1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： 橡胶切割机的改进设计 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业摘 要橡胶切割机是一种常用的机械装置，其主要功能是帮助广大用户快速完成切割橡胶，切割效率是人工的十倍以上。如此高效率的橡胶切割机就是为了橡胶生产企业专门制作的，橡胶切割机产生就节省了大量的人工费用，大大提高了切割效率。本课题由实际生产应用中提出，并且能够达到实际要求。随着社会、经济的快速发展，橡胶制品的需求和应用越来越广泛。橡胶切割机的开发和改进渐渐被国家和许多企业提上日程。以前我国的橡胶切割机大多需要从国外进口，切割技术处于落后状态，但由于近几年来需求越来越大，考虑到经济及技术方面的情况，我们
2、急需发展橡胶切割机的生产技术。实现在橡胶切割行业完全依靠自己的目标。因此在这个大的背景下提出了此课题，即根据已经有的资料，对现有的橡胶切割机提出改进的方法，并进行模拟验算，从而达到更加实用和有效的目的。本文是针对国外现有的产品，对其进行改进。在此次设计中，在现有橡胶切割机材料为前提的条件下，对带轮、刀具、齿轮、轴等相关系统进行全面的设计，着重设计了带轮与减速器的配合使用，希望在实际生产中能有作用，让此产品更适合工厂和顾客的需求。最后，希望此次设计的橡胶切割机能到达预期的设计要求，并能在实际的应用中取得良好的效果。关键词：带轮；齿轮；刀具；轴；改进AbstractRubber cutting m
3、achine is a commonly used mechanical devices, its main function is to help the majority of users cut rubber quickly and the efficiency is ten times of labor. The efficient rubber cutting machine is specially crafted for rubber manufacturers, it also saves much labor costs and improves the efficiency
4、 of cutting greatly.The topic put forward from the practical application and can reach the actual requirements. With the rapid development of society and economy, the demand and used for rubber products is more and more widely. The developments and improvements of the Rubber cutting machine is gradu
5、ally put on the agenda in country and many companies. In our country, cutting technology is bad ,rubber cutting machine need to be imported from abroad in past years for a long time.But in recent years,for the reason of the demand for it is more and more large,we are urgent need to develop the produ
6、ction technology of rubber cutting machine for economic and technical , Reaching a goal which entirely on our own in the rubber cutting industry . So the topic put forward in this background . We should proposed a method to improve the rubber cutting machine according to the existing material and si
7、mulate checking this method .Which achieve the purpose of much more capable and effective.The purpose of this article is to improve the existing products in home and abroad.In this article ,the design of cutting machine is on pulley, tool, gears, shafts, and other related system and focus on the coo
8、rdinate use of pulley and gear unit to make this product is more suitable for factories and customer needs.Finally, I hope that the design of the rubber cutting machine can reach the expected design requirements and achive a good results in practical applications.Keywords: pulley;gearing ;cutter;axl
9、e; improveV目 录摘 要 .IIIABSTRACT .IV目 录 .V1 绪论 .11.1 背景介绍 .11.2 切割行业现状及发展前景 .11.2.1 切割行业的现状 .11.2.2 切割行业的发展趋势 .31.2.3 切割机发展存在的问题 .41.3 本课题的主要内容 .52 传动方案的总体设计 .62.1 总体方案的确定 .62.2 电动机 .62.2.1 电动机的选择 .62.2.2 选择原动机时应考虑的因素 .72.2.3 结论 .72.3 减速器 .72.3.1 减速器的选择 .73 带传动的设计 .93.1 带传动的类型 .93.2 带的弹性滑动和打滑 .93.3 V
10、带轮的设计计算 .93.3.1 确定计算功率 .93.3.2 选择 V 带的带型 .93.3.3 确定带轮的基准直径 d并验算带速 v.93.3.4 确定 V 带的中心距 a和基准长度 dL.93.3.5 计算实际中心距 .103.3.6 验算小带轮上的包角 1.103.3.7 计算带的根数 z。 .103.3.8 计算单根 V 带的初拉力最小值 min0)(F.103.3.9 计算压轴力 pF.103.4 V 带轮结构设计 .113.5 V 带传动的张紧、安装与防护 .113.5.1 V 带传动的张紧 .113.5.2 V 带传动的安装 .123.5.3 V 带传动的防护 .124 主要零部
11、件的设计 .134.1 刀具 .134.1.1 外形设计 .134.1.2 刀具材料 .134.2 齿轮设计 .134.2.1 整体方案 .134.2.2 齿轮的材料，热处理及精度 .144.2.3 初步设计齿轮传动的主要尺寸 .144.2.4 齿轮的最终选择 .164.3 主动轴 .184.3.1 拟定整体方案 .184.3.2 材料、尺寸的选择设计 .194.3.3 轴的受力分析与校核 .204.4 从动轴 .234.4.1 从动轴的结构 .234.4.2 材料、尺寸的选择设计 .244.5 键 .254.5.1 键的选择 .254.5.2 键联接强度计算 .254.6 联轴器 .254.
12、6.1 联轴器的选择 .264.6.2 定联轴器的品种、形式、规格（型号） .264.6.3 联轴器的尺寸、安装与维护 .265 减速器箱体设计 .285.1 箱体设计 .285.2 减速器附件设计 .296 结论与展望 .31致 谢 .32参考文献 .33橡胶切割机的改进设计11 绪论1.1 背景介绍本次设计是毕业设计首先，是对学生四年所学知识全面、系统、综合考察的一次测试，是大学培养应用型人才的最后一个教学环节。通过导师的指导我们自主进行，培养了学生的自身思考和动手能力，让学生对设计的内容认识更加深刻，可以让学生清楚的认识到自己的不足与劣势，以便查漏补缺巩固知识。同时还可以使学校全面考察了
13、解教学质量，总结经验改进工作。其次，这也是训练学生独立进行设计研究的过程，通过做毕业设计可以使学生了解科学研究的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何利用图书馆，检索文献资料；如何撰写论文等方法。设计过程中它不仅有教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了设计研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。最后，此次设计可以帮学生更生动、更切实、更深入的把学过的专业知识运用于实际，既可以印证学过的书本知识，又可以学到许多课堂和书本里学不到的活生生的新知识。同时，对所学专业的某一侧面和专题作了较为深入的研究，会培养学习的志趣，这对大学生今后该如何选
14、择确定具体的就业发展方向起到了指引性的作用。本课题由实际生产应用中提出，并且能够达到实际要求。随着社会、经济的快速发展，橡胶制品的需求和应用越来越广泛。橡胶切割机的开发和改进渐渐被国家和许多企业提上日程。由于我国在这方面的起点比较低，以前橡胶切割机大多需要从国外进口，我国的切割技术长期处于落后状态，但由于近几年来需求越来越大，考虑到经济及技术方面的情况，我们急需改变这种依附进口来实现发展的现状。随着我国经济的发展，我国切割机生产厂家也渐渐发展起来，技术也蒸蒸日上，并日臻成熟。在近30年来有了飞速的发展，相信在不久的将来，我们就会实现在橡胶切割行业完全依靠自己的目标。因此在这个大的背景下提出了此
15、课题，即根据已经有的资料，对现有的橡胶切割机提出改进的方法，并进行模拟验算，从而达到更加实用和有效的目的。1.2 切割行业现状及发展前景1.2.1 切割行业的现状我国切割行业主要有以下几类生产企业组成 1、门式切割机；2、小车式切割机及割嘴；3、等离子切割电源及割嘴；4、手工焊割炬及焊割嘴等。切割行业经过几十年的发展，其产品从单一的手工割炬发展成为一个门类较为齐全的产业。近年来，我国门式数控切割机生产技术的发展尤为迅速。a. 门式切割机现代仿形切割仍以门式数控切割机为主，因为只有这种数控切割方式，才能有效地保证切割过程中的工序完全自动化。我国数控切割技术发展比较晚，但其发展速度非常快。在八十年
16、代以前，在我国，板材下料主要是以手工或半自动小车下料为主。进入八十年，随着企业改革的不断深入，人们认识到；利用先进的切割技术，不仅是保证产品焊接质量的关键，同时也使得板材利用率大幅度提高。在一些板材用量较大的企业，由于板材利用率的提高，缩短了数控切割机的设备投资回收期，并取得了良好的经济效益。因此，数控切割机的市场需求量逐年上升。从而推动了我国切割行业的飞速发展。学士学位论文数控门式自动焊机利用焊缝同步跟踪系统，已成功地运用在挂车变截面底梁的自动焊接生产中。使得挂车变截面底梁由原来的分段焊接，实现了一次连续焊接成形。这样不仅使产品的焊接质量有了很大的提高，而且生产效率成倍提高。目前，已有近十家
17、挂车生产企业在使用这一设备，并取得了很好的经济效益。作为一个有较大市场的新产品，它在今后几年中会将得到很大的发展。b. 小车式切割机及割嘴小车式切割机，作为切割行业传统的板材下料设备，由于操作简便、使用灵活等特点，所以在各个行业中应用非常广泛。这几年在技术上和品种上虽没有很大的发展，但产品质量总体趋于稳定。在我国，每年仍有相当部分的板材还是采用小车下料，因此目前市场需求量不会有很大的波动。我国小车式切割机和割嘴生产厂家，大多是一些老企业，加工设备比较落后，总体自动化程度不高，生产形式仍以单件多工序加工为主，生产效率低，产品质量不易控制。而发达国家生产此类产品，均采用自动化或半自动化设备进行生产
18、。特别是割嘴生产，大多采用自动化生产线进行生产。因此产品质量在生产过程中得到了严格的控制。各企业应加快设备更新换代，降低劳动生产率，不断开发新品提高产品质量。目前，小车切割机市场非常活跃，为了应对市场，参与竞争。一些企业根据自身的特点，对企业现有的技术、资金和人员进行重组。产品向“专、精、特”方向发展，并取得了成功。 这几年，我国的割嘴生产规模有了很大的发展，全国割嘴年产量约在 200 多万只，其中每年有几十万只割嘴出口中东和东南亚地区。由于割嘴的加工工序较多，生产工艺较复杂，影响产品质量的因素也很多，所以产品质量不易控制。各生产企业经过技术改造，生产工艺改进，使得产品质量有了一定提高，加之价
19、格的优势，产量逐年上升，出口量不断增加。国内割嘴生产，主要以宁波金风焊割机械制造有限公司等企业为代表。c. 等离子切割电源及割嘴等离子切割技术发展的历史不长，但其发展的速度非常快。等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的 5 到 6 倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。等离
20、子切割发展到现在，可采用的工作气体（工作气体是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还要排除切口中的熔融金属）对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。等 离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业。等离子切割由于切割速度快、热变形小、表面切口好等特点，因此被广泛用于 25mm以下的碳钢和各种有色金属及不锈钢的切割。由于在等离子切割过程中会产生大量的烟尘、粉尘、弧光和噪声，这会给整个工作环境带来一定的污染。目前通过水下等离子切割和底抽式排气等除尘方式，使等离子切
21、割产生的环境污染问题得到有效的控制。国内一些知名企业生产的各类数控等离子切割机，已达到国外同类产品的技术水平。橡胶切割机的改进设计3随着等离子精细切割技术的快速发展，精细圆孔切割技术及标准化集成系统已逐步完善，这样精细等离子切割将逐步成为碳钢中厚板切割的主流，市场需求量将逐年增加。1.2.2 切割行业的发展趋势我国经济近十年来的发展迅速，带动了我国焊接行业的发展。我国成为世界上消耗钢材最多的国家。随着技术进步焊接结构件在建筑、工程机械、船舶、交通运输、冶金、石化、电力、压力容器等行业得到广泛的运用。切割是焊接成品加工过程中的首要步骤，也是焊接质量的重要保证。利用先进的现代切割技术，不但可以保证
22、产品的焊接质量，提高劳动生产率，同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降，缩短了产品生产周期。新工艺、新技术的广泛运用，智能化精密切割已成为切割机具行业发展的趋势。这样就对我们切割行业提出了新的课题和新的设计理念。a.提高切割前工件的准备质量对钢结构生产企业来说，材料在切割前必须进行表面预处理。在板材切割过程中，有大量焊接轮廓线和后道工序标记需要进行划线、定位。在板材切割、划线和焊接过程中，必须除去表面防护层和锈迹。这样才能提高切割速度和焊接质量。如果不去除这些防护层和锈迹，将会使得切割速度下降，在一些情况下还会产生切割表面缺陷，而需要修补。在焊接过程中，还会导致角焊缝超标，造成不可预测的变形和
23、以后表面位置偏差，生产代价昂贵的不良后果。同时还会使得表面划线变得模糊不清。影响了后道工序的正常进行。要解决这些问题有许多种方法。目前常用的方法，主要是在切割机上安装喷砂装置，这一方法是用细砂高速喷射在切割、划线表面，从而起到清洁金属表面的作用，在以后的工序中，可以或多或少地起到清洁焊接表面的作用。但现今掌握的喷砂技术其工作速度只能达到 4m/min，表面清洁率为 75%。这一速率只能满足切割的要求，而目前喷粉划线、等离子弧划线和喷墨划线已达到了 20m/min 速度。显然采用这一方法，已不能完全适应高速切割的工艺要求。要掌握一种装置，使其表面处理的速率与划线速度相匹配，这样才能使得生产效率得
24、到提高。目前，国外已研制出一种高速打磨装置，使得表面处理速度达到了 20m/min，表面清洁率为 925，从而真正实现了高速自动化的切割方法。b.型钢切割和空间曲线切割在现代化的工业设计中，运用了大量型钢焊接方式。型钢切割成为切割行业技术发展的一个新的热点。近几年，关于工业上型钢切割的想法和报道很多。我们这里所指的工业用型钢，主要是指变截面，扁球面及球形截面型材。大多数型钢切割后将直接用于焊接，因为型钢切割后再进行表面加工是非常困难的，而且效率低下，质量不易控制。但目前所使用的型钢切割方法，其切割轮廓线的正确性和生产效率，远没有达到现代平面切割的水平。目前比较有效的方法是采用机器人切割方法，通
25、过离线编程、软件编程（也可采用示教编程）等方法可实现不同规格、不同形状零件的加工。通过配备火焰切割系统、等离子切割电源，光纤激光器等切割方法；可实现多种材质的型钢如（角钢、槽钢、H 型钢、球扁钢）等进行空间直线、斜线、曲线及坡口等多种方式的切割。未来市场前景良好。金属加工在线关注行业技术发展。c.切割工具的改进及应用学士学位论文由于计算机设计在工业设计中得到了广泛地运用。原先在板材切割后，很多相贯切割面，需后面多道加工工序，才能得以实现最终焊接面，现在要求在板材切割过程中，要求完成这些相贯面的切割，这样不仅可以减掉多道工序，而且保证了焊接质量。等离子切割有其独特的优点，利用等离子进行坡口切割，
26、以经济角度来看，变得越来越重要。因此，许多门式数控切割机上都安装了等离子坡口切割装置。在切割过程中，只需启动与之相关切割“窗口”，输入必要切割参数即可进行自动切割。等离子割炬有许多电缆和软管，为了防止这些电缆和软管在切割过程中缠绕。目前国外主要采用“防缠绕技术”和“柔性切割技术”，这些技术的运用，使的等离子变坡口切割得以实现。d. 激光切割技术的发展自上世纪七十年代初，激光切割技术投入生产应用以来，发展速度非常快，技术日趋完善。目前工业发达国家对这一技术的运用较为广泛。激光切割机具有以下特性：采用全封闭防护，减少粉尘的污染；选用性能优越的伺服和丝杆传动导向结构，高精密滚珠丝杠，低噪音滚珠导轨，高精密轴承；激光束聚焦光斑直径小
