【正文】 鏈節(jié)為 08A 號鏈節(jié)，其參數(shù)由表可得： P=, 2d = 鏈板結構設計 圖 6（ a）刮板鏈前視圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 16 刮 板寬： 12 12 .7 4 3. 98 46 .8 2B np d m m? ? ? ? ? ? 上述表達 式中 n 為刮板所跨過鏈節(jié)數(shù)，此處取 4。記為軸 軸 5 與軸 6。由上述所求各軸功率及轉速，可求出相應扭矩為 ： 4 .T N m? 55 59550PT n?= 9 5 5 0 0 .0 6 5 3 3 .9 .1 8 .3 NM? ? 66 69550 9 5 5 0 0 . 0 6 4 0 . 9 3 .14PT N Mn ? ?? ? ? 軸 軸 軸 6 計算所得運動及動力參數(shù)如下表所示： 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 18 表 2 各軸的運動與動力參數(shù) 軸號 轉速 （ r/min） 功率 (KW) 扭矩 （ N． m） 4 14 5 18． 3 6 14 軸 4 結構 設計計算 確定軸的最小直徑 先對軸的最小直徑進行初步估算，根據(jù)表中所需信息，確定軸選用 45 鋼經調質處理 ， 由此取表中建議值 0 117A? ， 軸的 最小直徑可由公式計算得出：4 33m i n 040 . 0 71 1 7 2 014Pd A m mn? ? ? ? 軸 4 直徑最小處需安裝聯(lián)軸器，以連接大帶輪。 首先確定聯(lián)軸器的計算轉矩，其值為工作情況系數(shù)與公稱轉矩的乘積。 軸的結構設計 （ 1） 確定軸的各段尺寸值 1） 按照前一步中計算結果，取軸的前段最小直徑為 mm20 ，即 20mm=d 12 ,圖 7 軸 4的結構圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 19 聯(lián)軸器安裝在軸端，其端面需要定位，故在后一段軸處留出軸肩，以滿足聯(lián)軸器軸向定位要求，根據(jù)公式可知，軸肩段與前一段半徑差值為 ： h=(— )d。 輸入軸安裝聯(lián)軸器段端面處，應安裝軸端擋圈以固定聯(lián)軸器，軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器孔端面上，因而這一段軸的長度因比聯(lián)軸器孔長度略小，取 mm56 。 軸 12 段， 根據(jù)《機械設計》所提供表格，結合此段軸直徑為 mm20 ，可以取健的規(guī)格為 66b h mm mm? ? ? ， 由于此段軸與聯(lián)軸器配合，已知聯(lián)軸器孔的長度為 mm38 ，鍵的長度應比孔的長度略小，在長度系列中優(yōu)選長度 32L mm? 。 軸 5 的設計計算 確定軸的最小直徑 先對軸的最小直徑進行初步估算，根據(jù)表中所需信息，確定軸選用 45 鋼經調質處理 ， 由此取表中建議值 1060?A ， 軸的最小直徑可由公式計算得出：5 33m i n 050 . 0 6 51 0 6 1 6 . 1 71 8 . 3Pd A m mn? ? ? ? 軸的結構設計 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 20 （ 1） 軸上 12 段及 56 段需安裝軸承，對軸的轉動起保持支撐作用，因而軸承收到徑向力較大，在這里，初步選用 10000 型調心球軸承， 初步選取軸承，因主要受 徑向載荷力，且受力較大，故選用圓柱孔調心球軸承 10000 型 23 系列，軸最小直徑為 mm20 ，結合軸的結構形狀查取《機械設計手冊》選取軸承牌號為 2205，軸承規(guī)格 ： 2 5 5 2 1 8d D T m m m m m m? ? ? ? ?，所以， mmdd 314523 ?? ，采用套筒定位軸承右端面與鏈輪左端面 ， 所以取兩段半徑差值為半 h=4mm,所以 mmd 3934 ? 。 軸 5 需要與其他部件進行裝配尺寸為： mmL ? mmL ? （ 3） 軸 23 段與軸 45 段， 根據(jù)《機械設計》所提供表格，結合此段軸直徑為 mm31 ，可以取健的規(guī)格為 mmmmhb 810 ??? ， 由于此段軸與惰輪配合，已知惰輪孔的長度為 mm31 ，鍵的長度應比孔的長度略小，在長度系列中優(yōu)選長度 mmL 18? 。 （ 2）確定各段的長度 軸 23 段與軸 45 段安裝鏈輪，軸 12 段與 56 段套上套筒以定位鏈輪端面與軸承端面為了讓套筒壓在鏈輪端面上，根據(jù)鏈輪孔的長度，軸 23 段與軸 45 段長度為 mm30 ，軸 12 段與 56 段長度為 mm52 。 軸 6 的校核 由 《機械設計》 式 910 有： 1f2feccF F F FF F F? ? ??? 當 4m/sV 時， cF 可不計， 39。1 0 1 .0 0 .6 1 8 0 0 1 0 1 0 .8 ( sin ) 1 0( 1 .0 0 .5 ) 0 .6 1 8 0 0 1 0 1 6 .2m a x { , } 1 6 .2fff f fF K q a NF K q aNF F F N?????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? 1f2f1 4 0 4 .21 6 .2eccF F F F NF F F N? ? ? ?? ? ? 則經受力分析有： t1 t2 t 1 2 1 4 0 4 .2 1 6 .2 1 3 8 8F F F F F N? ? ? ? ? ? ? r 1 r 2 r 1 2 14 04 .2 16 .2 14 20 .4F F F F F N? ? ? ? ? ? ? 1．畫軸的空間受力圖 將鏈輪所受載荷簡化為集中力，并通過輪轂中截面作用于軸上。并確定可能的危險截面。 根據(jù) 機械設計》 式 155 以上表中的數(shù)據(jù)，并取 ?? ，軸的計算應力： 22 2216() 9 6 5 8 7 . 2 ( 0 . 6 4 0 9 3 0 )0 . 1 2 84 5 . 3 9 6 0caMTWM P a M P a?? ?? ??????? 結論：按彎矩合成應力校核軸的強度，軸的強度足夠。 鍵的選擇和校核 軸 4 上鏈輪處的鍵 （ 1）確定鍵的類型和尺寸 由于是靜連接，選用 A 型普通平鍵。由于軸上是兩個鍵，且設計時兩鍵的 bh 都為 108，參照鏈輪與軸的配合關系和普通平鍵的長度系列，取鍵長 1222L L mm?? 。 排屑裝置鈑金結構設計 細節(jié)優(yōu)化上，將電動機安放在頭 部底側，有利于電動機防塵，同時，在上側空出來平臺上增加鈑金盒，方便操作人員擺放工具雜物等。 各部件選擇如下表 滾動軸承座 進屑口法蘭 機頭 Ddd ?? 21 hLB ?? hLB ?? mmmmmm 523025 ?? mmmmmm ?? mmmmmm 2 6 03 8 53 6 3 ?? 機尾 機身上螺栓 總體尺寸 hLB ?? 8mm hLB ?? mmmmmm 2 7 63 3 53 6 3 ?? 8 mmmmmm 55 0 9 35 9 0 ?? 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 26 第三章 鐵磁性屑排屑設計 磁性分離器簡介 磁性分離器利用磁性吸附原理，將加工過程中產生的切屑吸附在轉動的磁鼓上，以達到清除切削液中鐵磁性切屑的目的，在磨削加工中，磁性分離技術作為排屑裝置的應用已經較為純熟。通過橡膠壓輥，擠出切削液，隨后轉至刮板處，刮板與磁鼓 緊密貼合，將磁鼓上的雜質刮下，沿刮板落入集屑裝置中，并送出加工區(qū)域。 本文將根據(jù)磁性分離器的工作原理，將磁性分離器同加工中心有機結合，實現(xiàn)細小鐵磁性切屑的分離。減速機帶動 傳遞 軸 作圓周運動， 傳遞軸 將動力傳遞給磁 滾 ，磁 滾 作圓周運動， 含有粉末狀鐵磁性雜質 的磨削液緩慢流過旋轉的磁鼓 磁場 區(qū)域時， 磁鼓內排列有磁鐵，在周圍形成磁場，將經過磁場區(qū)域的鐵磁性雜質磁化，并吸引在磁鼓上，隨著磁鼓一起轉動。 磁輥內裝有磁鐵， 磁鐵連續(xù)排滿 270 度 ， 剩余 下的 90 度 空出 以利于雜質與磁 鼓 的分離。 電動機功率選擇 由使用條件可知，排屑器承受切屑重量 5 千克，即承受重力 50N，同時排屑器還受到摩擦力 f 和排屑器自身重力 F1。 圖 圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 28 由已知條件得出傳動機構總的載荷為 F=f+F1+50 磁鼓重力 F1 約為 100N， f 約為 10N。 電動機到鏈傳動機 構總傳動效率 23221 ηηη=η 查表確定上述公 式中 所用數(shù)值 ： η1減速箱 的傳動效率 ，取 ； η2為 滾準球 軸承的傳動效率， 取 ；η3為聯(lián)軸器的傳動效率 ，取 。 根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為 16r/min： 減速器轉速 n1=16 r/min 選取減速機 本文采用電動機、減速器一體式結構的 單相調速電機。 根據(jù)電動機所需功率及輸出轉速要求，綜合考慮減速機和傳動裝置的尺寸重量等，選取調速電機型號為： 41K25RGNC，外伸軸直徑 12mm。該傳遞軸與減速機輸出轉速相同，并將其傳遞給磁鼓，帶動磁鼓轉動。此傳動結構裝配完成后如圖 圖 圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 30 第四章 微小切屑排屑設計 紙帶過濾機介紹 首先了解一下紙帶過濾機工作原理： 紙帶過濾機是憑借切削液自身的重力透過濾紙，將切屑濾除，從而使切削液變干凈。為實現(xiàn)濾紙的自動更換，在過濾機工作時，攜帶有切屑的切削液通過水流緩沖裝置達到到濾紙上時，切屑被濾紙隔離并堆在一起，隨著過濾進行，切屑將越來越多，致使切削液水面上升，此時液位控制器會發(fā)出訊號，讓減速機工作，拖動濾紙，污物及臟布會 被托入臟紙箱；濾紙完成更換后，液位控制器訊號解除，減速機也停止工作，過濾機進入下一個過濾循環(huán)。 通過其工作原理可以發(fā)現(xiàn)， 紙帶過濾機主要由液箱、廢布箱、濾紙、傳動結構、檢測機構、驅動裝置、水流緩沖裝置、電控裝置及液泵等幾個機構組成。因而，在這里，無需將紙帶過濾裝置設計的如此復雜，只需將其作為水箱中最后一道過濾加入水箱即可，從而形成復合過濾。 方案設計如圖： 圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 31 根據(jù)要求，切削液將緩慢流過此過濾裝置，因而將此裝置安排為最后一道過濾。 由于濾紙質地很軟，若是直接讓切削液流過濾紙，可能會將濾紙沖破而使此處過濾失效。這樣 就可以支撐濾紙，并讓過濾后的切削液順利流過。在底部增加收集切屑的集屑盒，方便切屑集中清理。 對這三種排屑裝置復合 的方法就是設計一款能夠同時使用這三種排屑裝置的水箱。 首先是針對刮板排屑器。水箱上增加支撐刮板排屑器的支撐板，以支撐排屑器。由于磁性分離裝置為了實現(xiàn)復合，簡化了很多，因而，對于磁性分離裝置，將此裝置主要復合 部分設計在水箱的一個蓋板上。對磁鼓浸在切削液的蓋板部分開口。另外，因磁性排屑要求切削液流速不能太大，所以此處采用切削液漫過擋板方式。 其他方面，還有一些常規(guī)的功能要求，比如可加水、抽水，可觀察液位、可防塵等，故在水箱上設計加水及抽水口、放水堵、液位計、防塵 蓋。 復合排屑整體 裝配結果如下： 圖 圖 蘇州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 34 結 論 至此，加工中心復合排屑器結構設計完成，從結果來看，本設計在世紀鐘確實有其實用性，實現(xiàn)了刮板排屑、磁性分離、紙袋過濾在加工中心上的復合。 本文中，主要完成以下幾方面的內容： （ 1）對三種排屑器進行 結構分析； （ 2）對每種排屑器進行結構設計； （ 3）完成三種排屑器的組合結構設計； （ 4）應用 UG 軟件完成復合排屑器的三維建模； （ 5）完成復合排屑器二維圖繪制。 此次畢業(yè)設計由于工作量大，且時間較緊，難免會產生一些疏忽，設計上也存在一定不足，很多細節(jié)上還無法保證，因而還存在很大的改進空間。同時也感謝實習單位對我的幫助。 36 參考文獻 [1] 濮良貴 ， 紀名剛 .機械設計 . 高等教育出版社 , [2] 吳宗澤 .機械設計實用手冊第 2版 .化學工業(yè)出版社， 2020 [3] 周明衡 .減速器選用手冊 .北京 .化學工業(yè)出版社， 2020 [4] 岳苓 .鏈板、刮板復合型排屑器 .制造技術與機床， 2020 [5] 李洪，曲中謙 .實用軸承手冊 .遼寧科學技術出版社， [6] 成大先 .機械設計手冊 .化學工業(yè)出版社， [7] 楊沿平 .機械精度設計與檢驗技術基礎 .機械工業(yè)出版， [8] 周明衡 .減速器選用手冊 .化學工業(yè)出版社， 2020， 5 [9] 張松林 .最新軸承手冊 .電子 工業(yè)出版社， 2020,1 [10] 展迪優(yōu) .UG NX .機械 工業(yè)出版社， 2020,11 [11] 展迪優(yōu) .UG NX .機械 工業(yè)出版社， 2020,1 [12] 劉昌麗 周進 .UG NX 完全自學習手冊 .人民郵電 出 版社， 2020,8 [1