【文章內(nèi)容簡介】 1)《機械設計》查得 V 帶的最小基準直徑 mmdd 75min ? ,考慮到帶輪太小，其彎曲應力過大，所以要使 min1 ddd ? ，取 mmdd 1601 ? 2）驗算帶的速度 v smndv d / 2880160100060 11 ?? ???? ?? ?? （ 23） 帶速不宜過高或過低，一般應使 5 ~ 25 /v m s? . ,因為 mmm ?? 帶速符合要求。 3）計算大帶輪的基準直徑 2d ，并根據(jù)《機械設計》加以取整 1212 dd dnnd ?? （ 24） 由于電機轉(zhuǎn)速與砂輪轉(zhuǎn)速基本同步，選速比 121 ?nn ，則基準直徑 2d mmdd dd 16012 ?? (4)確定中心距 a 并選擇 V帶的基準長度 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 ? 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 帶的初始長度 0dL ： 02121200 4 )()(22 a ddddaL ddddd ????? ? （ 26） 9004 )160160()160160(29002 2??????? ? mm2302? 由《機械設計》 V 帶的基準長度系列及長度系數(shù)表中取帶的 ?lK [4]，帶基準長度 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《機械設計》查得： KWP ?? [4]； 由《機械設計》查得包角系數(shù) 1?aK [4]； 由《機械設計》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《機械設計》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 切斷設計部分 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 ；對于運轉(zhuǎn)后帶初拉力min0)( F NF ) )((5 0 0 20 ????? ???? (213） (8)計算帶對軸的壓力 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，在預緊力的作用下，經(jīng)過一定時間的運轉(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，應定期檢查初拉力的數(shù)值。如發(fā)現(xiàn)不足時，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。因為在本方案中中心距不能調(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，同時張緊輪還應盡量靠近大輪，以免過分影響小帶輪的包角。 (10)帶輪的設計 帶輪的設計要求及設計內(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)速較高時宜采用鑄鋼，或用鋼板沖壓后焊接而成 [7]。在本次設計中，采用了比較常見的HT150。 2)帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 由于帶輪的基準直徑 mmdd 160? ，軸的直徑 mmd 30? ，根據(jù)帶輪的選擇原則：即當 mmdd d ?? 時采用腹板式結(jié)構(gòu)，鑄造帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 3042150160 圖 23 帶輪的結(jié)構(gòu) 升降液壓缸的設計 （ 1）液壓缸設計要求 根據(jù)主機系統(tǒng)設計的要求，應考慮液壓系統(tǒng)的執(zhí)行件的數(shù)量、運動形式、工作循環(huán)、行程范圍、各執(zhí)行件的運作順序、液壓元件承受的負載、運動速度、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)設計的要求，要實現(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，還要繞點轉(zhuǎn)動，所以選用鉸鏈連接安裝方式。 第 2 章 切斷設計部分 12 21F4 004 00圖 24 手動切割機受力示意圖 1砂輪片； 2手柄 （ 3）負載大小 根據(jù)手動切割機的工作原理（如圖 24 所示）， 圖中 F=300N 估算得砂輪片的支反力為 600?N 。 再由所設計切割機的切割受力示意圖（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 當前所用的液壓缸的負載小于 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]。因為在設計時一般要求安全系數(shù)比較高，所以在選取液壓缸的時候一般要求有較大余量，所以在缸徑選擇時，其工作壓力一般按MPa1 計算。 （ 5）缸徑選擇 理論推力為 N1200 時，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)機構(gòu)簡圖（如圖 26 所示），其中實線為機構(gòu)初始位置，在初始位置時，砂輪片的直徑在最大狀態(tài)，當砂輪切割到終位（圖 26 中虛線部分）時，連桿所轉(zhuǎn)過的角度為 ?10 ，此時砂輪直徑為最小直徑。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 2800F39。400 圖 25 棒料切割機受力示意圖 1砂輪片 ； 2液壓缸 10176。44054033512圖 26 氣缸行程計算簡圖 1砂輪 ； 2液壓缸； 3工件 在初始位置時測得液壓缸的總長度為 mmL 5401 ? ，在終了位置時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 切斷設計部分 14 取 mm40?D 。考慮到安全系數(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? 故設計符合要求。 由 ~?Dd ，可計算出活塞桿直徑 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? ，須進行穩(wěn)定校核，應使活塞桿承受的力 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 為液壓缸桿工作負載； ??64?stn ）關于穩(wěn)定安全因數(shù)可在設計手冊中查到。 兩端鉸支鏈接的、細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?? ； 四川理工學院畢業(yè)設計（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) 缸筒壁厚的計算 缸筒壁厚可按薄壁筒公式計算 : ? ??? 2 pDP? (223) 式中： ? —— 缸筒壁厚 ? ?mm ； D —— 液壓缸內(nèi)徑 ? ?mm60 ； pP —— 實驗壓力，取 PaPPp 51022 ??? 工作 ； 材料為： ZQ的許用應力 ? ? ?? [6] 可計算出壁厚 ? 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》，選用型的標準液壓缸 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)設計中，采用了既有轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點，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的力相同的情況下，拆卸帶輪時，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 切斷設計部分 16 出轉(zhuǎn)矩與砂輪所受的切割阻力矩大小相同，方向相反，在切割時相互抵消，所以在計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]。 軸承的校核計算 （ 1）計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 軸承計算簡圖 （ 2）計算派生軸向力 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） 四川理工學院畢業(yè)設計（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）計算當量動載荷 1P 、 2P ??RA （ 230） ??RA （ 231） 由