畢業(yè)設(shè)計(jì)：X6132臥式銑床所設(shè)計(jì)(軸校核部分)

1、.哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 【部分內(nèi)容】 孫明星 2012.06.10 Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceX6132milling machine feed system, lifting platform and platform designStudent SunMingxing Supervisor Yan Zugen Specialty X6132 milling machine feed system, lifting platform and platform design School Harbi

2、n University of Commerce 2012年6月9日; 1 緒 論1.1機(jī)床的用途及性能X6132、X6132A型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床屬于通用機(jī)床。主要適用于機(jī)械工廠(chǎng)中加工車(chē)間、工具車(chē)間和維修車(chē)間的成批生產(chǎn)、單件、小批生產(chǎn)。這種銑床可用圓柱銑刀、圓盤(pán)銑刀、角度銑刀、成型銑刀和端面銑刀加工各種平面、斜面、溝槽等。如果配以萬(wàn)能銑頭、圓工作臺(tái)、分度頭等銑床附件，還可以擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍。X6132、X6132A型銑床的工作臺(tái)可向左、右各回轉(zhuǎn)45 º當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，采用分度頭時(shí)，可以加工各種螺旋面。X6132型機(jī)床三向進(jìn)給絲杠為梯形絲杠，X6132A型機(jī)床三向進(jìn)給絲杠為滾珠絲

3、杠。X6132/1、X6132A/1型數(shù)顯萬(wàn)能升降臺(tái)銑床是在X6132、X6132A型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的基礎(chǔ)上，在縱向、橫向增加兩個(gè)坐標(biāo)的數(shù)字顯示裝置的一種變型銑床，該銑床具有普通萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的全部性能外，借助于數(shù)字顯示裝置還能作到加工和測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)位移數(shù)字顯示，既保證了工件加工質(zhì)量，又減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，配上萬(wàn)能銑頭還可以進(jìn)行鏜孔加工。 圖1-1 X6132臥式銑床整機(jī)外形圖圖1-2 X6132臥式銑床整機(jī)三維建模外形圖圖1-3 X6132臥式銑床所設(shè)計(jì)部分三維建模外形圖3 X6132-進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定3.1 轉(zhuǎn)速圖的擬定已知主軸轉(zhuǎn)速為n=1010

4、00r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=21，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=1410r/min.3.1.1確定公比由公式 = （3-1） =3.1.2 確定變速組和傳動(dòng)副數(shù)目 大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪變速，為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪，因此，主軸轉(zhuǎn)速為21級(jí)的變速系統(tǒng)需要3個(gè)變速組，即Z=21=3×3×3-6。3.1.3確定擴(kuò)大順序方案?jìng)鲃?dòng)順序確定之后，還可列出若干不同擴(kuò)大順序方案。如無(wú)特殊要求，應(yīng)根據(jù)“前密后疏”的原則，使擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致。根據(jù)式，檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍： ，合乎要求故可選定上述傳動(dòng)方案是合理的。3.1.4分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比為uII=

5、nmin/nd=10/14106.67×103,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。3.2 齒輪齒數(shù)的確定 圖3-1 軸 17X3 圓錐齒輪3.2.2.2軸III軸間齒輪副的確定 由傳動(dòng)轉(zhuǎn)速分布圖知:，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則,由于結(jié)構(gòu)要求取為40，齒數(shù)和，然后確定其兩對(duì)齒輪副的齒數(shù)。傳動(dòng)比為的齒輪副：由于結(jié)構(gòu)要求取為44.圖3-2 二軸裝配體圖3-3 4軸裝配體同理可以確定其他個(gè)齒輪的齒數(shù)。完成進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3.

6、2. 傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制 圖3-4 X6132臥式銑床傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.2.5繪制轉(zhuǎn)速圖與運(yùn)動(dòng)鏈分析 3.2.5.1繪制轉(zhuǎn)速圖動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距l(xiāng)g畫(huà)出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫(huà)上u(kk+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級(jí)比分配規(guī)律畫(huà)上各變速組的傳動(dòng)比射線(xiàn)，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 圖3-5 X6132臥式銑床進(jìn)給動(dòng)轉(zhuǎn)速圖3.2.5.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 銑床可以在三個(gè)垂直的任一方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及快速移動(dòng),進(jìn)給方向由離合器M3、M4、M5來(lái)控制，且互鎖；機(jī)動(dòng)進(jìn)給和快速移動(dòng)切換由電磁摩擦離合器M1、M2來(lái)控制。傳動(dòng)路線(xiàn)為下圖所示：

7、 由傳動(dòng)路線(xiàn)可知： 三個(gè)進(jìn)給方向各有21級(jí)進(jìn)給量 縱向、橫向?yàn)?01000mm/min 垂直為3.3333mm/min 進(jìn)給方向由電機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3-6電磁式默察離合器平面及三維圖繪制完傳動(dòng)系統(tǒng)圖后，利用三維建模軟件Solidworks進(jìn)行三維建模，建模如下圖：圖3-7 進(jìn)給系統(tǒng)總裝圖 圖3-8 進(jìn)給系統(tǒng)總裝平面圖3.2.6 機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)分析3.2.6.1孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)介： 圖3-8 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速總裝平面圖 X6132主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速操縱機(jī)構(gòu)采用集中式孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)控制。 其工作原理是利用孔盤(pán)上不同孔的組合，使其控制的齒條實(shí)現(xiàn)不同位置的組合形式，從而達(dá)到帶動(dòng)上面的

8、撥叉撥動(dòng)相應(yīng)的滑移齒輪實(shí)現(xiàn)不同位置的傳動(dòng)。其工作原理如下圖所示：X6132的變操縱機(jī)構(gòu)工作原理1外拉,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)5轉(zhuǎn)動(dòng),使6旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)10向右運(yùn)動(dòng),使12脫離各組齒條軸.轉(zhuǎn)動(dòng)4到合適轉(zhuǎn)速,使心軸上齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)12轉(zhuǎn)到相應(yīng)的孔的位置,然后反向操縱1復(fù)位. 圖3-9 主運(yùn)動(dòng)孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu) 圖3-10 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速機(jī)構(gòu)圖3-11 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速機(jī)構(gòu)三維建模5.3 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算5.3.1花鍵軸的校核對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。對(duì)花鍵軸 (III軸)5.3.1.1 軸的抗彎斷面慣性矩： (5-2)=式中 d花鍵軸的小徑（mm）；i花軸的大徑（mm）；b、N花鍵

9、軸鍵寬，鍵數(shù)；傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）; 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 （5-3）式中 D齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ=26x2.5。齒輪的徑向力：式中 為齒輪的嚙合角，20º；齒面摩擦角，；齒輪的螺旋角；0故N 5.3.1.2花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： （5-4） 式中 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d花鍵軸的大徑和小徑（mm）； L花鍵工作長(zhǎng)度； N花鍵鍵數(shù)； K載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.70.8； 故

10、此花鍵軸(III軸)校核合格。 5.4 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算II軸的校核 5.4.1 II軸的受力分析：由機(jī)械設(shè)計(jì)中的公式： （5-5）式中： T軸的轉(zhuǎn)矩N.m.P軸傳遞的功率Kw.軸的轉(zhuǎn)速r/min.所以II軸的轉(zhuǎn)矩： 有公式： 可求得各齒輪嚙合處所受的切向力，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中公式： 對(duì)錐齒輪有相關(guān)公式:對(duì)錐齒輪受力計(jì)算公式： 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪受力計(jì)算公式：可求得各齒輪嚙合處的各個(gè)力，再有理論力學(xué)相關(guān)公式求得A 、B兩點(diǎn)的支撐力。受力如下圖：5.4.2 II軸的彎矩和扭矩的繪制：5.4. II軸的危險(xiǎn)截面分析及校驗(yàn)：有II軸所受彎矩和扭矩圖可以知道該軸的危險(xiǎn)截面 按第三強(qiáng)度理論校核 由機(jī)械設(shè)計(jì)3公式：因?yàn)樵撦S材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表知所以：故該軸安全。5.5 圓錐滾子軸承疲勞強(qiáng)度校核機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命的計(jì)算公式為： C滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)軸承手冊(cè)或機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)查取，單位用（