畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于HDPEPVC塑料管材無屑切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于 HDPE/PVC 塑料管材無屑切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Plastic pipe cutting machine design without chip based on HDPE/PVC摘要通過對(duì)國(guó)內(nèi)外塑料管材機(jī)械生產(chǎn)線的研究分析，并結(jié)合實(shí)習(xí)工作公司的實(shí)際情況，確 定了無屑切割機(jī)做為本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。無屑切割機(jī)用于塑料管材的定長(zhǎng)切割，在切 割過程中機(jī)架上的移動(dòng)臺(tái)可以沿著管材擠出方向移動(dòng)，并保持與管材的同步進(jìn)給速度。在 切割機(jī)的前部裝有托輪裝置，托輪起到支撐和導(dǎo)向的作用，針對(duì)不同管徑時(shí)要予以調(diào)節(jié)。 當(dāng)翻料架上的行程開關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后，機(jī)器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢管 材

2、，使管材在切割過程中相對(duì)固定，夾緊裝置為夾緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材 時(shí)，調(diào)換相對(duì)應(yīng)的哈夫塊。切割工作指令的實(shí)現(xiàn)由電機(jī)通過 V 帶傳動(dòng)，而刀片的切削進(jìn)給由氣缸活塞桿緩緩?fù)七M(jìn) 而進(jìn)行的，氣缸推力的大小可由氣缸的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。刀片的無屑切割進(jìn)給由移動(dòng)盤和左右 移動(dòng)架來完成的，其中筒軸由軸承支承和定位，所以旋轉(zhuǎn)中心不變使切割機(jī)切割管材端面 平整，尺寸規(guī)范。進(jìn)刀深度由氣缸導(dǎo)向桿旁邊的限位調(diào)節(jié)絲桿調(diào)節(jié)控制。不同規(guī)格的厚度 管材，調(diào)節(jié)絲桿的調(diào)節(jié)量大小不同。設(shè)計(jì)過程中查閱了大量國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料，所做的設(shè)計(jì)運(yùn)用所學(xué)的所有專業(yè)課程。下文主要闡述塑料管材無屑切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 切割機(jī)設(shè)計(jì)主要包括，帶傳動(dòng)機(jī)

3、構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、切屑工作臺(tái)移動(dòng)導(dǎo)軌、機(jī)架設(shè)計(jì)。由于本人時(shí)間和知識(shí)面有限不可能做的很全面，文中錯(cuò)誤難免，望老師指正。關(guān)鍵詞: 塑料管材；切割機(jī)；無屑式AbstractThrough to the domestic and foreign plastics tubing mechanicalproduction line research analysis, and the union practice workcompany's actual situation, had determined the non- filings cutterdoes for this topic

4、main design content. The non- filings cutter usesin the plastic tubing to decide long cuts, in cuts process rack from the movingplation to be allowed to squeeze out the traverse along thetubing, and the maintenance and tubing synchronization enters for thespeed. Is loaded with in the cutter front pa

5、rt holds a turn ofequipment, holds the wheel to play the strut and the guidance role, inview of different caliber when must give to adjust. After turnsmaterial on the limit switch or the encoder sends out cuts the signal,machine clamp clamps the control equipment firm tubing, causes thetubing in to

6、cut in the process to be relatively fixed, the clamp forclamps block Haff to clamp, when cuts the different specification thetubing, exchanges Haff block which corresponds.Cuts the working order the realization by the electrical machinerythrough V belt transmission, but the bit cutting for slowly pu

7、shes bythe cylinder piston rod then carries on, the air cylinder thrust forcesize may by the air cylinder regulating valve adjustment. The bit non-filings cut for by move, casing of axis which the shifting plate andabout movingplation completes by bearing supporting and localization,therefore the ce

8、nter of rotation invariablely causes the cutter to cutthe tubing end surface to be smooth, size standard. Bit the depthguides nearby the pole by the air cylinder the spacing adjustment leadscrew regulating control. The different specification thicknesstubing, adjusts the lead screw the adjustment qu

9、antity size to bedifferent.In the design process has consulted the massive domestic and foreigncorrelation data, does the design utilization studies all specializedcurricula. As follows main elaboration plastic tubing non- filingscutter overall structural design.The cutter design mainly includes, br

10、ings the transmission system, tocut the organization, to clamp the organization, Cutting- filings the work tablemoves the guide rail, the rack design.Because myself time and the aspect of knowledge limited are impossibleto do very comprehensively, in the article wrong is unavoidable, looksteacher to

11、 point out mistakes.keywords: Plastic tubing Cutter Non- filings type目錄1 緒論.1 1.1 引言 .1 1.2 塑料管材生產(chǎn)線工作流程簡(jiǎn)介.1 1.2.1 塑料管材生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成（本文僅以 PVC 波紋管為例） .1 1.2.2 塑料管材生產(chǎn)過程 .2 1.3 PVC 管材生產(chǎn)線特點(diǎn) .2 1.4 設(shè)計(jì)方案的選擇比較 .3 1.5 設(shè)計(jì)方案綜述 .4 2 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).5 2.1 V 帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).5 2.1.1 V 帶的選擇 .5 2.1.2 帶傳動(dòng)的分類（根據(jù)截面形狀不同）和性能比較 .5 2.2V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

12、.6 2.3 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 2.3.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求：.9 2.3.2 帶輪材料的選用 .9 2.3.3 結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì) . 102.3.4 帶輪的輪槽尺寸 . 103 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 133.1 夾緊裝置組成部件 . 133.2 夾緊塊材料的選擇 . 133.3 托輪裝置 . 143.3.1 組成部件件 . 143.3.2 托滾材料的特殊選擇. 144 切割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 154.1 切割機(jī)構(gòu)概要 . 154.1.1 切割部件的組成 . 154.2 傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì) . 154.2.1 旋轉(zhuǎn)部件 . 154.2.2 傳動(dòng)體的尺寸計(jì)算 . 154.3 軸承的選用及潤(rùn)滑 . 164.3.

13、1 軸承的類型 . 164.3.2 軸承材料選擇 . 164.3.3 設(shè)計(jì)中所選軸承介紹. 164.4 軸承驗(yàn)算校核 . 174.4.1 軸承的潤(rùn)滑 . 184.4.2 軸承的密封裝置 . 195 切屑工作臺(tái)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) . 205.1 導(dǎo)軌材料選用. 205.2 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與保護(hù) . 215.2.1 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑 . 215.2.2 導(dǎo)軌的保護(hù) . 226 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 236.1 機(jī)架設(shè)計(jì)概要. 236.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)工藝要求 . 236.2 機(jī)架材料的選擇 . 246.3 機(jī)架材料時(shí)效處理 . 256.4 機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸 . 26 結(jié) 語 . 27 致 謝. 28 參考文獻(xiàn) . 29 附錄

14、1：英文原文. 30 附錄 2：英文翻譯. 341.1 引言1 緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,多種類型的塑料管材廣泛的運(yùn)用于石油，化工，農(nóng)業(yè)，輕工和服務(wù)業(yè)等不同的行業(yè)的各種場(chǎng)合。在各大中小城市政公共建設(shè)工程中，一些新型大口 徑管材（聚乙烯管、硬聚氯乙烯管等)不斷涌現(xiàn)，在城市基礎(chǔ)建設(shè)中，塑料管材以輕便、 實(shí)用、環(huán)保、不易腐蝕等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)城鄉(xiāng)供水、排水、燃?xì)庖约笆姓霉こ痰阮I(lǐng)域的 應(yīng)用將替代原來應(yīng)用的混凝土排水管，解決了由于管道的粗、大、笨，造成的運(yùn)輸不便利， 運(yùn)輸費(fèi)用高，加上施工需要大的機(jī)械設(shè)備而造成施工不便。同時(shí)，塑料管材由于其輕便， 帶來運(yùn)輸方便，施工方便，接口處理容易而倍受用戶的青睞。據(jù)

15、相關(guān)媒體報(bào)道，未來 10 年國(guó)家用于污水治理的總投資將超過 3000 億元，南水北 調(diào)治污規(guī)劃，流域治污工程，環(huán)渤海碧海藍(lán)天工程及北京-青島迎奧運(yùn)環(huán)境治理工程等重 大項(xiàng)目都已列入國(guó)務(wù)院已批準(zhǔn)和即將實(shí)施的計(jì)劃中，國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃也將市政排 水、排污工程推廣提到了議事日程并實(shí)施。隨著塑料管原材料合成生產(chǎn)，管材制造設(shè)備和 生產(chǎn)技術(shù)替代傳統(tǒng)材料制作的排水管將成為必然發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)在各種場(chǎng)合對(duì)不同的工況 所使用的塑料管材機(jī)械也不盡相同，近年來由于塑料管材機(jī)械的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，品種的 增多以及質(zhì)量的不斷提高，對(duì)加工設(shè)計(jì)塑料管材機(jī)械提出了更高的要求，特別是在一些大 型的塑料管材流水線上，塑料管材機(jī)械中的

16、切割機(jī)承擔(dān)了很重要的工作任務(wù)。這些塑料管 材切割機(jī)要求運(yùn)行平穩(wěn),使用壽命長(zhǎng)，切割管材精度高。為此各廠家為了根據(jù)自己的需要， 出于經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，生產(chǎn)價(jià)格便宜的塑料管材切割機(jī)。 其中無屑切割機(jī)相比較其他形式的切割機(jī)有著許多優(yōu)勢(shì)，諸如在切割過程中不產(chǎn)生鋸屑， 管材端面平整光滑、美觀、無毛刺，其刀片用高速合金鋼制造，堅(jiān)固耐用，是有齒鋸片切 割機(jī)的換代產(chǎn)品，可與任何廠家生產(chǎn)線配套使用。1.2 塑料管材生產(chǎn)線工作流程簡(jiǎn)介1.2.1 塑料管材生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成（本文僅以 PVC 波紋管為例）自動(dòng)上料干燥機(jī)雙頭擠出機(jī)塑料管材模具成型機(jī)牽引機(jī)切割機(jī)擴(kuò)口機(jī)（翻料架）其中成型機(jī)分為：立式

17、和臥式結(jié)構(gòu)；根據(jù)客戶的要求而選擇。擠出機(jī)：擠出機(jī)可根據(jù)用戶原料情況特殊設(shè)計(jì)，HDPE/PVC 采用新型高效單螺桿擠出 機(jī)，PVC 采用大型平雙或錐雙擠出機(jī)成型機(jī)及模具：成型機(jī)及機(jī)頭精度高，模塊互換性好，模塊冷卻方式有風(fēng)冷和水冷 兩種，可實(shí)現(xiàn)在線擴(kuò)口，確保成型管材的各項(xiàng)性能指標(biāo)，優(yōu)質(zhì)的白鋼刃無屑切割機(jī)具有優(yōu)圖 1-1 PVC 管材生產(chǎn)線異的切割精度。整條生產(chǎn)線采用西門子人機(jī)界面控制系統(tǒng)，具有很高的自控功能。1.2.2 塑料管材生產(chǎn)過程此次塑料管材的材料選用 HDPE/PVC 屬于熱塑性聚合物。這類聚合物具有線型分子結(jié) 構(gòu)，加熱時(shí)可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的基本結(jié)構(gòu)和性

18、 能自動(dòng)上料干燥機(jī)進(jìn)行吞料處理將 HDPE，PP, PVC 等塑料顆粒料輸送到達(dá)擠出機(jī)，經(jīng)過 加熱圈的加熱，熔融狀態(tài)下的塑料通過旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿進(jìn)入管材模具（配有水套）流入 到成型機(jī)，在成型機(jī)內(nèi)進(jìn)行冷卻、抽真空的同步處理，接著由配套的牽引機(jī)將冷卻成型的 管材勻速拉出來，最后根據(jù)實(shí)際所需的管材長(zhǎng)度進(jìn)行切割處理 。1.3 PVC 管材生產(chǎn)線特點(diǎn)PVC 管材生產(chǎn)線是專門為生產(chǎn) PVC 管材而設(shè)計(jì)的，主要包括錐形雙螺桿擠出機(jī)、PVC管材模具、真空定徑水箱、噴淋冷卻水箱、牽引機(jī)、切割機(jī)和翻轉(zhuǎn)臺(tái)。錐形雙螺桿擠出機(jī):先進(jìn)的獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念保證了 PVC 料的高效擠出，結(jié)合了塑化理 念的、獨(dú)特的螺桿設(shè)計(jì)能夠保證

19、原料的塑化均勻、高產(chǎn)量擠出。先進(jìn)的控制系統(tǒng)為設(shè)備穩(wěn) 定運(yùn)行提供了保障。PVC 擠出模具: 創(chuàng)新的螺旋分流結(jié)構(gòu)避免了大口徑管材表面的分流痕，具有理想停留 時(shí)間的截面結(jié)構(gòu)可以使熔融料充滿整個(gè)橫截面，使原料在溫度可控制下進(jìn)一步均勻分布融 化，這保證了 PVC 產(chǎn)品的顯著特性。真空定徑水箱: 主要材質(zhì)為不銹鋼，對(duì)于大口徑的管材要配備兩級(jí)真空，精確的水位、水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，先進(jìn)地循環(huán)過濾系統(tǒng)。噴淋冷卻水箱: 特殊的噴淋設(shè)計(jì)保證管材冷卻速度快、效果好，精確的水位、水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，先進(jìn)的循環(huán)過濾系統(tǒng)和閥門等元件，不銹鋼材質(zhì)增強(qiáng)了設(shè)備的視覺效果。牽引機(jī): 獨(dú)立的速度節(jié)、靈活的牽引方式和高可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)保證了

20、管材的高效、高 質(zhì)量正常擠出。特殊的整體傳動(dòng)系統(tǒng)避免了獨(dú)立傳動(dòng)的不同步性，先進(jìn)的四桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使 牽引機(jī)的四條履帶定位于中心，精確的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以牽引力得到靈活地調(diào)節(jié)。切割機(jī): 切割機(jī)的全液壓設(shè)計(jì)保證了切割時(shí)靈活的壓力，鋸片位置與切割深度的靈活 調(diào)節(jié)。獨(dú)特的功率輸入系統(tǒng)保證了行星切割的可靠性。低噪音強(qiáng)力吸屑系統(tǒng)和獨(dú)特的無屑 切割裝置能保證無屑切割，具有自動(dòng)角斜切功能。1.4 設(shè)計(jì)方案的選擇比較經(jīng)過反復(fù)調(diào)研，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)塑料管材切割機(jī)工況要求，提出了以下三種方案：方案一：直接運(yùn)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和帶傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)滑架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序控制往返運(yùn)動(dòng)，用單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路來設(shè)置相

21、關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 方案二：運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)和齒輪齒條來實(shí)現(xiàn)滑架的往返運(yùn)動(dòng)，通過步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)動(dòng)。方案三：運(yùn)用普通電動(dòng)機(jī)，帶傳動(dòng)。通過電動(dòng)機(jī)可以獲得運(yùn)動(dòng)需要的動(dòng)力，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供相應(yīng)的速度和節(jié)奏，實(shí)現(xiàn)不同的速比，節(jié)奏，步長(zhǎng)以及滑架的運(yùn)動(dòng)軌跡。經(jīng)過可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案三是合理的，也是最有實(shí)際意義的，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)性也 能很好的實(shí)現(xiàn)，方案一中步進(jìn)電機(jī)的功率和工況要求中的中度沖擊問題對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響 不能很好的解決，而且步進(jìn)電機(jī)擁有一個(gè)很明顯的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠精確的正反轉(zhuǎn)功能， 因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移，或線位移的開環(huán)控制元件，在非超載的情

22、況 下電機(jī)的轉(zhuǎn)速，停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載的變化而影響， 即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī) 只有同期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常 簡(jiǎn)單，而且低速精度高。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常 規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好 步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。方案二也存在 類似的問題，而方案三都能很好的實(shí)現(xiàn)，而且普通電動(dòng)機(jī)容易選擇，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可 靠，穩(wěn)定性高,可

23、以允許有一定的沖擊，故此方案較合理。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和切割系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析應(yīng)是本課題的重點(diǎn)，運(yùn)用機(jī) 械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容來設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容應(yīng)包括切割機(jī)的切割機(jī)構(gòu)和夾緊和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng).本課題的難點(diǎn)是帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和移動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析以及各連接軸的 計(jì)算設(shè)計(jì)。1.5 設(shè)計(jì)方案綜述無屑切割機(jī)是一種基于優(yōu)質(zhì)白鋼刀片的高速進(jìn)給切割,用于塑料管材的定長(zhǎng)切割，電 動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)盤和筒軸在切屑機(jī)構(gòu)架中旋轉(zhuǎn),同時(shí)調(diào)節(jié)汽缸的壓力,推動(dòng) 工作臺(tái)移動(dòng).塑料管材在被切割過程中，機(jī)架上的移動(dòng)臺(tái)可以沿著管材擠出方向移動(dòng)，并 保持與管材的同步進(jìn)給速度。在切割機(jī)的前部和后部裝有托輪裝置，托

24、輪起到支撐和導(dǎo)向 的作用，針對(duì)不同管徑時(shí)要予以調(diào)節(jié)。當(dāng)翻料架上的行程開關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后， 機(jī)器夾緊裝置上的夾緊控制裝置夾牢管材，使管材在切割過程中相對(duì)固定，夾緊裝置為夾 緊塊哈夫夾緊，在切割不同規(guī)格的管材時(shí)，調(diào)換相對(duì)應(yīng)的哈夫塊.設(shè)計(jì)的意義：塑料管材切割機(jī)在自動(dòng)化流水線上的充分運(yùn)用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)車間無人化提供了可靠的條件。 設(shè)計(jì)的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)基本知識(shí)和基本技能去分析和解決專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設(shè)計(jì)思想、掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運(yùn)用資料的能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固、 擴(kuò)

25、大和深化我們所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，提高我們?cè)O(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、編 寫技術(shù)文件，正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等工具書的獨(dú)立工作能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培 養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀， 從而實(shí)現(xiàn)我們向工程技術(shù)人員的過度，同時(shí)學(xué)會(huì)調(diào)查、研究、收集技術(shù)資料的方法。2.1 V 帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1 V 帶的選擇2 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V 帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V 帶傳動(dòng)較 平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是 V 帶傳動(dòng)的最大性能上的優(yōu)點(diǎn)

26、。再加上 V 帶傳動(dòng)允許 的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及 V 帶多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而結(jié)合多種元素， 本次設(shè)計(jì)，本人選擇 V 帶。1、為了保證 V 帶與帶輪輪齒的正確嚙合和良好接觸，必須滿足帶輪沿節(jié)圓度量的周 節(jié)必須與 V 帶的周節(jié)相等，或者帶與帶輪的模數(shù)相等，當(dāng) m>2 時(shí)，帶輪的齒槽角應(yīng)與 V 帶 的齒形角相等。2、為了防止工作時(shí) V 的脫落，一般在小帶輪兩邊裝有擋邊。當(dāng)帶輪軸垂直安裝時(shí)，兩輪一般都需有擋邊，或至少主動(dòng)輪的兩側(cè)和從動(dòng)輪的下側(cè)裝有擋邊。3、V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)保證 V 帶有足夠的強(qiáng)度，以承受張緊力，預(yù)緊力，離心力，圓周力不發(fā)生失效。4、V 帶的強(qiáng)度計(jì)算主要應(yīng)

27、該限制作用在 V 帶單位寬度上的拉力，以保證一定的使 用壽命。帶傳動(dòng)是兩個(gè)式多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉拽零件的傳動(dòng)。工作時(shí)借助零件之間的摩擦（或嚙合）來傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)。2.1.2 帶傳動(dòng)的分類（根據(jù)截面形狀不同）和性能比較可分為：平帶運(yùn)動(dòng) V 帶運(yùn)動(dòng) 同步帶傳動(dòng) 多楔帶傳動(dòng) 見表 2-1表 2-1 帶傳動(dòng)分類分類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平帶傳動(dòng)柔性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,柔性好,V 帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,好,摩擦力大,傳動(dòng)的功高速時(shí)跳動(dòng)性較大，傳動(dòng)不穩(wěn)定。同步帶傳動(dòng)柔性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,柔性好,多楔帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,好,摩擦力大,傳動(dòng)的功帶傳動(dòng)的工作情況系數(shù)可以 由表 2-2 查出表 2-2 V 帶傳動(dòng)的工作情況系數(shù) KA載荷變化情況瞬時(shí)

28、鋒值載荷定工作載荷每天工作小時(shí)數(shù)/h1010-1616平穩(wěn)1.201.401.50小150%1.401.601.70較大150%-250%1.601.701.85很大250%-400%1.701.852.002.2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)合所學(xué)課程知識(shí)知道,帶傳動(dòng)的主要實(shí)效形式是打滑和疲勞破壞.因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)該是:在保證帶傳動(dòng)不打滑的情況下,具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命.參閱機(jī)械設(shè)計(jì)可知,帶打滑時(shí)的有效拉力 見式（2.1）F lc =F(11e fv)=s1 A(11)e fv再由帶的最大應(yīng)力可知ssss式（2.2）結(jié)合（2.1）和（2.2）得max1b1cV 帶的疲勞強(qiáng)度條件為s max

29、s1 s b1 s cs s1 s1s s b1 s c式（2.3）式中 s為在一定條件下，由帶的疲勞強(qiáng)度所決定的許用應(yīng)力。將式 (2 2) 代入 (2 1) ，則得(s 1ss ) A(1 f )式 （2.4）Fecb1ce v將式(2-4)代入式P=Fe （v1000帶所傳遞的功率），可得出單根 V 帶所允許傳遞的功率為（s Ps b1s c)(11e fv) Av式（2.5）01000由實(shí)驗(yàn)得出，在10 10 次循環(huán)應(yīng)力下，V帶的許用應(yīng)力為CL89s 11.1 d 3600 jLh v 根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)可有以下計(jì)算過程電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y1124 額定功率為 P=3.2KW 轉(zhuǎn)速 n=14

30、40r/min 傳動(dòng)比 i=2.8一天工作時(shí)間 10 小時(shí)。ca1確定計(jì)算功率 P由 機(jī)械設(shè)計(jì)P151 表 8-6 查得工作情況系數(shù) k A1.2，故2. 選取窄 V 帶帶型P ca = K A P1.2 X 3.2KW3.84KW根據(jù) P ca ，n1 由機(jī)械設(shè)計(jì)P152 表 8-9 確定選用 SPZ 型。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑查表 P145 和 P153 可得主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 dd171mm.根據(jù)式in1n2dd 2 ，從 動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 d dd 1d 2 .dd 2 . = idd 12.8 71 198.8 mm根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-7 可知，取 d驗(yàn)算帶的速度d 2 . =200m

31、m.vp dd1n1 p 71 1440 m / s5.351m / s 35m/s60 1000 60 1000帶的速度是可以符合要求。4. 確定窄 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù) 0.7(d d ) a2(d d), 初步確定中心距a400 mm. 式（ 2.6）d 1d 20d 1d 20d根據(jù) L'2a0pdd 2dd 1dd 2dd 122計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度2 4a0'Ld2a0pdd 2dd 1dd 2dd 12 4a0=2 400p200 71200 712mm1235.87mm2 4 400由表 8-2 可以查得，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld1250mm.a a Ld&

32、#39;Ld 計(jì)算實(shí)際的中心距又因?yàn)?02L'a a Ld d1250 123602 400mm 407mm25. 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1 ,見式（2.7）oo1由式 180od p 2d p1180p180odd 2dd 157.5式（2.7）180odd 2add157.5o180o200 7140757.5o161.78o120o則主動(dòng)輪上 的包角是符合要求的。6. 計(jì)算 V 帶的根數(shù) Z,見式（2.8）z pcap0 p0K K L式 ( 2.8)n11440r / min, d d 1P 0P071mm, i1.25KW0.22KW2.8, 查表8 5c和8 5d 得表 2-

33、3 包角系數(shù) K小帶輪包角/（ ）K小帶輪包角/（ o ）K18011450.911750.991400.891700.981350.881650.961300.861600.951250.84續(xù)表 2-3小帶輪包角/（ ）K小帶輪包角/（ o ）K1550.931200.821500.92查表 2-3 得到 K0.95 ， 查表 8-2 得到 KL0.96 ，則z取 Z=2 根。3.2 1.351.25 0.22 0.95 0.94Pca2.5 27. 計(jì)算預(yù)緊力F0 = 500 vz K 1 qv式（2.9）查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8-4 得 q=0.07kg/m, 故Pca2.5 2F 0 =

34、 500 vz K1 qvF 0 =5003.2 2.55.35 2 0.951 0.07 5.352 N246.74N8 . 計(jì)算在軸上的作用力見式（2.10）b p由式 Fp2zF0 cos 22 zF0 1 2zF sin 12 2 02得 式（ 2.10）F 2zF sin 1161.78o2 2 246.74 sin N1450.833Np02 22.3 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求：1） 質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；2） 質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高的時(shí)候要經(jīng)過動(dòng)平衡；3） 輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；4） 各槽的尺寸和角度應(yīng)該保持一定的精度，以使載荷分

35、布較為均勻等；2.3.2 帶輪材料的選用常用帶輪材料的性能比較見表 2-4表 2-4 常用帶輪材料性能比較材料 種類及 牌號(hào)特點(diǎn)和應(yīng)用鑄鐵 HT200 或 HT150汽缸，齒輪，低架，襯筒，一般機(jī)床鑄有導(dǎo)軌的床身及中等壓力油缸球墨鑄鐵 QT400-18減速器箱體，管路，閥體，壓縮機(jī)汽缸，撥叉，離合器殼鑄鋼 ZG310-570各種形狀的機(jī)件Q235金屬結(jié)構(gòu)件，心部強(qiáng)度要求不高的滲碳或碳氮共滲零件，吊鉤，拉桿，汽缸，輪軸。結(jié)合實(shí)際市場(chǎng)的產(chǎn)品情況，帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的牌號(hào)為 HT200；但在設(shè)計(jì)時(shí)候 考慮到轉(zhuǎn)速較高的時(shí)候宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后 焊接而成；小功率時(shí)可采用鑄 鋁。本次設(shè)計(jì)，我

36、采用的是以鑄鐵 HT200 為材料的帶輪。工藝要求：帶輪的成型后，為保證其在工作載荷下有較強(qiáng)的硬度，和使用壽命。我們一般對(duì)其進(jìn)行發(fā)黑處理，使硬度達(dá)到 HBS1281922.3.3 結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)合所學(xué)課程的相關(guān)的知識(shí)，我們可以知道鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：（1）實(shí)心式（2）腹板式(3）孔板式（4）橢圓輪輻式帶輪結(jié)構(gòu)的選用原則：（1） 帶輪的基準(zhǔn)直徑 ddd 時(shí)，可采用實(shí)心式；（2） dd300mm 時(shí)，可采用腹板式；（3） 當(dāng) D1d1 100mm 時(shí)，可采用孔板式；2.3.4 帶輪的輪槽尺寸（4） dd300mm時(shí)，可采用橢圓輪輻式；帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）主要是根據(jù)帶輪的基

37、準(zhǔn)的直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；（2）根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸見表 2-5；表 2-5 帶的截型確定輪槽尺寸項(xiàng)目符號(hào)槽深YZSPZASPABSPBCSPCDE基準(zhǔn)寬度bd (bp )5.38.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深ha min1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下 槽深hf min4.77.09.08.711.010.814.014.319.019.923.4槽間距e8 0.312 0.315 0.319 0.425.5 0.5370.644.5 0.7第一槽對(duì) 稱面至端 面的距離f7 18 1210 1212.5 1217 1323 129 41最小輪緣厚

38、度d min55.567.5101215帶寬度BB z 1 e 2 f z-輪槽數(shù)外徑dada dd 2ha輪 槽 角 度 j320相應(yīng)的 基準(zhǔn)直 徑 da60340801181903153606047538080118190315475極限偏差1o30'（3）帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式得到d1 1.8 2d , d為軸的 直徑。 h20.8h ;D0 0.5 D1 d1b1 0.4h ;d00.2 0.3 D1 d1b2 0.8b ;C '1 1 BS C ' ;7 4L1.5 2 d ,當(dāng)P1.5d，時(shí)， L=B f10.2hf20.2h2;h1 290

39、 3nza式中: P傳遞的功率,單位為 KW;n帶輪的轉(zhuǎn)速,單位為 r/min;za 輪輻數(shù)。3.1 夾緊裝置組成部件3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)氣缸、導(dǎo)柱、導(dǎo)座、導(dǎo)套、哈夫塊、哈夫座等構(gòu)成。見圖 3-1圖 3-1 夾緊部件組圖在機(jī)器的前部和后部各有一對(duì)夾緊裝置,分別由二塊裝于夾緊塊上的哈夫卡盤組成.對(duì)于不同規(guī)格的管徑要換不同的哈夫卡盤.哈夫卡盤規(guī)格隨所切割管材管徑而定. 哈夫?yàn)椤癶alf”的音譯，半圓的卡盤在機(jī)械加工中稱作哈夫塊、哈夫卡盤。 更換哈夫卡盤,擰緊螺釘后無須調(diào)節(jié),上下氣缸合攏時(shí)就自然對(duì)中.哈夫卡盤的夾緊力可以調(diào)節(jié),這是通過氣動(dòng)三聯(lián)件上的調(diào)壓閥進(jìn)行的,順時(shí)針增壓反之減壓.在保證管材不打滑的情況

40、下調(diào)至最低壓力值,以免管材變形.中心調(diào)節(jié)通過安裝在導(dǎo)柱上,兩哈夫中間的限 位塊限制下哈夫行程來調(diào)節(jié)中心.3.2 夾緊塊材料的選擇哈夫塊在夾緊裝置中的作用非常重要，它是保證切割刀片按照設(shè)計(jì)要求快速切斷管 材的前提條件，因?yàn)楣懿脑谇懈畹男袕街腥魏蔚奶鴦?dòng)、偏移都是會(huì)影響最后管材的切割精 度。所以在哈夫塊的選材方面也是有較高的要求，既要滿足部件設(shè)計(jì)的工藝要求，又要保 障產(chǎn)品的切割精度。夾緊塊材料的選擇為鑄造鋁合金，適用于砂型、金屬型鑄造系鋁硅銅鎂錳鈦多元合金，其優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能良好，流動(dòng)性好，充型能力優(yōu)良，一般無熱裂傾向，線收縮小，氣密性高， 可經(jīng)受高壓氣壓和液壓的作用；在熔煉中需進(jìn)行變質(zhì)處理，可經(jīng)熱處

41、理強(qiáng)化，在鑄態(tài)或熱處理后的力學(xué)性能是鉛硅系合金結(jié)合熱塑性工程材料的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中我選則鑄造鋁合金中的，ZL102 做為哈夫塊 的材料。ZL102 不僅有著熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，質(zhì)量輕，易于鑄造的特點(diǎn)，對(duì)保障擠出的管 材表面光潔度有很好的作用。3.3 托輪裝置3.3.1 組成部件件托滾，托滾軸，支架，托滾架，調(diào)節(jié)絲桿。見圖 3-2圖 3-2 托輪裝置組圖3.3.2 托滾材料的特殊選擇由第一章我們知道，管材的材料為 HDPE/PVC 屬于熱塑性聚合物。這類聚合物具有線 型分子結(jié)構(gòu)，加熱時(shí)可以熔融，冷卻后又凝固成型，再加熱可再熔融且不改變材料的基本 結(jié)構(gòu)和性能前后托輪的調(diào)節(jié)是在夾緊裝置將管材夾緊后進(jìn)行,將托輪調(diào)至管材處于水平狀態(tài) .當(dāng) 翻料架上的行程開關(guān)或編碼器發(fā)出切割信號(hào)后，機(jī)器的夾緊裝置