玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、南陽理工學(xué)院南陽理工學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文）開開題題報(bào)報(bào)告告 機(jī)電 系 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 專業(yè) 課題名稱： 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號(hào)： xxxx 指導(dǎo)教師： xxxx 報(bào)告日期： xxx 1 1本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）的研究現(xiàn)狀綜述本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）的研究現(xiàn)狀綜述 一、國(guó)內(nèi)玉石加工業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)介 我國(guó)有著豐富珍貴的寶玉石資源，開發(fā)利用寶玉石的歷史悠久，但是我國(guó)玉石加工業(yè)起步晚發(fā) 展快，玉石加工由一向的純手工完成到現(xiàn)在各種玉石加工機(jī)的廣泛的應(yīng)用，玉石加工業(yè)進(jìn)入了現(xiàn)代 化新的發(fā)展階段。 我國(guó)的玉石加工企業(yè)多，個(gè)體多，玉石加工技術(shù)發(fā)展迅速，

2、隨著市場(chǎng)的需求的增加，而玉石作 為一次性資源的不可再利用的特點(diǎn)，這就要求玉石加工機(jī)械隨之相應(yīng)發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)有專業(yè)于設(shè)計(jì) 制造寶石加工機(jī)械、寶石工具、寶石自動(dòng)化加工設(shè)備、寶石超聲波打孔設(shè)備以及寶玉石超聲波雕刻 設(shè)備的企業(yè)，比如廣州卓的寶玉石機(jī)械有限公司，廣州雄興寶石機(jī)械工具廠等。 國(guó)內(nèi)玉石加工和國(guó)際上相比，主要的優(yōu)勢(shì)在于：由于我國(guó)玉石加工主要依賴人工，從開料、圈 形、打磨、拋光幾乎都依賴手工，玉石加工的利用率和出成率較高，這對(duì)降低綜合成本有很大吸引 力。因此，越來越多的國(guó)外寶石商都愿到中國(guó)來謀求發(fā)展，特別是中低檔寶石的加工。由此也可看 出玉石加工機(jī)的市場(chǎng)也很大。 玉石切割機(jī)產(chǎn)業(yè)緊跟市場(chǎng)的需求，不

3、斷地引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)力量和生產(chǎn)設(shè)備，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、 數(shù)控車床等，使玉石加工設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷提升。目前數(shù)控技術(shù)以應(yīng)用于玉雕加工，玉雕制作 工具從最初的完全手工制作到機(jī)器協(xié)助雕刻，一直到現(xiàn)在的電腦玉雕機(jī)自動(dòng)雕刻，其間經(jīng)歷了巨大 的進(jìn)步，其制作效果和生產(chǎn)效率也得到了成倍的改善。 二、國(guó)外玉石加工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)際上寶玉石業(yè)是發(fā)展速度最快的幾種行業(yè)之一。報(bào)導(dǎo)，五十年代末期，世界年產(chǎn)寶玉石的價(jià) 值約為2億美元，但僅僅過了三十年，到1989年國(guó)際寶石總貿(mào)易額就達(dá)到了720億美元以上，2002年 達(dá)到1000億美元以上，市場(chǎng)需求與價(jià)格水平依然成倍上升，堅(jiān)挺不衰。國(guó)外玉石加工產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化 水平比國(guó)內(nèi)的普遍

4、要高，國(guó)內(nèi)的寶玉石加工生產(chǎn)已具相當(dāng)大的規(guī)模和實(shí)力，已經(jīng)引起了國(guó)外珠寶商 的高度關(guān)注，外商欲尋求國(guó)內(nèi)加工業(yè)比較集中、能提供綜合服務(wù)的、信譽(yù)度較好的寶石加工區(qū)域一 體化的市場(chǎng)格局已經(jīng)成為追在眉睫的現(xiàn)實(shí)。 2本人對(duì)課題任務(wù)書提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析本人對(duì)課題任務(wù)書提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 主要內(nèi)容及技術(shù)要求： 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份； 2、機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙一套:零件圖、產(chǎn)品裝配圖，要求手工繪圖，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械技術(shù)要求。 3、工作零件的加工工藝一份。 4、機(jī)械結(jié)構(gòu)合理，具有足夠的強(qiáng)度和剛度；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)平穩(wěn)、可靠，避免零件變形。 5、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求語句通順、內(nèi)容完

5、整無誤，字?jǐn)?shù)不少于 8000 字，用計(jì)算機(jī)打印。 6、工作零件加工工藝具有可行性、經(jīng)濟(jì)性。 設(shè)計(jì)步驟： 1、 確定玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)類型方案 2、 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)零件外形尺寸設(shè)計(jì) 3、 繪制裝配圖，零件圖 4、 工作零件加工工藝設(shè)計(jì) 5、 玉石切割機(jī)技術(shù)文件的編制 6、 全面審查 實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析： 玉石切割機(jī)的設(shè)計(jì)與制作所涉及的知識(shí)都是我在大學(xué)期間所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，查看相關(guān)資料， 結(jié)合自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì) 、 工程材料 、 機(jī)械制造技術(shù) 、 工程制圖等專業(yè)課程，掌握一定 的相關(guān)信息，在比較和借鑒的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、高質(zhì)量、高效率、以及使用成本 更加低廉的玉石切割機(jī)，來滿足

6、現(xiàn)在市場(chǎng)的不斷需求。 指導(dǎo)老師在機(jī)械設(shè)計(jì)方面有豐富的理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我完成這次任務(wù)會(huì)有很大的啟發(fā)和 幫助，我相自己信在老師的指導(dǎo)與幫助下，一定能夠順利完成玉石切割機(jī)的設(shè)計(jì)與制作，圓滿完成 任務(wù)。 2 2本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 本課題重點(diǎn)及關(guān)鍵在于： （1）了解玉石切割機(jī)的加工性能和工藝特點(diǎn) （2）玉石切割機(jī)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （3）機(jī)械結(jié)構(gòu)合理分析 （4）主要結(jié)構(gòu)件的受力分析 （5）零件強(qiáng)度與剛度分析 （6）產(chǎn)品試驗(yàn)及驗(yàn)證備 （7）工作零件加工工藝具有可行性、經(jīng)濟(jì)性驗(yàn)證 解決思路： （1）查閱資料，提出設(shè)計(jì)方案，論證、修

7、改、確定設(shè)計(jì)方案。 （2）參考實(shí)物，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行可行性分析，確保零件圖紙的正確性及確定重要尺寸; （3）參考相關(guān)資料和實(shí)際應(yīng)用的需求選用最優(yōu)的分布方式，選用合適的參數(shù)以保證零件的尺 寸精度和質(zhì)量; （4）依據(jù)需要和零部件的加工及裝配的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用合理的結(jié)構(gòu)； （5）對(duì)主要的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析，并進(jìn)行強(qiáng)度與剛度校核； （6）結(jié)合學(xué)校實(shí)際設(shè)備和技術(shù)情況，編制合理、可行的零件加工工藝規(guī)程，并進(jìn)行正確加工 和裝配。 4完成本課題所必須的工作條件（如工具書、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)環(huán)境條件、某類市場(chǎng)調(diào)研、計(jì)算完成本課題所必須的工作條件（如工具書、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)環(huán)境條件、某類市場(chǎng)調(diào)研、計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)條件等等

8、）及解決的辦法機(jī)輔助設(shè)計(jì)條件等等）及解決的辦法： 完成本課題所需工具如下及解決的辦法： 1、繪圖工具一套（自備） 2、繪圖板一張。 （借學(xué)校） 3、圖紙若干。 （自備） 4、CAD 軟件。 （機(jī)電系 CAD 中心） 主要參考資料： 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 成大先主編（第 4 版） 高等教育出版社 機(jī)械設(shè)計(jì) 濮良貴，紀(jì)名剛主編 高等教育出版社 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的理論和方法 王步瀛編 高等教育出版社 機(jī)械裝置的創(chuàng)造性設(shè)計(jì) 顏鴻森著 機(jī)械工業(yè)出版社 中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典 李壯云 編著 江西科學(xué)技術(shù)出版社 5完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周第 2 周： 繪出零件圖，分析零件的

9、結(jié)構(gòu)工藝性，掌握零件的用途、使用和外觀要求。 第 3 周第 5 周： 查閱資料，提出設(shè)計(jì)方案，論證、修改、確定設(shè)計(jì)方案。完成結(jié)構(gòu)零件外形 尺寸設(shè)計(jì)、必要的強(qiáng)度、剛度計(jì)算和校核。 第 6 周第 7 周： 繪制裝配圖。 第 8 周第 11 周： 繪制零件圖，進(jìn)行加工零件工作尺寸、公差的計(jì)算，正確標(biāo)出各零件圖的表 面質(zhì)量與技術(shù)要求； 第 12 周： 工作零件加工工藝設(shè)計(jì) 第 13 周第 14 周：編寫設(shè)計(jì)說明書； 第 15 周： 準(zhǔn)備答辯資料； 第 16 周： 畢業(yè)答辯 6指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 7系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)審意見系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作

10、領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)審意見 領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)（簽字）： 系（簽章） 年 月 日 說明： 1.本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書” 、正式開始做畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）的第 2 周或第 3 周末之前獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 2.2.每個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題撰寫本報(bào)告一份，作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。 XXXXXX 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)院（系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 完成日期 2011 年 5 月 XXXXX 本科生畢業(yè)設(shè)

11、計(jì)（論文） 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 Design and Manufacture of the Structure for Jade Cutting Machine 總計(jì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25 頁 表 格： 2 個(gè) 插 圖 ：12 幅 XXXXXXXXXXXX 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論文）計(jì)（論文） 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 Design and Manufacture of the Structure for Jade Cutting Machine 學(xué) 院（系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師（職稱）：

12、XXX（講師） 評(píng) 閱 教 師： XXX（副教授） 完 成 日 期： 2011 年 5 月 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) XXX 摘 要 玉石切割機(jī)在玉石加工工業(yè)中的應(yīng)用非常普遍，本課題通過對(duì)傳統(tǒng)玉石 切割機(jī)進(jìn)行分析，對(duì)玉石切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)玉石切割機(jī)機(jī)箱和執(zhí)行部 件相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)后的玉石切割機(jī)，可保證切割后的玉石件厚 度誤差不超過 0.15mm。最后又對(duì)部分零件的加工工藝進(jìn)行了編制。 關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分析計(jì)算；強(qiáng)度；箱體 Design and Manufacture of the Structure for Jade Cutting

13、 Machine Mechanical Design, Manufacturing and Automation Major XXX Abstract:Abstract: The jade cutter is widely used in the jade processing industry, and the overall structure is designed by the analyses of traditional jade cutter, and the related parameters are checked on the box and the actuating

14、parts of the cutter, and the improved jade cutter is designed, and the thickness error can reach to no more than 0.15mm. Finally, partial components processing craft is established. KeyKey words:words: structural design; analysis and calculation; strength; box 目 錄 1 前言.1 1.1 玉石加工的現(xiàn)狀 .1 1.2 玉石切割機(jī)的應(yīng)用.

15、1 1.3 本次設(shè)計(jì)的目的和意義 .2 1.4 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .2 2 玉石切割機(jī)切割部分的設(shè)計(jì).2 2.1 設(shè)計(jì)要求.2 2.2 方案設(shè)計(jì)，即刀片的選取 .2 3 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) .2 3.1 電機(jī)的選取.3 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .4 3.2.1 確定設(shè)計(jì)功率.4 3.2.2 選擇帶型.4 3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和.6 1d d 2d d 3.2.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度.6 3.2.5 驗(yàn)算小帶輪包角.7 1 a 3.2.6 確定帶的根數(shù).7Z 3.2.7 確定帶的初拉力.8 3.2.8 計(jì)算對(duì)軸的壓力.9 Q F 3.2.9 帶輪類型的選擇.10 3.3 軸的設(shè)計(jì)

16、.11 3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).11 3.3.2 軸上零件的定位和固定.12 3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)工藝性.12 3.3.4 各軸段的直徑和長(zhǎng)度的確定.13 3.3.5 軸的材料及選擇.15 3.4 軸承的選擇.15 3.4.1 軸承選擇時(shí)應(yīng)考慮哪些因素.15 3.4.2 軸承型號(hào)的選擇.16 3.4.3 軸承游隙的選擇.16 3.4.4 油脂的選擇.17 3.4.5 軸承密封型式的選擇.17 3.4.6 軸承座的選用.17 4 夾緊部分的設(shè)計(jì) .18 5 傳動(dòng)及夾緊部分裝配 .18 6 玉石切割機(jī)箱體部分設(shè)計(jì) .20 6.1 箱體的主要功能 .20 6.2 箱體的分類及選擇 .20 6.3

17、設(shè)計(jì)的主要問題和設(shè)計(jì)要求.21 6.4 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).21 6.4.1 箱體的毛坯、材料及熱處理.22 6.4.2 箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇.22 7 部分零件加工工藝規(guī)程的編制.24 結(jié)束語.26 參考文獻(xiàn).27 致謝.28 1 前言 1.1 玉石加工的現(xiàn)狀 我國(guó)有著豐富珍貴的寶玉石資源，開發(fā)利用寶玉石的歷史悠久，但是我國(guó)玉石加 工業(yè)起步晚發(fā)展快，玉石加工由一向的純手工完成到現(xiàn)在各種玉石加工機(jī)的廣泛的應(yīng) 用，玉石加工業(yè)進(jìn)入了現(xiàn)代化新的發(fā)展階段。我國(guó)的玉石加工企業(yè)多，個(gè)體多，玉石 加工技術(shù)發(fā)展迅速，隨著市場(chǎng)的需求的增加，而玉石作為一次性資源的不可再利用的 特點(diǎn)，這就要求玉石加工機(jī)械隨之相應(yīng)發(fā)展。目前

18、國(guó)內(nèi)有專業(yè)于設(shè)計(jì)制造寶石加工機(jī) 械、寶石工具、寶石自動(dòng)化加工設(shè)備、寶石超聲波打孔設(shè)備以及寶玉石超聲波雕刻設(shè) 備的企業(yè)，比如廣州卓的寶玉石機(jī)械有限公司，廣州雄興寶石機(jī)械工具廠等。國(guó)內(nèi)玉 石加工和國(guó)際上相比，主要的優(yōu)勢(shì)在于：由于我國(guó)玉石加工主要依賴人工，從開料、 圈形、打磨、拋光幾乎都依賴手工，玉石加工的利用率和出成率較高，這對(duì)降低綜合 成本有很大吸引力。因此，越來越多的國(guó)外寶石商都愿到中國(guó)來謀求發(fā)展，特別是中 低檔寶石的加工。由此也可看出玉石加工機(jī)的市場(chǎng)也很大。玉石加工機(jī)產(chǎn)業(yè)緊跟市場(chǎng) 的需求，不斷地引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)力量和生產(chǎn)設(shè)備，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控車床等， 使玉石加工設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷提升。

19、目前數(shù)控技術(shù)以應(yīng)用于玉雕加工，玉雕制作 工具從最初的完全手工制作到機(jī)器協(xié)助雕刻，一直到現(xiàn)在的電腦玉雕機(jī)自動(dòng)雕刻，其 間經(jīng)歷了巨大的進(jìn)步，其制作效果和生產(chǎn)效率也得到了成倍的改善。 國(guó)際上寶玉石業(yè)是發(fā)展速度最快的幾種行業(yè)之一。報(bào)導(dǎo)，五十年代末期，世界年 產(chǎn)寶玉石的價(jià)值約為 2 億美元，但僅僅過了三十年，到 1989 年國(guó)際寶石總貿(mào)易額就達(dá) 到了 720 億美元以上，2002 年達(dá)到 1000 億美元以上，市場(chǎng)需求與價(jià)格水平依然成倍上 升，堅(jiān)挺不衰。國(guó)外玉石加工產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化水平比國(guó)內(nèi)的普遍要高，國(guó)內(nèi)的寶玉石加 工生產(chǎn)已具相當(dāng)大的規(guī)模和實(shí)力，已經(jīng)引起了國(guó)外珠寶商的高度關(guān)注，外商欲尋求國(guó) 內(nèi)加工業(yè)比較集

20、中、能提供綜合服務(wù)的、信譽(yù)度較好的寶石加工區(qū)域一體化的市場(chǎng)格 局已經(jīng)成為追在眉睫的現(xiàn)實(shí)。 玉石加工的基本操作總的來說是鋸割、琢磨、拋光、上蠟四個(gè)步驟，而目前玉石 加工機(jī)械的應(yīng)用都能覆蓋這些操作過程，比如卓的品牌的開料機(jī)、自控單驅(qū)動(dòng)磨珠機(jī)、 倒角機(jī)、六角滾桶拋光機(jī)、無級(jí)調(diào)速成型機(jī)、微型高速鉆鉆孔機(jī)、微型高速鉆孔機(jī)、 超聲波寶玉石自動(dòng)雕刻機(jī)/超聲波寶玉石自動(dòng)打孔機(jī)超聲波自動(dòng)雕刻機(jī)(打孔、清洗)機(jī)、 真空灌膠桶等完全使玉石加工由手工生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械加工。 1.2 玉石切割機(jī)的應(yīng)用 玉石切割機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常普遍，南陽作為寶玉石資源與玉雕產(chǎn)業(yè)的大 市，南陽珠寶玉石產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員 35 多萬，加工廠

21、家 1 萬多家，有各類技術(shù)職稱的約 200 人，年產(chǎn)值 40 多億人民幣，年出口珠寶玉器占河南同類產(chǎn)品的 80以上，已經(jīng)形 成了南陽的特色經(jīng)濟(jì)。由此在玉石切割機(jī)的應(yīng)用方面對(duì)于本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)的參考有著 重要的優(yōu)勢(shì)。 1.3 本次設(shè)計(jì)的目的和意義 通過本次玉石切割機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作，可以全面檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本專業(yè)相關(guān)基 礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)切割機(jī)械的能 力，學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，提高綜合知識(shí)應(yīng)用能力，通過獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，為學(xué)生畢 業(yè)后從事機(jī)械方向的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、管理工作做好技術(shù)準(zhǔn)備，為未來就業(yè)打下重要的基 礎(chǔ)。 1.4 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本課題通過對(duì)玉石切割

22、機(jī)總體及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工藝性分析，設(shè)計(jì)并制造了玉石切 割機(jī)。首先，對(duì)玉石切割機(jī)機(jī)進(jìn)行了初步的選擇且闡述了它的的結(jié)構(gòu)與工作原理，然 后對(duì)其主要參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算并對(duì)其主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了受力分析，對(duì)一些零件的 強(qiáng)度與剛度也進(jìn)行了分析，然后又對(duì)部分零件的加工工藝進(jìn)行了編制，制造并裝配了 所設(shè)計(jì)機(jī)器。手工繪制了設(shè)計(jì)圖紙一套，包括部分零件圖、產(chǎn)品總裝配圖。 在設(shè)計(jì)過程中充分利用了 CAD 軟件輔助設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)過程更加快捷,設(shè)計(jì)結(jié)果更加 準(zhǔn)確。 2 玉石切割機(jī)切割部分的設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)要求 本產(chǎn)品要求切割刀具能不停機(jī)時(shí)的加工，且能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，切割后的玉石件厚 薄度誤差不超過 0.15 毫米。 2.2 方

23、案設(shè)計(jì)，即刀片的選取 經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研，選取直徑為 510mm 的金剛石刀片,轉(zhuǎn)速約為 1000，故所需電機(jī)的最 小功率為 1.05kw. 3 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 3.1 電機(jī)的選取 根據(jù)刀片的切割要求選取 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這是因?yàn)?Y 系列電動(dòng)機(jī)是全封 閉自冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。它集中了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新 系列產(chǎn)品。 Y 系列電機(jī)具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、噪聲小、可靠性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。安 裝尺寸和功率等級(jí)完全符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。采用 B 級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP44，冷卻方 式為 IC411。 Y 系列電機(jī)，額定電壓為 380V，額定頻率為 50Hz，3kW 及

24、以下為“Y”接法，4kW 以 上為“”接法。 Y 系列電機(jī)用于一般無特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、攪拌機(jī)等。 本次設(shè)計(jì)選取功率為 1.1kw 的 Y90s-4 型號(hào)的三相異步電動(dòng)機(jī)，具體參數(shù)如下： 電流：2.8 A 電壓：380V 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：2.3 n.m 額定功率：1.1KW 效率：78.0 額定轉(zhuǎn)速：1400 r/min 功率因數(shù)：0.78 頻率：50 Hz 額定轉(zhuǎn)矩：2.3 n.m 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和帶的疲勞破壞，因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在 保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 為保證帶不出現(xiàn)打滑，必須限制帶所傳遞的圓周力，使之

25、不超過最大有效拉力， 即；為保證 V 帶有足夠的壽命，必須使帶工作時(shí)的最大應(yīng)力小于或等于帶的 e F maxe F 許用應(yīng)力，即。根據(jù)既不打滑又有一定疲勞壽命這兩個(gè)條件，在特定的條件 max 下得到的單根 V 帶所能傳遞的功率稱為單根 V 帶的基本額定功率。 通常情況下設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)時(shí)已知的原始數(shù)據(jù)有： 傳遞的功率 P； 主動(dòng)輪、從 動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速、； 傳動(dòng)的用途和工作條件； 傳動(dòng)的位置要求，原動(dòng)機(jī)種類等。 設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：帶的型號(hào)、基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑及結(jié)構(gòu) 尺寸、軸上壓力等。 3.2.1 確定設(shè)計(jì)功率 根據(jù)傳遞的功率 P、載荷的性質(zhì)和每天工作的時(shí)間等因素來確定設(shè)計(jì)功率 kW

26、,kW 式中傳遞的額定功率，kW；工作情況系數(shù)。PKP Ad P A K 由機(jī)械設(shè)計(jì)第 108 頁表 7-7 查得工作情況系數(shù)為=1.3,則功率為 A K =1.31.1=1.43 kW PKA 3.2.2 選擇帶型 根據(jù)設(shè)計(jì)功率和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖 3-1.3-2 選定帶型。 d P 1 n 圖 3-1 普通 v 帶選型圖 圖 3-2 窄 v 帶選型圖 由上圖可選得帶的型號(hào)為 Z 型普通 V 帶。 3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 1d d 2d d (1) 小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d d 初選帶輪直徑愈小，結(jié)構(gòu)愈緊湊，但帶的彎曲應(yīng)力增大，壽命降低，而且?guī)У乃?度也降低，單根帶的基本額定功率減小，所

27、以小帶輪的基準(zhǔn)直徑不宜選得太小。 1d d 由機(jī)械設(shè)計(jì)第 109 頁表 7-8 查得不大于 80mm，所以可取=71mm。 1d d 1d d (2) 驗(yàn)算帶的速度v 由來計(jì)算帶的速度 ，并滿足。對(duì)于普通 V 帶， vmax /5vvsm ；對(duì)于窄 V 帶，。如，則離心力過大，即 smv/3025 max smv/4035 max max vv 應(yīng)減小；如 過小()，這將使所需的有效圓周力過大，即所需帶的根數(shù) 1d d vsmv/5e F 過多，于是帶輪的寬度、軸徑及軸承的尺寸都要隨之增大，故 過小時(shí)應(yīng)增大。 v 1d d 所以根據(jù)公式可算得：=,故滿足上 100060 n v d sm/2

28、. 5100060/14007114 . 3 述帶速要求。 (3) 計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 2d d =，其中 傳動(dòng)比，其值等于電機(jī)轉(zhuǎn)速與刀片轉(zhuǎn)速之比，即 12dd idd 4 .98i ，查表可取=100 mm 4 . 11000/1400 2d d 3.2.4 確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0 a 帶傳動(dòng)的中心距如過大，會(huì)引起帶的抖動(dòng)，且傳動(dòng)尺寸也不緊湊；中心距如過小， 帶的長(zhǎng)度愈短，帶的應(yīng)力變化也就愈頻繁，會(huì)加速帶的疲勞破壞，當(dāng)傳動(dòng)比較大時(shí)， 中心距太小將導(dǎo)致包角過小，降低傳動(dòng)能力。 如果中心距未給出，可根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要按下式給定的范圍初定中心距 0 a （式 )(2)(7 . 0 2102

29、1dddd ddadd 1） 取定后，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0 a (式 2) 0 2 21 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddaL dd ddd 根據(jù)上式選取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距。帶傳動(dòng)實(shí)際中心 d L d L 距用下式計(jì)算 a )( 2 BAAa 式中 ； ； mm ddL A ddd 8 )( 4 21 mm dd B dd 8 )( 2 12 由于帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，故可近似計(jì)算 2 0 0 dd LL aa 考慮到安裝調(diào)整和張緊的需要，實(shí)際中心距的變動(dòng)范圍 d Laa015 . 0 min d Laa03 . 0

30、 max 因此，由（式 1）得 ，故取。 342 7 . 119 0 amma250 0 有（式 2）得，由機(jī)械設(shè)計(jì)第 96 頁表 7-2 查得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 834.771 0 d L ， 800 d L 故可近似計(jì)算 264 2 0 0 dd LL aa 3.2.5 驗(yàn)算小帶輪包角 1 a 根據(jù)包角計(jì)算公式及對(duì)包角的要求，應(yīng)保證 00120 1 1209060180 a dd a dd 如太小，則應(yīng)增大中心距，或增設(shè)張緊輪。經(jīng)算得，因此，滿足要 1 a a 0 1 7 . 173a 求。 3.2.6 確定帶的根數(shù)z 根據(jù)給出的單根 V 帶的基本額定功率是在特定條件下（180、特定的基準(zhǔn)長(zhǎng) 度

31、）得出的，實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)值進(jìn)行修正，以求得實(shí)際工作 1 p 條件下，單根 V 帶的許用功率，其計(jì)算公式為 1 p KW （式 LaK Kppp)( 111 3） 式中基本額定功率增量。由于時(shí)，帶在大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小，故 1 P 1i 在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率。 包角系數(shù)，考慮時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響 a K 180a 長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度不為特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響 L K V 帶的根數(shù) （式 La dd KKPP P P P z )( 111 4） 在確定 V 帶的根數(shù)時(shí)，為了使各根 V 帶受力均勻，根數(shù)不應(yīng)過多，一般以不超過 810 根為宜，否則應(yīng)改選

32、帶的型號(hào)，重新計(jì)算。 由, ,再根據(jù)（3）式得單根 V 帶的許用功率，由（式 kwP3 . 0 1 kwP02. 0 1 1 p 4）得 V 帶的根數(shù)，因此 V 帶的根數(shù)應(yīng)取 5 5 . 4z 3.2.7 確定帶的初拉力 單根 V 帶所需的初拉力為 Nqv zvK PK F a da 34.43 )5 . 2( 500 2 0 由于新帶容易松弛，所以對(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為上述 初拉力的 1.5 倍。 在帶傳動(dòng)中，初拉力是通過在兩帶輪的切點(diǎn)跨距的中點(diǎn) M 處，加上一個(gè)垂直于兩 輪上部外公切線的適當(dāng)載荷 G，使沿跨距每長(zhǎng) 100 mm所產(chǎn)生的撓度 y 為 1.6 mm 來控制

33、的。G 值可查閱有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 3.2.8 計(jì)算對(duì)軸的壓力 Q F 為了設(shè)計(jì)安裝帶傳動(dòng)的軸和軸承，必須確定帶傳動(dòng)作用在軸上的徑向壓力。 Q F 如果不考慮帶的兩邊拉力差，則壓軸力可近似地按帶兩邊的初拉力的合力來計(jì)算，由 圖 3-4 可得： NzFFQ75.432 2 sin2 1 0 N a zFF QQ 12.649 2 sin3 1 max 由以上算得的數(shù)據(jù)可查得本次設(shè)計(jì)帶輪的外徑，小帶輪：mm 大帶輪：75 1 a d mm 帶輪輪槽的截面尺寸為如下： 104 2 a d 基準(zhǔn)線上槽深=2.0 mm mina h 基準(zhǔn)線下槽深=7.0mm 或 9.0mm minf h 槽間距mm3

34、. 012e 第一槽對(duì)稱面至端面最小距離：mm7 min f 最后算得帶輪寬mm627212) 15(2) 1(feZB 3.2.9 帶輪類型的選擇 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為 HT150 和 HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜 采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。鑄鐵制 V 帶輪的 典型結(jié)構(gòu)有以下幾種：實(shí)心式、 腹板式、 孔板式和輪輻式。如圖 3-4 所示結(jié)構(gòu) 帶輪基準(zhǔn)直徑（d 為軸的直徑，單位為 mm）時(shí)，可采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。.5d2dd 當(dāng)mm 時(shí)，帶輪常采用腹板式帶輪結(jié)構(gòu)300d.5d2 d 當(dāng)-100mm 時(shí)，帶輪通常采用孔板式結(jié)構(gòu)。 1 D I d 當(dāng)30

35、0mm 時(shí)，帶輪常采用輪輻式帶輪結(jié)構(gòu)。 d d 根據(jù)以上計(jì)算和查得的數(shù)據(jù)，本次設(shè)計(jì)小帶輪選用實(shí)心式，大帶輪選用腹板式， 腹板式如圖 3-5： 圖 3-3 帶輪種類 圖 3-4 腹板式帶輪 3.3 軸的設(shè)計(jì) 3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是確定軸的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。但軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上應(yīng)滿足 如下要求： （1）軸上零件有準(zhǔn)確的位置和可靠的相對(duì)固定； （2）良好的制造和安裝工藝性； （3）形狀、尺寸應(yīng)有利于減少應(yīng)力集中； （4）尺寸要求。 圖 3-5 軸及軸上零件的固定 3.3.2 軸上零件的定位和固定 軸上零件的定位是為了保證傳動(dòng)件在軸上有準(zhǔn)確的安裝位置；固定則是為了保證 軸上零件在

36、運(yùn)轉(zhuǎn)中保持原位不變。作為軸的具體結(jié)構(gòu)，既起定位作用又起固定作用。 如圖 3-5 所示。 （1）軸上零件的軸向定位和固定：軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母和止退墊圈、彈性 擋圈、螺釘鎖緊擋圈、軸端擋圈以及圓錐面和軸端擋圈等。 （2）軸上零件的周向固定：銷、鍵、花鍵、過盈配合和成形聯(lián)接等，其中以鍵和 花鍵聯(lián)接應(yīng)用最廣。 3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸應(yīng)盡量滿足加工、裝配和維修的要求。為此，常采用以下措 施： （1）當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)留有退刀槽或砂輪越程槽。 （2）軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置。 （3）為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，軸及軸肩端部一般均應(yīng)制出 45 的

37、 倒角。過盈配合軸段的裝入端常加工出帶錐角為 30 的導(dǎo)向錐面。 （4）為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽、退刀槽和越程槽等 尺寸一致。 3.3.4 各軸段的直徑和長(zhǎng)度的確定 （1）各軸段直徑確定 按扭矩估算所需的軸段直徑 d min； 按軸上零件安裝、定位要求確定各段軸 徑。 注意：a)與標(biāo)準(zhǔn)零件相配合軸徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)植；b)同一軸徑軸段上不能安裝三個(gè)以 上零件。 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度可算得軸的直徑 。 圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件為： . . 3 6 20 10559 d n P W T p 由(式 4)可得 軸的直徑計(jì)算公式： 3 3 6 20 10559 n P A n P d . . (

38、式 5) 式中 A計(jì)算常數(shù)，與軸的材料和承載情況有關(guān)，主軸功率 P=1.10.96=1.056 KW,有上式算得 dmm .411100006.51112 3 上式計(jì)算求得的軸頸，對(duì)有一個(gè)鍵槽的軸段應(yīng)增大 3，對(duì)有兩個(gè)鍵槽的軸段應(yīng) 增大 7。 （2）各軸段長(zhǎng)度 與各軸段上相配合零件寬度相對(duì)應(yīng)；考慮零件間的適當(dāng)間距（特別）是 轉(zhuǎn)動(dòng)零件與靜止零件之間必須有一定的間隙。 本次設(shè)計(jì)的軸的尺寸如圖 3-7，包括各 軸段的直徑和長(zhǎng)度 圖 3-7 傳動(dòng)軸 在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。對(duì)于鋼制軸 可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為： b e e d aTM W M . )( 1

39、3 22 10 （式 6） 由上式可推得軸設(shè)計(jì)公式為： )( . mm M d b e 3 1 10 （ 式 7） e 當(dāng)量應(yīng)力（N/2）； Me當(dāng)量彎矩（N）， 22 )(aTMMe ；M 為危險(xiǎn)截面上的合成彎矩， )(mmNMMM VH 22 ，其中 MH、MV 分別為水平面上、垂直面上的彎矩。 W軸危險(xiǎn)截面彎曲截面系數(shù)，對(duì)圓截面 W0.1d3。 折合系數(shù)。對(duì)于不變的扭矩， 30 1 1 . b b a ；對(duì)于脈動(dòng)循環(huán)扭矩， 590 0 1 . b b a ；對(duì)于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸， 可視為對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力，取 =1。若扭 矩變化規(guī)律不清，一般也按脈動(dòng)循環(huán)處理； b 1 、 b 0 、 b 1

40、 分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下材料的許用 彎曲應(yīng)力 當(dāng)危險(xiǎn)截面有鍵槽時(shí)，應(yīng)將計(jì)算得軸徑增大 4%7% 3.3.5 軸的材料及選擇 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。 碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較小，應(yīng)用較為廣泛。常用的碳素鋼有 30、40、45 和 50 鋼，其中以 45 鋼應(yīng)用最廣。為改善其機(jī)械性能，可進(jìn)行正火或調(diào) 質(zhì)處理。 合金鋼具有較好的機(jī)械性能，但價(jià)格較貴。當(dāng)載荷大，要求尺寸小，重量輕或有 其它特殊要求的軸，可采用合金鋼。 球墨鑄鐵容易獲得復(fù)雜的形狀，而且吸振性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感性低，適用于制 造外形復(fù)雜的軸，如曲軸和凸輪軸等。 注意：由于碳素鋼與合金鋼的彈性模量基本相

41、同，所以采用合金鋼并不能提高 軸的剛度。軸的各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處 理（噴丸、滾壓）對(duì)提高軸的疲勞強(qiáng)度有顯著效果。 綜上，本次設(shè)計(jì)的主軸選用的材料為 45 號(hào)碳素鋼 3.4 軸承的選擇 3.4.1 軸承選擇時(shí)應(yīng)考慮哪些因素 各種結(jié)構(gòu)類型軸承由于不同的結(jié)構(gòu)特性，可適應(yīng)于不同的使用條件，設(shè)計(jì)人員可 根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。通常選擇軸承類型時(shí)應(yīng)綜合考慮下列各主要因素： (1) 載荷情況 載荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。 載荷大小 一般情況下，滾子軸承由于是線接觸，承載能力大，適于承受較大 載荷；球軸承由于是點(diǎn)接觸，承載能力小，

42、適用于輕、中等載荷。各種軸承載荷能力 一般以額定載荷比表示。 載荷方向 純徑向力作用，宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承，也 可考慮選用調(diào)心軸承。純軸向載荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承。徑向載荷 和軸向載荷聯(lián) 合作用時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，這兩種軸承隨接觸 角。增大承受軸向載荷能力提高。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時(shí)，也可選用深溝 球軸承和 內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時(shí)，可 選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承。有沖擊載荷時(shí)，宜選用滾子軸承。 （2）高速性能 一般摩擦力矩小、發(fā)熱量小的軸承高速性能好。球軸承比滾子軸承有較高的極限

43、轉(zhuǎn)速，故高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。徑向載荷小時(shí)，選用深溝球軸承:徑向載荷大 時(shí)，選用圓柱滾子軸承。對(duì)聯(lián)合載荷，載荷小時(shí)，選用角接觸球軸承；載荷大時(shí)，選 用圓錐滾子軸承或圓柱滾子軸承與角接觸球軸承組合。在相同內(nèi)徑時(shí)，外徑越小，滾 動(dòng)體越輕越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體作用在外圈上的離心力也越小，因此更適于較高轉(zhuǎn)速下 工作。在一定條件下，工作轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜選用直徑系列為 8，9，0，1 的軸承。保 持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響很大。實(shí)體保持架比沖壓保持架允許的轉(zhuǎn)速高。高 速重載的軸承需驗(yàn)算其極限轉(zhuǎn)速。 （3）軸向游動(dòng)性能 一般機(jī)械工作時(shí)，因機(jī)械摩擦或工作介質(zhì)的關(guān)系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn) 生。在選擇軸

44、承結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)使其軸有鈾向游動(dòng)的可能性。因此，常在軸的某一端 選用一內(nèi)圈或一外圈無擋邊的圓柱滾子軸承或滾針軸承，以適應(yīng)由于熱脹冷縮而引起 軸的伸長(zhǎng)或縮短。 （4）調(diào)心性能 當(dāng)軸兩端軸承孔同軸性差（制造誤差或安裝誤差所致）或軸的剛度小，變形較大， 以及多支點(diǎn)軸，均要求軸承調(diào)心性好，這時(shí)應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。 （5）允許的空間 在機(jī)械設(shè)計(jì)中，一般都是先確定軸的尺寸，然后根據(jù)軸的尺寸來確定軸承的尺寸。 小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承；在內(nèi)徑尺寸（即軸尺寸）已確定，若徑向尺寸 受限，可選用滾針軸承或直徑系列為 8，9，0，回的軸承；若寬度尺寸受限，可選用 寬度系列為 8，0 的軸承。 （

45、6）安裝與拆卸方便 對(duì)于軸承使用壽命一般都難以等同主機(jī)使用壽命，在實(shí)際使用中軸承作為易損 件要經(jīng)常裝拆。因此，在選用軸承結(jié)構(gòu)類型時(shí)應(yīng)要求裝拆方便?？煞蛛x型的角接觸球 軸承、圓柱滾子軸承。滾子軸承、推力軸承和內(nèi)圈為錐孔、帶緊定套或退卸套的調(diào)心 滾子軸承、調(diào)心球軸承等均具有裝拆方便性能。 3.4.2 軸承型號(hào)的選擇 軸承型號(hào)一般是由用戶的技術(shù)人員根據(jù)配套產(chǎn)品的使用條件及承受負(fù)荷對(duì)軸承進(jìn) 行選擇。業(yè)務(wù)人員主要了解用戶的實(shí)際負(fù)荷是否與所選軸承相符合，如果軸承達(dá)不到 使用要求，應(yīng)盡快建議客戶改選型號(hào)，但除非特殊產(chǎn)品在選擇型號(hào)上一般不會(huì)有什么 問題。本次設(shè)計(jì)根據(jù)尺寸大小和其他要求選擇型號(hào)為 60005 的

46、深溝球軸承。 3.4.3 軸承游隙的選擇 用戶在購(gòu)買軸承時(shí)一般只會(huì)告知在什么型號(hào)、等級(jí)，很少會(huì)對(duì)軸承的游隙提出要 求，業(yè)務(wù)人員必須問清軸承的使用條件、其中軸承的轉(zhuǎn)速、溫度、配合公差都直接關(guān) 系到軸承游隙的選擇。一般在 3500 轉(zhuǎn)/分以下轉(zhuǎn)速的電機(jī)大多采用 CM 游隙，如高溫 高速電機(jī)則要求采用相對(duì)較大的游隙。軸承游隙在裝配后會(huì)因?yàn)閮?nèi)孔的漲大及外圓的 縮小而導(dǎo)致減少，游隙的減少量=過盈量60%（軸承室是鋁的除外）。比如軸承裝 配前游隙是 0.01mm，裝配時(shí)過盈量為 0.01mm，則軸承裝配后的游隙為 0.004mm。在理論上軸承在零游隙時(shí)噪音和壽命都達(dá)到最佳的狀態(tài)，但在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn) 中考慮到溫升

47、等問題，軸承在裝配后游隙為 0.002mm-0.004mm 較好。 3.4.4 油脂的選擇 油脂的選擇一般是根據(jù)軸承的轉(zhuǎn)速、耐溫情況、噪音要求及起動(dòng)力矩等方面進(jìn)行 選擇，要求業(yè)務(wù)人員對(duì)各種油脂的性能很了解。 3.4.5 軸承密封型式的選擇 軸承的潤(rùn)滑可分為油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑。油潤(rùn)滑軸承一般是選用形式軸承，脂潤(rùn)滑軸 承一般選用防塵蓋或橡膠密封件密封。防塵蓋適用于高溫或使用環(huán)境好的部位，密封 件分接觸式密封和非接觸式密封兩種，接觸式密封防塵性能好但起動(dòng)力矩大，非接式 密封起動(dòng)力矩小，但密封性能沒有接觸式好。 3.4.6 軸承座的選用 根據(jù)上述所選軸承的類型及型號(hào)，本次設(shè)計(jì)選型號(hào)為 SNK209的滾動(dòng)軸

48、承座。軸承 座用螺栓固定在支承座上，而支承座是用六角螺栓固定在左側(cè)箱壁上，支承座中間焊 一支承肋板。軸承座結(jié)構(gòu)圖如圖3-8，實(shí)物圖如圖3-9所示： 圖3-8，軸承座結(jié)構(gòu)圖 4 夾緊部分的設(shè)計(jì) 夾緊部分采用刀片夾持件，刀片夾持件的特征為：形狀為 U 形，其向內(nèi)凹進(jìn)面朝向 刀片。夾持件左端用軸肩固定，右端用 M20的六角螺母固定。刀片夾持件外端裝有刀 片防護(hù)罩，防止空氣中灰塵及其他雜質(zhì)的進(jìn)入。 5 傳動(dòng)及夾緊部分裝配 傳動(dòng)及夾緊部分部分裝配如下圖所示，其中圖5-2為圖5-1的右視圖，圖中滾動(dòng)軸承 及其密封裝置未畫出。 圖5-1 傳動(dòng)及夾緊 部分部分零件裝配 圖5-2 傳動(dòng)及夾緊部分右視圖 6 玉石

49、切割機(jī)箱體部分設(shè)計(jì) 6.1 箱體的主要功能 (1) 支承并包容各種傳動(dòng)零件，如齒輪、軸、軸承等，使它們能夠保持正常的運(yùn)動(dòng) 關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度。箱體還可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 (2) 安全保護(hù)和密封作用，使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響，又保護(hù)機(jī)器操作 者的 人生安全，并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。 (3) 使機(jī)器各部分分別由獨(dú)立的箱體組成，各成單元，便于加工、裝配、調(diào)整和修 理。 (4) 改善機(jī)器造型，協(xié)調(diào)機(jī)器各部分比例，使整機(jī)造型美觀。 6.2 箱體的分類及選擇 按箱體的功能可分為下圖中的四類，具體為： (1) 傳動(dòng)箱體，如減速器、汽車變速箱及機(jī)床主軸箱等的箱體，主要功能是包容

50、和 支承各傳動(dòng)件及其支承零件，這類箱體要求有密封性、強(qiáng)度和剛度。 (2) 泵體和閥體，如齒輪泵的泵體，各種液壓閥的閥體，主要功能是改變液體流動(dòng) 方向、流量大小或改變液體壓力。這類箱體除有對(duì)前一類箱體的要求外，還要求能承 受箱體內(nèi)液體的壓力。 (3) 支架箱體，如機(jī)床的支座、立柱等箱體零件，要求有一定的強(qiáng)度、剛度和精度， 這類箱體設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意剛度和外觀造型。 顯然本次玉石切割機(jī)的箱體設(shè)計(jì)應(yīng)為傳動(dòng)箱體，因此要保證箱體的密封性、強(qiáng)度 和剛度。 按箱體的制造方法分，主要有： (1) 鑄造箱體，常用的材料是鑄鐵，有時(shí)也用鑄鋼、鑄鋁合金和鑄銅等。鑄鐵箱 體的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形狀可以較復(fù)雜，有較好的吸振性和機(jī)

51、加工性能，常用于成批 生產(chǎn)的中小型箱體。 (2) 焊接箱體，由鋼板、型鋼或鑄鋼件焊接而成，結(jié)構(gòu)要求較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較 短。焊接箱體適用于單件小批量生產(chǎn)，尤其是大件箱體，采用焊接件可大大降 低成本。 (3) 其它箱體，如沖壓和注塑箱體，適用于大批量生產(chǎn)的小型、輕載和結(jié)構(gòu)形狀 簡(jiǎn)單的箱體。 考慮到加工難度及經(jīng)濟(jì)性要求，本次設(shè)計(jì)采用鑄造箱體，用 HT200的灰鑄鐵鑄造。 6.3 設(shè)計(jì)的主要問題和設(shè)計(jì)要求 箱體設(shè)計(jì)首先要考慮箱體內(nèi)零件的布置及與箱體外部零件的關(guān)系，如車床按兩頂 尖要求等高，確定箱體的形狀和尺寸，此外還應(yīng)考慮以下問題： （1）滿足強(qiáng)度和剛度要求。對(duì)受力很大的箱體零件，滿足強(qiáng)度是一個(gè)重要問

52、題； 但對(duì)于大多數(shù)箱體，評(píng)定性能的主要指標(biāo)是剛度，因?yàn)橄潴w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件 的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 （2）散熱性能和熱變形問題。箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓?，影響其?rùn) 滑性能；溫度升高使箱體產(chǎn)生熱變形，尤其是溫度不均勻分布的熱變形和熱應(yīng)力，對(duì) 箱體的精度和強(qiáng)度有很大的影響。 （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、筋的布置、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均 要有利于提高箱體的強(qiáng)度和剛度。 （4）工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝 運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 （5）造型好、質(zhì)量小。設(shè)計(jì)不同的箱體對(duì)以上的要求可能有所側(cè)重，就本次設(shè)計(jì) 而言，由

53、于采用的是鑄造箱體，因此要滿足強(qiáng)度和剛度要求，所以要合理設(shè)計(jì)箱體的 結(jié)構(gòu)。 6.4 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體的形狀和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件間的相互關(guān)系來決定，決定箱 體 構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱為結(jié)構(gòu)包容法，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān) 件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求。 箱體壁厚的設(shè)計(jì)多采用類比法，對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，參照設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或設(shè) 計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺(tái)等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于 重要的箱體，可用計(jì)算機(jī)的有限元法計(jì)算箱體的剛度和強(qiáng)度，或用模型和實(shí)物進(jìn)行 應(yīng)力或應(yīng)變的測(cè)定，直接取得數(shù)據(jù)或作為計(jì)算結(jié)果的校核手段。 6.4.1 箱體的毛坯、材料及熱處理 (1) 箱體的毛坯

54、：選用鑄造毛坯或焊接毛坯，應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行全面分析決定。 鑄造容易鑄造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較困 難實(shí)現(xiàn)薄壁和大平面。焊接箱體一般比鑄造箱體輕，鑄造箱體的熱影響變形小，吸振 能力較強(qiáng)，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度。經(jīng)分析，本次玉石切割機(jī)箱體采用鑄造毛坯。 (2) 箱體的材料和熱處理 箱體的常用材料有： 鑄鐵： 多數(shù)箱體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元 素還可以提高耐磨性。 鑄造鋁合金： 用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng) 化，有足夠的強(qiáng)度

55、和較好的塑性。 鋼材： 鑄鋼有一定的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機(jī)加工 性能也較好，但鑄造時(shí)容易氧化與熱裂。箱體也可用低碳鋼板和型鋼焊接而成。 根據(jù)性能要求及價(jià)格因素，本次設(shè)計(jì)的箱體材料選用型號(hào)為 HT200 的灰鑄鐵。 箱體的熱處理： 鑄造或箱體毛坯中的剩余應(yīng)力使箱體產(chǎn)生變形，為了保證箱體加工后精度的穩(wěn)定 性，對(duì)箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應(yīng)力，減少變形。常用的熱處理 措施有以下三類： （1) 熱時(shí)效：鑄件在 500600C 下退火，可以大幅度地降低或消除鑄造箱體中的 剩余應(yīng)力。 （2) 熱沖擊時(shí)效：將鑄件快速加熱，利用其產(chǎn)生的熱應(yīng)力與鑄造剩余應(yīng)力疊加， 使原有

56、剩余應(yīng)力松弛。 （3) 自然時(shí)效：自然時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效可以提高鑄件的松弛剛性，使鑄件的尺寸精 度穩(wěn)定。 6.4.2 箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 (1) 壁厚 鑄鐵、鑄鋼和其它材料箱體的壁厚可以從下表 6-1 中選取，表中 N 用下式計(jì)算： N=（2L+B+H）/3000 （mm） （式 8） 式中 L-鑄件長(zhǎng)度（mm） ，L、B、H 中，L 為最大值； B-鑄件寬度（mm） ； H-鑄件高度（mm） ； 表 6-1 鑄造箱體的壁厚參照表 箱體材料當(dāng)量尺寸 N灰鑄鐵鑄鋼鑄鋁合金鑄鋼 0.361046 0.758 1015 58 1.0010 1520 6 1.5012 2025 8 2.0016 2530 10 3.0020 303512 4.0024 3540 注：1. 此表為砂型鑄造數(shù)據(jù) 2. 球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵壁厚減小 20 本玉石切割機(jī)的箱體設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 1136，寬度 1212，高度為 608，代入上述公式中可得 N=2.8，因此取箱體厚度為 20mm。 (2) 加強(qiáng)筋 為改善箱體的剛度，尤其是箱體壁厚的剛度，常在箱壁上增設(shè)加強(qiáng)筋，若箱體中 有中間短軸或中間支承時(shí)，常設(shè)置橫向筋板。筋板的高度 H 不應(yīng)超過壁厚 t 的（3-4） 倍，超過此值對(duì)提高剛度無明顯效果。加強(qiáng)筋