3208 木工立式刨床的設(shè)計
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1木工立式刨床使用說明書作 者 姓 名 鄭輝 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師姓名 趙建國 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 副教授 2目錄第一章、 用途…………………………………………………………3第二章、 主要技術(shù)參數(shù)………………………………………………3第三章、 機床結(jié)構(gòu)及工作原理………………………………………3第四章、 機床的使用與調(diào)整…………………………………………3第五章、 注意事項……………………………………………………4第六章、 機床的維護…………………………………………………4第七章、 主要易損件…………………………………………………43第一章 用途該型號木工立式刨床，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、操作簡便。主要用于銑削、開槽、榫槽、載口等作業(yè)，用戶可根據(jù)使用要求，安裝不同的刀具以完成不同的作業(yè)要求。適用于建筑、家具裝潢等木制品加工業(yè)使用，是小型木器廠和個體木工理想的機床。第二章 主要技術(shù)參數(shù)最大刨削高度 60mm工作臺長度 853mm最大刨削厚度 3mm工作臺寬度 460mm刨刀軸轉(zhuǎn)速 3860r/min電動機功率 2.2KW第三章 機床結(jié)構(gòu)及工作原理機床主要有機體，前、后導(dǎo)向板、刀軸組裝、刀具、V 型帶、電機等組成。3.1 機體：是機床的總體，用來支撐、連接和固定其他部件。3.2 刀軸組裝：該部分由空心傳動軸、錐形柄、拉桿、角接觸球軸承、套筒、V 型帶等組成3.3 刨削調(diào)整：通過調(diào)整前后導(dǎo)向板以適應(yīng)不同的刀具切削。同時調(diào)整前后導(dǎo)向板的橫向距離以調(diào)整刨削木料的厚度。當前后導(dǎo)向板調(diào)整與同一平面時，可用來開槽等。3.4 靠板：即前面所講的導(dǎo)向板，同時起到木材加工時的導(dǎo)向作用，以提升木材的加工質(zhì)量。3.5 刀具：將不同的木工刀具通過錐形柄將其連接到主軸上，以來加工不同的側(cè)面形狀。本機采用 Y 系列三相異步電動機提供動力，經(jīng)三角皮帶直接傳動，使刨刀軸旋轉(zhuǎn)進行作業(yè)，刨刀軸的旋向由 DZL-20 漏電斷路器控制。第四章 機床的使用與調(diào)整4.1 刨刀的安裝：傳動軸軸端設(shè)有標準的 7:24 錐形孔，用 7:24 的錐形柄與其相配合。不同型號的銑刨刀通過錐形柄可將其連接到傳動軸上，再通過錐形柄上的擰緊螺母將其軸向固定。44.2 刨削量的調(diào)整：旋松導(dǎo)向板的固定螺釘，使其導(dǎo)向板左右調(diào)整到適當?shù)奈恢貌⒕o定螺釘擰緊，使工作臺處于緊固狀態(tài)。4.3 開槽的調(diào)整：調(diào)整前后導(dǎo)向板使其處于同一平面內(nèi)，并將固定螺釘擰緊，即可進行作業(yè)。4.4 V 型帶的張緊：松開電機底座的固定螺母，將電機在滑道內(nèi)左右調(diào)到松緊適合時再旋緊固定螺母即可。第五章 注意事項5.1 試車前應(yīng)把各部位調(diào)整好，檢查各緊定螺母是否擰緊，然后用手轉(zhuǎn)動刀軸，確定刨銑刀是否配合完好，然后接通電流使機床空轉(zhuǎn)、檢查刀軸轉(zhuǎn)向。5.2銑削時應(yīng)慢慢推進木料，不能用力過猛、以免損壞電機及機床零件。如果在刨削時發(fā)現(xiàn)刀具轉(zhuǎn)速減慢應(yīng)及時將木料返回、待機床運轉(zhuǎn)正常后、再向前進料。4.3機床各部分的安裝、調(diào)整和維護保養(yǎng)必須在機床切斷電源停車后進行。第六章 機床的維護6.1機床工作時不論是空轉(zhuǎn)或連續(xù)運轉(zhuǎn)不得超過 8 小時。6.2機床刀軸兩端軸承，必須保持良好的潤滑，應(yīng)每隔半年更換潤滑脂。6.3刀軸上用以軸向固定的的圓螺母應(yīng)定期檢查以防松動。6.4刀具工作時應(yīng)保證銑齒鋒利，變鈍時應(yīng)及時研磨或更換刀具。第七章 主要易損部件7.1刀軸軸承：71007C（一件） ，71009C(一件)7.2V 型帶：Z 型 1120mm 三件7.3刨刀：外徑 Rmax×高度 Hmax×內(nèi)徑（7:24 錐孔）=100×60材質(zhì):W18Cr4V51木工立式刨床的設(shè)計目 錄摘要………………………………………………………………4第一章 緒論………………………………………………51.1 我國木工機械的發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………51.2 木工立式刨床的基本工作原理………………………………5第二章 電動機、傳動裝置的選擇與設(shè)計 ………………52.1 電動機類型選擇………………………………………………52.2 電動機功率的選擇……………………………………………52.3 傳動裝置的總傳動比…………………………………………62.4 傳動裝置的運動和動力參數(shù)…………………………………62.4.1Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速…………………………………………………62.4.2Ⅰ軸的功率…………………………………………………62.4.3Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩…………………………………………………7第三章 V 型帶的設(shè)計選擇…………………………………73.1 確定計算功率 Pca ……………………………………………73.2 選擇 V 型帶的帶型……………………………………………83.3 確定帶輪的基準直徑 dd 并驗算帶速 v ………………………83.3.1 初選小帶輪的基準直徑 dd1 ………………………………83.3.2 驗算帶速 v …………………………………………………923.4 確定 V 帶的中心距和基準長度 Ld ……………………………93.4.1 初定中心距…………………………………………………93.4.2 選帶的基準長度……………………………………………103.4.3 計算中心距的變化范圍……………………………………103.5 驗算小帶輪上的包角…………………………………………103.6 計算帶的根數(shù) Z………………………………………………103.6.1 計算單根帶的額定功率 p1…………………………………103.6.2 計算 v 帶的根數(shù) Z …………………………………………103.7 計算單根 V 帶的初拉力的最小值(F0)min……………………103.8 計算壓軸力 Fp ………………………………………………113.9V 帶輪的設(shè)計 …………………………………………………113.9.1 帶輪的設(shè)計內(nèi)容……………………………………………113.9.2 帶輪的材料 ………………………………………………113.9.3 帶輪的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………113.9.4V 帶輪的輪槽 ………………………………………………123.9.5V 帶輪的張緊 ………………………………………………12第四章軸 的設(shè)計計算………………………………………124.1 軸的選材………………………………………………………124.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………124.3 各軸段直徑和長度的確定 ……………………………………124.4 軸的強度計算…………………………………………………134.4.1 對 71007C 處軸截面校核 …………………………………1434.4.2 對 71009C 處軸截面校核 …………………………………14第五章 軸承的選用 ………………………………………155.1 初選型號 ……………………………………………………155.2 計算滾動軸承的當量動載荷…………………………………15第六章 鍵的選用校核 ……………………………………176.1 傳動軸鍵的選用………………………………………………176.2 電動機軸鍵的選用……………………………………………17第七章 潤滑方式 …………………………………………17第八章 設(shè)計小結(jié) …………………………………………17第九章 致謝 ………………………………………………17參考文獻…………………………………………………………184摘 要該設(shè)計是一種用于木板立側(cè)面成型加工的木工立式刨床。隨著現(xiàn)代人們審美觀念的逐步提高，單一的木料成型形狀已經(jīng)不能滿足人們的審美要求，一種能加工多種成型面的的木工機床亟需問世。根據(jù)設(shè)計要求和不同方案的優(yōu)化組合最終確定了，由電動機提供動力，經(jīng)V 型帶一級傳動將動力傳動給刀具軸，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點；同時根據(jù)所需要的成型面形狀的不同可更換不同的成型刀具，即可加工出不同形狀的成型面，具有操作簡便的優(yōu)點。所有部件的設(shè)計都經(jīng)過科學的計算，并利用 Auto Cad 軟件強大繪圖功能和 Word 的編輯功能,使設(shè)計進一步得到完美與強化。關(guān)鍵詞：木工機械 木材立式刨床 成型面ABSTRACTThis design is a kind of used to board made of woodworking vertical side cutting forming process. With modern people aesthetic ideas gradually raise, single timber molding shape cannot have satisfied people's aesthetic requirements, a variety of forming surface processing the need for woodworking machinery was unveiled. According to the design requirements and different scheme of optimum combination of final, powered by motor, the v-shaped belt level 1 transmission will power transmission give cutter axis, the structure is simple merit; Simultaneously according to need formed surface shapes of different replaceable different molding tool, can work out different shapes of formed surface, has the advantages of simple operation. All the parts design after scientific calculations, and using Auto Cad software powerful graphics functions and the Word editing functions, which makes the design perfect and strengthen further. 5Keywords: woodworking machinery ；wood vertical planer ；formed surface 第一章 緒論1.1 我國木工機械的發(fā)展現(xiàn)狀木工機床是用于切削木料的加工設(shè)備， 對于從原木到木制品起到至關(guān)重要的作用。可想而知，木工機床鋸剖的成木制品如果形狀不符合要求，會造成不美觀，特別是在家具、木門行業(yè)，會讓企業(yè)浪費原材料，給企業(yè)造帶來不必要的經(jīng)濟損失。我國木工機床從無到有，從小到大，從弱到強，逐漸形成一個完整的行業(yè)體系。但是我國市場現(xiàn)有產(chǎn)品存在技術(shù)創(chuàng)新差、質(zhì)量水平低、品種多，缺乏特色等諸多缺點1.2 木工立式刨床的基本工作原理本產(chǎn)品所設(shè)計的是在吸取現(xiàn)有設(shè)備優(yōu)點的基礎(chǔ)上，，在完成預(yù)定功能的基礎(chǔ)上，力求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活方便。其工作原理主要是電動機經(jīng) V 型帶一級傳動，將動力傳遞給主運動軸，從而驅(qū)動刀具進行刨削，，通過更換不同的刀具加工出不同的側(cè)立面形狀。第二章 電動機、傳動裝置的選擇與設(shè)計2.1 電動機類型選擇 工作機在刨削過程中，載荷無很大沖擊及過載情況，啟動、制動不頻繁，故常選用 Y 系列三相異步電動機?？紤]到電動機與被驅(qū)動工作機械的連接形式，電動機選用立式安裝方式（V6）。2.2 電動機功率的選擇標準電動機的功率有而定功率表示。所選電動機的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作機要求的功率。功率過小則不能保證工作機的正常運行，或使電動機長期過載、發(fā)熱大而過早損壞。功率過大，則增加成本。電動機的功率主要由應(yīng)行使發(fā)熱條件決定，再不變或變化很小的的載荷下長期連續(xù)運行的機械。只要電動機負載不超過額定值，電動機便不會發(fā)熱，通常不需要校驗發(fā)熱和啟動力矩，所需電動機功率為：Pd = Pw/η （2-61）式中： Pd 為工作機實際需要的電動機輸出功率（Kw）Pw 為工作機需要的輸入功率（Kw）η 為電動機只工作機之間傳動裝置的總效率工作機所需功率 Pd 由機器的工作阻力和運動參數(shù)計算所得例如： Pw=FxV/1000ηw （Kw） （2-2）Pw=Txnw/9550ηw（Kw） （2-3）式中： F 為工作機阻力，V 為工作機線速度，T 為工作機阻力距，nw 為工作機的轉(zhuǎn)度，ηw 為工作機的效率總效率 η 為：η=η 1·η 2·η 3…η n式中：η 1、 η 2、 η 3分別為傳動裝置中每一傳動副、每對軸承每個聯(lián)軸器的效率其值見表 1-7（設(shè)計手冊）。同一功率電動機通常有幾種轉(zhuǎn)速供選擇，電動機轉(zhuǎn)速越高，磁極級數(shù)越少，尺寸重量越小，價格也越低，考慮到電動機到工作機是一個增速減扭的過程，故選用同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min 的 Y 系列電動機。由 Pw=T·nw/9550η （Kw），η=η1·η2·η3…ηn （2-4）故 Pw=T·nw/9550η=5.1（n·m）3860（r/min）/9550·η （2-5）=2.17（Kw）η=η 1·η 2=0.99x0.96=0.9504 η 1為球軸承效率值取 0.99η 2為 V 型帶傳動效率取 0.96由以上可知，電機選用為：Y90L-2-V62.3 傳動裝置的總傳動比i=nm/nw （2-6）式中: nm 為電動機的滿載轉(zhuǎn)度（r/min）nw 為執(zhí)行機構(gòu)購的轉(zhuǎn)速（r/min）i=nm/nw=2840/3860=0.736 （2-7）7考慮到傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕，i=0.736 的增速減扭一級傳動，故選用 V 型帶一級傳動形式。2.4 傳動裝置的運動和動力參數(shù)設(shè)計計算傳動件時，需要知道各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率，因此應(yīng)將工作機上的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率推算到個軸上。傳動裝置從電動機到工作機由一軸（Ⅰ），則：2.4.1Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速 nⅠ=nm/i=2840/0.736=3860r/min （2-8）nm 為電動機滿載轉(zhuǎn)速i 為電動機至高速軸之間的傳動比 2.4.2Ⅰ軸的功率：P=Pd·η=2.17（Kw）· 0.99·0.96=2.06（Kw） （2-9）2.4.3Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩：TⅠ =Td·i·η=7.30·0.736·0.99·0.96（n·m） （2-10）=5.11（n·m）Td=9550·Pd/nd=9550·2.17 Kw /2840r/min （2-11）=7.30（n·m）Pd 為電動機軸輸出功率（Kw）η 為電動機至軸的傳動效率Td 為電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩（n·m）第三章 V 型帶的設(shè)計選擇3.1 確定計算功率 Pca由下表 1-1 查得工作機工作情況系數(shù) Ka=1.1，故：Pca=Ka·P=1.1·2.17=2.387（Kw） （3-1）8表 1-1 工作情況系數(shù) Ka3.2 選擇 V 型帶的帶型根據(jù) Pca、n 由下圖選用 Z 型帶Ka 空、輕載傳動 重載啟動每天工作小時數(shù)/h工況16 16載荷變動微小液體攪拌機、通風機和鼓風機（≤7.5KW）離心式水泵和壓縮機、輕負荷輸送機1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動小帶式輸送機（不均勻載荷） 、通風機（>7.5KW） 、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機（非離心式、發(fā)電機、金屬切削機床、印刷機、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機和木工機械）1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動大制磚機、斗式提升機、起重機、磨粉機、沖剪機床、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載輸送機1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動很大破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）磨碎機（球磨、棒磨、管磨）1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.89圖 1-1 普通 V 帶選型圖3.3 確定帶輪的基準直徑 dd 并驗算帶速 v3.3.1 初選小帶輪的基準直徑 dd1由表 1-2 和表 1-3 取小帶輪的基準直徑 dd1=100mm表 1-2 V 帶輪的最小基準直徑槽型 Y Z A B C D E（dd）min/mm20 50 75 125 200 355 500表 1-3 普通 V 帶輪的基準直徑系列帶型基準直徑 ddY 20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,56,63,71,80,90,100,112,125Z50,56,63,71,75,80,90,100,112,125,132,140,150,160,180,200,224,250,280,315,355,400,500,630A75,80,85,90,95,100,106,112,118,125,132,140,150,160,180,200,224,250,280,315,355,40,450,500,560,630,710,800103.3.2 驗算帶速 v，按式 （3-160dn????2） 3.4860120./ms?因為 5m/s〈 V〈 30 m/s ，故帶速合適3.3.3 計算大帶輪的基準直徑根據(jù)式 dd 1=dd2·idd2= dd1/i=100/0.736=135.9mm （3-3）根據(jù)表 1-3，圓整 dd2=1403.4 確定 V 帶的中心距和基準長度 Ld3.4.1 初定中心距根據(jù)式 0.7（dd 1+dd2）≤a 0≤2（dd 1+dd2） （3-4）0.7（100+140）≤a 0≤2（100+140）168≤a 0≤480初定中心距 a 0=4003.4.2 選帶的基準長度B125,132,140,150,160,170,180,200,224,250,280,315,355,400,450,500,560,600,630,710,750,800,900,1000,1120C200,212,224,236,250,265,280,300,315,335,400,450,500,560,600,630,710,750,800,900,1000,1120,1250,1400,1600,2000D355,375,400,425,450,475,500,560,600,630,710,750,800,900,1000,1060, 1120,1250,1400,1500,1600,1800,2000E500,530,560,600,630,670,710,800,900,1000,1120,1250,1400,1500,1600, 1800,2000,2240,250011由下式： （3-????20412102addaLd?????5）≈1178mm由表選帶的基準長度 Ld=1120mm3.4.3 計算中心距的變化范圍按式 a≈a0 ＋ =400+ ≈371mm （3-02Ld?1278?6）中心距的變化范圍由式 amin=a-0.015Ld=354.2mmamax=a+0.030Ld=404.6mm3.5 驗算小帶輪上的包角α1≈180 0-（dd 1-dd2） =1800-（140-100） （3-7）57.3a57.31≈173.8 0 ≥ 90 03.6 計算帶的根數(shù) Z3.6.1 計算單根帶的額定功率 p1由 dd2=140mm 和電機的轉(zhuǎn)速 2840r/min，查《機械設(shè)計》第八版表 8-4ap0=0.800kw。根據(jù) n=2840r/min，i=0.736 和 Z 型帶，查表 8-4a 得 ΔP 0=0.05kw。由表 8-5 得 kα =0.986，表 8-2 得 kl=1.08，于是：Pr=（p 0+ΔP 0）·k α ·kl=（0.800+0.05）×0.986×1.06 （3-8）=0.888kw3.6.2 計算 v 帶的根數(shù) ZZ= = =2.68 （3-Pra2.38709）取 V 型帶的根數(shù) Z=33.7 計算單根 V 帶的初拉力的最小值(F0)min表 1-4 V 帶單位長度的質(zhì)量12由表 1-4 得 Z 型帶的單位長度質(zhì)量=0.06kg/m，所以（3-??2(2.5)0minKPcaFqZV?????10）2(2.50986).370.(.)3.4.754.60N????對于新安裝的 V 帶，初拉應(yīng)力為 1.5（F0）min；對于運轉(zhuǎn)后的 V 帶，初拉應(yīng)力為 1.3(F0)min。3.8 計算壓軸力 Fp壓軸力最小值：（Fp）min=2·Z·F 0（min）sin（α 1/2） （3-11）=2×3×54.60× sin（173.8/2）=327N3.9V 帶輪的設(shè)計3.9.1 帶輪的設(shè)計內(nèi)容根據(jù)帶輪的基準直徑和帶輪的轉(zhuǎn)速等已知條件，可以確定帶輪材料，機構(gòu)形式，輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸、公差和表面粗糙度以及相關(guān)技術(shù)要求。3.9.2 帶輪的材料常用的帶輪的材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時可采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時可以用鑄鋁或塑料。 3.9.3 帶輪的結(jié)構(gòu)形式V 帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同，可分為實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。V 帶輪形式與基準直徑有關(guān)。當帶輪的基準直帶型 Y Z A B C D E)/(kgq0.02 0.06 0.10 0.18 0.30 0.61 0.9213徑為 dd≤2.5d（d 為安裝帶輪的基準直徑）時，采用實心式；當帶輪的基準直徑為 dd≤300mm 時，可采用腹板式；結(jié)合本次設(shè)計要求，帶輪采用腹板式。3.9.4V 帶輪的輪槽V 帶輪的輪槽與所選用的 V 帶的型號相對應(yīng)。見《機械設(shè)計》第八版表 8-10V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使 V 帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將 V 帶輪輪槽的工作面的夾角小于。?40V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 hamin 和 hfmin。V 帶輪的工作表面的粗糙度為 1.6 或 3.2.3.9.5V 帶輪的張緊 帶傳動一段時間后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動的正常工作，需采取一定的措施定期進行張緊。在本次設(shè)計中采用了滑道式張緊方式。通過定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。第四章 軸的設(shè)計計算 4.1 軸的選材：軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛。由于考慮到該工作機受載荷不大，故采用熱處理為熱軋或鍛后空冷的 Q235-A 圓鋼材，其許用彎曲應(yīng)力【σ -1】=40MPa。4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要取決于：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸的連接方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，故針對不同情況要進行具體的分析。4.3 各軸段直徑和長度的確定。14根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗以及參考同類機器可初步擬定兩軸承之間軸段的直徑D=41mm；同時根據(jù)主軸的懸伸量 a=50mm，可以確定主軸最佳跨距 L 合理=（3～5）a，取 L 合理=220mm。然后再按照軸上零件的裝配方案和定位要求，從 D 處起逐一向兩端確定各軸段的直徑和長度。具體如下：圖 1-2 傳動軸的軸段直徑與長度4.4 軸的強度計算由于 V 型帶對軸施加的壓軸力的方向與木材對刀具施加的力的方向只有很小的 3.5 度的夾角，故可認為兩力的方向一致。受力分析如下：15圖 1-3 軸的受力分析根據(jù)第三強度理論：σ ca= 計算應(yīng)力24?σ τ通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 σ 是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ 則為常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力，故引入折合系數(shù)，則計算應(yīng)力為：σ ca= （4-224σ （ α τ ）1）進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的 面即危險截面的強度，也就是軸上兩軸承支撐處。該轉(zhuǎn)動軸因單方向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，因此 α=0.6。對于直徑為 d 的空心軸（β=0.5） ，彎曲應(yīng)力為 σ= 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ=MW= ，將 σ 和 τ 代入下式：TWr216σ ca = （4-22(/)4(MW?α T/)2）= /W≤【σ -1】22(α )式中：σ ca -----軸的計算應(yīng)力，MPaM -----軸所受的彎矩，N·mmT -----軸所受的扭矩，N·mmW -----軸的抗彎截面系數(shù) mm3，公式為 0.1d3 (1-β 4）σ -1 -----對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力4.4.1 對 71007C 處軸截面校核：σ ca = （4-22(/)4(M?α T/W)3）= /W 22(α )=5.66MPa≤【σ -1】=40MPa4.4.2 對 71009C 處軸截面校核：σ ca = （4-22(/)4(MW?α T/)4）= /W22(α )=3.01MPa≤【σ -1】=40MPa由以上計算可知，該軸符合強度要求。第五章 軸承的選用5.1 初選型號軸承載荷的大小、方向，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。由于本次設(shè)計的木工立式刨床中所需的軸承即承受徑向載荷同時還有不大的軸向載荷，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承，考慮到軸為立式結(jié)構(gòu)，故選用接觸角α=15 0的角接觸球軸承。初選型號為 71007C 和 71009C 的角接觸球軸承,由機械設(shè)計手冊可查得71007c 軸承的基本額定動載荷 Cr=19.5KN,極限轉(zhuǎn)速為 8500r/min，71009C 軸承的基本額定動載荷 Cr=25.8KN,極限轉(zhuǎn)速為 7500r/min。175.2 計算滾動軸承的當量動載荷軸承采用反裝。該軸承主要承受了軸給予它的徑向力 ，以及軸和軸上Fr配件的自重所給予它的軸向力 Fd。經(jīng)計算可初步得出 Fd≈60N。求軸承的徑向力：圖 1-4 角接觸球軸承的載荷受力分析Fr1+Fr2=F1+F2 （5-1）F1×46+Fb×235-F2(235+50)=0 （5-2）由以上兩式可得：F r1=478N，F(xiàn) r2=523N對于 71007C 和 71009C 型軸承，軸承的派生軸向力 Fd=eFr，其中，e 為判斷系數(shù)，其值由 的大小來判斷，但現(xiàn)在軸承的軸向力 FaaCo未知故先去 e=0.38，因此可估算Fd1=0.38Fr1=181.64N （5-3）Fd2=0.38Fr2=198.74N （5-4）因為 Fd1+Fd=181.64N+60N=241.64N,大于 Fd2=198.74N所以軸承 2 被壓緊，軸承 1 被放松Fa1= Fd1=181.64N （5-5）Fa2=Fd1+Fd=181.64N+60N=241.64N （5-6）= =0.01279 （5-7）1aCo8.6420= =0.01179 （5-8）5由《機械設(shè)計》第八版表 13-5 進行插值計算，18得： e1=0.3768 e2=0.3754再計算： Fd1= e1·Fr1=0.3768×478N=180.11N （5-9）Fd2= e2·Fr2=0.3754×523N=196.33N （5-10）Fa1= Fd1=180.11N （5-11）Fa2=Fd1+Fd=180.11N+60N=240.11N =1FaCo=0.01268 （5-12）180.42= =0.01171 （5-aCo.513）兩次計算出的 值相差不大，因此確定 e1=0.3768，e2=0.3754， Fa1= F180.11N，F(xiàn) a2=240.11N。求當量動載荷 P1 和 P2：因為 = =0.3768 = e1 （5-1ar80.4714）= =0.4591＞e2 （5-2Fr.5315）由《機械設(shè)計》第八版表 13-5 進行插值計算，得軸向和徑向載荷系數(shù)：對軸承 1 X1=1， Y=0對軸承 2 X1=0.44， Y=1.486因軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，故 fp=1.1—1.2， ，取 fp=1.2。則P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.2×（1×478）=573.6N （5-16）P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.2×（0.44×523+1.486×240.11）=704N （5-17）驗算軸承壽命，對軸承 1：（5-18）=106/60×3860(19500/573.6)319=169556h＞Lh’=43200h對軸承 2：（5-19）=106/60×3860(25800/704)3=211968h＞Lh’故所選軸承滿足壽命要求。第六章 鍵的選用校核6.1 傳動抽鍵的選用：由傳動軸 d=27mm，可選鍵，鍵寬 b×鍵高 h=8×7由于該軸為空心軸，故鍵高約為普通平鍵的 60%-70%，故鍵高 h=7（60%-70%）=4.2-4.9mm，由于輪轂長為 38mm，取鍵長 L=32mm。該平鍵傳遞扭矩，主要失效形式為工作面被壓潰，故只對工作面的擠壓應(yīng)力進行強度校核計算：σ p=2T×106/KLD=6.86MPa＜【P】=50MPa （6-1）6.2 電動機軸鍵的選用電動機軸鍵選用平頭楔鍵，鍵的上下兩面為工作面，鍵的上表面和它相配合的輪轂槽底面具有 1：100 的斜度，裝配后，鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽里，由于 d=24mm，故鍵寬 b×鍵高 h×鍵長 L=8×7×40該鍵的主要失效形式是相互楔緊的工作面被壓潰，故應(yīng)校核各工作面的抗擠壓強度。σp=12T×103/bl（b+6fd）=12MPa＜【P】=50MPa （6-2）綜上，兩鍵均符合強度要求。第七章 潤滑方式潤滑劑主要有固體潤滑劑，潤滑脂，液體潤滑劑和氣體潤滑劑等四類。潤滑油的粘度是選擇潤滑油的重要指標之一。參考《機械傳動裝置設(shè)計手冊》下冊，選用液體潤滑劑中經(jīng)處理的液體和固體潤滑油的潤滑脂—黃油，因為木工立式刨床是開放的機器，整機大部分部件暴露在空氣中，而且要完成傳動和運動。所以選用潤滑脂黃油潤滑。結(jié)構(gòu)簡單，耐壓性好，對表面加工精度要求底，成本低。在安裝時箱體方20孔和軸承處加滿潤滑脂即可。第八章 設(shè)計小結(jié)本次設(shè)計是按照畢業(yè)設(shè)計要求和設(shè)計任務(wù)，參照國內(nèi)外現(xiàn)有同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上而設(shè)計的，重在吸百家之長，力求設(shè)計新穎、先進、經(jīng)濟實用。通過畢業(yè)設(shè)計，提升了我分析問題、解決問題的能力，養(yǎng)成了認真、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和作風，使自己能夠更加熟練地查閱國內(nèi)、外現(xiàn)有的技術(shù)資料、文獻，學會了如何調(diào)查、收集、整理第一手資料，在保留同類產(chǎn)品的優(yōu)點的同時，運用新工藝、新技術(shù)和新材料，大膽創(chuàng)新，以彌補同類產(chǎn)品的不足之處，使產(chǎn)品趨于更合理、更先進、更優(yōu)化、更具有使用價值和良好的經(jīng)濟效益。本次畢業(yè)設(shè)計是在我大學期間所學知識的一次綜合性糅合運用。通過這次設(shè)計，不僅使我們進一步夯實基礎(chǔ)知識，同時也掌握了機械設(shè)計的基本方法與步驟，以及查閱工具書和相關(guān)的參考文獻的重要性。在指導(dǎo)老師和同學們的幫助下，使我更明了一個團隊的重要性。即將踏入社會的我們，專業(yè)知識固然重要，但是一個強大的團隊將是我們?nèi)〉脛倮姆▽?。通過本次設(shè)計，我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，生產(chǎn)實踐經(jīng)驗太少，綜合調(diào)度考慮不夠全面，這就要求我們在以后的工作中以更加嚴謹認真的態(tài)度虛心學習，以更加透徹性的思維去剖析遇到的每一個問題，使自己盡可能快的成為一名合格的機械工程性人才。在即將告一段落的大學生涯中，我將一如既往的發(fā)揚本次畢業(yè)設(shè)計那種嚴謹務(wù)實的態(tài)度和腳踏實地、一絲不茍的工作作風。第九章 致謝本文是在趙老師指導(dǎo)下完成的。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。在此，我首先向老師表示誠摯的感謝，并致以崇高的敬意!在課題的研究和開發(fā)階段，得到了學校老師的大力支持和幫助，在此一并向他們表示衷心的感謝。在日常生活和學習中，學校的各位老師，以及全體同學給與我大力支持和幫助，在此我向他們表示衷心的感謝。參考文獻[1] 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊-3 版.-北京：高等教育出版社，2006.5[2] 楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）.-北京：高等教育出版社 2006.5[3] 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計.（第八版）.北京： 高等教育版社，2001[4] 成大先.機械設(shè)計手冊（單行本） ，常用設(shè)計資料.-北京：化學工業(yè)出版社，2004.121[5] 廖效果，朱啟逑. 數(shù)字控制機床.華中科技大學出版社 2002.4[6] 王運炎，朱莉.機械工程材料-3 版.-北京：機械工業(yè)大學出版社，2008.12[7] 翟封祥.材料成型工藝基礎(chǔ). –哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社， 2004.1 [8] 陳鐵鳴.新編機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.-北京：高等教育出版社，2003.7[9] 姚云英.公差配合與測量技術(shù).機械工業(yè)出版社，2006.7[10] 熊良山，嚴曉光，漲福潤.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).華中科技大學出版社，2008.2木工立式刨床的設(shè)計作 者 姓 名 鄭輝 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師姓名 趙建國 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 副教授 山東輕工業(yè)學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及成績（指導(dǎo)教師專用）注：本表裝入畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋。 學院 機械與汽車工程學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化班級07-5學生姓名 鄭輝 學 號 200701013048 指導(dǎo)教師 趙建國設(shè)計（論文）題目 木材立式刨床評語：[學生的工作態(tài)度、掌握運用知識及工作能力情況；設(shè)計（論文）的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、結(jié)論；設(shè)計（論文）完成情況以及整體水平；存在的不足等]該生在畢業(yè)設(shè)計期間，工作態(tài)度較認真、能夠掌握相關(guān)知識（及軟件），閱讀了一定文獻，做了一定的調(diào)研工作，體現(xiàn)了一定的工作能力。其論文（設(shè)計）書寫較規(guī)范、論述較清楚、結(jié)構(gòu)層次較合理、結(jié)論較正確、具有很少的獨特見解。整體來看，該論文（設(shè)計）水平較高、 ，在（理 論分析、改進與優(yōu)化、圖紙繪制、仿真計算）方面還有補充空間。是否同意提交答辯 同意 評定成績（百分制） 80指導(dǎo)教師簽字 2011 年 6 月 20 日山東輕工業(yè)學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及成績（評閱人專用）注：本表裝入畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋。學院 機械與汽車工程學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化班級 機械07-5學生姓名 鄭輝 學 號 200701013048設(shè)計（論文）題目 木材立式刨床評語：[選題的價值與意義、工作量大??；設(shè)計（論文）寫作的規(guī)范性；設(shè)計（論文）的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、結(jié)論以及整體水平；存在的不足等]該設(shè)計對普通雙柱舉升機進行了設(shè)計、課題具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。該設(shè)計不夠規(guī)范、內(nèi)容新穎性一般，結(jié)構(gòu)較合理、結(jié)論不夠準確，整體水平不高。? 其設(shè)計內(nèi)容還欠缺一些改進與優(yōu)化、圖紙繪制工作。該論文可行性論證不夠，還有待進一步修改。是否同意提交答辯 同意 評定成績（百分制） 79評閱人簽字 2011 年 6 月 20 日山東輕工業(yè)學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及成績[答辯委員會（小組）專用]注：本表裝入畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋。學院 機械與汽車工程學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化班級 機械 07-5學生姓名 鄭輝 學號 200701013048 指導(dǎo)教師 趙建國設(shè)計（論文）題目 木材立式刨床評語：（學生知識掌握及運用情況、邏輯思維能力、口頭表達能力、回答問題正確性；是否有創(chuàng)新性工作或獨特見解；存在的不足等）畢業(yè)答辯過程中，該生未能將自己的學習及設(shè)計工作很好地作以介紹和論證。邏輯 思維不清，語言論述不清， 結(jié)論 不合理，分析方法不夠科學，回答問題不夠準確。認為該生畢業(yè)設(shè)計工作具有一定的創(chuàng)新性或獨特見解。? 其設(shè)計內(nèi)容還欠缺一些圖紙繪制工作。該論文撰寫規(guī)范度不夠，還需進一步修改。是否通過答辯 通過 評定成績（百分制） 78答辯委員會（小組）負責人簽字： 2011 年 6 月 17 日指導(dǎo)教師評分（評定成績×30%）評閱人評分（評定成績×30%）答辯委員會（小組）評分（評定成績×40%）綜合評定成績成績80 79 78 79學院意見：院長簽章： 2011 年 6 月 20 日
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