毕业设计（论文）-自动断屑和排屑装置设计（全套图纸）

黑龙江工程学院本科毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 本课题研究的目的意义自动断屑和排屑装置的主要作用是将切屑从加工区域排出到数控机床之外另外，切屑中往往混合着切削液，排屑装置必须将切屑从其中分离出来，送人切屑收集箱或小车里，而将切削液回收到冷却液箱所以，自动断屑排屑装置组要应用于数控机床、加工中心等要求高效率的机械1.2 本课题国内外发展概况自动排屑装置，是随着切削加工机床、加工中心的发展而发展的但是长期以来，重主机、轻配套的状况使得自动排屑装置处理技术及其设备发展迟缓80年代始，重主机轻配套的状况引起了机床工具行业的注意，促使自动排屑装置处理技术及其设备在此后的 20 多年里得到长足的发展现在常见的排屑装置有以下几种：1．平板链式排屑装置平板链式排屑装置以滚动链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带出机床这种装置在数控车床使用时要与机床冷却箱合为一体，以简化机床结构 2．刮板式排屑装置刮板式排屑装置的传动原理与平板链式基本相同，只是链板不同，带有刮板链板这种装置常用于输送各种材料的短小切屑，排屑能力较强3．螺旋式排屑装置螺旋式排屑装置是利用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆进行工作的。

螺旋杆工作时，沟槽中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排入切屑收集箱这种装置占据空间小，适于安装在机床与立柱间间隙狭小的位置上螺旋槽排屑结构简单、性能良好，但只适合沿水平或小角度倾斜的直线运动排运切屑，不能大角度倾斜、提升和转向排屑为了使得切屑能够及时的清除，以防会对工件产生刮痕，降低生产效率，断屑装置越来越受到现代加工工业的重视，传统的断屑方法主要是应用刀具的段屑槽进行断屑现在市场上还有一些新型的断屑装置如：1． 震荡断屑装置 2. 电磁断屑装置 3. 利用断屑槽断屑装置等等黑龙江工程学院本科毕业设计21.3 自动断屑和排屑装置的发展趋势在总结目前国内外排屑装置的发展现状的情况下，当前排屑装置还有着以下的几点趋势：1.复合型排屑机的需求将会大幅度增加复合型排屑机有很多优点：（1），能处理复合式加工所产生的任何形态之铁屑；二，不论是长短屑还是金属粉屑都能完全处理；三，具有大量处理切屑液之过滤系统，过滤精度50 μm；四，可用于各型机床，中心加工机，钻孔机，龙门式加工机，特殊专用加工机等小屑量排屑未来几年内，复合型排屑机将具有广泛的应用2. 易维修排屑机将大量增加由于一般排屑装置属于辅助性生产设备，不易维修，保养维护机会较少，经常是出现小毛病时无人注意，出大毛病无法运转时才去修理，影响整条生产线的正常工作。

故易维修排屑机将是一种趋势3.在环保、节能方面，今后在排屑机的设计及制造中应引起各制造企业的足够重视这方面要做好以下几点：（1） 排屑机的装机功率，减少工作中的能量损失2） 提高密封质量，减少油垢、切削夜等对环境的污染3） 减少噪声，对大的噪声源进行隔离和封闭全套图纸，加黑龙江工程学院本科毕业设计3第 2 章 系统总体方案的确定2.1 初选电机减速器系统方案本课题是以机器经济性好、人性化设计、环境友好性好、可靠性高、寿命长、结构简单、易于维修等为设计思想系统方案如图 2.1 所示（a）为带传动--涡轮涡杆减速器系统 （b）为带传动-- 二级圆柱圆锥减速器系统（c）为联轴器--二级圆柱斜齿轮减速器系统 （d）为带传动-- 二级圆柱斜齿轮减速器系统图 2.1 电机减速器系统方案方案评价：（a）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是由黑龙江工程学院本科毕业设计4于涡杆传动效率低，功率损失大，很不经济 （b）方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用c) 方案中减速器选择合理，但本设计是用于数控机床的小型排屑装置，工作速度很低，实用联轴器不利于减速，会增加减速器的成本，不够经济。

关于方案（d）的优缺点：该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，而且利于减速，还能起过载保护的作用，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象原动机部分为 Y 系列三相交流 异步电动机总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、成本低、传动效率高最终确定方案为（d）方案2.3 输送处传动系统的确定（a）带传动（b）履带传动（c）链传动方案评价：（a）方案成本较低，但是防腐蚀性不强 （b）履带主要用在坦克等触地设备，在此处用履带传动很不经济c) 方案中链传动选择合理最终确定方案为（c ）方案 该方案的优缺点：链传动的传动比准确，传动效率较高；链传动对轴的作用力较小；链传动的尺寸较紧凑；链传动对环境的适应能力较强；链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。

2.4 系统总体方案的确定方案为：电动机——带传动——减速器——链传动如图 2.2 所示：黑龙江工程学院本科毕业设计5电 动 机 链 传 动减 速 器带 传 动图 2.2 系统总体方案2.5 本章小结本章是介绍了在整体装置设计之前，对设计方案进行选定包括基本的设计思想和整体的结构设计最后再对几种方案进行最后选定和验算确定最终的设计方案黑龙江工程学院本科毕业设计6第 3 章 主要零件的选择与设计3.1 选择电动机类型根据动力源和工作条件，参考文献 [9],选用交流电机，Y 系列三相异步电动机3.1.1 电动机功率的选择根据原始数据，每 10m 长运输装置所需驱动功率为 1.35kw，预设运输装置长度为 5m则工作机的有效功率为：P =0.675kWw由已知条件得：P = （3.1）dP式中： 为传动系统的总传动效率电动机到运输带的总效率为 （3.2）261345式中： 为联轴器的传动效率， 为闭式齿轮的传动效率， 为圆锥滚子轴承的1 3传动效率， 为 V 带的传动效率， ， 为链传动效率。

4 5参考资料[9], 查表有： ， ， ， =0.95， =0.96[9]9.017.298.0345代入上式得 =0.723所以电动机的效率 P = = =0.935kWdw.65该装置必须满足 的 Y 系列三相异步电动机，额定功率 应取 1.1kWep dp3.1.2 确定电机转速：根据已知条件可知本排屑装置的输送速度为：= 25r/minwn同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机对应的额定功率 为 1.1KW，ep型号分别为 Y90L-4 和 Y90L-6将两种型号的电动机有关技术及对应的总传动比 i 列下表 1-1.通过上诉比较方案 2 的电动机传动装置结构比较紧凑，对三级减速比较合理，方案 1 传动装置机构比较大，结构不紧凑，所以查表有 选择电动机型号为 Y90L-黑龙江工程学院本科毕业设计76，额定功率为 1.1kW，满载转速为 910r/min，外伸轴径 D=24mm，轴外伸长度E=50表 3.1 电动机方案对比方案 电动机型号 额定功率（kW）同步转速（r/min）满载转速（ r/min）总传动比i1 Y90L-4 1.1 1500 1400 562 Y90L-6 1.1 1000 910 36.43.2 V 带的设计计算3.2.1 传动比的分配1.计算总的传动比 i= = =36.4 wmn910252.传动比的分配取 , =12.133 31i1iJ3.双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 244.低速级传动比： 3.0i3.2.2 各轴的转速和功率及转矩转速： 19/./minnr230.47583/2/i43nnr功率： kW 1dP0.95.0.8kW47832kW3..4.3 p=0.803 kW415 6090扭矩： nm 58.273.91nPT= nm2 93.10684.75nm74.9503nPT黑龙江工程学院本科毕业设计8nm46.291573.09504nPT表 3.2 各轴的运动与动力参数轴号 转速（ r/min）功 率(kW)扭 矩（N．m）1 303.33 0.888 27.9582 75.83 0.844 106.2933 25 0.803 306.7464 25 0.763 291.4663.2.3 带传动方案的确定外传动带选为普通 V 带传动 1. 确定计算功率： 查阅文献[10]caP（1） 、查得工作情况系数 1.AK（2） 、查得 （3.3）093528ca wk2、选择 V 带型号查得：选 A 型 V 带。

3.2.4 带传动计算设计1、确定带轮直径 1ad2（1） 、查得文献[10], 选取小带轮直径 mm751ad（电机中心高符合要求）12aH（2） 、验算带速，查得：mm （3.4）25.731065910611 smdnVa（3） 、从动带轮直径 2amm7312aai查文献[10]得 取 mm42d2、确定中心距 （1） 、初选中心距 a 和带长 dL（3.5）120120.7aad取 mm9840（2） 、查文献[10] 得带的计算基础准长度 0L黑龙江工程学院本科毕业设计9（4.4）由文献[10]表 8-2，取带的基准长度 Ld =1250mm(3)、按文献[10]表 8-21 计算中心距 :amm （3.6）390)217_504(2_00 Lad(4)、确定中心距调整范围mm （3.7）5.4).39(.max dmm2371015_0150_in L3、验算小带轮包角 α1由文献 [10]式 8-6[（3.8）2118057.8.6120da4、确定 V 带根数 Z(1)、由 n=910/min, d=60mm,i=3,查文献[10]表 8-5a 和表 8-5b 得： kW 5.0p(2)、由表 8-8b 查得△P0=0.11kW(3)、由表查得 8-8 查得包角系数 0.94k(4)、由表 8-2 查得长度系数 KL=0.96(5)、计算 V 带根数 Z，由文献[10] 式 8-22 （3.9）0()1.285.940.67caLPK取 Z=2 根 3.2.5 带轮的结构设计1、小带轮设计因为小带轮基准直径 dd1=75mm2400h87)(601ehCnL所以轴承满足寿命要求，可知，其他轴承也满足寿命要求。

3.4.9 键的选择和校核1 .轴 4 上联轴器处的键（1）确定键的类型和尺寸由于是静连接，选用 A 型普通平键由文献[10]表 9-14（GB/T1095-1979） ，查得当轴径 d=42mm 时键取为 b mm参照半联轴器与轴的配。