【文章內(nèi)容簡介】 =1500r/min 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差為： 0%100150015001500 ?? 在177。 5%的范圍內(nèi)，為允許值。 （ 4）驗算帶速 V1 由帶速公 式 得 100060 ndV 11d1 ??? （ 32） 100060 ? ??? =。 在 5~30m/s 的范圍內(nèi)，故帶Ⅰ的速度大小合適。 （ 5）定帶的基準長度 Ld1 和實際中心距 ai 按結(jié)構(gòu)設計要求初定中心距，由初選帶傳動的中心距公式 得： （ dd1+dd2） a012(dd1+dd2) （ 33） 代入數(shù)據(jù)得： a01550mm 初定中心距為 a01=400mm 由 帶長公式 得： 0121dd2d2d10101d a4 )dd2 dda2L ?????? （）（ （ 34） 4004 )125150(2 )150125( 2???????? =1232mm 由 V 帶的基準長度系列表查得， 基準長度 Ld1=1250mm 由 實際中心距近似公式 得 2 LLaa 01d1d01i ??? （ 35） 212321250400 ??? =409mm 中心距范圍 1di1m i n ?????? 榆林學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 1di1m a x ?????? （ 6）驗算小帶輪的包角 1? 的大小 由小帶輪包角公式 得 oi1d2do1 dd180 ????? （ 36） oo 125150180 ???? =177o 因為 1? =177o90o,故包角的大小合適。 （ 7）確定 V 帶的根數(shù) Z1 根據(jù) dd1=125mm， n1=1800r/min,查文獻中 V 帶基本額定功率表 ，用插值法得：P01=。 查文獻中表 得，帶長度修正系數(shù) KL1=。 查得 包角修正系數(shù) Ka1=。 根據(jù)傳動比 i=，查 V 帶額定功率的增量表得 ， ?? 。 由確定帶的根數(shù)公式 得： 1L1a0101A1 KK)PP( PKZ ??? （ 37） ??? ?? ）（ ? 圓整后得 Z1=2。 （ 8）求初拉力 F01 及帶輪上的壓力 FP1 查得 A 型普通 V 帶每米質(zhì)量 q=。 根據(jù)公式 得單根 V 帶 I 的最小初拉力為 21111a1ca1a1m in0 VqVZK ?? ）（）（ （ 38） ???? ??? ）（ = 對于新安裝的 V 帶Ⅰ，初拉力 )F( 1m in001 ???? 帶作用于 軸上的壓 軸 力 公式為 茶樹修剪機的設計 12 2asinFZ2F 10111P ? （ 39） 2177s o???? = （ 9）設計結(jié)果 對于帶 I,選擇 2根型號為 A1250GB/T115441997的皮帶，中心距為 ai=409mm，帶輪直徑 dd1=125mm， dd2=150mm，軸上的壓力 FP1=。 帶 Ⅱ 的設計 （ 1） 帶 Ⅱ 上的功率為 P1=P 1? ? 2= ? ? = 主動輪的轉(zhuǎn)速為 nI=1500r/min,從動輪的轉(zhuǎn)速為 nII=1500r/min。 （ 2）確定計算功率 Pca2 表 32 工作情況系數(shù) KA 工 況 KA 空、輕載起動 重載起動 每天工作小時數(shù) /h 10 10~16 16 10 10~16 16 載荷變動微小 液體攪拌機，通風機，和鼓風機（≤ ）、離心式水泵和壓縮機、輕型輸送機 載荷變動小 帶式輸送機（不均勻載荷）、通風 機（ ）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機、發(fā)電機金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機和木工機械 載荷變動較大 制磚機、斗式提升機、往復式水泵和壓縮機、起重機、磨粉機、沖剪機、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載運送機 載荷變動很大 破碎機（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機（球磨、棒磨、管磨） 由表 32 得 KA=， 帶 Ⅱ 上的功率為 Pca2=KAP1= ? = 榆林學院本科畢業(yè)設計（論文） 13 由于以下計算過程與上述相同，故略去。詳細計算過程見附錄一，這里只給出計算結(jié)果 。 （ 3）計算結(jié)果 對于帶 II,選用 2 根 A1000GB/T115441997 的皮帶，中心距 aI=300mm，帶輪的直徑 ddI=125mm， ddII=125mm，軸上的壓力 FP2=。 表 32 帶明細表 型號 根數(shù) Z 中心距 a/mm 軸壓力 Fp/N 帶 I A1250GB/T115441997 2 409 帶Ⅱ A1000GB/T115441997 2 300 帶輪 Ⅰ 的設計 由設計文獻可知，當帶輪基準直徑 mm300dd ? 時，帶輪 采用腹板式。 為了使 V 帶工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合， V 帶輪輪槽的工作面夾角做成 了 34o40o。 查文獻 [6]中 表 得，帶輪寬 B=（ z1） e+2f (310) 式中： z輪槽數(shù)； e槽間距， mm； f槽邊距 ， mm； 取 e=15mm， f=11mm，代入數(shù)據(jù)得 2 輪槽的帶輪寬度 B1=37mm。 參照文獻 [8]中圖 814（ b），即可得到 V 帶輪的結(jié)構(gòu)及 尺寸公式 ， 進而得到 帶輪Ⅰ的結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示 茶樹修剪機的設計 14 圖 33 帶輪Ⅰ的結(jié)構(gòu)圖 其中技術上要求鑄造帶輪的 輪槽工作面不應有砂眼、氣孔，其他部分不應有縮孔等鑄造缺陷。 帶輪 Ⅱ 的設計 帶輪Ⅱ的設計步驟與帶輪Ⅰ的相同，為了便于加工，帶輪Ⅱ的結(jié)構(gòu)、加工方法以及表面粗糙度均與帶輪Ⅰ相同，不同的是帶輪的基準直徑 mm150d 2d ? ，結(jié)構(gòu)圖如下 榆林學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 圖 34 帶輪Ⅱ的結(jié)構(gòu)圖 帶輪 Ⅲ和Ⅳ 的設計 由于帶輪Ⅲ和Ⅳ的基準直徑相同，安裝處的軸直徑相同 （見下文） ，為了便于加工， 取用和帶輪Ⅰ完全相同的帶輪。 刀片的設計 刀片是個核心部件， 現(xiàn)在國產(chǎn)刀片的壽命一般在 300h 以上。 其設計 內(nèi)容 主要包括材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設計以及加工工藝的制定。 其在傳動機構(gòu)中的位置可見圖 35 所示： 圖 35 刀片示意圖 茶樹修剪機的設計 16 刀片 材料的選擇 刀片在高速的環(huán)境下工作，在剪切過程中，會受到很大的摩擦力和擠壓力。因此，制造刀片的材料要具有較高的硬度、耐磨性及韌性，基于上述要求，查閱文獻 [6]中表 ，選擇牌號為 W18Cr4V 的高速工具鋼作為刀片的材料。 W18Cr4V 是應用最廣的高速工具鋼，其性能有：具有較高的硬度，熱處理后硬度可達到 6366HRC,抗彎強度可達到 3500MPa，易于磨削加工。優(yōu)點：通用性好，工藝成熟。 刀片的結(jié)構(gòu)設計 刀片的結(jié)構(gòu)采用圓形的刀盤，兩邊裝有兩個對稱的刀片， 刀片是一次性鑄造而成的，滾刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時與樹干緊密接觸，將樹干一層層刨削掉。 由于刀刃有一個 半徑為 30mm 的弧度，能很好的鎖緊樹干，順勢把樹枝割斷，降低了撕裂度，增加了切口的平整 度。其結(jié)構(gòu) 示意圖如下： . . 圖 36 刀片結(jié)構(gòu)示意圖 榆林學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 刀片加工路線 的制定 高速工具鋼的加工工藝已經(jīng)成熟，完全可以加工出上述結(jié)構(gòu)的刀片。刀具從選材到包裝，經(jīng)過精細打磨，需要 30 多道工序才能完成。 （ 1） 刀具制造 工序 流程 剪板（開料）→沖坯 →打嘜→沖眼→調(diào)直→迫刀→熱處理→水磨（單面、雙面磨）→打砂（打刀背、打刀面、打刀柄）→拋光（機拋）→開刃口（機械開刃口）→打披鋒→釘?shù)丁⑺堋凇牡丁蛩ド皫АD→表面處理 。 （ 2） 刀具的熱處理工藝 刀具的熱處理工藝：根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)的 特殊性及使用要求，對刀具進行熱處理時需先進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度 28～ 32HRC。待半精加工完成后，再進行表面滲氮處理，滲氮層厚度 ～ ，硬度 600～ 750HV。熱處理后應保證刀具不變形，達到設計精度要求。 軸的設計和校核 本章軸的設計主要包括軸 I、軸 II、軸 III和軸 IV的設計及校核。各軸在傳動機構(gòu)中的位置見圖 37。 圖 37 軸示意圖 軸Ⅰ的設計 （ 1）軸Ⅰ的設計計算 P4=P? 1? 2= ?? = 茶樹修剪機的設計 18 1）選擇軸的材料，確定許用應力 由于我們設計的軸對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由文獻 [8]中軸的常用材料及其主要力學性能表 查得抗拉強度極限 B? =640MPa，許用彎曲應力 [ 1?? ]=60MPa。 2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑 DI 查 得 A0=112cm。 由 軸的直徑公式可 得 3120 nPAD? (311) = 3? ≈ 對于 d? 100mm 的軸，最小軸徑處有 1 個鍵槽時，應將軸徑增大 5%～ 7%，為～ 。 取 DI=20mm。 3）設計軸的結(jié)構(gòu)并繪制機構(gòu)草圖 帶輪的另一端需要軸肩定位，由 DI=20mm，軸肩高度 h1=（ ～ ） DI =（ ～ ） mm。 取 h1=3mm,則 DII=DI+2h1=26mm。 直徑為 DII 處的軸段是一軸環(huán)，軸環(huán)的寬度 L1? =，取 L1=26mm。 再由 h2=（ ～ ） DII=（ ~） mm。 取 h2=2mm，則 DIII=DII+2h2=30mm，這段軸是用來安裝軸承的 。 查文獻 [6]中表 ，初步選用型號為 6406 GB/T 2761994 的軸承，軸承寬度 B=23mm，軸承內(nèi)圈安裝尺寸 damin=39mm，軸承內(nèi)圈端面直徑 d≈ 軸肩的高度。 取 DIV=42mm， 第 V 段軸也是來安裝軸承的，故 DV=DIII=30mm。 軸承另一端需要軸肩定位， daminDIVd，綜合考慮此處定位 。 由于軸承的安裝需要和刀片保持一定距離，取第 VI 段軸的直徑為DVI=DII=26mm。 第 VII 段軸是用來安裝刀片的，為了便于加工，取第 VII 段軸的直徑為DVII=DI=22mm。 榆林學院本科畢業(yè)設計（論文） 19 綜上所述 : DI=DVII=20mm DII=DVI=26mm DIII=DV=30mm DIV=42mm 根據(jù)汽油機的高度及整機結(jié)構(gòu)，確定軸Ⅰ的總長為 400mm。 由上述帶輪Ⅰ的設計可知， 帶輪 Ⅰ的 寬 度 B1=37mm。 查閱 文獻 [6]中高強度墊圈 表 （ GB/T 36321995） ， 墊圈選用鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型螺栓用墊圈，最大厚度 Smax=。 直徑為 DI處的軸段主要是用來安裝 2 個 2 輪槽的帶輪 輪槽的帶輪，根據(jù)帶輪寬度、墊圈的厚度以及安裝的結(jié)構(gòu)確定此處的軸長 LI=140mm。 直徑為 DII 處的軸段長度，可以根據(jù)設計經(jīng)驗，確定軸承端面和帶輪的距離為LII=24mm。 直徑為 DIII處的軸段長度是軸承的寬度 LIII=B=23mm。 直徑為 D7 處的軸段是用來安裝刀片，根據(jù)刀片的厚度、螺母的長度以及墊片的厚度確定軸長為 LVII=50mm。 直徑為 D5 處的軸段也是用來安裝軸承，長度 LV=23mm。 直徑為 D6 處的軸段和 D2 處一樣長 LVI=24mm。 最后留下的軸長就是第 4 段軸的長度了， LIV=116mm。 軸Ⅰ的最終尺寸如下圖所示： 圖 38 軸Ⅰ結(jié)構(gòu)圖 （ 2） 軸Ⅰ的校核 圖 39 軸 Ⅰ 的 作用力示意圖 茶樹修剪機的設計 20 基于上述示意圖，按照彎扭合成應力公式校核軸的強度 。 以 B 為基點 ，由∑ MB=0 得： FNC 139Fp1 270+Fp2 208+Fr 84=0 由∑ Fy=0 得： Fr