木材加工装备课程设计说明书

1、木材加工装备课程设计课 程 设 计木材加工装备课程设计学生姓名：某学生专业班级：木材科学与工程2013级2班指导教师：- 教授学 院：材料学院2015年12月目录目录21绪论21.1木工机床课程设计的目的和内容21.2木工课程设计要求31.3木工机床课程设计的任务31.4木工机床课程设计步骤41.5木工机床课程设计指导52 传动系统的运动设计62.1选择传动方案62.2 进给电机功率的确定62.3 拟定结构式、结构网和转速图92.4确定齿轮齿数102.5 绘制传动系统图113.零件计算123.1普通V带传动计算123.2 传动轴计算133.3 齿轮模数的确定133.4滑移齿轮的尺寸143.5

2、轴承的选择153.6 轴的校核153.7轴承寿命计算183.8链轮的设计183.9 键的选择193.10 螺栓及其相关件的选择204操纵机构方案的设计215 变速箱的润滑与密封236 致谢24参考文献251绪论1.1木工机床课程设计的目的和内容（1）木工机床课程设计目的 木工机床课程设计是木工机床设计课程的一个实践教学环节，其目的在于，通过机床的传动设计，使学生受到方案比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅的综合训练，培养初步具有机床部件的设计能力。（2）木工机床课程设计的内容 包括以下几项：1）传动设计 根据设计题目给定的设计原始数据确定其他有关运动参数，选定各级转速

3、值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮吃书籍带轮直径；绘制传动系统图。2）动力设计 根据设计题目给定的机床类型和电动机功率，确定各传动件的转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装备草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的强度、刚度和寿命。3）结构设计 完成传动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计进给变速箱装备图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、变速机构、操纵机构、箱体、润滑与密封，以及传动轴和滑移齿轮零件等的设计。1.2木工课程设计要求木工机床课程设计的内容体现在设计图纸和设计计算说明说中，因此图纸

4、和说明说的质量应并重。其具体要求如下：（1）进给变速箱部件装备图 它用以表明该部件的结构、机构工作原理，个零件的功用、形状、尺寸、位置、相互连接方法、配合及传动关系等。进给变速箱转配图通常由外观图、展开图和若干横向剖式图等组成。若受学时所限，可以绘制展开图和主要横向剖视图。 在装配图上，零件要标注件号、参数及数量，各轴要标注轴号。展开图上标注各传动轴组件的主要配合尺寸（如轴承、花键等），还要标注一个能影响轴向装备尺寸的轴向尺寸链。横向剖视图应完整表达一个操纵机构，标注啮合齿轮的中心距及公差，标注主要零件轮廓尺寸，定位及联系尺寸等。装配图的方案和结构要合理，图面整洁清晰，尺寸标注正确，符合国家标

5、准。 （2）零件工作图 绘制若干个零件（如传动轴、滑移齿轮等）工作图，应能正确表达零件的结构形状、材料及热处理，尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技术条件等，符合有关标准规定。（3）设计计算说明书 时机计算说明书是对设计部件的性能、主要结构、系统等方面进行分析及理论计算的技术文件，应论证合理，论据充分，计算正确，条例清晰，文句通顺，标点正确，图标清晰，字迹工整；篇幅不少于5000字，一律采用国家法定计量单位，引用参考文献的有关结论及公式与压迫方括号注出。其主要内容：概述（机床的用途、使用范围、主要技术参数及特点等，同类机床对比分析）；运动设计；动力设计（包括零件的初算及验算）；结构设计（主要结构

6、的分析、操纵机构、润滑剂密封方式的说明）；其他（另需说明或论证的 有关问题）。1.3木工机床课程设计的任务1.3.1设计的题目将MB106A进给系统中的无极变速装置该为四级有极变速装置，并进行系统的设计与计算。1.3.2 设计原始数据加工木料最大宽度 600mm加工木料最大厚度 200mm最小刨削长度 290mm最大刨削厚度 5mm刀头切削园直径 128mm刀轴转速 6000r/min刀片数 4片进料辊筒直径 90mm进料速度 732m/min主电机功率 5.5kW加工材种 软、硬杂木木材含水率 10%15%1.3.2课程设计的工作量（1）编写设计计算说明书 a.机床用途说明 b.运动计算拟定

7、结构图，转速图和传动系统图 C.动力计算通过计算，选定进给电机功率和主要零件的尺寸和材料 D.设计方案的分析比较（2）设计图纸 A.绘制进给变速箱体图一张，表明齿轮传动关系，操纵机构的装配关系和工作位置关系 B.绘制主要零件工作图一张 C.绘制传动系统图一张1.3.3课程设计的时间安排木工机床课程设计的时间为1.5-2周（每天8小时）分析题目，并拟定方案 8%初步计算零件 8%初步绘制部件装配图 40%验算主要零件 10%绘制主要零件工作图 10%修订装配图 4%编写说明书 10%考查 10%1.4木工机床课程设计步骤（1）设计准备工作 根据给定的设计题目，应明确设计任务、内容、要求和步骤。拟

8、定工作计划；手机查阅技术资料；对12台同类机床进给传动部件进行分析研究、做到理解、消化并能有所改进，在此基础上进行设计构思。（2）传动设计（3）传动件选择及初算 绘制装配草图之前，需要初步定出各传动件的结构尺寸，如传动轴的直径、齿轮的模数及宽度、v带的型号及根数、摩擦片的尺寸及片数、滚动轴承的类型及配置等。（4）绘制部件的装配草图（5）零件验算 零件在不阿金中的位置和尺寸确定之后，即可分析其受力状态，并进行较为精确的验算，验算指定的零件及其项目，一般可以验算传动轴弯曲刚度及抗振性、花键键侧挤压应力、直齿圆柱齿轮疲劳强度、滚动轴承疲劳寿命等。（6）加深部件装配图 根据验算结果修改草图，进一步完善

9、草图，经审查同意后，按制图标准加深装配图。要先画展开图，后画横向剖视图，必要时还要交叉进行，并按要求完成部件装配图（7）绘制零件图（8）编写设计计算说明书 设计过程中的计算与分析要及时整理，待图纸完成后，要对说明书草稿进行认真修改，抄清完成【8】。1.5木工机床课程设计指导在木工机床课程设计过程中，学生应运用所学知识独立进行工作，指导教师要充分发挥学生的主动性和创造性，要启发学生独立思考，认真主动地查阅文献资料，注意培养学生分析问题和解决问题的能力。同时，教师应认真负责，注意审阅。课程设计要分段进行，审阅后才能转入下阶段的工作。特别注意方案和结构上的原则性问题，要把集中布置和个别指导结合起来，

10、集中布置压迫强调共性问题，如介绍木工机床课程设计的目的、要求、内容及工作量；运动设计步骤；进给变速箱展开图草图、横向剖视图草图绘制，零件验算；进给变速箱装配图加深，零件工作图绘制及设计计算说明书编写，以及布置有关答辩事项等【8】。2 传动系统的运动设计2.1选择传动方案应根据机床的使用要求和结构性能综合考虑，参考同类机床，合理选择传动方案并加以论证，初步拟出传动系统示意图。（1）选择传动布局 选择分离传动式。（2）选择变速方式 有级变速，选用滑移齿轮变速机构。故选择布局方式如图一图2-1 分离传动式布局2.2 进给电机功率的确定根据工作要求运用木材切削原理有关知识进行进给电动机型号选择如下【8

11、】进给速度u=732m/min 进料滚筒直径 90mm动力设计：进给功率1.被加工材料为软木（以松木为例） 式中 其中，当切削厚度e<0.1mm时为薄切削，e0.1mm时为厚切削由最大切削厚度为5mm知其为薄切削与厚切削均要满足。厚切削时，摩擦系数0.250.3 选0.3 摩擦角 取为不同含水率条件下的修正系数，故查表1-3【2】取1修正系数，切削刃的变钝程度用工作时数T 表示由表1-1【2】选由刀轴转速600r/min，刀轴直径128mm知切削速度由表1-2【2】选得切削松木A=0.020 B =0.007 C=0.55 H=0.0022 A=0.074 B=0.020 C=1.9 H

12、=0.42 由刨削厚度知齿距，由故每齿进给量刨削宽度b取600mm（原始数据）薄切削时：厚切削时：A=0.020 B =0.007 C=0.55 H=0.0022 A=0.074 B=0.020 C=1.9 H=0.42 由刨削厚度知齿距，由故每齿进给量刨削宽度b取600mm（原始数据）薄切削时：2 被加工木材为硬木时（桦木）：A=0.028 B =0.0095 C=0.75 H=0.003 A=0.093 B=0.027 C=2.2 H=0.55 由刨削厚度知齿距，由故每齿进给量刨削宽度b取600mm（原始数据）薄切削时：进料速度u=732m/min 进料辊筒直径 90mm硬木：P牵=FX(

13、cos+FySin+(Fy cos- FXSin)=2056.2N软木：P牵=FX(cos+FySin+(Fy cos- FXSin)=921.688N选择利用硬木的牵引力P牵=2056.2N=1.096 N进1.5kW 采用Y系列电动机Y100L-6 电机参数：同步转速n=960r/min，额定功率P0=1.5kW。2.3 拟定结构式、结构网和转速图最小转速: 最大转速：变速范围：公 比： 取=1。58选取转速：25 40 63 100结构式： 4=21×22 4=22×24 4=41×14 4=11×44由降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转速

14、分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”， 选择：结构式为：6=31×23结构网和转速图依次分别如下【1】图2-2 结构网图2-3 转速图2.4确定齿轮齿数根据转速分布图进行计算各传动副齿轮的齿数A组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1【1】得表1 A组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数702743702050B组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1【1】得表2 B组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数7027437014562.5 绘制传动系统图 3.零件计算3.1普通V带传动计算1 功率的确定与带型的选择 Pd=1.1P进=1.65kW 转速960r/min 根据图确定为A型v带2

15、选取基准直径及实际传动比 由表2-4【4】取=100mm , d2=d1 *n1/n2=100*940/630=149mm 取=150mm实际传动比 i =d2d1=150/100=1.53 验算带速4.92m/s 5m/s在525 m/s范围内，带速符合。4 确定中心距a和带的基准长度：初选中心距 即 175 a0 500 取=300mm 将相关数据代入得Ld0=994mm由表2-2【4】知：取990mm 由式2.24【4】得实际中心距 298mm小于700mm,中心距满足要求。验算小带轮包角 ×57.3°=170.4°> 120°包角合格5 确

16、定带的根数Z 查表2-5【4】查知1.50kW 由表2-7【4】查知0.10kW 由表2-9【4】查知0.98 由表2-2【4】查知=0.89 ZpA/(p0+p0)kkl=1.18 取z=26 带轮结构设计 由表2-3【4】得 带轮宽度B=(z-1)e+2f=(2-1)×15+2×10=35mm 外径 da=d+ha=156mm 其他结构尺寸的确定参见机械零件设计手册。3.2 传动轴计算直齿轮传动效率为0.97，轴承传动效率为0.99，V带传动效率为0.96(1)各轴的传递功率轴：P1=P=1.5×0.96 =1.44 kW轴：P2=P112=1.44×

17、;0.99×0.97=1.38 kW 轴：P3=P223=1.38×0.99×0.97=1.32 kW(2)初估轴径 轴1，轴3 的材料均采用45钢 正火处理，轴2采用40cr调制处理。1轴: dC 3P1n1 查表的C=110，d14.49mm由于1轴端部的键槽 d值增大5% d1=15.21mm 取整d1=19mm 2轴: dC 3P2n2 查表取C=100，d15.11mm 由于2轴有花键轴，d值减少7% d2=14.05 取d2=25mm 3轴: c取110 dC 3P3n3 d319.15mm 由于3轴有键槽，d值增加百分之5% d3=20.11 取d3

18、=21mm3.3 齿轮模数的确定公式与1 齿轮模数的估算：齿数比 Z2Z1 齿宽系数m=bm齿轮传动的名义功率 P=P齿宽系数 K=1许用接触应力 ，许用齿根应力 ，Nc=630r/min则mh1 mh3 综上计算取 （2）传动组b类同传动组a： nc=277r/min 综上计算取 齿轮校核（30的一对）3.4滑移齿轮的尺寸（1） 二联齿轮：A组总长L=2b+2k+b1+bk=2*3*7+2*3+12+6=66mm拨叉槽高度h=b1/2=6换位用拨叉槽的宽度 取拨叉槽边到齿轮端面的距离 B组： L=2b+2k+b1+bk=2*4.5*7+2*3+12+6=87mm拨齿槽高度h=b1/2=6换位

19、用拨叉槽的宽度 取拨叉槽边到齿轮端面的距离 两个滑移齿轮具体如下：3.5 轴承的选择 轴【5】：滚动轴承 6006 GB/T 276-1994 轴【5】：滚动轴承 6004 GB/T276-1994 轴【5】：滚动轴承 6006 GB/T276-19943.6 轴的校核轴轴受力复杂，故对轴进行校核【6】轴对轴的作用力：取50:20传动副，d=3*2060，n=630r/min圆周力径向力轴对轴的作用力：取出14:56齿轮传动副，d=4.5*14=63mm，n=400r/min圆周力径向力设定轴顺时针，则轴逆时针，轴顺时针。图3-1受力分析 AB=138.5 BC=76 CD=158.5 AC=

20、214.5 BD=234.5 AD=373计算支反力（1） 水平面MA=0,RHD=Fr1×AB-Ft2×ACAD=264.832×138.5-1098.25×214.5373=-533.23NMB=0,RHA=Ft2×CD-Fr1×BDAD=1098.25×158.5-264.832×234.5373=300.186N（2） 垂直面MA=0,RVD=-Ft1×AB+Fr2×ACAD=-727.619×138.5+399.73×214.5373=-40.303NMB=0,RV

21、A=Fr2×CD-Ft1×BDAD=399.73×158.5-727.619×234.5373=-287.586N（3） 弯矩图B的合成弯矩:MHB=RHA×AB=300.186×138.5=41575.761N·mmMVB=-RVA×AB=287.586×138.5=39830.661N·mmMB=MHB2+MVB2=57576.258N·mmC的合成弯矩:MHc=RHA×AC-Fr1×BC=300.186×214.5-264.832×76=4

22、4262.665N·mmMVC=-RVA×AC-Ft1×BC=287.586×214.5-727.619×76=6388.153N·mmMC=MHC2+MVC2=44721.27N·mm弯矩图： 扭矩图： （4） 按当量弯矩校核轴强度脉动循环，=0.6MBe=MB2+(T2)2=60875.439NMCe=MC2+(T2)2=48895.660NdB3MBe0.1-1w=20.56 mmdC3MCe0.1-1w=19.11 mm强度符合要求3.7轴承寿命计算 校核轴的轴承60041) 计算当量载荷P1=P2=Ft2+Fr22

23、=169.38N 2) 轴的实际寿命轴承基本额定动载荷：9.38KN温度系数：ft=1.0载荷系数：fp=1.5寿命系数：球轴承=3轴承实际寿命：L10h=10660n(ftCfpP)=2.1×106h满足要求3.8链轮的设计（1） 确定计算功率查表3-6【4】取工况系数, 可得（2） 选择链轮齿数1） 根据传动比i = 2.5查表3-6【4】得，取2） 大链轮齿数 ,取（奇数）3） 实际传动比 4） 验算传动比 =1.2%<5% 合格（3） 初定中心距 取（4） 确定链节数 取偶数Lp=114（5） 计算额定功率1） 采用单排链，查3-4 表2） 小链轮齿数系数 (查表3-5

24、【4】)3） 链长系数 (按图3.13【4】曲线1查找)4） 计算额定功率 （6） 确定链条节距由和，查图3.12【4】，选单排08A滚子链，油表3-1【4】查得，链节距p=12.7mm。（7） 验算链速 合格（8） 计算实际中心距 （9） 确定链条长度 （10） 润滑方式 选用人工定期润滑（11） 结构设计 小链轮直径3.9 键的选择轴采用普通平键连接：普通A型平键b=8mm、h=7mm、L=20mm 普通A型平键b=8mm、h=7mm、L=20mm 普通A型平键b=8mm、h=7mm、L=29mm 普通A型平键b=8mm、h=7mm、L=29mm3.10 螺栓及其相关件的选择地脚螺钉：M1

25、6、轴承旁连接螺栓：M12、轴承盖连接螺栓：M84操纵机构方案的设计选择单独操纵机构，摆动式操纵机构原理图如图【8】 图4-1摆动式操纵原理图1. 两联滑移齿轮操纵机构设计(1) L1=71mm考虑结构形状，滑块高度h=15mm 取 取A1=75mm则得 R=A+a=79.2mm 可得<60o所以满足条件。【8】(2) L2=91mm滑块高度h=20mm 取 取A2=95mm则得 R=A+a=95.4mm 可得<60o所以满足条件。【8】5 变速箱的润滑与密封（1）润滑润滑对机械设备的正常运转起着重要的作用，其作用为：控制摩擦、减少磨损、降低温度、防止腐蚀、保护金属表面、密封作用、

26、减震防噪等。1轴承润滑该装置轴承转速较低，采用脂润滑，选用ZCN-2，滴点135。2齿轮润滑据齿轮圆周速度可选择油浴润滑。采用30号油，凝点不高于-10.3链轮润滑根据链轮转速和链节距决定，使用120号工业齿轮油，用油刷或油壶定期润滑。（2）密封为防止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止灰尘、水分进入润滑部位必须设有密封装置。密封不仅能大量节约润滑剂，保证机器正常工作，提高机器寿命，而且改善工作环境，对工人健康有利。箱体上下接合面处采用密封胶，密封效果好，其他结合面处可加垫片以消除间隙起到密封作用。轴承盖处密封采用毡圈密封。6 致谢我们在花老师的指导下用了三周时间完成了机械课程设计的全部内容，在这次设计中，我们不仅学会设计了MB106A的进给机构改进变速装置的设计，最大的收货是，我们学会怎么去更好的设计，怎么去选择最优方案，怎么解决问题。在方案设计和比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅的综合训