木工机械课程设计指导书.docx
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木工机械课程设计指导书
木工机械课程设计指导书（总9页）
木工机械
课程设计
指
导
书
浙江林学院工程学院
木材科学与技术学科
2004年6月
课程设计任务书
一、设计题目：
平刨床自动进料器的设计
二、设计依据：
加工工件参数：
工件长度 400－1200毫米
工件树种 松木桦木栎木
工件厚度 80毫米20毫米
工件宽度 70、150、230、320毫米
刨削量 毫米、毫米、1毫米、毫米、2毫米
工件含水量 15％
工件进给速度 6－12米／分
MB504木工平刨床主要技术参数：
最大刨削宽度 ４００毫米
刨刀轴切削圆直径 １２８毫米
刨刀轴转速 ５０００转／分
刨刀轴装刀片数量 ２把
三、设计要求：
１、在满足进给速度的范围，要求采用机械有级变速装置。
变速档数为２－４级，进给牵引元件为滚筒或履带。
２、自动进料器在满足工艺前提下，应具有结构简单。
生产率比手工进给高、安全，操作和调整方便的特点。
３、自动进料器的使用单位是木工机械实验室，制造单位是我院工厂金工车间。
四、设计任务：
1、自动进料器总装配图。
2、重要零部件工作图１－２张。
3、编写机床设计计算说明书。
五、设计期限：
二周
课程设计指导书
一、目的和要求：
木工机械课程设计是在机械零件课程设计的基础上进行的。
通过课程设计，使每个学生初步掌握简单木工机床或零部件改装的基本设计与步骤；对机械制图和技术文件（说明书）的编写获得进一步的严格训练；培养学生分析问题和解决问题的能力，以便为今后独立从事木工机械的技术改造打下良好的基础。
本次课程是比较接近于工厂生产实际的技术性工作，因此，设计工作必须实事求是力求符合客观实际，才能做到有的放矢，收到有益的技术和经济效果。
必须根据设计任务书的要求、具体条件，进行分析比较，灵活应用，因地制宜，切忌生搬硬套。
二、设计步骤
（一）设计任务书分析和调查研究
１、设计任务书是木工机械设计的主要的原始技术依据。
对任务书中规定的设计依据、要求、内容、期限等进行认真的研究、分析，特别是对加工工件（毛料）的形状、外形尺寸、树种、含水率、设计的技术要求等。
设计任务书中仅规定了主要的原始设计依据，其他一些设计依据，可以通过工艺分析，调查研究中加以确定，如加工方法、批量、余量、工件的进给方式以及设计部件中某些具体结构等等。
２、在现有条件下，收集国内外有关设计资料和技术文献，如各种类型的自动进料器的资料，认真阅读这些资料，分析比较，取其精华，丰富自己的设计知识。
为了扩大自己的眼界，也可以阅读一些其他类型机床的有关图纸或资料（如木工机床部件结构参考图册）。
３、现场调查各种平刨床的布局、结构和使用情况。
在机床布局上，重点调查机床的总体布局，典型部件结构关系，加工产量和质量、工人体力劳动强度、操作安全性、调整方便性，以及操作工人的合理化建议或设想等。
现场参观调查不限于同类的木工机床，凡是对设计课题相关的其他类型机床设备、机构，均可以从中吸取有益的技术营养。
（二）总体方案布局
在调查研究的基础上，经过认真而周密的思索，分析比较，本着既有继承性，又有创造性的原则，可以先初步地拟定几种不同方案的机床（或部件）的布局，例如：
自动进料器的牵引机构，可以是滚筒式，履带式或进给销式的等方案，根据自己初步拟定出的几种不同方案。
由于设计者的经验和其他因素，有时所选定的方案不一定是十全十美的，因此还需要在设计过程中时刻注意，不断完善和改进，以长其优势，补其不足。
但切忌到了具体结构设计时（上图板画结构图时）才发现根本的缺点和问题，导致设计失败。
有时，当所选定的方案不可能全部满足设计要求时，应该根据设计题目的具体要求，抓住关键，突出重点，尽量使总体布局更加合理和完善。
机床总体布局对初次设计者来说，肯定会遇到不少困难，会有顾此失彼的现象，甚至感到很难下手，为此，除了参考已给定的技术资料（如：
照片、图纸、产品样本等）外，应及时取得指导教师的指导，共同研究讨论有关问题。
机床的一种部署、布置和安排，评定布局的好坏，应该是既能满足工艺要求，又能满足结构简单、合理和经济的原则。
总体布局方案确定之后，就可以按比例绘制机床（机构）外形草图，机床传动系统原理图，并进一步确定机床（机构）主要零部件之间的结构关系，以及有关尺寸（如外形尺寸、定位尺寸等）。
（三）设计计算：
设计计算按机构的功用分，有切削机构设计计算，进给机构设计计算以及辅助机构设计计算，以确定和求得有关的技术设计计算的数据，为结构设计阶段（机构总图、主要零部件图等）提供必要的依据。
（四）图纸设计
（—）机械制图标准，按绘制机构总图（或部件装图）、零部件图。
（五）编写设计说明书：
设计说明书是一份重要的技术文件，说明书通过文字、插图等方式，表达设计者如何根据设计任务书进行设计的过程，从理论上来证明，经济上来评价本设计的优越性和可靠性。
三、动力计算和运动计算部分
（一）切削机构的计算
1、切削机构的动力计算
（１）切削机构受力分析简图
（２）切削机构切削功率计算
铣削机床切削功率按下式计算
N＝Kobhu/（60·102）千瓦[N＝Kobhu（W）]*
Ko――总的切削比功 公斤力·米／厘米３（×106Nm/m3）
b――铣削宽度 毫米10-3m
h――被切削的厚度 毫米10-3m
u――工件进给速度 米／分（1/60）m/s
Ko值可以按木材切削原理有关公式计算求得，亦可以采用查表法求得。
Ko＝K·K树·K湿·K工 公斤力·米／厘米３（×106N•m/m3）
K――铣削切削比功，按表1查得
表1
树种
数值
当每刀进给量为Uz毫米时
松树
K（Kgf／mm２）
橡树
K（Kgf／mm２）
树种
数值
当每刀进给量为Uz毫米时
松树
K（Kgf／mm２）
橡树
K（Kgf／mm２）
K湿――木材湿度修正系数，按表2查得
表2
W%
10
20
30
40
50
60
K湿
K工――刀具工作时间系数，按表3查
表3
t工
0
1
2
3
4
5
6
8
K工
2、切削机构所需电动机功率计算：
N电=N切／η
式中：
N切――切削功率 千瓦
η――切削机构的传动效率
3、按照上述计算出的N电，选择标准电动机，建议选用电动机的同步转速n=1500转／分（电动机目录查冶金工业出版社“机械零件设计手册”第584~603页）
（二）进给机构的计算
根据设计题目的具体要求，按照已拟定的进给机构方案进行设计计算。
机械进给机构的设计计算
根据拟定的机械传动方案，画出机械进给传动系统示意图，按照设计任务书给定的参数和拟定方案中类比法所确定的各种参数进行设计计算，下面以有级的圆柱滑移齿轮为变速环节的机械进给机构为例，提出设计计算内容：
（１）机械进给机构动力计算：
a）进料机构受力分析和牵引力计算：
1划出受力分析简图，说明几种进给阻力；
2切削力和推出力在水平方向的分力的计算；
3确定滚筒的结构材料并计算摩擦力；
4牵引力必须满足在最困难条件下的进给。
b）克服最大进给阻力条件下进给功率和驱动功率的计算：
Ｎ进＝Ｐ牵·umax／（60·102）千瓦[Ｎ进＝Ｐ牵·umax（W）]＊
Ｎ驱＝Ｎ进／η
η=η1·η2·η3┅┅
η1,η2,η3┅┅为进给传动系统各传动副的效率，参考冶金工业出版社“机械零件设计手册“Ｐ８表１－１５
（２）机械进给运动计算：
根据进给系统对各传动件进行计算
a）齿轮变速箱的计算
①计算公比ψ和进给滚筒各级转速
n滚max＝1000umin/пd滚 转/分
n滚min＝1000umin/пd滚 转/分
式中：
umax、umin米／分[1/60（m/s）]；d滚毫米
ψ＝（n滚max/n滚min）-2
n1=n滚minn2=n1ψn3=n1ψ2
②确定总的降速比i总
i总＝n滚min／n电
③分配各转动付速比并画出转速图
i总＝i定i变;i变=i总／i定
假定设计的变速箱为三联滑移齿轮；
④确定变速箱里各对齿轮的齿数；
5验算滚筒的转速；
6验算三联滑移齿轮齿数差；
7齿轮传动的计算（选择受扭矩最大的一对齿轮进行计算）。
b）蜗轮蜗杆传动计算
c）链传动的计算
d）其它计算
1压紧弹簧的计算
2操纵力的计算。
等等。
四、设计图纸部分
设计图纸是本次课程设计的重要组成部分，是表达结构设计的工程语言。
要求绘制装配图一张，零部件图（工作图）若干张（由指导教师根据情况另行指定）。
零部件设计尽可能按“三化”的要求，同时做到好装、好拆、好制造，注意零部件必须有足够的强度、刚度和稳定性。
合理选择材料（或代用材料），轴承结构及型号，对机床润滑（方式和类型），操纵手柄的安置，安全性、锁紧件的牢固性等等，均须在结构设计统一周密考虑，妥善解决。
对设计图纸的要求：
（１）严格按照机械制图标准和规定绘制，正确的选择和布置视图，保持图面整洁。
（２）装配图采用不同的视图（如剖视图、局部视图、向视图等）表达清楚各部分的结构的装配关系。
标注公差配合及必要的尺寸，技术条件和技术参数、绘制标题栏及编写零件明细表。
（３）零件图应标注全部尺寸、公差配合、形位公差、表面光洁度及技术要求等。
五、编写设计计算说明书
设计计算说明书要装订成册，书写要简明、整齐，一律用钢笔书写。
铅笔绘图，图号与文字叙述必须符合。
设计计算说明书编写内容
１、目录
２、设计依据、原始数据
３、调查研究、分析比较、选择方案及方案的确定
４、与同用途及同类机床的比较，主要是比较其先进性、合理性及经济效果。
５、机床存在的问题及改进措施
６、动力计算和运动计算的步骤和计算结果，计算中要附有必要的简图、草图及图表（受力分析图、液压系统图等）。
4、其它
5、参考资料。
六、课程设计进度安排
序号
设计内容
占全部工作量％
自 月 日
至 月 日
备 注
１
总体方案设计
10
计算部分
40
绘图部分
35
编写说明书
15
含答辩）
七、附录
附录一
干木材与机床工作部件摩擦系数和机床牵引机构与机构与木材的咬合力
材 料 和 摩 擦 条 件
摩擦和咬合系数
干木材（Ｗ＝１５％）与光滑工作台面
湿木材（Ｗ＝６０％）与光滑工作台面
干木材与直径为１８０毫米光滚筒
湿木材与直径为１８０毫米光滚筒
干木材与直径为９０毫米槽滚筒
湿木材与直径为９０毫米槽滚筒
干木材与直径为１３０毫米槽滚筒
湿木材与直径为１３０毫米槽滚筒
云松与直径为１５５毫米螺旋槽滚筒
湿木材与排锯机上进给滚筒
湿木材与排锯机下进给滚筒
干木材与履带凸头表面为1×1毫米、锥角160o、齿距8毫米
锯后干木材表面与涂橡胶的织带
刨光后干木材表面与涂橡胶的织带
锯后干木材表面与带有橡胶层的织带
刨光后木材表面与带有橡胶层的织带
锯后干木材表面与槽纹的橡胶表面
刨光干木材表面与槽纹的橡胶表面
锯后干木材表面与表面之间
刨光干木材表面与表面之间
云松
云松白桦
干 湿
松木 橡木
附表二
木材加工机床常用的直径、公差和配合
标准直径
一般用途的标准尺寸
345681012（14）15161820222425283032353840424548505255606265（68）70727580859095100105110120125130135140145150
在木材加工机械制造中，配合按基孔制，主要是采用二级和四级精度，很少采用六级或七级精度，也有采用混合配合，就是说用一种精度的孔，而用另一种精度的轴。
如：
H8,H9/h11H8,H9/m7.
对木工机械右用下列配合：
１）基孔制配合
a）二级精度：
固配合（n6）、牢配合（m6）、紧配合（k6）、紧配合（js6）和滑配合（h6）
b）四级精度：
；第一种配合（k7）、滑配合（h8,h9）、转配合（f9）
２）基轴制
a）二级精度：
固配合（N7）、紧配合（K7）、紧配合（J7）、滑配合（H7）
b）四级精度：
滑配合（H8,H9）、动配合（F9）、松动配合（D9,D10）
c）七级精度：
滑配合（H12,H13）
松动配合（D9,D10）和滑配合（H12,H13）用在键结合的地方，而固配合（N7）用在圆柱销上。
基轴制只用在特殊情况下。
表一中表示了木工机床中采用的配合。
机器和部件名称
配合零件名称
配合
选择配合的基础
圆锯机
轴承壳／滚珠轴承
滚珠轴承／锯轴
支承垫圈／锯轴
压紧垫圈／锯轴
锯片／锯轴
皮带轮／锯轴
H7/h6
H7/k6
H7/k6
H7/h6
H7/h6
H7/k6
要求有一些空隙在温度升高时圆环可以有地方膨胀
这种配合保证高速轴正常工作
垫圈在轴上应固定不变的
垫圈应该容易装上或卸下，但不应有很大的使产生偏心孔不平衡的空隙
锯片应自由的装在轴上，但不能有使发生不平衡的隙缝
皮带轮应紧密地装在轴上，不允许有空隙
刨床、开榫机和铣床
刀头／主轴
铣刀／主轴
H7/h6
H7/h6
刀头自由地装在轴上，但缝隙要最小，为了不发生不平衡
其它的机床
套筒／轴
滑移齿轮／轴
轴承外壳／盖子
外壳／套筒
安装环／轴
安装环／轴
齿轮外缘／齿轮辐
H9/f9
H9/f9
H9/h8
H8/k8
H9/h8
H8/k6
H9/k8
轴要能很自由地转动，具有一定小的空隙来保证润滑。
齿轮可以自由在轴上移动
盖子应自由地罩入壳体，并且对准轴轴心
套筒应该在没有附加紧固的情况下很好装在壳体内
圆环应自由地装在轴上
用销子紧固的安装环必须紧紧地装在轴上
外缘必须在没有附加紧固的情况下可靠地紧固，在装配时必须把零件分类。
零件名称
材料名称
齿轮轴
由锻件或钢板做的齿轮
铸造的齿轮
蜗轮
高速皮带轮
主轴
偏心轮
锯框横架
弹簧
经过热处理的弹簧
45,40Cr,50CrNi
A3,45,45Mn2,50Mn2,40Cr
HT150,HT200,ZG35
ZG35,ZQSn6-6-3,HT200,HT250
HT200,HT250,A3,A5
45,50Mn2,40Cr,40CrNi
HT200,HT250,A3,45,40Cr
ZG45
65,65Mn,60Si2Mn,50CrNe
八、参考资料：
（一）木工机床
２、木材切削原理与刀具（南京林业大学主编 高等教育出版社出版）
３、机械设计基础（杨可桢 程光蕴主编 高等教育出版社出版）；
４、工程力学
５、机床设计
６、液压传动设计手册
７、机械零件设计手册
８、木工机械（南京林业大学主编 高等教育出版社出版）
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