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1 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述 CM6132 機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 姓名 霍文波 班級(jí) 1101 指導(dǎo)教師 趙艷春 摘要 機(jī)床是講加工成機(jī)械零件的金屬坯料 它是一臺(tái)機(jī)器的制造機(jī)器 也被稱(chēng)為工 作母機(jī)或工具機(jī) 因此習(xí)慣上稱(chēng)為機(jī)床 制造機(jī)械在現(xiàn)代機(jī)械制造加工方法有很多 除切削加工外 鑄造 鍛造 焊接 沖壓 擠壓等都是加工方法 具有較高的精度 和表面粗糙度的要求是細(xì)部件 通常需要在機(jī)床上用切割方法做最后的處理 在一 般的機(jī)器制造中 機(jī)床的加工工作量占機(jī)器總制造工作量的 40 60 在國(guó)民經(jīng)濟(jì) 機(jī)床起著在現(xiàn)代化建設(shè)的重要作用 正文 在使用機(jī)床時(shí) 不能在出廠設(shè)置中改變控制系統(tǒng)的參數(shù) 設(shè)置這些參數(shù)直接關(guān) 系到機(jī)器部件的動(dòng)態(tài)特性 僅在間隙補(bǔ)償參數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整 在加工精度方面 近 10 年來(lái) 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10 m 提高到 5 m 精密級(jí)加工中心則從 3 5 m 提高到 1 1 5 m 并且超精密加工精度已開(kāi)始 進(jìn)入納米級(jí) 0 001 m 加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副 靜壓導(dǎo)軌 直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌 磁浮導(dǎo)軌等部件 提高了 CNC 系統(tǒng)的控制精度 應(yīng)用了高分辨率位 置檢測(cè)裝置 而且也在于使用了各種誤差補(bǔ)償技術(shù) 如絲杠螺距誤差補(bǔ)償 刀具誤 差補(bǔ)償 熱變形誤差補(bǔ)償 空間誤差綜合補(bǔ)償?shù)?在加工速度方面 高速加工源于 20 世紀(jì) 90 年代初 以電主軸和直線(xiàn)電機(jī)的應(yīng)用 為特征 使主軸轉(zhuǎn)速大大提高 進(jìn)給速度達(dá) 60m min 以上 進(jìn)給加速度和減速度達(dá) 到 1 2g 以上 主軸轉(zhuǎn)速達(dá) 100000r min 以上 高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度快 采樣周期短 還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加 減 速優(yōu)化預(yù)處理能力 前 瞻處理 有些系統(tǒng)可提前處理 5000 個(gè)程序段 為保證加工速度 高檔數(shù)控系統(tǒng)可 在每秒內(nèi)進(jìn)行 2000 10000 次進(jìn)給速度的改變 在機(jī)床上 自動(dòng)換刀裝置 自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已成為基本裝置 隨著機(jī)床 向柔性化方向的發(fā)展 功能集成化更多地體現(xiàn)在 工件自動(dòng)裝卸 工件自動(dòng)定位 2 刀具自動(dòng)對(duì)刀 工件自動(dòng)測(cè)量與補(bǔ)償 集鉆 車(chē) 鏜 銑 磨為一體的 萬(wàn)能加工 和集裝卸 加工 測(cè)量為一體的 完整加工 等 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)誕生后的 50 多年間的信 息交換都是基于 ISO6983 標(biāo)準(zhǔn) 即采用 G M 代碼對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行描述 顯然 這種 面向過(guò)程的描述方法已越來(lái)越不能滿(mǎn)足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要 為此 國(guó)際 上正在研究和制定一種新的 CNC 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) ISO14649 STEP NC 其目的是提供一 種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制 能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型 從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程 乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化 并聯(lián)機(jī)床 又稱(chēng)虛擬軸機(jī)床 是 20 世紀(jì)最具革命性的機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的突破 引起了普遍關(guān)注 并聯(lián)機(jī)床 參見(jiàn)圖 1 7 由基座 平臺(tái) 多根可伸縮桿件組成 每根桿件的兩端通過(guò)球面支承分別將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與基座相連 并由伺服電機(jī)和滾珠絲 杠按數(shù)控指令實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng) 使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)主軸部件或工作臺(tái)部件作任意軌跡的 運(yùn)動(dòng) 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但數(shù)學(xué)復(fù)雜 整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)牽涉到相當(dāng)龐大的數(shù)學(xué)運(yùn)算 因此并聯(lián)機(jī)床是一種知識(shí)密集型機(jī)構(gòu) 并聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)串聯(lián)式機(jī)床相比具有高剛度 高承載能力 高速度 高精度 重量輕 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造成本低 標(biāo)準(zhǔn)化程度 高等優(yōu)點(diǎn) 在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用 由并聯(lián) 串聯(lián)同時(shí)組成的混聯(lián)式數(shù)控機(jī)床 不但具有并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 而且在 使用上更具實(shí)用價(jià)值 是一類(lèi)很有前途的數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶(hù)最關(guān)心的主要指標(biāo) 它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺 服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性 為提高可靠性 目前主要采取以下措施 1 采用更高集成度的電路芯片 采用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專(zhuān)用及混合式集成電 路 以減少元器件的數(shù)量 提高可靠性 2 通過(guò)硬件功能軟件化 以適應(yīng)各種控制功能的要求 同時(shí)通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)的模 塊化 標(biāo)準(zhǔn)化 通用化及系列化 提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量 3 增強(qiáng)故障自診斷 自恢復(fù)和保護(hù)功能 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件 軟件和各種外部設(shè)備 進(jìn)行故障診斷 報(bào)警 當(dāng)發(fā)生加工超程 刀損 干擾 斷電等各種意外時(shí) 自動(dòng)進(jìn) 行相應(yīng)的保護(hù) 引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 由于在實(shí)際加工過(guò)程中 影響加工精度因素較多 如工 件余量不均勻 材料硬度不均勻 刀具磨損 工件變形 機(jī)床熱變形等 這些因素 3 事先難以預(yù)知 以致在實(shí)際加工中 很難用最佳參數(shù)進(jìn)行切削 引進(jìn)自適應(yīng)控制技 術(shù)的目的是使加工系統(tǒng)能根據(jù)切削條件的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)切削用量等參數(shù) 使加工過(guò) 程保持最佳工作狀態(tài) 從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度 同時(shí)也能提 高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率 故障自診斷 自修復(fù)功能 在系統(tǒng)整個(gè)工作狀態(tài)中 利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝程序隨 時(shí)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷 自檢查 一旦出現(xiàn)故障 立即采用停機(jī)等措施 并進(jìn)行故障報(bào)警 提示發(fā)生故障的部位和原因等 并利用 冗余 技術(shù) 自動(dòng)使故障模塊脫機(jī) 接通備用模塊 總結(jié) 數(shù)控機(jī)床最早誕生于美國(guó) 1948 年 美國(guó)帕森斯公司在研制加工直升機(jī)葉片輪 廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí) 提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想 后受美國(guó)空軍委托與麻省理工學(xué) 院合作 于 1952 年試制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床 其數(shù)控系統(tǒng)采用電子 管 1960 年開(kāi)始 德國(guó) 日本 中國(guó)等都陸續(xù)地開(kāi)發(fā) 生產(chǎn)及使用數(shù)控機(jī)床 中國(guó) 于 1968 年由北京第一機(jī)床廠研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床 1974 年微處理器直接用于數(shù) 控機(jī)床 進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展 數(shù)控機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)的任務(wù)完成設(shè)計(jì) 雖然設(shè)計(jì)過(guò)程是復(fù)雜的 而且有一些困 惑在第一 但在學(xué)生的共同努力 再加上老師的指導(dǎo)下 我終于成功地完成了設(shè)計(jì) 任務(wù) 這樣的設(shè)計(jì) 以鞏固和深化課堂教學(xué)的理論 鍛煉的內(nèi)容 培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知 識(shí)和理論我的綜合能力 使自己獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力得到加強(qiáng) 使我明白了 許多主軸箱的結(jié)構(gòu)和原理 例如 在傳輸速度上滑動(dòng)花鍵軸齒輪改變 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增 長(zhǎng)或減少 通過(guò)齒輪傳動(dòng)的速度是可變的 CM6132 變速可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速下床頭的床 腿變 9 變速箱在一個(gè)盒子里 由三角膠帶傳動(dòng)皮帶輪 通過(guò)兩個(gè)三齒輪與軸 馬 達(dá)運(yùn)動(dòng) 得到 9 變速器 輸出軸 橫向皮帶輪 帶內(nèi)輪裝有電磁制動(dòng)器 磁軛通過(guò)滑動(dòng)安裝在殼體法蘭蓋鍵 電樞被固定在皮 帶輪 主電機(jī)功率 電 磁軛線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)制動(dòng) 變速采用液壓操作模式 兩個(gè)中分別三個(gè)柱塞可變氣缸控制兩個(gè)三滑動(dòng)齒輪 是相同的 如果變量氣缸 的大約兩個(gè)腔的壓力油 因?yàn)橹扔谠O(shè)定的作業(yè) 區(qū)域 在設(shè)定區(qū)域和面積的環(huán)形端大于所述柱塞端 圓柱銷(xiāo)處于中間位置 沿著圓 柱形銷(xiāo)氣缸移動(dòng)方向開(kāi)一個(gè)槽 沿著該槽的圓柱形針可促進(jìn)叉 以便控制所述關(guān)節(jié) 4 滑動(dòng)齒輪嚙合的中間位置 如果變量氣缸腔內(nèi)的壓力油 左右回油腔 是關(guān)于在右 側(cè)的柱塞柱塞和殼體壓力到另一側(cè) 圓柱形銷(xiāo)沿槽叉向右移動(dòng)的左側(cè) 從而使關(guān)節(jié) 滑移網(wǎng)格齒輪在右端位置 與上述相反的動(dòng)作 他是在左側(cè)網(wǎng)格位置 叉有一個(gè)定 位孔 使通過(guò)彈簧正確滑動(dòng)齒輪的定位 并控制所述微動(dòng)開(kāi)關(guān)使光的信號(hào) 左 右交換 由可變速度分配閥的可變氣缸腔的油 身體的可變速度分布具有 交錯(cuò)四孔 A B C D 所述閥芯是中空體 和一個(gè)圓形槽 軸向槽和油孔 壓閥 在油泵供給壓力成在閥芯的內(nèi)腔內(nèi)的速度分布的油 再通過(guò)各油分布在閥芯孔成相 應(yīng)可變氣缸 移動(dòng)滑動(dòng)齒輪傳動(dòng) 氣缸柱塞停止 完成可變速度 油壓 速度和壓 力閥 油噴射頭架和后似乎箱 主軸之前和潤(rùn)滑軸承等傳輸副后 參考文獻(xiàn) 5 劉杰 趙春雨 宋偉剛等 機(jī)電一體化基礎(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì) M 北京 冶金工業(yè)出版社 2003 46 61 6 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第三卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 32 40 7 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第四卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 256 178 8 張玉 劉平 幾何量公差與測(cè)量技術(shù) 第三版 M 沈陽(yáng) 東北大學(xué)出版社 2006 17 97 9 楊德武 鄢利群 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M 長(zhǎng)春 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 2006 191 220 10 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2006 34 57 11 畢承恩 丁乃建 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 12 戴曙 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 遼寧 大連工學(xué)院 1974 13 韓永生 工程材料性能與選用 M 北京 化工工業(yè)出版社 2004 14 孫訓(xùn)方 方孝淑 關(guān)淑泰 材料力學(xué) 第三版 北京 高等教育出版社 1994 101 107 15 侯維芝 祁翠琴 機(jī)械設(shè)計(jì)中的逆向工程技術(shù) J 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2004 125 127 16 周有強(qiáng) 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 4 沈 陽(yáng) 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 車(chē)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)制 1101 學(xué)生姓名 霍文波 指導(dǎo)教師 趙艷春 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書(shū) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè) 1101 班 學(xué)生 霍文波 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 2 CAD 圖紙一套 包括總裝圖 零件圖 3 文獻(xiàn)綜述 不少于 3000 字 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 專(zhuān)題部分 機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu) 起止時(shí)間 2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日 指導(dǎo)教師 簽字 2015 年 3 月 6 日 摘要 機(jī)床是講加工成機(jī)械零件的金屬坯料 它是一臺(tái)機(jī)器的制造機(jī)器 也被稱(chēng)為工具機(jī) 所以習(xí)慣上稱(chēng)為機(jī)床 制造機(jī)械在現(xiàn)代機(jī)械制造有很 多方法 除切削加工外 鑄造 鍛造 焊接 沖壓 擠壓等都是加工方 法 具有較高的精度和表面粗糙度的要求是細(xì)部件 通常需要在機(jī)床上 用切割方法做最后的處理 自 20 世紀(jì)中葉 全球加工技術(shù)及其設(shè)備占據(jù)在制造過(guò)程中的一個(gè) 重要的位置 80 以上的在制造設(shè)備的零件應(yīng)進(jìn)行加工 并且加工周期 長(zhǎng) 約占 30 40 產(chǎn)品的量產(chǎn)工時(shí) 40 50 處理成本高 大約 100 萬(wàn)噸鋼鐵和有色金屬材料的切削 切削加工的耗費(fèi)每年在 2500 億美元 以上 本次設(shè)計(jì)主要對(duì)機(jī)床的主軸箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定主參數(shù)設(shè)計(jì)的機(jī) 床 擬定了傳輸方案和系統(tǒng)圖等主要內(nèi)容 對(duì)計(jì)算和驗(yàn)算主要零件 采 用三維繪圖軟件設(shè)計(jì)的零部件和加工 機(jī)床主軸箱是重要的驅(qū)動(dòng)部分 它將機(jī)床電動(dòng)機(jī)和主軸聯(lián)接起來(lái) 將被傳遞到主軸由電機(jī)的功率和扭矩 從而使主軸旋轉(zhuǎn)來(lái)加工 它的主要功能是通過(guò)變速裝置的調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速 和扭矩 從而使電機(jī)運(yùn)行在最佳狀態(tài) 關(guān)鍵詞 主軸箱 變速 齒輪 Abstract Machine tool is speak metal blank processed into the machine parts of the machine it is a machine manufacturing machine also known as machine tool so customarily referred to as the machine tool Processing machinery parts in modern mechanical manufacturing processing method are many in addition to machining casting forging welding stamping extrusion etc with high accuracy and surface roughness requirements are thin parts typically require on machine tools with cutting method for final processing Since the middle of the 20th century the global processing technology and its equipment occupies an important position in the process of manufacturing more than 80 of the parts in manufacturing equipment to carry on the processing and processing cycle is long accounts for about 30 40 new product development cycle of product mass production hours 40 50 the high cost of processing the world about 100 million tons of steel and nonferrous materials into cutting cutting the cost of above 250 billion a year So the machine tool industry is the base of equipment industry the developed countries in the world attaches great importance to its development machine tool production continues to grow machine output and consumption are rapid development situation of our country Woke up this design is mainly aimed at machine tool spindle box design determination of main parameters design main content of machine tool the transmission scheme and system diagram drawn up the main parts for the calculation and checking using 3 d drawing software to design and processing of the parts Machine tools spindle box is important in driving part The machine motor and spindle connected together will be passed on to the main shaft by a motor power and torque so that the spindle rotation to machining Its main function is through the speed change device adjusting the spindle speed and torque so that the motor running in the best state Key words spindle box Variable speed gear 目 錄 第一章 引言 1 1 1 普通車(chē)床簡(jiǎn)介 1 1 2 普通車(chē)床使用條件 2 1 3 普通車(chē)床操作規(guī)程 3 1 3 1 開(kāi)車(chē)前的檢查 3 1 3 2 操作程序 3 1 3 3 停車(chē)操作 4 1 3 4 運(yùn)行中的注意事項(xiàng) 4 第二章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2 1 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5 2 1 1 確定轉(zhuǎn)速極速 5 2 1 3 繪制轉(zhuǎn)速圖 7 2 1 4 齒輪齒數(shù)的估算 9 2 1 5 帶輪直徑的確定 10 第三章 動(dòng)力計(jì)算 11 3 1 電機(jī)功率的確定 11 3 2 主軸的估算 11 3 2 1 主軸前端軸頸的直徑 D1 11 3 2 2 主軸的后軸頸 D2 12 3 3 中間傳動(dòng)軸的初算 12 3 3 2 計(jì)算轉(zhuǎn)速 N j 的確定 12 3 3 3 各軸傳遞功率的確定 13 3 4 齒輪模數(shù)的估算 14 3 5 各軸直徑及各齒輪齒數(shù)的確定 14 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4 1 齒輪的軸向布置 17 4 2 傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置 18 4 2 1 軸的設(shè)計(jì) 18 4 2 2 軸的設(shè)計(jì) 18 4 2 3 軸的設(shè)計(jì) 19 4 2 4 軸的設(shè)計(jì) 19 4 2 5 軸的設(shè)計(jì) 20 4 2 6 主軸的設(shè)計(jì) 21 4 3 主軸的強(qiáng)度校核 22 4 3 1 低 6 級(jí)傳動(dòng)時(shí)強(qiáng)度驗(yàn)算 22 4 3 2 高 6 級(jí)傳動(dòng)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算 24 總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致謝 28 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章引言 0 第一章 引言 車(chē)床主要用于具有回旋表面的軸 盤(pán) 套等工件的加工 被用于替代工廠的機(jī) 械制造和機(jī)床的最流行的類(lèi)型 銑床和鉆床等機(jī)械都是從車(chē)床引申出來(lái)的 1 1 普通車(chē)床簡(jiǎn)介 主要組成部分有 床身 床頭箱 變速箱 進(jìn)給箱 光桿 絲桿 溜板箱 刀 架 床腿和尾架等部分組成 床身 車(chē)床的基本部分 用于支承和安裝的車(chē)床件 以確保相對(duì)位置 如啟閉 料箱 滑板箱等 該床具有足夠的剛度和強(qiáng)度 高精度 床面 以便確保所述部件之間的正確的相對(duì)位置 四個(gè)平行的導(dǎo)軌 托架工具 尾 座正確移動(dòng)相對(duì)于主軸箱 為了保持床表面的精確度 在車(chē)床的操作中應(yīng)注意的維 持 床頭箱 主軸箱 支持主軸 并使其旋轉(zhuǎn) 主軸是中空結(jié)構(gòu) 外錐前端安裝 三爪卡盤(pán)等配件夾緊工件 在用于頂部的前錐形的 細(xì)長(zhǎng)的孔 可以滲透到長(zhǎng)條安 裝 車(chē)床主軸箱只有一個(gè)變量 主軸變速機(jī)構(gòu)置于單獨(dú)移位遠(yuǎn)離主軸箱 來(lái)降低變 速器零件振動(dòng)和主軸的熱效應(yīng) 變速箱 由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪箱齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng) 通過(guò) 改變齒輪箱的齒輪搭配 嚙合 位置 不同的速度 然后通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)至 主軸 進(jìn)給箱 也被稱(chēng)為工具盒 安裝在齒輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 可以調(diào)節(jié)進(jìn)給量 以及 運(yùn)動(dòng)被傳遞到光棒或線(xiàn)材 光桿 螺桿 料盒到盒停機(jī)坪的運(yùn)動(dòng) 光桿被用于自動(dòng) 進(jìn)料的一般車(chē)削 并且不能使用用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋 螺紋車(chē)削 溜板箱 車(chē)床運(yùn)動(dòng)控制 箱 它將光桿傳遞到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榭v向或橫向直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的工具 旋轉(zhuǎn)的電線(xiàn)桿 并以直接改變成在螺紋中使用的工具的縱向運(yùn)動(dòng) 該工具被用來(lái)夾緊刀具和縱向 橫向或斜向移動(dòng) 它包括以下幾個(gè)部分 安裝在導(dǎo)軌尾座 在尾座套筒頂部安裝及 配套工件 也可以安裝位 鉸刀刀具 孔加工的工件 尾幀偏移 而且在切削錐 尾 架使用注意事項(xiàng) 1 2 普通車(chē)床使用條件 正常使用普通車(chē)床一定要滿(mǎn)足以下的條件下 機(jī)床電源電壓波動(dòng)小 環(huán)境溫度 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章引言 1 要低于 30 相對(duì)濕度要小于 80 1 機(jī)床位置環(huán)境要求 機(jī)床的位置要求遠(yuǎn)離振源 要求避免與陽(yáng)光直接照射與熱輻射影響 避免濕度 與氣流影響 假如機(jī)床旁邊有振源 那么機(jī)床四周應(yīng)該有防振溝 否則將直接影響 到機(jī)床的加工精度和穩(wěn)定性 將使電子元件接觸不良 實(shí)效 影響機(jī)床的可靠性 2 電源要求 車(chē)床一般安裝在車(chē)間 這里不僅環(huán)境溫度的變化 條件差 而且各種機(jī)電設(shè)備 電力網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)很大 因此 普通車(chē)床的安裝位置 需要嚴(yán)格控制的電源電壓 否則 會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn) 3 溫度條件 30 以下環(huán)境溫度 相對(duì)濕度小于 80 在一般情況下 數(shù)控電控箱內(nèi)部有冷 卻機(jī) 用來(lái)保持電子元件 特別是 CPU 的工作穩(wěn)定性常數(shù)或溫度的變化是非常小的 高的溫度與濕度將導(dǎo)致較低的控制系統(tǒng)部件的壽命 并導(dǎo)致實(shí)效增多 溫度與濕度 的增加 灰塵可產(chǎn)生粘合劑在集成電路板 并導(dǎo)致短路 4 按說(shuō)明書(shū)的規(guī)定使用機(jī)床 在使用機(jī)床時(shí) 不能在出廠設(shè)置中改變控制系統(tǒng)的參數(shù) 設(shè)置這些參數(shù)直接關(guān) 系到機(jī)器部件的動(dòng)態(tài)特性 僅在間隙補(bǔ)償參數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整 用戶(hù)不能更換附件 例如使用液壓卡盤(pán)的上述規(guī)范 當(dāng)出廠設(shè)置附件 以鏈接 參數(shù)匹配充分考慮 盲目的變化造成了鏈路參數(shù)不匹配 甚至造成無(wú)法估計(jì)的事故 使用液壓卡盤(pán) 液壓頭 液壓尾座 液壓油缸的壓力 應(yīng)在容許應(yīng)力的范圍不允許 任何改善 1 3 普通車(chē)床操作規(guī)程 1 3 1 開(kāi)車(chē)前的檢查 1 根據(jù)機(jī)床潤(rùn)滑圖表加注潤(rùn)滑油脂 2 檢查各部電氣設(shè)施 傳動(dòng)部位 防護(hù) 限位裝置齊全可靠 靈活 3 各檔在零位 皮帶的松緊應(yīng)符合要求 4 床面不允許直接存放金屬物件 防止損壞床面 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章引言 2 5 加工工件 無(wú)泥砂 防止泥砂掉入拖板內(nèi) 磨損導(dǎo)軌 6 夾緊工件必須是空的試運(yùn)行后 一切正常之前 可以把工件 1 3 2 操作程序 1 在工件上 第一次啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵 油壓到機(jī)床的規(guī)定可以運(yùn)行 2 調(diào)整齒條 可調(diào)節(jié)吊輪的交流 必須切斷電源 可調(diào) 所有螺栓應(yīng)擰緊 扳手應(yīng)及時(shí)刪除 起飛 開(kāi)始試運(yùn)行 3 裝卸工件后 應(yīng)立即取下卡盤(pán)扳手和浮動(dòng)物件 4 機(jī)尾座 曲柄沖壓加工需要被調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?并擰緊或按 5 工件 刀具 夾具必須卡緊 浮動(dòng)刀具須將引刀部分伸入工作 才能啟動(dòng) 機(jī)床 6 在用中心架或者跟刀架的時(shí)候 要調(diào)好中心 要有良好的潤(rùn)滑與支撐接觸 面 7 加工長(zhǎng)料的時(shí)候 后面凸出的部分不宜過(guò)長(zhǎng) 如果過(guò)長(zhǎng)應(yīng)安裝架和風(fēng)險(xiǎn)指 標(biāo)的長(zhǎng)梭形 8 進(jìn)刀時(shí) 刀要慢慢接近工作 避免接觸 拖板來(lái)回速度要均勻 換刀時(shí) 刀具與工件要保持適當(dāng)距離 9 切削工具必須擰緊和轉(zhuǎn)出長(zhǎng)度的厚度一般不超過(guò) 2 5 倍 10 加工偏心 必須有適當(dāng)?shù)闹亓亢椭匦膴A頭中心的平衡 速度是適當(dāng)?shù)?11 盤(pán)卡超出機(jī)身的工件 要有防護(hù)措施 12 對(duì)刀調(diào)整一定要慢 當(dāng)?shù)峨x加工部位 40 60 毫米時(shí) 工作應(yīng)該切換到手 動(dòng) 不允許快速進(jìn)給直接吃刀 13 拋光工件時(shí) 將刀架退到安全裝置 操作人員要面向卡盤(pán) 右手在前 左手在后 表面有鍵槽 方孔的工件不能用銼刀加工 14 用砂布打打磨工件外圓的時(shí)候 操作人員要按上條規(guī)定的姿勢(shì) 兩手拉 著砂布兩頭進(jìn)行打光 不能用手指夾持砂布打磨內(nèi)孔 15 自動(dòng)走刀時(shí) 將小刀架調(diào)至與底座平齊 避免底座碰到卡盤(pán) 16 切斷重工件或材料時(shí) 應(yīng)保留足夠的加工余量 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章引言 3 1 3 3 停車(chē)操作 1 切斷電源并取下工件 2 各部手柄回歸零位 清點(diǎn)工具 打掃清潔 3 檢查各部保護(hù)裝置的狀態(tài) 1 3 4 運(yùn)行中的注意事項(xiàng) 1 禁止非工作人員操作機(jī)床 2 嚴(yán)禁在運(yùn)行中手摸刀具 機(jī)床的轉(zhuǎn)運(yùn)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)工件 3 不允許使用緊急停車(chē) 如后應(yīng)滿(mǎn)足緊急停止按鈕 應(yīng)按照審查它開(kāi)始前與 機(jī)器的規(guī)定試 4 不允許腳踏車(chē)床的導(dǎo)軌面 絲桿 光桿等 除規(guī)定不準(zhǔn)用腳代替手操作 5 內(nèi)壁有砂眼 縮孔或關(guān)鍵部件 不允許用三角刮刮削內(nèi)孔 6 啟動(dòng)后壓縮空氣或液體的壓力必須達(dá)到規(guī)定值 才能使用 7 車(chē)削細(xì)長(zhǎng)工件的時(shí)候 床頭前兩面伸出超過(guò)直徑 4 倍以上時(shí) 按工藝規(guī)定 要用頂尖 中心架或跟力架支扶 床頭后面伸出時(shí) 要加防護(hù)裝置和警告標(biāo)志 8 容易濺切削脆性金屬或切割 包括磨削 應(yīng)加防護(hù)屏障 操作人員要戴 安全防護(hù)眼鏡 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 第二章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 此次設(shè)計(jì)在分析和研究掌握資料的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)確定主軸變速箱公比極限速 度和轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì) 選擇了電機(jī)和功率的轉(zhuǎn)速 來(lái)制定相應(yīng)的公式 傳動(dòng)系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn) 速圖 以確定齒輪齒與滑輪等的變速比和直徑 2 1 1 確定轉(zhuǎn)速極速 根據(jù)任務(wù)要求 轉(zhuǎn)速公比 則轉(zhuǎn)速20rpm ax N45rp in N1 4 變速 范圍 Rn 2 1 4 in m Rn 依據(jù) Rn 可求得主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z 2 2 12 98 Z 2 1 2 確定結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng) 由于結(jié)構(gòu)上的限制 變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目通常選用 2 或 3 故其結(jié)構(gòu)式為 Z 2 n 3 m 對(duì)于 12 級(jí)傳動(dòng) 其結(jié)構(gòu)式可分為以下三種形式 12 3 2 2 12 2 3 2 12 2 2 3 在電機(jī)功率一定的情況下 傳輸?shù)妮^小的扭矩 較小的尺寸和驅(qū)動(dòng)軸 因此 從發(fā)送序列中 發(fā)送多一些背后的傳動(dòng)部件的前部 因此 本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)式為 12 3 2 2 在圖 2 1 中 從軸 I 到 II 軸線(xiàn)有三個(gè)小組齒輪被分別接合并且能夠得到三種不 同的傳輸速度 從二軸軸線(xiàn) III 具有兩對(duì)齒輪分別嚙合 分別以獲得兩個(gè)不同的傳輸 速度 因此 從軸 至 軸可以得到 3 2 6 個(gè)不同的傳輸速度 同樣地 從軸 III 到 IV 期軸線(xiàn)具有兩對(duì)齒輪分別嚙合與兩個(gè)不同的傳輸速度 所以從軸 I 到 IV 軸可以得到 3 2 2 12 個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)速度 根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求 所以程序?yàn)?3 2 2 傳輸方案的最終設(shè)計(jì) 為了達(dá)到最理想的設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 圖 2 1 3 2 2傳動(dòng)方案 擬定機(jī)床傳動(dòng)方案時(shí) 傳動(dòng)鏈特性和傳動(dòng)鏈的相對(duì)關(guān)系之間的關(guān)系被選擇 該 圖結(jié)構(gòu)圖 副的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖只有傳動(dòng)比之間的關(guān)系說(shuō) 并不代表價(jià)值 為對(duì)稱(chēng)的形 式 圖 2 2 主軸速度應(yīng)滿(mǎn)足法律的水平 所以網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)的相鄰之間的結(jié)構(gòu)表示一 個(gè)比 為了使軸小于允許值 越傳輸副 較小的級(jí)索引 考慮 前者的原則的傳輸范 圍 擴(kuò)展序列應(yīng)前者的原理之前通過(guò) 因此 這種設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是 12 3 1 2 3 2 6 12 級(jí)數(shù) 3 2 2 按傳動(dòng)順序的各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù) 1 3 6 各傳動(dòng)組中級(jí)比間的空格數(shù) 也反饋傳動(dòng)比和擴(kuò)大次序 該傳動(dòng)形式反饋了傳動(dòng)次序和擴(kuò)大次序 且表示傳動(dòng)方向和擴(kuò)大次序一致 圖 2 2 為該傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)式 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 圖 2 2 12 3 1 2 3 2 6 結(jié)構(gòu)圖 2 1 3 繪制轉(zhuǎn)速圖 繪制車(chē)床轉(zhuǎn)速圖前 有必要說(shuō)明兩點(diǎn) 1 為了結(jié)構(gòu)緊湊 減小振動(dòng)和噪聲 a 最小傳動(dòng)比 I min 1 4 b 最小傳動(dòng)比 I max 2 齒輪數(shù) 2 5 因此 在一個(gè)傳輸組中 速度范圍為小于或等于 8 在這種設(shè)計(jì)中 一個(gè)軸驅(qū) 動(dòng)對(duì)不差 6 格 c 前緩后急基準(zhǔn) 即傳動(dòng)在全的傳動(dòng)組 其降速比小 而在后的傳動(dòng)組 其降 速比大 2 車(chē)床轉(zhuǎn)速圖與它的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖密切相關(guān) 故在繪制它的轉(zhuǎn)速圖前 先要 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 確定其主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖 2 3 普通車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 如圖 2 3 所示 一般車(chē)床選取分離式傳動(dòng) 就是變速箱與主軸軸箱分離 軸是皮帶傳動(dòng) 在主軸箱的傳動(dòng)中使用了背輪機(jī)構(gòu) 同軸線(xiàn) 解決 了傳動(dòng)比不能過(guò)大 受極限傳動(dòng)比限制 的問(wèn)題 為了讓軸上變速范圍小于等于允許值 傳動(dòng)副數(shù)越多 級(jí)比指數(shù)應(yīng)越小 考慮 到傳動(dòng)順序中有前多后少基準(zhǔn) 擴(kuò)大次序應(yīng)采用前小后大的基準(zhǔn) 該設(shè)計(jì)選取的結(jié) 構(gòu)式為 12 3 1 2 3 2 6 從軸 軸有三支球隊(duì)齒輪嚙合分別用三種不同的傳輸速度 從二軸軸線(xiàn) III 具有兩對(duì)齒輪分別嚙合與兩個(gè)不同的傳輸速度 因此從軸 至 軸可以得到 3 2 6 個(gè)不同的傳輸速度 類(lèi)似地從軸 III 到 IV 期軸線(xiàn)具有兩對(duì)齒輪分別嚙合與兩個(gè)不 同的傳輸速度 所以從軸 I 到 IV 軸得到的 3 2 2 12 個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)速度 普通車(chē)床 12 速比 披 1 41 使用一個(gè)后輪的速度線(xiàn)圖中 如圖 2 4 所示 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 圖 2 4 普通車(chē)床轉(zhuǎn)速圖 由于最大速度 且機(jī)器的功率通常為約 3 0KW 為了滿(mǎn)足速度和功率的要求 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)被選擇 并且該模型是 Y100L2 4 所述技術(shù)參數(shù)零件 2 1 表 2 1 Y100L2 4型電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 kw 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 rpm 額定轉(zhuǎn)矩 N m 最大轉(zhuǎn)矩 N m Y100L2 4 3 1430 2 2 2 3 2 1 4 齒輪齒數(shù)的估算 為了便于設(shè)計(jì)與制造 同一傳動(dòng)齒輪模數(shù)是在組中通常是不同的 在這點(diǎn)上 齒輪齒 并且在同一所述傳輸 顯然 齒數(shù)和過(guò)小 則齒的小齒輪的數(shù)目 切根會(huì) 發(fā)生 或可能導(dǎo)致齒輪加工中心孔的尺寸是不足夠的 與軸的直徑 或者引起加 工鍵槽 轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)需要 磨損切削齒根 如果牙齒過(guò)大 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸大 造成巨大 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 的主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 此設(shè)計(jì)共包含 軸傳動(dòng)組 軸傳動(dòng)組 傳動(dòng)組和 傳動(dòng)組四個(gè) 齒輪副傳動(dòng)組 依據(jù)各傳動(dòng)組內(nèi)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比草擬出多種齒數(shù)和 見(jiàn)下表 2 2 至于詳細(xì)傳動(dòng)副齒數(shù)和及各齒輪齒數(shù)的確定等各軸直徑估算確定后再確定 表 2 2 各種傳動(dòng)比齒輪齒數(shù)和及齒數(shù) 傳動(dòng)組 個(gè)傳動(dòng)比的齒數(shù)和 齒數(shù)和 傳動(dòng)比 48 58 60 62 70 72 80 1 1 41 28 20 34 24 35 25 36 26 41 29 42 30 47 33 1 1 24 24 29 29 30 30 31 31 35 35 36 36 40 40 軸 1 1 41 20 28 24 34 25 35 26 36 29 41 30 42 33 47 2 1 5 帶輪直徑的確定 在設(shè)計(jì)中 有電機(jī)軸 I III 軸四軸線(xiàn)兩組帶輪傳動(dòng) 1 和 1 43 1 的傳動(dòng)比 1 分別 一般機(jī)床用 V 帶 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的速度和功率可確定帶模型 驅(qū)動(dòng)帶數(shù) 2 5 最好 根據(jù)皮帶輪發(fā)送功率和轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的一個(gè)軸上采用 A 型帶 并且所述軸的車(chē) 輪直徑 D2 180mm 電動(dòng)機(jī)軸上帶輪直徑 D1 176mm 采用 5 根帶 軸到 軸選 擇 A 型帶 A 帶直徑小 承載能力強(qiáng) 軸上帶輪直徑 D3 140mm 軸上帶輪 直徑 D4 140mm 采用 2 根帶 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 10 第三章 動(dòng)力計(jì)算 3 1 電機(jī)功率的確定 正如前面提到的 對(duì)于國(guó)內(nèi)普通車(chē)床 機(jī)床功率為 3 0 千瓦通常 選擇 Y100L2 4 型異步電動(dòng)機(jī) 的額定功率為 3 0 千瓦 3 2 主軸的估算 設(shè)計(jì)之初 由于確定的是一個(gè)方案 具體結(jié)構(gòu)還沒(méi)確定 因此 只根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料 初步確定主軸直徑 3 2 1 主軸前端軸頸的直徑 D1 表 3 1 各類(lèi)機(jī)床主軸前端軸頸的直徑 D1 直徑 機(jī)床 功率 1 5 2 5 2 6 3 6 3 7 5 5 5 6 7 3 7 4 11 車(chē)床 60 80 70 90 70 109 95 103 110 145 鉆床 50 80 50 85 60 90 70 95 75 100 銑床 50 90 60 90 60 95 75 100 90 105 圖 3 1 機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)圖 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 11 如表 3 1 所示 本次設(shè)計(jì) 現(xiàn)則 D1 80mm 3 2 2 主軸的后軸頸 D2 一般機(jī)床主軸后軸頸 D2 0 7 0 85 D1 D2 60mm 可以肯定的是 在前軸頸部 主軸一般是指與軸頸部的滾動(dòng)軸承配合的主軸 D1 D2 應(yīng)為 5 的倍數(shù) 3 3 中間傳動(dòng)軸的初算 一般機(jī)床每根軸的當(dāng)量直徑 d 與其傳遞的功率 P 計(jì)算轉(zhuǎn)速 N j 以及允許的扭 轉(zhuǎn)角 有如下公式 3 1 t P Nj 1sqr d 式中 P 該傳動(dòng)軸傳遞的額定功率 單位 KW Pe 電機(jī)到該軸傳動(dòng)件傳動(dòng)效率總值 d 當(dāng)量直徑 單位 cm N j 計(jì)算轉(zhuǎn)速 單位 rpm 對(duì)于花鍵軸 軸內(nèi)徑一般要比 d 小 7 3 3 1 允許扭轉(zhuǎn)角 的確定 一般 機(jī)床各軸的允許扭轉(zhuǎn)角參考值見(jiàn)表 3 2 表 3 2 機(jī)床各軸允許扭轉(zhuǎn)角 允許扭轉(zhuǎn)角 傳動(dòng)軸剛度要求 主軸 一般傳動(dòng)軸 較低軸 0 5 1 1 1 5 1 5 2 本次設(shè)計(jì) 中間傳動(dòng)軸允許扭轉(zhuǎn)角 均取 1 2 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 12 3 3 2 計(jì)算轉(zhuǎn)速 N j 的確定 轉(zhuǎn)速 N j 指的是所需要的主軸或其他傳動(dòng)軸的最小速度一切權(quán)力的轉(zhuǎn)移 為中 型通用機(jī)床幾何傳動(dòng) 主軸轉(zhuǎn)速一般的計(jì)算是 見(jiàn)表 3 4 驅(qū)動(dòng)器組件上的效率普通 機(jī)床 3 2 1 Z 3 min j 本次設(shè)計(jì) 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖圖 2 4 可確定各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速見(jiàn)表 3 25rpNj 3 表 3 3 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 各軸的轉(zhuǎn)速 軸 軸 軸 軸 軸 主軸 N j 1400 1000 355 355 355 125 3 3 3 各軸傳遞功率的確定 各軸的傳遞功率 當(dāng)確定了軸效率 軸承的作用不被認(rèn)為是 與齒輪Pe 傳動(dòng)裝置效率的最小值被選擇以補(bǔ)償所引起的軸承的誤差 見(jiàn)表 3 4 驅(qū)動(dòng)器組件上 的效率普通機(jī)床 表 3 4 機(jī)械傳動(dòng)效率 圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)元件 效率 V 帶傳動(dòng) 聯(lián)軸器 7 級(jí)精度 8 級(jí)精度 0 95 0 99 0 98 0 97 變速箱的變速裝置的變速采用 8 級(jí)的精度 和主軸箱是第 7 階段精度 通過(guò)表 3 2 表 3 3 表 3 4 和式 3 1 效率每個(gè)軸和等效直徑被確定 查看 3 5 表 表 3 5 機(jī)床各中間傳動(dòng)軸傳遞功率及計(jì)算直徑 各軸 效率 軸 軸 軸 軸 軸 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 13 P 2 85 2 76 2 68 2 55 2 50 d 2 23 2 41 3 10 3 06 3 04 2 85 0 97 2 76 2 76 0 97 2 68 2 68 0 85 2 55 2 55 0 98 2 50 3 4 齒輪模數(shù)的估算 根據(jù)疲勞強(qiáng)度或彎曲強(qiáng)度 齒輪模數(shù)是更復(fù)雜的 并且某些系統(tǒng)參數(shù)的可所有 參數(shù)已經(jīng)知道 的草圖之前 標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)估計(jì)后確定 并且相同的傳輸組中的齒 輪都采用相同的模量 并且在變速箱的齒輪采用 1 2 模 發(fā)送功率的齒輪模數(shù)大于 2 毫米 在中 大機(jī)床 主變速箱的齒輪模數(shù)往往采取從 2 5 3 的 4mm 由中心距 A 及齒數(shù) Z1 Z2 可求齒輪模數(shù)為 3 3 Z2 1 m 按齒面點(diǎn)蝕估算的齒輪中心距有如下公式 3 4 3 370P Nj 式中 大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 單位為 rpm j 該齒輪傳遞功率 單位為 KW 從 I 軸到 II 軸 則140rpm j2 85KW P46 9m I A 從 II 軸到 III 軸 則 N76520 從 III 軸到 IV 軸 則 35rj 71 IV 由 3 2 以及表 2 2 各軸齒輪傳動(dòng)齒數(shù)和 對(duì)于最小齒數(shù)和 則有各軸應(yīng)滿(mǎn)足 的最低模數(shù) 對(duì)于 I 軸 II 軸 則 46 9m I A 48minZ2 1 1 95m 對(duì)于 II 軸 III 軸 則 5206 26 對(duì)于 III 軸 IV 軸 則 71 I 7i 87 對(duì)于變速箱內(nèi)圓柱齒輪傳動(dòng) 統(tǒng)一用 m 2 5mm 因?yàn)橹鬏S傳遞扭矩大 所以主 軸箱內(nèi)齒輪模數(shù)取 3mm 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 14 3 5 各軸直徑及各齒輪齒數(shù)的確定 在實(shí)際生產(chǎn)中 軸齒輪傳動(dòng)主要由連接到實(shí)現(xiàn)軸向鍵 而且設(shè)計(jì)中 所有與花 鍵軸 并通過(guò)使用花鍵軸直徑的適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的等效直徑的軸的驅(qū)動(dòng)軸 并且通過(guò)花鍵 軸直徑由在齒輪側(cè)齒數(shù)軸上 花鍵軸 齒數(shù)及齒的選擇的尺寸示于表 3 6 表 3 6 各花鍵軸參數(shù)以及相應(yīng)傳動(dòng)副齒輪齒數(shù) 選定值參數(shù)數(shù) 參數(shù) 軸 軸 軸 軸 軸 軸 當(dāng)量直徑 22 3 24 1 31 0 30 6 30 4 花鍵軸參數(shù) 6 32 28 7 6 32 28 7 6 35 30 10 6 40 35 10 相對(duì)軸間齒輪 傳動(dòng)副和齒輪 和 60 76 103 這里需要說(shuō)明以下三點(diǎn) 1 花鍵軸參數(shù)尺寸代表 Z D d b Z 表示花鍵軸齒數(shù) D 表示花鍵軸大徑 d 表示小徑 b 表示齒寬 具體圖樣見(jiàn)圖 3 2 圖 3 2 矩形花鍵軸 2 齒輪齒數(shù)的選取 應(yīng)保證齒輪齒根與花鍵軸大徑配合的輪轂面不得小于 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 動(dòng)力計(jì)算 15 3 5mm 3 III 軸和 IV 軸間為皮帶輪 1 1 傳功 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 16 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括主軸箱 變速箱的結(jié)構(gòu) 和傳動(dòng)件 主軸組件 箱體以及連接件 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置等 4 1 齒輪的軸向布置 多次使用的滑動(dòng)齒輪及滑動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)必須保證當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫離 使一對(duì) 齒輪嚙合 否則干擾難以改變 因此 與固定齒輪匹配之間的距離應(yīng)保證留出足夠 的空間 至少不少于齒寬的兩倍 并留有 1 2mm 的間隙 齒輪齒寬取 b1 6 12 m 對(duì)變速箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副模數(shù) m 2 5mm 而對(duì)于主軸箱內(nèi) m 3mm b2 20mm 變速箱內(nèi)相鄰固定齒輪間距 B 應(yīng)不小于 32mm 圖 4 1 齒輪的軸向布置 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 17 4 2 傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置 4 2 1 軸的設(shè)計(jì) 圖 4 2 I軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 I 軸上是三聯(lián)滑移齒輪 相對(duì)應(yīng)的花鍵軸段尺寸為 6 32 28 7 左右端均采用深 溝球軸承 其型號(hào)分別是 6205 6206 右端是五齒皮帶輪 和帶有平鍵 I 軸連接 電機(jī)右端 V 帶輪將動(dòng)力傳至 I 軸 又通過(guò)滑移齒輪傳動(dòng)力至 II 軸 4 2 2 軸的設(shè)計(jì) 圖 4 3 II軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 II 軸上是五個(gè)固連齒輪 左邊三個(gè)固連齒輪與 I 軸配合 右邊兩個(gè)固連齒輪與 III 軸配合 相對(duì)應(yīng)花鍵軸段尺寸為 6 32 28 7 左 右端是 6205 型號(hào)的深溝球軸承 動(dòng)力軸 I 到 II 軸 并通過(guò)右邊兩齒輪傳動(dòng)力傳到 III 軸 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 18 4 2 3 軸的設(shè)計(jì) 圖 4 4 III軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 III 軸上有 2 聯(lián)滑移齒輪 與 II 軸的兩個(gè)固定齒輪嚙合 相對(duì)應(yīng)花鍵軸段尺寸為 6 35 30 10 左 右均為 6206 型號(hào)的深溝球軸承 左端是兩個(gè)齒皮帶輪 動(dòng)力從 II 軸傳到 III 軸 再通過(guò)左邊的 V 帶輪傳動(dòng)力到 IV 軸 4 2 4 軸的設(shè)計(jì) 圖 4 5 IV軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 IV 軸是套在主軸左端的套筒 兩個(gè)是 6214 型號(hào)的深溝球軸承支撐套筒并增加 其剛度 左端是 2 齒皮帶輪 左邊螺母可調(diào)整其軸向位置 動(dòng)力從 III 軸徑皮帶輪傳 至 IV 軸 再通過(guò)右邊齒輪將動(dòng)力傳出 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 19 4 2 5 軸的設(shè)計(jì) 圖 4 6 V軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 V 軸是背輪機(jī)構(gòu) 其上兩個(gè)滑動(dòng)齒輪和離合器滑動(dòng)盤(pán)內(nèi)齒離合器滑動(dòng)用螺栓固 定在一起 以實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)哪康?與花鍵軸維度參數(shù)為 左右是 型10 354 6620 號(hào)的深溝球軸承 當(dāng)撥動(dòng)滑移齒輪 使左端齒輪與 IV 軸齒輪嚙合時(shí) 主軸將是低 6 級(jí)轉(zhuǎn)速 如果直接與 IV 軸齒輪嚙合換檔滑動(dòng)齒輪 所以即使是撥號(hào)叉形主軸齒輪 主軸將獲得 8 高速 4 2 6 主軸的設(shè)計(jì) 圖 4 7 主軸及其上傳動(dòng)元件布置圖 主軸裝有由 V 軸 后輪機(jī)構(gòu) 控制內(nèi)部離合器圓盤(pán) 并與右側(cè) V 軸及軸的右端 的齒輪 當(dāng)?shù)谒妮S齒輪直接與所述接合內(nèi)齒離合器 主軸將獲得一個(gè)高 6 速 當(dāng)脫 開(kāi) 因此 即使在齒輪與背面齒輪機(jī)構(gòu)連接 通過(guò)兩個(gè) 1 2 8 復(fù)位 將是低的第 6 級(jí)高速主軸 因?yàn)橹鬏S較長(zhǎng) 為了提高其剛性 這樣的設(shè)計(jì)使用了三個(gè)支撐件 其結(jié)構(gòu)是 3 孔高同軸 溫升及空載功率的增加 但 3 孔同軸加工難度 支持一般選擇或支持為 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 20 輔助 只有負(fù)載 軸彎曲變形 支撐工作將工作 這樣的設(shè)計(jì) 正面支持為主要支撐點(diǎn) 雙列圓柱滾子軸承的選擇和類(lèi)型 NU316 其承載能力 摩擦系數(shù)小 溫升低 極限轉(zhuǎn)速高 能很好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 但不能承受軸向力 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 我們選擇兩欄式 51214 推力球軸承 并支持支 持支持外錐式滑動(dòng)軸承內(nèi)圈的軸向力 在一方面 它能夠滿(mǎn)足高速度 高精度 重 載 同時(shí)承受較大的徑向力 另一方面 它可以從前面的主軸的軸向力的背面 并充 分傳遞到身體 確保運(yùn)行精度和性能良好的主軸 的滾動(dòng)軸承是由螺母其軸向間隙 調(diào)整 并且所述內(nèi)圓筒滑動(dòng)軸承可以通過(guò)雙向后蓋調(diào)整其徑向間隙 4 3 主軸的強(qiáng)度校核 主軸作為車(chē)床的輸出軸 一方面 由卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)該夾緊工件旋轉(zhuǎn) 另一方面 由 于主軸精度 性能要求較高 從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和上傳更多復(fù)雜的布局元素的行為 和主軸通常是更厚 制成空心軸 以確保在材料 高強(qiáng)度 剛度和疲勞強(qiáng)度相同的 量 在設(shè)計(jì)中 僅在主軸檢查的強(qiáng)度 和其他的軸 以及硬度 疲勞強(qiáng)度僅限于討論 長(zhǎng)度 這種設(shè)計(jì) 兩個(gè) 其中一個(gè)主要來(lái)源 通過(guò)背面輪機(jī)構(gòu)的主要來(lái)源 以獲得 6 個(gè) 速度 一個(gè)是低電平 通過(guò)內(nèi)部齒輪離合器 以得到 6 速 在這兩種情況下 主軸 的應(yīng)力狀態(tài)是明顯不同的 所以應(yīng)力分析和驗(yàn)證分別進(jìn)行 另外 車(chē)床的卸載裝載裝置的整體布局的主軸鼻 切削力的切削過(guò)程被傳遞到 身上 所以在強(qiáng)度檢查不考慮切削力的影響 本設(shè)計(jì)主軸的材料為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼 它的許用疲勞強(qiáng)度 1b 60Mpa 在檢查 一些簡(jiǎn)單的計(jì)算進(jìn)行了 主軸的原理圖如圖 4 8 所示 因?yàn)橹虚g只支 持輔助支撐 在應(yīng)力分析 而不是反點(diǎn)支撐 左和右軸承濃縮反應(yīng)點(diǎn) 并且被認(rèn)為 在軸承支撐的中點(diǎn)起作用 現(xiàn)將主軸上各傳動(dòng)元件的作用點(diǎn)位置和距離表示如下 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 21 圖 4 8 主軸及其上元件軸向位置簡(jiǎn)圖 4 3 1 低 6 級(jí)傳動(dòng)時(shí)強(qiáng)度驗(yàn)算 主軸上右邊的固定齒輪受力 其受力簡(jiǎn)圖如圖 4 9 所示 轉(zhuǎn)矩 m 531N 0 84 31 9 5 P N 10 39 5 T 圓周力 6 27 d2Ft 徑向力 6 tanr 水平面上的支反力 1492N 58 13 80 Ft1 b a A1 3N F t B 垂直面上的支反力 54N r d 152 r1 截面 C 處的水平彎矩 m 183 0 FA8 Mc 截面 C 處的垂直彎矩 52 因主軸單向回轉(zhuǎn) 視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán) 0 6 b 則截面 C 處的當(dāng)量彎矩為 m 547N 2T1 c sqrt vc1 軸的受力圖 轉(zhuǎn)矩圖 彎矩圖如圖 4 9 所示 根據(jù)彎曲力以檢查軸部的強(qiáng)度值 C 最大等效的時(shí)刻 可能是危險(xiǎn)的部分 已知 60Mpa 1b m 547N Mvc1 60Mpa 1b 13 0pa 75 3 0 d W c 所以其強(qiáng)度足夠 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 22 圖 4 9 低 6級(jí)軸的強(qiáng)度計(jì)算 4 3 2 高 6 級(jí)傳動(dòng)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算 在這種情況下 主軸的主軸線(xiàn)的內(nèi)離合器直接卡合在第四軸線(xiàn) 該力示意圖的 外齒 如圖 4 10 所示 轉(zhuǎn)矩 m 67 8N 0 4 35 1 9 5 P2 N 10 39 5 T2 圓周力 1 2 678 dFt 水平面上的支反力 24 0 Fta b A 5 2 t B 垂直面上的支反力 816N r2 d F 截面 A 處的水平彎矩 m 34 0 t14Ma 同理 截面 A 處的當(dāng)量彎矩為 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 23 m 25N T Ma1 2 sqrt va 軸的受力圖 轉(zhuǎn)矩圖 彎矩圖如圖 4 10 所示 類(lèi)似地 部分 A 的等效力矩為最大 并可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的橫截面 已知 60pa 1b m 25N va1 60Mpa 1b 9 2pa M5 3 M 0 dc 3 W a 所以其強(qiáng)度也足夠 圖 4 10 高 6級(jí)軸的強(qiáng)度計(jì)算 總之 主軸的強(qiáng)度是足夠的 在兩種情況下 這樣設(shè)計(jì)的主軸尺寸符合要求 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 24 總結(jié) 數(shù)控機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)的任務(wù)完成設(shè)計(jì) 雖然設(shè)計(jì)過(guò)程是復(fù)雜的 而且有一些困 惑在第一 但在學(xué)生的共同努力 再加上老師的指導(dǎo)下 我終于成功地完成了設(shè)計(jì) 任務(wù) 這樣的設(shè)計(jì) 以鞏固和深化課堂教學(xué)的理論 鍛煉的內(nèi)容 培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知 識(shí)和理論我的綜合能力 使自己獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力得到加強(qiáng) 使我明白了 許多主軸箱的結(jié)構(gòu)和原理 例如 在傳輸速度上滑動(dòng)花鍵軸齒輪改變 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增 長(zhǎng)或減少 通過(guò)齒輪傳動(dòng)的速度是可變的 CM6132 變速可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速下床頭的床 腿變 9 變速箱在一個(gè)盒子里 由三角膠帶傳動(dòng)皮帶輪 通過(guò)兩個(gè)三齒輪與軸 馬 達(dá)運(yùn)動(dòng) 得到 9 變速器 輸出軸 橫向皮帶輪 帶內(nèi)輪裝有電磁制動(dòng)器 磁軛通過(guò)滑動(dòng)安裝在殼體法蘭蓋鍵 電樞被固定在皮 帶輪 主電機(jī)功率 電 磁軛線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)制動(dòng) 變速采用液壓操作模式 兩個(gè)中分別三個(gè)柱塞可變氣缸控制兩個(gè)三滑動(dòng)齒輪 是相同的 如果變量氣缸 的大約兩個(gè)腔的壓力油 因?yàn)橹扔谠O(shè)定的作業(yè) 區(qū)域 在設(shè)定區(qū)域和面積的環(huán)形端大于所述柱塞端 圓柱銷(xiāo)處于中間位置 沿著圓 柱形銷(xiāo)氣缸移動(dòng)方向開(kāi)一個(gè)槽 沿著該槽的圓柱形針可促進(jìn)叉 以便控制所述關(guān)節(jié) 滑動(dòng)齒輪嚙合的中間位置 如果變量氣缸腔內(nèi)的壓力油 左右回油腔 是關(guān)于在右 側(cè)的柱塞柱塞和殼體壓力到另一側(cè) 圓柱形銷(xiāo)沿槽叉向右移動(dòng)的左側(cè) 從而使關(guān)節(jié) 滑移網(wǎng)格齒輪在右端位置 與上述相反的動(dòng)作 他是在左側(cè)網(wǎng)格位置 叉有一個(gè)定 位孔 使通過(guò)彈簧正確滑動(dòng)齒輪的定位 并控制所述微動(dòng)開(kāi)關(guān)使光的信號(hào) 左 右交換 由可變速度分配閥的可變氣缸腔的油 身體的可變速度分布具有 交錯(cuò)四孔 A B C D 所述閥芯是中空體 和一個(gè)圓形槽 軸向槽和油孔 壓閥 在油泵供給壓力成在閥芯的內(nèi)腔內(nèi)的速度分布的油 再通過(guò)各油分布在閥芯 孔成相應(yīng)可變氣缸 移動(dòng)滑動(dòng)齒輪傳動(dòng) 氣缸柱塞停止 完成可變速度 油壓 速 度和壓力閥 油噴射頭架和后似乎箱 主軸之前和潤(rùn)滑軸承等傳輸副后 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 25 參考文獻(xiàn) 1 濮良貴 紀(jì)成剛 機(jī)械零件 M 北京 高等教育出版社 1995 47 97 2 劉朝儒 彭福萌 機(jī)械制圖 第四版 北京 高等教育出版社 2006 12 3 張桂芳 滑動(dòng)軸承 M 北京 高等教育出版社 1985 78 98 4 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第一卷 M 北京 化工工業(yè)出版社 2002 76 80 5 劉杰 趙春雨 宋偉剛等 機(jī)電一體化基礎(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì) M 北京 冶金工業(yè)出版社 2003 46 61 6 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第三卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 32 40 7 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第四卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 256 178 8 張玉 劉平 幾何量公差與測(cè)量技術(shù) 第三版 M 沈陽(yáng) 東北大學(xué)出版社 2006 17 97 9 楊德武 鄢利群 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M 長(zhǎng)春 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 2006 191 220 10 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2006 34 57 11 畢承恩 丁乃建 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 12 戴曙 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 遼寧 大連工學(xué)院 1974 13 韓永生 工程材料性能與選用 M 北京 化工工業(yè)出版社 2004 14 孫訓(xùn)方 方孝淑 關(guān)淑泰 材料力學(xué) 第三版 北京 高等教育出版社 1994 101 107 15 侯維芝 祁翠琴 機(jī)械設(shè)計(jì)中的逆向工程技術(shù) J 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2004 125 127 16 周有強(qiáng) 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 4 17 周有強(qiáng) 崔學(xué)良 董志峰 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器發(fā)展概述 J 機(jī)械傳動(dòng) 2005 18 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 第二卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 430 436 19 王雨新 王永山 復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)空間布局研究 J 機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2006 78 82 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝 26 致謝 當(dāng)我完成這篇論文的最后一頁(yè)時(shí) 我感覺(jué)到自己所獲得的遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于付出 大學(xué) 四年的學(xué)習(xí)生活 不僅僅使我獲得了更多的知識(shí) 而且也使我的能力 素質(zhì)得到全 面的提高 為此 我要特別感謝我的老師 感謝他們?cè)谶@幾年中對(duì)我們的悉心教導(dǎo) 從課 程的學(xué)習(xí) 論文的選題到課題的研究都傾注了導(dǎo)師的心血 無(wú)論導(dǎo)師工作如何繁忙 每周都會(huì)研究進(jìn)展匯報(bào) 強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新但允許出錯(cuò) 這一切都給我不斷的動(dòng)力 并時(shí)刻 鞭策著我努力學(xué)習(xí) 感謝導(dǎo)師引導(dǎo)我進(jìn)入機(jī)械變速機(jī)構(gòu)的研究領(lǐng)域 導(dǎo)師淵博的知識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué) 態(tài)度 高瞻遠(yuǎn)曙的學(xué)術(shù)眼光 用于創(chuàng)新的學(xué)術(shù)思想 豐富的科研經(jīng)驗(yàn)以及勤奮的工 作態(tài)度都是我今后學(xué)習(xí)的榜樣 此時(shí)此刻我只有一種感覺(jué) 語(yǔ)言和文字已無(wú)法表達(dá)我內(nèi)心深處的感激之情 得 到別人幫助的人 更能體會(huì)付出的意義和內(nèi)涵 在此 僅以此次設(shè)計(jì)來(lái)表達(dá)我對(duì)幫 助過(guò)我的人的感謝