畢業(yè)論文：非金屬墊片裁剪機設(shè)計

1、<p>　　非金屬墊片裁剪機設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　如今，我國非金屬產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，這也拉動了非金屬墊片裝備工藝的迅速崛起，相應(yīng)的非金屬墊片工藝急需跟進時代的步伐，墊片裁剪工藝是生產(chǎn)過程中最重要的工藝之一。相比其他制作墊片的措施，這種工藝可靠穩(wěn)定、效果顯著，但是相關(guān)資料表明，目前工藝發(fā)展水平尚低，由此研究非金屬墊片裁

2、剪機的必要性也就不言而喻，本文擬采取考察、分析、設(shè)計的方法對其進行研究。關(guān)于非金屬墊片裁剪機的初步構(gòu)想，整套機器由裁剪機構(gòu)、調(diào)節(jié)半徑機構(gòu)、定位裝置和機架等核心部件組成，其中，裁剪機構(gòu)由上下滾刀連接傳動軸組成，半徑調(diào)節(jié)裝置由定心座、絲桿、和導(dǎo)向軸組成，定位裝置由鎖緊手柄和鎖緊螺栓組成。最終形成高效、合理的成套非金屬墊片裁剪機[1-3]。</p><p>　　最后，希望此次設(shè)計的非金屬墊片裁剪機能到達預(yù)期的設(shè)計要求，

3、并能在實際的應(yīng)用中取得良好的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：非金屬墊片 裁剪機 設(shè)計</p><p>　　Design of non - metallic gasket cutting machine</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Today, non-metallic

4、 industry in China rises rapidly, which also led to the vigorous development of non-metallic gasket process equipment. Corresponding non-metallic gasket technology needed to follow up the time pace. Gasket cutting techno

5、logy is one of the most important procedures during production. This technology is stable and reliable, but relevant data show that present technology development level is still low. Thus, the necessity of research on th

6、e non-metallic gasket cutting machine is </p><p>　　Keywords: non-metallic gasket；cutting machine；equipment design</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1.非金屬墊片的分類</p>&

7、lt;p>　　密封墊片，是一種用于設(shè)備、機械、管道只要是有泄露的地方就要使用的密封備件，它是一種起到密封作用的材料。密封墊片的材質(zhì)一般是金屬或非金屬，這些材料經(jīng)過沖壓，切割或剪裁等一系列工藝制作而成，一般用于管道與管道之間的密封，機器設(shè)備中機械零件之間的密封。按照材料的不同可以分為金屬密封墊片和非金屬密封墊片。金屬墊片有銅墊片，不銹鋼墊片，鐵墊片，鋁墊片等。非金屬墊片有石棉墊片，非石棉墊片，紙墊片，橡膠墊片等。</p>

8、<p><b>　　1. 石棉墊片</b></p><p>　　石棉墊片的主要成分為橡膠、 加強材料是石棉纖維，用這兩種材料制成的壓縮石棉纖維板具有石棉和橡膠兩種材料的優(yōu)點，具有良好的綜合性能，彈性較好，較強的耐熱性和抗蠕變松弛性，還具有耐化學(xué)腐蝕性，其使用溫度為-100℃—+1000℃，使用壓力為PN<5.0Mp。在一個世紀以來，產(chǎn)量一直是最大的、應(yīng)用也是最廣泛的非金屬

9、墊片密封材料。但是，石棉制品在生產(chǎn)和使用過程中會嚴重危害人體健康。[4-6]</p><p>　　2. 非石棉板墊片（無石棉墊片）</p><p>　　因為石棉墊片嚴重威脅到人體的健康，所以，在二十世紀后期，世界各主要工業(yè)發(fā)達國家都將材料和密封領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展的重點放在了開發(fā)和研究非石棉材料上，并且努力尋找適合的非石棉纖維來替代石棉纖維，研究出不含石棉但整體性能與石棉制品不相上下的高質(zhì)量的綠色

10、密封產(chǎn)品。非石棉密封墊片是以非石棉材料制成的。如聚四氟乙烯、柔性石墨、橡膠等。非石棉纖維橡膠板發(fā)展于二十世紀八十年代， 由于較寬的適用工況范圍、較好的產(chǎn)品可設(shè)計性、較高的性能價格和原材料來源廣等優(yōu)點為各國所認同。因此，我們將加強材料為非石棉纖維、主要的彈性基本材料為橡膠的非石棉纖維橡膠墊片稱為非石棉密封墊片，或著叫做無石棉墊片、代石棉墊片。非石棉墊片（無石棉墊片）既有良好的回彈性，又擁有較高的強度，同時還擁有很強的抗?jié)B透性，可以取代石棉

11、墊片，是可以在較高溫度和較高的壓力下使用的良好的環(huán)保材料[7-10]。</p><p><b>　　3. 橡膠墊片</b></p><p>　　橡膠是無石棉密封墊片的三大基本原材料之一，它最重要的作用就是把增強纖維和填料粘在一起，保證墊片具有良好的蠕變松弛能力、壓縮回彈、密封能力和抗拉強度。合適橡膠材料決定著密封墊片的整體性能?，F(xiàn)階段，密封墊片可以選擇的橡膠范圍非常廣

12、泛，主要的橡膠材料有天然橡膠；丁腈橡膠；丁基橡膠；氯丁橡膠等。天然橡膠價格便宜，丁腈橡膠和氟橡膠價格較高。 </p><p>　　1.2.裁剪機的現(xiàn)狀和發(fā)展前景</p><p>　　1.2.1.裁剪機的現(xiàn)狀與發(fā)展前景</p><p>　　剪切機用于板材、型材的曲線、直線剪切和壓型、沖型、剪斷和精密切斷等工作。普遍地應(yīng)用于儀器儀表、電機電器、農(nóng)機、無線電、金屬結(jié)構(gòu)、鍋

13、爐、橋梁、起重、交通運輸工業(yè)、建筑機械、船舶、國防工業(yè)、航空和冶金工業(yè)等部門。我國從五十年代開始測繪、仿制國外的剪切機，為發(fā)展我國剪切機工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。在六十年代初，我國開始慢慢轉(zhuǎn)入自主設(shè)計制造階段。并開始發(fā)展品種規(guī)格，技術(shù)水平也有一定的提高。</p><p>　　1.2.2.裁剪機存在的問題</p><p>　　目前密封墊片的現(xiàn)有加工方法主要包括沖壓或裁剪，加工橡膠密封墊圈及其他常用墊圈

14、品種傳統(tǒng)做法是采用單孔或多孔模具模壓成型，這種做法不僅生產(chǎn)時間較長，容易在成型后產(chǎn)生較多的毛刺和飛邊，同時產(chǎn)品表面的平面度也難以控制，原材料損耗比較大，而且一套模具只能對應(yīng)一種規(guī)格的產(chǎn)品，開發(fā)新的產(chǎn)品時同樣需要花費時間和財力去調(diào)試生產(chǎn)向?qū)?yīng)的模具，不僅增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率也比較低下，僅適用于規(guī)格單一且批量加工的墊片；而裁剪法是直接用剪刀按圓線剪切成形，這種方法使用最普遍，可加工任意規(guī)格墊片，但因完全手工操作，墊片邊緣質(zhì)量較差，

15、且加工效率低。</p><p>　　1.2.3.裁剪機行業(yè)存在問題</p><p>　　市場競爭混亂，比如同行之間互相貶低、相互挖人、大打價格戰(zhàn)；</p><p>　　投資在研發(fā)上的資金較少，或者根本沒有投入；</p><p>　　在控制方面和機械工藝上與國外產(chǎn)品沒有太大差別，但是，對國外的控制系統(tǒng)了解還不全面，只能停留在能夠應(yīng)用的水平上；&

16、lt;/p><p>　　企業(yè)間的合作基本為零，不能一起合作來開拓市場。</p><p>　　產(chǎn)品的技術(shù)含量低，同質(zhì)化比較嚴重，并且產(chǎn)品的水平較低、陷入低價競爭，使企業(yè)利潤大大減少，很難再有新的發(fā)展。</p><p>　　綜合實力比較強，能為行業(yè)的發(fā)展做推動，能積極發(fā)揮作用促進行業(yè)自律的企業(yè)比較少。</p><p>　　現(xiàn)代裁剪機技術(shù)在多個方面運用

17、在工業(yè)領(lǐng)域，以上僅是對裁剪機這個行業(yè)的問題做了一些概括。只有經(jīng)過不停的努力，積極的拓寬我們工作的思路，切割行業(yè)才能在新形勢下得到進一步的發(fā)展。</p><p>　　1.3.本課題的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題的主要內(nèi)容是完成橡膠墊片裁剪機的設(shè)計，了解裁剪機的工作原理，并根據(jù)要求，完成關(guān)鍵零部件的設(shè)計校核和主要裝置的設(shè)計與裝配，另外此次設(shè)計是通過帶輪與減速機的相互連接相互配合來實現(xiàn)減

18、速傳動。</p><p>　　本設(shè)計需滿足的要求如下：</p><p>　　1、所有技術(shù)指標所規(guī)定都能達到規(guī)定的要求，滿足設(shè)計要求。</p><p>　　2、整機結(jié)構(gòu)布局合理，符合實際工作需要。</p><p>　　3、設(shè)備的外形做到簡約時尚，工作時的噪聲要小。</p><p>　　首先對裁剪機的傳動方案進行設(shè)計，再對

19、主要參數(shù)進行計算，比如剪切力，剪切刃長度，剪切次數(shù)進行計算。然后對裁剪機的零部件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計計算，例如機架設(shè)計，設(shè)置在機架上平面的墊片切割裝置設(shè)計，以適應(yīng)不同墊片的切割需要，還有導(dǎo)向裝置設(shè)計，定心裝置設(shè)計，鎖緊裝置設(shè)計，調(diào)節(jié)裝置設(shè)計等。再對要使用的零件進行選型，盡量使用標準件，如果沒有標準件要使用非標件，同時要對非標件進行設(shè)計。對一些重要零件比如主軸，齒輪，鍵進行強度校核，使關(guān)鍵零件達到使用要求。還需要對動力系統(tǒng)進行設(shè)計，確定需要選用的

20、電動機類型，減速器型號，使整個設(shè)備動力充足，傳動平穩(wěn)。</p><p>　　2傳動方案的總體設(shè)計</p><p>　　2.1總體方案的確定</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計的橡膠墊片裁剪機的工作原理，是由電動機直接連接到減速機上，然后通過聯(lián)軸器將皮帶輪和減速器的輸出軸的連接起來，通過皮帶輪來帶動主動軸轉(zhuǎn)動，在從動軸上，由于要實現(xiàn)主動軸和從動軸相反方向的轉(zhuǎn)動，所以要選

21、配一組相互嚙合的齒輪，這一組齒輪的齒數(shù)模數(shù)均相同。這兩根軸再分別帶動上面的滾刀來切割橡膠，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)兩根軸和一組刀具的反向旋轉(zhuǎn)。原理圖如圖2-1所示。</p><p><b>　　圖2-1原理圖</b></p><p>　　2.2系統(tǒng)組成及其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　裁剪機主要系統(tǒng)及零件如下表2-1所示，主要由機架、電動機、減速器、

22、導(dǎo)向軸、主動軸、從動軸、鎖緊把手、定心鎖緊把手、定心活動支架、上滾刀、下滾刀、等組成。</p><p>　　表2-1成型機基本組成</p><p>　　其機器的基本結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示：</p><p>　　1.機架 2.導(dǎo)向左支座 3.導(dǎo)向軸 4.定心活動支架</p><p>　　5.定心鎖緊把手

23、 6.上滾刀 7.活動上支座 8.上軸</p><p>　　9.帶輪 10.主動輪 11.從動輪 12.下軸 </p><p>　　13.活動下支座 14.下滾刀</p><p>　　圖2-2裁剪機示意圖</p><p><b>　　2.3電動機&l

24、t;/b></p><p>　　2.3.1電動機的選擇</p><p>　　根據(jù)用途選用Y系列一般用途的三相異步電動機。</p><p>　　假設(shè)刀具的切割力為1500N，刀具的速度為 ，則刀具切割時所需的最大功率為</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b

25、>　　傳動裝置的總效率：</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　其中由文獻[16]表2.4查得：V帶傳動 ;減速器;彈性聯(lián)軸器 ，則</p><p><b>　　故電動機輸出功率為</b></p><p><b>　　(2-3)<

26、;/b></p><p>　　則電動機的實際功率為：</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　K—電機啟動系數(shù)</b></p><p>　　--電動機功率儲備系數(shù)</p><p>　　主動軸的工作轉(zhuǎn)速為：</p><

27、;p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　由[16]表2-1查得V帶傳動比范圍=2~4，二級減速器傳動比，則總傳動比范圍為：</p><p>　　電動機的轉(zhuǎn)速范圍為768r/min~7680r/min。</p><p>　　2.3.2電動機的選擇因素</p><p>　　必須要考慮現(xiàn)場能提供的能源情

28、況，在有電源的情況下盡量選擇電力驅(qū)動，便于控制操作、使用的成本低、有較廣泛的機械活動范圍。</p><p>　　必須考慮到電動機的機械特性還有工作制度，并且要與工作制相匹配。</p><p>　　要考慮到電動機必須要適應(yīng)工作機提出的啟動、過載、調(diào)速、運行平穩(wěn)和控制等方面的要求。</p><p>　　必須考慮到工作環(huán)境的因素。</p><p>

29、　　必須要工作可靠，操作簡單，便于維修。</p><p>　　要提高機械系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，就必須要考慮經(jīng)濟成本，包含初期成本和運行維護成本。</p><p><b>　　2.3.3結(jié)論</b></p><p>　　由于交流電動機相對于直流電動機具有適用場合廣，成本低，便于維護的特點所以優(yōu)先考慮使用交流電動機。交流電動機又分為單相電動機和三相電動機

30、，與單相異步電動機相比，三相異步電機結(jié)構(gòu)簡單，使用范圍廣，制造便利，工作性能好，并可節(jié)約材料，價格適中。又考慮到該機器所運行的環(huán)境為工廠，生產(chǎn)電壓為380V，所以優(yōu)先選用三相異步電動機。</p><p>　　圖2-2 Y90S-6型三相異步電動機示意圖</p><p>　　查得機械設(shè)計手冊選取Y90S-6型三相異步電動機，其主要性能參數(shù)如下表2-2所示。</p><p&

31、gt;　　表2-2 Y90S-6型三相異步電動機主要性能參數(shù)</p><p><b>　　2.4 減速器</b></p><p>　　2.4.1減速器的選擇</p><p>　　減速器是一個由封閉在剛性殼體內(nèi)的蝸桿傳動、齒輪傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件，在原動機和執(zhí)行機構(gòu)或工作機之間起到傳遞轉(zhuǎn)矩和匹配轉(zhuǎn)速的作用，是一種比較精密的機械，使

32、用它就是為了降低轉(zhuǎn)速，按照傳動級數(shù)的不同可把減速器分為單級和多級減速機；按齒輪形狀可分為、圓錐－圓柱齒輪減速機、圓錐齒輪減速機和圓柱齒輪減速機；按照傳動的布置形式又可分為分流式、同進軸式和展開式減速機，減速機在現(xiàn)代機械中廣泛應(yīng)用。</p><p>　　減速器一般用在轉(zhuǎn)速較低，扭矩較大的傳動設(shè)備上，用來把電動機、內(nèi)燃機或其它運轉(zhuǎn)速度高的動力通過減速機輸入軸上齒數(shù)少的齒輪與輸出軸上齒數(shù)多的齒輪相嚙合以起到降低轉(zhuǎn)速的目

33、的，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，減速器一般不用自行設(shè)計，可以根據(jù)要求去市場上對減速器進行選購。本文可以選用F系列減速機。</p><p>　　2.4.2減速機的產(chǎn)品特點</p><p>　　F系列減速機科技含量較高，按照國際技術(shù)的要求來制造。</p><p>　　節(jié)約空間，使用可靠，能夠承受較大的過載，

34、功率可達90KW以上。</p><p>　　F系列減速機具有較低的能耗，優(yōu)越的性能，效率高達95％以上。</p><p>　　平行軸斜齒輪減速機振動頻率小，較低的噪音，能耗低，選用材料為優(yōu)質(zhì)段鋼，箱體為鋼性鑄鐵，齒輪的表面經(jīng)過了高頻熱處理。</p><p>　　加工較為精密，確保軸的定位的精度和平行度。</p><p>　　2.4.3減速器性

35、能特點</p><p>　　平行輸出、結(jié)構(gòu)合理、能傳遞較大的扭矩、運行平穩(wěn)、噪音小、可靠耐用。</p><p>　　安裝方式：空心軸安裝、底座安裝、扭力臂安裝、小法蘭安裝、法蘭安裝。</p><p>　　基本型二級輸入輸出具有相同的旋轉(zhuǎn)方向，但是，三級旋轉(zhuǎn)方向相反。</p><p>　　輸出方式：實心軸輸出或空心軸輸出。</p>

36、<p>　　平均效率：二級96％、三級94%。</p><p>　　因此本次選擇的減速器型號為F57，參數(shù)如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 F57減速器參數(shù)</p><p>　　減速機如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 F57減速機</p><p><b>　　3.帶傳動

37、的設(shè)計</b></p><p>　　帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動是由主動輪，從動輪還有兩輪之間封閉的傳動帶組成。它將傳動帶作為中間件，當主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠帶輪和帶傳動之間的摩擦力來帶動從動輪轉(zhuǎn)動，這樣在主動軸上的主動力就能通過皮帶傳遞給從動軸。</p><p><b>　　3.1帶傳動的類型</b></p><p>　　按傳動原理的

38、不同，帶傳傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動。摩擦傳動依靠帶輪和帶之間的摩擦力來傳動，可分為平帶傳動、、V帶傳動。按照截面不同還可以分為：平帶、V帶、多楔、同步帶傳動。</p><p>　　3.2帶的彈性滑動和打滑</p><p>　　傳動帶是彈性體，受力后會產(chǎn)生彈性變形。在小帶輪上，帶的拉力從緊邊拉力向松邊拉力漸漸降低，帶的彈性變形量慢慢減少，帶的拉升變形隨之減小，因此帶的速度相對于主動輪圓周

39、速度逐漸滯后；在大帶輪上，帶的拉力逐漸上漲，從松邊拉力慢慢變?yōu)榫o邊拉力，帶的彈性變形量慢慢增加，因此帶的速度相對于從動輪圓周速度逐漸超前帶。這種由于帶兩邊存在拉力差而引起的帶與帶輪間的微小滑動，稱為傳動帶的彈性滑動，它總是傳動中不可避免的現(xiàn)象。</p><p>　　帶與帶輪間傳遞的有效拉力大于摩擦力極限時，帶才會在帶輪的接觸弧上發(fā)生顯著的相對滑動，稱為打滑，打滑是失效形式的一種，應(yīng)該避免的，在機械傳動中起到了過載

40、保護的作用。</p><p>　　圖3-1帶傳動示意圖</p><p>　　3.3 V帶輪的設(shè)計計算</p><p>　　3.3.1確定計算功率</p><p>　　電動機的滿載轉(zhuǎn)速為，從動軸轉(zhuǎn)速為，則傳動系統(tǒng)需要的總傳動比為：</p><p><b>　　（3-1）</b></p>

41、<p>　　設(shè)減速器的傳動比為10，由此可知皮帶輪所需要的傳動比為： </p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　主動軸轉(zhuǎn)速為</b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　所以皮帶輪的傳動比。因普通

42、V帶在一般機械中應(yīng)用最廣泛，且成本較其他帶傳動方式低，所以優(yōu)先選用普通V帶傳動。</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中：P為傳遞的功率，kw</p><p><b>　　為工況系數(shù)</b></p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》[17]表9.21查得，由式（3-3

43、）得</p><p>　　3.3.2選取普通V帶型號</p><p>　　根據(jù),,由圖9.13選用A型普通V帶。</p><p>　　3.3.3確定帶輪基準直徑 </p><p>　　根據(jù)表9.6和9.13選取，選小帶輪直徑。</p><

44、;p><b>　　大帶輪基準直徑為</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　按表9.3選取標準值，則實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　(3-7)&

45、lt;/b></p><p>　　3.3.4驗算帶速v </p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　3.3.5確定帶的基準長度和實際中心距</p><p>　　按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，初定中心距</p><p>　　由帶的基準長度公式得</p><p&g

46、t;<b>　　(3-9)</b></p><p>　　由表9.4選取基準長度</p><p>　　由實際中心距公式得，實際中心距a為</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　中心距a的變動范圍為</p><p><b>　　(3-11

47、)</b></p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　3.3.6驗算小帶輪包角 </p><p><b>　　小帶輪包角公式為</b></p><p><b>　　(3-13)</b></p><p><b&

48、gt;　　由公式得：</b></p><p>　　3.3.7確定V帶根數(shù)z (3-14)</p><p>　　根據(jù),查表9.9，用內(nèi)插法得</p><p><b>　　功

49、率增量為</b></p><p><b>　　(3-15)</b></p><p><b>　　由表9.18查得</b></p><p>　　根據(jù)傳動比，查表9.19得,則 (3-16)</p><p>　　由表9.4查得帶長度修正系數(shù)

50、由圖9.12查得包角系數(shù)，得普通V帶根數(shù)</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p><b>　　圓整得z=2根。</b></p><p>　　3.3.8求初拉力及帶輪軸上的壓力</p><p>　　由表9.6查得A型普通V帶的每米長質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)公式</

51、p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　得單根V帶的初拉力為</p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　得作用在軸上的壓力為</p><p&

52、gt;　　3.3.9帶輪設(shè)計結(jié)果</p><p>　　選用2根A-4000 GB/T1042-2002 V帶，中心距a=482mm，帶輪直徑，，軸上壓力。</p><p>　　3.4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)V帶輪材料中，灰鑄鐵應(yīng)用最廣，又因為帶速 ，所以確定帶輪材料為HT150；帶輪基準直徑，采用孔板式帶輪；輪槽截面尺寸參照《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表9.5進

53、行設(shè)計，對于大帶輪，因，同時：則大帶輪采用孔板式帶輪，并與主動軸相連接。</p><p>　　帶輪零件如圖3-2所示。</p><p><b>　　圖3-2帶輪零件圖</b></p><p>　　3.5帶傳動的張緊、安裝與防護</p><p>　　3.5.1帶傳動的張緊</p><p>　　V帶輪

54、運轉(zhuǎn)一段時間后，因為傳動帶一直受到拉力的影響，會產(chǎn)生塑性變形還有磨損從而變得松弛。為了保證帶正常傳動的能力，應(yīng)經(jīng)常檢查帶的松弛程度，可以采用調(diào)整中心距的方法來調(diào)整帶的張緊力，使帶重新張緊。</p><p>　　3.5.2帶傳動的調(diào)整，使用</p><p>　　要選用適合的V帶型號，計算長度要準確；</p><p>　　帶輪的軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的型槽的對稱平

55、面應(yīng)重合誤差不得超過20°，主動輪和從動輪的輪槽要在同一平面內(nèi)；</p><p>　　V帶要調(diào)整到正確的張緊程度；</p><p>　　V帶傳動要及時檢查和調(diào)整，如果其中一根斷了，要全部更換。</p><p>　　3.5.3帶傳動的防護</p><p>　　皮帶輪不能與堿性、酸性還有油類的介質(zhì)接觸，為了防止老化，工作溫度不能高于60

56、°。</p><p>　　為安全起見，V帶傳動應(yīng)置于保護罩之內(nèi)，使帶輪不能外露，這樣既防止雜物飛濺到V帶上，也防止V帶在露天下暴曬，避免過早老化。</p><p>　　4.主要零部件的設(shè)計</p><p><b>　　4.1刀具的設(shè)計</b></p><p>　　4.1.1刀具的外形設(shè)計</p>

57、<p>　　根據(jù)墊片裁剪機的實際使用要求，設(shè)定刀具的角速度為180°/s。最大切割力為1200N。并且，通過查詢已有的資料和參觀實物所得到的經(jīng)驗，初步確定上滾刀和下滾刀外形如下圖4-1，4-2所示：</p><p><b>　　圖4-1上滾刀</b></p><p><b>　　圖4-2下滾刀</b></p>&

58、lt;p>　　4.1.2刀具材料的選擇</p><p>　　除了刀尖的部分外，刀具的其他部分主要起了支撐和連接的作用，所以可以選用普通的45號鋼。而相對于刀尖的部分，因為切割墊片時刀具所受的沖擊載荷不大，但是非金屬墊片的種類比較多，對刀具性能的要求也不一，所以對刀具的耐磨性還有強度韌性要求較高，考慮到以上的原因，可以選擇65Mn。</p><p>　　65Mn是一種應(yīng)用廣泛的彈簧鋼，

59、經(jīng)過熱處理及冷拔硬化后，能獲得較高的硬度和強度，并具有一定的韌性和塑性，比一般的鋼材性能要好,但是淬透性較差。化學(xué)成份（GB/T 1222-2007）碳 C ：0.62～0.70；硅 Si：0.17～0.37；錳 Mn：0.90～1.20；硫S:≤0.035；磷P:≤0.035；鉻Cr：≤0.25；鎳Ni：≤0.25；銅 Cu：≤0.25。力學(xué)性能：抗拉強度 Rb(MPa)：≥980；屈服強度 Rs (MPa)：≥785；伸長率 δ10

60、 (%)：14~21.5；斷面收縮率 ψ (%)：不小于10。65Nn 強度、硬度、彈性和淬透性均高于65號鋼，也具有回火脆性和過熱敏感性的傾向，水淬后有形成裂紋傾向。退火后有一定的可切削性，較低的冷變形塑性，但是焊接性比較差。 可以用來制造受中等載荷的板彈簧，直徑達7-20mm的螺旋彈簧及彈簧墊圈、彈簧環(huán)。還有耐磨性高的零件，比如彈簧卡頭、磨床主軸切刀、螺旋輥子軸承上的套環(huán)、精密機床絲桿、鐵道鋼軌等。</p>

61、<p>　　所以本課題選擇的切割刀具材料為65Mn。</p><p><b>　　4.2齒輪的設(shè)計</b></p><p>　　由于缺乏設(shè)計經(jīng)驗，所以經(jīng)過實地調(diào)查，看過現(xiàn)場實物并且測量后發(fā)現(xiàn)，墊片裁剪機的齒輪為直齒錐齒輪，齒數(shù)為60，經(jīng)過計算得出錐齒輪的模數(shù)為3.5mm。并且是一對同等規(guī)格的錐齒輪，這樣保證了相同的角速度，也使兩切割刀具同步轉(zhuǎn)動，保證了加工的

62、平穩(wěn)性。</p><p>　　4.2.1選定齒輪精度等級，材料及齒數(shù)</p><p>　　1、材料：常用的齒輪材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等，考慮到墊片裁剪機機械傳動的強度、速度和精度要求不是很高，所以為了減少造價，因此選用軟齒面。選擇齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240HBW。</p><p>　　2、初選齒數(shù)：閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒面疲勞點

63、蝕，傳動尺寸主要取決于齒面接觸疲勞強度，而齒根彎曲疲勞強度往往比較富裕，這時，滿足彎曲疲勞強度并且傳動尺寸不變的條件下，應(yīng)選齒數(shù)多、模數(shù)小，這樣，不但能增加重合度，還有利于提高運動的穩(wěn)定性，而且還會降低滑動系數(shù)，增加傳動效率。根據(jù)實地調(diào)查所得的數(shù)據(jù)，選購齒數(shù)Z1=60的錐齒輪比較適合。</p><p>　　3、精度等級查文獻[17]附錄表D1，考慮該軸的速度和承載能力，取7級精度。</p><

64、p>　　4.2.2主要尺寸計算</p><p>　　因為錐齒輪為直接市購，所以不需進行設(shè)計，只需計算主要參數(shù)。</p><p><b>　　1、大端模數(shù)m選擇</b></p><p>　　查文獻[18]表1-6錐齒輪的標準模數(shù)系列，取m=3.5mm</p><p>　　2、計算大端分度圓直徑</p>

65、<p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　3、錐距R 查表1-5中標準錐齒輪傳動幾何計算公式，并代入數(shù)值</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　4、齒輪分錐角 </p><p>　　經(jīng)過測量得到齒輪分錐角

66、 (4-3)</p><p><b>　　5、齒寬b </b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　6、全齒高h 查文獻[18]表1-5中標準錐齒輪傳動幾何計算公式，并代入數(shù)值得</p><p><b>

67、　　(4-5)</b></p><p><b>　　7、大端頂圓直徑</b></p><p><b>　　(4-6)</b></p><p><b>　　8、大段根圓直徑</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p>

68、;<p>　　9、計算端面重合度 </p><p>　　當量齒數(shù)： (4-8)</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p>　　10、計算圓周速度v</p><p><b>　　(4-10)</b>

69、</p><p><b>　　(4-11)</b></p><p>　　因v<10m/s，選7級精度合格。</p><p>　　11、計算載荷系數(shù)K</p><p>　　查表2-6得使用系數(shù)；根據(jù)v=8.3m/s，7級精度，查文獻[18]圖2-3得動載系數(shù);假設(shè)為單齒對嚙合，通常取齒間載荷分配系數(shù);查文獻[18]圖

70、2-4齒向載荷分配系數(shù)，按懸臂布置，查曲線4，則：</p><p><b>　　(4-12)</b></p><p>　　4.2.3校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　1、確定驗算公式中各個參數(shù)</p><p><b>　　(4-13)</b></p><p>　　1）

71、齒輪的彎曲疲勞極限。查文獻[18]圖2-10c，</p><p>　　2）彎曲壽命系數(shù)。查文獻[17]圖2-8，</p><p>　　3）尺寸系數(shù)。查文獻[18]圖2-9，因為模數(shù)m=3.5mm，</p><p>　　4）計算許用彎曲應(yīng)力。查文獻[18]表2-7，最小安全系數(shù)</p><p>　　由許用彎曲應(yīng)力公式：</p>&

72、lt;p><b>　　(4-14)</b></p><p>　　由公式（4-9）求出齒輪許用彎曲應(yīng)力為：</p><p><b>　　5）重合度系數(shù)</b></p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　6)齒形系數(shù)。按當量齒數(shù)，按不變位x=0，查

73、文獻[18]圖3-2得：</p><p>　　7）應(yīng)力修正系數(shù)。按當量齒數(shù)，按不變位x=0，查文獻[18]圖3-3得：</p><p><b>　　2、校核計算</b></p><p>　　由公式(4-10)得：</p><p><b>　　(4-16)</b></p><p&g

74、t;<b>　　而許用應(yīng)力[，所以</b></p><p>　　4.2.4靜強度校核</p><p>　　傳動比較平穩(wěn)，無嚴重過載，故不需靜強度校核。</p><p>　　4.2.5齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　齒數(shù)，模數(shù)m=3.5mm壓力角α=20°，變位系數(shù),分錐角，齒寬。齒輪按7級精度設(shè)計，齒輪結(jié)構(gòu)如

75、圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3齒輪結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　4.3主動軸的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)需要，確定本次軸為階梯軸。在主動軸的右端，從左往右依次安裝直齒錐齒輪，套筒，皮帶輪，墊圈和螺栓，并且在最右端處使皮帶輪與減速機相連。在主動軸的左端，從左往右依次安裝刀具、墊圈、螺母和銅套。</p>

76、;<p>　　4.3.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力</p><p>　　由已知條件可知此傳遞的功率屬于小功率，但是主動軸的右側(cè)裝有齒輪和帶輪，所以要求材料強度較高，故選用40Cr并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由[17]表16.1查得強度極限，再由[17]表16.3得許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　4.3.2按鈕轉(zhuǎn)強度估算直徑(最小直徑)</p><p>　　根據(jù)表

77、16.2得C=118~107。又由式（16.2）得</p><p><b>　　(4-17)</b></p><p>　　考慮軸的最小直徑處要安裝帶輪，會有鍵槽存在，故加大估算軸徑3%~5%，由設(shè)計手冊取標準直徑</p><p>　　4.3.3設(shè)計主動軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1、確定軸上零件位置和固定方式。<

78、/p><p>　　確定錐齒輪從右端裝入，齒輪左邊用軸肩定位，右端用套筒固定，使齒輪在軸向的位置完全定位，套筒右邊裝入皮帶輪，用螺栓固定。刀具從左端裝的入，右端用套筒固定，左端用螺栓固定。</p><p>　　2、從軸段左端開始選取軸段直徑。</p><p>　　d1為安裝上滾刀 d1=25mm。</p><p>　　d2段安裝銅套，活動上支座，d

79、2=27mm。</p><p>　　d3起固定作用，定位軸肩高度取d3=35mm。</p><p>　　d4段安裝錐齒輪，套筒和皮帶輪d4=25mm。</p><p>　　3、確定各軸段長度。</p><p>　　L1=18mm, L2=280mm, L3=10mm, L4=70mm</p><p>　　主動軸的結(jié)構(gòu)簡

80、圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4主動軸的結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　4.3.4按彎扭合成強度校核軸徑</p><p><b>　　1、錐齒輪的作用力</b></p><p><b>　　1)圓周力為</b></p><p><b>　　(4-18)

81、</b></p><p><b>　　(4-19)</b></p><p><b>　　2)徑向力為</b></p><p><b>　　(4-20)</b></p><p><b>　　3）軸向力為</b></p><p&

82、gt;<b>　　(4-21)</b></p><p><b>　　2、刀具的作用力</b></p><p><b>　　1)圓周力為</b></p><p><b>　　(4-22)</b></p><p><b>　　2)徑向力為</b

83、></p><p><b>　　(4-23)</b></p><p><b>　　3）軸向力為</b></p><p><b>　　(4-24)</b></p><p><b>　　3、畫軸的受力簡圖</b></p><p>

84、　　軸的空間受力簡圖如圖4-5a所示，水平受力圖如圖4-5b所示，垂直受力圖如圖4-5c所示。</p><p><b>　　4、計算支反力</b></p><p><b>　　水平面上支反力為</b></p><p>　　= (4-25)</p><p&

85、gt;<b>　　(4-26)</b></p><p>　　垂直平面上的支反力為</p><p><b>　　(4-27)</b></p><p><b>　　(4-28)</b></p><p><b>　　A的總支撐反力為</b></p>

86、<p><b>　　(4-29)</b></p><p><b>　　B的總支撐反力為</b></p><p><b>　　(4-30)</b></p><p><b>　　5、彎矩計算</b></p><p>　　在水平面上，A處的截面為&l

87、t;/p><p><b>　　(4-31)</b></p><p>　　在水平面上，B處的截面為</p><p><b>　　(4-32)</b></p><p>　　齒輪所在截面左側(cè)彎矩為</p><p><b>　　(4-33)</b></p>

88、;<p>　　齒輪所在截面右側(cè)彎矩為</p><p><b>　　(4-34)</b></p><p>　　在垂直平面上，A處截面為</p><p><b>　　(4-35)</b></p><p>　　合成彎矩，A處截面彎矩為</p><p><b>

89、;　　(4-36)</b></p><p>　　在垂直平面上，B處截面為</p><p><b>　　(4-37)</b></p><p>　　合成彎矩，B處截面彎矩為</p><p><b>　　(4-38)</b></p><p>　　在垂直平面上，齒輪齒寬中

90、點所在軸截面左側(cè)彎矩為</p><p><b>　　(4-39)</b></p><p>　　合成彎矩，齒輪齒寬中點所在軸截面左側(cè)彎矩為</p><p><b>　　(4-40) </b></p><p>　　齒輪齒寬中點所在軸截面右側(cè)彎矩為</p><p><b>

91、;　　(4-41)</b></p><p><b>　　6、畫彎矩圖 </b></p><p>　　水平彎矩圖如圖4-5d所示，垂直彎矩圖如圖4-5e所示,合成彎矩圖如圖4-5f所示。</p><p><b>　　7、轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p>　　由前面計算可知：,轉(zhuǎn)矩圖如圖4-5

92、g所示。</p><p><b>　　8、當量彎矩圖</b></p><p><b>　　A點處的當量彎矩</b></p><p><b>　　(4-42)</b></p><p><b>　　B點處的當量彎矩</b></p><p&g

93、t;<b>　　(4-43)</b></p><p>　　齒輪所在處右側(cè)彎矩較大，因此右側(cè)當量彎矩為</p><p><b>　　(4-44)</b></p><p><b>　　左側(cè)當量彎矩為</b></p><p><b>　　(4-45)</b>&l

94、t;/p><p>　　當量彎矩圖如圖4-5h所示。</p><p>　　B處當量彎矩最大，所以為危險截面。最大當量彎曲應(yīng)力為</p><p><b>　　(4-46)</b></p><p>　　查得40Cr調(diào)制處理抗拉強度為1000MPa,軸的許用彎曲應(yīng)力,滿足強度要求。</p><p><b

95、>　　空間受力圖 a)</b></p><p><b>　　水平受力圖 b)</b></p><p><b>　　垂直受力圖 c)</b></p><p><b>　　水平面彎矩 d)</b></p><p><b>　　水平面彎矩 e)</b

96、></p><p><b>　　合成彎矩 f)</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩 g)</b></p><p><b>　　當量彎矩 h)</b></p><p>　　圖4-5主動軸的受力分析圖</p><p>　　5.非金屬墊片裁剪機的應(yīng)

97、用與維護</p><p>　　此次設(shè)計的非金屬墊片裁剪機適用于橡膠墊片制造中的切割工藝，加工從成型機中制成的橡膠墊片，刀具與橡膠接觸，經(jīng)過切割后達到使用要求。本機器的結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，成品的質(zhì)量和各項性能指標均達到優(yōu)良。</p><p>　　3.1 機器操作步驟</p><p>　　接通電源開關(guān)，空載啟動電機，檢查運行情況正常后關(guān)機。</p>

98、<p>　　開機前檢查機器的部件是否完整。</p><p>　　開機前檢查機器的軸承和齒輪的機油是否充足。</p><p>　　將待加工物料用鎖緊裝置固定，用調(diào)節(jié)裝置調(diào)整到合適位置后，啟動電機。</p><p>　　加工結(jié)束關(guān)閉電源，取出裁剪好的墊片。</p><p>　　使用結(jié)束后要將清理干凈殘渣。</p><

99、;p>　　3.2 機器維護級注意事項</p><p>　　設(shè)備維護保養(yǎng)的要求主要有三項：</p><p>　　清潔：保證設(shè)備內(nèi)外的整潔，油孔、絲杠、滑動裝置等沒有油污，清掃干凈設(shè)備附近的雜物、臟物。尤其注意傳動錐齒輪接觸面和彈性彈簧處、活動支架的鉸接處、絲桿表面、導(dǎo)向軸表面，一定要定期上油，來保證機械構(gòu)件的潤滑，使機械穩(wěn)定運行。</p><p>　　精度：定期

100、校準定心定位準確度，確保圓心跳動在可接受的范圍內(nèi)；定期校準上滾刀和下滾刀的結(jié)合性，保證上下滾刀結(jié)合緊密，接觸縫隙要小于等于規(guī)定值；各限位部件要定期校核，保證限位精度的可靠性并使其在要求范圍內(nèi)。</p><p>　　安全：嚴格遵守安全操作規(guī)范，在確?；顒又Ъ芟尬谎b置功能正常，并且正確限位后才能啟動電機，嚴禁在活動支架打開的情況下啟動電機。</p><p><b>　　6.結(jié)束語&l

101、t;/b></p><p>　　這次設(shè)計的非金屬墊片裁剪機基于實際的生產(chǎn)和應(yīng)用中提出的，而且能很好的符合使用要求。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，非金屬墊片廣泛的應(yīng)用于許多行業(yè)中，而且需求量非常大，因為我國對裁剪方面研究的時間比較短，起步也較低，在國際上水平比較落后，所以在很長一段時間，我們國家的裁剪機均需從海外購入，花費了大量的代價。最近幾年，由于旺盛的需求量，所以需要改善這種情況。本設(shè)計就是從實際出發(fā)，參考現(xiàn)有的資

102、料，對非金屬墊片裁剪機進行設(shè)計，這對我來說是一次寶貴的學(xué)習(xí)機會。此次設(shè)計是在前人的研究基礎(chǔ)上的一個參考設(shè)計，主要是針對電動機計算和選型、傳動裝置中主要的軸和齒輪的計算較核，帶傳動的設(shè)計和計算。在設(shè)計計算和校核過程中用到了許多以往學(xué)習(xí)過的知識，如：機械設(shè)計、材料力學(xué)、理論力學(xué)、機械原理、機械制造、金屬加工等等，使我重新學(xué)習(xí)和運用了以前所學(xué)習(xí)過的知識。并且，在設(shè)計時使用UG,CAD繪制二維和三維圖，對設(shè)計說明書中的公式運用公式編輯器編寫，這

103、次設(shè)計使我能夠更好的學(xué)習(xí)和應(yīng)用這些軟件，為以后工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中也遇到了一些困難，比如軸的受力計算和校核，帶輪的設(shè)計和選型還有齒輪、刀具的選型等都要以數(shù)據(jù)為支撐。只有與老師積極討論，認真的修改并且認真的查閱有關(guān)的資料才可以更好的攻克這些困難。說明設(shè)計不是僅僅是網(wǎng)上找找資料就能完成的。這要我們踏踏實實的靜下心來努力投入才能獲得回報。</p><p>

104、　　這些文字和圖紙融入了我從剛開始設(shè)計到現(xiàn)在基本完成這幾個月的努力，如今設(shè)計的任務(wù)差不多完成了，接下來就是畢業(yè)設(shè)計答辯了，檢驗我這幾個月勞動成果的時候到了。雖然在設(shè)計中還有這樣或者那樣的不足，但是我很高幸有這樣一個機會讓老師幫助我改正設(shè)計上問題。這幾個月一路走來，由一開始不知道怎么下手到現(xiàn)在完成了一整個設(shè)計，我經(jīng)歷了一個從理解，到領(lǐng)悟，再到最后熟練運用的過程。到現(xiàn)在還能回想起學(xué)期開始時，收到任務(wù)書后的那種興奮和擔(dān)心。在網(wǎng)絡(luò)上和圖書館里尋

105、找相關(guān)的設(shè)計資料，填寫開題報告，確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計方向，在老師的精心指導(dǎo)下一步步的展開自己的設(shè)計，運用自己學(xué)到的知識，發(fā)揮自己的才能，努力的完善這次畢業(yè)設(shè)計。</p><p><b>　　7.參考文獻</b></p><p>　　[1]蘭孝水, 魏孝儒, 蒲濤. 高精度調(diào)整墊片加工工藝研究[J]. 汽車實用技術(shù), 2010 (5): 83-87.</p>

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113、FOR SEMICONDUCTOR TEST, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS: U.S. Patent 20,170,023,642[P]. 2017-1-26.</p><p>　　[16]蘆書榮. 機械設(shè)計課程設(shè)計[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2014,3-11.</p><p>　　[17]陳立德. 機械設(shè)計基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：高等

114、教育出版社，2013,133-161.</p><p>　　[18]于惠力，馮新敏.齒輪傳動裝置設(shè)計與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015，54-64.</p><p><b>　　8.致謝</b></p><p>　　隨著這次畢業(yè)設(shè)計的完成，也預(yù)示著我的大學(xué)生涯即將結(jié)束。在此感謝我的指導(dǎo)老師。這篇論文是在老師和同學(xué)們的幫助和指導(dǎo)下完成的

115、，所以，我要向這些悉心指導(dǎo)我和幫助我的老師和同學(xué)表示由衷的感謝。在這幾個月中，從他們的身上我不但學(xué)到了很多的知識，更感受到他們在工作中的勤勤懇懇，在生活中的和藹可親。</p><p>　　雖然在完成畢業(yè)設(shè)計的過程當中，我也碰到了一些問題。如整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動形式的選擇，錐齒輪的設(shè)計，V帶輪的設(shè)計和選擇等。但是張斌老師在我的畢業(yè)設(shè)計中，給予我極大的幫助，使我對整個畢業(yè)設(shè)計的思路有了總體的把握，并耐心的幫我解決了許多

116、實際問題，比如齒輪的選型，裁剪機的整體設(shè)計，使我有了很大的收獲。而且，他在整個設(shè)計過程中也給我提出了很多寶貴的意見，使我認識到了自己知識水平上的不足，也提醒了我以后要努力提高自己的知識水平，彌補自己的不足。</p><p>　　感謝這幾年來給我傳授知識的老師們，還要感謝在我學(xué)習(xí)上給予我支持和鼓勵的人。</p><p>　　最后，最后向給予我?guī)椭膶W(xué)校、老師還有同學(xué)致以我最誠摯的謝意和最崇高