大白菜收獲機(jī)收割機(jī)設(shè)計【含CAD圖紙和說明書】,含CAD圖紙和說明書,大白菜,收獲,收成,收割機(jī),設(shè)計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 商 丘 工學(xué)院 2015-JXLW 專業(yè)代碼-編號 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 大白菜收獲機(jī)設(shè)計 學(xué) 院 小三號黑體居中（下同） 專 業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 提交日期 年 月 日 誠　信　承 諾 書 本人鄭重承諾和聲明: 我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計)中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 畢業(yè)論文（設(shè)計）作者簽名：　　　　　　　 　　　　　年　　　月　　　日　 3 摘 要 本次設(shè)計是對大白菜收獲機(jī)的設(shè)計。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)民老動強(qiáng)度，本課題從實際需要出發(fā)，對大白菜收獲機(jī)進(jìn)行了研究設(shè)計，實現(xiàn)了整棵大白菜的拔取在這里主要包括:切割裝置設(shè)計的設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計對設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計創(chuàng)造了一定條件。 本論文研究內(nèi)容： (1) 大白菜收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2) 大白菜收獲機(jī)工作性能分析。 (3) 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇。 (4) 大白菜收獲機(jī)的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行元件設(shè)計。 (5) 對設(shè)計零件進(jìn)行設(shè)計計算分析和驗證。 (6) 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和畫出主要零件圖。 關(guān)鍵詞：大白菜收獲機(jī)， 聯(lián)軸器，滾珠絲杠 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 主要的研究內(nèi)容 3 1.3.2 設(shè)計要求 4 2 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計 5 2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 5 2.2 設(shè)計方案 5 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計 7 3.1 電機(jī)的選型 7 3.2 刀及刀盤的設(shè)計 7 3.3 同步帶的概述及計算 8 3.3.1 同步帶介紹 8 3.3.2 同步帶的特點 9 3.3.3 同步帶傳動的主要失效形式 9 3.3.4 同步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則 11 3.3.5 同步帶分類 11 3.4 同步帶傳動計算 12 3.4.1 同步帶計算選型 12 3.4.2 同步帶的設(shè)計 15 3.5 切割主軸的設(shè)計 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 切割主軸傳動軸部分及其設(shè)計計算 21 4.1 切割主軸傳動軸所需標(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 切割主軸傳動軸部分的分布 22 4.3 切割主軸傳動軸形狀的選擇 24 4.4 切割主軸傳動軸的熱處理 24 4.5 切割主軸傳動軸的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 24 4.6 切割主軸傳動軸上軸承的挑選 24 4.7 切割主軸傳動軸上軸承的校對計算 26 4.8 切割主軸傳動軸外部伸長量 27 4.9 切割主軸傳動軸的校核 27 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 27 4.9.2切割主軸傳動軸的撓度 28 4.9.3 切割主軸傳動軸的傾角 29 4.10 切割主軸傳動軸結(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 摘 要 本次設(shè)計是對大白菜收獲機(jī)的設(shè)計。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)民老動強(qiáng)度，本課題從實際需要出發(fā)，對大白菜收獲機(jī)進(jìn)行了研究設(shè)計，實現(xiàn)了整棵大白菜的拔取在這里主要包括:切割裝置設(shè)計的設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計對設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計創(chuàng)造了一定條件。 本論文研究內(nèi)容： (1) 大白菜收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2) 大白菜收獲機(jī)工作性能分析。 (3) 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇。 (4) 大白菜收獲機(jī)的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行元件設(shè)計。 (5) 對設(shè)計零件進(jìn)行設(shè)計計算分析和驗證。 (6) 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和畫出主要零件圖。 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 主要的研究內(nèi)容 3 1.3.2 設(shè)計要求 4 2 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計 5 2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 5 2.2 設(shè)計方案 5 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計 7 3.1 電機(jī)的選型 7 3.2 刀及刀盤的設(shè)計 7 3.3 同步帶的概述及計算 8 3.3.1 同步帶介紹 8 3.3.2 同步帶的特點 9 3.3.3 同步帶傳動的主要失效形式 9 3.3.4 同步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則 11 3.3.5 同步帶分類 11 3.4 同步帶傳動計算 12 3.4.1 同步帶計算選型 12 3.4.2 同步帶的設(shè)計 15 3.5 切割主軸的設(shè)計 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 切割主軸傳動軸部分及其設(shè)計計算 21 4.1 切割主軸傳動軸所需標(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 切割主軸傳動軸部分的分布 22 4.3 切割主軸傳動軸形狀的選擇 24 4.4 切割主軸傳動軸的熱處理 24 4.5 切割主軸傳動軸的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 24 4.6 切割主軸傳動軸上軸承的挑選 24 4.7 切割主軸傳動軸上軸承的校對計算 26 4.8 切割主軸傳動軸外部伸長量 27 4.9 切割主軸傳動軸的校核 27 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)換 27 4.9.2切割主軸傳動軸的撓度 28 4.9.3 切割主軸傳動軸的傾角 29 4.10 切割主軸傳動軸結(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 長期以來，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，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大白菜收獲機(jī)開始以一種新型設(shè)備登入市場，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)不能滿足市場的需求，所以大白菜收獲機(jī)大白菜收獲機(jī)的設(shè)計，以加快大白菜收獲機(jī)的生產(chǎn)效率，對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)的國內(nèi)外發(fā)展情況 大白菜收獲機(jī)，最初是由美國于上世紀(jì)五十年代開發(fā)出來的產(chǎn)品。后來日本得到發(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)性能得到長足的進(jìn)步。 上世紀(jì)八十年代初，我國大量引進(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，主要針對方便面生產(chǎn)線配套使用。上世紀(jì)九十年代，這種機(jī)型開始大量用于糧食流通，同時派生出各種各樣的類似包裝機(jī)。隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用，粉料自動包裝也向著高速全自動模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。 現(xiàn)今國外開發(fā)的大白菜收獲機(jī)已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動、模塊化。 就國內(nèi)外大白菜收獲機(jī)的開發(fā)情況來看，主要從以下幾點進(jìn)行: (l)不斷擴(kuò)大其通用能力，以滿足多種屬性粉料的包裝。 (2)高速全自動，配備微機(jī)控制系統(tǒng)，借助預(yù)先儲存的程序控制多臺伺服電機(jī)，分別驅(qū)動有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (3)參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置，對主要操作部件(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)，滿足不同品種不同尺寸的包裝。 (4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，對供送、牽引、封切等主要部件進(jìn)行相對獨立并又能較為自由組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以滿足臥式組合和立式組合的包裝機(jī)。 德國與美國、日本、意大利均為世界大白菜收獲機(jī)機(jī)械大國。在大白菜收獲機(jī)機(jī)械設(shè)計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國大白菜收獲機(jī)機(jī)械的設(shè)計是依據(jù)市場調(diào)研及市場分析結(jié)果進(jìn)行的，其，目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求，德國大白菜收獲機(jī)機(jī)械制造廠商和設(shè)計部門采取了諸多措施：? ?(1)工藝流程自動化程度越來越高，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)雜的動作。操作時，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，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國大白菜收獲機(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)械見長，具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬瓶/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。如德國生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個系統(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。由于市場的激烈競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個季度一變，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)普遍使用計算機(jī)仿真設(shè)計技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快，德國大白菜收獲機(jī)機(jī)械設(shè)計普遍采用了計算機(jī)仿真設(shè)計技術(shù)，大大縮短了大白菜收獲機(jī)機(jī)械的開發(fā)設(shè)計周期. ??大白菜收獲機(jī)設(shè)計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，更重要的是運轉(zhuǎn)成本，因為設(shè)備折舊費只占成本的6％～8％，其他的就是運轉(zhuǎn)成本。 我國大白菜收獲機(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，無論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界大白菜收獲機(jī)工業(yè)生產(chǎn)和消費大國之一。? 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)給用戶提供的實際效用；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)計應(yīng)該包括：市場調(diào)研、原理圖設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計、使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等。? 大白菜收獲機(jī)設(shè)計的類別主要有：測繪仿制設(shè)計、開發(fā)性設(shè)計、改進(jìn)性設(shè)計、系列化設(shè)計。如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1．6～4萬瓶/h，其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個、60個、90個到120個就屬于系列化設(shè)計。? ?高速運行的食品機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測繪、仿制國外的同類機(jī)型，進(jìn)行國產(chǎn)化設(shè)計和系列化設(shè)計。其主要的原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計人員還沒有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計方法，如高速大白菜收獲機(jī)的動力學(xué)設(shè)計理論和方法等，對高速工況下機(jī)構(gòu)的動態(tài)精度分析等問題還不能模擬解決；(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地在實際設(shè)計中運用，設(shè)計人員缺乏及時的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的力度，優(yōu)勢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)計領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計人員仍沿用以前的設(shè)計方法：(1)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計工作原理圖、傳動系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計關(guān)鍵零件，部件；(5)設(shè)計總裝圖方案和動作循環(huán)圖；(6)設(shè)計部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計控制原理圖、施工圖等。 而今，國內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計軟件，可以對食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計，其開發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計的能力，但在實際大白菜收獲機(jī)的設(shè)計中應(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，采用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動等分離傳動技術(shù)，可使整機(jī)的傳動鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為簡化，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)拖動的同步控制技術(shù)。其實掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計人員不了解大白菜收獲機(jī)的這一發(fā)展趨勢。如果說以前我國大白菜收獲機(jī)設(shè)計是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計的意識。 我國食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績是顯著的，其起步于20世紀(jì)70年代末，剛起步時年產(chǎn)值僅七、八千萬元，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間里，才得到快速發(fā)展，年增長率達(dá)到20%—30% ，到1999年底塑料和大白菜收獲機(jī)達(dá)40 大類，品種達(dá)1700種，到2000年產(chǎn)值增加到300億元，且技術(shù)水平也上了個臺階，開始出現(xiàn)了規(guī)?；⒆詣踊厔?，傳動復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開始出現(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 主要的研究內(nèi)容 在查閱了國內(nèi)外大量的有關(guān)大白菜收獲機(jī)設(shè)計理論及相關(guān)知識的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合考慮大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)特點、具體作業(yè)任務(wù)特點以及大白菜收獲機(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，實現(xiàn)自動化的目的。 為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本文擬進(jìn)行的研究內(nèi)容如下: 1 根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境要求和大白菜收獲機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點，確定大白菜收獲機(jī)整體設(shè)計方案。 2 確定大白菜收獲機(jī)的性能參數(shù)，對初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)實際情況選擇電機(jī)。 3 從所要功能的實現(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； 4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核。 1.3.2 設(shè)計要求 1 根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，提出大白菜收獲機(jī)的整體設(shè)計方案； 2 完成大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計； 3 通過相關(guān)設(shè)計計算，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 2 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計 2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 （1）完成大白菜收獲機(jī)的總體設(shè)計 （4）完成此設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)計算，繪制其裝配圖與零件圖，圖紙量符合第2項要求，編制使用說明書； （5）對機(jī)器主體進(jìn)行三維造型展示； （6）撰寫電子、紙質(zhì)設(shè)計計算說明書 （7）綜合運用所學(xué)專業(yè)知識、參考相關(guān)資料，按時獨立保質(zhì)保量完成畢業(yè)設(shè)計課題。 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)計說明書1份（大于30頁）； （3）文獻(xiàn)綜述1份； （4）刻錄光盤1張（內(nèi)容：題目審核表、文獻(xiàn)綜述、設(shè)計說明書、工程圖、） 2.2 設(shè)計方案 整機(jī)采用通過人推動的方式前進(jìn)，這樣可以簡化機(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)計應(yīng)滿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)品零件變換的問題。為適應(yīng)不同形狀和尺寸的零件，為滿足這些要求，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)帶動帶傳動進(jìn)行設(shè)計，具體見后面章節(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 3 大白菜收獲機(jī)主要零部件設(shè)計 3.1 電機(jī)的選型 參考市場上同類產(chǎn)品，考慮到本機(jī)器體積小，功率消耗不大。只是旋轉(zhuǎn)運動。 用于一般場合和無特殊要求 12V36AH的電瓶 帶動12V 100W的電機(jī) 采用蓄電池裝置，方便攜帶。 3.2 刀及刀盤的設(shè)計 設(shè)計刀的參數(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 65MN鋼的強(qiáng)度，硬度，彈性和淬透性的前65鋼，具有過熱敏感性和回火脆性傾向，水淬有一種傾向開裂。可加工性退火可能還是冷變形塑性低，焊接性差。因此，刀片左均勻這里安排了3螺紋孔，因為沒有與螺栓切割的連接選擇直接焊接到葉片上的葉片。 因為裝固定切刀通過鍵的方式，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），平鍵長度為12毫米手動部，鍵槽與鍵槽銑削14毫米長度，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毫米的轂的長度為16毫米的孔，通過平鍵和套軸夾緊，切割在軸的軸端環(huán)，確保只在軸環(huán)磁盤無壓力緊靠軸，軸環(huán)用螺釘和六角螺母的端面和切割固定軸的軸線有一個螺母，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 同步帶的概述及計算 3.3.1 同步帶介紹 同步帶是的皮帶傳動，鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點相結(jié)合開發(fā)了一種新的塑料帶。它由一個工作表面和齒輪嚙合的帶在鑄驅(qū)動齒形食道，這是高拉伸強(qiáng)度，低伸長率纖維材料或金屬材料的強(qiáng)層，使得在傳輸過程中的頻帶，一天的長度保持不變，皮帶和皮帶輪傳動的過程之間幻燈片，離開大殿，從動車輪打滑是一步驅(qū)動器之間沒有什么區(qū)別。 皮帶傳動（見圖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螅部梢詾榈妄X輪。 圖3-2 同步帶傳動 通過環(huán)形皮帶齒間距帶的內(nèi)周面上的帶驅(qū)動器，并與相應(yīng)的輪子形成。它結(jié)合了皮帶傳動，鏈傳動和??齒輪驅(qū)動自己的優(yōu)勢。旋轉(zhuǎn)和肺泡齒輪嚙合，以提供電力。皮帶傳動具有準(zhǔn)確的傳動比，牽引比不變，傳動平穩(wěn)，吸收振動，噪聲，傳動比范圍大，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€速度。傳動效率高，一般可達(dá)98％以上，體積小巧，適合多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可以允許工作沒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，汽車和機(jī)械傳動等行業(yè)。皮帶使用時，只需推動轉(zhuǎn)變觀念皮帶傳動摩擦，擴(kuò)大皮帶傳動的范圍內(nèi)，這使得它與研究的一個相對獨立的對象的新方式傳動帶，開辟了皮帶傳動的發(fā)展。 3.3.2 同步帶的特點 （1），精確的傳送沒有滑動動作，具有恒定的傳動比; （2），傳動平穩(wěn)，緩沖，減震能力，噪音低; （3），傳動效率高，和0.98，節(jié)能效果明顯; （4）維護(hù)方便，不需潤滑，維修率低; （5），比例范圍，通常高達(dá)10個，生產(chǎn)線速度高達(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 同步帶傳動的主要失效形式 在帶驅(qū)動器常見的故障模式被概括如下： （1）骨折的表演失敗繩帶 在操作過程中脊髓損傷斷裂背帶是一種常見的故障模式。故障是在功率傳輸，在過大的張力的載體繩索的過程中的條帶，使主機(jī)拉動繩子。還主動漁輪直徑當(dāng)選過小，受攜帶繩索彎曲進(jìn)出發(fā)呆更經(jīng)常的疲勞應(yīng)力，而且會產(chǎn)生彎曲疲勞斷裂（見圖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，一個陽臺和登山齒幾何學(xué)和力學(xué)是由于兩個因素造成的。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 定時與牙齒接合動力傳遞過程中，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，并且直到整個帶基質(zhì)脫離，這是切斷齒形皮帶（見圖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較小的接觸面積，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中，并因此對于輪胎齒剪切破壞。 2，在牙齒周圍的區(qū)域齒的皮帶和皮帶輪數(shù)太小，嚙合齒暴露在過度的負(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，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) 帶在一段時間的操作，有時與烘烤產(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 同步帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則 據(jù)同步帶失效模式分析，我們可以看到作為一個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，在未來三年的正時皮帶傳動的主要故障狀態(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，皮帶傳動帶的情況下滑動懷高抗拉強(qiáng)度，希望確保電纜未減去。此外，在灰塵，雜質(zhì)工作來處理牙齒磨損計算。 3.3.5 同步帶分類 梯形皮帶齒和齒弧齒分成兩類，有三個圓弧齒系列：圓弧齒（H系列又稱HTD帶），扁平圓弧齒（S系列，也稱為STPD帶），和拋物線形凹頂齒（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）的對稱布置并交錯齒（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)。中國利用變槳系統(tǒng)，并制定了相應(yīng)的皮帶傳動標(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，低噪音運行，無需潤滑，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，紡織，制藥，印刷紙的大型。 3.4 同步帶傳動計算 3.4.1 同步帶計算選型 設(shè)計功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動機(jī)類型和每天連續(xù)工作的時間長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） 確定帶的型號和節(jié)距 可根據(jù)同步帶傳動的設(shè)計功率Pd'和小帶鋸轉(zhuǎn)速n1，由同步帶選型圖中來確定所需采用的帶的型號和節(jié)距。 其中Pd=0.63kw，n1=56rpm。查表3-22 表3-2 同步帶的型號和節(jié)距 選同步帶的型號為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。 實際齒數(shù)應(yīng)該大于這個數(shù)據(jù) 初步取值z1=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 驗證帶速v 由公式v=πd1n1/60000計算得， s﹤vmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4查得。 a) 確定帶長和中心矩 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》得 所以有： 現(xiàn)在選取軸間間距為取224mm 10、同步帶帶長及其齒數(shù)確定 =() = =719.7mm 11、帶鋸嚙合齒數(shù)計算 有在本次設(shè)計中傳動比為1，所以嚙合齒數(shù)為帶鋸齒數(shù)的一半，即=17。 12、基本額定功率的計算 查基準(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(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度的質(zhì)量 13、計算作用在軸上力 = =71.6N 3.4.2 同步帶的設(shè)計 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 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 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)計相關(guān)知識，前面章節(jié)已經(jīng)做了說明，在此不具體說明， 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是軸的危險截面。計算步驟如下： ＝＝＝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，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面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)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取＝0.6，軸的計算應(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）判斷危險截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(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均無需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅳ和Ⅴ處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來看，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。本軸因無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，低速軸的設(shè)計計算即告結(jié)束。 4 切割主軸傳動軸部分及其設(shè)計計算 4 切割主軸傳動軸部分及其設(shè)計計算 切割主軸的傳動軸部分是大白菜收獲機(jī)設(shè)計中的一項關(guān)鍵部分，這是由于切割部主軸在實際的加工中生產(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軸部分影響和決定的。在實際設(shè)計中，切割主軸傳動軸作為切割主軸機(jī)構(gòu)的重要部分，其主要作用就是通過傳遞載荷和力矩，從而帶動切割主軸上的砂輪進(jìn)行工作運轉(zhuǎn)，來對工件進(jìn)行磨削加工。 切割主軸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(zhuǎn)；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(zhuǎn)來進(jìn)行對工件的磨削加工，所以在對其進(jìn)行設(shè)計和加工中，我們需要考慮更多的相關(guān)參數(shù)和技術(shù)要求。 4.1 切割主軸傳動軸所需標(biāo)準(zhǔn) 圖4-1 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求 4.1.1 切割主軸的剛度 概念：切割主軸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(nèi)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4-2 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(yīng)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。 4.1.2 切割主軸的耐磨性 概念：指其在長時間周期的工作運轉(zhuǎn)中能夠保證其內(nèi)部精度等級仍不變的能力。因此，在實際選配件時，應(yīng)選取一些具有比較大的硬度的配件，同時，也應(yīng)努力采取一些比如潤滑等相關(guān)措施，從而使得其使用周期延長。 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，或者是在沒有工作件時運轉(zhuǎn)，或者是在運轉(zhuǎn)速度很小時，此時切割主軸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4-3 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)對其的要求也會不斷增加。 4.1.5 切割主軸的熱變形 概念：指當(dāng)其在運轉(zhuǎn)時由于進(jìn)行不同的運動而導(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。 在實際的設(shè)計和加工中，應(yīng)努力采取一些措施來避免此種情況的發(fā)生，從而使得切割部主軸機(jī)構(gòu)能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作運行，加工出符合要求的零件產(chǎn)品。 4.2 切割主軸傳動軸部分的分布 在我們實際對切割主軸傳動軸部分的設(shè)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(shè)計切割主軸傳動軸的分布。 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(shè)計中，還是選擇第一種的比較大眾化。 在本次的設(shè)計中，我所選擇的也是第一種的形式。而在具體的切割主軸傳動軸設(shè)計過程中，需要滿足如下一些條件： （1）能夠符合切割主軸傳動軸內(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。 而如果是切割主軸裝置的內(nèi)部配件之間距離較小的時候，因為受到其本身構(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，采取不同的安裝方式，可能會對最后切割主軸機(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，一定要先仔細(xì)構(gòu)思好，選擇一個合理的，能夠滿足加工質(zhì)量要求的安裝方式。 （3）能夠在較大負(fù)荷作用下工作 在實際設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)其裝置所要承受的負(fù)荷大小來決定其具體選用什么樣的配件。而對于在切割主軸裝置中的關(guān)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(chǎn)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(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(shè)計中，除了要考慮一些技術(shù)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(jìn)行設(shè)計方案中，在能夠滿足其使用功用的同時，應(yīng)選取其成本比較低的，從而實現(xiàn)其節(jié)約性的要求。 4.3 切割主軸傳動軸形狀的選擇 在實際設(shè)計中，要確定切割主軸傳動軸的具體形狀，需要考慮的因素有很多，比如其上所選擇的密封設(shè)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(nèi)。在實際設(shè)計中，經(jīng)常會做成階梯狀的形式。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(guān)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(jìn)行選材時，比較低價的45剛應(yīng)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(yīng)對其進(jìn)行相關(guān)的熱處理工藝。 表4-2 使用滾動軸承的45鋼主軸熱處理等參數(shù) 工作條件 使用機(jī)床 材料牌號 熱處理 硬度 常用 代用 輕中負(fù)載 車，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，鉆，銑， 磨床的主軸 45 50 淬火回火 高頻淬火 HRC42-50 HRC52-58 4.5 切割主軸傳動軸的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 在實際過程中，必須對切割主軸傳動軸作出一些具體的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。切割主軸傳動軸的表面質(zhì)量對傳動軸上各部分配件的運轉(zhuǎn)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(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)計中，必須要保證切割主軸傳動軸具有能夠滿足加工質(zhì)量要求的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 4.6 切割主軸傳動軸上軸承的挑選 經(jīng)過以上對切割主軸傳動軸以及其配件的相關(guān)分析論證，經(jīng)過翻閱相關(guān)設(shè)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(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(zhì)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(jī)構(gòu)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(zhì)量要求，拆裝方便，以及現(xiàn)有機(jī)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(jìn)行相應(yīng)的校對計算。此處，因為傳動機(jī)構(gòu)的實際轉(zhuǎn)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(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(jīng)過翻閱機(jī)械設(shè)計資料求出，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)量動載荷就是： （3.3） 經(jīng)翻閱《機(jī)械設(shè)計》書，求出：X=1，且Y=0； 所以，N。由以上可得： 經(jīng)過詳細(xì)的計算論證，這里我們應(yīng)采用的型號是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)速是一萬轉(zhuǎn)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。 4.8 切割主軸傳動軸外部伸長量 在實際的設(shè)計切割主軸傳動軸中，需要使得其在套筒內(nèi)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(shè)計中，在能滿足要求的情況下，我們務(wù)必優(yōu)先選用較小的伸長量。 經(jīng)過翻閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計手冊，查得在切割部主軸傳動軸的設(shè)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 。 4.9 切割主軸傳動軸的校核 通過實際觀察我們發(fā)現(xiàn)，切割主軸傳動軸在整個切割主軸裝置的實際運行中起主要主要作用。因為在機(jī)器的正常運行中，傳動軸承受很大的負(fù)荷，但是其可以接受的形變量卻非常小，所以在設(shè)計及校核切割主軸傳動軸時，主要就是檢驗其剛度值是否在要求范圍之內(nèi)。 而對于切割主軸傳動軸的具體剛度值大小，我們不好直接進(jìn)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。 4.9.1 受力作用的轉(zhuǎn)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(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 磨頭傳動軸簡化為固定端梁 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(jié)構(gòu)，那么我們可以把其轉(zhuǎn)換成簡支梁的形式，其示意圖為以下形式： 圖4-7 磨頭傳動軸組件簡化為簡支梁 根據(jù)以上的分析，結(jié)合我自己實際的設(shè)計方案，可知其原理與上圖4-6相同。 4.9.2切割主軸傳動軸的撓度 根據(jù)翻閱我們大二時所學(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)計相關(guān)手冊，查得在滿足條件： mm ,且 rad 時，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)行對比，可知其值均在范圍之內(nèi)，所以這里設(shè)計的切割主軸傳動軸是符合要求的。 4.10 切割主軸傳動軸結(jié)構(gòu)圖 通過前面的設(shè)計計算及校核運算，最終設(shè)計出的切割主軸傳動軸的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4-9 切割主軸傳動軸結(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 在實際的設(shè)計中，切割主軸傳動軸上的軸承要進(jìn)行軸向固定，而調(diào)整墊圈就可以起到這個作用。在本設(shè)計中，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(jìn)行固定。本設(shè)計中的圓螺母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)開發(fā)過程。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，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)。對該大白菜收獲機(jī)進(jìn)行了計算。 3、零件的剛度和壽命計算與校核。對各個已設(shè)計零件進(jìn)行剛度和壽命計算，確保滿足使用要求，使該大白菜收獲機(jī)有足夠的可靠性。 通過對專業(yè)知識的接觸和深入學(xué)習(xí)，以及對相關(guān)信息的獲取，我深切地認(rèn)識到，就目前的發(fā)展而言，我國的工業(yè)還比較落后，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距。盡管我們不斷地在努力，但想在很短的時間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的，尤其是對于我們這樣一個國情的大國。所以，我們應(yīng)該擁有的是一種民族意識，不斷的追求創(chuàng)新。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅把大學(xué)所學(xué)到的理論知識很好的運用到畢業(yè)設(shè)計中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，在處理問題時有了新的認(rèn)識和方法，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問題的能力。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下，學(xué)生對于道路設(shè)計有了更多新的認(rèn)知，對設(shè)計有了更深一步的認(rèn)識，整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹。通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生對自己大學(xué)四年以來所學(xué)的知識有更多的認(rèn)識。 畢業(yè)設(shè)計，幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲、認(rèn)清自我。同時，還幫助我們改變一些處理事情時懶散的習(xí)慣。從最開始時的搜集資料，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，其中任何一個步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會對以后的設(shè)計帶來很多的不便。 學(xué)生的動手能力和資料搜集能力在設(shè)計中也得到提升。畢業(yè)設(shè)計中很多數(shù)值、公式、計算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎瑸g覽資料，設(shè)計中需要用到輔助設(shè)計軟件的地方，也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng)，運用到設(shè)計當(dāng)中去。最后匯總的時候，需要將前期各個階段的工作認(rèn)真整理。 畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，通過設(shè)計，學(xué)生深刻領(lǐng)會到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計不僅僅能幫助學(xué)生檢驗大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識自我，磨練學(xué)生的意志與耐性，這會為學(xué)生日后的工作和生活帶來很大的幫助。 參考文獻(xiàn) [1] 成大先，機(jī)械設(shè)計手冊[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年 [2] 機(jī)械設(shè)計第八版[M]，濮良貴，紀(jì)名剛，高等教育出版社，2006年 [3] 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M],吳宗澤，高志，羅圣國，李威，高等教育出版社，2012 [4] 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M],徐學(xué)林，湖南大學(xué)出版社，2009 [5] 姜奎華，沖壓工藝與模具設(shè)計[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年 [6] 中國機(jī)械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會，鍛壓手冊[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1993年 [7] 黃繼昌、徐巧魚、張海貴、范無保、季炳文，實用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊[M]，人民郵電出版社，1996：162~169 [8] 甘永立，幾何量公差與檢測[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001年 [9] 華大年，機(jī)械原理，高等教育出版社[J]，2000年 [10] 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M]，高等教育出版社，1995年 [11] 姜奎華，沖壓工藝與模具設(shè)計[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2002：33~68 [12] 楊玉英，工程制圖[M]，紡織工業(yè)出版社[M]，1997年 [13] 上海技術(shù)革新展覽會，實用沖壓技術(shù)[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982年 [14] Charles W. 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