《初稿-N- 光葉楮剝皮機設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《初稿-N- 光葉楮剝皮機設(shè)計（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘要 木材剝皮在木材生產(chǎn)和用材部門中都是一項不可缺少的工序。在許多工程中都需要在加工之前對原木進行剝皮處理。 本次設(shè)計的主要目的是利用計算機對小型木材剝皮機的機械部分進行二維設(shè)計并作簡單的運動仿真。由于計算機設(shè)計的顯著優(yōu)勢，大大減少了設(shè)計及制造樣機并進行調(diào)試的時間，從而顯著降低了成本。 本次設(shè)計在分析木材剝皮機的工作原理并作初步的設(shè)計之后，利用國內(nèi)廣泛應(yīng)用的CAD/CAM開發(fā)軟件AUTOCAD完成對適合小型木材加工廠的簡易木材剝皮機各機械零部件進行實體造型，并在AUTOCAD環(huán)境中完成各零部件的虛擬裝配，最終利用該軟件的運動分析模塊進行初步的運動仿真，模擬真實的加工過程，分析檢查是否有干

2、涉現(xiàn)象存在。在二維設(shè)計結(jié)束后，利用AutoCAD軟件繪制木材剝皮機各零部件的二維圖紙及總裝配圖，使本次設(shè)計更貼近實際生產(chǎn)，更容易被實際推廣和應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：光葉楮；剝皮；設(shè)計； 33 -- 目錄 摘要 I 目錄 III 1緒論 1 1.1光葉楮概述 1 1.2研究背景及意義 3 1.3國內(nèi)外應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.4常見剝皮機類型 7 2總體設(shè)計 9 2.1擬定總體設(shè)計方案 9 2.2擬定傳動形式 10 2.3擬定總體結(jié)構(gòu) 11 3傳動裝置的設(shè)計 13 3.1帶傳動設(shè)計 13 3.2齒輪傳動設(shè)計 15 3.3軸的設(shè)計

3、 19 總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 1緒論 1.1光葉楮概述 光葉楮（一種人工密植一年成材的構(gòu)樹新品種）全身是寶；樹皮是特種紙和紡織工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料也是一種很好的出口材料、樹桿，樹枝是造紙工業(yè)的好原料，也是纖維板工業(yè)的好原料、樹葉是優(yōu)質(zhì)飼料原料。光葉楮直徑小不能作板材，用于造紙工業(yè)的使用率高（可達(dá)100%）。光葉楮根系淺而發(fā)達(dá)具有很強的防風(fēng)固沙水土保持的能力。構(gòu)樹（光葉楮）繁殖力強，房前屋后路邊荒地到處都有野生構(gòu)樹的蹤影。超短期的光葉楮一年成材，伐后可以再生，種一次苗可以多年受益?等。光葉楮是一種難得的優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟林和環(huán)保林，發(fā)展光葉楮林紙結(jié)合，大量用于造紙工業(yè)可以獲得很好的

4、經(jīng)濟效益，環(huán)保效益和社會效益（生物產(chǎn)量和經(jīng)濟價值遠(yuǎn)優(yōu)于種楊木桉樹）。 光葉楮是近幾年由日本引進的構(gòu)樹新品種，為?？茦?gòu)樹屬落葉喬木，由于其有生長速度快，產(chǎn)量高，經(jīng)濟效益高的特點而被稱為“搖錢樹”。其樹皮、木質(zhì)、葉子用途都很廣，應(yīng)用價值也非常高，在國際市場上備受青睞，是用于做高級紙張、高級食品包裝紙、高檔布料(降落傘用料)等產(chǎn)品的關(guān)鍵原料，目前市場前景廣闊，出口更是供不應(yīng)求。近兩年山東省已進人種植開發(fā)階段，給種植者和開發(fā)公司帶來了巨大的經(jīng)濟效益，也為出口創(chuàng)匯做出了貢獻(xiàn)。 光葉楮對自然環(huán)境的適應(yīng)能力非常強，壽命長，耐干旱，耐鹽堿(抗鹽性可達(dá)3%以上)，而且還有改良土壤的特性，一次種植，幾十年收益

5、，是集生態(tài)效益、經(jīng)濟效益于一身的昂貴樹種，種植和管理容易，繁殖速度快，當(dāng)年種植，當(dāng)年見效。 光葉楮的木材纖維形態(tài)優(yōu)良，材質(zhì)疏松，色淺，枝干光滑，使用不同的工藝技術(shù)，可生產(chǎn)高密度板(熱磨機械漿)、本色紙板、高瓦楞紙以及文化用紙等用紙漿，同時韌皮纖維又是高檔布料的纖維原料。 經(jīng)中國制漿造紙工業(yè)研究所檢測，光葉楮的韌皮纖維平均長度為7.48cm，比國內(nèi)同屬樹木韌皮纖維高23.2%，色澤潔白，強度大，成漿率85%以上。深加工時用堿量僅為5%，常壓蒸煮，原漿不經(jīng)漂白，白度就達(dá)80%以上，僅此一項就節(jié)約了大量的生產(chǎn)成本。 種植光葉楮，生產(chǎn)資金周轉(zhuǎn)快，成本較低，一年投資，可多年連續(xù)受益。以2007年為

6、例，投入苗子成本不足1.5萬元/hm2，而產(chǎn)值翻番有余，如再深加工產(chǎn)值可過15萬元/hm2，大大優(yōu)于速生楊的經(jīng)濟效益。木質(zhì)又是高密度板材的優(yōu)質(zhì)原料，附加值非常高；光葉楮葉子中蛋白質(zhì)含量為23.48%，是麩皮的2.1倍，苜蓿的1.5倍，ca、P、zn、Fe、Mn、Cu等微量元素和氨基酸的含量也很豐富，是禽、畜、魚、蝦的優(yōu)質(zhì)飼料。 根據(jù)國內(nèi)價格計算，種植光葉楮，單位面積收入要比小麥和速生楊高3-4倍，如管理得當(dāng)，效益更高。建立一個0.67萬hm2的光葉楮種植基地，年可生產(chǎn)木漿12萬t，利稅2.4億元，可生產(chǎn)特種纖維紙漿1萬噸，利稅9900萬元，總利稅可達(dá)3.4億元(不包括樹葉的利用效益)，一個1

7、0萬t規(guī)模的造紙廠，兩年就能收回成本，可帶動2萬戶農(nóng)民致富，經(jīng)濟效益非常突出。目前，即墨市已開始開發(fā)研究、試驗示范生產(chǎn)，并取得了一定的進展，即將大面積推廣。 林紙結(jié)合是造紙工業(yè)發(fā)展的趨勢，面對原材料緊缺的嚴(yán)峻形勢，國內(nèi)的造紙企業(yè)正在逐漸規(guī)劃建立本企業(yè)的原料基地，對原料生產(chǎn)進行定向培育，解決高質(zhì)量的、穩(wěn)定的原料供應(yīng)基地問題。光葉楮因其適應(yīng)能力強，對土壤要求不嚴(yán)，且成本比楊樹要低得多，丘陵、荒山、灘涂等都可開發(fā)種植?；亟ㄔO(shè)可使用多種形式，如公司+農(nóng)戶，企業(yè)+農(nóng)戶，農(nóng)戶自主種植，企業(yè)合同收購，也可合作、合資或股份制等。 據(jù)調(diào)查，日本目前生產(chǎn)的特種纖維紙達(dá)1000多種，在工業(yè)、民用等各方面廣泛應(yīng)

8、用，特種紙漿的價格為3萬元/噸左右。此外，韓國、東南亞地區(qū)的需求量也非常大。就國內(nèi)而言，隨著人們生活水平的提高，國內(nèi)的特種紙和高檔紙需求量也非常大。國內(nèi)具有地大物博的優(yōu)勢，發(fā)展空間非常大，據(jù)此，快速建立光葉楮生產(chǎn)栽培基地，加快生產(chǎn)特種紙和高檔紙，除滿足國內(nèi)市場需求外，還可以直接進入國際市場參與國際競爭，出口創(chuàng)匯。 1.2研究背景及意義 木材剝皮在木材生產(chǎn)和用材部門都是一項不可缺少的的工序。諸如，造紙廠、紙漿廠、木材加工廠、鉛筆板廠、火柴廠、貯木廠、某些國防工業(yè)部門以及國內(nèi)南方林區(qū)的森林砍伐、木材水運等，都分別需要對原木、小徑木進行剝皮。 木材剝皮有許多關(guān)鍵的實際意義： 1.便于木材保管

9、。樹干的韌皮部和形成層含有大量的有機物質(zhì)，這些物質(zhì)給有害菌蟲的繁殖創(chuàng)造了有利條件。為了避免病蟲害對木材的蛀蝕，剝?nèi)淦ぞ哂辛己眯Ч?。國?nèi)南方廣西、云南、四川等林區(qū)，在木材采伐的同時，都要將樹皮剝?nèi)?，否則，樹木被伐倒后很短時間內(nèi)，即會被害蟲蛀蝕，腐爛成廢材。 2.能夠保證木材加工成品的質(zhì)量。對機械加工的原木來說，原木剝皮后，更容易發(fā)現(xiàn)木材缺陷，從而可以更合理的量材下鋸，以提高出材率。為了獲得高質(zhì)量的紙張、單板及膠合板，也必須先剝掉樹皮。 3.改善鋸的工作條件。原木經(jīng)過拖集，搬運和貯存今后，樹皮表面和縫隙內(nèi)積存了泥沙和其他雜物，當(dāng)用鋸加工這類原木時，鋸齒磨損嚴(yán)重，易于變鈍或損壞，木材剝皮后，此

10、現(xiàn)象可避免。 4.能充分利用木材和節(jié)省勞動力。如在制材前進行原木剝皮，則在制材過程中所產(chǎn)生的大量板皮和板條，可以供造紙和生產(chǎn)人造板用。此外，樹皮本身也可作為化工原料和燃料。同時，由于除掉約占10%的樹皮，可減少裝卸和搬運的負(fù)擔(dān)，用材部門可省去處理樹皮的工作，改善衛(wèi)生條件。 5.手工剝皮勞動強度很大，生產(chǎn)率很低。例如，手工剝皮原木，生產(chǎn)率一般為0.5-2立方米/人日；手工去枝丫，生產(chǎn)率僅為0.5-1層積立方米/人日。這樣就需要耗費大量勞動力，使生產(chǎn)生本大為提高。而使用機械剝皮，可使剝皮成本下降，生產(chǎn)率提高幾倍甚至幾十倍。比如，使用長6米、直徑2.4米的干式連續(xù)作用滾筒剝皮機去枝丫材，其生產(chǎn)成

11、本僅為手工剝皮的三分之一，生產(chǎn)率較手工剝皮提高23倍。由此可見，實現(xiàn)剝皮機械化，在生產(chǎn)實際中有著十分關(guān)鍵的現(xiàn)實意義。 1.3國內(nèi)外應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 國外木材剝皮工作經(jīng)歷了手工剝皮、半機械化剝皮、機械化剝皮及水力剝皮等幾個階段，使用剝皮機已有幾十年的歷史。 1.手工剝皮 機械剝皮沒有涌現(xiàn)之前或小規(guī)模生產(chǎn)時，用人工以彎刀、鐮刀、斧子、鏟刀等進行剝皮，生產(chǎn)率依原料及條件而異。如赤松小徑立方米/人日。北歐芬蘭、瑞典等國家使用的剝皮刀和剝皮鏟為150X200毫米左右，木柄長1.5-1.7米，鐵鏟側(cè)面有一小鉤齒，便于翻轉(zhuǎn)木材。春夏兩季好剝時，使用薄鏟或空心鏟。冬季難剝皮或樹皮厚時，則用厚鏟或剝皮彎刀

12、。鏟刀刃口鋒利，剝皮時木質(zhì)損失很小，小于0.5%。一般工人都自帶兩、三把刀具，根據(jù)樹皮厚薄選用。使用剝皮鏟的生產(chǎn)率比較高，春夏兩季可達(dá)3-5立方米/人日。 2.半機械化剝皮 手持原料，向轉(zhuǎn)動的刀刃推進進行剝皮?；蛳喾矗殖洲D(zhuǎn)動的刃具向原料推進進行剝皮（即簡易銑刀式剝皮機或手提式剝皮機）。不論前者或后者，均用一馬力左右的動力，其剝皮效率為手工剝皮的兩倍，實際使用，多用前者，尤其是枝丫及板皮剝皮作業(yè)。 3.機械化剝皮 通常以滾筒式、環(huán)式及銑刀式為主。滾筒剝皮機和環(huán)式剝皮機均已形成系列。早期的滾筒剝皮機為濕式，即剝皮時需灑水，或?qū)L筒的一部分浸在水中進行。后來，為保護環(huán)境，涌現(xiàn)了干式滾筒剝皮

13、機。這種剝皮機生產(chǎn)率高，剝皮時不用水，可在冬季對凍木進行剝皮。 環(huán)式剝皮機應(yīng)用范圍廣闊，并在不斷發(fā)展，使用了光電、液壓、氣動等新技術(shù)。環(huán)式剝皮機中，尤以芬蘭的VK型系列剝皮機應(yīng)用最為廣泛，是國際上公認(rèn)的先進機型。 此外，美國、加拿大和日本等國已使用水力剝皮機并大量投入生產(chǎn)使用。剝皮機原理系使用高壓水的噴射沖擊力剝皮，水壓一般為80-100千克/毫升。加拿大還使用了噴頭式和輪環(huán)式兩種水力剝皮機。噴頭式水力剝皮機裝有2-3個可以轉(zhuǎn)動的噴頭，每個噴頭有7-8個噴嘴，動力為2000-3000馬力，水壓為106.5-127.8千克/毫升。輪環(huán)式水力剝皮機的輪環(huán)上有噴水口，原木通過輪環(huán)，樹皮被高壓水沖

14、掉。水力剝皮機的優(yōu)點是：凈度高、速度快、不受原木形狀限制，適于原木端面不規(guī)則，樹皮纖維扭曲的樹種剝皮，在剝皮的同時，還可以除掉腐朽部分。缺點是：投資和耗電量大，對水質(zhì)要求比較嚴(yán)格，否則噴嘴易被堵塞。 國外剝皮機發(fā)展迅速，各類剝皮機保有量逐年增加。如，日本早在1970年就已經(jīng)有滾筒剝皮機1846臺，銑刀式剝皮機2805臺，合計4651臺。此外，還有很多環(huán)式剝皮機、水力剝皮機等等。美國、加拿大、西德、北歐、蘇聯(lián)等國，廣泛使用環(huán)式剝皮機、滾筒剝皮機、銑刀式剝皮機及各種專用剝皮機等。 國外研發(fā)和使用剝皮機主要有以下幾個特點： 1.對已研發(fā)成功，并在生產(chǎn)上得到應(yīng)用的產(chǎn)品不斷進行改進，盡量使用先進技

15、術(shù)。例如，芬蘭的VK-16型環(huán)式剝皮機，自五十年代問世以來，至今已經(jīng)過多次改進，刀盤由離心配重式改為液壓，上料、進料剝皮等全部由液壓控制，還使用了光電控制等新技術(shù)，單機自動化程度很高。與此同時，VK-16剝皮機還有幾種變形，以適應(yīng)多種樹種和多種用途剝皮?，F(xiàn)在VK-16型剝皮機已形成系列，共計有20余種，在國際市場上有一定的競爭能力，推銷到全球近50個國家。 2.廣泛研發(fā)新結(jié)構(gòu)、新形式、新用途的剝皮機，積極使用新技術(shù)、新工藝，不斷有所突破。同時，逐步淘汰了相形見絀的舊機型。 3.對已研發(fā)成的剝皮機，堅持在生產(chǎn)中使用，這是國外剝皮機得以迅速發(fā)展的關(guān)鍵原因之一。 4.環(huán)式剝皮機、滾筒剝皮機、銑

16、刀式剝皮機和水力剝皮機在國外應(yīng)用最廣。芬蘭、瑞士以及蘇聯(lián)等國主要使用環(huán)式剝皮機；日本、西德等國滾筒剝皮機和銑刀式剝皮機應(yīng)用很普遍；美國、加拿大等國生產(chǎn)中大量使用水力剝皮機。 5.多年來，國外剝皮機研發(fā)重點是機械式剝皮機，機械式剝皮機約占剝皮機總數(shù)的90%。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的非機械式剝皮裝置不斷發(fā)展，比重逐漸增加。 剝皮機今后的發(fā)展趨勢，可總結(jié)為以下幾個方面： 1.滾筒機械剝皮機在機械剝皮中最早涌現(xiàn)，至今已有六十多年的歷史。在長期的生產(chǎn)實踐中顯示出其強大生命力。滾筒剝皮機能剝彎曲木，甚至能剝帶叉的原木或枝丫，并能去朽，這些都遠(yuǎn)較其他機械式剝皮機優(yōu)越。同時，其生產(chǎn)木為0.4-2

17、.2，效率高，使用壽命長，所以至今仍被廣泛沿用。 濕式滾筒剝皮機較干式滾筒剝皮機木質(zhì)損傷小，但干式滾筒剝皮機生產(chǎn)率高，并且沒有污染和公害，因此這兩種滾筒剝皮機今后都將繼續(xù)使用和不斷發(fā)展。 目前，滾筒剝皮機朝大規(guī)格方向發(fā)展，以進一步提高生產(chǎn)率，降低成本。如北歐已使用直徑5米，長21米，生產(chǎn)率為200立方米/小時的滾筒剝皮機。還使用直徑3.8米，長60米，生產(chǎn)率300層積立方米/小時的長原木滾筒剝皮機，該機可剝長度為7米的原木。 2.環(huán)式剝皮機是機械剝皮的一種好機型，得到了廣泛應(yīng)用，并迅速發(fā)展。這些剝皮機使用了一些新的技術(shù)，單機自動化程度越來越高。 目前，環(huán)式剝皮機正朝著擴大其使用范圍的方

18、向發(fā)展。現(xiàn)已研發(fā)了很多具有新型結(jié)構(gòu)的環(huán)式剝皮機和專用剝皮機。有的具有修圓結(jié)構(gòu)，能改善剝皮質(zhì)量，擴大使用范圍；有的能剝樹皮縱向纖維強度大并帶油脂的樹種；還研發(fā)了去節(jié)剝皮機等。 3.銑刀式剝皮機的生產(chǎn)率不及環(huán)式和滾筒式剝皮機，木質(zhì)損失也比它們大一些。但由于其結(jié)構(gòu)比較簡單，成本較低，在中小批原木剝皮中，仍廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在國外已研發(fā)出生產(chǎn)率高、木質(zhì)損失小，甚至無木質(zhì)損失的銑刀式剝皮機，從而使銑刀式剝皮機大大前進了一步。 4.水力剝皮機是一種先進的剝皮方式，它不受原木形狀限制，剝皮凈度高、速度快，沒有木質(zhì)損失，已在一些國家大量投入生產(chǎn)使用，今后還會有進一步發(fā)展。 5.一些國家正在試驗研究氣力剝皮、木

19、片去皮、削片同時去皮等。同時，超高頻剝皮法、電力水波剝皮法、磁場效應(yīng)等新的剝皮方式不斷涌現(xiàn)，為剝皮事業(yè)開辟了廣闊的前景。 1.4常見剝皮機類型 木材剝皮機是木材加工機械中的關(guān)鍵設(shè)備之一。由于樹種不同,其樹皮構(gòu)造也不同,且木材有彎曲度和樹叉、樹包、樹節(jié)、徑級、含水率和凍材等諸多影響因素,給木材剝皮機的研發(fā)和推廣應(yīng)用帶來許多困難,現(xiàn)介紹國內(nèi)木材剝皮機的研發(fā)和使用狀況。 對剝皮機械的要求是：生產(chǎn)率高，木質(zhì)損失少，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作方便等。應(yīng)這樣的要求，并考慮到原木樹種、徑級、彎曲度、尖削度、樹皮形態(tài)等因素的差異很大，國外研發(fā)了很多剝皮機，現(xiàn)已知道的即有一百多種。在所有剝皮機中，機械式

20、剝皮機約占90%，因此，目前全球各國使用的絕大部分為機械式剝皮機，其余為水力剝皮、化學(xué)剝皮等。 化學(xué)剝皮是將藥物涂于立木根部，通過樹液流動，被吸入木質(zhì)部，破壞形成層組織，使樹皮與木質(zhì)部之間的聯(lián)系大大弱化，從而使樹木脫皮。 剝皮機的類型憤述如下： 1.根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分 1）滾筒剝皮機 2）環(huán)式剝皮機 3）銑刀式剝皮機 4）摩擦、錘擊式剝皮機 5）水力剝皮機 6）削片同時去皮裝置 7)非機械式剝皮裝置 2.根據(jù)安裝方式分 1）移動型剝皮機。如手提式剝皮機和其他在伐區(qū)內(nèi)流動剝皮的機械。其特點是重量輕、移動方便，機動性大、 2）固定型剝皮機械。它主要是安裝在生產(chǎn)量大而且作業(yè)場地

21、固定的貯木廠、木片廠、木材加工廠、防腐廠、造紙廠等企業(yè)中。其特點是生產(chǎn)率高，機械化程度高，剝皮質(zhì)量好。 3.根據(jù)剝皮原理分 1）機械式剝皮裝置：包括銳刀、鈍刀剝皮機、摩擦式剝皮機等等； 2）水力剝皮裝置 3）化學(xué)剝皮裝置 4）超高頻剝皮裝置 5）氣力剝皮裝置 6）電力水波剝皮裝置 7）木材去皮裝置 4.根據(jù)使用范圍可分為普通剝皮機和專用剝皮機。 2總體設(shè)計 2.1擬定總體設(shè)計方案 如前所述，木材剝皮機的類型很多，本文根據(jù)設(shè)計任務(wù)需要，初步擬定設(shè)計一臺槽式剝皮機，其主要特點是：槽式剝皮機使用滾軸式剝皮，結(jié)構(gòu)上簡單結(jié)實，剛性強，故障率低，使用壽命長。它由剝皮滾軸、進料口、

22、出皮口、出木口、動力傳動裝置五部分組成。 打破傳統(tǒng)滾筒式木材剝皮機，出料、入料都要停機的缺點。把木皮出口及木出口分離，實現(xiàn)連續(xù)不斷地工作，從進料→剝皮→出木→再進料→再剝皮→再出木整個過程連續(xù)不斷，實現(xiàn)了流水作業(yè)。相對不同的木種，剝皮效果可以進行調(diào)整，木材長短不一，彎曲螺旋干濕不同都可以上機剝皮。單機作業(yè)一天可以剝皮35-50噸的原木，大大地節(jié)省了人力。 1、使用開放式料倉，可從一頭進料，另一頭出料的流水線作業(yè)，克服了現(xiàn)有滾筒式剝皮機停電進料，出料，分段式工作方式的缺點，工作效率高。 2、由于齒牙對木段的沖擊，不僅使木段在機殼內(nèi)做循環(huán)運動，且繞自身回轉(zhuǎn)，因此剝皮效率高，桉木楊木等難剝皮的

23、樹種有較好的剝凈率。 3、對木材的適應(yīng)性強，可對不同樹種，直徑，長度和形狀的木段進行剝皮，由于木段做回轉(zhuǎn)運動和不規(guī)則跳動，故彎曲木段的凹部也能與剝皮齒牙很好的接觸。因此，對彎曲原木的剝凈率比其他滾筒式高得多。 4、因龐大的機殼是固定不動的，所以耗能小，故障率低，維修工作量小，震動和噪聲比滾筒剝皮機要低的多，機器落地即可生產(chǎn)，甚至無需底座安裝，操作便捷。 剝皮機上的剝皮裝置的刀頭的大小和形狀必須根椐光葉楮的大小、形狀和產(chǎn)品工藝要求確定。特別注意剝皮傾斜角度的設(shè)計，提高剝皮質(zhì)量，以保證后道工序的順利進行。光葉楮剝皮機是由剝皮機構(gòu)、傳動機構(gòu)和電動機組成。光葉楮剝皮時將光葉楮運送至進料斗，然后流

24、入到剝皮滾筒或振動篩中，使光葉楮在滾筒里滾轉(zhuǎn)和移動或在振動篩中作相對運動，并在此過程中通過相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到剝皮目的。 為了實現(xiàn)預(yù)定的功用，初擬方案為使用滾筒式進行光葉楮剝皮 圖2方案二示意圖 見圖2所示，其滾筒由摩擦輪帶動，物料通過料斗流入到滾筒時，在其間滾轉(zhuǎn)和移動，并在此過程中通過相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到剝皮目的。滾動式剝皮機的優(yōu)點為：結(jié)構(gòu)簡單，剝皮效率高，工作穩(wěn)定，不存在動力不平衡現(xiàn)象。缺點為：設(shè)備占地面積大，剝皮面使用率低；因為刀頭調(diào)整困難，對原料的適應(yīng)性差。本文研究的主要目的是實現(xiàn)光葉楮生產(chǎn)的規(guī)?；蜋C械化，而且主要針對單一物料進行剝皮，對光葉楮的損傷情況不做過多要求，因此，

25、該方案較為合理。 2.2擬定傳動形式 常見的傳動機構(gòu)有帶傳動、鏈傳動、摩擦輪傳動、齒輪傳動等，本次設(shè)計初選帶傳動和鏈傳動。下面比較鏈傳動和帶傳動的優(yōu)缺點： 1）帶傳動 帶傳動是具有中間撓性件的一種傳動，其優(yōu)點有1)緩和載荷沖擊；2）運行穩(wěn)定，無噪音；3）過載時引起帶輪打滑，可防止其他零件的損壞；4）適應(yīng)中心距較大的工作條件。 其缺點在于：1）有彈性滑動和打滑，效率較低不能保持準(zhǔn)確的傳動比；2）帶壽命較短 2）鏈傳動 與帶傳動相比較，鏈傳動的主要優(yōu)點是：沒有滑動；工況相同時，傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；效率較高；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等。

26、因鏈傳動有中間元件(鏈)，需要時軸間距離可以很大。 鏈傳動的缺點是：只能用于平行軸之間的傳動；瞬時速度不均勻，高速運轉(zhuǎn)時不如帶傳動穩(wěn)定；不宜在載荷很大和急促反向的傳動中應(yīng)用；工作時有噪音；制造價格比帶傳動高。 本次設(shè)計考慮到剝皮機的工作效率和使用壽命，綜合決定選用鏈傳動機構(gòu)。 2.3擬定總體結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)分為以下主要部分： 滾筒、收集料斗、機架、傳動裝置、摩擦輪等。 圖3光葉楮剝皮機結(jié)構(gòu)圖 光葉楮剝皮機的傳動路線見圖4所示，該機構(gòu)是通過電動機驅(qū)動皮帶傳動，將運動和動力直齒圓柱齒輪減速器，通過減速器減速后，再由鏈輪傳動機構(gòu)將運動和動力傳遞給摩擦輪，在摩擦輪的帶動下，以實現(xiàn)對光葉

27、楮的剝皮。 1.電動機2.帶輪3.摩擦輪4.摩擦輪軸5.一級直齒圓柱齒輪減速器圖4光葉楮剝皮機的傳動路線 3傳動裝置的設(shè)計 3.1帶傳動設(shè)計 根據(jù)設(shè)計可知帶輪傳動比為3，因傳動速度較快，處于高速端，故使用帶傳動來提高傳動的穩(wěn)定性。并轉(zhuǎn)動方向一致，帶輪的傳動是通過帶與帶輪之間的摩擦來實現(xiàn)的。帶傳動具有傳動穩(wěn)定，成本低廉以及緩沖吸振等特點。根據(jù)槽面摩擦原理，在相同的張緊力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。再加上V帶傳動允許傳動比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶以標(biāo)準(zhǔn)化并且大量生產(chǎn)的優(yōu)點，因此本次設(shè)計高速軸傳動選用V帶傳動。 （1）選擇普通V帶截型 帶的型號可根據(jù)計算功率Pd選

28、取，計算功率Pd=KAP 其中KA：工作情況系數(shù) P：名義傳動功率 本設(shè)計中由于是帶式輸送機傳動，每天兩班制，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，P156表8-7因此選取KA=1.2 Pd=KA*P=1.2×4=4.8千瓦 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，P157圖8-11得：選用A型V帶 （2）確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為75-100mm 為了減小帶的彎曲應(yīng)力應(yīng)使用較大的帶輪直徑，查普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列，可取dd1=125mm dd2=n1/n2·dd1=（960/240）×125=500mm 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》P74表5-4，取dd2=50

29、0mm 實際從動輪轉(zhuǎn)速n2=n1dd1/dd2=960×125/500=240r/min 帶速V：V=πdd1n1/60×1000=π×125×960/60×1000=6.28m/s 在5-25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 （3）確定帶長和中心距 初定中心距a0=500mm 0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 0.7(125+450)≤a0≤2×(125+500) 所以有：437.5mm≤a0≤1250mm 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》P84式（5-15）得： L0=2a0+（π/2）(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×500+1.57(125+

30、500)+(500-125)2/4×500 =2051.6mm 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，表8-2選取相近的V帶基準(zhǔn)長度Ld=2000mm 確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(2000-2051.6)/2=474.2mm (4)小帶輪包角的驗算 α1=180°-(dd2-dd1)/a×57.3° =180°-(500-125)/474.2×57.3°=134.7°>120° （5）確定帶的根數(shù) 帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)，為使各根帶受力均勻，帶的根數(shù)不能太多，一般2-5為宜，最多不多于8-10根。否則應(yīng)增大帶輪基準(zhǔn)直徑或選擇較大型號的帶，重新設(shè)計。 單根V帶傳遞的基本額定功

31、率.據(jù)dd1和n1，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，圖8-7得P0=1.4千瓦 i≠1時單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，表8-4b得△P0=0.11千瓦 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，表8-5，得包角系數(shù)Kα=0.91； 查<2>表8-2得長度系數(shù)KL=0.91 Z≥Pd/(P0+△P0)KαKL =4.8/(1.4+0.11)×0.91×0.91=3.84 因此取Z=4根 (6)計算軸上載荷 為了設(shè)計安裝帶傳動的軸和軸承，必須確定帶傳動作用在軸上的徑向載荷。如果不考慮帶的兩邊拉力差，則壓軸力可近似地根據(jù)帶兩邊的預(yù)拉力的合力來計算，由圖可得 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，表

32、8-3查得每米帶長的質(zhì)量q=0.1kg/m，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》，式（8-27）單根V帶的預(yù)拉力： F0=171N 由于新帶容易松弛，所以對非自動張緊的帶傳動，安裝新帶時的預(yù)拉力應(yīng)為上述預(yù)拉力的1.5倍。 則作用在軸承的載荷FQ FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×4×171×sin(134.7°/2) =1262.5N 10）帶的張緊裝置 各種材料的V帶都不是完全的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過一段時間的運轉(zhuǎn)后，就會因為塑性變形而松弛。使預(yù)緊力FO降低。為保證帶傳動的能力，應(yīng)定期張緊。此處使用定期張緊裝置。 3.2齒輪傳動設(shè)計 1）選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)

33、 根據(jù)圖4所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 滾筒為一般工作設(shè)備，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88） 材料選擇。根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=4×24=96 2）根據(jù)齒面接觸強度設(shè)計 根據(jù)公式（10-9a）進行試算，即 d1t≥2.323√KT1/φd·(u±1)/u·(ZE/〔σH〕)2（3-17） （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 初選載荷系數(shù)Kt=1.3。 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 T1=

34、9550P1/n1=9550×2.11/237=85.02N·m=8.502×104N·毫米 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1.2。 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2。 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》圖10-21d根據(jù)齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=550MPa。 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60×237×1×(2×8×300×15)=1.024×109 N1=1.024×109/4=0.256×109 根據(jù)《機

35、械設(shè)計手冊》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90；KHN1=0.95。 計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1﹪，符合要求系數(shù)S=1，由根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式（10-12）得 〔σH〕1=KHN1σlim1/S=0.9×600MPa=540MPa 〔σH〕2=KHN2σlim2/S=0.95×550MPa=522.5MPa (3）計算 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入〔σH〕中較小的值。 d1t≥2.323√KT1/φd×(u+1)/u×(ZE/〔σH〕)2=2.323√1.3×8.502×104/1.2×(4+1)/4×(189.8/522.5)2=57.459毫米

36、 計算圓周速度v。 v=πd1tn1/60×1000 =π×57.459×237/60×1000 =0.71m/s 計算齒寬b。 b=φd·d1t=1.2×57.459=68.951毫米 計算齒寬與齒高之比b/h。 模數(shù)mt=d1t/z1=57.459/24=2.394毫米 齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.25×2.394=5.39毫米 b/h=68.951/5.39=12.79 計算載荷系數(shù)。 根據(jù)v=0.71m/s，7級精度，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》圖10-8查得動載荷系數(shù)Kv=1.04； 直齒輪，KHa=KFa=1； 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-2查得使用系數(shù)KA=1；

37、 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承對稱設(shè)置時，KHB=1.315。 由b/h=12.79，KHB=1.315查《機械設(shè)計手冊》圖10-13得KFB=1.28；故載荷系數(shù) K=KAKvKHaKHB=1×1.04×1×1.315=1.368 根據(jù)實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式（10-10a）得 d1=d1t3√K/Kt=57.459×3√1.368/1.3=58.436毫米 計算模數(shù)m。 m=d1/z1=58.436/24=3.43毫米 5）根據(jù)齒根彎曲強度設(shè)計 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式（10-5）得彎曲強度的設(shè)計公式

38、為 m≥3√2KT1/φdz12·(YFaYSa/〔σF〕) （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲強度極限σFE2=380MPa； 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN1=0.88； 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞符合要求系數(shù)S=1.4，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式（10-12）得 〔σF〕1=KFN1σFE1/S=0.85×500/1.4MPa=303.57MPa 〔σF〕2=KFN2σFE2/S=0.88×380/1.4MPa=238.86MPa

39、 計算載荷系數(shù)K。 K=KAKvKFaKFB=1×1.04×1×1.28=1.331 查取齒形系數(shù)。 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-5查得YFa1=2.65；YFa2=2.196。 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表10-5查得YSa1=1.58；YSa2=1.786。 計算大、小齒輪的YFaYSa/〔σF〕并加以比較。 YFa1YSa1/〔σF〕=2.65×1.58/303.57=0.01379 YFa2YSa2/〔σF〕=2.196×1.786/238.86=0.01642 大齒輪的數(shù)值大。 (3）設(shè)計 m≥3√2×1.331×8.502×104/1.2×24

40、2·(0.01642)=1.75毫米 對于計算結(jié)果，由齒面接觸強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，因為齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.75并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.0毫米，根據(jù)接觸強度算得的分度圓直徑d1=58.436毫米，算出小齒輪齒數(shù) z1=d1/m=58.436/2≈29 大齒輪齒數(shù)z2=4×29=116 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既符合了齒面接觸疲勞強度，又符合了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 6）幾何尺寸計算 （1）計算分度圓直

41、徑 d1=z1m=29×2=58毫米 d2=z2m=116×2=232毫米 (3）計算中心距 a=(d1+d2)/2=(58+232)/2=145毫米 （3）計算齒寬 b=φdd1=1.2×58=69.6毫米 取B2=70毫米，B1=75毫米。 （4）機構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件圖。 3.3軸的設(shè)計 進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。 對于傳動軸應(yīng)根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度條件計算。 對于心軸應(yīng)根據(jù)彎曲強度條件計算。 對于轉(zhuǎn)軸應(yīng)根據(jù)彎扭合成強度條件計算。 (1)根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度條件計算： 這種方法是根據(jù)軸所受的扭矩來計算軸的

42、強度，對于軸上還作用較小的彎矩時，通常使用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。通常在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，常使用這種方法估算軸徑。 實心軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： 由上式可得軸的直徑為 為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa 式中： T為軸多受的扭矩，N·mm 為軸的抗扭截面系數(shù)， n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min P為軸傳遞的功率，千瓦 d為計算截面處軸的直徑，mm 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa，值根據(jù)軸的不同材料選取，常見軸的材料及值見下表： 表1軸的材料和許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料 Q235，20 35 45 1Cr18Ni9Ti 40Cr,35SiMn, 2Cr13,42S

43、iMn 12-20 20-30 30-40 15-25 40-52 A 160-135 135-118 118-107 148-125 100.7-98 空心軸扭轉(zhuǎn)強度條件為： 其中即空心軸的內(nèi)徑與外徑d之比，通常取=0.5-0.6 這樣求出的直徑只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。例如，在設(shè)計一級圓柱齒輪減速器時，假設(shè)高速軸輸入功率P1=2.475千瓦，輸入轉(zhuǎn)速n1=960r/min，則可根據(jù)上式進行最小直徑估算，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸的強度影響。 根據(jù)工作條件，選擇45#鋼，正火，硬度HB170-217，作為軸的材料，A0值查表取A0=

44、112，則 因為高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，并通過聯(lián)軸器與電動機相連接，設(shè)有一個鍵槽，則： 此外，工程上，由于減速器輸入軸通過聯(lián)軸器與電動機軸相聯(lián)結(jié)，則外伸段軸徑與電動機軸徑不能相差太大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器，取，查表，取,則： 綜合考慮，可取 通過上面的例子，可以看出，在實際運用中，需要考慮多方面實際因素選擇軸的直徑大小。 (2)根據(jù)彎曲強度條件計算： 由于考慮啟動、停車等影響，彎矩在軸截面上鎖引起的應(yīng)力可視為脈動循環(huán)變應(yīng)力。 則 其中： M為軸所受的彎矩，N·mm W為危險截面抗扭截面系數(shù)()具體數(shù)值查機械設(shè)計手冊B19.3-15-17. 為脈動循環(huán)應(yīng)

45、力時許用彎曲應(yīng)力(MPa)具體數(shù)值查機械設(shè)計手冊B19.1-1 (3)根據(jù)彎扭合成強度條件計算 由于前期軸的設(shè)計過程中，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸軸上零件位置及外載荷和支反力的作用位置均已經(jīng)確定，則軸上載荷可以求得，因而可根據(jù)彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。 進行校核時，一般只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)《機械設(shè)計手冊》式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取a=0.6，軸的計算應(yīng)力 σca=√M12+(aT1)2/W=√1006242+(0.6×85020)2/0.1×703=3.3MPa 如前所述，選擇軸的材料為45

46、鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表15-1查得〔σ-1〕=60MPa。因此σca<〔σ-1〕,故符合要求。 3.4滾筒的設(shè)計 考慮到光葉楮大小形狀的差別，將滾筒的分級情況定為6級。在實際分級中，可以將相鄰的兩級料斗合為一級，以符合不同分級的需要?，F(xiàn)在設(shè)計使用5節(jié)滾筒，6級分級。 1)滾筒刀頭總數(shù)的確定 生產(chǎn)能力G可由下式計算： G＝3600zλm/1000×1000(3-1） 其中：z為滾筒上的刀頭總數(shù)；G為生產(chǎn)能力；λ為在同一秒內(nèi)從刀頭掉下物料的系數(shù)，因剝皮機型和物料性質(zhì)不同而異，滾筒式可取1.0%～2.5%；m為物料的平均質(zhì)量。 根據(jù)設(shè)計要求給定的參數(shù)G=12t/h，m=4

47、00g，λ=2.0% 可求出z=1000×1000G/3600λm=1000×1000×12/3600×0.02×400=417（個） 滾筒直徑D、長度L以及各段排數(shù)P和各排刀頭數(shù)量Z的確定 在生產(chǎn)能力已知的情況下，通過式(3-1）求取的Z為滾筒上所需的刀頭數(shù)量。但因為各段刀頭直徑不同而滾筒直徑相同，因此這個總刀頭數(shù)量不能平均分配在各段中，而應(yīng)根據(jù)工藝的要求分成不同直徑的若干級別，再依傾斜角度設(shè)各段排數(shù)以確定同一級每排篩刀頭數(shù)量量。若把滾筒展開成平面，則其關(guān)系為 各段刀頭數(shù)量=排數(shù)×每排刀頭數(shù)量 各段長度=（各段刀頭直徑×每排刀頭數(shù)量）＋（刀頭間隙×各排刀頭數(shù)量） 則滾筒的圓周長度

48、=（排數(shù)×各段直徑）＋（排數(shù)×直徑） 根據(jù)經(jīng)驗，各段的刀頭數(shù)量之和等于總刀頭數(shù)量Z，各段長度之和是所設(shè)計的滾筒長度，但這樣設(shè)計各段滾筒的直徑各不相同，無法連接在一起。因此一般取滾筒中直徑較大的一級作為整個滾筒的直徑。 初步確定滾筒直徑和長度后，用D:L=1:4～6進行校核，若不在此范圍內(nèi)，就應(yīng)重新調(diào)整各段排數(shù)或刀頭數(shù)量，直至達(dá)到此比例范圍內(nèi)為止。一般若L﹥6D，則可適當(dāng)增加排數(shù)，減少每排刀頭數(shù)量；若L﹤6D，則應(yīng)增加每排刀頭數(shù)量，減少排數(shù)。 現(xiàn)在由剝皮所需光葉楮的需求，對滾筒直徑作如下估計： 表1刀頭直徑的參數(shù) 刀頭 直徑長×寬（毫米） 刀頭間隙（毫米） 粒徑分布比例系數(shù)ai

49、 軸向分布比例系數(shù)bi 第一段 80×40 15 1/8 1/2 第二段 85×45 20 1/2 1/4 第三段 90×50 25 1/4 1/8 第四段 95×55 30 1/8 1/8 第五段 100×60 35 1/8 1/8 2)各段滾筒刀頭數(shù)量量的計算 （1）各段刀頭的刀頭數(shù)量 Z1=aibiZ。(3-2） 其中：Z1—每個刀頭的個數(shù)，個； ai—原料粒徑分布比例系數(shù)； bi—原料沿滾筒軸向分布比例系數(shù)； Z。—基準(zhǔn)刀頭數(shù)量，個。 (3）基準(zhǔn)刀頭數(shù)量為 Z。=Z/∑aibi(3-3） 則Z。=417/（1/8×1

50、/2＋1/2×1/4＋1/4×1/8＋1/8×1/8＋1/8×1/8）=1668（個） 則，可求 Z1=aibiZ。=1/8×1/2×1668=104 Z2=aibiZ。=1/2×1/4×1668=209 Z3=aibiZ。=1/4×1/8×1668=52 Z4=aibiZ。=1/8×1/8×1668=26 Z5=aibiZ。=1/8×1/8×1668=26 （3）刀頭排數(shù)與每排刀頭數(shù)量的計算 已知u=L/D(3-4） 其中：u—長度與直徑之比； L—滾筒的長度，m； D—滾筒的直徑，m。 又知滾筒的長度可表示為 L=∑Li=1/P0∑Zi/Ci(di＋ei)(3-5

51、） 其中：P0—基準(zhǔn)排數(shù)，一般以第一段為基準(zhǔn)； di—各段刀頭的直徑，m； ei—各段刀頭的直徑，m； Ci—刀頭的直徑及間隙對排數(shù)的影響比例系數(shù)。 又知CI=P1/P0(3-6） 其中：P1—各段刀頭的排數(shù) 因Si=di＋ei 故Pi=2πD/Si 則將這些轉(zhuǎn)換式對L=∑Li=1/P0∑Zi/Ci(di＋ei)進行化簡，得 L=2πD/Si〔Z1(d1＋e1)2＋Z2(d2＋e2)2＋Z3(d3＋e3)2＋Z4(d4＋e4)2＋Z5(d5＋e5)2〕 又估計u=L/D=4則D=1/4L 則L2=2/π〔104×(0.080＋0.015)2＋209×(0.085＋0.0

52、20)2＋52×(0.090＋0.025)2＋26×(0.095＋0.030)2＋26×(0.100＋0.035)2〕 解得L=2.3m 則D=1/4L=0.575m 則由Pi=2πD/Si，得 P1=2π×0.575/(0.080＋0.015)=23 P2=2π×0.575/(0.085＋0.020)=20 P3=2π×0.575/(0.090＋0.025)=18 P4=2π×0.575/(0.095＋0.030)=17 P5=2π×0.575/(0.100＋0.035)=15 因此解得各段滾筒每排刀頭數(shù)量： 由ZPi=Zi/Pi解得 ZP1=Z1/P1=104/23=

53、5 ZP2=Z2/P2=209/20=10 ZP3=Z3/P3=52/18=3 ZP4=Z4/P4=26/17=2 ZP5=Z5/P5=26/15=2 經(jīng)圓整后，各段滾筒每排的刀頭數(shù)量為： ZP1=4ZP2=7ZP3=3ZP4=3ZP5=2 （4）滾筒直徑的確定 各段滾筒的周長為 li=/2(di＋ei)Pi(3-7） l1=√3/2(d1＋e1)P1=/2(0.080＋0.015)×23=1.892m l2=√3/2(d2＋e2)P2=/2(0.085＋0.020)×20=1.819m l3=√3/2(d3＋e3)P3=/2(0.090＋0.025)×18=1.793

54、m l4=√3/2(d4＋e4)P4=/2(0.095＋0.030)×17=1.840m l5=√3/2(d5＋e5)P5=/2(0.100＋0.035)×15=1.754m 各段計算周長中，最長的作為整個滾筒的周長，則l=1.892m。 （5）刀頭間隙修正 因為各段計算周長與確定的滾筒軸長l存在差值，則根據(jù)下式修正： ei=2l/Pi-di(3-8） 則e1=2×1.892/×23-0.080=0.015 e2=2×1.892/×20-0.085=0.024 e3=2×1.892/×18-0.090=0.031 e4=2×1.892/×17-0.095=0.034 e5

55、=2×1.892/×15-0.100=0.046 （6）滾筒直徑 D=l/π(3-9） 則D=1.892/π=0.60m （7）長徑比驗算 總長度的確定，應(yīng)將各段的一側(cè)邊緣尺寸fi計入，因此 L=∑Li＋∑fi(3-10） 又知fi=Si/2=1/2(di＋ei)(3-11） 則滾筒的長度為 L=∑ZPi(di＋ei)＋1/2∑(di＋ei)(3-12） 則L=∑ZPi(di＋ei)＋1/2∑(di＋ei)(3-13） L=〔4×(0.080＋0.015)＋7×(0.085＋0.020)＋3×(0.090＋0.025)＋3×(0.095＋0.030)＋2×(0.100＋0

56、.035)〕＋1/2〔(0.080＋0.015)＋(0.085＋0.020)＋(0.090＋0.025)＋(0.095＋0.030)＋(0.100＋0.035)〕=2.393m 將計算出的滾筒長度和直徑代入長徑比公其中進行驗算，若不超過規(guī)定長度比的5%，則可確定長度和直徑；否則要重新進行校正。 由計算知D=0.60mL=2.393m 則u=L/D=2.393/0.60=3.99 規(guī)定的u=L/D=4則相差值為4-3.99=0.01＜5%，符合要求。 故可確定滾筒D=0.60mL=2.393m 3)轉(zhuǎn)速n及水平傾角a的確定 滾筒的轉(zhuǎn)速影響分級效率及生產(chǎn)能力，而滾筒的轉(zhuǎn)速取決于直徑。

57、滾筒一般呈傾斜放置，則一般轉(zhuǎn)速可由以下公式確定： n=12～14/√R(3-14） 則根據(jù)前述滾筒尺寸參數(shù)計算中，知D=0.60m，根據(jù)公式解得本設(shè)計中的轉(zhuǎn)速范圍 n=12～14/√R=12～14/√0.60=15～18轉(zhuǎn)/分 又考慮滾筒的轉(zhuǎn)速一般為10～15轉(zhuǎn)/分，一般不超過30轉(zhuǎn)/分。在結(jié)合實際生產(chǎn)需求，最終確定滾筒的轉(zhuǎn)速n=18轉(zhuǎn)/分。 由上式可知，n與√R成反比，即滾筒直徑越大，其轉(zhuǎn)速越小。 而滾筒的傾角a與滾筒的長度有關(guān)，一般約為3o～5o，長的滾筒取小值，短的取大值。本設(shè)計中滾筒的長度為L=2.393m，結(jié)合實際生產(chǎn)的需要，取a=4o。 4)滾輪和摩擦輪 滾輪和摩擦

58、輪工作時，滾圈的動力是由摩擦輪與之摩擦所產(chǎn)生的，她們是一對相對運動的部件。一般為了維修及更換零件的方便，在設(shè)計上，摩擦輪所選擇的材料要比滾圈耐磨性差，以便把磨損落在摩擦輪上。摩擦輪和滾圈的結(jié)構(gòu)見圖5所示。 滾圈的常見材料為Q235、Q255、40號碳素鋼。摩擦輪的材料常為HT250、HT200等。本次設(shè)計取滾圈的材料為Q235，摩擦輪的材料為HT200。 摩擦輪的寬度b一般比滾圈寬度B大30～40毫米，以補償筒體熱脹冷縮和軸向竄動的需要，經(jīng)計算摩擦輪外徑為d=375毫米，寬度為90毫米（由與滾圈寬60毫米關(guān)系式計算得出）。 1.滾筒2.摩擦輪3.滾圈 圖5摩擦輪與滾圈 Fig5T

59、hefrictionwheelandtherollingring 5)功率計算 對于摩擦輪傳動式，其功率可用下式計算： P=Rn(m1＋13m2)g/60η(3-15） 其中：P—滾筒轉(zhuǎn)動所需要的電動機功率，W； R—滾筒內(nèi)半徑，m； n—滾筒轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分； m1—滾筒本身質(zhì)量，kg； m2—滾筒內(nèi)原料質(zhì)量，kg； η—傳動效率，一般取0.6～0.7。本設(shè)計中取η=0.6。 m2=πR2Lr1Φ(3-16） 其中：L—滾筒的長度，m； r1—物料的密度，kg/m3； Φ—物料在滾筒中的填充系數(shù)，一般為0.05～0.10。 在本設(shè)計中，所涉及的滾筒用來篩選光葉楮，根據(jù)

60、其平均質(zhì)量和半徑，估算出物料密度1.2×103kg/m3，填充系數(shù)選取Φ=0.07，則 m2=πR2Lr1Φ=3.14×﹙（0.60-0.002×2）/2﹚2×2.393×1.2×103×0.07=56kg 將以上結(jié)果代入滾筒轉(zhuǎn)動時所需的電動機功率P的計算公其中： P=Rn(m1＋13m2)g/60η =﹙（0.60-0.002×2）/2﹚×18×(62＋13×56)×9.81/60×0.6=1155W 6)刀頭的設(shè)計 刀頭是剝皮機械的主要工作部分，其優(yōu)劣程度直接影響分級效果。刀頭有正方形、矩形、正三角形等排列。經(jīng)計算，正三角形排列刀面的有效系數(shù)比正方形排列增加16%，見圖6所示，

61、其有效刀面面積更大，故在設(shè)計中采取正三角形排列。 圖6正三角形排列 總結(jié) 本文在充分研究了原木剝皮原理的理論基礎(chǔ)上，考慮原木剝皮過程中的木材的品種、干濕度及彎曲程度、兩軋輥的轉(zhuǎn)動速度、線速度時間差、軋距、軋輥表面硬度等實際因素的影響，開發(fā)了一種有效的槽式樣光葉楮剝皮機。 設(shè)計的過程重點對光葉楮剝皮機傳動裝置進行了設(shè)計和校核，最后利用開發(fā)軟件AutoCAD繪制了主要零部件的工程圖。設(shè)計過程中存在的主要問題： 1）起初對于木材剝皮機的工作原理及結(jié)構(gòu)沒有十分明確的概念，未能在最短的時間內(nèi)初步設(shè)計出機器的零部件草圖，耽誤了很多不必要的時間。 2）運用AUTOCAD進行零件實體設(shè)計過

62、程中的某些命令不能熟練的應(yīng)用，造成了設(shè)計時間的大量浪費，加長了設(shè)計的時間。 3）運用AUTOCAD進行零件裝配過程中，對軟件的應(yīng)用方法不太熟練，造成裝配失敗或裝配體不能實現(xiàn)配合良好等。 1）對新產(chǎn)品開發(fā)的步驟不夠清楚,未能在第一時間內(nèi)理清思路并根據(jù)正確步驟進行設(shè)計從而浪費了很多寶貴的時間。 在今后的設(shè)計及產(chǎn)品開發(fā)中，對CAD/CAM開發(fā)軟件AUTOCAD應(yīng)進行更加深入的學(xué)習(xí)，以便能夠熟練應(yīng)用以上各種功能是解決問題的關(guān)鍵。對光葉楮剝皮機的開發(fā)設(shè)計步驟應(yīng)該有明確的認(rèn)識，這是順利進行該產(chǎn)品開發(fā)的又一關(guān)鍵。 總之，利用CAD/CAM開發(fā)軟件AUTOCAD進行光葉楮剝皮機的開發(fā)代表了大的趨勢，由

63、于其可降低生產(chǎn)成本、縮短開發(fā)周期等優(yōu)點，因此會得到廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) [1]趙立崗，朱元躍，國外木材剝皮裝置。中國林業(yè)出版社，1983年10月第1版。 [2]陳秀寧,施高義.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].浙江大學(xué)出版社1995.8. [3]南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院主編。制材學(xué)。北京：機械工業(yè)出版社； [4]邱宣懷.機械設(shè)計.高等教育出版社，2001. [5]汪愷.機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M].機械工業(yè)出版社.1997.8； [6]成大先.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社2002.1； [7]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社2002； [8]木材采運機械使用手冊編寫組編

64、。木材采運機械使用手冊。北京：農(nóng)業(yè)出版社1978.03 [9]習(xí)寶田，木材切削。北京：中國林業(yè)出版社，1986.07； [10]吳振彪.機電綜合設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：中國人們大學(xué)出版社，2000. [11]機械設(shè)計(第七版)，濮良貴、紀(jì)名剛主編，北京：高等教育出版社，2001. [12]中國農(nóng)業(yè)機械化研究院。實用機械設(shè)計手冊［M］北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1985 [13]裁春源。新編機械設(shè)計手冊［M］沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996，780-781 [14]機械設(shè)計手冊編委會編著。機械設(shè)計手冊。第5卷［M］。北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 [15]劉貞富，耿效華。新編農(nóng)產(chǎn)品加

65、工機械使用維修［M］北京：機械工業(yè)出版社 [16]徐錦康.機械設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社[M]，2001. [17]王旭,王積森.機械設(shè)計課程設(shè)計.第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008. [18]馮秋官.機械制圖與計算機繪圖（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，2002. [19]郭仁生，魏宣燕.機械設(shè)計基礎(chǔ)（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社，2005. [20]楊昌焜，金廣業(yè).可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2003. [21]張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2001. [22]葉偉昌.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001. [23]韓敬禮.機械電氣設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995. [24]殷際英,何廣平.機器人[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2003. [25]周伯英.工業(yè)機器人設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社1995.