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買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題 目 長(zhǎng)齒條加工專用車床設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 2011級(jí) 指導(dǎo)教師 二 0 一五 年 四月 七 日 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 長(zhǎng)齒條加工專用車床設(shè)計(jì) 專業(yè) :機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生 : 指導(dǎo)老師 : 摘 要 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,特別是隨著它在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展,專用機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個(gè)重要方向,在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中,大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的?,F(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,降低了專用機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本,軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單,因此,研究專用機(jī)床的設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本次設(shè)計(jì)的題目是 長(zhǎng)齒條加工專用車床的設(shè)計(jì),包括傳動(dòng)裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、車削齒條夾具、車床床體的各個(gè)零部件的設(shè)計(jì),并通過(guò) 設(shè)計(jì)出該專用車床的具體結(jié)構(gòu)。通過(guò)本次的創(chuàng)新設(shè)計(jì),對(duì)后續(xù)的專用車床的研發(fā)和設(shè)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和具有現(xiàn)實(shí)的意義。 關(guān)鍵詞 :專用機(jī)床 制造 傳動(dòng)裝置 設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of is of of it to on of of is to a by of to it of in be be by is of to a to or It in to in to in 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 第 1 章 緒 論 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 題來(lái)源及研究目的和意義 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 課題的國(guó)內(nèi)外概況 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 齒條加工專用車床的組成 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 機(jī)的選型計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 珠絲 杠的設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形,循環(huán)方式等的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 珠絲杠的預(yù)緊 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 3章 車床平移裝置的 設(shè)計(jì)計(jì)算 .動(dòng)齒輪的選擇計(jì)算與校核 . 齒輪的選擇 . 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) . 齒輪的校核 .條的設(shè)計(jì) . 4 章 專用車床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核 .軸器的選取 .珠絲杠選取與校核 26 動(dòng)軸承的選取與計(jì)算 . 論 . 35 參 考 文 獻(xiàn) . 36 致 謝 . 37 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 課題來(lái)源及研究的背景和意義 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,特別是隨著它在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展,專用機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個(gè)重要方向,在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中,大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的 ?,F(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,降低了專用機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本,軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單,因此,研究專用機(jī)床的設(shè)計(jì)具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代化 浪潮中,各種機(jī)械設(shè)計(jì)和制造業(yè)中,專用機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,越來(lái)越轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,從這個(gè)意義上講,對(duì)專用機(jī)床的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。專用機(jī)床是根據(jù)工件加工需要,以通用部件為基礎(chǔ),配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。 專用機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,可根據(jù)需要靈活配置,從而縮短了設(shè)計(jì)和制造的周期,因此,專用機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn),在大批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 總體方案的設(shè) 計(jì)主要包括制定工藝方案(確定零件在專用機(jī)床上完成工藝內(nèi)容及加工方法,選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位,決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式,選擇切削用量等)、確定機(jī)床配置形式、制訂影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。總體方案的擬定是設(shè)計(jì)專用機(jī)床最關(guān)鍵的一步。方案制定得正確與否,將直接影響機(jī)床能否達(dá)到合同要求,保證加工精度和生產(chǎn)率,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低和使用方便。對(duì)于同一加工內(nèi)容,有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案,在最后決定采用哪種方案時(shí),必須對(duì)各種可行的方案作全面分析比較, 根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn),按一定的 原則、結(jié)合專用機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 在專用機(jī)床諸多零件中,多軸箱和夾具與專用機(jī)床密切相關(guān),是專用機(jī)床的重要組成部件。它是選用通用零件 按專用要求設(shè)計(jì)的,所以是專用機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中工作量較大的零部件,就多軸箱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),工作量主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,軸的設(shè)計(jì)必須保證各軸的轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度,而且應(yīng)當(dāng)考慮有無(wú)讓刀,有無(wú)調(diào)位機(jī)構(gòu)等。 夾具是專用機(jī)床的重要組成部件,是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零 件的準(zhǔn)確定位,夾壓,刀具的導(dǎo)向,以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。專用機(jī)床夾具和一般夾具所起的作用看起來(lái)好象很接近,但是其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有著很顯著的甚至是很根本的區(qū)別。專用機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能,對(duì)專用機(jī)床配置方案的選擇,有很大的影響。 因此,本課題基于使設(shè)計(jì)出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、質(zhì)量好提出的要求,著重選擇最佳的工藝方案,合適地確定機(jī)床工序集中程度,合理地選擇專用機(jī)床的通用部件,恰當(dāng)?shù)膶S脵C(jī)床的配置型式,合理地選擇切削用量,以及設(shè)計(jì)高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。具體的工作就 是要制定工藝方案,進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定,進(jìn)行專用機(jī)床總體設(shè)計(jì),專用機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì),使其具有工程意義,實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。 課題的國(guó)內(nèi)外概況 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有,一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)知識(shí)分割,使視野狹隘,可以多多參加技術(shù)交流,和參加科研項(xiàng)目,縮小范圍,提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù),提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘,考慮的問(wèn)題太特殊,在工作中協(xié)調(diào)困難,不利于自我提高。因此,自上世紀(jì)第二十年代末,出現(xiàn)了一體化的 趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論,拓寬領(lǐng)域,對(duì)專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái),新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),降低資源消耗,清潔的可再生能源,成本的控制,減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳,耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?,F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來(lái)越復(fù)雜,很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙,潛入海洋,數(shù)十億光年的密切觀察,細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件,人類的新 興科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始加強(qiáng),并部分代替人腦科學(xué),這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用,但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效果,而是要求越來(lái)越精致,手工制作,更復(fù)雜的工作,從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過(guò)程中,以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中,大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 近 20 年來(lái),專用機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步,自動(dòng)線在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動(dòng)化等方面的巨大進(jìn)步,標(biāo)志著專用機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)發(fā)展達(dá)到了高水平。自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展,刀具、控 制和其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,特別是 制技術(shù)發(fā)展對(duì)自動(dòng)線結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性的作用。隨著市場(chǎng)需求的變化,柔性將愈來(lái)愈成為抉擇設(shè)備的重要因素。因此,專用機(jī)床買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 自動(dòng)線將面臨由高速加工中心組成的 激烈競(jìng)爭(zhēng)。 專用機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備,目前,由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中,特別是汽車工業(yè),是專用機(jī)床最大的用戶。如德國(guó)大眾汽車廠在 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠,在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門, 大量采用的設(shè)備是專用機(jī)床。因此,專用機(jī)床的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平,在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生 產(chǎn) 組 織 的 結(jié) 構(gòu) , 也 在 很 大 程 度 上 決 定 了 企 業(yè) 產(chǎn) 品 的 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。 現(xiàn)代專用機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品,它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。近 20 年來(lái),這些技術(shù)有長(zhǎng)足進(jìn)步,同時(shí)作為專用機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化,其產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短,品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素有力地推動(dòng)和激勵(lì)了專用機(jī)床的不斷發(fā)展。 專用機(jī)床是由大量的通用部件和 少量的專用部件組成且工序集中的高效專用機(jī)床 由于專用機(jī)床工序的高度集中,即在一臺(tái)機(jī)床上可同時(shí)完成一種或幾種不同工序加工,因此適應(yīng)了產(chǎn)量大、精度高的生產(chǎn)要求,并且克服了萬(wàn)能機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、精度不易保證的缺點(diǎn),以及專用機(jī)床通用性差、不適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常更新的要求 用機(jī)床及其自動(dòng)線已廣泛應(yīng)用到汽車、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等的生產(chǎn)上,并顯示出巨大的優(yōu)越性。 齒條加工專用車床的組成 本課題是設(shè)計(jì)一種 長(zhǎng)齒條加工專用 車床 ,此 設(shè)備 的工作臺(tái)可以在 X,Y 軸兩個(gè)方向自由移動(dòng),由 人工 控制,人們只需 要搖動(dòng)手輪, 即可實(shí)現(xiàn) 車 床在任意位置的停止,可以實(shí)現(xiàn)將工件移動(dòng)到指定的位置,為加工提供方便。 此次設(shè)計(jì)的專用機(jī)床主要由 傳動(dòng)裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、車削齒條夾具、車床床體的各個(gè)零部件組成,具體方案結(jié)構(gòu)圖如下圖 1示: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 由給定的齒數(shù)和速比范圍以及電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可知: A 一級(jí)齒輪傳動(dòng)的 傳動(dòng)比為: i=n1/n2=z2/知 171z ,在這里我們選擇 8z, 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知,齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般在 i=3間合適,所以有:假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速 40r/m,那么就有 i=940/n2,40/ n1/n2=z2/知, n1/有:速比 i= 動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì) 1、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ( 1)計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)數(shù): 高速軸: n =940( r/ 低速軸: n =i =940/r/ 機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)專用車床上面齒條夾具和軸以及傳感器的總重量,我們?nèi)】傊亓繛?0動(dòng)速度為 12r/: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 0 01020 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : N= W) 傳動(dòng)效率,取 以根據(jù) N n 1500r/ 10用 查0112 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1)設(shè)計(jì)功率 工況系數(shù),查 8 1 22 ,取 傳遞的功率 2)選定帶型 根據(jù)n 查 8 1 2 選取普通 V 帶 B 型, 1n 小帶輪轉(zhuǎn)速,為1440r/)傳動(dòng)比 0i 2n m 1 8 0 1 4 0 r4)小帶 輪基準(zhǔn)直徑 1 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 由 8 1 12 和表 8 1 14 選定 1d 100mm75r/5)大帶輪基準(zhǔn)直徑 2 501 由 8 7 得250)帶速驗(yàn)算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a 7)初定軸間距 0a ( 90)21(20 8)所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0 020 4)()(22 12210 2 8 04 802 8 022 8 022 650 8 1 8 取900帶型為 A 900 9)實(shí)際軸間距 a 7 72 8 8 69 0 02 8 02 00 10)小帶輪包角 1 0121 a dd 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 = = 164 11)單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號(hào)、1n 普通 V 帶查 8 1 27( c) 取 2) 1i 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量 1P 根據(jù)帶型號(hào)、 1n 和 i 查 8 1 27( c) 取 3) V 帶的根數(shù) Z Z = 1( 帶輪包角修正系數(shù)查 8 1 23,取 帶長(zhǎng)修正系數(shù)查 8 1 8,取 4) 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 20 ) 0 0 = 00 =134( N) m kg/m)查 1 24,取 5)作用在軸上的力 F )(106182s i i 0 )(159282s i i 0m a x 考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 16)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度,又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好,質(zhì)量分布均勻,重量輕,并避免由于鑄造而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑(表面粗糙度 以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為 8 1 10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸,根據(jù)帶輪 的基準(zhǔn)直徑查 輪的零件圖如下圖所示: 珠絲杠的設(shè)計(jì) ( 1)傳動(dòng)效率高 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá) 90% 98%,為傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠系統(tǒng)的2 4 倍,能以較小的扭矩得到較大的推力,亦可由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)可逆)。 ( 2)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),工作中摩擦阻力小、靈敏度高、動(dòng)時(shí)無(wú)顫動(dòng)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象,因此可精密地控制微量進(jìn)給。 ( 3)高精度 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中溫升較小,并可預(yù)緊消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長(zhǎng),因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精 度。 ( 4)高耐用性鋼球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化( 63)處理,并經(jīng)精密磨削,循環(huán)體系過(guò)程純屬滾動(dòng),相對(duì)對(duì)磨損甚微,故具有較高的使用壽命和精度保持性 。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ( 5)同步性好由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無(wú)阻滯、無(wú)滑移,用幾套相同的滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置,可以獲得很好的同步效果。 ( 6)高可靠性與其它傳動(dòng)機(jī)械,液壓傳動(dòng)相比,滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)故障率很低,維修保養(yǎng)也較簡(jiǎn)單,只需進(jìn)行一般的潤(rùn)滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可在無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。 一般來(lái)說(shuō)滾珠絲杠在工作中應(yīng)該預(yù)緊以提高絲杠的剛度,從而 提高傳動(dòng)精度,但在本機(jī)械系統(tǒng)中由于絲杠所承受的彎矩很小,所以我覺(jué)得沒(méi)必要進(jìn)行預(yù)緊,所以安裝方式是一端固定一端游動(dòng)的形式。 X 軸向的工作臺(tái)與其上面所安裝的機(jī)械結(jié)構(gòu)重力約 10N,焊槍在焊接時(shí)由于電流作用與工件之間的相互吸引力約 2N。 珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形,循環(huán)方式等的確定 查機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè),根據(jù)滾珠絲杠副螺紋滾道法面截形、參數(shù)和特點(diǎn)的比較選擇如下: ( 1)確定選擇螺紋滾道法面截形為單圓弧,參數(shù)公式見(jiàn)表 觸角為 =45。其特點(diǎn)是 :磨削滾道的砂輪成形簡(jiǎn)便,可得到較高的加工精度。有較高的接觸強(qiáng)度,但比值 ,運(yùn)行時(shí)摩擦損失增大。接觸角隨初始間隙和軸向載荷的大小變化,為保證 = 必須嚴(yán)格控制徑向間隙。圖示如圖 2 圖 2 單圓弧法面截形 ( 2)單圓弧法面截形要求消除間隙和調(diào)整預(yù)緊必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。 ( 3)根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn),選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式反向器,其特點(diǎn)是徑向尺寸小,循環(huán)通道短 ,摩擦損失小,傳動(dòng)效率高。 珠絲杠的預(yù)緊 滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外,對(duì)其軸向間隙也有要求,以保證其反向傳動(dòng)的精度。我們通常采用雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊方式(圖 3) 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 3 雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊示意圖 雙螺母預(yù)緊的結(jié)構(gòu)通常有三種: 圖 4) 圖 4 墊片調(diào)隙式 調(diào)整方法:調(diào)整墊片厚度,使螺母產(chǎn)生軸向位移。為便于調(diào)整,墊片常制成剖分式。 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝卸方便,剛度高;但調(diào)整不便,滾道有磨損時(shí),不能隨時(shí)消除間隙和預(yù)緊。適用于高剛度重載傳動(dòng)。 圖 5) 圖 5 螺紋調(diào)隙式 調(diào)整方式:調(diào)整端部的圓螺母,使螺母產(chǎn)生軸向位移。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,工作 可靠,調(diào)整方便;但準(zhǔn)確性差,且易于松動(dòng)。用于剛度要求不高或需隨時(shí)調(diào)節(jié)預(yù)緊力的傳動(dòng)。 圖 6) 圖 6 齒差調(diào)隙式 調(diào)整方式:螺母 1、 2 的凸緣上有外齒,分別與緊固在螺母座兩端的內(nèi)齒圈 3、 4嚙合,其齒數(shù)風(fēng)別為 1+1。兩個(gè)螺母向相同方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,調(diào)整軸向位移量為: (導(dǎo)程 )。 特點(diǎn):能夠精確地調(diào)整預(yù)緊力,但結(jié)構(gòu)尺寸較大,裝配調(diào)整比較復(fù)雜,宜用于高精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)中將采用的是雙螺母內(nèi)循環(huán) 墊片調(diào)整式滾動(dòng)螺旋副來(lái)消除間隙。 墊片調(diào)整式有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,裝卸方便,剛度高的特點(diǎn)。 第 3 章 車床平移裝置的 設(shè)計(jì)計(jì)算 動(dòng)齒輪的選擇計(jì)算與校核 輪的選擇 1)選擇小齒輪材料為 45(調(diào)質(zhì)),硬度為 280齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為 240者材料硬度差為 40 2) 精度等級(jí)選用 7 級(jí)精度; 3)小齒輪齒數(shù) 41,大齒輪齒數(shù) 74 的; 4) 齒輪模數(shù)都為 3 的直齒輪 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷,所以通過(guò)低速級(jí) 的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ( 1) 試選 2)選取區(qū)域系數(shù) ( 3)選取尺寬系數(shù) d 1 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ( 4)查得 1 2 1 2 ( 5)查得材料的彈性影響系數(shù) ( 6)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 600齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限 550 ( 7)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6060 192 1( 2 8 300 5) 102 07; ( 8) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ( 9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力; 取失效概率為 1,安全系數(shù) S 1,由得 H1 600570 H2 550539 H H1 H2/2 齒輪的校核 根據(jù)以上所得: m=2,5 兩齒輪材料均選用 45,表面淬火, 4855得: M P 5011702 預(yù)期齒輪壽命 5 年,每天工作 12 小時(shí),工作載荷為輕微沖擊,則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖,得: Y 載荷系數(shù),取 K=得: M H 接觸應(yīng)力為: 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 i i i i (2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=表: Y m Y 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù),取 F 則: 1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a 2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a 2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P 由上述計(jì)算可知,均滿足要求 。 條的設(shè)計(jì) 齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),齒條作直線運(yùn)動(dòng),齒條可以看 作一個(gè)齒數(shù)無(wú)窮多的齒輪的一部分,這時(shí)齒輪的各圓均變?yōu)橹本€,作為齒廓曲線的漸開(kāi)線也變?yōu)橹本€。齒條直線的速度 v 與齒輪分度圓直徑 d 、轉(zhuǎn)速 n 之間的關(guān)系為: v = ( / )60dn m m s 本次設(shè)計(jì)中 V=50mm/s 式中 d 齒輪分度圓直徑, 小齒輪分度圓直徑為 130mm n 齒輪轉(zhuǎn)速, 齒輪轉(zhuǎn)速為 嚙合線 12齒輪的基圓相切 1N ,由于齒條的基圓為無(wú)窮大,所以嚙合線與齒條基圓的切點(diǎn) 2N 在無(wú)窮遠(yuǎn)處。齒輪與齒條嚙合時(shí),不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝(齒買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切),其嚙合角 恒等于齒輪分度圓壓力角 ,也等于齒條的齒形角;齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí),齒條的節(jié)線與分度線不再重合。齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等,齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離,即c o s c o m 。齒輪與齒條的實(shí)際嚙合線為 12即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線 12交點(diǎn) 2B 及 1B 之間的長(zhǎng)度。 齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算見(jiàn)下表: 齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 項(xiàng)目名稱 計(jì)算公式及代號(hào) 齒輪齒條數(shù)值 齒輪齒數(shù) 1z 65 模數(shù) m 2螺旋角 0 基本齒廓 壓力角 20 齒頂高系數(shù) *1 頂隙系數(shù) *C 文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 齒輪變位系數(shù) 1x 0 尺寬 齒輪 1b 40齒條 2b 40齒條長(zhǎng)度 L 1650項(xiàng)目名稱 計(jì)算公式及代號(hào) 轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值 齒輪分度圓直徑 11c o sd m z 130齒頂高 齒輪 *1 1 1h x m 齒條 *21h m 齒根高 齒輪 *1 1 2()h c x m 條 *21()h c m 齒高 齒輪 h h 齒條 齒輪中心到齒條中心距 1 12dH x m 65齒距 齒條齒數(shù) 2 p262 第 4 章 專用車床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核 軸器的選取 由以上條件可知,系統(tǒng)的工況在一定的條件,有以下公式: 2n 3 i n 文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ,為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2T K T ,查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表 14于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則 : 2T K T =機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 14 電動(dòng)機(jī)軸的直徑為 19 12d =19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=82聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 60 軸向滾動(dòng)絲杠副絲杠軸,選 彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000 半聯(lián)軸器的孔徑 19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 42 徑向滾動(dòng)絲杠副絲杠軸選 彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000 半聯(lián)軸器的孔徑 19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 42 珠絲桿的選取與校核 ( 1) 初始條件 本設(shè)計(jì)的橫向進(jìn)給長(zhǎng)度大于縱向進(jìn)給結(jié)構(gòu),只校核軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)用的絲杠如下: 由本設(shè)計(jì)要求可知,估算工作臺(tái)的重量和安裝在工作臺(tái)上面的電磁夾具給絲杠的平均工作載荷 000N,最大軸向行程 420 用絲杠的工作長(zhǎng)度為 672效滾道長(zhǎng)度是 500 兩支承間最大距離為: 575均轉(zhuǎn) 速100r/h=15000h,8求傳動(dòng)精度 螺桿材料為: 50 高、中頻加熱 ,表面淬火 。 螺母材料為: , 整體淬火、低溫回火 。 返向器材料為: 40離子滲氮 處理 螺紋滾道法面截形為半圓弧 ,螺母采用雙螺母墊片式預(yù)緊方式。 ( 2) 計(jì)算載荷 (公式摘自機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版中冊(cè)滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算部分,下同) H K K K=1 . 2 1 1 4 0 0 0 4 8 0 0 N (式 1) 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 式中 載荷系數(shù), 硬度系數(shù),考機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 18 18 18K =1, ( 3) 計(jì)算額定動(dòng)載荷 計(jì)算額定動(dòng)載荷公式 3 1 . 6 7 1 0 0 0 0(式 2) 其中 中 5000h,取 00r/入上式后計(jì)算得 Ca= 4)根據(jù)必須的額定動(dòng)載荷 C根據(jù)內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)螺旋副結(jié)構(gòu),查表 械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè),使選 擇規(guī)格的螺旋副 Ca,如下表 1, 表 1 螺旋尺寸表 結(jié)合公稱直徑和公稱導(dǎo)程的優(yōu)先配合,綜合考慮選擇參數(shù)如下: 查特征代號(hào)確定型號(hào)為 6長(zhǎng) 螺紋長(zhǎng)度,其尺寸參數(shù)如下: 額定動(dòng)載荷 2 1 6 5 0 ,稱直徑 0 40 ,d 稱導(dǎo)程 6,hP 球直徑 數(shù) 列數(shù) =1 3, 螺紋升角 = ,244o 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 基本額定靜載荷 0650N 滾道半徑 R = =心距 e = ) =杠螺紋內(nèi)徑 22d e R=( 5)穩(wěn)定性驗(yàn)算 因?yàn)榻z杠采用一端固定一端鉸支的安裝方式,查 表 18械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)長(zhǎng)度系數(shù) , 參照機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 2S=3,因?yàn)槁輻U較長(zhǎng),絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷成為臨界載荷 N)按下式計(jì)算: 22 (式 3) 式中 于鋼, E=206m),l=672mm; ; 441d = 43 0 5 964 (式 4) =108 又 可得: 2 9 8253 . 1 4 2 0 6 8 . 1 4 9 1 0 1 00 . 7 6 7 2 1 07 . 4 8 0 1 0 ( )( ) 安全系數(shù) S= 57 . 4 8 0 1 0 1 8 7 34000 (式 5) 絲杠安全 ,不會(huì)失穩(wěn) . ( 6) 剛度驗(yàn)算 按最不利的情況考慮,螺紋螺距因受軸向力引起的彈性變 形與受轉(zhuǎn)矩引起的彈性變形方向是一致的。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 滾珠絲杠在工作載荷 F(N)和轉(zhuǎn)矩 T(同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程變形量0L(m)為 0L=2 (式 6) 式中 ,A=1/4 241 ; 41d /32(;對(duì)鋼 G=( 轉(zhuǎn)矩。 又 T=F 7) 式中, 為摩擦角,其正切 值為摩擦系數(shù);以查出螺旋副運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)取參數(shù)摩擦系數(shù) = = ,244 ,所以樣有下式: T=F 0 ta 3404 0 0 0 0 . 0 5 0 2 4 7 1 024 . 0 1 9 3 3 按最不利的情況計(jì)算, F= 20 2 2 41132 2 9 4924 1 64 6 4 0 0 0 1 0 1 6 6 0 . 0 0 1 6 0 . 0 0 1 4 . 0 1 9 3 33 . 1 4 8 . 3 3 1 0 ( 0 . 0 3 5 9 )3 . 1 4 2 0 6 1 0 0 . 0 3 5 91 . 8 1 2 1 0P F P d G 則每米螺紋距離上彈性變形量為0 1 . 8 1 2 0 . 0 1 0 26 0 . 0 0 1 p (式 8) 而每米螺紋距離上彈性變形量的許用值0機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版中冊(cè)表 18買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差 L 應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的 1/2,即 L =m/m1/2( 0)=1/2 10 m/m 所以絲杠的剛度是完全滿足要求的。 ( 7) 效率驗(yàn)算 t a n 0 . 0 4 7 7 4 1 9 5 . 0 1 %t a n 0 . 0 5 0 2 4 7 合格 (式 9) 綜上所校核,該絲杠是符合要求的。 同理,徑向傳動(dòng)的滾珠絲杠也好似符合要求的。 動(dòng)軸承的選取與計(jì)算 根據(jù)以上工況,如圖所示: 根據(jù)如圖選取深溝球軸承 6006求當(dāng)量載荷 P。 誤 !未找到引用源。 查表 126306軸承的 7微沖擊,取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ,查表可得, e= 因 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ,故 P1=未找到引用源。 = P2= h 已知球軸承 =3,因工作溫度小于 120,取 。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 滿足壽命要求。 另一端受力如圖所示,根據(jù)

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