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1、目 录中文摘要2英文摘要.31 引言41.1 机床的基本组成41.2 机床的运动51.3 输送带切割机整机结构设计主要内容52 输送带切割机整机方案设计62.1 加工零件分析62.2 输送带切割机整体结构方案设计62.3 输送带切割机主传动系统方案设计83 带传动设计计算113.1 带传动概述113.2 普通V带传动设计计算113.3 V带传动的张紧、安装与防护134 主轴及轴系零部件设计计算134.1 概述134.2轴的材料选择144.3轴的结构设计144.4 轴的校核154.5 滚动轴承寿命的校核计算165 丝杠选型计算165.1 横向进给丝杠设计计算175.2 竖直丝杠计算196 夹紧装
2、置设计196.1 夹紧装置概述196.2 夹紧装置的组成196.3 夹紧力的确定206.4 输送带切割机夹紧装置设计概要207 送料机构设计218 支承件设计218.1 支承件概述218.2输送带切割机支承件的材料及制法228.3 支承件截面形状的选择228.4 输送带切割机支承件设计概要228.5 圆柱导轨的校核239 绘制输送带切割机整机装配图24总结24谢辞25参考文献26附录26橡胶输送带切割机整机结构设计说明书摘要：设计课题为“橡胶输送带切割机整机结构设计”，此专用机床要求能对橡胶输送带接头进行快速加工，并保证加工面的精度。机床整机结构设计，是对机床总体布局及机床零部件进行设计计算。
3、应对工件进行必要分析，选择机械加工方法，设计机床进给、传动方案，对机床主要零部件，如带轮、主轴、丝杠等进行尺寸计算与强度刚度校核。提出工件专用夹紧装置和送料机构的可能性结构并进行分析。关键词：专用机床，夹紧装置，送料机构，机床设计Abstract：The design task for this paper is “The whole structure design of Conveyer belt cutting machine”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rap
4、idly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. Its necessary to analysis each parts, choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and transmission-scheme,
5、 calculate size and check the strength stiffness of main components in this machine, such as pulley, spindle, screm ect. Come up with possible structure of workpiece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability.Keywords：special machine tool, clamping-device, convey
6、ing-mechanism, design of machine.1 引言机床不同于一般机械，它是用来生产其他机械的工作母机，因此在刚度、精度及运动特性方面有其特殊要求。1.1 机床的基本组成各类机床通常都由下列基本部分组成。1.1.1 动力源为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液压泵、液压马达等。1.1.2 传动系统包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。1.1.3 支承件用于安装和支承其他固定或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、立柱等。支承件是机床的基础构件，
7、亦称机床大件或基础件。1.1.4 工作部件包括：1.1.4.1 与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件，例如，主轴及主轴箱、工作台及其滑板和滑座、刀架及其溜板以及滑枕等，用来安装工件或刀具的部件；1.1.4.2 与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置等。1.1.4.3 与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构与操纵机构等。1.1.5 控制系统用于控制各工作部件的正常工作，主要包括电气控制系统、液压或气动控制系统、数控系统等。1.1.6 冷却系统用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。1.1.7 润滑系统用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）
8、进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。1.1.8 其他装置1.2 机床的运动机床的切削加工是由工具（包括刀具、砂轮等）与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。1.2.1 表面形成运动表面形成运动是机床最基本的运动，亦称工作运动。表面形成运动包括主运动和进给运动，这两种不同性质的运动和不同形状的刀具配合，可以实现轨迹法、成形法和展成法等各种不同加工方法，构成不同类型的机床。1.2.2 辅助运动机床在加工过程中，加工工具与工件除工作运动以外的其它运动称为辅助运动。1.3 输送带切割机整机结构设计主要内容输送带切割机整机结构设计是在工件（输送带）外形尺寸固定、加工要求固定的情
9、况下，设计一台只针对单一类型工件和加工方式的专用机床，其设计主要内容为：（1）加工零件分析。（2）机械加工方法的选择与确定。（3）机床主运动及进给运动等传动方式设计。（4）机床动力源、传动系统、支承件、工作部件以及专用夹具等机械部件或零件的选型、计算和校核。（5）机床装配工艺设计。（6）绘制机床装配图、机床主要零部件工作图。设计完成后，机床零部件应保证尺寸、强度、精度的合理性及正确性，并能完成最后装配。2 输送带切割机整机方案设计2.1 加工零件分析输送机在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状、粉状以及成件物品。输送带又叫运输带，是用于输送机中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、
10、金属的复合制品，或者是塑料和织物的复合制品。输送带能连续化、高效率、大倾角运输，操作安全，使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离， 降低工程造价，节省人力物力。输送带根据运输量大小按宽带分为：B200、B300、B400、B500、B600、B650 B800、B1000、B1200、B1400、B1600、B1800、B2000等常用型号（B表示宽度，单位为mm）。所有的输送带必须接成环形才能使用，所以输送带接头的好坏直接影响输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅地运行。而本设计机床适用于B1000型号的橡胶输送带的接头加工，加工示意图如图2.1。2.2 输送带切割机整体结构方案设计2
11、.2.1 机械加工方法设计采用机械加工方法获得零件的形状，是通过机床利用刀具将工件上多余的材料切除来获得的。根据机床运动的不同、刀具的不同，可分为不同的加工方法，主要由：车削、铣削、磨削、钻削、镗削及特种加工等。输送带为宽1000mm，厚10mm的板型工件，查看各机械加工方法的适用范围，得出适用于输送带加工的有铣削加工及刨削加工两种。铣削加工特点：断续加工，有切削冲击，因而需要考虑刀具承受冲击载荷的问题；开放式加工，排屑比较容易；其为多齿工作，旋转运动利于快速切削，生产率较高；刀齿散热条件好；加工振动大，波动大，均匀性差，主轴需设计减震或卸荷装置。刨削加工特点：往复运动加工，切削速度不可能太高
12、，生产率低；刀具结构简单；惯性大；机床尺寸大。图2.1 输送带接头加工示意图综合加工工件、机床尺寸、加工效率、加工精度及加工经济性考虑，把机床设计为专用铣床。2.2.2 输送带切割机整机结构方案设计（1）机床运动的确定和分配确定机床的运动时，应当在满足工作要求的前提下，尽可能减少运动数目。尽可能简化运动装置和传动装置的结构，减少运动执行件的的数目加工输送带接头，只需要调整切深和加工宽度，就可进行横向铣削加工。调整输送带加工宽度，可设计进料机构，故机床所有运动由电机-主轴-铣刀（主运动）、电机-滚珠丝杠副（进给运动）、竖直滚珠丝杠副（切深调整）三个机构完成。分配运动时，应把运动分配给重量轻的执行
13、件，对于进给运动，应把运动分配给主轴而不是输送带，因为输送带尺寸大，工作台大，重量比定速主轴箱大。（2）机床精度的确定按一般机床精度选择，输送带切割机总精度为7级精度。（3）机床的总体布局机床总体布局的基本要求：保证刀具和工件间的相对运动和相对位置；足够的刚性；便于操作、维修、排屑等；结构紧凑，材料消耗低，占地面积小；造型美观。根据机床布局的要求及输送带切割机机床类型、机床运动、工件类型，绘制机床布局草图。2.3 输送带切割机主传动系统方案设计2.3.1 传动方案概述传动装置位于原动机与工作机之间，用于传递运动和动力，并可以改变运动的形式、速度和转矩大小。它的机械性能、技术水平和产品质量对整个
14、机器的性能和工作状况影响很大。因此，合理设计传动方案具有重要意义。合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，如传递功率的大小、转速和运动形式等。此外，还要适应工作条件和环境要求，也就是应保证工作可靠，满足结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉等。设计时，要通过对多个可行方案进行分析、综合、比较，最终选择各项主要技术指标较优的传动方案。在传动装置设计时，根据常见机械传动的主要性能，一般考虑以下几方面问题：（1）带传动的特点是传动平稳、能缓冲减震，但承载能力较小，即传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大些。（2）链传动的特点是运转不均匀、有冲击，不适于高速传动。（3）蜗杆传动的特点是可以实现较大的传
15、动比、结构紧凑、传动平稳，但效率较低，适用于中、小功率且间隙运转的场合。（4）减速器具有固定传动比、结构紧凑、机体封闭。润滑良好、寿命长且传动可靠等特点。2.3.2确定传动方案输送带切割机传动装置原动机为电动机，工作机为主轴，主轴竖直放置，因此要求传动平稳，能缓冲减震，并根据常见传动的主要性能（表2.1）及参数确定传动机构为V带单级传动，如图2.1所示。根据表1.1，V带传动工作平稳性好，缓冲吸震能力好，要求制造和安装精度低，但传动精度较低，寿命较短，且环境适应性差，需安装封闭罩；外廓尺寸大，但由于是单级传动，功率不高，故外廓可控制在合理范围内。传动机构适用指标平带传动V带传动圆柱摩擦轮传动链传动齿轮传动蜗杆传动功率/kW小中小中大小
