大白菜收獲機(jī)收割機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),大白菜,收獲,收成,收割機(jī),設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說(shuō)明書(shū),仿單 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì)大白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)。大白菜是人口菜籃子中的重要蔬菜，其種植面積平均產(chǎn)量逐年提高，但大白菜的收獲依然是人完成。為了提高大白菜生產(chǎn)的機(jī)械化，降低農(nóng)民老動(dòng)強(qiáng)度，本課題從實(shí)際需要出發(fā)，對(duì)大白菜收獲機(jī)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了整棵大白菜的拔取在這里主要包括:切割裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一定條件。 本論文研究?jī)?nèi)容： (1) 大白菜收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (2) 大白菜收獲機(jī)工作性能分析。 (3) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇。 (4) 大白菜收獲機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行元件設(shè)計(jì)。 (5) 對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和驗(yàn)證。 (6) 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和畫(huà)出主要零件圖。 關(guān)鍵詞：大白菜收獲機(jī)， 聯(lián)軸器，滾珠絲杠 VI Abstract This design is electric meat division (cut) cutting device design. Here include: X-axis screw drive system design, Y-axis ball screw drive system design, design of cutting device design. The graduation of the basic skills of design work training to improve the analysis and the ability to solve technical problems and provide general mechanical design to create a certain condition. The whole structure is mainly produced by the electric motor power the power required to pass through the coupling to the screw, screw drive screw nut, so as to drive the whole movement. Electric meat division (cut) cutting equipment also demonstrate its superiority, it has a broad development prospects. Contents of this paper: (1) electric meat division (cut) cutting equipment overall structural design. (2) electric meat division (cut) cutting equipment performance analysis. (3) Select the motor. (4) electric meat division (cut) cut transmission equipment, the implementation of part design. (5) Calculation of design parts design analysis and verification. (6) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing. Keywords: Electric meat division (cut) cutting equipment, couplings, ball 目 錄 1 緒論 1 1.1大白菜收獲機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 1 1.2 大白菜收獲機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1 1.3 本課題研究的內(nèi)容及方法 3 1.3.1 主要的研究?jī)?nèi)容 3 1.3.2 設(shè)計(jì)要求 4 2 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 5 2.2 設(shè)計(jì)方案 5 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計(jì) 7 3.1 電機(jī)的選型 7 3.2 刀及刀盤(pán)的設(shè)計(jì) 7 3.3 同步帶的概述及計(jì)算 8 3.3.1 同步帶介紹 8 3.3.2 同步帶的特點(diǎn) 9 3.3.3 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式 9 3.3.4 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 11 3.3.5 同步帶分類(lèi) 11 3.4 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 12 3.4.1 同步帶計(jì)算選型 12 3.4.2 同步帶的設(shè)計(jì) 15 3.5 切割主軸的設(shè)計(jì) 15 3.5.1 確定切割主軸最小直徑 15 3.5.2 求軸上的載荷 16 3.5.3 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 17 3.5.4 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 18 4 切割主軸傳動(dòng)軸部分及其設(shè)計(jì)計(jì)算 21 4.1 切割主軸傳動(dòng)軸所需標(biāo)準(zhǔn) 21 4.1.1 切割主軸的剛度 21 4.1.2 切割主軸的耐磨性 22 4.1.3 切割主軸的旋轉(zhuǎn)精度 22 4.1.4 切割主軸的抗震能力 22 4.1.5 切割主軸的熱變形 22 4.2 切割主軸傳動(dòng)軸部分的分布 22 4.3 切割主軸傳動(dòng)軸形狀的選擇 24 4.4 切割主軸傳動(dòng)軸的熱處理 24 4.5 切割主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 24 4.6 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的挑選 24 4.7 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的校對(duì)計(jì)算 26 4.8 切割主軸傳動(dòng)軸外部伸長(zhǎng)量 27 4.9 切割主軸傳動(dòng)軸的校核 27 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 27 4.9.2切割主軸傳動(dòng)軸的撓度 28 4.9.3 切割主軸傳動(dòng)軸的傾角 29 4.10 切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 29 4.11 切割主軸機(jī)構(gòu)其它部件 30 4.11.1 調(diào)整墊圈 30 4.11.2 圓螺母 30 結(jié)論 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1 緒論 1 緒論 1.1大白菜收獲機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 長(zhǎng)期以來(lái)，大部分地區(qū)大白菜收獲機(jī)還沿用傳統(tǒng)的手工勞作方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大白菜收獲機(jī)開(kāi)始以一種新型設(shè)備登入市場(chǎng)，大白菜收獲機(jī)以快捷方便供不應(yīng)求，傳統(tǒng)加工方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，所以大白菜收獲機(jī)大白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，以加快大白菜收獲機(jī)的生產(chǎn)效率，對(duì)剛收獲的大白菜收獲機(jī)進(jìn)行快速收貨，以便于收割,是供應(yīng)大白菜收獲機(jī)市場(chǎng)的有效方法。 本文就大白菜收獲機(jī)這一環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，目的在于研制出一種新型的大白菜收獲機(jī)大白菜收獲機(jī)，加快大白菜收獲機(jī)的加工過(guò)程，縮短大白菜收獲機(jī)的產(chǎn)品形成周期，提高效率，降低成本。 1.2 大白菜收獲機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 大白菜收獲機(jī)，最初是由美國(guó)于上世紀(jì)五十年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品。后來(lái)日本得到發(fā)展，并于上世紀(jì)六七十年代隨日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，技術(shù)性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。 上世紀(jì)八十年代初，我國(guó)大量引進(jìn)大白菜收獲機(jī)并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品。以日清品牌為代表，主要針對(duì)方便面生產(chǎn)線(xiàn)配套使用。上世紀(jì)九十年代，這種機(jī)型開(kāi)始大量用于糧食流通，同時(shí)派生出各種各樣的類(lèi)似包裝機(jī)。隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用，粉料自動(dòng)包裝也向著高速全自動(dòng)模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。 現(xiàn)今國(guó)外開(kāi)發(fā)的大白菜收獲機(jī)已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動(dòng)、模塊化。 就國(guó)內(nèi)外大白菜收獲機(jī)的開(kāi)發(fā)情況來(lái)看，主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行: (l)不斷擴(kuò)大其通用能力，以滿(mǎn)足多種屬性粉料的包裝。 (2)高速全自動(dòng)，配備微機(jī)控制系統(tǒng)，借助預(yù)先儲(chǔ)存的程序控制多臺(tái)伺服電機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (3)參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置，對(duì)主要操作部件(供送、袋成型、牽引、封切等)作適當(dāng)調(diào)整有關(guān)工作參數(shù)，便可在較寬的尺寸范圍內(nèi)，滿(mǎn)足不同品種不同尺寸的包裝。 (4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)供送、牽引、封切等主要部件進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立并又能較為自由組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足臥式組合和立式組合的包裝機(jī)。 德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界大白菜收獲機(jī)機(jī)械大國(guó)。在大白菜收獲機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國(guó)大白菜收獲機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的，其，目標(biāo)是努力為客戶(hù)，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿(mǎn)足客戶(hù)要求，德國(guó)大白菜收獲機(jī)機(jī)械制造廠(chǎng)商和設(shè)計(jì)部門(mén)采取了諸多措施：? ?(1)工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。? ?(2)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。德國(guó)大白菜收獲機(jī)機(jī)械以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和塑料大白菜收獲機(jī)機(jī)械見(jiàn)長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h，小袋大白菜收獲機(jī)機(jī)的包裝速度高達(dá)900袋／min。 ?(3)使產(chǎn)品機(jī)械和大白菜收獲機(jī)機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。 ?(4)適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求大白菜收獲機(jī)機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，使大白菜收獲機(jī)機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求。 (5)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)大白菜收獲機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了大白菜收獲機(jī)機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期. ??大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6％～8％，其他的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。 我國(guó)大白菜收獲機(jī)行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界大白菜收獲機(jī)工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。? 大白菜收獲機(jī)作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指食品機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指食品機(jī)給用戶(hù)提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指食品機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以食品機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預(yù)案等。? 大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)的類(lèi)別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。如啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。? ?高速運(yùn)行的食品機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類(lèi)機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如高速大白菜收獲機(jī)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；(2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀(guān)調(diào)控的力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整。 在大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)尋找同類(lèi)機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件；(5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。 而今，國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力，但在實(shí)際大白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。? 新型大白菜收獲機(jī)往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解大白菜收獲機(jī)的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。 我國(guó)食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的，其起步于20世紀(jì)70年代末，剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七、八千萬(wàn)元，產(chǎn)品品種僅100 余種，技術(shù)水平也較低。在20紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里，才得到快速發(fā)展，年增長(zhǎng)率達(dá)到20%—30% ，到1999年底塑料和大白菜收獲機(jī)達(dá)40 大類(lèi)，品種達(dá)1700種，到2000年產(chǎn)值增加到300億元，且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階，開(kāi)始出現(xiàn)了規(guī)?；⒆詣?dòng)化趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開(kāi)始出現(xiàn)，許多大白菜收獲機(jī)如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開(kāi)始成套出口。 1.3 本課題研究的內(nèi)容及方法 1.3.1 主要的研究?jī)?nèi)容 在查閱了國(guó)內(nèi)外大量的有關(guān)大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)理論及相關(guān)知識(shí)的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合考慮大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具體作業(yè)任務(wù)特點(diǎn)以及大白菜收獲機(jī)的推廣應(yīng)用，分析確定使用大白菜收獲機(jī)配合生產(chǎn)工序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目的。 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文擬進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容如下: 1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境要求和大白菜收獲機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定大白菜收獲機(jī)整體設(shè)計(jì)方案。 2 確定大白菜收獲機(jī)的性能參數(shù)，對(duì)初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇電機(jī)。 3 從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā)，完成大白菜收獲機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核。 1.3.2 設(shè)計(jì)要求 1 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，提出大白菜收獲機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案； 2 完成大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)； 3 通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成電機(jī)選型； 4 完成大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)造型；繪制大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)總裝配圖、主要零件圖。 31 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 （1）完成大白菜收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì) （4）完成此設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算，繪制其裝配圖與零件圖，圖紙量符合第2項(xiàng)要求，編制使用說(shuō)明書(shū)； （5）對(duì)機(jī)器主體進(jìn)行三維造型展示； （6）撰寫(xiě)電子、紙質(zhì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) （7）綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、參考相關(guān)資料，按時(shí)獨(dú)立保質(zhì)保量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 2、最終成果要求 （1）工程圖：規(guī)范的裝配圖1張（0或1號(hào)圖紙），主要零件的零件圖2至3張（圖幅自定），圖紙工作量大于7張； （2）電子、紙質(zhì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（大于30頁(yè)）； （3）文獻(xiàn)綜述1份； （4）刻錄光盤(pán)1張（內(nèi)容：題目審核表、文獻(xiàn)綜述、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、工程圖、） 2.2 設(shè)計(jì)方案 整機(jī)采用通過(guò)人推動(dòng)的方式前進(jìn)，這樣可以簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。 圖2-1 方案圖 大白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足要盡可能做到具有一定的通用性 如果可以，應(yīng)考慮到產(chǎn)品零件變換的問(wèn)題。為適應(yīng)不同形狀和尺寸的零件，為滿(mǎn)足這些要求，可將制成組合式結(jié)構(gòu)，迅速更換不同的部件及附件來(lái)擴(kuò)大機(jī)構(gòu)的使用范圍。 切割部分采用的是電機(jī)帶動(dòng)帶傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體見(jiàn)后面章節(jié)截圖： 圖2-2 切割部分 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計(jì) 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計(jì) 3.1 電機(jī)的選型 參考市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品，考慮到本機(jī)器體積小，功率消耗不大。只是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 用于一般場(chǎng)合和無(wú)特殊要求 12V36AH的電瓶 帶動(dòng)12V 100W的電機(jī) 采用蓄電池裝置，方便攜帶。 3.2 刀及刀盤(pán)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)刀的參數(shù)如下： 刀采用彎曲型，半徑140mm，刀厚2.5mm，刀寬20mm，材料為65Mn,調(diào)質(zhì)處理，刃口淬火，硬度為HRC62-65。 圖3-1　刀盤(pán) 65MN鋼的強(qiáng)度，硬度，彈性和淬透性的前65鋼，具有過(guò)熱敏感性和回火脆性?xún)A向，水淬有一種傾向開(kāi)裂?？杉庸ば酝嘶鹂赡苓€是冷變形塑性低，焊接性差。因此，刀片左均勻這里安排了3螺紋孔，因?yàn)闆](méi)有與螺栓切割的連接選擇直接焊接到葉片上的葉片。 因?yàn)檠b固定切刀通過(guò)鍵的方式，這取決于連接部為20mm的直徑，指的是平鍵BH =6毫米6毫米（GB1096-79），平鍵長(zhǎng)度為12毫米手動(dòng)部，鍵槽與鍵槽銑削14毫米長(zhǎng)度，以便確保小齒輪和具有良好的軸，與小齒輪和軸被選擇為最H7 / N6，于是，如此選擇的盤(pán)環(huán)40毫米直徑的外徑為10毫米的內(nèi)徑，厚度的輪轂6毫米的轂的長(zhǎng)度為16毫米的孔，通過(guò)平鍵和套軸夾緊，切割在軸的軸端環(huán)，確保只在軸環(huán)磁盤(pán)無(wú)壓力緊靠軸，軸環(huán)用螺釘和六角螺母的端面和切割固定軸的軸線(xiàn)有一個(gè)螺母，不僅用于軸的軸承上，葉片和其它部件軸向鎖定位置同時(shí)也保護(hù)軸螺紋，防止?jié)駳膺M(jìn)入其中。 3.3 同步帶的概述及計(jì)算 3.3.1 同步帶介紹 同步帶是的皮帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合開(kāi)發(fā)了一種新的塑料帶。它由一個(gè)工作表面和齒輪嚙合的帶在鑄驅(qū)動(dòng)齒形食道，這是高拉伸強(qiáng)度，低伸長(zhǎng)率纖維材料或金屬材料的強(qiáng)層，使得在傳輸過(guò)程中的頻帶，一天的長(zhǎng)度保持不變，皮帶和皮帶輪傳動(dòng)的過(guò)程之間幻燈片，離開(kāi)大殿，從動(dòng)車(chē)輪打滑是一步驅(qū)動(dòng)器之間沒(méi)有什么區(qū)別。 皮帶傳動(dòng)（見(jiàn)圖3-2），功率軸的準(zhǔn)確率小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨，良好的抗老化性能，整體溫度-20℃-80℃，V<165/ S，P <300千瓦，I <10，用于同步傳輸?shù)囊?，也可以為低齒輪。 圖3-2 同步帶傳動(dòng) 通過(guò)環(huán)形皮帶齒間距帶的內(nèi)周面上的帶驅(qū)動(dòng)器，并與相應(yīng)的輪子形成。它結(jié)合了皮帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和??齒輪驅(qū)動(dòng)自己的優(yōu)勢(shì)。旋轉(zhuǎn)和肺泡齒輪嚙合，以提供電力。皮帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，牽引比不變，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸收振動(dòng)，噪聲，傳動(dòng)比范圍大，一般可達(dá)01:10。允許高達(dá)50M / S，從幾瓦的功率傳輸?shù)綆装偾呔€(xiàn)速度。傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)98％以上，體積小巧，適合多軸傳動(dòng)，不需潤(rùn)滑，無(wú)污染，因此可以允許工作沒(méi)有污染和惡劣的工作環(huán)境，更多的地方低。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種紡織，機(jī)床，煙草，通訊電纜，輕工，化工，冶金，儀器儀表，食品，礦山，石油，汽車(chē)和機(jī)械傳動(dòng)等行業(yè)。皮帶使用時(shí)，只需推動(dòng)轉(zhuǎn)變觀(guān)念皮帶傳動(dòng)摩擦，擴(kuò)大皮帶傳動(dòng)的范圍內(nèi)，這使得它與研究的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的對(duì)象的新方式傳動(dòng)帶，開(kāi)辟了皮帶傳動(dòng)的發(fā)展。 3.3.2 同步帶的特點(diǎn) （1），精確的傳送沒(méi)有滑動(dòng)動(dòng)作，具有恒定的傳動(dòng)比; （2），傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖，減震能力，噪音低; （3），傳動(dòng)效率高，和0.98，節(jié)能效果明顯; （4）維護(hù)方便，不需潤(rùn)滑，維修率低; （5），比例范圍，通常高達(dá)10個(gè)，生產(chǎn)線(xiàn)速度高達(dá)50米/秒，與大范圍的發(fā)送功率的，高達(dá)幾瓦到幾百千瓦; （6），可用于長(zhǎng)距離傳輸，可達(dá)10m或更多的中心的距離。 3.3.3 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式 在帶驅(qū)動(dòng)器常見(jiàn)的故障模式被概括如下： （1）骨折的表演失敗繩帶 在操作過(guò)程中脊髓損傷斷裂背帶是一種常見(jiàn)的故障模式。故障是在功率傳輸，在過(guò)大的張力的載體繩索的過(guò)程中的條帶，使主機(jī)拉動(dòng)繩子。還主動(dòng)漁輪直徑當(dāng)選過(guò)小，受攜帶繩索彎曲進(jìn)出發(fā)呆更經(jīng)常的疲勞應(yīng)力，而且會(huì)產(chǎn)生彎曲疲勞斷裂（見(jiàn)圖3-3）。 圖3-3 同步帶承載繩斷裂損壞 （2）爬上帶齒和齒跳 基于齒形帶爬升和跳躍現(xiàn)象牙齒分析，一個(gè)陽(yáng)臺(tái)和登山齒幾何學(xué)和力學(xué)是由于兩個(gè)因素造成的。因此，為避免跳躍和攀爬的牙齒，使用以下步驟： 1，操作控制傳遞環(huán)形帶，小于或等于所述輪胎模型的承諾是由圓周力來(lái)確定。 如圖2所示，皮帶和皮帶輪之間的控制音調(diào)差，它是間距誤差的允許范圍內(nèi)。 3，偏置電壓的與正確安裝開(kāi)口的增加。所以容易打滑的鋸齒狀牙齒插槽。 4，提高了帶的基材的硬度，從而使帶的彈性變形可減小齒跳現(xiàn)象。 （3）帶齒的剪切 定時(shí)與牙齒接合動(dòng)力傳遞過(guò)程中，剪切力和壓縮應(yīng)力鋸齒狀表面裂紋裂紋此逐漸擴(kuò)大到齒的根部和沿著支承表面延伸構(gòu)件，并且直到整個(gè)帶基質(zhì)脫離，這是切斷齒形皮帶（見(jiàn)圖3-4）。由此齒形粗切原因如下： 如圖1所示，皮帶和皮帶輪需要較大的音程差，從而使齒輪不能完全穿透肺泡，從而不完全耦合狀態(tài)，從而帶齒太沉重一個(gè)較小的接觸面積，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中，并因此對(duì)于輪胎齒剪切破壞。 2，在牙齒周?chē)膮^(qū)域齒的皮帶和皮帶輪數(shù)太小，嚙合齒暴露在過(guò)度的負(fù)荷，并產(chǎn)生剪切力。 3，帶強(qiáng)度差異的基礎(chǔ)材料。 降低帶齒切割，必須嚴(yán)格控制皮帶和皮帶輪之間的間距誤差，鋸齒的齒可以正確接合，其次，我們需要使牙齒的該區(qū)域的數(shù)目的皮帶和皮帶輪齒6，并選擇具有材料高強(qiáng)度并沒(méi)有減少硬擠出作為基材膠帶。 圖3-4 帶齒的剪切破壞 (4)、帶齒的磨損 穿帶齒（見(jiàn)圖3-5）由齒面和頂帶齒的損失，由于角輪廓和齒的下部。導(dǎo)致過(guò)度磨損是緊張的牙齒和齒嚙合鑫之間的干擾。應(yīng)力在安裝帶時(shí)也應(yīng)減少在牙齒上，合理調(diào)整的磨損，隨著齒輪齒設(shè)計(jì)，使用較大的切口尖端半徑，以減小嚙合齒和擠壓刮削器，還帶材料的耐久性絕提高。 圖3-5 帶齒磨損 (5)、同步帶帶背的龜裂(圖3-6) 帶在一段時(shí)間的操作，有時(shí)與烘烤產(chǎn)生龜裂的現(xiàn)象，這使得皮帶斷裂。同步帶回生產(chǎn) 破解原因 1，引起基材老化; 2，用于下一較低溫度，支撐帶基體的裂縫的長(zhǎng)期工作。 圖3-6 同步帶帶背龜裂 一種方法是，以防止裂縫是與材料的基體材料，冷，耐熱性和耐老化性能表示的材料，除提高到工作頻帶在低溫和高溫下要避免。 3.3.4 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 據(jù)同步帶失效模式分析，我們可以看到作為一個(gè)皮帶和皮帶輪材料具有高機(jī)械性能，生產(chǎn)和合理的，與車(chē)輪的大小，安裝和調(diào)試，嚴(yán)格控制是否正確，很多故障模式將被避免。因此，一般情況下，在未來(lái)三年的正時(shí)皮帶傳動(dòng)的主要故障狀態(tài); （1）中減去賬面繩帶疲勞; （2皮帶打滑，跳齒; （3）同步帶磨損牙齒。 因此，皮帶傳動(dòng)帶的情況下滑動(dòng)懷高抗拉強(qiáng)度，希望確保電纜未減去。此外，在灰塵，雜質(zhì)工作來(lái)處理牙齒磨損計(jì)算。 3.3.5 同步帶分類(lèi) 梯形皮帶齒和齒弧齒分成兩類(lèi)，有三個(gè)圓弧齒系列：圓弧齒（H系列又稱(chēng)HTD帶），扁平圓弧齒（S系列，也稱(chēng)為STPD帶），和拋物線(xiàn)形凹頂齒（R系列）。 梯形帶梯形齒同步帶分單面和雙面齒齒兩種，所謂的單面和雙面膠帶。雙面膠帶和壓力在齒（代碼DA）的對(duì)稱(chēng)布置并交錯(cuò)齒（代碼DB。 梯形齒帶兩種尺寸系統(tǒng)：變槳系統(tǒng)和模塊化系統(tǒng)。中國(guó)利用變槳系統(tǒng)，并制定了相應(yīng)的皮帶傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)GB / T 361 11?11362-1989和GB / T 11616-1989 ISO 5296。 圓弧齒形同步帶拱形齒同步帶，除了弧形齒，結(jié)構(gòu)和梯形齒同步帶基本相同，與螺距先前，其齒的高度，厚度和齒根圓角半徑比梯形齒大。負(fù)荷下齒后，將應(yīng)力分布是良好的，柔軟的齒根應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力。因此，可以再到在嚙合齒出現(xiàn)圓弧齒同步帶功率梯形齒同步帶傳輸和中斷。 圓弧齒同步帶耐磨損，低噪音運(yùn)行，無(wú)需潤(rùn)滑，織物能在惡劣的環(huán)境下使用。它已被用于在食品工業(yè)，汽車(chē)，紡織，制藥，印刷紙的大型。 3.4 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 3.4.1 同步帶計(jì)算選型 設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類(lèi)型和每天連續(xù)工作的時(shí)間長(zhǎng)短等因素共同確定的，表達(dá)式如下： 式中 ——需要傳遞的名義功率 ——工作情況系數(shù)，按表3-1工作情況系數(shù)選取=1.7； 表3-1 工作情況系數(shù) 1） 確定帶的型號(hào)和節(jié)距 可根據(jù)同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd'和小帶鋸轉(zhuǎn)速n1，由同步帶選型圖中來(lái)確定所需采用的帶的型號(hào)和節(jié)距。 其中Pd=0.63kw，n1=56rpm。查表3-22 表3-2 同步帶的型號(hào)和節(jié)距 選同步帶的型號(hào)為H：，節(jié)距為：Pb=8.00mm 1） 選擇小帶鋸齒數(shù)z1，z2 可根據(jù)同步帶的最小許用齒數(shù)確定。查表3-3-3得。 查得小帶鋸最小齒數(shù)14。 實(shí)際齒數(shù)應(yīng)該大于這個(gè)數(shù)據(jù) 初步取值z(mì)1=34故大帶鋸齒數(shù)為：z2=i×z1=1×z1=34。 故z1=34，z2=34。 ① 確定帶鋸的節(jié)圓直徑d1，d2 小帶鋸節(jié)圓直徑d1=Pbz1/π=8.00×34/3.14≈86.53mm 大帶鋸節(jié)圓直徑d2=Pbz2/π=8.00×34/3.14≈86.53mm ② 驗(yàn)證帶速v 由公式v=πd1n1/60000計(jì)算得， s﹤vmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4查得。 a) 確定帶長(zhǎng)和中心矩 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得 所以有： 現(xiàn)在選取軸間間距為取224mm 10、同步帶帶長(zhǎng)及其齒數(shù)確定 =() = =719.7mm 11、帶鋸嚙合齒數(shù)計(jì)算 有在本次設(shè)計(jì)中傳動(dòng)比為1，所以嚙合齒數(shù)為帶鋸齒數(shù)的一半，即=17。 12、基本額定功率的計(jì)算 查基準(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長(zhǎng)度的質(zhì)量表3-3可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步帶的基準(zhǔn)額定功率為 ==0.21KW 表3-3 基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作壓力和單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 13、計(jì)算作用在軸上力 = =71.6N 3.4.2 同步帶的設(shè)計(jì) 在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表3-4。帶的圖形如圖3-7。 表3-4 同步帶尺寸 型號(hào) 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑 H 8 40。 6.12 4.3 1.02 1.02 圖3-7 同步帶 3.5 切割主軸的設(shè)計(jì) 3.5.1 確定切割主軸最小直徑 （1）先按課本式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本，取，于是得 ＝112×10.23 根據(jù)切削切肉設(shè)備主軸的設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，前面章節(jié)已經(jīng)做了說(shuō)明，在此不具體說(shuō)明， 擬定軸的結(jié)構(gòu)如下圖， 圖3-8 切削主軸的結(jié)構(gòu)圖 軸的受力情況如下圖： 圖3-9 切削主軸的受力圖 3.5.2 求軸上的載荷 從軸的結(jié)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。計(jì)算步驟如下： ＝＝＝4 966.34 N ＝＝＝3 960.59 N ＝＝＝2 676.96 N ＝＝3 356.64-2 676.96＝679.68 N ＝＝4 966.34×57.1＝283 578.014 ＝＝2 676.96×57.1＝152 854.416 ＝＝679.68×71.6＝486 65.09 ＝＝＝322 150.53 ＝＝＝287 723.45 表3-5 軸設(shè)計(jì)受力參數(shù) 載 荷 Z軸面H 垂直面V 支反力 ＝4 966.34 N，＝3 960.59 N ＝2 676.96 N，＝679.68 N 彎矩M ＝283 578.014 ＝152 854.416 ＝486 65.09 總彎矩 ＝322 150.53 ,＝287 723.45 扭矩T 1 410 990 3.5.3 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)課本式(15-5)及表7.2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，?。?.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ＝＝ MPa＝12.4 MPa 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查課本表15-1得[]＝60MP。因此〈 []，故此軸安全。 3.5.4 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A,Ⅱ,Ⅲ,B均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅳ和Ⅴ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近，但是截面Ⅴ不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但是應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大,故截面C也不必校核，截面Ⅵ和Ⅶ顯然更不必要校核。由課本第3章的附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而，該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)即可。 （2）截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W＝0.1＝0.1＝61 412.5 抗扭截面系數(shù) ＝0.2＝0.2＝122 825 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 ＝90 834.04 截面Ⅳ上的扭矩為 ＝1 410 990 截面上的彎曲應(yīng)力 ＝1.48 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ＝11.49 MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由課本表15-1查得 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按課本附表3-2查取。因 ， 經(jīng)插值后查得 ＝1.9，＝1.29 又由課本附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ，＝0.88 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式(課本附表3-4）為 ＝1.756 由課本附圖3-2的尺寸系數(shù)；由課本附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由課本附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按課本式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 又由課本及3-2得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按課本式（15-6）(15-8)則得 S＝＝＝65.66 S＝＝＝16.92 ＝＝＝16.38≥S＝1.5 故可知其安全。 1. 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W＝0.1＝0.1＝72 900 抗扭截面系數(shù) ＝0.2＝0.2＝145 800 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 ＝90 834.04 截面Ⅳ上的扭矩為 ＝1 410 990 截面上的彎曲應(yīng)力 ＝1.25 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ＝9.68 MPa 過(guò)盈配合處的，由課本附表3-8用插值法求出，并?。?.8，于是得 ＝3.24 ＝0.8×3.24＝2.59 軸按磨削加工，由課本附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按課本式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 ＝3.33 ＝2.68 又由課本及3-2得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按課本式（15-6）(15-8)則得 S＝＝＝66.07 S＝＝＝16.92 ＝＝＝11.73≥S＝1.5 故該軸的截面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本軸因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即告結(jié)束。 4 切割主軸傳動(dòng)軸部分及其設(shè)計(jì)計(jì)算 4 切割主軸傳動(dòng)軸部分及其設(shè)計(jì)計(jì)算 切割主軸的傳動(dòng)軸部分是大白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵部分，這是由于切割部主軸在實(shí)際的加工中生產(chǎn)中，其效率高低和性能優(yōu)劣在很大程度上都是由切割部主軸的傳動(dòng)軸部分影響和決定的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，切割主軸傳動(dòng)軸作為切割主軸機(jī)構(gòu)的重要部分，其主要作用就是通過(guò)傳遞載荷和力矩，從而帶動(dòng)切割主軸上的砂輪進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行磨削加工。 切割主軸傳動(dòng)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(dòng)裝置，都要在一定的環(huán)境下才能穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)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(shí)其還要帶動(dòng)砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行對(duì)工件的磨削加工，所以在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工中，我們需要考慮更多的相關(guān)參數(shù)和技術(shù)要求。 4.1 切割主軸傳動(dòng)軸所需標(biāo)準(zhǔn) 圖4-1 主軸部件應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求 4.1.1 切割主軸的剛度 概念：切割主軸傳動(dòng)軸的剛度是指在其受到外部施加的力或者力矩作用時(shí)，其由于內(nèi)部作用力而排斥抗衡其形狀發(fā)生變化的一項(xiàng)固有屬性。其具體原理圖如下所示： 圖4-2 磨頭主軸組件靜剛度 具體公式為： (N/m) （3.1） 在實(shí)際的方案規(guī)劃時(shí)，我們應(yīng)該從全局出發(fā)，全面考慮各方面可能對(duì)其造成影響之處，以求其能獲得更高的剛度屬性。 4.1.2 切割主軸的耐磨性 概念：指其在長(zhǎng)時(shí)間周期的工作運(yùn)轉(zhuǎn)中能夠保證其內(nèi)部精度等級(jí)仍不變的能力。因此，在實(shí)際選配件時(shí)，應(yīng)選取一些具有比較大的硬度的配件，同時(shí)，也應(yīng)努力采取一些比如潤(rùn)滑等相關(guān)措施，從而使得其使用周期延長(zhǎng)。 4.1.3 切割主軸的旋轉(zhuǎn)精度 概念：指當(dāng)切割主軸主軸在人工操作下，或者是在沒(méi)有工作件時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，或者是在運(yùn)轉(zhuǎn)速度很小時(shí)，此時(shí)切割主軸傳動(dòng)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4-3 磨頭主軸的旋轉(zhuǎn)誤差 4.1.4 切割主軸的抗震能力 概念：指其排斥受外載荷作用和自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的不穩(wěn)定震蕩，仍能維持恒定工作節(jié)奏的本領(lǐng)。由于科技及機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展，切割主軸機(jī)構(gòu)對(duì)其的要求也會(huì)不斷增加。 4.1.5 切割主軸的熱變形 概念：指當(dāng)其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于進(jìn)行不同的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致各部分部件間發(fā)生相互作用，而導(dǎo)致自身溫度變高，以致其結(jié)構(gòu)外貌導(dǎo)致變化。 在實(shí)際的設(shè)計(jì)和加工中，應(yīng)努力采取一些措施來(lái)避免此種情況的發(fā)生，從而使得切割部主軸機(jī)構(gòu)能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作運(yùn)行，加工出符合要求的零件產(chǎn)品。 4.2 切割主軸傳動(dòng)軸部分的分布 在我們實(shí)際對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸部分的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要充分考慮到前面提到的幾點(diǎn)，再根據(jù)實(shí)際情況，具體設(shè)計(jì)切割主軸傳動(dòng)軸的分布。 切割部主軸的主軸裝置有兩種不同的安裝設(shè)計(jì)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(gè)中間的受力點(diǎn)，而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還是選擇第一種的比較大眾化。 在本次的設(shè)計(jì)中，我所選擇的也是第一種的形式。而在具體的切割主軸傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要滿(mǎn)足如下一些條件： （1）能夠符合切割主軸傳動(dòng)軸內(nèi)部構(gòu)造的匹配 如果必須使得切割主軸的內(nèi)部構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔，而同時(shí)需要其在功用方面具有承受比較大的力作用時(shí)，我們可以采取在其受力點(diǎn)處安裝多個(gè)受力配件的方式。 而如果是切割主軸裝置的內(nèi)部配件之間距離較小的時(shí)候，因?yàn)槭艿狡浔旧順?gòu)造的影響，我們可以采取讓其內(nèi)部的軸承分布在不同之處。 （2）能夠符合其加工質(zhì)量的需要 在進(jìn)行加工安裝時(shí)，采取不同的安裝方式，可能會(huì)對(duì)最后切割主軸機(jī)構(gòu)的加工質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此在進(jìn)行安裝各部件時(shí)，一定要先仔細(xì)構(gòu)思好，選擇一個(gè)合理的，能夠滿(mǎn)足加工質(zhì)量要求的安裝方式。 （3）能夠在較大負(fù)荷作用下工作 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)其裝置所要承受的負(fù)荷大小來(lái)決定其具體選用什么樣的配件。而對(duì)于在切割主軸裝置中的關(guān)鍵部件軸承來(lái)說(shuō)，其選用不同的型號(hào)以及數(shù)目，會(huì)對(duì)整個(gè)裝置的整體受力性能產(chǎn)生很大的影響。 表4-1 不同型號(hào)軸承的對(duì)比 基本要求 滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 動(dòng)壓軸承 靜壓軸承 剛度 只和型號(hào)有關(guān)，預(yù)緊后可提高一些 隨轉(zhuǎn)速和載荷升高二增大 與節(jié)流形式有關(guān)，與載荷轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān) 旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速增加而增加，高速時(shí)受溫升限制 與油槍相應(yīng)壓差有關(guān) 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(yīng)于各種轉(zhuǎn)速 摩擦功耗 一般較小 較小 本身較小 壽命 受疲勞強(qiáng)度限制 在不頻繁啟動(dòng)時(shí)，較大 自身無(wú)限，但供油系統(tǒng)壽命有限 噪聲 較大 無(wú)噪聲 本身沒(méi)有，泵有噪聲 （4）能夠符合利益最大化的需要 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，除了要考慮一些技術(shù)性的參數(shù)外，同時(shí)還有一個(gè)很重要的考慮點(diǎn)，那就是利益最大化。在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案中，在能夠滿(mǎn)足其使用功用的同時(shí)，應(yīng)選取其成本比較低的，從而實(shí)現(xiàn)其節(jié)約性的要求。 4.3 切割主軸傳動(dòng)軸形狀的選擇 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要確定切割主軸傳動(dòng)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(shè)備，軸承等部件的型號(hào)，大小，多少等等，另外其工作方式，組合類(lèi)型等也都要考慮在內(nèi)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)做成階梯狀的形式。這里我所選擇的也同樣是把切割主軸裝置的傳動(dòng)軸做成階梯軸，從而達(dá)到拆裝容易的目的。 4.4 切割主軸傳動(dòng)軸的熱處理 我們知道，金屬剛的彈性模量是一個(gè)固定值，其與具體的剛是什么類(lèi)型基本沒(méi)關(guān)系。而剛的材料卻在很大程度上由其決定著，所以從實(shí)際情況出發(fā)，在進(jìn)行選材時(shí)，比較低價(jià)的45剛應(yīng)成為我們的第一之選，同時(shí)為了使其具有更高的使用性能，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的熱處理工藝。 表4-2 使用滾動(dòng)軸承的45鋼主軸熱處理等參數(shù) 工作條件 使用機(jī)床 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 常用 代用 輕中負(fù)載 車(chē)，鉆，銑， 磨床主軸 45 50 調(diào)質(zhì) HB220-250 輕中負(fù)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(fù)載PV≤40（N·m/cm·s） 車(chē)，鉆，銑， 磨床的主軸 45 50 淬火回火 高頻淬火 HRC42-50 HRC52-58 4.5 切割主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 在實(shí)際過(guò)程中，必須對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸作出一些具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。切割主軸傳動(dòng)軸的表面質(zhì)量對(duì)傳動(dòng)軸上各部分配件的運(yùn)轉(zhuǎn)精度等級(jí)作用甚大。傳動(dòng)軸與上面的各部分配件相接觸點(diǎn)的表面質(zhì)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(zhì)量性能也就越好。所以在設(shè)計(jì)中，必須要保證切割主軸傳動(dòng)軸具有能夠滿(mǎn)足加工質(zhì)量要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 4.6 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的挑選 經(jīng)過(guò)以上對(duì)切割主軸傳動(dòng)軸以及其配件的相關(guān)分析論證，經(jīng)過(guò)翻閱相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)資料，我們即可確定此處可采用的軸承型號(hào)是36206，也就是角接觸球軸承，其接觸角是15度，但這代號(hào)是其以前的名稱(chēng)，現(xiàn)在它的代號(hào)為7206C，其具體參數(shù)結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖4-4 軸承圖 圖4-5 軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸 4.7 切割主軸傳動(dòng)軸上軸承的校對(duì)計(jì)算 我們?cè)趯?shí)際中挑選軸承時(shí)，要考慮的因素很多。不但要選取大小合適的，還要能夠滿(mǎn)足其加載在裝置中能夠滿(mǎn)足加工質(zhì)量的要求。其選擇的正確，則可以使整個(gè)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(gè)機(jī)構(gòu)的使用性。所以我們?cè)谔暨x時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)其工作環(huán)境，要滿(mǎn)足的加工質(zhì)量要求，拆裝方便，以及現(xiàn)有機(jī)器的實(shí)際情況等，來(lái)挑選出最佳的型號(hào)。 同時(shí)，為了確保軸承能夠在工作運(yùn)行時(shí)安全穩(wěn)定持續(xù)，我們還要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校對(duì)計(jì)算。此處，因?yàn)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際轉(zhuǎn)速比較大，所以我們可以根據(jù)計(jì)算基本額定動(dòng)載荷在挑選及校核其能不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橐话闶窃诤侠淼臓顟B(tài)下工作的，所以我們可以選擇其標(biāo)準(zhǔn)使用期限為500小時(shí)。其計(jì)算過(guò)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(dāng)量動(dòng)載荷，N ； C——基本額定動(dòng)載荷計(jì)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(shí)取1.5，較大時(shí)取2； CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷，N； fh——壽命因數(shù)：1； 經(jīng)過(guò)翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)資料求出，fd=1.5； fm=1.5；；fT=1； fh=1；fn=0.822； 在這里的切割部主軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們可以假設(shè)其軸承只受到徑向的負(fù)荷，則其當(dāng)量動(dòng)載荷就是： （3.3） 經(jīng)翻閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)，求出：X=1，且Y=0； 所以，N。由以上可得： 經(jīng)過(guò)詳細(xì)的計(jì)算論證，這里我們應(yīng)采用的型號(hào)是7206C，其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是：小徑d=25mm，外圓直徑D=62mm，其kN，而kN，其最大轉(zhuǎn)速是一萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘。 同時(shí)驗(yàn)算它的額定的靜載荷。其額定靜載荷的驗(yàn)算方法是： （3.4） 其中： 綜上所述，這里我所采用的軸承能夠滿(mǎn)足使用要求。 4.8 切割主軸傳動(dòng)軸外部伸長(zhǎng)量 在實(shí)際的設(shè)計(jì)切割主軸傳動(dòng)軸中，需要使得其在套筒內(nèi)的前端受力點(diǎn)外有一部分的伸長(zhǎng)量，從而將帶輪安裝在上面實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，而這伸長(zhǎng)量的大小，對(duì)其意義非同尋常。通常是其值越小越好。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在能滿(mǎn)足要求的情況下，我們務(wù)必優(yōu)先選用較小的伸長(zhǎng)量。 經(jīng)過(guò)翻閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得在切割部主軸傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)中，其伸長(zhǎng)量與傳動(dòng)軸軸頸處的直徑比值在1.25到2.5之間，所以其伸長(zhǎng)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 。 4.9 切割主軸傳動(dòng)軸的校核 通過(guò)實(shí)際觀(guān)察我們發(fā)現(xiàn)，切割主軸傳動(dòng)軸在整個(gè)切割主軸裝置的實(shí)際運(yùn)行中起主要主要作用。因?yàn)樵跈C(jī)器的正常運(yùn)行中，傳動(dòng)軸承受很大的負(fù)荷，但是其可以接受的形變量卻非常小，所以在設(shè)計(jì)及校核切割主軸傳動(dòng)軸時(shí)，主要就是檢驗(yàn)其剛度值是否在要求范圍之內(nèi)。 而對(duì)于切割主軸傳動(dòng)軸的具體剛度值大小，我們不好直接進(jìn)行測(cè)量計(jì)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。 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 如果傳動(dòng)軸上是兩個(gè)受力承受點(diǎn)的，并且其前端部分分布多個(gè)受力軸承，那么這種形式我們可將其轉(zhuǎn)換成一頭固定，一頭受力的形式，轉(zhuǎn)換圖如下所示： 圖4-6 磨頭傳動(dòng)軸簡(jiǎn)化為固定端梁 而如果每個(gè)受力作用點(diǎn)處的受力軸承只是一個(gè)單列或者是雙列的結(jié)構(gòu)，那么我們可以把其轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)支梁的形式，其示意圖為以下形式： 圖4-7 磨頭傳動(dòng)軸組件簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁 根據(jù)以上的分析，結(jié)合我自己實(shí)際的設(shè)計(jì)方案，可知其原理與上圖4-6相同。 4.9.2切割主軸傳動(dòng)軸的撓度 根據(jù)翻閱我們大二時(shí)所學(xué)的材料力學(xué)的教材，可進(jìn)行更詳細(xì)的探究，結(jié)果見(jiàn)下圖： 圖4-8 固定端梁在載荷作用下的變形 根據(jù)此原理，那么其極限值 (3.5) 這里，D=35mm 4.9.3 切割主軸傳動(dòng)軸的傾角 由上圖的分析可知其極限值為： (3.7) 經(jīng)翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)手冊(cè)，查得在滿(mǎn)足條件： mm ,且 rad 時(shí)，其剛度能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn) 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(jìn)上面的關(guān)系式中進(jìn)行對(duì)比，可知其值均在范圍之內(nèi)，所以這里設(shè)計(jì)的切割主軸傳動(dòng)軸是符合要求的。 4.10 切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 通過(guò)前面的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核運(yùn)算，最終設(shè)計(jì)出的切割主軸傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-9 切割主軸傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 4.11 切割主軸機(jī)構(gòu)其它部件 4.11.1 調(diào)整墊圈 在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，切割主軸傳動(dòng)軸上的軸承要進(jìn)行軸向固定，而調(diào)整墊圈就可以起到這個(gè)作用。在本設(shè)計(jì)中，調(diào)整墊圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖所示： 圖4-10 調(diào)整墊圈 4.11.2 圓螺母 在本設(shè)計(jì)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(duì)其進(jìn)行固定。本設(shè)計(jì)中的圓螺母proe圖如下所示： 圖4-11 圓螺母 結(jié)論 本課題結(jié)合目前國(guó)大白菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，具體闡述了一種大白菜收獲機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程。本文主要完成的工作如下： 1、大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定。分析了大白菜收獲機(jī)的特點(diǎn)，確定了大白菜收獲機(jī)基本結(jié)構(gòu)，并確定其基本尺寸。 2、確定了大白菜收獲機(jī)技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)。對(duì)該大白菜收獲機(jī)進(jìn)行了計(jì)算。 3、零件的剛度和壽命計(jì)算與校核。對(duì)各個(gè)已設(shè)計(jì)零件進(jìn)行剛度和壽命計(jì)算，確保滿(mǎn)足使用要求，使該大白菜收獲機(jī)有足夠的可靠性。 通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的接觸和深入學(xué)習(xí)，以及對(duì)相關(guān)信息的獲取，我深切地認(rèn)識(shí)到，就目前的發(fā)展而言，我國(guó)的工業(yè)還比較落后，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距。盡管我們不斷地在努力，但想在很短的時(shí)間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的，尤其是對(duì)于我們這樣一個(gè)國(guó)情的大國(guó)。所以，我們應(yīng)該擁有的是一種民族意識(shí)，不斷的追求創(chuàng)新。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅把大學(xué)所學(xué)到的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，在處理問(wèn)題時(shí)有了新的認(rèn)識(shí)和方法，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問(wèn)題的能力。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下，學(xué)生對(duì)于道路設(shè)計(jì)有了更多新的認(rèn)知，對(duì)設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)自己大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的知識(shí)有更多的認(rèn)識(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲、認(rèn)清自我。同時(shí)，還幫助我們改變一些處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣。從最開(kāi)始時(shí)的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，每一步都是環(huán)環(huán)相扣，銜接緊密，其中任何一個(gè)步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會(huì)對(duì)以后的設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的不便。 學(xué)生的動(dòng)手能力和資料搜集能力在設(shè)計(jì)中也得到提升。畢業(yè)設(shè)計(jì)中很多數(shù)值、公式、計(jì)算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?shū)籍，瀏覽資料，設(shè)計(jì)中需要用到輔助設(shè)計(jì)軟件的地方，也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng)，運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。最后匯總的時(shí)候，需要將前期各個(gè)階段的工作認(rèn)真整理。 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過(guò)設(shè)計(jì)，學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅能幫助學(xué)生檢驗(yàn)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計(jì)可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識(shí)自我，磨練學(xué)生的意志與耐性，這會(huì)為學(xué)生日后的工作和生活帶來(lái)很大的幫助。 參考文獻(xiàn) [1] 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