CJK6032數(shù)控車床集中傳動(dòng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘摘要要 在本次設(shè)計(jì)中，我采用常規(guī)集中式主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)轉(zhuǎn)速。主軸 的轉(zhuǎn)速是由電機(jī)經(jīng)三角皮帶傳遞到軸 I，通過(guò)一對(duì)齒輪 29/43 帶動(dòng)軸 II，軸 II 的齒輪與主軸二聯(lián)滑移齒輪通過(guò)手柄操作使它們相互嚙合。機(jī)床主軸箱內(nèi) 的傳動(dòng)齒輪均經(jīng)淬硬磨齒處理，傳動(dòng)比穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低。機(jī)床主軸為二支 撐結(jié)構(gòu)，前支撐采用 C 級(jí)高精度軸承，潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，提高了回轉(zhuǎn)精度，使 機(jī)床主軸具有良好的精度和剛性。 機(jī)床兩軸進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的典型傳動(dòng)方式，在滑板 與床鞍及床鞍與床身之間的滑動(dòng)面處貼有 TSF 導(dǎo)軌板，滑動(dòng)磨擦系數(shù)非常 小，有助于提高了機(jī)床的快速響應(yīng)性能及生產(chǎn)效率。進(jìn)給方面，采用開環(huán)數(shù) 控系統(tǒng)，即步進(jìn)電機(jī)數(shù)控進(jìn)給方式。采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)已基本能滿 足進(jìn)給精度的要求。主傳動(dòng)由于采用了集中傳動(dòng)發(fā)案，可較好的隔離電機(jī)及 變速箱的震動(dòng)，解決了熱變形對(duì)主軸的影響，提高機(jī)床的加工精度。在總體 性能上可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)精密數(shù)控機(jī)床之列，達(dá)到較好的性價(jià)比。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞數(shù)控車床；CJK6032；集中傳動(dòng)；步進(jìn)電機(jī) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract In this design, I have used conventional centralized main drive designed to achieve the 8 speed. Spindle speed is variable frequency electric transmission belt by the triangle to the axis I, through a pair of gear driven 29/43 axis II, Axis II of the gear and spindle gear diad slip through the handle of the operation so that they mesh each other. Spindle of transmission gear box have been hardened gear grinding processing, transmission ratio stability, low noise operation. Spindle support structure for the second, the former supporting the use of C-class high-precision bearings, lubricating oil lubrication, improves turning precision, so that the spindle machine has a good precision and rigidity. Two-axis machine tool feed system uses a stepper motor driver typical ball screw drive in the saddle and skateboards with bed and bed-bed saddle between the sliding surface affixed TSF rail board, sliding friction coefficient is very small, help to improve the machines rapid response performance and production efficiency. Feed, the use of open-loop CNC system, that is stepper motor CNC feed way. Stepper motor using open-loop NC system has been basically able to meet the requirements of precision feed. As a result of the main drive transmission concentrated incidence can better isolate the vibration motor and gearbox to resolve the thermal deformation of the impact of the spindle and improve machining precision machine tools. In the overall performance of the economy can achieve a series of precision CNC machine tools to achieve better cost-effective. Key wordsCNC latheCJK6032focus steppermotor drive 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄目錄 摘摘要要I AbstractII 目錄目錄.III 第第 1 章章 緒論緒論. 1 1.1 課題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義1 1.1.1 課題研究現(xiàn)狀.1 1.1.2 選題的目的和意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析.2 1.2.1 國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀2 1.2.2 國(guó)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀2 1.3 課題來(lái)源與及論文主要工作.3 第第 2 章章 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì).4 2.1 主傳動(dòng)的組成部分4 2.2 機(jī)床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式的選定.5 2.3 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù). 5 2.4 各組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求 6 第第 3 章章 機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì).7 3.1 主要技術(shù)參數(shù)的確定. 7 3.1.1 尺寸參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.1.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù).8 3.1.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定.8 3.1.4 轉(zhuǎn)速范圍及公比的確定.9 3.1.5 結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定9 3.1.6 轉(zhuǎn)速圖的擬定.10 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定11 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇12 3.4 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 12 3.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.6 普通 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算26 3.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第第 4 章章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算38 4.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.38 第第 5 章章 軸承、密封圈、墊片選擇軸承、密封圈、墊片選擇41 5.1 軸承的選擇41 5.2 滾動(dòng)軸承的校核41 5.3 密封圈、墊片的選擇. 43 第第 6 章章 機(jī)床裝配通用技術(shù)要求機(jī)床裝配通用技術(shù)要求.43 6.1 主軸和軸的裝配.43 6.2 軸承裝配.43 6.3 齒輪的裝配.43 6.4 密封件裝配.44 6.5 其它部件組裝裝配45 結(jié)結(jié)論論46 致致謝謝47 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)48 附錄附錄 1.55 附錄附錄 2.56 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -1- 第第 1 章章 緒論緒論 1.1 課題研究現(xiàn)狀課題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義選題的目的和意義 1.1.1 課題研究現(xiàn)狀課題研究現(xiàn)狀 數(shù)控鏜床又稱數(shù)字控制（Numbercalcontrol,簡(jiǎn)稱 NC）機(jī)床。它是 20 世紀(jì) 50 年代初發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制機(jī)床，而數(shù)控鏜床是其中的一類實(shí)用性很強(qiáng) 的機(jī)床形式。數(shù)控鏜床是基于數(shù)字控制的。數(shù)控機(jī)床，就是采用了數(shù)控技術(shù)的 機(jī)床。是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼， 或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。此種程序控制系統(tǒng)，即數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng) 是一種控制系統(tǒng)，它自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字值，并將其譯碼，從 而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。數(shù)控機(jī)床的組成：主機(jī)，CNC,驅(qū)動(dòng)裝置，數(shù)控機(jī) 床的輔助裝置，編程機(jī)及其他一些附屬設(shè)備。1）主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，是 用于完成各種切削加工的機(jī)械部分。根據(jù)不同的零件加工要求，有車床、銑 床、鉆床、鏜床、磨床、重型機(jī)床、電加工機(jī)床及其它類型。與普通機(jī)床不同 的是，數(shù)控機(jī)床的主機(jī)結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：由于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用了高 性能的主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，傳 動(dòng)鏈較。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高 的動(dòng)態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。更多地采用高效傳動(dòng)部件， 如滾珠絲杠副，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等。2）CNC 裝置 這是數(shù)控機(jī)床的核心。用于實(shí) 現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以 及實(shí)現(xiàn)各種控制功能?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置都具有下面一些功能。 1.1.2 選題的目的和意義選題的目的和意義 鏜床是典型金屬切削機(jī)床，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可使所學(xué)機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電工學(xué) 知識(shí)得到綜合應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力都能受到訓(xùn)練，可有力的提 高學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。經(jīng)過(guò)此課題的設(shè)計(jì)，掌握鏜床的主軸變速 系統(tǒng)，及進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)原理。從而掌握在加工過(guò)程中機(jī)床動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)原理。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -2- 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 1.2.1 國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀 我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)高速增長(zhǎng)，根據(jù)市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)重點(diǎn) 推進(jìn)高效、精密為核心的數(shù)控機(jī)床級(jí)工程，加強(qiáng)民展性能、高可靠性數(shù)控功能 部件，積極開展復(fù)合加工機(jī)床、超精密數(shù)控機(jī)床和可重構(gòu)制造系統(tǒng)的工程化研 究等機(jī)械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔 性的自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。 它開創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)成為先進(jìn) 制造技術(shù)的一項(xiàng)核心技術(shù)。通過(guò)持續(xù)的開發(fā)研究以及對(duì)信息技術(shù)的深化應(yīng)用， 促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能和質(zhì)量的進(jìn)一步提升，使數(shù)控機(jī)床成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建 設(shè)發(fā)展的重要制造裝備。 近 8 年來(lái)，我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床（簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床）產(chǎn)量一直以年均增長(zhǎng)超過(guò) 27速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2004 年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量為 51860 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 40.8，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約 74000 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 30。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛 也促進(jìn)了 2004 年內(nèi)建的三資和民營(yíng)機(jī)床廠以及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。 1.2.2 國(guó)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀國(guó)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀 當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)床工業(yè)高度重視，競(jìng)相發(fā)展機(jī)電一體化、高 精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)， 歐、美、亞在國(guó)際市場(chǎng)上相互展開激烈競(jìng)爭(zhēng)，已形成一條無(wú)形戰(zhàn)線，特別是隨 微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在 20 世紀(jì) 80 年代以后加速發(fā)展，各方 用戶提出更多需求，早已成為四大國(guó)際機(jī)床展上各國(guó)機(jī)床制造商競(jìng)相展示先進(jìn) 技術(shù)、爭(zhēng)奪用戶、擴(kuò)大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。中國(guó)加入 WTO 后，正式參與世界市場(chǎng)激 烈競(jìng)爭(zhēng)，今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又 艱巨的任務(wù)。 數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)至今的 50 年，隨科技、特別是微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步 而不斷發(fā)展。美、德、日三國(guó)是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用 上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國(guó)家。因其社會(huì)條件不同，各有特點(diǎn)。 美國(guó)的特點(diǎn)是，政府重視機(jī)床工業(yè)，美國(guó)國(guó)防部等部門不斷提出機(jī)床的發(fā) 展方向、科研任務(wù)和提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -3- “創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。德國(guó)政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方 面大力扶植。特別講究“實(shí)際”與“實(shí)效”，堅(jiān)持“以人為本”，師徒相傳，不斷提 高人員素質(zhì)。日本政府對(duì)機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過(guò)規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振 法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí) 德國(guó)，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國(guó)，甚至青出於藍(lán)而勝於藍(lán)。 1.3 課題來(lái)源與及論文主要工作課題來(lái)源與及論文主要工作 本課題來(lái)源與哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院。 本論文主要工作如下： 通過(guò)分析現(xiàn)有鏜床，進(jìn)行合理的理論計(jì)算與實(shí)際結(jié)合，設(shè)計(jì)出符合技術(shù)要 求的鏜床，其中包括： 1）在機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)，確定作用在機(jī)械系統(tǒng)上各構(gòu) 件的載荷并進(jìn)行機(jī)械的功率計(jì)算和壽命計(jì)算； 2）根據(jù)擬定的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行尺寸綜合確定，以滿足根據(jù)該機(jī)械的用途， 功能和工藝性要求而提出的傳動(dòng)系統(tǒng)要求； 3）依據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)輸入運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的要求，以及機(jī)械的用途、工作環(huán) 境、成本、效率等條件，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -4- 第第 2 章章 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 機(jī)床工業(yè)是機(jī)器制造業(yè)的重要部門，肩負(fù)著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó) 防現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，是使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)具有高生產(chǎn)率和先進(jìn)的技 術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的保證。設(shè)計(jì)機(jī)床的目標(biāo)就是選用技術(shù)先進(jìn)。經(jīng)濟(jì)效果顯著的最佳 可行方案，以獲得高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 因此，從事機(jī)床設(shè)計(jì)的人員，應(yīng)不斷地把經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的新理論、新技 術(shù)、新方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，做到既要技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、效率高。要不斷 的吸收國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，做到既要符合我國(guó)國(guó)情，又要趕超國(guó)際水平。要不斷 的開拓創(chuàng)新，設(shè)計(jì)和制造出更多的生產(chǎn)率高、靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使 用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現(xiàn)代化機(jī)床。設(shè)計(jì)本著以上 原則進(jìn)行，盡量向低成本、高效率、簡(jiǎn)化操作、符合人機(jī)工程的方向考慮。 2.1 主傳動(dòng)的組成部分主傳動(dòng)的組成部分 主傳動(dòng)由動(dòng)力源、變速裝置及執(zhí)行元件等組成。主傳動(dòng)系統(tǒng)屬于外聯(lián)系傳 動(dòng)鏈。 主傳動(dòng)包括動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)） 、變速裝置、定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸組件、操 縱機(jī)構(gòu)等部分組成。 1、動(dòng)力源 電動(dòng)機(jī)，它給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向。 2、定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 具有固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)降速、升速或運(yùn)動(dòng)聯(lián)接，本設(shè)計(jì)中 采用齒輪和帶傳動(dòng)。 3、變速裝置 傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)以及變換運(yùn)動(dòng)速度的裝置，本設(shè)計(jì)中采帶輪和齒輪降速同 時(shí)用兩個(gè)電磁離合器控制齒輪轉(zhuǎn)速換接機(jī)構(gòu)使主軸獲 2 級(jí)轉(zhuǎn)速。 4、主軸組件 機(jī)床的執(zhí)行件之一，它由主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成， 5、開停裝置 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -5- 用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的啟動(dòng)和停止的機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用直接開停電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn) 主軸的啟動(dòng)和停止。 6、操縱機(jī)構(gòu) 控制機(jī)床主軸的開停、換向、變速及制動(dòng)的機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中，開停、換向 和制動(dòng)采用電控制；進(jìn)給采用液壓控制。 7、潤(rùn)滑與密封 為了保證主傳動(dòng)的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤(rùn)滑裝置和 可靠的密封裝置。本設(shè)計(jì)中采用箱內(nèi)循環(huán)強(qiáng)制潤(rùn)滑，主軸組件采用唇形密封。 8、箱體 上述個(gè)機(jī)構(gòu)和裝置都裝在箱體中，并應(yīng)保證其相互位置的準(zhǔn)確性。本設(shè)計(jì) 中采用灰口鑄鐵 HT200 鑄造箱體。 2.2 機(jī)床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式的選定機(jī)床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式的選定 主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 主軸的轉(zhuǎn)速是由電機(jī)經(jīng)皮帶傳遞到軸 I，通過(guò)一對(duì)齒輪 33/47 帶動(dòng)軸 II,軸 II 的齒輪與電磁離合器連接，通過(guò)控制電磁離合器的啟停進(jìn)行變速。將變速后 的速度通過(guò)軸 II 上的齒輪與主軸上的齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采液壓系統(tǒng)控制，其動(dòng)力由液壓缸通過(guò)導(dǎo)桿傳 遞給鏜頭。 機(jī)床其它零部件的選擇機(jī)床其它零部件的選擇 考慮到生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，機(jī)床附件如油管、行程開關(guān)等，以及 標(biāo)準(zhǔn)件選擇外購(gòu)形式。 2.3 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù) 鏜床主軸最高轉(zhuǎn)速為 n=500r/min，鏜床最低轉(zhuǎn)速為 n=355r/min。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -6- 2.4 各組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求各組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求 1床身 機(jī)床是用 HT200 澆鑄而成，由牢固的橫向十字筋組成，床身震動(dòng)低，是 經(jīng)過(guò)超音頻淬火和精密磨削加工的。 2床頭箱結(jié)構(gòu) 床頭箱是用 HT200 澆鑄而成，它由四顆螺釘固定在床身上。在床頭箱 里，鏜床使用的是皮帶，它最大的優(yōu)點(diǎn)是在任何速度下噪聲非常小。 3進(jìn)給系統(tǒng) 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用液壓缸活塞桿推動(dòng)導(dǎo)桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -7- 第第 3 章章 主要技術(shù)參數(shù)的確定主要技術(shù)參數(shù)的確定 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機(jī)床參數(shù)中最主要 的，它必須滿足以下要求： 1）直接反映出機(jī)床的加工能力和特性； 2）決定其他基本參數(shù)值的大??； 3）作為機(jī)床設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)； 4）作為用戶選用機(jī)床的主要依據(jù)。 對(duì)于專用機(jī)床，主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸表示，只有在不適用 于用工件最大尺寸表示時(shí)，才采用其他尺寸或物理量。如臥式鏜床的主參數(shù)用 主軸直徑，拉床用額定拉力等。為了更完整地表示出機(jī)床的工作能力和加工范 圍，有時(shí)在主參數(shù)后面標(biāo)出另一參數(shù)值，稱為第二主參數(shù)。如最大工件長(zhǎng)度、 最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模數(shù)等。 除主參數(shù)外，機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)還包括下列基本參數(shù)： 1）與工件尺寸有關(guān)的參數(shù)； 2）與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)； 3）與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)； 4）與機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)。 這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)三種。 機(jī)床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容 機(jī)床的主參數(shù)主要決定于工件的尺寸。對(duì)于各類通用機(jī)床，已在調(diào)查研究 各種工件的基礎(chǔ)上制定出了機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照?qǐng)?zhí)行。專用機(jī)床 的主參數(shù)則基本上可以根據(jù)工件尺寸決定。 主參數(shù)系列采用優(yōu)先數(shù)系，這樣做有如下好處： （1）優(yōu)先數(shù)按等比級(jí)數(shù)分級(jí)，能在較寬的范圍內(nèi)以較少的品種，經(jīng)濟(jì)合 理地滿足用戶的需要，即可把產(chǎn)品的品種規(guī)格限制在必需的最少范圍內(nèi)。 （2）優(yōu)先數(shù)系具有各種不同公比的系列，因而可以滿足較密和較疏的分 級(jí)要求。隨著形勢(shì)的發(fā)展，可以通過(guò)插入中間值使較疏的系列變成較密的系 列，而原來(lái)的項(xiàng)值保留不變。在參數(shù)范圍很寬時(shí)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和需要量等不同 的條件，還可以分段選用最合適的基本系列（即選用不同的公比） ，以復(fù)合系 列的形式組成最佳系列。 （3）優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值制度，有利于國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)化。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -8- 其他尺寸參數(shù)一般根據(jù)主參數(shù)來(lái)確定。但由于機(jī)床的使用情況比較復(fù)雜， 這些尺寸參數(shù)的確定還有相似分析法和圖解分析法及回歸分析法。 由此可以得到 CA6102 鏜床的尺寸參數(shù)如下表所示： 參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值 主軸行程mm100 主軸直徑mm40 最大工件孔徑mm62 機(jī)床外行尺寸（長(zhǎng)寬高）mm16145401500 3.1.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括機(jī)床主運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）的速度范圍和級(jí)數(shù)，進(jìn)給量范圍和 級(jí)數(shù)以及輔助運(yùn)動(dòng)的速度等，它是由加工表面成形運(yùn)動(dòng)的工藝要求所決定的。 主軸極限轉(zhuǎn)速和變速范圍 對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸極限轉(zhuǎn)速為： 3.1.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）主軸最高轉(zhuǎn)速 Max N的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)，用硬質(zhì)合金鏜刀對(duì)連桿大端軸承孔鏜削時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速 為最高，n=500r/min （2）主軸最低轉(zhuǎn)速 Min N的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)，用硬質(zhì)合金鏜刀對(duì)連桿大端軸承孔鏜削時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速 為最高，n=350r/min 3.1.3 轉(zhuǎn)速范圍及公比轉(zhuǎn)速范圍及公比的確定的確定 根據(jù)最高轉(zhuǎn)速與最底轉(zhuǎn)速可初步得出主軸轉(zhuǎn)速范圍 Min Max n N N R = 500 350 1.42 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -9- 由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值得 =1.41 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公比及初算 Min N，查表取 Min N=355r/min，則最高轉(zhuǎn)速 Max N=500r/min 則主軸轉(zhuǎn)速范圍 500 1.408 355 Max n Min N R N 且驗(yàn)算公比得=1.41 1.42,滿足要求。 3.1.4 結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定 （1）結(jié)構(gòu)式的確立）結(jié)構(gòu)式的確立 結(jié)構(gòu)式的方案： 2=112 在上述方案中，從電機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電機(jī)處的零件，轉(zhuǎn) 速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電 機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，而大尺寸的零件可以少些，這樣就節(jié)省省材 料，經(jīng)濟(jì)上就占優(yōu)勢(shì)，且這也符合“前多后少”的原則。根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定如下 結(jié)構(gòu)式： 2=1（2） 1（3）2（4） 基本組擴(kuò)一組擴(kuò)二組 （2）構(gòu)網(wǎng)的擬定）構(gòu)網(wǎng)的擬定 1）傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)組的極限變速范圍）傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)組的極限變速范圍 在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使徑向尺寸太大，常限制最 小傳動(dòng)比 max i1/4。在升速時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪聲，常限制最大傳 動(dòng)比 max i2。 2）基本組和擴(kuò)大組的排列順序）基本組和擴(kuò)大組的排列順序 原則是選擇中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案。因?yàn)槿绻鞣桨竿?hào)傳動(dòng)軸 的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，傳動(dòng)件的尺寸也就 小些。 根據(jù)前面求得的公比=1.41,按照以上原則，選擇最佳方案，本次設(shè)計(jì)采 用的結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖所示： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -10- 3.1.5 轉(zhuǎn)速圖的擬定轉(zhuǎn)速圖的擬定 電動(dòng)機(jī)和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當(dāng)選定了結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，就可分配各 傳動(dòng)組的傳動(dòng)比，并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動(dòng)，就可畫出轉(zhuǎn)速圖。 中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一些，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如 果轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起過(guò)大的振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。因此，要注意限制中間軸的 轉(zhuǎn)速，不使過(guò)高。 本次設(shè)計(jì)所選用的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需 3 根軸，加上電 動(dòng)機(jī)軸共 4 根軸，故轉(zhuǎn)速圖上需 4 條豎線；主軸共 2 種轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)軸與軸 1 之間采用定比傳動(dòng)。轉(zhuǎn)速圖如下圖所示： 3.1.6 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比i并分配傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 （1）總傳動(dòng)比 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -11- w n i n 高速 1400 2.8 500 w n i n 低速 1400 3.73 355 （2） ，分配傳動(dòng)比 采用優(yōu)先系數(shù)1.41 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 根據(jù)以上分析及計(jì)算，擬定如下傳動(dòng)系統(tǒng)圖： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -12- 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 1，按刀具微調(diào)鏜刀，90主偏角硬質(zhì)合金刀。 2，加工工件，直徑 62mm 的軸承大端孔，材料為 ZSNSb4Cu4,硬度為 HBS20 3，主軸轉(zhuǎn)數(shù) 500r/min 4，進(jìn)給量 0.05 mm 5，切削功率及切削率 Fc 按公式(2 1),(22) 6，切削厚度h=0.05xsin90=0.05mm 材料切除)(ppQn f aDa (22) =x500x0.05x0.4x(62-0.4) =1.934x104mm3/min 查圖 1-16，當(dāng)以 0.05mm 的切削厚度切削巴氏合金，單位材料切除率的切 削 功率在（34.5）x10-5kwmin/mm3范圍內(nèi)考慮到工件材料的中等強(qiáng)度，故 取 Pc=3.68x10-5kwmin/mm3 切削功率 ccPp Q =3.68x10-3x1.93x103+ =0.071kw 工件直徑及轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算的切削速度 1000 c D n V (24) 62 300 1000 c xx V =1.62m/s 切削力 60000c c c P F V =43.91N 工作機(jī)的有效功率0.071wPkw 33 123 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -13- 一，選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和工作條件選用 Y 系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉風(fēng) 扇 結(jié)構(gòu)，電壓為 380v 2，選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的 有效功率為 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總功率為 33 123 式中， 123 , 分別為帶傳動(dòng)效率，齒輪傳動(dòng)效率和軸承傳動(dòng)效率， 1 0.92， 2 0.97， 3 0.98則 23 0.87 0.970.980.81xx 所以電動(dòng)機(jī)所需功率為 w d P P 0.071 0.088 0.81 kw 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和變速箱傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格因素。決定選用同 步轉(zhuǎn)數(shù)為 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)。Y8014 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)數(shù) （r/min） 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y801-42.2KW14002.22.2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -14- 型號(hào)HABCDEF GD GKABADAC/2HDKBBHAL Y112M- 4 8019010050284015.512245150851705013015285 3.4 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 1 各軸的轉(zhuǎn)數(shù) I 軸1000 /min m I I n nr i II 軸710 /min I II II n nr i 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -15- III 軸500 /min II III III n nr i 高速 355 /min II III III n nr i 低速 二，各軸的輸出功率 I 軸 1 0.50 Id Ppkw II 軸 23 0.48 III PPkw III 軸 23 0.46 IIIII PPkw 1，各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩 Td為 6 9.55 10 d d m p Txx n =2.2x104Nmm I 軸 IdII TTi =2.86x104Nmm II 軸 23IIIII TTi =3.8x104Nmm III 軸 23IIIIIIII TTi =5.13x104Nmm高速 23IIIIIIII TTi =7.2x104Nmm低速 將上述計(jì)算結(jié)果匯總于表以備查用。匯表如下所視： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -16- 軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)矩 T/（Nmm）轉(zhuǎn)速 n（r/min）傳動(dòng)比 i效率 電機(jī)軸0.5519.96940 10.97 I 軸1.9062.86x10 4 1000 3.540.97 II1.8493.8x10 4 710 2.5290.97 III 高1.7945.13x10 4 500 10.95 III 低1.7057.210 4 355 3.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于直齒圓柱齒輪具有加工和安裝方便、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu) 點(diǎn)，而且直齒圓柱齒輪傳動(dòng)也能滿足設(shè)計(jì)要求，所以本次設(shè)計(jì)選用漸開線直齒 圓柱齒輪傳動(dòng)；主軸箱中的齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，它的精度直接與工作的 平穩(wěn)性、接觸誤差及噪聲有關(guān)。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都選用較高 的精度，但考慮到制造成本，本次設(shè)計(jì)都選用 6-7 級(jí)的精度。具體設(shè)計(jì)步驟如 下： 大小齒輪選用 45 號(hào)鋼，采用軟齒面，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒輪硬度為 217256HBW, 平均硬度為 236HBW；大齒輪正火處理齒面硬度為 162217HBW，平均硬 度為 190HBW 大小齒輪平均硬度差為 46HBW，在 3050HBW 選用 7 級(jí)精度 2，初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸（高速級(jí)）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 由 2 2 3 3 21 () EH H ZZZZ k Tu d du 式中各參數(shù)； 1，小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=2.86x104Nmm 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -17- 2，初取載荷系數(shù) kt=1.4 （3）由表 8.64取齒寬系數(shù)d=0.1 4 由表 8.5 【4】查得彈性系數(shù) ZE=189.8 Map 5 初選螺旋角=0，由圖 8.14 【4】查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 6 齒數(shù)比 u=iI=1.41 7 初選 Z1=34,則 Z2=48 由式（8.1）4的端面重合度 12 11 1.883.2() cos a ZZ = 11 1.883.2() cos01.72 3448 由圖 8.154查的重合度系數(shù)z=0.875 8 由圖 8.24 【4】查的螺旋角系數(shù) z=1 9 許用接觸應(yīng)力由式 NH H ZLim S H 算的 由圖 8.28 【4】 （e） ， （a）得接觸疲勞極限應(yīng)為 lim1H =570Map lim2H =390Map 小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 N1=60 h n a L =60x710x1.0x2x8x250x5=8.52x108 N2= 1 III N i = 8 8 8.52 10 6.04 10 1.41 x x 由圖 8.294查的壽命系數(shù) ZN1=1.02，ZN2=1.04，由表 8.78 【4】取安全系數(shù) SH=1.0 11 1 1.02 570 581 1.0 NHLim H H Zx Map S 22 2 1.04 390 406 1.0 NHLim H H Zx Map S 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -18- 故取 2 406 HH Map 初選小齒輪 1 的分度圓直徑 1 2 2 3 21 () EH tt H ZZZZd k Tu mm du = 4 2 3 2 1.4 3.8 10 1.24 1 189.8 2.5 0.875 () 0.21.41406 xxxxx =91.92 3 確定傳動(dòng)尺寸 （1） 計(jì)算載荷系數(shù)，由表 8.3 【4】查得使用系數(shù) kA=1.1 （2） 因 1 () 60 1000 d n V m s x = 91.92 710 60 1000 xx x =3.42 由圖 8.7 【4】查得動(dòng)載荷系數(shù) kv=1.15 由圖 8.11 【4】查得齒向載荷分布系數(shù) k=1 .由圖 8.4 【4】查得齒間載荷分配系數(shù) k=1.2 故載荷系數(shù) Av kkk kk =1.1x1.15x1.11x1.2=1.68 1 3 1t t k d d mm k = 3 1.68 91.92 1.4 x=97.68mm 3 確定模數(shù) m d m mm z = 97.68 34 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -19- =2.87（取 m=3） 4 計(jì)算傳動(dòng)尺寸，中心距 12 1 () 2 a m ZZ mm = 1 3 (3448) 2 x x =123mm d1=mZ=3x34 =102mm d2=mZ=3x48 =144mm 由 b2= 1d d =0.2x102=20.4 取 b2=21mm b1=b2+（510）mm，取 b2=26mm 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2 FFS F k T Y Y Y Y b m d 式中各參數(shù)； 1 k=1.4； T2=2.86x104N mm T3=3.8x104N mm 2 齒寬 b1=26mm b2=21mm d1=102mm，d2=144mm 3 齒形系數(shù) F Y和應(yīng)力修正系數(shù) S Y 由圖 8.19 查得 1F Y=2.47 2F Y=2.35 由圖 8.20 查得 1S Y=2.47 2S Y=2.35 4 由圖 8.21 查得重合度系數(shù)Y=0.72 5 由圖 8.26 查得螺旋角系數(shù)Y=1.0 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -20- 6 由圖 8.28 【4】 （f） （b）查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 1FLim =220Map， 2FLim =170Map 由圖 8.304查得壽命系數(shù) 12 1.0 NN YY 由表 8.7 查得安全系數(shù) F S=1.25 故 11 1 NFLim F F Y Map S 1.0 220 1.25 x =176 22 2 NFLim F F Y Map S 1.0 170 1.25 x =136 1 2 F FS k T Y Y Y Y Map b m d 2 1.4 28000 2.47 1.65 0.72 0.86 21 3 102 xx xxxx x x =109.5 1F 22 2 1 11 Fs F F FS YY Map YY 2.5 1.68 109.5 2.47 1.65 x x x 1061 2F II 軸 計(jì)算低速級(jí) 二，選擇齒輪材料， 熱處理方式和精度等級(jí) 大小齒輪選用 45 號(hào)鋼，采用軟齒面，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒輪硬度為 217256HBW, 平均硬度為 236HBW；大齒輪正火處理齒面硬度為 162217HBW，平均硬 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -21- 度為 190HBW 大小齒輪平均硬度差為 46HBW，在 3050HBW 選用 7 級(jí)精度 2，初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸（高速級(jí)）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 由 2 2 3 3 21 () EH H ZZZZ k Tu d du 式中各參數(shù)； 3，小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=3.8x104Nmm 4，初取載荷系數(shù) kt=1.4 （3）由表 8.64取齒寬系數(shù)d=0.4 4 由表 8.5 【4】查得彈性系數(shù) ZE=189.8 Map 5 初選螺旋角=0，由圖 8.14 【4】查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 6 齒數(shù)比 u=iIII=2 7 初選 Z1=27,則 Z2=uZ3=27x2=54 由式（8.1）4的端面重合度 34 11 1.883.2() cos a ZZ = 11 1.883.2()1.01.702 2754 x 由圖 8.154查的重合度系數(shù)z=0.876 8 由圖 8.24 【4】查的螺旋角系數(shù) z=1 9 許用接觸應(yīng)力由式 NH H ZLim S H 算的由“”可知 由圖 8.28 【4】 （e） ， （a）得接觸疲勞極限應(yīng)為 lim1H =570Map lim2H =390Map H S1.0 而 2 3 NN 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -22- 故 32NN ZZ=1.04（允許有局部點(diǎn)蝕） N4= 3 III N i = 8 8 6.04 10 3.02 10 2 x x 由圖 8.294查的壽命系數(shù) ZN1=1.02，ZN2=1.04，由表 8.78 【4】取安全系數(shù) SH=1.0 33 3 1.04 570 592.8 1.0 NHLim H H Zx Map S 44 4 1.08 390 421.2 1.0 NHLim H H Zx Map S 故取 4421.2 H Map 初選小齒輪 3 的分度圓直徑 dt3 2 3 3 3 21 () EH t t H ZZZZ k T u d mm du = 4 2 3 2 1.4 3.8 102 1 189.8 2.5 0.876 () 0.22421.2 xxxxx =74.83 3 確定傳動(dòng)尺寸 （3） 計(jì)算載荷系數(shù)，由表 8.3 【4】查得使用系數(shù) kA=1.1 （4） 因 1 33 () 60 1000 d n V m s x = 74.83 710 60 1000 xx x =2.78 由圖 8.7 【4】查得動(dòng)載荷系數(shù) kv=1.16 由圖 8.11 【4】查得齒向載荷分布系數(shù) k=1.08 .由圖 8.4 【4】查得齒間載荷分配系數(shù) k=1.1 故載荷系數(shù) Av kkk kk =1.1x1.16x1.08x1.1=1.51 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -23- 3 3 3t t k d d mm k = 3 1.51 74.83 1.4 x=76.84mm 3 確定模數(shù) m d m mm z = 76.84 27 =2.84（按表 8.1 【4】取 m=3） 4 計(jì)算傳動(dòng)尺寸，中心距 34 1 () 2 a m ZZ mm = 1 3 (2754) 2 x x =121.5mm 對(duì)齒輪 3 采用正變位圓整中心距，a ，=123mm 則 變位系數(shù) 123 121.5 0.5 3 x 3 3 (2 ) d m Zx mm 3 (272 0.5)xx 84 3 4 d m Z mm =3x54=102 由 b4= 3d d =0.4x84=33.6 取 b4=35mm b4=b3+（510）mm，取 b3=30mm I 軸計(jì)算同上， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -24- 2 5 5 3 21 () EH t t H ZZZZ k T u d mm du = 4 2 3 2 1.4 2.86 10 1.41 1 189.8 2.5 0.876 () 0.21.41430 xxxxx =74.53mm 模數(shù) m=2.5 中心距 56 1 () 2 a m ZZ mm = 1 2.5 (3347) 2 xx 100 齒寬 b6= 5d d =16.5 故取 17mm，b5=22mm 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2 FFS F k T Y Y Y Y b m d 式中各參數(shù)； 1 k=1.4； T2=2.86x104N mm T3=3.8x104N mm 2 齒寬 b1=26mm b2=21mm d1=102mm，d2=144mm 3 齒形系數(shù) F Y和應(yīng)力修正系數(shù) S Y 由圖 8.19 查得 1F Y=2.47 2F Y=2.35 由圖 8.20 查得 1S Y=2.47 2S Y=2.35 4 由圖 8.21 查得重合度系數(shù)Y=0.72 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -25- 5 由圖 8.26 查得螺旋角系數(shù)Y=1.0 6 由圖 8.28 【4】 （f） （b）查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 1FLim =220Map， 2FLim =170Map 由圖 8.304查得壽命系數(shù) 12 1.0 NN YY 由表 8.7 查得安全系數(shù) F S=1.25 故 11 1 NFLim F F Y Map S 1.0 220 1.25 x =176 22 2 NFLim F F Y Map S 1.0 170 1.25 x =136 1 2 F FS k T Y Y Y Y Map b m d 2 1.4 28000 2.47 1.65 0.72 0.86 35 2.5 84 xx xxxx xx =92.3 1F 22 2 1 11 Fs F F FS YY Map YY 2.5 1.68 109.5 2.47 1.65 x x x 1061 2F 4、齒輪其他參數(shù)的計(jì)算 根據(jù)機(jī)械原理中關(guān)于漸開線圓柱齒輪參數(shù)的計(jì)算公式幾相關(guān)參數(shù)的規(guī) 定，齒輪的其它參數(shù)都可以由以上計(jì)算所得的參數(shù)計(jì)算出來(lái)，本次設(shè)計(jì)中，這 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -26- 些參數(shù)在此不在一一計(jì)算。 5、齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)的要求也不同，7 級(jí)精度的齒輪，用較高精度的滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變 形，精度將下降。因此，需要淬火的 7 級(jí)齒輪一般滾或插后要剃齒，使精度高 于 7 級(jí)，或者淬火后再珩齒。6 級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火 齒輪，必須才能達(dá)到 6 級(jí)。機(jī)床主軸箱中的齒輪齒部一般都需要淬火。 齒輪基本參數(shù) 名稱代號(hào) 計(jì)算公式 小齒輪大齒輪 模數(shù)m2.5 壓力角20 分度圓直徑d48170 齒頂高h(yuǎn)a2.5 齒根高h(yuǎn)f2.75 齒全高h(yuǎn)5.25 齒頂圓直徑da52174 齒根圓直徑df43165 頂隙c0.5 標(biāo)準(zhǔn)中心距a109 傳動(dòng)比i3.54 3.6 普通普通 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 ）確 定 設(shè) 計(jì) 功 率 由 表 7.6 【4】 查 得 工 做 情 況 系 數(shù) KA=1.3 ， 則 d P kw=KAP=1.1x5.5=6.05 2 選取帶型 Pd，n 由圖 7.11 查取 A 型帶 3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表 7.7 取笑基準(zhǔn)直徑為 dd1=125mm，則大帶輪 直徑為 dd2= idd1=176mm 根據(jù) 7.3 【4】取 dd2=176mm 其傳動(dòng)比誤差 i5%故可用。 驗(yàn)算帶的速度 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -27- 11 60 1000 d c Dn V x = 125 1400 60 1000 xx x =9.158 S，故aa安全 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -36- 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -37- 6 校核鍵連接強(qiáng)度 齒輪處鍵連接的拉應(yīng)力 4 p T Map dhl = 4 12920 27 8 40 x x x =1.54 取鍵軸及小帶輪的材料為鋼，查表 6.1 得 p在120 150Map，顯然 p p 故強(qiáng)度足夠。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華徳應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -38- 第第 4 章章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用成熟技術(shù)，YT4543 動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是： 采用容積節(jié)流調(diào)速回路，無(wú)溢流功率損失，系統(tǒng)系統(tǒng)效率高，且能保證穩(wěn) 定的低速運(yùn)動(dòng)，較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍。 (1) 在回油路上設(shè)置背壓閥，提高滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。把調(diào)速閥設(shè)置在進(jìn) 油路上，具有啟動(dòng)沖擊小。 (2) 限壓式變量泵加上差動(dòng)連接的快進(jìn)回路。即解決了快慢速相差懸殊的 問(wèn)題，又使能量利用經(jīng)濟(jì)合理。 (3) 采用三位五通電