面的抗弯截面模量为轴的许用弯曲应力对转轴和转动心轴，。对实心圆轴，.,其计算截面处的直径为.式中考虑弯矩和转矩所产生的应力的循环不同的修正系数，取其值为对转轴和转动心轴而言，取。因此，轴符合要求。轴的安全系数校核疲劳强度安全系数校核轴的疲劳强度安全系数校核，是根据轴的受截和轴的实际结构形状及尺寸，考虑轴上应力集中轴的绝对尺寸和表面状态等因素对轴疲劳强度的影响，计算并判断变应力作用下轴危险截面处的安全系数是否满足要求。根据变应力情况下的强度理论和实验研究，受变化饿弯曲应力和扭转剪应力复合作用下的轴，其疲劳强度安全系数的计算公式为.式.中，为只考虑弯曲时的疲劳强度安全系数为只考虑扭转时的疲劳强度安全系数。的计算公式为.计算出的安全系数应该满足式.中，为轴的疲劳强度许用安全系数，取取。平均应力幅,材料特性,查文献得.,平均应力,材料特性,.。首先计算交变弯曲正应力及其循环特征.计算交变扭转切应力及其循环特征确定系数根据，查参考文献得由以上数据得所以,故轴的疲劳强度合适。静强度安全系数校核轴的静强度安全系数校核，是根据轴上的最大瞬时载荷包括动载荷和冲击载荷和轴材料的屈服极限，计算并判断轴危险面的静强度安全系数是否满足，其目的是检验轴对塑性变形的抵抗能力。校核公式为.式.中，为危险截面的静强度安全系数为静强度许用安全系数，为只考虑弯曲时的静强度安全系数为只考虑扭转时的静强度安全系数。式.和式.中，为轴材料的抗弯抗扭屈服极限，为轴危险截面上的最大弯距最大转距为轴危险截面的抗弯抗扭截面模量。所以故轴的静强度合适。.轴承的选择和校核选择轴承根据轴的负荷力方向，选用带立式外球面轴承，该轴承额定动负荷比为能承受定的双向轴向负荷轴向位移限制在轴向游隙范围内可自动调心，内圈比较宽，便于装拆。内外圈轴线间允许角偏位为到,轴承型号型。轴承的选用计算机床般传动轴的滚动轴承失效形式，主要是疲劳破坏，所以进行轴承的疲劳寿命计算，就是计算已知轴承在给定载荷下，不发生疲劳点蚀的寿命或在给定载荷下，通过计算，选择在预定寿命内不发生疲劳点蚀失效的可用轴承。滚动轴承寿命计算公式为.表.载荷系数载荷性质举例无冲击或轻微冲击电动机汽轮机通风机水泵等中等冲击或中等惯性力车辆动力机械起重机造纸机冶金机械选矿机卷扬机机床等强大冲击破碎机轧钢机钻探机振动筛等根据表.查得，取.。根据文献查得.符合要求，确定选用。轴承寿命和额定动负荷的修正计算.式.中修正后的额定寿命可靠性不等于时的寿命修正系数非常规材料的修正系数非常规定运转条件寿命修正系数常规轴承材料,正常运转条件和可靠性为的额定寿命。式中材质系数温度系数硬度系数。由于本设计中需要轴转速度不高,所以就不计算轴承极限转速。.链轮轴键的选择和键联接的强度计算键的类型选择键的类型选择根据轴及链轮毂的结构，使用要求和工作状况来选择，还应该考虑传递转距的大小轴上零件是否需要沿轴向移动及滑移距离的长短对中性要求键在轴的中部还是在端部等，本设计采用普通平键，适合使用在链轮链传动中。键的主要尺寸为其剖面尺寸键宽键高与长度。键的剖面尺寸依据轴的直径由标准中选取。键的长度般可按轮毂的长度选定，即键长略短于轮毂长，并符合标准规定的长度系列。根据轴径，轮毂长由机械设计手册取键宽，键高键长和。计算键工作面剪切所以有.式中传递最大转矩轴的直径键与轮毂接触高度键宽。计算键工作面挤压平键联接可能的失效形式有较弱零件通常为轮毂的工作面被压溃静联接，工作面过度磨损动联接，个别情况会出现键被剪断。对于尺寸按标准选择的平键联接，压溃和磨损是其主要的失效形式，因此，通常只作联接的挤压强度或耐磨性计算。在工程设计中，假定压力沿键长和键高均匀分布，则可按平均挤压强度或耐磨性的条件计算，即静联接.根据文献查得表.中，表.键联接的许用挤压应力和压强许用值联接方式联接零件中较弱零件的材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击静联接钢铸铁动联接钢静联接钢许用挤压应力,计算工作转距强度验算键的工作长度挤压高度.挤压此键安全。.螺栓的选择和校核螺栓型号性能等级为根据接合面不滑移条件要求螺栓所必须的预紧力.式.中，为可靠系数，通常取,为接合面摩擦系数,为接合面数目,为螺栓数目。由于预紧，螺栓螺纹部分除了受预紧力所产生的拉应力作用外，还受到螺纹摩擦力距引起的扭转剪应力。拉应力剪应力原木检测机的设计摘要凹凸起伏变化会引起摆杆转动，从而导致角度传感器输出值的变化。通过计算机实时采集到个传感器的输出值，确定出相应检测杆的转角，经运算处理后，得出原木当前截面上个采样点的坐标值。整根原木检测完毕后，沿长度方向上的所有采样截面的检测数据被自动保存，并实时在计算机屏幕上显示刷新，作为原木形状三维仿真和分析计算原木端面径级等几何参数的数据基础。图.为整个硬件系统的工艺流程图.原木检测机系统的工艺流程原木形状识别机设计方案本系统要求完成对原木截面形状数据的自动实时检测。根据实测数据，对原木外形进行计算机模拟再现经过运算分析得出原木端面径级等几何形状参数由数据库统存储和管理每根原木的参数信息，建立原木档案，实现数据共享用户实时监控检测状态，当前原木的检测数据与参数的计算结果及时更新显示系统界面形式直接，人机交互操作简单易懂，配合相应的提示和帮助，以方便用户使用。本系统综合采用了检测技术以完成对原木形状的识别过程。系统总体设计流程如图.所示图.原木检测机系统总体设计流程检测系统设计设备采用接触式测量方法，利用个检测触头直接与原木表面接触。由于原木是在设备上作匀速直线运动，其不同截面外径的变化和表面形状的起伏会使检测摆杆产生摆动，摆杆回转轴与角度传感器相连。在每根摆杆的摆动截面内，将原木不同截面处的直线位移值转换成检测传感器的转动角度值，然后将角度值对应的电信号经数据采集卡传输到计算机处理系统进行分析和处理。数据采集系统设计多通道数据采集般是指同时对多路信号进行采样，并把采样信号按定格式保存下来。本机采用多个通道共享转换器的方式，该方式下的每个通道通过个多路转换开关，按时间间隔，依次将各个通道的信号输入到采样保持电路，再经转换器将模拟信号转换成数字信号。转换器输出的数字信号通过相应的计算机接口电路，输入到计算机进行保存。该采样方式的工作过程中，每个通道的采样频率均等，统在台计算机的控制之下，通过扫描的方式，依次将各通道的模拟信号转换成数字信号，由计算机将其读入并保存。数据处理系统设计采集到的数据输入到算机，将这些数据导入到系统处理程序，进行处理。本实验采用语言编制处理程序，包括每条数据带的分析，然后将计算结果导入语言环境下的视窗界面，进行三维轮廓的模拟再现。同时，对话界面将显示出相应的计算结果，使操作人员可以非常方便的获知原木的轮廓信息由于计算机界面模拟再现了原木的外轮廓，而且相应的轮廓数值也显示在人机对话界面上，这样我们就可以在计.结构实现方法整体结构布局见图.，考虑到生产率的问题，识别机采用既可以单机作业，又可以与其他设备连线作业的方式。原木在床身上做纵向水平运动，检测架置于整个机床的中间部位，在其上按圆周布置八个检测触头。数据采集及处理设备位于控制室，通过信号传输线与检测架连接。图.系统结构布局简图数据采集机构是整个设备的关键部分，检测框架采用螺纹连接与床身紧密结合在起，其上按圆周分布着个检测摆杆，摆杆轴端安装了检测传感器，传感器既可选择字式旋转编码器，又可选择输出信号为模拟量的角度传感器，视具体使用情况选定。原木在设备上运动时，由于原木不同截面处直径的大小变化和原木外表面的凹凸不平会使与之接触的检测摆杆绕其轴转动如图.，这样带动传感器转动，从而产生反映木外形的检测信号。图.检测机构头部示意图本文提出了原木点检测的方法。当沿根原木纵向采集条数据带时，测量机构和被测对象之间必然有相对运动。为了满足测试的精度要求，我们却不希望对象或机构有运动。因为运动不可避免地产生振动，影响检测精度。在研究了以往设备定位的基础上，我们可以设想出种运动静态定位方法，这种方法的基本思想是在保证检测点和我们所需要的运动的情况下，尽量消除其他方向的微小位移和振动，以保证检测精度。在实验过程中，我们采用精密输送用链条作为原木运输载体，其纵向运动可以认为是匀速的，而在链条运动过程中，为了消除其横向的移动，在两侧加装了限位装置，这样，就获得了个很稳定的检测状态。数据采集时，要求原木只按照其长度方向运动，不能有径向摆动滚动和较大的震动，以保证检测数据的准确性。在这里我们用两条精密辊子传输链作为原木运动的载体，同时在传输链的托板上对称安装楔形垫块，这种结构保证了原木在运动时的稳定性同时，考虑到设备流水作业的需要，设计床身使其有足够长度，以防止当根原木正通过检测架时，下根原木也运动到床身上并产生振动，对当前检测产生影响。.原木检测机机械部分设计目前，原木形状的检测主要有机械光电激光测量以及摄像等方法。这些方法在实际应用中，要求由技术水平较高操作熟练的技术人员来完成。其中，后两种方法的设备资金投入较大另外，在原木形状检测过程中，上述方法所选取的原木截面数量少，较难反映出原木的实际形状。综合考虑到生产成本，生产条件和生产环境的要求，传统方法难以实用。因此，针对具体研究和应用我自行研制了原木形状检测装置原木检测机，总体结构如图.所示。图.原木检测机机床主视图本文设计的原木检测机的工作方式结合实际生产情况，不是针对每根原木所作的静态检测，而是用个检测架，在原木的输送堆垛或锯解加工的动态过程中，使原木由检测架纵向通过，从而检测出原木的外形参数，将这些数据适时储存在计算机的数据库中，以便随时提取所需原木的外形参数，并在计算机屏幕上显示出所检测原木的三维模拟图形，从而实现原木的外形分析和原木的模拟锯解和加工。在设计过程中，应用了设计软件进行图纸设计工作。机器主要由机架动力机构输送机构检测机构等组成，实验设备主要技术参数如下检测原木最大直径检测原木最小直径检测原木最大长度,检测原木最小长度,机床功率.送料速度机床外形尺寸长宽高机床重量净重,.机架结构设计和计算机架的作用是支承其他零部件保证它们的相互位置承受各种作用力等。图.是机架结构图图.机架结构图机架要具有在外载荷作用下抵抗变形的能力，即要有足够的刚度。我们在设计机架结构时，考虑到加工过程中的变形和应力，将机架上部设计成矩形框架，其结合处采用焊接形式，形成个整体，保证了其上安装的导轨和轴座基准面可以在刨床上次走刀加工完毕，确保整个机架的几何和安装精度。支腿采用梯形结构，按两端和中间三点形式布置，使整个床身受力均匀，减小了上部横梁在原木通过时承受压力而变形的可能性。支腿与床身采用螺栓连接，使整个床身结构坚固，增强了整体抗震性。实验原木外形尺寸定为长度，机架整体长度设计