立木地板加工機(jī)床-成型機(jī)分度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　立木地板加工機(jī)床--成型機(jī)分度機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　前言3</b></p><p><b>　　正文4</b></p><p>　　1.工作的基本前提及問(wèn)題的提出4</p><p>　　1.1國(guó)內(nèi)外木材資源狀況和木地板的性能4</p><

2、p>　　1.2 研究工作的基本前提5</p><p>　　1.3假設(shè)和條件9</p><p>　　1.4 立木地板加工機(jī)床各部分介紹：10</p><p>　　1.4.1 斷料機(jī)10</p><p>　　1.4.2 成型機(jī)10</p><p>　　1.4.3 排刀切片機(jī)11</p>&l

3、t;p>　　1.4.4 拼裝機(jī)12</p><p>　　2.模型的建立與方案的擬定12</p><p>　　2.1基本概念和基本理論基礎(chǔ)12</p><p>　　2.2方案比較和確定14</p><p>　　2.2.1 槍栓式分度機(jī)構(gòu)14</p><p>　　2.2.2 方案2—棘齒式分度機(jī)構(gòu)15&l

4、t;/p><p>　　2.3 方案的比較與選擇：18</p><p>　　3.棘齒式分度機(jī)構(gòu)的計(jì)算與具體設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)概要18</p><p>　　3.2工作原理：19</p><p>　　3.3具體設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.3.1 定位銷的選取與計(jì)算2

5、0</p><p>　　3.3.2 分度盤的選擇與計(jì)算24</p><p>　　3.3.3 棘輪的選擇與計(jì)算26</p><p>　　3.3.4 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算29</p><p>　　3.3.5 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算30</p><p>　　3.3.6 軸的計(jì)算與選取31</p><p>

6、;　　3.3.7 分度機(jī)構(gòu)殼體設(shè)計(jì)與計(jì)算36</p><p>　　3.4主要零件的加工工藝37</p><p>　　3.4.1零件的工藝分析37</p><p>　　3.4.2確定生產(chǎn)類型38</p><p>　　3.4.3確定毛坯38</p><p>　　3.4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)38</p&

7、gt;<p>　　3.4.5 選擇加工設(shè)備39</p><p><b>　　結(jié)論：39</b></p><p><b>　　致謝：40</b></p><p><b>　　內(nèi)容提要</b></p><p>　　隨著天然林的禁伐，以多年生直徑大多在Φ300mm

8、以上的木材為主木制地板,價(jià)格見(jiàn)長(zhǎng)，急需新的原材料來(lái)替代。所以對(duì)樹(shù)木修剪下來(lái)的樹(shù)枝及小樹(shù)干等小徑材(直徑在Φ200mm以下)的利用就成為了一個(gè)新興的研究方向。</p><p>　　立木地板加工機(jī)床就是以加工立木為主的木工機(jī)械,與傳統(tǒng)的順木地板加工機(jī)床有所不同,它以小徑材(直徑在Φ200mm以下)木料為加工對(duì)象,將其徑向切削成小塊馬賽克，然后拼裝成大塊地板投放市場(chǎng)，具有很大的市場(chǎng)前景。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的題目便是“立

9、木地板加工機(jī)床——成型機(jī)分度機(jī)構(gòu)”。成型機(jī)主要是負(fù)責(zé)對(duì)原料的成型加工，將不規(guī)則的外形加工成規(guī)則的幾何圖形。這些圖形中的角度就是由分度機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)后切削產(chǎn)生的。我的設(shè)計(jì)方案是“棘齒式分度機(jī)構(gòu)”，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，只需要扳動(dòng)手柄就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾具的分度，其加工效率較高，適用于大量加工。而且維修方便，價(jià)格便宜。</p><p>　　關(guān)鍵詞：小徑材，立木地板，成型機(jī)，分度機(jī)構(gòu)</p><p&

10、gt;<b>　　ABSTRCT</b></p><p>　　With the ban natural forest to grow> 300mm in diameter are mainly wood and wood floors, prices are growing at the new raw materials need to replace. So to trim dow

11、n the branches and small trees such as footpaths thin trunks (> 200mm in diameter below) use has become a new research direction.</p><p>　　Stumpage floors processing machine tools is mainly to the process

12、ing significantly Woodworking Machinery, and the traditional wooden floors Shun processing machine tools are different, it tracks wood (> 200mm in diameter below) for the wood processing objects, its radial cut into s

13、mall tiles, and then assembled into a large floor put on the market, the market has great prospects. This graduate design, my topic is "significantly floors processing machine tools -- shaped machine hours for insti

14、tut</p><p>　　Keywords：Trails built,Stumpage floors, Trails built, Shaped plane, Hours for institutions</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　我設(shè)計(jì)的“立木地板加工機(jī)床”的原料主要是針對(duì)林區(qū)多年生的成年樹(shù)木修剪下來(lái)的枝

15、干。所以多用于林區(qū)附近，根據(jù)林區(qū)的特殊地理?xiàng)l件，機(jī)床的設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)單易行，操作方便。</p><p>　　立木地板加工機(jī)床——成型機(jī)分度機(jī)構(gòu)，是機(jī)床的重要組成部分。它主要完成的是在成型加工中，加工完一個(gè)表面后完成分度。即是使家具連同工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。它的基本形式是由分度盤和分度定位器組成的運(yùn)動(dòng)副形式。工作精度取決于運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)形式和制造精度。整個(gè)分度機(jī)構(gòu)安裝于立木地板加工機(jī)床的成型機(jī)部分上，在成型加工中實(shí)現(xiàn)木

16、料的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分度。在分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中。必須以實(shí)用為前提，即是要求分度機(jī)構(gòu)操作方便易行，定位準(zhǔn)確。對(duì)定機(jī)構(gòu)中常用的有手拉式，槍栓式，齒條式，拉桿式，腳踏式等。由于是一種全新的機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)前就應(yīng)該多考慮其成為現(xiàn)實(shí)的可能性，包括精度和制造問(wèn)題。如果分度方式選擇的不合理，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜或者安排不當(dāng)，就會(huì)增加制造成本，并且使得維修困難。因?yàn)樵摍C(jī)床多用于林區(qū)，在進(jìn)行修理和操作人員的培訓(xùn)方面會(huì)受到很大的限制，就違背了設(shè)計(jì)的初衷，并且會(huì)造成嚴(yán)

17、重的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)構(gòu)還必須完整，如果分度的精度達(dá)不到要求，導(dǎo)致切削的木料在后面的拼裝中出現(xiàn)塊與塊之間的銜接不當(dāng)，有縫隙，和無(wú)法壓緊等問(wèn)題。所以在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)一定要注意木材的屬性，結(jié)合分度裝置的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分度定位。在我的設(shè)計(jì)中，主要采用棘輪和棘爪</p><p><b>　　正文</b></p><p>　　1.工作的基本前提及問(wèn)題的提出</p>&l

18、t;p>　　1.1國(guó)內(nèi)外木材資源狀況和木地板的性能</p><p>　　森林資源是非常重要的資源，與國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展有很大的關(guān)聯(lián)。然而我國(guó)的森林資源由于在解放初期對(duì)森林資源對(duì)環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不夠，再加上生產(chǎn)力低，大量的砍伐森林資源，使得我國(guó)的森林資源遭到嚴(yán)重的破壞，水土流失，土地沙漠化加重，到目前為止我過(guò)的森林資源的覆蓋率只有14%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平</p><p>　　然而

19、經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，由于我國(guó)的生產(chǎn)力的相對(duì)落后造成了對(duì)木材資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。人均森林蓄積量不足世界的1/8，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織<<世界森林狀況1999>>的不完全統(tǒng)計(jì)表明雖然我國(guó)森林面積不足世界的4%，但生產(chǎn)的薪材和木炭卻占世界的11%，原木、鋸材和人造板產(chǎn)量分別占世界7.3%、6.3%和10.3%。國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)每年我國(guó)砍伐的木材竟有80%用作柴燒(指民眾砍伐和國(guó)家計(jì)劃開(kāi)采的總量)只有20%的原木作工業(yè)加工或鋸為基礎(chǔ)板材。

20、就是國(guó)家計(jì)劃開(kāi)采的木材由于直徑大小的限制也有30%被白白浪費(fèi)掉。而且，我國(guó)用于住宅基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和造紙每天都會(huì)消耗掉大片森林，據(jù)有關(guān)專家分析2000年全國(guó)木材總需量達(dá)到1.1億立方米，而國(guó)內(nèi)可供木材資源只能達(dá)到6500萬(wàn)立方米，供需缺口在4000萬(wàn)立方米以上。別的不說(shuō)，就連我國(guó)出口給日本的衛(wèi)生筷每年也要消耗我過(guò)10萬(wàn)棵成材樹(shù)，而日本寧愿進(jìn)口木材也不砍伐本國(guó)的森林資源。 由于國(guó)家為了保護(hù)森林資源實(shí)施天然林保護(hù)工程，決定對(duì)重點(diǎn)地區(qū)

21、天然林全面禁止采伐，大力調(diào)減木材產(chǎn)量，加之國(guó)家的需要，使木材市場(chǎng)供需形勢(shì)發(fā)生了較大的變化，木材資源的缺口加大，需求量上升，價(jià)格上漲。而與此同</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　這樣不僅浪費(fèi)，而且也導(dǎo)致了森林資源遭受火災(zāi)的危險(xiǎn)，每年大量的森林資源由于這個(gè)原因而發(fā)生火災(zāi)燒毀大面積的森林資源。大興安林就是一個(gè)典型事例。怎樣解決這樣一個(gè)棘手的問(wèn)

22、題呢？如何使有限的資源被合理的利用呢?</p><p>　　1.2 研究工作的基本前提</p><p>　　順木地板很難從小徑材（直徑在Φ200mm以下）的原材料中得到，但是立木地板就不同了，它能從小徑材材料中得到，可以將小徑材木料切成立木的小片，如圖1.2</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>

23、　　然后再將以上的小片進(jìn)行拼裝，組成一個(gè)大的地板，便能用于家居裝飾了。這種立木馬賽克實(shí)現(xiàn)很容易，而且原材料不需要那些多年生產(chǎn)的大徑材，如果能投放市場(chǎng)必將獲得很大的經(jīng)濟(jì)利益。</p><p>　　目前社會(huì)對(duì)家具的需求進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，全國(guó)平均每年以增長(zhǎng)100億元的速度逐年上升。2000年我國(guó)年人均家具消費(fèi)就達(dá)100元全國(guó)家具總需求量將突破1000億元。而且，隨著我過(guò)近年來(lái)人民生活水平不斷的提高，大家對(duì)物質(zhì)生活的要求也

24、越來(lái)越高，對(duì)家居生活也不斷提高，對(duì)住房裝飾的要求也越來(lái)越高，其中特別的選擇不同種類的木質(zhì)地板，來(lái)鋪設(shè)已成為人們追求的時(shí)尚。為什么是這樣呢? 因?yàn)榱⒛镜匕迮c傳統(tǒng)的順木地板相比具有其優(yōu)點(diǎn)。 市場(chǎng)調(diào)查所知市場(chǎng)上銷售的普通木地板和拼花木地板都是成材木材經(jīng)過(guò)加工而成的順木地板。它們受地域的限制和計(jì)劃的限制，隨著人們對(duì)環(huán)保的認(rèn)識(shí)的加深，國(guó)家每年對(duì)森林資源的開(kāi)采也在逐年減少，使的供需緊張的木材市場(chǎng)更加困難。充分利用修剪的樹(shù)枝、小徑材和邊角料進(jìn)

25、行加工成各式各樣的馬賽克，再經(jīng)過(guò)拼裝而成.這樣對(duì)原料的要求不高，取材容易，成本較低，不會(huì)因?yàn)閷?duì)森林資源的保護(hù)而沒(méi)有原材料。從市場(chǎng)價(jià)格看： (1) 層板：一般為20元/平方米；小三層為28元/平方米；大三層為35元/平方米。 (2) 木地板：一般雜木為60元/平方米；中檔木材為100---220元/平方米；高檔木材為2</p><p>　　(4) 立木拼花地板的價(jià)格45---220元/平方米。

26、我們通過(guò)比較我們能的出一個(gè)結(jié)論立木拼花地板有著很好的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。 </p><p>　　從木材的加工來(lái)說(shuō)，順木地板是沿其木材生長(zhǎng)方向加工，這樣加工就去掉了樹(shù)木成長(zhǎng)的年輪線，而立木拼花地板是保存了樹(shù)木生長(zhǎng)的年輪線，有著優(yōu)美的天然圖案，把這些保存有優(yōu)美天然圖案的馬賽克拼裝成各式各樣的地板，從圖案對(duì)比看它有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)?？吹讲煌瑯?shù)種之間妙趣天成的自然紋理拼制在一起的地板與其它室內(nèi)物能和諧相配，給人有種美的享受，給你一

27、種回歸自然的感覺(jué)(柏樹(shù)的年論線就象楓葉狀)；從上色看,順木地板的上色存在一定的難度，由于木材很長(zhǎng)而且寬，不易找到合適的設(shè)備用于上色，就算是采用蒸煮的方法上色，效果也不是很好。主要的原因有三點(diǎn)：(1)蒸煮時(shí)間長(zhǎng)，不易脫脂；(2)蒸煮后顏色的分布不均勻；(3)上色后不易干燥。而立木拼花地板是把加工好的馬賽克通過(guò)蒸煮進(jìn)行脫脂處理，由于樹(shù)內(nèi)部有許多的分泌物，如果不進(jìn)行脫脂處理，就拼裝成地板后，地板內(nèi)的油脂類分泌物就會(huì)分泌出來(lái)，不僅影響了地板的美

28、觀和整潔，而且給人們的起居生活帶來(lái)了很多的煩惱，粘在衣物上不易去掉，并且地板會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，通過(guò)蒸煮的方法，把加工好了的馬賽克放在30º---50º的熱水中浸泡7---10個(gè)小時(shí)，樹(shù)內(nèi)的分泌物就會(huì)溢出水面，去掉分泌物就可以進(jìn)行上色處理了</p><p><b>　　圖1.3</b></p><p>　　現(xiàn)將實(shí)木地板與拼花地板比較如下：</p>

29、;<p><b>　　表1.1</b></p><p><b>　　附表一</b></p><p>　　綜上所述，通過(guò)我們的分析所知立木拼花地板從價(jià)格、上色、圖案、力學(xué)性能、加工成本都比順木地板有著無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，這些都是立木拼花地板的賣點(diǎn)，它有著廣闊的市場(chǎng)前景，而且其來(lái)源不受現(xiàn)今森林資源缺乏的限制，在價(jià)格及原料來(lái)源上必將占的先機(jī)。

30、這些無(wú)不讓消費(fèi)者賞心悅目，能很快的占領(lǐng)市場(chǎng)，也給地板市場(chǎng)帶來(lái)了活力，同時(shí)也為自己占有市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.3假設(shè)和條件</b></p><p>　　怎樣才能得到立木拼花地板呢？這是一個(gè)完整的加工過(guò)程，首先要有原料，然后將原料切削成型，再將成型的木料切成立木馬賽克的形式，最后拼裝得到地板。見(jiàn)圖1-2和圖1-8</p><

31、;p>　　為達(dá)到所需地板就必須有加工的特殊機(jī)床——立木拼花地板機(jī)床，它由斷料機(jī)（斷料作用）——成型機(jī)（成型作用）——排刀切片機(jī)（切片作用）——拼裝機(jī)（拼裝作用）四部分組成。</p><p>　　我們把小徑材先切成相同長(zhǎng)度的木段，但表面未經(jīng)過(guò)加工，這步工序叫做斷料。再把木段切成固定形狀的棱柱體，我們把這部工序叫做成型。通過(guò)這步就確定了立木馬賽克的基本形狀。然后把這些棱柱體通過(guò)切片工序，切成相同厚度的木塊。最終

32、在拼裝工序中將地板塊拼成所需的地板形式。</p><p>　　圖1.4 立木地板加工流程圖</p><p>　　要搞這樣一套的木材加工設(shè)備進(jìn)行大批量的生產(chǎn)其造價(jià)與成本怎樣才能讓投資者接受呢？鑒于我國(guó)目前的市場(chǎng)情況，這套設(shè)備應(yīng)該有以下特點(diǎn)：(1)這套設(shè)備適用于地方性的木材生產(chǎn)加工，特別是在林區(qū)比較適合。首先,設(shè)備的成本要控制，即造價(jià)要在一個(gè)大眾能接受的范圍內(nèi)，不能太高,初步估計(jì)為5---12

33、萬(wàn)元之間。(2)這套設(shè)備的自動(dòng)化程度不能太高.首先，設(shè)備的自動(dòng)化程度過(guò)高，則造價(jià)就相應(yīng)的提高了，操作簡(jiǎn)單了但設(shè)備的維護(hù)高，要求有專門的技術(shù)人員進(jìn)行操作和維護(hù)。其次，，設(shè)計(jì)這么一套設(shè)備不僅提高了對(duì)木材的利用率，也能提供一個(gè)致富的方法給廣大群眾，也能解決一部分人的就業(yè)問(wèn)題，所以設(shè)備的自動(dòng)化程度不能太高，這符合中國(guó)勞動(dòng)力資源豐富的國(guó)情，緩解了就業(yè)壓力。</p><p>　　1.4 立木地板加工機(jī)床各部分介紹：</

34、p><p><b>　　1.4.1 斷料機(jī)</b></p><p>　　對(duì)小徑材進(jìn)行斷料需要圓盤斷料機(jī)簡(jiǎn)稱斷料機(jī),其切削原理如圖1-5</p><p><b>　　圖1.5</b></p><p>　　斷料機(jī)由電動(dòng)機(jī)和圓盤踞組成,斷料機(jī)的作用就是把這些小徑材切成規(guī)格長(zhǎng)度的段料.按其規(guī)格分表1-2<

35、/p><p><b>　　1.4.2 成型機(jī)</b></p><p>　　對(duì)斷料后的小徑材進(jìn)行成型加工,其加工機(jī)立木馬賽克成型切削機(jī)床簡(jiǎn)稱成型機(jī)。成型機(jī)切削原理如圖1-6所示：</p><p><b>　　圖1-6</b></p><p>　　要加工出上圖所示的成型棒料，成型機(jī)應(yīng)該由那些機(jī)構(gòu)組成才能完成

36、加工呢？首先，分度機(jī)構(gòu)，木材在分度機(jī)構(gòu)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)60º、90º、120º等角度就能加工出棱形、正四邊形、正六邊形、正八邊形等的形狀的成型棒料。其次，分度機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)一定的度數(shù)從而帶動(dòng)木料轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)要加工的形狀。</p><p>　　1.4.3 排刀切片機(jī)</p><p>　　將已成型棒料進(jìn)行切片加工，需要有立木馬賽克排刀切片機(jī)床簡(jiǎn)稱排刀切片機(jī)。其工作原理如

37、圖1-7所示：</p><p><b>　　圖1-7</b></p><p>　　將加工馬賽克按其厚度分為三中不同規(guī)格的產(chǎn)品表1-3</p><p><b>　　表1-3</b></p><p>　　排刀切片機(jī) 它主要由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、夾具、圓盤踞、電動(dòng)機(jī)等組成，在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用下運(yùn)動(dòng)靠近排刀圓盤踞，按設(shè)

38、計(jì)的要求加工，圓盤踞切斷木材后，夾具在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用下后退，然后送開(kāi)夾具，加工好了的馬賽克就沿箱體滑出。其馬賽克形狀如圖1-2所示：</p><p><b>　　1.4.4 拼裝機(jī)</b></p><p>　　拼裝機(jī)就是將加工好的馬賽克經(jīng)過(guò)處理，按設(shè)計(jì)圖案拼裝成各式各樣的精美地板，然后刨光，就成了我們家居的立木拼花地板。如圖1-8所示：</p><

39、p><b>　　圖1-8</b></p><p>　　拼裝機(jī)應(yīng)解決壓緊的問(wèn)題，使小塊的馬賽克銜接自然，緊固，可以通過(guò)高壓，并通過(guò)強(qiáng)力膠粘合的方式。防止拼裝時(shí)在小塊之間產(chǎn)生縫隙或者擠壓的現(xiàn)象，保證地板的平整性。</p><p>　　在整個(gè)機(jī)床的設(shè)計(jì)中，我的題目是設(shè)計(jì)立木地板加工機(jī)床的分度機(jī)構(gòu)，它的主要目的是使得機(jī)械加工過(guò)程中，當(dāng)加工完一個(gè)表面后，能使夾具連同工件一

40、起轉(zhuǎn)動(dòng)一定的度數(shù)。它的基本形式是由分度盤和分度定位器組成的分度副形式。它的工作精度主要取決于分度副的結(jié)構(gòu)，是成型機(jī)中的重要組成部分，整個(gè)分度機(jī)構(gòu)安裝于立木地板加工機(jī)床的成型機(jī)部分上，在成型加工中實(shí)現(xiàn)木料的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分度。在分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中。必須以實(shí)用為前提，即是要求分度機(jī)構(gòu)操作方便易行，定位準(zhǔn)確。對(duì)定機(jī)構(gòu)中常用的有手拉式，槍栓式，齒條式，拉桿式，腳踏式等。</p><p>　　整個(gè)分度機(jī)構(gòu)必須滿足分度準(zhǔn)

41、確。操作簡(jiǎn)單方便，還要易于更換修理，一切還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)。使整個(gè)立木拼花地板機(jī)床有實(shí)用性，更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。使地立木拼花地板的加工更加便宜快捷。真正成為家居裝飾的主流。</p><p>　　2.模型的建立與方案的擬定</p><p>　　2.1基本概念和基本理論基礎(chǔ)</p><p>　　我們把小徑材先切成相同長(zhǎng)度的木段，但表面未經(jīng)過(guò)加工，這步工序叫做斷料。再把木段

42、切成固定形狀的棱柱體，我們把這部工序叫做成型。通過(guò)這步就確定了立木馬賽克的基本形狀。在機(jī)械加工中，每當(dāng)加工完一個(gè)表面后，能使夾具連同工件轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度或移動(dòng)一定距離的裝置稱為分度裝置。其中，在立木地板加工機(jī)床中的分度機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)角分度。</p><p><b>　?。?）自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　通常適用于數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，由電腦編程通過(guò)電子機(jī)構(gòu)傳動(dòng)使分度

43、盤實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)達(dá)到分度的目的。這種分度機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)就是傳動(dòng)精度非常高，傳動(dòng)準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)度數(shù)非常小的分度。但是此種機(jī)構(gòu)要求設(shè)備有非常高的精度，應(yīng)用于大型高精度的機(jī)器設(shè)備和機(jī)床。從而要求設(shè)備操作人員有較高的科學(xué)文化知識(shí)，制造的也是高科技現(xiàn)代化的產(chǎn)品。因此該機(jī)構(gòu)的造價(jià)非常之高，應(yīng)用于我們的產(chǎn)品是不現(xiàn)實(shí)的。</p><p>　?。?）半自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)</p><p>　　與自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)相比，此種分度機(jī)構(gòu)

44、在精度和成本方面都有較大的差距。但也是多用于高精度的機(jī)器設(shè)備當(dāng)中，也要求較高的專業(yè)知識(shí)和操作技術(shù)，對(duì)我們產(chǎn)品也是不適用的。</p><p><b>　?。?）手動(dòng)分度機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　手動(dòng)分度機(jī)構(gòu)由較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)組成，通常由分度盤、分度器和夾緊裝置構(gòu)成。分度盤一般為一圓盤狀的零件，與夾具連接，上邊有實(shí)現(xiàn)分度的刻度或者為一定度數(shù)的形狀。分度器和分度盤相連，

45、它能轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分度。夾緊裝置與分度盤上的刻度配合，當(dāng)它夾緊時(shí)分度盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)，反之則分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的度數(shù)決定分度的度數(shù)。</p><p>　　各種分度方式的比較如表1-4</p><p><b>　　表1-4</b></p><p>　　從以上三種分度方法的比較來(lái)看，由于該設(shè)備用于與林區(qū)，面向的操作是大眾普通的人員，而木材料

46、的加工在精度方面要求不是很高，在以成本和操作人員的專業(yè)程度為重要考慮的基礎(chǔ)上，我們選擇手動(dòng)分度機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.2方案比較和確定</p><p>　　手動(dòng)分度機(jī)構(gòu)常用的有手拉式，槍栓式。齒條式，杠桿式，腳踏式等</p><p>　　我初步確定的方案有兩種，方案1是槍栓式分度機(jī)構(gòu)，方案2是棘齒式分度機(jī)構(gòu)，現(xiàn)將兩種方案分析和比較如下：</p>

47、<p>　　2.2.1 槍栓式分度機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　1.做圖如下：</b></p><p>　　1．分度盤 2. 圓錐銷 3.軸 4. 彈簧 5.手柄</p><p>　　6.曲線槽 7.銷釘</p><p>　　圖2.1 槍栓式分度機(jī)構(gòu)裝配草圖</p>&l

48、t;p><b>　　圖2.2 曲線槽</b></p><p><b>　　圖2.3分度盤</b></p><p><b>　　2.工作原理</b></p><p>　　順時(shí)針扳動(dòng)手柄5，帶動(dòng)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，由于銷釘7卡在軸上的曲線槽6中，軸一旋轉(zhuǎn)，在銷釘?shù)淖饔孟?，軸3將向后退出，也使得圓錐2退出分度盤

49、。轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，完成分度以后，再反方向旋轉(zhuǎn)手柄5，在彈簧4的作用下，圓錐銷又被壓入分度盤的槽中，完成鎖緊定位。</p><p>　　3.槍栓式分度機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)比較：</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　4.槍栓式分度機(jī)構(gòu)的加工難易程度，精度及成本分析比較</p><p>　　槍栓式分度機(jī)構(gòu)重要零

50、件只有分度盤，手柄急定位銷，并且每一個(gè)零件加工都是十分簡(jiǎn)單的，這些條件決定了槍栓式分度機(jī)構(gòu)的加工必將十分便宜，成本便宜是槍栓式分度機(jī)關(guān)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要條件。</p><p>　　在對(duì)定精度上看，槍栓式分度機(jī)構(gòu)定位精度不是很高，它的最大缺點(diǎn)是，用手動(dòng)實(shí)現(xiàn)分度，這樣一來(lái)，在精度上必將受到一定的限制。</p><p>　　2.2.2 方案2—棘齒式分度機(jī)構(gòu)</p><p>

51、<b>　　1.做圖如下</b></p><p>　　1.手柄 2.擋塊 3.定位銷 4.棘爪 5.棘輪 6.軸 7.彈簧 8.分度盤 </p><p>　　9.齒輪Ⅰ 10.齒輪Ⅱ 11.齒輪Ⅲ 12.軸Ⅰ 13.軸Ⅱ 14.軸Ⅲ</p><p>　　圖2.4 棘齒式分度機(jī)構(gòu)裝配草圖</p><p

52、><b>　　2.工作原理：</b></p><p>　　壓下手柄1，使得手柄上的棘爪4帶動(dòng)棘輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，并且十得壓住定位銷的壓塊2跟隨手柄一起轉(zhuǎn)動(dòng)，定位銷在彈簧7的作用下壓入分度盤8的定位槽中，完成軸Ⅰ的一次分度。（如圖2.5）軸Ⅰ通過(guò)齒輪Ⅰ帶動(dòng)軸Ⅱ上的齒輪Ⅱ，帶動(dòng)齒輪Ⅲ轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軸Ⅲ轉(zhuǎn)動(dòng)和軸Ⅰ相同的角度，即是通過(guò)一次分度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩根軸的分度，提高了加工效率。如果要再進(jìn)行分度，就

53、按圖2.5所示逆時(shí)針扳動(dòng)手柄，使壓塊跟隨手柄一同轉(zhuǎn)動(dòng)，并且與定位銷的半圓面接觸，在壓塊的作用下，定位銷向后退出，彈簧7被壓縮，手柄帶動(dòng)棘爪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪進(jìn)入棘輪的另一個(gè)槽中，只要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，便能重復(fù)以上所說(shuō)的步驟。</p><p><b>　　步驟1</b></p><p><b>　　步驟2</b></p><p>　

54、　圖2.5 分度原理圖</p><p>　　3.棘齒式分度機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)比較：</p><p>　　表2-2 棘齒式分度機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p>　　4.棘齒式分度機(jī)構(gòu)的加工難易，精度及成本分析</p><p>　　棘齒式分度機(jī)構(gòu)較槍栓式分度機(jī)構(gòu)復(fù)雜，主要零部件有分度盤，棘輪，定位銷，手柄和齒輪。所有的零部件加工也十分容易，只有定位

55、銷的加工稍微復(fù)雜，屬于異型銷。但是加工工藝也是非常容易的。這也決定了棘齒式分度機(jī)構(gòu)的成本很低，只是較槍栓式分度機(jī)構(gòu)貴一點(diǎn)。</p><p>　　另外棘齒式分度機(jī)構(gòu)操作方便，整個(gè)分度機(jī)構(gòu)只需要扳動(dòng)手柄即可實(shí)現(xiàn)兩根軸同時(shí)分度，軸與軸之間通過(guò)齒輪傳動(dòng)，所以精度很高，并且加工效率高了很多，比槍栓式更加優(yōu)越。</p><p>　　2.3 方案的比較與選擇：</p><p>　

56、　表2-3 方案比較</p><p>　　綜上比較，在高強(qiáng)度的生產(chǎn)中，如果操作復(fù)雜，會(huì)給操作者帶來(lái)不便，方案一中分度盤旋轉(zhuǎn)需用手動(dòng)，無(wú)疑給工作人員帶來(lái)了麻煩，使其容易疲勞，而且分度機(jī)構(gòu)不高，加工效率無(wú)疑會(huì)降低，成本自然會(huì)增加，而且產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。方案二中分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)與定位銷的定位卡緊都可以用一個(gè)手柄實(shí)現(xiàn)，使得操作方便快捷，在次基礎(chǔ)上還增加了齒輪來(lái)傳動(dòng)，使得一次分度動(dòng)作就可以實(shí)現(xiàn)兩根軸的同時(shí)分度，大大提高了加

57、工效率，節(jié)約了時(shí)間，并且在加工精度方面也是很高，能滿足工件的尺寸要求，所以我采用方案二。</p><p>　　3.棘齒式分度機(jī)構(gòu)的計(jì)算與具體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)概要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)方案以棘輪分度選擇帶動(dòng)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)為核心，采用特殊定位銷對(duì)定分度盤。通過(guò)手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)手柄上的壓塊壓下，退出定位銷后，通過(guò)

58、棘爪使棘輪旋轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)分度。再通過(guò)兩級(jí)齒輪的傳動(dòng)使得另外一根軸實(shí)現(xiàn)相同的角度分度。裝配草圖如圖3.1</p><p>　　1.手柄 2.擋塊 3.定位銷 4.棘爪 5.棘輪 6.軸 7.彈簧 8.分度盤 </p><p>　　9.齒輪Ⅰ 10.齒輪Ⅱ 11.齒輪Ⅲ 12.軸Ⅰ 13.軸Ⅱ 14.軸Ⅲ</p><p>　　圖3.1

59、棘齒式分度機(jī)構(gòu)裝配草圖</p><p><b>　　3.2工作原理：</b></p><p>　　壓下手柄1，帶動(dòng)手柄上的壓塊2，使壓塊2上的曲面與定位銷3上的曲面接觸，使定位銷上的曲面受力，如圖3.2</p><p><b>　　步驟1</b></p><p><b>　　步驟2<

60、/b></p><p>　　圖3.2 棘齒式分度機(jī)構(gòu)工作原理</p><p>　　壓塊3給定位銷的力為F，分解為F1和F2，其中F2與孔壁定位銷的力抵消，F(xiàn)1便使定位銷向F1的方向退出。使得定位銷退出分度盤，然后繼續(xù)壓下手柄，手柄上的棘爪卡入棘輪的槽中，帶動(dòng)棘輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，分度盤與棘輪用螺栓連接，所以分度盤也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)手柄壓下到下面的限位裝置后，就無(wú)法繼續(xù)壓下，同時(shí)完成了一個(gè)分

61、度要求，使整個(gè)分度機(jī)構(gòu)完成一次粗定位。然后反向扳東手柄，使手柄帶動(dòng)壓塊運(yùn)動(dòng)，使得F2減小至0，定位銷在彈簧7的作用下，壓入分度盤的槽中，完成一次分度。同時(shí)與分度盤相連的的齒輪Ⅰ與分度盤是同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪Ⅱ傳動(dòng)到齒輪Ⅲ，實(shí)現(xiàn)軸Ⅲ與軸Ⅰ同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，即軸Ⅲ也完成一次分度。這樣就是通過(guò)一才分度的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了兩次分度，大大提高了加工的效率。</p><p><b>　　3.3具體設(shè)計(jì)</b><

62、/p><p>　　3.3.1 定位銷的選取與計(jì)算</p><p>　　通常用的對(duì)定方式有3種，球頭銷定位，圓柱銷定位，圓錐銷定位（如圖3.3）。圓柱銷在對(duì)定時(shí)，很難對(duì)準(zhǔn)，稍有偏差就有可能不能插入分度盤的槽中。球頭銷和圓錐銷都能解決這個(gè)問(wèn)題，都能有效的消除兩者間的配合間隙，容易實(shí)現(xiàn)。但是球頭銷定位可能造成定位不緊固，產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象，圓錐銷則不會(huì)。</p><p>　　1.球

63、頭銷定位 2.圓柱銷定位 3.圓錐銷定位</p><p>　　圖3.3 各種對(duì)定方式</p><p>　　在設(shè)計(jì)到分度盤的形狀式，考慮到分度機(jī)構(gòu)與整個(gè)機(jī)床的配合，我決定采用如圖3.4所示的分度盤形狀。</p><p><b>　　圖3.4 分度盤</b></p><p>　　該分度盤的形狀決定了定位銷需從側(cè)面定位

64、。如果是圓錐銷的話，則銷與分度盤是線面接觸，不利于對(duì)定。所以將圓錐銷的形式改為扁平的，這樣能與分度盤形成面面接觸，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的對(duì)定，銷的形狀如圖</p><p>　　3.5所示：考慮到定位銷的退出，我決定采用壓塊與曲面的接觸方式，這樣在手柄帶動(dòng)壓塊壓下后可退出定位銷，這樣必須在整個(gè)定位銷前家上一個(gè)曲面（如圖3.5）此定位銷后邊應(yīng)接一個(gè)圓柱體，以便定位銷推出，零件圖如3.6</p><p>　

65、　圖3.5 定位銷頭部</p><p><b>　　圖3.6 定位銷</b></p><p>　　取H1=10mm，R1=8mm，B1=18mm，B2=20mm</p><p>　　d2應(yīng)該大于前端對(duì)定部分才能使整個(gè)定位銷整體平衡，取d2=52mm</p><p>　　定位銷尾部應(yīng)轉(zhuǎn)孔，以便將彈簧點(diǎn)焊在其中。如圖3.

66、7</p><p><b>　　圖3.7</b></p><p>　　d4的大小應(yīng)根據(jù)彈簧的大小來(lái)確定。此彈簧將傳遞力給定位銷，并將其壓入到分度盤的槽中，所以應(yīng)有足夠大的力，但同時(shí)，力又不能太大 ，否則操作者壓下手柄后將無(wú)法使定位銷退出分度盤。所以必須綜合考慮各方面的因素。</p><p><b>　　彈簧的選取如下：</b&g

67、t;</p><p><b>　　材料：根據(jù)表3-1</b></p><p>　　表3-1 碳素彈簧鋼絲的材料與特性</p><p><b>　　選擇Ⅱa組碳素鋼絲</b></p><p>　　具體計(jì)算內(nèi)容如表3-2</p><p>　　表3-2 彈簧絲的直徑選取</

68、p><p>　　通過(guò)以上計(jì)算，1、2方案與假設(shè)不符，采用方案3</p><p><b>　　計(jì)算彈簧圈數(shù)</b></p><p>　　彈簧有效圈數(shù) =3.86（G—彈簧材料的切變模量鋼為Mpa 為最大變形量，設(shè)為20mm）</p><p>　　當(dāng)n<15時(shí)，n 取為0.5圈的倍數(shù) 取8圈</p>

69、<p>　　死圈圈數(shù)n1 取2圈</p><p>　　總?cè)?shù)N N=n+n1=8+2=10圈</p><p><b>　　計(jì)算彈簧外廊尺寸</b></p><p>　　彈簧外徑D D=d2+d=12+1 取13mm</p><p>　　彈簧最小節(jié)距Pmin Pmin=d++=3+20/8+0.

70、1 取 5.6mm</p><p><b>　　其中=0.1d</b></p><p>　　彈簧在自由狀態(tài)下的長(zhǎng)度 =nP+(N-n+1)d=85.6+3 取47.8mm</p><p>　　根據(jù)彈簧尺寸可以確定定位銷的尾部空的尺寸，取尾部孔的直徑為14mm，深度為10mm。</p><p>　　3.3.2 分度盤的

71、選擇與計(jì)算</p><p>　　定位銷與分度盤的對(duì)定方式有兩種，軸向和徑向的對(duì)定方式。如圖3.8</p><p>　　對(duì)定1 對(duì)定2</p><p>　　圖3.8 分度盤對(duì)定方式</p><p>　　對(duì)定方法2實(shí)現(xiàn)對(duì)定銷與分度盤的軸向?qū)Χǎ捎眠@種方法可以加工出比較規(guī)范的圓錐銷，使得加工零件更加容易，對(duì)

72、于加工分度盤可以采取鉆錐孔的方法加工，易于實(shí)現(xiàn)。而且很容易在各個(gè)銷孔中安裝襯套，便于磨損后更換。但是整個(gè)分度機(jī)構(gòu)的形式關(guān)系，也為了更好的配合整個(gè)機(jī)床的其他部分部件，使得軸向安裝的零件不易過(guò)多，保證整個(gè)機(jī)床軸向的尺寸不能太大，所以應(yīng)該考慮徑向?qū)Χ?。為此，我選擇對(duì)定方法1的分度盤結(jié)構(gòu)形式。此種結(jié)構(gòu)就需要將定位銷加工成扁平的形狀（見(jiàn)圖3.5）這種方法中，分度盤的加工沒(méi)有方法2容易，加工時(shí)要求很高的定位精度。銑削各個(gè)槽也沒(méi)有鉆床方便。但是這種方

73、法也非常容易實(shí)現(xiàn)，分度準(zhǔn)確率高，對(duì)定過(guò)程容易，可以選用。</p><p>　　根據(jù)工件要求（見(jiàn)圖1.2），要加工出正六邊形的形狀，則要求最小分度角為，整個(gè)分度盤確定為六個(gè)定位槽。定位槽的尺寸安排如下：</p><p>　　取d1=10mm，d2應(yīng)小于定位銷定位部分的長(zhǎng)度，取d2=14mm。根據(jù)圖3.9，設(shè)ae=x，ej為定位銷的長(zhǎng)度，ej=16mm由前邊定位銷尺寸可知，bc=10mm，hk

74、=20mm</p><p>　　解出fg=18.75</p><p>　　圖3.9 分度槽計(jì)算示意圖</p><p>　　即是前端長(zhǎng)為10mm，后端長(zhǎng)為18mm </p><p>　　取厚度為20mm 。錐度C=1.8</p><p>　　分度盤中間與軸固定的孔由軸的大小來(lái)確定。</p><p&g

75、t;　　3.3.3 棘輪的選擇與計(jì)算</p><p><b>　　一. 棘輪的材料</b></p><p>　　棘輪在我的設(shè)計(jì)中是用來(lái)帶動(dòng)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)的，以達(dá)到分度的目的，所以棘輪是易磨損件，必須有一定的強(qiáng)度和剛度。棘輪與棘爪接觸，危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在棘輪槽上，受切應(yīng)力影響，如圖3.10</p><p>　　圖3.10 棘輪與棘爪的接觸關(guān)系</

76、p><p>　　棘爪給棘輪的力主要來(lái)自人對(duì)手柄的力，大約在20-30N之間，這要求棘輪及棘爪的材料能承受變化的載荷，低速，能夠適應(yīng)長(zhǎng)期的摩擦，而且根據(jù)整個(gè)分度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，棘爪和棘輪不會(huì)受到很大的沖擊力，根據(jù)這些條件我決定選用合金結(jié)構(gòu)鋼（GB3077——82）作為棘輪和棘爪的材料，鋼號(hào)：40Cr，其機(jī)械性能如表3-3</p><p>　　表3-3 40Cr的機(jī)械性能</p>

77、<p>　　根據(jù)棘輪與棘爪的接觸方式，可用圓柱——平面外接觸的接觸應(yīng)力公式計(jì)算：</p><p>　　解：Hmax=4F/2ab</p><p>　　其中b為棘輪寬度，取為7mm，a為2mm，F(xiàn)=70N</p><p>　　Hmax=5.46MPa</p><p>　　從結(jié)果上看，棘輪所受載荷很小，所以材料應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，并且棘輪

78、上有六個(gè)槽，如果有剛件加工的話，必將加工造成一定的難度，所以我決定改用鑄鐵，采用鑄造的方法得到棘輪和棘爪。</p><p>　　二.棘輪棘爪的熱處理</p><p>　　棘輪棘爪必須具備一定的強(qiáng)度，所以還要對(duì)鑄鐵進(jìn)行熱處理，安全對(duì)材料進(jìn)行退火處理，消除自由滲碳體，改善切削性。具體安排如表3-4</p><p><b>　　表3-4</b><

79、;/p><p>　　三.棘輪與棘爪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸安排</p><p>　　棘輪與分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)必須同步，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分度。因此可以用螺栓將棘輪和分度盤連在一起，查表（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-17 內(nèi)六角圓柱頭螺釘），選擇如下：</p><p>　?。℅B 70-85） 螺栓M5，b——16mm， dk——8.28m， da——5.7mm，</p>

80、<p>　　ds——5mm， e——4.58mm，k——4mm，t——2.5mm， r——0.2mm，</p><p>　　w——1.9mm，l——20mm 如圖3.11</p><p>　　圖3.11 內(nèi)六角螺釘</p><p>　　用四顆M5內(nèi)六角螺釘連接棘輪與分度盤，如圖3.12表示棘輪的結(jié)構(gòu)及尺寸安排：</p><p>

81、　　圖3.12 棘輪結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可以計(jì)算：</p><p>　　d1d1=4444-（44-4）（44-4）=336</p><p>　　求出d1=18.33</p><p><b>　　棘爪的圖如3.13</b></p><p>　　圖3.13 棘爪的結(jié)構(gòu)</p

82、><p>　　3.3.4 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　一.手柄的材料</b></p><p>　　手柄是操作者要實(shí)現(xiàn)分度機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的首要零件，手柄外型是根據(jù)整個(gè)分度機(jī)構(gòu)的結(jié)果設(shè)計(jì)的，是非標(biāo)準(zhǔn)件。所以，采用鑄造的方式得到，因此手柄的材料我選擇用鑄鐵。</p><p><b>　　二.手柄的熱處理<

83、/b></p><p>　　手柄是易磨損件，且手柄需要連接壓塊及棘爪，所以要對(duì)手柄進(jìn)行熱處理，以增加其強(qiáng)度。主要是對(duì)材料進(jìn)行退火處理。</p><p><b>　　表3-5</b></p><p>　　三.手柄的結(jié)構(gòu)及尺安排</p><p><b>　　作圖如下：</b></p>

84、<p><b>　　圖3.14 手柄</b></p><p>　　其中手柄與壓塊的連接采用內(nèi)六角螺栓連接，選用螺栓M5兩顆</p><p>　?。℅B 70-85） 螺栓M5，b——16mm， dk——8.28m， da——5.7mm，</p><p>　　ds——5mm， e——4.58mm，k——4mm，t——2.5mm，

85、r——0.2mm，</p><p>　　w——1.9mm，l——20mm</p><p>　　具體結(jié)構(gòu)如圖3.11</p><p>　　整個(gè)手柄松套在軸上，手柄的旋轉(zhuǎn)不帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，只是通過(guò)手柄上的棘爪與棘輪連接，棘輪也是松套在軸上，棘輪通過(guò)螺栓帶動(dòng)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)，分度盤與軸用鍵連接，分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3.3.5 齒輪的

86、設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　整個(gè)分度機(jī)構(gòu)當(dāng)中，齒輪的作用就是把手柄通過(guò)棘輪完成的分度，傳遞到軸Ⅲ上，從而通過(guò)一次的分度動(dòng)作同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩根軸的分度，大大提高了生產(chǎn)效率，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利的位置。</p><p>　　由于整個(gè)分度機(jī)構(gòu)都是采用手動(dòng)操作，因此齒輪和軸一樣承受的載荷很小，可以忽略不計(jì)，因此在設(shè)計(jì)當(dāng)中以經(jīng)濟(jì)為第一條件。</p><p><b>　

87、　一.齒輪的材料</b></p><p>　　由于整個(gè)分度機(jī)構(gòu)是手動(dòng)操作，齒輪承受的載荷很小，因此一般的材料就能滿足剛度和強(qiáng)度要求，45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和正火即可。</p><p><b>　　二.齒輪的精度等級(jí)</b></p><p>　　齒輪是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的重要組成不部分，在精度方面是要求很高的，常用的類型精度比較如表3-6所示</

88、p><p><b>　　表3-6</b></p><p>　　三.齒輪的尺寸分析與計(jì)算</p><p>　　從整個(gè)分度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及傳遞的力來(lái)看，均在同一直線上，且傳動(dòng)的速度和精度不需很高來(lái)看因此選擇直齒圓柱齒輪即能符合傳動(dòng)要求。由于是同時(shí)有兩根軸帶動(dòng)兩組夾具和工件進(jìn)行加工，因此軸Ⅰ和軸Ⅲ之間的距離應(yīng)大于200mm（小徑材的直徑在200mm以下），

89、因此我將齒輪的直徑定在108mm。分度時(shí)軸Ⅰ和軸Ⅲ應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)相同的度數(shù)，所以3個(gè)齒輪應(yīng)該是一樣的。具體尺寸如圖3.15</p><p>　　圖3.15 齒輪的結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3.6 軸的計(jì)算與選取</p><p><b>　　一. 軸的材料</b></p><p>　　由于分度機(jī)構(gòu)是手動(dòng)操作，因此不會(huì)承受

90、太大的載荷，對(duì)于應(yīng)力集中的敏感性小，碳素鋼材料就能夠滿足需要，所以我決定軸的材料選用45號(hào)鋼，再進(jìn)行調(diào)制和正火處理。</p><p><b>　　二. 軸的具體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?） 軸徑的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)軸的材料查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》得C=112，[τT]=35Mpa，軸的最小直

91、徑根據(jù)公式可得： mm</p><p>　　P——功率 kw， n——軸的轉(zhuǎn)速 r/min，[τT]——許用切應(yīng)力，</p><p>　　C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)</p><p>　　由于此軸作周向固定分度盤及連接夾具用，是手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)需很高的轉(zhuǎn)速也不需要傳遞很大的功率，所以取n=1r/min，P=0.01kw</p><p>　　d

92、d18mm 取d=20mm</p><p><b>　?。?）鍵槽的計(jì)算</b></p><p>　　與軸需要用鍵連接的是齒輪和分度盤，分度盤的直徑為140mm，齒輪分度圓直徑為108mm，都與軸采用普通平鍵連接，根據(jù)軸的直徑d=28，查表（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-1）可得：鍵的公稱尺寸bh=87，軸Ⅰ上鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=16mm，軸Ⅱ軸Ⅲ上鍵的長(zhǎng)度L=8mm，用

93、較緊鍵連接的方式，極限偏差為-0.012到-0.042列表如下</p><p>　　表3-7 鍵與鍵槽</p><p><b>　?。?）軸承的選擇</b></p><p>　　軸承的選擇中，根據(jù)分度機(jī)構(gòu)的性質(zhì)和原理，這里應(yīng)該選擇徑向軸承。徑向軸承可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，其比較如表？.？</p><p>　　比較而

94、言，滾動(dòng)軸承較滑動(dòng)軸承有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?、?在一般工作條件下，摩擦阻力矩和液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承相當(dāng)，比混合潤(rùn)滑軸承要小很多倍。滾動(dòng)軸承效率比液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承略低，但較混合潤(rùn)滑軸承要高一些。采用滾動(dòng)軸承的機(jī)器起動(dòng)力矩小，有利于在負(fù)載下起動(dòng)。</p><p>　?、?徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預(yù)緊方法消除游隙，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高。</p><p>　?、?

95、對(duì)于同尺寸的軸頸，滾動(dòng)軸承的寬度比滑動(dòng)軸承小，可使機(jī)器的軸向結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　?、?消耗潤(rùn)滑劑少，便于密封，易于維護(hù)。不需要有色金屬。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成批生產(chǎn)，成本較低。</p><p>　　滾動(dòng)軸承存在下列缺點(diǎn)：1）承受沖擊載荷能力較差；2）高速重載荷下軸承壽命較低；3）振動(dòng)及噪聲較大；4）徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大。</p><p>　　滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，有

96、專門工廠大量生產(chǎn)，能保證質(zhì)量，在使用、安裝、更換等方面又很方便，故在中速中載和一般工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器中應(yīng)用非常廣泛。在特殊工作條件下如高速、重載、精密、高溫、低溫、防腐、防磁、微型、特大型等場(chǎng)合，也可以采用滾動(dòng)軸承，但需要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝、熱處理等方面，采用一些特殊的技術(shù)措施。</p><p>　　在我的題目當(dāng)中，考慮到其工作條件，加工工藝，可選用滾動(dòng)軸承。</p><p>　　滾

97、動(dòng)軸承有很多種類型，其比較見(jiàn)表3-4</p><p><b>　　表3-8</b></p><p>　　圖3.10 左圖為圖a 右圖為圖b</p><p>　　綜合考慮軸的結(jié)構(gòu)等因素，我決定采用深溝球軸承，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要受徑向載荷，價(jià)格低廉，應(yīng)用范圍廣。我的設(shè)計(jì)中，軸徑向受棘輪和分度盤帶來(lái)的徑向載荷，軸向基本上沒(méi)有大的載荷存在，可忽略不計(jì)。

98、所以選用深溝球軸承較其他軸承來(lái)說(shuō)更加優(yōu)越。</p><p>　　在整個(gè)機(jī)床的加工過(guò)程當(dāng)中，產(chǎn)生的灰塵以木屑，容易進(jìn)入軸承中，所以必須加端蓋加以保護(hù)，因此軸承的軸向固定采用軸承端蓋的形式。</p><p>　　根據(jù)前面的軸徑的基本尺寸查表（）選擇深溝球尺寸。GB/T 276 軸承代號(hào)6205，基本尺寸d——25mm，D——52mm，B——15mm，基本額定載荷，cr——14.0KN，Cor

99、——7.88KN，極限轉(zhuǎn)速，脂——12000r/min，油——16000r/min，如圖3.11所示</p><p><b>　　圖3.16</b></p><p><b>　　（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軸的前端要與成型機(jī)夾具相連，根據(jù)成型機(jī)夾具的尺寸要求，前端軸的尺寸應(yīng)滿足20mm，為了加工和維修的

100、方便，3根軸在尺寸上應(yīng)一致。軸的轉(zhuǎn)速較低，采用一般的階梯軸即可滿足要求，加工時(shí)無(wú)特別要求。尺寸根據(jù)分度盤、棘輪、齒輪及手柄的厚度確定軸的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖3.12</p><p><b>　　圖3.17</b></p><p>　　3.3.7 分度機(jī)構(gòu)殼體設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　立木地板加工機(jī)床在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的木屑和灰塵，因此應(yīng)該有較好

101、的保護(hù)措施，防止木屑進(jìn)入關(guān)鍵的零件中，使得零部件受損，提前老化。為此整個(gè)分度機(jī)構(gòu)應(yīng)該有外殼保護(hù)。</p><p>　　一.分度機(jī)構(gòu)殼體的材料選擇</p><p>　　立木地板加工機(jī)床——成型機(jī)分度機(jī)構(gòu)的殼體重要是根據(jù)分度機(jī)構(gòu)的外型來(lái)確定的。如果采用鋼件的話，在特殊曲面上必將會(huì)出現(xiàn)加工困難的情況，所以用鑄鐵作為分度機(jī)構(gòu)的殼體是很合適的。</p><p><b&g

102、t;　　二.殼體的熱處理</b></p><p>　　表3-9 殼體的材料分析</p><p>　　三.殼體的結(jié)構(gòu)及尺寸</p><p>　　根據(jù)分度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，殼體設(shè)計(jì)如圖3.18</p><p>　　圖3.18 殼體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　為了鑄造的方便，應(yīng)該盡量減少殼體的厚度。分度分度

103、盤直徑140mm，定位銷推出部分應(yīng)該大于12mm，定位銷頭部長(zhǎng)為16mm，為避免定位銷退出后頭部與分度盤接觸，取定位銷完成退出后與分度盤的距離為10mm，綜合考慮，取R1=100mm。整個(gè)分度機(jī)構(gòu)受力很小，一般鑄件的強(qiáng)度及剛度都能滿足需要，所以首先考慮經(jīng)濟(jì)條件，取R2=105mm.根據(jù)齒輪Ⅱ與齒輪Ⅲ的直徑R=108mm取R3=60mm，R4=65mm.</p><p>　　與分度盤連接的軸的長(zhǎng)度為116mm ，軸

104、的一端與夾具相連，這一段的長(zhǎng)度為30mm，根據(jù)軸承尺寸φ2=52mm.</p><p>　　殼體與軸承蓋接觸長(zhǎng)度為14mm，d1=116-30+14=100mm</p><p>　　軸Ⅱ長(zhǎng)為49mm，d3=14+49=63mm</p><p>　　端蓋2用來(lái)支撐彈簧，取厚度為10mm，d2=10mm</p><p>　　前面分析定位銷的圓周長(zhǎng)

105、為φ33mm，根據(jù)套筒的尺寸和殼體的厚度，取φ1=33+0.6+20=53.6mm</p><p>　　3.4主要零件的加工工藝</p><p>　　棘輪是整個(gè)分度機(jī)構(gòu)的重要部件，操作者所使的力有由棘爪傳遞給分度盤，最終達(dá)到分度的目的。所以棘輪必須有一的精度，在制造時(shí)對(duì)于棘輪的定位基準(zhǔn)都必須有很好的安排，不然就有可能使得制造出來(lái)的棘輪精度得不到保證，分度過(guò)程中，造成角度的偏依，使得切削出的

106、馬賽克難以拼裝。</p><p>　　3.4.1零件的工藝分析</p><p>　　圖3.19 棘輪的各加工面</p><p>　　棘輪主要加工面及技術(shù)要求分析：</p><p>　?。?）.D1面應(yīng)保持很高的光潔度，以便于棘輪基礎(chǔ)上四百至于接觸困難。粗糙度Ra在1.6左右。</p><p>　?。?）.D2，D3面

107、應(yīng)該磨削光滑，粗糙度在1.6左右。</p><p>　?。?）.D4面與軸接觸，基本上與軸無(wú)相對(duì)移動(dòng)，保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，所以表面粗糙度在3.2左右。</p><p>　?。?）.D7，D8面是棘爪與棘輪相互作用的地方，要求一定的精度，粗糙度在1.6左右。</p><p>　　3.4.2確定生產(chǎn)類型</p><p>　　棘輪由于有很多的槽，如果

108、采用鋼件，必將給加工帶來(lái)很多不變，切削很困難，但是采用鑄造的方式就很容易得到。這樣一來(lái)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作投資較少，投產(chǎn)快，生產(chǎn)率高。</p><p><b>　　3.4.3確定毛坯</b></p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并且根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)器造型。根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15-5鑄件尺寸公差等級(jí)

109、采用CT9級(jí)。</p><p>　　3.4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）選擇定位基準(zhǔn)</b></p><p>　　選擇精基準(zhǔn) 為保證圓跳動(dòng)要求，各主要內(nèi)外圓柱表面均互為基準(zhǔn)加工，并盡量遵循基準(zhǔn)重合原則，其余表面采用加工采用一面兩孔的定位方式，即以28mmH7內(nèi)孔及端面D2和D3為精基準(zhǔn)。這樣基準(zhǔn)統(tǒng)一，定位穩(wěn)定，

110、夾具結(jié)構(gòu)及操作也比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　選擇粗基準(zhǔn) 以28H7內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)加工外圓。</p><p><b>　?。?）擬訂工藝過(guò)程</b></p><p><b>　　1）退火處理</b></p><p>　　2）外圓柱面D1：粗車（IT12）</p><p>　

111、　3）棘輪槽D7，D8面：銑削（IT7）</p><p>　　4）內(nèi)孔D4面：擴(kuò)孔（IT10）</p><p><b>　　5）鉆螺孔</b></p><p>　　6）半精車（IT11）——精車（IT7）</p><p><b>　　列表如下：</b></p><p>　　表

112、3-10 棘輪加工工藝過(guò)程</p><p>　　3.4.5 選擇加工設(shè)備</p><p>　　考慮到大批生產(chǎn)，盡量選用高效的機(jī)床。</p><p>　　工序1——3選用普通車床， 工序4、5選用外圓磨床</p><p>　　工序6選用銑床，工序7 選用搖臂鉆床</p><p><b>　　結(jié)論：</b

113、></p><p>　　通過(guò)這次對(duì)立木地板加工機(jī)床的設(shè)計(jì)，初步了解了機(jī)械設(shè)計(jì)的有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和設(shè)計(jì)要領(lǐng)。這次設(shè)計(jì)是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，檢驗(yàn)了自己對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中既要考慮準(zhǔn)確分度，還要考慮到加工效率。在分度盤加上定位銷就能夠準(zhǔn)確的分度，同時(shí)設(shè)計(jì)了兩組齒輪傳動(dòng)，傳遞分度的角度，使得一次分度動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了兩組工件同時(shí)分度，大大提高了加工效率。

114、其分度機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可操作性強(qiáng)、維護(hù)方便。</p><p><b>　　致謝：</b></p><p>　　在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于自身知識(shí)的缺乏和思考的不全面 ，遇到了許多困難，得到了指導(dǎo)老師付維老師的大力幫助，花費(fèi)了他大量的心血，使我的論文能夠如期按質(zhì)按量的完成。在此向付維老師和幫助我的其他老師和同學(xué)表示衷心的感謝！</p><

115、;p><b>　　文 獻(xiàn) 資 料</b></p><p>　　[1] 王祖萌. 對(duì)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的基本剛度要求[J]. 中國(guó)井礦鹽,1996,(5): 33-35. </p><p>　　[2] 王翠紅,董懷榮,程顯剛,楊江勇 ,張吉平. 離心機(jī)沉降區(qū)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與影響因素分析[J]. 石油礦場(chǎng)機(jī)械,2006, 35(5): 27-30. </p>

116、<p>　　[3] 朱啟新, 朱萍. 下部卸料離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓底結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)力計(jì)算[J].流體機(jī)械, 1996,24(6): 23-26. </p><p>　　[4] 李自光,傅彩明,毛文貴. 臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的有限元仿真[J]. 中國(guó)機(jī)械工程,2006, 17(23): 2454-2457. </p><p>　　[5] 黃秋波, 高興歧, 曾高平. 新型臥式螺旋卸料沉降