G7116型弓鋸機的設計【3張CAD圖紙+PDF圖】

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設計任務書 設計題目 G7116型弓鋸機的設計 摘　　要 弓鋸機在生產中的用途多而廣泛，能鋸切各種截面形狀不同的普通鋼、不銹鋼、銅材、鋁材等金屬型材、管材、鋼管家具、運動器材、旅游休閑用品、汽車、摩托車、自行車、童車、裝潢等行業(yè)進行大批量生產的最佳設備。在生產力發(fā)展方面起著不可替代作用。該弓鋸機的控制線路采用Y系列三相異步交流電動機，因為，它的效率高、工作可靠、結構簡單、維護方便、價格低。適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合；再是，它的啟動性能較好，所以此弓鋸機選用Y系列三相異步交流電動機。 弓鋸機的傳動帶采用V帶來進行帶傳動，由于帶傳動是靠摩擦力作用進行傳動的，在同樣的壓緊力作用下，V帶摩檫力較大，傳遞功率也較大，且結構緊湊，所以選擇V帶傳動進行帶傳動的設計。 鋸弓采用鑄造成型，鋸弓的導軌沿支架的導軌移動，根據鋸子的形狀設計鋸弓的形狀。鋸弓的結構一般由鑄造成型和焊接成型，因為鑄件有許多優(yōu)點，所以鋸弓為鑄造成型比較合適 本次對G7116型弓鋸機的設計主要是綜合所學的專業(yè)知識，從機械設計和電氣等方面來設計的。包括對機械功能的分析、各部分結構的設計、傳動裝置的設計以及對零件圖和裝配圖的設計。這次設計的弓鋸機質量優(yōu)、性能好、鋸切效率高、能耗低、價格廉，并且很環(huán)保。 關鍵詞:機械設計，電氣設計，結構設計 目 錄 摘　　要 II 1 概述 1 1.1弓鋸機的發(fā)展及應用 1 1.2 機床的結構設計思路 1 1.3 設計的目的 2 1.4 設計內容 2 2 機床電氣部分的設計 4 2.1 電動機的選擇 4 3 機械傳動裝置的總體設計 6 3.1 擬定傳動方案 6 3.2 選擇傳動形式 7 3.3 傳動裝置的總傳動比及其分配 8 3.4 各傳動件的設計 9 4 弓鋸機使用說明書 23 4.1 使用機床注意事項 23 4.2 鋸條的安裝 23 4.3 潤滑系統的保養(yǎng) 23 4.4 機床中的易損件 24 5 裝配圖的設計 25 6 零件工作示意圖 26 致 謝 27 參考文獻 28 附 錄 29 1 概述 1.1 弓鋸機的發(fā)展及應用 由于科學進步的不斷發(fā)展，各行各業(yè)技術的不斷改進與更新；在機械制造行業(yè)，由于勞動強度大，工作環(huán)境差等原因，不得不去為改善其生產工藝和更新生產設備；而去提高勞動生產效率和產量。為了保證勞動工人的身體條件和不斷提高其機械化程度和改善其工作環(huán)境,減少對人體的危害 ,同時也可以提高其勞動生產率。從而也使得在機械加工行業(yè)中重要的一環(huán)切割技術也不斷的發(fā)展，因此在本次設計中我對G7116型弓鋸機床進行設計。 弓鋸機在生產中的用途多而廣泛，能鋸切各種截面形狀的普通鋼、不銹鋼、銅材、鋁材等金屬型材、管材、鋼管家俱、運動器材、旅游休閑用品、汽車、摩托車、自行車、童車、裝潢等行業(yè)進行大批量生產的最佳設備。在機械加工方面能夠快速的完成工作任務，從而提高生產效率。弓鋸機的種類也很多，從自動化程度方面來說：其中包括手動、自動、半自動等，從樣式上來分包括臥式、立式等多種形式。由于生產力的前進，弓鋸機在生產中起著越來越重要的地位，弓鋸機的設計也必將走向成熟。 1.2 機床的結構設計思路 1.2.1床身 由前后床腿和床面部分組裝而成。 1.2.2.支持架 固定在床面后端,頂端承托滑枕,中間安裝液壓機構。 1.2.3.滑枕 支持架上的樞軸擺動,鋸弓則沿著它側面的矩形導軌進行往復運動,滑枕上裝著一 根支撐桿,以備在手動抬起后支撐滑枕,以防止下落. 1.2.4.鋸弓 鋸弓的導軌沿滑枕的導軌移動,導軌磨損時,靠鑲條調整； 鋸條用螺釘和墊圈壓在前后導板上,將螺釘固定后再調整前導軌板以拉緊鋸條； 鋸弓后端用銷子連接連桿,而連桿的另一端則用曲拐銷與心盤相連接； 曲拐銷在齒輪上的偏心距可以調整,以及對各種材料尺寸的最有利的沖程長度。 1.2.5.液壓裝置 有兩重作用:支持鋸弓,在后退時使鋸齒讓開工件,并且在切割沖程開始時使鋸條以適當的距離趨近工件,改進手柄7可以調整切削進給量。 1.2.6.冷卻裝置 冷卻液的供給靠微型電磁泵,冷卻液裝在床身前床腿內。 1.2.7.虎鉗 靠手動夾緊工件,可以擺動45度斜切。 1.2.8.擋料裝置 當重復鋸割同樣長度的工件時可以使用。 1.2.9.電器設備 主電機采用啟動與停止按鈕控制,機床電器設備裝在床身后腿內,操縱盒裝在床身左側,本機床電源為三相380伏,50赫茲,或單相220伏. 1.3 設計的目的 綜合運用機械設計基礎課程及有關選修課程的知識，對弓鋸機進行設計，起到了鞏固、深化、融會貫通及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。 通過設計的實踐，培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力，掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法和步驟。提高有關設計的能力，如計算、繪圖能力及計算機輔助設計(CAD)能力，使熟悉設計資料(手冊、圖冊)等的使用，掌握經驗估算等機械設計的基本技能，為以后走上工作崗位打基礎。 1.4 設計內容 G7116型弓鋸機床是一種清潔的移動式機床，結構簡單使用方便，切割效率高，適用于切割黑色金屬和有色金屬材料之用，對它進行傳動裝置的總體設計，傳動零部件的設計、計算、裝配圖、零件圖的設計，電氣的設計. 基本參數如下(資料來源實習廠原始資料） 加工范圍 最大鋸料尺寸 （1） 圓鋼 170mm （2） 工字鋼 NO.16 （3） 槽鋼 NO.16 （4） 角鋼 NO.16 鋸條規(guī)格 （1） 鋸條寬度 32（25）mm （2） 鋸條長度 350（350）mm （3） 鋸條厚度 1.8（1.4）mm 鋸弓傳動機構 [1] 鋸弓往復工作行程 次數/分 92 [2] 鋸條工作行程長度 110---170mm 電動機 370瓦1400轉/分 冷卻泵 流量2升/分 機床凈重 160Kg 機床外形尺寸（長×寬×高） 1000×450×750mm 表1.1 弓鋸機參數介紹 33 2 機床電氣部分的設計 2.1 電動機的選擇 電動機是最常見的原動機，已經標準化、系列化。選擇電動機時，應該按照弓鋸機的特性、工作環(huán)境、工作載荷的大小等條件，選擇電動機的類型、型號。 2.2.1電動機類型 電動機分為交流電動機和直流電動機兩種，工業(yè)上廣泛應用三相交流電動機，常用的電動機是Y系列籠型三相異步交流電動機。它的效率高、工作可靠、結構簡單、維護方便、價格低。適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于它的啟動性能較好，所以此弓鋸機選用Y系列三相異步交流電動機。 如果需要經常啟動，制動的機械應選用繞線型系列異步電動機。電動機的結構形式安裝位置分為臥式和立式兩類；按防護方式不同，有開啟式、防護式、封閉式。 此弓鋸機選用臥式封閉型電動機。 2.2.2電動機容量的選擇 選擇電動機的容量就是合理確定電動機的額定功率，決定電動機的功率要考慮電動機的發(fā)熱、過載能力和啟動能力三方面因素。但一般情況下，電動機容量的選擇主要有運行發(fā)熱條件而定。電動機的發(fā)熱與其工作情況有關，對弓鋸機來說，它的載荷變化不大，且在常溫下長期連續(xù)運行，只要其所需輸出功率不超過其額定功率，這類電動機的計算可不進行發(fā)熱計算。 1）電動機所需功率Pw 電動機所需功率Pw應有弓鋸機的阻力和運動參數計算確定 2）電動機的輸出功率Pd 電動機的輸出功率Pd=Pw/n η=η1η2η3ηn=0.960.940.99=0.9024 pw=0.370.9024=0.33378=0.334 3）選擇電動機的轉速 同一類型功率相同的電動機具有多種轉速。如果選用轉速高的電動機，其尺寸和重量小、價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結構尺寸和重量增加。弓鋸機屬于小功率機器，整個弓鋸機價格較低，應該選用尺寸小和重量輕的電動機，所選轉速為1500轉/分。 4）確定電動機的型號 Y100L1—4 2.2 設計電氣控制原理圖（如圖2.1） 圖2-1弓鋸機電氣控制原理 2.3 選擇電氣元件制定電動機和電氣元件明細表（如表2.1） 表2.1 電氣元件明細表 符號 名稱 型號規(guī)格 數量 備注 M 交流電動機 370w，1400rpw 1 KM 交流接觸器 L—D09 1 接通切斷電動機 FR 熱繼電器 JRSI—12/2 1 過載保護 SB1 SB2 按鈕開關 LA4—2H 2 V 二極管 N5408 1 整流、穩(wěn)壓 L 電磁泵 WDS 1 供給冷卻液 SB3 開關 LA4—2H 1 接通切斷電磁泵 3 機械傳動裝置的總體設計 傳動裝置總體設計方案的任務使擬定的傳動方案，確定總傳動比別合理分配傳動比，以及計算傳動裝置的運動和動力參數，為各級傳動零件的設計、裝配圖的設計做準備。 3.1 擬定傳動方案 機器通常有原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。傳動裝置位于原動機和工作機之間，用來傳遞運動和動力，并可以用力改變轉速，轉矩里的大小或改變運動形式，以適應工作機功能的要求，傳動裝置的設計對整臺機器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影響，因此應當合理擬訂傳動方案。 傳動方案一般用運動簡圖來表示。擬訂傳動方案就是根據工作機的功能要求和工作條件，選擇合適的傳動機構類型。確定各類傳動機構的布置順序以及各個組成部分的連接方式，給出傳動裝置運動簡圖。 弓鋸機的原動機為電動機，經過傳動機構傳的軸1，再傳到軸 2，使軸2轉動。其傳動機構的設計方案如下： 圖3.1 運動簡圖 運動簡圖說明 方案1：從電動機輸出轉距以后經過小皮帶輪Ⅰ傳送到大皮帶輪Ⅱ， 驅動軸Ⅰ轉動帶動齒輪3轉動，齒輪3帶動大齒輪4轉動。 方案2：從電動機輸出轉距傳到圓錐齒輪1上，圓錐齒輪1與圓錐齒輪2嚙合，帶動傳動軸Ⅰ，軸Ⅰ上的齒輪3和軸2上的齒輪4嚙合，使軸Ⅱ轉動。 方案3：電機輸出轉距帶動小齒輪1，齒輪1與Ⅰ軸上的大齒輪2嚙合，Ⅰ軸上的小齒輪3與Ⅱ軸上的大齒輪4嚙合，使軸Ⅱ轉動。 3.2 選擇傳動形式 滿足同一種工作機的性能要求有許多種方案，可以通過選用不同的方案的傳動機構來實現。 合理的選擇傳動形式上擬訂傳動方案的重要環(huán)節(jié)。選擇傳動機構類型時，應綜合考慮各有關要求及弓鋸機工作條件。例如它的功能，對尺寸，重量得限制，環(huán)境條件，工作壽命及經濟性能要求等。選擇傳動機構類型的基本原則是： 1） 傳動裝置的效率，降低選擇大功率時，應充分考慮提高運行費用。時應選擇效率高的傳動機構，如齒輪機構，而對于小功率傳動，再滿足功能條件下，可選用結構簡單，制造方便的傳動形式，以降低制造費用。 2) 載荷多變和可能發(fā)生過載時，應考慮緩沖吸振及過載保護問題，如選擇帶傳動。 3） 在傳動比要求嚴格，尺寸要求緊湊的的場合，盡可能選用齒輪傳動。 4） 在潮濕多粉場合，及惡劣環(huán)境下工作的機器，宜選用閉式齒輪傳動。 弓鋸機的傳動裝置需要選用不同的傳動機構，以多級傳動方式組成。合理布置它的傳動順序，對傳動裝置和整個機器的性能，傳動效率和結構尺寸有直接影響。 1> 傳動能力較小的帶傳動宜布置在高速級，有利于整個傳動系統中結構緊湊，勻稱。同時帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減小噪聲的特點。 2> 閉式齒輪傳動一般布置在高速級，以減小閉式傳動的外廓尺寸，降低成本。開式齒輪傳動制造精度較低，潤滑不良，工作條件差 ，為減少磨損一般應放在高速級。 3> 當同時采用直齒輪傳動和斜齒輪傳動時，應將傳動較平穩(wěn)動載荷較小的斜齒輪傳動布置在高速級。 4 > 圓錐齒輪尺寸過大時，加工有困難，可將其布置到高速級，并對其傳動比加以限制，以限制錐齒輪的尺寸。 5> 分析比較，擇優(yōu)選定 一個好的傳動方案，除了首先應滿足機器的功能要求外還應該工作可靠，結構簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，成本低廉以及使用方便，要完全滿足這些要求是很困難的。在擬訂傳動方案和對多種方案進行比較時，應根據機器的具體情況綜合考慮，選擇能保證主要尺寸的較合理的傳動方案。 現對擬訂的四種傳動方案進行分析： 方案2，結構緊湊，環(huán)境適應性好，但在長期連續(xù)運轉的條件下，傳動效率低，功 率損失大，不適用于連續(xù)長期工作。 方案4，錐齒輪的加工比圓柱齒輪的加工困難，成本高。 此弓鋸機傳動機構工作環(huán)境惡劣，需要在長期連續(xù)的工作條件下工作，所以綜上四種方案此弓鋸機傳動機構最佳選擇為方案1。 3.3 傳動裝置的總傳動比及其分配 3.3.1計算總傳動比 由電動機的滿載轉速nm和工作機的最后傳動軸的轉速nw可確定傳動裝置的總傳動比:i=nm/nw=1400/92=15 傳動裝置總傳動比是各級傳動比的連乘積,即i=i1i2i3i4…in設計多級傳動裝置時,需將總傳動比分配到各級傳動機構. 3.3.2合理分配各級傳動比 分配傳動比應考慮以下幾個問題: 1）各級傳動機構的傳動比應在推薦值的范圍內,不能超過最大值,以利于發(fā)揮其性能使結構緊湊。 2）應使各級傳動的結構尺寸協調，勻稱。 3）應使傳動裝置外廓尺寸緊湊，重量輕。 4）V帶傳動時的傳動比推薦值為2～4，圓柱齒輪傳動比推薦值為3～6。所以，傳動系統中，v帶傳動比先設計為3，圓柱齒輪的傳動比設計為5 。 5）傳動裝置的運動及參數計算 3.3.3傳動裝置各軸的轉速功率和轉矩. 1）各軸轉速NR/min N1=NM/I1=1400/3=467r/ min N2=NI / I2=467 /5=93r/ min 2）各軸的輸出功率 P1 =P1N12=0.370.95=0.352 P2=P2N23=0.3520.95=0.335 3）各軸輸出轉矩 T1 =9550P1/N1=95500.352/467=7.2 T2 =9550P1/N2=95500.335/ 93=34 3.4 各傳動件的設計 弓鋸機的傳動原理圖（圖3.2） 圖3.2機床傳動原理圖 電動機通過小皮帶輪帶動大皮帶輪從而驅動軸Ⅰ，再經過齒輪副使軸Ⅱ轉動，偏心盤通過連桿，使鋸弓往復運動，達到切割的目的。 3.4.1 帶傳動設計（圖3.3） 圖3.3帶傳動圖 由于帶傳動是靠摩擦力作用進行傳動的,在同樣的壓緊力作用下,v帶摩擦力較大,傳遞功率也較大,且結構緊湊,所以此處選擇v帶傳動. V帶傳動具體設計內容有:確定v帶型號,長度,根數,傳動中心距及帶輪直徑. 1）確定計算功率Pc=Kap 它是根據額定功率,并考慮載荷性質以及每天的運轉時間而進行計算的. Pc=Kap其中Ka為工作情況系數 工作時載荷變動小,每天工作時間小于10小時,所以應選KA為1:1. 2）選擇V帶號 根據計算功率PC和主動輪轉速,選擇V帶型號為A型普通V帶 3）確定輪基本直徑Dd1\Dd2 根據帶輪直徑小,可使結構緊湊,設計時應取帶輪基準直徑Dd1>Ddmin 所以,選擇Dd1=100mmDd1=100mm>Ddmin=75mm 大帶輪基準直徑為:I=3Dd2=1003=300n2=n1Dd1/Dd2=467mm 4）計算帶速 帶速太高會使離心力增大,使帶與帶輪之間的摩擦力減小,傳動中容易打滑,若帶速太低,則傳遞功率一定時,傳遞的圓周力增大,帶的根數增多. V=3.14Dd1n1/601000=3.141001400/601000=7.33m/s 帶速在5-25m/s范圍內. 5）確定帶的基準長度和實際中心距 傳動中心距小則結構緊湊,但傳動帶較短,包角較小,且?guī)У睦@轉次數增多,降低了帶的壽命.如果中心距過大,則結構尺寸增大,當帶速較高時,代會產生顫動. 0.7(Dd1+Dd2)≤A0≤2(Dd1+Dd2) 即：0.7(100+300)=280mm≤A0≤2 (100+300)=800mm 因為280≤A0≤800為了計算方便暫取A0為500. 基準長度L0=2A0+3.14/2(Dd1+Dd2)+( Dd2- Dd1)2/4A0 =2500+3.14/2400+40000/2000L0=1648mm 6）檢驗小帶輪包角 A0=180- Dd2- Dd1/A57.3 =180-0.457.3 =157>120 滿足條件 7）確定帶的根數 帶的根數應取整數,為使各帶受力均勻,帶的根數不能太多,應滿足Z<10 查表得:K1=0.96 ,Ka=0.85 ,P0=1.32 Z=0.407/(1.32+0.174) 0.960.85=2 8）計算帶輪的寬 B=(Z-1) E+2F =215+39=57mm Z-輪槽數 3.4.2 帶輪的結構設計 帶輪應具有足夠的強度和剛度,無過大的鑄造內應力,質量小卻分布均勻,結構工藝性好,帶輪工作表面應光滑,以減小帶的磨損.帶輪材料常采用鑄鐵制成.由于此帶輪速度小于25mm/s采用HT150比較合適.帶輪的結構為了減少材料,減少重量,門觀起見采用H型孔板帶輪. 圖3.4齒輪傳動示意圖 3.4.3 齒輪傳動設計 由于齒輪傳動傳遞動力大，效率高，壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高，能保證恒定的傳動比。圓柱直齒齒輪制造簡單，互換方便。所以，此處齒輪傳動采用標準直齒圓柱齒輪。此齒輪系I為5小于8可采用一級齒輪傳動，如果傳動比過大時采用一級傳動，將導致結構龐大，在這種情況下，要采用分級傳動。附齒輪傳動示意圖如圖2.5。 1）選擇齒輪材料及精度等級 小齒輪選擇優(yōu)質碳素鋼45號鋼，調質處理后硬度為220-250HBS，大齒輪選用45鋼正火硬度為170-210HBS，因為是普通機床，齒輪的精度選普通精度8級，要求齒輪面粗糙度RA3.2-6.3VM。 1>按齒面接觸疲勞強扭距T1=9.551000000P/N1 T =9500000.37/560=630000N.m 2>載荷系數 K=1.6 3>齒數和齒寬系數，小齒輪的齒數Z取30，則大齒輪的齒數為30*5=150，單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面為軟齒面，選取為1。 4>許用接觸應力 有齒輪的接觸疲勞極限圖查的： бHim=560 бHim=520 由安全系數表查的安全系數為1。 N1=60njLn=490000000 N2=196000000 由接觸疲勞壽命系數表查的[Bh1]=560 [Bh2]=551.2 由鋼齒輪設計公式得：d1=107 m=107/30=3.57 有漸開線齒輪的模數，選取時優(yōu)先采用第一系列取標準模數 m=4. 2）主要尺寸的計算 d1=mz1=4*30=120mm d2=mz2=4*150=600mm b1=1*120=120mm b2=120+5=125mm a=1/2m(z1+z2)=1/24180=360mm 3）校核齒根彎曲疲勞強度 如果Bf=[бF]則校核合格。 齒形系數YF 1> 查標準外齒輪的齒形系數yf1=2.54 yf2=2.25 2> 查標準外齒輪的應力修正系數表：ys1=1.63 ys2=1.77 3> 許用彎曲應力[Bf] 由實驗齒輪的彎曲疲勞極限圖2.6： бFLim=440 бFLim=410 有安全系數表得：Sf=1.3 由彎曲疲勞壽命系數圖得：Yn1=Yn2=1 [Bf1]=1440/1.3=338 [sf2]=1410/1.3=315 Bf1= YFYS=21=2KT1/bmmz1 Bf2=1002.251.77/2.541.63=96.2<[sf2] 所以齒根彎曲強度校核合格。 4）計算齒輪的圓周速度V V=pd1n1/601000=3.14120.467/601000=2.9m/s 圖3.5齒輪的彎曲疲勞極限圖 3.4.4 齒輪軸的設計，以及軸1與齒輪1的連接。 傳動零件必須被支撐起來才能工作，支撐傳動的零件成為軸。軸的工作情況的好壞直接影響到整臺機器的性能和質量。軸主要功能是支承旋轉零件，傳遞轉矩和運動，此軸即承受轉矩，又用來支承零件所以應選用轉軸，根據此軸線的開頭以及它的用途還應該選擇直線階梯軸，因為階梯軸形狀簡單，加工容易，應集中減少成本低。 1） 軸的結構和形狀取決于下面幾個因素： 1> 軸的毛胚種類 2> 軸之作用力的大小及其分布情況 3> 軸之零件的位置配合性質，以及聯結固定方法 4> 軸承的類型、尺寸和位置 5> 軸的加工方法，裝配方法 6> 經濟因素對軸的結構進行設計主要是確定軸的結構形狀和尺寸 軸的強度與工作應力的大小和性質有關，因此選擇軸的結構和開頭是應注意以下幾方面：1、使軸的形狀接近于高強度條件以充分利用材料的承載能力2、改變軸之零件的布置，有時可以減少軸的載荷。 2） 零件在軸之間的固定 為了保證零件在軸上的工作位置固定，應在周向和軸向上對零件加以固定。 1>周向固定，為了傳遞運動和轉距，防止軸零件與軸作相對轉動，軸上零件的周向固定必須可靠，齒輪與軸的周向固定常采用鍵聯接 2>軸向固定零件在軸上的軸向定位要準確可靠，以使其安裝位置確定，能承受軸向力而不產生軸承位移。 3） 軸的強度計算 1〉設軸的轉距T的作用下，產生剪應力T，對于圓截面的實心軸，其抗扭強度為：T￡[T]選擇軸的材料確定許用力 由弓鋸機傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用特鋼并經調質處理，由軸的常用材料及其機械性能表得知45鋼調質后HBS為220-260，抗拉強度極限6b=650Mpa,由軸的許用彎曲應力表得許用彎曲應力[6-1b]=60Mpa. 2〉按鈕轉強度估算軸徑 45鋼的c值為118-107由計算公式的d=75.768.7mm 圖3.6皮帶圖 4) 設計軸的結構及草圖 1>確定軸之零件的位置和固定方式 ，要確定軸的結構形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，從軸的草圖知，齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸的肩定位，右端用套簡定位，這樣齒輪在軸上的軸向位置不受完全確定不定期，齒輪的周向固定采用平鍵聯接，兩軸承分別安于皮帶輪和右側和齒輪的左側。 2> 確定各軸段直徑如軸草圖所示： a) 軸段1處直徑最小d1=70mm;軸段2上有軸肩，同時能很順利地在軸段 b) 處安裝軸承軸段 c) 必須滿足軸承內徑的標準，故取決2的直徑d2為74mm b) 確定各軸段的長度 各軸段的長度應根據實際來確定。d1為裝配帶輪，其長度應根據皮帶輪的寬度來確定，皮帶輪的寬度為57mm，軸向固定采用套筒固定，所以d1處的距離應為皮帶輪的寬度與套筒的長度之和取d1為65mm，b1處的距離應根據軸承的寬度，以及箱體的支持架來確定取b1為40mm。A1處箱體內的寬度應根據箱體的大小來確定，先暫取a1為150mm，c1處安裝齒輪的地方，此處的長度應根據齒輪的寬度及傳動要求來確定，齒輪的寬度為120mm,取c1處為150mm，此傳動軸總體長度為445mm. 5) 齒輪軸II的設計 齒輪軸II與皮帶軸承I裝在同一箱體內承受不大，所以此軸的設計方法和軸I的基本相同，此軸設計時應考慮因素和軸I相同，所以此處不再重復。 1> 選擇軸的材料確定許應用力 此處材料無特殊要求，傳遞功率屬于小功率，故選用45鋼并經調處理，調質后HBS為220-260Mpa,抗拉強度為6b=650 Mpa，由軸的許用應力表得許用應力為[6-b]=60Mpa 2> 計算軸徑 45鋼的C值為118-107由式的d =75.7-68.7mm暫取70mm 3> 設計軸的結構及草圖 a)此軸上只有一個零件齒輪，次輪2右端用套簡裝入，左端用軸肩定位，右端用套 筒定位，這樣齒輪在軸上的軸向位置被安全固定。齒輪的周向固定采用平鍵聯結。 b)各軸段尺寸。 L1處是軸的前端，其軸向有用套簡固定，L1處取30mm，L2處取40mm，L4處為150mm，L3處取150mm（為了美觀起見L3處和L1應取相同）此軸總長度為410mm。 4> 偏心盤的設計 此偏心盤是齒輪2通過圓心，向其外處打一孔，這個孔到齒輪圓心的距離稱為偏心距，偏心距越大，由拐銷在齒輪上的偏心以調整，以期各種材料獲得最有效的沖程長度 3.4.5 往復運動機構設計 圖3-7往復運動機構圖 能夠實現往復移動的機構有：連桿機構，移動從動體凸輪機構，楔塊機構，齒輪齒條機構，螺旋機構，弓鋸機滑枕繞支持架上的樞軸擺動，鋸的尋軌沿首滑枕的矩形導軌往復運動。 能實現移動的機構很多，連桿機構屬于最簡單的往復移動機構，此弓鋸機床能切削各種棒料，適合于小企業(yè)使用，屬于小功率機器，此連桿能夠滿足此弓鋸機的使用要求，為了降低成本，此弓鋸機往復運動機構選擇連桿機構。 3.4.6 行程可調機構的設計 曲拐銷在齒輪上的偏心距在設計的時候，應該考慮弓鋸機在鋸削各種材料尺寸的最有利的沖程長度，行程可調機構有，利用螺旋調節(jié)行程的機構，利用偏心調節(jié)行程的機構，利用滑塊調節(jié)行程機構等。 1)結構說明：圓盤1為曲柄，2為連桿。圓盤1上裝有調節(jié)螺旋5，連桿2的端有與螺旋相配和的螺母。通過調節(jié)可以調節(jié)曲柄的長度，以調節(jié)行程的長度。利用偏心調節(jié)行程機構如圖3.8 圖3.8行程可條機構設計 2）結構說明：為調節(jié)曲柄搖桿機構中的曲柄長，在圓盤1內裝有另一小圓盤2，其幾何中心為O1。小圓盤中心與轉軸中心A的偏心鋸為E1，兩圓盤的幾何中心O1與O2的距離為E2，由于大小圓盤的幾何中心與回轉中心均有一偏距，故稱雙偏心。連桿3與圓盤1的鉸接中心為B，距O1的距離為r，而到轉動中心的距離即曲柄長為R。調節(jié)時可根據要求的行程，將偏心距2繞A軸轉動一角度后加一固定。此機構適用于行程變化小的機構調節(jié)。 以上所設計的兩個行程可調機構都能滿足弓鋸機的使用要求，制造弓鋸機時隨便選一即可，但是兩偏心行程可調機構復雜，制造成本高，使用方便。曲柄搖桿機構制造簡單，結構簡單，經濟性好，根據攻鋸機的設計要求，應選擇曲柄搖桿機構。 3.4.7 支承架的設計 支架是機床的基礎構件。弓鋸機的支架固定在軸上，在鋸削時鋸條與工件之間的相互作用力傳遞到支架上有可能使之變形。機床的動態(tài)力（如變動的削切力，往復運動的慣性力）使支架和整機振動，支持架的變形會導致執(zhí)行機構的相對位置或運動軌跡。這將影響到加工的精度和鋸條的壽命。 圖3.9支架示意圖 對支持架的基本要求是： 1） 應具有一定的剛度和強度； 2） 應具有較好的動態(tài)特征性； 3） 支持架的設計應使整機的熱變形??； 4） 應具有良好的工藝性，以便于制造和裝配。 支持架的設計，首先根據使用要求進行受力分析，再根據所受的力和其他要求，初步決定其形狀和尺寸。支持架是機床的一個組成部分，分析支持架的受力必須首先分析機床的受力。弓鋸機的受力為外載荷，外載荷以切削力為主，滑枕的重量相對較小，但是往復運動的慣性力較大支持的變形包括三個部分，自身變形，局部變形和接觸變形。所以設計支持架的時候，應該考慮它的自身剛度，局部剛度，接觸剛度，支持架主要受的是彎曲載荷。支持架的材料主要為鑄鐵和鋼。鑄鐵支承件如果與支承件鑄造為一體，則鑄鐵的牌號應根導軌的據要求來選擇，如果導軌是鑲裝上去的，則一般可用HT150。如果支持架有型鋼和鋼板焊接成常用45鋼。 在鑄造或焊接中的殘余應力將使支持架變形，因此必須進行時效處理。時效處理要放在粗加工之后。支持架在滿足使用要求的前提下，應盡量便于制造和加工。鑄件的壁厚應盡量均勻。支持架在使用型鋼焊接時許多優(yōu)點：1.不需要制造模型和澆注生產周期短，又不易出廢品 2.減輕重量。但是焊接結構也有許多缺點：1.焊接結構在中小型機床成批生產時，成本較高，手工勞動量大。再此種條件下，支架應選用鑄造結構。 3.4.8 導軌的設計 導軌的功用是導向和承載，在導軌副中，運動的一方叫動導軌，不動的一方叫作支承導軌，動導軌相對于支承導軌的運動是直線往復運動。 圖3.10直線運動導軌組合方式設計示意圖 導軌在運動時應具有足夠的導向精度。保證動導軌運動的準確度是保證工作質量的前提。影響導向精度的主要因素有：導軌的結構形式，導軌的幾何精度和接觸精度，導軌和基礎的剛度，導軌的油膜厚度，導軌的變形等。 導軌的幾何精度是它在平面內的直線度和量導軌面的平行度。導軌的精度保持性是由它的耐磨性決定的，它與導軌的摩擦性質，導軌材料以及受力情況有關。影響精度保持性的主要因素是磨損，提高耐磨性以保持精度是提高機床質量的主要內容之一。 1） 弓鋸機直線運動導軌組合方式擬訂放案： 圖A為三角形組合，它的導向精度隨著頂角A的大小而不同，A越小導向性越好 但是當A減小時，它的摩擦系數增大，此導軌加工維修困難，用于精度要求高的機床。 圖B矩形導軌，具有剛度高，加工和維修方便的優(yōu)點，但是矩形導軌不可避免的存在側面間隙，因而導向性差。它適用與載荷較大導向性要求較低的機床。它的制造用料多，加工成本高。 圖C凸凹性導軌間隙調整方便，用料較小加工成本低，適用于受力小，承載能力不大的場合。 弓鋸機的導軌承載能力小，不要求較高的導向精度，所以此處選擇C種方案。 2） 導軌的潤滑 對導軌進行潤滑的目的是降低摩擦力，提高機械效率，減小磨損以延長壽命，降低溫度，改善工作條件，防止生銹。 導軌的最簡單潤滑方法是人工定期直接在導軌上澆由，此種方法使用簡單，但是一直人工加油比較麻煩，可在導軌面上開出油溝放上油箱。弓鋸機的導軌屬于滑動低速小型導軌，其潤滑劑應選擇20號機械油。 3.4.9 液壓的設計 機床的操作性能在很大程度上取決于液壓裝置。液壓裝置有兩個柱塞，柱塞四連著滑枕五，柱塞二則受控于偏心盤。由于鋸條對導軌的傾角，在前進沖程中切割阻力是鋸弓抬起帶動柱塞4上升，因而吸油通過單向閥6進入油缸。鋸弓后退時，鋸條的傾角使鋸齒離開工件，其距離逐漸加大，但是鋸弓與滑枕的重量壓在柱塞4上，迫使油液經涌道3排出，適當的補充了這個距離，這個距離在后死點上，柱塞2把涌道3堵死，使鋸弓不在下降。液壓裝置的最好整定條件是：鋸弓后退時鋸齒讓開工件，開始前進時鋸齒則貼緊工件，從而避免沖擊，小柱塞的位置可以調整，以獲得良好的效果。 液壓裝置有兩重作用：支持鋸弓，在后退時鋸齒讓開工件，并且在切割沖程開始時使鋸弓以適當的距離趨進工件。改變手柄7可以調整進給量。 3.4.10 冷卻裝置 弓鋸機在鋸削工件時，鋸條與所切的工件會產生巨大的切削熱，這咱熱量如不及時排出，會使鋸條溫度升高，如果鋸削時間過長，會軟化鋸條，以致于損壞鋸條。弓鋸機在鋸削工件時，鋸條與切削面之間會停留許多鐵屑，這樣降低了工作效率，增大了摩擦，不利于更好的切削。冷卻液的供給解決了這兩個問題，冷卻液的供給靠微型電磁泵，冷卻液裝在機床前床腿內。從微型電磁泵輸出的冷卻液，經過輸送管道，開關，噴頭，到達工作。輸送冷卻的流量。流出的冷卻液，經過工件流到機床底殼上，底殼上有過濾器，經過過濾的冷卻液又流回到了機床前床腿內，這樣一直連續(xù)循環(huán)。 圖3.11擋料裝置示意圖 3.4.11 虎鉗與擋料裝置 虎鉗有固定鉗身和活動鉗身組成。用手擰動虎鉗手柄，把工件裝到虎鉗活動鉗身和固定鉗身之間，調出需要的距離后擰動虎鉗手柄，把它鎖緊。當重復鋸削同樣長度工件時，應設計一擋料裝置，這樣可以減少輔助時間，提高工作效率。（附虎鉗和擋料裝置圖3.11） 結構說明：當把工件在虎鉗上固定好后，擰動調節(jié)螺釘，使擋料板可以向工件出移動，然后移動擋料板，是它與工件前端部接觸，然后擰緊調節(jié)螺釘A。擋料板的作用是：重復鋸削同樣長度的工件時，使工件前端與擋料板內表面接觸，這樣省去了測量時間，提高了工作效率。 3.4.12 鋸弓的設計（附鋸弓形狀設計圖3.12） 圖3.12鋸弓設計示意圖 設計思路：鋸弓的導軌沿支架的導軌移動，根據鋸子的形狀設計鋸弓的形狀。鋸弓的結構一般由鑄造成型和焊接成型，因為鑄件有許多優(yōu)點，所以鋸弓為鑄造成型比較合適。 3.4.13 床身的設計（附床身設計圖3.13） 圖3.13 弓鋸機裝配簡圖 設計思路：床身應包括前床腿，后床腿和床面三部分組成。床身的設計必須能夠實現它的所有功能，能夠滿足它的可靠滿足它的經濟性要求，操作方便，造型美觀等要求。 4弓鋸機使用說明書 4.1 使用機床注意事項 1） 對各潤滑部分加油，注滿冷卻液至油標1/3處，在正常使用中一定要保持有足夠的潤滑油，冷卻泵嚴禁空載。 2） 調整支撐桿的限位螺釘，使限位開關在鋸工最低處時發(fā)生作用，以工件尺寸調整行程長度，并作空運轉以觀察各部分動作是否正常。 3） 機床啟動前液壓油注入0.5公升干凈20#機油。 4.2 鋸條的安裝 安裝鋸條時，必須使鋸齒朝前，張緊適宜，工作完畢后將鋸條松開。 4.3 潤滑系統的保養(yǎng) 機床的所有潤滑點列于下圖4.1，各潤滑點的潤滑方式，潤滑油類以及潤滑規(guī)范 見附表，應按時提供給油 圖4.1潤滑圖 表4.1弓鋸機潤滑規(guī)范表 序號 潤滑點名稱 潤滑方式 油的種類 潤滑規(guī)范 1 連桿套油孔 人工 20＃機械油 每班四次 2 鋸導軌油杯 人工 20＃機械油 每班四次 3 連桿軸承 人工 1＃復合鈣基脂 半年一次 4 支座套油杯 人工 20＃機械油 三天一次 5 支座套油杯 人工 20＃機械油 三天一次 6 偏心套油杯 人工 1＃復合鈣基脂 三天一次 7 傳動軸承油杯 人工 20＃機械油 每班四次 8 傳動軸承油杯 人工 1＃復合鈣基脂 每班四次 4.4 機床中的易損件 弓鋸機機床易損件的的序號、名稱、代號及規(guī)格見以下附表 表4.2弓鋸機易損件 序號 代號 名稱 材質 數量 1 G7116-218 套 HT200 1 2 219 套 HT200 1 3 220 套 HT200 1 4 221 套 HT200 1 5 222 套 HT200 1 6 223 調整墊圈 HT150 1 7 261 套 ZQSn6-6-3 1 5 裝配圖的設計 裝配圖用來表達它的整體結構，輪廓形狀，各零部件的結構及聯系，也是指導裝配安裝及檢修的技術文件。 弓鋸機裝配圖的設計思路為： 1.初步繪制裝配草圖，進行各零部件的計算。 2.軸及傳動系統的設計 3.箱體床身的設計 4.完成裝配工作圖 弓鋸機裝配工作圖包括主要尺寸的配合關系特性和技術要求，零件編號，零件明細表和標題欄。 6 零件工作示意圖 零件工作圖是在完成裝配圖的基礎上繪制的，它是零件造和檢驗的主要技術文件。因此，它應完整清楚的表達零件的結構和尺寸，圖上應注出尺寸偏差，形位公差和表面粗糙度，寫明材料及熱處理和其他技術要求等。零件圖設計的時候，應在一個標準圖幅中繪制，并盡量采用1：1的比例尺繪制。 軸類零件一般用一個主要視圖表示，在鍵槽和空的部位，應增加必要的剖視圖。對于軸上不易表達清楚的地方，必須繪制局部放大圖。軸的各段直徑尺寸要全部標注，標注軸的長度尺寸時，要選好基準面，作到設計標準，工藝基準和測量基準三者一致。 齒輪類零件的視圖一般用兩個視圖表示。主視圖采用全剖和半剖視圖，測視圖采用全視圖。 齒輪尺寸的標注包括齒輪大徑小徑中徑以及內孔直徑，齒寬等。在齒輪零件圖上，必須標注表面粗糙度。 參考文獻 [1] 陳立得.機械設計.南京大學出版社,1993 [2] 康照民.機械設計.西安交通大學出版社,1995 [3] 周元康.機械設計課程設計.重慶大學出版社.2004 [4] 陳立新.機械設計（基礎）課程設計.北京：中國電力出版社,2002 [5] 陳立得.機械設計基礎課程設計指導書.北京：高等教育出版社,2004 [6] 張建中.機械設計基礎課程設計.北京：中國礦業(yè)大學出版社,1999 [7] 徐錦康.機械原理.北京：機械工業(yè)出版社,1994 [8] 陳榕林.機械設計應用手冊.北京：科學技術文獻出版社,1995 [9] 吳宗澤.機械零件.北京 中央廣播電視大學出版社,1986 [10] 王英杰.金屬工藝學.高等教育出版社,1998 [11] 徐廣民. 工程力學.中國鐵道出版社,1999 [12] 趙國增.CAD. 機械工業(yè)出版社,2002 [13] 劉力. 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