畢業(yè)設(shè)計（論文）橡膠輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

目 錄中文摘要2英文摘要.31 引言41.1 機(jī)床的基本組成41.2 機(jī)床的運動51.3 輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容52 輸送帶切割機(jī)整機(jī)方案設(shè)計62.1 加工零件分析62.2 輸送帶切割機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計62.3 輸送帶切割機(jī)主傳動系統(tǒng)方案設(shè)計83 帶傳動設(shè)計計算113.1 帶傳動概述113.2 普通V帶傳動設(shè)計計算113.3 V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)134 主軸及軸系零部件設(shè)計計算134.1 概述134.2軸的材料選擇144.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計144.4 軸的校核154.5 滾動軸承壽命的校核計算165 絲杠選型計算165.1 橫向進(jìn)給絲杠設(shè)計計算175.2 豎直絲杠計算196 夾緊裝置設(shè)計196.1 夾緊裝置概述196.2 夾緊裝置的組成196.3 夾緊力的確定206.4 輸送帶切割機(jī)夾緊裝置設(shè)計概要207 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計218 支承件設(shè)計218.1 支承件概述218.2輸送帶切割機(jī)支承件的材料及制法228.3 支承件截面形狀的選擇228.4 輸送帶切割機(jī)支承件設(shè)計概要228.5 圓柱導(dǎo)軌的校核239 繪制輸送帶切割機(jī)整機(jī)裝配圖24總結(jié)24謝辭25參考文獻(xiàn)26附錄26橡膠輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書摘要：設(shè)計課題為“橡膠輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計”，此專用機(jī)床要求能對橡膠輸送帶接頭進(jìn)行快速加工，并保證加工面的精度。機(jī)床整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，是對機(jī)床總體布局及機(jī)床零部件進(jìn)行設(shè)計計算。應(yīng)對工件進(jìn)行必要分析，選擇機(jī)械加工方法，設(shè)計機(jī)床進(jìn)給、傳動方案，對機(jī)床主要零部件，如帶輪、主軸、絲杠等進(jìn)行尺寸計算與強(qiáng)度剛度校核。提出工件專用夾緊裝置和送料機(jī)構(gòu)的可能性結(jié)構(gòu)并進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：專用機(jī)床，夾緊裝置，送料機(jī)構(gòu)，機(jī)床設(shè)計Abstract：The design task for this paper is “The whole structure design of Conveyer belt cutting machine”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rapidly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. Its necessary to analysis each parts, choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and transmission-scheme, calculate size and check the strength stiffness of main components in this machine, such as pulley, spindle, screm ect. Come up with possible structure of workpiece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability.Keywords：special machine tool, clamping-device, conveying-mechanism, design of machine.1 引言機(jī)床不同于一般機(jī)械，它是用來生產(chǎn)其他機(jī)械的工作母機(jī)，因此在剛度、精度及運動特性方面有其特殊要求。1.1 機(jī)床的基本組成各類機(jī)床通常都由下列基本部分組成。1.1.1 動力源為機(jī)床提供動力（功率）和運動的驅(qū)動部分，如各種交流電動機(jī)、直流電動機(jī)和液壓傳動系統(tǒng)的液壓泵、液壓馬達(dá)等。1.1.2 傳動系統(tǒng)包括主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)和其他運動的傳動系統(tǒng)，如變速箱、進(jìn)給箱等部件，有些機(jī)床主軸組件與變速箱合在一起成為主軸箱。1.1.3 支承件用于安裝和支承其他固定或運動的部件，承受其重力和切削力，如床身、立柱等。支承件是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件，亦稱機(jī)床大件或基礎(chǔ)件。1.1.4 工作部件包括：1.1.4.1 與最終實現(xiàn)切削加工的主運動和進(jìn)給運動有關(guān)的執(zhí)行部件，例如，主軸及主軸箱、工作臺及其滑板和滑座、刀架及其溜板以及滑枕等，用來安裝工件或刀具的部件；1.1.4.2 與工件和刀具安裝及調(diào)整有關(guān)的部件或裝置，如自動上下料裝置、自動換刀裝置等。1.1.4.3 與上述部件或裝置有關(guān)的分度、轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)等。1.1.5 控制系統(tǒng)用于控制各工作部件的正常工作，主要包括電氣控制系統(tǒng)、液壓或氣動控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等。1.1.6 冷卻系統(tǒng)用于對加工工件、刀具及機(jī)床的某些發(fā)熱部位進(jìn)行冷卻。1.1.7 潤滑系統(tǒng)用于對機(jī)床的運動副（如軸承、導(dǎo)軌等）進(jìn)行潤滑，以減小摩擦、磨損和發(fā)熱。1.1.8 其他裝置1.2 機(jī)床的運動機(jī)床的切削加工是由工具（包括刀具、砂輪等）與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的。機(jī)床的運動分為表面形成運動和輔助運動。1.2.1 表面形成運動表面形成運動是機(jī)床最基本的運動，亦稱工作運動。表面形成運動包括主運動和進(jìn)給運動，這兩種不同性質(zhì)的運動和不同形狀的刀具配合，可以實現(xiàn)軌跡法、成形法和展成法等各種不同加工方法，構(gòu)成不同類型的機(jī)床。1.2.2 輔助運動機(jī)床在加工過程中，加工工具與工件除工作運動以外的其它運動稱為輔助運動。1.3 輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計是在工件（輸送帶）外形尺寸固定、加工要求固定的情況下，設(shè)計一臺只針對單一類型工件和加工方式的專用機(jī)床，其設(shè)計主要內(nèi)容為：（1）加工零件分析。（2）機(jī)械加工方法的選擇與確定。（3）機(jī)床主運動及進(jìn)給運動等傳動方式設(shè)計。（4）機(jī)床動力源、傳動系統(tǒng)、支承件、工作部件以及專用夾具等機(jī)械部件或零件的選型、計算和校核。（5）機(jī)床裝配工藝設(shè)計。（6）繪制機(jī)床裝配圖、機(jī)床主要零部件工作圖。設(shè)計完成后，機(jī)床零部件應(yīng)保證尺寸、強(qiáng)度、精度的合理性及正確性，并能完成最后裝配。2 輸送帶切割機(jī)整機(jī)方案設(shè)計2.1 加工零件分析輸送機(jī)在農(nóng)業(yè)、工礦企業(yè)和交通運輸業(yè)中廣泛用于輸送各種固體塊狀、粉狀以及成件物品。輸送帶又叫運輸帶，是用于輸送機(jī)中起承載和運送物料作用的橡膠與纖維、金屬的復(fù)合制品，或者是塑料和織物的復(fù)合制品。輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運輸，操作安全，使用簡便，維修容易，運費低廉，并能縮短運輸距離， 降低工程造價，節(jié)省人力物力。輸送帶根據(jù)運輸量大小按寬帶分為：B200、B300、B400、B500、B600、B650 B800、B1000、B1200、B1400、B1600、B1800、B2000等常用型號（B表示寬度，單位為mm）。所有的輸送帶必須接成環(huán)形才能使用，所以輸送帶接頭的好壞直接影響輸送帶的使用壽命和輸送線能否平穩(wěn)順暢地運行。而本設(shè)計機(jī)床適用于B1000型號的橡膠輸送帶的接頭加工，加工示意圖如圖2.1。2.2 輸送帶切割機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計2.2.1 機(jī)械加工方法設(shè)計采用機(jī)械加工方法獲得零件的形狀，是通過機(jī)床利用刀具將工件上多余的材料切除來獲得的。根據(jù)機(jī)床運動的不同、刀具的不同，可分為不同的加工方法，主要由：車削、銑削、磨削、鉆削、鏜削及特種加工等。輸送帶為寬1000mm，厚10mm的板型工件，查看各機(jī)械加工方法的適用范圍，得出適用于輸送帶加工的有銑削加工及刨削加工兩種。銑削加工特點：斷續(xù)加工，有切削沖擊，因而需要考慮刀具承受沖擊載荷的問題；開放式加工，排屑比較容易；其為多齒工作，旋轉(zhuǎn)運動利于快速切削，生產(chǎn)率較高；刀齒散熱條件好；加工振動大，波動大，均勻性差，主軸需設(shè)計減震或卸荷裝置。刨削加工特點：往復(fù)運動加工，切削速度不可能太高，生產(chǎn)率低；刀具結(jié)構(gòu)簡單；慣性大；機(jī)床尺寸大。圖2.1 輸送帶接頭加工示意圖綜合加工工件、機(jī)床尺寸、加工效率、加工精度及加工經(jīng)濟(jì)性考慮，把機(jī)床設(shè)計為專用銑床。2.2.2 輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計（1）機(jī)床運動的確定和分配確定機(jī)床的運動時，應(yīng)當(dāng)在滿足工作要求的前提下，盡可能減少運動數(shù)目。盡可能簡化運動裝置和傳動裝置的結(jié)構(gòu)，減少運動執(zhí)行件的的數(shù)目加工輸送帶接頭，只需要調(diào)整切深和加工寬度，就可進(jìn)行橫向銑削加工。調(diào)整輸送帶加工寬度，可設(shè)計進(jìn)料機(jī)構(gòu)，故機(jī)床所有運動由電機(jī)-主軸-銑刀（主運動）、電機(jī)-滾珠絲杠副（進(jìn)給運動）、豎直滾珠絲杠副（切深調(diào)整）三個機(jī)構(gòu)完成。分配運動時，應(yīng)把運動分配給重量輕的執(zhí)行件，對于進(jìn)給運動，應(yīng)把運動分配給主軸而不是輸送帶，因為輸送帶尺寸大，工作臺大，重量比定速主軸箱大。（2）機(jī)床精度的確定按一般機(jī)床精度選擇，輸送帶切割機(jī)總精度為7級精度。（3）機(jī)床的總體布局機(jī)床總體布局的基本要求：保證刀具和工件間的相對運動和相對位置；足夠的剛性；便于操作、維修、排屑等；結(jié)構(gòu)緊湊，材料消耗低，占地面積?。辉煨兔烙^。根據(jù)機(jī)床布局的要求及輸送帶切割機(jī)機(jī)床類型、機(jī)床運動、工件類型，繪制機(jī)床布局草圖。2.3 輸送帶切割機(jī)主傳動系統(tǒng)方案設(shè)計2.3.1 傳動方案概述傳動裝置位于原動機(jī)與工作機(jī)之間，用于傳遞運動和動力，并可以改變運動的形式、速度和轉(zhuǎn)矩大小。它的機(jī)械性能、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量對整個機(jī)器的性能和工作狀況影響很大。因此，合理設(shè)計傳動方案具有重要意義。合理的傳動方案首先要滿足機(jī)器的功能要求，如傳遞功率的大小、轉(zhuǎn)速和運動形式等。此外，還要適應(yīng)工作條件和環(huán)境要求，也就是應(yīng)保證工作可靠，滿足結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉等。設(shè)計時，要通過對多個可行方案進(jìn)行分析、綜合、比較，最終選擇各項主要技術(shù)指標(biāo)較優(yōu)的傳動方案。在傳動裝置設(shè)計時，根據(jù)常見機(jī)械傳動的主要性能，一般考慮以下幾方面問題：（1）帶傳動的特點是傳動平穩(wěn)、能緩沖減震，但承載能力較小，即傳遞相同轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大些。（2）鏈傳動的特點是運轉(zhuǎn)不均勻、有沖擊，不適于高速傳動。（3）蝸桿傳動的特點是可以實現(xiàn)較大的傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)，但效率較低，適用于中、小功率且間隙運轉(zhuǎn)的場合。（4）減速器具有固定傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)體封閉。潤滑良好、壽命長且傳動可靠等特點。2.3.2確定傳動方案輸送帶切割機(jī)傳動裝置原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為主軸，主軸豎直放置，因此要求傳動平穩(wěn)，能緩沖減震，并根據(jù)常見傳動的主要性能（表2.1）及參數(shù)確定傳動機(jī)構(gòu)為V帶單級傳動，如圖2.1所示。根據(jù)表1.1，V帶傳動工作平穩(wěn)性好，緩沖吸震能力好，要求制造和安裝精度低，但傳動精度較低，壽命較短，且環(huán)境適應(yīng)性差，需安裝封閉罩；外廓尺寸大，但由于是單級傳動，功率不高，故外廓可控制在合理范圍內(nèi)。傳動機(jī)構(gòu)適用指標(biāo)平帶傳動V帶傳動圓柱摩擦輪傳動鏈傳動齒輪傳動蝸桿傳動功率/kW小中小中大小單級傳動比2-42-42-42-52-510-40許用的線速度（m/s）2525-3015-254020-5015-35外廓尺寸大大大大小小傳動精度低低低中等高高工作平穩(wěn)性好好好較差一般一般自鎖能力無無無無無可有過載保護(hù)能力有有有無無無使用壽命短短短中等長中等精度要求低低中等中等高高緩沖吸震能力好好好中等差差要求潤滑條件不需不需一般不需中等高高環(huán)境適應(yīng)性不能接觸酸、堿、油類、爆炸性氣體一般好一般一般表2.1 常見機(jī)械傳動的主要性能圖2.1輸送帶切割機(jī)傳動方案簡圖2.3.3 選擇電動機(jī)2.3.3.1 選擇電動機(jī)類型。按要求和工況條件，選用三相籠型異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y型。2.3.3.2 選擇電動機(jī)容量。電動機(jī)所需工作功率為式中為主軸計算功率，為帶傳動效率，所以根據(jù)Y系列三相異步電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇3kW的電動機(jī)。2.3.3.3 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，根據(jù)帶輪常用傳動比，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為可見，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速可選750r/min和1000r/min，根據(jù)電機(jī)功率，可用電動機(jī)型號有Y 132S-6和Y 132M-8兩種。綜合電動機(jī)外形尺寸大小和傳動比合理性，選擇電動機(jī)型號為Y 132S-6，則電動機(jī)的參數(shù)如表2.2。表2.2 選用電動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)電動機(jī)型號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量kg額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y 132S-639602.02.0632.3.3.4 帶輪傳動比。選定電動機(jī)后，實際帶輪傳動比為2.3.3.5 計算主軸輸入功率。2.3.3.6 計算主軸輸入轉(zhuǎn)矩。3 帶傳動設(shè)計計算3.1 帶傳動概述帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動帶輪）和傳動帶。當(dāng)主帶輪1轉(zhuǎn)動時，利用帶輪和傳動帶間的摩擦或嚙合作用，將運動和動力通過傳動帶傳遞給從動輪，。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉和緩沖吸振等特點，在近代機(jī)械中應(yīng)用廣泛。本設(shè)計為輸送帶切割機(jī)電動機(jī)-主軸普通V帶傳動，電動機(jī)功率，轉(zhuǎn)速，傳動比。3.2 普通V帶傳動設(shè)計計算3.2.1 確定計算功率由機(jī)械設(shè)計表8-7查得工作情況系數(shù)，故 3.2.2 選擇V帶的帶型根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計圖8-10選用A型。3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速3.2.3.1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由機(jī)械設(shè)計表8-6和表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。3.2.3.2 驗算帶速。按公式驗算帶的速度因為，故帶速合適。3.2.3.3 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式，計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計表8-8，圓整為。3.2.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度3.2.4.1 根據(jù)，初定中心距。3.2.4.2 計算帶所需的基準(zhǔn)長度由機(jī)械設(shè)計表8-2選帶的基準(zhǔn)長度3.2.4.3 計算實際中心距。根據(jù)中心距變化范圍為。3.2.5 驗算小帶輪上的包角。3.2.6 計算帶的根數(shù)。3.2.6.1 計算單根V帶的額定功率。由和，查機(jī)械設(shè)計表8-4a得。根據(jù)，和A型帶，查機(jī)械設(shè)計表8-4b得,查機(jī)械設(shè)計表8-5的，表8-2得，于是3.2.6.2 計算V帶的根數(shù)取4跟。3.2.7 計算單根V帶的初拉力最小值由機(jī)械設(shè)計表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實際初拉力。3.2.8 計算壓軸力壓軸力最小值為3.2.9 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)V帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪輪速等已知條件，確定帶輪材料為HT200；帶輪基準(zhǔn)直徑（為安裝帶輪的軸的直徑，mm），采用實心式帶輪；輪槽截面尺寸參照機(jī)械設(shè)計表8-10進(jìn)行設(shè)計。大帶輪安裝在主軸上，為了主軸傳動平穩(wěn)性，應(yīng)加卸荷裝置（見大帶輪卸荷裝置裝配圖），通過卸荷裝置把V帶壓軸力傳遞到主軸箱體。3.2.10 繪制主動帶輪零件圖3.3 V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)3.3.1 V帶傳動的張緊V帶傳動運轉(zhuǎn)一段時間后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。3.3.2 V帶傳動的安裝帶輪的軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的V型槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過。多跟V帶傳動時，為避免各根V帶的載荷分布不均，帶的配組公差應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)（參見GB/T 13575.192）。3.3.3 V帶傳動的防護(hù)為安全起見，帶傳動應(yīng)置于保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外露。4 主軸及軸系零部件設(shè)計計算4.1 概述軸的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。軸的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難。軸的工作能力計算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。而對剛度要求高的軸，如機(jī)床主軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計算。4.2軸的材料選擇在一般工作溫度下，碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方式時，所根據(jù)的是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度。但為了配合軸系零部件和經(jīng)濟(jì)性，可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而適當(dāng)增大軸的直徑來提高軸的剛度。根據(jù)以上要求，主軸材料選擇45號鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，其主要力學(xué)性能見表4.1。表4.1 45調(diào)質(zhì)鋼的主要力學(xué)性能材料牌號熱處理硬度/HBS抗拉強(qiáng)度極限屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞極限剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力MPa45調(diào)質(zhì)217-255640355275135604.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計表15-3，去，于是得主軸的最大直徑顯然是安裝刀具處，最小直徑是安裝帶輪處。考慮主軸的強(qiáng)度，定。4.3.2 擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)零部件和主軸上零件的定位要求，擬定裝配方案：滾動軸承根據(jù)結(jié)構(gòu)要求使用圓螺母定位，止動墊圈定位；飛輪使用過盈配合安裝定位（參見輸送帶切割機(jī)裝配圖）。4.3.3確定主軸各段直徑、長度及精度階梯軸各軸段直徑和長度的變化是根據(jù)主軸上零件的受力、安裝、固定及對主軸表面粗糙度、加工精度要求而定的：（1） 在裝有密封元件的滾動軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承內(nèi)孔徑尺寸一樣。（2） 當(dāng)直徑變化處端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時，則直徑變化值要大些，一般取6-10mm。（3） 如果兩相鄰軸段只是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時，兩直徑略有差值即可。（4） 主軸各段長度應(yīng)根據(jù)零件尺寸及裝配方案設(shè)計。4.3.4 確定軸上倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計表15-2，取軸端倒角為，螺紋倒角為。初定主軸零件圖。4.4 軸的校核4.4.1 軸的強(qiáng)度校核在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a值；因為帶輪連接使用卸荷機(jī)構(gòu)，帶輪壓軸力并不作用在主軸上；最大彎矩應(yīng)在圓錐滾子軸承處，故應(yīng)校核圓錐滾子軸承截面的強(qiáng)度。按第三強(qiáng)度理論，計算應(yīng)力式中：軸的計算應(yīng)力，MPa；軸所受得彎矩，Nmm；軸所受得扭矩，Nmm；軸的抗彎截面系數(shù)；對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力。對于圓柱截面，由公式得彎扭合成強(qiáng)度為。4.4.2 軸的彎曲剛度校核軸的彎曲剛度條件為：撓度 ，偏轉(zhuǎn)角故軸的彎曲剛度滿足要求。4.4.3 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計算為：達(dá)到扭轉(zhuǎn)剛度要求。4.5 滾動軸承壽命的校核計算滾動軸承為機(jī)床主軸軸承，為重要部件軸承，故軸承預(yù)期壽命。以小時數(shù)表示的軸承基本穩(wěn)定壽命為計算出的軸承壽命達(dá)到要求。5 絲杠選型計算滾珠絲杠副是由滾珠絲杠、滾珠、滾珠螺母和相關(guān)循環(huán)零件組成的以圓柱螺旋線為運動軌跡的傳動部件。用來將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動（主要用途），或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運動（大導(dǎo)程）。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、自動化設(shè)備、測量儀器、印刷包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、制藥機(jī)械、玻璃機(jī)械以及其他需要精密路徑定位的領(lǐng)域。作為滾動摩擦的傳動部件，它具有如下6點特性：（1）傳動效率高滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá)90%98%，為滑動絲杠副的24倍，能高效地將扭力轉(zhuǎn)化為推力，或?qū)⑼屏D(zhuǎn)化為扭力。（2）傳動靈敏平穩(wěn) 滾珠絲杠副為點接觸滾動摩擦，摩擦阻力小、靈敏度好、啟動時無顫動、低速時無爬行，可級控制微量進(jìn)給。（3）定位精度高 滾珠絲杠副傳動過程中溫升小、可預(yù)緊消除軸向游隙和初級彈性形變、可對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長，故可獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。（4）精度保持性好 滾珠及滾道硬度達(dá)HRC5863，滾道形狀準(zhǔn)確，滾動摩擦磨損極小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用壽命。（5）傳動剛度高 滾珠絲杠副內(nèi)外滾道均為偏心轉(zhuǎn)角雙圓弧面、在滾道間隙極小的時也能靈活傳動。需要時加一定的預(yù)緊載荷則可消除軸向游隙和初級彈性形變以獲得良好的剛性。（6）同步性能好 滾珠絲杠副因具有導(dǎo)程精度高、靈敏度好的特點，在需要同步傳動的場合，用幾套相同導(dǎo)程的滾珠絲杠副可獲得良好的同步性能。5.1 橫向進(jìn)給絲杠設(shè)計計算工作臺總重估算值3000N，導(dǎo)軌動摩擦系數(shù)，靜摩擦系數(shù)，快速進(jìn)給速度，切削進(jìn)給速度，定位精度，全行程，要求壽命。5.1.1 確定絲杠副導(dǎo)程快進(jìn)速度，電機(jī)與絲杠傳動比，選定絲杠快進(jìn)轉(zhuǎn)速，則絲杠導(dǎo)程。5.1.2 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速及當(dāng)量載荷絲杠的軸向載荷為當(dāng)量轉(zhuǎn)速當(dāng)量載荷5.1.3 預(yù)期額定動載荷按預(yù)期壽命估算輕微沖擊，取，可靠性97%，取，已知，故絲杠預(yù)期額定動載荷。5.1.4 確定允許的最小螺紋底徑估算絲杠的最大軸向變形量定位精度估算最小螺紋底徑，取，靜摩擦力，代入的。5.1.5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號選擇內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒雙螺母墊片預(yù)緊形式，由計算出的最小螺紋底徑、額定動載荷、導(dǎo)程在樣本內(nèi)選擇滾珠絲杠副FFZD4010-3。滾珠絲杠副選型后，確定預(yù)緊力5.1.6 滾珠絲杠副軸承選擇兩端固定的支承形式，選用圓錐滾子軸承。，選擇30206圓錐滾子軸承。5.2 豎直絲杠計算豎直進(jìn)給絲杠螺母副采用手動進(jìn)給，故導(dǎo)程沿用橫向進(jìn)給絲杠導(dǎo)程。豎直絲杠只負(fù)責(zé)調(diào)整加工切深，不承受切削力載荷，只承受工作臺載荷，故絲杠的軸向載荷，當(dāng)量轉(zhuǎn)速估算為，則絲杠的預(yù)期額定載荷按預(yù)期壽命估算可沿用橫向進(jìn)給絲杠型號FFZD4010-3。6 夾緊裝置設(shè)計6.1 夾緊裝置概述工件定位之后，在切削加工之前，必須用夾緊裝置將其夾緊，以防止在加工過程中由于受到切削力、重力、慣性力等得作用發(fā)生位移和振動，影響加工質(zhì)量，甚至使加工無法順利進(jìn)行。因此，夾緊裝置的合理選用至關(guān)重要。6.2 夾緊裝置的組成（1）力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。所產(chǎn)生的力稱為原始力，對于手動夾緊來說，力源來自人力。（2）中間傳力機(jī)構(gòu) 介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)。在傳遞力的過程中，它能起到如下作用：改變作用力的方向；改變作用力的大小；使夾緊實現(xiàn)自鎖。（3）夾緊元件 夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，與工件直接接觸完成夾緊作用。6.3 夾緊力的確定6.3.1 夾緊方向的確定（1）夾緊力方向應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)面；（2）夾緊力應(yīng)朝向工件剛性較好的方向；（3）夾緊力作用方向應(yīng)使夾緊力最小。6.3.2 夾緊力作用點的確定（1）夾緊力的作用點應(yīng)落在支承元件形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)；（2）夾緊力作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位；（3）夾緊力作用點應(yīng)盡可能靠近加工面。6.3.3 夾緊力的大小確定夾緊力的大小需根據(jù)切削力、工件重力大小、方向和相互位置關(guān)系具體計算。為安全起見，計算出夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)，故實際夾緊力一般比理論計算值大2-3倍。6.4 輸送帶切割機(jī)夾緊裝置設(shè)計概要在設(shè)計輸送帶切割機(jī)夾緊裝置時，除了工件尺寸及工件定位，還應(yīng)考慮夾緊裝置在機(jī)座上的安裝空間與安裝尺寸。根據(jù)機(jī)床整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，在橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)以及主軸尺寸確定后，夾緊裝置的最大外形尺寸為1585X685X410mm。在設(shè)計時，不僅要達(dá)到最大外形尺寸的要求，而且在確保夾緊力、工件定位等符合設(shè)計要求的情況下，盡量縮小夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造、安裝與維修。加工時輸送帶平置于機(jī)座上，通過機(jī)座對輸送帶進(jìn)行初步定位，輸送帶為長形板料，寬度為1000mm，材料為橡膠、織物、金屬的復(fù)合材料，剛度差，剛性模量較普通金屬材料差，在夾緊時，應(yīng)把夾緊應(yīng)力平均分布在輸送帶上，以盡量減少輸送帶因夾緊力產(chǎn)生的應(yīng)力變形。因此，設(shè)計時通過力的傳遞機(jī)構(gòu)使夾緊元件（壓板）與輸送帶的接觸面積加大。在夾緊機(jī)構(gòu)的選擇上，應(yīng)優(yōu)先選擇典型夾緊機(jī)構(gòu)，如斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺紋夾緊機(jī)構(gòu)或其組合機(jī)構(gòu)等。由于夾緊裝置豎直方向空間不大，因此可設(shè)計一個傳力機(jī)構(gòu)，使搖動手柄的切向力改變?yōu)樨Q直方向的作用力，如夾緊裝置裝配圖所示，通過楔形滑塊1，把切向力改變?yōu)樗椒较虻妮S向力，再通過滑塊1與滑塊2的配合，把軸向力改變?yōu)樨Q直方向的力，也就是最后所需的夾緊力的方向。此設(shè)計既能改變作用力的方向，又可起到增力效果，還能使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重要。因為采用手動夾緊，只憑人力控制夾緊力大小，一般不需要算出所需夾緊力的確切數(shù)值，只是必要時進(jìn)行概略的估算。對于輸送帶加工時所需的夾緊力，可參照銑削加工中最小夾緊力的計算進(jìn)行計算。設(shè)計完畢后，繪制夾緊裝置裝配圖。7 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計輸送帶切割機(jī)送料機(jī)構(gòu)，其主要作用是輸送帶一個臺階加工完成后，輸送帶通過送料機(jī)構(gòu)向前移動到下一加工區(qū)域，然后進(jìn)行下一步加工。如送料機(jī)構(gòu)裝配圖，心軸1與心軸2上裝有送料輥，心軸2上裝有手柄；當(dāng)手柄1如圖紙所示位置時，偏心軸下壓，壓塊向下使彈簧收緊，此時送料輥1與送料輥2軸線距比輸送帶略大，此時可把輸送帶裝到送料機(jī)構(gòu)上，或把加工后的輸送帶移開；當(dāng)手柄1上搖時，壓塊帶動送料輥1向上移動，產(chǎn)生夾緊力，此時搖動手柄2，通過心軸裝上的送料輥與輸送帶的摩擦力可使輸送帶移動送料機(jī)構(gòu)僅是負(fù)責(zé)輸送帶在加工時的進(jìn)料，因此對送料機(jī)構(gòu)的尺寸精度及安裝精度要求并不嚴(yán)格，只要保證送料輥1與送料輥2能進(jìn)行正常進(jìn)料-夾緊工作即可。8 支承件設(shè)計8.1 支承件概述支承件用于安裝、支承和聯(lián)接其他固定或運動的部件，承受其重力及力矩，在一臺機(jī)床的總質(zhì)量中占有很大比例，同時在很大程度上影響著機(jī)床的工作精度和抗振性能；若兼作運動部件的導(dǎo)軌時，還影響著機(jī)床的耐磨性等。所以正確選擇支承件的材料和正確設(shè)計其結(jié)構(gòu)形式及尺寸，是減小機(jī)床質(zhì)量、節(jié)約金屬材料、提高工作精度、增強(qiáng)機(jī)床剛度的重要途徑。8.2 輸送帶切割機(jī)支承件的材料及制法機(jī)床的支承件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，剛度要求也高，因而使用鑄造方式制造。鑄造材料使用便于施工又價廉的HT200以及HT150兩種普通灰鑄鐵；而機(jī)座的制造，則采取分零鑄造，然后焊成一體的方法。鑄造及焊接零件的基本工藝、應(yīng)用特性查看機(jī)械設(shè)計實用手冊。編寫鑄造或焊接工藝文件時，應(yīng)設(shè)計合理，符合生產(chǎn)要求。8.3 支承件截面形狀的選擇支承件受力情況復(fù)雜，因而要產(chǎn)生拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形。當(dāng)受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時，截面形狀對于它們的強(qiáng)度和剛度有著很大的影響。因此應(yīng)正確設(shè)計支承件的截面形狀，以提高它們的剛度和強(qiáng)度。應(yīng)對支承件進(jìn)行受力分析，根據(jù)不同截面形狀剛度和強(qiáng)度特點（表8.1）選取正確的截面形狀。截面形狀彎曲扭轉(zhuǎn)相對強(qiáng)度相對剛度相對強(qiáng)度相對剛度矩形1.01.01.01.0環(huán)形1.21.15438.8空心矩形1.41.438.531.4工字型1.81.84.51.9表8.1 相同面積下幾種截面形狀的對比8.4 輸送帶切割機(jī)支承件設(shè)計概要（1）支承件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，決定于安裝在它的內(nèi)部或外部定的零件和部件的形狀和尺寸及其相互配置、受力與運動情況等。因應(yīng)力分布的復(fù)雜性，切割機(jī)支承件比照現(xiàn)用的類似機(jī)體進(jìn)行設(shè)計，而略去強(qiáng)度和剛度的分析與校核。（2）增強(qiáng)機(jī)座和箱體剛度的方法：盡量采用完全封閉的空心矩形或工字型截面以及采用肋板等較好的結(jié)構(gòu)；采取盡量減少與其他機(jī)件的連接面數(shù)；使連接面垂直于作用力；使相連接的各機(jī)件間相互連接牢固并緊靠。（3）機(jī)座和箱體質(zhì)量很大時，應(yīng)設(shè)有起吊裝置。8.5 圓柱導(dǎo)軌的校核圓柱導(dǎo)軌材料為40Cr，主要作用為機(jī)床進(jìn)給導(dǎo)向及工作臺承重，載荷較大，且因為起導(dǎo)向作用，需要保證軸線直線度。8.5.1 圓柱導(dǎo)軌抗拉強(qiáng)度校核圓柱導(dǎo)軌所受拉力圓柱導(dǎo)軌所受最大拉應(yīng)力應(yīng)在導(dǎo)軌直徑最小處，圓柱所受最大拉應(yīng)力遠(yuǎn)小于40Cr抗拉強(qiáng)度極限，故圓柱導(dǎo)軌抗拉強(qiáng)度符合要求。8.5.2 圓柱導(dǎo)軌剪切強(qiáng)度校核兩條導(dǎo)軌同時承重。校核圓柱導(dǎo)軌剪切強(qiáng)度時，應(yīng)分別計算導(dǎo)軌支承處及受工作臺重力處的切應(yīng)力并進(jìn)行校核。支承處最大切應(yīng)力導(dǎo)軌承重處切應(yīng)力均遠(yuǎn)小于40Cr剪切疲勞極限。8.5.3 圓柱導(dǎo)軌彎曲強(qiáng)度校核圓柱導(dǎo)軌所受最剪力，所受集中力偶，40Cr許用彎曲應(yīng)力圓柱導(dǎo)軌所受最大彎矩校核強(qiáng)度8.5.4 圓柱導(dǎo)軌彎曲剛度校核導(dǎo)軌的彎曲剛度條件為撓度，加工導(dǎo)軌時應(yīng)根據(jù)撓度進(jìn)行修正，以保證導(dǎo)軌軸線的直線度。9 繪制輸送帶切割機(jī)整機(jī)裝配圖根據(jù)上述設(shè)計零部件，繪制輸送帶切割機(jī)整機(jī)裝配圖?？偨Y(jié)隨著加工業(yè)、礦產(chǎn)開發(fā)、運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，橡膠輸送帶的運用日益廣泛。目前，橡膠輸送帶主要用于流水線生產(chǎn)，礦物輸送，物流等領(lǐng)域。而輸送帶需要膠接成環(huán)形后才能使用，所以輸送帶接頭的好壞直接影響輸送帶的使用壽命和輸送線能否平穩(wěn)順暢地運行。因此，對輸送帶切割機(jī)進(jìn)行研究設(shè)計，可有效修整輸送帶的接口，提高精度，縮小勞動時間，延長輸送帶使用壽命，進(jìn)而控制生產(chǎn)和運輸成本。對專用機(jī)床的設(shè)計，涉及到工件分析、定位、夾緊，機(jī)床總體布局，傳動方案設(shè)計，零部件設(shè)計計算校核等步驟，是多學(xué)科交叉運用的典型實例。所以本次畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺，讓我系統(tǒng)地認(rèn)識和全面掌握大學(xué)四年所學(xué)科目，對機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計、材料力學(xué)等有更深入的了解。首先，尋找有關(guān)的資料和課題并且研究設(shè)計方案，進(jìn)行設(shè)計的總體規(guī)劃，理清畢業(yè)設(shè)計的思路，但是將方案落實到每一個步驟和環(huán)節(jié)時，難免會出現(xiàn)一些錯誤，這就需要在進(jìn)行設(shè)計的過程中利用掌握的知識認(rèn)真排查錯誤原因，多方面地思考問題，不斷改正自己的設(shè)計不足之處。其次，運用所學(xué)知識對方案和各零部件進(jìn)行優(yōu)化和計算，最后合理地裝配，得到所需設(shè)計的專用機(jī)床。各種加工方法的優(yōu)劣的理解、機(jī)械傳動原理是進(jìn)行機(jī)床方案設(shè)計的關(guān)鍵。進(jìn)入到具體零部件設(shè)計時，各零件尺寸對機(jī)床總體布局的影響和零部件校核是主要解決的問題。在參閱資料的同時，通過不斷設(shè)計嘗試和反復(fù)的校核計算初步完成了對輸送帶切割機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。謝辭經(jīng)過幾個月的查閱資料、設(shè)計計算、繪制工程圖和寫作論文，今天終于得以順利完成設(shè)計的最后一步說明書的編寫。設(shè)計得以完成，首先要感謝楊海東、張崇高和丁志老師，因為設(shè)計是在各位老師的悉心指導(dǎo)下完成的。各位老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德對我影響深遠(yuǎn)。本設(shè)計從選題到完成，每一步都是在各位老師的指導(dǎo)下完成，傾注了老師很多心血。同時，設(shè)計的順利完成，離不開同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個設(shè)計過程中，各位同學(xué)，尤其是徐敏超同學(xué)，積極地幫助我查閱資料和提供有利于設(shè)計的建議和意見，正是在和他們的討論中，設(shè)計才得以不斷完善，最終幫助我完成輸送帶切割機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計這個課題。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。通過此次的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的束縛，在設(shè)計的過程中，通過查閱資料和收集有關(guān)信息，培養(yǎng)自學(xué)能力和動手能力；通過本次設(shè)計，將以前學(xué)過的知識轉(zhuǎn)化為自己的思想，從而更好地處理理論與實際相結(jié)合的問題?？傊?，此次畢業(yè)設(shè)計過程，我學(xué)到了很多，既為大學(xué)四年劃上句號，也為將來的人生之路做了鋪墊。再次感謝我的大學(xué)和所有幫助和鼓勵我的老師、同學(xué)及朋友，謝謝你們。參考文獻(xiàn)1盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20072濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，20063朱家誠.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計M.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，20054楊伯源.材料力學(xué)()M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20025甘永立.幾何量公差與檢測M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20056吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實用手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20107大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19758吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20099金秋，劉少崗.銑削加工中最小夾緊力的計算J.工具技術(shù)，2010，44（4）10劉榮仲.一種簡易的自動送料機(jī)構(gòu)J.金屬加工，2009，7:68-69附錄本設(shè)計所繪圖紙如下：1. 輸送帶切割機(jī)整機(jī)裝配圖，A0；2. 輸送帶切割機(jī)夾緊裝置裝配圖，A0；3. 輸送帶切割機(jī)送料機(jī)構(gòu)裝配圖，手繪，A0；4. 主軸工作圖，A0；5. 小帶輪工作圖，A2；6. 大帶輪工作圖，A1。27