貝殼仿形加工機畢業(yè)設(shè)計說明書

1、貝殼仿形加工機設(shè)計貝殼仿形加工機設(shè)計 The design of shell contour grinding machine學(xué)生姓名學(xué)號所在學(xué)院班級所在專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化申請學(xué)位工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師職稱答辯時間目 錄目目 錄錄設(shè)計總說明 .IINTRODUCTION.II1 前言 .11.1 課題的來源.11.2 研究的目的和意義.11.3 仿形機發(fā)展歷史與存在問題.12 仿形機總體方案確定 .22.1 總體方案確定 .22.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計與功能分析 .22.1.2 擬定總體方案.33 主運動系統(tǒng)設(shè)計計算 .53.1 電動機選用.53.1.1 轉(zhuǎn)速確定.53.1.2 電機功率.

2、53.1.3 電機選定.53.2 V 帶傳動的設(shè)計計算 .53.2.1 設(shè)計功率.53.2.2 小帶輪直徑.53.2.3 大帶輪直徑.63.3 主軸的設(shè)計校核.83.3.1 軸材料的選擇.8目 錄3.3.2 軸直徑的估算.83.3.3 軸上零件的定位.93.4 砂輪選用.104 進(jìn)給運動系統(tǒng)設(shè)計計算 .104.1 電動機選用.104.1.1 轉(zhuǎn)速確定.104.1.2 電機功率.104.1.3 電機選定.114.2 滾子鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計計算.114.2.1 鏈傳動的布置和張緊.114.2.2 鏈條設(shè)計.124.2.3 鏈輪參數(shù).154.3 偏心輪頂桿機構(gòu)進(jìn)給設(shè)計.174.4 搖轉(zhuǎn)夾緊機構(gòu)設(shè)計.17

3、4.5 進(jìn)給系統(tǒng)軸系設(shè)計.174.5.1 軸材料的選擇.174.5.2 軸直徑的估算.184.5.3 其他軸的設(shè)計.204.5.4 軸承選用.215.1 冷卻泵的選擇.235.2 電氣標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表.23設(shè)計總結(jié) .24目 錄鳴 謝 .25參考文獻(xiàn) .26設(shè)計總說明I設(shè)計總說明如今隨著社會潮流的發(fā)展，各種新興行業(yè)都開始發(fā)展起來。貝殼馬賽克便是其中一種，通過加工小塊貝殼表面來制成墻上裝飾。貝殼的天然紋理是其他裝飾材料無法比擬的，而且每一小片的文理都各不相同，組合起來的即視感非常高大上！本設(shè)計是基于以上需求設(shè)計的一臺貝殼仿形機。其結(jié)構(gòu)包括以下幾大部分：主運動系統(tǒng)、進(jìn)給機構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻輔助部分和機架

4、。工作原理:以主運動電機經(jīng)皮帶輪送給主軸砂輪以一定轉(zhuǎn)速，以進(jìn)給系統(tǒng)電機經(jīng)鏈傳動給工件軸一定轉(zhuǎn)速，由偏心輪頂桿機構(gòu)控制進(jìn)給，通過進(jìn)給軸仿形件控制工件所需形狀尺寸，并以水泵循環(huán)作為加工冷卻。此后，需完成各主要部件的計算設(shè)計,如主運動機構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計，包括皮帶傳動系統(tǒng)，軸各部分定位等設(shè)計；進(jìn)給機構(gòu)中各軸的設(shè)計,以及與其連接的傳動部件如電機、鏈輪、鏈條和夾緊機構(gòu)的設(shè)計等。畫出總傳動示意圖,用 AUTOCAD 作出總裝配圖、各重要部件圖和零件圖,并用 PRO/E 創(chuàng)建實體。關(guān)鍵詞：貝殼；仿形；設(shè)計ABSTRACTIIINTRODUCTIONToday, with the development of so

5、cial trends, a variety of emerging industries are beginning to develop. The shell mosaic is one of them, and is made into a wall decoration by machining small pieces of shell. Shells natural texture is unmatched by other decorative materials, and every scrap of liberal arts are not the same, combine

6、d deemed feeling very tall!This design is a shell copying machine is designed based on the above requirements. Its structure includes the following main parts: the main motion system, feed mechanism, feed system, cooling auxiliary part and frame. Working principle: the main motor by pulley gave grin

7、ding wheel spindle to a certain speed, motor feed system via a chain transmission to the work piece shaft must rotate speed, composed of an eccentric wheel top rod mechanism feed control, through a feed shaft copying a control of the work piece to the desired shape and size, and the circulating wate

8、r pump as the cooling processing. Since then, the need to complete each of the main components of the calculation of the design, such as design of main motion mechanism, including the belt drive system, the axis of the part positioning design; design of the axis of the feeding mechanism and connecte

9、d to the transmission parts such as the motor, a chain wheel, a chain and a clamping mechanism design. Draw the total drive schematic, use AUTOCAD to make the assembly drawings, important parts and parts drawings, and create the entity with PRO/E.KEYWORDS: shell;copying;design本科生畢業(yè)設(shè)計 1 貝殼仿形機設(shè)計1前言1.1

10、課題的來源仿形加工是貝殼馬賽克生產(chǎn)的核心工序之一,仿形機性能直接影響和決定著產(chǎn)品質(zhì)量和成本。定型機（萬能整型機）是目前規(guī)模化生產(chǎn)普遍采用的幾種主要機型之一,由于結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)、生產(chǎn)率高、通用性好、造價較低,近年來在我國得到廣泛應(yīng)用，但由于國外機器價格昂貴，造成生產(chǎn)成本高。因此，自主生產(chǎn)設(shè)計及優(yōu)化成為一個可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。1.2研究的目的和意義畢業(yè)設(shè)計是對以往所學(xué)專業(yè)課知識的綜合運用。通過在進(jìn)行設(shè)計的過程中，加深對工業(yè)機械工作原理及結(jié)構(gòu)原理的認(rèn)識，對此仿形機設(shè)計中所涉及到的傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及驅(qū)動裝置進(jìn)行分析和設(shè)計，可以提高獨立完成設(shè)計的能力。通過查找資料可以了解到國內(nèi)外制造業(yè)

11、技術(shù)的發(fā)展。特別對貝殼珠寶加工機械有一個初步的了解。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長及生活理念的變化，國內(nèi)外對室內(nèi)裝飾產(chǎn)品消費需求每年不斷遞增。在盛產(chǎn)珠寶貝類的地方，把珠寶貝類做成工藝及建材產(chǎn)品，既可以增加收益，也節(jié)能環(huán)保，并且可以暢銷國外。本次研究的目的在于研究如何根據(jù)我國當(dāng)?shù)氐男枰?，設(shè)計出操作調(diào)整方便，生產(chǎn)率高，能耗低，安全可靠，性能穩(wěn)定，故障率低，節(jié)省人力，對工件適用性廣的仿形加工機。1.3仿形機發(fā)展歷史與存在問題 仿形機是上世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種專門化機器.除了能磨圓形外，如果想加工其他形狀的寶石，玻璃片等只要裝上各種仿形的定型輪就可以了。故也叫“定型機”“萬能整型機”?，F(xiàn)為其加

12、入進(jìn)給電機可調(diào)速的特點,仿形機分為電子無級調(diào)速，機械調(diào)速兩種，前者可在設(shè)計的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，后者可通過更換不同尺寸的傳動鏈輪得到理想的轉(zhuǎn)速。本科生畢業(yè)設(shè)計 2 2仿形機總體方案確定2.1 總體方案確定2.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計與功能分析技術(shù)指標(biāo)：(1)設(shè)計用于各種形狀貝殼的加工，如五邊形、八邊形、心形等。要求實現(xiàn)各種形狀貝殼萬能加工，結(jié)構(gòu)可靠，操作方便，成本低。(2)適用工件：切割過最大圓周直徑 60mm。整機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、故障率低、操作方便可靠，通用性好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性良好。(3)輸入電壓 220V,電機功率 750W,主軸轉(zhuǎn)速 2880 轉(zhuǎn)/分鐘，工件軸 0-90 轉(zhuǎn)/分鐘，外形尺

13、寸 560*520*1150功能分析：本仿形機通過與其他機器結(jié)合，可以做到加工平穩(wěn)，而且可以根據(jù)不同的仿形件作出調(diào)整，需要的時候可以與周邊機器結(jié)合做出另外一條生產(chǎn)線，適應(yīng)范圍廣。 2.1.2 擬定總體方案 根據(jù)以上的功能要求,參考 ZD-6004 和 YX-6004 調(diào)速成型機,確定方案為:主運動由電機輸出功率，帶式傳動，傳遞給主軸；進(jìn)給系統(tǒng)由鏈輪傳遞電機功率,由調(diào)速器控制輸出功率，設(shè)計工件加緊的搖轉(zhuǎn)機構(gòu)，控制進(jìn)給量的偏心輪頂桿機構(gòu)。由于仿形機體積較大，傳遞速度較低，需要遠(yuǎn)距離傳動，故使用鏈輪傳動作為進(jìn)給主要動力機構(gòu)，并且要考慮到鏈輪的張緊問題?？紤]到加工的精度，設(shè)計冷卻系統(tǒng)。 本科生畢業(yè)設(shè)計

14、 3 圖 2-1 主運動傳動簡圖圖 2-2 進(jìn)給運動傳動簡圖本科生畢業(yè)設(shè)計 4 圖 2-3 偏心輪頂桿機構(gòu)簡圖3主運動系統(tǒng)設(shè)計計算3.1 電動機選用 考慮到仿形機所需電機只需作一般用途的驅(qū)動源,對起動性能、調(diào)速性能及轉(zhuǎn)差率無特殊要求,且其工作環(huán)境水份比較多,以選用 Y(IP54)型號的電動機。3.1.1 轉(zhuǎn)速確定由傳動示意圖可知,仿形機的電機需傳遞給一條軸。轉(zhuǎn)速要求較高,帶動 V 帶轉(zhuǎn)動的帶輪的轉(zhuǎn)速約為 1300 r/min,所以電機轉(zhuǎn)速要選得不宜太低,而且電機經(jīng)帶輪和 V 帶傳動才傳遞到主軸,所以可以選用 1390 r/min。3.1.2 電機功率根據(jù) ZD-6004 整型機所提供的數(shù)據(jù)，選

15、擇電機功率為 0.75KW。3.1.3 電機選定查1表 29-88，選用電機 Y2-802-4。其同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速為1390r/min,功率為 0.75KW。本科生畢業(yè)設(shè)計 5 圖 3-1 Y2-802-4 電動機的外觀圖3.2 V 帶傳動的設(shè)計計算3.2.1 設(shè)計功率 （3-1）kw825. 0PKPAdK a工況系數(shù)取 1.13.2.2 小帶輪直徑 D1d=113 =38.5131nP取 d =40mm 1P傳遞的功率(kW)n 小帶輪轉(zhuǎn)速(r/min)1帶速： v （3-2）max11/8 . 5100060vvsmndv=8m/s max3.2.3 大帶輪直徑：

16、D 2d =d （3-3） 221nn11取 0.010.02取 d =82mm 2n 大帶輪轉(zhuǎn)速(r/min) 2本科生畢業(yè)設(shè)計 6 彈性滑動率d 應(yīng)按表 15-29 選取標(biāo)準(zhǔn)值2中心距：a根據(jù)設(shè)計取 a=200 mm所需帶長：L開口傳動L=2a+(d +d )+ （3-4）212add4)(212 =628.5mm?。篖=629mm （些長度未包括接頭長度）小帶輪包角：1開口傳動 =180-57.5=163.4150（合理） （3-5）112dd 曲撓次數(shù)：YY= （m帶輪數(shù)，些設(shè)計中 m=2。） （3-6） max91000yLmv帶厚： （取=3。6mm） （3-7） 1)301401

17、(d帶的面積：A A=109 mm （3-8） KKPPKA01002(K 工況系數(shù)，查表 15-6 取 KA=1.3 AP 片基帶單位截面所能傳遞的基本額定功率，這里取 P0 =9(kW/cm )02K 包角修正系數(shù)，查表 15-21 取 K =0.94K 傳動布置系數(shù)，查表 15-22 取 K =1) 帶寬：b=18 （3-9）Ab 取 b=20作用在軸上的力 Q=780N （3-2sin210aAQ本科生畢業(yè)設(shè)計 7 10）帶的預(yù)緊應(yīng)力(MPa)，取=1.8 MPa00單根 v 帶 Pr=(Po+Po)K Kl=0.67 （3-11）根數(shù) Z=Pca/Pr=0.771 根 取一根圖 3-

18、2 帶輪齒頂和槽底示意圖圖 3-3 帶輪外形尺寸示意圖3.3 主軸的設(shè)計校核3.3.1 軸材料的選擇軸的材料種類很多,設(shè)計時主要根據(jù)對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及實現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用。軸的常用材料 35、45、50 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，最常用的是 45 鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用 Q235、Q275 等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重本科生畢業(yè)設(shè)計 8 量受到限制，以及有某些有特殊要求的軸，可采用合金鋼。球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，由于鑄造性能好，容易鑄造成復(fù)雜形狀，且減振性能好，應(yīng)力集中敏感性低，支點位移的影響小，幫常用于制造形狀

19、復(fù)雜的軸。根據(jù)工作條件要求，軸可在加工前或加工后經(jīng)過整體或表面處理，以及表面強化處理和化學(xué)處理，以提高其強度和耐磨、耐蝕等性能。因為仿形機主軸承受載荷較大，但無很大的沖擊，故由2表 15-1 選用軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其相應(yīng)的彎曲疲勞極限。MPa35513.3.2 軸直徑的估算傳動軸按扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行估算， (3-12)30npKAd式中 -鍵槽系數(shù)K -系數(shù)0A -軸的功率(KW)p -軸的計算轉(zhuǎn)速(r/min)n 所取材料為 40Cr 時，。971120A鍵槽系數(shù) K 的選取。對于的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個mmd100鍵槽時，應(yīng)增大 7%。對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸

20、徑增大 5%7%；有mmd100兩個鍵槽時，應(yīng)增大 10%15%。查閱1鏈傳動的傳動效率為 0.920.96。軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算， (3-13)pGIT41073. 5式中：T軸所受的扭矩，單位為 N.mm； G軸的材料的剪切彈性模量，單位為 Mpa，對于鋼材，；MPaG4101 . 8 軸截面的極慣性矩，單位為，對于圓軸，；pI4mm324dIp對于一般傳動軸，可??；對于精密傳動軸，可取m/ )( 15 . 00；對于精度要求不高的軸，可以大于。m/ )(5 . 025. 00m/ )( 10按照(6-1)得，本科生畢業(yè)設(shè)計 9 =19.1 （3-14）30npKAd結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格，選

21、取 d=20。按照(6-2)對軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算，mmNnPT555105 . 217/45. 4105 .95/105 .95mGITp/ )(75. 07014. 3101 . 8105 . 21073. 51073. 5044644對于一般軸，取m/ )( 15 . 00因此該軸滿足要求3.3.3 軸上零件的定位軸上定位如下圖軸全長 229mm由左至右，螺紋部分 18mm,螺紋到軸肩 72mm，中間軸肩 62mm，中間軸肩右側(cè) 95mm圖 3-4 主軸外形示意圖砂輪左側(cè)用軸套加螺母緊固，右側(cè)緊靠軸肩，帶輪又緊固螺釘做定位圖 3-5 主軸軸向定位示意圖3.4 砂輪選用由于加工工件材質(zhì)為貝

22、類，是比較硬的材質(zhì)，需要選用硬度較大的砂輪，根據(jù)進(jìn)給量本科生畢業(yè)設(shè)計 10 及仿形機尺寸選用砂輪型號為 SPA 18032204進(jìn)給運動系統(tǒng)設(shè)計計算4.1 電動機選用 考慮到進(jìn)給系統(tǒng)所需電機對起動性能、調(diào)速性能及轉(zhuǎn)差率有一定要求,其工作環(huán)境較好,以選用 Y(IP44)型號的電動機。4.1.1 轉(zhuǎn)速確定由傳動示意圖可知,進(jìn)給的電機需傳遞給一條軸。轉(zhuǎn)速要求不高,帶動鏈轉(zhuǎn)動的鏈輪的轉(zhuǎn)速約為 30 r/min,所以電機轉(zhuǎn)速要選得小些,而且電機經(jīng)鏈輪和鏈條傳動才傳遞到主軸,所以可以選用 30 r/min。4.1.2 電機功率根據(jù) ZD-6004 整型機所提供的數(shù)據(jù)，選擇電機功率為 0.03KW。 4.1

23、.3 電機選定查1表 29-88，選用電機 80YYJT30-3。其同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速為1550r/min,功率為 0.75KW。圖 4-1 電動機 80YYJY30-3 的外形尺寸4.2 滾子鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計計算4.2.1 鏈傳動的布置和張緊4.2.1.1 鏈傳動的布置鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂平面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。因此，本次設(shè)計的鏈輪都在鉛垂面上，減少其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計。本科生畢業(yè)設(shè)計 11 4.2.1.2 鏈傳動的張緊鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象；同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。本次設(shè)計的張緊裝置如圖下

24、圖所示，用可調(diào)螺釘軸承套。圖 4-2 張緊座套4.2.2 鏈條設(shè)計4.2.2.1 選擇鏈輪齒數(shù)、確定傳動比1z3z考慮傳遞速度的影響,由傳動圖可知,鏈傳動是由變速箱直接傳遞給鏈輪的,其轉(zhuǎn)速不宜太大,原則:小鏈輪 z9.參考 ZD-6004 整型機,選用齒數(shù)為：，Z2=Z4=Z1151z333z4.2.2.2 確定計算功率caPPca=KAP (4-1)式中 KA-工作情況系數(shù)； P-傳遞的功率；P 是由電機 80YYJT30-3 經(jīng)變速箱傳遞過來,并向鏈輪 Z1 傳遞功率,估算傳遞給鏈傳動部分的功率為總功率的一半。由電機經(jīng)鏈傳動傳遞的功率為，KWP9 . 9119 . 0KWPP45. 42/

25、9 . 92/查2表 9-9,KA=1.3 得 Pca=1.3P=5.785KW (4-2)4.2.2.3 排數(shù)的確定與鏈的節(jié)距 P 和排距 PT1) 排數(shù)本科生畢業(yè)設(shè)計 12 設(shè)計時在保證承載能力的前提下,應(yīng)晝采取較小的節(jié)距,載荷較大時可以用雙排或多排鏈,但排數(shù)一般不超過 3 排或 4 排,以免由于制造和安裝誤差的影響使各排鏈?zhǔn)茌d不均。考慮仿形機工作時要承受的載荷較小,故采用單排鏈傳動。2) 節(jié)距 P根據(jù)功率 P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速決定1n由2公式(9-18) （4-3）02caLPPPK K K式中 P0-在特定條件下,單排鏈所能傳遞的功率； K2-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)(見表 9-10)； KL-鏈長

26、系數(shù)(表 9-10)； KP-多排鏈系數(shù)(表 9-11)；查各表可以 K2= =0.77 KL= =0.82 KP=1.71.081()19z0.26()100pL 代入公式得 P0=5.39KW又,查圖 9-13 和表 9-1,選取 p=31.75 鏈號為 20A 的滾子單排鏈min/5 .371rn 3) 排距mmPt76.35(1)中心距 a 和鏈節(jié)數(shù)pL原則:中心距不受其它條件影響,取,若有張緊裝置時, 50)p(300apa80max0可大于 80p。max0a由3查得表 4-1i4min0a10.2 (1)z ip10.33 (1)z ip mma69.16675.31) 1201

27、5(152 . 0min0初取,代入下式pa100 (4-4)266.45)2(220212210apzzzzPaLp 圓整取46pL本科生畢業(yè)設(shè)計 13 根據(jù)圓整出來的 LP計算理論中心距 (4-5)mmzzzzLzzLpapp96.336)2(8)2(2(421323131 圓整為 a=337mm得出 166.69a337，取 a=300mm(2)鏈速 V (4-6)smpnzv/30. 010006075.315 .371510006011v 屬于小于 0.6m/s,屬低速傳動(3)有效圓周力 F (4-7)KNvPFca28.193 . 0785. 510001000(4)低速鏈傳動的

28、靜力強度計算對于鏈速小于 0.6m/s 的低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞的機率很大，故常按下式(2公式 922)進(jìn)行抗拉靜力強度計算， (4-8)841limFKnFSAca式中：鏈的抗拉靜力強度的計算安全系數(shù)；caS 單排鏈的極限拉伸載荷，單位為 kN，查表 91；limF 鏈的排數(shù)；n 工作情況系數(shù)，查表 99；AK 鏈的緊邊工作拉力，單位為 kN。1F符合要求。8492. 628.193 . 127 .86caS(5)作用于軸上的拉力QF (4-9)KNFQ136.2328.1912 . 1F1.20)K(1.15A本科生畢業(yè)設(shè)計 14 4.2.3 鏈輪參數(shù)圖 4-2 鏈輪1) 齒

29、數(shù) z=15(變速箱鏈輪) 由2表 9-3 得(1)分度圓直徑 (4-10)mmzpd7 .15215/180sin75.31180sin00(2)齒頂圓直徑 (4-11)mmdpddra39.1771575.3125. 17 .15225. 1max (4-12)mmdpzddra06.1661575.31)156 . 11 (7 .152)6 . 11 (min取mmda170(3)齒根圓直徑 (4-13)mmdddrf7 .137157 .1522) 齒數(shù) z=33(大盤軸鏈輪) 由2表 9-3 得(1)分度圓直徑 (4-14)mmzpd33433/180sin75.31180sin00

30、(2)齒頂圓直徑 (4-15)mmdpddra7 .3581575.3125. 133425. 1max (4-16)mmdpzddra21.3491575.31)156 . 11 (334)6 . 11 (min取mmda354本科生畢業(yè)設(shè)計 15 (3)齒根圓直徑 (4-17)mmdddrf319153343) 齒數(shù) z=20(人字轂軸鏈輪) 由2表 9-3 得(1)分度圓直徑 (4-18)mmzpd96.20220/180sin75.31180sin00(2)齒頂圓直徑 (4-19)mmdpddra65.2271575.3125. 196.20225. 1max (4-20)mmdpzd

31、dra2 .2171575.31)156 . 11 (96.202)6 . 11 (min取mmda225(3)齒根圓直徑 (4-21)mmdddrf96.1871596.2024) 齒數(shù) z=12(張緊輪) 由2表 9-3 得(1)分度圓直徑 (4-22)mmzpd7 .12112/180sin75.31180sin00(2)齒頂圓直徑 (4-23)mmdpddra39.1461575.3125. 17 .12125. 1max (4-24)mmdpzddra1341575.31)156 . 11 (7 .121)6 . 11 (min取mmda140(3)齒根圓直徑 (4-25)mmddd

32、rf7 .106157 .121 4.2.4 材料選用選用 45 鋼。45 鋼,強度較高可切削性良好，冷變形能力中等，焊接性差，無回火脆性，淬透性低，水淬時易生裂紋，多在調(diào)質(zhì)或正火態(tài)使用，兩者綜合性能相近，表面淬火后可用于制造承受較大應(yīng)力件。適于制造曲軸心軸、傳動軸、活塞桿、連桿、鏈輪、山輪等。本科生畢業(yè)設(shè)計 16 4.3 偏心輪頂桿機構(gòu)進(jìn)給設(shè)計由于貝類工件尺寸較小，為了使加工的廢品率降低，采取手動控制進(jìn)給量進(jìn)給和速度。此次設(shè)計使用偏心輪頂桿機構(gòu)，在偏心輪軸上加控制手柄根據(jù)進(jìn)給需要設(shè)計尺寸為，偏心輪直徑為 84mm，滾子推桿的總長為 148mm,控制進(jìn)給量為 42mm。圖 4-3 偏心輪頂桿機

33、構(gòu)示意圖4.4 搖轉(zhuǎn)夾緊機構(gòu)設(shè)計 設(shè)計軸右端階梯軸并有螺紋，與有外螺紋的旋筒連接，再用墊圈螺母連接，但軸與套筒之間有一定間隙，由帶內(nèi)螺紋的外旋筒轉(zhuǎn)動控制軸向移動，因為軸與旋有一定間隙，所以加工時軸的轉(zhuǎn)動并不會帶動旋筒轉(zhuǎn)動。4.5 進(jìn)給系統(tǒng)軸系設(shè)計4.5.1 軸材料的選擇軸的材料種類很多,設(shè)計時主要根據(jù)對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及實現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用。軸的常用材料 35、45、50 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，最常用的是 45 鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用 Q235、Q275 等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受到限制，以及有某些有特殊要

34、求的軸，可采用合金鋼。球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，由于鑄造性能好，容易鑄造成復(fù)雜形狀，且減振性能好，應(yīng)力集中敏感性低，支點位移的影響小，幫常用于制造形狀復(fù)雜的軸。本科生畢業(yè)設(shè)計 17 根據(jù)工作條件要求，軸可在加工前或加工后經(jīng)過整體或表面處理，以及表面強化處理和化學(xué)處理，以提高其強度和耐磨、耐蝕等性能。因為仿形機主軸承受載荷較大，但無很大的沖擊，故由2表 15-1 選用軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其相應(yīng)的彎曲疲勞極限。MPa35514.5.2 軸直徑的估算傳動軸按扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行估算， (4-26)30npKAd式中 -鍵槽系數(shù)K -系數(shù)0A -軸的功率(KW)p -軸的計算轉(zhuǎn)速(r/min)n 所

35、取材料為 40Cr 時，。971120A鍵槽系數(shù) K 的選取。對于的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個mmd100鍵槽時，應(yīng)增大 7%。對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 5%7%；有mmd100兩個鍵槽時，應(yīng)增大 10%15%。查閱1鏈傳動的傳動效率為 0.920.96。軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算， (4-27)pGIT41073. 5式中：T軸所受的扭矩，單位為 N.mm； G軸的材料的剪切彈性模量，單位為 Mpa，對于鋼材，；MPaG4101 . 8 軸截面的極慣性矩，單位為，對于圓軸，；pI4mm324dIp對于一般傳動軸，可??；對于精密傳動軸，可取m/ )( 15 . 00；對于精

36、度要求不高的軸，可以大于。m/ )(5 . 025. 00m/ )( 10按照(6-1)得，=19.130npKAd本科生畢業(yè)設(shè)計 18 結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格，選取 d=20。按照(6-2)對軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算，mmNnPT555105 . 217/45. 4105 .95/105 .95mGITp/ )(75. 07014. 3101 . 8105 . 21073. 51073. 5044644對于一般軸，取m/ )( 15 . 00因此該軸滿足要求軸 1，軸長 304mm圖 4-4 軸 1 示意圖計算軸上的作用力F=1100 Nar100141 FrF=320 Nbr10041arF 繪制

37、轉(zhuǎn)矩圖T=9549=14.5 N.m725011 繪制彎矩圖M =-780 41=-31980 N.mma本科生畢業(yè)設(shè)計 19 圖 4-5 軸的轉(zhuǎn)矩和彎矩圖 按許用彎曲應(yīng)力計算(第三強度理論) 取=0.5224TMMca=5.85MPa=7.2 Mpa432211 . 0dTMca1=69 Mpa， 表 10-2， 材料 40C 調(diào)質(zhì).鍛造.1r4.5.3 其他軸的設(shè)計其他軸都可同上，只需設(shè)計好軸所需要的長度即可軸 2，軸長 500mm圖 4-6 軸 2 示意圖軸 3（左端夾持工件軸），軸總長 212.5mm，左端為仿形件安裝軸，長 25mm本科生畢業(yè)設(shè)計 20 圖 4-7 軸 3 示意圖軸

38、4（右端夾持工件軸），軸長 182.5mm，鍵槽中心距左端面 96.5mm，右端階梯軸軸徑12mm，軸長 15mm，螺紋長 10mm圖 4-8 軸 4 示意圖4.5.4 軸承選用4.5.4.1 軸承選用依據(jù)軸承的載荷是選擇軸承的主要依據(jù)。根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也較小。而球軸承中則是主要為點接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，幫在載荷較小時，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。在本設(shè)計中，軸 1,3 上選用深溝球軸承因為主要是受軸向載荷較大，故選用深溝球軸承；軸 2 上選用圓錐滾子軸承。當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時，或因軸

39、受力而彎曲或傾斜時，會造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。這時，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面球軸承。這類軸承在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對偏斜時仍能正常工作。在本設(shè)計中，選用調(diào)心球軸承為防止因傳動而使軸彎曲或傾斜，會造成軸承內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承。4.5.4.2 軸承校驗計算本科生畢業(yè)設(shè)計 21 表 4-2 軸 1 與軸 3 的軸承計算表 4-3 軸 2 軸承計算計算項目計算根據(jù)計算結(jié)果(1)選 1，3 軸承型號 6204徑向額定靜載荷 Cor徑向基本額定動載荷 Cr極限轉(zhuǎn)速 No(2)計算徑向力，軸向力 F1r F1a(3)計算當(dāng)量動載荷 Pr(4)壽命

40、 Lh表 9-5表 9-5表 9-5由力學(xué)公式計算轉(zhuǎn)豉和立軸等的重力arrraFFPFF57. 035. 0,14. 111L =hPCn6010625800N36800N10000r/min320N3200 N1822N18941h本科生畢業(yè)設(shè)計 22 5 冷卻系統(tǒng)及相關(guān)電氣明細(xì)5.1 冷卻泵的選擇 該仿形機冷卻只需使用一個水泵供水給加工降溫，一個簡易的流量控制閥，即可實現(xiàn)。參考 ZD-6004 選用 DB-12A 型機床冷卻泵，其相關(guān)參數(shù)如下圖 5-1 冷卻泵 DB-12A 參數(shù)圖5.2 電氣標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表表 5-1 電氣明細(xì)表序號名稱代號數(shù)量備注1一般異步電機Y2-802-412冷卻泵電動機DB-12A13按鈕開關(guān)AS1601Y-111AIKS4一般異步電機80YYJT30-315調(diào)