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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目：數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年3月20日
1 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
本階段的主要任務(wù)是完成了外文文獻(xiàn)NEW GEOMETRY AND TECHNOLOGY OF FACE-GEAR FORMING WITH CIRCLE LINE OF TEETH ON CNC MILLING MACHINE翻譯，對(duì)主軸箱進(jìn)行了更深層次的分析和理解，通過(guò)分析，主軸箱主傳動(dòng)系統(tǒng)采用變速齒輪進(jìn)行調(diào)速，是利用液壓撥叉波動(dòng)滑移齒輪到達(dá)所需要的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
如圖1所示。
圖1 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)裝配圖
1.1電動(dòng)機(jī)的選取
1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型
根據(jù)用途選用Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，在工業(yè)上用途最為廣泛，具有效率高、性能好、噪聲低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切屑機(jī)床。
1.1.2 轉(zhuǎn)速及功率的確定
初步選定電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW。一般市場(chǎng)上最常用、供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，無(wú)特殊需求不選用3000r/min和750r/min的電動(dòng)機(jī)，因此選擇1500r/min的電動(dòng)機(jī)，其滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min.
1.2 聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器的選擇應(yīng)由工作要求決定。由于輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸直接相連，并且轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，所以選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。
1.3 各齒輪齒數(shù)及相關(guān)參數(shù)的確定
表1所示為初步確定各齒輪的齒數(shù)及相關(guān)參數(shù)：
表1 各齒輪的齒數(shù)及相關(guān)參數(shù)
編號(hào)
齒數(shù)
模數(shù)
材料
熱處理
齒輪1
27
3
40Cr
G48
齒輪2
45
3
40Cr
G48
齒輪3
23
3
40Cr
G48
齒輪4
38
3
40Cr
G48
齒輪5
67
3
40Cr
G48
齒輪6
52
3
40Cr
G48
齒輪7
53
4
40Cr
G48
齒輪8
22
4
40Cr
G48
齒輪9
35
4
40Cr
G48
齒輪10
60
4
40Cr
G48
1.4 轉(zhuǎn)速的計(jì)算
在初步確定齒輪的齒數(shù)的情況下，計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。齒輪5、6和齒輪7、8為兩個(gè)雙連齒輪并安裝在同一根軸上，齒輪2、3、4安裝在另一根軸上，齒輪9和齒輪10安裝在主軸上。從電動(dòng)機(jī)輸出，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)到主軸有4中轉(zhuǎn)速，分別為：230r/min、950r/min、110r/min、450r/min。軸1的轉(zhuǎn)速是由電動(dòng)直接輸出的，所以轉(zhuǎn)速為1440r/min,軸2和軸3的轉(zhuǎn)速是由齒輪傳遞的，所以軸2的轉(zhuǎn)速為1440*27/45=864r/min，軸3的轉(zhuǎn)速有兩種分別為864*38/52=631.38r/min和864*23/67=296.6r/min。
1.5各軸功率計(jì)算
軸1功率為P1=7500*0.99*0.99=7350.75W；
軸2功率為P2=P1*0.97*0.99=7056W；
軸3功率為P3=P2*0.97*0.99=6779W；
主軸功率為P0=P3*0.97*0.99=6510W。
1.6 轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
軸1的轉(zhuǎn)矩為T1=9549*7350.75/1440=48.7N*m；
軸2的轉(zhuǎn)矩為T2=9549*7056/864=77.98N*m；
軸3有轉(zhuǎn)矩有兩種，分別為102.53N*m和218.25N*m；
主軸有四種轉(zhuǎn)矩，分別為270.28N*m、65.44N*m、565.13N*m、138.14N*m。
1.7 齒輪的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算
在齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算中，主要計(jì)算了齒輪的齒寬，齒頂圓半徑，齒根圓半徑，并且對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核。輪轂直徑是根據(jù)所安裝的軸的直徑確定的。
1.8 軸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算
在軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中，主要計(jì)算了軸的總長(zhǎng)度，以及各段軸的軸徑和長(zhǎng)度。首先初步估算軸的直徑，按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算的軸徑為最小直徑，有鍵槽處直徑增大3%。然后進(jìn)行圓整，最后進(jìn)行強(qiáng)度校核。
2 存在問(wèn)題及解決措施
由于畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的范圍很廣，幾乎囊括了在大學(xué)里所學(xué)的全部知識(shí)，很多在大一、大二學(xué)習(xí)的知識(shí)由于很久沒(méi)有接觸造成了這些知識(shí)的模糊甚至淡忘，所以在某些細(xì)節(jié)方面總是會(huì)有多多少少的問(wèn)題，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了不小的麻煩。下面是我設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決方案。
2.1 存在問(wèn)題及解決措施
問(wèn)題1 所選的電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器是否符合要求？
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了很多資料，看了老師給的圖冊(cè)，和同學(xué)討論以及通過(guò)綜合計(jì)算之后最終確定了所選用的電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器。
問(wèn)題2 確定的齒輪的齒數(shù)和各參數(shù)是不是合理？
通過(guò)查閱相關(guān)書籍，網(wǎng)上搜索以及和同學(xué)探討后，最終確定了最合理的各齒輪齒數(shù)和參數(shù)以及熱處理的方法。
問(wèn)題3 總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。
在設(shè)計(jì)中，通過(guò)老師給的圖冊(cè)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定了主軸箱的總體結(jié)構(gòu)，其中包括箱體的壁厚以及肋的厚度。
3 后期工作安排
（1）完成詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（2）根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)畫出零件圖和裝配圖；
（3）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書以及校核圖紙，交給導(dǎo)師查閱；
（4）整理資料，準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
數(shù)控銑床上形成面齒輪的新技術(shù)
摘要
不同類型的齒圈與齒面的幾何模型在文件上已經(jīng)被證明。新一代的幾何面齒輪是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行的。幾何面齒輪技術(shù)開發(fā)的基本方向是尋找新的趨勢(shì)和方法以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，機(jī)械化，高精度的自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵字：齒面，齒圈，數(shù)控銑床。
1 引言
薩里在面蝸桿傳動(dòng)錐和圓柱蝸桿的發(fā)明上做了一個(gè)重大貢獻(xiàn)。最初發(fā)明齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是基于所提供的軸向蠕動(dòng)分布的直線。生成面蝸桿傳動(dòng)的所有類型的現(xiàn)有設(shè)計(jì)的產(chǎn)生是基于對(duì)面齒輪滾刀的應(yīng)用程序。一種滾刀作為生成工具特別是在小尺寸的情況下生成，這種方法的缺點(diǎn)是滾刀精度低。
一個(gè)面蝸桿傳動(dòng)的所有類型的現(xiàn)有的后代，是基于對(duì)錐形和圓柱蝸桿蝸輪滾刀的面生成的應(yīng)用。薩里和未來(lái)的研究者在提出的方法和基礎(chǔ)上，應(yīng)用渦輪滾刀制造圓錐或圓柱蝸桿渦輪。利特和同事提出了一個(gè)很形象的蝸輪傳動(dòng)圓錐和圓柱蝸桿的形成。在工序4-10和11中開發(fā)了一個(gè)新的切割面蝸桿的數(shù)控加工技術(shù)。用于生成面齒輪采用四軸立式數(shù)控銑床將轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控機(jī)床主軸相結(jié)合。新的工藝采用通用機(jī)床垂直加工中心。時(shí)代都有一個(gè)傾斜的刀具與直線邊緣的刀具進(jìn)行加工。這個(gè)過(guò)程是提供更好的結(jié)果，與使用新開發(fā)的技術(shù)來(lái)生成一個(gè)面齒輪。另外由于五軸加工中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸使切割面齒輪表面得到較高的質(zhì)量。
數(shù)控萬(wàn)能面齒輪銑床可以形成不同的齒線和齒形。形成面齒輪已知的方法都是基于傳統(tǒng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)。在加工齒形時(shí)，工作組機(jī)器執(zhí)行的動(dòng)作在一個(gè)恒定的速度，軌道直線或旋轉(zhuǎn)（數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，主軸工具）。切割面齒輪的方法之一是使用一個(gè)普遍的硬質(zhì)合金的單頁(yè)刀片。這個(gè)方法可以用來(lái)塑造嚙合的直齒漸開線齒輪。這篇文章中提出的新的幾何和技術(shù)是基于單刃刀具和特殊的程序控制數(shù)控銑床的應(yīng)用。
2 隨著齒圈線的面齒輪建模
圖1顯示了面齒輪的形成。
在下面的成型圓線的幾何模型中，假設(shè)：
–齒線形狀的單刃刀具，
–切口齒線牢固地連接到加工牙冠，
圖1 面齒輪的生成方案
–開始形成齒的坐標(biāo)系位于對(duì)稱軸的交點(diǎn)，
–曲線的位置，其中一部分是一個(gè)齒紋，是關(guān)系到理論的滾動(dòng)圓，
–刀具切削刃所描述的是工具痕跡的位置，位于與型面有一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)的齒形線。
這是齒型的是一種圓的幾何形模式，有不同的齒線曲率半徑。
在對(duì)稱的圓弧齒線的最簡(jiǎn)單的模型中，這是齒線的一部分，位于半徑為Rb的軸坐標(biāo)系統(tǒng)與齒型相關(guān)的理論滾圈的交匯點(diǎn)（Z）。圖二所示的是幾何模型。
環(huán)形齒的坐標(biāo)點(diǎn)可以在圖二中確定：
又
圖3 與圓齒線對(duì)稱的圓線面齒輪的形成的幾何模型
這里：
ρ–齒線所在的圓的半徑，
Rb-理論的滾動(dòng)圓半徑。
圖1中描述的模型可能還設(shè)置坐標(biāo)點(diǎn)的極坐標(biāo)：
由方程2和3得到下面方程：
把方程1代入方程4中我們得到下面方程5：
方程5描述的是一個(gè)半徑為ρ的齒線的形成過(guò)程。分區(qū)平面的旋轉(zhuǎn)嚙合是增加一個(gè)變量Dy角。
另一個(gè)解決方案將作為一個(gè)圓的一部分齒線，它不取決于面齒輪軸。齒形線在X軸方向上對(duì)稱移動(dòng)的情況下，齒線嚙合時(shí)可以得到更少的曲率半徑。解決這種方案的幾何模型如圖3所示。
圖3 具有圓形線形成面齒輪的幾何模型，對(duì)稱的齒圈線與X軸的走向一致
環(huán)形齒的點(diǎn)的坐標(biāo)可以在圖3中確定：
用圖3可以描述坐標(biāo)點(diǎn)就像在圖2中所描述的一樣。然后將方程6和方程4聯(lián)系起來(lái)限定了齒型線，得到方程（7）。
替代移動(dòng)裝置的嚙合線的齒是重分配距離的以至于它在X軸的負(fù)半軸。這種移動(dòng)齒形會(huì)使齒形線圈得到較大的曲率半徑。這種解決方案的幾何模型如圖4所示。
結(jié)果如下關(guān)系式：
從方程2和3考慮，在可能獲取模型4的基礎(chǔ)上，對(duì)方程進(jìn)行替代后4所描述的齒線變成方程（9）。
圖4 圓線面齒輪形成的幾何模型，齒圈線與對(duì)稱軸走的方向是X軸負(fù)方向
包括模型2、3、4和方程描述的齒形與方程5、7和9可以描述轉(zhuǎn)向樞軸的方程（10）的廣義機(jī)床。
Xc1確定的是齒圈齒線的曲率半徑大小的位置。當(dāng)Xc1=0時(shí)齒線嚙合與Z軸，將Xc1的值代入方程10之前減小Xc1的值增加了圓的曲率半徑。
3 轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向軸的同步機(jī)床的試驗(yàn)檢測(cè)算法
在進(jìn)行嘗試同步機(jī)床面齒輪的圓線的控制算法時(shí)，開發(fā)了如圖5所示。該算法為機(jī)床開槽的齒嚙合開發(fā)參數(shù)化控制程序。
圖5 在具有轉(zhuǎn)向功能的機(jī)床上形成齒線的算法
圖示為FYN-50ND型銑床加工面齒輪，配備了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（圖6a）。銑床的控制系統(tǒng)是海德漢407型。
圖6 a)切割一個(gè)面齒輪，b)成型的面齒輪。
海德漢407型控制器實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)（在三維空間中的線性或圓弧）。對(duì)轉(zhuǎn)向輪廓加工進(jìn)行數(shù)字速度控制。調(diào)節(jié)每一個(gè)軸位置的伺服系統(tǒng)是由偏差信號(hào)控制。進(jìn)給軸和一個(gè)由四個(gè)獨(dú)立的交流電機(jī)進(jìn)行了脈沖控制。主軸的驅(qū)動(dòng)配備了連續(xù)可變的變速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速脈沖傳感器被固定在銑床的主軸上，它的信號(hào)傳送到機(jī)床的控制系統(tǒng)可以控制主軸的旋轉(zhuǎn)（C）。圖6b中顯示切削面齒輪齒線的一個(gè)例子。
4 結(jié)論
根據(jù)方程10所描述的關(guān)系對(duì)齒面進(jìn)行生成，證實(shí)了數(shù)控銑床形成圓線齒的可行性。盡管對(duì)計(jì)算復(fù)雜控制系統(tǒng)的處理器負(fù)載重，也不會(huì)引起機(jī)床控制單元臨時(shí)停止。該調(diào)查是進(jìn)一步研究面齒輪齒圈與離合器連接的基礎(chǔ)。
5 致謝
本文資金是2009-2012年波蘭政府授予科學(xué)基金和被稱為研究項(xiàng)目所贊助的第N502338936號(hào)文章。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2012年 12 月 20日
1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述
1.1 題目背景
機(jī)械行業(yè)是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床最多的，很多企業(yè)為了提高自己的生產(chǎn)效率，常常會(huì)對(duì)機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方面的改造。社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，在現(xiàn)代一體化生產(chǎn)模式中運(yùn)用了很多先進(jìn)的設(shè)備。對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，主軸箱是其最為核心的組織結(jié)構(gòu)，整個(gè)主軸箱影響著數(shù)控機(jī)床的變速情況[1]。大部分制造企業(yè)在實(shí)行技術(shù)改造時(shí)把重點(diǎn)放在了主軸箱變速器上，這是調(diào)整機(jī)床運(yùn)行速度的重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要對(duì)主軸箱的每個(gè)部件加以控制，這樣才能確保數(shù)控機(jī)床主軸變速性能的良好[2]。
1.2 研究意義
1.2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)在四年中的意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立從事設(shè)計(jì)工作的初步嘗試，是對(duì)即將步入社會(huì)的畢業(yè)生的能力的一次全面考核，其基本目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)、基本技能研究和處理問(wèn)題的能力。是學(xué)生對(duì)前三年所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)化、綜合化運(yùn)用、總結(jié)和深化的過(guò)程。通過(guò)考察、立題、收集素材、設(shè)計(jì)方案等過(guò)程，檢查學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力和掌握技藝的深度，并通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)答辯，來(lái)考核教學(xué)水平，對(duì)深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。
1.2.2 本課題的意義
在車床、鏜床、銑床、插、拉床、磨床、數(shù)控加工中心、齒輪加工中心、切斷機(jī)床、特種加工機(jī)床、組合機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)等眾多機(jī)械加工設(shè)備中，鏜銑床加工特點(diǎn)：加工過(guò)程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)），在實(shí)踐中具有“萬(wàn)能機(jī)床”的稱號(hào)。
鏜銑床主要是刀具在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。通常，刀具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，刀具或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要是用來(lái)加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。
我的題目是數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，本課題的意義是通過(guò)對(duì)主軸箱變速機(jī)構(gòu)的分析，通過(guò)計(jì)算使我對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)組成、變速原理有了更深一層的了解和認(rèn)識(shí)，曾強(qiáng)了我對(duì)知識(shí)的掌握能力和動(dòng)手能力，我會(huì)盡全力做好。
1.3 國(guó)內(nèi)研究情況
我國(guó)臥式鏜床生產(chǎn)是在1954年由仿制開始的。目前已有13個(gè)省、一個(gè)自治區(qū)、三個(gè)直轄市的二十六個(gè)廠，臥式鏜床的年產(chǎn)量到1971年，已經(jīng)超過(guò)一千臺(tái)。臥式鏜床的品種，第一個(gè)五年計(jì)劃期間，只能生產(chǎn)主軸直徑85毫米的臥式鏜床，現(xiàn)在已經(jīng)能生產(chǎn)主軸直徑63、85、125、150等毫米的臥式鏜床及主軸直徑110毫米的加大主軸直徑和移動(dòng)式鏜床。從只能根據(jù)國(guó)外圖紙生產(chǎn)單一產(chǎn)品，發(fā)展到自行設(shè)計(jì)試制并采用一定先進(jìn)技術(shù)的多種產(chǎn)品。在無(wú)產(chǎn)階級(jí)大革命中，就有17個(gè)廠先后設(shè)計(jì)試制了三十一種臥式鏜床。其中直徑63毫米的有五種；直徑125毫米的有一種；無(wú)伸縮主軸簡(jiǎn)易臥式鏜床有兩種；直徑160毫米落地鏜床有兩種，直徑200毫米的有一種，直徑250毫米的有一種。
當(dāng)代臥式鏜銑床與落地式銑鏜床技術(shù)發(fā)展非?？?，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念的更新和機(jī)床運(yùn)行速度及制造工藝水平有很大的提高，另一方面是機(jī)床結(jié)構(gòu)變化大，新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮[3]。臥式鏜銑床的結(jié)構(gòu)向高速電主軸方向發(fā)展，落地式銑鏜床向滑枕式(無(wú)鏜軸)結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，功能附件呈高速、多軸聯(lián)動(dòng)、結(jié)構(gòu)型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，這將是今后一個(gè)時(shí)期技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。
1.4 國(guó)外研究情況
國(guó)外數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心均有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其表現(xiàn)在于機(jī)床的結(jié)構(gòu)、精度和壽命，以及自動(dòng)化水平、生產(chǎn)效率等方面都有很大的提高。在產(chǎn)品開發(fā)工作上，采用模塊化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法，在確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和技術(shù)水平的前提下，產(chǎn)品品種大量涌現(xiàn)，變型產(chǎn)品也越來(lái)越多，除可滿足市場(chǎng)的需求外，并獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。一些科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，已由生產(chǎn)臥式鏜床轉(zhuǎn)向生產(chǎn)更高水平的自動(dòng)化機(jī)床，并已生產(chǎn)和研制出更高一級(jí)的現(xiàn)代化水平的設(shè)備，從而為實(shí)現(xiàn)無(wú)人化工廠奠定了基礎(chǔ)[4]。國(guó)外數(shù)控臥式鏜床及臥式加工中心的形成、演變過(guò)程，一種是以普通臥式鏜床為基礎(chǔ)，配以控制系統(tǒng)，而成為數(shù)控臥式鏜床；進(jìn)而在配以刀庫(kù)及機(jī)械手等獨(dú)立部件后，演變成為臥式加工中心；另一種是與普通臥式鏜床無(wú)關(guān)，獨(dú)立設(shè)計(jì)而成。很多機(jī)床公司都是由過(guò)去生產(chǎn)普通臥式鏜床轉(zhuǎn)而生產(chǎn)當(dāng)代的數(shù)控臥式鏜床及臥式加工中心的。很多機(jī)床廠家已不生產(chǎn)一般的普通臥室機(jī)床，已將其擴(kuò)散到發(fā)展中國(guó)家去生產(chǎn)，而把主要精力集中到更高級(jí)的數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心，并進(jìn)行大量的科學(xué)研究工作因而取得了較大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益。
2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 本課題研究的主要內(nèi)容
（1）了解主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)的性能要求；
（2）了解主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算分析；
（3）設(shè)計(jì)指標(biāo)：利用兩個(gè)液壓油缸，經(jīng)撥叉帶動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪移動(dòng)到需要的多個(gè)位置；
（4）應(yīng)用CAD系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)零件和裝配建模和仿真。
2.2 研究方案及方法
2.2.1主傳動(dòng)總體方案選擇
數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動(dòng)執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。在主傳動(dòng)系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動(dòng)機(jī)和直流主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級(jí)和電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式[5]。
數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有四種調(diào)速方式[6,7,8]，如圖1所示。
a.帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式，如圖1(a)所示，通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性要求。數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無(wú)機(jī)調(diào)速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無(wú)級(jí)變速。滑移齒輪的以為大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。
b.通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 如圖1(b)所示，這種傳動(dòng)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)和噪音。它使用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。常用的是V帶和同步齒形帶。
c.用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 如圖1(c)所示，這是上述兩種方式的混合傳動(dòng)，具有上述兩種性能。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸扭轉(zhuǎn)，低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍，克服了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的缺陷。
d.內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 如圖1(d)所示，這種傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸影響較大。
圖1 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的四種配置方式
2.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是將傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)化，向生產(chǎn)提供傳動(dòng)部件裝配圖，零件工作圖及零件明細(xì)表等。
機(jī)床傳動(dòng)部件即主軸變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：主軸組件設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)軸組件設(shè)計(jì)，其他機(jī)構(gòu)（制動(dòng)及換向機(jī)構(gòu)等）設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑與密封裝置設(shè)計(jì)，箱體及其他零件設(shè)計(jì)等[9]。
主軸變速箱部件裝配圖包括展開圖，橫向剖視圖、外觀圖及其他必要的局部視圖等。如圖2所示[10,11]。
圖2 主軸箱裝配圖
3 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作
數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱中采用兩個(gè)液壓缸，利用撥叉帶動(dòng)齒輪移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸變速。主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)性能優(yōu)劣將影響機(jī)床的操縱性能。本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的確定。目前已經(jīng)查找和閱讀了大量期刊、書籍、報(bào)紙及優(yōu)秀碩士論文，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，初步擬定了設(shè)計(jì)方案和整體的結(jié)構(gòu)。
4 完成畢業(yè)論文的工作步驟與時(shí)間安排
（1）第1—3周：調(diào)研并收集資料；
（2）第3—6周：確定設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
（3）第7—11周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）第12—15周：完成裝配圖、三維建模和仿真；完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯。
5.指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)老師： 年 月 日
6.所在系意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年05月
數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要
機(jī)械行業(yè)是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床最多的，很多企業(yè)為了提高自己的生產(chǎn)效率，常常會(huì)對(duì)機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方面的改造。社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，在現(xiàn)代一體化生產(chǎn)模式中運(yùn)用了很多先進(jìn)的設(shè)備。對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，主軸箱是其最為核心的組織結(jié)構(gòu)，整個(gè)主軸箱影響著數(shù)控機(jī)床的變速情況。大部分制造企業(yè)在實(shí)行技術(shù)改造時(shí)把重點(diǎn)放在了主軸箱變速器上，這是調(diào)整機(jī)床運(yùn)行速度的重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要對(duì)主軸箱的每個(gè)部件加以控制，這樣才能確保數(shù)控機(jī)床主軸變速性能的良好。
本文對(duì)主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算分析，利用兩個(gè)液壓油缸，經(jīng)撥叉帶動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪移動(dòng)到需要的多個(gè)位置。
關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床； 主軸箱； 結(jié)構(gòu)； 設(shè)計(jì)
Mechanism design of CNC horizontal boring and milling machine spindle box transmission control
Abstract
Machinery industry is the use of CNC machine tools the most, a lot of enterprises to improve their production efficiency, often transform many aspects of the internal structure of machine tool. The society pays attention to the development of the market economy to create the conditions for the industrial production of our country, a lot of advanced equipment for use in the integration of modern production mode. For NC machine tool, the spindle box is the most core structure, the spindle box of CNC machine tool gear case. Most of the manufacturing enterprises in the implementation of technical transformation to focus on the main spindle box transmission, which is the key to adjust the machine running speed. In the design process must each component of the headstock to control, so as to ensure the good performance of NC machine tool spindle speed.
In this pear, the working principle of the headstock gear control mechanism on the analysis of the structure design and calculation, using two hydraulic oil cylinders, the shifting fork drives a sliding duplex gear moving to a plurality of positions need.
Key Words: CNC machine; machine head; structure; design
III
目 錄
1 緒論 1
1.1 數(shù)控鏜銑床的結(jié)構(gòu)組成 1
1.2 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展 2
1.2.1 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展歷史 2
1.2.2 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展趨勢(shì) 2
2 數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.1 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)工作原理 4
2.2 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)軸的安裝 5
2.3 齒輪在軸上的布置和排列 5
2.4 相嚙合齒輪的寬度 6
3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 7
3.1 電動(dòng)的選取 7
3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 7
3.1.2 轉(zhuǎn)速及功率的確定 7
3.1.3 聯(lián)軸器的選擇 7
3.1.4 選定各齒輪齒數(shù) 7
3.1.5 轉(zhuǎn)速的計(jì)算 7
3.1.6 各軸功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 8
3.2 齒輪的設(shè)計(jì) 8
3.2.1 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求 8
3.2.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 8
3.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.3 軸的設(shè)計(jì) 12
3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
3.3.2 軸上作用力的計(jì)算 14
3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.3.4 鍵的選取 16
3.3.5 軸的受力分析 16
3.3.6 校核軸的強(qiáng)度 17
3.3.7 校核鍵連接的強(qiáng)度 18
3.3.8 校核軸承壽命 18
4 箱體的設(shè)計(jì) 20
5 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑 21
總 結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 22
致 謝 23
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 25
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 26
IV
1 緒論
1 緒論
在車床、鏜床、銑床、插、拉床、磨床、數(shù)控加工中心、齒輪加工中心、切斷機(jī)床、特種加工機(jī)床、組合機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)等眾多機(jī)械加工設(shè)備中，鏜銑床加工特點(diǎn)：加工過(guò)程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)），在實(shí)踐中具有“萬(wàn)能機(jī)床”的稱號(hào)[1,2]。
鏜銑床主要是刀具在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。通常，刀具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，刀具或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要是用來(lái)加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工[3]。
1.1 數(shù)控鏜銑床的結(jié)構(gòu)組成
如圖1.1所示，數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床本體、自動(dòng)換刀裝置、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、液壓油箱、數(shù)控電柜、主軸驅(qū)動(dòng)調(diào)速控制柜、機(jī)床電氣柜、主軸箱潤(rùn)滑冷卻用自動(dòng)油溫調(diào)節(jié)器和空氣干燥器等組成。
1-電動(dòng)機(jī) 2-換刀機(jī)械手 3-數(shù)控柜 4-刀庫(kù) 5-主軸箱 6-操作面板 7-電源柜 8-工作臺(tái) 9-滑座 10-床身
圖1.1數(shù)控機(jī)床示意圖
23
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
a. 機(jī)床本體。機(jī)床的本體是用來(lái)支撐機(jī)床的工作已達(dá)到加工生產(chǎn)目的。主要由床身和立柱組成。
b. 主軸結(jié)構(gòu)。主軸部件既要滿足精加工精度較高的要求，又要滿足粗加工時(shí)高效切削的能力。因此在旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性和熱變形等方面，都有很高的要求。在布局結(jié)構(gòu)方面，對(duì)于具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控鏜銑床，其主軸部件除主軸、主軸軸承和傳動(dòng)件等一般組成部分外，還有道具自動(dòng)加緊、主軸自動(dòng)準(zhǔn)停和主軸裝刀口吹凈等裝置。
c. 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可以進(jìn)行任意角度定位，它的功能有兩個(gè)：一是使工作臺(tái)進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，二是使工作臺(tái)進(jìn)行分度運(yùn)動(dòng)。
d. 換刀裝置。數(shù)控鏜銑床為了能在工件一次裝夾中完成多種甚至所有加工工序，以縮減輔助時(shí)間和減少多次安裝工件所引起的誤差，必須具有自動(dòng)換刀裝置。其主要有刀庫(kù)、橫梁升降機(jī)構(gòu)、滑座伸縮機(jī)構(gòu)、手架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、裝刀手和卸刀手組成。
e. 機(jī)床導(dǎo)軌。導(dǎo)軌主要用來(lái)支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方叫運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不運(yùn)動(dòng)的一方叫支撐導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，通常是直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
1.2 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展
1.2.1 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展歷史
我國(guó)臥式鏜床生產(chǎn)是在1954年由仿制開始的。目前已有13個(gè)省、一個(gè)自治區(qū)、三個(gè)直轄市的二十六個(gè)廠，臥式鏜床的年產(chǎn)量到1971年，已經(jīng)超過(guò)一千臺(tái)。臥式鏜床的品種，第一個(gè)五年計(jì)劃期間，只能生產(chǎn)主軸直徑85毫米的臥式鏜床，現(xiàn)在已經(jīng)能生產(chǎn)主軸直徑63、85、125、150等毫米的臥式鏜床及主軸直徑110mm的加大主軸直徑和移動(dòng)式鏜床。從只能根據(jù)國(guó)外圖紙生產(chǎn)單一產(chǎn)品，發(fā)展到自行設(shè)計(jì)試制并采用一定先進(jìn)技術(shù)的多種產(chǎn)品。在無(wú)產(chǎn)階級(jí)大革命中，就有17個(gè)廠先后設(shè)計(jì)試制了三十一種臥式鏜床。其中直徑63mm的有五種；直徑125mm的有一種；無(wú)伸縮主軸簡(jiǎn)易臥式鏜床有兩種；直徑160mm落地鏜床有兩種，直徑200mm的有一種，直徑250mm的有一種。
1.2.2 我國(guó)臥式鏜銑床的發(fā)展趨勢(shì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
圖1.2 臥式數(shù)控鏜銑床實(shí)物圖
當(dāng)代臥式鏜銑床與落地式鏜銑床技術(shù)發(fā)展非常快，如圖1.2所示，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念的更新和機(jī)床運(yùn)行速度及制造工藝水平有很大的提高，另一方面是機(jī)床結(jié)構(gòu)變化大，新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮[4,5]。臥式鏜銑床的結(jié)構(gòu)向高速電主軸方向發(fā)展，落地式鏜銑床向滑枕式(無(wú)鏜軸)結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，功能附件呈高速、多軸聯(lián)動(dòng)、結(jié)構(gòu)型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，這將是今后一個(gè)時(shí)期技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)[6-8]。
2 數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)工作原理
主軸箱中有主軸、變速機(jī)構(gòu)，操縱系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等。如果主軸箱與變速機(jī)構(gòu)分離，則除主軸箱外還有變速箱。主軸箱除應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，噪聲要低，振動(dòng)要小，操縱方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本低，防塵，防漏，外型美觀等。
如圖2.1和圖2.2所示,主軸箱中采用兩個(gè)液壓缸，經(jīng)撥叉帶動(dòng)兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)主軸變速。上油缸使撥叉撥動(dòng)軸右邊雙聯(lián)滑移齒輪變速：油缸和組成的差動(dòng)油缸，可以使軸左邊的雙聯(lián)滑移齒輪獲得二個(gè)位置。即當(dāng)油缸2進(jìn)壓力油油缸4回壓力油時(shí)，活塞桿被推向右邊，活塞桿用撥叉撥動(dòng)軸上的雙聯(lián)滑移齒輪到左邊位置；當(dāng)油缸4進(jìn)壓力油2油缸回壓力油時(shí)，撥叉撥動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪移動(dòng)到左邊位置。圖2.1和圖2.2[9,10]兩個(gè)圖合起來(lái)反映了變速操縱機(jī)構(gòu)中幾個(gè)液壓缸的位置及其雙聯(lián)滑移齒輪變速的關(guān)系。
圖2.1 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)（a）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1-活塞桿 2-油缸 3-行程開關(guān) 4-油缸 5-管接頭
圖2.2 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)（b）
2.2 主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)軸的安裝
傳動(dòng)軸的軸承以深溝球軸承為主，也可用圓錐滾子軸承。前者噪聲小、發(fā)熱小，應(yīng)用較多，后者裝配方便承載能力較大，還可以承受軸向載荷，因而也有采用的，載荷較大的地方還可以采用圓柱滾子軸承[11,12]。
2.3 齒輪在軸上的布置和排列
在變速傳動(dòng)組內(nèi)應(yīng)盡量使較小的齒輪成為滑移齒輪，使滑移省力?；讫X輪必須使原出于嚙合狀態(tài)的齒輪完全脫開后，另一個(gè)齒輪才開始嚙合。因此，雙聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)組占用的軸向長(zhǎng)度為B>4b[13],如圖2.3所示
圖2.3 雙聯(lián)滑移齒輪軸向長(zhǎng)度
2.4 相嚙合齒輪的寬度
在一般情況下，一對(duì)相嚙合的齒輪，寬度應(yīng)該是相同的，但是，考慮到操縱機(jī)構(gòu)的定位不可能很精準(zhǔn)，撥叉也存在著誤差和磨損，使用時(shí)往往會(huì)發(fā)生錯(cuò)位。這時(shí)只有部分齒寬參與工作，會(huì)使齒輪局部磨損，降低壽命。如果軸向尺寸并不要求很緊湊，可以使小齒輪比相嚙合的大齒輪寬2—5mm.帶來(lái)的缺點(diǎn)是軸向尺寸將有所增加[14]。
3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 電動(dòng)的選取
3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型
根據(jù)用途選用Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，在工業(yè)上用途最為廣泛，具有效率高、性能好、噪聲低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切屑機(jī)床。
3.1.2 轉(zhuǎn)速及功率的確定
初步選定電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW。一般市場(chǎng)上最常用、供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，無(wú)特殊需求不選用3000r/min和750r/min的電動(dòng)機(jī)，因此選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)，其滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min,且型號(hào)為Y132M-4。
3.1.3 聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器的選擇應(yīng)由工作要求決定。由于輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸直接相連，并且轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，所以選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。其型號(hào)為L(zhǎng)T6(GB/T 4323-2002)
3.1.4 選定各齒輪齒數(shù)
表3.1所示為確定的各齒輪的齒數(shù)
表3.1 各齒輪選定的齒數(shù)
編號(hào)
齒輪1
齒輪2
齒輪3
齒輪4
齒輪5
齒輪6
齒輪7
齒輪8
齒輪9
齒輪10
齒數(shù)Z
27
45
23
38
67
52
53
22
35
60
3.1.5 轉(zhuǎn)速的計(jì)算
在初步確定齒輪的齒數(shù)的情況下，計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。齒輪5、6和齒輪7、8為兩個(gè)雙連齒輪并安裝在同一根軸上，齒輪2、3、4安裝在另一根軸上，齒輪9和齒輪10安裝在主軸上。從電動(dòng)機(jī)輸出，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)到主軸有4種轉(zhuǎn)速，分別為：230r/min、950r/min、110r/min、450r/min。軸1的轉(zhuǎn)速是由電動(dòng)直接輸出的，所以轉(zhuǎn)速為1440r/min,軸2和軸3的轉(zhuǎn)速是由齒輪傳遞的，所以軸2的轉(zhuǎn)速
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
為144027/45=864r/min，軸3的轉(zhuǎn)速有兩種分別為86438/52=631.38r/min和86423/67=296.6r/min。
3.1.6 各軸功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
a. 功率的計(jì)算
軸1功率為P1=75000.990.99=7350.75W；
軸2功率為P2=P10.970.99=7056W；
軸3功率為P3=P20.970.99=6779W；
主軸功率為P0=P30.970.99=6510W。
b. 轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
軸1的轉(zhuǎn)矩為：；
軸2的轉(zhuǎn)矩為: ；
軸3有轉(zhuǎn)矩有兩種，分別為102.53和218.25；
主軸有四種轉(zhuǎn)矩，分別為270.28、65.44、565.13、138.14。
3.2 齒輪的設(shè)計(jì)
3.2.1 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求
齒輪齒數(shù)確定的原則是使齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，主軸轉(zhuǎn)速誤差小。具體要求如下：
a. 齒輪的齒數(shù)不應(yīng)過(guò)大；
b. 最小齒輪的齒數(shù)要求盡可能小，對(duì)于圓柱齒輪最小齒數(shù)；
c. 受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪的各齒輪（尤其是最小齒輪），應(yīng)可靠的裝到軸上或進(jìn)行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚大于等于2mm，以保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)變形、斷裂。
3.2.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
a. 壓力角a的選擇
我國(guó)對(duì)一般用途的齒輪傳動(dòng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為a=20o，本次設(shè)計(jì)中，一對(duì)嚙合直齒圓柱齒輪的壓力角均取a=20o。
b. 齒數(shù)的選擇
保持中心距a不變的情況下，增加齒數(shù)，除能增加重合度，改善傳動(dòng)平穩(wěn)外，還可以減小模數(shù)，降低齒高，因而減少金屬切削量，節(jié)省制造費(fèi)用。
閉式齒輪傳動(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，較少?zèng)_擊振動(dòng)，以齒數(shù)多一些為好，小齒輪的齒數(shù)可以是20—40，小齒輪確定后，按齒數(shù)比m=Z2/Z1,確定大齒輪的齒數(shù)。為了使各個(gè)相嚙合的齒輪相對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，Z1和Z2一般互為質(zhì)數(shù)。
3.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
由于此次設(shè)計(jì)中涉及的齒輪過(guò)多，因此這里對(duì)齒輪1做詳細(xì)設(shè)計(jì)分析。
a. 選定齒輪類型、精度等級(jí)
選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。由于是金屬切屑機(jī)床，轉(zhuǎn)速較高，故選用8級(jí)精度（GB 10095-88）。
b. 選擇材料
由表查得選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)處理），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。
c. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
（3.1）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
試選載荷系數(shù)Kt=1.3；
計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
選取齒寬系數(shù)Fd=0.2；
由表查得材料的彈性影響系數(shù)
按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限sHlim1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞極限為sHlim2=550MPa。
計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
假定該機(jī)床可使用20年，每年按300天計(jì)算，則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為
N1=60n1jLh=6014401 (2830020)=8.3109
N2=60n2jLh=608641 (2830020)= 5.0109
取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90，KHN2=0.95。
計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1。由下式得：
試算小齒輪分度圓直徑
計(jì)算圓周速度n
計(jì)算齒寬b
計(jì)算齒寬與齒高比
模數(shù)：
齒高：
則齒寬與齒高比為
計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)n=6.6m/s，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.2
直齒輪KHa=KFa=1，查得使用系數(shù)KA=1.25,用插值法查得8級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)KHb=1.423。
由b/h=2.37，KHb=1.423查得KFb=1.35。故載荷系數(shù)
K=KAKVKHaKHb=1.251.211.423=2.1345。
按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
。
計(jì)算模數(shù)m
。
d. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式
（3.2）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限。
取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88。
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，則：
；
。
計(jì)算載荷系數(shù)K。
K=KAKVKFaKFb=1.251.211.35=2.025。
查取齒形系數(shù)。
YFa1=2.57，YFa2=2.35。
查取應(yīng)力校正系數(shù)。
YSa1=1.60，YSa2=1.68。
計(jì)算大小齒輪的并加以比較
；
大齒輪的數(shù)值大。
設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，有齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的的模數(shù)。由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)。所以取模數(shù)為m1=3。因?yàn)樗〉凝X數(shù)為Z1=27，Z2=45，所以分度圓直徑為d1=273=81mm，d2=345=135mm。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。
d. 幾何尺寸計(jì)算
計(jì)算中心距
計(jì)算齒輪寬度
b=Fdd1=0.281=16.2mm
取B2=20mm，B1=25mm。
3.3 軸的設(shè)計(jì)
軸的設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及主軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響機(jī)床的工作能力和軸上零件工作的可靠性還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的空難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)是軸設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。
軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度，剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，制的工作能力指的是軸的強(qiáng)度。這時(shí)只要對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸和受力大細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。
軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，鋼軸的毛胚多數(shù)用軋鋼制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造周最為廣泛，其中最常用的是45號(hào)鋼。我的設(shè)計(jì)中主要采用45號(hào)鋼
合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好淬火性能。因此在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸勁的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常用合金鋼。
必須指出：在一般工作溫度下（低于100攝氏度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲強(qiáng)度和扭曲強(qiáng)度。但也應(yīng)注意，在既定條件下，有時(shí)也選用強(qiáng)度較低的剛才，而用適當(dāng)增加軸的截面面積的方法來(lái)提高軸的剛度。
3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要決定于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置以及形式；軸上安裝的零部件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸的連接方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于拆裝和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。下面討論軸的設(shè)計(jì)中要解決的幾個(gè)主要問(wèn)題。
a. 軸上零件的定位
為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或徑向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和徑向的定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
b. 零件的軸向定位
軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸段擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來(lái)保證的。
軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩類。利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處將應(yīng)截面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩過(guò)多時(shí)也不利于加工。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h一般取為h=(0.07-0.1)d，d為與零件相配合處的軸的直徑，單位為mm。滾動(dòng)軸承的軸肩必須低于軸承內(nèi)圈斷面的高度，以便于拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊(cè)中軸承的安裝尺寸。為了使零件能靠近軸肩而得到準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩處的過(guò)度圓角半徑r必須小于與之相配的零件轂孔端部的圓角半徑R或倒角C。
套筒定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需開曹、鉆孔或切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。如兩零件間的間距較大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料的用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速很高時(shí)，也不宜采用套筒定位。
c. 各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定
零件在軸上的定位和拆裝方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)，初步確定軸的直徑時(shí)，還不知道支反力的作用點(diǎn)，不能確定彎矩的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來(lái)確定軸的直徑。但在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通常已經(jīng)能求得軸所受的扭矩。因此，可按軸所受的扭矩初步估算軸所需的直徑，將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑dmin，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從dmin處起注意確定各段軸的直徑。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，軸的直徑亦可憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)去定，或參考同類機(jī)器用類比的方法確定。
為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件拆裝方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。為了使與軸做過(guò)盈配合的零件便于裝配，相配合軸段的壓入段應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。確定各軸段的長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長(zhǎng)度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰部件間必要的空隙來(lái)確定。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零部件相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2—3mm。
3.3.2 軸上作用力的計(jì)算
a. 軸1上齒輪1的受力計(jì)算
已知條件，軸1傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=48.7，轉(zhuǎn)速為1440r/min，齒輪1分度圓直徑d1=81mm。
齒輪1的作用力為,其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。
齒輪2的作用力與齒輪1的作用力大小相等方向相反。
b. 軸2的作用計(jì)算
已知條件，軸2傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=77.98，轉(zhuǎn)速為864r/min，齒輪3的分度圓直徑為d3=69mm，齒輪4的分度圓直徑為d4=114mm。
齒輪3的作用力為
齒輪4的作用力為
其方向都由力的作用點(diǎn)指向轉(zhuǎn)動(dòng)中心。
3.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與軸上齒輪輪轂孔內(nèi)徑及寬度、滾動(dòng)軸承的選擇和校核、鍵的選擇和驗(yàn)算與軸連接的半聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行。并且箱體內(nèi)壁寬度主要由軸的總長(zhǎng)度確定，所以軸的結(jié)構(gòu)尺寸最為關(guān)鍵。這里對(duì)軸2進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算。
已知條件，軸2的傳遞功率P2=7056w，轉(zhuǎn)速n2=864r/min,齒輪分度圓直d2=135mm，d3=69mm，d4=114mm，齒輪寬度b2=20mm，b3=30mm，b4=25mm。
a. 選擇軸的材料
因?yàn)樵撦S主要承受的是扭矩和彎曲變形，所以選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其硬度為217—225MPa，彎曲疲勞極限為s-1=275MPa,許用彎曲應(yīng)力[s-1]=60MPa,許用切應(yīng)力[t]=25-45MPa。
b. 初算軸徑
由表查得A0=126-103考慮到軸承受彎矩較小且受到扭矩的作用，載荷較平穩(wěn)，所以A0取較小值A(chǔ)0=110，則
c.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖3.1所示
圖3.1 軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖
（2）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式，然后按軸上零件的安裝順序從dmin處開始設(shè)計(jì)。
2）軸承的選擇與軸段1及軸段6的設(shè)計(jì)
該軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)該與軸承的選擇同步進(jìn)行，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)選用的是直齒圓柱齒輪，所以不考慮軸向力的存在，選用深溝球軸承，軸段1、6上安裝軸承，其直徑應(yīng)該既便于軸承的安裝又應(yīng)該符合軸承內(nèi)徑系列，所以選用軸承6207進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其內(nèi)徑為d=35mm，外徑為D=72mm，寬度為B=17mm。所以d1和d6都為35mm，且取l6=l1=30mm。
3）軸段2和軸段3的設(shè)計(jì)
軸段2和軸段3上分別安裝的是齒輪2齒輪3和齒輪4，為了齒輪的安裝，d3>d2>d1?？沙醪酱_定d3=F42mm，d2=F40mm，齒輪2和齒輪3的輪轂寬度為b2=30mm，b3=35mm，左右兩端均采用套筒定位，由于兩個(gè)齒輪的直徑及寬度都不較小，所以采用實(shí)心式，并且兩個(gè)齒輪是緊密挨在一起的，軸段3上安裝的是齒輪4，齒輪4的輪轂寬度為b4=35mm，左端采用軸肩定位，右端采用套筒定位，由于齒輪4和齒輪6嚙合，齒輪3和齒輪5嚙合，齒輪5和齒輪6為雙聯(lián)滑移齒輪，滑移的距離為58mm。齒輪5是安裝在齒輪6的輪轂上的，齒輪6的輪轂寬度為70mm，所以齒輪4和齒輪3之間的總長(zhǎng)度應(yīng)大于128mm，軸段3的長(zhǎng)度應(yīng)該大于128-35=93mm，故取l2=65mm，l3=100mm。
軸段4為軸肩，所以取l4=4mm，d4=F46mm。軸段5上沒(méi)有安裝任何零部件，由于齒輪和齒輪8為雙聯(lián)滑移齒輪，齒輪7安裝在齒輪8的輪轂上，其總體寬度為90mm，滑移距離為42mm，所以l5>90+42-4=128mm，故取l5=140mm。
（3）軸上力的作用點(diǎn)間的距離
軸承反力的作用距離軸承外圈斷面的距離為a=8.5mm。所以有圖可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為：
L1=l1+b2-a-3=30+10-8.5-3=28.5mm；
L2=b2+b3=35mm；
L3=b3+l3-b4=102.5mm；
L4=l5+l4+b4+l6-a-3=175mm。
3.3.4 鍵的選取
齒輪與軸之間采用A型普通平鍵連接，鍵的選取是根據(jù)該段軸的直徑和長(zhǎng)度所決定的，所以選取鍵12856和鍵12832（GB/T1096-2003）。
3.3.5 軸的受力分析
a. 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖3.2所示
圖3.2 軸的受力簡(jiǎn)圖
計(jì)算支撐反力
式中負(fù)號(hào)與圖中所畫力的方向相反。
b. 畫出軸的彎矩圖如圖3.3所示
圖3.3 軸的彎矩圖
計(jì)算彎矩
c. 畫出軸的扭矩圖如圖3.4所示
圖3.4 軸的扭矩圖
3.3.6 校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)所的的彎矩圖和扭矩圖得出，軸段4為危險(xiǎn)截面，其抗彎截面系數(shù)為
（3.3）
抗扭截面系數(shù)為
（3.4）
所以
所以該軸的設(shè)計(jì)滿足要求。
3.3.7 校核鍵連接的強(qiáng)度
齒輪2、3處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
（3.5）
齒輪4處鍵的強(qiáng)度為
取鍵的材料為鋼，而。
所以強(qiáng)度足夠，選用的鍵滿足要求。
3.3.8 校核軸承壽命
查得Cr=25500,C0r=15200。軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為
由于此設(shè)計(jì)中所用的齒輪為直齒圓柱齒輪，所以不考慮外部軸向力。由于S2>S1，故只需校核軸承1的壽命。
由,查得e=0.24,因?yàn)椴豢紤]外部軸向力，所以可以認(rèn)為外部軸向力為Fa=0，即
,故X=1，Y=0。
則當(dāng)量動(dòng)載荷為
（3.6）
軸承在100攝氏度以下工作，查得，對(duì)于金屬切削機(jī)床，查表得載荷系數(shù)為,軸承1的壽命為
（3.7）
假定該機(jī)床可以使用20年，每年按300天計(jì)算，則
由于，故軸承壽命足夠。
4 箱體的設(shè)計(jì)
4 箱體的設(shè)計(jì)
變速操縱機(jī)構(gòu)箱體是用以支持和固定軸系零件，保證傳動(dòng)件的嚙合精度、良好潤(rùn)滑及密封的重要零件，箱體的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。
箱體按毛胚的制造方式不同可分為鑄造箱體和焊接箱體，鑄造箱體的材料一般多用鑄鐵（HT150、HT200）。鑄造箱體較易獲得合理和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，剛度好，易進(jìn)行切削加工，但制造周期長(zhǎng)，質(zhì)量較大，多用于成批生產(chǎn)。此次設(shè)計(jì)中選用鑄造箱體，選用材料為HT200。且箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表4.1所示[15,16]；
表4.1 箱體結(jié)構(gòu)尺寸
名稱
尺寸（mm）
箱座壁厚
20
箱蓋厚度
10
箱蓋寬度
350
軸承旁連接螺栓直徑
M10
箱座底凸緣厚度
20
箱蓋與箱座連接螺釘直徑
M8
連接螺栓的間距
320
箱體與床身連接螺栓間距
170
外箱壁至軸承座端面距離
15
軸承座厚度
50
箱體總寬度
402
箱體總高度
470
箱體總長(zhǎng)
578
箱體內(nèi)壁間距
338
箱體于床身連接板的厚度
20
5 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑
5 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑
機(jī)床傳動(dòng)零件和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹，冷卻和散熱。其潤(rùn)滑的方式有兩種，一種是浸油潤(rùn)滑，另一種是噴油潤(rùn)滑，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的主軸箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，采用噴油潤(rùn)滑的方式。即利用液壓泵將潤(rùn)滑油加壓，通過(guò)油嘴噴到嚙合區(qū)對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑。經(jīng)查得，選用全損耗系統(tǒng)用油[17,18],其型號(hào)為L(zhǎng)-AN15（GB 443-1989）。
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總 結(jié)
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總 結(jié)
數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱變速操縱機(jī)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成了，雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程比較繁瑣，而且剛開始的時(shí)候還有些不知所措，但是在同學(xué)們的共同努力下，再加上老師的細(xì)心指導(dǎo)，我終于順利的完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)和理論的能力。使我獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力得到強(qiáng)化。
數(shù)控臥式鏜銑床是今后機(jī)床發(fā)展的方向，數(shù)控臥式鏜銑床液壓缸變速能實(shí)現(xiàn)機(jī)床的數(shù)控變速，使機(jī)床在工作中能改變主軸轉(zhuǎn)速，免除機(jī)床停車換擋，提高了加工工件的效率和精度，且液壓缸控制簡(jiǎn)單，工作可靠，大大提高了數(shù)控機(jī)床的工作性能，減少了工件的裝夾次數(shù)。
變速操縱機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，可以說(shuō)變速操縱機(jī)構(gòu)的性能決定著機(jī)床的性能。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以比較全面的了解數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和和參數(shù)選擇方法，對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能及在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用又有了更新的認(rèn)識(shí)。
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參考文獻(xiàn)
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致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)申明
致 謝
致 謝
本論文工作從始至終都是在曹老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的，其中傾注了老師大量的心血。老師嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)的作風(fēng)，淵博的知識(shí)，敏銳的洞察力和執(zhí)著的鉆研精神使我受益匪淺，并將激勵(lì)我在今后的人生中克服困難，繼續(xù)奮勇向前進(jìn)。正是導(dǎo)師循循善誘的教誨和指導(dǎo)，使我克服重重困難，最終圓滿的完成了論文工作。至此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師至以最深切由衷的謝意！
在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)期間，曹老師給了我足夠的指導(dǎo)。從題目的選取、市場(chǎng)調(diào)研、查閱資料到正式設(shè)計(jì)、編寫說(shuō)明書等每一個(gè)階段都是一個(gè)知識(shí)復(fù)習(xí)回顧，經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使我深刻體會(huì)到，理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)中的差距、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)將來(lái)工作的重要性，機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要付出辛勤的勞動(dòng)，而且需要慎密的思考，敢于想象，勇于創(chuàng)新等新的設(shè)計(jì)理念，既滿足設(shè)計(jì)的性能要求又要經(jīng)濟(jì)上的實(shí)用性，真的讓我受益匪淺，感想收獲頗多。
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我順利的完成了設(shè)計(jì)。畢竟這是我第一次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足在一定程度上肯定有不完善的地方需要改進(jìn)，許多地方還沒(méi)有成熟的理論論證，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
最后，衷心的祝愿我們的學(xué)校興旺發(fā)達(dá)！
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明
秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的成果，不包含他人已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過(guò)的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了致謝。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：
指導(dǎo)教師簽名：
日期：
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