機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-紅棗切片機(jī)的設(shè)計(jì)（全套圖紙）

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1、塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 紅棗切片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 8031212410 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16-4 指導(dǎo)老師 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制  目 錄 1緒 論 2 1.1 選題的背景和目的

2、2 1.2 圓盤式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法 3 2.紅棗切片機(jī)的研制方案 3 2.1紅棗切片機(jī)機(jī)的要求 3 2.2系統(tǒng)方案原理圖 4 3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 4 3.1傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 4 3.2傳送部分的設(shè)計(jì) 8 3.3機(jī)殼設(shè)計(jì) 9 4各部分結(jié)構(gòu)的校核與計(jì)算 10 4.1軸承的校核 10 4.2鍵的校核 11 4.3軸的計(jì)算校核 12 總 結(jié) 15 致 謝 16 參考文獻(xiàn) 17 全套圖紙，加153893706 1緒 論 1.1 選題的背景和目的 剪切機(jī)有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪

3、用于剪切板材，而圓盤剪廣泛用于縱向剪切厚度小于20~30毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤式飛剪。 圓盤式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動(dòng)鋼板和帶鋼。圓盤式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動(dòng)著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。 剪切板邊的圓盤剪，每個(gè)圓盤刀片均以懸臂的形式固定在單獨(dú)傳動(dòng)的軸上，刀片的數(shù)目為兩對(duì)。這種圓盤剪用于厚板精整加工線。板卷的橫切機(jī)組和連續(xù)酸洗機(jī)組等作業(yè)線。剪切帶鋼的圓盤剪用于板卷的縱切機(jī)組，連續(xù)退火和渡鋅機(jī)組等作業(yè)線上。將板卷切成窄帶鋼，作為焊管坯料和

4、車圈的坯料等。這種圓盤剪的刀片數(shù)目是多對(duì)的，一般刀片都固定在兩根公用的運(yùn)動(dòng)軸上，也有少數(shù)的圓盤刀片是固定在獨(dú)立的傳動(dòng)軸上的。 這次選圓盤式剪切機(jī)作為設(shè)計(jì)題目是在對(duì)1700橫切機(jī)組的調(diào)研的背景下進(jìn)行的。1700橫切機(jī)組使用多年，其中圓盤剪使用過程中存在一些問題。該廠對(duì)該剪切機(jī)也進(jìn)行了多次改造。圓盤剪使用過程中傳動(dòng)系統(tǒng)精度底，徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片側(cè)向調(diào)整精度低，迫切要求更新和改造設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)的目的就是通過設(shè)計(jì)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)，特別是各個(gè)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)過程掌握?qǐng)A盤剪單體機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，使所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來，提高設(shè)計(jì)能力，獨(dú)立分析能力和繪圖技術(shù)，

5、進(jìn)行規(guī)范化的的訓(xùn)練為今后的工作打下有力的基礎(chǔ)。 1.2 圓盤式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 剪切機(jī)有下列幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成：刀盤旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀盤徑向調(diào)整和刀片的側(cè)向調(diào)整，剪切寬度的調(diào)整等。剪切寬度的調(diào)整實(shí)際上就是對(duì)機(jī)架的距離調(diào)整。 早期圓盤式剪切機(jī)速度較低，圓盤式剪切機(jī)刀片旋轉(zhuǎn)是用電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)，以及和萬向連接軸來實(shí)現(xiàn)的。刀盤徑向間隙調(diào)整用電機(jī)通過蝸桿蝸輪傳動(dòng)是偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。而刀片側(cè)向間隙是 用手動(dòng)通過蝸輪傳動(dòng)使刀片軸軸向移動(dòng)來完成的。 圓盤剪后設(shè)置碎邊剪，將剪切下來的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對(duì)剪下來的薄板邊用卷取機(jī)卷起來，然后停車卸卷。為了使切下來的板邊的鋼板平直，在出

6、圓盤剪時(shí)切邊應(yīng)向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對(duì)下刀片軸移動(dòng)一個(gè)不大的距離或者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來實(shí)現(xiàn)。 分條圓盤剪為了提高工作效率，從而采用了兩套機(jī)架，輪流使用，整體更換使設(shè)備的維修性提高，但投資費(fèi)用大。 1.3 剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法 1、通過靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤剪生產(chǎn)中存在的問題，查閱相關(guān)資料掌握?qǐng)A盤剪的發(fā)展現(xiàn)狀。 2、制定圓盤剪設(shè)計(jì)方案，在認(rèn)真研究，有創(chuàng)新和改進(jìn)，方案合理，并進(jìn)行方案評(píng)述。 3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證機(jī)件強(qiáng)度和剛度，計(jì)算公式采用要有依據(jù)。 4、畫出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計(jì)算機(jī)繪圖。 5、對(duì)設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤(rùn)滑方法。 6、試車方法和

7、維修技術(shù)，保證維修方便。 7、對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)，降低設(shè)計(jì)成本。 2紅棗切片機(jī)的研制方案 2.1紅棗切片機(jī)機(jī)的要求 2.1.1主要技術(shù)參數(shù)要求： 電源：220V 50Hz 功率：370W 工作方式：電動(dòng) 生產(chǎn)能力：100kg/小時(shí)左右 適用紅棗尺寸：長(zhǎng) 30mm 寬 20mm 　外型尺寸：1500×1200×800mm 重量：65kg 2.1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求 (1)提高效率：一臺(tái)設(shè)備的工作效率等同于20個(gè)人工的工作效率； (2)使用安全，維修方便：在整體設(shè)計(jì)中考慮機(jī)器的安裝、調(diào)整和開機(jī)以及設(shè)備的維修、保養(yǎng)和維護(hù)，使零部件更換方便，盡量做到通用化、標(biāo)準(zhǔn)化

8、； (3)降低成本：為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，要求設(shè)備精度和自動(dòng)化程度高，但設(shè)備的售價(jià)也相應(yīng)提高，因此設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行綜合考慮。 (4)加工質(zhì)量高：確保紅棗被軸向切成圓片狀 2.2系統(tǒng)方案原理圖 2.2.1紅棗切片機(jī)的工作原理 紅棗切片機(jī)通過料斗將紅棗置于槽型傳送帶上，由槽型傳送帶和平板震動(dòng)器的作用下將紅棗均勻整齊排列在輸送帶上，經(jīng)過導(dǎo)料板，將紅棗以統(tǒng)一形態(tài)送至圓盤刀處，經(jīng)過圓盤刀和橡膠輥的作用達(dá)到切片的目的。 2.2.2系統(tǒng)方案構(gòu)成 切片機(jī)主要構(gòu)成,如圖2-1所示： 圖2-1 總體三維圖 1.橡膠輥 2.圓盤切刀 3.傳送帶主動(dòng)輪 4.傳送帶 5.

9、下料滾軸 6.皮帶輪 3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)本課題所選的方案，將該半自動(dòng)旋蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)分為四個(gè)部分：動(dòng)力部分、剪切部分、物料輸送部分和機(jī)殼部分。 3.1傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 3.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率：0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速：1400r/min 。電機(jī)所需功率為P=P/η=1900×1.3/1000×0.759=3.25KW。根據(jù)2.2轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩計(jì)算，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩Td=5.1N?M 各轉(zhuǎn)動(dòng)軸功率P1=0.72KW P2=0.68KW，所以確定Y系列電動(dòng)機(jī)。 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)具有國(guó)際互換性特點(diǎn)其中，Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防

10、止灰塵鐵屑等雜物侵入電電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工作環(huán)境不超過＋40°C相對(duì)濕度不超過95％，海拔不超過1000m，額定電壓220V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上。這里即選用此系列電動(dòng)機(jī)。 查取電動(dòng)機(jī)參數(shù)。比較選擇Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)在2.2節(jié)中求出工作機(jī)至少需要功率3.25kW，在不小于此功率前提下，選取額定功率至少4kW的電動(dòng)機(jī)，有如下備選型號(hào)Y112M-2，Y112M-4，Y132M1-6，Y160M1-8，其中Y112M-2型磁極少體積小，價(jià)格較低，但其轉(zhuǎn)速高會(huì)使傳動(dòng)比增大；Y160M1-8型轉(zhuǎn)速低，磁極多，重量大，成本高，這兩種電動(dòng)機(jī)不宜在此處選用，通過比較選用Y112

11、M-4-B3型電動(dòng)機(jī)。扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：2.2，額定轉(zhuǎn)矩：2.3 3.1.2傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比 3.1.3確定各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 3.1.4轉(zhuǎn)速計(jì)算 小錐齒輪軸轉(zhuǎn)速 大錐齒輪轉(zhuǎn)速 3.1.5轉(zhuǎn)矩計(jì)算 對(duì)電動(dòng)機(jī)軸： 對(duì)各轉(zhuǎn)動(dòng)軸： 功率： 轉(zhuǎn)矩： 3.1.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)確定設(shè)計(jì)功率PC 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13—8查得=1.1 PC=×P （3-5） =1.1×0.3=0.33 kw (2)選取V帶的型

12、號(hào) 根據(jù)PC和n0由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖13-15確定，因工作點(diǎn)處于Z型區(qū)，故選Z型。 (3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑、 ①選擇小帶輪直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-9確定=80mm ②驗(yàn)算帶速V V==5.78m/s （3-6） 在5—25m/s之間，故合乎要求 ③確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表的13-9取=200mm =2.5=200mm ④實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速和實(shí)際傳動(dòng)比i 不計(jì)ε影響，若算得與預(yù)定轉(zhuǎn)速相差5％為允許。 ==2OO/80=2.5(誤差為0) (4)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld ①初定中心

13、a0 本題目沒有給定中心距，初步選定中心距 0.7(dd2+dd1)≤≤2(dd2+dd1) （3-7） 0.7（80+200）≤≤2(80+200) 196≤≤560 取=200mm ②確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Lc按式 ≈2+(+)+ =1051.6㎜ （3-8） ③取標(biāo)準(zhǔn)Ld按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表的13-9取=200mm 表13-2取=1000㎜ ④確定中心距a按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式13-16 =+=225.8㎜ （3-9） 調(diào)整范圍

14、 amax=a+0.03Ld=255.8mm （3-10） amin=a-0.015Ld=210.8mm （3-11） (5)驗(yàn)算包角α α≈180°+×60° （3-12） =152°＞1200 符合要求 (6)確定帶根數(shù)z按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式13-15 Z≥

15、（3-13） 由式13-14單根V帶所能傳遞的功率 =(++ ) （3-14） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-7包角修正系數(shù) =0.92 =(++)=0.62kw （3-15） V帶的根數(shù) Z≥=0.33/0.62=0.53 取Z=1根 (7)確定初拉力F0按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式13-1 F0=500(-1)+q （3-16） =47.55N (

16、8)計(jì)算軸壓力Q 按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式13-1 Q=2F0zsin=95.55Ｎ （3-17） 3.2傳送部分的設(shè)計(jì) 3.2.1傳送帶的機(jī)械結(jié)構(gòu) 工作原理如下：傳送帶采用帶有槽的傳送帶，當(dāng)紅棗置于傳送帶上時(shí)，通過控制紅棗的大小和槽的大小，在平板振動(dòng)器的高頻震動(dòng)作用下使紅棗均勻定向排列在輸送帶上，傳送帶由傳送帶主動(dòng)輪帶動(dòng)，以一定速度運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到將紅棗均勻定向輸送到圓盤刀處。 3.2.2圓盤刀與橡膠輥組成的切片裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu) 工作原理如下：排列均勻的紅棗通過輸送帶傳送至導(dǎo)料板，平順的滾入圓盤刀和橡膠輥的交接處，圓盤刀是等距排列的刀

17、片組成，將紅棗切成符合工藝要求的圓片狀棗片，由下方的集料器收集，從而完成剪切過程。 3.3機(jī)殼設(shè)計(jì) 3.4.1機(jī)殼材料 機(jī)座材料應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工藝、成本、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)周期等要求正確選擇，常用的有： 鑄鐵和鋼。 鑄鐵容易鑄成形狀復(fù)雜的零件；價(jià)格較便宜；鑄鐵的內(nèi)摩擦大，有良好的抗振性。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，單件生產(chǎn)成本較高；鑄件易產(chǎn)生廢品，質(zhì)量不易控制；鑄件的加工余量大，機(jī)械加工費(fèi)用大。 常用的灰口鑄鐵有兩種：HT200適用于外形較簡(jiǎn)單，單位壓力較大（p>5公斤/厘米2）的導(dǎo)軌，或彎曲應(yīng)力較大的（σ≥300公斤/厘米2）床身等；HT150的流動(dòng)性較好，但機(jī)械性能稍差，適

18、用于形狀復(fù)雜而載荷不大的機(jī)座。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求，應(yīng)采用耐磨鑄鐵。 用鋼材焊接成機(jī)架。鋼的彈性模量比鑄鐵大，焊接機(jī)架的壁厚較薄，其重量比同樣剛度的機(jī)座約輕20%~50%；在單件小批量生產(chǎn)情況下，生產(chǎn)周期較短，所需設(shè)備簡(jiǎn)單；焊接機(jī)架的缺點(diǎn)是鋼的抗振性能較差，在結(jié)構(gòu)上需采取防振措施；鉗工工作量較大；成批生產(chǎn)時(shí)成本較高。 本設(shè)計(jì)的機(jī)座采用的是45鋼，45鋼屬于調(diào)質(zhì)鋼，經(jīng)淬火加高溫回火后，具有良好的綜合力學(xué)性能，主要用于要求強(qiáng)度、塑性和韌性都較高的機(jī)械零件，如軸類零件。這類鋼在機(jī)械制造中應(yīng)用最廣泛，其中以45鋼最為突出。 3.4.2時(shí)效處理 制造機(jī)座時(shí)，鑄造（或焊接）、熱

19、處理及機(jī)加工等都會(huì)產(chǎn)生高溫，因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。如果不進(jìn)行時(shí)效處理，將因內(nèi)應(yīng)力的逐漸重新分布而變形，使機(jī)座喪失原有的精度。 時(shí)效處理就是在精加工之前，使機(jī)座充分變形，消除內(nèi)應(yīng)力，提高其尺寸的穩(wěn)定性。常見的方法有自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等幾種，其中以人工時(shí)效應(yīng)用最廣。 4各部分結(jié)構(gòu)的校核與計(jì)算 4.1軸承的校核 凸輪軸深溝球軸承6206的校核: 此凸輪軸承是一對(duì)深溝球軸承。參照設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)定其工作壽命為5000h。 在鎖蓋機(jī)中，該軸承在正常情況下不受或者受輕微的軸向載荷。但是考慮到不正常情況的發(fā)生，設(shè)所受軸向載荷與徑向動(dòng)載荷之間有

20、 （4-1） 則根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5，可知求該情況下當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)用《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（13-8a）有 （4-2） 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取； 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取； 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取其極大值； 設(shè)該軸承對(duì)上的單個(gè)軸承的軸向載荷 ， 取其徑向載荷。 則： 取轉(zhuǎn)速 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 （4-3） 參照《機(jī)

21、械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，6205軸承的基本額定動(dòng)載荷 驗(yàn)算6205軸承的壽命，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式13-5 （4-4） 故選擇該對(duì)深溝球軸承6205符合設(shè)計(jì)要求。 4.2鍵的校核 普通平鍵（A型）的強(qiáng)度條件為 （4-5） 普通平鍵（C型）的強(qiáng)度條件為 （4-6） 式中 ——傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為； ——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處為鍵的高度，單位為；

22、 ——鍵的工作長(zhǎng)度，單位為，A型圓頭平鍵，C型圓頭平鍵這里為鍵的公稱長(zhǎng)度，單位為；為鍵的寬度，單位為； ——軸的直徑，單位為； ——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為； 對(duì)于C型 公稱轉(zhuǎn)矩為 （4-7） 在傳動(dòng)過程中，考慮每級(jí)功率傳遞效率為0.9。則過渡齒輪軸49、凸輪軸28、主軸71的相應(yīng)公稱轉(zhuǎn)矩為： 對(duì)于三根軸來說，過渡齒輪軸49和凸輪軸28上面的鍵均較為安全。下面對(duì)主軸71上的鍵進(jìn)行校核。均選擇其最危險(xiǎn)的鍵進(jìn)行校核。 取主軸71上最危險(xiǎn)的鍵進(jìn)行校核

23、 （4-8） 故此主軸71上鍵安全。 4.3軸的計(jì)算校核 根據(jù)軸的強(qiáng)度條件 (4-9) =60Mpa 故得到過渡齒輪軸49、凸輪軸28以及主軸71的最小直徑為 而實(shí)際過渡齒輪軸49的最小直徑為25mm，凸輪軸28的最小直徑為25mm，主軸71的最小直徑為22mm，均大于所求的最小直徑，可以證明，上述各軸均符合強(qiáng)度要求。 由于主軸71受力較過渡齒輪軸49及凸輪軸28復(fù)雜，再按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖(圖9)，深溝球軸承作為支點(diǎn)，因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為113mm。 圖 4-1 主軸的結(jié)構(gòu)圖 從主軸的結(jié)構(gòu)圖可以看出截面B是主軸的危險(xiǎn)截面，為了計(jì)算需要，將支反力取為一瓶裝滿1000水的瓶子的重力的20倍。 現(xiàn)將計(jì)算出截面B處得，,及的值如下。 彎矩： 所以總彎矩為： 所以扭矩為： 14