3353 三軸鉆攻孔加工2寸C字夾夾具及轉(zhuǎn)臺設(shè)計

3353 三軸鉆攻孔加工2寸C字夾夾具及轉(zhuǎn)臺設(shè)計,三軸鉆攻孔,加工,夾具,轉(zhuǎn)臺,設(shè)計 目錄第一章 概述 11.1 C 字夾及加工轉(zhuǎn)臺概述 ..........................................11.2 加工轉(zhuǎn)臺的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ..........................................21.2.1 國內(nèi)加工轉(zhuǎn)臺的技術(shù)狀況 ...................................21.2.2 國外加工轉(zhuǎn)臺的技術(shù)現(xiàn)狀 ...................................31.3 本次設(shè)計主要內(nèi)容 ..............................................4第二章 設(shè)計方案論證 ...............................................12.1 各種方案簡述 ..................................................12.1.1 方案一 ...................................................12.1.2 方案二 ...................................................12.1.3 方案三 ..................................................22.2 各種方案比較 ..................................................32.3 本章小結(jié) ......................................................3第三章 設(shè)計中的有關(guān)計算 ..........................................13.1 電動機(jī)的選擇 ..................................................13.2 傳動裝置總傳動比的計算及其分配 ................................23.3 蝸桿傳動系統(tǒng)的設(shè)計與校核 ......................................23.3.1 選擇蝸桿傳動類型 .........................................23.3.2 選擇材料 .................................................23.3.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 ...............................23.3.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ...........................43.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .....................................53.3.6 驗算效率 ?...............................................63.4 錐齒輪傳動設(shè)計及校核 ..........................................63.4.1 選錐齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) .......................63.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 ...................................73.4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 ...................................83.5 軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核計算 .......................................113.5.1 蝸輪傳動軸 .............................................113.5.2 錐齒輪傳動軸 ..........................................133.7 總裝配圖 .....................................................153.8 本章小結(jié) .....................................................17結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 1致謝 2摘 要C 字夾是木工等常用的工具。C 字夾螺孔的加工是主要工藝內(nèi)容，其加工的好壞直接影響夾緊螺桿在夾緊和松開時正常運(yùn)動。在 C 字夾的制作過程中，C 字夾螺孔的加工作為主要工藝內(nèi)容，一般均在兩臺不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、卸兩次。而且一次只能加工一個孔。這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低，勞動強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計多主軸鉆床，同時需要設(shè)計多工位孔加工的工裝設(shè)備。而轉(zhuǎn)臺式多工位鉆、攻自動設(shè)備的設(shè)計中，多工位準(zhǔn)停式轉(zhuǎn)臺和鉆、攻夾具的設(shè)計為主要內(nèi)容。本文首先概述了加工轉(zhuǎn)臺的基本定義與國內(nèi)外一些重要生產(chǎn)商的成果。第二部分論述了所想到的三種方案并對這些方案優(yōu)缺點(diǎn)作了分析和對比。在彼此比較后決定選第一種方案。第三部分則是說明了加工轉(zhuǎn)臺的主要機(jī)械傳動部分的設(shè)計以及對它們的校核過程。加工轉(zhuǎn)臺的傳動部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、主軸三部分組成。經(jīng)過校核后所有設(shè)計均符合要求。用 ProE 軟件完成轉(zhuǎn)臺的三維總裝圖，然后得到了整個轉(zhuǎn)臺的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒輪、軸等二維零件圖。在文章的最后簡明的介紹了做本次畢業(yè)設(shè)計的一些心得體會。關(guān)鍵詞 加工轉(zhuǎn)臺；蝸輪蝸桿；錐齒輪；滾珠絲桿；ProEABSTRACTC word clip is carpenter etc commonly used tools. C word processing is the screw holes with the main technology content, its processing of a direct impact on the clamping screw in the clamping and loosen the normal movement when. In the C word clip of the production process, the C word clamp screw holes as the main content of the processing technology, in general are two sets of different drilling on the processing, pack, discharge twice. And one can only processing a hole. So, not only affect machining precision and the processing efficiency is low, the intensity of labor is also big. So, need to design more spindle drilling machine, also need to design of progressive hole processing fixtures equipment. And turned in the desktop of progressive drilling, tapping the design of the automatic equipment, progressive must stop type turntable and drilling, tapping fixture design as the main content. This paper summarizes the basic definition and processing turntable for domestic and foreign some important producers results. The second part of the paper is that the thought of three solutions to these solutions and analyzes and compares their advantages and disadvantages. In each other after comparing decided to choose the first plan. The third part is that the processing of the main mechanical transmission part turntable for the design and process of checking on them. The main transmission parts processing turntable by the worm, bevel gear, spindle of three parts. After checking all the requirements are designed. Drawing using ProE software table 3 d assembly drawing, then by the whole table 2 d assembly drawing and worm gear and worm, bevel gear and shafts two-dimensional drawing. At the end of the article simply introduces the graduation design do some of the comments. Keywords: Worm Gear & Worm，Taper Gear，Ball Screws ,ProE 1第一章 概述1.1 C 字夾及加工轉(zhuǎn)臺概述C字夾是木工等常用的工具。C字夾螺孔的加工是主要工藝內(nèi)容，其加工的好壞直接影響夾緊螺桿在夾緊和松開時正常運(yùn)動。如圖1-1所示。圖1-1 C字夾產(chǎn)品圖設(shè)計一臺兩回轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(由分度圓工作臺、擺角體、擺角體支架組成)，安裝在三直線坐標(biāo)數(shù)控銑床或加工中心工作臺上，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動加工，如圖l所示。然而傳統(tǒng)的五軸數(shù)控機(jī)床的兩回轉(zhuǎn)坐標(biāo)與機(jī)床滑板制作成一體，這對于用三直線坐標(biāo)加工的絕大多數(shù)場合來說，兩回轉(zhuǎn)坐標(biāo)傳動機(jī)構(gòu)，盡管鎖緊不動，長時歇置，造成浪費(fèi)，并且它的剛性往往遠(yuǎn)不如直線坐標(biāo)，影響機(jī)床加工精度、強(qiáng)力高效加工等。如果能把兩回轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控轉(zhuǎn)臺做成數(shù)控機(jī)床附件，在不需要時，工件直接裝夾在工作臺上加工；在需要時，工件裝在數(shù)控轉(zhuǎn)臺上加工，靈活選用。五軸聯(lián)動加工還有一個顯著特點(diǎn)，多種場合要求五面全部暴露在刀具之下，不與裝夾發(fā)生干涉，如果在數(shù)控轉(zhuǎn)臺的分度軸內(nèi)設(shè)置工件拉緊裝置，且用戶能根據(jù)生產(chǎn)需要，隨時改制工件定位方式。在C字夾的制作過程中，C字夾螺孔的加工作為主要工藝內(nèi)容，一般均在兩臺不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、卸兩次。而且一次只能加工一個孔。這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低，勞動強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計多主軸鉆床，同時需要設(shè)計多工位孔加工的工裝設(shè)備。21.2 加工轉(zhuǎn)臺的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)加工轉(zhuǎn)臺的技術(shù)狀況我國從六十年代開始研制萬能轉(zhuǎn)臺，最初時長春轉(zhuǎn)臺研究所研制的定型產(chǎn)品WD 系統(tǒng)，先后移植給寧夏青山轉(zhuǎn)臺廠、廣州轉(zhuǎn)臺廠，目前國內(nèi)市場生產(chǎn)電子萬能轉(zhuǎn)臺廠家比較多，主要有濟(jì)南轉(zhuǎn)臺廠生產(chǎn)的 WDW, WDS 系列，長春轉(zhuǎn)臺研究所生產(chǎn)的 CSS-1100C, CSS-2200 系列，寧夏青山轉(zhuǎn)臺廠、廣州試驗儀器廠生產(chǎn)的WD 系列，長春市第二轉(zhuǎn)臺廠生產(chǎn)的 CMT5000 系列等。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，力學(xué)性能的自動測試己成為體現(xiàn)測試技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。目前，估計國內(nèi)己擁有數(shù)萬臺國產(chǎn)及進(jìn)口的各類轉(zhuǎn)臺，其中，大部分轉(zhuǎn)臺因不具備電測能力而談不到測試的自動化和現(xiàn)代化；一部分轉(zhuǎn)臺雖然具有電測能力或配備了計算機(jī)，但因其技術(shù)落后或經(jīng)多年運(yùn)行而工作己不可靠。這些大量的現(xiàn)有設(shè)備如何能跟上時代使其繼續(xù)發(fā)揮效能，己受到廣泛關(guān)注。中國轉(zhuǎn)臺行業(yè)從上個世紀(jì) 80 年代以后開始進(jìn)行電子化、微機(jī)化的升級。在 80 年代初期有一些科研院所和高等院校以課題的方式開始進(jìn)行轉(zhuǎn)臺的升級改造工作。從實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能測試自動化現(xiàn)代化的要求來考慮，轉(zhuǎn)臺升級改造的中心環(huán)節(jié)是將現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)引入轉(zhuǎn)臺，在轉(zhuǎn)臺主機(jī)或主體系統(tǒng)完好的情況下，配置先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集測試結(jié)果自動處理系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)測試自動化，減少人為因素干擾，自動存儲數(shù)據(jù)，提高測試效率。由于國內(nèi)的工業(yè)基礎(chǔ)水平限制，在 80 年代和 90 年代初國產(chǎn)的電子式和微機(jī)式的轉(zhuǎn)臺普遍存在電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性差、軟件實(shí)用性不強(qiáng)等問題，直到 90 年代中期，隨著中國 IT 技術(shù)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)臺也進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。在當(dāng)今新技術(shù)革命的浪潮中，轉(zhuǎn)臺行業(yè)正在擺脫傳統(tǒng)產(chǎn)品范疇而迅速向高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這不僅因其本身與信息、能源和新材料等領(lǐng)域有著密切的關(guān)系，而更重要的是它能夠直接為眾多的高新技術(shù)領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)提供必不可少的測試設(shè)備。目前轉(zhuǎn)臺產(chǎn)品的更新?lián)Q代較快，轉(zhuǎn)臺正朝著智能化發(fā)展。近幾年在國外大約一、二年就推出一代新型產(chǎn)品，國內(nèi)進(jìn)行這方面研究的廠家也較多，如上海華龍測試儀器廠( 如圖 1-2 所示)等。計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步己經(jīng)為試驗過程的自動完成與數(shù)據(jù)3的自動處理提供了條件，研究人員努力將更先進(jìn)、更可靠的技術(shù)應(yīng)用于轉(zhuǎn)臺，保證試驗的準(zhǔn)確、高效。圖 1-2 上海華龍數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品1.2.2 國外加工轉(zhuǎn)臺的技術(shù)現(xiàn)狀國外的轉(zhuǎn)臺研究一般以企業(yè)為中心展開，目前美國的 MTS 公司、英國的INSTRON 公司、德國申克公司和日本的島津制作所等通過自己多年的研究，均具有了自己獨(dú)具特色的轉(zhuǎn)臺產(chǎn)品。日本島津 UEH 型及美國 SATEX 公司的 HVL型液壓萬能機(jī)均采用電液何服交流控制雙向缸，負(fù)荷、變形、位移控制由電液伺服閉環(huán)控制，同時具有電測和計算機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理功能。電液伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是動態(tài)響應(yīng)快，工作范圍廣，適合動態(tài)轉(zhuǎn)臺，其缺點(diǎn)是用于液壓萬能轉(zhuǎn)臺上未能發(fā)揮其特點(diǎn)，且造價高，擾污染能力低，能耗大。德國申克公司的 UPM 液壓萬能轉(zhuǎn)臺控制原理是由速度控制器控制力矩電機(jī)進(jìn)而帶動壓力控制閥施加負(fù)荷，并具有速度和電流反饋，保證加荷速度，轉(zhuǎn)臺還具有計算機(jī)數(shù)據(jù)處理和控制功能，是一種傳統(tǒng)的控制方式。日本島津制作所生產(chǎn)的 UDH 系列液壓萬能轉(zhuǎn)臺其采用自行設(shè)計的電液伺服閥組件控制柱塞缸，可自動和手動兩種操作，具有計算機(jī)控制4和數(shù)據(jù)處理功能，其系列性能好，機(jī)種覆蓋廣，缺點(diǎn)是自動化程度低。如圖 1-3所示為日本津島的 AG-X 系列立式電子萬能轉(zhuǎn)臺。英國 INSTRON 公司的電液伺服轉(zhuǎn)臺有 1300 系列和 8500 系列。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，部分轉(zhuǎn)臺正向小型化，便攜化發(fā)展，以滿足人們現(xiàn)場測量的要求。電子轉(zhuǎn)臺的軟件也隨著軟件編程手段的進(jìn)步正向自動化、智能化和可重構(gòu)化不斷發(fā)展。從目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)臺發(fā)展的技術(shù)水平分析，國內(nèi)與國外在轉(zhuǎn)臺的性能方面還存在著不少差距。但是我們看到，通過國內(nèi)科技人員的不懈努力，這種差距在逐步縮小。隨著國內(nèi)材料、電子、芯片產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)臺賴以發(fā)展的工業(yè)基礎(chǔ)不斷增強(qiáng)，只要投入足夠的研發(fā)力量，我們必將趕上國際先進(jìn)水平。1.3 本次設(shè)計主要內(nèi)容在C字夾的制作過程中，C字夾螺孔的加工作為主要工藝內(nèi)容，一般均在兩臺不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、卸兩次。而且一次只能加工一個孔。這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低，勞動強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計多主軸鉆床，同時需要設(shè)計多工位孔加工的工裝設(shè)備。主要設(shè)計四工位準(zhǔn)停轉(zhuǎn)臺和C字夾鉆、攻夾具。要求裝置轉(zhuǎn)臺采用內(nèi)嚙合齒輪式結(jié)構(gòu)（同時對傘齒輪嚙合、蝸桿傳動等進(jìn)行分析），由電或液驅(qū)動控制四工位轉(zhuǎn)臺準(zhǔn)停。C字夾鉆、攻夾具要能實(shí)現(xiàn)一次可加工三個，采用氣動夾緊，對三個工件采用浮動柔性夾緊。要求整個過程按照順序有序進(jìn)行。繪制四工位準(zhǔn)停轉(zhuǎn)臺總裝圖、C字夾鉆、攻夾具總裝圖。1第二章 設(shè)計方案論證2.1 各種方案簡述2.1.1 方案一電動機(jī)產(chǎn)生動力后輸出進(jìn)入渦輪蝸桿傳動系統(tǒng)，進(jìn)一步減速并改變運(yùn)動旋轉(zhuǎn)方向后，通過左右錐齒輪傳動系統(tǒng)傳遞到轉(zhuǎn)臺主軸。由錐齒輪的轉(zhuǎn)動帶動與主軸相連的工作臺。從而完成轉(zhuǎn)臺的傳動系統(tǒng)設(shè)計。如圖 2-1 所示。圖 2-1 方案一示意圖2.1.2 方案二電動機(jī)產(chǎn)生動力后輸出到蝸桿傳動系統(tǒng)，進(jìn)一步減速并改變運(yùn)動旋轉(zhuǎn)方向后，通過鏈傳動系統(tǒng)傳遞到轉(zhuǎn)臺主軸。由鏈輪的轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)臺主軸轉(zhuǎn)動。從而完成轉(zhuǎn)臺的傳動系統(tǒng)設(shè)計。如圖 2-2 所示。2圖 2-3 方案二示意圖2.1.3 方案三電動機(jī)產(chǎn)生動力后輸出到蝸桿傳動系統(tǒng)，進(jìn)一步減速并改變運(yùn)動旋轉(zhuǎn)方向后，通過同步帶輪傳動系統(tǒng)傳遞到轉(zhuǎn)臺主軸。由同步帶輪的轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)臺主軸轉(zhuǎn)動。從而完成轉(zhuǎn)臺的傳動系統(tǒng)設(shè)計。如圖 2-3 所示。圖 2-3 方案三示意圖32.2 各種方案比較齒輪傳動的特點(diǎn):①能保證瞬時傳動比恒定,平穩(wěn)性較高 ,傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠；②傳遞的功率和速度范圍較大；③結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠,可實(shí)現(xiàn)較大的傳動比；④傳動效率高,使用壽命長；⑤齒輪的制造、安裝要求較高.齒輪材料一般是鑄鐵等。鏈傳動的特點(diǎn):①和齒輪傳動比較,它可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動和動力；②能在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚(yáng)的不良環(huán)境中工作；③和帶傳動比較,它能保證準(zhǔn)確的平均傳動比,傳遞功率較大,且作用在軸和軸承上的力較小；④傳遞效率較高,一般可達(dá) 0.95～0.97；⑤鏈條的鉸鏈磨損后,使得節(jié)距變大造成脫落現(xiàn)象；⑥安裝和維修要求較高.鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼等。帶傳動(皮帶傳動) 特點(diǎn)(優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)): ①結(jié)構(gòu)簡單,適用于兩軸中心距較大的傳動場合；②傳動平穩(wěn)無噪聲,能緩沖、吸振；③過載時帶將會在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護(hù)作用；④不能保證精確的傳動比.帶輪材料一般是鑄鐵等。渦輪蝸桿傳動最主要的特點(diǎn)就是具有反向自鎖的功能，而且相比其它傳動具有較大的速比，渦輪蝸桿的輸入、輸出軸不在同一軸線上，甚至不在同一個平面上。自身的缺點(diǎn)，那就是渦輪蝸桿的傳動效率不夠高，精度也不是很高。方案一：采用錐齒輪傳動,并且蝸桿傳動帶有自鎖作用，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺自鎖，采用錐齒輪驅(qū)動工作臺，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作可靠、壽命長，傳動比穩(wěn)定；方案二：采用了與方案一相似的傳動系統(tǒng)，唯一不同的是它采用了鏈傳動驅(qū)動工作臺運(yùn)動。鏈傳動與齒輪傳動相比，它的制造與安裝精度要求較低，成本也低，但運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時有噪聲；不宜用在載荷變化較大、高速和急速反向傳動中。方案三：采用了與方案一相似的傳動系統(tǒng)，唯一不同的是它采用了同步帶輪傳動驅(qū)動工作臺運(yùn)動。結(jié)構(gòu)簡單,適用于兩軸中心距較大的傳動場合；傳動平穩(wěn)無噪聲,能緩沖、吸振；過載時帶將會在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護(hù)作用；不能保證精確的傳動比.帶輪材料一般是鑄鐵等。綜合上述三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及目前市場上主流轉(zhuǎn)臺形式，最后決定選擇第一種方案為本設(shè)計所采取的最終方案。42.3 本章小結(jié)為了達(dá)到高精度轉(zhuǎn)臺的目的，可以有很多方法來實(shí)現(xiàn)。這次設(shè)計只考慮了三種方案，仔細(xì)對比三個方案，最后選定方案一為本次設(shè)計最終方案。1第三章 設(shè)計中的有關(guān)計算3.1 電動機(jī)的選擇由設(shè)計要求及已知條件可知，假設(shè)轉(zhuǎn)臺設(shè)計速度為 180mm/min，轉(zhuǎn)臺所施加的外力為 100KN。故(3-1)31801036PFVW????式中：F—— 轉(zhuǎn)臺輸出力， N；V——絲杠速度，m/s。 電機(jī)功率在傳遞過程中必然有一定的損失。參閱查文獻(xiàn)[3]可知，錐齒輪之間傳動效率為 0.97，渦輪蝸桿間傳動效率為 0.7，其他聯(lián)結(jié)件傳動效率為 0.91。故0.97.091.56總 錐 蝸 其h=′′=所以 (3-2)3563Pw???總電 機(jī)上式中 P ——轉(zhuǎn)臺有效功率；——轉(zhuǎn)臺總效率?？偛殚單墨I(xiàn)[1]結(jié)合實(shí)際情況選擇合適型號為 Y801-4，它的額定功率為 0.55KW、滿載轉(zhuǎn)速為 1390r/min。如圖 3-1 所示。圖 3-1 電機(jī)三維示意圖23.2 傳動裝置總傳動比的計算及其分配已知轉(zhuǎn)臺速度以此求得主軸轉(zhuǎn)速 wn(3-3) 1802.5miwVnrp?式中： V——速度，m/s；。電動機(jī)選定后，按照電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 及轉(zhuǎn)臺工作部分轉(zhuǎn)速 ，可計算出mnwn傳動裝置的總傳動比。(3-4) 13906.782.5mwni?ii蝸 錐再按照常用傳動機(jī)構(gòu)性能及適用范圍，初步選擇各個出動部分傳動比如下：。312ii?蝸 錐 ，3.3 蝸桿傳動系統(tǒng)的設(shè)計與校核3.3.1 選擇蝸桿傳動類型根據(jù) GB/T10085-1988 的推薦，采用漸開線式蝸桿（ ZI） 。3.3.2 選擇材料考慮到傳動效率不大，速度中等，則鍋桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，幫鍋桿螺旋齒面淬火，硬度為 45～55HRC；蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造；為節(jié)約成本,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵 HT100制造。3.3.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動設(shè)計準(zhǔn)則查文獻(xiàn)[2]，先按齒機(jī)接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計算，3再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，由式（3-5）傳動中心距（3-5）??232EHZaKT?????????（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 2按 =1，估取效率 =0.67；1Z?r/min9.53.79mPTNn???電電 21390/4.8mni??蝸22..6m?電（2）確定載荷系數(shù)Ｋ因工作載荷較穩(wěn)定，幫取載荷系數(shù) =1，由查文獻(xiàn)[2]選取使用系數(shù)K?=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷 =1.05；則AK v。1.2v??（3）確定彈性影響系數(shù) EZ因選用青銅蝸輪與鋼蝸桿配對，所以 。1260EZMP?（4）確定接觸系數(shù) ?先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距 的比值 =0.35,從查文獻(xiàn)[2]中可1da1d查得 =2.9。Z?（5）確定施用接觸應(yīng)力 ??H?根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可以從查文獻(xiàn) [2]中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 。??'268HMPa??可以令蝸桿傳動的壽命為 5 年（43800H） ；應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ；82601.40hNjnL??4；78810.46.HNK??則 。??'2.20MPa??（6）計算中心距 a2316.91.797.80m??????????取中心距 =100mm，因 ,故從查文獻(xiàn)[2]中取模數(shù) m=5,蝸桿分度圓直徑ai?=80mm。這時 =0.5，從圖 11-18 中可查得接觸系數(shù) ，因為 ，1d1d '2.6Z?'Z??因此以上計算結(jié)果可用。3.3.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸（1）蝸桿軸向齒距 =15.7mm；直徑系數(shù) =10；齒頂圓直徑 =60mm；齒根ap1dqm?1ad圓直徑 =48mm；分度圓導(dǎo)程角 = ；蝸桿軸向齒厚1fd?'"54238?=7.85mm。蝸桿的三維示意圖如圖 3-2 所示。2asm??圖 3-2 蝸桿三維示意圖（2）蝸輪蝸輪齒數(shù) =31；變位系數(shù) =0.500；驗算傳動比 =31,這時的傳動比誤差2Z2Xi5為 0，所以成立。蝸輪分度圓直徑 =155mm；蝸輪喉圓直徑2d= + =160mm；蝸輪齒根直徑 = - =138mm；蝸輪咽喉母圓半徑2ad2ahf2fh=20mm。蝸輪三維意圖如圖 3-3 所示。1gr??圖 3-3 蝸輪三維示意圖3.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（3-6）??21.53tFFaFKYdm?????當(dāng)量齒數(shù) ????22 33'"13.051cos5.76cos48vZ???根據(jù) =0.500， =31.051,從查文獻(xiàn)[2]中可查得齒形系數(shù) =3.34。2X2v 2FaY螺旋角系數(shù) =1- =0.9592Y?140??許用彎曲應(yīng)力 =??F?'FNK從查文獻(xiàn)[2]中查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力6=56Mpa,壽命系數(shù) ， ??'F?66998100.597.41FNK???= =33.4Mpa'FN??21.531.53279630.52.341.90ta FY MPadm? ??????彎曲強(qiáng)度滿足要求。3.3.6 驗算效率 ?（3-7）tan()(0.95~.6)v????已知分度圓導(dǎo)程角 = ； ； 與相對滑動速度 有關(guān)。?'"4238?rctf?vsv150139.65/60cos6os.7sdnv m???????查文獻(xiàn)[2]用插值法查得 =0.026、 =1.65 代入式中得vfv?0.1.95.392???大于原估計值 0.7，因此符合設(shè)計要求。3.4 錐齒輪傳動設(shè)計及校核3.4.1 選錐齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1）選用標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動；2）由于轉(zhuǎn)臺速度不高，故選用 7 級精度（GB10095-88 ）由查文獻(xiàn)[2]所得；3）選擇材料 由查文獻(xiàn)[2]選用 40Cr 材料，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC；4）選用小錐齒輪 =25，大錐齒輪齒數(shù) =50，1Z2Z73.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由查文獻(xiàn)[2]中的公式 （3-8）????2131 22.90.5EHRRZKTdu??????????（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1）選載荷系數(shù) K K= AV??使用系數(shù) 由查文獻(xiàn)[2]取 =1.0 A動載荷系數(shù)可按查文獻(xiàn)[2]中低一級精度線及 V（m/s）查取 =1.08；齒vK間載荷分配系數(shù) 取為 1；齒向載荷分布系數(shù) ；HaF及 1.5HFHe????由查文獻(xiàn)[2]可得 =1.10；eK??K= =1.0 1.08 1.5 1.1 1.0=1.782AV???2) 彈性影響系數(shù)，查文獻(xiàn)[2]可取 =189.8 ；EZEZ12MPa3) ,通常取 = ；/Rb??R?134）由查文獻(xiàn)[2]查得 = =710Mpa；lim1H?li25)由查文獻(xiàn) [2]計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=602N860.4380.591njLh????=601 16）由查文獻(xiàn)[2]取接觸疲勞壽命系數(shù) =0.98， =1.04；1HNK2HN7)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式（10-12 ）得??1lim0.987165.8HNKMPaS????2li2434（2）計算1）試算小錐齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值進(jìn)式（3-8）1td??H?8=79.3Mpa1td???????2 21323 2189..67932.9.650.505/EHRRZKTu???? ????????????? ?2)計算圓周速度179.34.81.6/6060tdnVms????3）計算齒寬 b 及模數(shù) m.2.3R???；1.05tdmZ?4)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑3311.7829..6tbkd???5）計算模數(shù)13.289mZ3.4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計（3-9）??1324(0.5)FaSRYkTmZu??????（1）確定式中的各值1）載荷系數(shù) K= 1.851.0.782AVFK????2）由查文獻(xiàn)[2]可查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 10FEMPa?彎曲疲勞壽命系數(shù)及安全系數(shù)可得 S=1.4, ,1.9,NK2.95N3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力??170.9548.6FNEKaS????22 17.MP94）計算大、小錐齒輪 并加以比較??FaSY?； ，由以上式子，可求得12,coscsVVZ???221cotZu??2163.45,6.;??；2118,1coscosVVZZ????由查文獻(xiàn)[2]查得：齒形系數(shù) =2.55 =2.17；1FaY2Fa由查文獻(xiàn)[2]查得：齒形系數(shù) =1.60 =1.8；SS；??12.5760.89454FaSY???；2.1..1073FaS?小錐齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計計算將數(shù)據(jù)代入 3-9 得=??1324(0.5)FaSRYkTmZu??????322789630.8953.121(.)1?? ?對此計算結(jié)果可知：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算模數(shù) m 小于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù)，取 m=4.0mm,已滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度， =1d； ；14.025mzm??2d?4.052z??圖 3-4 為小錐齒輪的三維示意圖，圖 3-5 為大錐齒輪的三維示意圖。10圖 3-4 小錐齒輪三維示意圖圖 3-5 大錐齒輪的三維示意圖113.5 軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核計算3.5.1 蝸輪傳動軸圖 3-6 蝸輪傳動軸的結(jié)構(gòu)示意圖軸的直徑由聯(lián)軸器內(nèi)徑、渦輪內(nèi)徑、軸承內(nèi)徑等決定。如圖 3-6 傳動軸的結(jié)構(gòu)示意圖。1 計算受力此傳動軸中間部分與渦輪相連接 ， 。按許14.8minnr?10.3685Pkw?用彎曲應(yīng)力計算法校核。轉(zhuǎn)矩 6622 0.359.5109.5748PT Nn????A圓周力 278431tFNd?軸向力 126750atT??徑向力 ??22nsi31083cos()co(2).95rt ntnnFFaNa?????2 計算支承受力水平面反力 2106TNHF12垂直面反力 213697014NVFN??????3 計算彎矩水平面最大彎矩 9864HMm?A垂直面最大彎矩 153VN合成彎矩最大值 251.790HVm??A4 計算軸的轉(zhuǎn)矩軸受轉(zhuǎn)矩 2843TN?5 校核軸的強(qiáng)度針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）做彎扭合成強(qiáng)度校核計算。按第三強(qiáng)度理論，計算應(yīng)力224()()caMTW?????W=4288 3m0.6?2524(1.79)(.7843)3.6caMP?????因選此輸出軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由查文獻(xiàn)[2]查得 ??160MPa???，因此 ??1ca???，故安全。該軸的三維示意圖如圖 3-7。13圖 3-7 蝸輪傳動軸三維示意圖3.5.2 錐齒輪傳動軸圖 3-8 錐齒輪傳動軸的結(jié)構(gòu)示意圖軸的直徑由聯(lián)軸器內(nèi)徑、錐齒輪內(nèi)徑、軸承內(nèi)徑等決定。如圖 3-8 傳動軸的結(jié)構(gòu)示意圖。1.力的計算此傳動軸左側(cè)部分與小錐齒輪相連接 ，按許用彎扭應(yīng)力計算法校1n4.8minr?核。轉(zhuǎn)矩 32784TNm?A圓周力 131570tFNd??軸向力 11tan20si6a???徑向力 co5rt ??142.計算支承受力水平面反力 125703643642NHFN?????垂直面反力 121599034NVFN???3.計算彎矩水平面最大彎矩 581HMmA垂直面最大彎矩 42VN?合成彎矩最大值 25.610HV???A4.計算軸的轉(zhuǎn)矩軸受轉(zhuǎn)矩 27843TNm?5.校核軸的強(qiáng)度針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）做彎扭合成強(qiáng)度校核計算。按第三強(qiáng)度理論，計算應(yīng)力224()()caMTW?????W=4288 3m0.6?2524(.61)(.783).caMP??????因選此輸出軸材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由查文獻(xiàn)[2]查得 ??170MPa???，因此??1ca???，故安全。該軸的三維示意圖如圖 3-9。15圖 3-9 錐齒輪傳動軸三維示意圖3.7 總裝配圖在上面計算與校核中，按照要求分別設(shè)計出了蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)、直齒錐齒輪傳動系統(tǒng)?，F(xiàn)在將他們按照相互關(guān)系組裝成為裝配體。傳動路線為：電動機(jī)產(chǎn)生動力后輸出到蝸桿傳動系統(tǒng)，然后由直齒錐齒輪帶動主軸轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。其示意圖如圖 3-12 所示。其蝸桿傳動系統(tǒng)裝配圖如圖 3-13 所示。16圖 3-12 轉(zhuǎn)臺總裝配圖圖 3-13 蝸桿傳動系統(tǒng)裝配圖173.8 本章小結(jié)本轉(zhuǎn)臺設(shè)計部分主要有渦輪蝸桿傳動系統(tǒng)、直齒錐齒輪傳動系統(tǒng)、絲杠傳動系統(tǒng)等三部分組成。傳動系統(tǒng)受力、彎矩、轉(zhuǎn)矩要發(fā)生變形，變形過大就會影響零件的正常工作，影響轉(zhuǎn)臺的最終測試結(jié)果。所以要對它們進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核，通過校核，所使用的傳動系統(tǒng)均符合要求。18結(jié)論C 字夾是木工等常用的工具。C 字夾螺孔的加工是主要工藝內(nèi)容，其加工的好壞直接影響夾緊螺桿在夾緊和松開時正常運(yùn)動。在 C 字夾的制作過程中，C 字夾螺孔的加工作為主要工藝內(nèi)容，一般均在兩臺不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、卸兩次。而且一次只能加工一個孔。這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低，勞動強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計多主軸鉆床，同時需要設(shè)計多工位孔加工的工裝設(shè)備。而轉(zhuǎn)臺式多工位鉆、攻自動設(shè)備的設(shè)計中，多工位準(zhǔn)停式轉(zhuǎn)臺和鉆、攻夾具的設(shè)計為主要內(nèi)容。本文首先概述了加工轉(zhuǎn)臺的基本定義與國內(nèi)外一些重要生產(chǎn)商的成果。第二部分論述了所想到的三種方案并對這些方案優(yōu)缺點(diǎn)作了分析和對比。在彼此比較后決定選第一種方案。第三部分則是說明了加工轉(zhuǎn)臺的主要機(jī)械傳動部分的設(shè)計以及對它們的校核過程。加工轉(zhuǎn)臺的傳動部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、主軸三部分組成。經(jīng)過校核后所有設(shè)計均符合要求。用 ProE 軟件完成轉(zhuǎn)臺的三維總裝圖，然后得到了整個轉(zhuǎn)臺的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒輪、軸等二維零件圖。在文章的最后簡明的介紹了做本次畢業(yè)設(shè)計的一些心得體會。在這次設(shè)計中，查閱了關(guān)于轉(zhuǎn)臺的一些書刊資料，對轉(zhuǎn)臺有了基本的認(rèn)識。在這種情況下，結(jié)合所查閱到的資料，設(shè)計出了三種方案，并對這三種方案進(jìn)行了相互比較，最后選定了第一種方案。方案選定后，隨之對轉(zhuǎn)臺的傳動系統(tǒng)做了設(shè)計與校核。這些傳動系統(tǒng)有渦輪蝸桿傳動系統(tǒng)、直齒錐齒輪傳動系統(tǒng)。在一系列的力、彎矩、轉(zhuǎn)矩計算與校核后，確定所有零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計均符合要求。在設(shè)計與校核過程中，電動機(jī)的選擇要綜合考慮轉(zhuǎn)臺所輸出力、輸出速度，然后以此倒退求知電機(jī)功率及其外形尺寸。在選擇具體傳動比時，要選擇各種傳動機(jī)構(gòu)合理范圍之內(nèi)的值。蝸輪蝸桿的設(shè)計時，除了要計算齒受力情況外，還要校核蝸桿的彎曲強(qiáng)度。由于絲杠的轉(zhuǎn)速很低，故采用了錐齒輪傳動。畢業(yè)設(shè)計是對四年中所學(xué)知識的一次綜合性的考察，它可以比較全面的檢查我們的專業(yè)知識水平，及時讓我們發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)和不足。在畢業(yè)設(shè)計中，我回顧了四年所學(xué)的知識充分認(rèn)識到了自己的欠缺，學(xué)會了運(yùn)用手冊和查閱相關(guān)書籍資料，19學(xué)會了用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范自己。畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案的重要環(huán)節(jié)。所謂“溫故而知新 ”，只有對已學(xué)過的知識真正掌握了，才能吸收新的知識。而新的知識反過來則可以進(jìn)一步促進(jìn)對已學(xué)知識有新的理解。1參考文獻(xiàn)[1]. 吳宗澤、羅圣國，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版） ， 北京　高等教育出版社，2006.5 4～170[2]. 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老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心以及嚴(yán)于律己、待人誠懇的思想品德深深的影響著我，這不僅使我順利完成了此項設(shè)計，而且也將成為使我受益終生的寶貴財富。幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、方案的擬定、課題的具體設(shè)計到論文的審定改進(jìn)，XX 都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生不僅開拓了思路、擴(kuò)大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了處理具體實(shí)踐問題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。從課題的選擇到完成，XX 老師都始終給予我耐心細(xì)致的指導(dǎo)和不懈的支持和督促，在此謹(jǐn)向 XX 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在完成論文的過程中，還得到了機(jī)械工程學(xué)院 XX 等多位老師的建議和指導(dǎo)，同時也得到了一些同學(xué)的的熱情幫助和鼓勵，對此，表示深深的感謝和衷心的祝福。譯文與原文3