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江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 1 目錄 摘要 2 第一章 總論 3 第二章 底座 4 2.1.底座的選材 4 2.2.底座外形尺寸的確定 4 2.2.1底座上部長度的確定 .4 2.2.2 底座寬度確定 4 2.2.3底座高度的確定 .5 2.2.4支架部分的設計 .5 2.2.5細節(jié)部分的處理 .5 第三章 長托臺 6 3.1 長托臺的選材 .6 3.2 長托臺外形尺寸的確定 .6 3.2.1長托臺長度的確定 .6 3.2.2長托臺寬度的確定 .6 3.2.3長托臺高度的確定 .7 3.2.4細節(jié)部分 .7 第四章 小托臺 8 4.1 小托臺的選材 .8 4.2 小托臺外形尺寸的確定 .8 第五章 其它部件 9 5.1 絲桿和螺母 .9 5.2 拖板、塞鐵、拖板螺釘和定位鎖緊手柄 .9 第六章 螺母與拖板之間螺栓連接的校核 10 6.1 螺栓組聯(lián)接設計基本理論 10 6.2 螺栓組受力分析 .10 第七章 電機的選擇 12 第八章 總結(jié) 13 參考文獻 14 致 謝 15 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 2 摘要 在將來的綠色環(huán)保材料的時代里，木材必將被更加廣泛地應用?，F(xiàn)階段，市場上已經(jīng) 有很多種類的木材加工機器，木工機械的市場前景比較樂觀，需求量將會日益增加。在眾多 的木工機械中，截鋸機系列又是比較廣泛應用的，所以雙端木材截鋸機的設計是非常有應用 意義的設計，有廣泛的市場前景。 此截鋸機按要求可鋸割的最大寬度為 850mm，最大長度為 1100mm。機器總長為 1500mm，總寬為 1700mm，總高為 1280mm。 底座主要的功能是承載上面的工作件部件，同時提供導軌以供工作部件運動，要求有一 定的穩(wěn)定性，保證機器工作時安全，平穩(wěn)。 長托臺被安裝在中托板上，它主要用于承載上面的小托板和其上的木板，同時還要提供 按鈕的安裝位置和供小托臺運動的導軌，它的形狀比較復雜，強度要求不高。 小托臺主要用于實現(xiàn)工作面板在長度方向上的移動從而實現(xiàn)鋸割，工作時將工作面板 （木板）用螺絲固定在小托臺上，被加工件放置在工作面板上。 其他零部件 本設計雖然經(jīng)過多次校核，但是在很多細節(jié)方面都存在不足，仍然需要在實踐的過程中 不斷改進，不過這種設計方案加工精度不高，取材價格比較低廉，從而大大降低了成本。另 一方面，木工鋸割對精度要求不是很高，所以本設計生產(chǎn)出的產(chǎn)品會有可觀的市場需求量， 可用于批量生產(chǎn)。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 3 第一章 總論 木質(zhì)建材具有資源可再生、可循環(huán)利用、可持續(xù)發(fā)展的特點，而且屬于無公害、節(jié)省能 源的環(huán)境友好材料（綠色產(chǎn)品） ，是最具發(fā)展前景的建筑材料之一。隨著科學技術的進步和 社會的發(fā)展，對木質(zhì)建材的需求量越來越大，應用范圍越來越廣，品種越來越多，質(zhì)量也在 不斷提高 在將來的綠色環(huán)保材料的時代里，木材必將被更加廣泛地應用?，F(xiàn)階段，市場上已經(jīng)有 很多種類的木材加工機器，木工機械的市場前景比較樂觀，需求量將會日益增加。目前我國 的木工機械產(chǎn)品,在幾何精度,外觀,功能,安全,噪聲指標等方面,與發(fā)達國家同類產(chǎn)品相比, 差別不大,但比國外同類設備的價格底多倍.如某發(fā)達國家,刨削寬度 300—410mm,主軸電機 功率 3-4kw,工作臺長度 1500—2000mm,單速或無級變速進給的低檔平壓刨,售價在 2600— 6000 歐元不等,而我國相近產(chǎn)品的價格為 1200—2600 元/臺.即使一些跨國公司在我國制造 的產(chǎn)品,其銷售價格亦比國產(chǎn)設備高出很多.因此木工機械具有良好的發(fā)展趨勢.在眾多的木 工機械中，截鋸機系列又是比較廣泛應用的，所以雙端木材截鋸機的設計是非常有應用意義 的設計，有廣泛的市場前景。 上圖是本設計的示意圖，此截鋸機按要求可鋸割的最大寬度為 850mm，最大長度為 1100mm。機器總長為 1500mm，總寬為 1700mm，總高為 1280mm。 機器在四個底角部分通過螺栓固定在地面上，以保持機床工作時的平穩(wěn)性，動力由兩臺 3kw 的電機提供，鋸割寬度的調(diào)節(jié)通過絲桿和螺母的配合實現(xiàn)，轉(zhuǎn)動絲桿固定在銅螺母上的 拖板被拖動，實現(xiàn)了寬度上的位移。鋸割長度通過小托臺和長托臺之間的相對滑動實現(xiàn)。鋸 割厚度通過絲桿和電機底座的螺紋配合實現(xiàn)。同時，電機托板設有腰形槽，可供鋸片轉(zhuǎn)動一 定的角度，鋸割出帶有一定角度的截面。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 4 第二章 底座 底座主要的功能是承載上面的工作件部件，同時提供導軌以供工作部件運動，要求有一 定的穩(wěn)定性，保證機器工作時安全，平穩(wěn)。 2.1.底座的選材 底座用于承載工作件，受壓力和彎曲應力，形狀復雜一點，所以選用鑄鐵 HT200，生產(chǎn) 簡便，成本低廉。 2.2.底座外形尺寸的確定 2.2.1底座上部長度的確定 如上圖所示，根據(jù)立柱底部的長度和電機（見第七章）的高度確定底座上部的長度，立 柱底部的長度為 145mm，電機的高度為 140mm，所以， 底座上部的長度 L=145+140+余量 =400mm 2.2.2 底座寬度確定 如上圖所示，根據(jù)設計要求的最大鋸割寬度和電機的長度以及沉槽壁厚確定，最大鋸 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 5 割寬度為 850mm，電機的長度為 385mm，沉槽壁厚為 25mm，所以， 底座的寬度 B=385×2+850+25×2+余量 =1700mm 2.2.3底座高度的確定 查閱人機工程學有關數(shù)據(jù)，鋸割木材屬輕中工作強度操作，輕中工作臺高度大概在 1100mm 左右，還要預留出長托臺和小托臺的高度。所以暫定底座高度為 H=700mm。 2.2.4支架部分的設計 支架部分分為兩種方案設計 方案一：立柱式支架 其結(jié)構簡單，但穩(wěn)定性不好 方案二：板架結(jié)構 其結(jié)構稍微復雜，但穩(wěn)定性好 本設計要求一定的穩(wěn)定性，所以選用方案二 2.2.5細節(jié)部分的處理 絲桿安裝孔：孔中心線應盡量放在居中處，所以其距底座上表面的距離為 90mm。 軸承座凸臺：為了保證軸承座的定位高度在沉槽內(nèi)設置兩個凸臺。 加強肋：在底座沉槽外與支架相連接面上增設加強肋，增強機身的穩(wěn)定性。 第三章 長托臺 長托臺被安裝在中托板上，它主要用于承載上面的小托板和其上的木板，同時還要提供 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 6 按鈕的安裝位置和供小托臺運動的導軌，它的形狀比較復雜，強度要求不高。 3.1長托臺的選材 長托臺主要用于承載其上面的工作件，并且為小托臺提供導軌供其運動，它的形狀比較 復雜。所以選擇鑄鐵 HT200。 3.2長托臺外形尺寸的確定 3.2.1長托臺長度的確定 如上圖，長托臺的長度主要根據(jù)最大鋸割長度預留小托臺長度確定，設計要求最大鋸割 長度為 1100mm,暫留小托臺長度 300mm。所以， 長托臺長度 L=1100+300+余量 =1500mm 3.2.2長托臺寬度的確定 長托臺的寬度主要根據(jù)按鈕的寬度和它兩條導軌的寬度確定，按鈕的寬度為 65mm，導 軌寬度為 15mm，所以， 長托臺的寬度為 B=65×2+15×2+余量 =200mm 3.2.3長托臺高度的確定 長托臺的高度主要根據(jù)按鈕的高度確定，按鈕的高度為 120mm，所以， 長托臺的高度 H=120+余量 =200mm 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 7 3.2.4細節(jié)部分 導軌：導軌設計為一條平導軌和一條 V 形導軌，這樣方便定位。 導槽：在長托臺的兩側(cè)各有一條導槽，用于小托臺和長托臺的聯(lián)結(jié)。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 8 第四章 小托臺 小托臺主要用于實現(xiàn)工作面板在長度方向上的移動從而實現(xiàn)鋸割，工作時將工作面板 （木板）用螺絲固定在小托臺上，被加工件放置在工作面板上。如下圖 1 是小托臺，2 是工作面板，3 是被加工件 4.1小托臺的選材 小托臺的外形尺寸稍微復雜了一點，所以選用 HT200。 4.2小托臺外形尺寸的確定 小托臺的高度主要根據(jù)工作臺總高，中托板高度，底座高度，長托臺高度來確定。工作 臺總高為 1100mm 左右，中托板高度為 20mm，底座高度為 700mm，長托臺高 200mm，所以， 小托臺高度 H=1100-700-200-20-余量 =80mm 小托臺的寬度要與長托臺的寬度一致，長托臺寬度為 200mm，所以，小托臺寬度 B=200mm。 小托臺長度要盡量保持工作面板的平衡，所以小托臺長 L=300mm。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 9 第五章 其它部件 5.1 絲桿和螺母 絲桿和螺母配合，螺母固定在拖板上，轉(zhuǎn)動絲桿從而帶動拖板運動，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)鋸割寬 度。絲桿在安裝時絲桿選用 45 鋼，加工成梯形螺紋，傳動效率比較高并且有一定的自鎖性。 螺母選用銅制成，比較耐磨。 5.2拖板、塞鐵、拖板螺釘和定位鎖緊手柄 拖板放置于底座上面，其下面設有凸臺與底座導軌相接觸，選用 45 鋼。 塞鐵放置于拖板和底座導軌之間，因為經(jīng)常要于導軌摩擦，所以選用 45 鋼來制造，并 用調(diào)制處理。 拖板螺釘將塞鐵和拖板聯(lián)結(jié)，在運動過程中塞鐵不至滑落。 拖板運動到某一選定位置時轉(zhuǎn)動定位鎖緊手柄，抵住塞鐵，拖板被鎖緊。如下圖所示。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 10 第六章 螺母與拖板之間螺栓連接的校核 6.1 螺栓組聯(lián)接設計基本理論 大多數(shù)機器的螺紋聯(lián)接件都是成組使用的,設計螺栓組聯(lián)接時,首先需要選定螺栓的數(shù)目 及布置形式;然后確定螺栓聯(lián)接的結(jié)構尺寸.在確定螺栓尺寸時,對于不重要的螺栓聯(lián)接,可以 參考現(xiàn)有的機械設備,用類比法確定,不再進行強度校核.但對于重要的聯(lián)接,應根據(jù)聯(lián)接的工 作載荷,分析各螺栓的受力狀況,找出受力最大的螺栓進行強度校核. 螺栓組聯(lián)接結(jié)構設計的主要目的,在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀各螺栓的布置 形式,力求各螺栓的接合面受力均勻,便于加工和裝配.為此,設計時應綜合考慮以下幾方面問 題: 1)聯(lián)接接合面的幾何形狀通常都設計成軸對稱的簡單幾何形狀,如圓形,環(huán)形,矩形,框形,三 角形等.這樣不但便于加工制造,而且便于對稱布置螺栓,使螺栓組的對稱中心和聯(lián)接接合面 的形心重合,從而保證聯(lián)接接合面受力比較均勻. 2)螺栓的布置應使各螺栓的受力合理.對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接,不要在平行于工作載荷爾 蒙的方向上成排地主席團 8 個以上的螺栓,以免載荷分布過于不均.當螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn) 矩時,應該使螺栓的位置適當靠近聯(lián)接接合面的邊緣,以減小螺栓的受力.如果同時承受軸的 載荷和較大的橫向載荷,應采用銷,套筒,鍵等抗剪零件來承受橫向載荷,以減小螺栓的預緊力 及基結(jié)構尺寸. 3) 螺栓的排列應有合理的間距,邊距.布置螺栓時,各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機體壁 間的最小距離,應根據(jù)扳手所需的活動空間的大小來決定.扳手的空間的尺寸可查閱有關的標 準.對于壓力容器等緊密性要求較高的重要聯(lián)接,螺栓的間距不得大所推薦的數(shù)值. 4)分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目,應取成 4.6.8 等偶數(shù),以便在圓周上鉆孔時的分度和畫 線.同螺栓組中的螺栓的材料,直徑和長度均應相同. 5)避免螺栓承受附加的彎曲載荷.除了要在結(jié)構上設法保證載荷不偏心外,還應在工藝上 保證被聯(lián)接件.螺母和螺栓頭部的支承面平整,并與螺栓軸線相垂直.在鑄,鍛件等的粗糙表面 上安裝螺栓時,應制成凸臺或沉頭座.當支承面為傾斜表面時,應采用斜面墊圈等. 螺栓組的結(jié)構設計,除綜合考慮以上各點外,還包括根據(jù)聯(lián)接的工作條件合理地選擇螺栓 組的防松裝置。 6.2螺栓組受力分析 綜合考慮以上各點,現(xiàn)在將設計 4 個螺栓,其布置如圖所示： 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 11 設接合面的摩擦系數(shù) f=0.2,螺栓材料為 Q235 鋼,螺栓材料的屈服極限 ,240sMpa?? 安全系數(shù) S=1.5,螺栓的相對鋼度 ,防滑系數(shù) K=1.2.0.3bmC?? 螺栓組聯(lián)接承受的傾覆力矩為 1907614MpN??? 在傾覆力矩 M 的作用下,右邊兩螺栓受力較大,所受載荷 為maxFmaxax22501414ziLF???? 在橫向力 P 作用下,支架與立柱接合面可能產(chǎn)生滑移,根據(jù)不滑移條件 0maxsfK? 可得 01.276014sFNf?? 右邊螺栓所受的總拉力 為220140.34015732bmCF?????? 螺栓的許用應力 ??61.5sMpaS? 螺栓危險截面的直徑 ??04.3.15732.0Fdm??????? 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 12 因此取螺紋規(guī)格為 M12 的標準螺栓. 第七章 電機的選擇 因為安裝功率為 6.0kw,鋸機有兩個電機,所以每個電動機的功率為 3.0kw.再由鋸軸轉(zhuǎn)速 和鋸割要求可選擇 Y2 系列(IP54)三相異步電動機. 該型號電動機可以傳動在啟動及性能上無特殊要求的機器與設備,如水泵,鼓風機,金屬切削 機床及運輸機械等.還能用于灰塵多水土飛濺的場所如球磨機,輾米機,脫谷機及其它農(nóng)業(yè)機 械礦山機械等. 電動機的尺寸如下圖： （單位：mm） A A/2 B C D 160 80 140 63 2.0 28+0.009 -0.004 E F G H K 60 0.37 8 24 100 12 AB AC AD HD L 205 215 180 270 385 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 13 第八章 總結(jié) 本設計雖然經(jīng)過多次校核，但是在很多細節(jié)方面都存在不足，仍然需要在實踐的 過程中不斷改進，不過這種設計方案加工精度不高，取材價格比較低廉，從而大大降低了成 本。另一方面，木工鋸割對精度要求不是很高，所以本設計生產(chǎn)出的產(chǎn)品會有可觀的市場需 求量，可用于批量生產(chǎn)。 本設計從開始設計到結(jié)束任務的這一段時期，我學到了很多知識，對我的專業(yè)有了 更深入的了解，頭腦中開始有了真正的機械意識。在沒有接觸實際的設計時，我還只是停留 在理論的層面，并且沒有接觸實際的理論也是比較容易被遺忘的，在剛剛開始設計任務的那 段時間里，我是非常著急的，因為很多理論上的東西不知道怎么與設計結(jié)合，并且因為沒有 實踐的經(jīng)驗，很多機構都想象不出來，不知道設計怎樣的機構才能達到目的要求。所以我就 多次到金工實習工廠去接觸我們曾經(jīng)見過但是都沒有留心的各種機器，深刻了解各種機構的 運動原理，并且我的指導老師有著淵博的理論知識和長期的實際工作經(jīng)驗，從他那里我學到 了很多知識，老師嚴謹?shù)淖黠L和認真的工作態(tài)度都深刻地影響到了我，我想，這段時期從老 師那里學到的東西無論是在今后的工作上還是在生活上對我都將具有非常重要的意義，我會 銘記在心，時刻不忘老師對我的教導。在這段時間當中，我不僅對實踐方面的知識有了更深 入的體會，在理論上也有了較大的提高，以前的理論可以說是空的理論，只有與實踐相結(jié)合 的理論才能有說服力，才能讓人銘記于心。同時，在繪圖方面也有了較大的提高，不善電腦 繪圖的我在這段時間當中對電腦輔助繪圖了解的更加透徹了，開始的時候?qū)@方面的知識還 比較生疏，遇到問題我就及時去請教老師和同學，盡量在我的能力范圍之內(nèi)將我的圖紙完成 到最好，將設計完善到更好的標準。 總的來說這次畢業(yè)設計是比較成功的設計，它使我學到了很多有用的東西，拓寬 了知識面。這四年所學的知識運用到畢業(yè)設計當中，為我的大學生活畫上了一個圓滿的句號。 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 14 參考文獻 [1]于永泗，齊發(fā)主編.機械工程材料[M]. 第六版,大連理工大學,2006 [2]譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定主編.圖學基礎教程[M]. 高等教育出版社 [3]鄧星鐘主編.機電傳動控制[M].第三版，華中科技大學出版社 [4]楊明忠，朱家誠主編.機械設計[M].武漢理工大學 [5]嚴霖元主編.機械制造基礎[M].中國農(nóng)業(yè)大學 [6]鄭文緯，吳克堅主編.機械原理[M].高等教育出版社 [7]王啟義主編.中國機械設計大典[M].江西科學技術出版社 [8]徐灝主編.機械設計手冊[M].機械工業(yè)出版社 [9]劉一星，王逢瑚主編.木質(zhì)建材手冊[M].化學工業(yè)出版社 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計 15 致 謝 大學四年的學習生活使我慢慢的成長了起來，無論在學識方面或是在生活閱歷方面我都收獲 很多，我想這都是我的第二故鄉(xiāng)、我的母校——江西農(nóng)業(yè)大學悉心培養(yǎng)的結(jié)果，在我即將邁出校門、走 上工作崗位之即，我要感謝母校對我的培養(yǎng)，感謝辛勤澆灌我的園丁——我的老師們，因為有您的諄諄 教導和嚴厲指正才成就了我的今天。 本設計的順利完成離不開我的指導老師龔水泉老師的細心指導，在這里我要特別感謝龔老師 對我不厭其煩引導和指正，謝謝您！