橡膠切條機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 機(jī)械制造專業(yè)

摘要橡膠切條機(jī)是一種常用的機(jī)械裝置，其主要功能是幫助廣大用戶快速完成切割橡膠，切割效率是人工的十倍以上。如此高效率的橡膠切條機(jī)就是為了橡膠生產(chǎn)企業(yè)專門制作的，橡膠切條機(jī)產(chǎn)生就節(jié)省了大量的人工費(fèi)用，大大提高了切割效率。本課題由實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中提出，并且能夠達(dá)到實(shí)際要求。隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橡膠制品的需求和應(yīng)用越來越廣泛。橡膠切條機(jī)的開發(fā)和改進(jìn)漸漸被國家和許多企業(yè)提上日程。以前我國的橡膠切條機(jī)大多需要從國外進(jìn)口，切割技術(shù)處于落后狀態(tài)，但由于近幾年來需求越來越大，考慮到經(jīng)濟(jì)及技術(shù)方面的情況，我們急需發(fā)展橡膠切條機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)在橡膠切割行業(yè)完全依靠自己的目標(biāo)。因此在這個大的背景下提出了此課題，即根據(jù)已經(jīng)有的資料，對現(xiàn)有的橡膠切條機(jī)提出改進(jìn)的方法，并進(jìn)行模擬驗(yàn)算，從而達(dá)到更加實(shí)用和有效的目的。本文是針對國外現(xiàn)有的產(chǎn)品，對其進(jìn)行改進(jìn)。在此次設(shè)計(jì)中，在現(xiàn)有橡膠切條機(jī)材料為前提的條件下，對帶輪、刀具、齒輪、軸等相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，著重設(shè)計(jì)了帶輪與減速器的配合使用，希望在實(shí)際生產(chǎn)中能有作用，讓此產(chǎn)品更適合工廠和顧客的需求。最后，希望此次設(shè)計(jì)的橡膠切條機(jī)能到達(dá)預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，并能在實(shí)際的應(yīng)用中取得良好的效果。關(guān)鍵詞：帶輪齒輪刀具軸改進(jìn)

AbstractRubbercuttingmachineisacommonlyusedmechanicaldevices,itsmainfunctionistohelpthemajorityofuserscutrubberquicklyandtheefficiencyistentimesoflabor.Theefficientrubbercuttingmachineisspeciallycraftedforrubbermanufacturers,italsosavesmuchlaborcostsandimprovestheefficiencyofcuttinggreatly.Thetopicputforwardfromthepracticalapplicationandcanreachtheactualrequirements.Withtherapiddevelopmentofsocietyandeconomy,thedemandandusedforrubberproductsismoreandmorewidely.ThedevelopmentsandimprovementsoftheRubbercuttingmachineisgraduallyputontheagendaincountryandmanycompanies.Inourcountry,cuttingtechnologyisbad,rubbercuttingmachineneedtobeimportedfromabroadinpastyearsforalongtime.Butinrecentyears,forthereasonofthedemandforitismoreandmorelarge,weareurgentneedtodeveloptheproductiontechnologyofrubbercuttingmachineforeconomicandtechnical,Reachingagoalwhichentirelyonourownintherubbercuttingindustry.Sothetopicputforwardinthisbackground.Weshouldproposedamethodtoimprovetherubbercuttingmachineaccordingtotheexistingmaterialandsimulatecheckingthismethod.Whichachievethepurposeofmuchmorecapableandeffective.Thepurposeofthisarticleistoimprovetheexistingproductsinhomeandabroad.Inthisarticle,thedesignofcuttingmachineisonpulley,tool,gears,shafts,andotherrelatedsystemandfocusonthecoordinateuseofpulleyandgearunittomakethisproductismoresuitableforfactoriesandcustomerneeds.Finally,Ihopethatthedesignoftherubbercuttingmachinecanreachtheexpecteddesignrequirementsandachiveagoodresultsinpracticalapplications.Keywords:pulleygearingcutteraxleimprov目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1背景介紹 11.2切割行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 21.2.1切割行業(yè)的現(xiàn)狀 21.2.2切割行業(yè)的發(fā)展趨勢 41.2.3切割機(jī)發(fā)展存在的問題 61.3本課題的主要內(nèi)容 72傳動方案的總體設(shè)計(jì) 92.1總體方案的確定 92.2電動機(jī) 92.2.1電動機(jī)的選擇 92.2.2選擇原動機(jī)時應(yīng)考慮的因素 102.2.3結(jié)論 112.3減速器 112.3.1減速器的選擇 113帶傳動的設(shè)計(jì) 133.1帶傳動的類型 133.2帶的彈性滑動和打滑 133.3V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 133.3.1確定計(jì)算功率 133.3.2選擇V帶的帶型 143.3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 143.3.4確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度 143.3.5計(jì)算實(shí)際中心距 143.3.6驗(yàn)算小帶輪上的包角 153.3.7計(jì)算帶的根數(shù) 153.3.8計(jì)算單根V帶的初拉力最小值 153.3.9計(jì)算壓軸力 163.4V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 163.5V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù) 173.5.1V帶傳動的張緊 173.5.2V帶傳動的安裝 173.5.3V帶傳動的防護(hù) 174主要零部件的設(shè)計(jì) 184.1刀具 184.1.1外形設(shè)計(jì) 184.1.2刀具材料 184.2齒輪設(shè)計(jì) 194.2.1整體方案 194.2.2齒輪的材料，熱處理及精度 194.2.3初步設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要尺寸 194.2.4齒輪的最終選擇 234.3主動軸 254.3.1擬定整體方案 254.3.2材料、尺寸的選擇設(shè)計(jì) 264.3.3軸的受力分析與校核 284.4從動軸 324.4.1從動軸的結(jié)構(gòu) 324.4.2材料、尺寸的選擇設(shè)計(jì) 334.5鍵 344.5.1鍵的選擇 344.5.2鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 344.6聯(lián)軸器 354.6.1聯(lián)軸器的選擇 354.6.2定聯(lián)軸器的品種、形式、規(guī)格（型號） 364.6.3聯(lián)軸器的尺寸、安裝與維護(hù) 375減速器箱體設(shè)計(jì) 385.1箱體設(shè)計(jì) 385.2減速器附件設(shè)計(jì) 406機(jī)架的設(shè)計(jì) 426.1機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求 426.2米粉切割機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)選擇 422.2.1機(jī)架的一般分類： 426.2.2機(jī)架的截面形狀： 427結(jié)論與展望 45致謝 47參考文獻(xiàn) 481緒論1.1背景介紹本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)首先，是對學(xué)生四年所學(xué)知識全面、系統(tǒng)、綜合考察的一次測試，是大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。通過導(dǎo)師的指導(dǎo)我們自主進(jìn)行，培養(yǎng)了學(xué)生的自身思考和動手能力，讓學(xué)生對設(shè)計(jì)的內(nèi)容認(rèn)識更加深刻，可以讓學(xué)生清楚的認(rèn)識到自己的不足與劣勢，以便查漏補(bǔ)缺鞏固知識。同時還可以使學(xué)校全面考察了解教學(xué)質(zhì)量，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)工作。其次，這也是訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)研究的過程，通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使學(xué)生了解科學(xué)研究的過程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何利用圖書館，檢索文獻(xiàn)資料；如何撰寫論文等方法。設(shè)計(jì)過程中它不僅有教師的指導(dǎo)與傳授，可以減少摸索中的一些失誤，少走彎路，而且直接參與和親身體驗(yàn)了設(shè)計(jì)研究工作的全過程及其各環(huán)節(jié)，是一次系統(tǒng)的、全面的實(shí)踐機(jī)會。最后，此次設(shè)計(jì)可以幫學(xué)生更生動、更切實(shí)、更深入的把學(xué)過的專業(yè)知識運(yùn)用于實(shí)際，既可以印證學(xué)過的書本知識，又可以學(xué)到許多課堂和書本里學(xué)不到的活生生的新知識。同時，對所學(xué)專業(yè)的某一側(cè)面和專題作了較為深入的研究，會培養(yǎng)學(xué)習(xí)的志趣，這對大學(xué)生今后該如何選擇確定具體的就業(yè)發(fā)展方向起到了指引性的作用。本課題由實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中提出，并且能夠達(dá)到實(shí)際要求。隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橡膠制品的需求和應(yīng)用越來越廣泛。橡膠切條機(jī)的開發(fā)和改進(jìn)漸漸被國家和許多企業(yè)提上日程。由于我國在這方面的起點(diǎn)比較低，以前橡膠切條機(jī)大多需要從國外進(jìn)口，我國的切割技術(shù)長期處于落后狀態(tài)，但由于近幾年來需求越來越大，考慮到經(jīng)濟(jì)及技術(shù)方面的情況，我們急需改變這種依附進(jìn)口來實(shí)現(xiàn)發(fā)展的現(xiàn)狀。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國切割機(jī)生產(chǎn)廠家也漸漸發(fā)展起來，技術(shù)也蒸蒸日上，并日臻成熟。在近30年來有了飛速的發(fā)展，相信在不久的將來，我們就會實(shí)現(xiàn)在橡膠切割行業(yè)完全依靠自己的目標(biāo)。因此在這個大的背景下提出了此課題，即根據(jù)已經(jīng)有的資料，對現(xiàn)有的橡膠切條機(jī)提出改進(jìn)的方法，并進(jìn)行模擬驗(yàn)算，從而達(dá)到更加實(shí)用和有效的目的。1.2切割行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景1.2.1切割行業(yè)的現(xiàn)狀我國切割行業(yè)主要有以下幾類生產(chǎn)企業(yè)組成1、門式切割機(jī)；2、小車式切割機(jī)及割嘴；3、等離子切割電源及割嘴；4、手工焊割炬及焊割嘴等。切割行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其產(chǎn)品從單一的手工割炬發(fā)展成為一個門類較為齊全的產(chǎn)業(yè)。近年來，我國門式數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展尤為迅速。a.門式切割機(jī)現(xiàn)代仿形切割仍以門式數(shù)控切割機(jī)為主，因?yàn)橹挥羞@種數(shù)控切割方式，才能有效地保證切割過程中的工序完全自動化。我國數(shù)控切割技術(shù)發(fā)展比較晚，但其發(fā)展速度非?？?。在八十年代以前，在我國，板材下料主要是以手工或半自動小車下料為主。進(jìn)入八十年，隨著企業(yè)改革的不斷深入，人們認(rèn)識到；利用先進(jìn)的切割技術(shù)，不僅是保證產(chǎn)品焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，同時也使得板材利用率大幅度提高。在一些板材用量較大的企業(yè)，由于板材利用率的提高，縮短了數(shù)控切割機(jī)的設(shè)備投資回收期，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，數(shù)控切割機(jī)的市場需求量逐年上升。從而推動了我國切割行業(yè)的飛速發(fā)展。數(shù)控門式自動焊機(jī)利用焊縫同步跟蹤系統(tǒng)，已成功地運(yùn)用在掛車變截面底梁的自動焊接生產(chǎn)中。使得掛車變截面底梁由原來的分段焊接，實(shí)現(xiàn)了一次連續(xù)焊接成形。這樣不僅使產(chǎn)品的焊接質(zhì)量有了很大的提高，而且生產(chǎn)效率成倍提高。目前，已有近十家掛車生產(chǎn)企業(yè)在使用這一設(shè)備，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。作為一個有較大市場的新產(chǎn)品，它在今后幾年中會將得到很大的發(fā)展。b.小車式切割機(jī)及割嘴小車式切割機(jī)，作為切割行業(yè)傳統(tǒng)的板材下料設(shè)備，由于操作簡便、使用靈活等特點(diǎn)，所以在各個行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。這幾年在技術(shù)上和品種上雖沒有很大的發(fā)展，但產(chǎn)品質(zhì)量總體趨于穩(wěn)定。在我國，每年仍有相當(dāng)部分的板材還是采用小車下料，因此目前市場需求量不會有很大的波動。我國小車式切割機(jī)和割嘴生產(chǎn)廠家，大多是一些老企業(yè)，加工設(shè)備比較落后，總體自動化程度不高，生產(chǎn)形式仍以單件多工序加工為主，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。而發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)此類產(chǎn)品，均采用自動化或半自動化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。特別是割嘴生產(chǎn)，大多采用自動化生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。因此產(chǎn)品質(zhì)量在生產(chǎn)過程中得到了嚴(yán)格的控制。各企業(yè)應(yīng)加快設(shè)備更新?lián)Q代，降低勞動生產(chǎn)率，不斷開發(fā)新品提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，小車切割機(jī)市場非?；钴S，為了應(yīng)對市場，參與競爭。一些企業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)，對企業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)、資金和人員進(jìn)行重組。產(chǎn)品向“專、精、特”方向發(fā)展，并取得了成功。這幾年，我國的割嘴生產(chǎn)規(guī)模有了很大的發(fā)展，全國割嘴年產(chǎn)量約在200多萬只，其中每年有幾十萬只割嘴出口中東和東南亞地區(qū)。由于割嘴的加工工序較多，生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素也很多，所以產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。各生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過技術(shù)改造，生產(chǎn)工藝改進(jìn)，使得產(chǎn)品質(zhì)量有了一定提高，加之價格的優(yōu)勢，產(chǎn)量逐年上升，出口量不斷增加。國內(nèi)割嘴生產(chǎn)，主要以寧波金風(fēng)焊割機(jī)械制造有限公司等企業(yè)為代表。c.等離子切割電源及割嘴等離子切割技術(shù)發(fā)展的歷史不長，但其發(fā)展的速度非?？?。等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。等離子切割配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬，尤其是對于有色金屬（不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳）切割效果更佳；其主要優(yōu)點(diǎn)在于切割厚度不大的金屬的時候，等離子切割速度快，尤其在切割普通碳素鋼薄板時，速度可達(dá)氧切割法的5到6倍、切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區(qū)。等離子切割發(fā)展到現(xiàn)在，可采用的工作氣體（工作氣體是等離子弧的導(dǎo)電介質(zhì)，又是攜熱體，同時還要排除切口中的熔融金屬）對等離子弧的切割特性以及切割質(zhì)量、速度都有明顯的影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。等離子切割機(jī)廣泛運(yùn)用于汽車、機(jī)車、壓力容器、化工機(jī)械、核工業(yè)、通用機(jī)械、工程機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)等各行各業(yè)。等離子切割由于切割速度快、熱變形小、表面切口好等特點(diǎn)，因此被廣泛用于25mm以下的碳鋼和各種有色金屬及不銹鋼的切割。由于在等離子切割過程中會產(chǎn)生大量的煙塵、粉塵、弧光和噪聲，這會給整個工作環(huán)境帶來一定的污染。目前通過水下等離子切割和底抽式排氣等除塵方式，使等離子切割產(chǎn)生的環(huán)境污染問題得到有效的控制。國內(nèi)一些知名企業(yè)生產(chǎn)的各類數(shù)控等離子切割機(jī)，已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。隨著等離子精細(xì)切割技術(shù)的快速發(fā)展，精細(xì)圓孔切割技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化集成系統(tǒng)已逐步完善，這樣精細(xì)等離子切割將逐步成為碳鋼中厚板切割的主流，市場需求量將逐年增加。1.2.2切割行業(yè)的發(fā)展趨勢我國經(jīng)濟(jì)近十年來的發(fā)展迅速，帶動了我國焊接行業(yè)的發(fā)展。我國成為世界上消耗鋼材最多的國家。隨著技術(shù)進(jìn)步焊接結(jié)構(gòu)件在建筑、工程機(jī)械、船舶、交通運(yùn)輸、冶金、石化、電力、壓力容器等行業(yè)得到廣泛的運(yùn)用。切割是焊接成品加工過程中的首要步驟，也是焊接質(zhì)量的重要保證。利用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不但可以保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也使得企業(yè)產(chǎn)品的制造成本大幅度下降，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。新工藝、新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，智能化精密切割已成為切割機(jī)具行業(yè)發(fā)展的趨勢。這樣就對我們切割行業(yè)提出了新的課題和新的設(shè)計(jì)理念。a.提高切割前工件的準(zhǔn)備質(zhì)量對鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)來說，材料在切割前必須進(jìn)行表面預(yù)處理。在板材切割過程中，有大量焊接輪廓線和后道工序標(biāo)記需要進(jìn)行劃線、定位。在板材切割、劃線和焊接過程中，必須除去表面防護(hù)層和銹跡。這樣才能提高切割速度和焊接質(zhì)量。如果不去除這些防護(hù)層和銹跡，將會使得切割速度下降，在一些情況下還會產(chǎn)生切割表面缺陷，而需要修補(bǔ)。在焊接過程中，還會導(dǎo)致角焊縫超標(biāo)，造成不可預(yù)測的變形和以后表面位置偏差，生產(chǎn)代價昂貴的不良后果。同時還會使得表面劃線變得模糊不清。影響了后道工序的正常進(jìn)行。要解決這些問題有許多種方法。目前常用的方法，主要是在切割機(jī)上安裝噴砂裝置，這一方法是用細(xì)砂高速噴射在切割、劃線表面，從而起到清潔金屬表面的作用，在以后的工序中，可以或多或少地起到清潔焊接表面的作用。但現(xiàn)今掌握的噴砂技術(shù)其工作速度只能達(dá)到4m/min，表面清潔率為75%。這一速率只能滿足切割的要求，而目前噴粉劃線、等離子弧劃線和噴墨劃線已達(dá)到了20m/min速度。顯然采用這一方法，已不能完全適應(yīng)高速切割的工藝要求。要掌握一種裝置，使其表面處理的速率與劃線速度相匹配，這樣才能使得生產(chǎn)效率得到提高。目前，國外已研制出一種高速打磨裝置，使得表面處理速度達(dá)到了20m/min，表面清潔率為925，從而真正實(shí)現(xiàn)了高速自動化的切割方法。b.型鋼切割和空間曲線切割在現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了大量型鋼焊接方式。型鋼切割成為切割行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個新的熱點(diǎn)。近幾年，關(guān)于工業(yè)上型鋼切割的想法和報(bào)道很多。我們這里所指的工業(yè)用型鋼，主要是指變截面，扁球面及球形截面型材。大多數(shù)型鋼切割后將直接用于焊接，因?yàn)樾弯撉懈詈笤龠M(jìn)行表面加工是非常困難的，而且效率低下，質(zhì)量不易控制。但目前所使用的型鋼切割方法，其切割輪廓線的正確性和生產(chǎn)效率，遠(yuǎn)沒有達(dá)到現(xiàn)代平面切割的水平。目前比較有效的方法是采用機(jī)器人切割方法，通過離線編程、軟件編程（也可采用示教編程）等方法可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格、不同形狀零件的加工。通過配備火焰切割系統(tǒng)、等離子切割電源，光纖激光器等切割方法；可實(shí)現(xiàn)多種材質(zhì)的型鋼如（角鋼、槽鋼、H型鋼、球扁鋼）等進(jìn)行空間直線、斜線、曲線及坡口等多種方式的切割。未來市場前景良好。金屬加工在線關(guān)注行業(yè)技術(shù)發(fā)展。c.切割工具的改進(jìn)及應(yīng)用由于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中得到了廣泛地運(yùn)用。原先在板材切割后，很多相貫切割面，需后面多道加工工序，才能得以實(shí)現(xiàn)最終焊接面，現(xiàn)在要求在板材切割過程中，要求完成這些相貫面的切割，這樣不僅可以減掉多道工序，而且保證了焊接質(zhì)量。等離子切割有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，利用等離子進(jìn)行坡口切割，以經(jīng)濟(jì)角度來看，變得越來越重要。因此，許多門式數(shù)控切割機(jī)上都安裝了等離子坡口切割裝置。在切割過程中，只需啟動與之相關(guān)切割“窗口”，輸入必要切割參數(shù)即可進(jìn)行自動切割。等離子割炬有許多電纜和軟管，為了防止這些電纜和軟管在切割過程中纏繞。目前國外主要采用“防纏繞技術(shù)”和“柔性切割技術(shù)”，這些技術(shù)的運(yùn)用，使的等離子變坡口切割得以實(shí)現(xiàn)。d.激光切割技術(shù)的發(fā)展自上世紀(jì)七十年代初，激光切割技術(shù)投入生產(chǎn)應(yīng)用以來，發(fā)展速度非?？欤夹g(shù)日趨完善。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家對這一技術(shù)的運(yùn)用較為廣泛。激光切割機(jī)具有以下特性：采用全封閉防護(hù)，減少粉塵的污染；選用性能優(yōu)越的伺服和絲桿傳動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，高精密滾珠絲杠，低噪音滾珠導(dǎo)軌，高精密軸承；激光束聚焦光斑直徑小，從而加工工件的切縫窄??；采用專業(yè)軟件可隨意設(shè)計(jì)各種圖形或文字即時加工，加工靈活，操作簡單、方便；無接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒有工件熱變形，切割工件質(zhì)量好，切縫一般不需要二次加工；不受工件外形的影響，激光加工柔性好，可以加工任意圖形，可以切割鈑金、薄板及其他異型材；切割精度高，切縫平滑，切割效率高于其它激光切割機(jī)；可選配高度跟蹤系統(tǒng)，實(shí)時自動對焦，克服板材不平整現(xiàn)象；可選配專業(yè)，激光功率跟隨切割速度實(shí)時調(diào)整。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，促使激光切割技術(shù)得到更多廣泛的使用。從現(xiàn)今人們所掌握的各種切割技術(shù)來看，激光切割技術(shù)無疑是最好的切割方法。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，加之激光源制造成本的下降，這樣激光切割技術(shù)優(yōu)勢更為突出。利用激光切割技術(shù)替代火焰和等離子切割，將成為今后切割技術(shù)發(fā)展的趨勢。1.2.3切割機(jī)發(fā)展存在的問題切割機(jī)分為火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)、激光切割機(jī)、水切割等。激光切割機(jī)為效率最快，切割精度最高，切割厚度一般較小。等離子切割機(jī)切割速度也很快，切割面有一定的斜度?；鹧媲懈顧C(jī)針對于厚度較大的碳鋼材質(zhì)。切割機(jī)應(yīng)用目前有金屬和非金屬行業(yè),一般來說,非金屬行業(yè)分的比較細(xì)致,像有切割石材的石材切割機(jī),水切割機(jī),鋸齒切割機(jī),切割布料和塑料,化纖制品用的激光切割機(jī),刀片式,切割機(jī),切割金屬材料的則有火焰切割面,等離子切割機(jī),火焰切割機(jī)里面又分?jǐn)?shù)控火焰切割機(jī),和手動的兩大類,手動的類別有,小跑車,半自動,純手動,數(shù)控的有,龍門式數(shù)控切割機(jī),懸臂式數(shù)控切割機(jī),臺式數(shù)控切割機(jī),相貫線數(shù)控切割機(jī)等等。全國生產(chǎn)切割機(jī)的企業(yè)40多家，以民營、個體、股份制企業(yè)居多。焊割機(jī)具在2000年的統(tǒng)計(jì)為：門式切割機(jī)380臺、小車式切割機(jī)14650臺、等離子切割機(jī)10500臺、焊割炬250萬套，割嘴189萬只。我國數(shù)控切割行業(yè)發(fā)展比較晚，國內(nèi)有十幾家數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)廠家，每年市場需求量約在350-400臺，基本滿足國內(nèi)市場需求，進(jìn)口產(chǎn)品不足市場總量的10％。目前國內(nèi)數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)廠家主要有上海伊薩切割機(jī)械有限公司、梅塞爾切割焊接有限公司(昆山)，他們在技術(shù)上得到了國外技術(shù)的大力支持，因此產(chǎn)品在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。而哈爾濱四海數(shù)控設(shè)備有限公司、哈爾濱焊接切割成套設(shè)備有限公司、哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司機(jī)械電子設(shè)備制造廠、中船總公司船舶工藝研究所、深圳博利昌數(shù)控切割設(shè)備公司、無錫華聯(lián)焊割設(shè)備廠等企業(yè)，則利用各自企業(yè)自身的優(yōu)勢，在技術(shù)上發(fā)展也很快，產(chǎn)品滿足了不同用戶的需求。我國切割行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展打破了焊接與切割之間的傳統(tǒng)界線，其產(chǎn)品已跨接焊接、切割兩大行業(yè)，有很多企業(yè)同時生產(chǎn)焊接和切割設(shè)備。切割機(jī)行業(yè)存在問題：a.市場無序競爭，表現(xiàn)在互相貶低、互相壓價、互相挖人；b.研發(fā)投入少，或根本沒有投入；c.在機(jī)械和控制水平上與國外產(chǎn)品差別不大，但對國外控制系統(tǒng)了解不透，只停留在會應(yīng)用的水平；⑷企業(yè)間沒有合作，不能聯(lián)合起來開辟市場，比如在配套件的采上企業(yè)集中起來會降低成本。d.一些技術(shù)含量低的同類產(chǎn)品處于低水平、低價格的競爭，使企業(yè)陷入利潤極低的狀況，很難再自我發(fā)展。e.有較強(qiáng)綜合實(shí)力，能為推動行業(yè)發(fā)展，在行業(yè)自律中發(fā)揮積極作用的企業(yè)少。f.業(yè)整體協(xié)調(diào)能力差?，F(xiàn)代切割機(jī)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的運(yùn)用將是多方面的，以上僅是對現(xiàn)代切割技術(shù),在提高切割工藝水平和提高焊接質(zhì)量等方面，介紹了國外一些切割技術(shù)的發(fā)展趨勢和動態(tài)。今后我們切割行業(yè)還有很多工作要做，如非金屬切割技術(shù)，大功率激光切割技術(shù)，全自動切割流水線等項(xiàng)目的研制開發(fā)。只有通過不斷努力，不斷拓寬我們的工作思路，切割行業(yè)將在新形勢下得到進(jìn)一步的發(fā)展。1.3本課題的主要內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容是完成橡膠切條機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，分析其工作原理，根據(jù)我國的切割要求，完成主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和裝置的裝配設(shè)計(jì)，另外本設(shè)計(jì)是通過帶傳動與減速機(jī)的配合連接實(shí)現(xiàn)減速傳動，取代了原有日本減速裝置，將此產(chǎn)品國有化。本設(shè)計(jì)需滿足的要求如下：a.達(dá)到技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求，滿足實(shí)際工作需要。b.整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，滿足設(shè)計(jì)要求。c.工作時能盡量減少噪音，設(shè)備外形力求簡約且美觀。

2傳動方案的總體設(shè)計(jì)2.1總體方案的確定此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的橡膠切條機(jī)的工作原理，是由電動機(jī)帶動有一定傳動比的帶傳動裝置，再連接到減速機(jī)上，然后通過聯(lián)軸器將主動軸與減速器的輸出軸的連接起來，帶動主動軸轉(zhuǎn)動。在從動軸上，設(shè)計(jì)一組與主動軸相互撮合的齒輪，通過這組齒輪實(shí)現(xiàn)主動軸與從動軸沿相反方向的轉(zhuǎn)動，從而再分別帶動其上的切割刀具切割橡膠。這樣正好能夠?qū)崿F(xiàn)兩根軸和兩根刀具的反向旋轉(zhuǎn)。圖2.1原理圖由圖可知，該設(shè)備原動機(jī)為電動機(jī)，減速裝置為減速器加帶帶傳動的配合連接使用，工作機(jī)為刀具切割設(shè)備。傳動裝置為斜齒輪，軸承為了抵消斜齒輪的軸向力，初步選用角接觸球軸承。2.2電動機(jī)2.2.1電動機(jī)的選擇根據(jù)用途選用Y系列三相異步電動機(jī)切割刀具所需的最大功率查表[13]2-1取，帶傳動效率η1=0.95，減速器效率η2=0.68，聯(lián)軸器效率η3=0.99，得電動機(jī)到工作機(jī)間的總效率為η總=η1η2η3=0.95*0.682*0.99=0.64選擇電動機(jī)功率電動機(jī)所需工作效率為：P0=Pw/總=0.67/0.64Kw=1.04Kw主動軸的工作轉(zhuǎn)速為由表[13]2-2可知帶傳動傳動比i帶=2～4，兩級減速器傳動比i齒=8～40，則總傳動比范圍為：i總=i錐i齒=（2～4）*（8～40）=16～160電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為204.8～2048r/min2.2.2選擇原動機(jī)時應(yīng)考慮的因素1）必須考慮到現(xiàn)場能源的供應(yīng)情況。在有電源的情況下盡量選擇電力驅(qū)動，因?yàn)樗某杀镜?、操作控制方便，機(jī)械活動范圍廣。2）必須考慮到原動機(jī)的機(jī)械特性和工作制度與工作機(jī)相匹配。如紡織機(jī)械上用電動機(jī)應(yīng)選用連續(xù)的工作制，而起重機(jī)械上用的電動機(jī)應(yīng)根據(jù)起重機(jī)工作的頻繁程度選相應(yīng)的工作制。3）必須考慮到工作機(jī)對原動機(jī)提出的啟動、過載、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、調(diào)速和控制等方面的要求。4）必須考慮到工作環(huán)境的因素。如防爆、防塵、防腐蝕等。5）必須考慮工作可靠，操作簡易，維修方便。6）為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，必須考慮經(jīng)濟(jì)成本：包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。2.2.3結(jié)論結(jié)合以上原動機(jī)的各種選擇要求，我選定設(shè)計(jì)中的原動機(jī)為電動機(jī)?？紤]到電動機(jī)的選用原則以及電動機(jī)的成本和橡膠切條機(jī)的設(shè)計(jì)要求，我最后決定選用實(shí)用又廉價的Y系列三相異步電動機(jī)中的電動機(jī)型號為Y90L-6，額定功率為1.1kw，滿載轉(zhuǎn)速為910r/min，極數(shù)為3，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩為2.0，最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩為2.0，質(zhì)量為23kg。但根據(jù)實(shí)際需求，還需將該電動機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。2.3減速器2.3.1減速器的選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般不自行設(shè)計(jì)減速器，可以根據(jù)市場上減速器進(jìn)行選擇。本文選用F系列減速機(jī)。該減速機(jī)的特點(diǎn)有：1、平行輸出、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大、工作平穩(wěn)、噪音低、壽命長。2、該產(chǎn)品是結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量。3、節(jié)省空間，可靠耐用，能耗低，承載過載能力高，性能優(yōu)越。4、經(jīng)過精密加工，使軸具有很好的平行度和定位的精度。5、具有多種安裝方式：底座安裝、空心軸安裝、法蘭安裝、扭力臂安裝。6、二級傳動效率平均達(dá)95%。圖2.2減速器根據(jù)上文敘述，本文選用的減速器型號為FA76-Y1.1-4P-35.5-M6，傳動比。

3帶傳動的設(shè)計(jì)帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成為帶輪（主動輪和從動輪）和傳動帶。當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，利用皮帶輪和傳動帶間的摩擦和嚙合作用，將運(yùn)動和動力通過傳動帶傳遞給從動輪。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中廣泛發(fā)展。3.1帶傳動的類型按工作原理不同，帶傳傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動。在摩擦型帶傳動中，可分為平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動。3.2帶的彈性滑動和打滑傳動帶在受到拉力作用時會發(fā)生彈性變形。在小帶輪上，帶的拉力從緊邊拉力逐漸低到松邊拉力，帶的彈性變形量逐漸減少，因此帶相對與小輪向后退縮，使得帶的速度低于小帶輪的線速度；在大帶輪上，帶的拉力從松邊拉力逐漸上升為緊邊拉力，帶的彈性變形量逐漸增加，帶相對與大帶輪向前伸長，使得帶的速度高于大帶輪線速度。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微小滑動，稱為傳動帶的彈性滑動。彈性滑動總是存在，不可避免的。帶與帶輪之間由于功率過大，而發(fā)生顯著的相對滑動，稱為打滑，打滑可以避免的，在機(jī)械傳動種種起到過載保護(hù)的作用。3.3V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1確定計(jì)算功率首先確定本文的帶傳動的傳動比為i=2由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查得工作情況系數(shù)，故3.3.2選擇V帶的帶型根據(jù)、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選用A型。3.3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6和表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。驗(yàn)算帶速。按公式驗(yàn)算帶的速度因?yàn)?，故帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8，圓整為。3.3.4確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度根據(jù)，初定中心距。計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選帶的基準(zhǔn)長度3.3.5計(jì)算實(shí)際中心距根據(jù)中心距變化范圍為。3.3.6驗(yàn)算小帶輪上的包角3.3.7計(jì)算帶的根數(shù)計(jì)算單根V帶的額定功率。由和，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a得。根據(jù)，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4b得,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5的，表8-2得，于是計(jì)算V帶的根數(shù)取2根。3.3.8計(jì)算單根V帶的初拉力最小值由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。3.3.9計(jì)算壓軸力壓軸力最小值為3.4V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)V帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪輪速等已知條件，確定帶輪材料為HT200；帶輪基準(zhǔn)直徑，采用腹板式帶輪；輪槽截面尺寸參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10進(jìn)行設(shè)計(jì)，對于大帶輪，因同時，則大帶輪采用孔板式帶輪，其與減速器相連。繪制帶輪零件圖如下：圖3.1小帶輪圖3.2大帶輪3.5V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)3.5.1V帶傳動的張緊V帶傳動運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，會因?yàn)閹У乃苄宰冃魏湍p而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取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。3.5.2V帶傳動的安裝帶輪的軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的V型槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過。多跟V帶傳動時，為避免各根V帶的載荷分布不均，帶的配組公差應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)（參見GB/T13575.1—92）。3.5.3V帶傳動的防護(hù)為安全起見，帶傳動應(yīng)置于保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外露。

4主要零部件的設(shè)計(jì)4.1刀具4.1.1外形設(shè)計(jì)根據(jù)廠家的生產(chǎn)實(shí)際要求，設(shè)定刀具的角速度為77°/s。最大切割力為5KN。另外綜合已有的資料和經(jīng)驗(yàn)，初步確定刀具外形如下圖所示：圖4.1刀具4.1.2刀具材料刀具除刀尖的部分外主要起支撐連接的作用，因此可以使用普通的45號鋼。而對于刀尖部分，切割橡膠受沖擊載荷較小，但要求有高的耐磨性，可選用cr12鋼。Cr12鋼是一種應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼，高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有較好的淬透性和良好的耐磨性。SKD—11是一種高碳高鉻合金工具鋼，熱處理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，適宜制做高精度長壽命冷作模具及熱固成型塑料模具。國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷作模具鋼Cr12MoV鋼化學(xué)成分（GB/T1299—2000）ω/％CSiMnCrMoPSV1.45~1.70≤0.40≤0.3511.0~12.500.40~0.60≤0.030≤0.0300.15~0.30性能：高碳、高鉻類型萊氏體鋼，具有良好的淬透性，截面尺寸在400mm以下可以完全淬透，且具有很高的耐磨性，淬火時體積變化小。其碳含量比Crl2鋼低很多，且加入了鉬、釩，因此，鋼的熱加工性能、沖擊韌性和碳化物分布都得到了明顯改善。用途：用于制造斷面較大、形狀復(fù)雜、耐磨性要求高、承受較大沖擊負(fù)荷的冷作模具，如冷切剪刀、切邊模、滾邊模、量規(guī)、拉絲模、搓絲板、螺紋滾模、形狀復(fù)雜的沖孔凹模、鋼板深拉伸模，以及要求高耐磨的冷沖模和沖頭等。綜上所述，本文選定切割刀具的刀尖材料為模具鋼Cr12MoV。4.2齒輪設(shè)計(jì)4.2.1整體方案由于齒輪和刀具都是安裝在軸上，它們具有相同的中心距，并且具有相同的角速度。另外根據(jù)題目實(shí)際的要求，兩切割刀具的轉(zhuǎn)動是同步的，所以兩齒輪的分度圓直徑要相同。于是本文設(shè)計(jì)的兩個齒輪應(yīng)該是相同的。4.2.2齒輪的材料，熱處理及精度1、因在工作條件完全相同的條件下，斜齒輪傳動可比直齒輪傳動獲得較小的傳動尺寸，即斜齒輪傳動比直齒輪傳動具有較大的承載能力，于是本論文選用斜齒圓柱齒輪。（1）齒輪材料及熱處理材料：選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度190HB取齒輪齒數(shù)Z=48（2）齒輪精度按GB/T10095－1998，齒輪精度選擇7級4.2.3初步設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要尺寸按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按有如下公式計(jì)算確定公式中的各參數(shù)數(shù)值1、試選Kt=1.62、查課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4333、 查課本圖10-26查得，，所以4、由課本公式10-13計(jì)算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nj=60×12.8×1×8×300×10=0.18×h5、齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=9550P/n=9550×0.67×1000/12.8=499883N?mm6、由課本表10-7查得齒寬系數(shù)Φd=0.47、由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)8、由課本圖10-21（d）按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限9、取接觸疲勞壽命系數(shù)10、接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，應(yīng)用公式10-12得：[σH]=（540+540）/2MPa=540MPa設(shè)計(jì)計(jì)算1、試計(jì)算齒輪分度圓直徑2、計(jì)算圓周速度3、計(jì)算齒寬b和模數(shù)計(jì)算齒寬b計(jì)算摸數(shù)m初選螺旋角=154、計(jì)算齒寬與高之比齒高5、計(jì)算縱向重合度6、計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù)=1.5根據(jù)v=0.09m/s，7級精度，由課本圖10-8查表得動載系數(shù)Kv=1.07查課本由表10-3得KHα=KFα=1.2查課本由表10-4得KHβ=1.186，由圖10-13得KFβ=1.35故載荷系數(shù)K=KaKvKHαKHβ=1.5×1.07×1.186×1.2=2.287、實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑mm8、計(jì)算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1、計(jì)算載荷系數(shù)K=KaKvKFαKFβ=1.5×1×1.35×1.2=2.432、根據(jù)縱向重合度ε=1.022，查得螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.763、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4、查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)力校正系數(shù)Y由課本由表10-5得：齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)5、查課本圖10-20c得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限：σfe=380MPa6、查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)：7、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4計(jì)算模數(shù)得：對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取＝2mm，以滿足彎曲強(qiáng)度4.2.4齒輪的最終選擇根據(jù)上文的計(jì)算分析，結(jié)合設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，本文選擇SH斜齒齒輪。與直齒輪傳動相比，斜齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)為：1)嚙合性能好，傳動平穩(wěn)，噪音小。2)重合度大，降低了每對齒輪的載荷，提高了齒輪的承載能力3)不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)少圖4.2齒輪圖4.3齒輪規(guī)格表圖4.4齒輪型號表圖4.5齒輪形狀表圖4.6齒輪中心距表從以上資料中查得本文所選用的一對撮合斜齒輪是SH2-90R和SH2-90L。中心距a=186.35mm所以刀具設(shè)計(jì)的中心距也是186.35mm。齒寬b=25mm螺旋角β=15°法向壓力角20°齒輪分度圓直徑d=186.35mm圖4.7齒輪4.3主動軸4.3.1擬定整體方案根據(jù)需要，確定本次軸為階梯軸。在主動軸的左端，左端軸承，圓柱斜齒輪依次從軸的左端向右安裝，在最左端處通過聯(lián)軸器與減速機(jī)再通過帶輪與電動機(jī)相連。在主動軸的右端，刀具，右端軸承依次從軸的右端向左安裝。軸的設(shè)計(jì)圖如下：圖4.8主動軸4.3.2材料、尺寸的選擇設(shè)計(jì)1、選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本第370頁表15-3取，A0=1122、主動軸上功率P1=0.7kw，轉(zhuǎn)速n1=12.8rpm，T1=522266N?m3、初定軸的最小直徑：根據(jù)課本第370頁式15-2得4、根據(jù)軸向定位的要求具體確定主動軸上各段軸的直徑和長度a． 軸的最左端要求與減速機(jī)的相連，該軸段通過減速機(jī)，并在減速機(jī)的左端通過聯(lián)軸器連接固定。取d1=44mm，l1=84mm。b．連接固定齒輪的第二階梯軸，該軸段的直徑要與前面選用齒輪相配合。齒輪的右端通過軸肩定位，左端通過套筒固定。為了使穩(wěn)定連接，此處采用過盈配合。取d2=48mm，l2=72mm。圖4.9齒輪套筒c． 用于安裝軸承的第三段階梯軸。和該軸段配合的軸承選用UCPA210形軸承。軸承右端通過軸肩定位。左邊軸肩起著定位齒輪的作用。取d3=50mm，l3=60mm。d．主要起連接、支撐作用的第四段階梯軸。該軸段的左端軸肩用于定位軸承。取d4=64mm，l4=193mm。e． 用于安裝刀具和調(diào)整刀具距離的套筒的第五段階梯軸。為了安全，本文設(shè)計(jì)了刀具套，兩端的距離調(diào)整套筒可以根據(jù)刀具套定位，并通過刀具套調(diào)整兩刀具間距離。如下圖所示。取d5=70mm，l5=130mm。圖4.10刀具套筒f． 起連接、支撐作用的第六段階梯軸。該軸段的右端軸肩用于定位軸承。取d6=64mm，l6=43.5mm。g．軸的最右端用于安裝軸承。此處選用UCPA209形軸承。該軸承通過左端的軸肩定位。該類軸承的外形圖如下所示。取d7=45mm，l7=44mm。圖4.11軸承4.3.3軸的受力分析與校核作用在齒輪上的圓周力為：軸向力為：徑向力為：求垂直面的支承力：求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：求水平彎矩，并繪制水平彎矩圖：求合成彎矩圖：求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本362頁表15-3得，得許用彎曲應(yīng)力，則所以該軸是安全的。彎扭矩分析如下圖所示：圖4.12水平面剪力圖圖4.13垂直面剪力圖圖4.14水平面彎矩圖圖4.15垂直面彎矩圖圖4.16合成彎矩圖圖4.17扭矩圖4.4從動軸4.4.1從動軸的結(jié)構(gòu)主動軸帶動從動軸，因此從動軸的來設(shè)計(jì)較主動軸而言有許多相同之處。其中包括軸的材料、齒輪相互嚙合部分的軸徑大小及所用的軸承都是一樣的。在從動軸的左端，左端軸承，圓柱斜齒輪依次從軸的左端向右安裝，從動軸不需要和減速機(jī)或電動機(jī)直接相連。在從動軸的右端，刀具，右端軸承依次從軸的右端向左安裝。實(shí)際上，在此次設(shè)計(jì)中，主動軸上的齒輪與從動軸上的齒輪相互嚙合，從而帶動從動軸，其轉(zhuǎn)向與主動軸相反，再帶動刀具按相反方向轉(zhuǎn)動完成橡膠的切割。因此從動軸要考慮與主動軸的齒輪、軸承和刀具的配合。對于軸承的選擇，先考慮和與主動軸相配合的部分相同。及選定齒輪端用UCPA210形軸承，刀具端用UCPA209形軸承。據(jù)此，可以基本確定主動軸的外形，如下圖所示：圖4.18從動軸4.4.2材料、尺寸的選擇設(shè)計(jì)1、選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本第370頁表15-3取，A0=1122、從動軸上功率P2=0.67kw，轉(zhuǎn)速n2=12.8r/min，T2=499883N?mm3、初定軸的最小直徑，根據(jù)課本第370頁式15-2得4、根據(jù)軸向定位的要求具體確定軸各段的直徑和長度A．軸的最左端安裝和主動軸齒輪相嚙合的齒輪，由于齒輪左端不用連接減速機(jī)或電動機(jī)，于是通過一螺釘將齒輪固定，齒輪右端通過軸肩定位。根據(jù)主動軸的設(shè)計(jì)，該從動軸段與相對應(yīng)主動軸處的直徑應(yīng)該相同，長度等于齒輪的長度。及d1=48mm，l1=65mm。B．用于安裝左端軸承的部分的第二段階梯軸。根據(jù)上文的選擇，此處軸段選用的軸承為UCPA210形軸承。軸承右端通過軸肩定位。另外該軸段左邊作為軸肩還要起著定位齒輪的作用。該段軸和主動軸上的第三段軸相同。通過上文分析，取d2=50mm，l2=60mm。C．起連接、支撐作用的第三段階梯軸。左端軸肩用于定位軸承。該軸段與主動軸第四段軸相同。取d3=64mm，l3=193mm。D．用于安裝刀具和調(diào)整刀具距離的套筒的第四段階梯軸。該軸段和主動軸上第五段軸基本相同（除套筒的安裝相反外)。另外在從動軸上也需要用主動軸上設(shè)計(jì)的刀具套。根據(jù)刀具套定位確定兩端的距離調(diào)整套筒，并通過刀具套調(diào)整兩刀具間距離。取d4=70mm，l4=130mm。E．起連接、支撐作用的第五段階梯軸。該軸段的右端軸肩用于定位右端軸承。該軸段和主動軸上第六段階梯軸相同。取d6=64mm，l6=43.5mm。F．在軸的最右端用于安裝軸承。此處選用UCPA200形軸承。該軸承通過左端的軸肩定位。該軸段與主動軸上最右端軸段相同。取d7=45mm，l7=44mm。4.5鍵4.5.1鍵的選擇由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b鍵高h(yuǎn)表示）與長度L。鍵的截面尺寸按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長度L一般可按輪轂的長度而定。即鍵長等于或略短于輪轂的長度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長度及其滑動距離而定。一般輪轂的長度可能為。這里d為軸的直徑，所選定的鍵長亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。根據(jù)其上面所需的要求，我們選定齒輪和軸的連接與刀具和軸的連接均采用平鍵聯(lián)接。由于與齒輪連接軸段直徑d=48，與刀具連接的軸段d=70,故鍵的尺寸為可從《機(jī)械設(shè)計(jì)課程手冊》中查得：都應(yīng)鍵的尺寸分別為；4.5.2鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時，鍵的側(cè)面受擠壓，截面受剪切，可能的失效形式是較弱零件（通常為輪轂）工作面的壓潰（對于靜聯(lián)接）或磨損（對于動聯(lián)接）和鍵的剪斷。對于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的鍵尺寸來說，工作面的壓潰或磨損是主要的失效形式。由于普通平鍵多用于靜聯(lián)接，因此對于平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，通常只進(jìn)行擠壓應(yīng)力。根據(jù)其要求，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：式中：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為；k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k0.5h，此處h為鍵的高度，單位為mm；L——平鍵的長度（mm）；l——平鍵的接觸長度，單位為mm，對于普通平鍵，A型取l=L-b；B型取l=L；C型取l=L-0.5b；b為平鍵的寬度。由于我設(shè)計(jì)中選用的是C型，故l=63-0.5x10=58mmd——軸的直徑，單位為mm；——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為；所以有：齒輪段刀具段查《機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法》中的表6-15知，可知，故有：因此，兩鍵均通過校合知平鍵滿足要求。4.6聯(lián)軸器4.6.1聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳動的需要來選擇聯(lián)軸器，首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇，目前我過制訂為國際和行標(biāo)的聯(lián)軸器有數(shù)十種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適合范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計(jì)人員無需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時才自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購方便，價格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節(jié)能、傳動效率、傳動精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題，也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。4.6.2定聯(lián)軸器的品種、形式、規(guī)格（型號）根據(jù)動力機(jī)和聯(lián)軸器載荷類別、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等綜合因素，選定聯(lián)軸器品種，根據(jù)聯(lián)軸器的配套、聯(lián)接情況等因素選定聯(lián)軸器型式；根據(jù)公稱轉(zhuǎn)矩、軸孔直徑與軸孔長度作校核驗(yàn)算，以最后確定聯(lián)軸器的型號。在軸系傳動中一般均存在不同程度兩軸線相對偏移，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器；當(dāng)軸系傳動中工作載荷產(chǎn)生沖擊、振動時，則應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，從減振、緩沖效果和經(jīng)濟(jì)性考慮，宜選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器。本設(shè)計(jì)中選用的是的凸緣聯(lián)軸器，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，能傳遞較大的扭矩,應(yīng)用很廣，適用于軸的剛性大,對中性較好的場合.聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接，一般動力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動最常用的聯(lián)接部件，根據(jù)切割機(jī)的要求本設(shè)計(jì)選用的聯(lián)軸器其型號為GY6。圖4.19凸緣聯(lián)軸器4.6.3聯(lián)軸器的尺寸、安裝與維護(hù)聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長或者維護(hù)方便、更換易損件不用移動兩軸、對中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量。對于長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動系統(tǒng)的高速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大，但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經(jīng)常檢查密封狀況，注潤滑油或潤滑脂，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時，減少了有效工作時間，影響生產(chǎn)效益。

5減速器箱體設(shè)計(jì)5.1箱體設(shè)計(jì)箱體是機(jī)器中很重要的零件，它對箱體內(nèi)的零件起包容和支撐的作用，工作時承受機(jī)器的總重量及作用力、彎矩等。在一臺機(jī)器中，箱體的重量約占總重量的70%左右。因此，箱體的結(jié)構(gòu)在很大程度上影響著機(jī)器的工作性能和經(jīng)濟(jì)性。由于箱體的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因而通常都是鑄造成形。鑄鐵材料價格便宜，吸震性好，是制造箱體的最常用的材料。通常箱體所選用的材料是HT200，因此在設(shè)計(jì)中我也選用這種材料來鑄造箱體。當(dāng)強(qiáng)度要求高時用鑄鋼，要求重量輕時也可用鋁合金。雖然各類機(jī)器中箱體的結(jié)構(gòu)形式、尺寸差異較大，但對箱體類零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是相近的，即：I、造型合理；II、具有足夠的剛度和強(qiáng)度；III、加工工藝性好；IV、便于箱體內(nèi)零件的安裝。因此，我所設(shè)計(jì)的箱體也應(yīng)該從以上四個方面著手設(shè)計(jì)。1、箱體的外觀造型從功能要求看，減速器箱體包容箱體內(nèi)的所有零件，并通過軸承座支承軸系部件，為使傳動零件得到充足的潤滑，箱體還起油池的作用。箱體造型時，常以內(nèi)部零件的布置及尺寸為基本出發(fā)點(diǎn)，再考慮包容、支承、潤滑等功能要求，結(jié)合造型的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定箱體外形。（箱體的具體外形見蝸輪箱零件圖）。2、機(jī)體要具有足夠的剛度機(jī)體剛度不夠，會在加工和工作過程中產(chǎn)生不允許的變形，引起軸承座孔中心線歪斜，在傳動中產(chǎn)生偏載，影響減速器的正常工作。因此在設(shè)計(jì)機(jī)體時，首先應(yīng)保證軸承座的剛度。為此應(yīng)使軸承座有足夠的壁厚，并在軸承座附近加支撐肋。機(jī)體加有內(nèi)肋，內(nèi)肋剛度大，外表光滑美觀，雖然內(nèi)壁阻礙潤滑油流動，工藝也比較復(fù)雜，但目前采用內(nèi)肋結(jié)構(gòu)逐漸增多。為了提高軸承座處的聯(lián)接剛度，座孔倆側(cè)的聯(lián)接螺旋距離應(yīng)盡量靠近（以不與端蓋螺釘孔干涉為原則），為此軸承座孔附近應(yīng)做出凸臺，其高度要保證安裝時有足夠的扳手空間。為了保證機(jī)體的剛度，機(jī)蓋和機(jī)座的聯(lián)接凸緣應(yīng)取厚些。機(jī)座底凸緣寬度應(yīng)超過機(jī)體內(nèi)壁。3、應(yīng)考慮便于機(jī)體內(nèi)零件的潤滑、密封及散熱。對于大多數(shù)減速器，由于其傳動件的圓周速度，故常采用浸油潤滑（當(dāng)速度）時應(yīng)采用噴油潤滑）。因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時沉渣返起，齒頂?shù)接统氐兔娴木嚯x不應(yīng)小于30-50mm。由此即可決定機(jī)座的高度。對于下置式蝸桿減速器，浸油深度不應(yīng)超過滾動軸承最低滾動體中心，以免影響密封和增加攪油損失。浸油深度決定后，即可定出所需油量。并按傳動功率大小進(jìn)行驗(yàn)算，以保證散熱。對于單級傳動，每傳遞1kw需油量，對于多級傳動，按級數(shù)成比例增加，如不滿足，應(yīng)適當(dāng)加高機(jī)座高度，以保證足夠的油池容積。對于下置式蝸桿減速器，當(dāng)油面高度受到軸承最低滾動體高度限制時，蝸桿常接觸不到油面，這時可在蝸桿油上裝濺油盤，以使油飛到傳動體上面進(jìn)行潤滑。為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接外密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度應(yīng)不大于6.3。密封要求高的表面要經(jīng)過刮研。為了提高密封性，在機(jī)座凸緣上面常銑出回油溝，使?jié)B入凸緣聯(lián)接隙面上的油重新流回機(jī)體內(nèi)部。此外，凸緣聯(lián)接螺栓之間的距離不宜太大，一般為150-200mm，并盡量勻稱布置，以保證部分面處的密封性。5、機(jī)體結(jié)構(gòu)要有良好的工藝性機(jī)體結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，對提高加工精度和裝配質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率以及便于檢修維護(hù)等方面，有直接影響，故應(yīng)特別注意。1）.鑄造工藝的要求在設(shè)計(jì)鑄造機(jī)體時，應(yīng)考慮到鑄造工藝特點(diǎn)，力求形狀簡單、壁厚均勻、過度平緩、金屬不要局部積聚?？紤]到液態(tài)金屬流動的暢通性，鑄件壁厚不可太薄，砂型鑄造圓角半徑可取。為了避免因冷卻不均造成的內(nèi)應(yīng)力裂紋，機(jī)體各部分壁厚應(yīng)均勻。當(dāng)由較厚部分過度到教案薄部分時，應(yīng)采用平緩的過度結(jié)構(gòu)。為了避免金屬積聚，不宜采用形成銳角的傾斜肋，設(shè)計(jì)機(jī)體時，應(yīng)使機(jī)體外形簡單，拔模方便。對于鑄造機(jī)體，還應(yīng)盡量減少沿拔模方向的凸起結(jié)構(gòu)，否則在模型上就要設(shè)置活塊，以減少拔模困難。當(dāng)機(jī)體表面有幾個凸起部分時，應(yīng)盡量將其連成一體，以簡化取模過程。機(jī)體上還應(yīng)盡量避免出現(xiàn)狹縫，否則砂型強(qiáng)度不夠，在取模和澆注時易形成廢品。2）.機(jī)械加工的要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形狀時，應(yīng)盡可能減少機(jī)械加工面積，以提高勞動生產(chǎn)率，并減少刀具磨損。為了保證加工精度并減少加工工時，應(yīng)盡量減少在機(jī)械加工時工件和刀具的調(diào)整次數(shù)。機(jī)體的任何一處加工面與非加工面必須嚴(yán)格分開。與螺栓頭部或螺母接觸的支承面，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械加工。5.2減速器附件設(shè)計(jì)為了檢查傳動件的嚙合情況，改善傳動件及軸承的潤滑條件、注油、排油、指示油面、通氣及裝折吊運(yùn)等，減速器常安置有各種附件。這些附件應(yīng)按其用途設(shè)置在機(jī)體的合適位置，并要便于加工和裝折。1、通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，對減速器密封極為不利。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣體自由逸出，以保證機(jī)體內(nèi)外壓力均衡，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。在這里采用簡易的通氣器是用帶孔螺釘制成，但通氣孔不要直通頂端，以免灰塵進(jìn)入。2、定位銷為了保證部分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷。兩銷相距盡量運(yùn)些，以提高定位精度。定位銷的直徑一般取d=（0.7-0.8）D，D為機(jī)體聯(lián)接螺栓直徑。其長度應(yīng)大于機(jī)蓋和機(jī)座聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于裝折。3、螺塞為了使蝸輪蝸桿傳動時，能夠注入油對蝸輪和蝸桿進(jìn)行潤滑。通常是擰開螺塞處，注入適量的油，達(dá)到潤滑的作用。為了避免因油攪動而影響檢查效果，可在螺塞處裝隔離套。

6機(jī)架的設(shè)計(jì)6.1機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求1.在滿足強(qiáng)度和剛度的前提條件下，機(jī)架