522 絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
522 絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計,車床,改光杠,鍵槽,專機(jī),進(jìn)給,系統(tǒng),設(shè)計
一、設(shè)計（論文）內(nèi)容任務(wù)：1、在選擇工進(jìn)的速度時要驗算銑刀鍵槽加工時的進(jìn)給任務(wù)是否合理；2、進(jìn)給電機(jī)的功率選擇 檢驗其選擇合理性；3、齒輪傳動比選擇進(jìn)行方案比較，畫出轉(zhuǎn)速圖；二、設(shè)計（論文）依據(jù)1.床身長 2600mm；2.絲杠螺距 12mm；3.絲杠直徑 φ60mm；4.加工鍵槽寬 6.8mm。三、技術(shù)要求1、利用原絲杠車床的床腳、床身、床鞍、絲杠進(jìn)行改裝設(shè)計；2、進(jìn)給電機(jī)要求電磁制動器材 四.畢業(yè)設(shè)計（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求1、 進(jìn)給系統(tǒng)展開圖 B9912018XZ-001 A0 1 張2、 齒輪零件圖 B9912018XZ-104 A3 1 張3、 齒輪零件圖 B9912018XZ-111 A3 1 張4、 齒輪零件圖 B9912018XZ-110 A3 1 張5、 齒輪零件圖 B9912018XZ-115 A3 1 張6、 齒輪零件圖 B9912018XZ-116 A3 1 張7、 齒輪零件圖 B9912018XZ-117 A3 1 張8、 齒輪零件圖 B9912018XZ-119 A3 1 張9、 齒輪零件圖 B9912018XZ-122 A3 1 張10、軸類零件圖 B9912018XZ-107 A3 1 張11、軸類零件圖 B9912018XZ-105 A3 1 張12、軸類零件圖 B9912018XZ-109 A3 1 張13、軸類零件圖 B9912018XZ-112 A3 1 張14、軸類零件圖 B9912018XZ-118 A3 1 張15、皮帶輪圖 B9912018XZ-106 A3 1 張16、箱體圖 B9912018XZ-102 A0 1 張 17、箱蓋零件圖 B9912018XZ-121 A2 1 張18、油塞零件圖 B9912018XZ-101 A4 1 張19、軸套零件圖 B9912018XZ-114 A4 1 張20、軸套零件圖 B9912018XZ-123 A4 1 張21、軸承蓋零件圖 B9912018XZ-113 A4 1 張22、軸承蓋零件圖 B9912018XZ-103 A4 1 張23、總裝圖 B9912018XZ-103 A3 1 張24 設(shè)計說明書一份五. 畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度計劃起訖日期 工作內(nèi)容 備 注3．31—4．5 畢業(yè)實習(xí)，收集資料，完成實習(xí)報告4．6—4．20 資料整理，擬定設(shè)計方案，編寫草稿4．21—4．30 繪制結(jié)構(gòu)草圖并初審5．2—6．3 繪制工程圖6．4—6．15 編寫設(shè)計說明書6．16—6．20 審圖，改圖6．21—6．22 準(zhǔn)備答辯資料6．23—6．27 參加答辯六. 主要參考文獻(xiàn)：1 . 陳易新．金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)書．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19872 ．徐錦康．機(jī)械設(shè)計．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19963 . 沈海珊．實用銑工手冊．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19874 ．陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．浙江：浙江大學(xué)出版社,1995．5 . 胡家秀．簡明機(jī)械零件設(shè)計實用守則．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19996 . 機(jī)械工業(yè)部統(tǒng)編．銑工工藝學(xué)．科學(xué)普及出版社，19927 . 喻懷仁、陳世忠譯．金屬切削刀具．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985七、其他1．實習(xí)小結(jié)字?jǐn)?shù)不少于 3000；2．繪制圖樣折合達(dá) 3 張 A0 以上，其中計算機(jī)繪制的圖樣達(dá) 2/3 以上。摘要針對在一般的企業(yè)生產(chǎn)實踐中經(jīng)常會遇到對已有的機(jī)床進(jìn)行更專業(yè)化改造的問題，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。此文系統(tǒng)的闡述了利用原有絲杠車床、床身、床鞍，絲杠進(jìn)行改光杠鍵槽銑專機(jī)。此鍵槽銑專機(jī)是專為銑長鍵槽光杠類零件，并可銑各種寬度的鍵槽。其設(shè)計方案主要從總體方案設(shè)計、各主要部件技術(shù)參數(shù)的確定，及其空間的合理布置、傳動方案的比較選擇、各種典型零件的設(shè)計計算、校核、電動機(jī)選型等。進(jìn)給系統(tǒng)作為機(jī)床的主要功能系統(tǒng)，對之有較高的運(yùn)動速度，精度要求。此進(jìn)給系統(tǒng)主要實現(xiàn)工進(jìn)與快退的兩大基本功能，速度的切換采用電控式、從而避免了停止時銑刀對已加工的表面擦傷。電機(jī)仍選用旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，電機(jī)帶有電磁制動器。這項機(jī)床的改造的具體措施始終遵循著實用性和經(jīng)濟(jì)性的原則，進(jìn)行工廠的內(nèi)部改造，完全具有可操作性和可行性。 關(guān)鍵詞： 機(jī)床改造 進(jìn)給系統(tǒng) 光杠鍵槽銑專機(jī) 電磁制器AbstractTo often can meet and go on specialized problem of transformation to existing lathe among general enterprise production practices, then reach and economize the cost, the purpose to raise product quality. Gentle exposition of system this utilize original leading screw lathe, lathe bed, bed saddle, Guide screw go on change smooth thick stick keyway mill the special plane. Keyway this mill special plane to for mill long keyway mere thick stick part, can mill of different widths keyway specially. Plan of design its mainly from conceptual design, every main part sureness of technical parameter, And space assign rationally, transmission comparative choice, various kinds of typical design calculate, check, motor selecting type,etc. of part of scheme. system as main function system of lathe, have higher sport speed to their, The precision is required. This enter and give system realize worker stock with two major basic functions that retreat soon mainly, To switch over and adopt getting automatically controlled, thus avoid between milling cutter and surface scotch that has process already when stopping speed. The electrical machinery still selects the rotating type electrical machinery for use, the electrical machinery has electromagnetic brakes. This lathe transformation concrete measure is really followed the using and economic principle all the time, Carry on the inside transformation of the factory, totally have effectiveness and feasibility, Invest and produce and operate and examine and have obvious result and economic benefits actually through it.Keyword: The lathe transforming Enter to the system The mere thick stick keyway mills the special plane Electromagnetic brake鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 1 -0 引言制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，2000 年制造產(chǎn)業(yè)占全國 GDP36%，它是我國比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是勞動密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎(chǔ)是機(jī)床行業(yè)；2002 年中國機(jī)床消費(fèi) 55 億美元，機(jī)床的進(jìn)口已超過 31 億美元，一躍成為世界最大的消費(fèi)國和全球最大的機(jī)床進(jìn)口國。 同時加入 WTO 以后，全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術(shù)壁壘已經(jīng)阻礙了我國機(jī)床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的被動局面，積極的應(yīng)對挑戰(zhàn)、抓住機(jī)遇、贏得發(fā)展的契機(jī)，成為機(jī)床行業(yè)普遍面臨的問題。在國外，機(jī)床改造已有較長的歷史，美國舊機(jī)床買賣組織 MDMA(Machine Dealers National Association) 成立已有 50 年。由于各國的政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的差異，機(jī)床的種類、性能、結(jié)構(gòu)的繁雜多樣，使機(jī)床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機(jī)床的翻修、改進(jìn)、改裝、改造、再生、再造。機(jī)床改造在汽車、機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、航空等行業(yè)廣泛應(yīng)用，并批量投入生產(chǎn)。一般認(rèn)為：機(jī)床改造就是：利用最新的控制裝置和進(jìn)給系統(tǒng)使舊機(jī)床獲得新生再造（Remanufacturing）是一種較高的設(shè)備改造形式，國外稱這種工程技術(shù)是把老設(shè)備“重新回到圖板，以進(jìn)行再設(shè)計，再制造，再鑒定的工作過程。通過全面改造設(shè)備主體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，引入最新技術(shù)，使機(jī)床達(dá)到現(xiàn)代化設(shè)計的新機(jī)床的水平，以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)率、精度、環(huán)靜和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于機(jī)床改造工藝技術(shù)水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達(dá)到技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優(yōu)化、加工參數(shù)、切削刀具、熱處理金屬成型的優(yōu)化設(shè)計制造，從而實現(xiàn)降低成本、高效益的運(yùn)作，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)范的要求。本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實踐意識、經(jīng)濟(jì)意識，樹立正確的生產(chǎn)觀出發(fā)，并結(jié)合鹽城市機(jī)床廠的多年實踐總結(jié)，提出這種在原有絲杠車床基礎(chǔ)上改造成光桿鍵槽銑專機(jī)。此光桿鍵槽銑專機(jī)是專為銑光杠鍵槽的光桿類零件而用，并可銑各種寬度的鍵槽。設(shè)計課題涉及到課題調(diào)研報告、資料的查詢、閱讀有關(guān)的資料摘錄，并作心得，并加工收集的資料。然后深入鹽城市機(jī)床廠生產(chǎn)一線向使用者、設(shè)計者學(xué)習(xí)，達(dá)到充分了解所研究的產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)效率、新的特殊用途、新的設(shè)計理念、以及產(chǎn)絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 2 -品的市場競爭力。具體的了解企業(yè)的現(xiàn)有工況，機(jī)床的外形、進(jìn)給箱的大致結(jié)構(gòu)，找到企業(yè)存在的問題，并記錄了如何有所改進(jìn)，最后確定設(shè)計的進(jìn)給系統(tǒng)。 、以及箱體的結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行相關(guān)零件的選型計算。由于光桿鍵槽銑專機(jī)具有專業(yè)化、高效化的功能。因此是主要實現(xiàn)從高效節(jié)能、噪聲、環(huán)保無污染角度出發(fā)。利用原絲桿車床的床腳、床身、床鞍、絲桿進(jìn)行改裝設(shè)計、速度的轉(zhuǎn)換功能的實現(xiàn)。此種機(jī)床的構(gòu)造設(shè)計要求我們具備相當(dāng)強(qiáng)的實踐知識和經(jīng)濟(jì)意識工進(jìn)與快退的功能。具體地涉及到：動力裝置、電機(jī)的選用（，優(yōu)化的配置企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產(chǎn)品精度，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化的要求，更好的服務(wù)于生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 3 -1 進(jìn)給系統(tǒng)總體設(shè)計方案總體設(shè)計方案包括根據(jù)課題的具體要求進(jìn)行原動件的選擇，傳動裝置和工作裝置。具體的就是進(jìn)行電動機(jī)的選型,箱體的加工方法選擇；設(shè)計傳動方案的設(shè)置比較、確定進(jìn)給系統(tǒng)的各種零部件的設(shè)計順序及其設(shè)計的基本原則。主要有各個軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核、剛度校核。齒輪零件的傳動方案設(shè)計，強(qiáng)度教核，以及精度設(shè)計。還要初步確定所選用的各種方案的有機(jī)結(jié)合，要具備相關(guān)性。1.1 機(jī)床外形結(jié)構(gòu)(見圖 1)主要用途是專為銑長鍵槽的光杠類零件而用并可銑各種寬度的鍵槽。。圖一（機(jī)床外形圖）絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 4 -1.2 主要技術(shù)參數(shù) (原始數(shù)據(jù))床身長：2600mm絲杠螺距：12mm絲杠直徑：Ф60mm所加工的鍵槽寬：6.8mm工進(jìn)速度為：237mm/min快退速度為：2800mm/min銑刀轉(zhuǎn)速：121r/min刀盤直徑：Ф80mm主電機(jī)：1.1kw，91.0r/min進(jìn)給電機(jī)：1.5kw，1400r/min1.3 設(shè)計方案的比較全部采用易于加工的直齒圓柱齒輪方案，方案 1 傳動路線較簡單，較平穩(wěn)。具有制造方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并且采用電磁離合器很容易實現(xiàn)速度的切換。但存在的問題是整體結(jié)構(gòu)不太緊湊。高度方向的尺寸較大，易安裝調(diào)試其中帶傳動承載能力低。但方案考慮到用在光桿鍵槽銑床工作載荷運(yùn)動較為合適。齒輪傳動是比較高的。傳動精度也是比較高的，使用壽命較長。但是要求潤條件較高另外各個齒輪在軸上的分布相對軸承均勻。載荷沿齒寬方向分布均勻。 傳動比：工進(jìn)時: i= 快退時：154321inwm? 523iniwm?鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 5 -方案 2（自擬方案） 與方案 1 相比較結(jié)構(gòu)較緊湊。更簡單傳動級數(shù)少，但很容易發(fā)生運(yùn)動干涉現(xiàn)象。不易安裝調(diào)試。且不易達(dá)到利用原有機(jī)床進(jìn)行改造的目的。綜述可知：選擇方案一較為合適。綜合工藝較好。易與實現(xiàn)。達(dá)到合理分配各級傳動比。使整個進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)制造性能最優(yōu)。從而使技術(shù)人員與工藝人員的有機(jī)結(jié)合。1.4 進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動簡圖：銑刀進(jìn)給運(yùn)動路線為：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 6 -工進(jìn)：電動機(jī)（1.4KW）1400r/min------- 皮帶輪 3/4---------1 軸--------齒輪 5/6-------電磁離合器 7-------2 軸--------齒輪 8/9----------3 軸-------齒輪 10/11-------4 軸---------齒輪 12/13--------5 軸---------齒輪 14/15-------絲杠螺母副 16/17 帶動拖板及銑刀箱運(yùn)動從而實現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動?？焱耍弘妱訖C(jī)（1。4KW）1400r/min-------- 皮帶輪 3/4----1 軸----- 電磁離合器 18----3 軸-----齒輪 12/13-----5 軸-------齒輪 14/15-------絲杠螺母副 16/17 帶動拖板及銑刀箱運(yùn)動從而實現(xiàn)銑刀快退運(yùn)動鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 7 -2 電動機(jī)的選用2.1 電動機(jī)選型作為機(jī)床的運(yùn)動的動力和來源。它是機(jī)床中驅(qū)動各種運(yùn)動的基礎(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，維護(hù)方便的優(yōu)點。目前較為流行的直線驅(qū)動電機(jī)雖然其有較高的速度和很高的加速度。較高的定位精度，不過本機(jī)選用旋轉(zhuǎn)已滿足要求。為了提高機(jī)床的響應(yīng)速度，電動機(jī)的選用帶有電磁離合器。從而易于實現(xiàn)自動化的要求、滿足工廠的實際需要 。選用電磁離合器很容易實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的操控。為滿足簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)、提高齒輪箱體的傳動剛度、加工精度。實現(xiàn)機(jī)床的高頻響應(yīng)動作方面的要求。最根本的作用在原動機(jī)旋轉(zhuǎn)不中斷的情況下實現(xiàn)主動件與從動件分離、變速換向，定位。由于生產(chǎn)單位通常采用三相交流電源、故通常采用三相異步交流電動機(jī)，且具有具有良好的啟閉性能。2.2 其額定的功率選擇初選為 1.5 KW,轉(zhuǎn)速選為 1400r/min,工作軸的速度 nW電動機(jī)容量的選擇：正確選用電動機(jī)容量的原則是在能夠勝任生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載要求的前提下，盡量選用容量小的電動機(jī)。工作裝置所需功率 =0.87kwwp電動機(jī)的輸出功率 按下式計算:0k 式中 為電動機(jī)軸至旋轉(zhuǎn)支架的傳動裝置總效率。?wp?0]4[?由式 ;查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計(陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社 24321?1993.12)表 2-4,取滑塊聯(lián)軸器效率 =0.98,8 級精度齒輪傳動(油潤滑)效率1=0.95,滾動軸承效率 =0.995, ,８級精度齒輪傳動(油潤滑)效率 =0.95,則2 3? 4?8.095.05.982????故 kwpw1.0因載荷平穩(wěn),且考慮到實際的工作需要，電動機(jī)的功率 選為 1.5KWmp絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 8 -2.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速對額定功率相同的電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高，其體積越小，造價越低。但電機(jī)是用來拖動機(jī)械的，而生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速一般是由生產(chǎn)過程的要求所決定的，電動機(jī)轉(zhuǎn)速越高，減速機(jī)構(gòu)的傳動比就得越大，因而使機(jī)械傳動部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加其造價和傳動損耗。由于本設(shè)計需要經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，根據(jù)經(jīng)驗應(yīng)選用轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)。轉(zhuǎn)動支架相當(dāng)于工作軸,其轉(zhuǎn)速為 r/min,按表 2-1 推薦3.1??n的各傳動機(jī)構(gòu)的傳動比范圍得:單級齒輪傳動比范圍 ;多級展開式圓柱齒輪5～i減速機(jī)的傳動比范圍 ;則總傳動比范圍應(yīng)為4082～?i 2048～～ ???r/min，所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選用 1400r/min.查263.14～）～（ ?????ni表可知選用 Y60L-L(查Ｙ系列三相異步電機(jī)技術(shù)參數(shù))2.4 電磁離合器的選用設(shè)計的進(jìn)給系統(tǒng)采用了２個電磁離合器，很大程度上提高了其自動化的程度，很容易實現(xiàn)動作的切換、動作和停止。大大簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。關(guān)于離合器其類型很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦式離合器、牙嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉(zhuǎn)差式離合器；按其工作條件可分為濕式離合器和干式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無滑環(huán)離合器。選擇離合器的型號規(guī)格之前，我充分了解各種離合器的動作特性及其優(yōu)缺點。在選擇離合器過程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所傳遞的動力，假如摩擦片數(shù)一定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對應(yīng)。但在實際上，速度、溫度、摩擦片的磨損情況，污染情況都影響工作扭矩等。在設(shè)計過程中，計算扭矩是工作載荷的慣性和運(yùn)動載荷的慣性之和，用 T 表示計算扭矩可用下式求出： ]13[2.)()(308mkgtVRSWtNKTLmr???式中-----旋轉(zhuǎn)組件的重量rWK-------旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑N----回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速S----工作安全系數(shù)---直線運(yùn)動組件的重量L鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 9 -V-----線性速度R-----變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為直線運(yùn)動皮帶輪的半徑g-----9.8t-----機(jī)器啟動所需時間----電磁離合器吸合時間mt但在實際工作中,很多設(shè)備的精確載荷難以計算。一般是根據(jù)輸入動力確定所需扭矩。]1[.975kgNPST?式中 P---輸入功率S---工作安全系數(shù)N---輸入轉(zhuǎn)數(shù)從上式中看出，對扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。因此。一定動力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計中盡可能將離合器裝在傳動鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同。在實際的工作中Ｔ可直接由輸入軸傳遞的扭拒確定。T=1.00275N.mm.本設(shè)計中的主軸箱采用的是油潤滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。根據(jù)軸之間的相互關(guān)系，而且Ⅰ軸的扭矩小于Ⅲ軸的扭矩，經(jīng)合理的論證分析后，選擇在軸上的離合器為 DLY0 系列離合器，其型號為 DLY0-10；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號可選為 DLMO-2.5絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 10 -配 作配 作 配 作配 作均 布 均 布均 布 均 布3 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計（由于是單件生產(chǎn)，采用鋼板旱接工藝較合理，由于進(jìn)給箱內(nèi)要按裝零件較多，所要求的機(jī)加工精度較高，箱體類零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：箱體零件上各個加工特征的加工組成了箱體零件的加工，因此各加工特征加工鏈的合理組合就構(gòu)成了整個零件的工藝路線。箱體的加工質(zhì)量直接影響整個機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。因為孔作為軸的定位支撐，箱體孔同軸度要求，是評價箱體零件十分重要一項指標(biāo) 由于箱體的尺寸較復(fù)雜3.1 加工工藝標(biāo)注尺寸時既要考慮到其焊接工藝，加工工藝、形狀尺寸表明箱體的壁厚、長、寬、高孔徑及其深度和寬度螺紋孔的尺寸、凸緣尺寸、圓角半徑， 加強(qiáng)筋的厚度高度、曲線的曲率半徑、槽的深度和寬度、各傾斜部分的斜度等。3.2 箱體尺寸確定（見下圖）箱座底面至部分高度的偏差：加工剖分式箱體時，相對于基準(zhǔn)的位置尺寸，如孔的中心線、曲線的曲率中心位置、孔的軸線及斜度的起點等與相應(yīng)基準(zhǔn)間的距離及夾角。這些尺寸最易遺漏，應(yīng)特別注意。標(biāo)注尺寸時所選的基準(zhǔn)面，最好以加工基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)，這樣對加工和測量有利。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 11 -4 齒輪的設(shè)計計算4.1 設(shè)計原則根據(jù)工況的實際需要，齒輪具有傳動效率高的特點，工作可靠、壽命長，傳動比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。故皆用直齒圓柱齒輪易于加工制造。齒輪的傳動采用閉式傳動，這樣更能保證良好的潤滑和良好的嚙合精度。而且由于齒輪的尺寸有統(tǒng)一的計算模式，考慮到選用用計算機(jī)編程的方法處理較方便為防止齒輪失效。故選用合適的材料為４５鋼。保證齒根有足夠的韌性；改善密封和潤滑條件在油中加入減磨添加濟(jì)，保持油的清潔。提高齒面硬度，進(jìn)而提高抗磨能力。且所有的齒輪均采標(biāo)準(zhǔn)安裝，化設(shè)計計算得程序４.2 基本參數(shù)得計算根據(jù)機(jī)械原理的相關(guān)知識選擇，當(dāng)壓力角增大，能使得輪齒的齒厚和接點處的齒廓曲率半徑增大，可以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。一般傳動的齒輪，壓力角 ；航空用的齒輪傳動，壓力角 a 選用 。由于本設(shè)計的?20?a ?25齒輪傳動屬于一般的傳動，所以壓力角采用 ?20?4.2.1 齒輪設(shè)計計算程序（用ＶＢ編的簡單的程序?qū)崿F(xiàn)齒輪的基本參數(shù)的電算化）設(shè)計的指導(dǎo)思想為：建立一個人機(jī)交互的界面，當(dāng)用戶輸入齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)Ｍ及齒數(shù)Ｚ，或者通過選擇來驅(qū)動程序。其基本的界面如下圖所示:：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 12 -4.2.2 源程序代碼程序清單代碼為Private Sub Command1_Click()m = CDbl(Text1.Text)z = CDbl(Text2.Text)a = 3.14 * (20 \ 180)ha1 = 1c1 = 0.25d = m * zha = m * ha1hf = (ha1 + c1) * mda = d + 2 * hadf = d - 2 * hfp = 3.14 * mEnd SubPrivate Sub Command2_Click()鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 13 -Text1.Text = "": Text2.Text = "": Text3.Text = "": Text4.Text = "": Text5.Text = "": Text6.Tex=""Text7.Text = "": Text8.Text = ""End SubPrivate Sub Label3_Cl()End SubText3.Text = CStr(d)End SubEnd SubPrivate Sub Text4_Change()Text4.Text = CStr(da)End SubPrivate Sub Text5_Change()Text5.Text = (df)End SubPrivate Sub Text6_Change()Text6.Text = CStr(ha)End SubPrivate Sub Text7_Change()Text7.Text = CStr(hf)EndPrivate Sub Text8_Change()Text8.Text = CStr(p)絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 14 -End Sub運(yùn)算的結(jié)果演示為::當(dāng)在輸入框輸入齒輪的摸數(shù)和齒數(shù).然后按＂運(yùn)行＂按扭即可立即顯示結(jié)果．列如輸入Ｚ＝１８，Ｍ＝３時的運(yùn)算結(jié)果：其余齒輪運(yùn)算得結(jié)果：齒輪１０４ 齒輪１１７m=3,z=72 d=54mm,da=60mm,df=46.5mm,ha=3,hf=p=9.42mm,s=4.71齒輪１２２ 齒輪１１６m=3,z=35 d=105mm,da=111mm,df=97.5mm,hf=3.75mmp=9.42mm, s=4.71齒輪１１０ 齒輪１１１m=3,z=26 d=78,da=84mm,df=70.5mm,ha=3, hf=3.75mmp=9.42mm, s=4.71鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 15 -４.3 齒輪的傳動設(shè)計4.3.1 設(shè)計的原則對于閉式傳動的齒輪，因材料采用４５屬軟齒面齒輪傳動，其失效形式主要為點蝕失效所以其設(shè)計的原則為：要按再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核．齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種傳動。其主要的優(yōu)點是：傳動效率高，工作可靠，壽命長，傳動比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊。其主要缺點是：制造精度要求高，制造費(fèi)用大，精度低時振動和噪聲比較大，不適宜用于傳動距離較大的傳動。齒輪傳動分為開式和閉式齒輪傳動。開式齒輪傳動，齒輪完全外露，容易落入灰砂和雜物，不能保證良好的潤滑，所以輪齒容易磨損，多用于低速、不重要的場合。閉式齒輪傳動，其齒輪和軸承完全封閉在箱體內(nèi)，能保證良好的潤滑和較好的嚙合精度，應(yīng)用廣泛。本設(shè)計采用閉式齒輪傳動。齒輪傳動既要傳動平穩(wěn)，又要承載能力強(qiáng)、壽命長，因此設(shè)計時應(yīng)該從滿足承載能力出發(fā) ，選定合適的材料，確定齒輪的幾何尺寸、合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性。齒輪傳動的失效主要是輪齒折斷和齒面損傷，選擇齒輪材料時，應(yīng)使齒面有足夠的硬度和耐磨性，用以抵抗齒面磨損、點蝕、膠合及塑性變形，而且應(yīng)有足夠的彎曲強(qiáng)度，以抵抗齒根折斷。因此，對齒輪材料的基本要求是：齒面要硬、齒心要韌。另外，齒輪材料還應(yīng)有良好的加工和熱處理工藝性。本設(shè)計根據(jù)齒輪的傳動要求特點和傳動環(huán)境，材料選用 45 鋼，其鍛造毛坯經(jīng)過常化（正火）或調(diào)質(zhì)處理后切齒即為成品，精度一般為 8 級，精切時可達(dá) 7 級。本設(shè)計選用這種齒輪的原因是這種齒輪加工方便，成本低，生產(chǎn)效率高 ，常用于一般要中速齒輪動。絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 16 -齒輪的選材：由于材料４５材料的齒輪加工方便，成本低、生產(chǎn)的效率高，能滿足這種中載的要求。4.3.2 許用應(yīng)力的計算 ??1設(shè)計結(jié)果1．齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，并根據(jù)要求工作平穩(wěn)、閉式傳動材料根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》表 7-1 選取都采用４５切制成。齒輪精度用 8 級，硬齒表面粗糙度為 Ra1.6開式傳動的齒輪，主要失效形式是齒面磨損而導(dǎo)致的輪齒折斷。考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，去Z1=18，則，Z2=iZ1=4X18=722．設(shè)計計算（1）設(shè)計準(zhǔn)則 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計（2）按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，由式 ][321FdFYmZKTS??????mNnP???3/1402.5.905.9661?58由圖 7-7 選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為MaFlim1?MPaFlim2??應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式（7-3）計算)1034(.506??nt8172?則 712 2..?由圖 7-9 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)1NY12?NY由表 7-2 查得彎曲疲勞安全系數(shù) 4.minFS又 試選 0.?ST3tK由式（7-2）求許用彎曲應(yīng)力4.1260][minl1?NFSTY?MPa9?.][2inl2?NFST材料均選 HT250精度 8 級 齒面粗糙度Ra1.6Z1=18 Z2=72 mNT???5107.MPaF160lim??2817.?N2041?NY24.minFS0T3.1?tK鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 17 -MPa17?又 ][21311FFdFYmZKTS?????][22312FdFYmZKTS?????由于設(shè)計的齒輪相對于軸承的布置是懸臂型的，所以查表 7-7 齒寬系數(shù) 6.0?d?由圖 7-18 查得齒形系數(shù) 41SF0.42?SFY取 7.?則3121][FDSZYKTm????325936.07.044???1.2?32][FdSTZYKm????517406..2???9.0根據(jù)表 7-6 模數(shù)系列 取 m3?MPa29?716.0?d?241SFY.7?m3?絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 18 -４.4 齒輪的精度設(shè)計4.4.1 選擇的原則由于該齒輪是銑床中主軸箱轉(zhuǎn)速較高的齒輪， ??5主要要求是傳動平穩(wěn)精度，故首先考慮第Ⅱ公差組的 精度等級，據(jù)圓周速度又由于對噪聲要求不高，因此可選定第Ⅱ公差組的精度等級為７級。由于第Ⅰ差組比第Ⅱ公差組低一級，選８級根據(jù)第Ⅲ公差精度不低于第Ⅱ公差組，故亦選為７級所以最終選定的齒輪為８-７-７4.4.2 誤差檢驗組的選擇及其公差值得確定該齒輪屬中等精度,且為單件小批量生產(chǎn)量生產(chǎn),采用便于批量測量的見檢驗組,查表 12-3 選定 ﹑ ﹑ ﹑ 組成檢驗方案。根據(jù)iF??wf??F及 ，查表 12-13﹑表 12-14﹑表 12-15，可得公差mzd541831??b12值： 第Ⅰ公差組 =63 ， =40iF??wFm?第Ⅱ公差組 =20 if第Ⅲ公差組 =11?4.4.3 計算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(1)計算齒輪副的最小極限側(cè)隙 由表 12-10 按噴油潤滑和 v=3m/s 查得minjmjnn 03.1.0.1???由式得 ??5 根據(jù)齒輪的材料,鑄鐵的線性膨脹系數(shù)為 ??si)(22ttaj??smdnv/06.416???鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 19 -℃/105.61????傳動中心距 a=135mm ????mjmjn 061.3.0.031. 2sin28.2i 6?????所 以(2)確定齒厚極限偏差代號1)齒厚上偏差 由式]9[221mincos04.ta ?????? ???? nbs FfjfE???式中 由表 12-14 按 7 級查得;1mF????前 面 已 查 得 pbf= 13 ( )1pbfd541(6226由表 12-17 按 a = 218.75mm ,7 級精度查得 ,所以mfa?27??????? ????????? 0cos14.13920tan36 2sE ?= 56 m?由表 12-14 查得 則fpt1456????ptsfE由表 12-9 查得齒厚上偏差代號為 F, 因此mmfEpts ??056.124?????2) 齒厚下偏差 由式可知 查表 12-13, 8 級精度 2tanrsbFT???,查表 12-11, ,所以mFr?45?Ibr 9374.96.?絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 20 -mTs ?75934520tan2??????由式得=-131??Essi 6???4.913??ptif由表 12-9 查得齒厚下偏差代號為 J ,因此????mETfsispti ?84105620?????至此, 小齒輪的精度為:8-7-7FJ GB10095-884.4.4 確定齒胚公差及表面粗糙度齒輪的材料 45 鋼mnPCd163/4098.7133????整取 d= 30mm 就可滿足強(qiáng)度要求．??Kw..5.902?其 中齒輪內(nèi)孔是加工及安裝的定位基準(zhǔn),對 7 級精度的齒輪,由表 12-18 查得:內(nèi)孔尺寸公差 IT7,內(nèi)孔直徑 30 mm,偏差按基孔制 H 選取,即孔 。 內(nèi)孔的形狀公差021.3??按 7 級決定或包容原則。定位端面的端面圓跳動公差由表 12-19 查得為 0.018mm。齒輪圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn),不作為檢驗基準(zhǔn),故其公差選為 IT11(見表 12-19的注),頂圓直徑 ,偏差按基準(zhǔn)軸 h 選取,即mmhdaa 602315421 ????????。019.6??齒輪表面粗糙度按 7 級查表 12-20,各表面粗糙度 ,分別為:齒面 = 1.6 ,aRaRm?內(nèi)孔為 =1.6 ,基準(zhǔn)端面 =3.2 ,齒根圓 =6.3 。aR?aR?a鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 21 -4.4.5 公法線平均長度極限偏差的換算公法線的公稱長度 W 及其跨齒數(shù) k,可從機(jī)械設(shè)計有關(guān)手冊查得或按式(12-7)和式(12-8)求得。????104.2476.1zkm???????m476.28.3.359????則其 中該齒輪為中模數(shù)齒輪,控制側(cè)隙的指標(biāo)易采用公法線平均長度極限偏差 、 WiE,按換算式(12-20)式s(12-21)式(12-22) mFEnrnsWm ??7.6320si457.02co56???????nrnsii 5.120i.1?mFTnrnsWn ??8.5620si4.20co84???????根據(jù)以上方法可以求其余的大齒輪的精度為(1) ８-７-７FJ GB10095-88確定齒輪的精度等級(見上圖)由于該齒輪是傳動裝置中速度較低的齒輪，由于該設(shè)計需要傳動平穩(wěn)性的精度，故首先考慮第Ⅱ公差組精度等級。據(jù)圓周速度確定齒輪的精度等級n = 53.33 r/min,則 smndv /24.06875.30/1 ????由表 12-6﹑表 12-7 可見，在≤3m/s 速度分段中，速度較低，噪聲要求中等，因此可選定第第Ⅱ公差組為 7 級。由于該齒輪對傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性要求不高，可比第Ⅱ公差組精度降低一些，故第公差組選定為 8 級。動力齒輪對齒面載荷分布均勻性有一定要求,第Ⅲ公差組精度一般不低于第Ⅱ公差組,故亦定為 7 級。所以最后選定小齒輪精度為:8-7-7。 其它結(jié)果參照圖紙就可知絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 22 -5 軸與花鍵軸的設(shè)計5.1 軸的最小直徑得計算由于軸是組成機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的重要零件之一?？芍?，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時，其強(qiáng)度條件為：??]10[362.059TdnPWT?????寫成設(shè)計公式，軸的直徑為：＝16mm??3362.0159nPCTd????式中： T-軸所傳遞的扭矩，單位為 N .mmWT-抗扭截面系數(shù)，單位為 mmC-由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù)，查表 10-2P-軸所傳遞的功率，單位為 Kwn-軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min[τT]-許用切應(yīng)力，單位為 Mpa，查表 10-2由表選取 C=106 P 取與刀具切削功率相等的值，即 P=2.04Kw軸的轉(zhuǎn)速 n=90r/min 將數(shù)值代入公式，容易得到：mm??3362.0159nCTd???? 163/4098.713??因為軸上開有鍵槽，軸徑應(yīng)按計算值加大 3%計算，所以d≥29.9(1+3%)︽30.4mm 圓整取值得 d=30mm5.2 軸的結(jié)構(gòu)分析及軸上零件的固定為了便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形狀，因在本設(shè)計中主軸只需傳遞運(yùn)動，且根據(jù)軸上所裝的零件特點，可以將軸的主要部分做成等直徑軸；但在裝軸鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 23 -承處的軸頸需要按照軸承標(biāo)準(zhǔn)配合進(jìn)行選取，并且要求有較高的加工精度和表面粗糙度；軸上裝齒輪處留有鍵槽，鍵槽的尺寸查表畫出。軸的設(shè)計還必須考慮軸上零件的固定，齒輪用開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈作軸向固定，開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈的尺寸按國標(biāo)查出；用平鍵做圓周方向上的固定，其尺寸按國標(biāo)查表；軸承在軸向的固定通過箱體上的鑄造結(jié)構(gòu)代替軸肩來實現(xiàn)，在圓周上的固定是靠內(nèi)圈與軸之間的配合來實現(xiàn)。選擇軸的材料,應(yīng)該考慮下列因素(1)軸的強(qiáng)度、剛度以及耐磨性要求 （2）熱處理的方法；（3）材料來源；（4）材料的加工工藝性；（5）材料價格等軸的材料常用的有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵 其中碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合力學(xué)性能，尤以 45 鋼最為常用，本設(shè)計就是采用 45 鋼，為了提高其力學(xué)性能，通常進(jìn)行調(diào)質(zhì)處其主要的功能支撐回轉(zhuǎn)類零件――齒輪、帶輪、鏈輪、等，并傳遞運(yùn)動和動力。１：軸的材料的選擇考慮到軸的強(qiáng)度要求和熱處理的方法及材料的加工工藝價格因素等。選用具有較好得力學(xué)性能的４５?。玻撼豕垒S的直徑設(shè)計軸時，往往先從粗略估算軸的直徑開始，并以此作為設(shè)計依據(jù)。根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件粗略計算軸的直徑是常用的計算方法，設(shè)計時只考慮軸在轉(zhuǎn)矩作用下所受到的切應(yīng)力，而采用降低許用應(yīng)力的方法適當(dāng)?shù)乜紤]彎曲應(yīng)力的影響，這種方法可以作為主軸和不太重要的軸的最終強(qiáng)度計算方法。由材料力學(xué)可知，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時，其強(qiáng)度條件為：??]10[362.059TdnPWT?????寫成設(shè)計公式，軸的直徑為：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 24 -mm??1?????3362.0159nPCTd? 63/14098.73??式中： T-軸所傳遞的扭矩，單位為 N .mmWT-抗扭截面系數(shù)，單位為 mmC-由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù)，查表 10-2P-軸所傳遞的功率，單位為 Kwn-軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min[τT]-許用切應(yīng)力，單位為 Mpa，查表 10-2由表選取 C=1１０ P 取與銑刀切削功率相等的值，即 P=１.１Kw軸的轉(zhuǎn)速 n=４５r/min 將數(shù)值代入公式，得到：md164987.10???因為軸上開有鍵槽，軸徑應(yīng)按計算值加大 3%計算，所以d≥29.9(1+3%)︽30.4mm 圓整取值得 d=30mm5.3 軸（花鍵軸）的結(jié)構(gòu)分析及其上零件的固定安裝為了軸上零件便于的裝拆，常將軸做成階梯形狀，又因在該設(shè)計中各軸只需作為傳遞運(yùn)動而不用做傳遞動力傳，且根據(jù)軸上所裝的零件的結(jié)構(gòu)特點，可以將軸的主要部分做成等直徑軸；但在裝軸承處的軸頸需要按照軸承標(biāo)準(zhǔn)配合進(jìn)行選取，并且要求有較高的加工精度和表面粗糙度；軸上裝齒輪處留有鍵槽，鍵槽的鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 25 -尺寸查表畫出。軸的設(shè)計還必須考慮軸上零件的固定，齒輪用開槽錐端緊定螺釘和軸用彈性擋圈作軸向固定，開槽錐端緊定螺釘和軸用彈性擋圈的尺寸根據(jù)手冊查出查出；用平鍵做圓周方向上的固定，其尺寸按國標(biāo)查表；軸承在軸向的固定通過箱體上的鑄造結(jié)構(gòu)代替軸肩來實現(xiàn)，在圓周上的固定是靠內(nèi)圈與軸之間的配合來實現(xiàn)。選擇軸的材料,應(yīng)該考慮下列因素(1)軸的強(qiáng)度、剛度以及耐磨性要求 （2）熱處理的方法；（3）材料來源；（4）材料的加工工藝性；（5）材料價格等軸的材料常用的有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵 其中碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合力學(xué)性能，尤以 45 鋼最為常用，本設(shè)計就是采用 45 鋼，為了提高其力學(xué)性能，通常進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理或者正火處理。5.4 軸的強(qiáng)度校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定了軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，為了進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算，需要將軸的實際受力情況簡化成計算簡圖，即建立力學(xué)模型。（1） 齒輪傳給軸的分散力，在一般計算中，簡化為集中力，并作用在輪緣寬度的中點，這種簡化，一般偏于安全。（2） 作用在軸上的轉(zhuǎn)矩，在一般的計算中，簡化為從傳動件輪轂的中點算起的轉(zhuǎn)矩。（3） 周的支承反力的作用點隨軸承的類型和布置方式而異。簡化后，將雙支點軸當(dāng)作受集中力載荷的簡支梁進(jìn)行計算。具體的計算是根據(jù)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的較核計算，對于一些重要的軸，要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的計算。該方法考慮了影響疲勞強(qiáng)度的各個因素，如應(yīng)力變化特征、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量、尺寸等。因此，該方法是一種精確的方法。軸的疲勞強(qiáng)度的校核計算，是對軸的危險剖面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)進(jìn)行的校核計算。危險剖面是指發(fā)生破壞可能性最大的剖面。但是，在具體校核計算之前，有時很難確定哪個剖面是危險剖面。因為影響軸的疲勞強(qiáng)度的因素很多，彎矩和轉(zhuǎn)矩最大的剖面不一定就是危險剖面，而彎矩和轉(zhuǎn)矩不是最大的剖面，因其直徑小，應(yīng)力集中嚴(yán)重，卻有可絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 26 -能是危險剖面。在計算前無法準(zhǔn)確確定危險剖面的情況下，就必須對可能的危險剖面都進(jìn)行校核。校核危險剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的公式為??1SSs???2??其中在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)矩的作用下的安全系數(shù)分別為maKS????????????11?? ）（ 見 表許 用 疲 勞 強(qiáng) 度 安 全 系 數(shù) ） ；至 表表 面 質(zhì) 量 系 數(shù) （ 見 附 表彎 曲 、 扭 剪 的 應(yīng) 力 幅 ； ；彎 曲 、 扭 剪 的 平 均 應(yīng) 力 ） ；—數(shù) （ 見 表折 算 為 應(yīng) 力 幅 的 等 效 系彎 曲 、 扭 剪 時 平 均 應(yīng) 力 ） ；寸 系 數(shù) （ 見 附 表彎 曲 、 扭 剪 時 的 絕 對 尺 ） ；至 表中 系 數(shù) （ 見 附 表彎 曲 、 扭 剪 時 的 有 效 集 ） ；限 （ 見 表料 的 彎 曲 、 扭 剪 疲 勞 極對 稱 循 環(huán) 應(yīng) 力 時 試 件 材數(shù) ；只 考 慮 轉(zhuǎn) 矩 時 的 安 全 系 數(shù) ；只 考 慮 彎 矩 時 的 安 全 系計 算 安 全 系 數(shù) ： 61075, 10, 4103,.1 ??? ???SKSam????????下面對具體的矩形花鍵軸軸進(jìn)行強(qiáng)度校核：根據(jù)設(shè)計的要求屬靜聯(lián)接即：＝ ＜??pmZhldTp????? amp。7.8321875046????p?鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 27 -（1） 畫出軸的受力簡圖，并進(jìn)行輪齒受力計算tF12dT?aFtrn?式中 ）位 為 （為 分 度 圓 的 壓 力 角 ， 單嚙 合 角 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 傳 動 直 徑 ， 單 位 為標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 傳 動 為 分 度 圓 為齒 輪 傳 遞 的 扭 矩 ， 單 位 ???a mN1所以, Ft 3718025?? NFr 67.120tan37????(4)畫出彎矩圖(f)轉(zhuǎn)矩 mNT????91072387(5)由表 10-1 查得 ????MPaPabb10,61??????6.010???ba?在 a?截面左側(cè) 32323 .60)3.(5801.)(.0 mdtblW??????????????MPaTe 7.16)(22在 左側(cè)b?333270.0. mdW??絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 28 -3230981mNlMab ??? MPaWaTe 3.16)(22????(6)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核由表 10-1 查得 ,PaaMPaB 15,30,6501???????1.0,2.????在截面左側(cè) 3235086)(. mdtbWT??由附表 10-1 查得 .1,??K由附表 10-4 查得絕對尺寸系數(shù) 軸經(jīng)過磨削加工,有附表查得表面76.0,8.????質(zhì)量系數(shù) 則:1??彎曲應(yīng)力 MPaWb1.62347?應(yīng)力幅 ba.1??平均應(yīng)力 0m切應(yīng)力 MPaWT24.1975.86??? MPaTm62.9??安全系數(shù) 0.15.68.0131 ????maKS??????鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 29 -18.762.90.7613.51 ????????mKS??????48..09.5222???????S由表 10-6 查得許用安全系數(shù) ,顯然此截面是安全的??.13?在截面的右側(cè)抗彎截面系數(shù) 3332701.0. mdW???抗扭截面系數(shù) 33354.2.t由 所以彎曲應(yīng)力mNMb??20576 MPa。Wb297056???0,39?mbaPa。??切應(yīng)力 MPaWT6.18547? MPaTm3.92??查簡明機(jī)械設(shè)計手冊手冊得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 63.2??K又89.1??K 1.0,2.,176.0,81. ??????? ???以 及即 6.84.18.0321???mKS?????絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 30 -57.231.076.18951 ????????mKS?????截 面 右 側(cè) 椒 是 安 全 的45.27.0.822???????S在截面左側(cè) 333..0mdWT?截面左右側(cè)的彎矩和扭距相同,彎曲應(yīng)力 MPaWb4.1508.??0,4.1??mbaMPa??切應(yīng)力 aWT6.1857?MPaTma3.92??查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 36.1,48.???K得絕對尺寸系數(shù) ,2.0,7.0,83.???? ???， 又 .?則 6.14.83.0141????mKS?????45.317.078.1651 ????????mS??????鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 31 -1.54.76.1222????????S顯然在此截面的左側(cè)安全以上的計算表明:軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的軸的強(qiáng)度校核還應(yīng)該考慮鍵槽處的強(qiáng)度：根據(jù)公式 ??]5[2ppdlkTl????式中 下面進(jìn)行具體的校核： MPap 46.8)25(301476?????-200MPa??810范 圍 為查 得由 表 pp??經(jīng)過計算，顯然花鍵與鍵槽處的強(qiáng)度滿足要求．5.5 軸的剛度校核機(jī)床在切削加工過程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形又很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要尺寸是它的變形大小。對于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度的驗算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強(qiáng)度要求。以彎曲變形為主的機(jī)床主軸（如車床、銑床） ，需要進(jìn)行彎曲剛度校核；以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床主軸（如鉆床） ，需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度計算。當(dāng)前主軸組件剛度計算的方法很多，而且屬于近似的計算，剛度的允許值也做規(guī)定。考慮動態(tài)因素的計算方法，如根據(jù)不產(chǎn)生切削振顫條件來確定主軸組件剛度，計算較為復(fù)雜，對于本設(shè)計，仍然采用靜態(tài)計算法，計算的過程大大簡化，而且與實際相比較，誤差不是很大，在允許的范圍之內(nèi)。主軸組件的彎曲剛度的計算內(nèi)容絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 32 -主要有兩項：其一，計算主軸前支承處的變形轉(zhuǎn)角 θ，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，計算主軸懸伸處的變形位移 y，是否滿足加工精度的要求。（1） 主軸前支承處轉(zhuǎn)角的校核機(jī)床粗加工時，主軸的變形最大，主軸前支承處的轉(zhuǎn)角有可能超過允許值，所以應(yīng)該校核此處的轉(zhuǎn)角。因為主軸后支承處的變形轉(zhuǎn)角一般較小，可以不計算。???????? ???? )1()(5.0)1(3. 2???MLcQbLFEIa A式中 F-主軸傳遞全功率時，作用與主軸端部的當(dāng)量切削力（N ） ；Q-主軸傳遞全功率時，作用與主軸上的傳動力（ N ） ；M-軸向切削力引起的力偶矩（N.cm ） ，若軸向切削力較小（如車床、磨床） ；-主軸前支承的反力矩（ N.cm ） ；AM支承的反力矩系數(shù)；??a-主軸懸伸量（cm ）L.b.c-主軸有關(guān)尺寸（cm） ；E- 主軸材料的彈性模量（MPa） ，鋼材 ;MPaE7102??I-主軸支承段的慣性矩（ ） ，4cm)(64dDI??D-主軸當(dāng)量外徑（cm ） ，初步計算時，取為前后軸頸的平均值鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 33 -d-主軸孔徑（ cm ） ；對于本設(shè)計，作用力不在同一平面內(nèi)，因此要將力投影在兩個相互垂直的平面內(nèi)，如（x-x，y-y 平面）然后按照上述公式進(jìn)行計算，求出各平面內(nèi)的主軸前支承處轉(zhuǎn)角 。最后用下式進(jìn)行計算，從而求出前支承處的總轉(zhuǎn)角yx?, ?2yx???對于 x 方向： = 5763MPaE710?)(644dDI?????4356?4mNFa7902?NQ351L170cb85?4/1865mM將以知數(shù)值代如公式，經(jīng)計算得到a0? radx078.??對于 y 方向： = 73624MPaE7102??)(644dDI????4356?4mNFa790NQ94/189NL20?將以知數(shù)值代如公式，經(jīng)計算得到mcb85?ma60?rady042.?所以總的轉(zhuǎn)角 radyx 05.42.078.22 ?????得到的轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于允許值 根據(jù)上面的計算結(jié)果可知，軸的剛??,1.rad度滿足要求絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 34 -6 軸承的設(shè)計和潤滑本機(jī)床均采用深溝球軸承，具有摩擦阻力小、效率高、啟動容易、潤滑簡便的優(yōu)點。其中在幾個齒輪上為結(jié)構(gòu)的需要，進(jìn)行軸承內(nèi)外圈的軸向固定要裝上止動墊圈。經(jīng)實際的需要和實際的受力分析校核所選的軸承達(dá)到其壽命的要求。分配箱中的軸承常用分配箱內(nèi)用于潤滑齒輪的油來潤滑，分配箱中只要有一個浸油齒輪的圓周速度≥1.5～2m/s,就可以采用飛濺潤滑.此時,飛濺的油可以形成油霧并能直接進(jìn)入軸承室。有時由于圓周速度尚不夠大或油的粘度較大，不容易形成油霧，此時為使?jié)櫥煽?，常常在箱座的結(jié)合面上制造出輸油溝，讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油匯集在油溝內(nèi)，而后流入軸承室進(jìn)行潤滑。對于本設(shè)計，油的粘度完全可以滿足飛濺潤滑，能夠達(dá)到減小摩擦和磨損同時起到了散熱、吸振、降低噪聲和防銹作用。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 35 -7 結(jié)論所闡述的利用原車床進(jìn)行改光杠鍵槽銑專機(jī)，首先具備它的工程背景，尤其是目前機(jī)械行業(yè)整體進(jìn)行設(shè)備更新、大批的陳舊機(jī)床面臨淘汰，但這對于中小型企業(yè)由于其經(jīng)濟(jì)實力還很難承受。因此進(jìn)行對原有的舊的機(jī)床進(jìn)行改造是比較好的過渡。這樣就有效的整合了企業(yè)內(nèi)部的有限資源。來達(dá)到低成本的運(yùn)作。經(jīng)改造成的光杠鍵槽銑專機(jī)，大大提高了其專業(yè)化程度，提高了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量?？梢怨?jié)約企業(yè)的成本縮短產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)周期，提高設(shè)計的質(zhì)量。進(jìn)而帶來可觀的社會經(jīng)濟(jì)效益。符合當(dāng)前的機(jī)械行業(yè) 處于市場經(jīng)濟(jì)的背景下。具有廣闊的市場前景，和很強(qiáng)的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。但是它要求技術(shù)人員要有相當(dāng)實踐經(jīng)驗和十分熟悉床子的結(jié)構(gòu)特點、改裝產(chǎn)品的性能要求。從一定意義上對技術(shù)工人和設(shè)計人員具有較高的要求；而且這種改裝設(shè)計無相同的模板來參照具有探索性和挑戰(zhàn)性，要求設(shè)計人員必須和工藝人員密切結(jié)合才能完成。因此說對企業(yè)的技術(shù)力量有較高的要求。絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 36 -致謝在此非常感謝沙愛民老師近三個月的精心指導(dǎo)使我們的整個畢業(yè)設(shè)計能夠順利進(jìn)行。給我們指出了許多錯誤和解答了疑難問題。畢業(yè)設(shè)計作為四年大學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)歸納、進(jìn)行設(shè)計科學(xué)教育、強(qiáng)化工程意識、進(jìn)行工程基本訓(xùn)練、提高工程實踐能力的重要培養(yǎng)階段、是培養(yǎng)我們優(yōu)良的思維品質(zhì)。進(jìn)行綜合素質(zhì)教育的重要手段和途徑。通過畢業(yè)設(shè)計逐步培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用理論知識如何付諸實踐。且能夠解決具有一定復(fù)雜程度的工程實際問題。對畢業(yè)設(shè)計的認(rèn)識更深刻，認(rèn)識到其是為間接或直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的并如何實現(xiàn)其社會功能？在此非常感謝沙愛民老師近三個月的精心指導(dǎo)。使我們的整個畢業(yè)設(shè)計能夠順利進(jìn)行。給我們指出了許多錯誤和解答了疑難問題。同時在此過程中培養(yǎng)了我們樹立正確的設(shè)計思想，和掌握現(xiàn)代的設(shè)計方法。還培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)，培養(yǎng)了我們勇于探索、敢于開拓創(chuàng)新的精神。經(jīng)過這段時間的認(rèn)識實踐使我們的基礎(chǔ)理論知識得到了深化、技術(shù)科學(xué)知識擴(kuò)展，使專業(yè)技能得到延伸，在解決實際問題當(dāng)中學(xué)習(xí)了新知識，獲取新的信息，大大提高了我們工程實踐能力，增強(qiáng)了設(shè)計任務(wù)的責(zé)任感和使命感。激發(fā)我們的積極性和創(chuàng)造性?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計真正的檢驗了我，我初步學(xué)會了方案選擇、比較，提高了我查閱文獻(xiàn)資料、運(yùn)算、繪圖、整理資料、編寫文獻(xiàn)的的水平。能培養(yǎng)了我獨立析問題、解決問題的能力。使我樹立較強(qiáng)的工程觀念對我以后的工作學(xué)習(xí)有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。同時由于水平有限中間必然存在缺點和不足，同時再次感謝沙老師和答辯專家組對我的畢業(yè)設(shè)計的認(rèn)真的考核，以及學(xué)校畢業(yè)設(shè)計督查小組的嚴(yán)格審查。謝謝!鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 37 -參考文獻(xiàn)1、 徐錦康 主編 機(jī)械陳易新．金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)書．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987．2、 徐錦康．機(jī)械設(shè)計．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996．3、 蔡群禮、李華．金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)書．沈陽：東北工學(xué)院,1988．4、 陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計．浙江：浙江大學(xué)出版社,1995．5、 胡家秀．簡明機(jī)械零件設(shè)計實用守則．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999．6、 王定國、周光．機(jī)械原理與機(jī)械零件．北京：高等教育出版社，1995．7、 閻蔭棠．幾何量精度設(shè)計與檢測．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995．8、 喻懷仁、陳世忠譯．金屬切削刀具．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985． 9、 成大先 機(jī)械設(shè)計手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199810、 機(jī)械編輯委員會 北京：機(jī)械工程手冊.198811、王文煦.許杏根 簡明機(jī)械設(shè)計手冊 北京：1994.12、Gleason works . Bevel&Hypoid Gear Design.1977絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計- 38 -附件清單1、 進(jìn)給系統(tǒng)展開圖 XZ-001 A0 1 張2、 齒輪零件圖 XZ-104 A3 1 張3、 齒輪零件圖 XZ-111 A3 1 張4、 齒輪零件圖 XZ-110 A3 1 張5、 齒輪零件圖 XZ-115 A3 1 張6、 齒輪零件圖 XZ-116 A3 1 張7、 齒輪零件圖 XZ-117 A3 1 張8、 齒輪零件圖 XZ-119 A3 1 張9、 齒輪零件圖 XZ-122 A3 1 張10、軸類零件圖 XZ-107 A3 1 張11、軸類零件圖 XZ-105 A3 1 張12、軸類零件圖 XZ-109 A3 1 張13、軸類零件圖 XZ-112 A3 1 張14、軸類零件圖 XZ-118 A3 1 張15、皮帶輪圖 XZ-106 A3 1 張16、箱體圖 XZ-102 A0 1 張 17、箱蓋零件圖 XZ-121 A1 1 張18、油塞零件圖 XZ-101 A4 1 張19、軸套零件圖 XZ-114 A4 1 張20、軸套零件圖 XZ-123 A4 1 張21、軸承蓋零件圖 XZ-113 A4 1 張22、軸承蓋零件圖 XZ-103 A4 1 張23、光杠鍵槽銑專機(jī)總圖 XZ-103 A3 1 張鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書- 39 -0 引言 ......................................................................................................................11 進(jìn)給系統(tǒng)總體設(shè)計方案 ........................................................................................31.1
收藏