榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)(主要是傳動(dòng)部分機(jī)工作原理及原始數(shù)據(jù)要求1.工作原理：榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)的組成部分如下圖所傳動(dòng)系統(tǒng)榫槽切削機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)該機(jī)器為木工機(jī)械，其功能是將木質(zhì)長(zhǎng)方形塊切削出榫槽，其執(zhí)行系統(tǒng)工作過(guò)程如下圖所示。先由構(gòu)件2壓緊榫槽刀XYHLL2L3L4L5L6L7502201070307030201820設(shè)計(jì)要求及任務(wù)：推桿在推動(dòng)工件切削榫槽過(guò)程中，加工5臺(tái)，室內(nèi)工作，載荷參數(shù)名稱各技術(shù)方案參數(shù)值1)計(jì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)總體運(yùn)動(dòng)技術(shù)方案，畫出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，完2)完成傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出傳動(dòng)系統(tǒng)或4)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。真得出各桿的數(shù)據(jù)分別推槽：擺動(dòng)導(dǎo)桿—搖桿滑塊串聯(lián)機(jī)構(gòu)(一)、所以推槽工序應(yīng)在切削與壓縮后進(jìn)行，所以任務(wù)書的數(shù)據(jù)kw查有關(guān)表，我們選用Y90L-4型號(hào)電動(dòng)機(jī)(查：北京科技大學(xué)羅圣國(guó)和清華大學(xué)吳宗澤主編的《機(jī)械設(shè)電動(dòng)機(jī)額定功滿載轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)型號(hào)率速矩矩kwr/min額定轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)矩矩Y90L-41.514002.22.2電動(dòng)機(jī)：Y90L-4(二)、因?yàn)楸緳C(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)要求在室內(nèi)工作，且考慮到木質(zhì)減速器材料切削時(shí)有木屑等雜塵的產(chǎn)生，為了防止雜塵對(duì)機(jī)械系的選擇統(tǒng)的污染影響其工作性能和使用壽命，我們選擇“閉式機(jī)構(gòu)”作為傳動(dòng)裝置?？紤]到本傳動(dòng)裝置要求只能有輕微震動(dòng)，防止噪聲污染，我們選擇用能“平穩(wěn)傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu)。最后兼顧制造的“簡(jiǎn)潔及經(jīng)濟(jì)性”我們選用結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單制減速器：展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。(三)、mmn3w動(dòng)和動(dòng)《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)—齒輪·蝸桿減速器設(shè)計(jì)》表計(jì)算南省科學(xué)技術(shù)出版社)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=7輪3高速級(jí)的傳動(dòng)比i=4高低速級(jí)的傳動(dòng)比i=2.5低帶閉式齒輪的傳遞效率：η齒帶閉式齒輪的傳遞效率：η齒=0.97滾動(dòng)軸承(一對(duì))的傳遞效率：η=0.99軸承P=P=1.5kw電額n=n=1400r/min電額T=9550·P電=9550×1.47kw=10.0275N·mn0kw2、1軸(高速軸)1電帶33、2軸(中間軸)4、3軸(低速軸)n=2=150in=60r/min低3總3輪3i=4高i=2.5低P=1.5kw電n=1400r/min電T=10.0275電111222(四)、算方法度設(shè)計(jì) 荷系數(shù) (2)轉(zhuǎn)T3=9550·P3=9550×1.35kw=214.875N·mn360r/min輸入輸出輸入輸出N/r/min軸電48823我們所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，通常采用軟齒面的鋼制齒輪，查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS大齒輪選用45鋼，正火處理，硬度為162~217HBS本傳動(dòng)為軟場(chǎng)面的閉式齒輪傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1[H]udK=1.1333矩3(3)許 (4)齒d(5)求d1何尺寸 (1)齒數(shù)(2)模 (4)中心距 (5)齒勞強(qiáng)度 (1)齒形系數(shù) (2)許取[]=530MP，a[]=490MPaH1H2dm1[H]ud4901.12.51211142c122mb=·d=1.1×84=92.4mmd1212Y=4.04MPa，Y=3.96MPabbbb2bb1=z22K3·Y×4.04MPa=112.50MPa1b1.1422=ES=ES2=112.50×MPa=110.27MPabbbbY4.04bb1bb1bb2[]=[]HH21121212Y=4.04MPaY=3.96MPa=112.50MPa(3)校(3)校=110.27MPa彎曲疲勞強(qiáng)度足夠2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算已知：傳動(dòng)比i3=4，小齒輪轉(zhuǎn)速n=600r/min，轉(zhuǎn)矩T=T'=22.932N·m1方法度設(shè)計(jì)調(diào)質(zhì)、217~255HBS正火、162~217HBS小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS本傳動(dòng)為軟場(chǎng)面的閉式齒輪傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):[H]ud(1)載荷系數(shù)(1)載荷系數(shù) (2)轉(zhuǎn) (5)許應(yīng)力 (6)齒K=1.1K=1.1m[]=[]HH2H1H2=1.1dd≥37.74mm1d≥37.74mm11Y=3.98MPaES2d(8)求d1何尺寸(2)齒數(shù)(3)模數(shù)(5)中心距(6)齒寬勞強(qiáng)度(4)齒形系數(shù)(5)許應(yīng)力(6)校核計(jì)算1121傳動(dòng)比誤差：因?yàn)辇X數(shù)未做整圓處理，所以傳動(dòng)比不變z=1052m=d/z=37.74mm=1.88，查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)11201122b=·d=1.1×40=44mmd1取圓整b=45mm，b=b+(5~10)mm=50mm212查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社表5-91212Y=4.36MPa，Y=3.98MPaES1ES2Y=4.36MPabbbb2bb1=z22K3·Y×4.36MPa=62.49MPa1b1.1202==ES2=62.49×MPa=57.04MPaYbb1bb1bb2=62.49MPa=57.04MPa彎曲疲勞強(qiáng)度足夠設(shè)計(jì)圖(五)帶準(zhǔn)3、電動(dòng)機(jī)與減速器間皮帶帶輪設(shè)計(jì)機(jī)功=1.5k，w轉(zhuǎn)速n=1400r/m，m傳動(dòng)比為7，3每天工作16小時(shí)。1、選取普通V帶型號(hào)由任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)械工業(yè)出版社中表4-5查得工況系數(shù)K=1.由式(4-9)的計(jì)算功率：AK·P=1.1.5=1.65kwdAd根據(jù)表4-4和圖4-9選取小帶輪基準(zhǔn)直徑d=100mm>d=75mm。d1dmindd13按表4-4取規(guī)范值Ddd13按表4-4取規(guī)范值D=236mm，則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的d2di=d2==2.36d100d1n1400n===593.2r/min2i2.36P.65kwdd=100mmd1D=236mmd2i=2.36n=593.2r/min2帶速度包角帶根數(shù)3、驗(yàn)算帶速v。帶速在5~10m/s范圍內(nèi)。按式(4-13)初定中心距：00.7(d+d)≤a≤2(d+0d1d20d1d20d0024a0d由式(4-15)實(shí)際中心距為022a=a-0.015L=532-0.015×1600=508mmminda=a-0.03L=532+0.03×1600=580mmmaxd由式(4-17)得1a532200d10La由表4.7查得包角修正系數(shù)K=0.97，由式(4-18)得VaP65P65a=508mma=580mm圓整后取z=1根。7、確定V帶的初拉力F由表4-1查得A型V帶的每M長(zhǎng)度量q=0.10kg/m，由式0zvK力17.330.97式(4-20)22dF=182.9N0Q=362.8N腹板式結(jié)構(gòu)型A320相度bdb1320相度6輪槽角aamin320相dhfminh320相d≤60≤118帶輪的外徑dadd差>60>118ada(六)中核的選擇直徑直徑度4、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算17~255HBSnd的軸徑，即軸的最小直徑，以d表示，查涂嘉主編的《機(jī)1工業(yè)出版社表10-2取規(guī)范尺寸d=25mm.1根據(jù)軸的最小直徑d，考慮軸上零件的布置情況，確定階1梯軸各段直徑2223軸的各段長(zhǎng)度決定于各零件的寬度，并考慮零件與零件，零件盒箱體間應(yīng)保證足夠的間隙.選深溝球軸承306，寬度B=19mm(查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》高2因?yàn)橛袃蓚€(gè)齒輪所以還要加上聯(lián)軸齒輪的齒寬L=100mm3齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為(一般=15~20mm)1軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5~10mm)22按以上確定的軸上各段直徑和長(zhǎng)度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如45鋼調(diào)質(zhì)217~255HBS12323=15mm1=10mm2根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算力F力F=2137.4N1F=778Nr1F=778Nr1n150R=1068.7NAz1R=1068.7NAz1t1d84RR=389NAy1F=F·tan20o=2137.4×0.364=778Nr1t1R=R=Ft1=2137.4=1068.7NAz1Bz122M=113282.2NDz1rDy1M=120553N·D1Dz1Az1Dz1Az122Dy1Ay12Dy1Ay122D1Dz1Dy1r2R=561.05NAz2t2R=561.05NAz22R=204.2NAy2R=204.2NAy2r2t2F408.2R=R=r2=F408.2Ay2By222Dy2Ay222M=(M)2+(M)2=(59471.3)2+(21645.2)2=63287.8N·D2Dz2Dy2MDd=(MD1+MD2)2+(aT)2=M=59471.3NDzM=21645.2NDyM=63287.8ND2DdM=191071.DdMPa度(七)高核的選擇=Ddm==12.83MPa114、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算45鋼調(diào)質(zhì)217~25545鋼調(diào)質(zhì)217~255HBS1帶輪.選用55HBS直徑=15.1mm直徑計(jì)算出的直徑d為軸的外伸端直徑，即軸的最小直徑，以11根據(jù)軸的最小直徑d，考慮軸上零件的布置情況，確定階1梯軸各段直徑211與滾動(dòng)軸承配合處的直徑：因?yàn)檩S承的內(nèi)圓直徑都為5的d=25mm34331234因?yàn)楦咚佥S上的齒輪的分度圓直徑只8mm，所以直接工出分度圓0的小齒輪，故高速軸的最大軸徑為小齒輪的的齒頂圓直徑深溝軸承305軸的各段長(zhǎng)度決定于各零件的寬度，并考慮零件與零件，2初選深溝球軸承305，寬度初選深溝球軸承305，寬度B=17mm(查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》2因?yàn)檫@是減速箱的高速軸，高速軸上的齒輪是與中間軸上的大齒輪嚙合，所以高速軸在減速箱內(nèi)的長(zhǎng)度必須和中間1mm2度齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為(一般=15~20mm)1軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5~10mm)22按以上確定的軸上各段直徑和長(zhǎng)度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如力t根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算L根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算L=93+50+2×15+2×10+15=208mmtd80rtrR=289.55NAzR=105.4NAyAzBz2AzBz22DzM=10961.6N=105.4NR=R=Fr==105.4NAyBy22M=R·L=289.55·208=30113.2N·mmDzAz22DyAy22M=(M)2+(M)2=(30113.2)2+(10961.6)2=32046.2N·mmDDzDyDyDMDd=34748.5M=M2+(T)2=32046.22+(0.5823164)2=34748.5N·mmDdD度W11(八)低核的選擇直徑直徑度5、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算已知輸入功率P=1.35，w輸入轉(zhuǎn)速n=60r/mi軸n上安裝的齒輪分度圓直徑分別為d=210m，m輪轂b=95m，m軸端裝有V1帶輪.查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版表社10-1選用價(jià)格便宜便于制造的材料：45鋼調(diào)質(zhì)處理硬度為217~255HBS根據(jù)涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版公社式10-1查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版表社10-5取A=112計(jì)算出的直徑d為軸的外伸端直徑，即軸的最小直徑，以11根據(jù)軸的最小直徑d，考慮軸上零件的布置情況，確定階1梯軸各段直徑211與滾動(dòng)軸承配合處的直徑：因?yàn)檩S承的內(nèi)圓直徑都為5的3433444取規(guī)范值，考慮到齒輪定位可靠，可取稍大些.5零件盒箱體間應(yīng)保證足夠的間隙.初選深溝球軸承309，寬度B=25mm(查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》45鋼調(diào)質(zhì)217~255HBS123452DDDzDy高等教育出版社續(xù)表6-1)1軸頭長(zhǎng)度L=l-2mm122的小齒輪嚙合，所以低速軸在減速箱內(nèi)的長(zhǎng)度必須和中間齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為(一般=15~20mm)1軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5~10mm)22按以上確定的軸上各段直徑和長(zhǎng)度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如t5、計(jì)算5、計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算作用在L=93+50+2×10+2×15+25=218mmtdrR=1073.3NAzR=372.5NAyrtrtDzAzBz2AzBz22DyAyAyBy22DDzDDzAz22DyAy22DyAy22M=M2+(T)2=123835.22+(0.58214880)2=175692.6NDdD足夠度WW116=8mm(九)箱6、箱體的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算(查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》高等教育出版社表11-1)6=8mm11b=12mm2d17.292mmf11m112f寸d=12.969mm11f2(查表11-1)(查表11-1)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑：d=(0.5~0.6)d(查表11-1)2fd=0.5×17.292=8.646mm選用六角頭M8的螺栓(查楊2螺栓d的間距：l=150mm~200mm(查表11-1)栓d==6.917mm3內(nèi)六角圓柱頭d==5.188mm2軸承端蓋螺釘直徑：2軸承端蓋螺釘直徑：d=(0.4~0.5)d(查表11-1)3f內(nèi)六角圓柱頭d=0.4×17.292=6.917mmd=0.4×17.292=6.917mm3選用內(nèi)六角圓柱頭M6的螺釘(查楊曉紅和劉海漁主編的檢查孔蓋螺釘直徑：d=(0.3~0.4)d(查表11-1)4fd=0.3×17.292=5.188mm4選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5(查楊曉紅和劉海漁主編的《機(jī)定位銷直徑：d=(0.7~0.8)d(查表11-1)2d=6.052mmdfC=18dfC=18mmd1C=14mmd2fC'=12mmCfC'=12mmddC≥14mm(查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國(guó)主2d2編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》高等教育出社11-2)(查表11-2)dfd21 K=3mmh過(guò)渡過(guò)渡凸臺(tái)高度：h根據(jù)低速軸軸承座外徑確定以便于扳手操作為=15mmR過(guò)渡(十)附構(gòu)構(gòu)尺寸罩端蓋準(zhǔn).準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面距離：l=C+C'+(5~10mm)(查表11-1)鑄造過(guò)渡尺寸：K=3mm,h=15mm，R=5mm(查表1-45)過(guò)渡過(guò)渡過(guò)渡22箱蓋、箱座肋厚：m0.856=6.8mm、m0.856=6.8mm11(查表11-1)23軸承旁連接螺栓距離：S盡量靠近，以M和M互不干涉d1d32d=16mm，bd=16mm，R=(1~1.2)d=16mm，e(0.8~1)12(查表11-3)D=38mm，D=31.2mm，L=34mm，S=27mm，l=18mm，1a=4mm，d=8mm(查表11-4)1232224