小型白花菜切碎機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)【11張cad圖紙+文檔全套資料】

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Paper describes the structure and performance characteristics of a suitable process for small chopped cauliflower shredder, it analyzes its cutting principle and working process, to clarify the working mechanism of the disc knife small cauliflower shredder. By analyzing the main parts of the structure to determine the optimum operating parameters of the machine performance to the best working condition. Power generated by the electric motor is transmitted to the wheels via the power pulley slowdown will need to drive V-belt pulley, so as to drive the whole device is moved. This thesis Summary: (1) small cauliflower shredder overall structure. (2) small cauliflower shredder performance analysis. (3) Select the motor. (4) Transmission for small cauliflower shredder, execution unit and rack design. (5) Calculation of design parts design and verification. ?(6) draws an important component of the whole assembly drawings and assembly drawings and design components parts diagram. ? Keywords: Small cauliflower shredder, structural design 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1白花菜切碎機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 1 1.2切碎機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1 1.3 食品裝置(機(jī)械)研究開(kāi)發(fā)的意義 4 第2章 小型白花菜切碎機(jī)總體參數(shù)的設(shè)計(jì) 5 2.1基本結(jié)構(gòu) 5 2.2 設(shè)計(jì)原則 6 2.3 白花菜產(chǎn)量及性能 6 2.4 切碎機(jī)的切碎長(zhǎng)度 6 2.5 切碎機(jī)的功率消耗 6 2.5.1刀切功率計(jì)算 7 2.5.2刀盤(pán)空轉(zhuǎn)消耗功率 8 第3章 帶傳動(dòng)的計(jì)算 10 3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10 3.2選擇帶型 11 3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 12 3.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 12 3.5確定帶的根數(shù)z 13 3.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 14 3.7確定帶的張緊裝置 14 第4章 主軸組件要求與設(shè)計(jì)計(jì)算 17 4.1 主軸的基本要求 17 4.1.1 旋轉(zhuǎn)精度 17 4.1.2 剛度 17 4.1.3 抗振性 18 4.1.4 溫升和熱變形 18 4.1.5 耐磨性 19 4.2 主軸組件的布局 19 4.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定 22 4.4 主軸的材料與熱處理 22 4.5 主軸的技術(shù)要求 23 4.6 主軸直徑的選擇 23 4.7 主軸前后軸承的選擇 24 4.8 軸承的選型及校核 25 4.9 主軸前端懸伸量 27 4.10 主軸支承跨距 28 4.11 主軸結(jié)構(gòu)圖 29 4.12 主軸組件的驗(yàn)算 29 4.12.1 支承的簡(jiǎn)化 29 4.12.2 主軸的撓度 30 4.12.3 主軸傾角 31 第5章 鍵的選擇與校核 39 5.1 帶輪1上鍵的選擇與校核 39 5.1.1鍵的選擇 39 5.1.2 鍵的校核 39 5.2 帶輪2上鍵的選擇與校核 40 5.2.1 鍵的選擇 40 5.2.2 鍵的校核 41 第6章 切碎機(jī)其他主要零件的設(shè)計(jì)與校核 42 6.1切碎刀及刀盤(pán)的設(shè)計(jì) 42 6.2 裝置支撐體設(shè)計(jì) 42 6.3 機(jī)殼及進(jìn)料斗設(shè)計(jì) 43 結(jié) 論 44 參考文獻(xiàn) 45 致 謝 46 第1章 緒 論 1.1白花菜切碎機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 長(zhǎng)期以來(lái)，菜花的大部分地區(qū)，削減也跟著手工勞動(dòng)的傳統(tǒng)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，菜花開(kāi)始一種新型包裝的綠色標(biāo)志在市場(chǎng)上，為綠色產(chǎn)品便宜又美味的泡菜菜花的需求，傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足市場(chǎng)的需求，所以該菜花，切碎機(jī)旨在加快生產(chǎn)率花椰菜，只有一個(gè)快速收獲菜花切碎和加工包裝，是向市場(chǎng)供應(yīng)花椰菜的有效途徑。 在這項(xiàng)工作中，這部分的學(xué)習(xí)，菜花切碎，旨在開(kāi)發(fā)一種新型碎紙機(jī)菜花，菜花切割速度的過(guò)程中，縮短菜花形成產(chǎn)品的周期，提高效率，降低成本。 1.2切碎機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 切碎機(jī)，最初是由美國(guó)在1950年通過(guò)了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。后來(lái)日本發(fā)展，并在20世紀(jì)60年代和70年代日本經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，技術(shù)性能有了很大的進(jìn)步。 八十年代初期，引進(jìn)了大批碎紙機(jī)和制造自己的產(chǎn)品。在日清品牌它代表，特別是支持使用該生產(chǎn)線方便面。在1990年，該模型被用于大量晶粒的移動(dòng)，并從中獲得了各種類似的包裝機(jī)的。作為機(jī)電一體化的應(yīng)用，粉劑自動(dòng)包裝模塊化全自動(dòng)高速和創(chuàng)新的方向。 今天，國(guó)外開(kāi)發(fā)的碎紙機(jī)有一個(gè)非常容易使用：，節(jié)能高速，全自動(dòng)，模塊化。 碎紙機(jī)在國(guó)內(nèi)外但從發(fā)展，特別是以下幾點(diǎn)的觀點(diǎn)： （L）繼續(xù)擴(kuò)大它的多功能性，以滿足各種包裝的粉末特性的能力。 （2）高速自動(dòng)的，計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)，與節(jié)目控制伺服馬達(dá)的多個(gè)預(yù)先存儲(chǔ)的，分別參照的伺服電機(jī)。 （3）的參數(shù)和調(diào)整設(shè)置，主要操作部件（進(jìn)料，袋成形，牽引，處理等），以使相關(guān)的操作參數(shù)適當(dāng)調(diào)整可以在一個(gè)寬范圍的尺寸，以適應(yīng)不同類型和包大小。 動(dòng)力，牽引，處理和其他主要組件（4）的模塊化結(jié)構(gòu)是相對(duì)獨(dú)立的，可以更自由地組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足的水平和垂直包裝機(jī)的組合的組合。 德國(guó)和美國(guó)，日本，意大利是世界上重要的碎紙機(jī)權(quán)力。在破碎機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)，制造，技術(shù)地位和主要服務(wù)的其他方面。德國(guó)碎紙機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和市場(chǎng)分析的結(jié)果，其目的是為爭(zhēng)取客戶，尤其是大型企業(yè)。為了滿足客戶的要求，機(jī)器制造商德國(guó)破碎機(jī)和設(shè)計(jì)部門(mén)已經(jīng)采取了許多措施： （1）增加進(jìn)程，以提高生產(chǎn)力和靈活性，敏捷性設(shè)備的自動(dòng)化程度。使用機(jī)器人執(zhí)行復(fù)雜的動(dòng)作。在操作中，在接納照相機(jī)的信息和由一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人的計(jì)算機(jī)的說(shuō)明監(jiān)視完成，以保證包裝件的質(zhì)量所必需的動(dòng)作。  （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)的需要。德國(guó)切碎機(jī)與汽水，啤酒灌裝機(jī)和粉碎機(jī)塑料眾所周知，高速，自動(dòng)化和可靠性好完整程度高。速度飲料灌裝高達(dá)120 000瓶/小時(shí)，包切碎機(jī)的包裝速度可達(dá)900袋/分。 （3）的機(jī)械設(shè)備和一體化的粉碎的產(chǎn)品。許多產(chǎn)品后直接制造要求，以提高生產(chǎn)效率。自從德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)和包裝設(shè)備，它由控制系統(tǒng)來(lái)完成。無(wú)論是整合，關(guān)鍵是要解決好在結(jié)合的能力。  （4），以適應(yīng)變化的產(chǎn)品產(chǎn)量，它具有良好的柔韌性和靈活性。由于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品三年一變，甚至有四分之一的變化，生產(chǎn)能力和都很大，因此要求切碎機(jī)具有良好的靈活性和敏捷性，所以比產(chǎn)品生命撕碎機(jī)生命周期大得多，所以為了滿足經(jīng)濟(jì)要求。 （5）廣泛使用的技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模擬。隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)步伐的加快，德國(guó)碎紙機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了開(kāi)發(fā)的破碎機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)周期。 粉碎機(jī)設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，更要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)本身是不完全的機(jī)械和設(shè)備的成本，尤其是，經(jīng)營(yíng)成本，設(shè)備折舊成本，因?yàn)橹挥?％至8％的費(fèi)用，另一種是運(yùn)行成本。 我們的碎紙機(jī)行業(yè)始于1970年，在20世紀(jì)80年代后期的快速發(fā)展和1990年已成為機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一，無(wú)論是生產(chǎn)，還是品種，他們已經(jīng)取得了令人矚目的成就，迅速中國(guó)包裝工業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障。目前，中國(guó)已成為碎紙機(jī)工業(yè)生產(chǎn)在世界上和消費(fèi)國(guó)之一。  碎紙機(jī)作為一種產(chǎn)品，它不僅意味著產(chǎn)品本身，在物質(zhì)上，但在產(chǎn)品的形式，包括無(wú)形的產(chǎn)品和延伸產(chǎn)品3層含義。在產(chǎn)品的形式，是食品本身的機(jī)器的一種具體形式，并且基本功能;隱形產(chǎn)品是指實(shí)際使用提供給用戶機(jī)器的食品;延伸產(chǎn)品是食品機(jī)械的質(zhì)量保證，具有指導(dǎo)和售后服務(wù)。所以該機(jī)的食品必須被設(shè)計(jì)成包括：市場(chǎng)調(diào)研，方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)，施工，計(jì)劃準(zhǔn)備手冊(cè)和服務(wù)等。  粉碎機(jī)設(shè)計(jì)類別是：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，提高設(shè)計(jì)，該系列的設(shè)計(jì)。如1.6至40,000瓶/小時(shí)，站的灌裝閥數(shù)，其中灌裝機(jī)啤酒48生產(chǎn)能力裝瓶生產(chǎn)線，60，90-120屬于該系列的設(shè)計(jì)。  帶線澆啤酒普通啤酒灌裝草案生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，它屬于提高項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。為的機(jī)器食品的低速操作，現(xiàn)在他們基本上可以獨(dú)立地設(shè)計(jì)。和機(jī)器的食物高速運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是一些先進(jìn)典型，最映射，國(guó)外同類機(jī)型的仿制品，位置系列和設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。其主要原因是：先進(jìn)的工程方法（1）大多數(shù)設(shè)計(jì)師并不真正了解，為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和方法碎紙機(jī)等高速，精密測(cè)試高速動(dòng)態(tài)條件下的體制問(wèn)題，不是理論有模擬解決方案，（2）產(chǎn)，學(xué)，研結(jié)合不夠緊密，在理論上，搜索結(jié)果不能在實(shí)際設(shè)計(jì)中，缺乏及時(shí)的技術(shù)人員的培訓(xùn)設(shè)計(jì)，（ 3）缺乏整個(gè)行業(yè)的宏觀調(diào)控力度，資源的優(yōu)勢(shì)不能得到合理的設(shè)置和調(diào)整。 在設(shè)計(jì)碎紙機(jī)，大多數(shù)設(shè)計(jì)師仍采用以往的設(shè)計(jì)方法：（1）根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)為原型，以找到類似的車(chē)型，（2）參考原型開(kāi)發(fā)的技術(shù)性能和范圍; （3）設(shè)計(jì)模式，地圖單位，關(guān)鍵零件，組件（4）的設(shè)計(jì); （5）裝配圖計(jì)劃周期設(shè)計(jì)和管理，（6）示意圖零件圖，裝配圖和零件，（7）的關(guān)鍵力量，剛度控制的主要組成部分的; （8）檢查示意圖，施工等等。 現(xiàn)在，一些大學(xué)設(shè)計(jì)軟件內(nèi)部，共同的機(jī)制，食品機(jī)械有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，連接該開(kāi)發(fā)軟件公司CAD凸輪機(jī)制/ CAM能夠滿足連桿機(jī)構(gòu)的能力凸輪自行設(shè)計(jì)，但實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用碎紙機(jī)并不廣泛。  新的碎紙機(jī)往往是汽車(chē)，電能，燃?xì)庠O(shè)備的集成。充分利用在信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)致動(dòng)器，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和其它分離技術(shù)可以顯著減少整個(gè)傳輸鏈，大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，大大提高了精度和工作速度。其中其中的關(guān)鍵技術(shù)是采用了技術(shù)同步控制單元的多引擎。其實(shí)，這種技術(shù)不難掌握，但也有少數(shù)設(shè)計(jì)師并不了解這一趨勢(shì)的碎紙機(jī)。如果第一個(gè)是碎紙機(jī)，學(xué)習(xí)階段的通用設(shè)計(jì)，所以現(xiàn)在我們應(yīng)該有設(shè)計(jì)感。 技術(shù)，食品加工和機(jī)械近期中國(guó)的成績(jī)是顯著，這在上世紀(jì)70年代末開(kāi)始，年產(chǎn)值僅僅是個(gè)開(kāi)始7 8000元，僅100余種產(chǎn)品品種，技術(shù)水平較低。在20世紀(jì)中期到80年代中期，20世紀(jì)，十余年的時(shí)間，才得到迅猛發(fā)展，20％-30％，在1999年塑料粉碎機(jī)年底達(dá)40年增長(zhǎng)率大類1700多種品種，增加至30十億產(chǎn)值于2000年，上了一個(gè)新的水平技術(shù)層面，開(kāi)始了規(guī)模化，自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜，高科技設(shè)備也開(kāi)始出現(xiàn)，灌膠碎紙機(jī)許多流體機(jī)械等設(shè)備已開(kāi)始出口。 1.3 食品裝置(機(jī)械)研究開(kāi)發(fā)的意義 對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，行業(yè)的白花菜切碎機(jī)的國(guó)內(nèi)需求，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于該機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化建造菜花切碎，與包裝速度開(kāi)發(fā)上，通用性好，操作簡(jiǎn)單，可靠，易于使用，高層次新型切白花菜切碎機(jī)自動(dòng)化，中國(guó)食品的發(fā)展具有積極的意義。 9 第2章 小型白花菜切碎機(jī)總體參數(shù)的設(shè)計(jì) 2.1基本結(jié)構(gòu) 破碎機(jī)其特性見(jiàn)下圖序號(hào)（1）包括支撐件（見(jiàn)下圖序號(hào)9）安裝在一個(gè)支撐件（見(jiàn)下圖序號(hào)9）的轉(zhuǎn)子組件粉碎機(jī)和包圍該轉(zhuǎn)子組件殼體或桶（見(jiàn)下圖序號(hào)13）和其它部件。同的特征（見(jiàn)下圖序號(hào)1），電機(jī)（見(jiàn)下圖序號(hào)8）和所述框架（見(jiàn)下圖序號(hào)6）的碎紙機(jī)或類似物，其特征在于，所述閘刀刀片切割裝備使一個(gè)平面垂直于刀片板邊緣的主軸（見(jiàn)下圖序號(hào)10）在轉(zhuǎn)子法（見(jiàn)下圖序號(hào)15），特征（見(jiàn)下圖序號(hào)1），以使自動(dòng)下載該材料匝道（a）中，桶或殼體（見(jiàn)下圖序號(hào)13）設(shè)有所述葉片（15）的對(duì)應(yīng)于葉片的運(yùn)動(dòng)可以防止材料沒(méi)有證據(jù)底部阻礙葉片快門(mén)旋轉(zhuǎn)的擋板(見(jiàn)下圖序號(hào)16)。 圖2.1.1 立式切碎機(jī)示意圖 Fig.2.1.1 schematic diagram of vertical shredding machine 圖2.1.2 立式切碎機(jī)剖面圖 Fig.2.1.2 cross-section drawn of vertical shredding machine 2.2 設(shè)計(jì)原則 切碎機(jī)的功能部件由支承體，支撐元件安裝在所述破碎機(jī)部分（包括樹(shù)斬波和葉片）的轉(zhuǎn)子及圍繞該轉(zhuǎn)子部件包括一個(gè)缸（或殼）等的。用于功能零件，發(fā)動(dòng)機(jī)和所述框架（或機(jī)器英尺），如切碎機(jī)內(nèi)。在鍘刀轉(zhuǎn)子碎紙機(jī)裝有切割刀片的功能，使得在垂直于平面葉片直邊的軸線的平面上，所述上部部件的加工使供給到所述筒的料斗的材料，使下內(nèi)元件具有如下功能：使材料坡道卸載系統(tǒng)中，桶（或幀）設(shè)有相應(yīng)的葉片?？梢苑乐共牧吓c刀刃的旋轉(zhuǎn)不妨礙運(yùn)動(dòng)，即刀片可從相鄰兩擋板的間隙間切過(guò)。 2.3 白花菜產(chǎn)量及性能 白花菜密度為kg/;生產(chǎn)率為6000公斤/天;每天工作8個(gè)小時(shí)。 2.4 切碎機(jī)的切碎長(zhǎng)度 切碎長(zhǎng)度是切碎機(jī)的主要性能指標(biāo)之一，機(jī)器工作時(shí)，白花菜被喂入輥卷入切碎機(jī)構(gòu)，該機(jī)切碎長(zhǎng)度為3-4mm，結(jié)合實(shí)際計(jì)算，本機(jī)定切碎長(zhǎng)度為3.5mm。 2.5 切碎機(jī)的功率消耗 由 V=m/ （ 3-1） 式中： V在本論文代表的意思是 切碎總體積， 單位 M在本論文代表的意思是 切割總質(zhì)量，單位kg 在本論文代表的意思是 小白花菜密度，kg/ 由已知條件 M=6000kg, =kg/，帶入3-1中， 則切碎總體積V =7.5。 取喂入切割截面半徑 r = 7cm ，截面面積為s = = 0.015m。 則切碎總長(zhǎng)度L=V/S=500m。 由每天工作8小時(shí)，則切割速度v=500/(83600)=0.017m/s。 由已知條件，切碎長(zhǎng)度為3.5mm，則圓盤(pán)刀切割頻率為v/l=4.8 r/s。 2.5.1刀切功率計(jì)算 我們從公式看 P=Fv （3-2） 其中： F在本論文代表的意思是 刀切割力，取800N V在本論文代表的意思是 刀轉(zhuǎn)速，單位m/s 而 v=, （3-3） 其中：在本論文代表的意思是刀轉(zhuǎn)角速度，單位rad/s r在本論文代表的意思是 刀的半徑, 單位m 又由 =2f （3-4） 其中： f在本論文代表的意思是刀切割頻率r/s 由于刀的半徑每一點(diǎn)速度不一樣，所以用積分公式 P=3Fr dr=3 F1/2r （3-5） =380010 1010 =0.38kw 2.5.2刀盤(pán)空轉(zhuǎn)消耗功率 我們從公式看 N= （3-6） 其中： J在本論文代表的意思是刀的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位kg.m 在本論文代表的意思是刀轉(zhuǎn)速，單位rad/s; =10 而 J= （3-7） 其中:M在本論文代表的意思是刀片質(zhì)量，單位kg r在本論文代表的意思是刀片半徑，單位m 動(dòng)刀采用直刃型，半徑100mm,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。 由此可求刀片質(zhì)量 M=0.39kg 所以J=0.39 (0.2)=0.0013 kg.m 由于帶在傳動(dòng)過(guò)程中，存在著功率的損失，我們通過(guò)查找相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)藉可得， 為V帶的效率,為第一、二對(duì)軸承的效率， 為聯(lián)軸器的效率。 則電機(jī)所需功率為P=JW=7.436KW 我們通過(guò)查找相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)藉得： 選擇，其銘牌如下表2-1： 表2-1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Kg 　Y132M-4 　 7.5 同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,4級(jí) 1440 2.2 2.2 　81 （a） （b） 圖2-14 電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸示意圖 表2-2 電動(dòng)機(jī)的安裝技術(shù)參數(shù) 中心高/mm 外型尺寸/mm L×（AC/2+AD）×HD 底腳安裝 尺寸A×B 地腳螺栓 孔直徑K 軸伸尺寸D×E 裝鍵部位 尺寸F×GD 132 515× 345× 315 216 ×178 12 38× 80 10 ×43 第3章 帶傳動(dòng)的計(jì)算 3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率P=7.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=500r/min 表3-1 工作情況系數(shù) 工作機(jī) 原動(dòng)機(jī) ⅰ類 ⅱ類 一天工作時(shí)間/h 10~16 10~16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī) 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷 變動(dòng)小 帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動(dòng)較大 螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動(dòng)很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4， 取KA＝1.1。即 3.2選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。 圖3-1 帶型圖 根據(jù)算出的Pd＝8.25kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1440r/min ，我們從圖中可以看出：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。 3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 我們從相關(guān)機(jī)械書(shū)藉可以查到P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm 則取dd1=90mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 表3-2 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 我們從相關(guān)機(jī)械書(shū)藉可以查到P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=250mm ① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿足5m/s300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。 帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。 3.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 3.8計(jì)算壓軸力 我們從相關(guān)機(jī)械書(shū)藉可以查到P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝133.46N，上面已得到=153.36o，z=4，則 對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。 46 表3-5 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號(hào) 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖3-2a。  （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時(shí))，如圖3-2c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖3-2d。 （a） （b） （c） （d） 圖3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c） 第4章 主軸組件要求與設(shè)計(jì)計(jì)算 主軸組件是是執(zhí)行具體工作，它的功能是支撐和引導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)形成表面，而且還由運(yùn)動(dòng)和扭矩，熊切割力的傳遞和負(fù)載的驅(qū)動(dòng)力。由于該組主軸性能直接影響到特定的磨削加工的質(zhì)量和效率，所以這是一個(gè)特殊的研磨的重要組成部分。大致相同的點(diǎn)，這兩個(gè)傳遞運(yùn)動(dòng)，扭矩和承受的驅(qū)動(dòng)力，我們必須確保電機(jī)的正常狀態(tài)，并支撐工件，但主軸直接承受切削力，但還引導(dǎo)工件或工具來(lái)創(chuàng)建表面上形成的運(yùn)動(dòng)，并因此具有在主軸上更高的要求。 4.1 主軸的基本要求 4.1.1 旋轉(zhuǎn)精度 旋轉(zhuǎn)主軸精度意味著手動(dòng)主軸或低速，無(wú)負(fù)載時(shí)，心軸相對(duì)偏心△r的徑向定位表面，運(yùn)行和軸向移動(dòng)△a或值軸向竄動(dòng)值△o。圖5-1：連續(xù)線表示的旋轉(zhuǎn)的理想軸線，一個(gè)虛線表示的旋轉(zhuǎn)有效的軸線。當(dāng)在工作主軸的旋轉(zhuǎn)速度，主軸漂流在空間的旋轉(zhuǎn)軸是運(yùn)動(dòng)的精度。 精密裝配旋轉(zhuǎn)主軸取決于主要零件（如主軸，軸承和軸承座孔等）精密制造和裝配，控制精度的部件;精度運(yùn)動(dòng)也取決于速度，性能和潤(rùn)滑軸承和主軸的動(dòng)態(tài)特性的主軸。主軸各種類型的共同部分的旋轉(zhuǎn)特殊夾頭特殊精度精度的特定規(guī)則設(shè)置，旋轉(zhuǎn)的專用的精度取決于工件的精度被確定。 圖4-1 主軸的旋轉(zhuǎn)誤差 4.1.2 剛度 主軸組件的剛度K是指其在承受外載荷時(shí)抵抗變形的能力，如圖2-2所示，即K=F/y（單位為N/m），剛度的倒數(shù)y/F稱為柔度。主軸單元的剛性，是主軸軸承和軸承殼體的整體剛度，這直接影響了主軸的旋轉(zhuǎn)精度的反映。顯然，更大的主軸組件的剛性，變形小的后主軸的力，如果缺乏剛性的加工精度，彈性變形主軸前端直接影響工件的精度，在傳輸質(zhì)量，變形的劣化主軸彎曲齒輪嚙合的情況，以及軸承壓力的副產(chǎn)物，從而提高了這些部件的磨損，降低壽命，在工件的穩(wěn)定性方面，主軸將改變的力和功率的傳輸，等等，已經(jīng)過(guò)分振動(dòng)和自激振動(dòng)容易發(fā)生切削被迫，減少了工件的穩(wěn)定性。 圖4-2 主軸組件靜剛度 主軸組件的剛度是綜合剛度，影響主軸組件剛度的因素很多，主要有：主軸的結(jié)構(gòu)尺寸、軸承的類型及其配置型式、軸承的間隙大小、傳動(dòng)件的布置方式、主軸組件的制造與裝配質(zhì)量等。 4.1.3 抗振性 主軸組件的抗振性是也是由沖擊載荷和交替動(dòng)作的負(fù)荷，使得主軸的振動(dòng)。如果主軸總成的振動(dòng)性較差，受振動(dòng)的工作和影響表面質(zhì)量，耐用性和更少的機(jī)床主軸軸承的使用壽命，而且還產(chǎn)生噪音的工作環(huán)境。隨著高精度，高效率的特殊的發(fā)展方向?qū)φ駝?dòng)的呼聲越來(lái)越高。 評(píng)價(jià)主軸組件抗振性，主要考慮其強(qiáng)迫振動(dòng)和特征自激振動(dòng)阻力的大小。 4.1.4 溫升和熱變形 裝配工作主軸摩擦和混合油在各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)和熱，隨著溫度的隨之增加，形狀和主軸的失真的位置的溫度，所述熱變形。熱變形主軸組件操作必須在一定時(shí)間后改變?yōu)闇y(cè)量每個(gè)部分的位置。 主軸組件和熱變形的溫度，使特定的破壞精度的部件之間的相對(duì)位置，將影響工件的加工精度，高精度的特殊是特別嚴(yán)重;軸彎曲變形引起的熱，從而使傳輸和工作條件的軸承磨損的齒輪;熱變形還主軸和軸承的軸承和軸承之間的間隙和影響軸承的工作很好的改變而調(diào)整，差距的齒輪和軸承等零部件過(guò)青春期快速磨損，即使遇到嚴(yán)重的現(xiàn)象軸承軸線。 熔融溫度的效果，主要因素?zé)嶙冃问牵狠S承的類型和布置，軸承間隙和預(yù)壓，潤(rùn)滑和冷卻的大小。 4.1.5 耐磨性 主軸組件的耐磨性是保持其在長(zhǎng)期原始精度的能力，保留的準(zhǔn)確性。因此，該組主軸滑動(dòng)表面包括主軸頭定位面，錐孔，所述滑動(dòng)軸承與盒的表面上，通過(guò)移動(dòng)套筒主軸的外表面，它必須具有高的硬度，以確保其耐磨性。 為了提高主軸組件的耐磨性應(yīng)作適當(dāng)?shù)剡x擇主軸和抗磨材料及熱處理，潤(rùn)滑，合理調(diào)整軸承的發(fā)揮，良好的潤(rùn)滑和密封可靠。 4.2 主軸組件的布局 主軸的設(shè)計(jì)，必須滿足的基本要求，以確保上述情況，所以一個(gè)全球性的，考慮主軸單元的排列。 特別芯棒具有前，兩個(gè)后置支持和前，中，后三支持兩種類型，第一種是比較常見(jiàn)的。兩個(gè)滾珠軸承主軸配置，包括一個(gè)主軸軸承的選擇，組合和布置，尤其是在速度，負(fù)載能力，剛性和精度要求的主軸組件的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并考慮提供軸承，經(jīng)濟(jì)等規(guī)格的情況下，待確定。當(dāng)你選擇，特別是下列要求： （1）適應(yīng)的剛度和承載能力的要求 選擇主軸軸承必須符合規(guī)定的承載能力和剛性。徑向負(fù)荷較大時(shí)，滾子軸承的選擇，是小，球軸承的選擇。雙列徑向剛度和承載滾動(dòng)軸承能力，比單一的骨干更大。他所使用的軸承支撐和承載能力比使用單個(gè)大型軸承較高的同樣剛性。在一般情況下，前部支承的剛度，應(yīng)比后軸承大。由于主軸比大后支撐的剛性前額支撐剛性組的影響。表2-1滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承比較。 表4-1 滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的比較 基本要求 滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 動(dòng)壓軸承 靜壓軸承 旋轉(zhuǎn)精度 精度一般或較差。可在無(wú)隙或預(yù)加載荷下工作。精度也可以很高，但制造困難 單油楔軸承一般，多油楔軸承較高 可以很高 剛度 僅與軸承型號(hào)有關(guān)，與轉(zhuǎn)速、載荷無(wú)關(guān)，預(yù)緊后可提高一些 隨轉(zhuǎn)速和載荷升高而增大 與節(jié)流形式有關(guān)，與載荷轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān) 承載能力 一般為恒定值，高速時(shí)受材料疲勞強(qiáng)度限制 隨轉(zhuǎn)速增加而增加，高速時(shí)受溫升限制 與油腔相對(duì)壓差有關(guān)，不計(jì)動(dòng)壓效應(yīng)時(shí)與速度無(wú)關(guān) 抗振性能 不好，阻尼系數(shù)D=0.029 較好，阻尼系數(shù)D=0.055 很好，阻尼系數(shù)D=0.4 速度性能 高速受疲勞強(qiáng)度和離心力限制，低中速性能較好 中高速性能較好。低速時(shí)形不成油漠，無(wú)承載能力 適應(yīng)于各種轉(zhuǎn)速 摩擦功耗 一般較小，潤(rùn)滑調(diào)整不當(dāng)時(shí)則較大f=0.002～0.008 較小f=0.001~0.08 本身功耗小，但有相當(dāng)大的泵功耗f=0.0005～0.001 噪聲 較大 無(wú)噪聲 本身無(wú)噪聲，泵有噪聲 壽命 受疲勞強(qiáng)度限制 在不頻繁啟動(dòng)時(shí)，壽命較長(zhǎng) 本身壽命無(wú)限，但供油系統(tǒng)的壽命有限 （2）適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求 由于結(jié)構(gòu)和制造各種型號(hào)和允許的最大速度的軸承的規(guī)格是不同的。采取具體，精度水平下，較低的最大允許速度。在承受徑向負(fù)荷，極限轉(zhuǎn)速圓柱滾子軸承，比圓錐滾子軸承高。在把軸向載荷，對(duì)心臟推力最大限速;其次推力軸承;圓錐滾子軸承的低，但傳輸容量過(guò)相反的順序。因此，我們必須考慮特定的速度和負(fù)荷能力兩方面來(lái)選擇軸承的類型。 （3）適應(yīng)精度的要求 啟動(dòng)和推力軸承的行動(dòng)在三個(gè)方面系統(tǒng)的結(jié)尾：前端定位 - 集中愿意驅(qū)動(dòng)的前軸承支撐;后端定位 - 濃放置在背部支撐;定位端部 - 被布置在前面，后支撐。 當(dāng)使用前端定位，主軸熱變形向后延伸，基本不影響軸向的定位精度，但是第一個(gè)復(fù)雜的支持結(jié)構(gòu)，調(diào)整比缺點(diǎn)的軸承間隙，熱頭發(fā)的前支撐更高;與上述特點(diǎn)相反后端定位，二當(dāng)最終位置，所述主軸的后部熱膨脹，軸承軸向間隙變化大，如果止推軸承被設(shè)置在帽徑向內(nèi)軸承主軸可能彎曲，由于熱膨脹。 （4）適應(yīng)結(jié)構(gòu)的要求 當(dāng)問(wèn)及主軸組件的性能具有高剛性和一定的負(fù)載能力，并且在徑向維度的結(jié)構(gòu)是緊湊的時(shí)候可以在一個(gè)支撐件（特別是前支撐）來(lái)配置兩個(gè)或更多的軸承。 軸多主軸間距有點(diǎn)特別，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的限制的，滾子軸承必須用于承受徑向載荷，推力球軸承的軸向載荷來(lái)承擔(dān)，而兩個(gè)軸承交錯(cuò)。 （5）適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性要求 確定主軸類型軸承結(jié)構(gòu)，其應(yīng)包括除被視為滿足性能和結(jié)構(gòu)的要求，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)分析，經(jīng)濟(jì)效果。 在高速和高負(fù)載的平均條件下，使用的圓錐滾子軸承它與徑向軸承和配置的以低成本推力軸承型，由于第一保存兩個(gè)軸承，殼體和技術(shù)更好。 考慮到上述因素，在設(shè)計(jì)主軸前，后主軸軸承兩個(gè)軸承，軸承采用圓柱滾子軸承，雙和組合推力球，D-精度等級(jí)支援前線，配套軸承的使用后，圓柱滾子，并在準(zhǔn)確度等級(jí)。在該圓柱滾子軸承，雙列的前支撐，滾軸直徑小，多個(gè)（50-60）具有更大剛性的數(shù)目;二列滾交錯(cuò)排列，剛度的變化量;外壁容易的工作，考慮到錐形鉆孔，錐1:12，內(nèi)圈的軸向運(yùn)動(dòng)，使得一個(gè)徑向變形，調(diào)節(jié)徑向間隙和預(yù)加載;黃銅實(shí)體保持架，這將有利于軸承的散熱。前支撐的一般特性是：主軸的靜態(tài)剛性，高車(chē)削，溫升小，徑向通道可以容易地調(diào)整，以保持主軸的準(zhǔn)確性，但第一支撐結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的，支持不同的前部和后部溫度，熱變形大，而且，安裝，調(diào)整是太麻煩了。 4.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定 主軸的結(jié)構(gòu)主要取決于裝在主軸工具，夾具，傳動(dòng)部件，軸承和密封件等，數(shù)量，位置和安裝位置的方法的類型，但也考慮到芯棒的加工和組裝的處理，一般在特別配備了磨削的主軸上更多的部分，為了滿足剛性的要求，并不能得到足夠的推力表面，并易于組裝，通常是設(shè)計(jì)主軸階梯軸，軸的直徑前報(bào)紙從后降。主軸是空心的或?qū)嵭牡?，這取決于特殊的研磨的類型。主軸的設(shè)計(jì)，也被設(shè)計(jì)成步驟，而，在滿足的前提下，設(shè)計(jì)成空心軸取工具的桿的剛度要求。 這意味著主軸頭主軸頭。其形狀取決于研磨，夾具或特殊的安裝工具形式的類型，并應(yīng)確保所述裝置或工具來(lái)安裝可靠，準(zhǔn)確，容易操作，并且可以通過(guò)一定扭矩。 4.4 主軸的材料與熱處理 主軸材料主要根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性和熱處理變形大小等因素選擇。 主軸的剛度與材料的彈性模量E值有關(guān)，鋼的E值較大（2.1×10N/cm左右），因此，熔融材料先考慮鋼。如果鋼和鋼和在該熱處理的彈性模量，如果該值是普通鋼或合金的類型，這是基本上彈性的相同模量因此，當(dāng)選擇第一選擇碳鋼成本低（例如，鋼45），僅當(dāng)負(fù)荷特別重，并有較大的影響，或特殊精密主軸必須降低熱處理，或主軸軸向移動(dòng)變形以采取必要的帳戶，以確保在選擇僅當(dāng)鋼耐磨性。 當(dāng)軸承主軸軸承，報(bào)紙沒(méi)有硬化，但為了提高接觸的剛性，以防止損壞雜志節(jié)拍的旋轉(zhuǎn)軸45相接觸的表面仍然是非常高的高頻淬火鋼（HRC48?54）。對(duì)于接下來(lái)的45列在鋼心軸上的表5.2熱處理： 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 此次設(shè)計(jì)的特殊主軸，考慮到主軸材料的選擇原則，選用價(jià)格便宜的中碳鋼（45鋼）。查表2-2中，因工作中承受輕、中負(fù)荷，且要求局部高硬度，故熱處理采用高頻淬火，HRC52～58。 4.5 主軸的技術(shù)要求 對(duì)主軸組件產(chǎn)生直接影響精密主軸回轉(zhuǎn)精度。和主軸軸承，齒輪和其它部件被連接在誤差表面的幾何形狀和表面粗糙度，與接觸的剛度，該部分的接觸表面的更精確的形狀，較低的表面粗糙度，與力接觸的變形后最小的，即接觸是更大的剛性。因此，主軸的設(shè)計(jì)必須作出一定的技術(shù)要求。 （1）軸頸 主軸的設(shè)計(jì)，論文應(yīng)首先考慮。主軸軸承軸頸工作基面，所述基面和測(cè)量的技術(shù)基礎(chǔ)。工作主軸的雜志作為運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)的工作基礎(chǔ);工作主軸錐孔中心，以確保同軸度和中心的雜志，一般以該雜志作為最后的磨錐孔的技術(shù)基礎(chǔ);當(dāng)主軸控制精度到報(bào)社作為衡量檢查每個(gè)黨和垂直的根據(jù)地的同心度。當(dāng)使用滾動(dòng)軸承，精度和軸頸軸承的精度必須適應(yīng)。軸頸表面粗糙度和硬度，影響與滾動(dòng)軸承合作的質(zhì)量。 對(duì)于總體精度特殊心軸的水平，它的軸頸軸承IT5的尺寸精度，公差幾何雜志（圓度，圓柱狀等）的通常比1/4直徑的1/2的公差更小。 （2）內(nèi)錐孔 該工具安裝在圓錐或頂部低的定位的內(nèi)部。期間的特殊精度的測(cè)試，這是代表參數(shù)的中心線主軸驗(yàn)證的主軸和其它部件，如主軸和平行軌道度的相互位置的精度。由于該儀器并導(dǎo)致頻繁的拆裝，必須是錐孔的磨損之內(nèi)。 錐孔的同軸和滑動(dòng)軸承，一般錐端，并在100至300mm的徑向跳動(dòng)正式代表的距離，其圓錐形狀誤差控制標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的大小的接觸面積，以檢查的顏色，這是一個(gè)綜合性指標(biāo)，還需要一定程度的表面粗糙度和硬度的。 4.6 主軸直徑的選擇 主軸直徑主軸組件的剛性，一個(gè)顯著影響越大引起的較小的芯棒前部變形的心軸軸承的變形和位移的直徑，即，主軸組件的剛性就越大。 但正面主軸直徑軸頸D1時(shí)，最大尺寸與軸承等部件對(duì)應(yīng)，以獲得相同的制造公差都比較困難，重量增大。同時(shí)，增加的速度極限是由承載能力的直徑，甚至特殊結(jié)構(gòu)不可接受的限制。 通常，主軸前軸頸直徑D1可根據(jù)傳遞功率，并參考現(xiàn)有同類特殊的主軸軸頸尺寸確定。查《金屬切削特殊設(shè)計(jì)》第506頁(yè)表5-12中，幾種常見(jiàn)的通用特殊鋼質(zhì)主軸前軸頸的直徑D1，可供參考，如下表4-3所示： 特殊，查上表中對(duì)應(yīng)項(xiàng)，初取D1= D2=30： 表4-3 主軸前軸頸直徑D1的選擇 機(jī)床 機(jī)床功率 （千瓦） 1.47～2.5 2.6～3.6 3.7～5.5 5.6～7.3 7.4～11 11～14.7 車(chē)床 60～80 70～90 70～105 95～130 110～145 140～165 銑床 50～90 60～90 60～95 75～100 90～105 100～115 外圓磨床 — 50～90 55～70 70～80 75～90 75～100 4.7 主軸前后軸承的選擇 根據(jù)前述關(guān)于軸承的選擇原則，查《金屬切削設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第375頁(yè)，選取主軸前支承的36206是舊型號(hào)，新型號(hào)是7206C，即接觸角為15°的角接觸球軸承。 圖4-6 軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸 4.8 軸承的選型及校核 選擇滾動(dòng)軸承包括軸承的選擇，選擇精度等級(jí)軸承和軸承尺寸的類型。 軸承類型選擇適當(dāng)與否，將直接影響到軸承和機(jī)器壽命的性能。當(dāng)您選擇軸承分析功能應(yīng)該比較各類軸承，并參照同類機(jī)器的軸承經(jīng)驗(yàn)的類型。 在軸承的類型的選擇時(shí)，首先考慮的大小，方向和負(fù)載的速度。在一般情況下，球軸承便宜，當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用。流速大尺寸的球軸承的負(fù)荷輥，并能承受沖擊負(fù)荷，也因此受到沉重的負(fù)荷或振動(dòng)，沖擊載荷時(shí)，你應(yīng)該考慮使用滾子軸承。但滾子軸承看起來(lái)傾斜角更敏感。 當(dāng)主徑向載荷，軸承應(yīng)使用。當(dāng)軸向負(fù)荷和速度不高，推力的選擇軸承，如高速，斜軸承的選擇。當(dāng)徑向和軸向支撐的切割，如果軸向負(fù)荷較小時(shí)，徑向軸承或角接觸球軸承下的接觸角的選擇;如果大的軸向載荷，速度不高，它可以推力軸承的選擇和徑向軸承，軸向和徑向載荷，分別“當(dāng)軸向負(fù)荷較大時(shí)，時(shí)間和速度高，接觸角必須組合選擇角接觸軸承大。 各類軸承的速度范圍是不一樣的，在手動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)列出了各種類型的速度限制軸承。一般應(yīng)使軸承運(yùn)行在低于??極限速度。深溝球軸承，角接觸球軸承，高速軸承極限圓柱形烏合之眾。適用于高速應(yīng)用。速度限制軸向軸承。它只能用于在較低速度下的應(yīng)用中。 其次，需要選擇時(shí)，軸承的限制要求安裝尺寸類型考慮拆除和對(duì)齊軸承部件的軸承和風(fēng)度一般尺寸較大的球軸承，滾子軸承，滾針較小的最小尺寸的徑向更大的軸向尺寸，此外，多套軸承，其尺寸是不一樣的。 選擇軸承一般應(yīng)根據(jù)機(jī)械的類型、工作條件、可靠性要求及軸承的工作轉(zhuǎn)速n，預(yù)先確定一個(gè)適當(dāng)?shù)氖褂脡勖麹b (用工作小時(shí)表示)，再進(jìn)行額定動(dòng)裁荷和額定靜載荷的計(jì)算。 對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的軸承(n>10r／min),可按基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值選擇軸承，然后校核其額定靜載荷是否滿足要求。當(dāng)軸承可靠性為90％、軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取500h作為額定壽命的基準(zhǔn)，同時(shí)考慮溫度、振動(dòng)、沖擊等變化，則軸承基本額定動(dòng)載荷可按下式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。 C在本論文代表的意思是基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N； P在本論文代表的意思是當(dāng)量動(dòng)載荷，N； fh在本論文代表的意思是壽命因數(shù)；1 fn在本論文代表的意思是速度因數(shù)；0.822 fm在本論文代表的意思是力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時(shí)取1.5，較大時(shí)取2； fd在本論文代表的意思是沖擊載荷因數(shù)；1.5 fT在本論文代表的意思是溫度因數(shù)；1 CT在本論文代表的意思是軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷，N； 查文獻(xiàn)[3]中的表6-2-8至6-2-12，得，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。 在本輸送裝置中，可以假設(shè)軸承只承受徑向載荷，則當(dāng)量動(dòng)載荷為： P=XFr+YFa 查文獻(xiàn)[3]的表6-2-18，得，X=1，Y=0； 所以，P=Fr=1128N。由以上可得： 本輸送機(jī)中的軸承承受的載荷多為徑向載荷，所以選取深溝球軸承，查文獻(xiàn)[6]的附表6-1，并考慮軸的外徑，選取軸承6305-RZ，其具體參數(shù)為：內(nèi)徑d=25mm，外徑D=62mm，基本額定載荷，基本額定靜載荷，極限速度為10000r/min，質(zhì)量為0.219kg。 然后校核該軸承的額定靜載荷。額定靜載荷的計(jì)算公式為： 式中： 在本論文代表的意思是基本額定靜載荷計(jì)算值，N; 在本論文代表的意思是當(dāng)量靜載荷，N； 在本論文代表的意思是安全因數(shù) 在本論文代表的意思是軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷，N。 查文獻(xiàn)[3]的表6-2-14知，對(duì)于深溝球軸承，其當(dāng)量靜載荷等于徑向載荷。 查文獻(xiàn)[3]的表6-2-14知，安全系數(shù) 則軸承的基本額定靜載荷為： 由上式可知，選取的軸承符合要求。 4.9 主軸前端懸伸量 主軸前端懸伸量a是指第一支反力作用點(diǎn)支承芯軸從點(diǎn)之間的主軸前端，在裝配芯軸的剛度影響最大的力的作用。該突起越小越好主軸的剛性。 一種形式，主軸前懸和大小取決于主軸鼻的結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)選擇，有時(shí)為了根據(jù)接納標(biāo)準(zhǔn)提高的主軸或定心精度的剛性或沒(méi)有。 此外，突部前緣主軸的另一類型的鎖定和類型，片或設(shè)備與前面軸承支承組合和前支承件的結(jié)構(gòu)等相關(guān)的潤(rùn)滑和密封裝置的尺寸。 因此，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，應(yīng)盡可能減小懸伸量a，以利于提高主軸組件的剛度。 。 初算時(shí)，可查《金屬切削特殊磨頭設(shè)計(jì)》第158頁(yè)，如下表2-4所示： 表4-4 主軸的懸伸量與直徑之比 類型 機(jī) 床 和 主 軸 的 類 型 a/ D1 Ⅰ 通用和精密車(chē)床，自動(dòng)車(chē)床和短主軸端銑床，用滾動(dòng)軸承支承，適用于高精度和普通精度要求 0.6～1.5 Ⅱ 中等長(zhǎng)度和較長(zhǎng)主軸端的車(chē)床和銑床，懸伸量不太長(zhǎng)（不是細(xì)長(zhǎng)）的精密鏜床和內(nèi)圓磨，用滾動(dòng)和滑動(dòng)軸承支承，適用于絕大部分普通生產(chǎn)的要求 1.25～2.5 Ⅲ 孔加工特殊磨頭，專用加工細(xì)長(zhǎng)深孔的特殊磨頭，由加工技術(shù)決定需要有長(zhǎng)的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，由于切削較重而不適用于有高精度要求的特殊磨頭 >2.5 根據(jù)上表所列，所設(shè)計(jì)的特殊磨頭屬于Ⅱ型，所以取a/ D1為1.25～2.5，即： a=（1.25～2.5）D1=（1.25～2.5）×30=37.5～75 初取a=45。 4.10 主軸支承跨距 主軸支承跨距L是指主軸前、后支承支承反力作用點(diǎn)之間的距離。 合理確定主軸軸承的持續(xù)時(shí)間可以提高主軸的靜態(tài)部的剛性?？梢宰C明跨度較小，心軸的剛性，較低的彎曲變形，但前推力軸承變形會(huì)增加的位移量;由主軸小的前端支撐的跨度大的位移變形，但主軸倍?？梢?jiàn)，足弓支撐過(guò)大或過(guò)小都會(huì)降低主軸的剛度。 有關(guān)資料對(duì)合理跨距選擇的推薦值可作參考： （1） L=（4～5）D1 （2） L=（3～5）a，用于懸伸長(zhǎng)度較小時(shí)； （3） L=（1～2）a，用于懸伸長(zhǎng)度較大時(shí)。 根據(jù)此次設(shè)計(jì)的特殊磨頭剛性主軸的懸伸量較大，取L≤2.5a為宜。即此次設(shè)計(jì)的主軸兩支承的合理跨距 L≤2.5a=2.5×120=300 初取L=280。 4.11 主軸結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)以上的分析計(jì)算，可初步得出主軸的結(jié)構(gòu)如圖4-7所示： 圖4-7 主軸結(jié)構(gòu)圖 4.12 主軸組件的驗(yàn)算 主軸在工作中的受力情況嚴(yán)重，而允許的變形則很微小，決定主軸尺寸的基本因素是所允許的變形的大小，因此主軸的計(jì)算主要是剛度的驗(yàn)算，與一般軸著重于強(qiáng)度的情況不一樣。通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強(qiáng)度的要求。 剛度乃是載荷與彈性變形的比值。當(dāng)載荷一定時(shí)，剛度與彈性變形成反比。因此，算出彈性變形量后，很容易得到靜剛度。主軸組件的彈性變形計(jì)算包括：主軸端部撓度和主軸傾角的計(jì)算。 4.12.1 支承的簡(jiǎn)化 對(duì)于兩支承主軸，若每個(gè)支承中僅有一個(gè)單列或雙列滾動(dòng)軸承，或者有兩個(gè)單列球軸承，則可將主軸組件簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，如下圖2-8所示；若前支承有兩個(gè)以上滾動(dòng)軸承，可認(rèn)為主軸在前支承處無(wú)彎曲變形，可簡(jiǎn)化為固定端梁，如圖2-9所示： 圖4-8 主軸組件簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁 圖4-9 主軸組件簡(jiǎn)化為固定端梁 此次設(shè)計(jì)的主軸，前支承選用了一個(gè)雙列向心短圓柱滾子軸承和兩個(gè)推力球軸承作為支承，即可認(rèn)為主軸在前支承處無(wú)彎曲變形，可簡(jiǎn)化為上圖2-9所示。 4.12.2 主軸的撓度 查《材料力學(xué)I》第188頁(yè)的表6.1，對(duì)圖2-9作更進(jìn)一步的分析，如下圖2-10所示： 根據(jù)圖2-10，可得此時(shí)的最大撓度 = 其中， F