銑床徹底清除裝置設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱(chēng) 銑床切屑的徹底清除裝置設(shè)計(jì) 0學(xué) 院專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師日期： 年 5 月 10 日銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) I摘要銑床切屑的徹底清除裝置是伴隨著切削加工機(jī)床、加工中心的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的。但是長(zhǎng)期以來(lái)，重主機(jī)、輕配套的狀況使得自動(dòng)排屑裝置處理技術(shù)及其設(shè)備發(fā)展遲緩。80 年代始，重主機(jī)輕配套的狀況引起了機(jī)床工具行業(yè)的注意，促使自動(dòng)排屑裝置處 理技術(shù)及其設(shè)備在此后的 20 多年里得到長(zhǎng)足的發(fā)展。切屑的排除是機(jī)械加工必須要考慮的重要問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)顯得更為重要。數(shù)控機(jī)床的加工效率高，單位時(shí)間內(nèi)數(shù)控機(jī)床的金屬切屑大量戰(zhàn)勝加工區(qū)域，如果不及時(shí)削除，必然會(huì)覆蓋或纏繞在工件上，使自動(dòng)加工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。排屑裝置是一種具有獨(dú)立功能的部件，它的工作可靠性和自動(dòng)化程度隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展而不斷提高，并逐步趨向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床排屑裝置的結(jié)構(gòu)和工作形式應(yīng)根據(jù)機(jī)床的種類(lèi)、規(guī)格、加工工藝特點(diǎn)、工件的材質(zhì)和使用冷卻液種類(lèi)等來(lái)選擇。自動(dòng)排屑裝置組要應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心等要求高效率的機(jī)械。本課題為了實(shí)現(xiàn)切削液的徹底凈化然后循環(huán)利用。設(shè)計(jì)中鐵屑與切削液的分離主要為兩步：大切屑的初步分離，以及細(xì)微粉末切屑與切削液的徹底分離。通常鐵屑分離的機(jī)器有磁性排屑機(jī)、刮板排屑機(jī)、磁性刮板排屑器、磁輥排屑機(jī)、螺旋排屑器、磁性螺旋排屑機(jī)、步進(jìn)排屑機(jī)、震動(dòng)排屑機(jī)、環(huán)形排屑機(jī)。相比之下利用磁性原理有定量排屑、不產(chǎn)生過(guò)載、工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)磁性排屑裝置對(duì)切削液進(jìn)行初步的過(guò)濾，然后再利用紙帶過(guò)濾機(jī)實(shí)現(xiàn)粉末狀切屑的徹底分離，同時(shí)達(dá)到切屑液凈化的目的，最終實(shí)現(xiàn)切屑液的自動(dòng)化循環(huán)利用。所以整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案分為兩個(gè)機(jī)構(gòu)，即磁性排屑機(jī)和紙帶過(guò)濾機(jī)。關(guān)鍵詞：磁性排屑器、排屑裝置、銑床切屑的徹底清除裝置銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) IIAbstractMilling chips thorough cleaning device with the advent of cutting machine tools, machining centers and developed. But for a long, heavy hosts, light package so that the condition of the automatic chip conveyor equipment and processing technology development slow. Beginning of the 1980s, supporting the light weight of the host machine tool industry situation has aroused the attention, prompting the automatic chip conveyor processing techniques and equipment have made great progress in the next 20 years. Swarf machining exclusion is an important issue that must be considered. This issue is even more important for CNC machine tools. High efficiency of CNC machine tools, CNC machine tools unit time to overcome a lot of metal chips processing region, if not promptly deleted, or wound covering bound on the workpiece, the automatic process can not continue.Chip device is a member, having individual functions, its reliability and the degree of automation with the development of CNC machine tools and technology continues to improve, and gradually becoming standardized and serialized by professional factory. Construction and operation of CNC machine tools in the form of chip devices shall be based on the type of machine tools, specifications, process characteristics, the workpiece material and the use of coolants and other species to choose. To set automatic chip conveyor used in CNC machine tools, machining centers that require high mechanical efficiency.In order to achieve this topic thoroughly clean cutting fluid is then recycled. Design separating iron and cutting fluid mainly two steps: preliminary separation of large chips, as well as the complete separation of fine powder chips and cutting fluid. Figure 4-1 shows the principle of the overall program.Usually iron isolated machine magnetic chip conveyor, scraper conveyor machine, magnetic scraper conveyor, magnetic roller chip conveyor, screw conveyor, magnetic chip auger, stepper chip conveyor, vibration row scrap machine, circular chip conveyor. In contrast the use of the principles of quantitative magnetic chip, no overload, reliable, smooth operation, low noise, long life and other advantages. Magnetic chip by means of a preliminary cutting fluid filter, and then use filter paper tape to achieve complete separation of powdered chips, while chip solution to achieve the purpose of purification, the final solution to automate chip recycling. Therefore, the overall design of the mechanism is divided into two bodies, namely magnetic chip conveyor and filter paper tape.銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) IIIKeywords: Magnetic chip conveyor, chip equipment, milling chips thorough cleaning device銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) IV目錄第 1 章 緒論 .11.1 選題背景及其意義 11.2 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)） 11.3 研究?jī)?nèi)容 2第 2 章 系統(tǒng)總體方案的確定 .42.1 總體方案 .42.1.1 磁性排屑機(jī)方案設(shè)計(jì) 52.1.2 紙帶過(guò)濾機(jī)方案的設(shè)計(jì) 62.1.3 擬采取的技術(shù)措施 .72.2 本章小結(jié) 7第 3 章 主要零件的選擇與設(shè)計(jì) .83.1 磁性排屑機(jī)設(shè)計(jì) .83.2 紙帶過(guò)濾裝置設(shè)計(jì) .263.2.1 設(shè)計(jì)要求 263.2.2 原動(dòng)機(jī)的選擇 263.2.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 .263.3.2.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 .263.2.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 .273.2.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 273.2.3.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 273.2.3.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算值可以整理列表如下： 283.2.4 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .283.2.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .313.2.5.3 軸上零件的校核 .383.2.6 維修與保養(yǎng) 40結(jié) 論 .42參 考 文 獻(xiàn) .43致 謝 .43銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 1第 1 章 緒論1.1 選題背景及其意義銑床切屑的徹底清除裝置是伴隨著切削加工機(jī)床、加工中心的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的。但是長(zhǎng)期以來(lái)，重主機(jī)、輕配套的狀況使得自動(dòng)排屑裝置處理技術(shù)及其設(shè)備發(fā)展遲緩。80 年代始，重主機(jī)輕配套的狀況引起了機(jī)床工具行業(yè)的注意，促使自動(dòng)排屑裝置處 理技術(shù)及其設(shè)備在此后的 20 多年里得到長(zhǎng)足的發(fā)展。切屑的排除是機(jī)械加工必須要考慮的重要問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)顯得更為重要。數(shù)控機(jī)床的加工效率高，單位時(shí)間內(nèi)數(shù)控機(jī)床的金屬切屑大量戰(zhàn)勝加工區(qū)域，如果不及時(shí)削除，必然會(huì)覆蓋或纏繞在工件上，使自動(dòng)加工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。而且炙熱的切屑還會(huì)向機(jī)床工件散發(fā)熱量，使機(jī)床或工件產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。因此，迅速、有效地排除切屑對(duì)數(shù)控機(jī)床加工來(lái)說(shuō)十分重要，而排屑裝置的主要作用是將切屑從加工區(qū)域排到數(shù)控機(jī)床之外。在數(shù)控車(chē)床和磨床上的切屑中往往混合著切削液，排屑裝置從其中分離出切屑，并將它們送入切屑收集箱（車(chē)）內(nèi)，而切削液則被回收到冷卻液箱。數(shù)控銑床、加工中心和數(shù)控鏜銑床的工件安裝在工作臺(tái)上，切屑不能直接落入排屑裝置，故往往需要采用大流量冷卻液沖刷，或采用壓縮空氣吹掃等方法使切屑進(jìn)入排屑槽，然后再回收切削液并排出切屑。排屑裝置是一種具有獨(dú)立功能的部件，它的工作可靠性和自動(dòng)化程度隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展而不斷提高，并逐步趨向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床排屑裝置的結(jié)構(gòu)和工作形式應(yīng)根據(jù)機(jī)床的種類(lèi)、規(guī)格、加工工藝特點(diǎn)、工件的材質(zhì)和使用冷卻液種類(lèi)等來(lái)選擇。自動(dòng)排屑裝置組要應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心等要求高效率的機(jī)械。1.2 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)）目前常見(jiàn)的排屑裝置有以下幾種：平板鏈?zhǔn)脚判佳b置：平板鏈?zhǔn)脚判佳b置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，切屑用鏈條帶出機(jī)床。這種裝置在數(shù)控車(chē)床使用時(shí)要與機(jī)床冷卻箱合為一體，以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)。刮板式排屑裝置：刮板式排屑裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)交鞠嗤?，只是鏈板不同，帶有刮板鏈板。這種裝置常用于輸送各種材料的短小切屑，排屑能力較強(qiáng)。螺旋式排屑裝置：螺旋式排屑裝置是利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根絞龍式螺旋桿進(jìn)行工作的。螺旋桿工作時(shí)，溝槽中的切屑即由螺旋桿推動(dòng)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排入切屑收集箱。這種裝置占據(jù)空間小，適用于安裝在機(jī)床與立柱間間隙狹小的位置上。螺旋排屑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好，但只適合沿水平或小角度傾斜的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)排運(yùn)切屑，不能大角度傾斜、提升和轉(zhuǎn)向排屑。我國(guó)在 20 世紀(jì) 50 年代開(kāi)始了機(jī)床加工配套產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，在 1953 年 10 月 27銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 2日，我們國(guó)家就自行設(shè)計(jì)并且生產(chǎn)出來(lái)了第一代的排屑機(jī)，雖然參考了國(guó)外的一些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，但卻是我們國(guó)家自主創(chuàng)新的成果，自此擺脫了一再依賴(lài)國(guó)外排屑裝置的困境。在這之后我們國(guó)家的重視加工輕視配套設(shè)施的情況有所好轉(zhuǎn)，大量大排屑產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上。在中國(guó)崛起成為了制造業(yè)大國(guó)之后，我們國(guó)家和國(guó)外的技術(shù)差距就在不斷縮小，但是西方發(fā)達(dá)國(guó)家依靠其自己悠久的工業(yè)發(fā)展，使得他們的一些技術(shù)優(yōu)勢(shì)依然存在，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的切屑處理技術(shù)，無(wú)論其設(shè)備的機(jī)構(gòu)形式還是所完成的工藝內(nèi)容都是緊緊伴隨著切削加工工藝和切屑加工設(shè)備的不斷革新而迅速發(fā)展的，根據(jù)一些資料數(shù)據(jù)可以看出，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，處理切屑有三個(gè)演變階段，即（1）、單純的人工清理。（2）、人工與半自動(dòng)化排屑機(jī)械混合工作組合。（3）、單純的自動(dòng)化排屑機(jī)構(gòu)。我國(guó)現(xiàn)有的排屑機(jī)原理與國(guó)外大致相似，但是由于知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題，并不能做到完全仿制，所以從我國(guó)現(xiàn)有的排屑機(jī)情況就能看出國(guó)外現(xiàn)有的成果，隨著大型機(jī)床越來(lái)越多，所要加工的零部件越來(lái)越大，產(chǎn)生的切屑越來(lái)越多，現(xiàn)有的排屑機(jī)已經(jīng)滿(mǎn)足不了現(xiàn)在的生產(chǎn)需要了，目前，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始研制氣動(dòng)式排屑機(jī)和真空排屑機(jī)了，在滿(mǎn)足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求中走在了前面。所以面對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求與現(xiàn)代化加工的趨勢(shì)，我們國(guó)家也要做出一定的改善，在現(xiàn)有的大量老式排屑機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)，提高排屑效率，改變排屑原理，使排屑不再受到種類(lèi)的限制，這是今后的發(fā)展趨勢(shì)，也是我國(guó)排屑機(jī)需要改革的地方，所以我們要突破并且創(chuàng)新，從而展現(xiàn)我們現(xiàn)代化制造大國(guó)的面貌，繼續(xù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品。當(dāng)前排屑裝置主要有著以下幾方面發(fā)展趨勢(shì)：（1）.復(fù)合型排屑機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。復(fù)合型排屑機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：1）能處理復(fù)合式加工所產(chǎn)生的任何形態(tài)之鐵屑；2）不論是長(zhǎng)短屑還是金屬粉屑都能完全處理；3）具有大量處理切屑液之過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾精度 50 微米；4）可用于各種機(jī)床，中心加工機(jī)，鉆孔機(jī)，龍門(mén)式加工機(jī)，特殊專(zhuān)用加工機(jī)等小屑量排屑。未來(lái)幾年內(nèi)，復(fù)合型排屑機(jī)將具有廣泛的應(yīng)用。（2）.易維修排屑機(jī)將大量增加。由于一般排屑裝置屬于輔助型生產(chǎn)設(shè)備，不易維修，保養(yǎng)維護(hù)成本機(jī)會(huì)較少，經(jīng)常是出現(xiàn)小毛病時(shí)無(wú)人注意，出大毛病無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才去修理，影響整條生產(chǎn)線(xiàn)的正常工作。故易維修排屑機(jī)將是一種趨勢(shì)。（3）. 在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在排屑機(jī)的設(shè)計(jì)及制造中應(yīng)引起各制造企業(yè)的足夠重視。這方面要做好以下幾點(diǎn)工作：1）排屑機(jī)的裝機(jī)效率，減少工作中的能量損失。2）提高密封質(zhì)量，減少油垢、切削液等對(duì)環(huán)境的污染。3）減少噪聲，對(duì)大的噪聲源進(jìn)行隔離和封閉。銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 31.3 研究?jī)?nèi)容(1) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)方案了解銑床切屑的徹底清除裝置的工作理及其主要組成結(jié)構(gòu)，擬定總體方案，主要包括排屑裝置和過(guò)濾裝置兩大部分。(2)磁性排屑裝置設(shè)計(jì)根據(jù)工作條件要求，選擇合適類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算。設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、鏈條傳動(dòng)、箱體裝置，主要計(jì)算包括傳動(dòng)帶，齒輪，軸的設(shè)計(jì)校核，軸承的計(jì)算校核，鍵的計(jì)算校核，鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。(3)紙帶過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)在實(shí)際的工作情況條件下，選擇合適類(lèi)型的電機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算。設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)，包括軸的設(shè)計(jì)校核，軸承的計(jì)算校核，鍵的計(jì)算校核，鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等計(jì)算。銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 4第 2 章 系統(tǒng)總體方案的確定2.1 總體方案（1）設(shè)計(jì)思路本課題為了實(shí)現(xiàn)切削液的徹底凈化然后循環(huán)利用。設(shè)計(jì)中鐵屑與切削液的分離主要為兩步：大切屑的初步分離，以及細(xì)微粉末切屑與切削液的徹底分離。總體方案原理如圖 4-1 所示。通常鐵屑分離的機(jī)器有磁性排屑機(jī)、刮板排屑機(jī)、磁性刮板排屑器、磁輥排屑機(jī)、螺旋排屑器、磁性螺旋排屑機(jī)、步進(jìn)排屑機(jī)、震動(dòng)排屑機(jī)、環(huán)形排屑機(jī)。相比之下利用磁性原理有定量排屑、不產(chǎn)生過(guò)載、工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)磁性排屑裝置對(duì)切削液進(jìn)行初步的過(guò)濾，然后再利用紙帶過(guò)濾機(jī)實(shí)現(xiàn)粉末狀切屑的徹底分離，同時(shí)達(dá)到切屑液凈化的目的，最終實(shí)現(xiàn)切屑液的自動(dòng)化循環(huán)利用。所以整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案分為兩個(gè)機(jī)構(gòu)，即磁性排屑機(jī)和紙帶過(guò)濾機(jī)。磁性排屑機(jī)屬于定量排屑機(jī)構(gòu)，即吸附切屑的能量是一個(gè)固定的數(shù)值，用于鐵質(zhì)及鋼制材料的斷屑或長(zhǎng)度小于 100mm 的鋼鐵部件的輸送，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單變形容易。利用磁性材料所產(chǎn)生的磁力，將切屑吸附在排屑機(jī)的工作磁版上，或者將油中，乳化液中的顆粒狀，粉末狀的鐵屑吸附分離出來(lái)，輸送到指定的排屑地點(diǎn)或者集屑箱中，該排屑方式因?yàn)殍F屑與傳動(dòng)部分隔離封閉，所以外形美觀，故障率低。但是由于鐵屑受到磁力作用在板帶上滑動(dòng)，因此，當(dāng)切屑量較大時(shí)、排屑面板上粘油、非吸磁性物品在面板上堆積時(shí)、都不能順暢排屑。另外，當(dāng)有重物意外撞擊面板時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器嚴(yán)重?fù)p傷，即磁條被刮掉，內(nèi)部鏈條脫落。同時(shí)諸多生產(chǎn)實(shí)際顯示，該裝置不適合于從油中排除粉末狀，如含石墨鑄鐵屑。從而又提出了紙帶過(guò)濾機(jī)的進(jìn)一步進(jìn)化方案。紙帶過(guò)濾機(jī)利用紙帶的過(guò)濾作用，來(lái)清除冷卻液中的金屬和其他非金屬雜質(zhì)，保證切削液的清潔度，冷卻液的使用期限相比原來(lái)可以提高 10-20 倍，并且加工表面質(zhì)量得以提高。紙帶濾紙機(jī)效果可以高達(dá) 98%左右，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 5圖2-1 總體原理示意圖2.1.1 磁性排屑機(jī)方案設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)思想由于設(shè)計(jì)的多解性和復(fù)雜性，滿(mǎn)足某種功能要求的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案可能會(huì)有很多種，因此，在考慮機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案時(shí)，除滿(mǎn)足基本的功能要求外，還應(yīng)遵循以下原則：機(jī)械系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單；盡量縮小機(jī)構(gòu)尺寸；機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的動(dòng)力特性；機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機(jī)性能。針對(duì)原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分，本機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在磁鐵在輸送鏈上的安裝方式，以及輸送鏈路徑的控制。其中包括傳動(dòng)件（鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)）和支承件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。如圖2-2所示磁性排屑機(jī)原理示意圖。圖2-2磁性排屑機(jī)原理示意圖（2）原動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型主要根據(jù)工作機(jī)械的工作載荷特性，有無(wú)沖擊、過(guò)載情況，調(diào)速范圍，起動(dòng)、制動(dòng)的頻繁程度等。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用機(jī)械特性為硬特性的電動(dòng)機(jī)；對(duì)恒功率負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用變速直流電動(dòng)機(jī)或帶機(jī)械變速的交流異步電動(dòng)機(jī)。在考慮電機(jī)位置時(shí)，有兩種方案。一是電機(jī)固定在機(jī)身上，另一種則是電機(jī)放在機(jī)身底部。原課題方案中，擬將電機(jī)位置放在機(jī)身底部，同時(shí)考慮帶傳動(dòng)和減速器的位置，因?yàn)槿綦姍C(jī)安裝在機(jī)身上端，就增加了機(jī)身的載荷，而且電機(jī)都是通過(guò)側(cè)面螺栓固定在機(jī)身側(cè)板上，在電機(jī)工作時(shí)的震動(dòng)對(duì)整個(gè)裝置的影響也增大。但是電機(jī)放在機(jī)身底部沒(méi)能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊的要求。所以經(jīng)過(guò)綜合考慮決定選用減速電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)單，產(chǎn)生載荷和震動(dòng)較小。這樣就可以將減速電機(jī)安裝在機(jī)身上端以達(dá)到兩全其美的效果。 （3）帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，基本組成零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪）和傳動(dòng)帶。銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 6當(dāng)主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用帶輪和傳動(dòng)帶間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞個(gè)從動(dòng)帶輪。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)，在機(jī)械中應(yīng)用廣泛。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括帶的型號(hào)、確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶輪的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸等。帶傳動(dòng)的必要性：不僅能夠分擔(dān)傳動(dòng)比，使減速器分配一個(gè)合理的傳動(dòng)比，還由于帶傳動(dòng)本身的特點(diǎn)，并且造價(jià)低廉，能夠?qū)φ麄€(gè)裝置起到一個(gè)過(guò)載保護(hù)的作用。（4）鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，通過(guò)鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與摩擦型的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。鏈條按用途不同可以分為傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的是輸送鏈。磁鐵塊輸送方案：鏈條輸送,便于實(shí)現(xiàn)磁鐵的安裝，不會(huì)出現(xiàn)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象,傳動(dòng)效率高,不需特別的張緊裝置，并且作用在軸上的徑向壓力較小。同時(shí)鏈傳動(dòng)又能夠在高溫和速度較低的情況工作，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的距離傳送。并且能夠通過(guò)實(shí)現(xiàn)一定形狀路徑的輸送。磁鐵塊的安裝方案：因?yàn)榇盆F要依附在面板背面，為了滿(mǎn)足輸送路徑，磁鐵是以條狀并排的方式安裝的。磁鐵選用永磁材料，其中可分為釹鐵硼和鐵氧體等，釹鐵硼永磁材料磁性最強(qiáng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度約為4000高斯，即0.4特斯拉，單排能吸附的重量約為20kg，相對(duì)于排屑量不大的該裝置，完全符合要求。鏈傳動(dòng)由兩個(gè)鏈輪和繞在兩輪上的中間撓性件——鏈條所組成?？挎湕l與鏈輪之間的嚙合來(lái)傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，屬于具有嚙合性質(zhì)的強(qiáng)迫傳動(dòng)。其中，應(yīng)用最廣泛的是滾子鏈傳動(dòng)。與帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高（封閉式鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率=0.95～0.98）；鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以壓軸力較小；傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)；能在低速重載下較好工作；能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強(qiáng)度場(chǎng)合。但鏈傳動(dòng)也有一些缺點(diǎn)：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。2.1.2 紙帶過(guò)濾機(jī)方案的設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)思想過(guò)濾機(jī)設(shè)計(jì)為一組長(zhǎng)方形的機(jī)組，分別由鏈網(wǎng)總成、濾紙、減速電機(jī)、支架、集液箱、接近開(kāi)關(guān)等組成。利用長(zhǎng)壓的工作原理，液體和固體的混合物經(jīng)過(guò)常壓通過(guò)濾紙，使液體和固體分開(kāi)，當(dāng)固體在濾紙上堆積到一定高度，接觸到液位傳感器，液位傳感器馬上發(fā)出電信銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 7號(hào)，經(jīng)過(guò)電器控制箱使減速機(jī)帶動(dòng)鏈網(wǎng)總成以一定的速度向機(jī)外移動(dòng)，使液體和固體一同帶出機(jī)外，新的濾紙露出液位下降，減速機(jī)停止工作，一個(gè)過(guò)濾流程結(jié)束，周而復(fù)始，經(jīng)分離下來(lái)的液體進(jìn)入帶式過(guò)濾器下面的集液箱，經(jīng)過(guò)溢流管流出，或當(dāng)接液箱中的液體達(dá)到一定高度后，液位開(kāi)關(guān)則控制管道泵把清潔液體打出。紙帶過(guò)濾裝置原理如圖2-3所示。圖2-3紙帶過(guò)濾裝置原理示意圖（2）原動(dòng)機(jī)的選擇本裝置還是選用減速電機(jī)。但更改為直角中空減速電機(jī)，由電機(jī)和直角中空減速箱組合而成，減速比能達(dá)到 1：10—180。（3）鏈傳動(dòng)傳動(dòng)方案再次選擇鏈傳動(dòng)。與帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高（封閉式鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率=0.95～0.98） ；鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以壓軸力較小；傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)；能在低速重載下較好工作；能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強(qiáng)度場(chǎng)合。但鏈傳動(dòng)也有一些缺點(diǎn)：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。2.1.3 擬采取的技術(shù)措施磁性排屑機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可以改善組成機(jī)構(gòu)零部件的受力情況，零件數(shù)量相對(duì)較少，加工制造比較容易。 過(guò)濾裝置采用紙袋過(guò)濾裝置，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易解決過(guò)濾不好的問(wèn)題。整體方案設(shè)計(jì)分為兩部分，可以切屑徹底清除，并且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相對(duì)簡(jiǎn)單，可拆卸性能強(qiáng)，便于機(jī)械進(jìn)行維修，結(jié)構(gòu)上較小，與機(jī)床進(jìn)行配套使用，能達(dá)到較好的復(fù)合程度。2.2 本章小結(jié)本章是介紹了在整體裝置設(shè)計(jì)之前，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選定。包括基本的設(shè)計(jì)思想和整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后再對(duì)幾種方案進(jìn)行最后選定和驗(yàn)算。確定最終的設(shè)計(jì)方案。銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 8第 3 章 主要零件的選擇與設(shè)計(jì)3.1 磁性排屑機(jī)設(shè)計(jì)3.1.1 設(shè)計(jì)要求（1）要求利用磁性原理，設(shè)計(jì)銑床自動(dòng)排屑裝置，實(shí)現(xiàn)鐵屑與切削液的分離。（2）已知參數(shù)1）設(shè)計(jì)阻力F=4000N；2）輸送鏈工作速度1m/min（允許輸送鏈速度誤差 ?5%）；3）鏈節(jié)距為31.75mm；4）工作情況兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，無(wú)過(guò)載；5）動(dòng)力來(lái)源：電動(dòng)機(jī)，三相交流，電壓380/220V；6）工作環(huán)境：室內(nèi)；7）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠(chǎng)制造，小批量生產(chǎn)。3.1.2 原動(dòng)機(jī)的選擇3.1.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型根據(jù)工作機(jī)械的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，沖擊小，以及過(guò)載情況，調(diào)速范圍，啟動(dòng)、制動(dòng)的頻繁程度等選用小型減速電機(jī)。3.1.2.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)容量由額定功率表示，所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)等于或稍大于工作要求：所需電動(dòng)機(jī)功率為：（3-1）?wdp?k式中： 為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率， ； 為工作機(jī)所需輸入功率， ;dp wpkw為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置總效率。?工作機(jī)所需功率 ：wp（3-2）wwFv?10?k或：（3-3）wwTnp950?k式中：F為工作機(jī)阻力，N；v為工作機(jī)的線(xiàn)速度，m/s;T為工作機(jī)阻力矩， ； mN?為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min； 為工作機(jī)的效率。wnw?總效率 為：?銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 9（3-4）n??321?其中， ， ， ，…， 分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副，每對(duì)軸承，每個(gè)聯(lián)軸器效1?23n?率，可由查表得。根據(jù)已知數(shù)據(jù)，由（3-2）式計(jì)算工作機(jī)所需功率06910/4????wwFvp?kw查表得各級(jí)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)效率如下：?、 V帶傳動(dòng) =0.961??、軸承（初選深溝球軸承，2對(duì)）： =0.992故由（3-4）得94.0.621????由（3-1）式，電動(dòng)機(jī)功率073.??dpkw3.1.2.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定鏈輪的轉(zhuǎn)速（初選鏈輪齒數(shù)Z=11）（3-5）106??znvw則min/86.2.3/rzpnw ?按照工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍，推算傳動(dòng)及轉(zhuǎn)速的可選范圍：r/min （3-6）wni)(21???式中：n為電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍； 為各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)合理傳動(dòng)比范圍i?查表得：v帶傳動(dòng) 4~21i由（3-6)式計(jì)算得r/min4.1~27.586.)4~2(???wni經(jīng)查閱相關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)選用：G系列小型齒輪減速機(jī)型號(hào)為GHW22-120-200，其輸出額定功率為0.12KW，機(jī)型號(hào)22，減速比1:200，輸出轉(zhuǎn)矩225N·m,輸出轉(zhuǎn)速6.9r/min?？傞L(zhǎng)度=337mm，總寬度=154mm，總高度=140mm，軸徑=22mm，軸伸尺度=40mm。3.1.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.1.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 10傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比要求應(yīng)為（3-7）wmni?式中： 為電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，r/min； 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。mn故由（3-7）式得總傳動(dòng)比41.286.9??i則V帶傳動(dòng) =2.9 合理1i)4~2(?3.1.3.2 計(jì)算裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)此方案?jìng)鲃?dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)由、有三軸，減速電機(jī)輸出軸為I軸，帶輪與鏈軸連接的為II軸，以及另一鏈輪支撐軸Ⅲ軸。（1）各軸轉(zhuǎn)速r/min9.6?mnIr/min8.241.1iIr/minII式中： 為電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，r/min； 為帶輪傳動(dòng)比mn1i（2）各軸功率KW073.?dpKWPIKW7.961???IIKW0022?II式中： 為電動(dòng)機(jī)輸出功率，KW； ， ， ，分別為I，II，III，軸輸出功率，dPIKW； ， ， ，…， 分別為傳動(dòng)裝置中傳動(dòng)副、軸承、聯(lián)軸器的效率。1?23n（3）各軸轉(zhuǎn)矩N·m109.673590??mddPTN·m1N·m7.236.4.2???iIIN·m907322??IIT式中： 為電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩，N·m； ， , 分別為I，II，III軸的輸出轉(zhuǎn)矩。dTIIT銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 11表3-1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 轉(zhuǎn)速（n/ r/min）功率（P/KW) 轉(zhuǎn)矩（T/N·m)I 6.9 0.073 101II 2.86 0.070 233.7III 2.86 0.069 2293.1.4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.4.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知從減速電機(jī)輸入主動(dòng)輪的功率為 KW，主動(dòng)帶輪 r/min，連續(xù)073.?dP9.6?mn單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制，每年按300天計(jì)算。（1）確定計(jì)算功率 caP（3-8）KAca?查表，取得工作情況系數(shù) ，帶入式中得1.?AKW083.7.??ca（2）選擇V帶類(lèi)型根據(jù) KW，n=6.9r/min083.?caP查表，選擇A型帶。（3）確定小帶輪直徑 并驗(yàn)算帶速vd1)初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 ，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 mm1 751?d2）驗(yàn)算帶速。 m/s＜25m/s 合適02.609751????nvd3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑mm75.184.12di根據(jù)表，圓整為 mm。182d（4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL1）根據(jù)0.7 ≤ ≤2 ，初步確定中心距)(21d?0a)(21?代入 、 ，得：1d2178.5mm≤ ≤510mm0mm4?2)計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 12（3-9）maddaLd9.80640)751()0(24[ 20212100????????查表，選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld03）計(jì)算實(shí)際中心距a（3-10）mad5.396280.64000?????（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角（3-11）????? ????9016539.7)5180(a.121d?所以，主動(dòng)輪上的包角合適（6）計(jì)算 V 帶根數(shù)1）計(jì)算單根 V 帶的額定功率 rp由 mm 和 n=6.9r/min，查表得 。75?d KWP26.0?根據(jù) n=6.9r/min，i=2.41 和 A 型帶，查表得 。5.?另查表得 和 ，于是9.0?K89.?L（3-12）L26.089.5)0.26(Pr ??????2）計(jì)算 V 帶根數(shù) z 。（3-13）31.026.8Pr?caZ取 1 根。（7）計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 min0)(F由表查得 A 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.1kg/m，所以銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 13（3-14）NqvZKPFca246027.1027.195.83)(0[.2)( 2min0??????應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 。min00)(?對(duì)于新安裝的 V 帶，初拉力為NF369245.1.in0??對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)后的 V 帶，初拉力應(yīng)為8)(3.1min0（8）計(jì)算壓軸力 p壓軸力的最小值為（3-15）N4810265sin412)()(1mi0min ?????Fzp3.1.4.2V 帶與帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) V 帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形帶，強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)和線(xiàn)繩結(jié)構(gòu)。（1）主動(dòng)帶輪1）基準(zhǔn)直徑 md75?2）根據(jù)減速電機(jī)伸出軸徑為 22mm，取主動(dòng)帶輪的孔徑 d=22mm， 2.5d=2.5×22=55mm，2.5d=55mm≤ =75mm≤300mm，所以帶輪選擇用腹板式。d3)基準(zhǔn)寬度為 bp14）基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 ha75.2?5）基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深 mf86）槽對(duì)稱(chēng)面相對(duì)于端面的距離為 f=10mm7）最小輪緣厚 C’=4mm8）帶輪寬為 B=20mm9) 外徑為 =80.5mmad10)輪槽角為 ??34?（2）從動(dòng)帶輪1）基準(zhǔn)直徑 md22）孔徑 d=35mm，2.5d=2.5×35=87.5mm,2.5d=87.5mm≤ =224mm≤300mm,所以帶d輪選擇采用腹板式3)基準(zhǔn)寬度為 bp1?4）基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 ha75.2銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 145）基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深 mhf7.8?6）槽對(duì)稱(chēng)面相對(duì)于端面的距離為 f=9mm7）最小輪緣厚 C’=5mm8）帶輪寬為 B=20mm9) 外徑為 =185.5mmad10)輪槽角為 ??34?3.1.5 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）已知：輸送鏈條的節(jié)距為 P=31.75mm，鏈輪轉(zhuǎn)速 n=2.86r/min（2）根據(jù) P=31.75mm，查表得：滾子直徑 ，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 ，銷(xiāo)軸直徑 ，內(nèi)md05.19?mb56.19?md19.02?鏈板高度為 ，抗拉載荷=95KNh426（3）選擇設(shè)計(jì)齒數(shù)為 z=11in/1/601607.38.210snzpv??（4）計(jì)算圓周力 和壓軸力eFp1）II 軸上的鏈輪已知： ，v=1m/minKWpI7.?則：有效圓周力為NvPFIe 4206/17.01??取壓軸力系數(shù) ，則壓軸力為5.pKeFpp 835.??2）III 軸上的鏈輪已知： ，v=1m/minWPI069.?則：有效圓周力為NvPFIe 4106/9.10??取壓軸力系數(shù) ，則壓軸力為15.pKeFpp 75.??表3-2鏈輪受力分析鏈輪 （N)e （ N)pFII 軸上的鏈輪 4200 4830III 軸上的鏈輪 4140 4761銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 153.1.5.2 鏈與鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）本課題中鏈條作為輸送裝置，其上要安裝磁鐵快，并按照設(shè)計(jì)路線(xiàn)輸送，通過(guò)查閱資料手冊(cè)，以 20A 型鏈條為基礎(chǔ)，借鑒了長(zhǎng)銷(xiāo)軸鏈條和啤酒罐頭輸送鏈條（可以在托板上安裝磁鐵）的結(jié)構(gòu)，確定輸送鏈條的結(jié)構(gòu)。（2）鏈輪的基本參數(shù)及主要尺寸1）分度圓直徑 dmp7.12)80sin(5.3)z1si(????2)齒頂圓直徑 addP3.105.9.35.725.1mx ?????mzpa 782)6(1)6(in ???取 =130mma3)齒根圓直徑 fdmf 65.930.1721?4）最大軸凸緣直徑 gmhpdg 8076.420.18cot.6.04.z8cot2 ????????5）齒側(cè)圓弧半徑 er最大齒槽形狀：zde 87.45)10(5.908.)1(08. 22max ??最小齒槽形狀：mre .9.1in ????取 =38mmer6）滾子定位圓弧半徑 i最大齒槽形狀：dri 8.905.16.0519.069.5. 3311max ??????最小齒槽形狀：mri 2.5.1max取 ri7.97）滾子定位角 ?最大齒槽形狀：銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 16??????8.13904z10max?最小齒槽形狀：??? .12ax取 o128??8）齒寬 ：?jiǎn)闻舊bmbf 582.6.95.09.11 ???9）齒側(cè)倒角 apa 47.31?10）齒側(cè)半徑 xrrx5.?11）齒全寬 nfbmbpnff 82.1.0)1(1???3.1.6 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.6.1 II軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）根據(jù) II 軸上的功率，轉(zhuǎn)速，以及轉(zhuǎn)矩，初步確定軸的最小直徑：由前面的計(jì)算可以知道，輸入功率 ，KWpI07.?in/38.2rnI?初步確定軸的最小直徑（3-16）30minIAd選取軸的材料為 40Cr，調(diào)制處理，根據(jù)下表取 =1000表3-3 軸常用幾種材料的 及 值][T?軸的材料 Q235-A、20 Q275、35(1Cr18Ni9Ti)45 40Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13MPaT/][?15-25 20-35 25-45 35-550A149-126 135-112 126-103 112-97注：①表中 值是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。][T?②在下述情況時(shí)， 取較大值， 取較小值：彎矩較小或只受扭矩作用、][T?0A載荷較平穩(wěn)、無(wú)軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只做單向旋轉(zhuǎn)；反之， 取較小值， 取較大值。][T?0A于是得銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 17mnpAdI 2986.071330min ???輸出軸的最小直徑顯然是安裝在帶輪處的直徑上，可以初步取帶輪的直徑為35mm,也就是該軸段的直徑取35mm。（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬定軸上零件的裝配方案2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各軸段直徑和長(zhǎng)度① 初步選擇滾動(dòng)軸承 因?yàn)樵撦S承僅作為滾動(dòng)承受件，沒(méi)有軸向力作用，僅承受徑向力的作用，故可以選用深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù) ，由軸mdIXV35??承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6308，其尺寸 ，故 ，軸承和鏈輪采用套筒定位 ，取mBDd2394??? mdVII40???套 筒 的尺寸為 d=40mm ， , ,B=40mm ,所以 。D651?2 lI8?② 安裝鏈輪處的軸段Ⅱ-Ⅲ和Ⅵ-Ⅶ處的直徑 ，鏈輪的一端dVII5??采 用套筒定位，已知鏈輪的輪轂寬度為 42mm, 為了使套筒端面可靠的壓緊鏈輪，此軸段應(yīng)該略微短于輪轂的寬度，故取 ，鏈輪的另一端采用軸肩定lVII40??位，軸肩的高度 h＞0.07d ，取 h=4mm，則軸環(huán)處的直徑 ，軸環(huán)mVII2?的寬度 b≥1.4h, 取 。mllVII12??③ 軸承端蓋的總寬度為 17 mm（由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） ，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取 。帶輪的軸端采用Ⅶ-Ⅷ段軸肩lVI78?固 定，取 ， 。lIXV38??dIXV35??④ Ⅳ-Ⅴ段軸承的長(zhǎng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)體內(nèi)部總長(zhǎng)為 200 mm，以及以上設(shè)計(jì)的軸段的尺寸，所以該軸段的長(zhǎng)度 ，為了加工方便，所以該軸段的直徑取mlI6，與軸承處一樣。mdVI40?3）軸上零件的周向定位鏈輪和帶輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 由手冊(cè)查得mdVII4???(GB/T1096-2003)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度為 36 mm，同時(shí)為了保 hb812??證鏈輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選取鏈輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，帶輪 與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 10 mm×8 mm×36 mm，帶輪輪轂與軸配合為 H7/n6。軸承與軸 的周向定位是借助過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4）確定軸上的倒角和圓角尺寸表 3-4 零件倒角C 與圓角半徑 R 的推薦值直徑d ＞6～10 ＞10 ～18＞18～30＞30 ～50＞50～80＞80 ～120＞120 ～180C 或R 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 18參考上表來(lái)選取。5）確定軸上的載荷 軸的受力分析圖3-1圖 3-1水平面受力分析圖 3-2圖 3-2垂直面彎矩圖 M V3-3圖 3-3銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 19M V1 ? 66.5? FNV1 ? 66.5? 3906.4=259775.6 N?mmM H2 ? 196.5? FNV1 ?130 ? Fr1 ? 196.5? 3906.4 ?130 ? 4830=139707.6 N?mmM H3 ? 313.5? FNV1 ? 247 ? Fr1 ?117 ? Fr 2 ? 50.5? FNV2? 313.5? 3906.4 ? 247 ? 4830 ?117 ? 4830 ? 50.5?10563.6=-1.8 N?mm合成彎矩M 圖 3-4圖 3-4扭矩T 圖 3-5圖 3-5N·m7.238.095??T數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢罕?3-5 軸載荷分析表載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 FFNH1 ? 3734.2 NFNH2 ? 7091.8 NFNV1 ? 3906.4 NFNV2 ? 10563.6 NM H1 ? 248324.N·mmM H2 ? 187770.N·mmM V1 ? 259775.N·mmM V2 ? 139707.N·mm銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 20?1彎矩 MM H3 ? 7.6 N·mm M V3 ? ?1.8 N·mm總彎矩 mN·1.359726.273.4821?401970·8.).(6.221???扭矩 TN·mm370.2095I6）按照彎矩扭合校核上的強(qiáng)度 軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：(3-17)][)()2(4)( 122??????????WTMTWca式 中 ： ? ca 為軸的計(jì)算應(yīng)力，單位MPa；M 為軸所受的彎矩，單位N ·mm； T 為軸所受的扭矩，單位 N·mm； W 為軸的抗彎截面系數(shù)，單位 mm3 ；[ ? ] 是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí) 軸的許用彎曲應(yīng)力，單位MPa。軸的抗彎、抗扭截面系數(shù)的計(jì)算圖 3-6 截面(3-18)32236.7214)5(4.)(mdtbW?????式中： t 可由表查得。 根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ,6.0??所以軸的計(jì)算應(yīng)力為：銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 21MPaWTMca 7.526.7321)0(.59)(22 ????????前已選定軸的材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，查表可得 。因此 ，][??][1???ca故安全。3.1.6.2 III軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 根據(jù)Ⅲ軸上的功率,轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩，初步確定軸的最小直徑： 由前面的計(jì)算可知道，輸入功率 PIII ? 0.069 kW， nIII ? 2.38 r/min初步確定軸的最小直徑30minIpAd選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表3 -3 取A 0 ? 100 。于是得mnPdI 9.286.10330min??因Ⅱ、Ⅲ軸的傳動(dòng)比 i=1，所以Ⅲ軸的尺寸可適當(dāng)參考Ⅱ軸而得。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各軸段直徑和長(zhǎng)度① 初步選擇滾動(dòng)軸承 因?yàn)樵撦S承僅作為滾動(dòng)承受件,沒(méi)有軸向力作用,僅承受徑向力的作用,故可以選用深溝球軸承。參照工作要求及Ⅱ軸的情況，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6380，其尺寸 ，故mBDd23904???，軸承和鏈輪采用套筒定位，套筒的尺寸為 d=40mm，mdVII 40???， B=40mm ，所以 。D5,621 lVII58??② 安裝鏈輪處的軸段Ⅱ-Ⅲ和Ⅵ-Ⅷ處的直徑 ，鏈輪的一端采dVII 4??用套筒定位，已知鏈輪的輪轂寬度為 42mm, 為了使套筒端面可靠的壓緊鏈輪，此軸段應(yīng)該略微短于輪轂的寬度，故取 ,鏈輪的另一端采用軸肩定位，軸mlVII 40???肩的高度 h＞0.07d，取 h=4mm，則軸環(huán)處的直徑 ，軸環(huán)的寬度 mVIIV52??b≥1.4h,取 。mlVII12???③ 軸承端蓋的總寬度為 17 mm（由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）④ Ⅳ-Ⅴ段軸承的長(zhǎng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)體內(nèi)部總長(zhǎng)為 200 mm，以及以上設(shè)計(jì)的軸 段的尺寸，所以該軸段的長(zhǎng)度 ，為了加工方便，所以該軸段的直徑取lVI6?，與軸承處一樣。dVI40??3）軸上零件的周向定位銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 22?1鏈輪和帶輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 由手冊(cè)查得mdVII 4???(GB/T1096-2003),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度為 36 mm,同時(shí)為了保證mhb812??鏈 輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選取鏈輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，帶輪與軸 的聯(lián)接，選用平鍵為 10 mm×8 mm×16 mm，帶輪輪轂與軸配合為 H7/n6。軸承與軸的周 向定位是借助過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4）確定軸上的倒角和圓角尺寸參考表 3-4 來(lái)選取。5）確定軸上的載荷具體計(jì)算過(guò)程同 II 軸，數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢罕?3-6 載荷計(jì)算結(jié)果載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 FFNH1 ? FNH2 ? 4140N FNV1 ? FNV2 ? 4761 N彎矩 MM H ? 275310 N·mm M V ? 316606.5 N·mm總彎矩 6.4195.360275121?扭矩 TmNTI ·8.9??6）按照彎矩扭合校核軸上的強(qiáng)度 軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：(3-17)][)()2(4)( 122??????????WTMTWca式 中 ： ? ca 為軸的計(jì)算應(yīng)力，單位 MPa； M 為軸所受的彎矩，單位 N·mm； T 為軸所受的扭矩，單位 N·mm； W 為軸的抗彎截面系數(shù)，單位 mm3 ；[ ? ] 是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí) 軸的許用彎曲應(yīng)力，單位MPa。軸的抗彎、抗扭截面系數(shù)的計(jì)算銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 2332236.7214)5(4.)(mdtbW?????式中： t 可由表查得。 根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ,6.0??所以軸的計(jì)算應(yīng)力為：MPaWTMca 3.606.7321)90(.495)(222 ????????前已選定軸的材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，查表可得 。因此 ，][??][1???ca故安全。3.1.6.3 軸上零件的校核（ 1） I 軸 ① 根據(jù)減速電機(jī)輸出軸的尺寸確定鍵為單圓頭普通平鍵（C 型） ，具體尺寸為b×h×L=6×6×36。② 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，可由表查得許用擠壓應(yīng)力 。鍵的工作MPaP120][??長(zhǎng)度為 ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 。所mbLl362??? mhk365?以：（3-][7.9231023ppMPakldT?????19）合適，鍵的標(biāo)記為：鍵 C6?36GB/T 1096-2003。（2）II 軸1）軸端處的鍵① 由于鍵處于軸端，所以選擇單圓頭普通平鍵（C 型）根據(jù) d=35mm，確定鍵的尺寸截面尺寸為：寬度 b=10mm，高度 h=8mm。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)為 36mm（比輪轂寬度小一些） 。②校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，可由表查得許用擠壓應(yīng)力 。鍵的工作MPaP120][??銑床切屑的清除裝置設(shè)計(jì) 24長(zhǎng)度為 ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 。所mbLl31562??? mhk485.0.???以：][7.10354.2103ppMPakldT?????合適，鍵的標(biāo)記為：鍵 C8?36GB/T 1096-2003。2）鏈輪處的鍵① 由于鍵不處于軸端，所以選擇圓頭普通平鍵（A 型）根據(jù) d=44mm，確定鍵的尺寸截面尺寸為：寬度 b=12mm，高度 h=8mm。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)為 36mm（比輪轂寬度小一些） 。②校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，可由表