沖壓木塊機的設計【說明書+CAD】

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concrete to determine 10 2.3 Dial feeding device 13 2.4 Frame structure 15 Chapter The determination of the mechanical system design 17 3.1 Design parameter settings 17 3.2 Design calculations of the movement system 17 3.2.1 Motor selection and calculation 17 3.2.2 The determination of the speed reducer 18 3.2.3 Characteristics and applications of the chain drive 19 3.2.4 The design of the chain drive 20 3.2.5 Axis of the design description 24 3.2.6 Spindle structural design 24 3.2.6 The axis of the strength check calculation 28 3.2.7 Check bearing life 30 Chapter The manual of stamping pieces of wood—MJB205 31 4.1 The main purpose and scope of 31 4.2 Main specifications and technical parameters 32 4.3 The main structure and performance 33 4.4 Installation and adjustment 34 4.5 Use and operation of 35 4.6 Care and Maintenance 35 Conclusions 36 Thanks 37 References 38 附錄Ⅰ 40 AppendixⅡ 46 第1章 緒論 1.1 沖壓木塊機概述 1.1.1 沖壓木塊機發(fā)展現(xiàn)狀 1. 國內詳細情況 開發(fā)小木塊坪地綠化技術的最大意義是該技術的成本低、效益高。與草坪、灌木坪和花坪相比，其成本大幅度下降，因為它的原料成本幾乎沒有，這是草坪、灌木坪和花坪根本不能比擬的。該技術利用城市綠化部門無法處理的廢料，是經(jīng)濟效益和社會效益雙贏的項目，這是項目開發(fā)的必要性所在和開發(fā)的意義所在。國外十幾年前開始采用小木塊坪地綠化，我國至今沒有開展這項研究，因此，該技術研究屬于國內首創(chuàng)，是填補國內空白和爭取國際先進水平的研究，具有重大的理論意義。我國對該技術的研究剛起步，目前，東北林業(yè)大學借鑒小木塊削制研究成果，開始對小木塊坪地加工技術進行全面研究。項目啟動以后，所開發(fā)的技術將迅速縮短我們和國際上的差距。 2. 國外詳細情況 德國、美國和澳大利亞是最早開始研究小木塊坪地工藝與技術的國家，到20世紀末，德國和澳大利亞已經(jīng)形成小木塊坪地的理論和實驗室成果。德國德利斯頓大學小木塊坪地的理論研究成果顯著，他們和德國Maier公司的產(chǎn)學研結合是這個成果在德國實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基本條件。美國在木材小木塊坪地理論方面提出了許多新的觀點和刀具設計的方法。2003年，東北林業(yè)大學馬巖教授邀請日本教授到我們的工程中心講學，相互交流木材小木塊坪地的加工技術。澳大利亞CSIRO的研究人員為了加工出小木塊坪地的實驗室產(chǎn)品，首先設計了加工小木塊坪地的實驗臺，實驗精度已經(jīng)達到德國的水平，研究上也有一些突破，但沒有進入工業(yè)化的研究階段。馬巖教授在小木塊削制的研究上發(fā)表了一些文章，對小木塊的加工精度已經(jīng)達到工業(yè)化要求，并利用這些小木塊鋪裝出實驗樣地，其研究已進入到實驗室研究的階段。 德國于21世紀開始形成小木塊原料加工的技術，以適應小木塊工業(yè)的大批量和自動化生產(chǎn)的要求。自從Maier公司和德利斯頓大學的研究人員完成了小木塊坪地技術的應用研究以后，Maier公司又開發(fā)出相關的工藝技術，世界上眾多小木塊加工工業(yè)發(fā)達的國家紛紛在這些項目研究上與Maier公司進行商業(yè)聯(lián)合開發(fā)和學術交流，并在此基礎上取得了大量的研究與開發(fā)成果。僅僅幾年，圍繞小木塊坪地和小木塊加工新產(chǎn)品已經(jīng)開始進入實驗室研究，當今世界新型小木塊加工設備都運用了德國科學家的技術成果。小木塊坪地屬于新型小木塊加工技術在綠化方面的高科技產(chǎn)品，小木塊坪地也屬于新型小木塊加工技術的最先進加工技術的成果產(chǎn)品，這項加工技術已經(jīng)引起全世界的注意?，F(xiàn)在，全世界已經(jīng)有幾家小木塊坪地研究單位。 由于小木塊坪地或小木塊的鋪地產(chǎn)品品種多，伴隨它的新型小木塊設備也多，各種小木塊的工藝變化大，每種新型小木塊的設備性能可能有一定的差別。因此，工藝與技術必須作為基本的生產(chǎn)控制方式。德國已經(jīng)開發(fā)出相關的小木塊坪地的設備和小木塊加工的工藝技術，許多小木塊工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)都紛紛建立新型小木塊的相關企業(yè)和研究單位，引進了德國的加工技術，并在此基礎上進行了大量的研究與開發(fā)。瑞典等北歐國家一直鼓勵城市綠化部門開發(fā)新型小木塊公司進行小木塊坪地工藝與技術的引進和開發(fā)，在引進德國加工技術的同時，他們還與德國相關企業(yè)進行了合作開發(fā)。美國從事這個方向的研究與德國和澳大利亞基本同步，他們的研究成果也已處于國際領先地位。此外，加拿大還與德國的企業(yè)合作開發(fā)新型小木塊的配套加工技術。 德國也是最早實現(xiàn)小木塊坪地數(shù)控加工工業(yè)化實驗的國家。由于德國的小木塊機械工業(yè)是世界第一大產(chǎn)業(yè)，因此，該國已經(jīng)將小木塊坪地工藝與技術應用在世界范圍內推廣。Maier公司在數(shù)控新型小木塊的開發(fā)上實力最強，每年他們都推出新的研究成果。 3. 市場需求 城市木塊坪地削塊設備是近幾年國際林業(yè)機械行業(yè)出現(xiàn)的最新產(chǎn)品?，F(xiàn)在，只有美國和德國具備制造城市木塊坪地削塊設備和相應的配套技術的能力。由于人們生活水平的提高，降低空氣污染和提高環(huán)境質量的需求越來越高。國內治理沙塵和綠化的任務日趨嚴重，這就對木塊坪地設備和相應的配套技術的應變能力要求越來越高。城市木塊坪地削塊設備和相應的配套技術正是適應了這個形式而誕生的高科技產(chǎn)品。城市木塊坪地削塊設備和相應的配套技術是直接針對城市綠化營林加工需求的。 下圖為小木塊城市綠化圖例。 圖1-1小木塊城市綠化圖例 1.2 沖壓木塊機的主要特點 ⑴ 開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的城市綠地保墑和調節(jié)溫濕度功能的理論和方法，實現(xiàn)科學地、準確地、保墑和調節(jié)溫濕度功能地高效設備。 ⑵ 廢料利用：利用城市綠化時，剪枝、間伐、枯木死樹處理所產(chǎn)生的大量木質廢料，削成1cm3的小木塊。在樹下、路旁、草地邊緣、路旁井蓋周圍、不規(guī)則形狀空地、地質條件極差，根本沒有辦法生長植物的地域，將不規(guī)則的木質廢料鋪在下面，規(guī)則形狀的小塊鋪在上面。 ⑶ 美觀、保墑和調節(jié)溫濕度：起到保墑、覆蓋塵土、滲水、美觀、調節(jié)氣候、廢物利用、促進植物生長的作用。 ⑷ 成本低、效益高：草坪、灌木坪和花坪相比，其成本大幅度下降，并可以利用城市綠化部門無法處理的廢料，是經(jīng)濟效益和社會效益雙贏的項目。 ⑸ 吸水性能：利用木塊坪地可以依靠木材的吸水特性，在下雨的時候可以使雨水迅速地滲透到地下，不會形成積水。 ⑹ 調節(jié)溫度和濕度的性能：在雨天吸收大量的雨水，到晴天再釋放出來，具有空氣調節(jié)和氣候調節(jié)的性能。 ⑺ 肥沃土壤性能：將加工小木塊的碎料鋪在小木塊的下面，具有肥沃土壤的性能。 ⑻ 防塵和保墑性能：木塊坪地可以覆蓋土地，避免塵土飛揚，起到草坪、灌木坪和花坪相同的性能。木材的保溫和隔熱性能可以起到保墑的性能，促進植物的生長。 1.3 沖壓木塊機設計的目的和意義 木塊坪地的研究和開發(fā)的目的是基于城市綠化過程中，由于剪枝、間伐、枯木死樹處理等工序會產(chǎn)生大量的木質廢料，這些木質廢料在過去一直作為垃圾、燒柴、小木塊原料處理。由于城市燒柴的用量越來越少，小木塊應用的量太少和季節(jié)性太強，實際這些廢料絕大多數(shù)都作為城市垃圾處理了。 在城市的樹木下面采用草坪、灌木坪和花坪綠化時，由于樹陰的作用植物很難存活。城市街道上的小路旁、草地的邊緣地帶、在路旁井蓋以及雕塑的周圍和邊緣、許多不規(guī)則形狀空地都沒有辦法進行草坪、灌木坪和花坪綠化。還有個別地域的地質條件極差，根本沒有辦法生長植物，不可能種植草坪、灌木坪和花坪綠化。上述地帶成為城市綠化的死角和塵土的策源地，如果利用規(guī)則的小木塊坪地鋪在這些地域的表面，規(guī)則形狀的小木塊坪地完全起到草坪、灌木坪和花坪的綠化作用，達到綠化城市的目的。如果我們設計一套專用的設備，將這些廢料削成1cm3的小木塊。采用專用的篩選設備將加工小木塊的碎料鋪在小木塊的下面，起到肥沃土壤的作用，使營林的全部廢物就地全部利用。 小木塊坪地美觀效果和草坪、灌木坪和花坪的效果基本相當。人們在欣賞草坪、灌木坪和花坪的同時，在它們的中間有木本色的木塊坪地點綴生活，會有一定的特殊情趣。同時，木塊坪地的保墑作用會使生長在木塊坪地上的植物有充足的水分供應，達到促進植物生長的目的。木塊坪地的木材隔熱作用可以調節(jié)土壤的溫度和濕度，木塊坪地覆蓋了露在地表的塵土，實現(xiàn)防止這些塵土造成城市空氣污染的目的。在城市下大雨的時候，木塊坪地可以迅速地滲水，防止道路和綠地出現(xiàn)積水，起到調節(jié)城市排水的目的。木塊坪地美觀、調節(jié)氣候、廢物利用、促進植物生長，這些優(yōu)點決定了這項技術一旦推廣將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 開發(fā)小木塊坪地綠化技術的最大意義是該技術的成本低、效益高。和草坪、灌木坪和花坪相比，其成本大幅度下降，因為它的原料成本幾乎沒有，這是草坪、灌木坪和花坪根本不能比擬的。該技術利用城市綠化部門無法處理的廢料，是經(jīng)濟效益和社會效益雙贏的項目，這是項目開發(fā)的必要性所在和開發(fā)的意義所在。國外十幾年前開始采用小木塊坪地綠化，我國至今沒有開展這項研究，因此，該技術研究屬于國內首創(chuàng)，是填補國內空白和爭取國際先進水平的研究，具有重大的理論意義。 下圖為國外小木塊坪地鋪設圖例。 圖1-2國外小木塊坪地鋪設 第2章 系統(tǒng)設計總體方案 2.1 沖壓木塊機的結構設計 沖壓木塊機的總體結構是由機架、主傳動系統(tǒng)、沖木塊機構、撥料機構、進料盤、出料斗、限位機構七部分組成。 ⑴ 機架采用角鋼、槽鋼和鋼板焊接而成，并制成箱式結構。 機架中腳板是有螺釘孔，通過螺釘固定整個機器，導軌是用于連接沖木塊機構，使得沖木塊機構能夠在導軌上實現(xiàn)上下往復運動，起到?jīng)_木塊的作用。電機支座使用與固定電機，其上有固定螺釘孔，使電機牢固的與機架連接。 ⑵ 沖木塊機構中包含減速電機、小鏈輪、大鏈輪、主軸、偏心輪、擺桿、連接座。 減速電動機在此設計中是外購件，根據(jù)設計所需的條件選擇合適的減速機就行。減速電機提供動力帶動小鏈輪轉動，通過滾子鏈帶動大鏈輪將動力傳遞到主軸，主軸帶動偏心輪將動力傳遞到擺桿，通過擺桿帶動沖木塊機構運動達到?jīng)_木塊的目的。擺桿中設有油杯，可以潤滑導軌，保證導軌與沖木塊機構有效地運動。 ⑶ 沖木塊機構中的五組刀具體設計在移動箱中，其中設有彈簧壓緊裝置，可以壓緊木料，使得刀具能夠有效地沖壓木塊。移動箱與導軌相連，可以保證上下往復運動沖壓木塊。 ⑷ 撥料機構是一個主要的設計部分。 撥料裝置與刀架相連，刀架帶動撥料裝置運動。連通過撥料盤可以使得加工過程連續(xù)進料，提高生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)節(jié)拍。 ⑸ 進料盤中有料槽、底刀。 所需加工的小木條放在料槽上，通過撥料機構將木條送入沖木塊機構中，沖木塊機構中的刀具體與底刀上下沖壓將木條加工成小木塊。 ⑹ 出料斗是由角鋼與薄板焊接而成。 主要作用是將所加工出的小木塊運送到盛載裝置中。 ⑺ 限位機構是由底板、限位板、立板、筋板、頂板焊接而成，起到限位的作用。 下圖為沖壓木塊機的結構示意圖： 圖2-1沖壓木塊機的結構 1-機架；2-主傳動系統(tǒng)；3-沖木塊機構；4-減速電機。 2.2 刀具體的確定 沖壓木塊機的刀具體的設計是此次設計的重點，選用刀具材料是確保工作的首要條件。所用的刀具為自制刀具，因此我們先了解一下刀具材料，根據(jù)所設計的要求選擇刀具材料。 1. 刀具材料的選擇 刀具材料應具備的性能包括：高硬度、足夠的強度和韌性、高耐熱性和工藝性。因為我們所設計的是沖壓木塊機，其工作對象是木材，故所選用的刀具材料為65Mn，下面介紹一下65Mn鋼材的特性。 錳提高淬透性，φ12mm的鋼材油中可以淬透，表面脫碳傾向比硅鋼小，經(jīng)熱處理后的綜合力學性能優(yōu)于碳鋼，但有過熱敏感性和回火脆性。其有優(yōu)良的綜合性能，如力學性能(特別是彈性極限、強度極限、屈強比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能，又稱抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。65Mn 鋼板強度、硬度、彈性和淬透性均比65號鋼高，具有過熱敏感性和回火脆性傾向，水淬有形成裂紋傾向。退火態(tài)可切削性尚可，冷變形塑性低，焊接性差，適用于做切刀，因此為滿足沖壓所需條件，選用此沖壓木塊機的刀片材料為65Mn。 刀體材料選擇45鋼，該鋼為優(yōu)質碳素結構用鋼 ,硬度不高易切削加工，調質處理后具有良好的綜合機械性能，因此所設計的刀具以45鋼為刀體材料，65Mn為刀片材料。所設計的刀具體應焊后時效處理，所有加工表面均為焊后加工，所有銳角倒鈍。 需要設計刀體總成如圖2-2所示 圖2-2 刀體總成圖 1-窄刀片；2-寬刀片；3-刀體 2. 刀具體的確定 根據(jù)上述刀具材料的選擇設計了刀體形狀。我們所設計的沖壓木塊是針對木材上下沖壓形成小木塊，為達到所需要求，我們在刀具體中設計五組刀體，這樣就可以充分的沖壓成木塊所設計的刀具體。 刀具體如下圖2-3所示： 圖2-3 刀具體部件圖 1-移動箱總成；2-壓緊裝置；3-刀具總成；4-定位板；5-螺釘M6×16；6-彈簧墊圈12 由圖2-3可知，該部件的設計中五組刀具體設在移動箱里，刀具設計有卡口，五組刀具通過卡口相連，用固定螺栓固定在箱體上。移動箱上有凹槽與機架上導軌相連，可以保持上下運動。此外，部件中還設有壓緊裝置，該裝置的設計，可以使撥料機構運送的木條牢牢壓緊在刀具體的下面，能夠更好的沖壓木條，滿足生產(chǎn)要求。 2.3 撥料裝置 該木塊機入料口設有機械撥料裝置，都能保證連續(xù)均勻地送料進行沖壓;該撥料裝置與沖木塊機構相連，通過沖木塊機構帶動撥料機構運動，撥料裝置將木料送入到刀具下方，通過上下刀具的沖壓，完成沖木塊操作，該裝置的設計在整個裝置中很重要，該裝置可以保證生產(chǎn)的過程中連續(xù)進料，提高生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)節(jié)拍。 所設計的撥料裝置部件圖如下2-3所示： 圖2-4 撥料裝置圖 1-螺母；2-彈簧墊圈；3-側板1；4-套筒1；5-深溝球軸承61903-Z；6-單向超越離合器；7-撥盤；8-深溝球軸承61904-Z；9-孔用彈性擋圈47；10-套筒2；11-側板2；12-軸；13-緊定螺釘M5×10；14-開口銷4×22；15-銷軸；16-連接座；17-鍵5×25 該部件設計中的標準元件按照機械手冊選擇，應確保標準。深溝球軸承以及單向超越離合器的設計選擇是重點，下面主要介紹一下單向超越離合器的作用及安裝保養(yǎng)。 單向超越離合器 1. 超越離合器是利用主、從動部分的相對運動速度變化或回轉方向的變換能自動接合或脫開的離合器；是機電一體化機械傳動中的基礎元件，其主要功能是防止逆轉、精確定位、傳遞轉矩、切斷轉矩。因此，也稱為逆止器或單向軸承。單向超越離合器主要是用于通用機械、包裝機械、印刷機械、紡織機械、傳動機械、食品機械、塑料機械、石化機械、起重運輸機械、高壓開關、風機、減速機、壓縮機、機床等。 2. 離合器安裝使用須知 ⑴ 離合器的安裝應在電機（或其他原動機）的轉向確定后，即在確認離合器實際轉向與主機要求轉向一致之后方可進行。如果安裝方向相反，會導致嚴重事故。 ⑵ 離合器外環(huán)與機體、內環(huán)與軸、鍵與鍵槽的配合均為動配合，不得過緊。裝配要注意清除毛刺，清洗、擦干并均勻涂上潤滑用機油，并用光潔平整的金屬厚墊在離合器端面用錘輕擊墊板，嚴禁硬敲和強行裝配。同時還應保證離合器外環(huán)的半體與內環(huán)要有良好的同軸度（小于0.05mm）。如果同軸度超差會影響離合器正常轉動。 ⑶ 離合器應采用合適的、適量的潤滑油或2號鋰基潤滑脂進行潤滑，出廠時已注入足夠的潤滑油和潤滑脂。 ⑷ 超越離合器使用過程中，離合器工作轉速應小于離合器極限轉速值，如果長期運轉，而且轉速過高，應要有相應的潤滑冷卻措施。 ⑸ 離合器在使用過程中發(fā)現(xiàn)異常，應及時停機檢查，視具體情況解決。 3. 潤滑與保養(yǎng) 各類型號的離合器，在出廠時已加夠耐高溫、品質穩(wěn)定的油脂。所以，根據(jù)環(huán)境和使用條件的不同可在三個月到半年之內不再重新添加油脂。在此期限之后，應定期檢查、清洗、更換油脂。建議，每半年更換一次油脂，惡劣環(huán)境下應三個月一次。對于直徑大于Φ200mm的離合器，應每半年更換一次油脂。 有些型號的離合器需要用潤滑油潤滑，對這類型號的離合器，應定期加油，且油面保持一定的高度。選用潤滑劑，請注意使用范圍。潤滑劑中含有石墨、鉬之添加劑的，請勿使用。 2.4 機架結構 機械本體部分是沖壓木塊機的骨架。在保證整個機械系統(tǒng)的機械剛性的前提下，為了簡化設計的機構，減輕整機重量，縮短產(chǎn)品的設計和制造的周期，其主體框架采用槽鋼，用焊接的方法將其連接。同時，由于我所做的為一畢業(yè)設計，只是一個試驗課題，在框架的設計上不能采用鑄造方法進行。因為鑄造還需要一個針對機床框架模具的開發(fā)過程。無論是成本，還是生產(chǎn)周期上考慮，均不合適。雖然鑄造在生產(chǎn)加工過程中抗震性能好，加工出來的產(chǎn)品質量好，但我們綜合考慮仍采取焊接的機架機構。 下圖為機架結構圖： 圖2-5 機架結構圖 1-腳板；2-角鋼50×50×5；3-梁；4-螺釘M5×20；5-彈簧墊圈6；6-導軌；7-導軌底板；8,9,10-角鋼；11-電機支座 第3章 機械系統(tǒng)設計方案的確定 3.1 設計參數(shù)設定 技術要求： ⑴ 削制前木片直徑 φ30～φ80mm ⑵ 削制前木片厚度 10 ～ 20 mm ⑶ 主軸轉速（沖塊頻率） 10～30 r/min (次/ min) ⑷ 沖刀耐磨性要好 3.2 運動系統(tǒng)的設計計算 3.2.1 電動機的選擇計算 電動機是專門工廠生產(chǎn)的標準部件，設計時要根據(jù)工作機的工作特性、工作環(huán)境和工作載荷等條件，選擇電動機的類型、結構、容量（功率）和轉速。 電動機的容量主要根據(jù)電動機運行時的發(fā)熱條件來決定，只要所選電動機的額定功率等于或稍大于所需的電動機工作功率，電動機就能安全工作，不會過熱，因此不必校驗電動機的發(fā)熱和啟動轉矩。 選擇電動機的容量 機械的電機功率除了一部分用作有效功率外，另一部分將成為傳動鏈中的各種摩擦損耗。 主電機的功率為： （3-1） 式中 ——總電機功率； ——有效功率； ——空載功率（可以用試驗的方法確定）； ——摩擦損耗功率。 （3-2） 由設計技術要求知速度 由《機械設計課程設計》表9.1得軸承的效率為0.99，鏈傳動的效率為0.96。 故得 （3-3） 其總的有效功率1.38kw，由試驗得空載功率為0.36kw，摩擦功率為0.25kw。故總功率由式（3-1）得 =1.38+0.36+0.25=1.99kw。 故所需電動機的工作功率為1.99kw，根據(jù)電動機的類型選用功率為2.2kw的電動機。 3.2.2 減速機的確定 由電動機的計算結合行星擺線針輪減速機手冊知減速機的使用條件如下： ⑴ 工作時間：假設每日連續(xù)運轉24小時。 ⑵ 擺線減速機低速軸轉速約65 r/min（輸出轉速）。 ⑶ 減速比23。 ⑷ 起動轉矩為工作轉矩的1.0倍。 ⑸ 載荷功率2.2kw，電機頻率為50Hz。 選型計算： ⑴ 工況系數(shù)：取1.0。 ⑵ 輸入轉速n=23×65=1500 r/min ⑶ 計算工況系數(shù)為1.0時的輸出轉矩M 由公式 （3-4） 由表三查出：4號機型傳動比為23的輸出軸許用轉矩為395 N·m 而290 N·m<395 N·m因此可選用BWD2-4-23-2.2機型。 3.2.3 鏈傳動的特點與應用 鏈傳動屬于具有中間撓性的嚙合傳動，它兼有齒輪傳動和帶傳動的一些特點。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低；鏈輪齒受力情況較好；有一定的緩沖和減震性能；中心距可大而結構輕便。與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準確；傳動效率稍高；鏈條對軸的拉力較??；同樣使用條件下，結構尺寸更為緊湊；此外，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調節(jié)工作量較小，并且能在惡劣的環(huán)境條件下工作。鏈傳動的主要缺點是：不能保持瞬時傳動比恒定；工作時有噪聲；磨損后易發(fā)生跳齒；不適用于受空間限制要求中心距小以及急速反向傳動的場合。 鏈傳動的應用范圍很廣。通常中心距較大、多軸、平均傳動比要求準確的傳動，環(huán)境惡劣的開式傳動，低速重載傳動，潤滑良好的高速傳動等都可以成功的采用鏈傳動。 按用途不同可以分為；傳動鏈、輸送鏈、和起重鏈。在鏈條的生產(chǎn)與應用中，傳動用短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）占有最主要的地位。通常滾子鏈的傳動功率在100kw以下，鏈速在15m/s以下。先進的鏈傳動技術已能使優(yōu)質滾子鏈的傳動功率達5000kw，速度可達35m/s；高速齒形鏈的速度則可達40m/s。鏈傳動的效率，對一般傳動，其值約為0.94~0.96；對用于循環(huán)壓力供油潤滑的高精度傳動，其值約為0.98。 根據(jù)以上鏈傳動的特點結合所設計的機器的結構及傳動特點，故選用滾子鏈傳動。 3.2.4 鏈傳動的設計計算 鏈傳動設計主要是確定鏈節(jié)距、排數(shù)以及鏈輪齒數(shù)、傳動比、中心距、鏈節(jié)數(shù)有效圓周力等。（參考《機械設計手冊》單行本帶傳動和鏈傳動） 小鏈輪軸功率P=2.2kw，小鏈輪轉速=65r∕min，小鏈輪齒數(shù)=17大鏈輪齒數(shù)=35。 ⑴ 鏈輪齒數(shù)：=17 ;=35 ⑵ 實際傳動比i===2.06 （3-5） ⑶ 鏈輪轉速： 小鏈輪轉速=65r∕min 大鏈輪轉速n==32r∕min ⑷ 修正功率 =P··=2.2×1.4×1.4=4.3kw （3-6） 式中，工況系數(shù)=1.4； 主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.4. ⑸ 鏈條節(jié)距P 由修正功率=4.3kw和小鏈輪轉速=65r∕min選得節(jié)距P為20A即31.75mm。 ⑹ 初定中心距 由表14.2-3滾子鏈傳動的設計計算暫取=35p ⑺ 鏈長節(jié)數(shù) =2++ （3-7） =2×35++=96.23 取=96節(jié) 式中=（）2=8.22 （3-8） ⑻ 鏈條長度L L==≈3.05m （3-9） ⑼ 理論中心距 =P(2--) （3-10） = 31.75×（2×96-17-35）×0.24645mm =1095.47mm 式中=0.24645，插值法。 ⑽ 實際中心距 =-=1095.47-0.04×1.95.47=1091.09mm （3-11） ⑾ 鏈速 （3-12） ⑿ 有效圓周力 （3-13） ⒀ 作用在軸上的拉力 （3-14） ⒁ 計算鏈輪幾何尺寸并繪制鏈輪工作圖，其中小鏈輪工作圖如下圖3-1所示。 ⒂ 潤滑方式的選擇 根據(jù)鏈號20A和鏈條速度=0.58m∕s，選用范圍2即滴油潤滑。 ⒃ 鏈條標記 根據(jù)設計計算結果，采用單排20A滾子鏈，節(jié)距為31.75mm，節(jié)數(shù)為96節(jié)，其標記為20A-1×96.GB/T1243-1997。 下圖為小鏈輪工作圖例: 圖3-1小鏈輪工作圖示例 3.2.5 軸的設計說明 軸的設計主要解決互相聯(lián)系的兩個方面的問題：①設計計算：為了保證軸具有足夠的承載能力，要根據(jù)軸的工作要求對軸進行強度計算，有些軸還要進行剛度和震動計算。②結構設計：根據(jù)軸上零件裝拆、定位和加工等結構設計要求，確定軸的形狀和各部分尺寸。 軸的結構設計要求： ①軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置； ②軸上零件裝拆、調整方便； ③軸應具有良好的制造工藝性等。 ④盡量避免應力集中 根據(jù)軸上零件的結構特點，首先要預定出主要零件的裝配方向、順序和相互關系，它是軸進行結構設計的基礎，擬定裝配方案，應先考慮幾個方案，進行分析比較后再選優(yōu)。軸的設計原則：①軸的結構越簡單越好；②應裝配簡單、方便。 3.2.6 主軸的的結構設計 下圖為此設計所用的主軸結構圖: 圖3-2主軸的結構圖 軸的結構設計主要是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。影響軸的結構的因素很多，因此軸的結構設計沒有標準形式。設計時，必須針對軸的具體情況作具體分析，全面考慮解決。軸的結構設計的主要要求是：①軸應便于加工，軸上零件應便于拆裝（制造安裝要求）；②軸和軸上零件應有正確而可靠的工作位置（定為固定要求）；③軸的受力合理，盡量減小應力集中等。設計時以初估軸徑為基礎，邊畫圖邊定尺寸，逐步形成結構。通常按照這些要求設計出的是階梯軸。 1. 選擇軸的材料 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。 碳素鋼比合金鋼價格低廉，并且對應力集中的敏感性較小，所以應用廣泛。常用的優(yōu)質碳素鋼有30、40、45和50鋼，其中45鋼應用較多。為了保證其機械性能，應進行調質或正火處理。 合金鋼具有較高的機械強度，淬透性也較好，但價格較高，多用于有特殊要求和重要的軸。常用的合金鋼有20Cr、40Cr、35SiMn和35CrMo等。需要指出，合金鋼對應力集中的敏感性較高，因此在結構設計時。應注意減小應力集中。另外，碳鋼和合金鋼彈性模量相差不多，不能靠選合金鋼來提高軸的剛度。 綜合考慮，因為傳遞功率不大，并對質量及結構尺寸無特殊要求，選用常用材料45剛，并調質處理。 2. 結構設計 ⑴ 軸承部件的結構形式：因為傳遞功率較小，鋸機的效率較高，發(fā)熱下，估計軸不會長，故軸承部件的固定方式可采用兩端固定方式。由此，所設計的軸承部件的結構形式如《機械設計》中圖10.7所示。然后，可按軸上零件的安裝順序開始設計。 ⑵ 軸段①的確定：軸段①的尺寸根據(jù)鑲在其上的大鏈輪內孔徑可以確定其軸徑為=30mm，根據(jù)裝配要求，軸的長度應比鑲在其上的鋸片的厚度短1—2mm，故長度確定為=49mm。 ⑶ 軸承與軸段②及軸段④的確定：根據(jù)裝配要求等選擇外球面球軸承，UC20內徑=40mm，外徑D=80mm，寬度B=49.2mm。軸段②上安裝軸承，其直徑應既便于安裝，又符合軸承內徑系列。故軸段②的直徑為=40mm，其長度與軸承的寬度和軸承座的寬度有關，根據(jù)以上所述軸段②長度=76mm。一般軸承都是成對使用故軸段④的直徑=40mm，長度要求不是很嚴格故取=68mm。 ⑷ 軸段⑤的確定：為了安裝偏心輪，在軸段⑤上銑個20×20的小平面，便于用力。為了軸承安裝方便故軸段⑤的直徑為=38mm，其長度=25mm。 ⑸ 軸段⑥的確定：軸段⑥用于安裝偏心輪，故其直徑應與偏心輪內徑相配合。其直徑=30mm。長度比偏心輪的寬度短1-2mm，故取=53mm。 ⑹ 軸段軸段③的確定：軸段③的直徑應比軸段②的略大，但是不能超過軸承的內圈直徑，故取軸段③的直徑=50mm，對軸承起到固定的作用。根據(jù)軸在裝備中的位子和安裝尺寸可確定軸的總長度應為407.5mm。故軸段③的長度為=136.5mm。 ⑺ 鍵連接：大帶輪與軸段⑦的軸向連接采用普通平鍵，為鍵10×36GB1096—1990. 3.軸的受力分析 經(jīng)分析得知不受軸向力。 ⑴ 畫軸的受力簡圖（圖3-2b） ⑵ 計算支承反力。 在水平面上 =76.58N =76.58N 在垂直平面上 (3-15) 解得=195.58N 負號表示受力方向相反。 軸承2的總支承反力 ⑶ 畫彎矩圖（圖3—2c、d、e） 在水平面上 （3-16） 在垂直平面上 av （3-17） 合成彎矩 （3-18） ⑷ 畫轉矩圖（圖3-2e）aH 圖3-3軸的受力分析 3.2.6 軸的強度校核計算 由《機械設計》中附表10.1，抗彎面模量 抗彎剖面模量 （3-18） 抗扭剖面模量 彎曲應力 （3-19） 扭剪應力 （3-20） 對于調質處理的45鋼，由表《機械設計》中10.1查得，，；由表《機械設計》中10.1注②查得材料的等效系數(shù)，。 鍵槽引起的應力集中系數(shù)，由《機械設計》中附表10.4查得 。 絕對尺寸系數(shù)，由《機機械設計》中附圖10.1查得， 軸磨削加工時的表面質量系數(shù)，由《機械設計》中附圖10.2查得。 安全系數(shù) （3-21） （3-22） （3-23） 由《機械設計》中表10.5得許用安全系數(shù)[S]=1.5～1.8，顯然S>[S],故此剖面安全。 3.2.7 校核軸承壽命 由《機械設計手冊》查7008C軸承得C=19800N，=13800N。 ⑴ 根據(jù)前面軸的計算可知，只校核軸承2即可。 ⑵ 計算當量動載荷。由 查《機械設計》中表11.12得e=0.38 因為所以X=0.44，Y=1.36 當量動荷 ⑶ 軸承壽命。軸承在以下工作，查《機械設計》中表11.9得=1. 載荷變動小，查《機械設計》中表11.10，得=1.5. 軸承2的壽命 （3-24） 預期使用年限應該在10年左右，每日的工作量不定，需要根據(jù)實際的情況來定不過大概時間應為，顯然，遠大于，故軸承壽命相當充裕。 第4章 沖壓木塊機的使用說明書—MJB205 4.1 主要用途及適用范圍 MJB205沖壓木塊機是生產(chǎn)小木塊坪地生產(chǎn)設備之一，對開發(fā)小木塊坪地綠化技術具有重大意義，沖壓木塊機是利用城市綠化過程中產(chǎn)生的大量木質廢料加工成小木塊，鋪設在城市中不能綠化的不規(guī)則空地上，形成小木塊坪地。覆蓋了露在地表的塵土，作用可以調節(jié)土壤的溫度和濕度，達到防止這些塵土飛揚造成城市空氣污染的目的。該設備可以廣泛用于園林美化生產(chǎn)設施這種設備在國際上已經(jīng)受到相當大的重視，國外開發(fā)成果已相當成熟，目前我國在這一領域還處于發(fā)展階段，所以我們應該重視研究該項技術。 下圖為試制樣機。 圖4-1試制樣機 4.2 主要規(guī)格及技術參數(shù) 技術要求： ⑴ 削制前木片直徑： φ30～φ80mm ⑵ 削制前木片厚度： 10 ～ 20 mm ⑶ 主軸轉速（沖塊頻率）： 10～30 r/min (次/ min) ⑷ 電機功率2.2kw 轉速65r/min ⑸ 沖刀耐磨性要好 主要規(guī)格及技術參數(shù)： ⑴ 木片規(guī)格： φ30～φ80×15mm ⑵ 主軸轉速： 32.5 r/min (次/ min) ⑶ 減速機型號： BWD2-23-2.2 功率： 2.2kw 輸出轉速: 65 r/min 減速比： 23 ⑷ 出料口尺寸： 116×106mm ⑸ 外形尺寸： 675×700×1190mm 4.3 主要結構及性能 MJB205半自動沖壓木塊機由機架、主傳動系統(tǒng)、沖木塊機構、進料裝置、撥料裝置、出料裝置等部分組成。其中： 1. 機架采用角鋼、槽鋼和鋼板焊接而成。并制成箱式結構。 2. 主傳動系統(tǒng)： 主要由減速機、鏈傳動等組成。主要是傳動機械動力，通過鏈傳動帶動主軸，進而帶動偏心輪運動，偏心輪與擺桿相連，帶動刀具體上下運動，完成沖壓。 3. 沖木塊機構： 主要是對從進料斗中的木條通過撥料裝置送料對木條進行沖壓，形成小木塊。 4. 進料裝置： 存放被加工木條材料的裝置，該裝置中設有底刀，沖壓過程中可以與上面刀具體一起沖壓木塊. 5. 撥料裝置： 撥料機構是一個主要的設計部分。撥料裝置與刀架相連，刀架帶動撥料裝置運動。通過撥料盤可以使得加工過程連續(xù)進料，提高生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)節(jié)拍。 6. 出料裝置： 切削后的小木塊通過此處運送到需要應用的地方。 4.4 安裝與調整 1. 機器安裝 機器采取整機現(xiàn)場安裝，具體安裝過程如下： ⑴ 安裝機架 固定機架底座，可根據(jù)地基的實際情況，將底座與地基上的砧板焊接在一起，或通過地腳膨脹螺栓(4-M12X150)將底座連接到地基上。 ⑵ 安裝主傳動系統(tǒng) 將減速電機安裝在機架的電機支座上，小鏈輪安裝在減速機的軸上，將主軸、軸承座、等部分安裝在機架的梁上，然后將大鏈輪安裝在主軸的左側，偏心輪安裝在右側，依次將擺桿等安裝完成，最后將滾子鏈安裝在大鏈輪與小鏈輪上。 ⑶ 安裝沖木塊機構 將沖木塊機構與機架上的導軌相連，刀具體移動箱上部與主傳動系統(tǒng)相連，保證移動箱可以上下自由移動，確保安裝緊固。 ⑷ 安裝進料盤、出料斗等裝置。 參考技術圖紙，將這幾部分裝置依次安裝，撥料盤與刀架相連，課已通過刀架的上下運動，傳遞動力，帶動撥料盤運動。 ⑸ 接線 在安裝過程中的具體細節(jié)參考相關的技術圖紙。 2. 機器調整 ⑴ 根據(jù)機器的性能與技術參數(shù)安裝調試，使得機器達到預期的技術要求。 ⑵ 保證滾子鏈安裝正確，應將小鏈輪、大鏈輪與滾子鏈確保在同一直線上。 ⑶ 機器的各部件應確保安裝緊固，以防出現(xiàn)意外事故。 ⑷ 機器安裝完之后，各需潤滑部件應進行潤滑處理。 ⑸ 安裝完成之后，先開機試運行幾分鐘，再次檢查機器的運轉情況，應保證機器能夠平穩(wěn)有效的工作。 4.5 使用與操作 ⑴ 開機前，檢查滾子鏈的張緊程度及各傳動件上的緊固件是否按規(guī)定的預緊力擰緊。 ⑵ 總電源是否接通。 ⑶ 按潤滑規(guī)定，對各潤滑點注油。 ⑷ 將工作臺退出工作位置，空運轉5分鐘，若無異聲，開始生產(chǎn)。 ⑸ 啟動電機開關，主傳動進入切削狀態(tài)。 ⑹ 在加工過程中，應及時啟動除塵開關清理木屑，以免發(fā)生堵塞。 ⑺ 關閉總電源，清理機器 4.6 維護與保養(yǎng) ⑴. 定期清理進出料口，防止機器內堵塞，保持機器正常的工作狀態(tài)。 ⑵ 開機前，必須將電機開關的接地線與PE線接通。 ⑶ 開機前，檢查各部位是否有松動或損壞。 ⑷ 連續(xù)工作一個月后，軸承需加注黃油。 ⑸ 電機每半年清擦一次，軸承處清洗后更換黃油。 ⑹ 定期對滾子鏈、軸、軸承等進行注油潤滑處理。 ⑺ 發(fā)現(xiàn)有損壞。工作異常的零部件，應及時更換，確保機器正常工作，保證機器工作安全。 結 論 我本次畢業(yè)設計的內容為沖壓木塊機的結構設計。在這一學期的時間內，通過自己的努力和指導教師的指導下，順利地完成了畢業(yè)設計。 在這近三個月的畢業(yè)設計中， 通過在這次畢業(yè)設計中參考、查閱各種與園林機械相關方面的資料以及機械設計手冊，充分了解了我所設計的課題的結構以及工作原理，同時也大大提高了我查閱資料獨立完成設計的能力。 本課題通過了對沖壓木塊機的結構設計，主運動系統(tǒng)的選擇，方案設計計算，可靠性與經(jīng)濟性分析。更加確切的說明了此次設計的正確性。從方案論證到方案的確定，可以看出在結構設計上花費了大量的精力。一次又一次的改變結構方式，一步一步的分析論證得到最佳的結構方案。在減速機、刀具體等的選擇上充分考慮了各種因素的影響保證了實際工作的穩(wěn)定性。在方案計算論證過程中得到了一系列的該機構所需要的數(shù)據(jù)。保證了木塊機設計的合理性與經(jīng)濟性。通過本次課題設計使我更好的掌握設計的基本知識。讓我學到了產(chǎn)品設計的合理過程。在今后的學習和工作中打下了良好的基礎。 致 謝 在本文即將完成之際，謹向所有給予我關心、幫助和支持的老師、同學們致以我最真摯的謝意。 首先，感謝我的導師劉榮濱老師，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的學識和忘我的工作作風是我效仿的榜樣。無論在畢業(yè)設計中遇到什么樣的問題李老師都會耐心地給我講解和指導。所以，在這里我向李爭平老師致以我最真摯的謝意。 另外，劉榮濱老師在我做畢業(yè)設計的過程中，給予了精心的指導，李爭平老師淵博的學識，嚴謹?shù)淖黠L、對科學精益求精，嚴以律己、寬以待人的崇高品質對學生是永遠的鞭策。 再次，感謝李爭平老師的精心教悔，設計上的熱心指導，一絲不茍的作風加深了我對研究工作的認識，在此表示誠摯的謝意。 還有，感謝李爭平老師的在設計過程中的耐心指導和幫助，使我學到和了解許多新的東西，在此表示衷心的感謝。 此外感謝各位老師在生活上給予的幫助，向各位老師表以最高的敬意和由衷的感謝。 參考文獻 1 符氣浩，楊小波，吳慶書。城市綠化植物分析[J]工業(yè)科學，1996,32（1）:35-43. 2 王小德，盧山，方金鳳，等.城市園林綠化特色性研究.浙江林學院報[J]，2000,17（2）： 150-154. 3 王祥榮.面向21世紀城市綠化發(fā)展的思路與對策-----以上海為例[J].城市環(huán)境與城市生 態(tài)，1999,12（1）:60-63. 4 顧正平，沈瑞珍.國內外園林綠化機械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].林業(yè)機械與木工設備， 2004,32（2）:4-7. 5孟俊煥，王衛(wèi)東，劉敏.園林綠化機械設備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程， 2006（1）：4-5. 6 南京林業(yè)大學.木工機械[M].中國林業(yè)出版社.1994 7 李黎等.木工加工設備[M].中國林業(yè)出版社.2005 8 李志仁等.木工機床結構[M].東北林業(yè)大學出版社.1990 9 孫恒等.機械原理[M].高等教育出版社.2006 10 席振鵬.機械CAD基礎教程[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.2007 11 吳佩年.機械制圖[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.2004 12 陳鐵鳴.機械設計[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.2008 13 孫玉芹，袁夫彩.機械精度設計與檢測基礎[M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社.2004 14 王連明，宋寶玉.機械設計課程設計[M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社.2008 15 耿洪濱，吳宜勇.新編工程材料[M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社.2007 16 聞邦椿 機械設計手冊[M]. 高等教育出版社.2010 17 聯(lián)合編寫組.機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社.1978 18 滾動軸承座.上海軸承座廠 19 行星擺線針輪減速機.天津減速機總廠 20 Erik Flojganard Kristensen,Pieter D.Kofman,Peter Daugbjerg 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