（终稿）木材刀具切削试验台整体设计（全套完整有CAD）

图.木材刀具切削试验台结构示意木材刀具切削试验台的基本机构示意图如上图所示。

电动机经带传动装置和齿轮传动装置增速后转速可达。

为了保证齿轮能在高速情况下正常工作，齿轮箱设有独立的润滑系统。

增速齿轮箱的输出轴通过花键联轴器与转矩转速传感器相连接，转矩转速传感器的输出轴再通过花键联轴器与驱动链轮轴相连。

锯链传动装置包括导板，锯链，导板支撑座等，驱动链轮轴的轴承座和导板支撑座合为体，为兼顾了不痛形式导板，锯链的测试要求，同时也兼顾了能对锯链进行润滑。

导板具有张紧装置，能将锯链调整到最佳张紧状态。

为了便于调整花键联轴器的同心度，并确保在使用中不会改变，将增速齿轮箱，转矩转速传感器及导板支撑座安装在同支撑架上。

试材固定在八角环三向测力传感器的上台板上，八角环三向测力传感器安装在车床的床鞍上由变频调速电动机驱动床鞍进给以实现试材的进给运动。

为了便于用砝码加载进行标定，床身尾端装有定滑轮及支架。

木材刀具切削试验台的部件设计.驱动链轮轴的结构设计.轴上零件的装配方案及参数表.渐开线外花键参数表齿数模数压力角公差等级和配合类别大径渐开线起始圆直径最大值小径实际齿厚最大值.作用齿厚最大值.实际齿厚最小值.作用齿厚最小值确定轴的各段直径和长度根据转矩转速传感器的输出轴端为渐开线花工成形，加工精度高，应变片贴片细致，灵敏度高，测试范围宽。

而且提高了切削阻力的测定精度。

.驱动装置的设计我校师生研制的型锯链切削试验台的输出轴转数范围为，对于些高转速链锯来说是不够的，特别是高速切削已成为当现代锯链的种发展趋势，作为试验台，应能适用于不同的锯链产品，能模拟锯链在不同切削速度下的实际工作状态，我们要研制的试验台采用增速齿轮传动和变频调速相结合的方法实现链轮高转速，宽范围的调节，转速范围为试验台主电机选用额定功率为.型号为的变频电机，配合相应变频器，使用的电机输出转速在范围内可调，增速传动装置由带传动和齿轮传动构成，带传动的传动比为。

，增速齿轮传动机构的传动比为.，整个增速传动装置的传动比为，使输出最大转速满足设计要求。

.进给装置的设计进给运动的方式有三种.摆动进给，但摆动进给时锯口长度和切屑厚度是变化的，不便处理试验数据，试验工况的控制也较困难。

.垂直进给，垂直进给的试验台高度和重量都比较大，造价较高，且操作不便.水平进给，水平进给方案操作方便，稳定性也较好。

我们研制的试验台采用水平进给方案。

通过三种方案的比较，我们选择第三种方案。

进给运动可以由锯木机构的运动来实现，也可以由试材的运动来实现。

如果由锯木机构运动来实现，必然整个进给机构非常庞大而由试材来实现进给运动，则进给机构很紧凑。

试验台用台普通车床的床身作为基础，试材及测力传感器安装在床鞍上。

床身上的大导轨作为木材夹持装置的导轨。

的大小两个方面。

锯链切削试验台必须围绕这两个因素进行功能设计。

为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台学能模拟锯链的工作状态，反映锯链实际的切削速度和切削效率，因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围同时应具有较大的传递扭矩整个传动系统的最大传递扭矩为，可保证大节距高效率的锯链性能测定。

本设计的要求.切削速度的调节范围为.进给速度调节范围为.，.整个传动系统的最大传递扭矩为。

本设计内容.试验台整体方案设计.驱动链轮轴，链轮，导板支撑座等的设计.床身设计.电控电路设计等总体方案的确定.木材刀具切削试验台的功能木材刀具切削试验台能模拟锯链的工作状态，有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围。

同时具有较大的传递扭矩，可以保证大节距高效率的锯链性能测定，同时测定锯链锯齿上切削力的三个方向分离，即主切削力，进给力和侧向力。

进给机构的进给速度，驱动链轮的转矩转速，轴公路，锯链的锯切效率。

侧向力可翻页锯链的轻微跑偏，测侧向力可避免跑偏对切削阻力测定值带来的严重影响，同时还能检验锯链的锋利性，进锯的轻便性，锯链运转的平稳性，也可用于检验锯链，导板和驱动链轮的告诉适应能力。

.驱动链轮轴转矩转速的测量转矩的测量转矩的测量可以用两种方法种是在链轮轴表面粘贴电阻应变片另种是采用专门的转矩传感器。

前种方法需要用集流环把轴上的转矩信号输出，但高转速的集流环价格昂贵。

而且链轮轴很细，粘贴应变片和安装集流环都比较困难。

后种方法只要把转矩传感器安装在驱动链轮轴与驱动电机之间即可，容易实施分布的均匀程度。

图.八角环三向测力传感器年南京航空航天大和中国搅拌摩擦焊中心共同研究搅拌摩擦焊用测力八角环。

搅拌摩擦焊用八角环是种测力元件，可看做为个弹性系统，当受到定的激励时会引起振动。

通过对搅拌摩擦焊用测力八角环的有限元模态分析，得出了该八角环结构的前阶固有频率和相应振型，为该结构的进步优化设计和理论分析提供了可靠的依据。

八角环的固有频率跟弹性元件的结构有关，因此，对弹性元件进行结构优化设计能提高结构的固有频率，从而提高测力八角环的测量精度和工作稳定性。

国外研究概况近几十年，国外的国家研制的木材刀具切削试验台的整体装置，虽然大体上的原理都是差不多的，但是测量切削力和法向力所用的传感装置都是不样的。

年，日本研制的切削试验台，用桁架式电阻应变片测量切向力和法向力。

桁架式电阻应变片与薄壁圆筒型应变片相比较，产品稳定更好，更长时间的测量，产品测量结果更加稳定，能提供完善应变测量选择。

年，德国公司研制的木材切削试验台，利用测力电阻应变传感器测量切向力和法向力。

九十年代中期，美国公司，澳大利亚林产品实验室，芬兰农业工程研究所都使用自己的方法测量切削阻力，但是都无法同时测量法向，切向和侧向三个方向的切削阻力。

近几年，国外些国家利用双延伸式八角环制成测力仪测拖拉机挂钩处的二向力和用多个单八角环组合测磨床工作时单向切削力和扭矩的研制的试验台，这些试验台代表了各个国家的最新水平和成功，但是般情况下仍然以电阻应变片传感器来测量切削阻力。

国外有些国家用多个八角环按不同布置测定刀具切削金属材料的三向切削力，但其.研究的意义及目的研究的意义由于目前国内外鲜有可同时测量三向力的传感器的报道，多是可同时测量二向力的传感器。

锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力进给力和侧向力进给机构的进给速度驱动链轮轴的轴功率锯链的锯切效率，更好的衡量刀具的切削性能。

而同时测量三向力还能反应木材或者金属材料的品质，所以研究木材刀具切削试验台就显得尤为重要。

研究的目的在我国，电链锯的发展都是解放后发展起来的，七十年代先后研制成功的和，等三种新型锯，这种小节锯的锯链对钢材的强度很高，制造工业难度较大，对齿型和结构参数的设计也要求很高，虽然已经研究了多年，但是质量仍未过关，国内锯链市场仍被进口货所占领，所以研究锯链是十分必要的。

虽然国内些企业生产的木材刀具切削试验台已经达到国外或超过国外同内产品的标准，但大部分国内生产的木材刀具切削试验台噪声大，安全系数低，效率较低，进锯阻力和外观较差，在竞争中处于劣势，且根据链切削原理，所设计的链切削实验系统应该能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。

而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。

所以研究生产种结构紧凑，启动容易，操作灵活，锯切效率高，维护简便的木材刀具切削试验台是非常必要的。

.国内外同类研究概况国内研究概况.国内研究概况我国自本世纪年代以来，不断进行木材刀具切削试验台的研究。

特别是年代以来的试验研究成果积累了许多有价值的数据。

年中国东北林学院研制的型试验台，用电阻应变片环和平衡重块测量切向力和法向力。

木材，刀具，切削，试验台，整体，总体，设计，毕业设计，全套，图纸木材刀具切削试验台整体设计摘要本文主要是进行木材刀具切削实验台的整体设计的构思。

我们所设计的木材刀具切削试验台采用驱动链轮轴和进给速度无极调速的运动形式，能测出切向切削力，驱动链轮轴扭矩，链切削速度和进给速度。

而大多数国内外切削试验台装置并不能测定以上全部参数，有的参数测定精度也很低。

根据目前国内外现有的切削试验台品种规格多，适用于不同的电链锯，且工作时的锯链切削速度高低差异很大，切削功耗相差很大。

为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台，需