机械毕业设计（论文）-大白菜收获机设计（全套图纸）.doc

商 丘 工学院2015-JXLW专业代码-编号本科毕业论文（设计）大白菜收获机设计 学 院小三号黑体居中（下同）专 业学 号学生姓名指导教师提交日期年 月 日诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者签名：年月日VI摘 要本次设计是对大白菜收获机的设计。白菜是人口的重要菜篮子，平均收益种植面积逐年增加，但白菜收获还是完成个人。为了提高生产机械化煤矿，使得原有的动态强度农民，对中国白菜收获的实际需要研究的课题设计，实施全白菜罩的位置：剪图案设计。基本设计工作方案的分析和解决技术问题并提高机械设计能力的毕业创造一定的条件。本论文研究内容：(1) 大白菜收获机整体结构设计。(2) 大白菜收获机工作性能分析。(3) 驱动机构的选择。(4) 大白菜收获机的传动系统、执行元件设计。(5) 对设计零件进行设计计算分析和验证。(6) 绘制整机装配图及重要部件装配图和画出主要零件图。 关键词：大白菜收获机， 联轴器，滚珠丝杠全套图纸，加153893706AbstractThis design is electric meat division (cut) cutting device design. Here include: X-axis screw drive system design, Y-axis ball screw drive system design, design of cutting device design. The graduation of the basic skills of design work training to improve the analysis and the ability to solve technical problems and provide general mechanical design to create a certain condition.The whole structure is mainly produced by the electric motor power the power required to pass through the coupling to the screw, screw drive screw nut, so as to drive the whole movement. Electric meat division (cut) cutting equipment also demonstrate its superiority, it has a broad development prospects.Contents of this paper:(1) electric meat division (cut) cutting equipment overall structural design.(2) electric meat division (cut) cutting equipment performance analysis.(3) Select the motor.(4) electric meat division (cut) cut transmission equipment, the implementation of part design.(5) Calculation of design parts design analysis and verification.(6) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing.Keywords: Electric meat division (cut) cutting equipment, couplings, ball目 录1 绪论11.1大白菜收获机装置(机械)的应用及适用范围11.2 大白菜收获机(机械)的国内外发展情况11.3 本课题研究的内容及方法31.3.1 主要的研究内容31.3.2 设计要求42 总体方案机构设计52.1 设计内容及要求52.2 设计方案53 大白菜收获机主要零部件设计73.1 电机的选型73.2 刀及刀盘的设计73.3 同步带的概述及计算83.3.1 同步带介绍83.3.2 同步带的特点93.3.3 同步带传动的主要失效形式93.3.4 同步带传动的设计准则113.3.5 同步带分类113.4 同步带传动计算123.4.1 同步带计算选型123.4.2 同步带的设计153.5 切割主轴的设计153.5.1 确定切割主轴最小直径153.5.2 求轴上的载荷163.5.3 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度173.5.4 精确校核轴的疲劳强度184 切割主轴传动轴部分及其设计计算214.1 切割主轴传动轴所需标准214.1.1 切割主轴的刚度214.1.2 切割主轴的耐磨性224.1.3 切割主轴的旋转精度224.1.4 切割主轴的抗震能力224.1.5 切割主轴的热变形224.2 切割主轴传动轴部分的分布224.3 切割主轴传动轴形状的选择244.4 切割主轴传动轴的热处理244.5 切割主轴传动轴的设计标准244.6 切割主轴传动轴上轴承的挑选244.7 切割主轴传动轴上轴承的校对计算264.8 切割主轴传动轴外部伸长量274.9 切割主轴传动轴的校核274.9.1 受力作用的转换274.9.2切割主轴传动轴的挠度284.9.3 切割主轴传动轴的倾角294.10 切割主轴传动轴结构图294.11 切割主轴机构其它部件304.11.1 调整垫圈304.11.2 圆螺母30结论31致 谢32参考文献331 绪论1 绪论1.1大白菜收获机装置(机械)的应用及适用范围长期以来，白菜收获的大部分地区也跟随传统运作模式，劳动强度大，生产效率低的传统方式。随着市场经济的发展，中国的白菜收割机开始注册新设备，白菜收割机快速和方便，传统的加工方法已不能满足市场的需求，市场的需求，所以白菜白菜收割机收割加速设计对刚收获的白菜收获机交货迅速，以收获鉴于白菜收获机市场需求和有效的方法生产效率白菜收获。这部分中国白菜收获机对本文研究，旨在加快新型白菜收割机收割机白菜，过程的白菜收获机的发展，缩短白菜收获产品成型周期，提高效率，降低成本。1.2 大白菜收获机(机械)的国内外发展情况大白菜收获机，在最初的产品，美国在20世纪50年代开发的。那么日本的发展，日本20世纪60年代 - 70年代的经济快速发展，技术性能方面取得了很大的进步。80年代初期，会产生大量的执行和白菜收获的产品。对于方便面生产线，以支持主要用于中日品牌，代表使用。 20世纪90年代，该模型采用大量粒子的循环，这将是一个多种相同的包装机的推导。对高速自动模块化方向发展，创新机电一体化，是应用自动包装粉末。高速，节能，全自动化，模块化：白菜今天收割机已与一个非常人性化的海外发展。展望主要从以下几个点，在国内外白菜收获季节形势的发展：(l)不断扩大其通用能力，以满足多种属性粉料的包装，以满足该粉末包装的各种性能，不断地扩大其通用性的能力。（2）自动由多个先前存储的伺服电机控制程序的电脑控制系统的快速，分别与致动器的驱动。（3）调整参数和设置，用于进行与操作参数相关联的适当调整主操作构件（袋供应等，密封，以形成一个牵引力），以适应不同类型和包装，尺寸的大小它可以是一个范围很广。（4）采用模块化设计，饮食，牵引，密封件等主要部件的设计，以满足相对独立的横向和纵向组合包装机的组合，它可以自由配置组合你。德国，美国，日本，意大利是世界大国的白菜收获机。收获机设计白菜，制造，工艺，性能的其他方面的领导者。德国白菜收获，市场调研，根据市场分析，机械设计，目的是，特别是大型企业，是争取客户。 ：为了满足客户的要求，收割机械制造商和德国白菜设计部门，已经采取了一些措施(1)工艺流程自动化程度越来越高，和灵活性，敏捷性设备。使用机器人来执行复杂的动作。在操作中，计算机指令，照相机在由计算机控制的机器人监视授权的信息，来完成，以确保包装质量的必要的操作。 （2）中，为了提高生产效率，降低生产成本，满足生产要求的最大值。饮料，啤酒灌装机械和由一个高速，全自动化，可靠性好，高德白菜收获机械的塑料白菜已知收获机。填充饮料，在12万瓶/小时，然后加速到白菜收获袋包装机的速度，以900袋在向上/分钟。（3）做好收获机及机械产品的白菜整合。包装直接生产的要求后，众多的产品，提高生产效率。如德国生产的巧克力的制造和包装设备的，由系统控制执行。两者一体化，关键是产能来解决彼此的良好匹配。（4）以适应产品的产量的变化，并具有良好的柔韧性和灵活性。在激烈的市场竞争中，产品的交换循环将会缩短。即使在本季度的变化变化，如在三年化妆品制造，生产大，因此，如果您需要白菜收获机，具有良好的柔韧性，灵活使生活的白菜收获机性，比产品的生命周期大得多，满足经济要求。（5）计算机仿真设计技术的传播。在新产品开发的步伐不断加快，德国白菜量大面广的收获机械设计，以减少白菜收获机械的开发设计周期，您可以使用计算机仿真设计技术.白菜收获机的设计，不仅没有必要关注其能力和效率，我们将专注于经济。对于费用的只有6到8，另一种是运行成本，即所谓的完全机械上更重要的是本身成本设备的经济性，操作成本，而不是设备的折旧。白菜机械行业的收获，它开始于20世纪80年代末到20世纪70年代和90年代快速发展。机械工业，它生产的，还是品种，显着的成绩，以提供强有力的保证，你是否有中国包装行业的快速发展，已成为10个重点产业之一。目前，中国已成为白菜收割机工业生产世界作为耗电之一。 白菜收获机作为产品并不意味着材料，这意味着不仅产品本身的产品形态，包括隐形的产品和延伸产品3层意思。泡沫产品是一个具体形式和食品机械本身的基本功能，隐身产品装置也可以提供给本机，延伸产物的一个用户的食物产品的实际用处，保证使用指导并指售后服务，食品机械的质量。市场调研，概要设计，结构设计，建筑设计，S手册和服务计划，如：那么，设计应包括食品机械。 白菜收获机的设计类别如下。测绘仿制设计，设计开发，改进设计，该系列的设计。啤酒灌装生产线，并从48,60,90-120灌装机例如1.640000瓶/小时的生产能力，填充属于该系列的设计台的阀数量。 高速运转的食品机械，尤其是先进的机型，主要测绘，仿制海外类似的模式，请做一部分，国内设计的串行设计。其主要原因是：（1）大部分的设计师，在这样的高速运动的设计理论和方法等，也是动态的条件下机构的其他高速精密分析，其实白菜收获发行先进的设计技术，模拟不具有主站无法得到解决。 （2）生产和学习，实际设计中，使用缺乏及时的技术人员培训，研究和充分的理论研究成果紧密及时的设计;（3）行业在整个宏观调控心血不足，资源的优势，不能得到合理设置和调整。在设计领域白菜丰收，技术是大多数设计师还是之前的设计如下。 （1）根据本设计工作找到原型和相同的模式，（2）参照原型是开发性能指标和技术的范围;（3）设计的电路图，传输系统的图，重点份时，（4）设计（5）的设计和程序循环装配图的组件的视图的动作;（6）设计组件图，装配图，组件图。 （7）主（8）控制蓝图，施工等，主要成分的强度，刚性检查的一部分。那么，国内的一些高校和设计软件，常用于食品机械机制的有限元分析和优化设计使用，凸轮连杆机构已开发的CAD / CAM软件，但我还是能够满足的凸轮连杆机构的企业能力独立设计，其实是中国的白菜收获机设计中的应用并不广泛。 新卷心菜收割机，在许多情况下，机械和电气和气动设备。伺服电机驱动器和其他分离技术，采用气动执行机构，充分利用信息化产品全面的最新成果，非常，非常的结构大大简化了整体提高了精度和工作速度的传输它是可以缩短链。一个重要的技术是使用同步电动机驱动控制技术的倍数。事实上，一些设计师这项技术的，不明白这个趋势白菜收获，它不是很难把握。前者，学习阶段，因为它是模仿白菜收获的设计，现在，我们需要有创新的设计感。当年产值已开始只是轻微7,8000元，近期的食品行业技术和机械在中国取得的成就，只有各种产品100余种，在70年代末启动每一年，这一点很重要一些，技术水平也有更多的低。在20世纪中期到80年代，20世纪中期，10年以上的时间，由1999年的白菜收获底胶的快速发展，并获得20的年增长速度30，多达40余种，1700超过种子品种，如这样的液体塑料，2000年产值和技术水平的新水平30十亿人民币，又开始了大规模，自动化的趋势，传动复杂，高科技设备也开始出现，一套完整的很多白菜收获机设备的灌装机，就开始出口。1.3 本课题研究的内容及方法1.3.1 主要的研究内容知识与现在白菜收获机的设计理论相关，在国内外，考虑到白菜收获机的结构特点，大量的信息和基于文档的为了推广使用某些功能和工作任务白菜收获分析目的和所确定的生产过程中使用的大型的白菜收获机的自动化。为了实现这些目标，研究论文是如下进行1.根据现场操作要求和白菜收割机环境本身的结构特点，白菜收获，我们可以确定的整体设计。2卷心菜收割机，以确定模型的初步静态分析的性能参数，然后根据实际情况选择电动机。3.从所要功能的实现出发，完成每个白菜收获机械零件的结构设计。4完成了强度和刚性检查的主要部件。1.3.2 设计要求1 根据所要实现的功能，提出大白菜收获机的整体设计方案；2 完成大白菜收获机结构的详细设计；3 通过相关设计计算，完成电机选型；4 完成大白菜收获机结构造型；绘制大白菜收获机结构总装配图、主要零件图。312 总体方案设计2 总体方案机构设计2.1 设计内容及要求（1）完成大白菜收获机的总体设计（2）完成此设备的结构设计及相关计算，绘制其装配图与零件图，图纸量符合第2项要求，编制使用说明书；（3）撰写电子、纸质设计计算说明书（4）综合运用所学专业知识、参考相关资料，按时独立保质保量完成毕业设计课题。最终成果要求：（1）工程图：规范的装配图1张（0或1号图纸），主要零件的零件图2至3张（图幅自定），图纸工作量大于7张；（2）电子、纸质设计说明书1份（大于30页）；（3）文献综述1份；（4）刻录光盘1张（内容：题目审核表、文献综述、设计说明书、工程图）2.2 设计方案整机采用通过人推动的方式前进，这样可以简化机器结构，降低生产成本。图2-1 方案图大白菜收获机的产品零件问题，收获之多，你需要考虑到转换必须设计，如果可能有一定的通用性可能白菜。为了满足这些要求，不同的形状，以适应元件的尺寸可以进行模块结构扩大使用的发动机，各种部件和配件的快速交换。切割部分采用的是电机带动带传动进行设计，具体见后面章节截图：图2-2 切割部分3 大白菜收获机主要零部件设计3 大白菜收获机主要零部件设计3.1 电机的选型参考市场上同类产品，考虑到本机器体积小，功率消耗不大。只是旋转运动。用于一般场合和无特殊要求12V36AH的电瓶带动12V 100W的电机采用蓄电池装置，方便携带。3.2 刀及刀盘的设计设计刀的参数如下： 刀采用弯曲型，半径140mm，刀厚2.5mm，刀宽20mm，材料为65Mn,调质处理，刃口淬火，硬度为HRC62-65。图3-1刀盘65MN钢的强度，硬度，弹性和淬透性的前65钢，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有一种倾向开裂。可加工性退火可能还是冷变形塑性低，焊接性差。因此，刀片左均匀这里安排了3螺纹孔，因为没有与螺栓切割的连接选择直接焊接到叶片上的叶片。因为装固定切刀通过键的方式，这取决于连接部为20mm的直径，指的是平键BH =6毫米6毫米（GB1096-79），平键长度为12毫米手动部，键槽与键槽铣削14毫米长度，以便确保小齿轮和具有良好的轴，与小齿轮和轴被选择为最H7 / N6，于是，如此选择的盘环40毫米直径的外径为10毫米的内径，厚度的轮毂6毫米的毂的长度为16毫米的孔，通过平键和套轴夹紧，切割在轴的轴端环，确保只在轴环磁盘无压力紧靠轴，轴环用螺钉和六角螺母的端面和切割固定轴的轴线有一个螺母，不仅用于轴的轴承上，叶片和其它部件轴向锁定位置同时也保护轴螺纹，防止湿气进入其中。3.3 同步带的概述及计算3.3.1 同步带介绍同步带是的皮带传动，链传动和齿轮传动的优点相结合开发了一种新的塑料带。它由一个工作表面和齿轮啮合的带在铸驱动齿形食道，这是高拉伸强度，低伸长率纤维材料或金属材料的强层，使得在传输过程中的频带，一天的长度保持不变，皮带和皮带轮传动的过程之间幻灯片，离开大殿，从动车轮打滑是一步驱动器之间没有什么区别。皮带传动（见图3-2），功率轴的准确率小，结构紧凑，耐油，耐磨，良好的抗老化性能，整体温度-20-80，V165/ S，P 300千瓦，I 10，用于同步传输的要求，也可以为低齿轮。图3-2 同步带传动通过环形皮带齿间距带的内周面上的带驱动器，并与相应的轮子形成。它结合了皮带传动，链传动和齿轮驱动自己的优势。旋转和肺泡齿轮啮合，以提供电力。皮带传动具有准确的传动比，牵引比不变，传动平稳，吸收振动，噪声，传动比范围大，一般可达01:10。允许高达50M / S，从几瓦的功率传输到几百千瓦线速度。传动效率高，一般可达98以上，体积小巧，适合多轴传动，不需润滑，无污染，因此可以允许工作没有污染和恶劣的工作环境，更多的地方低。该产品广泛应用于各种纺织，机床，烟草，通讯电缆，轻工，化工，冶金，仪器仪表，食品，矿山，石油，汽车和机械传动等行业。皮带使用时，只需推动转变观念皮带传动摩擦，扩大皮带传动的范围内，这使得它与研究的一个相对独立的对象的新方式传动带，开辟了皮带传动的发展。3.3.2 同步带的特点（1），精确的传送没有滑动动作，具有恒定的传动比;（2），传动平稳，缓冲，减震能力，噪音低;（3），传动效率高，和0.98，节能效果明显;（4）维护方便，不需润滑，维修率低;（5），比例范围，通常高达10个，生产线速度高达50米/秒，与大范围的发送功率的，高达几瓦到几百千瓦;（6），可用于长距离传输，可达10m或更多的中心的距离。3.3.3 同步带传动的主要失效形式在带驱动器常见的故障模式被概括如下：（1）骨折的表演失败绳带在操作过程中脊髓损伤断裂背带是一种常见的故障模式。故障是在功率传输，在过大的张力的载体绳索的过程中的条带，使主机拉动绳子。还主动渔轮直径当选过小，受携带绳索弯曲进出发呆更经常的疲劳应力，而且会产生弯曲疲劳断裂（见图3-3）。图3-3 同步带承载绳断裂损坏（2）爬上带齿和齿跳基于齿形带爬升和跳跃现象牙齿分析，一个阳台和登山齿几何学和力学是由于两个因素造成的。因此，为避免跳跃和攀爬的牙齿，使用以下步骤：1，操作控制传递环形带，小于或等于所述轮胎模型的承诺是由圆周力来确定。如图2所示，皮带和皮带轮之间的控制音调差，它是间距误差的允许范围内。3，偏置电压的与正确安装开口的增加。所以容易打滑的锯齿状牙齿插槽。4，提高了带的基材的硬度，从而使带的弹性变形可减小齿跳现象。（3）带齿的剪切定时与牙齿接合动力传递过程中，剪切力和压缩应力锯齿状表面裂纹裂纹此逐渐扩大到齿的根部和沿着支承表面延伸构件，并且直到整个带基质脱离，这是切断齿形皮带（见图3-4）。由此齿形粗切原因如下：如图1所示，皮带和皮带轮需要较大的音程差，从而使齿轮不能完全穿透肺泡，从而不完全耦合状态，从而带齿太沉重一个较小的接触面积，从而导致应力集中，并因此对于轮胎齿剪切破坏。2，在牙齿周围的区域齿的皮带和皮带轮数太小，啮合齿暴露在过度的负荷，并产生剪切力。3，带强度差异的基础材料。降低带齿切割，必须严格控制皮带和皮带轮之间的间距误差，锯齿的齿可以正确接合，其次，我们需要使牙齿的该区域的数目的皮带和皮带轮齿6，并选择具有材料高强度并没有减少硬挤出作为基材胶带。图3-4 带齿的剪切破坏 (4)、带齿的磨损穿带齿（见图3-5）由齿面和顶带齿的损失，由于角轮廓和齿的下部。导致过度磨损是紧张的牙齿和齿啮合鑫之间的干扰。应力在安装带时也应减少在牙齿上，合理调整的磨损，随着齿轮齿设计，使用较大的切口尖端半径，以减小啮合齿和挤压刮削器，还带材料的耐久性绝提高。图3-5 带齿磨损(5)、同步带带背的龟裂(图3-6)带在一段时间的操作，有时与烘烤产生龟裂的现象，这使得皮带断裂。同步带回生产破解原因1，引起基材老化;2，用于下一较低温度，支撑带基体的裂缝的长期工作。图3-6 同步带带背龟裂一种方法是，以防止裂缝是与材料的基体材料，冷，耐热性和耐老化性能表示的材料，除提高到工作频带在低温和高温下要避免。3.3.4 同步带传动的设计准则据同步带失效模式分析，我们可以看到作为一个皮带和皮带轮材料具有高机械性能，生产和合理的，与车轮的大小，安装和调试，严格控制是否正确，很多故障模式将被避免。因此，一般情况下，在未来三年的正时皮带传动的主要故障状态;（1）中减去账面绳带疲劳;（2皮带打滑，跳齿;（3）同步带磨损牙齿。因此，皮带传动带的情况下滑动怀高抗拉强度，希望确保电缆未减去。此外，在灰尘，杂质工作来处理牙齿磨损计算。3.3.5 同步带分类梯形皮带齿和齿弧齿分成两类，有三个圆弧齿系列：圆弧齿（H系列又称HTD带），扁平圆弧齿（S系列，也称为STPD带），和抛物线形凹顶齿（R系列）。梯形带梯形齿同步带分单面和双面齿齿两种，所谓的单面和双面胶带。双面胶带和压力在齿（代码DA）的对称布置并交错齿（代码DB。梯形齿带两种尺寸系统：变桨系统和模块化系统。中国利用变桨系统，并制定了相应的皮带传动标准GB / T 361 1111362-1989和GB / T 11616-1989 ISO 5296。圆弧齿形同步带拱形齿同步带，除了弧形齿，结构和梯形齿同步带基本相同，与螺距先前，其齿的高度，厚度和齿根圆角半径比梯形齿大。负荷下齿后，将应力分布是良好的，柔软的齿根应力集中，提高了齿的承载能力。因此，可以再到在啮合齿出现圆弧齿同步带功率梯形齿同步带传输和中断。圆弧齿同步带耐磨损，低噪音运行，无需润滑，织物能在恶劣的环境下使用。它已被用于在食品工业，汽车，纺织，制药，印刷纸的大型。3.4 同步带传动计算3.4.1 同步带计算选型设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下：式中需要传递的名义功率工作情况系数，按表3-1工作情况系数选取=1.7；表3-1 工作情况系数1） 确定带的型号和节距 可根据同步带传动的设计功率Pd和小带锯转速n1，由同步带选型图中来确定所需采用的带的型号和节距。 其中Pd=0.63kw，n1=56rpm。查表3-22表3-2 同步带的型号和节距选同步带的型号为H：，节距为：Pb=8.00mm1） 选择小带锯齿数z1，z2 可根据同步带的最小许用齿数确定。查表3-3-3得。 查得小带锯最小齿数14。实际齿数应该大于这个数据初步取值z1=34故大带锯齿数为：z2=iz1=1z1=34。 故z1=34，z2=34。 确定带锯的节圆直径d1，d2小带锯节圆直径d1=Pbz1/=8.0034/3.1486.53mm大带锯节圆直径d2=Pbz2/=8.0034/3.1486.53mm 验证带速v 由公式v=d1n1/60000计算得， svmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4查得。a) 确定带长和中心矩根据机械设计基础得 所以有：现在选取轴间间距为取224mm10、同步带带长及其齿数确定=() = =719.7mm11、带锯啮合齿数计算有在本次设计中传动比为1，所以啮合齿数为带锯齿数的一半，即=17。12、基本额定功率的计算查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表3-3可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步带的基准额定功率为=0.21KW表3-3 基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量13、计算作用在轴上力=71.6N3.4.2 同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表3-4。带的图形如图3-7。表3-4 同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H840。6.124.31.021.02图3-7 同步带3.5 切割主轴的设计3.5.1 确定切割主轴最小直径（1）先按课本式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理。根据课本，取，于是得11210.23根据切削切肉设备主轴的设计相关知识，前面章节已经做了说明，在此不具体说明，拟定轴的结构如下图，图3-8 切削主轴的结构图轴的受力情况如下图：图3-9 切削主轴的受力图3.5.2 求轴上的载荷从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。计算步骤如下：4 966.34 N3 960.59 N2 676.96 N3 356.64-2 676.96679.68 N4 966.3457.1283 578.014 2 676.9657.1152 854.416 679.6871.6486 65.09 322 150.53 287 723.45 表3-5 轴设计受力参数 载 荷Z轴面H垂直面V支反力4 966.34 N，3 960.59 N2 676.96 N，679.68 N弯矩M283 578.014 152 854.416 486 65.09 总弯矩322 150.53 ,287 723.45扭矩T1 410 990 3.5.3 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据课本式(15-5)及表7.2中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6，轴的计算应力 MPa12.4 MPa前已选轴材料为45钢，调质处理，查课本表15-1得60MP。因此 ，故此轴安全。3.5.4 精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面截面A,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重，从受载来看，截面C上的应力最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但是截面不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面C上虽然应力最大，但是应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大,故截面C也不必校核，截面和显然更不必要校核。由课本第3章的附录可知，键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而，该轴只需校核截面左右两侧即可。（2）截面左侧抗弯截面系数 W0.10.161 412.5 抗扭截面系数 0.20.2122 825 截面的右侧的弯矩M为 90 834.04 截面上的扭矩为 1 410 990 截面上的弯曲应力1.48 MPa截面上的扭转切应力 11.49 MPa轴的材料为45钢，调质处理。由课本表15-1查得 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按课本附表3-2查取。因，经插值后查得1.9，1.29又由课本附图3-1可得轴的材料的敏性系数为，0.88故有效应力集中系数按式(课本附表3-4）为1.756由课本附图3-2的尺寸系数；由课本附图3-3的扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由课本附图3-4得表面质量系数为轴为经表面强化处理，即，则按课本式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为又由课本及3-2得碳钢的特性系数，取，取于是，计算安全系数值，按课本式（15-6）(15-8)则得S65.66S16.9216.38S1.5 故可知其安全。1. 截面右侧抗弯截面系数 W0.10.172 900 抗扭截面系数 0.20.2145 800 截面的右侧的弯矩M为 90 834.04 截面上的扭矩为 1 410 990 截面上的弯曲应力1.25 MPa截面上的扭转切应力 9.68 MPa过盈配合处的，由课本附表3-8用插值法求出，并取0.8，于是得3.24 0.83.242.59轴按磨削加工，由课本附图3-4得表面质量系数为轴为经表面强化处理，即，则按课本式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为3.332.68又由课本及3-2得碳钢的特性系数，取，取于是，计算安全系数值，按课本式（15-6）(15-8)则得S66.07S16.9211.73S1.5 故该轴的截面右侧的强度也是足够的。本轴因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，低速轴的设计计算即告结束。4 切割主轴传动轴部分及其设计计算4 切割主轴传动轴部分及其设计计算 切割主轴的传动轴部分是大白菜收获机设计中的一项关键部分，这是由于切割部主轴在实际的加工中生产中，其效率高低和性能优劣在很大程度上都是由切割部主轴的传动轴部分影响和决定的。在实际设计中，切割主轴传动轴作为切割主轴机构的重要部分，其主要作用就是通过传递载荷和力矩，从而带动切割主轴上的砂轮进行工作运转，来对工件进行磨削加工。 切割主轴传动轴和日常中的普通轴之间，既有共同之处，即都是作为载荷的传动装置，都要在一定的环境下才能稳定持续的运转；同时其也有自己的特别之处，如其能不依靠其他装置，自己就可以在比较大的载荷作用下工作，同时其还要带动砂轮运转来进行对工件的磨削加工，所以在对其进行设计和加工中，我们需要考虑更多的相关参数和技术要求。4.1 切割主轴传动轴所需标准图4-1 主轴部件应满足的基本要求4.1.1 切割主轴的刚度概念：切割主轴传动轴的刚度是指在其受到外部施加的力或者力矩作用时，其由于内部作用力而排斥抗衡其形状发生变化的一项固有属性。其具体原理图如下所示：图4-2 磨头主轴组件静刚度具体公式为： (N/m) （3.1）在实际的方案规划时，我们应该从全局出发，全面考虑各方面可能对其造成影响之处，以求其能获得更高的刚度属性。4.1.2 切割主轴的耐磨性概念：指其在长时间周期的工作运转中能够保证其内部精度等级仍不变的能力。因此，在实际选配件时，应选取一些具有比较大的硬度的配件，同时，也应努力采取一些比如润滑等相关措施，从而使得其使用周期延长。4.1.3 切割主轴的旋转精度概念：指当切割主轴主轴在人工操作下，或者是在没有工作件时运转，或者是在运转速度很小时，此时切割主轴传动轴的前面以及轴径向的，以及的大小，其原理图如下图所示：图4-3 磨头主轴的旋转误差4.1.4 切割主轴的抗震能力概念：指其排斥受外载荷作用和自身内部结构导致的不稳定震荡，仍能维持恒定工作节奏的本领。由于科技及机械工业的迅猛发展，切割主轴机构对其的要求也会不断增加。4.1.5 切割主轴的热变形概念：指当其在运转时由于进行不同的运动而导致各部分部件间发生相互作用，而导致自身温度变高，以致其结构外貌导致变化。在实际的设计和加工中，应努力采取一些措施来避免此种情况的发生，从而使得切割部主轴机构能够持续稳定地工作运行，加工出符合要求的零件产品。4.2 切割主轴传动轴部分的分布在我们实际对切割主轴传动轴部分的设计过程中，一定要充分考虑到前面提到的几点，再根据实际情况，具体设计切割主轴传动轴的分布。切割部主轴的主轴装置有两种不同的安装设计形式，一种是用左右分布受力，另外一种是除了前面已有的，再加一个中间的受力点，而在实际设计中，还是选择第一种的比较大众化。 在本次的设计中，我所选择的也是第一种的形式。而在具体的切割主轴传动轴设计过程中，需要满足如下一些条件：（1）能够符合切割主轴传动轴内部构造的匹配如果必须使得切割主轴的内部构造比较简洁，而同时需要其在功用方面具有承受比较大的力作用时，我们可以采取在其受力点处安装多个受力配件的方式。而如果是切割主轴装置的内部配件之间距离较小的时候，因为受到其本身构造的影响，我们可以采取让其内部的轴承分布在不同之处。（2）能够符合其加工质量的需要在进行加工安装时，采取不同的安装方式，可能会对最后切割主轴机构的加工质量产生很大的影响，因此在进行安装各部件时，一定要先仔细构思好，选择一个合理的，能够满足加工质量要求的安装方式。（3）能够在较大负荷作用下工作在实际设计中，应根据其装置所要承受的负荷大小来决定其具体选用什么样的配件。而对于在切割主轴装置中的关键部件轴承来说，其选用不同的型号以及数目，会对整个装置的整体受力性能产生很大的影响。表4-1 不同型号轴承的对比基本要求滚动轴承滑动轴承动压轴承静压轴承刚度只和型号有关，预紧后可提高一些随转速和载荷升高二增大与节流形式有关，与载荷转速无关旋转精度精度一般或较差单油楔轴承一般，多油楔较高可很高承载能力一般为恒定值随转速增加而增加，高速时受温升限制与油枪相应压差有关抗振能力不好较好很好速度性能中低速较好中高速较好适应于各种转速摩擦功耗一般较小较小本身较小寿命受疲劳强度限制在不频繁启动时，较大自身无限，但供油系统寿命有限噪声较大无噪声本身没有，泵有噪声（4）能够符合利益最大化的需要在实际设计中，除了要考虑一些技术性的参数外，同时还有一个很重要的考虑点，那就是利益最大化。在进行设计方案中，在能够满足其使用功用的同时，应选取其成本比较低的，从而实现其节约性的要求。4.3 切割主轴传动轴形状的选择 在实际设计中，要确定切割主轴传动轴的具体形状，需要考虑的因素有很多，比如其上所选择的密封设备，轴承等部件的型号，大小，多少等等，另外其工作方式，组合类型等也都要考虑在内。在实际设计中，经常会做成阶梯状的形式。这里我所选择的也同样是把切割主轴装置的传动轴做成阶梯轴，从而达到拆装容易的目的。4.4 切割主轴传动轴的热处理我们知道，金属刚的弹性模量是一个固定值，其与具体的刚是什么类型基本没关系。而刚的材料却在很大程度上由其决定着，所以从实际情况出发，在进行选材时，比较低价的45刚应成为我们的第一之选，同时为了使其具有更高的使用性能，应对其进行相关的热处理工艺。表4-2 使用滚动轴承的45钢主轴热处理等参数工作条件使用机床材料牌号热处理硬度常用代用轻中负载车，钻，铣，磨床主轴4550调质HB220-250轻中负载局部要求高硬度磨床的砂轮轴4550高频淬火HRC52-58轻中负载PV40（Nm/cms）车，钻，铣，磨床的主轴4550淬火回火高频淬火HRC42-50HRC52-584.5 切割主轴传动轴的设计标准在实际过程中，必须对切割主轴传动轴作出一些具体的设计标准。切割主轴传动轴的表面质量对传动轴上各部分配件的运转精度等级作用甚大。传动轴与上面的各部分配件相接触点的表面质量越好，那么相互作用之后的形变量也就越低，所以其加工质量性能也就越好。所以在设计中，必须要保证切割主轴传动轴具有能够满足加工质量要求的设计标准。4.6 切割主轴传动轴上轴承的挑选经过以上对切割主轴传动轴以及其配件的相关分析论证，经过翻阅相关设计参数资料，我们即可确定此处可采用的轴承型号是36206，也就是角接触球轴承，其接触角是15度，但这代号是其以前的名称，现在它的代号为7206C，其具体参数结构如下图所示。图4-4 轴承图图4-5 轴承结构参数及安装尺寸4.7 切割主轴传动轴上轴承的校对计算我们在实际中挑选轴承时，要考虑的因素很多。不但要选取大小合适的，还要能够满足其加载在装置中能够满足加工质量的要求。其选择的正确，则可以使整个装置的性能得到优化，而如果挑选的不合适，那就回影响其本身使用期限甚至整个机构的使用性。所以我们在挑选时，一定要根据实际情况，具体问题具体分析，根据其工作环境，要满足的加工质量要求，拆装方便，以及现有机器的实际情况等，来挑选出最佳的型号。 同时，为了确保轴承能够在工作运行时安全稳定持续，我们还要对其进行相应的校对计算。此处，因为传动机构的实际转速比较大，所以我们可以根据计算基本额定动载荷在挑选及校核其能不能达到使用标准。因为一般是在合理的状态下工作的，所以我们可以选择其标准使用期限为500小时。其计算过程如下： （3.2）上式中，fd冲击载荷因数：1.5；fn速度因数：0.822；P当量动载荷，N ；C基本额定动载荷计算值，N ；fT温度因数：1 ；fm力矩载荷因数，力矩载荷较小时取1.5，较大时取2；CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；fh寿命因数：1；经过翻阅机械设计资料求出，fd=1.5； fm=1.5；fT=1； fh=1；fn=0.822；在这里的切割部主轴机构设计中，我们可以假设其轴承只受到径向的负荷，则其当量动载荷就是： （3.3）经翻阅机械设计书，求出：X=1，且Y=0；所以，N。由以上可得：经过详细的计算论证，这里我们应采用的型号是7206C，其详细的结构数据是：小径d=25mm，外圆直径D=62mm，其kN，而kN，其最大转速是一万转每分钟。同时验算它的额定的静载荷。其额定静载荷的验算方法是： （3.4）其中： 综上所述，这里我所采用的轴承能够满足使用要求。4.8 切割主轴传动轴外部伸长量在实际的设计切割主轴传动轴中，需要使得其在套筒内的前端受力点外有一部分的伸长量，从而将带轮安装在上面实现传动，而这伸长量的大小，对其意义非同寻常。通常是其值越小越好。所以在实际设计中，在能满足要求的情况下，我们务必优先选用较小的伸长量。 经过翻阅相关的机械设计手册，查得在切割部主轴传动轴的设计中，其伸长量与传动轴轴颈处的直径比值在1.25到2.5之间，所以其伸长量的范围就是在37.5mm到75mm之间。这里我所采用的数值是45mm 。4.9 切割主轴传动轴的校核通过实际观察我们发现，切割主轴传动轴在整个切割主轴装置的实际运行中起主要主要作用。因为在机器的正常运行中，传动轴承受很大的负荷，但是其可以接受的形变量却非常小，所以在设计及校核切割主轴传动轴时，主要就是检验其刚度值是否在要求范围之内。而对于切割主轴传动轴的具体刚度值大小，我们不好直接进行测量计算。但是根据其定义我们可知道，如果我们能够求出其挠度和倾角，那么也就能够得出其刚度的情况。4.9.1 受力作用的转换 如果传动轴上是两个受力承受点的，并且其前端部分分布多个受力轴承，那么这种形式我们可将其转换成一头固定，一头受力的形式，转换图如下所示：图4-6 磨头传动轴简化为固定端梁而如果每个受力作用点处的受力轴承只是一个单列或者是双列的结构，那么我们可以把其转换成简支梁的形式，其示意图为以下形式：图4-7 磨头传动轴组件简化为简支梁 根据以上的分析，结合我