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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 摘 要 本論文涉及的是圓鋼外圓銑削加工設(shè)備上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。論文首先對整個(gè)設(shè)備的 設(shè)計(jì)背景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)性能及市場前景等進(jìn)行了簡單的介紹，突出了該設(shè)備在加 工細(xì)長圓鋼桿件外圓表面時(shí)的優(yōu)越性。此設(shè)備采用銑削而非傳統(tǒng)的車削方式，加工自 動(dòng)化程度高，被加工工件成品表面質(zhì)量好，填補(bǔ)了國內(nèi)在該設(shè)備研制上的空白。 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備上料機(jī)構(gòu)作為該設(shè)備及其重要的一部分，論文介紹了它獨(dú)特 的上料、進(jìn)給、定位夾緊方式，并對構(gòu)成上料機(jī)構(gòu)的部分主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和結(jié) 構(gòu)工藝性分析。 關(guān)鍵詞： 傳動(dòng)原理；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；設(shè)備的組成 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 Abstract The paper talks about the design of the feeding mechanism in the round steel outer annulus milling processing equipment. Paper simply introduces the design background of entire equipment, the feature of structure, the technical performance and the market prospect and so on first. It has highlighted the superiority in processing the surface of tall and slender round steel member outer annulus .This equipment works in milling, but the non-traditional turning way. The automaticity of processing is high, and product surface of processed workpiece is good. It has filled the blank domestically in this equipment development. As a important part of the round steel outer annulus milling equipment. The paper introduced the feeding mechanisms unique way of feeding table traveling and locating. It analyses the design and the structure technology capability of the main spare parts. In order to cause the explanation to be convenient and imaginable. Keywords: drive principle； Design and Analysis of materials；equipment components 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................I ABSTRACT...............................................................................................................................II 緒 論 ...........................................................................................................................................1 1 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備機(jī)理 .................................................................................................2 1.1 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備的結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................3 1.2 主要技術(shù)性能 ................................................................................................................................................4 1.3 銑削棒料生產(chǎn)流程 ........................................................................................................................................5 1.4 加工材料及技術(shù)要求 ....................................................................................................................................5 1.5 設(shè)備用途 ........................................................................................................................................................6 1.6 存在問題和解決途徑 ....................................................................................................................................6 2 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 .....................................................................9 2.1 支承座 ............................................................................................................................................................9 2.2 軸及軸上零件 ..............................................................................................................................................10 2.2.1 軸 ..........................................................................................................................................................10 2.2.2 軸上零件 ..............................................................................................................................................11 2.3 固定托輥槽鋼 ..............................................................................................................................................12 2.4 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................................12 2.5 升降與導(dǎo)向裝置 .....................................................................................................................................17 2.6 托輥機(jī)構(gòu) .................................................................................................................................................18 2.7 塔架 ...............................................................................................................................................................19 2.8 氣缸 ...............................................................................................................................................................20 2.9 其他零件部件 ...............................................................................................................................................20 2.10 上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)工藝性分析 ....................................................................................................................21 結(jié) 論 .........................................................................................................................................22 致 謝 .........................................................................................................................................23 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................24 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 緒 論 圓鋼表面銑削加工設(shè)備最直接有效地用于鋼廠軋制圓鋼的外圓表面加工，由于 一 ：軋制圓鋼在軋制過程中存在表面缺點(diǎn)，在此設(shè)備研制前一般采用酸洗的辦法來解決 這就帶來了污染環(huán)境的問題，而且效果不好。如產(chǎn)生表面凸凹等。二：軋制的圓鋼較 長，一般 6m 左右。對于這樣細(xì)長桿的加工一般是存在切削加工困難的問題。由于軸承 行業(yè)、彈簧行業(yè)對軋制圓鋼的大量需求， 他們加工細(xì)長桿件是需要這樣的設(shè)備。通過 該設(shè)備可以直接加工軸承的輥珠、彈簧。在冶金行業(yè)，剛生產(chǎn)的圓鋼表面存在著裂紋 、折疊、結(jié)巴及氧化皮等缺陷，大大影響了鋼材的表面質(zhì)量。而國外同類鋼材都經(jīng)過 了特殊的處理，其表面光潔度相當(dāng)高，這些鋼料可以直接應(yīng)用在各類生產(chǎn)中而不需要 重新處理，這大大提高了工作效率。因此，想要提高我國同類產(chǎn)品的國際競爭力，就 必須清除其表面缺陷，提高其尺寸精度。 但目前這類圓鋼多為細(xì)長件，傳統(tǒng)的方法，一般采用主要由床身、夾緊傳動(dòng)裝置、 刀架裝置、走刀裝置及走刀機(jī)構(gòu)構(gòu)成的普通車床來加工圓鋼表面。圓鋼被夾緊在車頭 盤（三爪或四爪卡盤）與車尾架，在車頭盤的帶動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具裝置與走刀絲 杠相連，作直線運(yùn)動(dòng)。用普通車床對圓鋼進(jìn)行剝皮車削的缺點(diǎn)主要是：車削速度慢、 效率低、圓鋼長度短，且卡盤夾緊處的圓鋼表面不能車削（除非掉頭再車） ，特別是在 圓鋼表面存在彎曲度的情況下，為了保證圓鋼表面質(zhì)量，切削量就要大于或等于彎曲 和表面缺陷深度之和，從而降低了圓鋼銑削后的成材率。而這類鋼材又往往為批量生 產(chǎn)，因此必需引入新的加工機(jī)械來解決這一難題。 德國李林格公司以及日本的三鈴重工公司早在上世紀(jì) 50 年代就已生產(chǎn)該設(shè)備用于 軋制圓鋼的表面處理。實(shí)際上國內(nèi)的鋼廠及軸承和彈簧生產(chǎn)廠家也急需這樣的設(shè)備， 一般他們采用進(jìn)口設(shè)備的辦法?，F(xiàn)在只有二、三家鋼鐵企業(yè)擁有該設(shè)備，其中大連鋼 廠在上世紀(jì) 80 年代初花了近 400 萬馬克進(jìn)口了一臺設(shè)備，這類設(shè)備進(jìn)口價(jià)格昂貴，且 調(diào)試機(jī)械需外國專家指導(dǎo)。因此，國內(nèi)迫切需要設(shè)計(jì)此類圓鋼外圓銑削加工設(shè)備來解 決這一難題，填補(bǔ)國內(nèi)空白。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 1 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備機(jī)理 1.1 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備的結(jié)構(gòu) 該設(shè)備由上料臺架、上料裝置、前導(dǎo)向裝置、空心軸、牽引車、下料臺架、潤滑 裝置、冷卻系統(tǒng)、排屑裝置、液壓氣動(dòng)裝置、進(jìn)給和主傳動(dòng)裝置等組成（圖 1.1） 。在 本次設(shè)計(jì)的上料機(jī)構(gòu)中，上料時(shí)，鋼料放在儲料架上，通過撥料桿將鋼料撥到上料臺 架上，在上料架上有滾動(dòng)的小輪帶動(dòng)鋼料沿著軌道前進(jìn)，送到刀架后被夾緊銑削，加 工完的棒料被導(dǎo)向小車夾拉到下料臺架。當(dāng)整根棒料都置于下料臺架后，通過下料臺 架下的氣壓缸將其推翻，從而實(shí)現(xiàn)下料。在切削刀架后有一個(gè)激光檢測頭隨時(shí)測量棒 料的直徑，當(dāng)直徑發(fā)生變化時(shí)，它會發(fā)出脈沖信號通知刀架進(jìn)行調(diào)整，從而控制直徑 在允許的范圍內(nèi)。 1.上料臺架； 2. 主傳動(dòng)及床身； 3. 電氣裝置； 4. 上料裝置； 5.前導(dǎo)向裝置； 6. 空心軸；7. 牽引裝置； 8. 下料臺架； 9. 潤滑裝置； 10. 冷卻系統(tǒng)； 11. 排屑裝置；12. 液壓站；13. 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 圖 1.1 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備布局 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 （1）圓鋼外圓銑削加工設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng) 棒料從儲料架被撥到上料機(jī)構(gòu)，上料進(jìn)給動(dòng)力及速度由進(jìn)給傳動(dòng)電機(jī)（Z4-132-2 型直流電動(dòng)機(jī)，15KW 、440V、39.5A,1510rpm）提供，通過齒輪減速器(ZDY-100-5-1 型單級圓柱齒輪減速器)和減速機(jī)構(gòu)雙重減速，達(dá)到上料進(jìn)給所需速度。 棒料的銑削過程由主傳動(dòng)電機(jī)（Z-200-21 型直流電動(dòng)機(jī)， 75KW、440V 、188A, 額定轉(zhuǎn)速 1500rpm,最高轉(zhuǎn)速 3000rpm）控制。銑削時(shí)，棒料只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀具 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),與傳統(tǒng)的加工方法截然不同。 下料時(shí)由進(jìn)給傳動(dòng)電機(jī)和返回電機(jī)（德國 SEW 公司 RF62DV132S12/2BMG 斜齒 輪減速交流鼠籠雙速制動(dòng)電動(dòng)機(jī)，420/2860rpm,0.5/3.0KW,2.3/6.0A,輸出轉(zhuǎn)速 45/303rpm）交替控制,未加工完時(shí)，由進(jìn)給傳動(dòng)電機(jī)控制，加工完瞬間，進(jìn)給傳動(dòng)電 機(jī)斷開，返回電機(jī)控制卸料小車卸料并送出，接著返回、斷開，進(jìn)給傳動(dòng)電機(jī)開始工 作。 1.齒輪減速器； 2.進(jìn)給傳動(dòng)電機(jī)； 3.減速機(jī)構(gòu)； 4.銑削機(jī)構(gòu)； 5.返回電機(jī)；6.下料機(jī)構(gòu)； 7.主傳動(dòng)電機(jī)； 8.上料機(jī)構(gòu) 圖 1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 （2）工藝及其特點(diǎn) 被加工的棒料在上料架上被撥料桿撥入輥道，驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)訉袅纤偷竭M(jìn)給裝置中， 隨后通過夾緊架夾緊并被拉出，由下料裝置上的兩組驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)油ㄟ^氣缸夾緊后送出， 最后由卸料桿將棒料收集于下料臺架中。 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備生產(chǎn) n5.5-n80mm 剝皮棒料和剝皮盤圓半成品。棒材進(jìn)給速 度為 4-40 米/ 分，切削頭轉(zhuǎn)速 180-2460 轉(zhuǎn)/分。該設(shè)備的工藝特點(diǎn)是集多工序?yàn)橥还?序連續(xù)完成，省工省料，高質(zhì)量高效率。 （3）銑削加工方式 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備采用的是銑削加工方式，而不是傳統(tǒng)的對外圓工件進(jìn) 行車削。在銑削過程中，工件作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，銑刀高速旋轉(zhuǎn)多刃切削。相對于車削 時(shí)工件旋轉(zhuǎn)，車刀單刃車削來說，在細(xì)長桿件的加工中，采用銑削方式加工速度快， 加工件表面質(zhì)量高。 1.2 主要技術(shù)性能 （1） 加工范圍 加工直徑：n9n81mm （2） 棒料長度 26m（使用短棒線路 22.2m,使用測量儀 3.86m） （3） 主傳動(dòng)功率 75KW，直流（采用可控硅控制的直流電機(jī)） （4） 主軸轉(zhuǎn)速 2002000r/min （5） 切削速度 最大 40m/min，無級調(diào)速 （6） 切削量 0.52mm（直徑） （7） 切削刀具調(diào)節(jié)量 每按一次按鈕，進(jìn)給量為 0.01mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 （8） 電器設(shè)備 A總電機(jī)容量：直流 135KW，交流 53KW. B操作電壓：380V，50HZ. C控制電壓：220V，50HZ. D電磁閥控制電壓：24V，直流. E允許電壓波動(dòng)：10%. F氣動(dòng)壓縮空氣：壓力 0.40.45MP，耗氣量 1500L/min. G冷卻液每三個(gè)月更換一次，用量大約 8000L. H機(jī)器壽命：在正常的維護(hù)條件下，每天三班倒，使用壽命約為 30 年. I銑削后的棒料公差：達(dá)到 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn) h9 的技術(shù)要求 直徑公差： n 9n 18mm， 0n 0.043mm ； n 18n 30mm， 0n 0.053mm ； n 30n 50mm， 0n 0.062mm ； n 50n 81mm， 0n 0.071mm ； 橢圓度：最大 0.030mm. 平直度：最大 3mm/m(取決于棒料平直度). 表面粗糙度：最高 1.6 m. J設(shè)備總重量：22 噸. 1.3 銑削棒料生產(chǎn)流程 棒料熱扎（或退火）矯直銑削棒皮檢驗(yàn)打包 過磅入庫。 1.4 加工材料及技術(shù)要求 （1）材料：軸承鋼 GCr15、GCr15SiMn ； 不銹鋼 1Gr18Ni9Ti、2Cr13； 高速工具鋼 W6Mo5CrV2、W18Cr4V； 碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、合金工具鋼等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 （2） 銑削前棒料平直度：3mm/m。 （3） 棒料加工狀態(tài)：退火、熱扎態(tài)。 1.5 設(shè)備用途 目前國內(nèi)鋼廠在軋制細(xì)長圓鋼時(shí)，一般存在切削加工困難的問題，而軸承行業(yè)、 彈簧行業(yè)對這種軋制圓鋼的需求非常大。圓鋼外圓加工設(shè)備能方便、快速的加工細(xì)長 類圓鋼，加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，能滿足這些鋼廠急于想獲得該類設(shè)備的要求 1.6 存在問題和解決途徑 （1）刀片 本設(shè)備的銑削刀片極易磨損消耗，需求量大。德國同類刀片加工壽命為 80 支棒 料，每片刀片價(jià)格 18-40 馬克。目前，株洲硬質(zhì)合金廠可生產(chǎn)此類刀片。 （2）潤滑油 潤滑劑有以下這些用途:1、減少摩擦力; 2、防止磨損;3、防止黏附力;4、有利于 裝卸; 5、冷卻運(yùn)動(dòng)熱; 6、防止腐蝕。通過這么多年的發(fā)展，潤滑劑的原料來源變得 越來越廣泛，除油和油膏之外的許多塑料和固體甚至氣體都充當(dāng)了這個(gè)角色。唯一的 局限是許多這些材料在它們重新補(bǔ)充自己的過程中吸收摩擦熱, 他們對高溫度環(huán)境敏 感,只能在較穩(wěn)定的環(huán)境里。由于潤滑材料的選擇范圍廣,重要的是材料的選擇和方法 的應(yīng)用。以下類型潤滑劑是可利用的: 1、石油流體; 2、綜合性流體; 3、油膏; 4、 固體脂; 5、 動(dòng)態(tài)流體; 6、氣體; 7 、塑料; 8、動(dòng)物脂 ; 9、金屬和礦物脂; 10、植 物油。 應(yīng)用最多和最好的潤滑劑是礦物油。在同時(shí)提供機(jī)械和水力元素設(shè)計(jì)的應(yīng)用中, 油被認(rèn)為是最可靠的潤滑劑。 一致認(rèn)為, 它提供更寬的選擇, 滿足了具體應(yīng)用的要求。 銷售的潤滑劑一般都含有添加劑。 這些“添加劑包裹”是一個(gè)石油公司的銷售工 程師為一些特殊條件下的應(yīng)用而研究出來的。 下列這些是有共同點(diǎn)的類型添加劑: 1、 防摩擦劑; 2、 氧化作用抗化劑 ; 3 、鐵銹抗化劑; 4、洗滌分散劑; 5、黏度改 良劑; 6、 抗扭屈劑; 7、節(jié)點(diǎn)抑制劑。 添加劑的最新領(lǐng)域, 是當(dāng)加熱到溫度足夠高后蒸發(fā)或燒掉基本的油而不留下灰的 一系列有機(jī)化合物。 最初在內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用中, 他們發(fā)現(xiàn)金屬或礦物元素會促進(jìn)催化作 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 用、重組或?qū)C(jī)械材料的退化作用。 添加劑通常不穩(wěn)定于整個(gè)溫度和修剪范圍時(shí)，認(rèn)為可被基本的儲備油應(yīng)用。 因此, 疊加性型油必須仔細(xì)地被監(jiān)測以保證安全,當(dāng)儲備油減少了或耗盡了之后，裝置不能繼 續(xù)使用。 更加重要的是 , 當(dāng)洗滌劑、分散劑、添加劑都存在時(shí),起作用的是某種產(chǎn)品 還是他們同時(shí)作用。雖然由于材料而導(dǎo)致潤滑油的需求量大幅減少，但是被潤滑件運(yùn) 動(dòng)速度的加快而導(dǎo)致它們消耗加速。同時(shí)，揮發(fā)和泄漏也具有明顯的影響。 黏度指數(shù)的改良調(diào)整潤滑油使它的黏度在操作溫度范圍內(nèi)減少。這些材料也可用 來改進(jìn)重油或輕油；但是以前的儲備油傾向于恢復(fù)對高溫或?qū)Ω呒羟新释ǔＴ谟龅捷S 承和齒輪裝載的區(qū)域。在重工業(yè)設(shè)施，它一般適當(dāng)選擇更重或高度提煉的潤滑劑（價(jià) 格一般是較昂貴的）而不是依靠一個(gè)較不穩(wěn)定的黏度指數(shù)改良產(chǎn)品。這些潤滑劑一般 應(yīng)用于剪切率在 1000000 相秒以下時(shí)依照以下公式： 剪切率(每秒) = tDN60 其中 D 是直徑，單位：英寸； N 是轉(zhuǎn)速，單位：RPM； t 是厚度，單位：英寸。 此類機(jī)械用油一般為德國進(jìn)口，也可用國產(chǎn)油代替： A 德國 TELLVS127 中心注油器用油 用國產(chǎn) N32 抗磨液壓油代替； B 德國 OMALA100 齒輪油 用國產(chǎn) N100 中極壓工業(yè)用油代替； C 德國 VITREA100 機(jī)械油 用國產(chǎn) 100 號機(jī)械油代替； D 德國 68OMALA 齒輪油 用國產(chǎn) N68 中極壓工業(yè)用油代替； E 德國 TELLVS146 液壓油 用國產(chǎn) 30-40 抗磨液壓油代替。 （3） 棒材平直度 此設(shè)備要求被銑削棒材平直度小于 3mm/m，一般多輥型矯直機(jī)不易達(dá)到。但在 實(shí)際中，平直度大于 3mm/m 還是可以加工的。 （4） 銑削量 本設(shè)備技術(shù)參數(shù)中最小銑削量為 0.5mm（直徑） ，實(shí)際中，因?yàn)闊嵩鷪A鋼的橢圓 度和彎曲度大都超過要求。實(shí)際銑削量一般控制在 1mm 左右。 1.7 生產(chǎn)情況 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備主要生產(chǎn)以下幾種情況的棒料： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 （1） 冷沖壓專用軸承鋼 可供軸承廠直接進(jìn)行剪切、冷頂墩、冷沖壓加工零件。成品規(guī)格 n28mm，每年生 產(chǎn)量約 600 噸。 （2） 外貿(mào)出口鋼材 只對表面質(zhì)量要求較高的模具進(jìn)行削皮加工。鋼種 D2、SKD11 等。 （3） 改變規(guī)格，挽救不合格品 對具有一定批量（高合金鋼 200kg 以上 優(yōu)質(zhì)鋼 300kg 以上）的因公差尺寸或表 面缺陷（裂紋、雀皮、折疊、過燒等）較嚴(yán)重而不合標(biāo)準(zhǔn)的棒材，可重新改削成直徑 減小 1-3mm 規(guī)格的棒材，重新利用不合格品，減少損失。 （4） 特殊要求的棒材 如代替進(jìn)口用于電機(jī)貫穿螺栓的 n385800-5900mm 1Cr18Mn12Ni 無磁不銹鋼棒， 直徑尺寸公差要求0.20mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 2 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 圓鋼外圓銑削加工設(shè)備上料機(jī)構(gòu)總長 8100mm，高 1182mm。由于結(jié)構(gòu)空間大，本設(shè) 備中應(yīng)用了較多的細(xì)長軸類構(gòu)件和板類構(gòu)件。而且好多件都是多次使用，減少了構(gòu)件 加工數(shù)量，使設(shè)備結(jié)構(gòu)不因?yàn)轶w積大而變得復(fù)雜，同時(shí)降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。 本上料機(jī)構(gòu)的上料自動(dòng)化程度較高，沒有傳統(tǒng)的夾緊定位過程，節(jié)省了大量的加 工準(zhǔn)備時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，增強(qiáng)了整個(gè)銑削加工設(shè)備的市場競爭能力。 2.1 支撐座 在本設(shè)計(jì)中，支撐基座由六塊板類零件焊接而成（如圖 2.1 左） ，而不是采用常用 的鑄造方法。這是考慮到支撐基座頂上的軸座做成鑄件后，給軸座上孔的加工帶來一 定難度，難以保證尺寸精度要求。 各件尺寸： 基座 355mm355mm25mm 支撐板 600mm230mm16mm 軸座 258mm255mm25mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 圖 2.1 支撐座 各件焊接關(guān)系和焊接方式如圖 2.1 右，支撐板交叉焊接在基座正中央，軸座對稱焊接在 支撐板上。 2.2 軸及軸上零件 2.2.1 軸 如圖 2.2 所示 1、2、3、4 是上料機(jī)構(gòu)上四根主要的軸，其中 1、3、4 為細(xì)長光軸， 規(guī)格為： 1 軸 35mm 4448mm (直徑 高) 3 軸 45mm 4448mm 4 軸 45mm 4380mm 軸上分布有供固定軸上零件用的螺紋孔和供傳感器、電路等線路通過的通孔。 4 軸主要起連接、固定上擋料板的作用，它沒有相對運(yùn)動(dòng)。 1 軸和 3 軸不僅有連接和固定的作用，它們還傳遞繞軸向的上料運(yùn)動(dòng)。它們通過帶 座軸承架在固定架上，減少相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦。所需的動(dòng)力由氣缸提供。 2 軸相當(dāng)于鏈輪和托輥之間的橋梁，被加工棒料的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)經(jīng)過鏈輪再通過它傳到 托輥，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 圖 2.2 軸及其附件 2.2.2 軸上零件 圖 2.2 中 1、3、4 軸上主要零件（圖 2.3）有固定架（1、5） 、擋料板（2、6） 、 上料擋桿（3、7） 、上料擋桿（4、8） 。具體尺寸見零件圖。 通過兩個(gè)圖的對比我們可以看出，每種零件都有兩種形式，即主要特征尺寸一致， 在需要連接動(dòng)力源的零件上設(shè)計(jì)有連接部位。如擋料桿，它固定在 4 軸上，有 2 和 6 兩種形式，其中 2 有一個(gè)件，6 有五個(gè)件。在上料時(shí)擋料桿擋住工件的沖擊力，減少上 料擋桿上的沖擊。當(dāng)加工不同的工件時(shí)，即工件的直徑發(fā)生變化，通過調(diào)整支撐桿 （圖 2.3 上 2 件下面連接的是支撐桿）控制擋料桿 2 上擋料面的角度，擋料桿 2 通過 軸 4 帶動(dòng) 6 的變動(dòng)，六個(gè)件一起工作，從而適應(yīng)工件變化要求。 上料擋桿、上料擋桿也是通過一個(gè)件帶動(dòng)其它五個(gè)件，它的動(dòng)力分別由一個(gè) 氣缸提供，兩個(gè)氣缸通過協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制上料過程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 1、5固定架； 2、6.料擋桿； 3、7.上料擋桿； 4、8.上料擋桿 圖 2.3 軸上零件 2.3 固定托輥槽鋼 固定托輥槽鋼，總長 8100mm，是所有零件中最長的零件。它起到了固定、支撐托 輥、固定架，以及承受各軸、擋料桿、上料擋桿等的重力。之所以選擇它作為支撐、 連接件，是考慮到本機(jī)構(gòu)較長而且龐大，細(xì)長的槽鋼重量輕，所占空間小，適于鉆孔。 圖 2.4 固定托輥槽鋼 2.4 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 蝸輪蝸桿的工作環(huán)境： 手工驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，單向工作，輸入功率 P=0.01KW,輸入轉(zhuǎn)速 58r/min，傳動(dòng)比 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 為 29，三班倒，工作壽命 30 年。 設(shè)計(jì)步驟： (1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力 蝸桿材料用 45 鋼，蝸桿螺旋部分表面淬火，齒面硬度 45-55HRC，蝸輪齒圈用鑄鋁 青銅 ZCuAl Mn ，砂模鑄造， ；輪芯用鑄鐵 HT150 采用齒圈靜配式結(jié)構(gòu)。92 取蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力 H=172MPa，許用彎曲應(yīng)力 f=80MPa (2) 選擇蝸桿頭數(shù) Z1和蝸輪齒數(shù) Z2 根據(jù)傳動(dòng)比 i=29，取 Z1=1，Z 2=iZ1=29 (3) 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 蝸桿轉(zhuǎn)矩： T 1 =9.55 10 P /n61 =9.55 10 0.01/58 =1646.6Nmm 經(jīng)估算，取 =0.7 蝸輪轉(zhuǎn)矩： T2 =i T1 =29 0.7 1646.6 =33426Nmm 因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，取 K =1.0, K =1.1, K =1.0 AV 則 K =K K KAV =1.0 1.1 1.0 =1.1 H =H 8 710N 其中 N =60jn L 2h =60 1 2 30 300 24 =0.864 10 7 所以 H =172 871064. =175.2MPa 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 F =F 8 710N =808764. =81.5MPa 根據(jù)公式： m d KT ( )212496HZ2 其中 KT ( ) =1.1 33426 （ ）2496HZ22.175649 =350.4mm 2 取 m=3.15, d =40mm1 則 m d = 3.15 40=396.9 350.4 滿足要求22 蝸桿導(dǎo)程角 =arctan1dmZ = arctan 405.3 =5.07 蝸輪圓周速度 V =23106nd = 34. =4.2 m/s10 蝸桿分度圓直徑 d =40mm 1 蝸輪分度圓直徑 d =mZ =3.15 29=91.35mm2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 傳動(dòng)中心距 a = ( d d )= (40+91.35)=65.675mm212 (4) 驗(yàn)算蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 查得蝸輪齒形系數(shù) Y =2.522Fa 則 F = Y mdKT21cos53.2Fa = 5.94007.s6. 52. =12.3 因?yàn)? F
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