1本 科 生 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開(kāi) 題 報(bào) 告（ 學(xué) 生 用 表 ） （ 使 用 屆 別 ： 屆 ）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 經(jīng)濟(jì)型車床的刀架部件設(shè)計(jì)及零件工藝、工裝設(shè)計(jì)學(xué) 號(hào) 姓名 院(系) 專業(yè)指導(dǎo)教師 所在單位、部門 職稱1.課題的來(lái)源此次設(shè)計(jì)的課題來(lái)源為老師提供題目選擇，在選擇的題目的基礎(chǔ)上結(jié)合生活實(shí)際，考慮到實(shí)際的應(yīng)用中，設(shè)計(jì)一款實(shí)用的裝置2.研究的目的和意義傳統(tǒng)的機(jī)床生產(chǎn)效率低且加工精度不穩(wěn)定，為了克服傳統(tǒng)機(jī)床的弊端，工程技術(shù)人員相應(yīng)地設(shè)計(jì)出了專用機(jī)床。但由于專用機(jī)床是根據(jù)某一工藝要求專門設(shè)計(jì)制造的，且它的組成部件均是專門設(shè)計(jì)制造的，因此相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床而言，機(jī)床的造價(jià)過(guò)于昂貴，設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)，樹(shù)立自信心；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力及素質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和綜合處理信息的能力，提高文字和語(yǔ)言表達(dá)能力。3. 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問(wèn)題目前中國(guó)制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國(guó)制造業(yè)普遍使用剛性專機(jī)加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個(gè)零部件周期較長(zhǎng)。隨著我國(guó)制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對(duì)設(shè)備快速性和適應(yīng)性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當(dāng)然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機(jī)、可重新配置的機(jī)床及專用加工中心的組合應(yīng)用，使得零件的加工變得越來(lái)越柔性化，具體情況取決于每個(gè)加工項(xiàng)目的產(chǎn)量配額4. 研究目標(biāo)、內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題研究目標(biāo)：本課題要求學(xué)生應(yīng)在校外短期調(diào)研的基礎(chǔ)上，在老師的指導(dǎo)下在校內(nèi)獨(dú)立完成。學(xué)生最終完成：計(jì)算機(jī)打印的設(shè)計(jì)圖紙總量 A0 三張以上、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書6000 字以上。研究?jī)?nèi)容：通用動(dòng)力頭上安裝多軸箱，采用不同刀具可完成零件的鉆、該課題主要按照可完成工序內(nèi)容進(jìn)行該組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要零件設(shè)計(jì)。具體有：2畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 經(jīng)濟(jì)型車床的刀架部件設(shè)計(jì)及零件工藝、工裝設(shè)計(jì)學(xué) 號(hào) 姓名 院(系) 專業(yè)指導(dǎo)教師 所在單位、部門 職稱1．?dāng)M定自動(dòng)化方案，確定總體布局；2．方案分析及方案設(shè)計(jì)；3．總體設(shè)計(jì)（布局、主要參數(shù)、運(yùn)動(dòng)方案和原理、驅(qū)動(dòng)及控制方案等） ；4．機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)；5．主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。課題包括設(shè)計(jì)全過(guò)程，最終提交完整設(shè)計(jì)資料，即設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書（設(shè)計(jì)分析，方案確定，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則、特點(diǎn)和計(jì)算，零件設(shè)計(jì)原則思想、特點(diǎn)和計(jì)算，設(shè)計(jì)中其它必須說(shuō)明的部分） 。課題涵蓋的技術(shù)面廣、工作量較大，具體要求有：1．實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)查研究、設(shè)計(jì)資料查詢。寫出實(shí)習(xí)和調(diào)查研究報(bào)告。2．總體布局方案分析及布局方案設(shè)計(jì)，提交設(shè)計(jì)方案。3．完成獨(dú)立承擔(dān)的專用設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)。提交設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明。要求裝配圖、零件圖紙不少于折合A0圖紙3張；設(shè)計(jì)說(shuō)明書2萬(wàn)字以上。4．圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和說(shuō)明書撰寫采用計(jì)算機(jī)輔助軟件,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有實(shí)體設(shè)計(jì)。5．填寫設(shè)計(jì)過(guò)程教學(xué)規(guī)定表格（開(kāi)題和中期報(bào)告，實(shí)習(xí)日志、報(bào)告等） 。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：(1)零件分析仔細(xì)了解所欲加工零件的加工特點(diǎn)，精度和技術(shù)要求。(2)擬定零件工藝方案確定零件在機(jī)床上完成加工時(shí)的定位基準(zhǔn)以及零件的加工工藝方案。(3)總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的配置形式及總體結(jié)構(gòu)布局。(4)主軸箱設(shè)計(jì)繪 制 主 軸 箱 草 圖 ， 確 定 主 軸 結(jié) 構(gòu) 形 式 和 動(dòng) 力 設(shè) 計(jì) 并 設(shè) 計(jì) 主 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 總 體 結(jié) 構(gòu) 可 能 遇到 的 困 難 ：(1) 組 合 機(jī) 床 被 加 工 零 件 的 夾 具 設(shè) 計(jì)(2) 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(3) 機(jī)床的總體配置形式主 要 解 決 方 法 是 通 過(guò) 已 學(xué) 過(guò) 的 基 礎(chǔ) 理 論 和 專 業(yè) 知 識(shí) 并 參 考 各 類 相 關(guān) 專 業(yè) 書 籍 ， 熟 悉組 合 機(jī) 床 工 作 原 理 和 設(shè) 計(jì) 原 則 ， 了 解 各 項(xiàng) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 和 技 術(shù) 要 求 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ， 同 時(shí) 利 用繪 圖 軟 件 進(jìn) 行 初 步 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ， 參 考 已 有 的 先 進(jìn) 設(shè) 計(jì) 實(shí) 例 ， 學(xué) 習(xí) 其 計(jì) 算 過(guò) 程 和 其 中 的 先 進(jìn)創(chuàng) 新 理 念 并 運(yùn) 用 到 自 己 的 計(jì) 算 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì) 中 。 相 關(guān) 自 已 無(wú) 力 解 決 的 問(wèn) 題 可 以 與 同 學(xué) 討 論 解決 ， 一 些 自 己 的 創(chuàng) 新 思 想 也 可 與 同 學(xué) 討 論 其 可 行 性 ， 或 者 向 指 導(dǎo) 教 師 請(qǐng) 教 。設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)需要查找大量的相關(guān)文獻(xiàn)，相關(guān)公式、數(shù)據(jù)等。還有就是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、確定需要一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而這方面正是我目前所欠缺的，所以需要較大的工作量去完成，但只要通過(guò)逐步查閱資料，向老師請(qǐng)教，在不斷地完善，就能在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)完成本次的設(shè)計(jì)內(nèi)容。3畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 經(jīng)濟(jì)型車床的刀架部件設(shè)計(jì)及零件工藝、工裝設(shè)計(jì)學(xué) 號(hào) 姓名 院(系) 專業(yè)指導(dǎo)教師 所在單位、部門 職稱5 研究方法通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查閱文獻(xiàn)資料和購(gòu)買圖書資料等多種途徑，為開(kāi)題報(bào)告的撰寫和論文的正式寫作做了較為充分的準(zhǔn)備。主要著作包括：《機(jī)械設(shè)計(jì)》, 《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》,《機(jī)電一體化手冊(cè)》, 《機(jī)床設(shè)計(jì)》, 《機(jī)床圖冊(cè)》, 《機(jī)電一體化實(shí)例分析》等。本人在校學(xué)習(xí)的是機(jī)電專業(yè)，學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)有機(jī)械制圖、材料應(yīng)用與處理、單片機(jī)原理與微機(jī)接口技術(shù)、金屬材料及熱處理、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電工電子技術(shù)、液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)、C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM/CAPP）、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)、數(shù)控編程與操作、可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)控技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)等。選擇具有進(jìn)行中等難度的工藝裝備的設(shè)計(jì)能力，選擇這樣的一個(gè)題目來(lái)研究，重點(diǎn)應(yīng)用了大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)電一體化、機(jī)械制造工藝和機(jī)械制圖等專業(yè)，并將這些知識(shí)綜合運(yùn)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，培養(yǎng)自覺(jué)查手冊(cè)，設(shè)計(jì)遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。該設(shè)計(jì)培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用各學(xué)科的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)還培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力、開(kāi)發(fā)創(chuàng)造能力，其就是對(duì)學(xué)生自身綜合素質(zhì)的考驗(yàn)和提升。有利于加快學(xué)生適應(yīng)生產(chǎn)崗位的步伐，有利于高等教育和企業(yè)人才需求的銜接。6.具體的參考文獻(xiàn)[1]陳立德.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2005[2]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[3]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[4]王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984[5]謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[6]東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998[7]施平.機(jī)電工程專業(yè)英語(yǔ)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005[8]許福臨.液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006[9]李慶余.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004[10]姚永明.非標(biāo)準(zhǔn)裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003[11]胡仁喜.CAXA 2006 平面與實(shí)體造型機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社4工 作 計(jì) 劃 進(jìn) 程 表時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容4.18～4.234.24～4.315.1～5.125.13～5.195.20～5.25指導(dǎo)教師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)、給定零件圖，學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告。1. 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2. 電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)3. 機(jī)床液壓系統(tǒng)的原理圖繪制4. 繪制機(jī)床的總體裝配圖5. 主要零件的工藝設(shè)計(jì) 1～2 份；6. 設(shè)計(jì) 1～2 套主要件的工藝裝備；7. 撰寫開(kāi)題報(bào)告 1 份；8. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 萬(wàn)字左右；翻譯外文資料（約 5000 字） 。修改完善，準(zhǔn)備答辯。選題是否合適： □是 □否方案是否可行： □是 □否進(jìn)程是否合理： □是 □否任務(wù)能否完成： □能 □不能指導(dǎo)教師（簽字）年 月 日選題是否合適： □是 □否方案是否可行： □是 □否進(jìn)程是否合理： □是 □否任務(wù)能否完成： □能 □不能指導(dǎo)小組組長(zhǎng)（簽字）年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)題目 經(jīng)濟(jì)型車床的刀架部件設(shè)計(jì)及零件工藝、工裝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原始參數(shù)1、 主軸級(jí)數(shù)為 24 級(jí)、公比為 1.26；2、 是以單片機(jī)為核心的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)； 3、 最小輸出增量： X 軸 0.005，Z 軸 0.01； 4、 程序輸入方式：鍵盤；設(shè)計(jì)工作內(nèi)容具體內(nèi)容為1. 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2. 電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)3. 機(jī)床液壓系統(tǒng)的原理圖繪制4. 繪制機(jī)床的總體裝配圖5. 主要零件的工藝設(shè)計(jì) 1～2 份；6. 設(shè)計(jì) 1～2 套主要件的工藝裝備；7. 撰寫開(kāi)題報(bào)告 1 份；8. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 萬(wàn)字左右；9. 翻譯外文資料（約 5000 字） 。設(shè)計(jì)工作基本要求1. 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，寫出完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成要求的實(shí)習(xí)內(nèi)容。2. 應(yīng)用有關(guān)材料的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)分析、解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，使理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相聯(lián)系，使理論認(rèn)識(shí)深化，知識(shí)領(lǐng)域擴(kuò)展。3. 查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，了解本課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)。每個(gè)學(xué)生至少查閱并翻譯 1 篇有關(guān)本課題的外文文獻(xiàn)。建立起查閱、收集、整理參考文獻(xiàn)的能力。4. 設(shè)計(jì)中，學(xué)生必須樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)，保證實(shí)驗(yàn)方案合理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，計(jì)算準(zhǔn)確。5. 制定正常合理的設(shè)計(jì)方案，并具有適時(shí)調(diào)整的能力。掌握設(shè)計(jì)的基本步驟，培養(yǎng)較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。6. 認(rèn)真細(xì)致的編寫畢業(yè)論文，論文應(yīng)努力做到條理清楚，語(yǔ)言通順規(guī)范。主要參考資料及文獻(xiàn)1．機(jī)械設(shè)機(jī)械計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2004. 7；2. 曲東平.Solid Edge 基礎(chǔ)教程. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2003.4;3. 戴曙.金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1;4. 曹金榜.機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1987.1;5. 范云漲.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999.3;6. 張振榮.MCS-51單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù).北京：人民郵電出版社.2000.8指導(dǎo)教師（簽字）： 教研室主任（簽字）：院系主任（簽字）：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )經(jīng) 濟(jì) 型 車 床 的 刀 架 部 件設(shè) 計(jì) 及 零 件 工 藝 、 工 裝 設(shè) 計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日摘 要在數(shù)控車床系統(tǒng)中，加工精度和加工可靠性是伺服系統(tǒng)決定的，本文對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，全面闡述了數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)特點(diǎn)，論述了采用伺服電機(jī)和滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)介紹了數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核，并進(jìn)行了分析。另外匯總了有關(guān)技術(shù)參數(shù)。其中著重介紹了刀架的原理包括種類選擇、參數(shù)選擇、精度選擇、循環(huán)方式選擇、與主機(jī)匹配的原則以及廠家的選擇等。關(guān)鍵詞：車床，數(shù)控，電機(jī)，刀架IIAbstractIn the system of the CNC machine tool, machining precision and reliability are servo system is determined, based on the CNC lathe are analyzed and designed, elaborated in the round CNC lathe structure principle, design features, discusses the use of servo motor and ball screw nut pair advantages. Introduces the NC lathe structure design and verification, and analysis. In addition to collect the related technology parameters.Which focuses on the four knife principles including type selection, parameter selection, precision, circulation mode selection, matched with the host machine and the selection principle of manufacturers.Key Words: Lathes, CNC, machine, toolIII目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄 .III第 1 章 數(shù)控車床發(fā)展概述.11.1 數(shù)控車床及其特點(diǎn) .11.2 數(shù)控車床的主要功能及加工對(duì)象 .11.3 數(shù)控車床的經(jīng)濟(jì)分析 21.3.1 中小企業(yè)數(shù)控車床選用中存在的問(wèn)題 21.3.2 數(shù)控車床選購(gòu)的策略 .21.4 數(shù)控車床的發(fā)展趨向 4第 2 章 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì).62.1 設(shè)計(jì)要求 62.1.1 已知條件 .62.1.2 功能 .62.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 62.2.1 設(shè)計(jì)條件 .62.2.2 確定變速組數(shù)和變速組內(nèi)傳動(dòng)副數(shù) .62.2.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .72.2.4 選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及型號(hào) .82.2.5 分配總降速傳動(dòng)比及擬定轉(zhuǎn)速圖 .82.2.6 確定各傳動(dòng)組傳動(dòng)副齒數(shù) .92.2.7 確定傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 .112.3 動(dòng)力設(shè)計(jì) 122.3.1 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 .122.3.2 確定每根軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 .122.3.3 確定每個(gè)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 .122.3.4 檢驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速誤差 .122.3.5 工作機(jī)的傳動(dòng)效率 .12IV2.3.6 計(jì)算各軸的輸入功率 .132.3.7 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 .132.4 設(shè)計(jì)傳動(dòng)帶 132.5 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 152.5.1 基本組設(shè)計(jì) .152.5.2 第一擴(kuò)大組設(shè)計(jì) .172.5.3 第二擴(kuò)大組設(shè)計(jì) .202.5.4 第三擴(kuò)大組設(shè)計(jì) .232.5.5 第四擴(kuò)大組齒輪設(shè)計(jì) .25第 3 章 四方自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).293.1 減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .293.1.1 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 293.1.2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 293.2 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 323.2.1 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 .323.2.2 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 .36第 4 章 數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的立題依據(jù)及方案論證.384.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的立題依據(jù)及課題來(lái)源 384.2 液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 404.3 液壓系統(tǒng)的負(fù)載分析 414.4 機(jī)床液壓系統(tǒng)選型 424.5 確定液壓缸參數(shù)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 424.6 液壓元件和裝置的選擇 494.6.1 液壓閥的選擇 494.6.2 定管道尺寸 50第 5 章 主要零件的工藝設(shè)計(jì).515.1 零件的作用 .515.2 零件的工藝分析 .51第 6 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).536.1 確定毛胚的制造形式 .53V6.2 基面的選擇 536.3 制定工藝路線 536.3.1 工藝路線方案一 .546.3.2 工藝路線方案二 .546.3.3 工藝方案的比較與分析 .546.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 556.4.1 機(jī)床選用 .556.4.2 選擇刀具 .556.4.3 選擇量具 .55結(jié) 論.56致 謝.57參考文獻(xiàn).581第 1 章 數(shù)控車床發(fā)展概述1.1 數(shù)控車床及其特點(diǎn)數(shù)字控制車床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的車床，簡(jiǎn)稱數(shù)控車床。數(shù)控車床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)車床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的車床品種日益增多，有車床、車床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工車床和電火花加工車床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。數(shù)控車床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和車床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控車床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。 未來(lái)數(shù)控車床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控車床品種越來(lái)越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工車床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控車床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。1.2 數(shù)控車床的主要功能及加工對(duì)象數(shù)控車床的功能分為一般功能和特殊功能。一般功能是指各類數(shù)控車床普遍所具有的功能。如點(diǎn)位控制功能、刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能、鏡象加工功能、 固定循環(huán)功能等。特殊功能是指數(shù)控車床在增加了某些特殊裝置或附件后，分別具有或兼?zhèn)涞囊恍┨厥夤δ堋Ｈ绲毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償功能、靠模加工功能、自動(dòng)變換工作臺(tái)功能、自適應(yīng)功能、數(shù)控采集功能等。在使用數(shù)控車床加工工件時(shí)，只要充分利用數(shù)控車床的各種功能，就可以加工許多普通車床難加工的工件。數(shù)控車床的主要加工對(duì)象有：平面類零件；變斜角類零件；曲面類（立體類）零件。21、直線插補(bǔ): 數(shù)控車床在完成工作時(shí)所具有的基本功能之一，一般情況下分為直線插補(bǔ)和空間直線插補(bǔ)等一些插補(bǔ)方式2、圓弧插補(bǔ): 這也是數(shù)控車床在完成工作時(shí)所具有的基本功能之一，一般情況下可分為平面圓弧插補(bǔ)以及逼近圓弧插補(bǔ)等。3、固定循環(huán): 固定循環(huán)是指通過(guò)各種參數(shù)使用不同的加工要求，主要用于實(shí)現(xiàn)一些魚油經(jīng)典型的需要多次重復(fù)的工作，這樣使用固定循環(huán)是可以有效的簡(jiǎn)化程序的編制。1.3 數(shù)控車床的經(jīng)濟(jì)分析近幾年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)車床制造行業(yè)受益于國(guó)家振興裝備制造業(yè)的大環(huán)境，有了長(zhǎng)足進(jìn)展，這其中領(lǐng)先當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)水平的數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)更勝一籌。 由于數(shù)控設(shè)備的先進(jìn)性、復(fù)雜性和發(fā)展的迅速性,以及品種型號(hào)、檔次的多樣性,決定了選用數(shù)控設(shè)備的復(fù)雜性和難度。如何從品種繁多、價(jià)格昂貴的產(chǎn)品中選擇適用的設(shè)備, 成為中小型企業(yè)十分關(guān)心的問(wèn)題。1.3.1 中小企業(yè)數(shù)控車床選用中存在的問(wèn)題 目前中小型企業(yè)缺乏數(shù)控設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)和掌握數(shù)控加工技術(shù)的人才,在數(shù)控車床選購(gòu)中存在著盲目性、片面性,主要表現(xiàn)在以下幾方面: 1.決策者對(duì)數(shù)控車床的認(rèn)識(shí)有誤區(qū),部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為配置高精度數(shù)控設(shè)備是企業(yè)檔次的象征。選型時(shí)不考慮投資效益,忽略性價(jià)比,盲目追求進(jìn)口、高檔,片面講究功能齊全。而在后來(lái)的使用過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)有些功能用不上或幾乎不用。2.車床選型混亂, 數(shù)控車床類型、規(guī)格不配套。選購(gòu)不同廠家的產(chǎn)品, 數(shù)控系統(tǒng)不統(tǒng)一, 購(gòu)置后給操作、編程、維修帶來(lái)困難。3.購(gòu)置數(shù)控車床時(shí)只重視主機(jī)性能, 而忽略附件和刀具的配套, 致使在使用中因缺少某個(gè)附件或刀具而影響整個(gè)主機(jī)的運(yùn)行。4.對(duì)企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品變化預(yù)測(cè)不足, 所購(gòu)設(shè)備的功能的發(fā)揮受到制約。 1.3.2 數(shù)控車床選購(gòu)的策略 1.實(shí)用性。選購(gòu)數(shù)控車床時(shí)，企業(yè)要有明確的目的和出發(fā)點(diǎn)，首先考慮的是數(shù)控車床的實(shí)用性。 (1)數(shù)控車床規(guī)格、精度的實(shí)用性。在選擇數(shù)控車床時(shí),首先應(yīng)確定數(shù)控車床上加工3的典型零件。零件的尺寸決定車床的加工范圍；零件關(guān)鍵部位的精度決定了所選車床的精度等級(jí)。車床精度的評(píng)定指標(biāo)較多，因數(shù)控車床類別而異,但共有的關(guān)鍵項(xiàng)目是定位精度、重復(fù)定位精度以及綜合加工精度。定位精度與傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的彈性、間隙等因素有關(guān),反映了機(jī)械系統(tǒng)中的扭曲、撓度、爬行、共振等諸因素造成的綜合誤差。這些指標(biāo)既反映了伺服機(jī)構(gòu)的剛度,也說(shuō)明了位置反饋測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量。重復(fù)定位精度反映了數(shù)控軸在全行程內(nèi)定位點(diǎn)的穩(wěn)定性，傳動(dòng)鏈剛性直接影響重復(fù)定位精度。綜合加工精度指最后加工出來(lái)的工件尺寸與所要求尺寸之間的誤差。選購(gòu)時(shí)應(yīng)避免盲目追求高精度，注意車床精度與工件精度相匹配。 (2)數(shù)控系統(tǒng)功能的實(shí)用性。數(shù)控系統(tǒng)功能可分為基本功能與選用功能, 各知名品牌數(shù)控系統(tǒng)的基本功能差別不大。除基本功能以外, 數(shù)控系統(tǒng)還為用戶提供多種可選功能。通常數(shù)控系統(tǒng)具備的基本功能比較便宜, 而特定選擇的功能很貴。在可供選擇的功能模塊中, 性能差別很大,價(jià)格也相差數(shù)倍，所以要根據(jù)加工要求和車床性能的需要來(lái)選擇。 從控制方式、驅(qū)動(dòng)形式、反饋形式、檢測(cè)、操作方式、接口形式和故障診斷等方面來(lái)衡量, 合理地選擇適合車床的可選功能,放棄可有可無(wú)或不實(shí)用的可選功能。比如，自動(dòng)換刀裝置(ATC) 是加工中心的基本特征，ATC 裝置的投資往往占整機(jī)的30%～ 50%。因此在滿足使用要求的前提下盡量選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和可靠性高的 ATC, 以提高車床的可靠性和降低整機(jī)的價(jià)格。應(yīng)當(dāng)注意，單獨(dú)簽訂合同購(gòu)買附件的單價(jià)大大高于隨同主機(jī)一起供貨的附件單價(jià),應(yīng)盡可能在購(gòu)買主機(jī)時(shí)一并購(gòu)置部分易損部件及其他附件。 2.經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性是指選用的數(shù)控車床在滿足加工要求的條件下, 所支付的“錢”最少或較為合理的。經(jīng)濟(jì)性往往是和實(shí)用性緊密相連的, 車床選得實(shí)用、經(jīng)濟(jì), 可避免不必要的浪費(fèi), 避免以高代價(jià)換來(lái)功能過(guò)多而又不實(shí)用的較復(fù)雜的數(shù)控車床，避免在操作使用、維護(hù)保養(yǎng)等諸多方面帶來(lái)困難。 數(shù)控車床的設(shè)計(jì)使用壽命一般為 7 年, 主要以數(shù)控方面的使用壽命為準(zhǔn)。同時(shí)還得考慮市場(chǎng)占有率, 市場(chǎng)占有率高的數(shù)控設(shè)備說(shuō)明是旺銷產(chǎn)品, 已受到多數(shù)用戶的青睞和肯定, 一般不會(huì)有太多的質(zhì)量問(wèn)題。 選購(gòu)數(shù)控車床應(yīng)考慮投資回報(bào), 能夠在短期內(nèi)收回投資的車床才是好車床。因?yàn)閿?shù)控車床的主要優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)工序集中，從而提高生產(chǎn)率和加工精度，所以數(shù)控車床既適于單件小批生產(chǎn)，又適于大批量生產(chǎn)。多數(shù)中小型企業(yè)購(gòu)買的數(shù)控車床用于批量生產(chǎn)，因?yàn)榕可a(chǎn)不僅節(jié)省編程、對(duì)刀等輔助時(shí)間，提高車床利用率；而且對(duì)操作者的技術(shù)要求不高，人工費(fèi)用也相對(duì)較低。所以用于大批量生產(chǎn)的車床投資回報(bào)較快。少數(shù)4產(chǎn)品附加值高，具有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)，為了生產(chǎn)組織方便而購(gòu)買用于單件生產(chǎn)的數(shù)控車床。車床利用率較低時(shí)，不僅要考慮設(shè)備的使用費(fèi)用，比如潤(rùn)滑油、冷卻液、電力消耗等，還要計(jì)算設(shè)備折舊。另外一個(gè)不可忽視的因素是設(shè)備的貶值，數(shù)控車床的升級(jí)、更新較快，同配置的一臺(tái)車床，現(xiàn)在售價(jià) 40 萬(wàn)，三年后可能降至 35 萬(wàn)，這樣算起來(lái)貶值和折舊一樣不可忽視。所以沒(méi)有定型產(chǎn)品或產(chǎn)品附加值較低的中小型企業(yè)，在購(gòu)置貴重?cái)?shù)控設(shè)備之前，一定要充分研究收回投資的周期。有些企業(yè)事先確定較穩(wěn)定的批量加工意向，甚至已經(jīng)接到訂單，選購(gòu)車床時(shí)要求車床廠為其準(zhǔn)備工裝、編制程序、培訓(xùn)工人，即所謂“交鑰匙”工程，這是投資數(shù)控車床最理想的情況。 3.穩(wěn)定可靠性。數(shù)控設(shè)備的可靠性是廣大數(shù)控設(shè)備用戶必須關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題, 因此在選用數(shù)控設(shè)備時(shí)應(yīng)注意生產(chǎn)廠家的規(guī)模和市場(chǎng)占有率, 確認(rèn)其產(chǎn)品是否達(dá)到國(guó)家規(guī)定的平均無(wú)故障時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)定為 500h)。目前多數(shù)車床廠都采購(gòu)成熟的數(shù)控系統(tǒng)和零部件進(jìn)行組裝。國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的數(shù)控系統(tǒng)有日本 FANUC、德國(guó)的西門子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直線導(dǎo)軌、主軸又分別來(lái)自德國(guó)和臺(tái)灣等地。所以車床的主要零部件的質(zhì)量一般是可靠的，需要重點(diǎn)考察的是數(shù)控車床組裝企業(yè)的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是否健全,服務(wù)隊(duì)伍的素質(zhì)是否能勝任工作,服務(wù)能否及時(shí),是否能履行承諾等。1.4 數(shù)控車床的發(fā)展趨向數(shù)控車床是由美國(guó)發(fā)明家 約翰·帕森斯上個(gè)世紀(jì)發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界車床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控車床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控車床是制造業(yè) 的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無(wú)限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。主要表現(xiàn)在： 1.車床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控車床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車復(fù)合、車銑復(fù)合、車-鏜-鉆- 齒輪加工等復(fù)合，車磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。 “一臺(tái)車床就是一個(gè)加工廠” 、 “一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工車床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。 2．?dāng)?shù)控車床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：5自動(dòng)調(diào)整干涉防 碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除車床震動(dòng)等功能 進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了車床的功能和品質(zhì)。 3．機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、 功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合車床、磨床、齒輪加工車床、工具磨床、電加工車床、鋸床、沖壓車床、激光加工機(jī) 床、水切割車床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。 4．精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切車床的加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前 的微米級(jí)（0.001mm） ，有些品種已達(dá)到 0.05μm左右。超精密數(shù)控車床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到 0.05μm左右，形狀精度可達(dá) 0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.001μm） 。通過(guò)車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、車床零部件的超精加工和精密裝配、采用 高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高車床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代。 5．功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控車床的技術(shù)水平。6第 2 章 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求2.1.1 已知條件主電動(dòng)機(jī)的功率 ，最高轉(zhuǎn)速 1400 ,最低轉(zhuǎn)速 80 。kw5.7minrinr2.1.2 功能普通車床在機(jī)械加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?？捎脕?lái)加工輪盤類、軸類、套筒類等絕大多數(shù)回轉(zhuǎn)體零件。普通車床還可以用來(lái)車削端面、鉆孔、車削螺紋、切槽和切斷、車削特型面、滾花和盤繞彈簧等。普通車床的加工范圍很廣但是由于其自動(dòng)化程度較低，所以一般用只適用于較為簡(jiǎn)單的、小批量的生產(chǎn)加工。2.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)條件1、 主軸級(jí)數(shù)為 24 級(jí)、公比為 1.26；2、 是以單片機(jī)為核心的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)； 3、 最小輸出增量： X 軸 0.005，Z 軸 0.01； 4、 程序輸入方式：鍵盤；假設(shè)主軸最小轉(zhuǎn)速 ，最高轉(zhuǎn)速min10inr?min140maxrn?[1]轉(zhuǎn)速范圍 14i4inaxR[2]轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 2z[3]確定公比： 取標(biāo)準(zhǔn)系列 。32.57231???? 12.??2.2.2 確定變速組數(shù)和變速組內(nèi)傳動(dòng)副數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)[6]查表 2-5，取最低轉(zhuǎn)速為 100r/min 并每隔一個(gè)數(shù)取一個(gè)值可得主軸的24 級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列分別為100、112、125、140、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、710、800、900、1000、1120、1250、1400r/min。一般普通車床都采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，在這些滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)中，雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪是使用頻率最高的，可以滿足多方面的要求。所以對(duì)于 24 級(jí)的傳動(dòng)不同的傳動(dòng)7順序方案有： 、 、 、 四種324??24??234??24??方案。由設(shè)計(jì)要求可知在沒(méi)有特殊要求的情況之下，一般采用“前密后疏”的原則。所以應(yīng)該優(yōu)先采用 的傳動(dòng)順序方案。2.2.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)已選用的傳動(dòng)順序方案 又可以得出若干種不同的擴(kuò)大順序方案。2324??在沒(méi)有特殊要求的時(shí)候，變速組的擴(kuò)大順序一般需要與傳動(dòng)順序一致，因此可以采用傳動(dòng)方案。其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 3-1 所示。檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍：1263124??，滿足 故在傳動(dòng)組的極限變速范圍之9.3.12)()(max ?????iixpr? 8max?r內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。8圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)2.2.4 選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及型號(hào)由 查文獻(xiàn)[5]查表 14.1 可知應(yīng)選取型號(hào)為 Y132M—4 的 Y 系列三min140maxrn?相異步電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如表 3-1 所示：表 2-1 Y132M-4 電動(dòng)機(jī)性能電機(jī)轉(zhuǎn)速 /(r/min)電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速Y132M-4 7.5 1500 14402.2.5 分配總降速傳動(dòng)比及擬定轉(zhuǎn)速圖總降速傳動(dòng)比 ，電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速0694.1min??d不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因此需要額外增加一個(gè)定比傳動(dòng)副。i/140rnm?確定傳動(dòng)軸軸數(shù)：傳動(dòng)軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動(dòng)副數(shù) 。這六614??根軸，除掉電動(dòng)機(jī)軸，剩下的五根軸按傳動(dòng)順序分別標(biāo)記為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸、Ⅴ軸。Ⅰ軸與Ⅱ軸、Ⅱ軸與Ⅲ軸、Ⅲ軸與Ⅳ軸、Ⅳ軸與Ⅴ軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c、d。分別確定Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速：①確定Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組 d 有兩對(duì)傳動(dòng)副，級(jí)比指數(shù)為 12，變速范圍為 ，9.31212????）（cr根據(jù)極限傳動(dòng)比 和 的傳動(dòng)要求，為了不使最小傳動(dòng)比太小，可以采用41min?2ax?i升速的向右上方的升 4 格，降速的向右下方降 8 格。②確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組 c 有兩對(duì)傳動(dòng)副，級(jí)比指數(shù)為 6，Ⅲ軸的最低轉(zhuǎn)速可以為 250r/min（） ，280 （ ）315 （ )，1, min6ax?i?inr?1, min5ax?inr 2min4ax1, ??335 ( ） ，400 ( )，450 (r3i3ax, ?r4mi2ax, r)，500 ( )。為了避免升速，不使最小傳動(dòng)比5inax, i ir6inax, 太小并滿足降速遞減原則，可?、筝S的最低轉(zhuǎn)速為 400 r/min。于是確定了Ⅲ-Ⅳ軸間兩對(duì)傳動(dòng)副的連線。③確定Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組 b 有兩對(duì)傳動(dòng)副，其級(jí)比指數(shù)為 3，因此Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速可以為 400 9r/min（ ） ，450 （ ） ，500 （1, min3ax?i?inr?1, min2ax?inr）560 （ ） 。為了避免升速，不使最小傳動(dòng)比2inmax, ?i 3inm, 1?太小并滿足降速遞減原則，可?、蜉S的最低轉(zhuǎn)速為,560 r/min。于是確定了Ⅱ-Ⅲ軸間兩對(duì)傳動(dòng)副的連線，Ⅱ軸的三級(jí)轉(zhuǎn)速分別為 630 r/min,800 r/min,1000 r/min。④確定Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組 a 有三對(duì)傳動(dòng)副，級(jí)比指數(shù)為 1，根據(jù)極限傳動(dòng)比 和 的傳動(dòng)41min?2ax?i要求Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速可以為剩下的級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速。同樣的為了避免升速，且不使最小傳動(dòng)比太小并滿足降速遞減原則，故確定Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速為 1000 r/min，于是確定了基本組 a 的三對(duì)傳動(dòng)副的連線。電動(dòng)機(jī)軸與 I 軸之間可采用帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比 。7.013???定i作平行線及連接線段，最終作出傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖即圖 3-2。圖 2-2 轉(zhuǎn)速圖102.2.6 確定各傳動(dòng)組傳動(dòng)副齒數(shù)①傳動(dòng)組 a:， ，78.151??ai 58.142??ai 41.3??ai時(shí)： ……70、72、75、78、 80、81、83……zS時(shí)：.42ai……70、 72、73、75、77、78、80、82、83、85、86……zS時(shí)：1.3??ai……70、 72、73、75、77、79、80、82、84、85、87……z以上三行可挑選出 70,72,75,80，但根據(jù) 及三聯(lián)zS 20~18, 20~1min??ZSz滑移齒輪中的最大和次大齒數(shù)差 等條件，最終取 80，從而查得各齒輪4'2'1??Z?z副中的小齒輪齒數(shù)分別為：28、32、33。于是 ， ， 。529'1?Zia 483'2?ia 463'?ia其中 ，故滿足要求。, 20~1, 0~8min ??zS'2'1?Z②傳動(dòng)組 b:， ，查表有1bi 1.32b?i時(shí)： ……70、72、74、76、78、80、82、84、86、88……?zS時(shí)：4.32bi……70、 72、73、75、77、79、80、82、84、85、87……zS可取 82，從而查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為： 41、34。?z于是 ， 。41bi832bi③傳動(dòng)組 c:，6.21??ci 5.142??ci時(shí)：……70、 72、74、75、77、79、81、82、83、84、86、88……zS時(shí)：58.42ci……70、 72、73、75、77、78、80、82、83、85、86……?z可取 86，從而查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：38、33。zS于是， ， 。38471ci523?ci④傳動(dòng)組 d:11，58.141d??i 47.2182d??i時(shí)： ……70、72、73、75、77、78、80、82、83、85、86……zS時(shí)： …… 7.82di70、71、73、74、77、78、80、81、84、85、87……可取 85，查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：33、25。?zS于是， ， 。3521di6052d?i2.2.7 確定傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的參數(shù)可以得到傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,如圖 3-3 所示。12圖 2-3 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.3 動(dòng)力設(shè)計(jì)2.3.1 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖可知：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是主軸第一個(gè)三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，從而我們可以得到 r/min。250?Vjjn2.3.2 確定每根軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速?gòu)霓D(zhuǎn)速圖可知， 、 r/min 、 r/min、 31IVj 4Ij 560?Ijn10?Ijnr/min。2.3.3 確定每個(gè)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速表 2-2 各齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪序號(hào) 1Z'2'Z3'4Z'5'Z6'7Z'r/min 1000 560 1000 800 1000 1000 560 450 560 560 450 280 450 280齒輪序 8'9'113號(hào)r/min 160 280 280 1602.3.4 檢驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速誤差 min17.3985247163802514rn????實(shí) minr標(biāo) %2.100.%40-9.%-1 ????）（標(biāo) 標(biāo)實(shí) ?所以滿足誤差允許值，符合設(shè)計(jì)要。2.3.5 工作機(jī)的傳動(dòng)效率從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為 3421???齒 輪 的 效 率分 別 為 帶 傳 動(dòng) 、 軸 承 、式 中 321,?由文獻(xiàn)[5]查表 9-1，有 （齒輪 8 級(jí)精度）97.0, ., 96.0321于是 847.96034???于是工作機(jī)輸出的功率 kwPdw15.82.57??2.3.6 計(jì)算各軸的輸入功率 kdI13.2?wPI 856?dI 7.231kIV4?d06.3521?2.3.7 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩 mNnPTmdd ?????74.91405.7950軸 I NnIjI ????.683.7950軸 II IjI ??.560.14軸 III mNnPTIjI ?????43.194507.69950軸 IV IVjIV ??0.31.軸 V nj ???49.2312506.9502.4 設(shè)計(jì)傳動(dòng)帶電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ,額定功率 ,電動(dòng)機(jī)主軸與軸 I 的傳動(dòng)比 ，min140rn?kwp5.7?4.1?i采用兩班制，一班 8 小時(shí)，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí)，工作年數(shù)為 10 年。[1]確定計(jì)算功率由文獻(xiàn)[1]查表 8-7，取 ，則2.1?AKkwPKAca 95.721???[2]選取普通 V 帶傳動(dòng)并確定其帶型根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速 和計(jì)算功率 ,應(yīng)選 A 型帶。nca[3]確定帶輪基準(zhǔn)直徑 和驗(yàn)算帶速d由文獻(xiàn)[1]查表 8-6 及表 8-8 取小帶輪基準(zhǔn)直徑 md125?則大帶輪基準(zhǔn)直徑 d801254.12??符合 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系列。驗(yàn)算帶速 snd 4.906061????因 ，故帶速合適。sms35?[4]確定 V 帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL即)(2)(7.021021dda???6105.3?a初選中心距為 =400mm所需帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0dL0212104)()(2adaLd ?????m12858542?????????由文獻(xiàn)[1]查表 8-2，取相近的帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld5015帶傳動(dòng)實(shí)際中心距 mLad 385)21504(200 ???????中心距變化范圍為 m4~36[5]驗(yàn)算小帶輪的包角：一般小帶輪的包角不應(yīng)小于 。09，001201 172385.)21(8.57)(8 ??????ada故合適。[6]確定帶的根數(shù) Z計(jì)算單根 V 帶的額定功率 rP由文獻(xiàn)[1]查表 8-4a，得 查表 8-4b,得kw92.10?kwP13.0??由文獻(xiàn)[1]查表 8-5，得 查表 8-2，得85aK9LK于是 PLr 8.0)3()(0 ?????V 帶的根數(shù) 故取 3 根帶。6.28.14?rcaZ[7]計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 min0)(F查表 得， mkgq.0?2min0)52()( ?qZKPFac???N5.1394.0.938.5??故應(yīng)使帶實(shí)際初拉力的最小值 F?[8]計(jì)算作用在軸上的壓軸力壓軸力的最小值 Zp2)(min? Na835217sin5.392sin)(01m0 ???[9]V 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)V 帶輪的結(jié)構(gòu)如下圖 3-4 所示，其基本數(shù)據(jù)如下： mdLBCfeZdd402)~5.1(864748915)3()(4028.1' ?????????16圖 2-4 V 帶輪結(jié)構(gòu)圖2.5 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.5.1 基本組設(shè)計(jì)軸Ⅰ的輸入功率 ，計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min ,轉(zhuǎn)矩kwPdI13.72??10?Ijn，最大傳動(dòng)比 ，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為 10 年，mNTI??09.684maxi除去節(jié)假日每年按 300 天計(jì)算。一、材料、熱處理及精度等級(jí)由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用 45 號(hào)鋼，并且進(jìn)行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為 260HBS，大齒輪的齒面硬度為 220HBS，硬質(zhì)差為 40HBS，在規(guī)定的 30～50 HBS 范圍內(nèi)，符合要求。因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選 8 級(jí)精度二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 ??3211 )(2.HEdt ZuKTd????1)取載荷系數(shù) .?t2)由文獻(xiàn) [1]查表 10-7，選取齒寬系數(shù) 3.0?d?3)由文獻(xiàn) [1]查表 10-6， 218.9MPaZE由文獻(xiàn)[1]查表圖 10-21d 查得， H61lim?MPaH5602lim??應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， 91 18.)38(060 ????nIjLN179max12104.??iN從圖 10-19 查得 .HNK95.02?HN查表可安全系數(shù) ，確定接觸疲勞許用應(yīng)力：S?? MPaH 4690.1lim1???SHN53252li2 ?4) 求小齒輪的分度圓直徑 ，代入 的最小值t1d??H?mdt 41.9)5328.(9.3.0681.31 ???5) 計(jì)算齒輪最大圓周速度 ：? smsnt 78.406106????因?yàn)?，所以所取的 8 級(jí)精度符合設(shè)計(jì)要求。sm5??三、確定齒輪的主要參數(shù)第一對(duì)齒輪(齒數(shù) )的參數(shù)計(jì)算1021) 模數(shù) : mzdmt 73.1254.9??按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)2) 分度圓直徑 ：zd1???mm18023) 中心距 : ad5.2521???4) 齒輪寬度 ：B，md.37.01?? mdB541803.2???經(jīng)處理后取 50 ,412四、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 321ZYKTdSaFF???確定公式中各參數(shù)值查文獻(xiàn)表 10-8 可得動(dòng)載荷系數(shù) ，對(duì)于直齒輪來(lái)說(shuō)12.?VK1?HaK18查文獻(xiàn)[1]表 10-2 可得使用系數(shù) 1?AK查文獻(xiàn)[1]表 10-4，用插值法得 420.?H故載荷系數(shù) 590.1.???aVAK由文獻(xiàn)[1]查圖 10-20c，得小大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限MPaFE501?MPFE3802?由文獻(xiàn)[1]查圖 10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 85.01?FNK8.02?FNK取彎曲疲勞安全系數(shù) 4.1?S則 ?? PaaKFENF 7.3.50811???MPS8624322由文獻(xiàn)[1]查表 10-5，齒形系數(shù) 32. 50.21?FaFaY應(yīng)力校正系數(shù) .7 6.12?SSaY ??13321 0.596.1.09851 FaadFF MPmZYKT ??? ???? ??2.286.141122 FaSa MP???故齒輪校核合格。2.5.2 第一擴(kuò)大組設(shè)計(jì)軸 II 的輸入功率 ，計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min ,轉(zhuǎn)矩 ，最大kwPI85.6?560?IjnmNT??81.62傳動(dòng)比 ，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為 10 年，除去節(jié)假日每年按 3007.1maxi天計(jì)算。一、材料、熱處理及精度等級(jí)由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用 45 號(hào)鋼，并且進(jìn)行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為 260HBS，大齒輪的齒面硬度為 220HBS，硬質(zhì)差為 40HBS，在規(guī)定的 30～50 HBS 范圍內(nèi)，符合要求。因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選 8 級(jí)精度。二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 ??3221 )(1.HEdt ZuKTd????191)取載荷系數(shù) 3.1?tK2)由文獻(xiàn) [1]查表 10-7，選取齒寬系數(shù) 3.0?d?3)由文獻(xiàn) [1]查表 10-6， 218.9MPaZE由文獻(xiàn)[1]查圖 10-21d，查得 H61lim?MPaH5602lim??計(jì)算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9106.)38(10?????nIjLN99max12 .078.16.???iN查文獻(xiàn)[1]圖 10-19 可得 ，51HNK7.2HN可安全系數(shù) ，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力S?? MPaHNH 069.01lim1 ????S2.54372li24) 求小齒輪的分度圓直徑 ，代入 的最小值td1??H?mdt 9.10)2.54389(3.0816.31 ????5) 求齒輪的最大圓周速度 ：? snt 07.36546???因?yàn)?，所以取 8 級(jí)精度符合設(shè)計(jì)要求。sm5??三、確定主要參數(shù)第一對(duì)齒輪(齒數(shù) )的參數(shù)計(jì)算21) 模數(shù) : mzdmt 74.3289.104??按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)2) 分度圓直徑 ：zd431???mm156223) 中心距 : ad208421???4) 齒輪寬度 ：B20，mdB2.5843.01???? mdB8.46153.02????經(jīng)處理后取 4 ,12第二對(duì)齒輪(齒數(shù) )的主要幾何尺寸1) 分度圓直徑 ：dmmzd96321???14822) 中心距 ： ad209621???3) 齒輪寬度 ：B，md8.3.01?? mdB2.4313.02???經(jīng)處理后取 40 ,252第三對(duì)齒輪（齒數(shù) ）的主要幾何尺寸61)分度圓直徑 ：dmmzd931??? mzd138462???2) 中心距 ： a5.18241?3) 齒輪寬度 ：B，md7.93.01???? mdB4.138.02????經(jīng)處理后取 40 ,52四、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 321ZYKTdSaFF???確定公式中各參數(shù)值查文獻(xiàn)[1]圖 10-8 可得動(dòng)載荷系數(shù) ，而對(duì)于直齒輪來(lái)說(shuō)12.?VK1?HaK查文獻(xiàn)[1]表 10-2 可得使用系數(shù) A查文獻(xiàn)[1]表 10-4，用插值法可得 40.?H故載荷系數(shù) 590.121????aVAK由文獻(xiàn)[1]查圖 10-20c，得小大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限MPaFE501?MPFE3802?21由文獻(xiàn)[1]查圖 10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 85.01?FNK8.02?FNK取彎曲疲勞安全系數(shù) 4.1?S則 ?? MPaaKFENF 7.3.50811???PS8624322由文獻(xiàn)[1]查表 10-5，齒形系數(shù) 32. 50.21?FaFaY應(yīng)力校正系數(shù) .7 6.12?SSaY ??13321 0.596.1.09851 FaadFF MPmZYKT ??? ???? ??2.286.141122 FaSa MP???故齒輪校核合格。2.5.3 第二擴(kuò)大組設(shè)計(jì)軸 III 的輸入功率 ，計(jì)算轉(zhuǎn)速 ,轉(zhuǎn)矩 ，最kwPI57.6?min450rnIj?mNT??43.193大傳動(dòng)比 ，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為 10 年，除去節(jié)假日每年按41.maxi300 天計(jì)算。一、材料、熱處理及精度等級(jí)由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用 45 號(hào)鋼，并且進(jìn)行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為 260HBS，大齒輪的齒面硬度為 220HBS，硬質(zhì)差為 40HBS，在規(guī)定的 30～50 HBS 范圍內(nèi)，符合要求。因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選 8 級(jí)精度。二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 ??321 )(12.HEdt ZuKTd????1)取載荷系數(shù) .?t2)由文獻(xiàn) [1]查表 10-7，選取齒寬系數(shù) 3.0?d?3)由文獻(xiàn) [1]查表 10-6， 218.9MPaZE由文獻(xiàn)[1]查圖 10-21d，查得， H61lim?MPaH5602lim??應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 1.)38(45060 ????nIjLN228max120.9??iN查文獻(xiàn)[1]圖 10-19 可得 96.01?HNK9.02?HN可以取安全系數(shù) ，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：S?? MPaKHNH 57.1lim1???S4.6092li2 ??4) 求小齒輪的分度圓直徑 ，代入 的最小值td1??H?mdt 29.107)4.589(2.3.0413. 21 ???5) 計(jì)算齒輪最大的圓周速度 ：? sndt 52.6406????因?yàn)?，所以取 8 級(jí)精度符合設(shè)計(jì)要求。sm5??三、確定主要參數(shù)第一對(duì)齒輪(齒數(shù) )的參數(shù)計(jì)算411) 模數(shù) ： mzdmt 6.2419.071??按標(biāo)準(zhǔn)系列取模數(shù) m=3mm2) 分度圓直徑 ：zd1233121 ???3) 中心距 ： am21?4) 齒輪寬度 ：Bmd9.361.0121 ????經(jīng)處理后取 40 ,42第二對(duì)齒輪(齒數(shù) )的主要幾何尺寸81) 分度圓直徑 ：dmmzd102341???822) 中心距 ： a23mda12341021???3) 齒輪寬度 ：B，d6.3.1?? mdB2.4313.02???經(jīng)處理后取 40 ,02四、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 321mZYKTdSaFF???確定公式中各參數(shù)值查文獻(xiàn)[1]圖 10-8 可得動(dòng)載荷系數(shù)， 而對(duì)于對(duì)于直齒輪來(lái)說(shuō)12.?VK1?HaK查文獻(xiàn)[1]表 10-2 可得使用系數(shù) A查文獻(xiàn)[1]表 10-4，用插值法可得 40.?H故載荷系數(shù) 590.121????aVAK由文獻(xiàn)[1]查圖 10-20c，查得小大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限MPaFE501?MPFE3802?由文獻(xiàn)[1]查圖 10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 8.01?FNK90.2?FNK取彎曲疲勞安全系數(shù) 4.1?S則 ?? PaaKFENF 29.34.50811 ????MS43922由文獻(xiàn)[1]查表 10-5，齒形系數(shù) 36. 7.21FaFaY應(yīng)力校正系數(shù) 68 57.12?SSaY ??13321 45.25.1.00.91 FaadFF MPmZYKT ??? ????? ??26.857.121122 FaSa PM???故齒輪校核合格。2.5.4 第三擴(kuò)大組設(shè)計(jì)軸 IV 的輸入功率 ，計(jì)算轉(zhuǎn)速 ,轉(zhuǎn)矩 ，最kwPIV31.6?min315rnIVj?mNTIV??30.19大傳動(dòng)比 ，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為 10 年，除去節(jié)假日每年按58.1maxi24300 天計(jì)算。一、材料、熱處理及精度等級(jí)由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用 45 號(hào)鋼，并且進(jìn)行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為 260HBS，大齒輪的齒面硬度為 220HBS，硬質(zhì)差為 40HBS，在規(guī)定的 30～50 HBS 范圍內(nèi)，符合要求。因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選 8 級(jí)精度。二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 ??321 )(12.HEdt ZuKTd????1)取載荷系數(shù) .?t2)由文獻(xiàn) [1]查表 10-7，選取齒寬系數(shù) 3.0?d?3)由文獻(xiàn) [1]查表 10-6， 218.9MPaZE由文獻(xiàn)[1]查圖 10-21d，查得， H61lim?MPaH5602lim??應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 1.)38(3506 ????nIVjLN8max127.5??i查文獻(xiàn)[1]圖 10-19，可以得到查 96.1HNK9.02?HN可以取安全系數(shù) ，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：1S?? MPaKHNH 57609.lim11 ????S4.2li24) 計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 ，代入 的最小值td1??H?mdt 69.125)4.589(2.3.0193. 21 ????5) 計(jì)算齒輪的最大圓周速度 ：? snt 07.203160???因?yàn)?，所以取 8 級(jí)精度符合設(shè)計(jì)要求。sm5??三、確定主要參數(shù)第一對(duì)齒輪(齒數(shù) )的參數(shù)計(jì)算3471) 模數(shù) ：