ZM粉碎機下機體支承面銑床及卡具設計

1、洛陽理工學院 ?？飘厴I(yè)設計（論文） 題 目 ZMX粉碎機下機體支 承面專用銑床設計學生姓名專業(yè)班級學號所 在 系 機械工程系指導老師完成時間 年 月 日目錄中文摘要 英文摘要 總體方案的設計 1 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 11 下機體零件在錘片式飼料粉碎機中的作用和地位112 工藝分析113 總體布局方案的分析與確定4主要參數的確定 621 切割用量的選用622 參數確定與計算723 電機功率的確定824 主傳動系統(tǒng)運動參數的確定10加工示意圖的繪制 1131 機床的工藝方法1132 機床的工作進給長度113

2、3 機床的切削用量12機床生產率計算卡的編制 1341 工作定額計算13機床主傳動系統(tǒng)的設計 1451 主運動鏈轉速圖的擬定1452 齒輪齒數的確定1653 主傳動系統(tǒng)圖的確定1754 主軸箱的設計18機床總裝配圖的設計 18 TOC o 1-5 h z 工作臺運動的設計1971 蝸輪，蝸桿的設計1972 精度等級公差和表面粗糙度的確定2173 導軌的設計22主軸零件圖的設計 2381 軸的用途及分類2382 軸設計的主要內容2383 軸的材料2384 軸上零件的定位2485 軸的結構工藝性25主軸箱部件裝配圖設計 25致謝26參考文獻27附錄（英漢文獻 ） 28ZMX粉碎機下機體支承面專用銑

3、床設計內容摘要本設備的主要作用 金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器， 它是制 造機器的機器。 該設備即粉碎機下機體專用銑床， 是一臺為銑削下機體的支承面 和兩側面而專門設計的龍門架構式銑床。其主要作用是進行兩支承面和側面銑 削，提高兩支承表面的平行度和切削速度。 作為專用銑床的同時， 也可以完成其 他形式表面的銑削加工，具有一定的通用性。本設計的現實意義 本課題屬于實際生產型的專用機床類的設計課題。題目來源于實際生產制 造。工廠迫切需要改變現有的生產條件， 進行提高生產效率、 改善產品質量方面 的技術改造，以達到年產 12000臺的生產水平。 下機體支承面專用銑床的設計就

4、 是工廠技術改造的重點項目之一。用“以銑代刨”的制造工藝，可明顯提高粉碎 機的質量和生產效率， 使產品合格率上升， 在市場上具有較強的競爭能力， 從而 增加企業(yè)的綜合經濟效益。 所以，企業(yè)必須設計一臺專用銑床來適應企業(yè)的發(fā)展。這樣，對企業(yè)的生產率、 產品質量也有了更高的要求。 本企業(yè)為了適應科學 技術的發(fā)展， 在激烈競爭中有立足之地必須改進生產技術。 所以，企業(yè)需要設計 一臺更高效、高質量的加工本零件的機床。本設計的目的 通過畢業(yè)設計教學過程，培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和拿捏現代設計方 法，使同學們能夠綜合運用多學科的理論、 知識與技能， 解決具有一定復雜程度 的工程實際問題， 并培養(yǎng)學生勇于

5、實踐、 勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神。 另外畢業(yè) 設計還是衡量高等學校教育質量和辦學效益的重要評價內容。關鍵字：專用銑床; 粉碎機下機體 ; 龍門式銑床 ; 支承面銑削ZMX crusher under special body bearing surface millingmachine designAbstractequipment major roleMetal-cutting machine tools is the method of cutting metal blank increase the machine parts into the machine, which is man

6、ufactured machinery of machinery. The mill equipment that is under the body of Miller, Taiwan is one of the milling under the body of the bearing surface and the surface on both sides specially designed gantry-type milling machine structure. Its main role is to carry out two for surface and profile

7、milling, raising two parallel for the degree of surface and cutting speed. As special milling machine, but also other forms to be completed surface milling, have some commonality.Design of the practical significance of this issueThe actual production of an exclusive category of machine design issues

8、. Subject from the factory is an urgent need to change the existing production conditions, enhancing production efficiency and improve product quality in the technology, in order to achieve an annual output of 12,000 Taiwan production levels. Body bearing surface milling machine dedicated factory de

9、sign is the technological transformation of one of the key projects. Milling-generation gear to manufacturing technology, can significantly improve the mills production quality and efficiency, so that the rate of qualified products increase in the market with strong competition, thereby increasing t

10、he overall economic efficiency of enterprises. Therefore, enterprises must design a special milling machine to adapt to the development of enterprises. Thus, the productivity of enterprises and the quality of products now have higher requirements. The enterprise in order to adapt to the development

11、of science and technology, in the fierce competition gives way to the need to improve production technology. Therefore, enterprises need to design a more efficient, and high-quality processing of the components of the machine.The purpose of the designThrough the process of teaching graduate design,

12、to cultivate the students with the right design and method of making modern design, enable students to the integrated use of multidisciplinary theory, knowledge and skills, and solve certain complex engineering problems, and to develop students to practice the courage to explore and develop the spir

13、it of innovation. Another graduate design or measure the quality of higher education and management efficiency as an important evaluation. Keywords : special milling machine ; broken body under the machine ; gantry milling machine ; bearing surface .1. 總體方案設計根據設計任務書的要求， 首先需要認真研究被加工零件圖， 并通過畢業(yè)實習 和調查研究

14、， 了解市場和用戶對該設備的設計要求， 以及對新設計設備進行功能 分析。圖 1 為粉碎機下機體支承面專用銑床的被加工零件圖。下機體零件在錘片式飼料粉碎機中的作用和地位錘片式飼料粉碎機由上、下機體構成，箱體內有攜帶多個篩片的主軸和呈半 圓形的篩網，下機體在粉碎機中主要起支承作用。支承面 A、B 分別安裝兩軸承 座，電動機為主軸提供固定轉速， 使主軸多個可徑向擺動的錘片在高旋轉中將篩 網中的飼料打碎， 粉碎后的飼料通過篩網上小空漏到箱底， 同時由篩片旋轉造成 真空，將箱底飼料吸至出料口， 即完成粉碎飼料的功能要求。 由此可見下機體支 承面 A、B 對低平面的等高性偏差，以及支承面間的位置度偏差，將

15、影響軸承的 使用壽命， 還會使粉碎機下體內壁與篩片底部的間隙不均， 直接影響粉碎機的工 作效率，因此在工藝上如何保證支承面的加工精度和相應技術要求， 對提高整機 的使用性能，具有重要的實際意義。工藝分析定位基準的選擇a 粗基準的選擇：取下機體的側面為加工底面時的粗基準。由于考被加工零件名稱及編號：粉碎機下機體9材料及硬度：，170圖 1慮到下機體零件的側面在鑄造是放置在同一砂箱內，澆鑄過程中，側面在下箱，表面平整，鑄造質量好。以該側面為粗基準加工低平面，能保證側面與底面的垂直度，使粉碎機工作時篩片兩側與下機體內側的間隙較為均勻。b。 精基準的選擇：下機體零件的精基準采用“一面兩孔”的定位原理，

16、以 底平面和兩個 17 孔為精加工的定位基準。后述工序均采用統(tǒng)一的精基準， 故而可減少因基準變換帶來的基準不重合誤差，另外也有利于零件安裝，夾 緊也較為方便。工藝路線的確定根據先粗后精、先基準后其它表面、先主要表面后次要表面的機械加工工序安排的設計原則，對下機體的工藝路線作如下設計：工序 1 粗銑底面工序 2 粗銑頂面工序 3 精銑底面工序 4 鉆 2-17 孔，擴、粗鉸、精鉸 2-17孔工序 5 粗銑支承面及兩側表面，精銑支承面工序 6 中間檢驗工序 7 銑出料口底面 H工序 8 鏜 56 孔工序 9 鏜篩道尺寸至 R214mm工序 10 鉆 H底面 6- 6.7 孔工序 11 鉆支承面孔

17、6- 14，鉆頂面 4- 6.7 孔、攻螺紋至 M8工序 12 鉆側面孔 15，鉆孔 6.7 ，攻螺紋至 M8工序 13 鉆側面 2-13 孔、 2- 15孔，鉆 6- 6.7 孔、工螺紋 M8工序 14 最終檢驗。其中工序 5，粗銑支承面、兩側面及精銑支承面工序，有本設備“ ZMX粉碎 機下機體支承面專用銑床”完成，因此，本設備的主要功能是完成兩軸承座 支承表面 A、B 對基準底面要求， 其尺寸精度為 3350.07mm，表面粗糙度為 Ra6.3um。兩側表面為風口和出料口表面，表面粗糙度為 Ra50um，加工精度 要求低，因此可在粗銑支承面時同時完成兩側的銑削加工。總體布局方案的分析與確定

18、為了使新設計的機床設備能達到上述功能目標。 可選用下列原理性的總體布 局方案來實現功能原理要求。2 所示）采用在龍門式專用銑床上設置三個銑削頭的總體布局方案（見圖圖 2 該方案中，除了在立柱上安裝左、右兩側銑削頭外，橫梁上只安裝一個立銑 頭。這種方案先用三個銑銷頭同時分別粗銑 C、D兩側表面和 A 支承面，再由立 銑頭沿橫梁向左快速移動， 工作臺反向進給粗銑 B 支承面，在精銑支承座表面時， 用調整好的立銑頭，精銑 B 支承面，然后，把立銑頭沿橫梁向右快速移動到 A 支承面位置，再反向精銑 A 表面，既可完成精銑支承面工步的要求。這種方案具有整機結構剛性高的優(yōu)點， 且由于采用一個立銑頭， 同時

19、完成 A、 B 支承面的精銑加工，有利于把 A、 B 表面的位置度偏差控制在技術條件允許的 范圍之內， 可提高被加工零件的制造精度， 并且比第一方案少一個立銑頭， 使機 床結構簡化，但生產率低于第三方案。 鑒于本設備的使用和制造單位是小型農機廠， 該廠一方面急需對現有設備進行技 術改造，同時又受到經費不足，技術改造能力的限制，并且通過調研了解到，該 制造廠有一批廢舊的液壓動力滑臺和立柱、橫梁、底座等基礎件，因此，在滿足 生產率要求的前提下， 采用第四種布局方案， 盡量利用已有的基礎件， 對降低生 產制造成本，提高被加工零件加工質量較為有利。2主要技術參數確定切削用量的選用切削用量的選擇原則：

20、選擇切削用量主要應根據工件的材料 精度要求以及刀具的材料 機床的功 率和剛度等情況， 在保證工序質量的前提下， 充分利用刀具的切削性能和機床的 功率轉矩等特性，獲得高生產率和低加工成本。從刀具耐用度角度出發(fā)，首先應選定背吃刀量 ap ，其次選定進給量 f，最后 選定切削速度 u。粗加工時，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，選擇粗 加工的切削用量時，要盡量保證較高的金屬切除率，以提高生產率；精加工時， 加工精度和表面粗糙度要求較高， 加工余量小且均勻。 因此， 選擇切削用量時應 著重保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產率。背吃刀量 ap的選擇粗加工時， 背吃刀量應根據加工余量和

21、工藝系統(tǒng)剛度來確定。 由于粗加工時 是以提高產率為主要目標，所以在留出半精加工 精加工余量后，應盡量將粗加 工余量一次切除。一般 ap 可達 810mm。當遇到斷續(xù)切削 加工余量太大或不均 勻時，則應考慮多次走刀， 而此時的背吃刀量應依次遞減， 即ap1 ap2 ap3。精加工時，應根據粗加工留下的余量確定背吃刀量， 使精加工余量小而均勻。進給量 f 的選擇粗加工時對表面粗糙度要求不高， 在工藝系統(tǒng)剛度和強度好的情況下， 可以 選用大一些的進給量； 精加工時， 應主要考慮工件表面粗糙度要求， 一般表面粗 糙度數值越小，進給量也要相應減小。切削速度 u 的選擇切削速度主要應根據工件和刀具的材料來

22、確定。粗加工時， u 主要受刀具壽 命和機床功率的限制。 如超出了機床許用功率， 則應適當降低切削速度； 精加工時，ap和 f x選用得都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應選取的盡可能高，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。參數確定與計算切削用量選定后， 應根據已選定的機床， 將進給量 f 和切削速度 u 修定成機 床所具有的進給量 f 和轉速 n，并計算出實際的切削速度 u。工序卡上填寫的切 削用量應是修定后的進給量 f 轉速 n 及實際切削速度 u。轉速 n（r/min） 的計算公式如下：n=u/ d 1000式中 d 刀具（或工件）直徑（ mm）;U 切削速度（ m

23、/min） .因此，被加工零件支承面總余量為 3mm，其中粗銑余量取 2mm，精銑余量取 1mm粗銑支承面工步機床： ZMX 粉碎機下機體支承面專用銑床： 刀具：硬質合金套式端面銑刀，選用 YG6端面銑刀， d0 =100mm.z=4;銑削面寬度 ae： ae =55mm；切削深度 ap： a p =2mm；主軸轉速 n：切削速度 u=1.00m/s2.00m/s，取 uc =1.5m/s，則 n=286.6r/min，取 n=280r/min，實際切削速度 u c =1.47m/s；進給量 f ：f=0.2mm/z0.5mm/z，取 f=0.4mm/z=1.6mm/rvf =f zn=448

24、mm/min；銑削力 Fz=9.8154.5a10 f0.47a0p.9zd01.0=1114N銑削功率 Pm：Pm=Fz uc 10 3=1.64kw精銑支承面工步可采用上述相同方法計算。得：d0 =100mm,z=4,ae =55mm,ap =1mm,n=280r/min,uc =1.47m/s,f=0.8mm/r,u f =224mm/min,P m =0.53kw粗銑側面工步d 0 =100mm,z=4,ae =80mm,a p =1mm,n=280r/min,uc =1.47m/s,f=1.6mm/r,u f =448mm/min,P m=1.28kw粗銑頂面工序 該設備除了加工下機

25、體支承面與兩側表面外，也能對下機體頂面底面等工序進行銑削加工，以便擴大設備的使用范圍。粗銑頂面的切削用量取為： d 0 =315mm,z=16,ae =227mm,ap =3.7mm,u c =1.48m/s,f=0.22mm/r,u f =316.8mm/min,n=90r/min,P m =2.13kw電機功率的確定電動機是常用的原動機 ,具有結構簡單 ,工作可靠 ,控制簡便和維護容易等優(yōu) 點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結構型式 ,容量 （功率）和轉速 ,確定具體 型號. 類型和結構的選擇電動機已經系列化 ,標準化 ,在設計時應根據工作載荷 （大小,特性和變化情況 ）, 工作要求 （

26、轉速高低 ,調速要求 ,起動和反轉的頻繁程度 ）,工作環(huán)境 （塵土 ,油,高溫及 爆炸氣體等 ），安裝要求及尺寸重量的特殊限制等條件進行選擇。工業(yè)上廣泛應 用三相交流電動機，尤以三相鼠籠型異步電動機應用最多，其中 Y 系列一般用 途的全封閉自扇冷鼠籠型異步電動機廣泛應用于輸送機 ,攪拌機。本設備選擇的 就是 Y11ZM 4 型異步電動機為機床主變速箱的驅動電機。確定電動機的功率電動機的功率主要根據工作裝置的功率來確定。 工作裝置的功率根據工作阻 力和速度確定，即：Pw = F w v w /1000 wPw = T wnw/9550 w式中Fw工作裝置的阻力， N工作裝置的線速度， m/s 工

27、作裝置的效率 工作裝置的轉矩， Nm工作裝置的轉速， r/min 。電動機所需的輸出功率：Po = Pw / 其中為由電動機到工作裝置的傳動裝置總效率，可按下式計算 =1 2 3 n 式中1.2. 3.n 為傳動裝置中各零部件的效率。計算傳動裝置的效率時要注意以下幾點： 軸承效率通常指一對軸承而言； 推薦的效率一般有個范圍， 當工作條件差 , 加工精度低 , 維護不良時應 取較低值 , 反之應取較高值。電動機的額定功率應等于或略大于電動機所需的輸出功率，以使電動機 工作時不會過熱，通常按 Pm = (1-1.3)Po 來確定。電動機轉速的確定 額定功率相同的電動機有四種同步轉速可供選用。 電動

28、機的轉速越高， 則磁 極越少，尺寸及重量越小，價格也越低；但電動機的轉速較高，也引起傳動裝置 的尺寸和重量增大，使成本增加。銑床主軸箱電機的功率 P 電，可按下式選?。篜 電P切 /式中，為機床總機械效率，對主運動為旋轉運動的機床，=0.70.85，取 =0.8，P m在粗精銑支承面P切 為切削功率。由切削用量計算分析結果可知，銑削功率粗銑側面。粗銑頂面時的最大值為 2.13 kw。取 P切 =Pmmax,則：P電 2.67kw因此，本設備選用 Y11ZM-4 型三相異步電動機為機床主變速箱的驅動電機， 其額定功率為 4kw ，電動機轉速為 1440r/min。2.4 主傳動系統(tǒng)運動參數的確定

29、2.4.1. 主運動參數 回轉主運動的機床，主運動參數是主軸轉速。轉速（ r/min ）與切削速度的關系 是：n=1000u/ d（a）式中： n轉速（ r/min ） ;u切削速度（ m/min ）;d工件（或刀具）直徑（ mm）。 主運動是直線運動的機床，如插床或刨床，主運動參數是每分鐘的往復次 數。對于不同的機床， 主運動參數的不同要求。 專用機床和組合機床是為某一特 定工序而設計制造的， 每根主軸一般只須有一個轉速， 根據最有利的切削速度和 直徑而定， 故沒有變速要求。 通用設計是為適應多種零件加工而設計制造的， 主 軸需要變速。因此需確定它的變速范圍， 即最低與最高轉速。 如果采用分

30、級變速， 則還應確定轉速級數。最低（ nm in ）和最高（ nmax ）轉速的確定 根據式（ a）可知：nm in=1000u m in / d max ：nmax =1000um ax / d minnmax和 nmin 的比值是變速范圍Rn：Rn=nm ax/nmin在確定切削速度時應考慮到多種工藝的需要。 切削速度主要與刀具和工件的 材料有關。常用的刀具材料有高速鋼 硬質合金和陶瓷等。工件材料可以是鋼 鑄 鐵以及銅鋁等有色金屬。切削速度可通過切削試驗 查切削用量手冊和通過調查 得到。在計算時， nmax不是把一切可能出現的 u max ，dmin代入公 nmax式中（對 nmin 也同

31、理），而是在實際使用的情況下， 采用 umax （或 umin ）是常用的 dmin （或 d max） 值。這樣就可以通過計算得到較為合理的和 nmin nmax以及變速范圍 Rn。對于臥式 車床，如用 D max表示床身上的最大回轉直徑（即其主參數） ，通?？扇∽畲蠛妥?小加工直徑 d m ax =（0.50.6）D m ax , d m in =（0.20.25） dmax;對于搖臂鉆床，如用 Dmax表 示最大鉆孔直徑（即其主參數） ，通?？扇?d max =D max ， d min =（0.20.25） dmax。在確定了 nmin和 nmax 后，如采用分級變速（大多數普通機床）

32、 ，則應進行轉 速分級；如采用變速電動機進行無級變速（大多數數控和重型機床） ，有時也需 用分級變速機構來擴大其調速范圍。分級變速時的主軸轉速數列如某機床的分級變速機構工有 Z 級，其中 n1=nmin,nz=nmax,Z 級3加工示意圖的繪制圖 6 為 ZMX粉碎機下機體支承面專用銑床的加工示意圖。 圖中表示出以下幾 方面的內容：機床的工藝方法本機床采用三個銑削頭， 同時分別對支承面和兩側表面進行銑削加工， 其中 主軸 1 用 100mmYG端6面銑刀完成對 A。B支承面的粗。精銑加工，主軸 2。3 分 別用 100mmYG端6 銑刀對 C。D 兩側表面進行粗銑加工。機床工作循環(huán)和工作行程機

33、床的工作進給長度工作進給長度包括切入長度、加工長度和切出長度。本機床取切入長度為 10mm，切出長度為 3mm。加工長度取決于被加工表面的長度和銑刀直徑尺寸。機床的切削用量由于粗銑支承面 A 和粗銑兩側面 C。D取工步是在工作臺工作進給時同時完 成，因此，可采用“試湊法”確定該工步選用的進給速度 u f 。結果取快速進給 285工作進給43快3 速進給220橫向進給 33快退325uf =448mm/min，切削速度 uc =88m/min，主軸轉速 n=280r/min 。精銑 A。B支承面工步的進給速度 u f =224mm/min, uc =88m/min,n=280m/min。但是該加

34、工示意圖的視圖數量尚欠不足，除圖中所示的側向視圖外，再增加 一個主視圖就可準確。 清楚的表示出工作臺的自動工作循環(huán)過程。 圖中還應標出 端銑刀的刀盤直徑和寬度尺寸。 刀夾直徑尺寸， 及主軸套筒端面至主軸箱端面的 距離等聯系尺寸。4機床生產率計算卡的編制 根據加工示意圖選定的工作循環(huán)，工作行程長度。切削用量。動力部件的快 進及進給速度等， 就可以計算機床的生產率。 編制生產率計算卡。 生產率計算卡 能反映機床的加工過程。 工作循環(huán)中每一動作所需時間。 切削用量。 以及機床生 產率與負荷率等技術指標。工作定額計算粗銑支承面機動工作行程時間：切入行程 L1=10mm，切出行程 L2=3mm，工作行程

35、：兩支承面工作行程 L 分 別為 420mm和 340mm，故而t j1 =0.97min,t j2 =0.79min.精銑支承面機動工作行程時間 可計算得：t j3 =1.58min,t j4 =1.93min. 粗銑側面機動工作行程時間t j5=t j6 =0.73min工步五的總工作行程機動時間 t j 由于粗銑側面的機動工作行程時間重合，因此 t j =t ji +t j2 +t j3+t j4 =5.27min 。機動空行程時間 t j 和輔助時間 t f 機動空行程時間包括：工作臺快進，快退時間，立銑頭橫向快進，快退時間，輔 助時間包括：工件裝入時間，工件定位夾緊，對刀，調速，松開

36、工件，卸下工件 等時間。 t j 和 t f 的具體數值見表 4.5 中所示。單件生產時間 t 單：t 單 =( tj + t j + t f )(1+4.1%)=11.72min式中 4.1%為技術服務時間。理想生產率 Q：Q=A/tk =5.1 件 /h式中 t k 為年生產小時數。實際生產率 Q1：Q1=60 / t單=5.13 件/h機床負荷率：=Q/Q1=86%5. 機床主運動系統(tǒng)設計本機床的主傳動系統(tǒng)采用集中傳動布局形式。 本傳動系統(tǒng)中為了適當擴大設 備的工藝范圍，在整機結構不作重大改變的情況下， 增加 n=90r/min 的主軸速度， 可使該設備能完成銑削下機體頂面和底面等工序的

37、加工要求， 有利于提高的利用 律。主運動鏈轉速圖的擬定根據前面推導的數據，取主軸轉速的變速范圍： 280r/min90r/min ；公比為： 1.26變速級數： z=6主軸轉速系列： 280,224,180,140,112,90,r/min;電動機轉速： N=1440r/min確定傳動組和傳動副數傳動組和傳動副數可能的方案有：在上列方案中，第一行的方案可以省掉一根軸。 缺點是增加了雙聯滑移齒輪。使操縱機構復雜，加大了設計的困難程度第二行的三個方案可根據下列原則比較： 從電動機到主軸， 一般為降速傳動。 接近電動機處的零件，轉速較高，從而轉矩較小，尺寸也較小。如使傳動副較多 的傳動組放在接近電動

38、機處， 則可使小尺寸的零件多些， 大尺寸的零件少些， 就 省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個角度考慮，以取 的方案為好。傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，長限制最小傳動比 i min 1/4 。在升速時，為防止產生過大的振動和噪聲，長限制最大傳動比 i max 2 。因此，主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍一般為maxumax umin8 10 。 。對于進給傳動鏈，由于轉速通常較低，零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。在檢查傳動組的變速范圍時， 只需檢查最后一個擴大組。 因為其它傳動組的 變速范圍都比較小。其根據式，應為：因為

39、上面選的傳動副的級比指數是都是 1，所以該方案是可行的。基本組和擴大組的排列順序的選用原則是選中間的傳動軸變速范圍最小的 方案。因為如果各方案同號傳動軸的最高轉速相同， 則變速范圍小的， 最低轉速 較高，轉矩較小，傳動的尺寸也可以小些。如果沒有別的要求，則應盡量使擴大 順序與傳動順序一致。因此上述的方案是可行的。擬定轉速圖 電動機和主軸的轉速是已定的，當選則了結構網或結構式后，就可以分配 各傳動組的傳動比并確定中間軸的轉速。 在加上定比傳動， 就可畫出轉速圖。 中 間軸的轉速如果能夠高一些， 轉動件的尺寸也就可以小一些。 但是， 中間軸如果 轉速過高，將會引起振動、 發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪

40、的轉速不超過 12 15m/s。 對于中型車、鉆、銑床，中間軸的最高轉速不宜超過電動機的轉速。對于小型機床和精密機床，由于功率較小，傳動件不大。這時振動、發(fā)熱、和噪聲是應該考 慮的主要問題了。因此，要限制中間軸的轉速，不使過高。我們選定的結構式共有三個傳動組，變速機構供需 4 軸。加上電動機共 5 軸。故轉速圖需 5 條豎線，。主軸共 6 速，電動機轉速與主軸的轉速相差很大， 故需要 14 根橫線。注明主軸的各級轉速。 電動機軸轉速也應在電動機軸上注明。中間各軸的轉速可以從電動機軸開始往后推，也可以從主軸開始往前推。 通常，以往前推比較方便。即先決定軸的轉速。傳動組 C 的變速范圍為 =1.2

41、6隨后決定軸的轉速。傳動組 同理，對軸一，可?。?ia11ia3i1ia5 3這樣就確定了軸的轉速。齒輪齒數的確定b 的級比指數為 1，所以傳動比1.261.26 ，ia211ia4111.26 ，21.2621ia6111.263 ，41.264當傳動比 i 采用標準公比的整數次方時，齒數和 Sn 以及小齒輪齒數可以從 各種常用傳動比的適用齒數表中查的。如上圖的傳動組a，ia11.26 ，ia2ia31.26ia411.262ia51.263 ，i a611.264查i為1,1,1.26,1.58,2 和2.5 的六行。有數字的即為可能方案。其結果如下：ia11.26Sn . ，59，61，

42、 63，65， 66，68，ia2 1Sn，60，63，66，68，70，72，,11ia3Sn ， 59，61，63， 65，66，68，1.2611a4 21.262Sn， 57，59，61，63，65，67，從以上四行中可以挑出， Sn 63 是適用的。則從表中可查出小齒輪的齒數分別為 44，39，34，30，26，22。即ia14434ia23939ia33444ia43048ia52652ia62256有時為了滿足傳動比的要求， 可以使同一傳動駔內各傳動副的齒數和不等， 然后采用變位的方法使中心距相等。但各傳組的齒數和不能相差太多主傳動系統(tǒng)圖的確定以上在 A 組中推算出的各齒輪的齒數

43、，在本系統(tǒng)中并不采用多聯滑移齒輪 的形式來實現，因為在同一軸上安裝兩個三聯滑移齒輪的操縱機構必須互鎖以防 止兩個滑移齒輪同時嚙合。 再就是本機床是為專用機床， 被加工零件是固定不變 的，因此主軸不需要變速就行， ，只要把主軸設計成 n=280r/min 就能完成粗， 精 銑支承面和粗銑兩側面的工藝要求。本傳動系統(tǒng)采用交換齒輪變速機構實現主軸轉速從 90r/min280r/min 的變 速要求。 交換齒輪不需要增加專門的變換操縱機構， 具有結構簡單， 軸向尺寸小 的優(yōu)點。主軸箱的設計主軸箱中有主軸、變速機構，操縱系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。如果主軸箱與變速機構分離， 則除主軸箱外還有變速箱。 本機床的變速

44、機構不需要設計， 即只需要 設計主軸箱的結構。 主軸箱除應保證運動參數外， 還應具有較高的傳動效率， 傳 動件具有足夠的強度或剛度，噪音要底，振動要小，操作要方便，具有良好的工 藝性，便于檢修，成本底，防塵、防漏、外形美觀等。主軸箱的構造確定本主軸箱的結構特點是：（1）銑削頭主軸組件的前支承采用兩個背對背排列的 7211/P5 型圓錐滾子 軸承結構，后支承為 32209/P6 型單列向心圓柱滾子軸承。這種結構 形式的支承剛度好，結構簡單，調整方便，能滿足普通級精度的加工 要求。（2）銑刀銑削平面軸向位置的調整時通過轉動手柄，經一對螺旋圓柱齒 輪，使小齒輪轉動，再經主軸滑套上的齒條，帶動主軸套筒

45、移動，實 現刀盤位置的軸向調整。（3）由于銑削頭主軸既要高速旋轉，又要作軸向調整運動，因此主軸尾端 采用花鍵軸與傳動軸的花鍵孔相配合的結構形式， 把動力轉矩傳入銑 削頭主軸。采用交換齒輪變速機構調整主軸的轉速，僅用 5 對 10個配換齒輪就能實現 變換 6 種主軸轉速的設計要求。6機床總裝配圖設計機床外型尺寸（長寬高） ： 2200 15202145主要部件外型尺寸：工作臺（長寬）：750600橫梁（長寬高）：1400570430立柱（長寬高）：640300950工作臺行程：938快速進給 1 行程220工作進給行程433快速進給 2 行程285機床工作臺面高度700在高度方向上標明反映工件被

46、加工支承面與端銑刀銑削平面的聯系尺寸。 橫 向寬度方向用同樣方法標明下機體兩側面加工與側銑刀銑削面有關聯的各部件 之間的聯系尺寸。在機床聯系尺寸總圖上，標注出各部件的代號，如 ZMX-01為銑削頭主軸箱 等。對于各部件裝配圖之外的零件， 組件代號及標準件代號， 需要在總圖中標出， 圖 9（見后面大圖）為 ZMX專用銑床總裝配圖，并編制相應的零件明細表與標準 件明細表。在機床聯系尺寸總圖上，高度方向上尚缺少端銑刀刀夾平面至主軸端面及 橫梁導軌之間相對高度尺寸， 橫向寬度方向上應補上側刀架端銑刀刀夾平面至主 軸平面及立柱側面之間的相對尺寸。工作臺運動設計在本次設計中，工作臺的運動是利用蝸輪，蝸桿傳

47、動將來自電動機的旋轉力 轉變?yōu)楣ぷ髋_縱向進給的軸向力， 然后控制工作臺在導軌上運動來實現的。 因此 工作的運動設計主要就設計傳動系統(tǒng)即蝸輪，蝸桿的選擇和工作臺的設計。蝸輪，蝸桿的設計選擇蝸桿的傳動類型根據 GB/T 100851988的推薦，采用漸開線蝸桿（ ZI）選擇材料根據庫存材料的情況， 并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大， 速度只是中等， 故蝸桿用 45 鋼；因為希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火 處理，硬度為 4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZcuSn10P1，金屬模鑄造。為了 節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鐵 HT100 制造。按齒面接觸疲勞強度進行設

48、計根據閉式蝸桿傳動的設計準則， 先按齒面的接觸疲勞強度進行設計， 再校核齒 根彎曲疲勞強度。傳動中心距a）確定作用在渦輪上的轉距 T 2按Z 1 =2，估取效率0.8，則確定載荷系數 K因為工作載荷穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數 K =1；可選取使用系數K A =1.15；由于轉速不高，沖擊不大，可取動載系數 KV 1.05 ；則K= K A* K *K V =1.15 1 1.05 1.21確定彈性影響系數 Z E 因為選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配合，故 Z E =160MPa1/2.確定接觸系數 Z先假設蝸桿分度圓直徑 d1和傳動中心距 的比值 d1/ 0.35，可查得 z =2.9確定

49、接觸應力 H 根據蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZcuSn10P1，金屬摸鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC,可查得蝸輪的基本允許應力 H =268Mpa 。應力循環(huán)次數1450 3N=60jn 2Lh 60 1 12000 5.22 103 。2 h 20壽命系數7107K HN = 8 7 =0.8134HN 5.22 107則H =K HN * H =0.8134 268Mpa=218 Mpaf)計算中心距取中心距 a=200mm，因 i=20,查表的模數 m=8mm,蝸桿分度圓直徑 d=80mm。 這時 d/a=0.4,可查得接觸系數，因此，因此以上計算結果可用。8.2 蝸桿與蝸輪的主要參數與幾何

50、尺寸a) 蝸桿軸向齒距 Pa =25.133mm；直徑系數 q=10；齒頂圓直徑 da1 96mm ；齒根圓直徑 d f1 60.8mm 分度圓導程角 1118 36 ；蝸桿軸向齒厚sa 12.5664mmb） 蝸輪蝸輪齒數 z240；變位系數 x2 0.5 ；驗算傳動比 iz2z1421 20.5，這時傳動誤差為 20.5 20 0.025 2.5% ，20是允許的。蝸輪分度圓直徑d2mz28 41mm 328mm輪喉圓直徑da2d22ha23282 8 mm 344mm蝸輪齒根圓直徑df2d22hf2328 21.2 8 mm 308.8mm蝸輪咽喉母圓直徑 rg21a da2 2002

51、a2a21344 mm 28mm27.2精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動， 屬于通用機械減速器， 從 GB/T 100891988圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇 8 級精度，側隙種類為 f，標注為 8f GB/T10089 1988。然后由相關手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度。導軌的設計導軌的選擇 在對工作臺的支撐和導向導軌的受力分析知，其主要受工作臺和工件的壓 力，在工作過程中與工作臺之間產生很大的摩擦。 所以我們選擇矩形導軌來完成 本次設計。矩形導軌的剛度以及承載能力均比三角形導軌， 燕尾形導軌大， 當量 摩擦系數比三角形導軌底，制造 ,調整, 檢驗, 維修都方便

52、，但側面磨損后不能自 動補償，因此，必須有間隙調整。導軌設計導軌的功能是導向和承載。即保證運動部件在外力作用下能沿著規(guī)定的運動。如作直線運動的執(zhí)行件（工作臺或刀架等）由直線導軌來承載和導向；作圓 運動的執(zhí)行件（立式車床的工作臺）由圓導軌的承載和導向。在導軌副中，運動 的導軌成為動導軌，不動的則稱支撐導軌。在本次設計中，我們用這種導軌，其作用是為運動的工作臺和刀架提供承 載和導向，均屬于支撐導軌。 導軌結合面配合的調整對機床的工作性能有相當大 的影響。配合過緊不僅操作費力還會加快磨損； 配合過松則將影響運動精度， 甚 至產生振動。 因此，常用鑲條和壓板來調整導軌的間隙。 鑲條用來調整導軌的側 隙

53、，以保證導軌面的正常接觸。導軌間隙的調整 任何零件的尺寸在加工是都必須給出一定的公差，所以，符合圖紙公差要 求的導軌組成導軌副時， 必須存在一定的間隙。 當間隙過大時， 導軌的導向精度 差，甚至會引起震動；間隙過小的運動的阻力加大，且磨擦，磨損也將加大。導 軌間隙調整的方法通常是采用鑲條和壓板。根據本設計的特點，我我們采用了后者。壓板用于調整輔助導軌面的間隙 和承受顛覆力矩，如圖是矩形導軌常用的壓板調整裝置， 是靠壓板 3的e,d 兩面 進行調整。間隙大時刮或磨 d 面，反之，則刮或磨 e 面。d, e面用一溝槽隔開， 這樣就起到了調整間隙的作用。主軸零件圖設計主軸箱中的主軸零件圖以及相應的技

54、術條件8.1 軸的用途及分類軸是組成機器的主要零件之一。一切作回轉運動的傳動零件（例如齒輪、蝸 輪等），都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此軸的主要功用是支 承回轉零件以及傳遞運動和動力。按照承受載荷的不同，軸可以分為轉軸、心軸和傳動軸三類。軸還可按照軸線形狀的不同， 分為曲軸和直軸兩大類。 直軸根據外形的不同， 可分為光軸和階梯軸兩種。軸設計的主要內容軸的設計也和其他零件的設計相似， 包括結構設計和工作能力計算兩方面的內容軸的結構設計是根據軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要 求，合理的確定軸的結構形狀和尺寸。 軸的結構設計不合理， 會影響到軸的工作 能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難 等。因此，軸的結構設計是軸設計中的重要內容。軸的工作能力計算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數 情況下， 軸的工作能力主要取決于軸的強度。 這時只需對軸進行強度計算，