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畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 學(xué) 院 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 1101011130 設(shè)計 論文 題目 立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 內(nèi)容及要求 通過查閱資料及調(diào)研 設(shè)計立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng) 具體內(nèi)容包括以下幾 方面 1 查閱文獻(xiàn)資料 撰寫開題報告 2 主傳動系運動參數(shù) 動力參數(shù)的確定 3 運動及傳動方案設(shè)計 畫出轉(zhuǎn)速圖及傳動系圖 4 主傳動系結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 5 二維圖生成及主要零件圖設(shè)計 6 外文資料翻譯及撰寫畢業(yè)設(shè)計論文 進(jìn)度安排 1 文獻(xiàn)檢索 收集資料 完成開題報告 第 1 2 周 2 運動參數(shù) 動力參數(shù)確定 第 3 4 周 3 運動方案及傳動方案設(shè)計 第 5 周 4 主傳動系結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 第 6 9 周 5 二維圖生成及主要零件圖設(shè)計 第 10 12 周 6 外文資料翻譯及撰寫論文 第 13 15 周 7 畢業(yè)答辯 第 16 周 指導(dǎo)教師 簽字 年 月 日 學(xué)院院長 簽字 年 月 日 開 題 報 告 題目名稱 題目來源 題目類型 導(dǎo)師姓名 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專 業(yè) 具體內(nèi)容 課題背景和意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 課題主要內(nèi)容 課題研究方案 日程安排 參考文獻(xiàn) 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報告內(nèi)容使用宋體小四字號 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師 簽字 年 月 日 學(xué)院意見 學(xué)院院長 簽字 年 月 日 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報告內(nèi)容使用宋體小四字號 開 題 報 告 題目名稱 立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 題目來源 題目類型 導(dǎo)師姓名 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專 業(yè) 具體內(nèi)容 課題背景和意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 課題主要內(nèi)容 課題研究方案 日程安排 參考文獻(xiàn) 課題背景和意義 數(shù)控機床代表著機械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平 數(shù)控技術(shù)是制造自動化 的基礎(chǔ) 是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心 是國家工業(yè)和國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段 關(guān)系到 國家戰(zhàn)略地位 體現(xiàn)國家綜合國力水平 其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一 個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志 數(shù)控機床還可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線 曲面 等復(fù)雜的零件 可以實現(xiàn)加工的自動化 而且是柔性自動化 從而效率可比傳統(tǒng)機床提高 3 7 倍 加工零件的精度高 尺寸分散度小 使裝配容易 不再需要 修配 可實現(xiàn)多 工序的集中 減少零件在機床間的頻繁搬運 擁有自動報警 自動監(jiān)控 自動補償?shù)榷喾N 自律功能 因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工 目前 我國數(shù)控機床的發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心 CNC 系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)等 同時 也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機床的開發(fā) 生產(chǎn) 使用以 及擁有量等都與世界上的先進(jìn)國家有較大差距 要達(dá)到世界先進(jìn)水平 迅速發(fā)展我國數(shù)控 機床行業(yè)勢在必行 普通車床雖然可以進(jìn)行單件 小批量生產(chǎn) 但解決多品種 特別是形 狀復(fù)雜 精度要求高的零件 就顯得力不從心了 這時只能依賴高素質(zhì)的技術(shù)工人 但產(chǎn) 量上不去 如果一般技術(shù)工人就能完成且要上數(shù)量 就必須借助數(shù)控機床 本設(shè)計為立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 它是數(shù)控機床機械傳動部分的核心 通 過改造 大大改善了機床的加工性能 自動化程度提高 減輕操作者的勞動強度 改善了 勞動條件 提高加工精度 加工質(zhì)量穩(wěn)定 提高生產(chǎn)效率 易于建立計算機通訊網(wǎng)絡(luò) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 數(shù)控機床代表著機械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平 目前 我國數(shù)控機床的 發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心 CNC 系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)等 同時 也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機床的開發(fā) 生產(chǎn) 使用以及擁有量等都與世界上的先進(jìn) 國家有較大差距 要達(dá)到世界先進(jìn)水平 迅速發(fā)展我國數(shù)控機床行業(yè)勢在必行 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床設(shè)計的必然性 數(shù)控機床能較好地解決形狀復(fù)雜 精密 小批多變零 件的加工問題 能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率 也具有適應(yīng)性強 較高的加工精度 但 是應(yīng)用數(shù)控機床還受到其它條件的限制 價格昂貴 一次性投資巨大 對于中小企業(yè)心有 余而力不足 目前各企業(yè)都有大量的通用機床 完全用數(shù)控機床代替根本不可能 而且替代下來的 機床閑置起來 又會造成浪費 在國內(nèi) 訂購新數(shù)控機床的交貨期一般較長 往往不能滿 足生產(chǎn)急需 通用數(shù)控機床對具體生產(chǎn)有多功能 要較好地解決上述問題 應(yīng)走經(jīng)濟(jì)型數(shù) 控機床設(shè)計之路 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床設(shè)計的優(yōu)點 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床設(shè)計一般指對普通機床其某些部位做一 定的設(shè)計 配上數(shù)控裝置 從而使機床具有數(shù)控加工能力 其目的有以下幾點 從提高資本效率出發(fā) 改造閑置舊設(shè)備 發(fā)揮機床的原有功能和改造后的新增功能 提高機床的使用價值 1 為了提高生產(chǎn)效率進(jìn)行數(shù)控改造 2 為了適應(yīng)多品種 小批量生產(chǎn)而進(jìn)行數(shù)控改造 3 為了使技術(shù)等級較低的工人也能加工出高質(zhì)量的產(chǎn)品零件和提高生產(chǎn)效率而進(jìn)行的設(shè)計 所有這些目的都圍繞提高機床的性能價格比 用較少的價格 得到較高的機床性能 因此 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床設(shè)計具有以下優(yōu)點 易于對現(xiàn)有機床實現(xiàn)自動化 而且專業(yè)性強 沒有多 余功能 減少輔助加工時間 提高機床的生產(chǎn)效率 降低工人技術(shù)等級的要求 費用低 可充分利用原有機床設(shè)備 周期短 可滿足生產(chǎn)急需 課題主要內(nèi)容 1 運動設(shè)計 根據(jù)機床的規(guī)格 用途和典型的工藝切削用量以及對同類型機床的分析比較 確定立式數(shù) 控機床的極限轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比 擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖 確定傳動副的傳動比 以及齒輪的齒數(shù)并計算轉(zhuǎn)速誤差 2 動力設(shè)計 確定電動機的功率 計算傳動件的計算載荷及其尺寸 驗算主要傳動件的應(yīng)力 變形或壽 命是否在允許范圍內(nèi) 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 傳動軸系 變速機構(gòu) 主軸組件 箱體 操作機構(gòu) 制動裝置 潤滑裝置等的布置和結(jié)構(gòu) 設(shè)計 以上三方面內(nèi)容要具體地體現(xiàn)在設(shè)計圖紙和設(shè)計說明書上 課題研究方案 數(shù)控機床需要自動換刀 自動變速 且在切削不同直徑的階梯軸 曲線螺旋面和端面 時 需要切削直徑的變化 主軸必須通過自動變速 以維持切削速度基本恒定 這些自動變 速又是無級變速 以利于在一定的調(diào)速范圍內(nèi)選擇理想的切削速度 這樣有利于提高加工 精度 又有利于提高切削效率 無級調(diào)速有機械 液壓和電氣等多種形式 數(shù)控機床一般 采用由直流或交流調(diào)速電動機作為驅(qū)動源的電氣無級變速 由于數(shù)控機床的主運動的調(diào)速 范圍較大 單靠調(diào)速電機無法滿足這么大的調(diào)速范圍 另一方面調(diào)速電機的功率扭矩特性 也難于直接與機床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配 因此 數(shù)控機床主傳動變速系統(tǒng)常常在無級 變速電機之后串聯(lián)機械有級變速傳動 以滿足機床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性 為簡化主軸箱結(jié)構(gòu) 本方案僅采用二級機械變速機構(gòu) 運動方案如圖 2 1 有級變速的自動變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種 液壓變速機構(gòu)是通過液壓缸 活塞桿帶動撥叉推動滑移齒輪移動來實現(xiàn)變速 雙聯(lián)滑移齒 輪用一個液壓缸 而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個液壓缸 差動油缸 實現(xiàn)三位移動 液 壓撥叉變速是一種有效的方法 工作平穩(wěn) 易實現(xiàn)自動化 但變速時必須主軸停車后才能 進(jìn)行 另外 它增加了數(shù)控機床的復(fù)雜性 而且必須將數(shù)控裝置送來的電信號轉(zhuǎn)換成電磁 閥的機械動作 然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸 因而增加了變速的中間環(huán)節(jié) 帶來 了更多的不可靠因素 圖 1 機械變速方案示意圖 電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運動的元件 由于它便于實現(xiàn)自動操作 并有現(xiàn)成 的系列產(chǎn)品可供選用 因而它已成為自動裝置中常用的操作元件 電磁離合器用于數(shù)控機 床的主傳動時 能簡化變速機構(gòu) 操作方便 通過若干個安裝在各傳動軸上的離合器的吸 合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動路線 實現(xiàn)主軸的變速 電磁離合器一般分為摩擦 片式和牙嵌式 日程安排 1 準(zhǔn)備工作 2016 2 20 2016 3 5 接到設(shè)計任務(wù)書后 搜集必要的圖書 雜志 圖冊 手冊 同類機床說明書和產(chǎn)品圖紙 其他有關(guān)設(shè)計參考資料 專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等 以便設(shè)計時參考應(yīng)用 2 擬定設(shè)計方案 2016 03 06 2016 03 15 1 閱讀同類機床的有關(guān)資料 如 機床說明書 裝配圖 樣本 機床水平分析等 2 對機床的用途 主要參數(shù) 傳動機構(gòu) 零部件機構(gòu)設(shè)計等進(jìn)行分析研究 在分析比較 現(xiàn)有機床的基礎(chǔ)上考慮設(shè)計方案 力求做到有的改進(jìn)和創(chuàng)新 擬定方案的步驟是 1 擬定運動參數(shù) 結(jié)合參考資料和同類機床的運動參數(shù)作出分析比較 對設(shè)計任務(wù)書中未給出的運動參數(shù) 根據(jù)任務(wù)書中規(guī)定的要求條件來確定 2 進(jìn)行運動設(shè)計 根據(jù)已定參數(shù)進(jìn)行運動設(shè)計 同時考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問題 3 動力計算及傳動零件的計算 2016 03 16 2016 03 25 確定機床功率 傳動帶的計算和選定 傳動軸徑的計算 齒輪模數(shù)的初算 主軸組件結(jié)構(gòu) 參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計 4 技術(shù)設(shè)計 2016 03 26 2016 03 31 繪制部件裝配圖和進(jìn)行零件的計算和核算 5 零件工作圖設(shè)計 2016 04 01 2016 04 15 設(shè)計及繪制出正確的零件工作圖 6 編寫設(shè)計計算說明書 2016 04 16 2016 04 20 分三稿完成 7 整理設(shè)計計算說明書 2016 04 21 2016 05 04 在前三稿修改的基礎(chǔ)上全面整理設(shè)計計算說明書 完成所有的圖紙校核工作 準(zhǔn)備畢業(yè)答 辯 參考文獻(xiàn) 1 金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo) 上海交通大學(xué)編 上海 上海交通大學(xué)出版社 2006 2 機床設(shè)計手冊 上 下冊 機床設(shè)計手冊編寫組 北京 機械工業(yè)出版社 2006 3 機械設(shè)計圖冊 華東紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué)主編 上海 上海科學(xué)技 術(shù)出版社 1979 4 金屬切削機床設(shè)計 大連工學(xué)院 戴曙主編 北京 機械工業(yè)出版社 2009 5 金屬切削機床設(shè)計 吉林工業(yè)大學(xué) 吉林工學(xué)院 東北工學(xué)院主編 上海 上?？茖W(xué)技術(shù) 出版社 2009 6 金屬切削機床構(gòu)造與設(shè)計 韋彥成 北京 國防工業(yè)出版社 2011 7 金屬切削機床 李鐵堯主編 北京 機械工業(yè)出版社 2010 8 金屬切削機床 鄧懷德主編 北京 機械工業(yè)出版社 2007 9 切削用量手冊 艾興 肖詩綱編 北京 機械工業(yè)出版社 2005 10 金屬切削機床 顧維邦編 北京 機械工業(yè)出版社 2007 11 機械設(shè)計師手冊 中冊 王少懷主編 北京 電子工業(yè)出版社 2006 7 12 機械設(shè)計課程設(shè)計 叢曉霞主編 北京 高等教育出版社 2010 8 13 機械原理 第七版 孫桓 葛文杰 陳作模主編 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件 教研室編著 北京 高等教育出版社 2006 5 14 機械制造裝備設(shè)計 陳立德 趙海霞編著 北京 國防工業(yè)出版社 2010 6 15 數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 文懷興 夏田編著 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 16 數(shù)控車床設(shè)計 陳嬋娟主編 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 2 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報告內(nèi)容使用宋體小四字號 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師 簽字 年 月 日 學(xué)院意見 學(xué)院院長 簽字 年 月 日 填表說明 題目類型 1 工程設(shè)計 2 應(yīng)用研究 3 理論研究 4 其它 選 1 2 3 4 題目來源 A 自擬課題 B 民用科研課題 C 國防科研課題 選 A B C 開題報告內(nèi)容使用宋體小四字號 XX 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 老 師 2016 年 3 月 31 日 II 摘 要 車床主傳動的設(shè)計 包括設(shè)計的三個方面 即 在標(biāo)題之下設(shè)計具體使用的 機器的規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速極限 速度或列數(shù)公比范圍 其他參數(shù)相關(guān)的建議確定選定 的速度水平值機身 分析和比較 選擇傳輸 配制型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 高速發(fā)展 其次 根據(jù)發(fā)動機的類型和發(fā)動機功率 則確定計算出的軸速度和不同的傳輸部件中 初 始主軸速度米直徑模型的皮帶和確定摩擦片的數(shù)量 大小和數(shù)量 經(jīng)過控制傳動部 件 軸 軸 齒輪 軸承 的剛度 強度和使用壽命的完整的裝配草圖 最后 設(shè)計 完成和設(shè)計的動態(tài)運動 尤其是 結(jié)構(gòu)性 節(jié)目盤 圖中單獨設(shè)計的組件裝配圖后 關(guān)鍵詞 車床 數(shù)控 傳動系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 結(jié)構(gòu)式 III Abstract With the sophistication of today s industrial equipment have become increasingly demanding the degree of precision machining processing equipment mechanical processing equipment has become increasingly demanding Search Now a lot of research on the basis of the information on the machine automation technology in depth research and analysis and describes the design of the machine control system The whole process is mainly on the lathe main transmission design Lathe main transmission design including the three aspects of the design namely according to the design of the title given machine use specifications spindle speed limit the speed or the number of columns common ratio series other relevant motion parameters to determine the selected spindle speed levels value analysis and comparison selecting transmission scheme prepare formula or network structure develop speed determining a gear and pulley diameter transmission drawn map Secondly according to the type of machine and motor power determined that the calculated spindle speed and various transmission parts an initial shaft diameter modulus gear belt model and determine the number size and number of friction plates after the completion of assembly sketch to checking the transmission member shaft spindle gear bearing stiffness strength or lifetime Finally after the completion of design and dynamic design movement to the main drive program structured designed spindle gearbox assembly drawings and part drawings conduct focus drive shaft assembly spindle assembly transmission mechanism box lubrication and sealing transmission slip gear shaft and parts of the design Keywords lathe transmission network structure structure NC IV 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第 1 章 緒 論 1 1 1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1 1 1 1 數(shù)控機床與發(fā)展趨勢 1 1 1 2 數(shù)控技術(shù) 2 1 1 3 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 4 1 1 4 數(shù)控技術(shù)在機械工業(yè)中的進(jìn)展 5 1 2 數(shù)控車床的工藝范圍及加工精度 6 1 2 1 工藝范圍 6 1 2 2 加工精度 6 第 2 章 傳動方案及傳動系統(tǒng)圖的擬定 7 2 1 電動機的選擇 7 2 2 傳動路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定 7 第 3 章 主軸箱主要零件的設(shè)計及校核 13 3 1 主軸箱箱體尺寸的確定 13 3 2 傳動軸 各主要零件的設(shè)計 13 3 2 1 軸徑的估算 13 3 2 2 V 帶輪的設(shè)計 14 3 2 3 多片式摩擦離合器的計算 16 3 2 4 軸 I 上的一對齒輪的計算 18 3 2 5 齒輪的校核 22 3 2 6 軸的校核 23 3 2 7 軸承的選擇 25 3 3 傳動軸 II 各主要零件的設(shè)計 27 3 3 1 軸徑的估算 27 3 3 2 齒輪的校核 28 3 3 3 傳動軸的校核 28 3 3 4 軸承的校核 30 3 4 傳動軸 III 各主要零件的設(shè)計 31 3 4 1 軸徑的估算 31 3 4 2 齒輪的校核 31 3 4 3 傳動軸的校核 32 3 4 4 軸承的校核 34 3 5 傳動軸 IV 各主要零件的設(shè)計 35 3 5 1 軸徑的估算 35 3 5 2 齒輪的校核 36 V 3 5 3 傳動軸的校核 37 3 5 4 軸承的校核 39 3 6 傳動軸 V 各主要零件的設(shè)計 40 3 6 1 軸徑的估算 40 3 6 2 齒輪的校核 41 3 6 3 傳動軸的校核 42 3 6 4 軸承的校核 43 3 7 傳動軸 VI 各主要零件的設(shè)計 44 3 7 1 軸徑的估算 44 3 7 2 主軸上一對齒輪的計算 45 3 7 3 齒輪的校核 48 3 7 4 傳動軸的校核 49 3 7 5 軸承的校核 50 第 4 章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 54 4 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容 技術(shù)要求和方案 54 4 2 展開圖及其布置 54 總結(jié) 56 參考文獻(xiàn) 57 致謝 58 1 第 1 章 緒 論 1 1 數(shù)控技術(shù) 的應(yīng)用與發(fā)展 1 1 1 數(shù)控機床與發(fā)展趨勢 1 數(shù)控機床 出生于 1946 年 是世界上第一臺計算機 這表明人類是為了加 強和部分替代工具面試創(chuàng)建 使用這些工具只有提高農(nóng)業(yè) 工業(yè)和公民創(chuàng)造人類的 體力勞動 從人類社會的基礎(chǔ) 有了質(zhì)的飛躍輸入的信息進(jìn)行比較 數(shù)字控制 NC 階段 1952 年至 1970 年 人們需要在一個特定的主機是被稱為連接 NC 材料 有線 NC 數(shù)控系統(tǒng) 被稱 為 NC NC 采用數(shù)字邏輯電路 搭 隨著組件在 1952 年的發(fā)展 歷經(jīng)三代在這個 階段 第一代 管 在 1959 年的第二代 晶體管 1965 年 第三代 集成電路 計算機數(shù)控 CNC 階段 1970 年 至今 到 1970 年 通用汽車公司出現(xiàn)了小型機和批量生產(chǎn) 1974 年微處理器的數(shù)控 系統(tǒng) 這是因為一個小的電腦操作也有豐富的控制機器的能力 一次來控制多臺機 器 稱為對照組 微處理器的經(jīng)濟(jì)邏輯 同樣采用 然后 介質(zhì)的可靠性是不理想 的 速度和早期的微處理器的功能 盡管它是不夠高 然而 可以通過使用多處理 器體系結(jié)構(gòu)解決 因為微處理器是通用計算機的一個基本組成部分 稱為數(shù)字計算 機控制 到 1990 年 PC 攝像頭 PC 用來指你家的電腦 在高性能系統(tǒng)如數(shù)控的階段 以滿足基本要素的要求開發(fā)的 基于 PC 的數(shù)控系統(tǒng) 現(xiàn)在進(jìn)入了一個階段 總之 計算機數(shù)控階段經(jīng)歷了三代 1970 年 第四代 介質(zhì) 1974 年 第五 代 1990 年和第六代微處理器 基于 PC 國外稱為基于 PC 1 1 2 數(shù)控技術(shù) 隨著計算機 微電子 信息 自動控制 精密的檢測設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā) 展 數(shù)控機床已取得顯著的進(jìn)展 近年來 一些相關(guān)的技術(shù) 如新材料和工具 伺 2 服和超高速切削技術(shù)的發(fā)展主軸伺服電源發(fā)展要求和工程質(zhì)量更高的產(chǎn)品的開發(fā)正 在增加 加速數(shù)控機床的發(fā)展 數(shù)控機床目前正在朝著高速 高精度和工藝高濃度 高復(fù)雜和高可靠性方向發(fā)展 技術(shù)世界的發(fā)展趨勢 而數(shù)控設(shè)備 主要體現(xiàn)在以下 幾個方面 高速精密有效 靈活 復(fù)雜的過程和多軸 實時智能 新結(jié)構(gòu) 編程自動化 整合 開環(huán)控制模式 1 1 3 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 1 科技與現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和裝備產(chǎn)業(yè)是決定性的整個國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化 數(shù)字 化技術(shù)和新的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展 級別和范圍 如信息技術(shù) 生 物技術(shù)和產(chǎn)業(yè) 航空 航天和國防工業(yè)等 使得技術(shù)和最基本的裝備 所謂的數(shù) 字化裝備技術(shù)范圍覆蓋幾個方面 1 工程機械的技術(shù) 2 信息處理 加工 傳輸技 術(shù) 3 自動控制技術(shù) 4 伺服驅(qū)動技術(shù) 5 傳感器技術(shù) 6 該技術(shù)軟件 2 數(shù)字控制技術(shù)趨勢 根據(jù)數(shù)控技術(shù)與世界裝備發(fā)展觀 研究有以下幾個方面的重點目前的趨勢 高速 高精加工技術(shù)和加工設(shè)備是新的發(fā)展趨勢 智能化 打開網(wǎng)絡(luò) 成為數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢 設(shè)備 CNC 更加重視安全性 功能 數(shù)控設(shè)備是機電一體化產(chǎn)品 由于自動化程度高 所以他們對安全性和功能性 的更高要求 1 1 4 數(shù)控技術(shù)在機械工業(yè)中的進(jìn)展 近年來 數(shù)控機床業(yè)務(wù)在中國市場的份額正在逐年增長 在中型和大型企業(yè)有 更大 3 在中小型企業(yè) 甚至開始了一般個人使用 2001 年 國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控金屬切削機床達(dá)到 18 000 輛 比上年增長 28 5 17 4 生產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)在 2000 年的速度 上升至 22 7 2001 年 河 2001 年 機械行業(yè)在中國的產(chǎn)值進(jìn)入世界五機床消費世界 他站起身 從第 3 位 達(dá) 4 739 十億美國 536700 萬 食物 與去年同期相比 營業(yè)額增長了 25 但是 由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市 場的需求 從而使機床中國正在從逐年增長到一年 2001 年的進(jìn)口 機床進(jìn)口躍 居世界第二位 擁有 24 06 億 27 比去年同期的數(shù)值 近年來 數(shù)控車床 銑床 數(shù)控機床 數(shù)控切割 數(shù)控折彎 數(shù)控機床 在普 通機床出口鉆探顯著上升 鋸床 插床 拉床 組合機床 液壓沖床 木工工具 數(shù)控機床出口主要是中 低三檔 1 2 數(shù)控車床 的工藝范圍及加工精度 1 2 1 工藝范圍 數(shù)控車床是一種高精度 自動化工具效率高 而且還使用數(shù)控機床數(shù)量較多 占數(shù)控機床總數(shù)的 25 左右 它主要用于在高精度 良好的表面粗糙度 外形輪 廓軸組件 磁盤和身體的其他旋轉(zhuǎn)部件 圓柱形表面的制造 圓錐形表面可自動完 成 弧形表面并穿過各種控制切割程序 并且可以使槽 鉆孔 擴(kuò)孔和其他加工 1 2 2 加工精度 由于高精密數(shù)控車床 可以做直線和圓弧插補功能 有的車床還設(shè)有自動變速 器和其他功能的非圓函數(shù)曲線插補和編輯功能 所以它的技術(shù)的范圍比普通車床非 常更廣 1 高精密零件 從數(shù)控車床的剛度 施工 切割精度高 并且可以輕松 準(zhǔn)確地補償手動和自 動補償 我們能夠處理高精度零件 甚至在車代磨 2 車削表面的粗糙度 數(shù)控車床具有恒定線性速度的切割操作可以加工表面粗糙度均勻的部件 恒切 4 削速度模式下 可以選擇刀錐和最終的最佳速度 使切割小型和一致后的表面粗糙 度 數(shù)控車床 也適用于各種表面粗糙度不同的地方治療 大量食物的粗糙度大的 部分被選擇 需要的食物少量的位置的一小部分 3 圖輪廓是非常復(fù)雜和困難 以控制所述主體的旋轉(zhuǎn)部分的尺寸 車床具有直線和圓弧插補啟閉裝置有一些非圓曲線和平面曲線插值函數(shù) 從而 使形狀可以加工特別復(fù)雜或難以控制的轉(zhuǎn)子區(qū)段的大小 4 關(guān)于與特殊螺紋零件 螺紋車床類型相當(dāng)有限 只能導(dǎo)致直卡車 男性錐 螺紋螺桿英寸和螺紋車床 加工數(shù)量有限 不僅 NC 車床任何鉛直 錐螺紋和面臨的問題 也是汽車可變螺距 還車可以非常精確螺紋 1 第 2 章 傳動方案及傳動系統(tǒng)圖的擬定 1 極限轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的設(shè)定 已知主軸最低轉(zhuǎn)速 mm 每秒 最高轉(zhuǎn)速 mm 每秒 轉(zhuǎn)速調(diào)10min max140n 整區(qū)間是 2 1 maxin 4nR 2 公比數(shù)據(jù)的設(shè)定 選定公比為 1 26 3 算出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 2 2 lg lg4 124nZR 4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式的設(shè)定 2432 5 畫出轉(zhuǎn)速圖 2 1 電動機的選擇 普通車床 選 Y 132M 4 Y 型三相異步電動機系列 在與老師一起給打開了可 選的發(fā)動機參數(shù)一杯提交設(shè)計文檔參數(shù) 功率 7 5Kw 滿載轉(zhuǎn)速 1450 r min 2 2 傳動路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定 1 減速的速度分布的比率 綜合索引加速度 低速軸 考慮需要加速或電池標(biāo)準(zhǔn)比例 以增加額外的固定 的浮雕延遲和徑向和軸向尺寸的數(shù)量 和整體指數(shù)的比例下降 然后明智遞減到每 個班次的范圍內(nèi)的最小比率 的原則 第一個緊急救援后 的總體傳動比 2 固定在驅(qū)動軸的車軸數(shù) 軸數(shù) 號 固定比例組號副傳動齒輪 1 統(tǒng)計是 6 根軸 3 速度圖繪制 然后 比變速箱內(nèi)畫在各組的傳動比的分配模式更高數(shù)量級的類型 以確定各 2 齒輪對的傳動比 對于在附近的公比 F 為 1 25 的設(shè)計速度 檢查機械設(shè)計建議手 動的速度為 F 1 26 則速度如圖 2 1 所示 4 確定系統(tǒng)傳動方案圖 主軸箱系統(tǒng)傳動方案圖如圖 2 2 所示 電 動 機 軸 102 5602534056380125602530456071920 820 851 00 20 14r min632 5830 59413604702568013 21450rmin 圖 2 1 轉(zhuǎn)速圖 5 傳輸線 A 主傳動傳輸系統(tǒng) 經(jīng)由 V 型帶軸電機帶動傳播我的頭 配備了雙向多片式摩擦離合器軸我 主軸 3 線的歷史作用 逆轉(zhuǎn)或停止 當(dāng)按下磁帶摩擦片軸我通過 M1 和相應(yīng)的一對半軸齒 輪的左部通過二 則前進(jìn)軸上 當(dāng) M1 為在中間位置 主軸將停止 二驅(qū)動軸通過 軸第三發(fā)送 機身結(jié)構(gòu)的動力總成下面的表達(dá)式 1 21 2395606413880251582460MIVMIIIV 電 動 機 VI 主 軸W 7 5kwn140r mid 初設(shè)定傳動系統(tǒng)圖 見圖 2 3 圖 2 3 立式車床主傳動系統(tǒng)圖 b 車削米制螺紋時傳動鏈的傳動路線 4 19420361358 63102562573823682VIXXIXIVI 右 螺 紋主 軸 左 螺 紋2835125364285314 sXVXVIXVIMXI 絲 杠 刀 架 c 加工螺紋時的傳動路線表達(dá)式可歸納如下 5 58 35042625826 582531037564109VI IXIVIVIIXIXII 正 常 螺 紋 右 螺 紋主 軸 左 螺 紋米 英 制 螺 紋模 數(shù) 徑 節(jié) 螺 紋 3 345 366215IiXVIiMVIiacXIVbdVIM 基 倍基公 制 及 模 數(shù) 螺 紋合英 制 及 徑 節(jié) 螺 紋合 合合 6 第 3 章 主軸箱主要零件的設(shè)計及校核 3 1 主軸箱箱體尺寸的確定 材料選擇 HT20 40 鑄造 最低吊柜 根據(jù)外形的長寬高 從表 3 1 選擇 表 3 1 輪廓尺寸 長 寬 高 3m壁厚 mm 500 500 300 800 500 500 10 15 800 800 500 12 20 3 2 傳動軸 各主要零件的設(shè)計 3 2 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 3 13 3 10 2 cPdn 查閱相關(guān)引用書目中表格 列出計算式 0 96 設(shè) 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 0231Vi 帶 轉(zhuǎn)速 r min 104589 65 dni 效率 V 帶 功率 kw 10175 96 2dP mm 取 mm3311 205 8dn min12d 7 3 2 2 V 帶輪的設(shè)計 1 計算 V 帶功率 3 14 capcapAk P 查閱相關(guān)引用書目中表格 列出 1 1 7 5 kw 所以 7 5 1 1 8 25 kw capAk P 2 設(shè)定 V 帶樣式 按功率 及小帶輪轉(zhuǎn)速 r 每分鐘 從相關(guān)書目中圖 設(shè)定 Acap1450n 81 型帶型 尺寸區(qū)于 112 140mm 3 設(shè)定基準(zhǔn)直徑 并且驗證帶速dV a 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d 按 V 帶樣式 翻閱相關(guān)書目表格 8 6 8 8 定小帶輪的的基準(zhǔn)直徑 應(yīng)使1d 設(shè)得 為 132mm 適當(dāng)整圓成 為 130 毫米 1d mind1d 1d b 驗算帶速 13 4051 06606dV 3 15 設(shè) 10m s c 算出大帶輪的基準(zhǔn)尺寸 從轉(zhuǎn)速圖看出 帶輪傳動比得 值為 再根據(jù)表 8 8 來整圓 算出i231 進(jìn)行適當(dāng)整圓得 230 mm 2132 54ddi 2d 4 設(shè)出中心距 并且選取 V 帶的基準(zhǔn)長度 a 聯(lián)合式子 8 20 初定中心距 0a1 7 d201 da 2 式子 設(shè) 450 mm 0 736236 0 b 算出帶長 dL 8 02dLa 1 d 2120 4da 3 16 mm 2903617 5641240 帶的基準(zhǔn)長度 根據(jù) 設(shè)得 1600 mm dLddL c 計算中心距 及其變動范圍a 傳動的實際中心距約是 3 17 002da mm 16474551 中心距的變化范圍 mm min0 15daL 4 01690 mm x3 352 5 驗算小帶輪包角 1 應(yīng)使 0012157 38 9da 3 18 00 057 386914 6 設(shè)出帶的根數(shù) 3 19 0 caAr LPKZ 翻閱相關(guān)表格得 0 99LK 需要 5 根 7 514 67 940 980 Z Z 7 設(shè)定初拉力 F 從相關(guān)引用書目得出每根 V 帶的最小初拉力公式是 20min 2 5 caKPQZ 9 3 20 137 595 N 2 2 5098 1 750 1 8 算出帶傳動的壓軸力 PF 從相關(guān)書目 列出式子 N 100min1692sin25 s37 286ZF 3 21 圖 3 2 V 帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖 3 2 3 多片式摩擦離合器的計算 磨損板可以從數(shù)來計算 3 22 02 TKZfDbP 式子里 T 傳遞的扭矩 Nm 電動機的額定功率 kw dN Nmm 3 23 44 4j9510 n95107 98 1 56 10T 安裝離合器的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 r min jn 傳動效率 K 安全系數(shù) 一般取 1 31 5 10 f 摩擦片間的摩擦系數(shù) 由摩擦片為淬火鋼 設(shè)得 f 設(shè)值為 0 08 摩擦片的平均直徑 mm mD mm 2 8139 260d 3 24 b 內(nèi)外摩擦片的接觸寬度 mm mm 3 25 b 摩擦片的許用壓強 P2 Nm 基本許用壓強 找出相關(guān)引用書目表格 設(shè)得 1 10 速度修正系數(shù)1K 3 26 0132 10 760 83p m s 24 65vDn 3 27 根據(jù)平均圓周速度 設(shè)pv 1 001K P1004 表 3 14 23 取 1 003 P1004 表 3 14 22 取 0 762 所以 24 20 8 5610 30 8610 836 5 97ZMnKfDbp 3 28 設(shè) 16 設(shè)定軸向壓緊力 其式子為 2 250 1 34601 610NQPDbK 3 29 式子里 每個符號如先前所述 摩擦板的厚度 并且通常 1 2 毫米 時 最大分隔間隙是 0 2 0 4 毫米 摩擦片 應(yīng)具有通常為 10 或鋼 15 的電阻 表面滲碳 0 3 0 5 毫米 淬火硬度 HRC52 62 11 圖 3 3 多片式摩擦離合器的示意圖 3 2 4 軸 I 上的一對齒輪的計算 1 齒數(shù)值是 設(shè)215428 73Zi 29Z a 預(yù)設(shè)載荷 tK b 算出扭矩 3 30 算出 r min kw1T590Pn825 17n7 2P Nmm 5519 0 17 28308n c 找出相關(guān)引用書目表格 設(shè)得齒寬系數(shù)是0 1d d 找出相關(guān)引用書目表格 設(shè)得彈性影響系數(shù)是16 1289 EaZMP e 找出相關(guān)引用書目圖 10 21 設(shè)出 lim10MPa lim250 f 算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 找出相關(guān)書目列出以下式子 916096028354 71hNnjL 3 31 3 32 99124 71 32 g 找出相關(guān)書目圖 10 19 設(shè)得 10 HNK20 95HN h 算出接觸疲勞許用應(yīng)力 找出相關(guān)書目公式 列得式子如下 1021 設(shè) 失 效 概 率 安 全 系 數(shù) 12 MPa 3 33 1lim0 96540HNKS MPa 2li2 7 3 34 2 算出小齒輪分度圓 找出1td 21312 t Et dHKTZud 3 35 代到 中較小的值 H mm 3 36 2531 1 08289 432 73 59td a 算出圓周速度 從相關(guān)書目 列出式子 160tdnV 3 37 代到已計算的數(shù)據(jù)得 m s 3 147 5982 173 6860V b 算出齒寬 b 從相關(guān)書目 列出式子 mm 1 5973 dtb 3 38 c 算出齒寬與齒高之比 h 從相關(guān)書目 列出式子 模數(shù) 173 59 06524ttdMZ 3 39 齒高 mm 2 5 3 89th 73910 676 8b d 算出載荷 13 是七級別精度 從相關(guān)書目 動載系數(shù) 3 1768 Vms 108 中 圖 得 1 05vK 又直齒輪 又從 找到 使用系數(shù) 又從1HFK 2表 2A 找到 非對稱的公式是 由 及 找出相04 表 4H 67bh 83H 關(guān)書目圖 10 13 得 3F 因而載荷系數(shù)式子為 1 25 01 42 869AvHKK e 分度圓直徑 從相關(guān)書目式子 中找到并列出計算式 3 40 代到0a 31ttKd 已有數(shù)據(jù)列出計算式 mm 311 8697 5 024d f 算出模數(shù) m 1 3 5924mZ 3 41 3 齒根彎曲強度設(shè)計算式 從相關(guān)書目 找出彎曲強度式子是 3 42 105 公 式 132FaSdYKTmZ a 從相關(guān)書目中圖 10 20c 找出 彎曲強度極限 1FEMPa 240FEPa b 從相關(guān)書目中 系數(shù)是 08 圖 設(shè) 彎 曲 疲 勞 壽 命 18 圖 設(shè) 彎 曲 疲 勞 壽 命 10 85FNK 2 FN c 算出彎曲疲勞許用應(yīng)力 設(shè)它的安全系數(shù)是 從相關(guān)書目式子 10 4S 12 列出計算式 MPa 3 43 110 8530 574FNEKS MPa 3 44 22 2641F 14 d 算出載荷 3 45 1 25 01 3 719AvFKK e 設(shè)齒形系數(shù) 從相關(guān)引用書目表格 是 105 設(shè) 出 齒 形 系 數(shù) 12 65FaY2 53FaY f 設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù) 從相關(guān)書目表格 10 5 設(shè)其值為 1 58SaY 21 6SaY g 計算大 小齒輪的 并加以比較 FaSY 12 651 80 1379307FaSY 2 4524aSF 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大 h 設(shè)計計算 從彎曲強度式子 132FaSdYKTmZ 3 46 代 到 數(shù) 據(jù) 列 出 計 算 式 整圓成 找出機床 53221 790 80 1 924 2m 書目得到 本文設(shè) 為齒輪的模數(shù) 由于 大 小齒輪的齒數(shù)分別為 m 整圓成 183 0241 5dZ143Z 21i 4 算以下幾何 a 分度圓直徑 mm 3 47 1124386dmZ mm 250 b 中心距 mm 3 48 129a 15 c 齒輪寬度 mm 1186db 3 49 mm 22102db 3 2 5 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbmY 2tTd 3 50 1 驗證齒數(shù)為 51 的齒輪 520 8321tTFd 51 869 4 968tKbm 列出計算式 2 35 31 70FaSY 比較列出計算式 故該齒輪符合要求 FtaSb 同理校核其它軸上的齒輪 都驗證 OK 綜上該齒輪副符合要求 圖 3 4 齒輪副示意圖 16 3 2 6 軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 4 2 6dbNDdI 3 51 4 2432 8 32 83 7 10m 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 3 52 41950 m nPM 扭 447 295108 391056 式子里 最大功率 kw 1 該軸的計算最小轉(zhuǎn)速 r min 齒輪的圓周力 3 53 4328 39102 9610ND56tMP 扭 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 齒輪的徑向力 rP cos rtPgN 3 52 式子里 為齒輪的嚙合角 20 齒面摩擦角 5 72 齒輪的螺旋角 0 N 3 53 3 51 4980rtP 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 17 MPa max28 njy jyMDdlNK 3 54 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 maxnNm D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 MPa 4228 3910 6220 57jy jyMPa 花鍵軸驗證合格 圖 3 5 花鍵軸示意圖 3 2 7 軸承的選擇 選軸承所要考慮的因素 1 軸承所受的載荷 2 軸承的轉(zhuǎn)速 3 軸承的調(diào)心性能 4 軸承的安裝和拆卸 總上所述 本人選擇的軸承型號如下 軸 I 從左至右分別為深溝球軸承 61808 2 對 61807 6 對 3 2 8 軸承的校核 18 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 3 55 mdnnThmdff 把 值代到以下式子 nThmdfPC 610hmdnTfL 軸 I 上的深溝球軸承的校核 h 36 5103 82 56 721089 5041hL 故該軸承符合要求 T 356326 圖 3 6 軸 I 裝配示意圖 3 3 傳動軸 II 各主要零件的設(shè)計 3 3 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 查閱相關(guān)引3 10 2 cPdn 用書目中表格 列出算式 0 96 取 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 123856i 19 轉(zhuǎn)速 r min 1289 561207 83 ni r min 12 9 4 i 效率 查閱相關(guān)引用書目中表格 列出計算式 122 1 0 10 96角 接 觸 球 軸 承 效 率 20 98 直 齒 圓 柱 齒 輪 效 率 功率 kw 22127 09 615P 由軸徑確定的公式可知 mm 取 mm 2332 6 5105 3970dn min2d 3 3 2 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbY 2tTd 驗證齒數(shù)為 43 的齒輪 426 75108tTFd 1 9 7 62tKbm 列出計算式 30 5 1528FaSY 比較列出計算式 故該齒輪符合要求 FtaSbY 同理 其它齒輪驗證 OK 3 3 3 傳動軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 20 42 6dbNDdI 4 243283 6 5310m 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 429510nPM 扭 446 915950 807 式子里 N 最大功率 kw 該軸的最小轉(zhuǎn)速 r min jn 齒輪的圓周力 tP 4326 8102 710ND5tM 扭 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 齒輪的徑向力 rP N cos9rtPg 式子里 為齒輪的嚙合角 齒面摩擦角 齒輪的螺旋角 20mm 結(jié)果符合 22 0 1 MTdm 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 max28 njy jyDdlNK 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 axnMm D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 21 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 MPa 4286 103 820 3 7jy jyMPa 花鍵軸驗證合格 20285 圖 3 7 軸 II 裝配示意圖 3 3 4 軸承的校核 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 mdnnThmdff 將 代到下列出式 nThmdfPC 610hdnTfL 軸 II 上的圓錐滾子軸承的校核 h 106 35103 482 59 27 06hL 所選軸承符合要求 T 22 3 4 傳動軸 III 各主要零件的設(shè)計 3 4 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 查閱相3 10 2 cPdn 關(guān)引用書目中表格 列出計算式 0 96 取 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 min23 58 轉(zhuǎn)速 r min 3296 70 6 i 效率 查閱相關(guān)引用書目中表格 列出計算式 1 0 圓錐滾子軸承效率 0 983 功率 kw 2236 9150 8 96 58P mm 取 mm 331057 3 dn min32d 3 4 2 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbY 2tTd 驗證齒數(shù)為 63 的齒輪 425 1026tTFd 56 89 23 49tKbm 列出計算式 263 6 817FaSY 比較列出計算式 故該齒輪符合要求 FtaSbY 同理 其它齒輪驗證 OK 23 圖 3 8 三聯(lián)滑移齒輪圖 3 4 3 傳動軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 42 6dbNDdI 4 24368 3 6 5310m 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 439510nPM 扭 4 46 50899511 037 式子里 N 最大功率 kw 該軸的最小轉(zhuǎn)速 r min j 齒輪的圓周力 tP 43216 90 6710ND5tM 扭 24 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 齒輪的徑向力 N rP cos902tg 式子里 為齒輪的嚙合角 齒面摩擦角 齒輪的螺旋角 20mm 結(jié)果符合 22 0 1 MTdm 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 max28 njy jyDdlNK 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 axnM D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 MPa 42816 907 6520 3 jy jyMPa 花鍵軸驗證合格 25 圖 3 9 軸 III 花軸圖 3 4 4 軸承的校核 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 mdnnThmdff 將 代到以下式 nThmdfPC 610nTfL 軸 III 上深溝球軸承的校核 h 36 510 3 42 52 1608 017hL 軸 III 上圓錐滾子軸承的校核 h 106 3510 3 2 5 748 04h 軸 III 上的軸承校核符合要求 LT 圖 3 10 軸 III 裝配示意圖 26 3 5 傳動軸 IV 各主要零件的設(shè)計 3 5 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 查閱相3 10 2 cPdn 關(guān)引用書目中表格 列出計算式 0 96 取 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 min34 802 轉(zhuǎn)速 r min 4367 91 5 i 效率 21 功率 kw 24346 5089 8096 P mm 取 mm 344105 1 2dn min43d 3 5 2 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbY 2tTd 驗證齒數(shù)為 50 的齒輪 425 01tTFd 53 4 7 9112tKbm 列出計算式 3 6 10FaSY 比較列出計算式 故該齒輪符合要求 FtaSbY 同理 其它齒輪驗證 OK 27 圖 3 11 軸 IV 雙聯(lián)滑移齒輪 1 圖 3 12 軸 IV 雙聯(lián)滑移齒輪 2 3 5 3 傳動軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 42 6dbNDdI 4 2423 6 3 710m 28 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 49510nPM 扭 456 0951 29105 式子里 N 最大功率 kw 該軸的最小轉(zhuǎn)速 r min j 齒輪的圓周力 tP N 54226 9103 DtM 扭 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 齒輪的徑向力 N rP cos103tg 式子里 為齒輪的嚙合角 齒面摩擦角 齒輪的螺旋角 22 32mm 結(jié)果符合 22 0 1 MTdm 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 max28 njy jyDdlNK 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 Nmm axnM D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 MPa 5286 9109 0820 3 7jy jyMPa 29 花鍵軸驗證合格 圖 3 13 軸 IV 花軸圖 3 5 4 軸承的校核 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 mdnTnThmdffC 將 代到下列式子 nThmdfP 610hdnTfL 驗證角接觸球軸承 h 36 51003 52 1 0148 048hL 軸 IV 上的圓錐滾子軸承的校核 h 106 351003 12 52 0148 0h 軸 IV 上的軸承校核符合要求 LT 30 圖 3 14 軸 IV 裝配示意圖 3 6 傳動軸 V 各主要零件的設(shè)計 3 6 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 查閱相關(guān)引3 10 2 cPdn 用書目中表格 列出計算式 0 96 取 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 min45 802 轉(zhuǎn)速 r min 5491 i 效率 2231 功率 kw 225456 098 095 1P mm 取 mm 3355 10 32dn min56d 31 3 6 2 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbmY 2tTd 驗證齒數(shù)為 50 的齒輪 42 5610tTFd 5 483 7 0813tKbm 列出計算式 24 61 FaSY 比較列出計算式 故該齒輪符合要求 FtaSbY 同理 其它齒輪驗證 OK 圖 3 15 齒數(shù)為 80 的齒輪 3 6 3 傳動軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 42 6dbNDdI 32 4 26435126 53 45 1 0m 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 45910nPM 扭 465 90192 38 式子里 N 最大功率 kw 該軸的最小轉(zhuǎn)速 r min j 齒輪的圓周力 tP N 6522 310 4DtM 扭 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 齒輪的徑向力 N rP cos140tg 式子里 為齒輪的嚙合角 齒面摩擦角 齒輪的螺旋角 31 43mm 結(jié)果符合 22 0 1 MTdm 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 max28 njy jyDdlNK 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 axnMNm D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 33 MPa 628 3107 320 45 jy jyMPa 花鍵軸驗證合格 圖 3 16 花鍵軸 3 6 4 軸承的校核 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 mdnnThmdffC 將 代到下列式子 nThmdfPC 610hmdhnTfL 軸 V 上的圓錐滾子軸承的校核 h 106 34103 42 57 71 80796hL 軸 V 上的軸承校核符合要求 T 34 圖 3 17 軸 V 示意圖 3 7 傳動軸 VI 各主要零件的設(shè)計 3 7 1 軸徑的估算 查閱相關(guān)引用書目中表格 3 10 2 列出計算式 查閱相關(guān)引3 10 2 cPdn 用書目中表格 列出計算式 0 96 取 1 0 V 帶 35c 由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式 min56 82 轉(zhuǎn)速 r min 65 910 35 i 效率 23 功率 kw2656 901 8 95 61P mm 取 mm 3366105 dn min682d 3 7 2 主軸上一對齒輪的計算 1 齒數(shù)值是 取215843 26Zi 254Z 35 a 預(yù)設(shè)載荷 1 3tK b 算出扭矩 從相關(guān)引用書目 得出 r min 1T 519 0PTn 10 4n kw5 26P Nmm 55 619 09 0 264 8305114Pn c 找出相關(guān)引用書目表格 設(shè)齒寬系數(shù)是7 d d 找出相關(guān)引用書目表格 設(shè)彈性影響系數(shù)是06 1289 EaZMP e 找出相關(guān)引用書目圖 10 21 設(shè)出 lim10Pa lim250 f 算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 找出相關(guān)書目列得以下式子 916096028354 71hNnjL 924 71 3 g 找出相關(guān)書目圖 10 19 設(shè)得 10 HNK20 95HN h 算出接觸疲勞許用應(yīng)力 找出相關(guān)書目公式 列得式子如下 1021 設(shè) 失 效 概 率 安 全 系 數(shù) MPa 1lim0 96540HNKS MPa 2li2 7 2 算出小齒輪分度圓尺寸 從相關(guān)書目找出 代 21312 t Et dHKTZud 到 中較小的值 H mm 2631 5811 4809 822 356 9 47td a 算出圓周速度 從相關(guān)書目 列出式子 代到已計算的數(shù)據(jù)得160tdnV 36 r min 3 1456 910 4 194V b 算出齒寬 b 從相關(guān)書目 列出式子 mm 1 356 2 9dtb c 算出齒寬與齒高之比 h 從相關(guān)書目 列出式子 模數(shù) 1 14 8572ttMZ 齒高 mm 2 5 53 th 36910 7 4b d 算出載荷 由 及 找出相關(guān)書目圖 10 13 設(shè)得10 67bh 1 835HK 1 65FK 因而載荷系數(shù)式子為 20 641 8350 9468AvHK e 分度圓直徑 從相關(guān)書目式子 中找得列出計算式 代到已有數(shù)據(jù)列10a 31ttKd 出計算式 mm 31 946856 1 903d f 算出模數(shù) m 1 06 2424mZ 3 齒根彎曲強度設(shè)計算式 從相關(guān)書目 找出彎曲強度式子是 105 公 式 132FaSdYKTmZ a 從相關(guān)書目中圖 10 20c 找出 彎曲強度極限 1FEMPa 20FEPa 37 b 從相關(guān)書目中 系數(shù)是 108 圖 設(shè) 彎 曲 疲 勞 壽 命 10 85FNK 20 86FN c 算出彎曲疲勞許用應(yīng)力 設(shè)它的安全系數(shù)是 從相關(guān)書目式子 10 12S 列出計算式 MPa 110 85236 1FNEKS MPa 22 4 1 d 算出載荷 250 61 50 932AvFKK e 設(shè)齒形系數(shù) 從相關(guān)引用書目表格 是 105 設(shè) 出 齒 形 系 數(shù) 1 65FaY2 304FaY f 設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù) 從相關(guān)書目表格 10 5 設(shè)其值為 1 58SaY 21 7SaY g 算出大齒輪 小齒輪的 再進(jìn)行比較 Fa 12 651 80 173FaSY 2 4 2 aSF 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大 h 設(shè)計計算 從彎曲強度式子 代到數(shù)據(jù)列出計算式 132FaSdYKTmZ 整圓成 找出機床書 63220 94 805 84 79 5m 目得到 本文設(shè) 作為齒輪的模數(shù) 7 由于 大 小齒輪的齒數(shù)分別為 5 m 整圓成 148 90325 67dZm 126Z 38 215826Zi 4 算以下幾何 a 分度圓直徑式子 mm 115 7149 5dm mm 2283Z b 中心距式子 mm 149 2 a c 齒輪寬度式子 mm 110 59 8db mm 224314 3 7 3 齒輪的校核 從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是 FtaSKbmY 2tTd 驗證齒數(shù)為 50 的齒輪 523 4710tTFd 54 9 412tKbm 又從計算齒輪時的數(shù)據(jù)列出計算式 23 561 750FaSY 比較計算式 因此這齒輪符合要求 FtaSb 同理 模數(shù)為 5 75 的齒輪也驗證 OK 39 圖 3 18 齒數(shù)為 50 的齒輪示意圖 3 7 4 傳動軸的校核 傳動軸僅需要剛度驗算 軸 的 抗 彎 斷 面 慣 性 矩 4m 花鍵軸 42 6dbNDdI 4 2423 6 3 710m 式子里 d 花鍵軸的小徑 mm D 花軸的大徑 mm b N 花 鍵 軸 鍵 寬 鍵 數(shù) 彎曲載荷擺式子如下 Nmm 469510nPM 扭 4 65 261904 8703 式子里 N 最大功率 kw 該軸的最小轉(zhuǎn)速 r min jn 齒輪的圓周力 tP N 65224 8710 210DtM 扭 式子里 D 齒輪節(jié)圓直徑 mm D mZ 40 齒輪的徑向力 N rP cos 650tgN 式子里 為齒輪的嚙合角 齒面摩擦角 齒輪的螺旋角 35 17 mm 結(jié)果符合 22 0 1 MTdm 花 鍵 軸 鍵 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 驗 算 擠壓應(yīng)力的式子列得如下 max28 njy jyDdlNK 式子里 最大轉(zhuǎn)矩 axnMm D d 花鍵軸的大徑和小徑 mm L 花鍵工作長度 N 花鍵鍵數(shù) K 載荷分布不均勻系數(shù) K 0 7 0 8 MPa 6284 7107 2320 3 jy jyMPa 花鍵軸驗證合格 3 7 5 軸承的校核 滾動軸承的使用時長 610hCLThnP 從相關(guān)書目得出 mdnTnThmdffC 將 代到下列式子 nThmdfPC 610hmdnTfL 軸 VI 上的圓柱滾子軸承的驗證 h 106 341003 582 047 09hL 軸 VI 上的推力球軸承的驗證 41 h 36 41004 12 52 6107 5096hL 軸 VI 上的軸承校核驗證合格 T 4 16154132110982 76531 圖 3 19 主軸裝配示意圖 42 43 第 4 章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 4 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容 技術(shù)要求和方案 結(jié)構(gòu)設(shè)計包括齒輪箱軸的傳動件 軸 軸承 滑輪 齒輪 離合器和制動器等 一軸組件 轉(zhuǎn)向 潤滑和密封系統(tǒng)耦合構(gòu)件和設(shè)計殼體和設(shè)備 以張展開圖并示出 了一系列張衡的剖面圖 課程設(shè)計 由于時間的限制 只有 10 畫一般擴(kuò)展視圖 除了檢查的相關(guān)要求的機械傳動的總體設(shè)計 可以考慮側(cè)重于以下幾個方面 精度 剛性及抗震性要求 傳輸性能的要求 主軸軸承溫度前和過程的控制結(jié) 構(gòu)中的溫度 操作方便 安全可靠的原則 堅持標(biāo)準(zhǔn)化 通用的原則 工具齒輪軸的設(shè)計著重于整體建筑設(shè)計 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 難免設(shè)計經(jīng)過反復(fù)思考和 許多變化 官方計劃必須先草圖之前 這樣做的目的是 1 被布置為選擇部分和傳輸?shù)某绦蚪Y(jié)構(gòu) 2 結(jié)果是否存在干擾 碰撞或其他不合理的條件 為及時修正運動規(guī)劃的考驗 3 支撐軸的長度 以確定齒輪在軸上的位置和各軸的相對位置 以確定 4 2 展開圖及其布置 展開圖 根據(jù)驅(qū)動軸的布局來傳遞運動 沿軸線的假想軸和刨在同一水平 開 始采取的切口 有兩種布局方案 第一檔位速度和兩個離合器單個部件 限制齒輪離合器的內(nèi) 徑的直徑 根圓的直徑應(yīng)比離合器的外徑大 變速箱不能負(fù)責(zé)處理 這樣的軸球場 增加 另一種系統(tǒng)是安裝在所述軸的軸向部分的離合器組件的左側(cè)和右側(cè)部分轉(zhuǎn)向 左 得到主反向旋轉(zhuǎn) 反向獲得的右三圈旋轉(zhuǎn) 這種小尺寸 但大的軸向尺寸 我 們使用第一個選項 通過離合器桿的空心軸來操縱的結(jié)構(gòu) 它將使制動時 大會應(yīng)予以考慮 制動器可安裝在后軸可被安裝在另一軸上 不要把制動軸轉(zhuǎn)速過低 以避免過度制動力矩 剎車尺寸增大 它在齒輪相對軸沉降到變速器的軸向尺寸 減小的軸向尺寸 以幫助改善勁度 和降低音量是重要 44 45 總結(jié) 我的論文辛苦了一天一夜后最終敲定 因此多 看了看我的文章 我覺得表面 上很興奮 似乎這只是一個人的過去幾個月的努力 事實并非如此 在我全力支持 的背后我的整個團(tuán)隊 沒有的支持和鼓勵 我不可能做到這么好 這讓我深深體會 到團(tuán)隊合作的力量 這個項目就可以完成 它指出 在成長的大學(xué) 該項目是由老師的研究課題和 我的論文指導(dǎo)過程指明了方向支持 在規(guī)劃過程中 老師多次為我提供幫助 讓設(shè) 計過程中 幫助開發(fā)研究思路 我的細(xì)心指導(dǎo) 鼓勵面臨的困難 老師一絲不茍的 作風(fēng) 嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度和精神意義 不僅給我的文字 但我學(xué)會了處理問題的態(tài)度 雖然時間短 壽命變 研究了啟閉傳輸系統(tǒng)的基本設(shè)計 以確定傳輸圖 圖速度 那么每車床齒輪軸和車軸 軸承和設(shè)計計算等關(guān)鍵部件 最終齒輪草案 軸承與軸 花鍵被檢查和 最后 以滿足要求 46 參考文獻(xiàn) 1 濮良貴 紀(jì)名剛 機械設(shè)計第八版 M 北京 高等教育出版社 2006 12 2 趙大興 工程制圖 M 北京 高等教育出版社 2004 7 3 聯(lián)合編寫組 機械設(shè)計手冊 中冊 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1987 2 4 顧熙棠 金瑞琪 劉瑾 金屬切削機床 M 上海 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1993 2 5 機械設(shè)計手冊編委會 機械設(shè)計手冊新版 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 8 6 余仲裕 數(shù)控機床維修 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 2 7 許福玲 陳堯明 液壓與氣壓傳動第二版 M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 1 8 唐保寧 機械設(shè)計與制造簡明手冊 M 同濟(jì)大學(xué)出版社 1998 2 9 戴曙 金屬切削機床 M 北京 機械工業(yè)出版社 1993 5 10 陳嬋娟 數(shù)控車床設(shè)計 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 3 11 王愛玲 現(xiàn)代數(shù)控機床 M 北京 國防工業(yè)出版社 2003 3 12 郭榮第 金屬切削原理與刀具 M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2007 7 47 致謝 這篇文章是老師的精心指導(dǎo) 在超過三個月的時間本次畢業(yè)設(shè)計 老師很關(guān)心 研究的進(jìn)展 并總是問研究過程中 文檔或信息的收集無論是在完成的過程中 老 師給我?guī)椭椭笇?dǎo)在百忙之中 我誤導(dǎo) 時間混亂和開導(dǎo)我 幫助我開拓研究思路 我有抑郁癥 跌幅低迷的時候 熱情和細(xì)心的指導(dǎo)和鼓勵 給了我勇氣繼續(xù)探索進(jìn) 一步的研究 在這家高貴致敬教師的工資和衷心的感謝榮譽 同時 感謝室友 同學(xué)和朋友聚集在四年的大學(xué)生涯 是幫助你給了我無盡的 和無限的歡樂 我學(xué)到了很多你 最后 感謝感謝我的爸爸媽媽 謝謝你們多年來在我的無微不至的關(guān)懷和學(xué)習(xí) 無條件支持的生命 沒有鼓勵和支持 我也不會完成