【導(dǎo)讀】具廠的碎料加工，以節(jié)約木材資源。適合作坊式工廠和小型個(gè)體企業(yè)生產(chǎn)。

　　

【正文】 12RRi? 知 12 RR ? 定 V 帶型號(hào)和帶輪直徑 工作情況系數(shù) ?AK 計(jì)算功率 PKP Ac ? ??? kw () 選帶型號(hào) 根據(jù) cP ? kw， n=1920r/min 查文獻(xiàn) 812 此坐標(biāo)位于 B 型處 固選 普通 B 型 小帶輪直徑 取 1501 ?D mm 大帶輪直徑 800 1920210)()1( 2 112 ????? n nDD ? 355?mm （設(shè) ?? ） () 計(jì)算帶長 求 mD 2 3551502 12 ???? DDD m = 求 ? 2 1503552 12 ????? DD　= 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 初取中心距 450?a mm 帶長 22 ????????? ?? aaDL m 1800?dL mm () 求中心距和包角 中心距 6168)(414 22 ??????? mm DLDLa ?? mm () 小輪包角 0001201 ?????? a DD? () 求帶根數(shù) 帶速 11 ?? ????? nDv ? m/s () 帶速在 5～ 25m/s 范圍內(nèi)，合適 傳動(dòng)比 800192021 ??? nni 帶根數(shù) ?P kw， ?ak ， ?Lk ， ??P kw )( )( 00 ???????? Lac kkPP PZ () 取 Z =3 根 求軸上載荷 張緊力 ) ( )(500 220 ?????????? qvk kvZPF a ac N () 軸上載荷 7002 i i n2 10 ?????? ?ZFF Q N () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪材料 由于 ?v m/s25 m/s 選灰鑄鐵 HT200 鑄造 結(jié)構(gòu)形狀 鑄造大、小帶輪的結(jié)構(gòu) 如圖 所式： 下面介紹一下灰口鑄鐵的特點(diǎn)： 灰口鑄鐵的拉伸強(qiáng)度和塑性很低，這是由于片狀石墨對(duì)基體嚴(yán)重割裂作用造成的。石墨片相當(dāng)于在剛基體上形成的許多裂紋和空洞。受拉應(yīng)力作用時(shí)，裂紋尖端的曲率半徑愈小以及石墨片長度愈大，則在裂紋尖端處引起的應(yīng)力力愈大，拉伸度降低 的就也 小帶輪大帶輪 圖 帶輪結(jié)構(gòu) 愈多。受壓應(yīng)力時(shí)，因石墨片不引起大的局部應(yīng)力，因而對(duì)壓縮強(qiáng)度影響不大。變質(zhì)處理后，由于石墨片細(xì)化，石墨對(duì)基體的割裂減小，使鑄鐵的強(qiáng)度提高，但對(duì)塑性無明顯改善?；铱阼T鐵有良好的消震性。鑄鐵中的石墨對(duì)振動(dòng)的傳播起削弱作用，尤其當(dāng)石墨為片狀的時(shí)候，這是灰口鑄鐵的突出優(yōu)點(diǎn)之一。對(duì)于一般鑄鐵，在有潤滑的條件下，含有石墨的鑄鐵是很好的耐磨材料。石墨本身有良好的潤滑作用和減摩性；尤其是石墨周圍的孔隙中可以儲(chǔ)存潤滑劑，使摩擦面積始終保持良好的潤滑條件。鑄鐵成分一般控制在共晶成分附近，因此流動(dòng)性能好，熔點(diǎn)比鋼低得多，易于制造薄壁復(fù)雜形狀的零件。鑄鐵凝固時(shí)由于析出了石墨，體積膨脹，減少了鑄件的凝固收縮 。體積減小可減小鑄件黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 的內(nèi)應(yīng)力避免變形和開裂，同時(shí)可大大減少補(bǔ)縮用的冒口，簡化鑄造工藝，容易得到質(zhì)量可靠的鑄件。 由于鑄鐵有上述優(yōu)點(diǎn)，很適合大、小帶輪的制造材料，故選用 HT200 來鑄造。 進(jìn)料槽的設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)料槽的尺寸根據(jù)刀盤的直徑確定，方形進(jìn)料槽的寬度一般為51~41倍的刀盤直徑，其長度取決于原料的長短。 11546041 ?? mm 9246051 ?? mm 由于本次設(shè)計(jì)的削片機(jī)主要是切削成捆的枝椏材，故設(shè)計(jì)進(jìn)料槽 的尺寸為100mm? 135mm? 350mm，進(jìn)料槽的長度較長，方便自由進(jìn)料。只要把成捆的原料扔進(jìn)進(jìn)料槽，便可實(shí)現(xiàn)自由進(jìn)料。 本章小結(jié) 本章主要介紹了刀盤的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定，裝刀和底刀的部分設(shè)計(jì)，主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)比和大、小帶輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算，進(jìn)料槽和出料口的設(shè)計(jì)計(jì)算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第 5章 各部件的校核 和 驗(yàn)算 軸的強(qiáng)度校核 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ為軸的四個(gè)截面 圖 軸結(jié)構(gòu)圖 計(jì)算支承反力 水平面受力 分析見圖 水平支 反力 ?????RF N 0 1 82 ????RF N 圖 水平面受力圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 垂直面受力 分析見圖 垂直面反力 70126 )(1 ?? ???????RFN 3 0 1 6 ＝??????RF N 圖 垂直面受力圖 畫軸彎矩圖 水平面彎矩 分析見圖 圖 水平面彎矩圖 垂直面彎矩 分析見圖 圖 垂直面彎矩圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 合成彎矩 分析見圖 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 84890?T Nmm 圖 合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩 分析見圖 圖 轉(zhuǎn)矩圖 許用應(yīng)力 用 文獻(xiàn) [14]查得： ? ? ?b? MPa 許用應(yīng)力值 ? ? 601 ?? b? MPa 應(yīng)力校正系數(shù) ? ?? ? ??? ? bb??? 畫當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量彎矩 5 0 0 9 08 4 8 9 ???T? Nmm 當(dāng)量彎矩 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 110600)( 22 ???? TMM IV ?Nmm () 11000)( 22 ????? TMM III ?Nmm () 當(dāng)量彎矩分析見圖 圖 當(dāng)量彎矩圖 校核軸徑 設(shè)計(jì)的最小直徑 45min ?d mm 軸徑 ? ? 33 1 ????? ? bIVIV Md ?mm () ? ? 000 33 1 ????? ??? bIIIIII Md ?mm () ??? ? IIIIV dd mm 判斷危險(xiǎn)截面 初步分析 I 、 II 、 III 、 IV 四個(gè)截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，下面以截面 III 為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。 軸材料選用 45鋼調(diào)質(zhì)， 650?B? MPa， 360?S? MPa 對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 2 8 66 5 ????? Bb ?? MPa ????? B?? MPa 脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限 10 ???? ? bb ?? MPa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 3 1 21 9 10 ???? ??? MPa 等效系數(shù) 486 48628622 0 01 ?????? ? b bb? ??? ? 31219522 0 01 ?????? ?? ??? ? 截面 III 上的應(yīng)力 彎矩 88000)5525(11001 ????M Nmm 彎曲應(yīng)力幅 88000 31 ????? WMa ?? MPa 彎曲平均應(yīng)力 0?m? 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 84890 3 ???? TWT? MPa 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 ???? ??? ma MPa 應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) 因在此 截面處，有軸直徑變化，過度圓角半徑 2?r mm ，由 ??dD ， ??dr 和 650?B? MPa，經(jīng)文獻(xiàn) [1]查得 ??k ， ??k 。 如果一個(gè)截面上有多種產(chǎn)生應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，則分別求出其有效應(yīng)力集中系數(shù)，從而取最大值。 表面狀態(tài)系數(shù) 由文獻(xiàn) [5]查得 ( ?? aR? 181。m, σB=650MPa) 由文獻(xiàn) [5]查 得 , ?? r??? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 1?Nk 28611 ??????? ?mabNk kS?????????? () 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù) 19511 ????????? ?mNk kS??????????? () 復(fù)合安全系數(shù) 2222 ???????? SS SSSaa () ? ?SS ?? 以上分析說 明，軸是完全符合要求的。 刀盤的校核 按照 文獻(xiàn) [12]中有孔圓盤公式計(jì)算切向和徑向應(yīng)力值 切向應(yīng)力： ?????? ??????? )1(3 318 )3( 222222 ???? ? baruubu () 式中： ? ——材料密度； ? ——刀盤角速度， S1； a ——內(nèi)孔直徑， mm； b ——刀盤直徑， mm； r ——變量半徑； ? ——系數(shù)， ?? 。 在 ar? 處， ?b 達(dá)到最大值 ?????? ????? 222m a x 314 )3( auubub ??? () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 )3( 222m a x ??????? ??????? ub ? MN/m2 徑向應(yīng)力 ???????? ????? 22 22222 )3( rr babaub r ??? () 在 abr? 處， rb 達(dá)到最大值 ? ? ? ? ? ? ? ? 2222m a x ???????? abub r ?? MN/m2 由離心力牽引起的在刀盤上被刀槽削弱處斷裂的應(yīng)力作用在 AA? 斷面上的離心力： 22 ??gGQ? () 式中： G —— 刀盤重 量， kg； ? ——刀盤旋轉(zhuǎn)軸線至半個(gè)刀盤的質(zhì)量中心的距離， mm； 4 ?????? RR?? mm ? ——刀盤旋轉(zhuǎn)角速度， S1。 離心力 2 ?????? ??gGQ N 在 AA? 斷面上的應(yīng)力： ? ?? AAFQ? () 式中： ? ?AAF —— AA? 斷面上的總面積； 2 7560 ???????? ???????? ? AAFm2 ???? ?? AAFQ? kg/m2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 安全系數(shù)： 1028 66 ????? ?? Sn 刀盤連接處，由切應(yīng)力引起的剪應(yīng)力計(jì)算 近似計(jì)算公式： ???? )( III FFKp () 式 中： ?? —— 剪應(yīng)力， kg/cm178。； K —— 動(dòng)載荷系數(shù)，取 ?K p —— 最大切削力 有兩把刀工作時(shí)， ??? Zpp kg IIF? ， IIIIF? —— 相鄰兩刀槽之間的斷面 II? 與 IIII? 的面積； 1535 ????IIF cm2 216827 ???? IIIIF cm2 剪應(yīng)力 ??????? III FF Kp? kg/cm2 扭轉(zhuǎn)力矩所引起的平均剪應(yīng)力的計(jì)算 在斷面 II? 處，計(jì)算平均剪應(yīng)力公式： pjII RFMMn ?? ??? () 式中： pj? —— 平均剪應(yīng)力； ? —— 電機(jī)瞬時(shí)過載系數(shù)， ?? ； M —— 削片機(jī)主軸由電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)的力矩 ?????? RnNM Nmm IR ——連接處的最小半徑， 250?IR mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 ?IF ——所有連接處總的斷面積 1 8 0 0 0125030 ?????? H b ZF I mm2 平均剪應(yīng)力 ???????IIpj RF M??(kg/cm2) ???? () 故刀盤強(qiáng)度符合要求。 軸承的校核 軸承選取為 30210 型圓錐滾子軸承，經(jīng)文獻(xiàn) [1]查手冊(cè)，軸承主要性能參數(shù)如下：31066??rC N， 30 ??rC N， 43000 ?N r/min（脂 潤滑）， ?e ， ?Y ， ?Y ，計(jì)算步驟及結(jié)果如下： 壽命計(jì)算 附加軸向力 11 ???? YFF rs N () 22 ???? YFF rs N () 軸承軸向力 因 21 ss FF ? ，軸 承 2 被壓緊，故 87511 ?? sa FF N 1 1 0 512 ??? Asa FFF N X、 Y 值 eFF ra ??? eFF ra ??? 查文獻(xiàn) [1] 11?X ， 01?Y 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 ?X ， ?Y 沖擊載荷系數(shù) df 考慮中等沖擊，經(jīng) 文獻(xiàn) [1]查 ?df 當(dāng)量動(dòng)載荷 4200)875028001()( 11111 ???????? ard FYFXfP N () 3 3 0 0) 0 8 ()( 22222 ???????? ard FYFXfP N () 軸承壽命 因 21 PP? ，只計(jì)算軸承 I 壽命 144530)420216000(80016670)(16670 310110??? ?PCnL rh h? 105h () 靜載荷計(jì)算 0X ， 0Y 查 文獻(xiàn) [14]得 ?X ， ?Y 當(dāng)量靜載荷 2 1 8 8 0 ??????? arr FYFXP N 2800110 ?? rr FP N 1 5 3 51 1 0 0 8 ??????? arr FYFXP N 1080220 ?? rr FP N 取大者 280010 ?rP N， 153520 ?rP N 安全系數(shù) 0S 正常使用滾子軸承。查 文獻(xiàn) [14]得 ?S 計(jì)算額定靜載荷 7 0 0 02 8 0 ????? rr PSC N ???????? ? IPP rr只計(jì)算軸承 ,2021 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 100 rr CC ?? 許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 載荷系數(shù) 1f 63 00042 0011 ??rCP 00330 022 ??rCP 經(jīng) 文獻(xiàn) [14]查