522 絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)

522 絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì),車床,改光杠,鍵槽,專機(jī),進(jìn)給,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 1 -0 引言制造業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，2000 年制造產(chǎn)業(yè)占全國(guó) GDP36%，它是我國(guó)比較優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，是勞動(dòng)密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎(chǔ)是機(jī)床行業(yè)；2002 年中國(guó)機(jī)床消費(fèi) 55 億美元，機(jī)床的進(jìn)口已超過(guò) 31 億美元，一躍成為世界最大的消費(fèi)國(guó)和全球最大的機(jī)床進(jìn)口國(guó)。 同時(shí)加入 WTO 以后，全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的一體化，這對(duì)我國(guó)制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術(shù)壁壘已經(jīng)阻礙了我國(guó)機(jī)床行業(yè)走向國(guó)際化。如何刷新今天的被動(dòng)局面，積極的應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、抓住機(jī)遇、贏得發(fā)展的契機(jī)，成為機(jī)床行業(yè)普遍面臨的問(wèn)題。在國(guó)外，機(jī)床改造已有較長(zhǎng)的歷史，美國(guó)舊機(jī)床買賣組織 MDMA(Machine Dealers National Association) 成立已有 50 年。由于各國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的差異，機(jī)床的種類、性能、結(jié)構(gòu)的繁雜多樣，使機(jī)床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機(jī)床的翻修、改進(jìn)、改裝、改造、再生、再造。機(jī)床改造在汽車、機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、航空等行業(yè)廣泛應(yīng)用，并批量投入生產(chǎn)。一般認(rèn)為：機(jī)床改造就是：利用最新的控制裝置和進(jìn)給系統(tǒng)使舊機(jī)床獲得新生再造（Remanufacturing）是一種較高的設(shè)備改造形式，國(guó)外稱這種工程技術(shù)是把老設(shè)備“重新回到圖板，以進(jìn)行再設(shè)計(jì)，再制造，再鑒定的工作過(guò)程。通過(guò)全面改造設(shè)備主體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，引入最新技術(shù)，使機(jī)床達(dá)到現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的新機(jī)床的水平，以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)率、精度、環(huán)靜和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于機(jī)床改造工藝技術(shù)水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達(dá)到技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優(yōu)化、加工參數(shù)、切削刀具、熱處理金屬成型的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造，從而實(shí)現(xiàn)降低成本、高效益的運(yùn)作，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)范的要求。本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實(shí)踐意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)，樹立正確的生產(chǎn)觀出發(fā)，并結(jié)合鹽城市機(jī)床廠的多年實(shí)踐總結(jié)，提出這種在原有絲杠車床基礎(chǔ)上改造成光桿鍵槽銑專機(jī)。此光桿鍵槽銑專機(jī)是專為銑光杠鍵槽的光桿類零件而用，并可銑各種寬度的鍵槽。設(shè)計(jì)課題涉及到課題調(diào)研報(bào)告、資料的查詢、閱讀有關(guān)的資料摘錄，并作心得，并加工收集的資料。然后深入鹽城市機(jī)床廠生產(chǎn)一線向使用者、設(shè)計(jì)者學(xué)習(xí)，達(dá)到充分了解所研究的產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)效率、新的特殊用途、新的設(shè)計(jì)理念、以及產(chǎn)絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 2 -品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。具體的了解企業(yè)的現(xiàn)有工況，機(jī)床的外形、進(jìn)給箱的大致結(jié)構(gòu)，找到企業(yè)存在的問(wèn)題，并記錄了如何有所改進(jìn)，最后確定設(shè)計(jì)的進(jìn)給系統(tǒng)。 、以及箱體的結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行相關(guān)零件的選型計(jì)算。由于光桿鍵槽銑專機(jī)具有專業(yè)化、高效化的功能。因此是主要實(shí)現(xiàn)從高效節(jié)能、噪聲、環(huán)保無(wú)污染角度出發(fā)。利用原絲桿車床的床腳、床身、床鞍、絲桿進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)、速度的轉(zhuǎn)換功能的實(shí)現(xiàn)。此種機(jī)床的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求我們具備相當(dāng)強(qiáng)的實(shí)踐知識(shí)和經(jīng)濟(jì)意識(shí)工進(jìn)與快退的功能。具體地涉及到：動(dòng)力裝置、電機(jī)的選用（，優(yōu)化的配置企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產(chǎn)品精度，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化的要求，更好的服務(wù)于生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 3 -1 進(jìn)給系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案包括根據(jù)課題的具體要求進(jìn)行原動(dòng)件的選擇，傳動(dòng)裝置和工作裝置。具體的就是進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選型,箱體的加工方法選擇；設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案的設(shè)置比較、確定進(jìn)給系統(tǒng)的各種零部件的設(shè)計(jì)順序及其設(shè)計(jì)的基本原則。主要有各個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核、剛度校核。齒輪零件的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，強(qiáng)度教核，以及精度設(shè)計(jì)。還要初步確定所選用的各種方案的有機(jī)結(jié)合，要具備相關(guān)性。1.1 機(jī)床外形結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖 1)主要用途是專為銑長(zhǎng)鍵槽的光杠類零件而用并可銑各種寬度的鍵槽。。圖一（機(jī)床外形圖）絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 4 -1.2 主要技術(shù)參數(shù)　(原始數(shù)據(jù))床身長(zhǎng)：2600mm絲杠螺距：12mm絲杠直徑：Ф60mm所加工的鍵槽寬：6.8mm工進(jìn)速度為：237mm/min快退速度為：2800mm/min銑刀轉(zhuǎn)速：121r/min刀盤直徑：Ф80mm主電機(jī)：1.1kw，91.0r/min進(jìn)給電機(jī)：1.5kw，1400r/min1.3 設(shè)計(jì)方案的比較全部采用易于加工的直齒圓柱齒輪方案，方案 1 傳動(dòng)路線較簡(jiǎn)單，較平穩(wěn)。具有制造方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，并且采用電磁離合器很容易實(shí)現(xiàn)速度的切換。但存在的問(wèn)題是整體結(jié)構(gòu)不太緊湊。高度方向的尺寸較大，易安裝調(diào)試其中帶傳動(dòng)承載能力低。但方案考慮到用在光桿鍵槽銑床工作載荷運(yùn)動(dòng)較為合適。齒輪傳動(dòng)是比較高的。傳動(dòng)精度也是比較高的，使用壽命較長(zhǎng)。但是要求潤(rùn)條件較高另外各個(gè)齒輪在軸上的分布相對(duì)軸承均勻。載荷沿齒寬方向分布均勻。 傳動(dòng)比：工進(jìn)時(shí): i= 快退時(shí)：154321inwm? 523iniwm?鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 5 -方案 2（自擬方案） 與方案 1 相比較結(jié)構(gòu)較緊湊。更簡(jiǎn)單傳動(dòng)級(jí)數(shù)少，但很容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象。不易安裝調(diào)試。且不易達(dá)到利用原有機(jī)床進(jìn)行改造的目的。綜述可知：選擇方案一較為合適。綜合工藝較好。易與實(shí)現(xiàn)。達(dá)到合理分配各級(jí)傳動(dòng)比。使整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)制造性能最優(yōu)。從而使技術(shù)人員與工藝人員的有機(jī)結(jié)合。1.4 進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：銑刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)路線為：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 6 -工進(jìn)：電動(dòng)機(jī)（1.4KW）1400r/min------- 皮帶輪 3/4---------1 軸--------齒輪 5/6-------電磁離合器 7-------2 軸--------齒輪 8/9----------3 軸-------齒輪 10/11-------4 軸---------齒輪 12/13--------5 軸---------齒輪 14/15-------絲杠螺母副 16/17 帶動(dòng)拖板及銑刀箱運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？焱耍弘妱?dòng)機(jī)（1。4KW）1400r/min-------- 皮帶輪 3/4----1 軸----- 電磁離合器 18----3 軸-----齒輪 12/13-----5 軸-------齒輪 14/15-------絲杠螺母副 16/17 帶動(dòng)拖板及銑刀箱運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)銑刀快退運(yùn)動(dòng)鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 7 -2 電動(dòng)機(jī)的選用2.1 電動(dòng)機(jī)選型作為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力和來(lái)源。它是機(jī)床中驅(qū)動(dòng)各種運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作可靠，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。目前較為流行的直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)雖然其有較高的速度和很高的加速度。較高的定位精度，不過(guò)本機(jī)選用旋轉(zhuǎn)已滿足要求。為了提高機(jī)床的響應(yīng)速度，電動(dòng)機(jī)的選用帶有電磁離合器。從而易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的要求、滿足工廠的實(shí)際需要 。選用電磁離合器很容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的操控。為滿足簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)、提高齒輪箱體的傳動(dòng)剛度、加工精度。實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高頻響應(yīng)動(dòng)作方面的要求。最根本的作用在原動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)不中斷的情況下實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件與從動(dòng)件分離、變速換向，定位。由于生產(chǎn)單位通常采用三相交流電源、故通常采用三相異步交流電動(dòng)機(jī)，且具有具有良好的啟閉性能。2.2 其額定的功率選擇初選為 1.5 KW,轉(zhuǎn)速選為 1400r/min,工作軸的速度 nW電動(dòng)機(jī)容量的選擇：正確選用電動(dòng)機(jī)容量的原則是在能夠勝任生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載要求的前提下，盡量選用容量小的電動(dòng)機(jī)。工作裝置所需功率 =0.87kwwp電動(dòng)機(jī)的輸出功率 按下式計(jì)算:0k 式中 為電動(dòng)機(jī)軸至旋轉(zhuǎn)支架的傳動(dòng)裝置總效率。?wp?0]4[?由式 ;查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社 24321?1993.12)表 2-4,取滑塊聯(lián)軸器效率 =0.98,8 級(jí)精度齒輪傳動(dòng)(油潤(rùn)滑)效率1=0.95,滾動(dòng)軸承效率 =0.995, ,８級(jí)精度齒輪傳動(dòng)(油潤(rùn)滑)效率 =0.95,則2 3? 4?8.095.05.982????故 kwpw1.0因載荷平穩(wěn),且考慮到實(shí)際的工作需要，電動(dòng)機(jī)的功率 選為 1.5KWmp絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 8 -2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)額定功率相同的電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高，其體積越小，造價(jià)越低。但電機(jī)是用來(lái)拖動(dòng)機(jī)械的，而生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速一般是由生產(chǎn)過(guò)程的要求所決定的，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比就得越大，因而使機(jī)械傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加其造價(jià)和傳動(dòng)損耗。由于本設(shè)計(jì)需要經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)選用轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)支架相當(dāng)于工作軸,其轉(zhuǎn)速為 r/min,按表 2-1 推薦3.1??n的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比范圍得:單級(jí)齒輪傳動(dòng)比范圍 ;多級(jí)展開式圓柱齒輪5～i減速機(jī)的傳動(dòng)比范圍 ;則總傳動(dòng)比范圍應(yīng)為4082～?i 2048～～ ???r/min，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選用 1400r/min.查263.14～）～（ ?????ni表可知選用 Y60L-L(查Ｙ系列三相異步電機(jī)技術(shù)參數(shù))2.4 電磁離合器的選用設(shè)計(jì)的進(jìn)給系統(tǒng)采用了２個(gè)電磁離合器，很大程度上提高了其自動(dòng)化的程度，很容易實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的切換、動(dòng)作和停止。大大簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。關(guān)于離合器其類型很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦式離合器、牙嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉(zhuǎn)差式離合器；按其工作條件可分為濕式離合器和干式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無(wú)滑環(huán)離合器。選擇離合器的型號(hào)規(guī)格之前，我充分了解各種離合器的動(dòng)作特性及其優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇離合器過(guò)程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所傳遞的動(dòng)力，假如摩擦片數(shù)一定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對(duì)應(yīng)。但在實(shí)際上，速度、溫度、摩擦片的磨損情況，污染情況都影響工作扭矩等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算扭矩是工作載荷的慣性和運(yùn)動(dòng)載荷的慣性之和，用 T 表示計(jì)算扭矩可用下式求出： ]13[2.)()(308mkgtVRSWtNKTLmr???式中-----旋轉(zhuǎn)組件的重量rWK-------旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑N----回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速S----工作安全系數(shù)---直線運(yùn)動(dòng)組件的重量L鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 9 -V-----線性速度R-----變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)皮帶輪的半徑g-----9.8t-----機(jī)器啟動(dòng)所需時(shí)間----電磁離合器吸合時(shí)間mt但在實(shí)際工作中,很多設(shè)備的精確載荷難以計(jì)算。一般是根據(jù)輸入動(dòng)力確定所需扭矩。]1[.975kgNPST?式中 P---輸入功率S---工作安全系數(shù)N---輸入轉(zhuǎn)數(shù)從上式中看出，對(duì)扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。因此。一定動(dòng)力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同。在實(shí)際的工作中Ｔ可直接由輸入軸傳遞的扭拒確定。T=1.00275N.mm.本設(shè)計(jì)中的主軸箱采用的是油潤(rùn)滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。根據(jù)軸之間的相互關(guān)系，而且Ⅰ軸的扭矩小于Ⅲ軸的扭矩，經(jīng)合理的論證分析后，選擇在軸上的離合器為 DLY0 系列離合器，其型號(hào)為 DLY0-10；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號(hào)可選為 DLMO-2.5絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 10 -配 作配 作 配 作配 作均 布 均 布均 布 均 布3 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（由于是單件生產(chǎn)，采用鋼板旱接工藝較合理，由于進(jìn)給箱內(nèi)要按裝零件較多，所要求的機(jī)加工精度較高，箱體類零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：箱體零件上各個(gè)加工特征的加工組成了箱體零件的加工，因此各加工特征加工鏈的合理組合就構(gòu)成了整個(gè)零件的工藝路線。箱體的加工質(zhì)量直接影響整個(gè)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。因?yàn)榭鬃鳛檩S的定位支撐，箱體孔同軸度要求，是評(píng)價(jià)箱體零件十分重要一項(xiàng)指標(biāo) 由于箱體的尺寸較復(fù)雜3.1 加工工藝標(biāo)注尺寸時(shí)既要考慮到其焊接工藝，加工工藝、形狀尺寸表明箱體的壁厚、長(zhǎng)、寬、高孔徑及其深度和寬度螺紋孔的尺寸、凸緣尺寸、圓角半徑， 加強(qiáng)筋的厚度高度、曲線的曲率半徑、槽的深度和寬度、各傾斜部分的斜度等。3.2 箱體尺寸確定（見(jiàn)下圖）箱座底面至部分高度的偏差：加工剖分式箱體時(shí)，相對(duì)于基準(zhǔn)的位置尺寸，如孔的中心線、曲線的曲率中心位置、孔的軸線及斜度的起點(diǎn)等與相應(yīng)基準(zhǔn)間的距離及夾角。這些尺寸最易遺漏，應(yīng)特別注意。標(biāo)注尺寸時(shí)所選的基準(zhǔn)面，最好以加工基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)，這樣對(duì)加工和測(cè)量有利。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 11 -4 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)原則根據(jù)工況的實(shí)際需要，齒輪具有傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。故皆用直齒圓柱齒輪易于加工制造。齒輪的傳動(dòng)采用閉式傳動(dòng)，這樣更能保證良好的潤(rùn)滑和良好的嚙合精度。而且由于齒輪的尺寸有統(tǒng)一的計(jì)算模式，考慮到選用用計(jì)算機(jī)編程的方法處理較方便為防止齒輪失效。故選用合適的材料為４５鋼。保證齒根有足夠的韌性；改善密封和潤(rùn)滑條件在油中加入減磨添加濟(jì)，保持油的清潔。提高齒面硬度，進(jìn)而提高抗磨能力。且所有的齒輪均采標(biāo)準(zhǔn)安裝，化設(shè)計(jì)計(jì)算得程序４.2 基本參數(shù)得計(jì)算根據(jù)機(jī)械原理的相關(guān)知識(shí)選擇，當(dāng)壓力角增大，能使得輪齒的齒厚和接點(diǎn)處的齒廓曲率半徑增大，可以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。一般傳動(dòng)的齒輪，壓力角 ；航空用的齒輪傳動(dòng)，壓力角 a 選用 。由于本設(shè)計(jì)的?20?a ?25齒輪傳動(dòng)屬于一般的傳動(dòng)，所以壓力角采用 ?20?4.2.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算程序（用ＶＢ編的簡(jiǎn)單的程序?qū)崿F(xiàn)齒輪的基本參數(shù)的電算化）設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想為：建立一個(gè)人機(jī)交互的界面，當(dāng)用戶輸入齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)Ｍ及齒數(shù)Ｚ，或者通過(guò)選擇來(lái)驅(qū)動(dòng)程序。其基本的界面如下圖所示:：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 12 -4.2.2 源程序代碼程序清單代碼為Private Sub Command1_Click()m = CDbl(Text1.Text)z = CDbl(Text2.Text)a = 3.14 * (20 \ 180)ha1 = 1c1 = 0.25d = m * zha = m * ha1hf = (ha1 + c1) * mda = d + 2 * hadf = d - 2 * hfp = 3.14 * mEnd SubPrivate Sub Command2_Click()鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 13 -Text1.Text = "": Text2.Text = "": Text3.Text = "": Text4.Text = "": Text5.Text = "": Text6.Tex=""Text7.Text = "": Text8.Text = ""End SubPrivate Sub Label3_Cl()End SubText3.Text = CStr(d)End SubEnd SubPrivate Sub Text4_Change()Text4.Text = CStr(da)End SubPrivate Sub Text5_Change()Text5.Text = (df)End SubPrivate Sub Text6_Change()Text6.Text = CStr(ha)End SubPrivate Sub Text7_Change()Text7.Text = CStr(hf)EndPrivate Sub Text8_Change()Text8.Text = CStr(p)絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 14 -End Sub運(yùn)算的結(jié)果演示為::當(dāng)在輸入框輸入齒輪的摸數(shù)和齒數(shù).然后按＂運(yùn)行＂按扭即可立即顯示結(jié)果．列如輸入Ｚ＝１８，Ｍ＝３時(shí)的運(yùn)算結(jié)果：其余齒輪運(yùn)算得結(jié)果：齒輪１０４ 　齒輪１１７m=3,z=72　　d=54mm,da=60mm,df=46.5mm,ha=3,hf=p=9.42mm,s=4.71齒輪１２２　　齒輪１１６m=3,z=35 d=105mm,da=111mm,df=97.5mm,hf=3.75mmp=9.42mm, s=4.71齒輪１１０　　齒輪１１１m=3,z=26 d=78,da=84mm,df=70.5mm,ha=3, hf=3.75mmp=9.42mm, s=4.71鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 15 -４.3 齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1 設(shè)計(jì)的原則對(duì)于閉式傳動(dòng)的齒輪，因材料采用４５屬軟齒面齒輪傳動(dòng)，其失效形式主要為點(diǎn)蝕失效所以其設(shè)計(jì)的原則為：要按再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核．齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)。其主要的優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊。其主要缺點(diǎn)是：制造精度要求高，制造費(fèi)用大，精度低時(shí)振動(dòng)和噪聲比較大，不適宜用于傳動(dòng)距離較大的傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)分為開式和閉式齒輪傳動(dòng)。開式齒輪傳動(dòng)，齒輪完全外露，容易落入灰砂和雜物，不能保證良好的潤(rùn)滑，所以輪齒容易磨損，多用于低速、不重要的場(chǎng)合。閉式齒輪傳動(dòng)，其齒輪和軸承完全封閉在箱體內(nèi)，能保證良好的潤(rùn)滑和較好的嚙合精度，應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)采用閉式齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)既要傳動(dòng)平穩(wěn)，又要承載能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該從滿足承載能力出發(fā) ，選定合適的材料，確定齒輪的幾何尺寸、合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性。齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒折斷和齒面損傷，選擇齒輪材料時(shí)，應(yīng)使齒面有足夠的硬度和耐磨性，用以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形，而且應(yīng)有足夠的彎曲強(qiáng)度，以抵抗齒根折斷。因此，對(duì)齒輪材料的基本要求是：齒面要硬、齒心要韌。另外，齒輪材料還應(yīng)有良好的加工和熱處理工藝性。本設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪的傳動(dòng)要求特點(diǎn)和傳動(dòng)環(huán)境，材料選用 45 鋼，其鍛造毛坯經(jīng)過(guò)?；ㄕ穑┗蛘{(diào)質(zhì)處理后切齒即為成品，精度一般為 8 級(jí)，精切時(shí)可達(dá) 7 級(jí)。本設(shè)計(jì)選用這種齒輪的原因是這種齒輪加工方便，成本低，生產(chǎn)效率高 ，常用于一般要中速齒輪動(dòng)。絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 16 -齒輪的選材：由于材料４５材料的齒輪加工方便，成本低、生產(chǎn)的效率高，能滿足這種中載的要求。4.3.2 許用應(yīng)力的計(jì)算 ??1設(shè)計(jì)結(jié)果1．齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，并根據(jù)要求工作平穩(wěn)、閉式傳動(dòng)材料根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 7-1 選取都采用４５切制成。齒輪精度用 8 級(jí)，硬齒表面粗糙度為 Ra1.6開式傳動(dòng)的齒輪，主要失效形式是齒面磨損而導(dǎo)致的輪齒折斷?？紤]傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，去Z1=18，則，Z2=iZ1=4X18=722．設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（2）按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式 ][321FdFYmZKTS??????mNnP???3/1402.5.905.9661?58由圖 7-7 選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為MaFlim1?MPaFlim2??應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式（7-3）計(jì)算)1034(.506??nt8172?則 712 2..?由圖 7-9 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)1NY12?NY由表 7-2 查得彎曲疲勞安全系數(shù) 4.minFS又 試選 0.?ST3tK由式（7-2）求許用彎曲應(yīng)力4.1260][minl1?NFSTY?MPa9?.][2inl2?NFST材料均選 HT250精度 8 級(jí) 齒面粗糙度Ra1.6Z1=18 Z2=72 mNT???5107.MPaF160lim??2817.?N2041?NY24.minFS0T3.1?tK鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 17 -MPa17?又 ][21311FFdFYmZKTS?????][22312FdFYmZKTS?????由于設(shè)計(jì)的齒輪相對(duì)于軸承的布置是懸臂型的，所以查表 7-7 齒寬系數(shù) 6.0?d?由圖 7-18 查得齒形系數(shù) 41SF0.42?SFY取 7.?則3121][FDSZYKTm????325936.07.044???1.2?32][FdSTZYKm????517406..2???9.0根據(jù)表 7-6 模數(shù)系列 取 m3?MPa29?716.0?d?241SFY.7?m3?絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 18 -４.4 齒輪的精度設(shè)計(jì)4.4.1 選擇的原則由于該齒輪是銑床中主軸箱轉(zhuǎn)速較高的齒輪， ??5主要要求是傳動(dòng)平穩(wěn)精度，故首先考慮第Ⅱ公差組的 精度等級(jí)，據(jù)圓周速度又由于對(duì)噪聲要求不高，因此可選定第Ⅱ公差組的精度等級(jí)為７級(jí)。由于第Ⅰ差組比第Ⅱ公差組低一級(jí)，選８級(jí)根據(jù)第Ⅲ公差精度不低于第Ⅱ公差組，故亦選為７級(jí)所以最終選定的齒輪為８-７-７4.4.2 誤差檢驗(yàn)組的選擇及其公差值得確定該齒輪屬中等精度,且為單件小批量生產(chǎn)量生產(chǎn),采用便于批量測(cè)量的見(jiàn)檢驗(yàn)組,查表 12-3 選定 ﹑ ﹑ ﹑ 組成檢驗(yàn)方案。根據(jù)iF??wf??F及 ，查表 12-13﹑表 12-14﹑表 12-15，可得公差mzd541831??b12值： 第Ⅰ公差組 =63 ， =40iF??wFm?第Ⅱ公差組 =20 if第Ⅲ公差組 =11?4.4.3 計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(hào)(1)計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙 由表 12-10 按噴油潤(rùn)滑和 v=3m/s 查得minjmjnn 03.1.0.1???由式得 ??5 根據(jù)齒輪的材料,鑄鐵的線性膨脹系數(shù)為 ??si)(22ttaj??smdnv/06.416???鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 19 -℃/105.61????傳動(dòng)中心距 a=135mm ????mjmjn 061.3.0.031. 2sin28.2i 6?????所 以(2)確定齒厚極限偏差代號(hào)1)齒厚上偏差 由式]9[221mincos04.ta ?????? ???? nbs FfjfE???式中 由表 12-14 按 7 級(jí)查得;1mF????前 面 已 查 得 pbf= 13 ( )1pbfd541(6226由表 12-17 按 a = 218.75mm ,7 級(jí)精度查得 ,所以mfa?27??????? ????????? 0cos14.13920tan36 2sE ?= 56 m?由表 12-14 查得 則fpt1456????ptsfE由表 12-9 查得齒厚上偏差代號(hào)為 F, 因此mmfEpts ??056.124?????2) 齒厚下偏差 由式可知 查表 12-13, 8 級(jí)精度 2tanrsbFT???,查表 12-11, ,所以mFr?45?Ibr 9374.96.?絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 20 -mTs ?75934520tan2??????由式得=-131??Essi 6???4.913??ptif由表 12-9 查得齒厚下偏差代號(hào)為 J ,因此????mETfsispti ?84105620?????至此, 小齒輪的精度為:8-7-7FJ GB10095-884.4.4 確定齒胚公差及表面粗糙度齒輪的材料 45 鋼mnPCd163/4098.7133????整取 d= 30mm 就可滿足強(qiáng)度要求．??Kw..5.902?其 中齒輪內(nèi)孔是加工及安裝的定位基準(zhǔn),對(duì) 7 級(jí)精度的齒輪,由表 12-18 查得:內(nèi)孔尺寸公差 IT7,內(nèi)孔直徑 30 mm,偏差按基孔制 H 選取,即孔 。 內(nèi)孔的形狀公差021.3??按 7 級(jí)決定或包容原則。定位端面的端面圓跳動(dòng)公差由表 12-19 查得為 0.018mm。齒輪圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn),不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn),故其公差選為 IT11(見(jiàn)表 12-19的注),頂圓直徑 ,偏差按基準(zhǔn)軸 h 選取,即mmhdaa 602315421 ????????。019.6??齒輪表面粗糙度按 7 級(jí)查表 12-20,各表面粗糙度 ,分別為:齒面 = 1.6 ,aRaRm?內(nèi)孔為 =1.6 ,基準(zhǔn)端面 =3.2 ,齒根圓 =6.3 。aR?aR?a鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 21 -4.4.5 公法線平均長(zhǎng)度極限偏差的換算公法線的公稱長(zhǎng)度 W 及其跨齒數(shù) k,可從機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)手冊(cè)查得或按式(12-7)和式(12-8)求得。????104.2476.1zkm???????m476.28.3.359????則其 中該齒輪為中模數(shù)齒輪,控制側(cè)隙的指標(biāo)易采用公法線平均長(zhǎng)度極限偏差 、 WiE,按換算式(12-20)式s(12-21)式(12-22) mFEnrnsWm ??7.6320si457.02co56???????nrnsii 5.120i.1?mFTnrnsWn ??8.5620si4.20co84???????根據(jù)以上方法可以求其余的大齒輪的精度為(1) ８-７-７FJ GB10095-88確定齒輪的精度等級(jí)(見(jiàn)上圖)由于該齒輪是傳動(dòng)裝置中速度較低的齒輪，由于該設(shè)計(jì)需要傳動(dòng)平穩(wěn)性的精度，故首先考慮第Ⅱ公差組精度等級(jí)。據(jù)圓周速度確定齒輪的精度等級(jí)n = 53.33 r/min,則 smndv /24.06875.30/1 ????由表 12-6﹑表 12-7 可見(jiàn)，在≤3m/s 速度分段中，速度較低，噪聲要求中等，因此可選定第第Ⅱ公差組為 7 級(jí)。由于該齒輪對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求不高，可比第Ⅱ公差組精度降低一些，故第公差組選定為 8 級(jí)。動(dòng)力齒輪對(duì)齒面載荷分布均勻性有一定要求,第Ⅲ公差組精度一般不低于第Ⅱ公差組,故亦定為 7 級(jí)。所以最后選定小齒輪精度為:8-7-7。 其它結(jié)果參照?qǐng)D紙就可知絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 22 -5 軸與花鍵軸的設(shè)計(jì)5.1 軸的最小直徑得計(jì)算由于軸是組成機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的重要零件之一?？芍?，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為：??]10[362.059TdnPWT?????寫成設(shè)計(jì)公式，軸的直徑為：＝16mm??3362.0159nPCTd????式中： T-軸所傳遞的扭矩，單位為 N .mmWT-抗扭截面系數(shù)，單位為 mmC-由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù)，查表 10-2P-軸所傳遞的功率，單位為 Kwn-軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min[τT]-許用切應(yīng)力，單位為 Mpa，查表 10-2由表選取 C=106 P 取與刀具切削功率相等的值，即 P=2.04Kw軸的轉(zhuǎn)速 n=90r/min 將數(shù)值代入公式，容易得到：mm??3362.0159nCTd???? 163/4098.713??因?yàn)檩S上開有鍵槽，軸徑應(yīng)按計(jì)算值加大 3%計(jì)算，所以d≥29.9(1+3%)︽30.4mm 圓整取值得 d=30mm5.2 軸的結(jié)構(gòu)分析及軸上零件的固定為了便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形狀，因在本設(shè)計(jì)中主軸只需傳遞運(yùn)動(dòng)，且根據(jù)軸上所裝的零件特點(diǎn)，可以將軸的主要部分做成等直徑軸；但在裝軸鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 23 -承處的軸頸需要按照軸承標(biāo)準(zhǔn)配合進(jìn)行選取，并且要求有較高的加工精度和表面粗糙度；軸上裝齒輪處留有鍵槽，鍵槽的尺寸查表畫出。軸的設(shè)計(jì)還必須考慮軸上零件的固定，齒輪用開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈作軸向固定，開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈的尺寸按國(guó)標(biāo)查出；用平鍵做圓周方向上的固定，其尺寸按國(guó)標(biāo)查表；軸承在軸向的固定通過(guò)箱體上的鑄造結(jié)構(gòu)代替軸肩來(lái)實(shí)現(xiàn)，在圓周上的固定是靠?jī)?nèi)圈與軸之間的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。選擇軸的材料,應(yīng)該考慮下列因素(1)軸的強(qiáng)度、剛度以及耐磨性要求 （2）熱處理的方法；（3）材料來(lái)源；（4）材料的加工工藝性；（5）材料價(jià)格等軸的材料常用的有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵 其中碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合力學(xué)性能，尤以 45 鋼最為常用，本設(shè)計(jì)就是采用 45 鋼，為了提高其力學(xué)性能，通常進(jìn)行調(diào)質(zhì)處其主要的功能支撐回轉(zhuǎn)類零件――齒輪、帶輪、鏈輪、等，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。１：軸的材料的選擇考慮到軸的強(qiáng)度要求和熱處理的方法及材料的加工工藝價(jià)格因素等。選用具有較好得力學(xué)性能的４５?。玻撼豕垒S的直徑設(shè)計(jì)軸時(shí)，往往先從粗略估算軸的直徑開始，并以此作為設(shè)計(jì)依據(jù)。根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件粗略計(jì)算軸的直徑是常用的計(jì)算方法，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮軸在轉(zhuǎn)矩作用下所受到的切應(yīng)力，而采用降低許用應(yīng)力的方法適當(dāng)?shù)乜紤]彎曲應(yīng)力的影響，這種方法可以作為主軸和不太重要的軸的最終強(qiáng)度計(jì)算方法。由材料力學(xué)可知，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為：??]10[362.059TdnPWT?????寫成設(shè)計(jì)公式，軸的直徑為：絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 24 -mm??1?????3362.0159nPCTd? 63/14098.73??式中： T-軸所傳遞的扭矩，單位為 N .mmWT-抗扭截面系數(shù)，單位為 mmC-由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù)，查表 10-2P-軸所傳遞的功率，單位為 Kwn-軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min[τT]-許用切應(yīng)力，單位為 Mpa，查表 10-2由表選取 C=1１０ P 取與銑刀切削功率相等的值，即 P=１.１Kw軸的轉(zhuǎn)速 n=４５r/min 將數(shù)值代入公式，得到：md164987.10???因?yàn)檩S上開有鍵槽，軸徑應(yīng)按計(jì)算值加大 3%計(jì)算，所以d≥29.9(1+3%)︽30.4mm 圓整取值得 d=30mm5.3 軸（花鍵軸）的結(jié)構(gòu)分析及其上零件的固定安裝為了軸上零件便于的裝拆，常將軸做成階梯形狀，又因在該設(shè)計(jì)中各軸只需作為傳遞運(yùn)動(dòng)而不用做傳遞動(dòng)力傳，且根據(jù)軸上所裝的零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以將軸的主要部分做成等直徑軸；但在裝軸承處的軸頸需要按照軸承標(biāo)準(zhǔn)配合進(jìn)行選取，并且要求有較高的加工精度和表面粗糙度；軸上裝齒輪處留有鍵槽，鍵槽的鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 25 -尺寸查表畫出。軸的設(shè)計(jì)還必須考慮軸上零件的固定，齒輪用開槽錐端緊定螺釘和軸用彈性擋圈作軸向固定，開槽錐端緊定螺釘和軸用彈性擋圈的尺寸根據(jù)手冊(cè)查出查出；用平鍵做圓周方向上的固定，其尺寸按國(guó)標(biāo)查表；軸承在軸向的固定通過(guò)箱體上的鑄造結(jié)構(gòu)代替軸肩來(lái)實(shí)現(xiàn)，在圓周上的固定是靠?jī)?nèi)圈與軸之間的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。選擇軸的材料,應(yīng)該考慮下列因素(1)軸的強(qiáng)度、剛度以及耐磨性要求 （2）熱處理的方法；（3）材料來(lái)源；（4）材料的加工工藝性；（5）材料價(jià)格等軸的材料常用的有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵 其中碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合力學(xué)性能，尤以 45 鋼最為常用，本設(shè)計(jì)就是采用 45 鋼，為了提高其力學(xué)性能，通常進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理或者正火處理。5.4 軸的強(qiáng)度校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定了軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，為了進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算，需要將軸的實(shí)際受力情況簡(jiǎn)化成計(jì)算簡(jiǎn)圖，即建立力學(xué)模型。（1） 齒輪傳給軸的分散力，在一般計(jì)算中，簡(jiǎn)化為集中力，并作用在輪緣寬度的中點(diǎn)，這種簡(jiǎn)化，一般偏于安全。（2） 作用在軸上的轉(zhuǎn)矩，在一般的計(jì)算中，簡(jiǎn)化為從傳動(dòng)件輪轂的中點(diǎn)算起的轉(zhuǎn)矩。（3） 周的支承反力的作用點(diǎn)隨軸承的類型和布置方式而異。簡(jiǎn)化后，將雙支點(diǎn)軸當(dāng)作受集中力載荷的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算。具體的計(jì)算是根據(jù)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的較核計(jì)算，對(duì)于一些重要的軸，要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。該方法考慮了影響疲勞強(qiáng)度的各個(gè)因素，如應(yīng)力變化特征、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量、尺寸等。因此，該方法是一種精確的方法。軸的疲勞強(qiáng)度的校核計(jì)算，是對(duì)軸的危險(xiǎn)剖面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)進(jìn)行的校核計(jì)算。危險(xiǎn)剖面是指發(fā)生破壞可能性最大的剖面。但是，在具體校核計(jì)算之前，有時(shí)很難確定哪個(gè)剖面是危險(xiǎn)剖面。因?yàn)橛绊戄S的疲勞強(qiáng)度的因素很多，彎矩和轉(zhuǎn)矩最大的剖面不一定就是危險(xiǎn)剖面，而彎矩和轉(zhuǎn)矩不是最大的剖面，因其直徑小，應(yīng)力集中嚴(yán)重，卻有可絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 26 -能是危險(xiǎn)剖面。在計(jì)算前無(wú)法準(zhǔn)確確定危險(xiǎn)剖面的情況下，就必須對(duì)可能的危險(xiǎn)剖面都進(jìn)行校核。校核危險(xiǎn)剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的公式為??1SSs???2??其中在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)矩的作用下的安全系數(shù)分別為maKS????????????11?? ）（ 見(jiàn) 表許 用 疲 勞 強(qiáng) 度 安 全 系 數(shù) ） ；至 表表 面 質(zhì) 量 系 數(shù) （ 見(jiàn) 附 表彎 曲 、 扭 剪 的 應(yīng) 力 幅 ； ；彎 曲 、 扭 剪 的 平 均 應(yīng) 力 ） ；—數(shù) （ 見(jiàn) 表折 算 為 應(yīng) 力 幅 的 等 效 系彎 曲 、 扭 剪 時(shí) 平 均 應(yīng) 力 ） ；寸 系 數(shù) （ 見(jiàn) 附 表彎 曲 、 扭 剪 時(shí) 的 絕 對(duì) 尺 ） ；至 表中 系 數(shù) （ 見(jiàn) 附 表彎 曲 、 扭 剪 時(shí) 的 有 效 集 ） ；限 （ 見(jiàn) 表料 的 彎 曲 、 扭 剪 疲 勞 極對(duì) 稱 循 環(huán) 應(yīng) 力 時(shí) 試 件 材數(shù) ；只 考 慮 轉(zhuǎn) 矩 時(shí) 的 安 全 系 數(shù) ；只 考 慮 彎 矩 時(shí) 的 安 全 系計(jì) 算 安 全 系 數(shù) ： 61075, 10, 4103,.1 ??? ???SKSam????????下面對(duì)具體的矩形花鍵軸軸進(jìn)行強(qiáng)度校核：根據(jù)設(shè)計(jì)的要求屬靜聯(lián)接即：＝ ＜??pmZhldTp????? amp。7.8321875046????p?鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 27 -（1） 畫出軸的受力簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行輪齒受力計(jì)算tF12dT?aFtrn?式中 ）位 為 （為 分 度 圓 的 壓 力 角 ， 單嚙 合 角 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 傳 動(dòng) 直 徑 ， 單 位 為標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 傳 動(dòng) 為 分 度 圓 為齒 輪 傳 遞 的 扭 矩 ， 單 位 ???a mN1所以, Ft 3718025?? NFr 67.120tan37????(4)畫出彎矩圖(f)轉(zhuǎn)矩 mNT????91072387(5)由表 10-1 查得 ????MPaPabb10,61??????6.010???ba?在 a?截面左側(cè) 32323 .60)3.(5801.)(.0 mdtblW??????????????MPaTe 7.16)(22在 左側(cè)b?333270.0. mdW??絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 28 -3230981mNlMab ??? MPaWaTe 3.16)(22????(6)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核由表 10-1 查得 ,PaaMPaB 15,30,6501???????1.0,2.????在截面左側(cè) 3235086)(. mdtbWT??由附表 10-1 查得 .1,??K由附表 10-4 查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 軸經(jīng)過(guò)磨削加工,有附表查得表面76.0,8.????質(zhì)量系數(shù) 則:1??彎曲應(yīng)力 MPaWb1.62347?應(yīng)力幅 ba.1??平均應(yīng)力 0m切應(yīng)力 MPaWT24.1975.86??? MPaTm62.9??安全系數(shù) 0.15.68.0131 ????maKS??????鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 29 -18.762.90.7613.51 ????????mKS??????48..09.5222???????S由表 10-6 查得許用安全系數(shù) ,顯然此截面是安全的??.13?在截面的右側(cè)抗彎截面系數(shù) 3332701.0. mdW???抗扭截面系數(shù) 33354.2.t由　 所以彎曲應(yīng)力mNMb??20576 MPa。Wb297056???0,39?mbaPa。??切應(yīng)力 MPaWT6.18547? MPaTm3.92??查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)得過(guò)盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 63.2??K又89.1??K 1.0,2.,176.0,81. ??????? ???以 及即 6.84.18.0321???mKS?????絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 30 -57.231.076.18951 ????????mKS?????截 面 右 側(cè) 椒 是 安 全 的45.27.0.822???????S在截面左側(cè) 333..0mdWT?截面左右側(cè)的彎矩和扭距相同,彎曲應(yīng)力 MPaWb4.1508.??0,4.1??mbaMPa??切應(yīng)力 aWT6.1857?MPaTma3.92??查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 36.1,48.???K得絕對(duì)尺寸系數(shù) ,2.0,7.0,83.???? ???， 又 .?則 6.14.83.0141????mKS?????45.317.078.1651 ????????mS??????鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 31 -1.54.76.1222????????S顯然在此截面的左側(cè)安全以上的計(jì)算表明:軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的軸的強(qiáng)度校核還應(yīng)該考慮鍵槽處的強(qiáng)度：根據(jù)公式 ??]5[2ppdlkTl????式中 下面進(jìn)行具體的校核： MPap 46.8)25(301476?????-200MPa??810范 圍 為查 得由 表 pp??經(jīng)過(guò)計(jì)算，顯然花鍵與鍵槽處的強(qiáng)度滿足要求．5.5 軸的剛度校核機(jī)床在切削加工過(guò)程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形又很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要尺寸是它的變形大小。對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度的驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強(qiáng)度要求。以彎曲變形為主的機(jī)床主軸（如車床、銑床） ，需要進(jìn)行彎曲剛度校核；以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床主軸（如鉆床） ，需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算。當(dāng)前主軸組件剛度計(jì)算的方法很多，而且屬于近似的計(jì)算，剛度的允許值也做規(guī)定?？紤]動(dòng)態(tài)因素的計(jì)算方法，如根據(jù)不產(chǎn)生切削振顫條件來(lái)確定主軸組件剛度，計(jì)算較為復(fù)雜，對(duì)于本設(shè)計(jì)，仍然采用靜態(tài)計(jì)算法，計(jì)算的過(guò)程大大簡(jiǎn)化，而且與實(shí)際相比較，誤差不是很大，在允許的范圍之內(nèi)。主軸組件的彎曲剛度的計(jì)算內(nèi)容絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 32 -主要有兩項(xiàng)：其一，計(jì)算主軸前支承處的變形轉(zhuǎn)角 θ，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，計(jì)算主軸懸伸處的變形位移 y，是否滿足加工精度的要求。（1） 主軸前支承處轉(zhuǎn)角的校核機(jī)床粗加工時(shí)，主軸的變形最大，主軸前支承處的轉(zhuǎn)角有可能超過(guò)允許值，所以應(yīng)該校核此處的轉(zhuǎn)角。因?yàn)橹鬏S后支承處的變形轉(zhuǎn)角一般較小，可以不計(jì)算。???????? ???? )1()(5.0)1(3. 2???MLcQbLFEIa A式中 F-主軸傳遞全功率時(shí)，作用與主軸端部的當(dāng)量切削力（N ） ；Q-主軸傳遞全功率時(shí)，作用與主軸上的傳動(dòng)力（ N ） ；M-軸向切削力引起的力偶矩（N.cm ） ，若軸向切削力較?。ㄈ畿嚧病⒛ゴ玻?；-主軸前支承的反力矩（ N.cm ） ；AM支承的反力矩系數(shù)；??a-主軸懸伸量（cm ）L.b.c-主軸有關(guān)尺寸（cm） ；E- 主軸材料的彈性模量（MPa） ，鋼材 ;MPaE7102??I-主軸支承段的慣性矩（ ） ，4cm)(64dDI??D-主軸當(dāng)量外徑（cm ） ，初步計(jì)算時(shí)，取為前后軸頸的平均值鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 33 -d-主軸孔徑（ cm ） ；對(duì)于本設(shè)計(jì)，作用力不在同一平面內(nèi)，因此要將力投影在兩個(gè)相互垂直的平面內(nèi)，如（x-x，y-y 平面）然后按照上述公式進(jìn)行計(jì)算，求出各平面內(nèi)的主軸前支承處轉(zhuǎn)角 。最后用下式進(jìn)行計(jì)算，從而求出前支承處的總轉(zhuǎn)角yx?, ?2yx???對(duì)于 x 方向： = 5763MPaE710?)(644dDI?????4356?4mNFa7902?NQ351L170cb85?4/1865mM將以知數(shù)值代如公式，經(jīng)計(jì)算得到a0? radx078.??對(duì)于 y 方向： = 73624MPaE7102??)(644dDI????4356?4mNFa790NQ94/189NL20?將以知數(shù)值代如公式，經(jīng)計(jì)算得到mcb85?ma60?rady042.?所以總的轉(zhuǎn)角 radyx 05.42.078.22 ?????得到的轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于允許值 根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果可知，軸的剛??,1.rad度滿足要求絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 34 -6 軸承的設(shè)計(jì)和潤(rùn)滑本機(jī)床均采用深溝球軸承，具有摩擦阻力小、效率高、啟動(dòng)容易、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。其中在幾個(gè)齒輪上為結(jié)構(gòu)的需要，進(jìn)行軸承內(nèi)外圈的軸向固定要裝上止動(dòng)墊圈。經(jīng)實(shí)際的需要和實(shí)際的受力分析校核所選的軸承達(dá)到其壽命的要求。分配箱中的軸承常用分配箱內(nèi)用于潤(rùn)滑齒輪的油來(lái)潤(rùn)滑，分配箱中只要有一個(gè)浸油齒輪的圓周速度≥1.5～2m/s,就可以采用飛濺潤(rùn)滑.此時(shí),飛濺的油可以形成油霧并能直接進(jìn)入軸承室。有時(shí)由于圓周速度尚不夠大或油的粘度較大，不容易形成油霧，此時(shí)為使?jié)櫥煽?，常常在箱座的結(jié)合面上制造出輸油溝，讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油匯集在油溝內(nèi)，而后流入軸承室進(jìn)行潤(rùn)滑。對(duì)于本設(shè)計(jì)，油的粘度完全可以滿足飛濺潤(rùn)滑，能夠達(dá)到減小摩擦和磨損同時(shí)起到了散熱、吸振、降低噪聲和防銹作用。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 35 -7 結(jié)論所闡述的利用原車床進(jìn)行改光杠鍵槽銑專機(jī)，首先具備它的工程背景，尤其是目前機(jī)械行業(yè)整體進(jìn)行設(shè)備更新、大批的陳舊機(jī)床面臨淘汰，但這對(duì)于中小型企業(yè)由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)力還很難承受。因此進(jìn)行對(duì)原有的舊的機(jī)床進(jìn)行改造是比較好的過(guò)渡。這樣就有效的整合了企業(yè)內(nèi)部的有限資源。來(lái)達(dá)到低成本的運(yùn)作。經(jīng)改造成的光杠鍵槽銑專機(jī)，大大提高了其專業(yè)化程度，提高了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量?？梢怨?jié)約企業(yè)的成本縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。進(jìn)而帶來(lái)可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。符合當(dāng)前的機(jī)械行業(yè)　處于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下。具有廣闊的市場(chǎng)前景，和很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。但是它要求技術(shù)人員要有相當(dāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和十分熟悉床子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、改裝產(chǎn)品的性能要求。從一定意義上對(duì)技術(shù)工人和設(shè)計(jì)人員具有較高的要求；而且這種改裝設(shè)計(jì)無(wú)相同的模板來(lái)參照具有探索性和挑戰(zhàn)性，要求設(shè)計(jì)人員必須和工藝人員密切結(jié)合才能完成。因此說(shuō)對(duì)企業(yè)的技術(shù)力量有較高的要求。絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 36 -致謝在此非常感謝沙愛(ài)民老師近三個(gè)月的精心指導(dǎo)使我們的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行。給我們指出了許多錯(cuò)誤和解答了疑難問(wèn)題。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為四年大學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)歸納、進(jìn)行設(shè)計(jì)科學(xué)教育、強(qiáng)化工程意識(shí)、進(jìn)行工程基本訓(xùn)練、提高工程實(shí)踐能力的重要培養(yǎng)階段、是培養(yǎng)我們優(yōu)良的思維品質(zhì)。進(jìn)行綜合素質(zhì)教育的重要手段和途徑。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)逐步培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用理論知識(shí)如何付諸實(shí)踐。且能夠解決具有一定復(fù)雜程度的工程實(shí)際問(wèn)題。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)更深刻，認(rèn)識(shí)到其是為間接或直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的并如何實(shí)現(xiàn)其社會(huì)功能？在此非常感謝沙愛(ài)民老師近三個(gè)月的精心指導(dǎo)。使我們的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行。給我們指出了許多錯(cuò)誤和解答了疑難問(wèn)題。同時(shí)在此過(guò)程中培養(yǎng)了我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，和掌握現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法。還培養(yǎng)我們嚴(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)，培養(yǎng)了我們勇于探索、敢于開拓創(chuàng)新的精神。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的認(rèn)識(shí)實(shí)踐使我們的基礎(chǔ)理論知識(shí)得到了深化、技術(shù)科學(xué)知識(shí)擴(kuò)展，使專業(yè)技能得到延伸，在解決實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中學(xué)習(xí)了新知識(shí)，獲取新的信息，大大提高了我們工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)任務(wù)的責(zé)任感和使命感。激發(fā)我們的積極性和創(chuàng)造性?？傊ㄟ^(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)真正的檢驗(yàn)了我，我初步學(xué)會(huì)了方案選擇、比較，提高了我查閱文獻(xiàn)資料、運(yùn)算、繪圖、整理資料、編寫文獻(xiàn)的的水平。能培養(yǎng)了我獨(dú)立析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。使我樹立較強(qiáng)的工程觀念對(duì)我以后的工作學(xué)習(xí)有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。同時(shí)由于水平有限中間必然存在缺點(diǎn)和不足，同時(shí)再次感謝沙老師和答辯專家組對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)真的考核，以及學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)督查小組的嚴(yán)格審查。謝謝!鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 37 -參考文獻(xiàn)1、 徐錦康 主編 機(jī)械陳易新．金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987．2、 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996．3、 蔡群禮、李華．金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．沈陽(yáng)：東北工學(xué)院,1988．4、 陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)．浙江：浙江大學(xué)出版社,1995．5、 胡家秀．簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用守則．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999．6、 王定國(guó)、周光．機(jī)械原理與機(jī)械零件．北京：高等教育出版社，1995．7、 閻蔭棠．幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995．8、 喻懷仁、陳世忠譯．金屬切削刀具．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985． 9、 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199810、 機(jī)械編輯委員會(huì) 北京：機(jī)械工程手冊(cè).198811、王文煦.許杏根 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：1994.12、Gleason works . Bevel&Hypoid Gear Design.1977絲杠車床改光杠鍵槽銑專機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 38 -附件清單1、 進(jìn)給系統(tǒng)展開圖 XZ-001 A0 1 張2、 齒輪零件圖 XZ-104 A3 1 張3、 齒輪零件圖 XZ-111 A3 1 張4、 齒輪零件圖 XZ-110 A3 1 張5、 齒輪零件圖 XZ-115 A3 1 張6、 齒輪零件圖 XZ-116 A3 1 張7、 齒輪零件圖 XZ-117 A3 1 張8、 齒輪零件圖 XZ-119 A3 1 張9、 齒輪零件圖 XZ-122 A3 1 張10、軸類零件圖 XZ-107 A3 1 張11、軸類零件圖 XZ-105 A3 1 張12、軸類零件圖 XZ-109 A3 1 張13、軸類零件圖 XZ-112 A3 1 張14、軸類零件圖 XZ-118 A3 1 張15、皮帶輪圖 XZ-106 A3 1 張16、箱體圖 XZ-102 A0 1 張 17、箱蓋零件圖 XZ-121 A1 1 張18、油塞零件圖 XZ-101 A4 1 張19、軸套零件圖 XZ-114 A4 1 張20、軸套零件圖 XZ-123 A4 1 張21、軸承蓋零件圖 XZ-113 A4 1 張22、軸承蓋零件圖 XZ-103 A4 1 張23、光杠鍵槽銑專機(jī)總圖 XZ-103 A3 1 張鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書- 39 -0 引言 ......................................................................................................................11 進(jìn)給系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................31.1