木材加工装备学课程设计

华南农业大学林学院木材加工装备学课程设计——同时闭合装置姓名：XX学号：XX班级：X班指导老师：XXXX2目录封面…………………………………………………………………………1目录…………………………………………………………………………2一、概述…………………………………………………………………………3二、设计资料……………………………………………………………………4三、设计计算……………………………………………………………………51、构件主要尺寸的确定……………………………………………………52、摆杆、拉杆、推杆的强度计算…………………………………………63、杆、销轴的选材和截面尺寸……………………………………………84、缓冲油缸的设计…………………………………………………………10四、主要参考资料………………………………………………………………12五、设计体会……………………………………………………………………12六、附图………………………………………………………………123一、概述本热压机是为了避免各层中的制品的密度,厚度不能均匀一致而采用的杠杆式同时闭合装置的多层压机。它主要具有如下主要特点:(1)所有热压板闭合和开启的相对速度降低,并且各层之间的相对速度完全一样,但同时又能保证所要求的较短的闭合或开启时间。(2)杠杆式同时闭合装置安装在压机的四角，呈对称分布，机构中有一套补偿装置，能保证有一定的伸缩性，保护机构不会产生附加压力的作用，防止因过载而损坏。(3)所有热压板的制品受到相同的加压加热条件，也就是各热压板与制品同时接触同时脱离，这就避免了下层制品的胶质过早而造成各层中的制品质量不均匀一致。(4)同时闭合机构对于各层压板都有一个向上的拉力，可以平衡压板的重量，从而消除了上层热压板和板坯重量对下层制品质量的不良影响，提高了制品的质量。(5)它具有占用空间小，耗材少，结构简单，易加工，成本低等优点，有利于管理和维修。4二、设计资料名称数据备注1、压机层数6层2、热压板尺寸(mm)2700*1420*1203、热压板之间的间隔(mm)3004、热压后板子的幅面尺寸(mm)2500*1280*305、产品密度800kg/m36、偏距198mm7、全开启时，张开角45°8、全闭合时，闭合角86°9、摆杆支点距上垫压板表面距离380mm10、推杆支点距上垫压板表面距离270mm假设板坯厚度为制品厚度的2倍。5三、设计计算1、摆杆、拉杆、推杆主要尺寸的确定（1）根据全启和全闭合状态作如下计算:图一：OA=198mmα=45°α′=86°依题意得出：OC1=380+300+120/2=740mm又tanα1=OA/OC1AC1==（1982+7402）=766mmα1=tan-1=198/740=15.0°同理：=380+120/2=440mmtan=A==(1982+4402）=483.0°∴==405mm6L1==462mmIOCi(mm)ACi(mm)（°）(mm)(mm)（°）(mm)(mm)174076615.044048324.04054622116011779.756059419.47127243158019527.268070816.2127412264200020105.680082413.9129313025242024284.692094112.11577159763050125018702176其中推杆的计算:AC=OC5+270+300+120/2=2420+270+300+60=3050(mm)∴AC′=AC－300×6=3050-1800=1250(mm)再由式：R2+AC2-2R×ACcos45°=L2与R2+AC′2-2R×AC′cos86°=L2得R=1870mmL=2176mm2.摆杆、拉杆、推杆的强度计算热压板的重量为：热压板的重量为：m板＝2.700×1.420×0.120×7.8×103＝3588kg板坯的重量为：m坯＝2.5×1.28×0.030×0.8×103=77kg热压板的总重为：m０＝m板＋2m坯＝3742kg每杆所受的垂直分力为：7Ｇ＝4gm0＝3742×9.8/4=9168N当装置全开启时，第一层对各杆的受力分析如图：图二：由余弦定理得：cosγ1==(766^2+464^2-404^2)/(2×766×464)=0.898由此可得：γ1=26°，β1=α1+γ1=41°由图可知：F1s=1cosβG=12148N8F1r=F1scos[180°-（α+β1）]=-F1scos（α+β1）=-848NF1t=F1ssin[180°-（α+β1）]=F1ssin（α+β1）=12118NF1n=Gtanβ1=7970式中正负号表示方向不同，依以上方法，将有关数据统计如下：iγi（°）βi（°）Fis（N）Fir（N）Fit（N）Fin（N)126.041.012148-848121187970234.644.312810-157128098946338.245.412853-112128529296439.144.712899-89128989072539.844.412831-134128308977β=37.8°摆杆的受力情况。在图二中，取对A点的力矩，按平衡条件：n1iiM=0，则得：支点B处的摆杆的垂直推力FCt：FCt=RRFniiit11=RRFniiiit11)sin(βα=35993N轴承A处的力：FA=RRRFniii11t)(=27512N摆杆中的轴向力：Fr=1-n1iirF=-1340N因此可得动梁对推杆的主动推力FC：FC=)tancos(sin)tancos(sin11iβααβααRRFniii=36234N9Mi=(R-Ri)Ri×Fit/R求得：M1=3844872N·mmM2=5647577N·mmM3=5218489N·mmM4=5145826N·mmM5=3170183N·mm所以Mmax=5647577N·mm3．杆、销轴的选材和截面尺寸(1)根据实际情况，拉杆、摆杆、推杆A3钢，销轴选用45#钢，有关参数为：A3钢：σs=235Mpaσb=272~392Mpa[σ]===196Mpa销轴选用45#钢，有关参数为：45#钢：σb=600Mpa[τ]=0.6[σ]=0.6×=0.6×=180Mpa(2)确定尺寸①由上表查得拉杆所受的最大拉力为：Fismax=12899N且=≤[σ]∴d1≥=9.08mm考虑安全及制造造价等因素，确定拉杆直径为：d=40mm②摆杆设计成长方形面用销钉定位，确定杆宽为b=50mm10最大弯矩Mmax=5647577N·m又：σmax=AFnii11r+[σ]即[σ]≥bh11rniiF+6(h为高)由上式可得：h≥88mm考虑设置开槽和销孔，选取h为100mm③销轴直径剪切校核由τ=≤[τ]分别用拉杆和推杆的最大拉力代入Fismax得：d拉≥14.3mmd推≥20.3mm考虑耐用性及稳定性，选取销轴直径为：d拉=20mmd推=40mm销轴长度为：L销=100mm④推杆直径：同理可选择推杆的直径为：d推=504．缓冲油缸的设计①行程计算通过分析，当第一层热压板没有装板坯时，拉杆受压，而压缩量最大的是第1号杆。当最后一层末装板坯时，几乎所有拉杆受拉，第五层相应的拉杆的拉伸量最大，算出最大拉伸量和最大压缩量之和，即可得油缸的最大行程S。当第一层未装板坯时：OC1’’=120/2+380=440mmOC5’’=440+120×4+72×4=1208mm=1208+72+270+120/2=1610mmcosα〞==11∴α〞=77.0°因第一层末装坯料∴α1〞=α1′=24.0°AC1〞=AC1′=483mm∴L1〞==689mm∴△L1=L1〞-L1=689-462=-29.56mm可求得最后一层末装坯料时，第五层相应的拉杆的拉伸量为：25.43mmi最上层同理未加坯料最下层未加坯料时△L(mm)△L(mm)144024.23-29.5650021.66.72262017.71-19.7168016.2312.17380013.9-12.8386012.9716.89498011.42-7.17104010.7821.26511609.69-2.1612209.2225.43因此活塞的最大行程为：S=54.9mm查机械手册选取S=63mm因此，补偿装置的缸体内径为80mm，外径为102mm。12四、主要参考资料(1)机械零件设计手册(2)机械制图国家标准(3)机械设计手册(4)液压传动与气压传动(5)材料力学(6)木工机械(7)人造扳多层压机五、设计体会(1)自己亲自动手去设计一件机械，虽然只是在纸上，但都是那么的激动人心。(2)本设计的计算数据多，数值大，公式复杂，有六层压板需要重复计算，因此计算量很大，没有一定的耐心是不行的，要能坚持，要能忍耐。(3)无论做什么事，事前的准备至关重要，不做没有准备的事。(4)中出现设计很多计算或选取参数的错误，需要预留多一点时间细心很检验，差错。(5)无论做什么事，都要有组织有计划去做。（6）在做的工程中，难免有很多自己不懂的地方，要积极主动去和同学讨论和请教。(7)做什么，达到目的与否不重要，重要的是过程，重要的是这做的过程中，你用什么样的心态去面对。六、附图