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1 編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題 目 多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 職 稱 題 目 類 型 理 論 研 究 實(shí) 驗(yàn) 研 究 工 程 設(shè) 計(jì) 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開(kāi) 發(fā) 2015 年 5 月 2 日 II 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì)多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置的設(shè)計(jì) 在這里主要包括 轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練 提高 了分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力 并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一定條件 整機(jī)電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)分配給兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) 一個(gè)是轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng) 一個(gè)是進(jìn) 給運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng)整機(jī)運(yùn)動(dòng) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平 更顯示其優(yōu)越性 有著廣闊的發(fā)展前途 本論文研究?jī)?nèi)容 1 多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置工作性能分析 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置的傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì) 5 對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核 6 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖 關(guān)鍵詞 多工位機(jī)械轉(zhuǎn)位裝置 帶傳動(dòng) 凸輪機(jī)構(gòu) 間歇機(jī)構(gòu) III Abstract This design is the design of multi station mechanical transposition device Here mainly includes the design of this design the transmission system of the transposition feed movement part of the system of graduation design on the design of the basic skills training improve the analysis and the ability to solve engineering problems and created a condition for general mechanical design The motor through the belt drive the belt drive is assigned to the movement in two directions one is the transposition of movement a feed motion so as to drive the movement improve labor productivity and automation level But also show its superiority there are broad prospects for the development The content of this paper 1 multi station mechanical transfer device structure design 2 analysis of multi station mechanical transfer device performance 3 the choice of motor 4 transmission system execution unit and frame design of multi station mechanical transposition device 5 the design of parts design calculation and check 6 drawing machine assembly and important parts assembly drawings and parts drawings design Key Words multi station mechanical transfer device belt drive cam intermittent mechanism IV 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第 1 章 緒論 1 1 1 專用機(jī)床的簡(jiǎn)介 1 1 2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 2 1 3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的 要求 6 1 3 1 設(shè)計(jì)的目的 6 1 3 2 設(shè)計(jì)要求 6 第 2 章 總體方案確定 7 2 1 擬定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 8 2 2 方案設(shè)計(jì) 8 2 3 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用凸輪機(jī)構(gòu) 13 第 3 章 動(dòng)力的選擇 15 第 4 章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 17 4 1 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 17 4 2 傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 17 4 3 皮帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 18 4 3 1 帶型的選定 18 4 3 2 帶輪直徑與帶速的確定 18 4 3 3 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和軸間距的確定 19 4 3 4 驗(yàn)算小帶輪的包角 19 4 3 5 確定 V 帶根數(shù) 20 4 3 6 單根 V 帶預(yù)緊力的計(jì)算 20 4 3 7 計(jì)算壓軸力 20 第 5 章 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 V 5 1 材料的選擇及許用應(yīng)力的確定 21 5 2 按輪齒接觸強(qiáng)度的計(jì)算 21 5 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 23 第 6 章 槽輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 6 1 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 6 2 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 6 2 1 滾子半徑的選擇 28 6 2 2 壓力角及其許用值 29 6 2 3 基圓半徑的確定 30 6 2 4 凸輪機(jī)構(gòu)的材料 31 第 7 章 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 32 7 1 軸的材料選擇 32 7 2 軸的最小直徑確定 32 7 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 7 4 軸的校核 33 第 8 章 鍵連接選擇 37 第 9 章 滾動(dòng)軸承選用 38 結(jié) 論 40 致 謝 41 參考文獻(xiàn) 42 1 第 1 章 緒論 1 1 專用機(jī)床的簡(jiǎn)介 專用機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ) 根據(jù)特定的形狀和工件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 獨(dú)特 組成的半自動(dòng)或自動(dòng)機(jī)床 專用機(jī)床一般采用多軸 多刀 多進(jìn)程 多或多級(jí)處理 生產(chǎn)效率幾倍比普通 機(jī)床高幾倍 由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 可根據(jù)需要靈活配置 能縮短設(shè)計(jì) 和制造周期 因此 專用機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn) 已廣泛應(yīng)用于大批量 大 批量生產(chǎn) 并可用于組成自動(dòng)生產(chǎn)線 專用機(jī)床一般用于加工箱體零件或特殊形狀的 工件的加工 一般不旋轉(zhuǎn) 相 對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具和工件 來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 銑削平面 內(nèi) 外螺紋切削加工圓等 夾緊工件的加工頭旋轉(zhuǎn)專用機(jī)床 由刀具作進(jìn) 給運(yùn)動(dòng) 也可達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)部件 如飛輪 汽車(chē)后橋等 的循環(huán)和過(guò)程 在第二十世紀(jì) 70 年代 隨著可轉(zhuǎn)位刀具 刀具的發(fā)展密度 孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和自 動(dòng)刀具補(bǔ)償技術(shù) 提高專用機(jī)床的加工精度 高達(dá) 0 019 毫米和 1000 毫米的銑削平面 表面粗糙度可達(dá) 2 19 0 63 微米低 鏜孔精度可以達(dá)到 IT7 6 孔距精度可達(dá) o 03 o 02 微型計(jì) 專用機(jī)床是隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的興起發(fā)展 在專用機(jī)床的某些部分重 復(fù)使用 并逐漸發(fā)展成一個(gè)通用部件 導(dǎo)致在一個(gè)專用機(jī)床 專用機(jī)床是最早的 1911 在美國(guó) 為汽車(chē)零部件加工 在每臺(tái)機(jī)器的開(kāi)始 本廠有他們的標(biāo)準(zhǔn)通用部件 為了 提高互換性通用不同配件廠 方便了用戶的使用和維修 19193 美國(guó)福特汽車(chē)公司和通 用汽車(chē)公司和美國(guó)機(jī)械廠協(xié)商 確定專用機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則 嚴(yán)格的規(guī)定尺 寸的組件之間的接觸 但部分結(jié)構(gòu)未指定 專用機(jī)床的設(shè)計(jì) 基本上有兩種方式 一 目前是根據(jù)處理對(duì)象的特點(diǎn)專門(mén)設(shè)計(jì)的 這是最常見(jiàn)的做法 其次 在專用機(jī)床廣泛 用于機(jī)械行業(yè)在我國(guó) 大多數(shù)的工人和技術(shù)人員總結(jié)生產(chǎn)和使用專用機(jī)床的經(jīng)驗(yàn) 發(fā) 現(xiàn)不在其組件共同組合機(jī) 可設(shè)計(jì)成通用的部件 和一些行業(yè)是一個(gè)專用機(jī)床的加工 范圍完成極為相似 它是可能的設(shè)計(jì)的 通用機(jī)床 機(jī)床被稱為 專業(yè)的專用機(jī)床 本機(jī)不根據(jù)具體的處理對(duì)象都需要特殊的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 可設(shè)計(jì)為多功能 組織大批量 生產(chǎn) 然后根據(jù)加工零件的具體需要 夾具和簡(jiǎn)單的切割工具 可以由一個(gè)特定的對(duì) 象的高效加工設(shè)備 2 通用部件按功能可分為動(dòng)力元件 支撐部分 傳輸部分 控制部分和附件五 動(dòng) 力裝置是用于專用機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件 主電源箱 切削頭和動(dòng)力滑臺(tái) 支撐組件用于安裝動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu) 一頭或夾具切割 側(cè)基 中間底座 支架 可調(diào)支架 立柱和立柱底座等 傳動(dòng)部分可用于運(yùn)輸或主軸箱的加工站組成 主要分度回轉(zhuǎn)臺(tái) 環(huán)形分度回轉(zhuǎn)臺(tái) 鼓和往復(fù)工作臺(tái)等 控制單元用以控制機(jī)床的自動(dòng)循環(huán)組成 液壓站 電氣柜和控制表 附件有潤(rùn)滑 裝置 冷卻裝置和排屑裝置等 為了使專用機(jī)床能被用在小批量生產(chǎn)中 常常需要應(yīng)用成組技術(shù) 集中在一臺(tái)專 用機(jī)床類似零件的結(jié)構(gòu)和工藝 以提高機(jī)床的利用率 本機(jī)有兩種常見(jiàn)的 但主軸箱 專用機(jī)床和機(jī)床刀架 專用機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更加調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng) 簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu) 縮短生產(chǎn) 周期時(shí)間 采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱 夾具自動(dòng)更換系統(tǒng) 以提高工藝可調(diào)性 柔 性制造系統(tǒng)和成 1 2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 在過(guò)去的 20 年中 專用機(jī)床自動(dòng)線的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步 在精密加工 自動(dòng)線的生產(chǎn)效率 巨大的進(jìn)步速度 靈活和綜合自動(dòng)化 是專用機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)的 發(fā)展達(dá)到了很高的水平 自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展 線切割機(jī) 及其他相關(guān)技術(shù) 尤其是 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)變化和靈活性起著決定性的作用 隨著市場(chǎng)需求的變 化 靈活的將越來(lái)越成為在設(shè)備選擇的重要因素 因此 專用機(jī)床自動(dòng)線將面臨激烈 的競(jìng)爭(zhēng) 包括高速加工中心的柔性制造系統(tǒng) 專用機(jī)床是一種專用的高自動(dòng)化的技術(shù)和設(shè)備 目前 它仍然是一個(gè)大量的關(guān)鍵 設(shè)備和機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效 高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn) 因此被廣泛用于汽車(chē) 拖拉機(jī) 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 其中 特別是汽車(chē)工業(yè) 是專用機(jī)床的最大用 戶 如德國(guó)的大眾汽車(chē)廠在該發(fā)動(dòng)機(jī)廠在機(jī)械行業(yè)中 大量生產(chǎn) 大量使用的設(shè)備是 專用機(jī)床 因此 專用機(jī)床與自動(dòng)化水平的技術(shù)性能 工業(yè)部門(mén)的生產(chǎn)效率的結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的決定在很大程度上 決定了其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力在很大程度 上 現(xiàn)代專用機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品 它是綜合反映驅(qū)動(dòng) 控制 測(cè)量 3 監(jiān)測(cè) 工具和機(jī)械組件技術(shù) 在過(guò)去的 20 年中 這些技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 在 專用機(jī)床的汽車(chē)和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的主要用戶同樣也有很大的變化 產(chǎn)品生命周期縮短 增加品種和質(zhì)量改進(jìn) 這些因素的發(fā)展 促進(jìn)和刺激專用機(jī)床 專用機(jī)床是高效專用機(jī)床由大量的通用部件和少量的專用部件組成和工藝 通用 機(jī)床和專用機(jī)床的發(fā)展 由于機(jī)械加工的組合是高度集中的 也可完成一個(gè)或幾個(gè)一 機(jī)不同的過(guò)程 所以為了適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)量 要求精度高 克服了通用機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 勞動(dòng) 強(qiáng)度大 生產(chǎn)效率低 難以保證精度的缺點(diǎn) 專用設(shè)備通用性差 不適應(yīng)現(xiàn)代科技的 迅速發(fā)展 往往更新的要求 因此 專用機(jī)床和自動(dòng)線已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē) 柴油機(jī) 電機(jī) 儀表 軍工產(chǎn)品的生產(chǎn) 并顯示出巨大的優(yōu)越性 我國(guó)加入 WTO 以后 制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào) 整戰(zhàn)略 采取了積極的應(yīng)對(duì)策略 出現(xiàn)了產(chǎn) 銷(xiāo)兩旺的良好勢(shì)頭 截至 2005 年 4 月份 專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅專用機(jī)床一項(xiàng) 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá) 1000 余臺(tái) 產(chǎn)值達(dá) 3 9 個(gè) 億以上 較 2004 年同比增長(zhǎng)了 10 以上 另外專用機(jī)床行業(yè)增加值 產(chǎn)品銷(xiāo)售率 全 員工資總額 出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長(zhǎng) 新產(chǎn)品 新技術(shù)較去年年 均有大幅度提高 可見(jiàn)行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況良好 行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對(duì)汽車(chē) 摩托車(chē) 內(nèi)燃機(jī) 農(nóng)機(jī) 工程機(jī)械 化工機(jī)械 軍工 能源 輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備 隨著我國(guó)加入 WTO 后與世界機(jī)床進(jìn)一步 接軌 專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)始向數(shù)控化 柔性化轉(zhuǎn)變 從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況 來(lái)看 數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場(chǎng)需求量在上升 而傳統(tǒng)的鉆 鏜 銑專用機(jī)床則有 下降趨勢(shì) 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會(huì)的 機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表 是統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)顯示 僅從幾個(gè)全國(guó)大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看 2003 年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 890 臺(tái) 產(chǎn) 值 16187 萬(wàn)元 生產(chǎn)加工中心 148 臺(tái) 產(chǎn)值 5770 萬(wàn)元 2004 年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 985 臺(tái) 產(chǎn)值 25838 萬(wàn)元 生產(chǎn)加工中心 159 臺(tái) 產(chǎn)值 7099 萬(wàn)元 而 2005 年 截至 4 月份 數(shù)控機(jī)床 加工中心 產(chǎn)值已接近 2003 年全年水平 故市場(chǎng)在向數(shù)控 高精制造技術(shù) 和成套工藝裝備方面發(fā)展 行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 九五 后期 在專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)的 50 多家專用機(jī)床分會(huì)會(huì)員中 僅有兩家企 業(yè)實(shí)行了股份改造 一家企業(yè)退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng) 其余的都是國(guó)有企業(yè) 而從 2001 至 4 2002 年 不到兩年的時(shí)間 就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造 一些小廠幾乎全部 退出國(guó)有轉(zhuǎn)為民營(yíng) 現(xiàn)在一些國(guó)家重點(diǎn)國(guó)有企業(yè)也在醞釀股份制改造 轉(zhuǎn)制已勢(shì)不可 檔 民營(yíng)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視 被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視 4 個(gè)階段后 煥 發(fā)勃勃生機(jī) 專用機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制 民營(yíng)化等多種形式快速發(fā)展 專用機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 專用機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體是綜合自動(dòng)化度較高的制造技術(shù)和成套工藝 裝備 它的特征是高效 高質(zhì) 經(jīng)濟(jì)實(shí)用 因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械 交通 能源 軍工 輕工 家電行業(yè) 我國(guó)的傳統(tǒng)的專用機(jī)床及專用機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī) 電 氣 液壓控制 它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件 近年研制的專用機(jī)床加工連桿 板件等也占一定份額 完成鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 加 工各種螺紋 鏜孔 車(chē)端面和凸臺(tái) 在孔內(nèi)鏜各種形狀槽 以及銑削平面和成型面等 專用機(jī)床的分類繁多 有大型專用機(jī)床和小型專用機(jī)床 有單面 雙面 三面 臥式 立式 傾斜式 復(fù)合式 還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)專用機(jī)床等 隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步 一 種新型的專用機(jī)床 柔性專用機(jī)床越來(lái)越受人們是親昧 它應(yīng)用多位主軸箱 可換 主軸箱 編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換 配以可編程序控制器 PLC 數(shù)字控制 NC 等 能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變 的專用機(jī)床 另外 近年來(lái)專用機(jī)床加工中心 數(shù)控專用機(jī)床 機(jī)床輔機(jī)等在專用機(jī) 床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大 由于專用機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品 是根據(jù)用戶 特殊要求而設(shè)計(jì)的 它涉及到加工工藝 刀具 測(cè)量 控制 診斷監(jiān)控 清洗 裝配 和試漏等技術(shù) 我國(guó)專用機(jī)床及其專用機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后 國(guó)內(nèi)所需的一些高水平專用機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口 工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì) 必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大 并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高 因此 市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技 術(shù) 新工藝 研制新產(chǎn)品 由過(guò)去的 剛性 機(jī)床結(jié)構(gòu) 向 柔性 化方向發(fā)展 滿 足用戶需要 真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備 80 年代以來(lái) 國(guó)外專用機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上 正朝著綜合成 套和具備柔性的方向發(fā)展 專用機(jī)床的加工精度 多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的 靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展 實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化 工序高度集中 高 效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控 專用機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是 5 廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 國(guó)外主要的專用機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控專用機(jī)床通用部件 在 專用機(jī)床上不僅一般動(dòng)力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 而且?jiàn)A具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角 換箱裝置的自動(dòng) 分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 從而進(jìn)一步提高了專用機(jī)床的工作可靠性和加工精度 廣州標(biāo)致汽車(chē)公司由法國(guó)雷諾公司購(gòu)置的缸蓋加工生產(chǎn)線 就是由三臺(tái)自動(dòng)換箱專用機(jī) 床組成的 其全部動(dòng)作均為數(shù)控 包括自動(dòng)上下料的交換工作臺(tái) 環(huán)形主軸箱庫(kù) 動(dòng)力部 件和夾具的運(yùn)動(dòng) 其節(jié)拍時(shí)間為 58 秒 發(fā)展柔性技術(shù) 80 年代以來(lái) 國(guó)外對(duì)中大批量生產(chǎn) 多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào) 可變 可 換措施 使加工裝備具有了一定的柔性 如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭 可換主軸箱等組成 的專用機(jī)床 同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展 開(kāi)發(fā)了二坐標(biāo) 三坐標(biāo)模塊化的加工單元 并以此 為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動(dòng)線 FTL 這種結(jié)構(gòu)的變化 既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào) 整變化快速靈敏 又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣 發(fā)展綜合自動(dòng)化技術(shù) 汽車(chē)工業(yè)的大發(fā)展 對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)提出了許多新的需求 大批量生產(chǎn)的高效率 要 求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序 而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的 全部工序 以及下線后的自動(dòng)碼垛 裝箱等 德國(guó)大眾汽車(chē)公司 KASSEL 變速箱廠 1987 年投入使用的造價(jià) 9000 萬(wàn)馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線 就是這種綜合自動(dòng)化制造系 統(tǒng)的典范 該系統(tǒng)由兩條相似對(duì)稱布置的自動(dòng)線組成 三班制工作 每條線日產(chǎn) 2000 件 節(jié)拍時(shí)間為 40 秒 全線由 12 臺(tái)雙面專用機(jī)床 18 臺(tái)三坐標(biāo)加工單元 空架機(jī)器人 線兩端的毛坯庫(kù)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)組成 可實(shí)現(xiàn) 3 種零件的加工 空架機(jī)器人完成工件下 線的碼垛裝箱工作 隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 出現(xiàn)了一批專門(mén)從事裝配 試驗(yàn) 檢 測(cè) 清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家 進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平 進(jìn)一步提高工序集中程度 國(guó)外為了減少機(jī)床數(shù)量 節(jié)省占地面積 對(duì)專用機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品 繼續(xù) 采取各種措施 進(jìn)一步提高工序集中程度 如采用十字滑臺(tái) 多坐標(biāo)通用部件 移動(dòng)主 軸箱 雙頭鏜孔車(chē)端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫(kù) 通過(guò)工作加工實(shí)現(xiàn)工序集 中 從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能 獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益 6 1 3 機(jī)床設(shè)計(jì)的目的 要求 1 3 1 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 其目的在于通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中 得到設(shè)計(jì)構(gòu)思 方案的分析 結(jié)構(gòu)工藝 性 機(jī)械制圖 零件計(jì)算 編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練 樹(shù)立正確的 設(shè)計(jì)思想 掌握基本的設(shè)計(jì)方法 培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法 并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié) 構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力 1 3 2 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣 主要是根據(jù)技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)判定的 技術(shù)先進(jìn)合理 亦 即 質(zhì)優(yōu)價(jià)廉 才會(huì)受到用戶的歡迎 在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力 機(jī)床設(shè)計(jì)的 技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求 經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析 7 第 2 章 總體方案確定 1 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)得裝卸工件 鉆孔 擴(kuò)孔和鉸孔工 作 它的工藝動(dòng)作主要有 1 裝有四個(gè)工位工件的回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng) 2 裝有專用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的三把專用刀具的主軸箱的刀具轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng) 2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1 從刀具頂端離開(kāi)工件表面 65mm 位置 快速移動(dòng)送進(jìn)了 60mm 后 再勻速送進(jìn) 60mm 5mm 刀具切入量 45mm 工件孔深 10mm 刀具切出量 然后快速返回 回 程和工作行程的速比系數(shù) K 2 2 生產(chǎn)率約每小時(shí) 60 件 3 刀具勻速進(jìn)給速度 2mm s 工件裝 卸時(shí)間不超過(guò) 10s 4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi) 3 設(shè)計(jì)方案提示 1 回轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng) 可采用不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪式間歇機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)等 2 主軸箱的刀具移動(dòng) 可以采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪 連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)等 8 3 由生產(chǎn)率可以求出一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所需時(shí)間 T 3600 60 60s 刀具勻速送進(jìn) 60mm 所需時(shí)間 t 勻 60 2 30s 刀具其余移動(dòng) 包括快速送進(jìn) 60mm 快速返回 120mm 共需 30 4 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 2 進(jìn)行回轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸箱刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型 并進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案 評(píng)價(jià)和選擇 3 按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)方案的擬定 2 1 擬定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 根據(jù)專用機(jī)床的工作過(guò)程和規(guī)律可得其運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下 鉆頭 頭進(jìn)勻 速 60 快鉆 0240 進(jìn)鉆 頭 快 退工 作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)307 4位銷(xiāo)插 入 定 定 位 銷(xiāo)拔出工作臺(tái)靜止 凸 輪 鉆 397 4 四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)得裝卸工件 鉆孔 擴(kuò)孔和鉸孔工 作 2 2 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)該機(jī)床包含兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 即主軸箱移動(dòng)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 主軸箱 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 9 移動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件是圓柱凸輪 從動(dòng)件是刀架 行程中有勻速運(yùn)動(dòng)段 稱工作段 并 具有急回特性 要滿足這些要求 需要將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合在一起來(lái)滿足上述 要求 實(shí)現(xiàn)上述要求的機(jī)構(gòu)組合方案可以有許多種 2 2 1 三個(gè)方案 1 減速機(jī)構(gòu)的方案有 渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu) 外嚙合行星輪系減速機(jī)構(gòu) 定軸輪系減速機(jī)構(gòu) 2 刀架規(guī)律性運(yùn)動(dòng)的方案有 圓柱凸輪實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動(dòng) 盤(pán)型凸輪 尺條實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動(dòng) 3 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案 單銷(xiāo)四槽槽輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 4 定位銷(xiāo)方案 采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 2 2 2 方案比較 減速機(jī)構(gòu) 1 渦輪蝸桿減速器方案分析 此方案采用最普通的右旋阿基米德蝸桿 采用蝸桿傳動(dòng)的主要原因有 傳動(dòng)平穩(wěn) 振動(dòng) 沖擊和噪聲均較小 能以單級(jí)傳動(dòng)獲得較大的傳動(dòng)比 故結(jié)構(gòu)比較緊湊 機(jī)構(gòu)返行程具有自鎖性 本方案通過(guò)較為簡(jiǎn)單的渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了 min 1r40n 主 軸電 機(jī) 的大傳動(dòng)比 滿足了機(jī)構(gòu)要求的性能指標(biāo) 而且結(jié)構(gòu)緊湊 節(jié)約空間 本方案存在的 不足 由于渦輪蝸桿嚙合齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大 使得摩擦損耗較大 因此傳動(dòng)效 10 率較低 易出現(xiàn)發(fā)熱和溫升過(guò)高的現(xiàn)象 磨損也較嚴(yán)重 解決的辦法是可以采用耐磨 的材料 如錫青銅 來(lái)制造渦輪 但成本較高 2 外嚙合行星齒輪減速器方案分析 該方案采用漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng) 所選輪系為外嚙合行星齒輪系 采用 齒輪機(jī)構(gòu)的原因是其在各種機(jī)構(gòu)中的運(yùn)用比較廣泛 且制造過(guò)程簡(jiǎn)單 成本較低 并 且具有功率范圍大 傳動(dòng)效率高 傳動(dòng)比精確 使用壽命長(zhǎng) 工作安全可靠等特點(diǎn) 方案中齒輪系為復(fù)合輪系 實(shí)現(xiàn)了 min 1r40n 主 軸電 機(jī) 的大傳動(dòng)比 且具有較高的傳動(dòng)效率 本方案中存在的不足是 齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不夠緊 湊 占用空間較大 3 定軸輪系減速器方案分析 該方案采用漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng) 所選輪系為定軸輪系 采用該機(jī)構(gòu)的 原因是運(yùn)用廣泛 制造過(guò)程簡(jiǎn)單 成本較低 并且具有功率范圍大 傳動(dòng)效率高 傳 動(dòng)比精確 使用壽命長(zhǎng) 工作安全可靠等特點(diǎn) 方案中輪系為定軸輪系 實(shí)現(xiàn)了 min 1r40n 主 軸電 機(jī) 的大傳動(dòng)比 本方案中存在的不足是 齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不夠緊湊 占用空間較大 刀架規(guī)律性運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1 圓柱凸輪實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動(dòng) 該方案采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成 采用凸輪機(jī)構(gòu) 是因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)只 要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線 就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 而且機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊 但其不足在于凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn) 線接觸 易磨損 2 盤(pán)型凸輪 尺條實(shí)現(xiàn)刀架規(guī)律性移動(dòng) 使用盤(pán)行凸輪機(jī)構(gòu)首先需要加圓錐齒輪等機(jī)構(gòu)將軸的傳動(dòng)方向轉(zhuǎn)變 然后設(shè)計(jì)凸輪 的廓線 此方案中凸輪的廓線設(shè)計(jì)中 其導(dǎo)程是旋轉(zhuǎn)角度的函數(shù) 在計(jì)算中難求得精 確導(dǎo)程 因此凸輪廓線設(shè)計(jì)較復(fù)雜 故不考慮此方案 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 11 1 單銷(xiāo)四槽槽輪機(jī)構(gòu) 該方案采用槽輪機(jī)構(gòu) 是因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單 外形尺寸小 其機(jī)械效率高 并能 較平穩(wěn)地 間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位 本方案中的不足在于在槽輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)過(guò)程中往往存在 著柔性沖擊 故常用于速度不太高的場(chǎng)合 此機(jī)床中屬于低速旋轉(zhuǎn) 因此槽輪機(jī)構(gòu)能 夠滿足要求 2 棘輪機(jī)構(gòu) 該方案采用棘輪機(jī)構(gòu) 是因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 運(yùn)動(dòng)可靠 而且棘輪 軸每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)配合使用使其具有急回 特性 本方案中的不足在于棘輪機(jī)構(gòu)在工作時(shí)有較大的沖擊和噪音 而且運(yùn)動(dòng)精度較 差 常用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合 此機(jī)床中屬于低速旋轉(zhuǎn) 沖擊可以忽略 對(duì) 于精度要求不是太高 因此該機(jī)構(gòu)能夠滿足要求 3 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 該方案采用不完全齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng) 此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工安裝容易實(shí)現(xiàn) 由于其中含標(biāo)準(zhǔn)件 有很好的互換性 有精確的傳動(dòng)比 所以在工作過(guò)程中精度較高 此機(jī)構(gòu)的不足是由于在進(jìn)入嚙合時(shí)有沖擊 會(huì)產(chǎn)生噪聲 齒輪在磨損過(guò)程中會(huì)對(duì)精度 有一定影響 但是對(duì)于低速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 此機(jī)構(gòu)能夠滿足使用要求 圓柱凸輪定位銷(xiāo)機(jī)構(gòu) 該方案采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成 采用凸輪機(jī)構(gòu) 是因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)只 要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線 就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 而且機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊 本方案中主要存在的不足在于凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn) 線接觸 易磨損 2 2 3 方案確定 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 四個(gè)工作位置 每個(gè)工作位置之間相差 90 在工作過(guò)程 中 旋轉(zhuǎn) 90 停止定位 進(jìn)刀加工 快速退刀后 旋轉(zhuǎn) 90 進(jìn)行下一個(gè)循環(huán) 在加工和退刀的前半段 即刀具與工件有接觸 時(shí) 必須將工作臺(tái)固定 由于卡 盤(pán)的工作位置為四個(gè) 還要滿足間歇和固定兩個(gè)工作 1 采用單銷(xiāo)四槽槽輪機(jī)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 12 1010 槽輪機(jī)構(gòu)中 當(dāng)圓銷(xiāo)沒(méi)有進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí) 由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤(pán) 的外凸鎖止弧卡住 故槽輪固定不動(dòng) 當(dāng)圓銷(xiāo)進(jìn)入徑向槽時(shí) 鎖止弧的自鎖段被 松開(kāi) 槽輪在圓銷(xiāo)作用下旋轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)了間歇運(yùn)動(dòng) 因?yàn)榭ūP(pán)每次旋轉(zhuǎn) 90 所以選 擇四槽均布槽輪 剛好實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn) 90 的要求 2 采用棘輪機(jī)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)作為主動(dòng)件 有運(yùn)動(dòng)循壞圖中可知 360 4 71 k 于是得 K 2 2 所以極位夾角大于等于 67 5 因此滿足停留時(shí)間的于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間之間的比例關(guān)系 要求棘輪每次旋轉(zhuǎn) 90 因此搖桿的擺角也為 90 單銷(xiāo)四槽槽輪機(jī)構(gòu) 13 2 3 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用凸輪機(jī)構(gòu) 平面凸輪 4 通過(guò)錐齒輪 3 和減速器 2 連接 在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 通過(guò)連桿機(jī)構(gòu) 6 帶動(dòng)工作臺(tái) 7 在垂直方向作上 下運(yùn)動(dòng) 以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)在主軸上的 前進(jìn) 工進(jìn) 動(dòng) 作 弧面凸輪 5 和平面凸輪 4 相連 在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí) 通過(guò)滾動(dòng)盤(pán) 8 共 6 個(gè)滾珠 完成 快進(jìn) 和 工進(jìn) 動(dòng)作 弧面凸輪轉(zhuǎn)角 平面凸輪轉(zhuǎn)角 圖 3 4 平面凸輪和弧面凸輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 平面凸輪與弧面凸輪的動(dòng)作配合曲線如圖 3 4 所示 在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下 弧面凸輪在 7 5 57 5 的范圍內(nèi) 完成工作臺(tái) 80 的轉(zhuǎn)位 動(dòng)作 在 57 5 72 5 的范圍內(nèi)弧面凸輪 平面凸輪均不產(chǎn)生工作臺(tái)運(yùn)動(dòng) 用于松開(kāi)刀 具 當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到 72 5 137 5 的范圍內(nèi) 平面凸輪通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn) 行向下運(yùn)動(dòng) 其中 在 72 5 117 5 范圍內(nèi) 只有平面凸輪帶動(dòng)工作臺(tái)作向下的運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)同時(shí)拔出主軸 刀庫(kù)中的刀具 在 117 5 137 5 的范圍內(nèi) 因刀具已經(jīng)脫離主 軸的刀座 兩凸輪同時(shí)動(dòng)作 即 在工作臺(tái)繼續(xù)向下的過(guò)程中 已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行 180 轉(zhuǎn) 位 以提高工作速度 在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到 117 5 242 5 的范圍內(nèi) 弧面凸輪帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行 180 轉(zhuǎn)位 完成 主軸與刀庫(kù)的刀具交換 當(dāng)進(jìn)入 222 5 242 5 的范圍時(shí) 兩凸輪同時(shí)動(dòng)作 平面凸輪 已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行向上運(yùn)動(dòng) 以提高工作速度 14 從 222 5 起 平面凸輪帶動(dòng)工作臺(tái)向上運(yùn)動(dòng) 這一動(dòng)作在 222 5 287 55 范圍 完成 快進(jìn) 動(dòng)作 接著的 287 55 302 5 范圍內(nèi) 弧面凸輪 平面凸輪均不產(chǎn)生工作 臺(tái)運(yùn)動(dòng)在 302 5 360 的范圍內(nèi) 弧面凸輪完成工作臺(tái) 80 反向轉(zhuǎn)位動(dòng)作 在工作臺(tái)回 到原位 工作結(jié)束 15 第 3 章 動(dòng)力的選擇 合理選擇電動(dòng)機(jī)類型 對(duì)工作機(jī)械有效的工作 以及機(jī)組運(yùn)行的可靠性 安全 節(jié) 能及降低設(shè)備造價(jià)都有重要意義 電動(dòng)機(jī)類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā) 考慮工作條件 負(fù)載性質(zhì) 生產(chǎn)工藝 供 電情況等 盡量滿足下述各方面的要求 1 機(jī)械特性 由電動(dòng)機(jī)類型決定的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械機(jī)械特性配合要適當(dāng) 機(jī)組穩(wěn)定 工作 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 牽入轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求 2 轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足工作機(jī)械要求 其最高轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速變化率 穩(wěn)速 調(diào)速 變速等 性能均能適應(yīng)工作機(jī)械運(yùn)行要求 3 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 從降低整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗及電動(dòng)機(jī)的綜合成本來(lái)考慮選擇電動(dòng)機(jī)類型 針對(duì)使用情況選擇不同效率水平的電動(dòng)機(jī)類型 對(duì)一些使用時(shí)間很短 年使用時(shí)數(shù)也 不高的機(jī)械 電動(dòng)機(jī)效率低些也不會(huì)使總能耗產(chǎn)生較大的變化 所以并不注重電動(dòng)機(jī) 的效率 但另一類年利用小時(shí)較高的機(jī)械 如空調(diào)設(shè)備 循環(huán)泵 冰箱壓縮機(jī)等 就 需要選用效率高的電動(dòng)機(jī)以降低總能耗 本機(jī)器的動(dòng)力選用交流 380V 機(jī)械中常用的點(diǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速多為 1400 分轉(zhuǎn) 分 由 于整個(gè)載荷比較小 所以綜合考慮最終選用 Y112M 4 型三相異步電動(dòng)機(jī) 電壓為 380V 功率為 5 5KW 額定轉(zhuǎn)速為 1400r min 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速及效率要求確定各級(jí) 傳動(dòng)比 其中帶傳動(dòng)為主要工作部件 其效率直接影響整機(jī)工作效率 電動(dòng)機(jī)的外 形圖及尺寸見(jiàn)表 2 1 和圖 2 1 16 圖 2 1 Y112M 4 型電動(dòng)機(jī)外形尺寸 表 2 1Y112M 4 型電動(dòng)機(jī)外形尺寸 17 第 4 章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 4 1 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 7 ni 額 式中 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 1500r min 則 額n 4 2 i額 那么 V 帶的傳動(dòng)比 處于 2 4 之間 符合要求 i 分配各級(jí)傳動(dòng)比 1 取 V 帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為 1 i 2 取第 1 傳動(dòng)軸傳動(dòng)比 為 0 6 2 3 第 2 傳動(dòng)軸傳動(dòng)比 6 04 3 i 4 2 傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出軸額定轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)位裝置滿負(fù)荷作業(yè)時(shí) 輸出軸轉(zhuǎn)速穩(wěn) 額pmin 75r 定在 0 8 0 9 倍額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行 1 各軸轉(zhuǎn)速 主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 主軸與動(dòng)力輸出軸直聯(lián) 主n min 70r 動(dòng)主 第 1 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn) 傳動(dòng)比為 帶傳動(dòng)按 92 效率計(jì)算 則16 i i 38 92rn 主 滾筒轉(zhuǎn)速 帶傳動(dòng)按 92 效率計(jì)算 則脫n min 650r 主脫 第 2 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 傳動(dòng)比為 1 帶傳動(dòng)按 92 效率計(jì)算 則2 18 min 598 216502rn 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 風(fēng)機(jī)直接安裝在第 2 傳動(dòng)軸上 則風(fēng) i 2r風(fēng) 2 各軸功率 主傳動(dòng)軸 kwp5 主額 第 1 傳動(dòng)軸 06 92 1 主 式中 帶傳動(dòng)效率 查表 19 取值 0 92 v 3 各軸轉(zhuǎn)矩 第 1 傳動(dòng)軸 81065 90 9501 mNnPT 筒額 第 2 傳動(dòng)軸 437 2 5 212 4 3 皮帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 3 1 帶型的選定 根據(jù)總體方案的選擇 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 19 的工況系數(shù) 可得計(jì)算功率為 0 1 K 8 kwpKc5 根據(jù)計(jì)算功率和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 查手冊(cè) 19 選擇采用 SPZ 型皮帶 4 3 2 帶輪直徑與帶速的確定 小帶輪的直徑通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 19 有 其中 是 V 帶的最小基min1d mind 準(zhǔn)直徑 過(guò)小 會(huì)降低皮帶的使用壽命 反過(guò)來(lái) 雖然可以延長(zhǎng)皮帶的使用壽命 1d 但是帶傳動(dòng)的外形尺寸隨之增大 V 帶的最小基準(zhǔn)直徑參考值如下表所示 表 3 V 帶輪的最小基準(zhǔn)直徑 19 類型 Y Z SPZ A SPA B SPB C SPC D E 20 50 63 75 90 125 140 200 224 355 500md in 選取小帶輪的直徑 md751 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 取 mid 25 8671 2 md902 上式中 是 V 帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率 值很小 在計(jì)算中可以忽略不計(jì) 帶速的計(jì)算 max106 vnvd 代入數(shù)據(jù)的 s4 8 對(duì)于普通的 V 帶 太小傳遞的功率小 太大則離心力過(guò)大 計(jì) 25max 算的結(jié)果在合理范圍內(nèi) 符合設(shè)計(jì)要求 4 3 3 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和軸間距的確定 由公式 9 2 7 021021dda 代入數(shù)據(jù)得 ma 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 021210 4 2addLd 代入數(shù)據(jù)得 3 659 則實(shí)際的軸間距為 00dLa 代入數(shù)據(jù)的實(shí)際的軸間距為 m4 185 4 3 4 驗(yàn)算小帶輪的包角 由下式可求帶輪包角 3 57 18012ad 48 6 57 20 一般 最小不低于 小帶輪包角合適 不需要使用張緊輪 120 90 4 3 5 確定 V 帶根數(shù) V 帶根數(shù)可由以下公式計(jì)算 10 lAcc kppz 00 其中 功率增量 考慮傳動(dòng)比 時(shí) 在大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小 在壽命相0p 1 i 同的條件下 可以增大傳遞的功率 包角修正系數(shù) 考慮包角不等于 時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響 Ak 80 帶長(zhǎng)修正系數(shù) 考慮包角不為特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響 l 單根 V 帶的基本額定功率 0p 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 20 可得 0 99 0 97 30 pAkl0pkw54 1 1297 03 541 z 圓整后取 V 帶根數(shù) z 4 3 6 單根 V 帶預(yù)緊力的計(jì)算 根據(jù)公式 11 20 5 2qvzkpFAc 264 810 39 05 N8 169 4 3 7 計(jì)算壓軸力 根據(jù)公式 12 2 sin10 zFQ 13 其中 為2 sin310max zFQ maxQF 正常預(yù)緊力的 1 5 倍 代入數(shù)據(jù) NFQ 21 05 176sin328 169 852 05max 21 第 5 章 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 1 材料的選擇及許用應(yīng)力的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)采用的是直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 考慮到轉(zhuǎn)位裝置功率較大 故大 小齒輪都選用硬齒面 選取大 小齒輪的材料均為 40Cr 并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火 齒面硬度為 48 55HRC 因采用表面淬火 輪齒的變形不大 不需要磨削 故初選 7 級(jí)精度 5 2 按輪齒接觸強(qiáng)度的計(jì)算 根據(jù)公式 14 3 2211 2 uZuTkddEtt 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選載荷系數(shù) t 2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT 451 105 76 8 40 9 3 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 20 選取齒寬系數(shù) 9d 4 由手冊(cè) 20 查得材料的彈性影響系數(shù) MpaZE8 5 按齒面硬度中間值 查手冊(cè) 20 得大 小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 HRC52 15 6 計(jì)算應(yīng)力循MpaH1702lim1li 環(huán)次數(shù) 153082 165061 hjLnN 9 89273 8 7 查設(shè)計(jì)手冊(cè) 19 得接觸疲勞壽命系數(shù) 01 HNK90 2 HN 8 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 得 22 SKHNH 1lim1 2li2 計(jì)算 1 試算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值td1H 3 221 2 uZuTkddEtt m4 380 9 8 405 7312 2 計(jì)算圓周速度 v sndvt 31 60 52 14 306 1 3 計(jì)算齒寬 bdbt 58 49 8 4 計(jì)算齒寬與齒高之比 h 模數(shù) 6 124 381 zdmtt 齒高 mht025 96 34 b 5 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) 7 級(jí)精度 由手冊(cè) 21 查得動(dòng)載系數(shù) smv 1 10 vK 假設(shè) 由手冊(cè) 21 查得齒間載荷分配系數(shù) NbFKtA0 FH 由手冊(cè) 21 查得使用系數(shù) A 由 表 4 查得接觸強(qiáng)度計(jì)算用齒向載荷分布系數(shù) 43 1 HK 由手冊(cè) 21 查得彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用齒向載荷分布系數(shù) 7F 故載荷系數(shù) 73 1 HvAKK 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 得 mkdtt 26 4 42 8 331 7 計(jì)算模數(shù) m 23 76 124 1 zdm 5 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 16 mzSYKTFdaF321 2 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 由手冊(cè) 21 得大 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MpaFE68021 2 由手冊(cè) 21 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8 01 FN9 NK 3 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 得 MpaFKENF4 27 11 322 4 計(jì)算載荷系數(shù) K 6 17 1 HvA 5 查取齒形系數(shù) 由手冊(cè) 21 查得齒形系數(shù) 2 5 21FaFaY 6 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由手冊(cè) 21 得應(yīng)力校正系數(shù) 764 1 8 21 SaSa 7 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 FSaY 09 5 6211 Fa 81437 2 FS 小齒輪的數(shù)值大 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm64 129 0 8 105 76234 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 略大于由齒根疲勞強(qiáng)度計(jì)算的 24 模數(shù) 由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(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 即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān) 可取由彎曲 強(qiáng)度算得得模數(shù) 1 64 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m 2mm 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d26 41 13 2 6 4 1 dz 取 取 24 7 2 uz 702 z 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算分度圓直徑 mzd421 mzd140272 2 計(jì)算中心距 a9 0 21 3 計(jì)算齒輪寬度 mdb6 349 1 驗(yàn)算 NTFt 5 04 05 72 41 bKtA 1 1 符合要求 25 第 6 章 槽輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6 1 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 撥輪 A 圓柱銷(xiāo) 2 槽輪 圖 6 1 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 幾何要求 圓銷(xiāo)線速度方向與輪槽方向一致 2 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 圓柱銷(xiāo)與鎖住弧配合 3 基本參數(shù)選擇 1 槽數(shù) z 幾何關(guān)系 運(yùn)動(dòng)關(guān)系 運(yùn)動(dòng)特性系數(shù) 212z 1 26 討論 0 z 3 一般取 z 4 8 2 銷(xiāo)數(shù) K 討論 1 常用 K 1 4 幾何尺寸計(jì)算 表 4 1 幾何尺寸計(jì)算 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t2 與銷(xiāo)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t1 之比 稱為運(yùn)動(dòng)系數(shù) 用 表示 對(duì)于外槽輪機(jī)構(gòu) 為了避免或減輕槽輪在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)和停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的碰撞或沖擊 圓 z21 z2 2 z 27 銷(xiāo)在開(kāi)始進(jìn)入徑向槽或從徑向槽脫出的瞬時(shí) 圓銷(xiāo)中心的線速度方向均沿著徑向槽的 中心線方向 以便槽輪在啟動(dòng)和停止時(shí)的瞬時(shí)角速度為零 2 10 2 20 2 10 2 20 2 z 式中 z 為槽輪的槽數(shù) 主動(dòng)件以等角速度 1 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需的時(shí)間為 t2 2 10 1 當(dāng)主動(dòng)撥盤(pán)對(duì)稱均布有 k 個(gè)圓銷(xiāo)時(shí) 則主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò) 2 k 角度便完成槽輪的一個(gè)運(yùn) 動(dòng)循環(huán) 其所需的時(shí)間為 t1 2 k 1 此外 由于槽輪機(jī)構(gòu)是作間歇運(yùn)動(dòng)的 故必須有間歇時(shí)間 所以運(yùn)動(dòng)系數(shù) 總是小于 1 因此 k 與 Z 的關(guān)系應(yīng)為 krT 時(shí) min 0 實(shí)際輪廓為一光滑曲線 圖 5 4 1a 2 min rT 則 min 0 實(shí)際輪廓出現(xiàn)尖點(diǎn) 圖 5 4 1c 接觸應(yīng)力無(wú)限大 3 min rT 則 min 0 實(shí)際輪廓曲線發(fā)生相交 圖 5 4 1b 中涂黑部分 在輪廓 曲線加工時(shí) 交叉部分被切去 使運(yùn)動(dòng)失真 結(jié)論 1 對(duì)于外凸的凸輪輪廓 應(yīng)使?jié)L子半徑 rT 小于理論輪廓的最小曲率半徑 min 通 常取 rT 0 8 min 2 對(duì)于內(nèi)凹的凸輪輪廓 圖 5 4 1d 實(shí)際輪廓的曲率半徑 等于理論輪廓線曲率 半徑 與滾子半徑 rT 之和 即 rT 此時(shí)不論滾子半徑多小 其實(shí)際輪廓總可以 29 做出 6 2 2 壓力角及其許用值 1 壓力角 凸輪機(jī)構(gòu)中 從動(dòng)件的速度 v 與所受正壓力 F 之間所夾的銳角 壓力 角越小 傳力越好 2 自鎖 壓力角 越大 則推動(dòng)從動(dòng)件的有效分力 Fr Fr Fcos 越小 甚至可能小 于橫向分力 Ft Ft Fsin 在導(dǎo)路中產(chǎn)生的摩擦力 此時(shí)無(wú)論 F 多大也不能使從動(dòng)件運(yùn) 動(dòng) 使機(jī)構(gòu)發(fā)生了自鎖 機(jī)構(gòu)開(kāi)始出現(xiàn)自鎖時(shí)的壓力角稱為臨界壓力角 3 許用壓力角 凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的壓力角是變化的 為避免機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖并具有較 高的傳動(dòng)效率 必須對(duì)最大壓力角加以限制 其許用值應(yīng)遠(yuǎn)低于臨界壓力角 即 c max 1 規(guī)定壓力角的最大值 移動(dòng)從動(dòng)件在推程時(shí) max 30 擺動(dòng)從動(dòng)件在推程時(shí) max 45 回程時(shí) 從動(dòng)件不會(huì)出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象 且希望從動(dòng)件有較快的回程速度 故壓力角可取 大些 一般推薦回程時(shí) max 80 5 壓力角的位置 圖 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 30 6 2 3 基圓半徑的確定 基圓半徑愈小 壓力角愈大 反之 壓力角則愈小 因此 在選取基圓半徑時(shí)應(yīng) 注意 A 滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 在保證和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)不失真的前提下 可將基圓半徑 取小些 滿足對(duì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊的要求 B 在結(jié)構(gòu)空間允許條件下 可適當(dāng)將基圓半徑取大些 以利于改善機(jī)構(gòu)的傳力性能 減少磨損和減少凸輪廓線的制造誤差 1 基圓半徑的選擇 由于從動(dòng)件不能沿接觸點(diǎn)的法線 nn 壓入或離開(kāi)輪廓 故凸輪輪 廓上接觸點(diǎn) K1 的速度 v1 和從動(dòng)件尖頂 K2 的速度 v2 在法線方向的分速度必定相等 即 v1sin v2cos 又因 v1 OK rb s 為凸輪的角速度 故 rb s sin v2cos tan v2 rb s 結(jié)論 當(dāng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定后 為了使機(jī)構(gòu)既有較好的傳力性能 又有較緊湊 的結(jié)構(gòu)尺寸 在設(shè)計(jì)時(shí) 通常要求在壓力角最大值不超過(guò)允許值的前提下盡可能選用 較小的基圓半徑 31 6 2 4 凸輪機(jī)構(gòu)的材料 凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí) 往往承受動(dòng)載荷的作用 同時(shí)凸輪表面承受強(qiáng)烈磨損 因此 要求凸輪和滾子的工作表面硬度高 具有良好的耐磨性 心部有良好的韌性 當(dāng)?shù)退?輕載時(shí) 可以選用鑄鐵作為凸輪的材料 中速 中載時(shí)可以選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 合 金鋼作為凸輪的材料 并經(jīng)表面淬火或滲碳淬火 使硬度達(dá)到 高速 重載凸輪可以用 優(yōu)質(zhì)合金鋼材料 并經(jīng)表面淬火或滲氮處理 滾子材料用合金鋼材料 經(jīng)滲碳淬火 達(dá)到較大表面硬度 32 第 7 章 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 1 軸的材料選擇 轉(zhuǎn)位裝置在工作時(shí) 軸的轉(zhuǎn)速很高 而且傳遞的扭矩很大 綜合考慮 軸的材料 選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理 硬度為195 290 其接觸疲勞強(qiáng)度極限 HBS MpaH620 5lim 彎曲疲勞極限取 MpaFE480 1lim 7 2 軸的最小直徑確定 由公式 17 mnPCd3 其中 該軸傳遞的功率 Pkw 該軸的轉(zhuǎn)速 ni r 指軸的材料和承載情況確定常數(shù) C 已知 2 02 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 21 可得 C 128 代入上式可kwin 650 得 md4 18 選 md20 7 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了便于軸上零件的拆卸 經(jīng)常把軸做成階梯形 軸的直徑從軸端逐漸向中間增 大 可依次將齒輪和帶輪等從軸的上端裝拆 為了使軸上的零件便于安裝 軸端及各 軸的端部應(yīng)有倒角 軸上磨削的軸段應(yīng)有砂輪越程槽 車(chē)制螺紋軸段應(yīng)有退刀槽 各段軸的直徑 如有配合要求的軸段 應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑 安裝軸承 齒輪等 標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑 應(yīng)符合各標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑系列規(guī)定 采用的套筒 螺母 軸端擋圈作軸 向固定時(shí) 應(yīng)把裝零件的軸段長(zhǎng)度做的比零件輪轂短 以確保螺母等緊靠零件m3 2 端面 軸結(jié)構(gòu)初定如圖7所示 33 圖 7 軸的結(jié)構(gòu)圖 7 4 軸的校核 7 4 1 軸上載荷的計(jì)算 求軸承上的支反力 垂直面內(nèi) NFV917 NFV3142 水平面內(nèi) H258NH86 畫(huà)受力簡(jiǎn)圖與彎矩圖 如圖 8 所示 據(jù)第四強(qiáng)度理論且忽略鍵槽影響 MPaW70 1 32 5 22dT 69 0 表 4 受力分析 載荷 水平面 H 垂直面 V NFN2518 NFV917 支反力 F NFH8632 NV342 彎矩 M mNFMNVax 185071mNFNVax 185071 MVH 51max221ax1 0 總彎矩 mN222 1 34 載荷 水平面 H 垂直面 V 扭矩 T mNT 1386 MPaPaWMca 7069 250 9 09 1 51 442 332 軸安全 圖 8 受力簡(jiǎn)圖和彎矩圖 7 4 2 按彎扭合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) 只校核軸承上承受彎矩和扭矩最大的截面強(qiáng)度 取 0 6 軸的計(jì)算應(yīng)力為 NWTMca 8 4301 9 261 0 15 9 1 232322 前已選定軸材料為 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理 由機(jī)械設(shè)計(jì) 23 表 15 1 查得 60Mpa 因此 S 1 56 8 7 08 2 SSca 故安全 37 第 8 章 鍵連接選擇 鍵連接可分為平鍵連接 半圓鍵連接 楔鍵連接和切向鍵連接 平鍵按用途分有 三種 普通平鍵 導(dǎo)向平鍵和滑鍵 平鍵的兩側(cè)面為工作面 平鍵連接是靠鍵和鍵槽 側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩 鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙 平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 裝拆方便 對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn) 因而應(yīng)用廣泛 本設(shè)計(jì)采用的是平鍵連接 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 21 表 4 1 分別選擇軸 1 2 段平鍵 b h L 6mm 6mm 20mm b h L 10mm 8mm 22mm 材料為 45 鋼 其許用擠壓應(yīng) 力 取其平均值 Mpa120 在本設(shè)計(jì)中軸傳遞的扭矩最大 根據(jù)要求 需對(duì)軸的鍵連接進(jìn)行強(qiáng)度校核 因載 荷均勻分布 根據(jù)平鍵連接的擠壓強(qiáng)度公式 19 ppdhlT 4 式中 T 為轉(zhuǎn)矩 N mm 為軸徑 mm d 為鍵的高度 mm h 為鍵的工作長(zhǎng)度 mm l 為許用擠壓應(yīng)力 MPa p 代入數(shù)據(jù)得 MpadhlT5 62402 15 74 4 pa10 可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求 38 第 9 章 滾動(dòng)軸承選用 已知裝軸承處軸徑 轉(zhuǎn)速 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 22 選用圓md40 min 650r 錐滾子軸 GB T 276 1994 摘錄 選型號(hào)為 30208 其基本參數(shù)為 基本額定動(dòng)載荷 BDmd18 0 5 KNCr3 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 可計(jì)算 圓周力 dTFt 65 172 4 05 72 1 徑向力 Ntr 4 12390 cos tan3cosan 軸向力 t 6 9 1 當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算 該圓錐滾子軸承受 和 的作用 必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷 P 由下式可求 rF 20 YFXPr 其中 分別為徑向系數(shù)和軸向系數(shù) XY 因?yàn)?0 3723 065 317 rF 所以 NPr429 9 2 計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷 對(duì)于圓錐滾子軸承 30208 其徑向基本額定載荷 21 16 0 htprnLfC 式中 載荷系數(shù) 查表 23 8 15 取 1 pf p 當(dāng)量動(dòng)載荷 1239 44N rP 溫度系數(shù) 查表 23 6 4 得 1 tf tf 基本額定壽命 24 本機(jī)預(yù)設(shè)壽命 8000h hLhL 軸承轉(zhuǎn)速 650 nmin r 壽命指數(shù) 25 對(duì)滾子軸承 10 3 39 8000hhnPCLrh 43 106 105 2 由壽命校核結(jié)果可以看出兩軸承的壽命均大于設(shè)計(jì)壽命 故所選軸承合格 40 結(jié) 論 一 總結(jié) 第一部分 文獻(xiàn)資料的搜集與整理 通過(guò)專利網(wǎng) 文獻(xiàn)庫(kù)和老師給的資料 了解 了當(dāng)前主流的幾種機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架助推器類型 然后根據(jù)文獻(xiàn)資料 綜合分析每種助推器 的優(yōu)劣 綜合比較借鑒 初步確定采用撬棍杠桿式助推方式 第二部分 確定局部和整體方案 進(jìn)一步分析撬棍式助推器的助推方式 及需要 哪些相配合的機(jī)構(gòu) 將助推器分為執(zhí)行系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三部分 然后先對(duì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論受力分析 分析其位移量 借此計(jì)算出傳動(dòng)部分齒輪減速的傳動(dòng)比 和需要的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 從而確定電機(jī)選型 至此傳動(dòng)部分和驅(qū)動(dòng)部分也同時(shí)確定下來(lái) 第四部分 各部件具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核 根據(jù)前面三章的內(nèi)容 確定執(zhí)行系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的具體結(jié)構(gòu)尺寸 確定軸上零件的定位和裝配方式 最后選擇合適的 軸承并對(duì)各部件進(jìn)行校核 二 設(shè)計(jì)的不足之處 這次的設(shè)計(jì)還只是階段性的 助推器的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行局部?jī)?yōu)化 中間的傳動(dòng)系 統(tǒng)也有很多不同的方案可以選擇 比如選擇齒輪傳動(dòng)代替鏈傳 三 個(gè)人體會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年期間最后一次正式的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了 可以說(shuō)是跨出大學(xué)校園的 最后一步 需要考察自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各項(xiàng)專業(yè)技能和課程知識(shí) 并且要綜合運(yùn)用 對(duì)自己也是一次全面的提高 因?yàn)榭佳械年P(guān)系 很多時(shí)間被占用了 所以畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間比較緊 中間過(guò)程略 顯倉(cāng)促 剛開(kāi)始做課題使并沒(méi)有什么頭緒 不知道從哪里下手 就像無(wú)頭的蒼蠅 這 里做一些 那里做一些 其中受力分析就做了很多遍 事實(shí)證明這些都是無(wú)用功 后 來(lái)跟指導(dǎo)老師溝通了很多次 確定下來(lái)步驟 先綜合分析助推器的總體結(jié)構(gòu) 分成幾 部分 比如驅(qū)動(dòng) 傳動(dòng) 執(zhí)行部分 這樣就有了一個(gè)大的方向 因此 我體會(huì)到初步設(shè)計(jì)必須確定每一部分的工作 由大到小 先分析結(jié)構(gòu) 再 對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能綜合分析 不斷的修正 不斷的改進(jìn) 這樣才能做出完整的 設(shè)計(jì) 41 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的全部?jī)?nèi)容是在指導(dǎo)老師 XX 老師的悉心指導(dǎo)下完成的 謝謝 老師 XX 提供了良好