橡胶输送带切割机整机结构设计.docx

目 录
中文摘要 2
英文摘要. 3
1 引言 4
1.1 机床的基本组成 4
1.2 机床的运动 5
1.3 输送带切割机整机结构设计主要内容 5
2 输送带切割机整机方案设计 6
2.1 加工零件分析 6
2.2 输送带切割机整体结构方案设计 6
2.3 输送带切割机主传动系统方案设计 8
3 带传动设计计算 11
3.1 带传动概述 11
3.2 普通V带传动设计计算 11
3.3 V带传动的张紧、安装与防护 13
4 主轴及轴系零部件设计计算 13
4.1 概述 13
4.2轴的材料选择 14
4.3轴的结构设计 14
4.4 轴的校核 15
4.5 滚动轴承寿命的校核计算 16
5 丝杠选型计算 16
5.1 横向进给丝杠设计计算 17
5.2 竖直丝杠计算 19
6 夹紧装置设计 19
6.1 夹紧装置概述 19
6.2 夹紧装置的组成 19
6.3 夹紧力的确定 20
6.4 输送带切割机夹紧装置设计概要 20
7 送料机构设计 21
8 支承件设计 21
8.1 支承件概述 21
8.2 输送带切割机支承件的材料及制法 22
8.3 支承件截面形状的选择 22
8.4 输送带切割机支承件设计概要 22
8.5 圆柱导轨的校核 23
9 绘制输送带切割机整机装配图 24
总结 24
谢辞 25
[参考文献] 26
附录 26

橡胶输送带切割机整机结构设计说明书
摘要：设计课题为“橡胶输送带切割机整机结构设计”，此专用机床要求能对橡胶输送带接头进行快速加工，并保证加工面的精度。机床整机结构设计，是对机床总体布局及机床零部件进行设计计算。应对工件进行必要分析，选择机械加工方法，设计机床进给、传动方案，对机床主要零部件，如带轮、主轴、丝杠等进行尺寸计算与强度刚度校核。提出工件专用夹紧装置和送料机构的可能性结构并进行分析。
关键词：专用机床，夹紧装置，送料机构，机床设计

Abstract：The design task for this paper is “The whole structure design of Conveyer belt cutting machine”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rapidly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. It’s necessary to analysis each parts, choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and transmission-scheme, calculate size and check the strength stiffness of main components in this machine, such as pulley, spindle, screm ect. Come up with possible structure of workpiece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability.
Keywords：special machine tool, clamping-device, conveying-mechanism, design of machine.

1 引言
机床不同于一般机械，它是用来生产其他机械的工作母机，因此在刚度、精度及运动特性方面有其特殊要求。

1.1 机床的基本组成

各类机床通常都由下列基本部分组成。
1.1.1 动力源
为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液压泵、液压马达等。
1.1.2 传动系统
包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。
1.1.3 支承件
用于安装和支承其他固定或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、立柱等。支承件是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。
1.1.4 工作部件
包括：
1.1.4.1 与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件，例如，主轴及主轴箱、工作台及其滑板和滑座、刀架及其溜板以及滑枕等，用来安装工件或刀具的部件；
1.1.4.2 与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置等。
1.1.4.3 与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构与操纵机构等。
1.1.5 控制系统
用于控制各工作部件的正常工作，主要包括电气控制系统、液压或气动控制系统、数控系统等。
1.1.6 冷却系统
用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。
1.1.7 润滑系统
用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。
1.1.8 其他装置

1.2 机床的运动

机床的切削加工是由工具（包括刀具、砂轮等）与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。
1.2.1 表面形成运动
表面形成运动是机床最基本的运动，亦称工作运动。表面形成运动包括主运动和进给运动，这两种不同性质的运动和不同形状的刀具配合，可以实现轨迹法、成形法和展成法等各种不同加工方法，构成不同类型的机床。
1.2.2 辅助运动
机床在加工过程中，加工工具与工件除工作运动以外的其它运动称为辅助运动。

1.3 输送带切割机整机结构设计主要内容

输送带切割机整机结构设计是在工件（输送带）外形尺寸固定、加工要求固定的情况下，设计一台只针对单一类型工件和加工方式的专用机床，其设计主要内容为：
（1）加工零件分析。
（2）机械加工方法的选择与确定。
（3）机床主运动及进给运动等传动方式设计。
（4）机床动力源、传动系统、支承件、工作部件以及专用夹具等机械部件或零件的选型、计算和校核。
（5）机床装配工艺设计。
（6）绘制机床装配图、机床主要零部件工作图。
设计完成后，机床零部件应保证尺寸、强度、精度的合理性及正确性，并能完成最后装配。

2 输送带切割机整机方案设计

2.1 加工零件分析

输送机在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状、粉状以及成件物品。输送带又叫运输带，是用于输送机中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属的复合制品，或者是塑料和织物的复合制品。输送带能连续化、高效率、大倾角运输，操作安全，使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离， 降低工程造价，节省人力物力。
输送带根据运输量大小按宽带分为：B200、B300、B400、B500、B600、B650 B800、B1000、B1200、B1400、B1600、B1800、B2000等常用型号（B表示宽度，单位为mm）。
所有的输送带必须接成环形才能使用，所以输送带接头的好坏直接影响输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅地运行。
而本设计机床适用于B1000型号的橡胶输送带的接头加工，加工示意图如图2.1。

2.2 输送带切割机整体结构方案设计

2.2.1 机械加工方法设计
采用机械加工方法获得零件的形状，是通过机床利用刀具将工件上多余的材料切除来获得的。根据机床运动的不同、刀具的不同，可分为不同的加工方法，主要由：车削、铣削、磨削、钻削、镗削及特种加工等。
输送带为宽1000mm，厚10mm的板型工件，查看各机械加工方法的适用范围，得出适用于输送带加工的有铣削加工及刨削加工两种。
铣削加工特点：断续加工，有切削冲击，因而需要考虑刀具承受冲击载荷的问题；开放式加工，排屑比较容易；其为多齿工作，旋转运动利于快速切削，生产率较高；刀齿散热条件好；加工振动大，波动大，均匀性差，主轴需设计减震或卸荷装置。
刨削加工特点：往复运动加工，切削速度不可能太高，生产率低；刀具结构简单；惯性大；机床尺寸大。

图2.1 输送带接头加工示意图
综合加工工件、机床尺寸、加工效率、加工精度及加工经济性考虑，把机床设计为专用铣床。
2.2.2 输送带切割机整机结构方案设计
（1）机床运动的确定和分配
确定机床的运动时，应当在满足工作要求的前提下，尽可能减少运动数目。尽可能简化运动装置和传动装置的结构，减少运动执行件的的数目
加工输送带接头，只需要调整切深和加工宽度，就可进行横向铣削加工。调整输送带加工宽度，可设计进料机构，故机床所有运动由电机-主轴-铣刀（主运动）、电机-滚珠丝杠副（进给运动）、竖直滚珠丝杠副（切深调整）三个机构完成。
分配运动时，应把运动分配给重量轻的执行件，对于进给运动，应把运动分配给主轴而不是输送带，因为输送带尺寸大，工作台大，重量比定速主轴箱大。
（2）机床精度的确定
按一般机床精度选择，输送带切割机总精度为7级精度。
（3）机床的总体布局
机床总体布局的基本要求：保证刀具和工件间的相对运动和相对位置；足够的刚性；便于操作、维修、排屑等；结构紧凑，材料消耗低，占地面积小；造型美观。
根据机床布局的要求及输送带切割机机床类型、机床运动、工件类型，绘制机床布局草图。

2.3 输送带切割机主传动系统方案设计

2.3.1 传动方案概述
传动装置位于原动机与工作机之间，用于传递运动和动力，并可以改变运动的形式、速度和转矩大小。它的机械性能、技术水平和产品质量对整个机器的性能和工作状况影响很大。因此，合理设计传动方案具有重要意义。
合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，如传递功率的大小、转速和运
动形式等。此外，还要适应工作条件和环境要求，也就是应保证工作可靠，满足结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉等。设计时，要通过对多个可行方案进行分析、综合、比较，最终选择各项主要技术指标较优的传动方案。
在传动装置设计时，根据常见机械传动的主要性能，一般考虑以下几方面问题：
（1）带传动的特点是传动平稳、能缓冲减震，但承载能力较小，即传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大些。
（2）链传动的特点是运转不均匀、有冲击，不适于高速传动。
（3）蜗杆传动的特点是可以实现较大的传动比、结构紧凑、传动平稳，但效率较低，适用于中、小功率且间隙运转的场合。
（4）减速器具有固定传动比、结构紧凑、机体封闭。润滑良好、寿命长且传动可靠等特点。
2.3.2确定传动方案
输送带切割机传动装置原动机为电动机，工作机为主轴，主轴竖直放置，因此要求传动平稳，能缓冲减震，并根据常见传动的主要性能（表2.1）及参数确定传动机构为V带单级传动，如图2.1所示。
根据表1.1，V带传动工作平稳性好，缓冲吸震能力好，要求制造和安装精度低，但传动精度较低，寿命较短，且环境适应性差，需安装封闭罩；外廓尺寸大，但由于是单级传动，功率不高，故外廓可控制在合理范围内。

传
动
机
构
适
用
指
标

平带传动
V带传动
圆柱摩擦轮传动
链传动
齿轮传动
蜗杆传动
功率/kW
小
中
小
中
大
小
单级传动比
2-4
2-4
2-4
2-5
2-5
10-40
许用的线速度
（m/s）
≤25
≤25-30
≤15-25
≤40
≤20-50
≤15-35
外廓尺寸
大
大
大
大
小
小
传动精度
低
低
低
中等
高
高
工作平稳性
好
好
好
较差
一般
一般
自锁能力
无
无
无
无
无
可有
过载保护能力
有
有
有
无
无
无
使用寿命
短
短
短
中等
长
中等
精度要求
低
低
中等
中等
高
高
缓冲吸震能力
好
好
好
中等
差
差
要求润滑条件
不需
不需
一般不需
中等
高
高
环境适应性
不能接触酸、碱、油
类、爆炸性气体
一般
好
一般
一般
表2.1 常见机械传动的主要性能

图2.1输送带切割机传动方案简图
2.3.3 选择电动机
2.3.3.1 选择电动机类型。按要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。
2.3.3.2 选择电动机容量。电动机所需工作功率为

式中为主轴计算功率，为带传动效率，所以

根据Y系列三相异步电动机的技术数据，选择3kW的电动机。
2.3.3.3 确定电机转速。主轴转速为300r/min，根据带轮常用传动比，故电动机转速的可选范围为

可见，电动机的同步转速可选750r/min和1000r/min，根据电机功率，可用电动机型号有Y 132S-6和Y 132M-8两种。综合电动机外形尺寸大小和传动比合理性，选择电动机型号为Y 132S-6，则电动机的参数如表2.2。

表2.2 选用电动机主要技术参数
电动机型号
额定功率
KW
满载转速
堵转转矩
最大转矩
质量
kg
额定转矩
额定转矩
Y 132S-6
3
960
2.0
2.0
63
2.3.3.4 带轮传动比。选定电动机后，实际带轮传动比为

2.3.3.5 计算主轴输入功率。

2.3.3.6 计算主轴输入转矩。

3 带传动设计计算
3.1 带传动概述
带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮（主动带轮和从动带轮）和传动带。当主带轮1转动时，利用带轮和传动带间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动轮，。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械中应用广泛。
本设计为输送带切割机电动机-主轴普通V带传动，电动机功率，转速，传动比。
3.2 普通V带传动设计计算
3.2.1 确定计算功率
由《机械设计》表8-7查得工作情况系数，故

3.2.2 选择V带的带型
根据、由《机械设计》图8-10选用A型。
3.2.3 确定带轮的基准直径并验算带速
3.2.3.1 初选小带轮的基准直径。由《机械设计》表8-6和表8-8，取小带轮基准直径。
3.2.3.2 验算带速。按公式验算带的速度

因为，故带速合适。
3.2.3.3 计算大带轮的基准直径。根据公式，计算大带轮的基准直径

根据《机械设计》表8-8，圆整为。
3.2.4 确定V带的中心距和基准长度
3.2.4.1 根据，初定中心距。
3.2.4.2 计算带所需的基准长度

由《机械设计》表8-2选带的基准长度
3.2.4.3 计算实际中心距。

根据

中心距变化范围为。
3.2.5 验算小带轮上的包角。

3.2.6 计算带的根数。
3.2.6.1 计算单根V带的额定功率。由和，查《机械设计》表8-4a得。
根据，和A型带，查《机械设计》表8-4b得,
查《机械设计》表8-5的，表8-2得，于是

3.2.6.2 计算V带的根数

取4跟。
3.2.7 计算单根V带的初拉力最小值
由《机械设计》表8-3得A型带的单位长度质量，所以

应使带的实际初拉力。
3.2.8 计算压轴力
压轴力最小值为

3.2.9 V带轮结构设计
根据V带轮的基准直径和带轮轮速等已知条件，确定带轮材料为HT200；带轮基准直径（为安装带轮的轴的直径，mm），采用实心式带轮；轮槽截面尺寸参照《机械设计》表8-10进行设计。大带轮安装在主轴上，为了主轴传动平稳性，应加卸荷装置（见大带轮卸荷装置装配图），通过卸荷装置把V带压轴力传递到主轴箱体。
3.2.10 绘制主动带轮零件图

3.3 V带传动的张紧、安装与防护
3.3.1 V带传动的张紧
V带传动运转一段时间后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采取定期改变中心距的方法来调节带的初拉力，使带重新张紧。
3.3.2 V带传动的安装
带轮的轴线应相互平行，各带轮相对应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过。多跟V带传动时，为避免各根V带的载荷分布不均，带的配组公差应在规定的范围内（参见GB/T 13575.1—92）。
3.3.3 V带传动的防护
为安全起见，带传动应置于保护罩之内，使之不能外露。
4 主轴及轴系零部件设计计算
4.1 概述
轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。
轴的零件结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难。
轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。而对刚度要求高的轴，如机床主轴，还应进行刚度计算。
4.2轴的材料选择
在一般工作温度下，碳钢和合金钢的弹性模量相差不多，因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方式时，所根据的是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲和扭转刚度。但为了配合轴系零部件和经济性，可选择强度较低的钢材，而适当增大轴的直径来提高轴的刚度。
根据以上要求，主轴材料选择45号钢，调质热处理，其主要力学性能见表4.1。
表4.1 45调质钢的主要力学性能
材料牌号
热处理
硬度/
HBS
抗拉强度极限

屈服强度极限

弯曲疲劳极限

剪切疲劳极限

许用弯曲应力

MPa
45
调质
217-255
640
355
275
135
60

4.3轴的结构设计
4.3.1 初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为45钢，调制处理。根据《机械设计》表15-3，去，于是得

主轴的最大直径显然是安装刀具处，最小直径是安装带轮处。考虑主轴的强度，定。
4.3.2 拟定轴上零件的装配方案
根据零部件和主轴上零件的定位要求，拟定装配方案：滚动轴承根据结构要求使用圆螺母定位，止动垫圈定位；飞轮使用过盈配合安装定位（参见输送带切割机装配图）。
4.3.3确定主轴各段直径、长度及精度
阶梯轴各轴段直径和长度的变化是根据主轴上零件的受力、安装、固定及对主轴表面粗糙度、加工精度要求而定的：
（1） 在装有密封元件的滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承内孔径尺寸一样。
（2） 当直径变化处端面是为了固定轴上零件或承受轴向力时，则直径变化值要大些，一般取6-10mm。
（3） 如果两相邻轴段只是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时，两直径略有差值即可。
（4） 主轴各段长度应根据零件尺寸及装配方案设计。
4.3.4 确定轴上倒角尺寸
参考《机械设计》表15-2，取轴端倒角为，螺纹倒角为。初定主轴零件图。

4.4 轴的校核

4.4.1 轴的强度校核
在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值；因为带轮连接使用卸荷机构，带轮压轴力并不作用在主轴上；最大弯矩应在圆锥滚子轴承处，故应校核圆锥滚子轴承截面的强度。
按第三强度理论，计算应力

式中：——轴的计算应力，MPa；
——轴所受得弯矩，N·mm；
——轴所受得扭矩，N·mm；
——轴的抗弯截面系数；
——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。
对于圆柱截面，，由公式得弯扭合成强度为。
4.4.2 轴的弯曲刚度校核
轴的弯曲刚度条件为：
挠度 ，偏转角

故轴的弯曲刚度满足要求。
4.4.3 轴的扭转刚度校核
轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角的计算为：

达到扭转刚度要求。

4.5 滚动轴承寿命的校核计算
滚动轴承为机床主轴轴承，为重要部件轴承，故轴承预期寿命。以小时数表示的轴承基本稳定寿命为

计算出的轴承寿命达到要求。
5 丝杠选型计算
滚珠丝杠副是由滚珠丝杠、滚珠、滚珠螺母和相关循环零件组成的以圆柱螺旋线为运动轨迹的传动部件。用来将回转运动转化成直线运动（主要用途），或将直线运动转化成回转运动（大导程）。广泛应用于数控机床、自动化设备、测量仪器、印刷包装机械、纺织机械、制药机械、玻璃机械以及其他需要精密路径定位的领域。
作为滚动摩擦的传动部件，它具有如下6点特性：
（1）传动效率高
滚珠丝杠副的传动效率高达90%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍，能高效地将扭力转化为推力，或将推力转化为扭力。
（2）传动灵敏平稳
滚珠丝杠副为点接触滚动摩擦，摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行，可μ级控制微量进给。
（3）定位精度高
滚珠丝杠副传动过程中温升小、可预紧消除轴向游隙和初级弹性形变、可对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，故可获得较高的定位精度和重复定位精度。
（4）精度保持性好
滚珠及滚道硬度达HRC58～63，滚道形状准确，滚动摩擦磨损极小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用寿命。
（5）传动刚度高
滚珠丝杠副内外滚道均为偏心转角双圆弧面、在滚道间隙极小的时也能灵活传动。需要时加一定的预紧载荷则可消除轴向游隙和初级弹性形变以获得良好的刚性。
（6）同步性能好
滚珠丝杠副因具有导程精度高、灵敏度好的特点，在需要同步传动的场合，用几套相同导程的滚珠丝杠副可获得良好的同步性能。
5.1 横向进给丝杠设计计算
工作台总重估算值3000N，导轨动摩擦系数，静摩擦系数，快速进给速度，切削进给速度，定位精度，全行程，要求寿命。
5.1.1 确定丝杠副导程

快进速度，电机与丝杠传动比，选定丝杠快进转速，则丝杠导程。
5.1.2 确定当量转速及当量载荷
丝杠的轴向载荷为

当量转速

当量载荷

5.1.3 预期额定动载荷
按预期寿命估算

轻微冲击，取，，可靠性97%，取，已知，故丝杠预期额定动载荷。
5.1.4 确定允许的最小螺纹底径
估算丝杠的最大轴向变形量
定位精度

估算最小螺纹底径

，取，静摩擦力，代入的。
5.1.5 确定滚珠丝杠副的规格代号
选择内循环浮动式法兰，直筒双螺母垫片预紧形式，由计算出的最小螺纹底径、额定动载荷、导程在样本内选择滚珠丝杠副FFZD4010-3。
滚珠丝杠副选型后，确定预紧力

5.1.6 滚珠丝杠副轴承选择
两端固定的支承形式，选用圆锥滚子轴承。
，，
选择30206圆锥滚子轴承。
5.2 竖直丝杠计算
竖直进给丝杠螺母副采用手动进给，故导程沿用横向进给丝杠导程。竖直丝杠只负责调整加工切深，不承受切削力载荷，只承受工作台载荷，故丝杠的轴向载荷，当量转速估算为，则丝杠的预期额定载荷按预期寿命估算

可沿用横向进给丝杠型号FFZD4010-3。
6 夹紧装置设计
6.1 夹紧装置概述
工件定位之后，在切削加工之前，必须用夹紧装置将其夹紧，以防止在加工过程中由于受到切削力、重力、惯性力等得作用发生位移和振动，影响加工质量，甚至使加工无法顺利进行。因此，夹紧装置的合理选用至关重要。
6.2 夹紧装置的组成
（1）力源装置 产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力，对于手动夹紧来说，力源来自人力。
（2）中间传力机构 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构。在传递力的过程中，它能起到如下作用：改变作用力的方向；改变作用力的大小；使夹紧实现自锁。
（3）夹紧元件 夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触完成夹紧作用。
6.3 夹紧力的确定
6.3.1 夹紧方向的确定
（1）夹紧力方向应朝向主要定位基准面；
（2）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向；
（3）夹紧力作用方向应使夹紧力最小。
6.3.2 夹紧力作用点的确定
（1）夹紧力的作用点应落在支承元件形成的稳定受力区域内；
（2）夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位；
（3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。
6.3.3 夹紧力的大小确定
夹紧力的大小需根据切削力、工件重力大小、方向和相互位置关系具体计算。为安全起见，计算出夹紧力应乘以安全系数，故实际夹紧力一般比理论计算值大2-3倍。
6.4 输送带切割机夹紧装置设计概要
在设计输送带切割机夹紧装置时，除了工件尺寸及工件定位，还应考虑夹紧装置在机座上的安装空间与安装尺寸。根据机床整体结构设计，在横向进给机构、纵向进给机构以及主轴尺寸确定后，夹紧装置的最大外形尺寸为1585X685X410mm。在设计时，不仅要达到最大外形尺寸的要求，而且在确保夹紧力、工件定位等符合设计要求的情况下，尽量缩小夹紧机构的尺寸，使其结构紧凑，易于制造、安装与维修。
加工时输送带平置于机座上，通过机座对输送带进行初步定位，输送带为长形板料，宽度为1000mm，材料为橡胶、织物、金属的复合材料，刚度差，刚性模量较普通金属材料差，在夹紧时，应把夹紧应力平均分布在输送带上，以尽量减少输送带因夹紧力产生的应力变形。因此，设计时通过力的传递机构使夹紧元件（压板）与输送带的接触面积加大。
在夹紧机构的选择上，应优先选择典型夹紧机构，如斜楔夹紧机构、螺纹夹紧机构或其组合机构等。由于夹紧装置竖直方向空间不大，因此可设计一个传力机构，使摇动手柄的切向力改变为竖直方向的作用力，如夹紧装置装配图所示，通过楔形滑块1，把切向力改变为水平方向的轴向力，再通过滑块1与滑块2的配合，把轴向力改变为竖直方向的力，也就是最后所需的夹紧力的方向。此设计既能改变作用力的方向，又可起到增力效果，还能使夹紧实现自锁，保证力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夹紧工件，这对手动夹紧尤为重要。
因为采用手动夹紧，只凭人力控制夹紧力大小，一般不需要算出所需夹紧力的确切数值，只是必要时进行概略的估算。对于输送带加工时所需的夹紧力，可参照《铣削加工中最小夹紧力的计算》进行计算。
设计完毕后，绘制夹紧装置装配图。

7 送料机构设计
输送带切割机送料机构，其主要作用是输送带一个台阶加工完成后，输送带通过送料机构向前移动到下一加工区域，然后进行下一步加工。
如送料机构装配图，心轴1与心轴2上装有送料辊，心轴2上装有手柄；当手柄1如图纸所示位置时，偏心轴下压，压块向下使弹簧收紧，此时送料辊1与送料辊2轴线距比输送带略大，此时可把输送带装到送料机构上，或把加工后的输送带移开；当手柄1上摇时，压块带动送料辊1向上移动，产生夹紧力，此时摇动手柄2，通过心轴装上的送料辊与输送带的摩擦力可使输送带移动
送料机构仅是负责输送带在加工时的进料，因此对送料机构的尺寸精度及安装精度要求并不严格，只要保证送料辊1与送料辊2能进行正常进料-夹紧工作即可。
8 支承件设计
8.1 支承件概述
支承件用于安装、支承和联接其他固定或运动的部件，承受其重力及力矩，在一台机床的总质量中占有很大比例，同时在很大程度上影响着机床的工作精度和抗振性能；若兼作运动部件的导轨时，还影响着机床的耐磨性等。所以正确选择支承件的材料和正确设计其结构形式及尺寸，是减小机床质量、节约金属材料、提高工作精度、增强机床刚度的重要途径。
8.2 输送带切割机支承件的材料及制法
机床的支承件结构较为复杂，刚度要求也高，因而使用铸造方式制造。铸造材料使用便于施工又价廉的HT200以及HT150两种普通灰铸铁；而机座的制造，则采取分零铸造，然后焊成一体的方法。
铸造及焊接零件的基本工艺、应用特性查看《机械设计实用手册》。编写铸造或焊接工艺文件时，应设计合理，符合生产要求。
8.3 支承件截面形状的选择
支承件受力情况复杂，因而要产生拉伸、弯曲、扭转等变形。当受到弯曲或扭转时，截面形状对于它们的强度和刚度有着很大的影响。因此应正确设计支承件的截面形状，以提高它们的刚度和强度。应对支承件进行受力分析，根据不同截面形状刚度和强度特点（表8.1）选取正确的截面形状。

截面形状
弯曲
扭转
相对强度
相对刚度
相对强度
相对刚度
矩形
1.0
1.0
1.0
1.0
环形
1.2
1.15
43
8.8
空心矩形
1.4
1.4
38.5
31.4
工字型
1.8
1.8
4.5
1.9
表8.1 相同面积下几种截面形状的对比
8.4 输送带切割机支承件设计概要
（1）支承件的结构形式和尺寸大小，决定于安装在它的内部或外部定的零件和部件的形状和尺寸及其相互配置、受力与运动情况等。因应力分布的复杂性，切割机支承件比照现用的类似机体进行设计，而略去强度和刚度的分析与校核。
（2）增强机座和箱体刚度的方法：尽量采用完全封闭的空心矩形或工字型截面以及采用肋板等较好的结构；采取尽量减少与其他机件的连接面数；使连接面垂直于作用力；使相连接的各机件间相互连接牢固并紧靠。
（3）机座和箱体质量很大时，应设有起吊装置。
8.5 圆柱导轨的校核
圆柱导轨材料为40Cr，主要作用为机床进给导向及工作台承重，载荷较大，且因为起导向作用，需要保证轴线直线度。

8.5.1 圆柱导轨抗拉强度校核
圆柱导轨所受拉力

圆柱导轨所受最大拉应力应在导轨直径最小处，圆柱所受最大拉应力

远小于40Cr抗拉强度极限，故圆柱导轨抗拉强度符合要求。
8.5.2 圆柱导轨剪切强度校核
两条导轨同时承重。校核圆柱导轨剪切强度时，应分别计算导轨支承处及受工作台重力处的切应力并进行校核。
支承处最大切应力

导轨承重处切应力

均远小于40Cr剪切疲劳极限。
8.5.3 圆柱导轨弯曲强度校核
圆柱导轨所受最剪力，所受集中力偶，40Cr许用弯曲应力圆柱导轨所受最大弯矩

校核强度

8.5.4 圆柱导轨弯曲刚度校核
导轨的弯曲刚度条件为挠度，

加工导轨时应根据挠度进行修正，以保证导轨轴线的直线度。
9 绘制输送带切割机整机装配图
根据上述设计零部件，绘制输送带切割机整机装配图。
总结
随着加工业、矿产开发、运输业的迅猛发展，橡胶输送带的运用日益广泛。目前，橡胶输送带主要用于流水线生产，矿物输送，物流等领域。而输送带需要胶接成环形后才能使用，所以输送带接头的好坏直接影响输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅地运行。因此，对输送带切割机进行研究设计，可有效修整输送带的接口，提高精度，缩小劳动时间，延长输送带使用寿命，进而控制生产和运输成本。
对专用机床的设计，涉及到工件分析、定位、夹紧，机床总体布局，传动方案设计，零部件设计计算校核等步骤，是多学科交叉运用的典型实例。所以本次毕业设计让我受益匪浅，让我系统地认识和全面掌握大学四年所学科目，对机械制造、机械设计、材料力学等有更深入的了解。
首先，寻找有关的资料和课题并且研究设计方案，进行设计的总体规划，理清毕业设计的思路，但是将方案落实到每一个步骤和环节时，难免会出现一些错误，这就需要在进行设计的过程中利用掌握的知识认真排查错误原因，多方面地思考问题，不断改正自己的设计不足之处。
其次，运用所学知识对方案和各零部件进行优化和计算，最后合理地装配，得到所需设计的专用机床。各种加工方法的优劣的理解、机械传动原理是进行机床方案设计的关键。进入到具体零部件设计时，各零件尺寸对机床总体布局的影响和零部件校核是主要解决的问题。在参阅资料的同时，通过不断设计尝试和反复的校核计算初步完成了对输送带切割机的机械结构设计。
谢辞
经过几个月的查阅资料、设计计算、绘制工程图和写作论文，今天终于得以顺利完成设计的最后一步说明书的编写。
设计得以完成，首先要感谢杨海东、张崇高和丁志老师，因为设计是在各位老师的悉心指导下完成的。各位老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德对我影响深远。本设计从选题到完成，每一步都是在各位老师的指导下完成，倾注了老师很多心血。
同时，设计的顺利完成，离不开同学和朋友的关心和帮助。在整个设计过程中，各位同学，尤其是徐敏超同学，积极地帮助我查阅资料和提供有利于设计的建议和意见，正是在和他们的讨论中，设计才得以不断完善，最终帮助我完成输送带切割机整机结构设计这个课题。
另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。
通过此次的毕业设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的束缚，在设计的过程中，通过查阅资料和收集有关信息，培养自学能力和动手能力；通过本次设计，将以前学过的知识转化为自己的思想，从而更好地处理理论与实际相结合的问题。
总之，此次毕业设计过程，我学到了很多，既为大学四年划上句号，也为将来的人生之路做了铺垫。
再次感谢我的大学和所有帮助和鼓励我的老师、同学及朋友，谢谢你们。

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[10]刘荣仲.一种简易的自动送料机构[J].金属加工，2009，7:68-69
附录
本设计所绘图纸如下：
1. 输送带切割机整机装配图，A0；
2. 输送带切割机夹紧装置装配图，A0；
3. 输送带切割机送料机构装配图，手绘，A0；
4. 主轴工作图，A0；
5. 小带轮工作图，A2；
6. 大带轮工作图，A1。