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木工平刨床設(shè)計,姓名：劉文志 班級：機制104班 學號：20101161 指導老師：林金龍,摘要,木工平刨床用途和加工特點 木工平刨床初步設(shè)計 木工平刨床工作機構(gòu)設(shè)計 木工平刨床工作過程 平刨床發(fā)展特征,一、平刨床用途和加工特點,平刨床是將毛料的被加工表面加工成平面，使被加工表面成為后續(xù)工序所要求的加工和測量基準面；也可以加工與基準面相鄰的一個表面，使其與基準面成一定角度。加工時相鄰表面可以作為輔助基準。所以平刨床的加工特點是被加工平面與加工基準面重合。,二、平刨床初步設(shè)計,1.參考MBL503木工平刨床參數(shù) 導尺尺寸：880×95×25（mm) 最大加工厚度： 300（mm） 最大加工寬度：300（mm） 主軸轉(zhuǎn)速：5600(r/min) 額定功率：2.2（kw） 類型：木工刨床 適用范圍：各類型木板,實木板材 圖（1）,1.一般前工作臺長度約為1250～1500 mm，后工作臺長度約為1000～1250 mm，我選用：前工作臺長1300 mm，后工作臺長度1100 mm。 2.平刨床寬度選取300 mm，工作臺高度參考人機工程學，選取850 mm。 3.平刨床壁厚參考長寬高經(jīng)驗公式：C=(2L+B+H)/3000，壁厚C≈10 mm 。,2.本設(shè)計木工平刨床參數(shù),三、平刨床工作零部件設(shè)計,,1.機架 要求床身具有足夠的強度和剛度。所以是由鑄造性能好的鑄鐵制成整體式床身。床身壁厚10 mm，根據(jù)力學性能要求，可以選取牌號為HT200的灰鑄鐵，其可以承受較大彎曲應力。,2.工作臺 參照《木工平刨床的結(jié)構(gòu)安全標準》（標準號：JB 3380-83）（下文簡稱《安全標準》），該標準從安全的角度出發(fā)對木工平刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造規(guī)定了一般要求。 工作臺的材料一般是鑄鐵，剛性好，變形小，減振性能好、耐磨。工作臺分為前、工作臺，為了減小進給阻力，工作臺的臺面必須光潔平整，工作臺的平面度限制在0.2/1000之下。,3.導尺 導尺也叫靠山，安裝在前工作臺上，用以引導加工零件，作為工件被加工時的附加定位基準。按照平常生活中人們正常使用的木料情況，可以將傾斜角度設(shè)定為90°～135°。,圖（2） 1.前工作臺；2.導尺；3. 螺釘；4. 手輪；5. 圓柱銷； 6. 彈簧；7.齒輪軸組；8. 緊固螺母；9. 齒條軸；10. 支座；,① 導尺角度的變化是通過導尺支座3兩槽沿著螺釘4相對移動來實現(xiàn)的。所需的角度可自行調(diào)整，固定時用螺釘4進行鎖緊。該架構(gòu)整體穩(wěn)定性比較好，而且導尺與工作臺面始終保持良好的接觸。 ② 導尺移動是通過手輪7齒輪軸組11旋轉(zhuǎn)對齒條軸5作左右移動。導尺鎖緊是通過手輪下壓后卡住螺母10槽內(nèi)向右旋轉(zhuǎn)使支座6的開口受力后夾緊齒條軸。圓柱銷8在齒輪軸組11頂端，彈簧將手輪頂上去后手輪卡住圓柱銷便可以轉(zhuǎn)動齒輪軸組，從而移動齒條軸，達到調(diào)整導尺角度的目的。,4.工作臺升降機構(gòu) 前、后工作臺的調(diào)整要求是前工作臺臺面比刀軸切削圓上母線低一個刨削厚度，后工作臺臺面在理論上應調(diào)整到與刀軸切削圓母線同高度，但生產(chǎn)中最好調(diào)整到比刀軸切削上母線略低的位置，一般約低于刀軸切削圓母線0.04 mm，以補償木材切削加工后的彈性恢復。本設(shè)計工作臺升降機構(gòu)選用偏心軸調(diào)節(jié)機構(gòu)。圖示如下：,圖3 工作臺升降裝置圖 1 軸座；2 偏心軸；3連桿蓋；4連桿；5手柄,根據(jù)上圖的結(jié)構(gòu)示意圖，工作臺通過深溝球軸承安裝在偏心軸端部，偏心軸中部安裝在軸座上，軸座通過螺栓連接安裝于機架上。通過擺動手柄，使得一個偏心軸轉(zhuǎn)動，再通過連接的連桿帶動另一個偏心軸同時轉(zhuǎn)動，而且轉(zhuǎn)動一致，從而依靠偏心軸的偏心轉(zhuǎn)動達到工作臺升降的效果。,5.刀軸,刀軸設(shè)計 參照《安全標準》，切削刀軸需要有足夠的強度，選用45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼材料進行制造。在實際投入使用前需要對刀軸進行抗拉強度校核，以保證加工的順利進行。另參考GB 7033-86 《護指鍵式和護罩式木工平刨床安全技術(shù)條件》 ，考慮安全因素和實際使用要求等因素后，本設(shè)計采用的是圓刀軸。其圖示如下：,圖4 刀軸 1 刨刀片；2 螺釘；3 楔形壓塊 ；4 彈簧；5 刀軸,鋼制刀軸選用45號鋼，在鋼制的圓柱形刀軸1上，安裝有4把刨刀片（因為手工進給平刨床的進給速度一般不高于6～12m/min ，刀片數(shù)量多切削效率越高、毛料被加工表面越平整）。通過緊固螺釘4頂住楔形壓條3，產(chǎn)生對刀片緊壓力來緊固刀片。將壓刀條截面制成梯形，內(nèi)六角緊固螺釘嵌放在壓刀條內(nèi)。刨刀片選取刃具鋼制造，在市場可以購得。刀軸部分軸承選用調(diào)心滾子軸承，其可以滿足刀軸的高速轉(zhuǎn)動和力學要求。軸的強度校核詳見說明書。,6.驅(qū)動裝置設(shè)計,1.電機的選擇 選取型號為YD132M2-8/6/4多速異步電動機，可以進行三檔升速法啟動來試驗刀軸的安全性。 2.傳動機構(gòu) V帶傳動中窄V帶的傳動速度可以滿足本設(shè)計的刀軸轉(zhuǎn)速，故而選取窄V帶傳動。而且木工平刨床刀軸轉(zhuǎn)速高于電機轉(zhuǎn)速，故而需要一個增速機構(gòu)。所以小帶輪與刀軸連接，大帶輪與電機連接。,四、平刨床工作過程,毛料的被加工表面一般比較粗糙，并具有一定程度的彎曲和翹曲。加工過程是工作人員手動將毛料沿著前工作臺緩緩推進，毛料一側(cè)抵著導尺，直到木料底部被全部刨削一遍。為了得到大的加工厚度可以調(diào)節(jié)前后工作臺的高度來達到。在需要高精度的加工平面時，可以將毛料分幾次在平刨床上重復加工。,分析國內(nèi)這些年的木工平刨床發(fā)展趨勢，可以得出下面結(jié)論： 1.平刨床參數(shù)的改變：主要是工作臺長度、寬度和刨床的整體技術(shù)參數(shù)的改善； 2.平刨床加工精度改變：隨著加工方式的改善，平刨床的加工精度越來越高； 3.國際化：國內(nèi)的平刨床在參考了國際的各種先進技術(shù)后各方面的性能越來越完善，也愈趨國際化。,五、平刨床發(fā)展特征,致謝,感謝各位老師不厭其煩地瀏覽、評聽我們的畢業(yè)設(shè)計答辯，在進行畢業(yè)設(shè)計的過程中，我要特別感謝林金龍老師不辭辛勞地諄諄教誨。感謝我身邊的同學們與我同舟共濟，在大學生涯的最后一段日子里我們一起奮斗，一起感受青春！ 畢業(yè)設(shè)計，是對于自己與專業(yè)之間關(guān)系的一個總結(jié)和態(tài)度，我希望以我的真誠，開啟我與機械行業(yè)美好的明天！謝謝！,木工平刨床設(shè)計
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）
題目： 木工平刨床設(shè)計
學 院： 江西農(nóng)業(yè)大學工學院
姓 名： 劉文志
學 號： 20101161
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
年 級： 2010級
指導教師： 林金龍 職 稱：講師
二0 一四 年 五 月
目 錄
中文摘要…………………………………………………………………………… I
英文摘要…………………………………………………………………………… II
前言………………………………………………………………………………… III
第一部分 設(shè)計課題及設(shè)計目的
1、 設(shè)計內(nèi)容………………………………………………………………………1
二、 設(shè)計目的………………………………………………………………………1
第二部分 木工平刨床設(shè)計
一、 木工平刨床初步設(shè)計…………………………………………………………2
1 木工平刨床工藝方案的擬定…………………………………………………… 2
2 木工平刨床運動方案的擬定…………………………………………………… 2
3 木工平刨床技術(shù)參數(shù)的確定…………………………………………………… 2
4 平刨床總體布局的確定………………………………………………………… 3
5 機床造型與色彩設(shè)計…………………………………………………………… 4
二、 平刨床工作機構(gòu)的零、部件設(shè)計………………………………………… 5
1 床身……………………………………………………………………………… 5
2 工作臺…………………………………………………………………………… 5
3 導尺……………………………………………………………………………… 8
4 刀軸………………………………………………………………………………10
5 軸承………………………………………………………………………………12
6 軸承裝置設(shè)計……………………………………………………………………12
三、驅(qū)動裝置設(shè)計…………………………………………………………………14
四、傳動機構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………14
五、控制裝置設(shè)計…………………………………………………………………20
六、木工平刨床附件的選擇………………………………………………………21
總結(jié)…………………………………………………………………………………22
參考文獻……………………………………………………………………………23
致謝…………………………………………………………………………………24
摘 要
在木材加工工藝中，木工刨床用于將毛料加工成具有精確的尺寸和截面形狀的工件，并保證工件表面具有一定的表面粗糙度。這類機床絕大部分是采用縱端向銑削方式進行加工（也可以稱為臥式銑床），只有少數(shù)采用刨削方式進行加工。
木工平刨床是將毛料的被加工表面加工成平面，使被加工表面成為后續(xù)工序所要求的加工和測量基準面；也可以加工與基準面相鄰的一個表面，使其與基準面成一定的角度，加工時相鄰表面可以作為輔助基準面。平刨床加工特點是被加工平面與加工基準面重合。目前使用的平刨床中手工進給的平刨床占絕大多數(shù)。
本設(shè)計在對傳統(tǒng)木工平刨床的結(jié)構(gòu)進行分析參考后完善了平刨床的結(jié)構(gòu)布局，并對一些設(shè)計結(jié)果特點進行了說明。
關(guān)鍵詞：
木材加工；木工平刨床
I
Abstract:（Times New Roman）
In the wood processing , woodworking planer for wool processing into the workpiece with the exact size and shape of the cross section and ensure that the surface has a surface roughness. The vast majority of such machines is to use vertical milling way to end processing ( also called horizontal milling machine ) , only a few ways using the planing process .
Woodworking planer wool is processed is processed into a flat surface , the surface to be processed to become a subsequent processing step , and the required measurement plane ; can also be processed with a plane surface adjacent to the reference plane into a certain angle , the adjacent surface can be used as secondary processing plane . Planer processing feature is coincident with the machining datum plane to be processed . Currently used in hand planer infeed planer majority.
After the design of traditional woodworking planer structures were analyzed with reference to improve the structure and layout of the planer , and the results of some of the design features are described.
Key words:（Times New Roman）woodworking planer ping；wood processing
前言
木工刨床是木工機械最常用的設(shè)備，木材加工技術(shù)從刨床的進步開始，依賴木工刨床的技術(shù)進步推進木制品行業(yè)的發(fā)展，同時帶動了木工機械其他機型的發(fā)展。而木工平刨床更是木工機械中最普通和常用的一種，其加工形式單一，操作簡單，適合于各種經(jīng)營模式的廠家和個體進行生產(chǎn)使用。
本次畢業(yè)設(shè)計，在林金龍老師的精心指導下，本人通過對木工平刨床的設(shè)計，深入學習了cad軟件，掌握了機械設(shè)計的一般流程和方法，為今后從事機械行業(yè)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計歷時一個月，進程如下：前期，在林老師的指導下對木工平刨床的原理進行了認知，并且對木工平刨床的總體架構(gòu)有了一定的感性認識；中期，通過各種途徑查閱資料，對平刨床的尺寸、結(jié)構(gòu)作出相對符合實際的設(shè)計；后期，cad畫圖，在林老師的指導下對本次畢業(yè)設(shè)計作出總體評估、匯總，并對不完善的部分進行更改和完善，最后定稿。
本設(shè)計是純理論性設(shè)計，與實際應用存在著許多差異，由于本人水平有限，經(jīng)驗不足，疏漏和錯誤之處在所難免。在此，懇請各位老師批評、指正。
III
第一部分 設(shè)計課題及設(shè)計目的
本次設(shè)計內(nèi)容：木工平刨床
本次設(shè)計的目的：
1 掌握（木工）機床設(shè)計的一般方法；
2 了解木工平刨床的工作原理；
3 了解木材加工方法；
4 進一步掌握設(shè)計的一般方法，熟練設(shè)計的一般過程；
5 嘗試接粗學習各種獲取資源途徑，對設(shè)計這一大類有一個總體的初步認識；
6 基本掌握繪圖基礎(chǔ)軟件cad的操作和應用。
第二部分:木工平刨床設(shè)計
一、 木工平刨床初步設(shè)計
1 木工平刨床工藝方案的擬定：
根據(jù)木工平刨床的加工性質(zhì)，它是將毛料的被加工表面加工成平面，并不是要生產(chǎn)出一定的產(chǎn)品。
1.1 確定工件的工藝基準
平刨床將毛料的被加工表面加工成平面，使被加工表面成為后續(xù)工序所要求的加工和測量基準面。而毛料的定位基準是有工作臺旁邊的導尺來完成的。
1.2 工藝方法
1.2.1 加工方法
木工平刨床從名字上看應該是刨床，但根據(jù)其實際加工形式，它是把幾片刀片安裝在刀軸上進行銑削加工的，屬于圓周銑削加工。
1.2.2 刀具選擇
由刀軸和刀片的組合成圓柱形銑刀，切削刀軸一般為圓柱形。
2 木工平刨床運動方案的擬定
首先，成形運動只有主運動，即刀軸的旋轉(zhuǎn)；另外，進給運動是可以是機械進給（利用各種機械傳輸裝置進行）和手工進給，在此選擇手工進給，因為本設(shè)計中的木工平刨床只加工工件的一個表面，雖然手工進給的生產(chǎn)率較低，但是由于加工時工人對工件的手壓力不大，翹曲的木材變形較小，可得到平整的基準表面（加工表面），因此在生產(chǎn)中應用仍較廣泛。所以在本設(shè)計中亦采手工進給。
木工平刨床中只有外聯(lián)系傳動鏈，由外部電機提供動力，通過機械傳動機構(gòu)將動力傳輸?shù)降遁S，以完成加工。
3 木工平刨床技術(shù)參數(shù)的確定
表1 MBL503木工平刨床參數(shù)
導尺尺寸：
880×95×25mm
最大加工厚度：
300（mm）
最大加工寬度：
300（mm）
主軸轉(zhuǎn)速：
5600r/min
額定功率：
2.2（kw）
類型：
木工刨床
適用范圍：
各類型木板,實木板材
型號：
MBL503
參考MBL503型號的馬氏木工平刨床參數(shù)，本設(shè)計的平刨床尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)均按照該型號的數(shù)據(jù)進行參考選取。
3.1 木工平刨床的主參數(shù)
木工平刨床的主參數(shù)即最大加工寬度，即300 mm，也就是工作臺的寬度尺寸。
3.2 一般技術(shù)參數(shù)
3.2.1 尺寸參數(shù)
根據(jù)參考數(shù)據(jù)選取，平刨床的導尺尺寸為880×95×25 （mm），前工作臺對毛料獲得精確的平面影響較大，所以其長度比后工作臺要長，根據(jù)經(jīng)驗值，一般前工作臺長度約為1250～1500 mm，后工作臺長度約為1000～1250 mm，我選用：前工作臺長1300 mm，后工作臺長度1100 mm。工作臺寬度300 mm（屬于輕型平刨床），切削刀軸長度比工作臺寬度大10～20 mm，我選取中間值，即刀軸長度315 mm，而直徑根據(jù)使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般為125 mm。刀軸上安裝刀片一般為四片。床身的數(shù)據(jù)選用可參考人機工程學的理論設(shè)計分析，由于是立姿輕作業(yè)，工作臺高度參考范圍為750～850 mm，故而選取工作臺高度為840 mm。
平刨床的壁厚參考長、寬、高經(jīng)驗公式C=(2L+B+H)/3000，壁厚C≈10 mm。
3.2.2 運動參數(shù)
運動參數(shù)主要為主運動參數(shù)和進給運動參數(shù)。主運動參數(shù)為刀軸轉(zhuǎn)速，在3000～7500 r/min，參考MBL503平刨床，選取5600r/min。進給運動由于是手工進給，參考經(jīng)驗值，一般不高于6～12 m/min。實際操作時需要根據(jù)加工毛料的性質(zhì)和加工要求做出適當和適時的調(diào)整。
3.2.3 動力參數(shù)
平刨床工作的額定功率為2.2 kw，具體各工作部分的功率和傳動系統(tǒng)的功率傳動情況需要根據(jù)設(shè)計的裝置進行分析計算，本部分內(nèi)容將在驅(qū)動裝置、中間傳動的設(shè)計部分作出分析計算。并將根據(jù)實際情況作出改變和調(diào)整。
4 平刨床總體布局的確定
合理確定平刨床的總體布局是平刨床設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，它對平刨床的設(shè)計、制造與使用都有很大影響。平刨床的總體布局關(guān)系到機床的很多性能，因此要求較高。
4.1 平刨床型式
在國內(nèi)平刨床的型式都比較固定，因為相對與其他木材加工機床來說，木工平刨床是比較簡單的一種，其布局型式經(jīng)過長期生產(chǎn)和客觀效果的檢驗，通用機床和某些專門化機床的布局型式已基本定型，稱之為傳統(tǒng)布局。由于要改變機床的布局需要綜合考慮多方面的因素和進行實際的試驗改良，所以，對于本設(shè)計來說是不可能辦到的。故而我只有參考傳統(tǒng)布局型式來進行設(shè)計。
傳統(tǒng)木工平刨床都是縱向—水平布局法——部件按X—X軸向放置，屬于臥式機床。
4.2 平刨床總體布局應注意的問題
4.2.1 工件特征
由于工件（毛料）是板材，對板材加工按照如上所選的型式完全可以達到要求。板材一般為條狀，故而只要保證了加工精度，對加工的完成是沒有任何問題的。
4.2.2 機床性能
對加工精度、表面粗糙度要求較高的機床，在總體布局上應采取相應措施，使之提高傳動精度、剛度，減小振動、熱變形等。為了提高傳動精度，傳動部件設(shè)計時盡量縮短傳動鏈；為了提高機床剛度，可采用框式支承結(jié)構(gòu)；為了減小機床加工過程中的振動，使電動機、齒輪變速箱等振動較大的部件與工作部件（刀軸）分離，中間采用帶傳動。
4.2.3 生產(chǎn)批量
由于本設(shè)計的木工平刨床是手工進給，其生產(chǎn)效率低，故而相當于單件小批量生產(chǎn)，機床布局應能保證工藝范圍廣、調(diào)整方便。所以工作臺的設(shè)計是水平式、開放式的。
4.2.4 機床散熱
在床身上開設(shè)散熱口,參考通用形式,見總裝圖。
5 平刨床造型、色彩與宜人性設(shè)計
機床的造型與色彩是現(xiàn)代機床設(shè)計中不可缺少的內(nèi)容，它是決定機床產(chǎn)品的質(zhì)量、價格和市場地位的重要因素。在新產(chǎn)品的開發(fā)與研制過程中，造型與色彩設(shè)計應貫穿全過程并協(xié)調(diào)進行。設(shè)計目標是獲得機床的優(yōu)良外觀質(zhì)量；原則是好用、經(jīng)濟、美觀和創(chuàng)新，要求體現(xiàn)產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)和藝術(shù)性的綜合美感。
5.1 平刨床造型設(shè)計
造型，即對總體內(nèi)容的一種安排和相互之間的關(guān)系。造型設(shè)計就是合理布局，以達到給人以舒適協(xié)調(diào)、靜中有動的感覺。
5.1.1 平刨床形體比例
實際使用中的形體比例一般有黃金比例、均方根比例等等。在平刨床上，床身與上面的工作臺之間有一個分割線，可以參照黃金比例（1:1.618）來設(shè)置它的位置。另外床身上、下部都可以直接設(shè)計成有一面為正方形的長方體。
并且為了方便使用，將前工作臺的升降機構(gòu)設(shè)計成與后工作臺一樣。其位置安排形式如下圖所示（本圖并不代表實際平刨床形式，具體細節(jié)部位仍需改進）：
圖1 平刨床形體比例初步設(shè)計圖
5.1.2 形體線型
機床的形體比例確定后，就應該著手處理這些形體的邊界結(jié)合面間的線型關(guān)系，以達到整體統(tǒng)一協(xié)調(diào)的效果。參考通用的一些木工平刨床的床身設(shè)計，并且根據(jù)人們的使用習慣將平刨床上的一些突兀的直線改變成圓滑的曲線，具體設(shè)計情況可以參考平刨床設(shè)計總圖圖紙。總圖對平刨床的總體設(shè)計表達的十分清晰。
5.2 平刨床色彩設(shè)計
參考MBL503木工平刨床，其床身的色彩漂亮、勻稱、協(xié)和，這些色調(diào)的配合可以讓操作人員進行長時間工作而減輕眼部的疲勞。其顏色設(shè)計特點是：床身以灰色為基調(diào)，再以藍色間隔開工作臺和床身，令操作人員可以快速而直接的區(qū)分床體輪廓。另外，對于需要醒目提醒的部位，如開關(guān)旋鈕，設(shè)計成鮮紅色，便于識別。這款平刨床的床身色彩設(shè)計簡單和諧，有很大的參考價值。參考圖如下：
圖2 平刨床顏色設(shè)計
5.3 平刨床宜人性設(shè)計
機床不僅要能夠滿足一定的結(jié)構(gòu)形式，還需要針對使用者進行宜人性設(shè)計。這部分內(nèi)容也就是人機工程學在平刨床設(shè)計上的應用。
5.3.1 操作空間尺度
操作空間尺度主要根據(jù)人體的結(jié)構(gòu)尺寸、人的視野范圍、肢體的有效活動范圍以及適宜用力范圍、操作速度與精度要求、操縱裝置尺寸大小以及安裝位置等因素，來選擇最佳操作區(qū)域，并與機床產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)相適應，才能取得操縱舒適、可靠和高效的設(shè)計。
對于本設(shè)計的木工平刨床，操作人員工作方式為站姿操作，手動進給木料時，左手輕放在木料上端，右手輕推木料，以完成木料的進給過程。所以操作人員是側(cè)身、脊背稍曲的身體姿勢。工作臺不能太高，根據(jù)上文的設(shè)計已選取為840 mm的高度，這個高度是比較舒適的，也適宜于大部分人群。
5.3.2 視覺特性
平刨床的操作活動不僅與人體的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而且與人的視覺特性有密切關(guān)系，以便操作方便、迅速和準確。其中主要的要求為視野和視距的滿足。
平刨床布置為縱向—水平布局法——部件按X—X軸向放置，屬于臥式機床。它的加工區(qū)域集中在刀軸上，所以此類機床的視野和視距是完全能夠滿足人們的要求的。
二、 平刨床工作機構(gòu)的零、部件設(shè)計
1 床身
它主要用于安裝和支撐機床其他零、部件的，要求床身具有足夠的強度和剛度。所以是由鑄造性能好的鑄鐵制成整體式床身。床身壁厚10 mm，根據(jù)力學性能要求，可以選取牌號為HT200的灰鑄鐵，其可以承受較大彎曲應力。另床身上的附件如儀表儀器的殼體可以用塑料制造。
2 工作臺部件
參照《木工平刨床的結(jié)構(gòu)安全標準》（標準號：JB 3380-83）（下文簡稱《安全標準》），該標準從安全的角度出發(fā)對木工平刨床的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造規(guī)定了一般要求。
2.1 工作臺的基本要求
根據(jù)以上《安全標準》，工作臺離地面的高度應便于操作，推薦為750～850 mm，由于本設(shè)計工作臺比較長，故而選取平刨床高度為840 mm。
2.2 工作臺性能
工作臺的材料一般是鑄鐵，剛性好，變形小，減振性能好、耐磨。工作臺分為前、工作臺，為了減小進給阻力，工作臺的臺面必須光潔平整，工作臺的平面度限制在0.2/1000之下。由于前工作臺是被刨削工件的基準，對毛料獲得精確的平面影響較大，所以在上文的設(shè)計中其長度比后工作臺長，便于進給時加工的穩(wěn)定。工作臺俯視示意圖如下所示：
圖2 工作臺示意圖
2.3 工作臺的位置布置和具體結(jié)構(gòu)形式
工作臺是木材刨削操作平臺，前、后工作臺安裝在刨刀軸兩側(cè)形成開口，露出刨刀軸全長。前、后工作臺之間的開口應盡量小，參照《安全標準》表1，由刨刀體切削圓直徑為125 mm，其在零切削位置（前、后工作臺與刨刀體切削圓的上素線相切時所處的位置）時的開口量不大于55 mm，前、后工作臺之間最大開口量不大于55+δ，δ為平刨最大刨削厚度。
工作臺內(nèi)部應該為空的，即是一個工作臺殼，因為里面有工作臺升降裝置，需要放置絲杠螺母。其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式將在工作臺升降機構(gòu)中以圖示形式說明。
前、后工作臺靠近刀軸的端部設(shè)計為各鑲有一塊被稱作梳形板的鑲板，材料為滲碳鋼，具有高硬度和高耐磨性。其作用是減少前、后工作臺與刀軸之間的縫隙，同時又可以加速刀軸擾動空氣的流通，降低空氣動力性噪聲。鑲板具有一定的剛度，并經(jīng)過精加工，支持毛料通過刀軸，防止工件撕裂。鑲板細節(jié)示意圖如
下 (在零切削位置時的示意圖) ：
圖4 工作臺鑲板示意圖
2.4 工作臺的升降機構(gòu)
前、后工作臺的調(diào)整要求是前工作臺臺面比刀軸切削圓上母線低一個刨削厚度，后工作臺臺面在理論上應調(diào)整到與刀軸切削圓母線同高度，但生產(chǎn)中最好調(diào)整到比刀軸切削上母線略低的位置，一般約低于刀軸切削圓母線0.04 mm，以補償木材切削加工后的彈性恢復。
工作臺的升降機構(gòu)也是其與床身的連接部位。其不但應具有足夠的剛度，而且應能自鎖或設(shè)置有鎖緊機構(gòu)。工作臺與床身的連接有兩種方式，一種是靠楔形導軌；另一種是靠偏心軸機構(gòu)。本設(shè)計選用偏心軸四連桿機構(gòu)來調(diào)節(jié)工作臺的升降。結(jié)構(gòu)圖如下：
圖5 工作臺升降裝置圖
1 軸座；2 偏心軸；3連桿蓋；4連桿；5手柄：
2.3.1 升降裝置對工作臺的調(diào)整
2.3.1.1 機構(gòu)的設(shè)計
根據(jù)上圖的結(jié)構(gòu)示意圖，工作臺通過軸承安裝在偏心軸端部，偏心軸中部安裝在軸座上，軸座通過螺栓連接安裝于機架上。通過擺動手柄，使得一個偏心軸轉(zhuǎn)動，再通過連接的連桿帶動另一個偏心軸同時轉(zhuǎn)動，而且轉(zhuǎn)動一致，從而依靠偏心軸的偏心轉(zhuǎn)動達到工作臺升降的效果。偏心軸與床身上的軸座通過滑動軸承連接，其名稱為覆有減摩塑料層的雙金屬軸套式滑動軸承，型號分別為GB/T 12949-1991 34×40、GB/T 12949-1991 12×10 。偏心軸端與工作臺連接通過深溝球軸承，代號為GB/T 276-1994 滾動軸承6201。手柄端部裹有橡膠。
2.3.1.2 機構(gòu)的材料和尺寸公差
① 連桿蓋和連桿應具有高的強度和良好的加工性，本設(shè)計選取HT150材料。軸座也是由HT150鑄造。偏心軸與工作臺連接末端通過悶蓋緊固，悶蓋也是由鑄鐵HT150 鑄造出來，悶蓋與工作臺連接螺栓組為GB/T 5782-2000 M4×25。
② 軸座上徑向旋緊螺栓選取六角頭螺栓GB/T 5782-2000 M10×45。軸座與機架連接螺栓代號為GB/T 5782-2000 M6×30。
③ 設(shè)計成連桿蓋與偏心軸間隙配合。
2.3.1.3 機構(gòu)調(diào)整的比例關(guān)系
根據(jù)幾何關(guān)系計算，對于偏心軸的計算，由偏心距和轉(zhuǎn)過的角度可以計算。在實際使用中，由于工作臺下的空間問題，手柄的擺動有限，故而在機架上開槽可以允許手柄擺動足夠的角度達到最大的偏心距。其幾何關(guān)系圖如下所示：
圖6 幾何關(guān)系圖
按上圖可得公式：
⑴
式中h即為所需要獲得的工作臺升降高度，α角度為擺桿的偏轉(zhuǎn)角度。根據(jù)計算，可以設(shè)置圓弧式刻度盤，直接在圓弧上讀取升降高度?？潭缺P詳見機床附件的選擇內(nèi)容。
3 導尺部件
導尺也叫靠山，安裝在前工作臺上，用以引導加工零件，作為工件被加工時的附加定位基準。如果要將加工零件相鄰邊刨削成一定的角度，導尺就需要有一定的傾斜或移動，故而針對這些方面的需求，我將導尺設(shè)計成有一定轉(zhuǎn)動角度的形式，可以滿足一定的加工要求。按照平常生活中人們正常使用的木料情況，可以將傾斜角度設(shè)定為90°～135°。
關(guān)于導尺角度的調(diào)整可以由下列理論計算作為依據(jù)：
首先，根據(jù)預想的機構(gòu)，導板支座上設(shè)置了兩條槽，移動機構(gòu)通過兩個螺釘在槽內(nèi)的移動而獲得所需角度。設(shè)置右邊的一條槽與導尺垂線平行。兩個螺釘位置假設(shè)有a，b兩點，a點到導尺的距離為a，b點到導尺的距離為b。a、b之間距離L。依照假設(shè)可有：
⑵
其中為移動后b點到導尺的距離，由于其軌跡設(shè)定為與導尺平行，故而始終等于b。為移動中a點到導尺的距離。為需要調(diào)整的導尺與工作臺之間的角度。根據(jù)極限位置：=90°和=135°，再根據(jù)平刨床的總體結(jié)構(gòu)和導尺的尺寸，設(shè)定a=10 mm；L=40 mm。將數(shù)據(jù)代入上式中，得到的方程，并根據(jù)兩個極限位置，從而得出導板與兩螺釘之間的幾何關(guān)系導尺機構(gòu)示意圖如下：
圖7 導尺機構(gòu)
1.前工作臺；2.導尺；3. 螺釘；4. 手輪；5. 圓柱銷；
6. 彈簧；7.齒輪軸組；8. 緊固螺母；9. 齒條軸；10. 支座；
支座處的右視圖如下所示：
圖8 移動及鎖緊機構(gòu)
1 手輪；2 圓柱銷；3 彈簧；4 緊固螺母；
5 推力球軸承；6 齒輪軸組；7 支座；8 螺母
對該機構(gòu)設(shè)計作出如下分析：
① 導尺角度的變化是通過導尺支座3兩槽沿著螺釘4相對移動來實現(xiàn)的。所需的角度可自行調(diào)整，固定時用螺釘4進行鎖緊。該架構(gòu)整體穩(wěn)定性比較好，而且導尺與工作臺面始終保持良好的接觸。
② 導尺移動是通過手輪7齒輪軸組11旋轉(zhuǎn)對齒條軸5作左右移動。導尺鎖緊是通過手輪下壓后卡住螺母10槽內(nèi)向右旋轉(zhuǎn)使支座6的開口受力后夾緊齒條軸。圓柱銷8在齒輪軸組11頂端，彈簧將手輪頂上去后手輪卡住圓柱銷便可以轉(zhuǎn)動齒輪軸組，從而移動齒條軸，達到調(diào)整導尺角度的目的。
③ 導尺部件的材料和型號
前文已經(jīng)的設(shè)定導尺尺寸為88×95×25（mm），導尺安裝部位在前工作臺，隨著前工作臺的升降而升降。其中，導尺與導尺支座用鑄鐵HT200整體鑄造出來，支座與工作臺連接的緊固螺栓選用A級六角頭螺栓GB/T5782-2000 M10×60。導尺支座上的兩個滑動螺釘選取開槽盤頭螺釘，型號為GB/T 67 M8×65。并與六角螺母配合和平墊圈配合。型號分別為：螺母GB/T 6170-2000 M8×60；墊圈GB/T93-1987 8。齒輪軸組中的軸，其螺紋選取為梯形螺紋，中經(jīng)D=24 mm。手輪上的圓柱銷型號為GB/T 119.2 12×120。齒條軸組上的螺母選用M24形式的螺紋，但對其外形和外形尺寸做了一定的修改。修改后外徑為60 mm，高仍為21.5 mm。上面的彈簧選取為YB型彈簧，型號為YB 4×30×55-3 GB/T 2089。另外，支座也是選用HT200鑄鐵材料。齒條軸組上的齒輪外徑72 mm，由于該齒輪并不需要承受很大的載荷，故而選取為材料為45鋼的標準齒輪，根據(jù)齒頂圓直徑mm，選取模數(shù)m=4，計算得到分度圓直徑d=64 mm，由，得到齒數(shù)z=16。繼而計算出齒距p=πm=12.57 mm，齒厚s=p/2=6.3 mm。齒頂高4 mm，齒根高5 mm。壓力角選取標準值20°。其公差等級為IT7。相應的齒條軸的齒的形式和尺寸也可以得到。支座與工作臺連接通過四個緊固螺栓，型號為GB/T 5782-2000 M10×45。
4 刀軸部件
刀軸是平刨床的執(zhí)行件，由切削刀軸（主軸和刨刀體）和刨刀片組成。為了保證平刨床的加工質(zhì)量，刀軸需要具有一定的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗震能力、熱穩(wěn)定性、耐磨性。
4.1 切削刀軸
4.1.1 刀軸結(jié)構(gòu)形式
參照《安全標準》，切削刀軸需要有足夠的強度，選用45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼材料進行制造，標準中規(guī)定其抗拉強度不低于568N/。故而在實際投入使用前需要對刀軸進行抗拉強度校核，以保證加工的順利進行。
刀軸有效長度與工作臺面等寬。刀軸旋轉(zhuǎn)切削工件的動力是由電動機通過皮帶傳動裝置供給。這部分內(nèi)容將在傳動設(shè)計部分進行詳細分析。
刨刀體是用來安裝刀片的金屬本體，通常有方刀軸和圓刀軸兩種形式
由于方刀軸的安全性很差，刨刀體棱柱形本身就構(gòu)成了不安全因素，當手誤碰刀軸時容易造成斷指事故。而最大問題在于在刨削過程中一旦刀片松動，會造成飛刀事故。方刀軸僅僅限制在由防護裝置的壓刨床上使用，不適合于平刨床。參考GB 7033-86 《護指鍵式和護罩式木工平刨床安全技術(shù)條件》 ，本設(shè)計采用的是圓刀軸。其剖面圖如下圖所示：
圖9 刀軸
1 刨刀片；2 螺釘；3 楔形壓塊 ；4 彈簧；5 刀軸
每片刀片均有兩個上圖所示壓緊裝置，對稱分布于刀軸兩端。為便于用扳手擰螺栓，在刨刀體上預留出裝刀槽。裝刀槽呈現(xiàn)楔形并滿足了一定的封閉，符合了安全標準的相關(guān)規(guī)定和實際使用中的設(shè)計經(jīng)驗。
在鋼制的圓柱形刀軸1上，安裝有4把刨刀片（因為手工進給平刨床的進給速度一般不高于6～12m/min ，刀片數(shù)量多切削效率越高、毛料被加工表面越平整）。通過緊固螺釘4頂住楔形壓條3，產(chǎn)生對刀片緊壓力來緊固刀片。將壓刀條截面制成梯形，內(nèi)六角緊固螺釘嵌放在壓刀條內(nèi)。旋緊螺釘時，螺釘頂在裝刀槽底部，使壓刀條往外圓方向移動，楔形壓塊卡在槽中，并用側(cè)面將刀片擠住，壓塊外線與刀體外線基本處于同一圓周上，將裝刀槽填平，僅在刀片附近留一出屑槽。并且在加工過程中，高速旋轉(zhuǎn)的刀軸對楔形壓條產(chǎn)生很大的離心力，使得壓條往外擠，更加的緊固了刀片。彈簧5用以支持刀片和調(diào)整刀片刀刃伸出量的。刀軸長度已選為315mm，刀軸直徑125mm。由于是手工進給，刨刀片徑向伸出量應控制在1.1 mm之內(nèi)。緊固螺釘采用內(nèi)六角螺釘，能夠承受較大的扳手力矩，連接強度高，螺釘型號為GB/T 70.1 M5×12。楔形壓條的材料選用滲碳鋼，能夠耐磨、承受高接觸應力。彈簧的選用根據(jù)刀軸的幾何空間布局進行選用圓柱螺旋壓縮彈簧，選為YI型（兩端圈并緊并且磨平），中徑為2.5 mm，彈簧絲直徑為0.5 mm，彈簧的自由高度為10 mm。
另外，由于電動機的動力傳輸是通過V帶和帶輪傳遞給刀軸的，所以刀軸部件（此處指主軸）上有刀軸和滾動軸承。其具體安裝情況可以參考總圖。
4.1.2 刀軸（主軸）材料
鋼制刀軸選用45號鋼，因其價格便宜，性能良好，可以滿足主軸的工作要求。
4.1.3 軸的強度校核
由于木工平刨床上的主軸主要是受到軸承座和皮帶的扭力矩，刨削木料時木料引起的彎矩不大，可以忽略考慮。故而，參考《機設(shè)》式（15-1），軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：
⑶
查閱《機設(shè)》表15-3 軸常用幾種材料的值，本設(shè)計選用的軸的材料為45鋼，其=25～45 MP。計算上式得<1<<。故而所選去的軸符合強度要求。
4.1.4 主軸熱處理
提高主軸有關(guān)表面硬度，增加耐磨性，在長期使用中不致喪失精度，這是對主軸熱處理的基本要求。
機床主軸在一定部位上承受不同程度的摩擦，對于不同的接觸配合位置需要有不同的硬度要求。主軸的熱處理可分為預先熱處理和最終熱處理。預先熱處理有退火、正火、調(diào)質(zhì)以及消除應力時效。最終熱處理有整體淬火、滲碳淬火、感應加熱淬火，以及氣體滲碳、離子滲碳等。這些內(nèi)容和工藝要求均與機械工程材料密切相關(guān)，具體操作流程也需要借鑒實例來加以參考實施。
4.2 刨刀片
根據(jù)安全標準，刨刀片需滿足一定的硬度和剛度要求，可以使用刃具鋼（硬度大于60HRC）制造。刨刀片的初始寬度不小于30mm，重磨后的寬度不得小于原寬度的2/3。市場上有相應的刨刀片出售，所以使用人員只需按照以上標準進行選購便可。以下為一個刨刀片的圖片：
圖10 刀片
資料來源：互聯(lián)網(wǎng)
5 軸承
用于承載刀軸的軸承，根據(jù)床身總體布局，其位置在床身與工作臺接觸處，安裝在床身上。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且已經(jīng)標準化，故而此處也選用滾動軸承。
首先，國際上軸承是屬于標準件的，而且根據(jù)軸承性能和主軸結(jié)構(gòu)、載荷情況，在木工平刨床上對于主軸的徑向和軸向載荷均較小，故而并不需要很精細的對軸承的參數(shù)和壽命進行計算。我們可以在設(shè)計和使用中適當調(diào)整和改變主軸與軸承連接處的結(jié)構(gòu)和尺寸來適應相應的軸承，從而為軸承的互換和刨床的使用帶來方便。
參考市場和社會實踐經(jīng)驗，木工平刨床主軸上受到的載荷主要為徑向載荷，我在此選用雙列向心球面滾子軸承，其國家標準已經(jīng)在1983年1月1日作廢。新標準對其命名為調(diào)心滾子軸承，它的性能和實際使用情況都是受到社會認可的。其具有較大的徑向承載能力，因外圈滾道表面是以軸承中點為中心的球面，故能自動調(diào)心。允許內(nèi)圈（軸）相對外圈（外殼）軸線偏斜量≤2°～3°。參考調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994），選取小徑d=35 mm，外徑D=72 mm，其潤滑形式為油性潤滑，極限轉(zhuǎn)速為6000 r/min，滿足使用需求。選用型號為GB/T7813-1999 SR72×10的止推環(huán)緊固軸承。
根據(jù)主軸的尺寸，相配合的軸承代號為22207。其公差等級為0級。此類型的軸承可以很好的滿足互換性，所以對用戶使用和維修更換比較方便。軸承零件圖如下所示：
圖11 調(diào)心滾子軸承
6 軸承裝置的設(shè)計
6.1 軸承的支承
選用滾動軸承座用HT200灰鑄鐵制造。SNK207 GB/T 7813-1998型二螺柱式使用圓柱孔軸承的異徑孔滾動軸承座。其結(jié)構(gòu)如下：
圖12 軸承座
6.1 軸承的配置
由于刨刀軸跨距較大，且工作溫度較高，其熱伸長量大，應采用一支點雙向固定，另一支點游動的支撐結(jié)構(gòu)。作為固定支承的軸承，應能承受雙向軸向載荷，內(nèi)外圈都要固定；作為補償軸的熱膨脹的游動支承，由于選用的是調(diào)心滾子軸承，內(nèi)外圈不能分離，所以不需要同時固定內(nèi)外圈。
6.2 軸承的軸向緊固
由于木工平刨床的刨刀軸轉(zhuǎn)速高，其內(nèi)圈緊固以軸肩定位，外圈外側(cè)以端蓋緊固。為了便于拆卸，軸肩的高度應低于軸承內(nèi)圈的厚度。由此，刀軸部件的工作圖如下：
圖13 刨刀軸工作圖
1 軸承座；2 床身；3 調(diào)心滾子軸承；4 刀軸；5 帶輪
6.3 其他
對于軸承的配合，由于滾動軸承是標準件，軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準；軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準。查閱《機械設(shè)計手冊》第四版 成大先主編（以下簡稱《手冊》），相應的公差帶將在主軸圖上表示出來。
另滾動軸承的預緊和潤滑均可根據(jù)實際使用經(jīng)驗由操作工人進行操作。在此略之。
三、 驅(qū)動裝置設(shè)計
1 電機的選擇
根據(jù)實際使用經(jīng)驗，本設(shè)計的電機選用Y(星形)三相異步電動機，其結(jié)構(gòu)比較簡單，維護容易，運行可靠，價格便宜，具有較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，是工業(yè)中使用的比較廣泛的一中電動機。
在此部分設(shè)計內(nèi)容之后會對平刨床的傳動機構(gòu)做出設(shè)計，其中電機輸送動力給主軸是通過v帶傳動，窄v帶傳動傳動效率，故而電機功率
2.34 kW ⑷
根據(jù)電機的參數(shù)范圍，選取額定功率為3kW的Y(星形)三相異步電動機。由于需要對剛組裝的刀軸進行三檔升速法起動來試驗刀軸的安全性，所以本設(shè)計選用可以調(diào)速的電機進行變速起動。綜合以上要求，最終采用變極對數(shù)調(diào)速的多速鼠籠式異步電動機。查閱機械工業(yè)出版社毛謙德 李振清主編《袖珍機械設(shè)計手冊》表23-35 YD系列變極多速三相異步電動機主要技術(shù)數(shù)據(jù)表，選取型號為YD132M2-8/6/4電動機，其額定功率為3 kW，轉(zhuǎn)速1461 r/min，效率0.80。從而由3×0.80×0.94≈2.2，滿足使用要求。型號釋義為多速異步電動機，機座中心高為132 mm，機座長度為中機座（M），鐵芯長度代號為2，極數(shù)有8、6、4,三種。其外形尺寸為515×350×315 mm。
2 電機在平刨床上的位置
由于機床設(shè)計時力求結(jié)構(gòu)簡單緊促而能夠保證加工精度等要求，考慮的床身內(nèi)部是空的，故而可以將電機安裝在床身內(nèi)部，并與主軸的放置方向相同。帶張緊裝置采用滑到式，即電動機安裝在制有滑座的基板上。電機安裝形式為臥式安裝。其安裝位置將會在傳動設(shè)計圖中表達。
四、 傳動機構(gòu)設(shè)計
1 傳動結(jié)構(gòu)分析
由于木工平刨床只需要一個加工時候的切削速度，并不需要變速機構(gòu)，所以其傳動機構(gòu)是比較簡單的。其傳動原理圖如下：
圖14 傳動原理圖
2 傳動件選擇
電機輸出與主軸轉(zhuǎn)動之間的傳動裝置具有穩(wěn)定的傳動比，參考實際經(jīng)驗，本設(shè)計選擇帶傳動。帶傳動具有機構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易；允許的傳動比大，機構(gòu)緊湊，并且大多數(shù)V帶已經(jīng)標準化。綜合考慮了各種帶型的特點后，最終選取了窄V帶作為傳動帶。因為根據(jù)各種傳動帶小帶輪的極限轉(zhuǎn)速，普通V帶的為5000r/min，但是平刨床主軸的額定轉(zhuǎn)速為5600r/min，而窄V帶的達到了7000r/min。并且窄V帶除了具有普通V帶的特點外，還能承受較大的預緊力，允許速度高，傳遞功率大，耐熱性好。故而，最終選取了窄V帶作為傳動帶。
3 窄V帶傳動設(shè)計計算（類似于普通V帶設(shè)計計算）
（1） 選擇V帶的帶型
由于平刨床的刀軸轉(zhuǎn)速為=5600r/min，故而選擇刀軸處的帶輪為小帶輪，主動輪即與電機連接的帶輪為大帶輪，為增速機構(gòu)。參考高等教育出版社 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 編《機械設(shè)計》 第八版（以下簡稱《機設(shè)》）表8-7 工作情況系數(shù)表 可得平刨床的工作情況系數(shù)為1.3，通過下式來確定計算功率
⑸
式中：——計算功率，kW；
——工作情況系數(shù)
——所需傳遞的額定功率，此處也就是電機的額定功率；
此處=3kW為電機的額定功率。通過上式計算，=3×1.3=3.9kW，并且上文已選取了電機的轉(zhuǎn)速為1461r/min，即大帶輪的轉(zhuǎn)速為1461r/min。從而由、查閱江西科學技術(shù)出版社 中國機械工程學會 中國機械設(shè)計大典編委會 編 《中國機械設(shè)計大典》（以下簡稱《大典》）第四冊圖36.1-5窄v帶的選型圖，選用SPZ型（摘自 GB/T 11544—1997）。本設(shè)計窄V帶的標記是SPZ 1600 GB/T 11544-1997。圖示如下：
圖15 窄V帶
（2） 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速V
注:由于刀軸部分連接的是小帶輪,而實際應用中小帶輪一般為主動輪,本設(shè)計也可以假設(shè)刀軸為驅(qū)動裝置,即小帶輪仍為主動輪,電機便假想為負載.本設(shè)計為一個增速機構(gòu)。
① 初選小帶輪的基準直徑。并且考慮到小帶輪連接于主軸上，由《機設(shè)》表8-6和表8-8，取小帶輪的基準直徑=75mm。
② 驗算帶速V。按《機設(shè)》式（8-13）驗算帶的速度
m/s=21.98 m/s ⑹
因為5m/s＜v＜30m/s，故帶速合適。
③ 計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)《機設(shè)》式（8-15），計算大帶輪的基準直徑
== mm=287.474mm
根據(jù)《機設(shè)》表8-8，圓整為=280mm。
（3） 確定V帶的中心距和基準長度
① 根據(jù)《機設(shè)》式（8-20），一般初選帶傳動的中心距為
⑺
并參考床身高度840 mm，初定中心距=500 mm。
② 由《機設(shè)》式（8-22）計算所需的基準長度
⑻
mm
≈1556mm
由表8-2選擇V帶的基準長度=1600mm。
③ 按《機設(shè)》式（8-23）計算實際中心距
mm ⑼
≈522 mm
從而中心距的變化范圍按式(8-24)計算為
⑽
得到中心距的變化范圍為498～570 mm
④ 驗算小帶輪上的包角
≈156°≥90° ⑾
⑤ 計算帶的根數(shù)z
1) 計算單根V帶的額定功率
由=75 mm和=5600 r/mm,查《大典》表36.1-17h 單根SPZ型窄v帶的基本額定功率得=3.15 kW（原表小帶輪轉(zhuǎn)速最高為5000r/min，根據(jù)數(shù)據(jù)推算大概是此值，因為此處的推算并不影響結(jié)果，它早已超過了所需傳遞的總功率）。
由于傳動比3.73，繼續(xù)查閱上表，得到（估算）。查閱《大典》表36.1-14得=0.92，表36.1-15續(xù)表，得=1.00，于是
3.65 kW ⑿
2） 計算V帶的根數(shù)z
1.07 ⒀
根據(jù)理論計算應該取2根，如此設(shè)計結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和方便性將會提高，功率傳輸更加全面，也更加安全可靠，提高了機構(gòu)的使用壽命。即2。
⑥ 計算單根V帶的初拉力最小值
≈110 N ⒁
式中q為窄V帶每米長的重量（kg/m）（窄V帶q查閱《大典》表36.1-16得q=0.07kg/m）。在實際使用中應使初拉力＞。
⑦ 計算壓軸力
壓軸力的最小值為
=2×2×110× N≈427 N ⒂
⑧ 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
1) V帶輪的設(shè)計內(nèi)容
根據(jù)帶輪的基準直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等已知條件,確定帶輪的材料,結(jié)構(gòu)形式,輪槽/輪輻和輪轂的幾何尺寸、公差和表面粗糙度以及相關(guān)技術(shù)要求。
2） 帶輪的材料
由于作為皮帶傳動，需要能夠承受一定的拉力，其抗拉強度是一個基本要求。常用的帶輪材料為HT150或HT200，本設(shè)計選用HT200，其抗拉強度較高
3） 帶輪的結(jié)構(gòu)形式
V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成。V帶輪的機構(gòu)形式與基準直徑有關(guān)。
查閱《大典》表36.1-24 V帶輪的基準直徑系列，得到小帶輪外徑=79 mm，大帶輪外徑=284 mm；
查閱《大典》表36.1-27 V帶輪（基準寬度制）輪緣尺寸（摘自GB/T 13575.1-1992） 得到所需SPZ型窄V帶帶輪的輪緣尺寸，具體參數(shù)列表如下：
表2 SPZ窄V帶（基準寬度制）輪緣尺寸 （mm）
基準寬度
8.5
基準上槽深
2.0
基準線下槽深
7.0～9.0
槽間距e
12±0.3
槽邊距
7
最小輪緣厚
5.5
帶輪寬B
外徑
輪槽角
根據(jù)以上參數(shù)，確定帶輪輪緣部分結(jié)構(gòu)尺寸。另查閱《大典》表36.1-30 V帶輪的機構(gòu)形式和輻板厚度，確定大帶輪采用孔板式（六孔板），孔徑40 mm，輻板厚16 mm；小帶輪采用實心式，孔徑30 mm。另參考《機設(shè)》圖8-14 中的經(jīng)驗公式得到大、小帶輪的全部尺寸參數(shù)，從而繪制出帶輪結(jié)構(gòu)尺寸圖示如下：
圖16 小帶輪結(jié)構(gòu)
圖17 大帶輪結(jié)構(gòu)
⑨ V帶傳動的張緊、安裝與防護
1） V帶傳動的張緊
V帶傳動一段時間后會因為帶的塑形變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應定期檢查帶的松弛程度，采取相應的補救措施。本設(shè)計采用的是定期改變中心距的滑道式張緊裝置，調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。在本設(shè)計中，滑道與刀軸方向垂直，滑道材料為HT150，只要沿著滑道方向擺動電機就可以達到皮帶的張緊。另外，滑道采用的是T形槽，電機在豎直方向的自由度已經(jīng)限制，故而只要在電機的一側(cè)設(shè)置一個阻擋螺栓，防止電機在平刨床工作過程中往帶輪中心距減小的方向滑動。用T型螺栓作為滑塊，型號GB/T37-88 M20×56。為也可以通過調(diào)節(jié)螺栓使得電機移動，從而達到帶張緊的作用。螺栓通過滑道上的支座連接，并通過螺栓上的螺母和墊圈來緊固。滑道與床身通過角焊接和周圍（角）焊接連接。滑道末端的緊固螺栓為在型號為GB/T 5782-2000 M20×150六角頭螺栓的基礎(chǔ)上加工，將螺紋區(qū)域的長度增加至135 mm。螺栓的軸向緊固通過增設(shè)的型號為GB/T 6170-2000 M20六角螺母和標準型彈簧墊圈（型號GB/T 93 20）來實現(xiàn)?；朗降膬?yōu)點是方便調(diào)節(jié)，而且電機傳動不受平刨床床身振動的影響，提高了機床整體的精度和加工質(zhì)量。圖示如下：
圖18 電機位置與張緊裝置
1 帶輪；2電機；3螺栓；4 滑道；5 床身
2） V帶傳動的安裝
各帶輪的軸線要互相平行，各帶輪相對應的V型槽的對稱平面應重合，誤差不超過20’。多跟V帶傳動時為避免各跟V帶的載荷分布不均，帶的配組公差在規(guī)定的GB/T 13575.1-92國標中。帶輪與軸的安裝采用軸端擋圈在軸端緊固。大帶輪軸端擋圈公稱直徑=50 mm，小帶輪軸端擋圈=38 mm。相應國標為GB/T 892-1986。緊固螺釘選用 GB/T67-2008 M6×30、GB/T67-2008 M3×16開槽盤頭螺釘。帶輪前方床身上設(shè)置了蓋板，蓋板尺寸長×寬×高為,450×450×2 mm。電機尾部裝有散熱板，由鑄鐵HT150鑄造。蓋板和散熱板均用四個正方形排布的開槽圓柱頭螺釘緊固，型號為GB/T 65-2000 M4×6。
五、 控制裝置設(shè)計
控制裝置主要指對平刨床的開啟和關(guān)閉進行控制，其本質(zhì)就是控制電機的啟動和制動。但是為了保證使用平刨床的安全，對于剛剛組裝的刀軸，按照平刨床安全使用標準，每次起動需要分三檔升速，每次試驗10 min。
第一檔為額定轉(zhuǎn)速；
第三檔為試驗轉(zhuǎn)速，即額定轉(zhuǎn)速的2倍；
第二檔介于兩者之間，為兩者的平均值。
由于變速采用的是變極對數(shù)調(diào)速的多速鼠籠式異步電動機，在電機內(nèi)部的定子繞組可以裝兩套獨立繞組，各自具有所需的極對數(shù)，兩套獨立繞組中每套又可以有不同的連接方式來實現(xiàn)，通過繞組的串聯(lián)、并聯(lián)轉(zhuǎn)換，改變繞組中的電流情況，從而可以得到雙速、三速等等的電動機，這類電機通稱為多速電動機。然后，只需要將電動機的控制電路連接到平刨床床身上，設(shè)定相應的旋鈕（旋轉(zhuǎn)開關(guān)），便可達到變速目的。控制裝置的位置和型號情況均在平刨床總圖中有所體現(xiàn)，圖示可以參閱總圖。
六、木工平刨床附件的選擇
由于本設(shè)計并不投入實際生產(chǎn)，也沒用實際的商業(yè)價值，故而屬于純理論的學習型設(shè)計。通過參考多種品牌的木工平刨床，現(xiàn)分為以下幾類進行概述：
1 刻度盤：在工作臺的升降機構(gòu)中需要有刻度盤來量度升降量，刻度表粘貼于刻度盤上。并在手柄擺桿上畫了一條紅線當做刻度指針。通過上文設(shè)計，已經(jīng)確定手柄擺桿角度與工作臺升降高度的方程，當偏心軸末端處于偏心軸主體水平中心線上部選用上部分的刻度，反之選用下部分的刻度。根據(jù)實際描繪，得到如下刻度盤示意圖：
圖19 刻度表
2 銘牌：標明尺寸、功率等一些主要參數(shù)。
3 開關(guān)：采用旋動式調(diào)速開關(guān)，開關(guān)盒未在裝配圖上表示出來，可以在市場上購買另行安裝，機架上留有安裝位置。
4 安全守則及安全圖標（在存在安全隱患的地方標出）。
5 散熱裝置：在床身上開有散熱區(qū)域，而且有一定的空間安裝吸塵裝置。
總 結(jié)
通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學到了許多。這是一次關(guān)于學習與態(tài)度的旅行，路上充滿著溝溝坎坎，最后都一一被化解。這種感受正是成長的感受，我很高興能夠在進行專業(yè)學習中獲得成長，無論是知識上的，還是為人、品格上。
在設(shè)計途中，我領(lǐng)悟到良師益友的作用和偉大。在我面對一個結(jié)構(gòu)或者一個原理百思不得其解的時候，經(jīng)由老師或者朋友蜻蜓點水般的點撥，我便能夠一探其中奧妙。這便是知識的力量，也是學習的魅力。
做畢業(yè)設(shè)計，也正是一次對于設(shè)計思想領(lǐng)略的過程。大凡設(shè)計，總有其想通之處。只有把握住了設(shè)計的脈路、把握了設(shè)計的靈魂我們才能夠?qū)υO(shè)計這一大類的子丑寅卯都可以得心應手地應對和處理。
設(shè)計也是一面鏡子，它試探出了我的本領(lǐng)和知識的深度。在這次設(shè)計中，我遇到了重重困難，這也正說明了我的專業(yè)基礎(chǔ)知識不夠扎實，更從側(cè)面反映出我還擁有多么大的提升空間。這也次設(shè)計，我做得很踏實，因為它充滿了一系列的問題需要你自己去解決，還需要解決后的完善，這其實多么像生活，怎么處理自己的事只不過是一種態(tài)度。正因如此，我很認真的對待這次設(shè)計，態(tài)度，是起碼的前提。也通過這次設(shè)計，更加深沉和長久地磨練了我的性格。
設(shè)計也是一座橋，把理論和實踐相連。理論是很美妙的，然而只有通過實際實現(xiàn)，它才能煥發(fā)它獨特的光彩和魅力。特別遺憾的是，這次畢業(yè)設(shè)計對于實踐也只能夠有些微的感性認識，沒有更多的機會深入，但這是一個很好的開始，因為我們永遠生活在實際中，而且，作為畢業(yè)生，我們也將擁有更多更好的機會去接粗它們。
歸根究底，設(shè)計是一種系統(tǒng)性的學習，這是符合知識儲存規(guī)律的，也符合我們的認知規(guī)律，而更有意味的是系統(tǒng)性是一切實物和組織的本質(zhì)。設(shè)計是人對自己大腦思想的個性化和綜合化處理，在設(shè)計中學習、提升，這是再好不過的了。
最后，很感恩在江西農(nóng)業(yè)大學生活的四年，我在這兒生活、學習、成長，就讓我懷著誠摯的心情把這份拙陋的畢業(yè)設(shè)計獻給我的母校、我的師友們吧。
參考文獻
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