樹木枝椏粉碎機(jī)設(shè)計(jì)使用說明

1、Xxxxx Un iversityDip loma Work (Project)Title:DesignoftreebranchesGrade & Major:Grade 2012, Mechanical Design,Manufacture and AutomationNumber:xxxxxxName:xxxxxxxxIn structor:xxxxxxx2014年5月20日【摘要】1緒論1.1課題研究背景，目的及其意義1.2樹木枝椏粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)1.3國內(nèi)外樹木枝椏粉碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)樹木枝椏粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1樹木枝椏粉碎機(jī)的工作原理2.2盤式樹木枝椏粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)2.3盤

2、式樹木枝椏粉碎機(jī)的削片原理技術(shù)參數(shù)的計(jì)算和確定3.1生產(chǎn)能力和飛刀數(shù)量的確定6.6.6.8.1.012123.2切削力的計(jì)算12123.2.1主切削力的分析與計(jì)算.143.2.2主切削力的公式3.3計(jì)算切削功率18204.1刀盤造型設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算204.2飛刀平面的分布224.3主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23樹木枝椏粉碎機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核234.3.1計(jì)算軸的最小直徑254.3.2設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)4.4鍵的設(shè)計(jì)25254.4.1輸入軸間鍵與帶輪的選擇及校核264.4.2齒輪間鍵與輸出軸的選擇及校核4.5軸承的選擇和飛刀的設(shè)計(jì)264.6主軸強(qiáng)度的校核27274.6.1求軸上的載荷284.6.2按彎扭合成

3、應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度4.7最后完成圖31參考文獻(xiàn)33Abstract33致謝35承諾書與授權(quán)書.3.5樹木枝椏粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)XxxxXx學(xué)院2012級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（2）班 xxxxx【摘要】在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，由于園林面積的擴(kuò)大，產(chǎn)生了大量的木質(zhì)性材料，針對(duì)一些新社會(huì)建設(shè)需求，合理利用各種木質(zhì)性材料顯得尤為重要。在開發(fā)高效率，高節(jié)能上,技術(shù)上的應(yīng)用被用于智能的計(jì)算機(jī)設(shè)備和信息上,高端設(shè)備的大力研發(fā)， 使得粉碎機(jī)種類的【關(guān)鍵詞】樹木枝椏粉碎機(jī)園林綠化 飛刀專業(yè)細(xì)分化，各類粉碎技術(shù)得到發(fā)展，性能越來越好，對(duì)其木材的粉碎設(shè)備越來越廣泛，技 術(shù)越來越精湛。減少負(fù)荷的本機(jī)料架，機(jī)蓋采用鑄造，降低了

4、整機(jī)的重心；發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶傳動(dòng)主軸之間,影響；通過兩個(gè)圓錐滾子軸承，主軸與機(jī)架鏈接;固定塊和螺栓；刀具和主軸之間的平關(guān)鍵的連接。在本文中，樹枝粉碎機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)的設(shè)計(jì)原則和總體結(jié)構(gòu),用于分析和性能所需的功率。1緒論1.1課題研究背景，目的及其意義由于社會(huì)的高速發(fā)展， 城鄉(xiāng)建設(shè)得到進(jìn)一步規(guī)劃， 園林面積也隨之越變?cè)酱螅?隨著的園,收集不方便。因林修剪每年都會(huì)產(chǎn)生大量的樹木枝椏。修剪樹枝下各種各樣的形狀和大小 為樹枝大小，運(yùn)輸困難，大部分被燒毀，垃圾填埋場(chǎng)污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。需要一個(gè)解決方案?，F(xiàn)代加工方法是切碎，發(fā)酵后，制成有機(jī)復(fù)合肥，改善土壤，回收，或制成紙漿和紙張和工藝 所需木材人造板的生

5、產(chǎn)，或粉碎后再利用，制成壓縮燃料塊。主題研究樹枝破碎機(jī)主要用于破 碎景觀剩下的樹枝，它的重量輕，體積小，移動(dòng)方便，操作簡(jiǎn)單，所以樹枝壓碎削片，并減少樹枝堆積的土地，可以節(jié)省運(yùn)輸成本，凈化環(huán)境，近年來，樹枝粉碎機(jī)的用途擴(kuò)大分支機(jī)構(gòu)，在環(huán)境的美化過程中，提高了對(duì)這些廢棄的樹木枝椏的利用率，這對(duì)剩余資源的過度浪費(fèi)無疑起到了重要性的意義。1.2樹木枝椏粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)作為一種粉碎裝置，能夠高效率地對(duì)樹木枝椏的加工是及其重要的。它的特點(diǎn)是縱向切割端至切割，切割的木片的主要參數(shù)的長(zhǎng)度。它的磨工藝有一些主要的分支：木材切出來的長(zhǎng)度是否合格，要在均勻度允許的合格范圍內(nèi)，而且應(yīng)該是均勻的厚度，切割通過切割的芯片

6、的尺寸產(chǎn)生大而光滑，更少廢料規(guī)格具體取決于使用要求。分行根據(jù)切割機(jī)構(gòu)的形狀粉碎機(jī)可分為滾筒和光盤。1.3國內(nèi)外樹木枝椏粉碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)研究樹枝開始磨始于 20世紀(jì)60年代，70年代中期開始研究生產(chǎn)工藝設(shè)備木材切割領(lǐng)域,木片發(fā)展較快的是上世紀(jì)80年代，那時(shí)候帶動(dòng)了木材粉碎機(jī)，削片機(jī)的有力發(fā)展，至今我國出現(xiàn)了幾種機(jī)型：（1） BX1108 / 3 盤式削片機(jī)（2） BX1107 / 4 盤式削片機(jī)（3）BX116盤式削片機(jī)（4 ） BX117C盤式削片機(jī)。由于樹枝粉碎機(jī)，一些中國制造業(yè)企業(yè)在20世紀(jì)90年代已經(jīng)發(fā)展了多種型號(hào)，功率一般很小，因此不能滿足既不推廣的要求。國外大型木材在60年代就

7、開始了生產(chǎn)，有些國家的發(fā)展是極為迅速的，例如美國，日本和其他國家在工業(yè)界已經(jīng)發(fā)展成為一家木材的獨(dú)立系統(tǒng)。在歐洲的一些國家中， 粉碎裝置是極其先進(jìn)的，同時(shí)也是不可以缺少的。2樹木枝椏粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1樹木枝椏粉碎機(jī)的工作原理通過形狀劃分，樹木枝椏粉碎機(jī)可分為鼓式和盤式。3 T、61.軸承座2.主軸3.刀盤4.壓刀塊 5.飛刀6.側(cè)刀7.底刀圖2-1盤式粉碎機(jī)支路結(jié)構(gòu)圖它是如何工作的：將分支到被加工件， 首先通過人力將枝椏送入進(jìn)料口,當(dāng)枝椏端面碰到鉸刀時(shí)，進(jìn)給就會(huì)停止，這時(shí)刀葉就會(huì)對(duì)枝椏進(jìn)行切割，由于在切割過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的作用力，由組件表面，切割機(jī)和料斗（或底刀）障礙，局部裂紋成木屑沿纖維

8、方向砍柴刀,前者側(cè)翼飛。切削過程中，壓力和刀切割力的作用下的木材，切刀的進(jìn)給方向,在切割過程中可以連續(xù)地進(jìn)行，以完成整個(gè)根枝椏加工。如圖2-1。從剪切的形式上看， 盤式的飛刀與底刀在做工的過程中，切割的平面是一個(gè)很好的形式。所以木棍樹枝盤比雞腿式破碎機(jī)破碎機(jī)樹枝好，生產(chǎn)效率高的質(zhì)量；對(duì)于加工各種類型的木料都是較為合適的，在一些規(guī)模較大的大型企業(yè)中對(duì)于木材加工時(shí)有一定的效率要求的，盤式粉碎機(jī)的進(jìn)料槽為了更好地發(fā)揮產(chǎn)能優(yōu)勢(shì),采用方形或者是圓形。 而鼓式的粉碎機(jī)在且過程中會(huì)根據(jù)切割位置的不同產(chǎn)生變化,剪切效果并不好，它的進(jìn)料口是長(zhǎng)方形的，適合于加工板坯，板小酒吧，破板，小喬木，樹枝和其他材料的厚度，

9、徑級(jí)小的木材和竹子，這個(gè)爽朗的膠合板主要面向中小型企業(yè),般能滿足其工藝要求。 使用自由攝食和鼓分支機(jī)構(gòu)在大多數(shù)情況下， 大部分的分店磨床盤， 迫使飼料粉碎機(jī)，臥式飼料適合再加工原料，以及原料處理通常較短傾斜飼料。總之，磨結(jié)構(gòu)的分支的形式依賴于特征和原料的芯片 質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。如圖2-2鼓式切片結(jié)構(gòu)圖。鼓式削片機(jī)配套分支機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)是用搭焊鋼基地的程度裝兩個(gè)飛刀輥，用刀螺栓，通過壓力塊，刀刀片固定在卷筒上專門制造的，根據(jù)不同厚度的 分支成為切，通過液壓系統(tǒng)的進(jìn)紙滾筒組件的裝置可以是在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)的來的切屑穿過篩孔下降，與在設(shè)備中的大量片材的底行，然后切削。D10aB-HI*li軸承座的，

10、通過皮帶傳動(dòng)裝置由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。除切割機(jī)制切割機(jī)切割木材,而且還離開方向1.主軸2.鎖緊裝置3.飛刀4.飛刀螺栓 5.壓刀塊6.飛刀座 7.刀輥8.上喂料輥 9.下喂料輥10.底刀圖2-2鼓式枝椏粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2盤式樹木枝椏粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)盤式枝椏粉碎機(jī)根據(jù)要求和用途的設(shè)計(jì)任務(wù):如何進(jìn)料:45 0的傾角進(jìn)料如何出料:由下出料刀盤參數(shù):D=560 mm n=1800 r/min刀盤形式:平面刀盤刀數(shù)：8支切削直徑最大值：150mm發(fā)動(dòng)機(jī)：W=22kw飛刀由齒形結(jié)構(gòu)調(diào)整由參考文獻(xiàn)4表明，普通分支式破碎機(jī)的組合物主要包括一個(gè)圓盤切刀，進(jìn)料槽，變 速器和底盤部件。在專門配備了一個(gè)飛輪的軸，并兼作制動(dòng)輪。

11、主軸還裝有切刀組，安裝在主軸上的兩個(gè)盤的效果，從而使斷續(xù)切削刀，波動(dòng)不大的速度,因此需要較大的刀具質(zhì)量。大型盤式削片機(jī)除了刀輪斷的作用，刀具材料常用的號(hào)碼 45,35,30鋼;使用A5，A4鍛造時(shí)的切削速度大于50米/秒。需要標(biāo)準(zhǔn)化鋼鑄件和鍛件的退火程度。主軸鍛坯應(yīng)，有應(yīng)減少使用性能的缺陷。甚至與刀的普通光盤切割機(jī)，刀被安裝切割刀片相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的大致徑向排列向前傾斜的刀片上。關(guān)于以下各切刀的安裝，打開沿著邊緣方向具有約1厘米長(zhǎng)的狹縫的寬度。刀和楔墊螺栓上的刀。隔板的作用是確保的刀一定程度的角度，通常約為5°。切刀刀刃延伸的突出已知量的刀片平面的高度，芯片的尺寸會(huì)影響刀刃的長(zhǎng)度，使得

12、切割器的投影的所有量必須相等。更換或磨刀刀，延伸量應(yīng)保持不變。使用后的刀片刀有齒定位,水平調(diào)整的情況下，還要使用后板硬木墊或鑄鉛定位是無級(jí)調(diào)節(jié)，精度高。光盤機(jī)剪切機(jī)構(gòu)被安裝在切斷刀和安裝在所述刀的底部插入所形成的槽。一些與合金包殼的底部邊緣刀制作。為防止損壞打印較大的沖擊刀片，磨刀角度較大的一端。底部之間的刀片間隙通常為0.3mm 至1.0mm ，這取決于銃刀直徑和大小碎木和其它因素的準(zhǔn)確度。大部分的光盤粉碎機(jī)樹枝不必送料機(jī)構(gòu)，只喂料槽。相對(duì)于所述切割器的安裝角度的平面進(jìn)料槽切出的游離飼料碼片長(zhǎng)度的影響。如圖2-3所示，A'B'C'D'的平板平面，料槽的中心為B

13、D'線，CD'與刀具軸線平行，相當(dāng)于刀具延長(zhǎng)量，則木材芯片長(zhǎng)度:l BD'蟲CDcosaicosa-i cosa2lcosai cosa2在上式里：h是刀片的伸出量；盤的軸線與料槽中心的投影形成的夾角）a1是傾斜角（水平與料槽中心夾角）；a2為偏角（刀自舉到斜槽，以便獲得所需要的碼片長(zhǎng)度的切割片材的端部,實(shí)際裝刀的高度應(yīng)大于約2mm的計(jì)算值小。傾斜角度 A1取45 °?52 °，角度A2取20 °?30 °。它們的大小不僅影響了木材的長(zhǎng)度和厚度， 也有木屑，木材質(zhì)量和削片功耗截面積的影響。送入傾斜滑槽，通常角部a3，即，底表面與水

14、平平面上，沿底部木材切割滑動(dòng)式銃刀中心在此期間，為了更順暢地進(jìn)行切削，斜道角度在減少切削阻力上起到了一定量的作用力。因?yàn)樗竭M(jìn)給進(jìn)料槽,傾斜角A1 = 0，只有角A2，由于在牽引進(jìn)料生產(chǎn)到刀架木材運(yùn)動(dòng)的進(jìn)料切片切割片材的力的方向作用的角度。在排料的方式上，盤式的可以通過上面排料或通過下面排料兩種。放電是安裝6-8在刀具刀片的外邊緣時(shí)，它產(chǎn)生的氣流在旋轉(zhuǎn)切割機(jī)，切割從沿切割方向的切割器的排出口排出的木片出來。當(dāng)?shù)镀俣葹?7米/秒？ 28米/秒，木屑拋出高達(dá) 4米至5米的高度。當(dāng)以較高的速度或更大范圍內(nèi)的切割器的切割器的直徑,使得所述線速度較大時(shí)， 為了防止過度的破片，降低了功耗，而不是刀具刀片

15、安裝， 從機(jī)器的切屑下部開口殼直接跌在皮帶輸送 機(jī)的輸出，即所謂的下一個(gè)嵌套。D'J?C'圖2-3木片長(zhǎng)度與進(jìn)料槽安裝角的關(guān)系2.3盤式樹木枝椏粉碎機(jī)的削片原理由研究表明，在這個(gè)過程中的樹木盤式削片機(jī)粉碎機(jī)樹枝，木頭已被切斷面緊貼在退刀, 并沿著刀的背面滑動(dòng)，直到與刀平面的遭遇。當(dāng)?shù)毒叩哪静慕佑|表面的上端是由一個(gè)平面平行切成斜面變得朝向刀具的表面上，并最終切斷,以形成平面表面。因此，削片盤驅(qū)動(dòng)過去人們想過程并不像被切斷原料總是平行于切割器平面的平面中。在切割薄膜，沿著進(jìn)料滑道木材移動(dòng)， 主要是由于刀迫使飼料中的力（牽引力）所造成的影響的方向上的木材。 理論上可以證明：當(dāng)生產(chǎn)時(shí)不

16、能產(chǎn)生足夠的位移木材的重量?jī)A斜飼料，下來。水平進(jìn)給磨床盤枝，木屑沒有強(qiáng)迫喂食機(jī)制仍然由進(jìn)料的長(zhǎng)度,也充分證明了這一點(diǎn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)固定圓盤機(jī)削片過程中，如果由進(jìn)給方向形成的切削方向的角度是恒定的，無論木板厚度和徑級(jí)大小，在生產(chǎn)的木材牽引方向不變刀,牽引，雖然尺寸的木材種類，水分含量等因素的影響，但它足夠大，以克服木材的摩擦阻力來驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)給方向。所以大多數(shù)光盤粉碎機(jī)樹枝不使用強(qiáng)迫喂食機(jī)制，厚度和直徑類適合加工大型木材。如圖2-4所示，木材向前拉刀速度U是：(2-1)sin au Vsin(a )式中：V 飛刀的切削速度;a飛刀的安裝后角;遇角。圖2-4盤式削片機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析從上述分析看出：操

17、作過程中形成的刀盤式削片機(jī)的切削平面被固定在每個(gè)切割層的切 割過程中，從剪切機(jī)構(gòu)上看，盤式的削片質(zhì)量是屬于比較好的。在該塊的刀和底材剪切刀切割（切割）通過狹縫切割機(jī)，壓緊力由于前面刀的作用被分 離成一定厚度的晶片。研究和試驗(yàn)表明，該木材的厚度為:(2-2)式中：I木片長(zhǎng)度;1 沿纖維方向木材的抗剪強(qiáng)度;2 沿纖維方向木材的抗壓強(qiáng)度;K其他因素的影響系數(shù)。例如木片的長(zhǎng)度20毫米，芯片厚度 3.9毫米？ 6.2毫米;時(shí)為25毫米，芯片4.8毫米 ? 7.5毫米厚的片長(zhǎng)度。木片的長(zhǎng)度和厚度，不僅依賴于木材和其他因素的物理和機(jī)械性能,然后而且還與進(jìn)料滑道和安裝角度，刀和磨刀角度和其他因素。當(dāng)磨刀角度和

18、安裝角度大, 切出木材的厚，薄，反之亦然。本章介紹的結(jié)構(gòu)和工作原理樹枝粉碎機(jī)，普通光盤粉碎機(jī)樹枝組成， 木片長(zhǎng)度和厚度計(jì) 算，選擇筑巢的材料，木材是向前拉刀計(jì)算速度等方式。3技術(shù)參數(shù)的計(jì)算和確定3.1生產(chǎn)能力和飛刀數(shù)量的確定碎裂過程中，由于加入的不連續(xù)性，種類,水分含量和改變被切割,并且還參與許多不同的切削刀，使切削阻力的區(qū)域不是一個(gè)固定值。從文獻(xiàn)4，目前的盤式削片機(jī)主電機(jī)功率（kW）按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算一般KEQ(3-1)式中：K 不均勻系數(shù)，取K 1.11.2 ；Q 削片機(jī)的生產(chǎn)率,m3/h。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 E 46。由發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 22KW，取K=1.1，E=6，N=22KWQ N / KE

19、 3.33(m3/h)由文獻(xiàn)4知，通過自主出力的生產(chǎn)能力10 8K1K2K3nZlF(3-2)式中：K1 設(shè)備時(shí)間利用系數(shù)，取K10.3 0.5 ；K2 工作時(shí)間利用系數(shù)，取K20.7 0.8 ；K3 影響系數(shù)，K3 0.30.7n刀盤轉(zhuǎn)速，r/min ；Z 飛刀數(shù)量;l 木片平均長(zhǎng)度， mm ；F 原料的斷面積，mm 2 ；取 Ki=0.4， K2=0.7， K3=0.7，l=8mm ，F(xiàn)=d? /4，d=150mm6 10 K1K2K3 nIF7.3取Z=8,所以在飛刀數(shù)量的選擇上是8把。3.2切削力的計(jì)算3.2.1主切削力的分析與計(jì)算在切割過程中可盤式削片機(jī)被安裝在徑向切斷刀和安裝在所述

20、殼體的底部包括一個(gè)刀,以被看作是用于銃削或剪切的載體。當(dāng)切割碎木機(jī)，木材進(jìn)料槽通過喂到切割，切割刀切割 每h的厚度，大小等于刀從刀具的表面突出的量。切成木片以形成木，通過在平板上的刀0。的背面的通孔刀通過排放口下降。木材削片機(jī)載荷包括切削性，耐風(fēng)扇葉片，壓入阻力的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其中，占了大部分的切削阻力，以及木材切割刀間歇進(jìn)給，以便連續(xù)切片在之間的切削阻力工作變化最大值為木材徑級(jí)不同的材料和小節(jié)等之間的變動(dòng)會(huì)影響負(fù)載的變動(dòng)。木材削片機(jī)在承受工作負(fù)荷的過程中，更好地對(duì)原動(dòng)機(jī)功率的利用， 能夠讓削片機(jī)運(yùn)行的更充分，更順暢。它是通過刀具工作中產(chǎn)生的慣性，發(fā)揮能量，起到了克服慣性短大負(fù)荷的作用。利用動(dòng)能和

21、慣性的超載這兩點(diǎn)是光滑的削片機(jī)與機(jī)械負(fù)載特性，設(shè)計(jì)計(jì)算傳統(tǒng)削片機(jī)經(jīng)?？紤]這兩點(diǎn)。當(dāng)?shù)肚懈钅静?，除了木材的木材外?cè)面和葉片部分的前刀面的作用也是力,雖然葉片在大的應(yīng)力，但表面面積小，在葉片的力總力小，可以忽略不計(jì)的比例。為了簡(jiǎn)化問題，將葉片是直的，垂直于切削刃的方向，木纖維的方向垂直于邊緣方向8。Fr是刀片前刀面與木材之間作用下產(chǎn)生的合力,Fa是刀片后刀面與木材之間在正壓力F aN和摩擦阻力Faf作用F產(chǎn)生的合力；Px,Fy,木材受力見圖3-1將各力投影到FxFy圖3-1X軸和丫軸上，有0 則有F X Fx0則有FayF Y木材所受刀片作用力Px0Py0F axF ay tan( a- aPxP

22、y tan聯(lián)立以上方程解得：(3-7)FPx tanF y tan(tan(丄tan)通過參考文獻(xiàn)8得Fyx, Fy x :Fxcos(b / sin()90 )fcsin(90 )(3-3 )F 0.2 f P a ( 9.81N / mm)(3-9)(3-4 )l b T sin( a p ©y) l b 1 cos( xcos(a(3-5 )得飛刀伸出量h=10mm,o 1 =75N/cm2,f c =0.6,切削木片長(zhǎng)度l=8mm,飛刀楔角P =30度，進(jìn)料 =45 o, a=5=a = arctanO.6 31，最后得出Px=3273N,由切削最大直徑為 150mm,Fx阻

23、力 Fx'=32.73N/P A mm2。P a b ,取切削寬度b=100mm.a=1mm,得出理論單位切削l b T cos(a p ©Jcos(a p £ aY 90 ) fc sin (a p £ aY 90)式中：I木片纖維長(zhǎng)度，m ;B切削寬度，m ;/ 木材順紋理剪切強(qiáng)度，N/mm2 ;c附加阻力系數(shù)，由試驗(yàn)測(cè)定;a飛刀后角;飛刀楔角;進(jìn)料槽斜角;后刀面與木材摩擦角;a前刀面與木材摩擦角;忙 arcta n將Fy x, Fy x代入公式得：)tan( )? tanp £ ©Y 90 ) fc sin( a p £

24、 ©Y 90 ) tan tan( )3.2.2主切削力的公式由切削力可按下式計(jì)算:(3-6 )Fx p A p a b式中：b切削寬度，mm ;a 切削厚度,mm。切削力Fx和切削厚度的單位切削寬度之間的相反關(guān)系，用于代替關(guān)系切削力跟切削面 積，即:Fxp a通過坐標(biāo)原點(diǎn)，單位切削力斜線的斜率。事實(shí)上，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與一條直線垂直攔截， 和不同切削厚度范圍內(nèi)，線性斜坡的單位切削力是不一樣的。因?yàn)槲覀兊膯挝磺邢髁绞?隨切削厚度范圍的不同而改變的。切削力的經(jīng)驗(yàn)公式，切割厚度和單位切削力三者關(guān)系的建立，以及有一些鈍刀切角、切削 速度、材料和纖維方向等等因素，都會(huì)影響切削力的。通過修

25、正系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式 考慮過去；切削力的變化和不同的因素。AB線表示切屑厚度與F的關(guān)系，如圖3-2，經(jīng)驗(yàn)公式0.1mm，用1.從以往的實(shí)驗(yàn)、研究，得出切屑厚度與單位切削力兩者之間的關(guān)系。圖3-2單位切削寬度上作用的切削力F與切屑厚度之間的關(guān)系曲線直線AB的方程為:(3-8)P a( 9.81N / mm)式中：fAB直線的縱截距。0.1mm時(shí)，直線AB的斜率，P tan 1。當(dāng) a 0.1mm時(shí):式中:0.2 fBD直線的縱截距;0.1mm時(shí)，BD直線的斜率P tan0.8f0.1 p0.18f p0.1m m時(shí):(3-10式中:F '對(duì)切削力切屑寬度后刀面單元。從刀具切削的木房的過程中可

26、以觀察到,雖然=0，但旁邊還對(duì)平面切割木材的工作，這時(shí)F ' 0.2f '；對(duì)切削力切屑寬度前刀面單元,F ' 0.8f ' p' a。p' a 0.2f' 0.8f' p' a F ' F '0.1m m時(shí):(3-11F ' 0.2f' (8f' p')式中:在切削力切屑寬度側(cè)翼單元。該力不因切屑厚度變化而異;F '對(duì)切削力切屑寬度前刀面單元,'(8f' P')a。該單位切削力與一芯片厚度的變化相應(yīng)的變化之間的關(guān)系:(1)當(dāng) a 0.1mm時(shí)

27、:0.2 f'(0.8f'aP') P P(3-12)式中:P 對(duì)切削力的后刀面單元;對(duì)切削力的前刀面單元。當(dāng) a 0.1mm時(shí):(8f'P') P(3-13)式中:P 作用在后刀面上的單位切削力;作用在前刀面上的單位切削力。2.確定刀具變鈍與單位切削力的關(guān)系 鈍的工具，對(duì)切削力的影響也應(yīng)限制在單位對(duì)側(cè)翼單位切削力。成正比。鈍鈍系數(shù)校正工具 Cp。根據(jù)試驗(yàn)Cp =11.7。Cp值與刀刃圓半徑的增量銳利刀具取Cp=1。即使只是刀片刃磨，但初始半徑為 510，或存在的力對(duì)刀具后刀面F ' 0.2f'(10.8) f'。p'(3

28、-14 )C P1， F(1 )當(dāng) a'(Cp 0.8) f'。得:0.1mm 時(shí)：0.2f'0.8f'p')Cp(2)當(dāng) a0.1mm 時(shí):0.2f'(8f' p')(Cp0.8) f'(8f'P')(3-15 )3.單位切削力Pp式中：fp'按材種的不同查下表 3-1PpPp'(3-16 )Pp' ApBp V Cp。（系數(shù)Pp'查表3-1和表3-2決定。在該式中同時(shí)反映Ap , Bp ,Cp根據(jù)某一主要切削方向分別 和V對(duì)P的影響。在鋸切速度小于70m/s，刨削，銃削速

29、度小于40m/s時(shí)，以90-V代替V。鋸切時(shí)，在V大于，等于或者接近于70m/s情況下以V代入。）表3-1系數(shù)f' , A的值材種f'( 9.81N/mm2)A( 9.81N/mm2)端向縱向橫向端向縱向橫向松木0.490.160.100.0560.0200.003樺木0.550.190.140.0760.0250.0045麻棟0.640.210.1720.0820.0280.006表3-2系數(shù)B,C的值材種B( 9.81N/mm2)C( 9.81N/mm2)端向縱向橫向端向縱向橫向松木0.0200.0070.006-0.0072.000.550.066樺木0.0240.008

30、0.007-0.0102.300.700.085麻棟0.0270.0090.085-0.0122.560.760.104.最后確定上述所有因素與單位切削力的關(guān)系(1)0.1mm 時(shí):Pp(ApBp V Cp9)(3-17)0.1mm 時(shí):(Cp 0-8) fp' 8fp'(ApBp V Cp(3-18 )由FxPpa2mm .b, 5 40 ,V 3600r/min,a=1mm,r=280mm,C p取1.7,得出Pp 31N/根據(jù)上述計(jì)算得知，理論上的單位切削阻力是跟經(jīng)驗(yàn)值沒多大出入的，所以可以取的切削主力 Px=3273N. , Fx' 32.73N / mm o3

31、.3計(jì)算切削功率由文獻(xiàn)8可知計(jì)算公式PCFx Ac n Z6000 sin(3-1如圖3.1所示：表示當(dāng)木材切削刀切削力圖，木材減少側(cè)面支撐力的支撐力，刀具，木Fx與法向分力Fy由總作用力F分解得到。在 切削過程中，F(xiàn)x隨木片的變化而變化，其平均值為材是相互影響的，都包括在總力，切向分力Fxav。Fxav與寬度成正比，有：式中：b 切削寬度，m ；Fx'單位寬度平均切向阻力,F xavF xb(3-20)N/m 。一把飛刀一次切削功耗為:式中：A切口面積,(m2)。sinWi(AJsin21Fx AAcsinsin 1 sin2Sin 2(3-2Ac 木料橫斷面積,222sin 1 s

32、in 2m2)(3-22)5)切削功率為式中:n 刀盤轉(zhuǎn)速,r/min ；PCFx Ac n Z6000 s in(3-2Z 飛刀數(shù)。對(duì)于原木有:PcFx d2 n Z240000 sin4)(3-2式中:式中:d原木直徑，dav J aidi2di 各徑級(jí)木材直徑,(m)(m)；ai 在總木材數(shù)里，各徑級(jí)木材長(zhǎng)度所占的百分比。在木段與木段間需要添加切削連續(xù)性系數(shù)C,所以:PcFxdav2 n Z c24000sin(3-2(3-26 )tcitcitri112.5 kg3)式中：tci每段木材切削時(shí)間，S ；tri間隙時(shí)間S是木段與相鄰木段之間的1245，取 c=0.9，dav =120mm

33、,Fx' 32.73N/mm2,由 3-24 式得:Pc232.73 3.14 1202 3600240000 sin45 60-0.9 =34.78kw(3-27 )l 10mm ， 1 450，2 20°， h 10mm。lcos 1 cos 24樹木枝椏粉碎機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核4.1刀盤造型設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算圖4-1刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4-1，刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:(4-1 )式中： A 刀盤在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的率盈虧,P 10221773.78J;w 刀盤的角速度，s速度不均勻系數(shù),120900A/=0.45kgm-2根據(jù)國家推薦刀盤直徑選取范圍，取刀盤直徑為560mm。J訓(xùn)2(

34、4-2得:9.8 0.45即刀盤重量為102.5kg O80.562(4-式中:飛輪材料的比重B 飛輪的寬度4 112.5230.058 m3.14 0.5627.85 103取 B 60mm為防止輪緣破裂，驗(yàn)證輪緣的圓周速度vDnVmax 60 10003.14 560 180052.75m/s 60m/s60 1000鋼制飛輪的最大圓周速度：60m/s，故刀盤強(qiáng)度滿足要求。,夾緊的夾緊機(jī)刀具材料的選擇鋼鐵、銃頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每個(gè)部分根據(jù)力的要求和刀片制。銃頭、銃刀頭內(nèi)孔的圓洞，挖鍵槽，確保對(duì)齊的刀盤和軸和固定。由于更少的刀盤分支破 碎機(jī)工作屬于間歇性運(yùn)動(dòng)，因此實(shí)際消費(fèi)的權(quán)力正在改變，將刀盤飛輪

35、設(shè)計(jì)，為了工作超過驅(qū) 動(dòng)力的工作減少阻力，多余的能量?jī)?chǔ)存，動(dòng)能增加，增加的速度不是太大；反之，當(dāng)切割的工作阻 力超過的工作動(dòng)力，釋放多余的能量，降低動(dòng)能，降息不會(huì)太大。在工作中刀盤可以刀盤的波動(dòng) 率控制在一定范圍內(nèi)。4.2飛刀平面的分布刀盤上的布局應(yīng)考慮當(dāng)木屑飛刀滿足條件，保證持續(xù)穩(wěn)定的切割、最低功率，木片尺寸， 等等）。削片機(jī)進(jìn)料槽有一定的角度，所以切割面為橢圓形；安排有很多刀組，切斷兩個(gè)以上的橢圓形的臉在旋轉(zhuǎn)的過程中。在刀具徑向每個(gè)刀片， 關(guān)鍵是刀片和刀之間的距離，如何 確定部分（的）。在最合理的安排的缺陷的方案（圖 4-2），切割輪逆時(shí)針方向圖中，中心距 的增加，如果刀之間，之前和之后的

36、降低中心。球場(chǎng)大小取決于大小和遇到的日志角功率,最大不應(yīng)超過的橢圓形切割木材的長(zhǎng)軸（2b），2B = D /罪的，這樣的安排和連續(xù)的切削條 件，也就是說1刀，1刀為其他切削，切削電機(jī)切削力削負(fù)荷均勻這個(gè)位置有兩種方法。（1）圖解法 實(shí)際上更簡(jiǎn)單而足夠精確的方法是圖解法 ，不過，這時(shí)必須首先確定最小 切削半徑r/ min，進(jìn)料口中心相對(duì)于刀盤旋轉(zhuǎn)中心的位置和動(dòng)力相遇角。按已知參數(shù)在刀盤圖上畫木材端面橢圓形 ，然后從刀盤中心畫間隔寬為刀刃長(zhǎng)的同心圓，然后在木材端面的橢圓線上，定出剛要退出切削和剛要進(jìn)入切削的第1把刀和第2把刀的刀刃中心所在點(diǎn)，按第2把并畫好刀刃線；再把第2把刀剛要退出和第3把刀剛要

37、進(jìn)入的位置畫在圖上刀和第3把刀位置的間隔弧長(zhǎng)從第2把刀開始，畫第3把刀，同此畫第 4把刀，從而形成1條螺旋線.如果短刀按2條螺旋線布置，則第2條螺旋線上短刀的布置應(yīng)與第1 條螺旋線上的對(duì)稱。（2）解析法由于刀刃的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓，而原木切削端面是橢圓，若以刀盤旋轉(zhuǎn)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，則短刀在刀盤上的布置坐標(biāo)應(yīng)遵從下面聯(lián)立式r 2 ,2r>2工+ V = A/工-h )4“ - f 廣2十(t式中，x , y為刀刃中點(diǎn)坐標(biāo)值；R為刀刃平均切削半徑；h, t為進(jìn)料中心的坐標(biāo)值；a, b;d為原木直徑.若動(dòng)力相遇角為確定為木材被切橢圓端面的半軸，2a= d , 2b = d / sin值，則解聯(lián)立方程

38、式后，程式的根在h -的范圍內(nèi).e圖4-2飛刀平面布置4.3主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1計(jì)算軸的最小直徑TWt9.55 106 P/n0.2d3T MPa根據(jù)文獻(xiàn)12， T1' T=-H =圖4-3主軸結(jié)構(gòu)軸的最小直徑表達(dá)式:d f.55106 P0.2 T n(4-4 )上兩式中：WT 軸的抗扭截面系數(shù)， mm3;d 40mm L 78mm，查文獻(xiàn)3，平鍵選A型的，故b14mm , h 9mm ,2p 2T 103/kld 20.21M Pa(4-5 )P 軸傳遞的功率， kW ；n 軸的轉(zhuǎn)速，r/min ；許用切應(yīng)力，MPa；C 與軸材料有關(guān)的系數(shù)，可由表4-1查得。當(dāng)產(chǎn)生較大的彎矩力

39、， 相對(duì)于 T值，隨之取得小的量。如果軸上需要鍵槽，就需要把3600r/min, n? 1800r / min, R 22kW,P2 P ，得帶傳動(dòng)的軸徑擴(kuò)大刀適當(dāng)?shù)闹担簡(jiǎn)捂I增大3%，雙鍵增大6% 。效率 0.96，貝y P221.12kW軸的材料Q235,20Q255,Q275,354540Cr,38SiM nMoTMPa121520253035404552C16014813512511811210610298由帶傳動(dòng)傳動(dòng)m表4-1計(jì)算公式中的軸強(qiáng)度系數(shù)C軸的最小直徑為d 1.03 118 y26.66 mmV1800為了保證軸的強(qiáng)度，選dmin40 mm。輸出軸的最小直徑是安裝帶輪直徑di

40、 n,取di n 40mm,根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取II n 78mm。4.3.2設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)(1).軸的每段直徑與長(zhǎng)度由軸向定位來確定。dn m 46mm；2).初步選擇滾動(dòng)軸承。但由于軸承上的兩個(gè)力,徑向和軸向力，它可以選擇的圓錐滾子軸承。按照工作要求并根據(jù)dn m46mm，查手冊(cè)選取單列圓錐滾子軸承33010，其尺寸為 d D B 50mm80mm 20mm，又有粉碎部分空余量要求求，故 d m wdvii VIII 80mm;Ivii VIII a a1 a2 26mm。3).確定刀盤的軸端div V56mm,據(jù)刀盤寬度是60mm，合理安排套筒端面與之間的緊密性，取|IV V 56mm,

41、由h 0.07d ,故取h 4mm，則取軸環(huán)處的直徑 dV VI64mrn。軸環(huán)寬度 b 1.4h，取 Iv vi 6mm。4).取一總寬度，21mm的軸承端蓋。為了能夠方便拆裝，以及能夠?qū)S承更好地進(jìn)行保養(yǎng),從端蓋的外表面到小帶輪右邊端面間取合適的距離I =29mm ,則50mm。5).可取T27mm作為從箱殼內(nèi)壁到刀盤之間的距離，由于在鑄造箱殼的過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的厚度誤差， 故該保持箱殼內(nèi)壁與滾動(dòng)軸承之間的距離S取s 23mm ,a 30mm，則I m 即 T S a (272330)mm 80mmIVI VII60mm，由此確定了各段軸長(zhǎng)與直徑。(2).軸上零件的周向定位周軸皮帶輪和用

42、于定位平鍵連接。按di n機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1 b h 12mm 8mm,加工出來的鍵長(zhǎng)，長(zhǎng)為 70mm。需要保證軸跟軸承之間的定位配合,故在這個(gè)地方軸的直徑尺寸公差可以選用 k6。(3).確定軸的倒圓角以及倒角的尺寸在參考文獻(xiàn)2中，查表15-2得，2 45為軸端的圓角。4.4鍵的設(shè)計(jì)4.4.1輸入軸間鍵與帶輪的選擇及校核L 70mm。l L b 56mm ,T 101867 N mm,1).在I - n段的右端需要有一軸向定位，滿足規(guī)定的要求，可取查文獻(xiàn)2得p 110MPa， p p，根據(jù)要求，鍵的強(qiáng)度是符合的。442齒輪間鍵與輸出軸的選擇及校核d 56mm， L 56mm，經(jīng)文獻(xiàn)3定，A型的平

43、鍵是最適合的，故：b 16mm，h 10mm,L 50mm。L-l L b 34mm,T 101867N mm，k i查文獻(xiàn)2得p 110 MPa, p p，根據(jù)要求，鍵的強(qiáng)度是符合的。4.5軸承的選擇和飛刀的設(shè)計(jì)通過對(duì)兩個(gè)軸承對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的，以及軸向力，軸承跟洗頭的重量是足夠被其徑向力支撐的，雖說承受的力會(huì)更大，由于，刀盤在受到各個(gè)分力的影響，為了確保軸向位置的準(zhǔn)確度,保持適合的間隙，受底刀跟飛到的影響，選擇適當(dāng)型號(hào)33010來滿足運(yùn)作的要求，有文獻(xiàn)14中查得，d 50mm， D 80mm，寬度a 24mm 徑向的承載需要足夠大的能力 寬度滿足設(shè)計(jì)要求。類型密封裝置采用地幔。選擇45。的飛刀楔角

44、，符合要求，工作上選擇材料是4CrW2Si，在安裝槽的螺栓，選 擇5。作為后角，在每一個(gè)刀片的前后端都有制定防磨片，以保護(hù)不受損，延長(zhǎng)使用壽命,通過組裝制成的材料有耐磨的能力，保證木材不對(duì)刀片表面產(chǎn)生過度地磨損。圖4-4飛刀與定刀位置1，4.6主軸強(qiáng)度的校核4.6.1求軸上的載荷首先，根據(jù)圖表使軸線計(jì)算圖。取a值再確定軸承支點(diǎn)的位置。文獻(xiàn)14確定出圓錐滾子32010型，a 24mm。通過計(jì)算，彎矩圖、扭矩圖可以畫出。通過分析扭矩、彎矩以及軸的結(jié)構(gòu)三圖，可以看到部分C軸的危險(xiǎn)區(qū)域。有下表計(jì)算出主軸受力情況。F理Fnhlrnta2表4-2主軸受力情況載荷水平面H垂直面V支反力FFNhi = 312

45、4.6N, FNh2 = 3161.6NFnv1 =747.9N,Fnv2 =356.6N彎矩MM h1 =274890 N mmM h2 =227635 N .mmM v1 =11900N.mmMv2 =25675.2N.mm總彎矩M1275147.5N mmM 2229078.6N.mm扭矩TT 101867N mmMhlT C2Hvl-vT ITETti ifT1IIIJLHIIIJIJL INN mil JLII JlIJN圖4-5主軸受力情況圖462按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表4-2，取caJim2( T)222.7M Pa(4-6 )45鋼經(jīng)過正火處理，從文獻(xiàn)2的表15-1可知

46、160 MPa 因此 ca oL故安全。（1）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1.判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)圖4-5，最大的是B截面所受的彎矩和扭矩，故需對(duì)截面進(jìn)行校核，如此即可。2.截面III左側(cè)抗彎截面系數(shù):0.1d30.1 4639733.6mm3抗扭截面系數(shù):Wt0.2d3330.2 4619467.2mm截面III左側(cè)的彎矩M為:M139 50205782 N mm119M截面上的彎曲應(yīng)力：b W21.6 MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：TT5.23 MPaWt由文獻(xiàn)2表15-1查得 B640 MPa， 1275M Pa，1155MPa 。由文獻(xiàn)2附表3-2查軸肩截面的集中系數(shù)及。r2.0D50因-0.04，1

47、.09，d46d46經(jīng)插值后可查得：1.95，1.32在文獻(xiàn)2附圖3-1中得其系數(shù)：q 0.80，q0.85k1 q (1)1.760（4-7）k1 q (1)-1.272（4-8）由文獻(xiàn)2附圖3-2的尺寸系數(shù)0.77 ；根據(jù)附圖 3-3參考尺寸的扭轉(zhuǎn)系數(shù)截面III的扭矩T為:0.86，根據(jù)附圖3-4參考表面質(zhì)量系數(shù):101867 N mm0.93則:236(4-9 )于是，計(jì)算安全系數(shù)(4-12 )故該系數(shù)是安全的。3.截面III右側(cè)截面III的彎矩0.10.2 ,0.050.1 ,1.550.10.05(4-10 )Sea值，則為:截面III上的扭矩T為:截面上的彎曲應(yīng)力:截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)

48、力:M15.52(4-11 )-37.04m0.1d30.2d3390.10.150119503503=5.5 S 1.5S2312500mm25000 mm3205782N/mm101867N/mmW 16.46M paWt2.60,SeaS24.07 MPa0.8k2.080.932.682.166.136.2334.46S 1.5所以該軸截面III的右側(cè)強(qiáng)度是合格的。(2)滾動(dòng)軸承的校核Lh丫01,Cr50000h，查文獻(xiàn)3知76.8kN,Cor 110kN33010型圓錐滾子軸承e=0.32, Y=1.9 ,(1). n3600 r/min ，3124.6N,Fr2 3161 .6NF

49、d1Fr1/2Y822.3N(4-15)(4-14)S1FaFS2 ， Fa9.7NFa1 Fd1832N，F(xiàn)a2 Fd2 Fa 841.7NA1 / F R10.0.269，F(xiàn)a2/Fr2 0.263，查文獻(xiàn)3得知Fa1/Fr1 < e, X11,丫10Fa2/Fr2 < e, X2 1,丫20F d2Fr2/2Y832N(2). Fe 0.32(3). F(4).計(jì)算當(dāng)量載荷R、P2由文獻(xiàn)3表13-6，取f p 1.5 ,7(4-16 )fp( X1Fr1¥Fai)4686.9NP2fp( X2Fr2 丫2Fa2)4742.4N(4-17 )(5).計(jì)算軸承的壽命由 Pi < P2，得 P4742.4N ,33010型的Cr10 f,ft376.8kNftC、s99491.6h Lh106 _