【文章內(nèi)容簡介】 1)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 V 帶的最小基準(zhǔn)直徑 mmdd 75min ? ,考慮到帶輪太小，其彎曲應(yīng)力過大，所以要使 min1 ddd ? ，取 mmdd 1601 ? 2）驗(yàn)算帶的速度 v smndv d / 2880160100060 11 ?? ???? ?? ?? （ 23） 帶速不宜過高或過低，一般應(yīng)使 5 ~ 25 /v m s? . ,因?yàn)? mmm ?? 帶速符合要求。 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d ，并根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》加以取整 1212 dd dnnd ?? （ 24） 由于電機(jī)轉(zhuǎn)速與砂輪轉(zhuǎn)速基本同步，選速比 121 ?nn ，則基準(zhǔn)直徑 2d mmdd dd 16012 ?? (4)確定中心距 a 并選擇 V帶的基準(zhǔn)長度 dL 1）根據(jù)帶傳動總尺寸的限制條件或要求的中心距初定中心距 0a 由綜合式 )(2)( 21021 dddd ddadd ???? （ 25） 考慮到結(jié)構(gòu)要求，初選 mma 9000 ? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 帶的初始長度 0dL ： 02121200 4 )()(22 a ddddaL ddddd ????? ? （ 26） 9004 )160160()160160(29002 2??????? ? mm2302? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 V 帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)表中取帶的 ?lK [4]，帶基準(zhǔn)長度 mmLd 2021? 2)最后確定中心距 a mmLLaa dd 7492 230220219002 00 ??????? （ 27） 則 mmLaa d i n ?????? （ 28） mmLaa d a x ?????? （ 29） 最后取 mma 825~735? (5)驗(yàn)算帶輪包角 1? ?????? 601 8 0 121 a dd dd? （ 210） 7 5 6 51 5 01 5 01 8 0 0????? ???? 120210 （合適） (6)確定帶根數(shù) z 039。PPz ca? （ 211） 其中： rP — 額定功率， KW ； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得： KWP ?? [4]； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得包角系數(shù) 1?aK [4]； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得長度系數(shù) ?LK [4]； 采用非化纖結(jié)構(gòu)的普通帶，取材質(zhì)系數(shù) ?K [4]。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 V 帶處于臨界打滑狀態(tài)所能傳遞的最大功率： KWP ? [4] KWP r )( ????? 第 2 章 切斷設(shè)計(jì)部分 10 ??? rcaPPz 取 3?z 根。 (7)確定單根帶的初拉力 0F 20 )(500 qvKvzPFaca ???? （ 212） 查得 ?q [4],對于新安裝的帶，初拉力為 min0)( F ；對于運(yùn)轉(zhuǎn)后帶初拉力min0)( F NF ) )((5 0 0 20 ????? ???? (213） (8)計(jì)算帶對軸的壓力 Q NzFQ i i n2 10 ??????? ? （ 214） (9)張緊裝置的選擇 各種材質(zhì)的 V 帶都不是完全的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會由于塑性變形而松弛，使初拉力降低。為了保證帶傳動的能力，應(yīng)定期檢查初拉力的數(shù)值。如發(fā)現(xiàn)不足時(shí)，必須重新張緊，才能正常工作。常見的張緊裝置有以下幾種：定期張緊裝置、自動張緊裝置和采用張緊輪的裝置。因?yàn)樵诒痉桨钢兄行木嗖荒苷{(diào)節(jié)，可采用張緊輪將帶張緊。張緊輪放在松邊內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲，同時(shí)張緊輪還應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響小帶輪的包角。 (10)帶輪的設(shè)計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)內(nèi)容 1)帶輪的材料 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料 的牌號為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼，或用鋼板沖壓后焊接而成 [7]。在本次設(shè)計(jì)中，采用了比較常見的HT150。 2)帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 由于帶輪的基準(zhǔn)直徑 mmdd 160? ，軸的直徑 mmd 30? ，根據(jù)帶輪的選擇原則：即當(dāng) mmdd d ?? 時(shí)采用腹板式結(jié)構(gòu)，鑄造帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3042150160 圖 23 帶輪的結(jié)構(gòu) 升降液壓缸的設(shè)計(jì) （ 1）液壓缸設(shè)計(jì)要求 根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)考慮液壓系統(tǒng)的執(zhí)行件的數(shù)量、運(yùn)動形式、工作循環(huán)、行程范圍、各執(zhí)行件的運(yùn)作順序、液壓元件承受的負(fù)載、運(yùn)動速度、變化范圍。對液壓系統(tǒng)的性能要求有調(diào)速性能，運(yùn)動平穩(wěn)性能、轉(zhuǎn)換精度、可靠性程度、使用與維修的方便性等 （ 2）選擇安裝方式 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，要實(shí)現(xiàn)砂輪片的上下移動完成切割，要求液壓缸在上下伸縮的同時(shí)，還要繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動，所以選用鉸鏈連接安裝方式。 第 2 章 切斷設(shè)計(jì)部分 12 21F4 004 00圖 24 手動切割機(jī)受力示意圖 1砂輪片； 2手柄 （ 3）負(fù)載大小 根據(jù)手動切割機(jī)的工作原理（如圖 24 所示）， 圖中 F=300N 估算得砂輪片的支反力為 600?N 。 再由所設(shè)計(jì)切割機(jī)的切割受力示意圖（如圖 25 所示） 由于砂輪所受的支反力相同，算得液壓缸所承受的力即理論推力為NF 120039。 ? （ 4）工作壓力 當(dāng)前所用的液壓缸的負(fù)載小于 Kg5 的工作壓力一般在 左右，所以選取其正常工作壓力為 MPa1 [5]。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)一般要求安全系數(shù)比較高，所以在選取液壓缸的時(shí)候一般要求有較大余量，所以在缸徑選擇時(shí)，其工作壓力一般按MPa1 計(jì)算。 （ 5）缸徑選擇 理論推力為 N1200 時(shí)，需選擇其缸徑為 mm40 ?？紤]到安全系數(shù)，初選缸徑為 mm60 。 （ 6）行程大小 根據(jù)機(jī)構(gòu)簡圖（如圖 26 所示），其中實(shí)線為機(jī)構(gòu)初始位置，在初始位置時(shí)，砂輪片的直徑在最大狀態(tài)，當(dāng)砂輪切割到終位（圖 26 中虛線部分）時(shí)，連桿所轉(zhuǎn)過的角度為 ?10 ，此時(shí)砂輪直徑為最小直徑。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 2800F39。400 圖 25 棒料切割機(jī)受力示意圖 1砂輪片 ； 2液壓缸 10176。44054033512圖 26 氣缸行程計(jì)算簡圖 1砂輪 ； 2液壓缸； 3工件 在初始位置時(shí)測得液壓缸的總長度為 mmL 5401 ? ，在終了位置時(shí)測得液壓缸的總長為 mmL 4402 ? ，所以在此過程中氣缸的行程 mmLLL 10 021 ??? （ 215） 即升降液壓缸的行程為 mmL 100? （ 7）液壓缸穩(wěn)定性校核 1) 液壓缸直徑校核 液壓工作壓力 PaP 6101??工作,則液壓缸直徑 2 0 044 6 ??????? ??工作理論力 PFD (216) 第 2 章 切斷設(shè)計(jì)部分 14 取 mm40?D ?？紤]到安全系數(shù)，選缸徑為 mm60 合理。 2)液壓缸活塞桿選擇及校核 42 理論液壓缸 PDF ??? ? (217) ? ? NFN 62 ??????? 理論? 故設(shè)計(jì)符合要求。 由 ~?Dd ，可計(jì)算出活塞桿直徑 d ? ? mm18~~ ?? Dd (218) 可取活塞桿直徑 mm12?d 通過公式 : ? ??? ?2d4 工作F (219) 對 d 進(jìn)行校核， 其中 ? ? MPa120?? NF 1200?理論 則 1 2 m 1 2 01 2 0 04 ????? ?d 選活塞桿直徑為 mm12?d 的液壓缸符合要求。 在所需要的 行程桿長 sl 2? 的前提下 15L/d? ，須進(jìn)行穩(wěn)定校核，應(yīng)使活塞桿承受的力 F 不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界壓力 crF ,但考慮到安全性，安全因數(shù) 工作FFn /cr? 應(yīng)大于規(guī)定的許用安全因數(shù) stn ，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。（ PAF ?工作 為液壓缸桿工作負(fù)載； ??64?stn ）關(guān)于穩(wěn)定安全因數(shù)可在設(shè)計(jì)手冊中查到。 兩端鉸支鏈接的、細(xì)長壓桿的臨界力的歐拉公式 [6] 22)(ulEIFcr ?? (220) 其中 : 截面的慣性矩： 464dI ?? ； 桿件的兩端都是鉸鏈連接： 1?? ； 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 NNFnF stcr 45216)1060(1014 236 ???????? ??工作 (221) mmmdPaFEIlcr2 1 52 1 5 2 1 61 64)102 1 0(4922??? ????????? (222) 則所選取的桿長不超過 mm215 ，且大于行程 mm1002? ，所以選取液壓缸活塞桿的長度 mm200 ， 3) 缸筒壁厚的計(jì)算 缸筒壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算 : ? ??? 2 pDP? (223) 式中： ? —— 缸筒壁厚 ? ?mm ； D —— 液壓缸內(nèi)徑 ? ?mm60 ； pP —— 實(shí)驗(yàn)壓力，取 PaPPp 51022 ??? 工作 ； 材料為： ZQ的許用應(yīng)力 ? ? ?? [6] 可計(jì)算出壁厚 ? 10260 65 ??? ???? (224) 因此，液壓缸外徑 39。D ?????D (225) (8)確定液壓缸型號 綜上所述，根據(jù)《液壓與氣壓傳動》，選用型的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸 ZQ60/12200F2[7]合適，缸徑為 mm60 ，活塞桿直徑為 mm12 ，液壓缸行程為 mm200 ，帶防塵罩 F數(shù)量為 2。 滾動軸承的選取及校核 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用了既有轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又能夠承受少量軸向力的角接觸球軸承，（其中軸向力的主要來源是安裝或拆卸帶輪時(shí)所承受的載荷估算載荷大小為 100N）。據(jù)分析，在安裝和拆卸帶輪時(shí)的力相同的情況下，拆卸帶輪時(shí)，軸承所受的力更大，所以選取軸向力 AF 的方向向右，如圖 26 所示。 圖中 M為電極的輸出轉(zhuǎn)矩， F為砂輪的切割阻力，在切割過程中，電極的輸?shù)?2 章 切斷設(shè)計(jì)部分 16 出轉(zhuǎn)矩與砂輪所受的切割阻力矩大小相同，方向相反，在切割時(shí)相互抵消，所以在計(jì)算過程中不再考慮電極輸出轉(zhuǎn)矩和切割阻力對軸承的影響。 由于軸承受一定的軸向力，所以選取接觸角 ??25? 的角接觸球軸承。其代號為 7207ACJ[7],基本額定動載荷 KNCr ? ，基本額定靜載荷 KNCor ? [8]。 軸承的校核計(jì)算 （ 1）計(jì)算軸承所受的徑向力 1R 、 2R ，其受力如圖 26 所示 由力矩平衡條件 02??M 得徑向力 1R 1 8 0 202 0 0 211 ???? FFR （ 226） 1 8 0 205 5 02 0 08 0 0 ???? N836? 由 01??M 得徑向力 2R 1 8 0 202 0 0 122 ???? FFR （ 227） 1 8 0 208 0 02 0 05 5 0 ???? N522? M20F112R1 RSSF201 8 020F 2F A圖 26 軸承計(jì)算簡圖 （ 2）計(jì)算派生軸向力 1S 、 2S 所選的軸承型號為 7207ACJ，其派生軸向力 RS ? 則 NRS 5 2 78 6 11 ???? （ 228） NRS 3 2 95 2 22 ???? （ 229） 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 3）求軸承所受的軸向力 1A 、 2A 21 627100527 SNFS A ????? 故軸承 2 被壓緊，軸承 1被放松，所以有 NSFA A 6 2 71 0 05 2 712 ????? NSA 52711 ?? （ 4）計(jì)算當(dāng)量動載荷 1P 、 2P ??RA （ 230） ??RA （ 231） 由