撕膜机之剥料机构的设计与仿真毕业论文(编辑修改稿)

撕膜机之剥料机构的设计与仿真毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

装方法 薄型气缸的安装形式有通孔（标准），两端螺孔，脚座型和杆端法兰型等方法，本次选择的安装类型为标准的通孔方法，主要优点是安装简单方便 [14]。 确定气缸的型号 剥料气缸的型号 根据得出的缸径大小和行程等方面的要求，我查找资料选取了一个符合要求的气缸，它的型号为 CDM2B2075，缸径为 20mm，行程为 75mm，是双作用气缸，完全符合要求。 压料气缸的型号 根据气缸缸径和行程的要求，我查找资料选择了一种类型的薄型气缸，它的型号为 CDQ2B2535DMXC8，它的缸径为 25mm，行程为 35mm，双作用类型，符合要求 [15]。 剥料气缸的缺点和改进措施 这种类型的气缸行程较大，而行程越长，活塞杆前端容许的横向载荷越小，在一定横向载荷的情况下会导致气缸出现偏心的情况，偏心严重的话，不仅会导本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 42 页 致气缸精度下降，还会导致活塞杆密封圈发生不均匀的磨损。 针对这种情况，可以在气缸杆的端面加上浮动接头，能 够有效地补偿被驱动体和气缸的偏心，弥补平行精度的不足 [16]。 图 35 浮动接头的工作方式 压料气缸的优点 此种气缸使用磁性开关来控制气缸的行程位置， 不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块，设置方便。 而且它无需给油，减少人工操作。 不仅如此，它还可以承受相对较大的横向负载，可以满足滚轮撕膜时的横向力。 压料气缸的型号表示 图 35 压料气缸型号的表示方法 根据图片 35，就可以知道 CDQ2B2535DMXC8 型号气缸是一个内置磁环，缸径 25mm,满行程为 35mm，采用通孔安装方式的双作用薄型气缸。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 42 页 4 线性滑轨的选择 确定使用条件 选用线性滑轨通常需要计算负荷，其必要的条件需得知： 组合 图 41 剥料结构线轨组合方式 跨距的尺寸： 滑座之间的相互尺寸，如图 42所示为 L0与 L1。 L0:为机构上单支滑轨上滑座之间的距离。 L1为机构上双支滑轨之间的距离。 L0与 L1的尺寸大小容易影响整组线性滑轨组合的刚性与使用寿命。 图 42 线轨的组合和受力分析 本结构选用的线轨只有一个滑轨，但有两个滑块，滑块之间中心距离为45mm。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 42 页 安装姿势 一般的安装姿势有水平、竖直、倾斜、壁掛、吊下等方式，本机构的线轨采用掛壁的安装姿势 [17]。 作用负荷 线轨受到物体的重力，各零件总体的质量大约为 10Kg；另外还受到气缸对它的牵引力，大约为 60N。 气缸的牵引力为水平方向，位置基本上与滑块中心平行，偏移可以忽略不计。 但是竖直方向所受的重力因为壁掛的安装方式，力的方向与滑块中心不在一个平面，如图 43。 大致估算偏离为 60mm。 图 43 壁掛安装的物体重力方向 确定型式尺寸 选择合适的型式 因为滑轨要承受一个比较大的侧向力，还要承受一个较大的力矩，所以要选择一个高负荷，高扭矩的线轨。 我查找资料，选取了一款符合条件的线轨型号，为 MR 微型滚珠线性滑轨。 它采用哥德式 45 度四方向负荷结构，能四个方向等负荷，能提高负荷能力，如图 44。 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 42 页 图 44 哥德式 45度四方向等负荷结构 确定滑轨的长度 物体行程为 60mm，并且两滑块左右两端之间的距离为 90mm，并且滑轨两端还要预留一些安全距离，最后可以定滑轨总厂为 190mm。 预压选用 表 41 预压选用表 根据表格可知线轨应该选用轻预压，因为线轨受到轻负载。 线轨的型号 最终选定型号为 MR15MNSS2V1N190L1515I。 此型号的定义为见下图 46. 图 45 型号定义 预压等级 微间隙、零间隙 轻预压 中、重预压 使用状况 应用范例 车床 车床，铣床 xy 平台 z 轴 xy 轴 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 42 页 静安全系数判断 计算负荷大小 竖直方向重力大小 NmgW 3001030  式 (41) 物体重力偏移的力矩 mNSWM  0 0式（ 42) 力矩对滑块所造成的力 NlWF 1 0 0 00 1 18m  式（ 43） 式中 l 为滑块在滑轨两侧力的作用点间距离。 等效负荷计算 等效负荷 Re nne SRR  式（ 44) 式中 Rn 为径向负载， Sn 为侧向负载 已求出侧向负载为 W，径向负载为 Fm，带入公式 (44)可得 K g fFmW 13001000300Re  因为有两个滑块，单个滑块所受等效负荷为 650Kgf。 确定静安全系数 最大单一等效负载 （净额定负载）（接触系数）  Re 0Cfcfs式（ 45） 表 42 接触系数表 靠紧时滑块的个数 接触系数 fc 2 3 4 5 通常使用 1 根据表格可知道接触系数为。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 42 页 （ 45）计算静安全系数大小 042 0  Cfcfs 式中额定静负荷 C0 查资料可得为 4200Kgf。 表 43 安全系数与运转情况表格 运转情形 S0 一般运转 12 震动或冲击 23 高精度及高平稳运行 ≥ 3 根据所求的安全系数 对照表格可知线轨可以高精度平稳运行。 寿命计算 m50 KPCfw fcfTfhL  ）（ 式（ 46） 式中 L:额定寿命（ km)， C:基本额定动负荷（ Kgf)， P：计算负荷（ Kgf)，fc:接触系数， fh:硬度系数， ft:温度系数， fw:负荷系数。 查资料可得 MR 型线性滑轨 基本动额定负载 C=2052Kgf。 硬度为 HRC58 度， Fh=1。 温度为常温， Ft=1。 接触方式为两个滑块靠近接触， Fc=。 速度为 ／ s,fw=1。 计算的 P为 650Kgf。 代入公式（ 46）为 kmkmkmPCfw fcfTfhL 8 3 6506 5 02 0 5 33    计算公式 601s2 10n 6   NLLL 式（ 47） 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 42 页 式中 Ln：寿命时间（ h)。 L：额定寿命（ km）， Ls：行程长度（ mm)。 N1：每分钟往返次数（ min1）。 已知额定寿命为 836km，行程长度为 60mm，每分钟往返次数为 30 次，带入公式 （ 47）得 8 7 06030602 108 3 6601s2 10n 66    NLLL 线轨至少可用 3870 小时。 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 42 页 5 轴的设计校核 在剥料机构的所有轴中，只有剥料滚轮的芯轴需要校核，其它轴上所受的力都太小，只要满足轴的直径能够和其他零件匹配就可以了。 轴的材料选择 所有轴的材料都选择为调制 45 钢，这是在生活中运用最广泛的一种材料之一。 轴的受力分析 剥料滚轮的芯轴两端通过轴承来固定支承，中间固定剥料滚轮，它是一个心轴，只要承受径向上的力就可以了，下图 51为轴的受力分析图。 中间的滚轮给冶具上的物体施加一个竖直向下的 100N 的压力，给轴带来了 100N 的反作用力，轴的两端轴承部分就会给轴一个 50N 的支承力。 图 51 轴的受力分析 轴的校核 （ 1）最大弯矩计算 根据材料力学所学的内容，可以判断出在轴的中间部分所受的弯矩最大，所受弯矩大小为： m1 7 2  NFM 式（ 51） （ 2） 求轴的最小直径 查找资料可知， 45 调制钢的许用疲劳应力 [ 1 ]为 180165，可以求出最小直径为： mmM 331式（ 52） 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 42 页 剥料滚轮的芯轴的直径为 6mm，满足强度要求。 6 轴承的选择 型号的初选 剥料机构上的轴承都只要承受径向负载，所以选择深沟球轴承，根据轴端的尺寸，可以选择剥料滚轮芯轴的轴承内径为 5mm，选择轴承的型号为 FL695ZZ；而其他轴的轴端尺寸为 12mm，可以选择轴承内径为 12mm 的 6901 的轴承。 轴承的寿命计算 选择受力最大的轴承 FL695ZZ 进行计算 轴承的负载 轴承只受到径向的负载 NF 50r 查找资料可知轴承 FL695ZZ 的极限径向载荷为 430N,符合要求。 轴承的寿命计算 要计算轴承寿命首先计算当量载荷，其计算公式为 : arX YFFP  式（ 61） 式中 P 为当量动载荷； Fr 为轴承所受径向载荷； Fa 为轴承所受轴向载荷；X 为径向动载荷系数， Y 为轴向动载荷系数。 查表得 X 为 1， Y 为 0，带入公式 （ 61）进行计算： NYFXFP 5000501ar  计算完当量动载荷，根据寿命公式计算轴承的寿命： 查得样本，单列。