1500四連桿熱鋸機(jī)設(shè)計【說明書+6張CAD圖紙】

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高強(qiáng)度、高剛度、長壽化、不同型鋼鋸切斷面的無（?。┟獭⑿∽冃蔚鹊确矫嫘纬上盗袑Ｓ屑夹g(shù)。鋸機(jī)的主要機(jī)構(gòu)有三部分：(1)鋸片傳動機(jī)構(gòu)(鋸切機(jī)構(gòu))：常用的方法對兩種，電動機(jī)直接傳動或用—確皮帶間接傳動(2)鋸片送進(jìn)機(jī)構(gòu)：一般采用被切軋件不動，鋸片向軋件進(jìn)給。(3)調(diào)整定尺的鋸機(jī)橫移機(jī)構(gòu)：一船采用電動機(jī)或液壓缸短行程)驅(qū)動，使鋸機(jī)在軌道上沿軋件軸向移動，改變鋸機(jī)與軋機(jī)之間的距離。 1.根據(jù)鋸片的送進(jìn)方式，熱鋸機(jī)主要有以下幾種類型： (1)擺式熱鋸機(jī)(圖—1)。這種鋸占地面積小，但因?yàn)槭菙[動進(jìn)鋸，故鋸行程有限，但剛度差、振動大，現(xiàn)在已不再制造。 (2)氣功送料固定鋸。這種早期的固定鋸目前仍有使用，它只有鋸切機(jī)構(gòu)，鋸片不能送進(jìn)，借助氣功撥爪將軋件撥向鋸片實(shí)現(xiàn)鋸切。 (3)杠桿式熱鋸機(jī)(圖—2)。具有間接傳動的鋸切機(jī)構(gòu)和杠桿擺動的送進(jìn)機(jī)構(gòu)(可手動，也可電動或液動)。用于鋸切小型鋼材和取樣。 (4)滑座式熱鋸機(jī)(圖—3)。它具有完善的三部分傳動系統(tǒng)，即直接傳動的鋸切機(jī)構(gòu)、齒輪6、齒條5傳動的裝有鋸片7的上滑臺4，可沿裝于下滑座3上的滑動導(dǎo)軌或滾輪向軌道方向移動送進(jìn)機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)(圖中未示出)。該鋸與擺式鋸、杠桿式鋸比較，滑座式鋸鋸片橫向振動小、高效率、行程大而工藝性能好，并且結(jié)構(gòu)比較完善，得到廣泛使用。 (5) 四連桿式熱鋸機(jī)（圖—4）是一種比較新式的鋸切機(jī)，主要由四桿機(jī)構(gòu)、鋸片回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。它的鋸片送進(jìn)方式是采用四這桿式送進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的，由于送進(jìn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，保證據(jù)片基本水平送進(jìn)，因而有行程大、摩擦小、平穩(wěn)可靠的優(yōu)點(diǎn)。 2．四連桿式熱鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)特征： 四連桿式熱鋸機(jī)得名于其鋸片送進(jìn)方式是采用了四連桿機(jī)構(gòu)(見圖—4)。鋸片是由電動機(jī)8直接傳動的，它們固定在鋸架5的端部。電動機(jī)外面裝有水簾降溫。鋸片軸的軸承采用稀油循環(huán)潤滑，正軸承座通水冷卻。送進(jìn)機(jī)構(gòu)的電動機(jī)12裝在鋸座10上，經(jīng)減速機(jī)2、安全聯(lián)地器1帶動曲柄4擺動，從面帶動鋸架5前后移動，實(shí)現(xiàn)送進(jìn)運(yùn)動。合理地選擇曲柄和搖桿尺寸，可以保證鋸片基水上是水平移功。鋸機(jī)沿軌道的橫移是由橫移電動機(jī)13．經(jīng)二級蝸輪蝸桿橫移減速機(jī)3帶動行走輪9在軌道上滾動實(shí)現(xiàn)的。 它具有行程大、摩擦小、工作平穩(wěn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且它的設(shè)備重量也比滑座式熱鋸機(jī)輕，是一個值得推薦的鋸切機(jī)類型。 3．四連桿機(jī)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 （1）國內(nèi)現(xiàn)狀： 在熱鋸機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計和分析中，基本上可以歸納為兩種方法:圖解計算法和解析計算法。圖解計算法具有簡單、明了的特點(diǎn)，當(dāng)求解的位置較少時，往往可以滿足要求，當(dāng)欲求解的位置比較多時，對機(jī)構(gòu)的每一個位置都要進(jìn)行圖解計算，勢必需要很大的工作量，降低了設(shè)計工作的效率。六十年代末期以來，隨著計算機(jī)的運(yùn)用和普及，使用計算機(jī)進(jìn)行四連桿機(jī)構(gòu)的輔助設(shè)計得到了很大的發(fā)展。和圖解計算法相比，解析法具有求解精確、可靠的特點(diǎn)。 近幾年圖解法也有了一定的發(fā)展，1997年映峰、屠煥林提出了一種新型簡單的平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動綜合圖解方法， 并用實(shí)例說明如何用這種方法對水平變幅起重機(jī)臂架四連桿機(jī)構(gòu)和自動開門機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理化設(shè)計。 隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖解法也和計算機(jī)相結(jié)合發(fā)展，1999年，廣東工業(yè)大學(xué)的李麗娟等編制了熱鋸機(jī)逆向設(shè)計的動畫程序，通過AutoCAD環(huán)境下的逆向設(shè)計方法，實(shí)現(xiàn)了熱鋸機(jī)構(gòu)的動畫輔助設(shè)計，該方法比類比法的精度高，能避免圖解法和實(shí)驗(yàn)修正法帶來的人為誤差，不需要制做模型，費(fèi)用低，是較理想的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計方法。對四連桿機(jī)構(gòu)的解析法的研究是近年來較為活躍的課題。 1997年，韓曉娟等建立了熱鋸機(jī)鋸軸中心的運(yùn)動方程， 將實(shí)際設(shè)備的機(jī)構(gòu)尺寸輸入計算機(jī)進(jìn)行分析，為改進(jìn)熱鋸機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計， 提高切削效率提供了理論依據(jù)。2001年韓雨、劉源等通過實(shí)例，介紹了四連桿式熱鋸機(jī)四桿機(jī)構(gòu)的解析計算法以及機(jī)構(gòu)運(yùn)行特點(diǎn)，利用解析法建立了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方程，從而確定機(jī)構(gòu)上預(yù)定點(diǎn)軌跡與理想直線軌跡的實(shí)際偏差。同年王殿忠、白金蘭等提出了四連桿式熱鋸機(jī)平衡重的計算方法。 解析法的不斷完善為優(yōu)化設(shè)計奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 優(yōu)化設(shè)計是近年來發(fā)展起來的一門新的學(xué)科，也是一項(xiàng)新的技術(shù)，它在工程設(shè)計的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用表明，優(yōu)化設(shè)計不僅為工程設(shè)計提供了一種新的科學(xué)設(shè)計方法，使得在解決復(fù)雜設(shè)計問題時，能從眾多的設(shè)計方案中找到盡可能完善的或最合適的設(shè)計方案， 而且采用這種設(shè)計方法能大大提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著電子計算機(jī)功能的不斷擴(kuò)大，計算機(jī)不僅可以用來進(jìn)行高速運(yùn)算、邏輯判斷，而且可進(jìn)行人機(jī)對話、光筆修改、自動繪圖。結(jié)合優(yōu)化方法的不斷完善，就一定能實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計的自動化和最優(yōu)化。熱鋸機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計也以解析法為基礎(chǔ)，利用計算機(jī)強(qiáng)大的功能，向優(yōu)化設(shè)計的方向發(fā)展。1995年，高滿旭以熱鋸機(jī)鋸軸中心運(yùn)動軌跡逼近直線程度最佳為目標(biāo)， 運(yùn)用解析法對熱鋸機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，建立了單目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，采用懲罰函數(shù)優(yōu)化方法，編制程序?qū)?shí)際的進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，取得了較理想的效果。1998年，羅中華利用在高滿旭的運(yùn)動學(xué)分析基礎(chǔ)上，根據(jù)鋸切機(jī)的工作特點(diǎn)，要求在工作行程階段鋸軸中心運(yùn)動軌跡在垂直方向波動量盡量小、運(yùn)動速度盡量均勻，利用加權(quán)組合法，建立多目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過實(shí)際優(yōu)化尺寸，效果更為理想。2005年，李俊峰對熱鋸機(jī)對進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，用Visual Basic語言開發(fā)出了熱鋸機(jī)進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)通用優(yōu)化分析軟件， 應(yīng)用該軟件對大型廠熱鋸機(jī)進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)行了優(yōu)化，得到了優(yōu)化后的理想尺寸，為今后熱鋸機(jī)的改進(jìn)提供了依據(jù)。 （2）國外研究現(xiàn)狀： 連桿機(jī)構(gòu)在蒸汽機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，推動了對連桿機(jī)構(gòu)特性做全面和科學(xué)的分析。布爾梅斯特沒有僅局限于分析，而是研究了機(jī)構(gòu)綜合的基礎(chǔ)理論，布爾梅斯特理論概括了阿爾特的理論，利希騰黑爾特、海因、基佩爾和切爾庫奇諾夫等均以此為基礎(chǔ)建立并創(chuàng)造了特別適合于實(shí)際設(shè)計工作的簡單的設(shè)計方法。P.洛澤和W.洛澤發(fā)展了布爾梅斯特理論，他們引入了位置族，得到了由此產(chǎn)生的極曲線， 在此基礎(chǔ)上建立了一種新的近似綜合連桿機(jī)構(gòu)的圖解法。 由西克爾和阿爾托包列夫開創(chuàng)的用解析法研究布爾梅斯特理論的工作，為后來計算機(jī)的應(yīng)用創(chuàng)造了前提條件，并且可以得到較高的精度。當(dāng)然，只有借助于圖解數(shù)據(jù)處理，特別是運(yùn)用迭代程序和圖形顯示技術(shù)，才能較快地得到有關(guān)解域的概況。 拜爾和蓋羅尼姆斯總結(jié)了連桿機(jī)構(gòu)綜合的幾何理論。 建立在契比雪夫多邊形基礎(chǔ)上并已為勃洛赫、 列維斯基和許多其他蘇聯(lián)學(xué)者所采用的綜合方法雖然對某些特殊的設(shè)計要求可得到最優(yōu)解，但這不是通用的方法。美國奧本大學(xué)的Simionescu P.A和Beale D.對汽車上的四連桿信號發(fā)生器進(jìn)行了機(jī)構(gòu)綜合分析，借助計算機(jī)得到要檢查的設(shè)計尺寸的三維圖表，所提供的數(shù)值結(jié)果為新車導(dǎo)向鉸鏈的設(shè)計提供了依據(jù) ?，F(xiàn)在 ,優(yōu)化方法在機(jī)構(gòu)綜合中得到廣泛的應(yīng)用， 用計算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是比較通用的方法，也是將來的發(fā)展方向。西班牙的Sin,Francisco和 Antonio為了減小設(shè)計尺寸，同時達(dá)到全局最優(yōu)的目標(biāo)，將兩種優(yōu)化方法組合在一起，經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)取得了很好的效果。法國的Vasiliu,Adrian和Yannou采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辦法， 將機(jī)構(gòu)隨機(jī)尺寸運(yùn)動分析產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本輸入計算機(jī)，以獲得近似的綜合結(jié)果，克服了優(yōu)化方法速度慢和依賴初始搜索點(diǎn)的不足。但優(yōu)化方法也有它的缺點(diǎn)，即對問題不便做定性分析。因此，傳統(tǒng)的綜合方法仍然繼續(xù)得到研究發(fā)展。 四連桿式熱鋸機(jī)， 它的設(shè)備重量比滑座式熱鋸機(jī)輕。 它主要由鋸切機(jī)構(gòu)、進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)三部分組成。它的進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)是四連桿機(jī)構(gòu)，通過合理的選擇每個桿的尺寸，可以保證鋸片基本上是水平移動。曲柄的下端有與它做成一體的扇型平衡重，以平衡可動系統(tǒng)的重量，降低送進(jìn)電動機(jī)的能耗。四連桿式熱鋸機(jī)具有行程大、摩擦小、平穩(wěn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，使用效果較好，多用于大型或軌梁軋鋼車間。從四連桿熱鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)上看，最重要的兩大機(jī)構(gòu)就是鋸切機(jī)構(gòu)和進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@兩大機(jī)構(gòu)最復(fù)雜，使用最頻繁，對鋸切棒材的質(zhì)量影響也最大。在鋸切機(jī)構(gòu)中，圓鋸片直接與軋件接觸，它是最容易磨損的零件，更換也最為頻繁，它的好壞直接影響鋸切的質(zhì)量，對鋸片的深入研究就顯得至關(guān)重要。在四連桿進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)中，在規(guī)定的鋸切行程內(nèi)，保證鋸切精度的關(guān)鍵問題是保證鋸軸中心的軌跡為一近似直線， 同時要求鋸軸中心水平方向的速度盡量均勻，垂直方向的速度波動量盡量小，這就要求四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸要盡量合理。因此，如何選擇最佳的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸來達(dá)到更好的鋸切精度就成為一個必須研究的課題。 本課題研究的主要目的在于，通過對四連桿式熱鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)、工藝等進(jìn)行設(shè)計，并結(jié)合國內(nèi)外各種研究成果、專業(yè)資料，以期達(dá)到加深專業(yè)知識的理解、熟悉整體機(jī)械設(shè)計工序，鍛煉自身，從而為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。 二、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題： 本設(shè)計主要通過深入了解熱鋸機(jī)的工作原理，掌握四連桿式熱鋸機(jī)的機(jī)構(gòu)和功能，從而解決四連桿式熱鋸機(jī)的規(guī)格、各項(xiàng)參數(shù)的分析與確定等問題，并依此進(jìn)行運(yùn)動分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計，計算鋸切功率。使用CAD完成總裝圖的繪制，并繪制出相關(guān)零件圖，完成φ1500四連桿式熱鋸機(jī)設(shè)計。 三、研究步驟、方法及措施： 研究步驟主要分為以下幾個部分：查閱相關(guān)資料，了解四連桿式熱鋸機(jī)技術(shù)性能；根據(jù)選擇原則確定熱鋸機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)參數(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)動分析；對機(jī)身各部分零件，如鋸片、軸承進(jìn)行具體設(shè)計；強(qiáng)度校核。 研究方法：參考相關(guān)資料，完成φ1500熱鋸機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的計算與確定，利用所得數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動分析，確定結(jié)構(gòu)組成件尺寸。再根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式等校核機(jī)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足設(shè)計要求。最終利用所得尺寸通過CAD繪制總裝圖和零件圖。 四、研究工作進(jìn)度： 第1周 根據(jù)設(shè)計內(nèi)容搜集資料，完成開題報告和文獻(xiàn)綜述。 第2周 消化圖紙資料，了解四連桿式熱鋸機(jī)的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理。 第3周 進(jìn)行力能參數(shù)、工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算。 第4周 完成各項(xiàng)參數(shù)的計算，準(zhǔn)備第一節(jié)點(diǎn)考核ppt內(nèi)容。 第5周 確定具體設(shè)計方案，開始繪制機(jī)構(gòu)草圖。 第6周 草圖繪制完成，審核通過后使用CAD進(jìn)行電子圖繪制。 第7周 完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計同時開始編寫設(shè)計說明書。 第8周 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和部件設(shè)計，繪制零件圖。 第9周 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和部件設(shè)計。繪制零件圖 第10周 完成設(shè)計的2/3,準(zhǔn)備第二次節(jié)點(diǎn)考核ppt內(nèi)容。 第11周 完成各零件圖的繪制。 第12周 檢查圖紙中的錯誤并更正，校核各項(xiàng)參數(shù)。 第13周 編寫和完成設(shè)計說明書和翻譯外文資料。 第14周 編寫設(shè)計說明書和翻譯外文資料。 第15周 完成設(shè)計說明書和外文資料翻譯。 第16周 畢業(yè)設(shè)計工作審查，完成全部設(shè)計內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯。 第17周 畢業(yè)答辯。 五、主要參考文獻(xiàn)： 1.．鄒家祥．　軋鋼機(jī)械（第3版）．北京：冶金工業(yè)出版社，2007，333~345． 2.．韓雨，劉源．　四連桿式熱鋸機(jī)四桿機(jī)構(gòu)的軌跡解析計算．北滿特殊鋼股份有限公司．《機(jī)械工程師》．2001,58（02）：58~59． 3．李俊峰．　熱鋸機(jī)鋸片的分析研究及進(jìn)鋸機(jī)構(gòu)的優(yōu)化(四連桿熱鋸機(jī))．吉林：東北大學(xué)．2004． 4．韓曉娟，龔景安． φ1500 熱鋸機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的軌跡精度分析．河北：燕山大學(xué)．《機(jī)械設(shè)計》1997，No.3：35~36． 5．周建男．　軋鋼機(jī)械知識問答．北京：冶金工業(yè)出版社，2007，271~284． 6．周永煥． 熱鋸機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計．《機(jī)械科學(xué)與技術(shù)》．1998,27（3）：19~20,33 7．文慶明，程志彥．　軋鋼機(jī)械設(shè)備．北京：人民郵電出版社，2006，203~207． 8．韓曉娟．　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000，107~235． 9．單繼俊，亓霞．　熱鋸機(jī)主軸軸承潤滑方式改進(jìn)．《通用機(jī)械》．2003，第3期：58~59． 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