往復式沙柳切斷機主機設計說明書

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　往復式沙柳切斷機主機設計</p><p>　　學 院： 材料科學與藝術設計學院</p><p>　　專 業(yè)： 木材科學與工程</p><p><b>　　姓 名： </b></p><

2、p><b>　　學 號： </b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　職 稱： 教 授</p><p>　　設計完成日期：二ΟΟ八年六月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　內(nèi)蒙古自治區(qū)沙生灌木資源豐富，平茬而得的沙柳灌木枝條是很好的人造板原料。目前使用的沙生灌木削片設備均為國產(chǎn)BX216、BX218鼓式削片機，在使用中存在著功率不匹配的問題，生產(chǎn)能力僅能達到65％，且由于沙柳等灌木材的樹皮含量高韌性大等特點，在加工過程中嫰稍部分切斷困難，切斷率不高，生產(chǎn)效率低。</p><p>　　為了解決上述切削問題，需要設計一種新型的切削機構(gòu)代替，采用一組飛輪帶動刀對沙柳材進行往復式端向

4、切削，機構(gòu)簡單，安裝方便，工作平穩(wěn)。這種切削機構(gòu)不僅使得沙柳材切口平整，切片質(zhì)量好，而且切斷率高，不會造成堵塞影響正常工作。</p><p>　　關鍵詞 沙柳材 往復式切削 切片質(zhì)量 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The Inner Mongolia Autonomous Region, deser

5、t shrubs rich in resources, crop-derived from the Salix psammophila shrub branches is a very good man-made board material. At present the use of the desert shrubs chipper equipment are domestic BX216, BX218 drum chipper,

6、 in the presence of the use of power does not match the problem, production capacity could only achieve 65%, such as irrigation and because of Salix psammophila wood bark High content of the characteristics of toughness,

7、 in the process o</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　目 錄i</b></p><p>&

8、lt;b>　　1 前 言1</b></p><p>　　1.1生產(chǎn)沙生灌木人造板的必要性1</p><p>　　1.2 內(nèi)蒙古自治區(qū)沙生灌木資源狀況1</p><p>　　1.3沙柳材切斷機設計的重要意義2</p><p>　　2 沙柳切削機的相關論述3</p><p>　　2.1切削機的分

9、類3</p><p>　　2.2沙生灌木削片機的研究現(xiàn)狀3</p><p>　　2.3沙柳材切斷機主機設計對人造板生產(chǎn)的意義4</p><p>　　3 方案的設計擬定、比較、確定5</p><p>　　3.1方案的設計擬定、比較5</p><p>　　3.1.1方案Ⅰ5</p><p&g

10、t;　　3.1.2 方案Ⅱ5</p><p>　　3.1.3 方案Ⅲ6</p><p>　　3.2沙柳材切斷機主機結(jié)構(gòu)的初步設計6</p><p>　　3.2.1 沙柳材切斷機主機的基本工作部件6</p><p>　　3.2.2沙柳材切斷機主機的工作原理7</p><p>　　4 設計計算部分7</

11、p><p><b>　　4.1動力計算7</b></p><p>　　4.2電動機的選擇8</p><p>　　4.2.1傳動系統(tǒng)8</p><p>　　4.2.2選擇電動機類型8</p><p>　　4.3 V帶及V帶輪的設計計算9</p><p>　　4.3.1

12、V帶傳動的計算9</p><p>　　4.3.2 V帶輪的設計11</p><p>　　4.4減速器的選擇13</p><p>　　4.4.1減速器的安裝13</p><p>　　4.5聯(lián)軸器的選用13</p><p>　　5零件結(jié)構(gòu)設計與計算13</p><p>　　5.1刀的設計

13、13</p><p>　　5.1.1 刀具的參數(shù)14</p><p>　　5.1.2 刀具的切削性能14</p><p>　　5.1.3 刀具的安裝14</p><p>　　5.1.4 刀具的材料14</p><p>　　5.2底刀的設計14</p><p>　　5.2.1底刀的性能

14、15</p><p>　　5.2.2 底刀的安裝15</p><p>　　5.2.3 底刀的材料15</p><p>　　5.3銷軸的設計15</p><p>　　5.3.1 銷軸的聯(lián)接性能15</p><p>　　5.3.2 銷軸的材料15</p><p>　　5.3.3 銷軸的強

15、度校核15</p><p>　　5.4刀柄的設計16</p><p>　　5.4.1　刀柄安裝16</p><p>　　5.4.2刀柄的材料16</p><p>　　5.5滑塊的設計16</p><p>　　5.5.1滑塊的性能17</p><p>　　5.5.2滑塊的材料17&l

16、t;/p><p>　　5.6 連桿的設計17</p><p>　　5.6.1連桿的作用17</p><p>　　5.6.2　連桿軸固定17</p><p>　　5.6.3連桿的材料17</p><p>　　5.7主動軸的設計17</p><p>　　5.7.1軸的材料18</p&g

17、t;<p>　　5.7.2軸承的選用18</p><p>　　5.7.3軸承座的選用18</p><p>　　5.7.4 脹緊套的選用18</p><p>　　5.7.5軸的強度校核18</p><p>　　5.8 飛輪的設計20</p><p>　　5.8.1飛輪的固定21</p>

18、;<p>　　5.9機架的設計21</p><p>　　5.9.1機架的材料21</p><p>　　5.9.2地腳螺栓的選定21</p><p>　　參 考 文 獻22</p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　附

19、 錄24</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1生產(chǎn)沙生灌木人造板的必要性</p><p>　　眾所周知，我國是一個少林的國家，現(xiàn)有森林面積1.59億hm3木材積蓄量僅有112.6億m3，森林覆蓋率為16.55%，在世界各國中居121位，我國人均占有森林面積0.128hm2,是世界平

20、均水平的21.3%，人均木材占有量為世界人均水平（72 m3/人）的12.5%。由此可見，盡管我國森林資源豐富，木材積蓄量較多，但由于我國人口眾多，人均占有木材量較少。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國木材的人均消費量將會越來越高。到2000年，木材消費量原預計已達到了2.2億m3。其中人造板的消費總量達到了約600 ～700萬m3。消費結(jié)構(gòu)見表1。</p><

21、p>　　表1 　2000年我國人造板消費預測結(jié)構(gòu)表 (萬/立方米)</p><p>　　據(jù)1990年統(tǒng)計數(shù)字，我國共有人造板廠家800家，設計生產(chǎn)能力400多萬m3,其中膠合板130萬，纖維板170（包括MDF100萬。而實際產(chǎn)量遠低于上述數(shù)字，按2000年我國人造板消費結(jié)構(gòu)衡量，我國人造板產(chǎn)量還相差甚遠。因此，大力發(fā)展人造板是解決木材需求與木材短缺的矛盾的很好方法。而隨著天保工程的實施，原來以林區(qū)采伐造

22、材剩余物作為主要原料的人造板廠也面臨著危機，為此，開發(fā)短輪伐期沙生植物人造板具有重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.2 內(nèi)蒙古自治區(qū)沙生灌木資源狀況</p><p>　　我國西北地區(qū)森林資源匱乏，木材供需矛盾長期存在。在西北地區(qū)沙生灌木資源豐富，它具有耐干旱、抗風沙、耐瘠薄、天然更新快、萌發(fā)能力強，根系發(fā)達等特點，是我國造林綠化的重要樹種，是西北地區(qū)防沙治沙和一些特殊自然地理區(qū)植被建

23、設的重要森林群落。</p><p>　　據(jù)了解，目前我國灌木林面積已達0.2億ha，近年來，全國平均每年營造灌木林60萬ha以上，2002年更是多達120萬ha，在內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部年均灌木營造面積已占總造林面積的70％以上，灌木林已成為內(nèi)蒙古地方新的增長點。據(jù)內(nèi)蒙古林業(yè)資源年度統(tǒng)計，僅內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部六盟市現(xiàn)有灌木林面積334.4萬ha、已成熟林224.1萬ha，見表2 。 </p><p

24、>　　表2　　內(nèi)蒙古中西部六盟市灌木林地面積(ha)</p><p>　　沙柳、檸條、旱柳屬于木本灌叢植物，這些植物的化學組成有著相似的性質(zhì)（見表3），它們木素含量較高，有利于人造板熱壓時的膠合；半纖維素含量低，對降低人造板的吸水性有利；纖維形態(tài)與楊柳科闊葉材相似，可以用來做刨花板和中密度纖維板的材料。根據(jù)對沙柳木材的構(gòu)造及其形態(tài)進行的研究，用其制造出的纖維板和刨花板，據(jù)測定制板的各項物理力學指標均達到了國

25、際要求，認為沙柳是制作纖維板和刨花板的優(yōu)質(zhì)原料。而從檸條的纖維形態(tài)和化學成分的測定結(jié)果可知,檸條可用于生產(chǎn)紙漿、纖維板、刨花板等產(chǎn)品。</p><p>　　表3 沙柳、旱柳、檸條化學組成與常用樹種比較</p><p>　　1.3沙柳材切斷機設計的重要意義</p><p>　　自1987年以來，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學材料科學與藝術設計學院的專家、教授，緊緊圍繞內(nèi)蒙古自治區(qū)沙

26、生灌木資源的狀況，結(jié)合自治區(qū)林產(chǎn)工業(yè)發(fā)展的需要進行科學研究和技術推廣，對沙柳檸條等沙生灌木的構(gòu)造、纖維形態(tài)、化學成分、物理性能進行了系統(tǒng)的測試研究，為擴大人造板原料和制漿造紙原料提供了可靠的理論依據(jù)，先后成功地開發(fā)研制沙柳材刨花板、沙柳材中密度纖維板和檸條沙柳混和料刨花板、中密度纖維板等人造板板種。木片是刨花板、纖維板、紙漿等工業(yè)原料，也是木質(zhì)再生資源的半成品原料，木片生產(chǎn)是充分利用森林資源的重要途徑。</p><p

27、>　　由于沙柳材的樹皮含量高達25.4％，樹皮的韌性大，在加工濕沙柳時存在如下四個問題：</p><p>　　1.木片質(zhì)量差，未能形成木片，大小不一，造成刨花形差（刨花板生產(chǎn)），纖維得率低（纖維板生產(chǎn)）。</p><p>　　2.進料機構(gòu)壓不緊（枝條細），沙柳的一年生嫰稍部分（20-30cm）切斷困難，切斷率僅為50％。</p><p>　　3.切不斷的嫰稍不

28、僅纏繞鼓式削片機的刀輪、堵塞和篩網(wǎng)，而且造成氣力輸送管道堵塞、纏繞風機葉輪。</p><p>　　4.木片料倉搭橋，不能正常供料，嚴重影響正常生產(chǎn)。</p><p>　　為了解決上述沙柳材切削的問題，研究沙柳材切斷機械，代替削片機加工沙柳木片。</p><p>　　2 沙柳切削機的相關論述 </p><p><b>　　2.1切削機

29、的分類</b></p><p>　　削片機和刨片機是木質(zhì)纖維板、刨花板備料工序中生產(chǎn)規(guī)格木片和刨花的主要設備。削片機一般將小徑級原木、劣等材、采伐剩余物切削成一定規(guī)格的木片，經(jīng)再分離成纖維，用于造紙或纖維板生產(chǎn)；或者經(jīng)刨片機制成刨花，用于刨花板生產(chǎn)。</p><p>　　削片機按其結(jié)構(gòu)分為盤式削片機和鼓式削片機。盤式削片機加工的木片質(zhì)量較好，因此造紙企業(yè)采用較多，我國較小型人造

30、板企業(yè)采用鼓式削片機較多，因為人造板對木片的質(zhì)量要求低于造紙企業(yè)。削片機按用途分為原木削片機、板皮枝椏削片機和原竹削片機。按進料槽特征可分為斜口進料和平口進料。按進料方式又可分為非強制進料和強制進料兩種。按其是否固定安裝可分為固定式和移動式。</p><p>　　削片機的切削特征是刀刃接近垂直于木材纖維方向，并在接近垂直于纖維平面內(nèi)進行切削，屬于端縱向切削，切削機構(gòu)大多是刀盤、刀輥等，切削出符合規(guī)格木片，要求長度

31、均勻，切口勻整平滑。刨片機的切削特征是刀刃平行或接近于平行木材纖維，并在接近平行纖維平面方向上進行切削，屬于橫向或接近于橫向切削，切削機構(gòu)大多是鼓輪、刀軸、刀盤等，生產(chǎn)中要用合理的切削參數(shù)來保證穩(wěn)定的切削過程，制得刨花符合規(guī)定尺寸，要求刨花厚度控制在工藝允許范圍內(nèi)和刨花纖維的完整。</p><p>　　2.2沙生灌木削片機的研究現(xiàn)狀</p><p>　　隨著木片產(chǎn)業(yè)和人造板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)

32、外已研制和生產(chǎn)了上百種型號的固定式和移動式削片機，其結(jié)構(gòu)和性能日趨完善，在生產(chǎn)中發(fā)揮著主要作用。</p><p>　　上世紀70年代以來，各國對木片生產(chǎn)設備的性能和輔助設備等方面進行了改進和完善，美國、加拿大、瑞典等先后研制成伐倒木削片機，與伐木歸塄機和抓鉤集材機配套使用，例如莫巴克公司研制出27-RXL型移動式伐倒木削片機，可將木片中的砂土、樹皮等雜質(zhì)分離出去；美國呢科爾森制造公司研制出自行式伐木聯(lián)合削片機。A

33、.Asikainen和P.Pulkkinen等人采用改進后的910R型削片機加工采伐剩余物，提高了木片質(zhì)量；Eglin,J.H.研制了用于切削枝條的削片機與研磨設備。瑞典貝川工業(yè)公司生產(chǎn)的JGB型重力氣流分選機可將全樹木片混合物分選成工業(yè)木片和燃料木片兩部分，能有效的樹皮、細小碎料和砂質(zhì)分離出來。</p><p>　　近幾年，國外削片機的研究有了進一步的發(fā)展，主要是進料槽改進、出料方式改進、改進底刀、降低削片機的

34、噪音、刀盤安裝方式的改進、新型削片飛刀及其多刀削片機和新型移動式削片機等方面的研究。</p><p>　　國內(nèi)削片機生產(chǎn)技術比較成熟，現(xiàn)有削片機生產(chǎn)廠家30多家。到目前為止，國內(nèi)外還沒有生產(chǎn)用于加工沙生灌木的專用削片機。迫切需要設計和制造新型沙生灌木削片機。</p><p>　　2.3沙柳材切斷機主機設計對人造板生產(chǎn)的意義</p><p>　　當今，國外削片機為了提

35、高削片質(zhì)量、減少沖擊和振動、提高削片效率，采取了各種各樣的新措施和新方法。國外有關專家、研究人員與廠家一道基于傳統(tǒng)削片機存在的較多問題，諸如：A：結(jié)構(gòu)笨重，動力消耗大，切削過程不平穩(wěn)；B設備穩(wěn)定性差，生產(chǎn)效率低，木片質(zhì)量差。C結(jié)構(gòu)復雜制造費用高，維修困難，有一定的使用局限性。D噪音較嚴重，振動比較大。E：進料口徑稍小，枝椏通過能力不強。F裝刀磨刀費時費力。針對以上缺點，近年來，國外林業(yè)發(fā)達國家致力于對新型削片機的研制，各種新型削片機獲得

36、了巨大的經(jīng)濟效益。也使進料機構(gòu)更為適合削片機的運行。</p><p>　　根據(jù)對沙生灌木的顯微結(jié)構(gòu)的測定，起纖維結(jié)構(gòu)比較簡單，如沙柳材的化學成分主要是纖維素、半纖維素和木素，還有少量的灰分，其中纖維素以微纖絲形式存在，形成細胞壁的骨架，而半纖維素和木素起填充作用，使纖絲彼此連結(jié)起來?？梢?，沙柳的纖維素含量較高，用亞氯酸鈉法測定其綜纖維素含量為78.96%。它是制造人造板的優(yōu)質(zhì)原料。但沙生灌木直徑小、枝椏多，枝梢長

37、而細。所以，適宜的削片機切削機構(gòu)對木片生產(chǎn)有著不可忽視的重要意義。而且，沙生灌木的樹皮含量高，可直徑又較小，如使用剝皮機對其進行剝皮，勢必回使一部分纖維流失。所以許多廠家在削片前并不對沙生灌木進行除皮，這就更需要削片機切削機構(gòu)有良好的性能，用來保證進料的均勻、平穩(wěn)，而且不致影響削片機的切削以及得到的木片質(zhì)量。</p><p>　　因此，沙生灌木削片機切削機構(gòu)的重要性可想而知。它影響著人造板生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力

38、。</p><p>　　3 方案的設計擬定、比較、確定</p><p>　　主機是削片機切削時的主要機構(gòu)，不僅影響切削時的穩(wěn)定性和動力消耗，也影響木片質(zhì)量。不同的主機傳動方式、切削機構(gòu)的整體的布局等同樣不同程度地影響削片機的工作狀態(tài)以及削片的質(zhì)量，從而影響各種板材的整體質(zhì)量。</p><p>　　3.1方案的設計擬定、比較</p><p>&

39、lt;b>　　3.1.1方案Ⅰ</b></p><p>　　盤式削片機分為普通盤式、多刀盤式和螺旋面盤式等幾種主要形式。</p><p>　　盤式削片機的優(yōu)點：用于加工原木，間伐材，成小捆狀枝椏材，飛刀作平面運動；飛刀與底刀能形成較好的剪切作用、切削功耗小、木材跳動少、加工出的木片質(zhì)量好。</p><p>　　缺點：喂料口不能太大不能用于加工沙生灌

40、木(灌木枝椏多,進料困難)生產(chǎn)率較低，達不到生產(chǎn)要求.</p><p>　　由于沙柳的樹皮含量高達25.4％樹皮的韌性大，在在加工濕沙柳時，其沙柳的一些嫰稍部分（20～30cm）切斷困難，切斷率僅為50％。這切不斷的嫰稍不僅纏繞削片機的刀輪，堵塞篩網(wǎng)，而且造成氣力輸送管道堵塞、風機葉輪被纏繞和木片料倉搭橋，不能正常供料，嚴重影響生產(chǎn)。</p><p>　　基于上面所述，盤式削片機用于切削沙

41、柳生產(chǎn)效率低，所以這種方案有待于改進。</p><p><b>　　3.1.2 方案Ⅱ</b></p><p>　　鼓式削片機切削機構(gòu)由刀鼓和底刀組成。刀鼓是采用低合金焊接而成，在保證足夠的強度和剛度前提下，減小了質(zhì)量。</p><p>　　鼓式削片機的優(yōu)點：削片質(zhì)量雖不如盤式削片機，但鼓式削片機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，飛刀裝卸方便，尤其適用于板皮、邊

42、條、碎單板、小徑木和零碎的枝椏材等原料，制片生產(chǎn)率高。</p><p>　　缺點：在已建成的人造板生產(chǎn)企業(yè)和沙生灌木產(chǎn)區(qū)，目前使用的沙生灌木削片設備為國產(chǎn)BX216、BX218鼓式削片機，共有20多臺（含個體木片加工專業(yè)戶），在使用中存在著功率不匹配的問題，生產(chǎn)能力僅能達到65％左右，另外制片質(zhì)量差，與木材木片比較，質(zhì)量相差很多。通過采取增加削片機刀片磨刀次數(shù)、工人逆向喂料和料倉專人撥料等措施，雖然生產(chǎn)情況有所改

43、善，但工人勞動強度大，工作環(huán)境差，動力消耗大，生產(chǎn)效率低，這也成為沙生灌木人造板生產(chǎn)企業(yè)和木片加工專業(yè)戶迫切需要解決的技術難題。</p><p>　　同盤式削片機，由于沙柳材自身的特點，也需要設計一種新型的切削機構(gòu)。</p><p><b>　　3.1.3 方案Ⅲ</b></p><p>　　由一組飛輪帶動刀進行往復式端向切削的機構(gòu)，采用皮帶輪

44、和飛輪傳動是屬于緩沖傳動，有利于能量的儲存，可以減少能耗和設備的保護。與屬于嚙合傳動的鏈傳動相比，帶傳動有彈性滑動和打滑現(xiàn)象，可以更好的來防止設備因切削力過大而損壞還可以防止電機被燒壞。在同樣使用的條件下，帶傳動能更好的適應環(huán)境，而且價格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。與齒輪傳動相比，帶傳動的制造與安裝精度要求較低，成本低廉；在遠距離傳動時，其結(jié)構(gòu)比齒輪結(jié)構(gòu)輕便的多。</p><p>　　端向切削是刀刃與切削方向均與沙

45、柳材纖維方向相互垂直的切削。在切削過程中切削力分解成兩個方向的力，即沿進給方向的法向切削力和沿切削方向的主切削力，這兩個方向的切削力是切削過程中刀刃相對于試件運動產(chǎn)生的。端向切削是刀刃垂直于纖維方向，刀具在垂直于纖維的平面中運動，當?shù)度腥锌谇腥肽静睦w維時，木材纖維彎曲，在刃口前方包括切削面以下的纖維都產(chǎn)生拉應力。當拉應力超過木材纖維的抗拉強度極限時，刃口纖維被拉斷，刃口起到了切開纖維的作用。這樣切出的沙柳切口平整，容易切斷，切斷率高，避

46、免產(chǎn)生鼓式削片機和盤式削片機纏繞刀輪、堵塞鼓輪和篩網(wǎng)、造成氣力輸送管道堵塞、風機葉輪被纏繞和木片料倉搭橋的現(xiàn)象。</p><p>　　在查閱大量相關資料，綜合比較以上各方案的優(yōu)缺點，又根據(jù)對沙生灌木材性的深入了解，結(jié)合現(xiàn)今各廠家的實際情況，決定采用飛輪帶動刀機構(gòu)作為沙柳切斷機的主機機構(gòu)。</p><p>　　3.2沙柳材切斷機主機結(jié)構(gòu)的初步設計</p><p>　　

47、由一組飛輪鏈帶動切削刀對沙柳進行端向切削,刀與刀柄之間用沉頭螺釘固定,刀柄與連桿之間用銷軸聯(lián)接.為了保證切削位置準確，滑塊用螺栓聯(lián)接在機架上固定不動保證了切削的穩(wěn)定,滑軌在滑塊上運動.這樣使刀在切削時運動平穩(wěn),不易發(fā)生之振動。</p><p>　　3.2.1 沙柳材切斷機主機的基本工作部件 </p><p>　　初步設計切削機構(gòu)由一對飛輪帶動連桿和刀柄，利用曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)往復運動，再在飛

48、輪中間加一個帶輪，利用皮帶實現(xiàn)從減速器的傳動。基本的工作部件有傳動機構(gòu)、切削機構(gòu)、機架等組成。</p><p>　?。?）傳動機構(gòu)主要由：電動機、V帶傳動、減速器、飛輪、連桿組成。</p><p>　?。?）切削機構(gòu)主要由：飛輪、連桿、切削刀、底刀、刀柄、銷軸、滑塊、滑軌等組成。</p><p>　　（3）機架主要由:槽鋼、鋼板等組成。</p><

49、;p>　　3.2.2沙柳材切斷機主機的工作原理</p><p>　　沙柳切斷機主機的主要部件由上所述，沙柳切斷機的工作原理如下,動力由電機經(jīng)V帶傳到減速器,經(jīng)減速器減速之后兩端輸出.由帶傳動,一端聯(lián)接進料機構(gòu),一端聯(lián)接到主機的傳動帶輪.傳動帶輪帶動主動飛輪,由連桿帶動切削刀實現(xiàn)切削.飛輪對稱分布既有利于切削力的分布對稱，又利于能量的儲存便于實現(xiàn)緩沖。飛輪和連桿的曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)了從飛輪的圓周運動到切刀的上下

50、往復運動，飛輪轉(zhuǎn)一周切刀上下往復一次，實現(xiàn)一次切削。切斷的料由皮帶運輸機運走。</p><p><b>　　4 設計計算部分</b></p><p><b>　　4.1動力計算</b></p><p>　　根據(jù)安珍教授博士論文《沙柳材切削加工性能研究》中對端向切削力的研究,切削力與切削量成正比關系,沙柳切斷機的切削量為2

51、5～30mm,主切削力為43.9470N/mm,切削寬度為500mm,所以切削力為22KN,所需切削速度為。</p><p>　　4.1.1所需切削功率的計算</p><p>　　切削力F＝22KN，則由圖1知：</p><p>　　F1=F/cos37°=22KN/0.8=27.5KN　　　　　　　　　　　　　　　 (1)</p&g

52、t;<p><b>　　由圖2知：</b></p><p>　　F2= F1/cos18°=27.5KN/0.95=28.9KN (2)</p><p>　　PW=F2*V＝28.9KN*0.66＝19.1KW</p><p><b>　　4

53、.2電動機的選擇</b></p><p><b>　　4.2.1傳動系統(tǒng)</b></p><p><b>　　簡圖如圖3</b></p><p>　　1 —電機 2—減速器 3—小帶輪 4—大帶輪 5—大飛輪</p><p><b>　　圖3傳動系統(tǒng)簡圖</b&g

54、t;</p><p>　　表4 　各種機械傳動的效率值(%)</p><p>　　4.2.2選擇電動機類型</p><p>　　按工作要求和條件，選用電磁調(diào)速電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。</p><p><b>　　選擇電機容量:</b></p><p><b>　　電動機所需功率

55、按式</b></p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　由電動機至刀柄的傳動總效率為：</p><p><b>　　(4) </b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　(

56、5)</b></p><p>　　根據(jù)容量，由機械設計手冊查出適用的電動機型號，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，,查《機械設計手冊》(5)選定電機型號為YCT250-4B,其主要性能如下表5：</p><p>　　4.3 V帶及V帶輪的設計計算</p><p>　　4.3.1 V帶傳動的計算</p>&l

57、t;p>　　第一級用V帶傳動，已知電動機的型號為YCT250-4B，額定功率為P＝22KW，轉(zhuǎn)速范圍1320～132r/min，定傳動比i＝1.45，一天運轉(zhuǎn)時間＜10h。</p><p>　　1)確定計算功率Pca</p><p>　　由《機械設計》表8-6查得工作情況系數(shù)Ka＝1.1，故</p><p><b>　　(6) </b>&

58、lt;/p><p>　　2)選取普通V帶類型</p><p>　　根據(jù)Pca、n1由《機械設計》圖8-9確定選用C型。</p><p>　　3)確定帶輪基準直徑</p><p>　　由《機械設計》表8-3和8-7取主動輪直徑d1＝290mm。</p><p>　　根據(jù)《機械設計》式（8-15），從動輪基準直徑d2,<

59、/p><p><b>　　(7) </b></p><p>　　根據(jù)《機械設計》表8-7，取d2＝420mm。</p><p>　　按《機械設計》式（8-13）驗算帶的速度</p><p><b>　　(8)</b></p><p><b>　　帶的速度合適。</

60、b></p><p>　　n1=in2, n2=　　　　 (9)</p><p>　　4)確定V帶的基準長度和傳動中心距</p><p>　　根據(jù)， (10) </p><p>　　初步確定中心距 a0＝600mm.</p><p>　　根

61、據(jù)《機械設計》式（8-20）計算帶所需的基準長度</p><p><b>　　(11) </b></p><p>　　由表2選帶的基準長度Ld＝2240mm</p><p>　　按《機械設計》式（8-21）計算實際中心距a</p><p><b>　　(12)</b></p><

62、p>　　5)驗算主動輪上的包角</p><p>　　由《機械設計》式（8-6）得</p><p><b>　　(13)</b></p><p>　　主動輪上的包角合適。</p><p>　　6)計算V帶的根數(shù)Z</p><p>　　由《機械設計》式（8-22）知</p><

63、;p><b>　　(14)</b></p><p>　　由n1＝43.5r/min、d1＝290mm、i＝1.45，《機械設計》查表8-5a和8-5b，得： </p><p>　　查《機械設計》表8-8得，查《機械設計》表8-2得，則：</p><p>　　根 </p><p><b&g

64、t;　　7)計算預緊力Fo</b></p><p>　　由《機械設計》式（8-23）知</p><p>　　(15) </p><p>　　查《機械設計》表8-4得q＝0.30Kg/m，故</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　8)計算

65、作用在軸上的壓軸力Fp</p><p>　　由《機械設計》式（8-23）得：</p><p>　　(17) 　　　　　 </p><p>　　4.3.2 V帶輪的設計</p><p>　　4.3.2.1c型帶輪輪槽</p><p>　　材料:大小帶輪均用鑄鐵制造</p>

66、;<p>　　c型帶輪輪槽尺寸如表7</p><p><b>　　圖4 c型帶輪輪槽</b></p><p>　　表6 c型帶輪輪槽尺寸</p><p>　　4.3.2.2小帶輪的結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　小帶輪的結(jié)構(gòu)設計如圖5</p><p><b>　　圖5小帶輪

67、的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　小帶輪的結(jié)構(gòu)采用孔板式主要結(jié)構(gòu)尺寸見表7</p><p>　　表7 小帶輪結(jié)構(gòu)尺寸(mm)</p><p>　　4.3.2.3大帶輪的結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　大帶輪的結(jié)構(gòu)設計如圖6</p><p><b>　　圖6 大帶輪結(jié)構(gòu)</b></

68、p><p>　　大帶輪采用腹板式,主要尺寸見表8</p><p>　　表8　 大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸( mm )</p><p><b>　　4.4減速器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)減速器的輸入轉(zhuǎn)速,輸出轉(zhuǎn)速：,及其功率P=22x0.90=19.8kw,查《機械設計手冊》(3)選擇減速器為ZLY 140-10-1型,其主

69、要參數(shù)見表9。</p><p>　　表9 減速器的主要參數(shù)</p><p>　　4.4.1減速器的安裝</p><p>　　調(diào)節(jié)減速器螺栓：M20×160 B級 GB/T5783－2000</p><p>　　調(diào)節(jié)減速器螺母：D＝M20 GB/T6170</p><p><b>　　4.5聯(lián)軸器

70、的選用</b></p><p>　　ZL3 聯(lián)軸器 GB/T 5015－1985</p><p>　　5零件結(jié)構(gòu)設計與計算</p><p><b>　　5.1刀的設計</b></p><p>　　刀的結(jié)構(gòu)設計簡圖如圖7</p><p><b>　　圖7 刀的結(jié)構(gòu)</b

71、></p><p>　　5.1.1 刀具的參數(shù)</p><p><b>　　刀具的參數(shù)如表10</b></p><p><b>　　表10　 刀具參數(shù)</b></p><p>　　5.1.2 刀具的切削性能</p><p>　　刀具前角與切削力的關系為:刀具后角=10&

72、#176;刃口鋒利:隨著刀具前角的增加切削力在下降,這是因為刀具前角的增加使楔角減小,刀具更鋒利,切削力減小.但當后角不變,前角大于55°時,楔角減小刀的強度下降容易破壞刀刃,所以前角＝55°,后角＝10°,楔角=90°-55°-10°=25°.前角°時對沙柳有擠裂作用。</p><p>　　5.1.3 刀具的安裝</p>

73、<p>　　刀具與刀柄之間用沉頭螺釘固定,避免在切削過程中接觸沙柳影響切削且換刀容易?！№?shù)堵葆敚?M16×35 B級 GB/T70.3 </p><p>　　頂?shù)侗菽福?六角薄螺母 D＝M16 GB/T6172.1－2000</p><p>　　彈簧墊片： GB/T93 16</p><p>　　5.1.4 刀具的

74、材料</p><p>　　刀具材料選用碳素工具鋼,T10碳素工具鋼價格低廉、刃口鋒利、熱塑性好及切削加工性能好。</p><p><b>　　5.2底刀的設計</b></p><p>　　底刀的結(jié)構(gòu)設計簡圖如圖8</p><p><b>　　圖8 底刀的結(jié)構(gòu)</b></p><p

75、>　　5.2.1底刀的性能 </p><p>　　底刀為90°，是組焊件,在保證足夠的剛度和強度下,減小了質(zhì)量.底刀的楔角為60°,避免在切削過程中切到底刀,造成刀刃變鈍甚至損壞刀刃.</p><p>　　5.2.2 底刀的安裝</p><p>　　底刀的安裝用調(diào)整螺釘與機架聯(lián)接,利用調(diào)整螺釘來限定底刀的伸出量,并應達到規(guī)定的偏差范圍.&l

76、t;/p><p>　　底刀螺釘　GB/T68 M10×45</p><p>　　5.2.3 底刀的材料</p><p>　　底刀部T10,刀體部分35號鋼.</p><p><b>　　5.3銷軸的設計</b></p><p>　　銷軸的結(jié)構(gòu)設計如圖9</p><p>

77、;<b>　　圖9 銷軸的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　5.3.1 銷軸的聯(lián)接性能</p><p>　　銷軸是用來聯(lián)接連桿和刀柄的重要連接件,把兩個連桿和刀柄串聯(lián)在一起,達到受力均勻一致，在刀柄的固定的地方，采用軸肩和緊固螺母固定，有效的防止了刀柄的左右滑動。</p><p>　　5.3.2 銷軸的材料</p><p&g

78、t;<b>　　銷軸材料選用T8 </b></p><p>　　5.3.3 銷軸的強度校核</p><p>　　銷的抗剪強度許用切應力,</p><p><b>　　銷的抗剪強度</b></p><p><b>　　(18)</b></p><p>　　

79、式中: F—橫向力(N)</p><p>　　d—銷的直徑(mm)</p><p><b>　　Z—銷的個數(shù)</b></p><p><b>　　5.4刀柄的設計</b></p><p>　　刀柄的結(jié)構(gòu)設計如圖10</p><p>　　圖10刀柄的結(jié)構(gòu)設計</p>

80、;<p>　　5.4.1　刀柄安裝</p><p>　　刀柄安裝螺栓：GB/T5782 M30×120</p><p>　　刀柄安裝螺母：D＝M30 GB/T6170</p><p>　　彈簧墊片： GB/T93 30</p><p>　　刀柄端止動圓螺母： GB/T812－M50×1.5&l

81、t;/p><p>　　頂?shù)侗菟ǎ篗16×160 B級 GB/T5783－2000</p><p>　　頂?shù)侗菽福篋＝M16 GB/T6170</p><p>　　5.4.2刀柄的材料</p><p><b>　　刀柄的材料選用鑄鐵</b></p><p><b>　　5.5

82、滑塊的設計</b></p><p>　　滑塊的結(jié)構(gòu)設計如圖11</p><p><b>　　圖11 滑塊的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　5.5.1滑塊的性能</p><p>　　滑塊固定在機架上，做切削運動時滑軌沿滑塊滑動，保證了刀的切削軌跡，和對沙柳材的切削質(zhì)量，提高切削質(zhì)量從而提高切削效率.</

83、p><p>　　5.5.2滑塊的材料</p><p><b>　　滑塊的材料選用鑄鐵</b></p><p><b>　　5.6 連桿的設計</b></p><p><b>　　連桿的設計如圖12</b></p><p><b>　　圖12　連桿的

84、設計</b></p><p>　　5.6.1連桿的作用</p><p>　　連接飛輪和刀柄，傳遞功率，將飛輪的圓周運動轉(zhuǎn)化成刀的往復運動實現(xiàn)對木材的往復式切削。</p><p>　　5.6.2連桿軸固定</p><p>　　連桿軸軸端擋圈： 擋圈 GB/T891 B50 螺釘 M6×16</p>

85、<p>　　5.6.3連桿的材料</p><p>　　連桿的材料選用45#鋼。</p><p><b>　　5.7主動軸的設計</b></p><p>　　主動軸的結(jié)構(gòu)如圖13。</p><p><b>　　圖13主動軸的結(jié)構(gòu)</b></p><p><b&g

86、t;　　5.7.1軸的材料</b></p><p>　　軸的材料有35號鋼、45號鋼、50號鋼等優(yōu)質(zhì)碳素鋼,根據(jù)實際情況選用45Cr，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　5.7.2軸承的選用</p><p>　　軸承選用深溝球軸承,因為深溝球軸承主要承受徑向載荷;可同時承受小的軸向載荷;當量摩擦系數(shù)最小;價格最低.滾動軸承代號: 6216 (GB/T276

87、—1994)</p><p>　　5.7.3軸承座的選用</p><p>　　軸承座選用B型不等徑孔型的,型號:Z2516D</p><p>　　軸承座螺栓 M20×65 B級 GB/T5783－2000</p><p>　　5.7.4 脹緊套的選用</p><p>　　脹緊套：大帶輪用 Z2－9

88、0×130 GB5867－86 </p><p>　　5.7.5軸的強度校核</p><p>　　選擇軸的材料為45Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理查得：</p><p><b>　　,,</b></p><p><b>　　初步確定軸徑</b></p><p>　　根據(jù)

89、機械設計(第七版)表15-3取A=97,軸的輸入直徑 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　(19)</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設計見圖14,</p><p>　　取軸徑處直徑為90mm,與帶輪孔配合,其余依次為：</p><p><b>　　,。 </b></p><p>　　計算支承反力,彎矩及扭矩</p&

90、gt;<p>　　軸的受力簡圖見圖14(a),</p><p><b>　　a: 求支承反力</b></p><p>　　垂直面支承反力見圖14(b)</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　(20)</b></p>&

91、lt;p><b>　　(21)</b></p><p><b>　　(22)</b></p><p>　　b:水平面支承反力見圖14(c)</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　(23)</b></p>

92、<p>　　c:垂直面彎矩圖見圖14(b)</p><p>　　d:水平面彎矩圖見圖14(c)</p><p>　　e:合成彎矩圖見圖14(d)</p><p>　　由圖知F點是危險節(jié)面點</p><p><b>　　(24) </b></p><p>　　f:扭矩圖見圖14(e)&l

93、t;/p><p>　　傳動帶輪傳遞的扭矩 </p><p>　　求危險截面的當量彎矩</p><p>　　根據(jù)軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)＝0.6，由公式得：</p><p>　　（25） </p><p>　　(6)計算危險截面C點處直徑：</p><p>

94、　　軸的材料選45Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15—1查的許用彎曲應力〔〕抗拉極限</p><p>　　所以軸取90mm時強度符合要求。</p><p><b>　　圖14軸的載荷圖</b></p><p><b>　　5.8 飛輪的設計</b></p><p><b>　　設計如圖15<

95、/b></p><p><b>　　圖15飛輪的設計</b></p><p>　　5.8.1飛輪的固定</p><p>　　飛輪用脹緊套固定參數(shù)為 Z2－75×115</p><p><b>　　5.9機架的設計</b></p><p><b&

96、gt;　　機架的設計如圖16</b></p><p><b>　　圖16機架的設計</b></p><p>　　5.9.1機架的材料</p><p>　　機架的材料選用槽鋼,鋼板。</p><p>　　5.9.2地腳螺栓的選定</p><p>　　地腳螺栓選用M16×300(

97、GB/T799—1988)</p><p>　　參 考 文 獻</p><p>　　1. 濮良貴,紀名剛.機械設計,第七版. 北京:高等教育出版社,2001 .( 140-183) </p><p>　　2. 周開勤.機械零件手冊,第五版.北京: 高等教育出版社,2001 . (48,90,96,101-102,123-124,127,161-212)<

98、;/p><p>　　3. 安珍.沙柳材切削性能研究.博士學位論文.2006.(39-46，55-62)</p><p>　　4. 朱龍根等.簡明機械零件設計手冊,第二版.北京:機械工業(yè)出版社,2005.6. (181,209-211,239-240)</p><p>　　5. 楊可楨,程光蘊.機械設計基礎,第四版.北京:高等教育出版社,1999. (194-236

99、)</p><p>　　6. 于志明,李黎.木材加工裝備.人造板機械,第一版.北京:中國林業(yè)出版社,2005.9. (110-120)</p><p>　　7. 成大先.機械設計手冊.單行本.機械振動.機架設計,第一版.北京:化學工業(yè)出版社,2004.1</p><p>　　8. 成大先.機械設計手冊.單行本.軸及其聯(lián)接, 第一版.北京:化學工業(yè)出版社,20

100、04.1 . (19-21)</p><p>　　9. 徐灝 .機械設計手冊,第三卷, 第一版.北京:機械工業(yè)出版社,1991.9. [第22篇,第2章,(87-90)]</p><p>　　10. 徐灝 .機械設計手冊,第五卷, 第一版.北京:機械工業(yè)出版社,1991.9. [第40篇, (115-119)]</p><p>　　11. 李黎.木材切削原

101、理與刀具, 第一版. 北京:中國林業(yè)出版社,2005.8.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是在指導老師安珍教授悉心指導下完成的，設計過程中老師給予了我認真耐心的指導和幫助，在分析方案、設計計算、圖紙繪制、說明書組織等方面都給予了細心的指導和啟發(fā)，使本次設計得以順利完成。在此，表示由衷的感謝！</p>&

102、lt;p>　　由于缺乏實際的設計經(jīng)驗,我在設計過程之中定會有錯誤,請各位老師和同學提出我的不足之處,使我加以改正.</p><p>　　在設計過程中還得到馬文龍同學的熱心幫助,在此表示衷心的感謝.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　設 計 任 務 書</b></p&g

103、t;<p>　　1.設計題目：往復式沙柳切斷機主機的設計</p><p>　　2.設計主要內(nèi)容和要求：</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　設計小型沙柳切斷機一臺（主機部分）；</p><p>　　沙柳切斷機主機設計計算（動力消耗、強度計算等）;</p><

104、;p>　　沙柳切斷機主機結(jié)構(gòu)設計及總體設計；</p><p><b>　　具體要求：</b></p><p>　　小型沙柳材切斷機的功率≤22Kw；</p><p><b>　　多方案比較；</b></p><p><b>　　總裝配圖；</b></p>&