程的相關(guān)的知識(shí)，我們可以知道鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：1實(shí)心式2腹板式(3孔板式4橢圓輪輻式帶輪結(jié)構(gòu)的選用原那么：1 帶輪的基準(zhǔn)直徑 ddd 時(shí)，可采用實(shí)心式；2 dd300mm 時(shí)，可采用腹板式；3 當(dāng) D1d1 100mm 時(shí)，可采用孔板式；2.3.4 帶輪的輪槽尺寸4 dd300mm時(shí)，可采用橢圓輪輻式；帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)的直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；2根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸見(jiàn)表 2-5；表 2-5 帶的截型確定輪槽尺寸工程符號(hào)槽深YZSPZASPABSPBCSPCDE基準(zhǔn)寬度bd (bp )5.3

37、8.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深ha min1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下 槽深hf min4.77.09.08.711.010.814.014.319.019.923.4槽間距e8 0.312 0.315 0.319 0.425.5 0.5370.644.5 0.7第一槽對(duì) 稱(chēng)面至端 面的距離f7 18 1210 1212.5 1217 1323 129 41最小輪緣厚度d min55.567.5101215帶寬度BB z 1 e 2 f z-輪槽數(shù)外徑dada dd 2ha輪 槽 角 度 j320相應(yīng)的 基準(zhǔn)直 徑 da60340801181

38、903153606047538080118190315475極限偏差1o303帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式得到d1 1.8 2d , d為軸的 直徑。 h20.8h ;D0 0.5 D1 d1b1 0.4h ;d00.2 0.3 D1 d1b2 0.8b ;C 1 1 BS C ;7 4L1.5 2 d ,當(dāng)P1.5d，時(shí)， L=B f10.2hf20.2h2;h1 290 3nza式中: P傳遞的功率,單位為 KW;n帶輪的轉(zhuǎn)速,單位為 r/min;za 輪輻數(shù)。3.1 夾緊裝置組成部件3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)氣缸、導(dǎo)柱、導(dǎo)座、導(dǎo)套、哈夫塊、哈夫座等構(gòu)成。見(jiàn)圖 3-1圖 3-1 夾緊部件組

39、圖在機(jī)器的前部和后部各有一對(duì)夾緊裝置,分別由二塊裝于夾緊塊上的哈夫卡盤(pán)組成.對(duì)于不同規(guī)格的管徑要換不同的哈夫卡盤(pán).哈夫卡盤(pán)規(guī)格隨所切割管材管徑而定. 哈夫?yàn)椤癶alf的音譯，半圓的卡盤(pán)在機(jī)械加工中稱(chēng)作哈夫塊、哈夫卡盤(pán)。 更換哈夫卡盤(pán),擰緊螺釘后無(wú)須調(diào)節(jié),上下氣缸合攏時(shí)就自然對(duì)中.哈夫卡盤(pán)的夾緊力可以調(diào)節(jié),這是通過(guò)氣動(dòng)三聯(lián)件上的調(diào)壓閥進(jìn)行的,順時(shí)針增壓反之減壓.在保證管材不打滑的情況下調(diào)至最低壓力值,以免管材變形.中心調(diào)節(jié)通過(guò)安裝在導(dǎo)柱上,兩哈夫中間的限 位塊限制下哈夫行程來(lái)調(diào)節(jié)中心.3.2 夾緊塊材料的選擇哈夫塊在夾緊裝置中的作用非常重要，它是保證切割刀片按照設(shè)計(jì)要求快速切斷管 材的前提條件，

40、因?yàn)楣懿脑谇懈畹男袕街腥魏蔚奶鴦?dòng)、偏移都是會(huì)影響最后管材的切割精 度。所以在哈夫塊的選材方面也是有較高的要求，既要滿(mǎn)足部件設(shè)計(jì)的工藝要求，又要保 障產(chǎn)品的切割精度。夾緊塊材料的選擇為鑄造鋁合金，適用于砂型、金屬型鑄造系鋁硅銅鎂錳鈦多元合金，其優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能良好，流動(dòng)性好，充型能力優(yōu)良，一般無(wú)熱裂傾向，線收縮小，氣密性高， 可經(jīng)受高壓氣壓和液壓的作用；在熔煉中需進(jìn)行變質(zhì)處理，可經(jīng)熱處理強(qiáng)化，在鑄態(tài)或熱處理后的力學(xué)性能是鉛硅系合金結(jié)合熱塑性工程材料的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中我選那么鑄造鋁合金中的，ZL102 做為哈夫塊 的材料。ZL102 不僅有著熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，質(zhì)量輕，易于鑄造的特點(diǎn)，對(duì)保障擠出的管

41、材外表光潔度有很好的作用。3.3 托輪裝置3.3.1 組成部件件托滾，托滾軸，支架，托滾架，調(diào)節(jié)絲桿。見(jiàn)圖 3-2圖 3-2 托輪裝置組圖3.3.2 托滾材料的特殊選擇由第一章我們知道，管材的材料為 HDPE/PVC 屬于熱塑性聚合物。這類(lèi)聚合物具有線 型分子結(jié)構(gòu)，加熱時(shí)可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的根本 結(jié)構(gòu)和性能前后托輪的調(diào)節(jié)是在夾緊裝置將管材夾緊后進(jìn)行,將托輪調(diào)至管材處于水平狀態(tài) .當(dāng) 翻料架上的行程開(kāi)關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后，機(jī)器的夾緊裝置上的夾緊裝置夾牢管材， 使管材在切割過(guò)程中相對(duì)固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時(shí)， 調(diào)換相對(duì)應(yīng)的哈夫塊

42、。4.1 切割機(jī)構(gòu)概要4.1.1 切割部件的組成4 切割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)切割部件在切割機(jī)的整體設(shè)計(jì)中是最為復(fù)雜的環(huán)節(jié)。見(jiàn)圖 4-1它主要由以下幾局部構(gòu)成：1 傳動(dòng)部件2 移動(dòng)盤(pán)3 左右移動(dòng)架，托滾部件4 刀具組合部件5 限位調(diào)節(jié)絲桿6 筒軸7 汽缸4.1.2工作原理圖 4-1 切割部件通過(guò)圓形白鋼刀片由于刀軸的受力旋轉(zhuǎn)而自轉(zhuǎn)并向軸心進(jìn)給，從而切斷管材。如何實(shí)現(xiàn)圓形刀片自轉(zhuǎn)并向軸心進(jìn)給，以下分切割裝置、進(jìn)刀裝置兩個(gè)部件來(lái)研究。 切割裝置由電機(jī)通過(guò) V 帶傳動(dòng)，而刀片的切削進(jìn)給由氣缸活塞桿緩緩?fù)七M(jìn)而進(jìn)行的，氣缸推力的大小可由氣壓泵站的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。刀片的高速進(jìn)給切屑，由移動(dòng)盤(pán)推頂左右移動(dòng)架來(lái)完成的，其傳動(dòng)體

43、由軸承支承和定位。 進(jìn)刀的深度由移動(dòng)盤(pán)旁邊的限位絲桿調(diào)節(jié)控制。不同規(guī)格的厚度管材，限位絲杠調(diào)節(jié)量大小不同。4.2 傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)4.2.1 旋轉(zhuǎn)部件刀片的切屑進(jìn)給由移動(dòng)盤(pán)推頂左右移動(dòng)架來(lái)完成的，其中筒軸由軸承支承和定位，所以旋轉(zhuǎn)中心不變使切割機(jī)切割管材端面平整，尺寸標(biāo)準(zhǔn)。筒軸由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)的。 要使切割刀片圍繞管才沿左右移動(dòng)架運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)給，必須使其安裝在旋轉(zhuǎn)的載體上，管材還必須從中通過(guò)。這里選擇用筒軸，其必須滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度，選擇氮化的 38CrMoAlA4.2.2 傳動(dòng)體的尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)此切割機(jī)最大的切割管徑為 75，因此筒軸的內(nèi)孔徑必須大于 75D 75孔壁于管材間隙式中 D 旋轉(zhuǎn)盤(pán)的內(nèi)

44、孔徑；間隙一般保證 20mm 左右, 考慮到以后切割大一型號(hào)的管材 250，那么間隙選 100mm.4.3 軸承的選用及潤(rùn)滑4.3.1 軸承的類(lèi)型D 75 100 2=275選擇滾動(dòng)軸承類(lèi)型時(shí)應(yīng)考慮多種因素的影響，如軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)：軸向固定形式，調(diào)心性能要求，剛度要求，轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)性和其他要求。概括起來(lái)有以下選擇原那么：1轉(zhuǎn)速較高，負(fù)荷不大，而旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，宜用球軸承。如 000、6000 型；2轉(zhuǎn)速較低，負(fù)荷較大或有沖擊載荷時(shí)，宜用滾子軸承。如 2000 型、3000 型；3當(dāng)徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷都比擬大時(shí)，宜用角接觸球軸承。如 36000 型、46000 型。4

45、.3.2 軸承材料選擇不銹軸承用鋼 9Cr18 、 9Cr18Mo用于耐蝕、耐高、低溫及微型的和在水蒸汽、海水、蒸餾水及硝酸等腐蝕介質(zhì)中使用的軸承，如潛水泵部件中軸承、石油、化工機(jī)械的軸承以及腐蝕性能有很大影響的測(cè)量 儀器的微型軸承；用于特殊條件下的軸承，例如化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、船舶工業(yè)等要求耐 蝕環(huán)境下的工作軸承；主要由馬氏體型高碳鋼不銹鋼 9Cr18，耐高溫下不銹鋼軸承 Cr14M04， 耐腐蝕性要求較高時(shí)采用奧氏體型不銹鋼 1Cr18Ni9Ti 這類(lèi)鋼沒(méi)有軸承專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)選擇時(shí)要 注意軸承的性能要求，可參考 GB3086-82 高碳鉻不銹軸承鋼耐腐蝕軸承。無(wú)內(nèi)圈和外圈時(shí)，軸和外殼的滾道外表應(yīng)

46、淬火處理硬度 HRC5864,淬硬層深度 0.6-1mm，外表粗糙度 Ra 0.32 m m,一般精度、高精度的 Ra0.20mm ,滾道公差參照 GB5846-86,一般孔為 G6,軸徑為 h5對(duì) d80mm 或 g5(對(duì) d 80mm)。4.3.3 設(shè)計(jì)中所選軸承介紹深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受一定的軸向載荷。在軸向載荷不大的 時(shí)候，也可用以承受純軸向載荷。摩擦小摩擦系數(shù)為 0.00100.0015，適合于高速，工 作中允許內(nèi)，外圈軸線偏斜量 8 16 , 相對(duì)價(jià)格低，故應(yīng)用最廣泛。本次設(shè)計(jì)中選擇深溝 球軸承 6026。其他性能軸承概述 滾針軸承只能承受徑向載荷，用作軸向游動(dòng)軸

47、承，徑向尺寸小，適合于徑向安裝空間小的支承結(jié)構(gòu)。目前，滾針軸承一般均裝有保持架，以保持和精確引導(dǎo)滾針。滾針軸承形 式很多，除所有保持架滾針軸承NA0000 型、無(wú)內(nèi)圈有保持架滾針軸承RNA0000 型、 雙列有保持架滾針軸承(NA6900 型)外，尚有滾針和保持架組件(GB5846-86,無(wú)內(nèi)、外圈)、 只有沖壓外圈有保持架和無(wú)保持架的滾針軸承(GB/T12764),滾輪滾針軸承(GB6445-86, 其外圈加厚，既作為軸承外圈，又作為滾輪)。圓錐滾子軸承 30000 型，假設(shè)轉(zhuǎn)速不高，宜用圓錐滾子軸承。4.4 軸承驗(yàn)算校核所選的軸承為深溝球軸承，在運(yùn)動(dòng)時(shí)有輕微的沖擊?，F(xiàn)對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算，期望

48、確定 有關(guān)參數(shù)，具體過(guò)程如下：軸承徑向載荷 Fr5500 N ,軸向載荷 Fa2700N ,軸承的轉(zhuǎn) n=1250r/min,軸頸直徑可選在 50 求比值60 范圍內(nèi)，預(yù)期計(jì)算壽命為 L h5000h.Fa 2700 0.49Fr 5500根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?表徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 可查得深溝球軸承的最大e 值為 0.44，此時(shí) FaFr2700 0.49 e.5500. 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P，根據(jù)式3.1根據(jù)表 4-2 可知道P f PXFrYFa式4.1表 4-2 載荷系數(shù) f P載荷性質(zhì)f P舉例無(wú)沖擊或輕微沖擊1.0 1.2電機(jī)，氣輪機(jī)，通風(fēng)機(jī)，水泵中等沖擊或中等慣性

49、力1.2 1.8車(chē)輛，動(dòng)力機(jī)械，起重機(jī)，機(jī)床，冶金機(jī)械強(qiáng)大沖擊1.8 3.0破碎機(jī)，振動(dòng)篩等可以確定f =1.0 1.2，取 f =1.2。PP通例根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?表徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y，得到 X=0.56，假設(shè)Y=1.5，那么P=1.2 0.56 5500 1.5 2700 N85566N 根據(jù)式ChP 60nL etf 106式4.2計(jì)算出軸承應(yīng)有的根本額定動(dòng)載荷值C P e 60nL h Ntf10661699N按照軸承設(shè)計(jì)樣本和設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 C=61800 N 6000 軸承，此軸承的根本額定靜載荷為 C03800N .求相對(duì)軸向載荷對(duì)應(yīng)的 e 值與 Y 值，根據(jù)?

50、機(jī)械設(shè)計(jì)?徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 表。1)對(duì)深溝球軸承取 f0 14.7, 對(duì)應(yīng)的軸向載荷為f0 Fa / 14.7 2700 / 38000 1.044,在表中介于 1.030 1.380 之間，對(duì)應(yīng)的 e 值為 0.28 0.30，Y 值為 1.55 1.45。2用線性差值法可求的 Y 值Y1.55 1.451.45 1.380 1.044 1.551.380 1.030故 X=0.56， Y=1.553 當(dāng)量動(dòng)載荷 P P=1.2 0.56 5500 1.55 2700 N8718Ne4 驗(yàn)算 6026 軸承的壽命，根據(jù)式 L106C 可得e106Ch10660n P

51、361800Lh60n P= h60 1250 87184748h4000h大于預(yù)期計(jì)算壽命。所以所選 6026 深溝球軸承滿(mǎn)足條件。4.4.1 軸承的潤(rùn)滑為使軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止零件外表直接接觸，減少軸承內(nèi)部的摩擦及磨損，提高軸承 性能，延長(zhǎng)軸承的使用壽命，必須對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。軸承使用中，選擇適宜的潤(rùn)滑方式十 分重要，軸承的潤(rùn)滑分為脂潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑和固體潤(rùn)滑。軸承常用的潤(rùn)滑方式，與軸承的速度有較大的關(guān)系，一般用滾動(dòng)軸承的 dn 值d 為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，單位為 mm;n 為軸承轉(zhuǎn)速，單位為 r/mm表示軸承的速度大小。表 4-3 適用于脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的 dn 值界限表值104 mm.r/min軸承類(lèi)

52、型脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油浴滴浴循環(huán)油油霧深溝球軸承16254060?60調(diào)溝球軸承16254050角接觸球軸 承16254060?60圓柱滾子軸 承12254060?60圓錐滾子軸10162330調(diào)心滾子軸 承8122025推力球軸承461215脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是軸承座，密封結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑設(shè)施簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)容易，潤(rùn)滑不易泄露，有一定的防水、氣、灰塵和其他有害雜質(zhì)侵入軸承的能力。因此得到了廣泛應(yīng)用。油潤(rùn)滑的主要性能指標(biāo)是粘度，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)選用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大 ，應(yīng)選用粘度越高的潤(rùn)滑油4.4.2 軸承的密封裝置軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置的

53、分類(lèi)；接觸式和非接觸式接觸式密封1.氈圈油封2.唇形密封圈3.密封環(huán)非接觸式1.隙縫密封2.甩油密封3.曲路密封.其他有關(guān)的潤(rùn)滑，密封方法及裝置可參看有關(guān)手冊(cè)。5.1 導(dǎo)軌材料選用5 切屑工作臺(tái)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌材料的搭配情況有：鑄鐵鑄鐵、鑄鐵淬火鑄鐵、鑄鐵淬火鋼、有色金屬鑄鐵、淬火鋼淬火鋼等，前者為動(dòng)導(dǎo)軌，后者為支承導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌材料及其特點(diǎn)和應(yīng)用見(jiàn)表 5-1：表 5-1 導(dǎo)軌材料及其特點(diǎn)和應(yīng)用材料種類(lèi)、熱處理或外表處理特點(diǎn)和應(yīng)用鑄 鐵灰鑄鐵 HT200、HT300 耐磨鑄鐵 高磷鑄鐵 磷銅鈦鑄鐵 釩鈦鑄鐵外表高中頻淬火 或電接 觸 淬火或 火焰淬 火，可達(dá) HRC4555。也 可外表鍍鉻或鍍鉬。本

54、錢(qián)低，工藝性好，減振性好。廣泛應(yīng)用于一般機(jī)械。鋼合金工具鋼及滾動(dòng) 軸承鋼 9Mn2V, GCr15, CrWMn整體淬火，HRC60耐磨性比鑄鐵高 510 倍。一般時(shí)制成導(dǎo)軌條，鑲裝在 固定部件上。本錢(qián)較高，適合 于耐磨性要求較高的滑動(dòng)導(dǎo)軌 和滾動(dòng)導(dǎo)軌。高碳工具鋼 T8A，T10A整體淬火，HRC58中碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼45，40Cr整體淬火，HRC48低碳合金結(jié)構(gòu)鋼20Cr滲碳淬火，HRC61氮化鋼 38CrMoAl氮化，HRC850 常用高分子材料導(dǎo)軌性能比擬見(jiàn)表 5-2表 5-2 常用高分子材料導(dǎo)軌聚酰胺尼龍有良好的沖擊韌性，耐疲勞強(qiáng)度高，有自潤(rùn)滑作用， 吸振性好。但剛度低，導(dǎo)熱性差，線膨

55、脹系數(shù)大，常用 于不便于潤(rùn)滑的輕載導(dǎo)軌聚四氟乙烯基滑動(dòng)導(dǎo)軌軟帶用膠粘貼在導(dǎo)軌體上，經(jīng)磨削或刮研到達(dá)尺寸精度要 求。摩擦系數(shù)小，低速時(shí)無(wú)爬行。自潤(rùn)滑性能良好，耐 磨性的鑄鐵導(dǎo)軌的 8 倍，廣泛用于精密機(jī)械導(dǎo)軌，并可 在潤(rùn)滑不良好的條件下工作。環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料使用時(shí)涂布在導(dǎo)軌板上加以壓配和固化。具有低而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。用以制作靜壓導(dǎo)軌?？墒归g隙均勻。本次設(shè)計(jì)的無(wú)屑切割機(jī)主要的工作臺(tái)是基于具有較高耐磨性的滑動(dòng)導(dǎo)軌。為了保證有很好的切屑性能和常久的使用壽命,故我對(duì)導(dǎo)軌的材料要求頗高,經(jīng)過(guò)綜合比擬我選用:高碳工具鋼 T8A，T10A。導(dǎo)軌見(jiàn)圖 5-1。5.2 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與保護(hù)5.2.1 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑圖 5

56、-1 導(dǎo)軌對(duì)普通的滑臺(tái)導(dǎo)軌，具有良好的潤(rùn)滑條件是非常重要的，在設(shè)計(jì)和使用中都必須注意。良好的潤(rùn)滑可以減少導(dǎo)軌的摩擦，提高切屑的效率；減少磨損，延長(zhǎng)壽命；降低溫度，改善工作條件和防止生銹。導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方式很多，對(duì)于一般低速的中小型機(jī)器的導(dǎo)軌，可以采用油杯潤(rùn)滑或定時(shí) 注油潤(rùn)滑。也可以在運(yùn)動(dòng)部件上安裝手動(dòng)油泵，工作前可拉動(dòng)油泵幾次進(jìn)行潤(rùn)滑，還可借 助于任一緩慢旋轉(zhuǎn)的軸作動(dòng)力，利用偏心輪作用。在軸端裝一簡(jiǎn)單的柱塞泵，由偏心輪推 動(dòng)柱塞泵對(duì)導(dǎo)軌面及需要潤(rùn)滑的注油點(diǎn)供油。為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌面上均勻分布，保證充分的潤(rùn)滑效果，必須在導(dǎo)軌面上開(kāi)出油槽。 油經(jīng)運(yùn)動(dòng)部件上的油孔進(jìn)入油槽。油槽與導(dǎo)軌邊緣不能開(kāi)通，以免潤(rùn)

57、滑油流失，但應(yīng)保證 導(dǎo)軌面的全部外表都能得到潤(rùn)滑。當(dāng)導(dǎo)軌面的壓強(qiáng) P0.1Mpa 的高中速小型設(shè)備，應(yīng)使用全損耗系統(tǒng)用油 LAN20 或 32；當(dāng)導(dǎo)軌面的壓強(qiáng) P =0.20.4 Mpa 的低速導(dǎo)軌，應(yīng)使用 LAN46 或 68；當(dāng)導(dǎo)軌面的壓強(qiáng) P 0.4 Mpa 時(shí)，應(yīng)使用 LAN68 或 100。而垂直、傾斜導(dǎo)軌用油粘度相應(yīng)提高一個(gè)粘度等級(jí)。 對(duì)于精度要求較高、受力大小和方向變化較大的場(chǎng)合，滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)預(yù)緊。合理的將滾動(dòng)導(dǎo)軌預(yù)緊可以提高其承載能力、運(yùn)動(dòng)精度和剛度。導(dǎo)軌磨損的原因是由于導(dǎo)軌接合面在一定壓強(qiáng)作用下直接接觸并相對(duì)運(yùn)動(dòng)而造成的。 因此，爭(zhēng)取不磨損的條件是讓接合面在運(yùn)動(dòng)時(shí)不接觸。方法是

58、保證完全的液體潤(rùn)滑，用油 膜隔開(kāi)相對(duì)接觸的導(dǎo)軌面，如采用靜壓導(dǎo)軌。爭(zhēng)取少磨損，可采用加大導(dǎo)軌接觸面和減輕 負(fù)荷的方法來(lái)降低導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)。采用卸荷導(dǎo)軌是減輕導(dǎo)軌負(fù)荷、降低壓強(qiáng)的好方法，尤 其是采用自動(dòng)調(diào)節(jié)氣壓卸荷導(dǎo)軌，可以使摩擦力根本保持恒定，卸荷力能隨外載荷變化而 自動(dòng)調(diào)節(jié)。爭(zhēng)取均勻磨損要使摩擦面上壓強(qiáng)分布均勻，盡量減少扭轉(zhuǎn)力矩顛覆力矩，導(dǎo)軌 的形狀尺寸要盡可能對(duì)集中載荷對(duì)稱(chēng)。磨損后間隙變大，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何補(bǔ)償、調(diào)整間 隙。如采用可以自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙的三角形導(dǎo)軌。采用鑲條壓板結(jié)構(gòu)，定期調(diào)整補(bǔ)償。5.2.2 導(dǎo)軌的保護(hù)導(dǎo)軌的防護(hù)主要是與各種硬粒隔絕或?qū)⒙湓趯?dǎo)軌上的塵屑較徹底地排除。由于無(wú)屑切 割機(jī)

59、的切屑很少不易落到導(dǎo)軌上，因此導(dǎo)軌防護(hù)裝置可以不用。6.1 機(jī)架設(shè)計(jì)概要6 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)切割機(jī)架的主要功能是保證切割各零、部件之間的相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度，并保證切割機(jī)有足夠的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性和耐用性。所以，機(jī)架的合理設(shè)計(jì)是本次無(wú)屑 切割機(jī)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。機(jī)架是切割機(jī)的一局部，因此設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)，應(yīng)首先考慮所屬切割機(jī)的類(lèi)型、布局及常 用機(jī)架的形狀。在滿(mǎn)足切割機(jī)工作性能的前提下，綜合考慮其工藝性。還要根據(jù)其使用要 求，進(jìn)行受力和變形分析，再根據(jù)所受的力和其他要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步?jīng)Q定其形狀和 尺寸。然后，可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行有限元計(jì)算，求出其靜態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)特性，再對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn) 行修改和完善，選

60、出最正確結(jié)構(gòu)形式，既能保證支承件具有良好性能又能盡量減輕重量，節(jié) 約金屬。目前，機(jī)架絕大多數(shù)仍采用鑄鐵材料，鑄鐵的減震性能比鋼好。也可采用鋼板焊接， 采用焊接工藝比鑄造簡(jiǎn)單，也不需要昂貴的木模，比擬經(jīng)濟(jì)，對(duì)于小批和單件生產(chǎn)尤為適 用。切割機(jī)中的機(jī)架是切割機(jī)的根底件，都具有相同的功用：支承切割機(jī)各部件和工件；承受它們的重力和切削力；保證各部件相對(duì)位置的粗糙度和移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)精度。6.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)工藝要求在設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)必須滿(mǎn)足以下幾方面的要求：剛度所謂剛度是指在外力作用下抵抗變形的能力。對(duì)于側(cè)底座，要求在規(guī)定的最大載荷額 定載荷作用下，變形不得超過(guò)一定的數(shù)值，以便保證刀具和工件間的相對(duì)位移不超過(guò)