半自動鉆床設(shè)計

【有全套CAD圖】需完整CAD+說明書請聯(lián)系QQ1175231241海量畢業(yè)設(shè)計課程設(shè)計，承接定制、更多設(shè)計請移步：更多設(shè)計請移步：咨詢半自動鉆床設(shè)計說明書目錄第1章緒論 11.1課題來源及研究目的和意義 11.2半自動鉆床數(shù)控化的現(xiàn)狀及趨勢 11.3半自動鉆床機構(gòu)的方案分析 51.4機械結(jié)構(gòu)分析 51.5機械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 6第2章機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 102.1凸輪滾子機構(gòu)的設(shè)計……………132.2V帶的設(shè)計.142.3圓錐齒輪的設(shè)計152.4電機的選取及計算……………..16第3章各機構(gòu)的三維建模 173.1圓柱凸輪滾子從動件的建?！?93.2V帶輪的三維建?！?203.3圓錐傘齒輪的三維建模………………………22結(jié)論 25參考文獻 26致謝 27第1章緒論1.1概述半自動鉆床用途用于機械加工中的鉆孔、擴孔、鉸孔、锪平面、鉆沉頭孔和鏜孔及攻螺紋。而數(shù)控鉆床主要用于鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲等加工。在汽車、機車、造船、航空航天、工程機械行業(yè)；尤其對于超長型疊板，縱梁、結(jié)構(gòu)鋼、管型件等多孔系零件。相對于半自動鉆床而言，數(shù)控鉆床具有定位精度高，加工精度高，高效率，能夠減少人工，等等半自動鉆床無法實現(xiàn)的優(yōu)越性。1.2半自動鉆床數(shù)控化（數(shù)控鉆床）的現(xiàn)狀及趨勢從20加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控鉆床是一種高度機電一體化的產(chǎn)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控鉆床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。進入21世紀，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數(shù)控鉆床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控鉆床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控鉆床為了應(yīng)對國際金融危機，企業(yè)紛紛調(diào)整數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)政策，競相發(fā)展高檔數(shù)控機床，以促進工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。而目前我國處于裝備更新?lián)Q代的高峰期和工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵期，對數(shù)控機床尤其是高檔數(shù)控機床的需求，仍將維持30%以上的高增長水平，預(yù)計這一增長速度仍將維持35年。

數(shù)控機床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。

國內(nèi)數(shù)控機床的需求日益增長，數(shù)控機床的發(fā)展推動了數(shù)控機床功能部件的創(chuàng)新升級。目前我國高檔數(shù)控機床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國內(nèi)需要，國內(nèi)數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題：適應(yīng)性和滿足度遠達不到市場需求；我國數(shù)控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模??；核心零部件大量依靠進口；缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn)業(yè)安全。

機床行業(yè)高端化發(fā)展四步曲：業(yè)內(nèi)人士表示，我國機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要以市場需求為導(dǎo)向，以發(fā)展數(shù)控機床為主導(dǎo)、主機為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變。更有專家為機床行業(yè)高端化發(fā)展提出了四方面觀點，為機床行業(yè)高端發(fā)展進程盡微薄之力。

一是積極落實“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技專項，創(chuàng)造國內(nèi)自主創(chuàng)新技術(shù)的大環(huán)境，以市場為導(dǎo)向，企業(yè)為主題，以科研院校為根基，全方位帶動我國高新技術(shù)的創(chuàng)新。

二是開拓新的數(shù)控機床市場或升級現(xiàn)有的數(shù)控機床市場，帶動普通機床及半自動機床的升級改造和淘汰更新。極力拉動國內(nèi)數(shù)控機床的內(nèi)需，帶動高端機床產(chǎn)業(yè)的快速升級。

三是緊抓技術(shù)改造，促進中高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化整體升級。充分利用國家技術(shù)改造貼息等優(yōu)惠政策，圍繞重點，加強管理，提高資金投入產(chǎn)出比，打好根基，為技術(shù)創(chuàng)新提供長足發(fā)展。

四是強化企業(yè)管理，節(jié)省成本提提高高效。數(shù)控機床企業(yè)要從內(nèi)部管理的強化切入，開展結(jié)本高效的行動，維持資金流合理運轉(zhuǎn)，人力資源的合理分配，避免勞民傷財，確保企業(yè)正常的運營。展望未來

高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備專項將實現(xiàn)自主創(chuàng)新能力顯著提高，掌握一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，總體技術(shù)水平進入國際先進行列；屆時，主機、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件“中檔規(guī)?；?、高檔產(chǎn)業(yè)化”將得以實現(xiàn)，我國將研制出一批具備國際先進水平的關(guān)鍵裝備；進口量大的高速、精密立臥式加工中心、數(shù)控車床等產(chǎn)品市場占有率將有明顯提升。

近年來，中國通過引進技術(shù)、消化吸收和自主開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，為數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。希望未來機床行業(yè)可以帶來更多最新設(shè)備和前沿技術(shù)，以滿足制造業(yè)對高效加工日益增長的需求。1.3半自動鉆床的方案分析1.3.1機械結(jié)構(gòu)分析本課題是設(shè)計一種半自動鉆床，此設(shè)備占地面積小，成本低廉，通過變頻電機帶動圓柱凸輪滾子機構(gòu)來實現(xiàn)工件的進給，以及利用V帶輪來實現(xiàn)動力的轉(zhuǎn)移，通過傘齒輪來實現(xiàn)空間傳動方向的改變，以及利用齒輪齒條來實現(xiàn)鉆頭的自動升降，所有機構(gòu)都聯(lián)動，運行穩(wěn)定，無噪音。由于鉆削工件有多種方案，本課題采用機械式聯(lián)動機構(gòu)來實現(xiàn)，現(xiàn)提供以下設(shè)計方案：變頻電機圓柱凸輪料箱工作臺滾滾絲桿變頻電機圓柱凸輪料箱工作臺滾滾絲桿圖1以變頻電機為動力源的半自動鉆床設(shè)計方案1.3.2機械結(jié)構(gòu)總體方案和布局確定好設(shè)計方案后我們對整體方案進行大體設(shè)計布局，整個傳動裝置由電動機帶動，由于需要在任意位置能停止，本次設(shè)計的電動機我們采用變頻電動機，由于變頻電動機輸出轉(zhuǎn)速很快，需要分配傳動減速比，需要加減速器進行減速，經(jīng)過減速器出來后為了能與齒輪傳動軸連接，我們再加上與V帶傳動，最后通過圓錐傘齒輪，齒輪齒條實現(xiàn)機構(gòu)的聯(lián)動。第2章機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.1凸輪滾子機構(gòu)的設(shè)計 在此，根據(jù)廓線方程可自動實現(xiàn)圓柱凸輪的精確建模，并為下一步運動仿真和數(shù)控加工奠定良好的基礎(chǔ)?？臻g凸機構(gòu)在自動機械中得到了廣泛的應(yīng)用。與平面凸輪機構(gòu)相比，空間凸輪機構(gòu)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、轉(zhuǎn)動扭矩大等優(yōu)點。直動從動件圓柱凸輪機構(gòu)是一種典型的空間凸輪機構(gòu)。當凸輪轉(zhuǎn)速較低、精度要求不高時，可以把圓柱凸輪看成是由移動凸輪轉(zhuǎn)化而來的，按基圓半徑或外圓直徑展開成平面矩形，作為平面直動凸輪進行近似計算。但是隨著凸輪機構(gòu)日益向高速方向發(fā)展，傳統(tǒng)的圓柱凸輪機構(gòu)的設(shè)計方法因誤差較大，不得不進行修正，因為，這種展開法不能達到簡化計算、提高精度的目的，不能滿足企業(yè)的實際需要。考慮到圓柱凸輪屬于空間凸輪，其理論廓面、實際廓面均為空間曲面，因此，如何構(gòu)造這些曲面是一個關(guān)鍵問題，國內(nèi)開展了一些相關(guān)研究。隨著計算機輔助設(shè)計進一步發(fā)展，特別是基于特征和參數(shù)化技術(shù)的三維設(shè)計軟件的出現(xiàn)，為空間曲面的構(gòu)造提供了支撐平臺。本文來用精確的數(shù)學(xué)模型建立圓柱凸輪的實際廓線方程，基于平臺，通過二次開發(fā)的手段精確構(gòu)造實際輪廓曲面完成了圓柱凸輪的模，通過實踐證明了這種方法的可行性。圓柱凸輪輪廓線的數(shù)學(xué)模型對直動從動件圓柱凸輪建如圖1所示的固定坐標系，以Z軸為圓柱凸輪的回轉(zhuǎn)軸線，X軸與從動件處于最低位置時的軸線重合，原點為該軸線與凸輪軸線的交點，Y軸分別垂直于X和Z軸。圖1中的幾何參數(shù)有：凸輪圓柱半徑為B，為圓柱凸輪的基圓柱半徑，B為滾子厚度)rγ，從動件的運動規(guī)律為s(φ)，其中φ為凸輪的轉(zhuǎn)角。圖1圓柱凸輪的理論和實際廓線如圖1件凸輪機構(gòu)，圓柱的半徑為R，曲線b是圓柱凸輪的理論廓線，曲線。和c是實際廓線，d表示在理論廓線上的滾子圓，根據(jù)圖示固定坐標系，建立圓柱凸輪理論廓線方程如下：考慮從動件是滾子的情況，實際輪廓線是圓心位理論廓線上滾子圓的包絡(luò)線，其方程為：對式(2)中的兩個方程，滾子圓的方程為：式(3)中X，Y，Z為理論廓線上的坐標；，，Za為滾子圓和實際廓線上的公共點坐標，也是滾子圓和實際廓線的切點坐標。包絡(luò)線方程為：式(4)中s’(φ)樹表示運動規(guī)律(φ)對φ導(dǎo)數(shù)。由于實際廓線也位于圓柱面上，所以滿足下式：聯(lián)立以上3式，可得到在圓柱半徑為R時的實際廓線的方程：式6)1中曲線a符號表示圖1中曲線。推導(dǎo)了直動從動件圓柱凸輪機構(gòu)實際廓線的方程?；赟olidworks平臺用開發(fā)了圓柱凸輪輔助建模軟件，根據(jù)廓線方程可自動實現(xiàn)圓柱凸輪的精確建模，并為下一步運動仿真和數(shù)控加工奠定良好的基礎(chǔ)。2基于Solidworks平臺直動從動件圓柱凸輪建模2.1實際廓線的構(gòu)造式(6)是實際廓線的方程，若選定運動規(guī)律(φ)，給定轉(zhuǎn)角明，可分別計算出基圓柱Rb和外圓柱Rs上的實際廓線的坐標，如果計算出四組符合精度要求的實際廓線的坐標，分別連接這些坐標成樣條曲線。如圖2所示，曲線a1和a2是外圓柱上的實際廓線曲線b1和b2是外圓柱上的實際廓線。為了保證實際廓線擬合精度，必須選擇足夠多的點來構(gòu)造樣條曲線，為此可把計算好實際廓線的坐標存在文件中，通過平臺上的構(gòu)造曲線的方法來構(gòu)造樣條曲線。2.2實際輪廓曲面的生成使用Solidworks的截面形狀，是一個矩形，矩形的四個點落在實際廓線上，如圖2所示，放樣時，取矩形為輪廓，條實際廓線、b1、b23所示的實際廓面。圖2實際廓線的構(gòu)造圖3實際廓面的形成3軟件實現(xiàn)考慮到圓柱凸輪建模過程中有大量的凸輪實際輪廓曲線數(shù)據(jù)，為了提高效率，采用軟件編程對Solidworks軟件二次開發(fā)的方式來實現(xiàn)。由于程序規(guī)模較小，編程的語言采用Solidworks中內(nèi)嵌的VBA實現(xiàn)。程序流程圖見圖4。圖4程序流程軟件分成兩個模塊：1)計算模塊，主要根據(jù)輸人參數(shù)，確定實際輪廓的曲線的坐標點數(shù)據(jù)；2)建模模塊：主要完成繪制凸輪、實際廓線、切除放樣等操作。以放樣操作的編程為例說明：4結(jié)論本文通過建立圓柱凸輪實際廓線的方程，在Solidworks平臺上構(gòu)造了凸輪的精確實際廓線，隨后通過Solidworks內(nèi)部命令完成圓柱凸輪的精確建模。通過精確的三維模型，可為下一步運動仿真和數(shù)加工奠定了很好的基礎(chǔ)。2.2V帶的設(shè)計計算 1、帶輪的材料帶輪的常用材料為HT150（m30sVHT200（m30sV）。轉(zhuǎn)速較高時可用鑄鋼或鋼板沖壓焊接結(jié)構(gòu)，小功率時可用鑄鋁或料.3.3、帶輪正常工作需滿足的條件即eemaxF；為保證V帶有足夠的壽命，必須使帶工作時的最大應(yīng)力小或等于帶max件下得到的單根V帶所能傳遞的功率稱為單根V帶的基本額定功率。3.4、求：設(shè)計V帶輪時應(yīng)滿足的主要要求有：結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量分布均勻轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；與帶輪接觸的輪槽表面粗糙度要低，以減少帶的磨損各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等構(gòu)設(shè)計主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結(jié)構(gòu)形式的。根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸的。根據(jù)經(jīng)驗公式確定帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪的零件圖，并按照工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)要求等。3.5、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容1）設(shè)計V帶傳動原始數(shù)據(jù)2）傳遞的功率P=5.5kW3）主動輪和傳動輪的轉(zhuǎn)速：nin4）傳動的用途和工作條件5）傳動的位置要求3.6、設(shè)計內(nèi)容包括：1)、帶的型號2)、基準長度3、帶的根數(shù)4）、傳動中心距5）、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)尺寸6、軸上的壓力、設(shè)計步驟：根據(jù)傳遞的功率P、載荷的性質(zhì)和每天工作的時間等因素確定dAP=KPAK-（機械設(shè)計基礎(chǔ)）9-13等）P-傳遞的額定功率（P=5.5KW經(jīng)計算：pKdA=(5.56.6kWdP和轉(zhuǎn)速1n9-8A型普通VdP=6.6kW1n2900r/min：D=80~100mmα2D（1）初選小帶輪直徑1D（1）帶輪直徑愈小愈好，結(jié)構(gòu)緊湊但帶的彎曲應(yīng)力增大，由E—帶的彈性模量（機械設(shè)計基礎(chǔ)）（MPa）—帶的高度見（機械設(shè)計基礎(chǔ)）表9-4D—帶輪的基準直徑第三章：輸入軸齒輪設(shè)計第13頁知帶型確定后h和E是常數(shù)，D越小，帶的彎曲應(yīng)力bσ越大，故小帶輪帶的σ大于大帶輪的σ，為避免彎曲應(yīng)力過大。2.3圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算：圓錐齒輪的設(shè)計計算1選定齒輪的類型，精度等級，材料及齒數(shù)：（1）選擇材料及熱處理小圓錐選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為280HBS；大圓錐選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為240HBS。(2)選齒輪小齒輪選1z=24，大齒輪選2z；大小圓錐均選用7級精度。軸交角為90度的直齒圓錐齒輪傳動u=12zz=3=tan21，得δ271.6°，δ=18.4°。2.按齒面接觸疲勞強度計算：公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.3.（1）小圓錐齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=7.6274N.mm；（2）查機械設(shè)計教材可知錐齒輪傳動的齒寬系數(shù)ΦR=13；（3從表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa；（4）有圖按齒面硬度查得大小齒輪的解除疲勞強度極限1H=600MPa2H=550MPa（5）計算應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)：60jLnh=×720×1×2×8×300×10=2.07×92N=2.07×1093=0.69×10（6）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式（0-12）得[H1]=1lim1/S=0.9600=540MPa；[2]H試算小齒輪分度圓直徑1t≥2.92(ZE[σH])2KT1ΦR(1?0.5ΦR)2u3=77.834mm試算錐距Rt=d1tu2=計算錐齒輪平均分度圓處的圓周速度=πd1n160×1000π×77.834×72060×1000=2.93m/s平均分度圓圓周處的速度Vm=2.445m/s根據(jù)Vm2.445m/s7級精度由圖10-8查得動載荷系數(shù)VK=1.14查表10-2得KA=1,查教材可得Kα=KFα=1,KHβ=Kβ=875計算載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.14×11.875=2.1375按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得d1=dtKKt3=計算模數(shù)m=d11=3.83mm3.按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-24）得彎曲強度的設(shè)計公式為m≥1ΦR(1?0.5ΦR)12u2+1YFaY對此結(jié)果，齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m于由齒根彎曲強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪的直徑有關(guān)。取由彎曲強度算的模數(shù)，就近圓整為。按接觸算得的分度圓直徑1d=91.866mm，算得小齒輪齒數(shù)1z=30，大齒輪齒數(shù)z=90這樣設(shè)計的齒輪傳動既滿足了齒面接觸強度又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。4.幾何尺寸計算：1）計算分度圓直徑1=1zm=90mmd=2zm=270mm2）錐度R=d1u2+1=×102=142.3mm3）錐齒寬度b=RR=1142.3=47.4mm。選取寬度1=2=45mm。2.4電機的選取及設(shè)計計算 普通電機是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機轉(zhuǎn)軸普通一個步距角增量。電機總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。

普通電機是機電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。普通電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應(yīng)用于機電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機床、包裝機械、計算機外圍設(shè)備、復(fù)印機、傳真機等。

選擇普通電機時，首先要保證普通電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率普通電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大。

選擇普通電機時，應(yīng)使步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過普通電機的細分驅(qū)動來完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

選擇功率普通電機時，應(yīng)當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與普通電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機床快速移動的需要。

選擇普通電機需要進行以下計算：

4.1轉(zhuǎn)動慣量計算在旋轉(zhuǎn)運動中，物體的轉(zhuǎn)動慣量J對應(yīng)于直線運動中的物體質(zhì)量。要計算系統(tǒng)在加速過程中產(chǎn)生的動態(tài)載荷，就必須計算物體的轉(zhuǎn)動慣量J和角加速度，然后得慣性力矩T＝J。物體的轉(zhuǎn)動慣量為：Jr2rdV，式中：dV為體積元，為物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：kgm2。以園柱體為例：J=W/8(D/1000)2式中：L：長度，mmD：直徑，mm轉(zhuǎn)矩22NM

4.2將負載質(zhì)量換算成電機輸出軸上的轉(zhuǎn)動慣量，常見傳動機構(gòu)與公式如下：

Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]（1-2）

式中Jt折算至電機軸上的慣量(Kg.cm.s2)

J1、J2齒輪慣量(Kg.cm.s2)

Js絲桿慣量(Kg.cm.s2)W工作臺重量（N）

S絲桿螺距（cm）J1=W(1/2X3.14XBP/1000)XGL2

4.3計算電機輸出的總力矩M

M=Ma+Mf+Mt（1-3）

Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2（1-4）

式中Ma電機啟動加速力矩（N.m)

Jm、Jt電機自身慣量與負載慣量(Kg.cm.s2)

n電機所需達到的轉(zhuǎn)速（r/min）

T電機升速時間（s）

Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-5）

Mf導(dǎo)軌摩擦折算至電機的轉(zhuǎn)矩（N.m)

u摩擦系數(shù)

η傳遞效率

Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2（1-6）

Mt切削力折算至電機力矩（N.m)

Pt最大切削力（N）計算所得力矩28NM

4.4負載起動頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機的啟動頻率與負載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系，其估算公式為

fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)]1/2（1-7）

式中fq帶載起動頻率（Hz）

fq0空載起動頻率

Ml起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩（N.m)

若負載參數(shù)無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進行估算.

（5）運行的最高頻率與升速時間的計算。由于電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率時，由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動負載，并留有足夠的余量。

（6）負載力矩和最大靜力矩Mmax。負載力矩可按式（1-5）和式（1-6）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于Mf與Mt之和，并留有余量。一般來說，Mf與Mt之和應(yīng)小于（0.2～0.4)Mmax.綜上述選取三相混合普通電機110BYG350A/350A-S(接線型)3180.6/1.23300001600182080-3505聯(lián)軸器的選取mm輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查《機械設(shè)計（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則=1.3X49.24=64012N.Mm查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表14-4，選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250N.m，而電動機軸的直徑為19mm所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取=19mm，半聯(lián)軸器長度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。軸向滾動絲杠副絲杠軸，選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑19mm，半聯(lián)軸器長度42mm。徑向滾動絲杠副絲杠軸選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑19mm，半聯(lián)軸器長度42mm。6齒輪減速器的選取 所所選取普通電機為110BYG350C，根據(jù)以上查表計算所得選取行星減速器型號為PL120。第4章各機構(gòu)的三維建模4.1圓柱滾子從動件的三維建模：3.1圓柱滾子從動件的三維建模：3.2V帶輪的三維建模：3.3圓錐傘齒輪三維建模：結(jié)論通過本次設(shè)計半自動鉆床，從中深刻掌握到半自動鉆床的聯(lián)動結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)進行設(shè)計計算，并繪制出裝配圖和零件圖。然后在通過三維軟件SOLIDWORKS軟件進行零件的三維建模和裝配圖的建模。綜上所述得到一下結(jié)論：(1)本設(shè)計通過改造半自動鉆床，使之自動化了。(2)齒條齒輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用得到了認可；(3)充分查找資料根據(jù)計算結(jié)果和設(shè)計的需要，選用合適的零部件，并對其進行校核；精度驗算；(4)機械系統(tǒng)中各個傳動系統(tǒng)的設(shè)計，方案合理，能適應(yīng)實際的情況。參考文獻[1]ZhangGuoxiong，LiuShugui，QiuZurong，YuFusheng，NaYonglin，LengChanglin.NON-CONTACTMEASUREMENTOFSCULPTUREDSURFACEOFROTATION［J］.CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING.Vo1，17，No．4，2004.[2]GUOYuan，WANGYutian，HAOBing.Non—touchFiber—opticReflectiveDisplacementSensorforRoller［J］Wear.SemiconductorPhotonicsandechnology.Nov，2OO4.[3]TatsuoInoue，Youichi，Watanabe，Kazuo，Okamura，Michiharu，Narazaki，HayatoShichino，DongYing，JuHideo，Kanamori，KatsumiIchitani［M］.ACooperativeActivit