數(shù)控車床主傳動畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要在本次設(shè)計(jì)中，我采用常規(guī)集中式主傳動設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)二級轉(zhuǎn)速。主軸的轉(zhuǎn)速是由電機(jī)經(jīng)三角皮帶傳遞到軸i，通過一對齒輪29/43帶動軸ii，軸ii的齒輪與主軸二聯(lián)滑移齒輪通過手柄操作使它們相互嚙合。機(jī)床主軸箱內(nèi)的傳動齒輪均經(jīng)淬硬磨齒處理，傳動比穩(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級高精度軸承，潤滑油潤滑，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)動滾珠絲杠的典型傳動方式，在滑板與床鞍及床鞍與床身之間的滑動面處貼有tsf導(dǎo)軌板，滑動磨擦系數(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

2、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。主傳動由于采用了集中傳動發(fā)案，可較好的隔離電機(jī)及變速箱的震動，解決了熱變形對主軸的影響，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 數(shù)控車床；cjk6032；集中傳動；步進(jìn)電機(jī)abstractin this design, i have used conventional centralized main drive designed to achieve the 8 speed. spindle speed is variable frequency electric transmission belt

3、 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, lo

4、w 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 moto

5、r 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 cn

6、c 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 deform

7、ation 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 words cnc lathe cjk6032 focus stepper motor drive目錄摘 要iabstractii目錄iii第1章 緒論11.1 課題研究現(xiàn)

8、狀,選題的目的和意義11.1.1 課題研究現(xiàn)狀11.1.2 選題的目的和意義11.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析21.2.1 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀21.2.2 國外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀21.3 課題來源與及論文主要工作3第2章 總體方案設(shè)計(jì)42.1 主傳動的組成部分42.2 機(jī)床主要部件及其運(yùn)動方式的選定52.3 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)52.4 各組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求6第3章 機(jī)床主傳動設(shè)計(jì)73.1 主要技術(shù)參數(shù)的確定83.1.1 尺寸參數(shù)83.1.2 運(yùn)動參數(shù)83.1.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定83.1.4 轉(zhuǎn)速范圍及公比的確定93.1.5 結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定103.1.6 轉(zhuǎn)速圖的擬定

9、103.2 傳動系統(tǒng)圖的擬定113.3 電動機(jī)的選擇123.4 傳動裝置各軸運(yùn)動和動力參數(shù)的確定143.5 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算163.6 普通v帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算263.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算28第4章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算384.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算38第5章 軸承、密封圈、墊片選擇415.1 軸承的選擇415.2 滾動軸承的校核415.3 密封圈、墊片的選擇43第6章 機(jī)床裝配通用技術(shù)要求.436.1 主軸和軸的裝配.436.2 軸承裝配.436.3 齒輪的裝配.436.4 密封件裝配.446.5 其它部件組裝裝配.45結(jié) 論46致 謝47參考文獻(xiàn)48附錄155附錄256第1章 緒論1.1 課

10、題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義1.1.1 課題研究現(xiàn)狀數(shù)控鏜床又稱數(shù)字控制（numbercalcontrol,簡稱nc）機(jī)床。它是20世紀(jì)50年代初發(fā)展起來的一種自動控制機(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碼，或其他符號編碼指令規(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)床動作和加工零件。數(shù)控機(jī)床的組成：主機(jī)，cnc,驅(qū)動裝置，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)

11、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系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化，傳動鏈較。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(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部件，如滾珠絲杠副，直線滾動導(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、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。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置都具

12、有下面一些功能。1.1.2 選題的目的和意義鏜床是典型金屬切削機(jī)床，通過畢業(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)生的分析問題、解決問題能力。經(jīng)過此課題的設(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)動原理。從而掌握在加工過程中機(jī)床動作的運(yùn)動原理。1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析1.2.1 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)高速增長，根據(jù)市場需求和技術(shù)發(fā)展趨勢，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)高效、精密為核心的數(shù)控機(jī)床級工程，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

13、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)。通過持續(xù)的開發(fā)研究以及對信息技術(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)床成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要制造裝備。近8年來，我國數(shù)控金切機(jī)床（簡稱數(shù)控機(jī)床）產(chǎn)量一直以年均增長超過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，同比增長40.8，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約74000臺，同比增長30。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛也促進(jìn)了2004年內(nèi)建的三資和民營機(jī)床廠以

14、及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。1.2.2 國外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對機(jī)床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(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，早已成為四大國際機(jī)床展上各國機(jī)床制造商競相展示先進(jìn)技術(shù)、爭奪用戶、擴(kuò)大市場的焦點(diǎn)。中國加入wto后，正式參與世界市場激烈競爭，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

15、術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當(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)最多的國家。因其社會條件不同，各有特點(diǎn)。美國的特點(diǎn)是，政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國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“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。德國政府一貫重視機(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)。日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(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，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚

16、至青出於藍(lán)而勝於藍(lán)。1.3 課題來源與及論文主要工作本課題來源與哈爾濱工業(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)動設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行傳動設(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系統(tǒng)要求；3）依據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對輸入運(yùn)動和動力的要求，以及機(jī)械的用途、工作環(huán)境、成本、效率等條件，設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)。第2章 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)和國防現(xiàn)代化提供

17、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。要不斷的吸收國外的成功經(jīng)驗(yàn)，做到既要符合我國國情，又要趕超國際水平。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)動態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、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、簡化操作、符合人機(jī)工程的方向考慮。2.1 主傳動的組成部分主傳動由動力

18、源、變速裝置及執(zhí)行元件等組成。主傳動系統(tǒng)屬于外聯(lián)系傳動鏈。主傳動包括動力源（電動機(jī)）、變速裝置、定比傳動機(jī)構(gòu)、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)等部分組成。1、動力源電動機(jī)，它給執(zhí)行件提供動力，并使其獲得一定的運(yùn)動速度和方向。2、定比傳動機(jī)構(gòu)具有固定傳動比的傳動機(jī)構(gòu)，用來實(shí)現(xiàn)降速、升速或運(yùn)動聯(lián)接，本設(shè)計(jì)中采用齒輪和帶傳動。3、變速裝置傳遞動力、運(yùn)動以及變換運(yùn)動速度的裝置，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件等組成，5、開停裝置用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的啟動和停止的機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用直接開停電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)主軸的啟動和

19、停止。6、操縱機(jī)構(gòu)控制機(jī)床主軸的開停、換向、變速及制動的機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中，開停、換向和制動采用電控制；進(jìn)給采用液壓控制。7、潤滑與密封為了保證主傳動的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤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)動方式的選定主運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)速是由電機(jī)經(jīng)皮帶傳遞到軸i，通過一對齒輪33/47帶動軸ii,軸 ii的齒輪與電磁離合器連接，通過控制電磁離合器的啟停進(jìn)行變速。將變速后的速度通過軸ii上的齒輪與主軸上的齒

20、輪嚙合，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動采液壓系統(tǒng)控制，其動力由液壓缸通過導(dǎo)桿傳遞給鏜頭。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)件選擇外購形式。2.3 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。2.4 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，床身震動低，是經(jīng)過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

21、系統(tǒng)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用液壓缸活塞桿推動導(dǎo)桿實(shí)現(xiàn)傳動機(jī)床主傳動設(shè)計(jì)第3章 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)。如最大工件長度、最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模數(shù)等

22、。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)動特性和動力特性有關(guān)的參數(shù)。這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(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)該遵照執(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)按等比級數(shù)分級，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

23、）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要求。隨著形勢的發(fā)展，可以通過插入中間值使較疏的系列變成較密的系列，而原來的項(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)系是國際上統(tǒng)一的數(shù)值制度，有利于國際的標(biāo)準(zhǔn)化。其他尺寸參數(shù)一般根據(jù)主參數(shù)來確定。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

24、寬高）mm161454015003.1.1 運(yùn)動參數(shù)運(yùn)動參數(shù)包括機(jī)床主運(yùn)動（切削運(yùn)動）的速度范圍和級數(shù)，進(jìn)給量范圍和級數(shù)以及輔助運(yùn)動的速度等，它是由加工表面成形運(yùn)動的工藝要求所決定的。主軸極限轉(zhuǎn)速和變速范圍對于主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)床，主軸極限轉(zhuǎn)速為：3.1.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定（1）主軸最高轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)，用硬質(zhì)合金鏜刀對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)速的確定根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)，用硬質(zhì)合金鏜刀對連桿大端軸承孔鏜削時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為最高，n=350r/min3.1.3 轉(zhuǎn)速范圍及公比的確定根據(jù)最高轉(zhuǎn)速與最底轉(zhuǎn)速可初步得出主軸轉(zhuǎn)速范圍=1.42由設(shè)計(jì)

25、手冊取標(biāo)準(zhǔn)值得=1.41根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公比及初算，查表取=355r/min，則最高轉(zhuǎn)速=500r/min則主軸轉(zhuǎn)速范圍且驗(yàn)算公比得=1.411.42,滿足要求。3.1.4 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)式的方案：2=112在上述方案中，從電機(jī)到主軸，一般為降速傳動。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。如使傳動副較多的傳動組放在接近電機(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，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1）傳動副的極限傳動比

26、范圍和傳動組的極限變速范圍 在降速傳動時(shí)，為防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動比1/4。在升速時(shí)，為防止產(chǎn)生過大的振動和噪聲，常限制最大傳動比2。2）基本組和擴(kuò)大組的排列順序原則是選擇中間傳動軸變速范圍最小的方案。因?yàn)槿绻鞣桨竿杺鲃虞S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： 3.1.5 轉(zhuǎn)速圖的擬定電動機(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，就可分配各傳動組的傳動比，并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動，就可畫出轉(zhuǎn)速圖。中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高

27、一些，傳動件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如果轉(zhuǎn)速過高，將會引起過大的振動、發(fā)熱和噪聲。因此，要注意限制中間軸的轉(zhuǎn)速，不使過高。本次設(shè)計(jì)所選用的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動組，變速機(jī)構(gòu)共需3根軸，加上電動機(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，電動機(jī)軸與軸1之間采用定比傳動。轉(zhuǎn)速圖如下圖所示：3.1.6 計(jì)算傳動裝置總傳動比及傳動比并分配傳動比（1）總傳動比 高速 低速 （2），分配傳動比采用優(yōu)先系數(shù)3.2 傳動系統(tǒng)圖的擬定根據(jù)以上分析及計(jì)算，擬定如下傳動系統(tǒng)圖：3.3 電動機(jī)的選擇電動機(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

28、為zsnsb4cu4,硬度為hbs203， 主軸轉(zhuǎn)數(shù)500r/min4， 進(jìn)給量0.05 mm5， 切削功率及切削率fc按公式6， 切削厚度=0.05xsin90=0.05mm材料切除 =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 =3.68x10-3x1.93x103+ =0.071kw工件直徑及轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算的切削速度 =1.62m/s切削力 =43.91

29、n工作機(jī)的有效功率一， 選擇電動機(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機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，電壓為380v2，選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的 有效功率為從電動機(jī)到工作機(jī)間的總功率為式中，分別為帶傳動效率，齒輪傳動效率和軸承傳動效率， 則所以電動機(jī)所需功率為 綜合考慮電動機(jī)和變速箱傳動裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格因素。決定選用同步轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min的電動機(jī)。y8014電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）啟動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩y801-42.2kw14002.22.2型號habcdefgdgkabadac/2hdkbbhaly112m-480190100502

30、84015.5122451508517050130152853.4 傳動裝置各軸運(yùn)動和動力參數(shù)的確定1各軸的轉(zhuǎn)數(shù)i軸 ii軸 iii軸 高速 低速二，各軸的輸出功率i軸 ii軸 iii軸 1， 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩td為 =2.2x104nmmi軸 =2.86x104 nmmii軸 =3.8x104 nmmiii軸 =5.13x104 nmm 高速 =7.2x104 nmm 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：軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/（nmm）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動比i效率電機(jī)軸0.5519.9694010.97i軸1.9062.86x10410003.540.97i

31、i1.8493.8x1047102.5290.97iii高1.7945.13x10450010.95iii低1.7057.21043553.5 齒輪傳動的設(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；主軸箱中的齒輪用于傳遞動力和運(yùn)動，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級的精度。具體設(shè)計(jì)步驟如下：大小齒輪選用45號鋼，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236

32、hbw；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級精度2，初步計(jì)算傳動主要尺寸（高速級）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)由式中各參數(shù)；1， 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t1=2.86x104 nmm2， 初取載荷系數(shù)kt=1.4（3）由表8.64取齒寬系數(shù)=0.1 4由表8.5【4】查得彈性系數(shù)ze=189.85 初選螺旋角=0，由圖8.14【4】查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh=2.56 齒數(shù)比u=ii=1.417初選z1=34,則z2=48由式（8.1）4的端面重合度=由圖8.154查的重合度系數(shù)=0.8758 由圖8.24【4】查的螺旋角系

33、數(shù)=19 許用接觸應(yīng)力由式算的由圖8.28【4】（e），（a）得接觸疲勞極限應(yīng)為=570map=390map小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為n1=60x710x1.0x2x8x250x5=8.52x108n2=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故取初選小齒輪1的分度圓直徑 = =91.923確定傳動尺寸（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 = =3.42由圖8.7【4】查得動載荷系數(shù)kv=1.15由圖8.11【4】查得齒向載荷分布系數(shù)=1.由圖8.4【4】查得齒間載荷分配系數(shù)=1.2故載荷

34、系數(shù)=1.1x1.15x1.11x1.2=1.68=97.68mm3 確定模數(shù)m = =2.87（取m=3）4計(jì)算傳動尺寸，中心距 = =123mmd1=mz=3x34 =102mmd2=mz=3x48 =144mm由 b2=0.2x102=20.4 取b2=21mm b1=b2+（510）mm，取b2=26mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù)；1 k=1.4；t2=2.86x104t3=3.8x1042 齒寬b1=26mm b2=21mm d1=102mm，d2=144mm3 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由圖8.19查得=2.47 =2.35由圖8.20查得=2.47 =2.354由圖8.21查得重

35、合度系數(shù)=0.725由圖8.26查得螺旋角系數(shù)=1.06由圖8.28【4】（f）（b）查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為=220map，=170map由圖8.304查得壽命系數(shù)由表8.7查得安全系數(shù)=1.25故 =176=136=109.51061ii軸 計(jì)算低速級二， 選擇齒輪材料， 熱處理方式和精度等級大小齒輪選用45號鋼，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級精度2，初步計(jì)算傳動主要尺寸（高速級）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)由式中各參數(shù)；

36、3， 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t1=3.8x104 nmm4， 初取載荷系數(shù)kt=1.4（3）由表8.64取齒寬系數(shù)=0.4 4由表8.5【4】查得彈性系數(shù)ze=189.85 初選螺旋角=0，由圖8.14【4】查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh=2.56 齒數(shù)比u=iiii=27初選z1=27,則z2=uz3=27x2=54由式（8.1）4的端面重合度=由圖8.154查的重合度系數(shù)=0.8768 由圖8.24【4】查的螺旋角系數(shù)=19 許用接觸應(yīng)力由式算的由“”可知由圖8.28【4】（e），（a）得接觸疲勞極限應(yīng)為=570map=390map 1.0而故=1.04（允許有局部點(diǎn)蝕）n4=由圖8.294查的壽命系數(shù)zn

37、1=1.02，zn2=1.04，由表8.78【4】取安全系數(shù)sh=1.0故取初選小齒輪3的分度圓直徑dt3 = =74.833確定傳動尺寸（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 = =2.78由圖8.7【4】查得動載荷系數(shù)kv=1.16由圖8.11【4】查得齒向載荷分布系數(shù)=1.08.由圖8.4【4】查得齒間載荷分配系數(shù)=1.1故載荷系數(shù)=1.1x1.16x1.08x1.1=1.51=76.84mm3 確定模數(shù)m = =2.84（按表8.1【4】取m=3）4計(jì)算傳動尺寸，中心距 = =121.5mm對齒輪3采用正變位圓整中心距，a，=123mm則變位系數(shù) =3

38、x54=102由 b4=0.4x84=33.6 取b4=35mm b4=b3+（510）mm，取b3=30mmi軸計(jì)算同上，= =74.53mm模數(shù)m=2.5中心距=100 齒寬b6=16.5 故取17mm，b5=22mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù)；1 k=1.4；t2=2.86x104t3=3.8x1042 齒寬b1=26mm b2=21mm d1=102mm，d2=144mm3 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由圖8.19查得=2.47 =2.35由圖8.20查得=2.47 =2.354由圖8.21查得重合度系數(shù)=0.725由圖8.26查得螺旋角系數(shù)=1.06由圖8.28【4】（f）（b）查得彎

39、曲疲勞極限應(yīng)力為=220map，=170map由圖8.304查得壽命系數(shù)由表8.7查得安全系數(shù)=1.25故 =176=136=92.310614、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，本次設(shè)計(jì)中，這些參數(shù)在此不在一一計(jì)算。5、齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)的要求也不同，7級精度的齒輪，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級齒輪一般滾或插后要剃齒，使精度高于7級，或者淬火后再珩齒。6級精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火

40、齒輪，必須才能達(dá)到6級。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傳動比i3.543.6 普通v帶傳動設(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=kap=1.1x5.5=6.052 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=

41、176mm其傳動比誤差5%故可用。驗(yàn)算帶的速度 =9.158，故安全 6校核鍵連接強(qiáng)度齒輪處鍵連接的拉應(yīng)力=1.54取鍵軸及小帶輪的材料為鋼，查表6.1得在，顯然故強(qiáng)度足夠。第4章 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動力滑臺液壓系統(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，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，提高滑臺運(yùn)動的平穩(wěn)性。把調(diào)速閥設(shè)置在進(jìn)油路上，具有啟動沖擊小。(2) 限壓式變量泵加上差動連接的快進(jìn)回路。即解決了快慢速相差懸殊的問題，又使能量利用經(jīng)濟(jì)合理。(3) 采用三位五通電液換向閥，且有

42、換向性能好，滑臺可在任意位置停止，快動時(shí)夠成差動連接等優(yōu)點(diǎn)。4.1 yt4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理圖為yt4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)圖。下面以實(shí)現(xiàn)二次工作進(jìn)給的自動循環(huán)為例，說明其工作原理。1快進(jìn)按下啟動按鈕，電磁鐵1ya通電，電液換向閥7的先導(dǎo)閥a左位工作，液動換向閥b在控制壓力油作用下將左位接入系統(tǒng)。進(jìn)油路 油箱濾油器1泵2單向閥3閥7閥11液壓缸左腔?；赜吐?液壓缸右腔閥7閥6閥1液壓缸左腔。液壓缸兩腔連通，實(shí)現(xiàn)差動快進(jìn)。由于快進(jìn)阻力小，系統(tǒng)壓力低，變量泵輸出最大流量。2第一次工作進(jìn)給當(dāng)滑臺快進(jìn)到預(yù)定位置時(shí)，擋塊下壓行程閥11，切斷快進(jìn)通道，這時(shí)壓力油經(jīng)調(diào)速閥8、電磁閥12進(jìn)入液

43、壓缸左腔。由于液壓泵供油壓力高，順序閥5以被打開。進(jìn)油路 油箱濾油器1泵2閥3閥7閥8閥12液壓缸左腔?；赜吐?液壓缸右腔閥7閥5閥4油箱。3第二次工作進(jìn)給一工進(jìn)終了時(shí)，當(dāng)快下壓行程開關(guān)使3ya通電，這時(shí)壓力油經(jīng)調(diào)速閥8和9進(jìn)入液壓缸的左腔。液壓缸的右腔的回油路線與一工進(jìn)時(shí)相同。此時(shí)，變量泵輸出的流量自動與二工進(jìn)調(diào)速閥9的開口相適應(yīng)。yt4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)圖 1濾油器;2限壓式變量泵；3,6,10單向閥；4背壓閥；5順序閥；7電液換向閥；8,9調(diào)速閥；11下行程閥；12電磁閥；4死擋鐵停留當(dāng)滑臺以二工進(jìn)速度行進(jìn)碰到死擋鐵時(shí)，滑臺即停留在死擋鐵處。5快退停留結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵1ya，3ya斷電，2ya通電，這時(shí)電液換向閥7的電磁先導(dǎo)閥a右位工作，液動換向閥b在控制壓力油的作用下將右位接入系統(tǒng)。滑臺返回時(shí)負(fù)載小，系統(tǒng)壓力下降，變量泵流量自動恢復(fù)大最大，且液壓缸右腔的有效作用面積較小，故滑臺快速退回。6原位停止滑臺退回到原位時(shí)，擋塊壓下形成開關(guān)，使電磁閥2ya斷電，電磁先導(dǎo)閥a和液動換向閥b都處于中位，液壓缸兩腔油路封閉，滑臺停止。這時(shí)泵輸出