單面雙軸專用銑床機械制造及自動化畢業(yè)設計說明書

1、xxx 機電高等專科學校 畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書 論文題目論文題目: :單面雙軸專用銑床 滑套、主軸、齒輪 5、6 的設計和校核 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械制造及自動化 班 級： 機制 114 學生姓名： xxx _ 學 號： _ 指導教師： xxx 2014 年 04 月 20 日 目錄目錄 緒論緒論.1 第第 1 1 章章 總體方案論證總體方案論證.2 1.1 機床說明.2 1.2 機床結構示意圖.2 1.3 機床電氣控制的選擇.2 1.4 液壓系統(tǒng)的選擇.3 第第 2 2 章章 傳動裝置設計傳動裝置設計.4 2.1 工作進給電機傳動選擇.4 2.2 擬定傳動方案的任務.4

2、 2.3 傳動裝置的總傳動比及分配.5 2.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù).5 第第 3 3 章章齒輪齒輪 5 5、6 6 的設計與校核的設計與校核.7 3.1 選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù).7 3.2 按齒面接觸疲勞強度設計.7 3.3 按齒根彎曲強度設計.9 3.4 幾何圖形計算.11 第第 4 4 章軸的結構設計以及計算章軸的結構設計以及計算.13 4.1 初步估算軸的最小直徑.13 4.2 軸的結構設計.13 4.3 軸的受力分析以及軸的校核.14 第第 5 5 章銑削頭的設計章銑削頭的設計.18 5.1 銑削頭的結構設計.18 5.2 主軸的設計.19 5.3 滑

3、套的設計.23 結論結論.24 參考文獻參考文獻.25 致謝致謝.26 摘摘 要要.4 關鍵詞關鍵詞.4 abstractabstract.4 keywordskeywords. 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 1 緒論緒論 學習設計一定簡單結構的機械是我們大學三年來學習的主要內容，在臨畢業(yè)之際 我和班里幾位同學一起設計了這臺單面兩軸專用銑床的總體設計，指導老師是一位 來自河南第一工具廠的老師，她教導我們如何怎樣才能設計好一臺能夠被使用的機 床，在這個過程中，我們也受益匪淺。 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、 螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率

4、較刨床高，在機械制造和修理部 門得到廣泛應用，它主要由電動機、傳動部分、移動臺、夾具以及底座五部分組成， 構造簡單而又能滿足加工質量。 設計是以河南第一工具廠自行設計的單面兩軸專用銑床技術資料為基礎，結合 其廠內生產(chǎn)經(jīng)驗及相關資料的完成，主要介紹專用銑床部件的設計，包括選材、檢 驗、校核等部分。 由于編者水平有限，時間倉促，書中不足之處在所難免，懇求各位老師批評指 正。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 1 摘要摘要 : :在河南第一工具廠的指導老師幫助下設計關于單面兩軸專用銑床，設計內容包括： 課題來源及現(xiàn)實意義，機床整體設計和相關圖表內容。其中涉及到機械制造及自動 化專業(yè)的各科專業(yè)課程，

5、包機械設計基礎、現(xiàn)代機械設計、機械制造工藝學、材料 力學、工程力學等。設計內容以機械傳動裝置總體設計、移動臺的設計、夾具的設 計、銑削頭的設計計算為主。設計包含設計的整個流程，涉及了與專業(yè)結核性較強 的課題。銑床設計是一個綜合機械生產(chǎn)全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學 能力，從而適應未來社會的需要與科學技術的發(fā)展需要。 關鍵詞：關鍵詞：銑床 機械設計 花鍵 主軸 abstractabstract ：the design specification is on the hot-rolled cone stalk twist drill designed to improve aircraft

6、 design including: subject sources and practical significance, the overall design of machine tools and related charts content. relating to the mechanical manufacturing and automation professional subjects professional courses, including mechanical design basis for modern mechanical design, machinery

7、 manufacturing technology, material mechanics and engineering mechanics. design elements to design mechanical transmission, a rolling mill structure, lubrication and transmission designs, transmission parts of the design and calculation based. design includes the design of the entire process, involv

8、ing a tuberculosis strong and professional issues. mill improved design is a comprehensive integrated production machinery subject to cultivate their comprehensive ability, self-learning ability to adapt to the needs of the community and the future of science and technology development needs. 河南機電高等

9、?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 keywordskeywords：hot-mechanical mechanical design 2 第第 1 1 章機床的總體說明章機床的總體說明 1.11.1 機床說明機床說明 這個機床是單面兩軸專用銑床，它是主要用于加工缸體零件的機床，通過電動 機帶動動力軸轉動傳送動力，通過減速機的齒輪組來改變傳動力矩，最后通過銑削 頭的主軸來帶動銑刀的轉動來加工零件。 1.21.2 機床的結構示意圖機床的結構示意圖 圖 1-1 機床的總體圖 1.31.3 機床電氣控制的選擇機床電氣控制的選擇 機床采用電動控制，三相電動機可以很簡單的控制工作時電動機的正反轉，所 以在機床的

10、電氣控制方面選擇 plc 控制機床。 plc 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采 用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 3 數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類 型的機械或生產(chǎn)過程。 它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強、靈活，易學易用、體積小，重量輕 ，價格便宜的特點。 因此本機床的電氣采用 pc 機控制。 1.41.4 液壓系統(tǒng)的選擇液壓系統(tǒng)的選擇 機床在運行時有時需要保持電機的轉動，而不允許主軸的轉動，這個時候一般 都需要有壓力作用在主軸上面。 一般情

11、況下這樣的壓力機構有兩種，一個是機械式手動控制，一個是液壓式控 制系統(tǒng)，在這里我選擇的是液壓式控制系統(tǒng)。 使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。傳統(tǒng) 的機械夾具在松開和夾緊工件時都要費力的用扳手旋擰螺母和移動壓板。然而液壓 夾具只需要通過控制油路的通斷就可實現(xiàn)夾具的完整的順序動作控制。有關統(tǒng)計資 料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省 90%95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增 加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。 液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。 關鍵在于夾緊力在定位和夾緊過程中保持恒定不變。從而確保了同一道工序下 的加工質量一致性，即提高重復精度，故此

12、由于變形造成的廢品率將會微乎其微。 成批零部件的互換性也會達到理想的指標。然而這一點幾乎是機械夾具無法做到的。 在針對無法設定剛性支撐或加工薄壁零件時，液壓輔助支撐是最佳的選擇。它 可以在任意的位置對工件產(chǎn)生支撐力，起到輔助定位的作用，尤其對于非加工表面 的支撐定位更是非它莫屬，有力的解決了困擾我們的過定位問題。 液壓夾具的第三個優(yōu)勢就是最適合加工零件擺放緊湊和采用手動夾緊時空間受 限制的場合，這是流體控制得天獨厚的優(yōu)勢。這就可以實現(xiàn)多個零件在一個夾具體 上同時裝夾和加工。 所以本設計毫無疑問的選擇液壓夾緊。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 4 第第 2 2 章章 傳動裝置設計傳動裝置設計

13、 傳動裝置總體設計的任務是擬定傳動方案、選擇電動機、確定總傳動比并合理 分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為各級傳動零件設計、裝配圖設 計作準備。 2.12.1 工作進給電機傳動工作進給電機傳動選擇選擇 選擇齒輪傳動 在扭矩輸出方面沒有其他的傳動方式可以超過，因此一般要求極高扭矩輸出的 情況下使用。可以通過齒輪組的切換得到不同的轉速比，從而適應更廣泛的加工需 求。大、中型數(shù)控機床采用這種變速方式。通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴大輸出轉矩 ，以滿足主軸低速時對輸出轉矩特性的要求。 而帶傳動通常是減速傳動，以期用較小的電機獲得更好的低速性能，但無法實 現(xiàn)轉速比的切換。高端鏜銑類數(shù)控設備上已經(jīng)很

14、少看到這種傳動方式了。主要應用 于轉速較高、變速范圍不大的機床。 根據(jù)本設計和生產(chǎn)要求選擇齒輪傳動。 2.22.2 擬定傳動方案的任務擬定傳動方案的任務 傳動方案一般用運動簡圖表示。擬定傳動方案就是根據(jù)工作機的功能要求和工 作條件，選擇合適的傳動機構類型，確定各類傳動機構的布置順序以及各組成部分 的聯(lián)接方式，繪出傳動裝置的運動簡圖 2-1。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 5 圖 2-1 減速機示意圖 2.2.1 選擇傳動機構類型 由于負載比較大，考慮緩沖吸振及過載保護問題，第一級轉動選用彈性聯(lián)軸器 ，又因為傳遞功率教大，考慮較高效地傳動和結構緊湊的要求，隨后的幾級傳動選 用閉式齒輪傳動和

15、交換齒輪。 2.2.2 多級傳動的合理布置 傳動裝置需要選用不同的傳動機構，以多級傳動方式組成。其中傳動能力較小 的聯(lián)軸器布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)機構緊湊、勻稱。同時，聯(lián)軸器傳動 布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)、緩沖吸振、減少噪聲的特點，而閉式齒輪傳 動布置在速度較低的軸上。 2.2.3 選擇電動機 選擇電機 y225m-6 型臥式電動機，額定功率為 30kw，電機轉速為 980 r/min， 見機械設計 【1】 。安裝 d=55，螺栓直徑 m12，見機械設計 【1】 。 2.32.3 傳動裝置的總傳動比及其分配傳動裝置的總傳動比及其分配 2.3.1 計算總傳動比 由電動機轉速和輸出

16、的的轉速可確定傳動裝置應有的總傳動比為： m nn ，取i=103 . 9 105 980 w m n n i 傳動裝置總傳動比是各級傳動比的連乘積，即 。78563412 .iiiii 2.3.2 合理分配各級傳動比 初選。4 . 2, 1, 2, 2 78563412 iiii 2.42.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 由機械設計 【1】得：閉式圓柱齒輪傳動效率為 0.960.98，選 ,聯(lián)0.97 齒 軸器傳動效率為 0.990.995，選,滾動軸承。99 . 0 1 99 . 0 2 2.4.1 各軸轉速 n(r/min) 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明

17、書 6 # 0 min 980nn m0 r # 1 min 490 2 980 n 12 1 r i nm # 2 min 245 2 490 n 34 1 2 r i n # 3 min 245 1 245 n 56 2 3 r i n # 4 min 102 4 . 2 245 n 78 3 4 r i n 2.4.2 各軸輸入功率()p kw 各軸輸入功率分別為： kwpp 7 . 2999 . 0 300 1d0 # kwpp52.2897 . 0 99 . 0 7 . 291 201 # 齒 kwpp39.2797 . 0 99 . 0 52.282 212 # 齒 kwpp30.

18、2697 . 0 99 . 0 39.273 223 # 齒 kwpp26.2597 . 0 99 . 0 30.264 234 # 齒 2.4.3 各軸輸入轉矩t（n m ） 各軸輸入轉矩分別為： m42.289 980 7 . 29 9550 n 95500 0 0 0 # n p t m84.555 490 52.28 9550 n 95501 1 1 1 # n p t m65.1067 245 3927 9550 n 95502 2 2 2 # n p t m16.1025 245 30.26 9550 n 95503 3 3 3 # n p t 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書

19、7 m297.452 105 26.25 9550 n 95504 4 4 4 # n p t 第第 3 3 章章 齒輪齒輪 5 5、6 6 的設計與校核的設計與校核 3.13.1 選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù)選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù) （1)選擇精度等級 銑削機床為一般工作機器，速度不高，故齒輪選用 8 級精度 （2)選取齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 雖傳遞功率較大，但轉速不高，選用軟齒面齒輪傳動。齒輪選用便于制造且價 格便宜的材料，小齒輪（齒輪 5）：45 鋼(調質處理)，硬度為 250hbs； 大齒輪（齒輪 6）：45 鋼(調質處理)，硬度為 23

20、0hbs (3)選齒數(shù)z1,z2 z1=31，u=1.06 ,z2 =33。 （4)選取螺旋角。=15。 因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃樱拾待X面接觸疲勞強度設計，然后校核其彎曲疲勞強 度。 3.23.2 按齒面接觸疲勞強度設計按齒面接觸疲勞強度設計 按參考文獻機械設計式 10-21，設計公式為 3 2 1 d 12 1 h eh t t zz u utk d （1）初選載荷系數(shù) t k 試選載荷系數(shù)1.5 t k （2）小齒輪傳遞轉矩 t1 小齒輪名義轉矩 t1=1067.65 n m=1067650n mm 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 8 （3）選取齒寬系數(shù)d 查參考文獻2，又知齒輪傳遞的功

21、率不大，故選齒寬系數(shù) 0.25。 （4）彈性系數(shù) e z 查參考文獻2，查取彈性系數(shù)189.8 ea zmp （5）節(jié)點區(qū)域系數(shù) h z 節(jié)點區(qū)域系數(shù)由參考文獻2查詢得 0 2.5(20 ) h z （6）接觸疲勞強度極限、 lim1h lim2h 由參考文獻2查得 =500mpa,=460mpa lim1h lim2h （7）接觸應力循環(huán)次數(shù)、 1 n 2 n 設齒輪工作壽命為 10 年（每年工作 300 天） ，雙班制，由參考文獻2式 10-13 n1=60njlh，得： n1=60n1jlh=602451（2830010）=7.056108 n2=n1/1.06=6.657108 （8）

22、接觸疲勞強度壽命系數(shù) 、1hnk2hnk 由參考文獻2查取接觸疲勞強度壽命系數(shù) =0.88，=0.91hnk2hnk （9）接觸疲勞強度壽命系數(shù)s 取失效概率為 1%，接觸強度最小安全系數(shù)=1s （10）計算許用接觸應力 由參考文獻2式 10-12，得 s knlim mpa s khnh h440 1 88 . 0 50011lim 1 mpa s khnh h414 1 9 . 046022lim 2 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 9 a427 2 414440 2 21 mpmpa hh h （11）由參考文獻2查得 ，則。,78. 01a80. 02a58. 121aaa （12

23、）試算小齒輪分度圓直徑 1t d （ mm443.169) 427 8 . 1895 . 2 .( 06 . 1 106 . 1 . 58 . 1 25 . 0 10676505 . 12. . u 1u . d 2 d 3 2 3 2 a 1 t 1t ）（ h he zztk 13）計算圓周速度 s/m17 . 2 100060 245443.16914 . 3 100060 nd v 11t t （14）計算齒寬 b 及模數(shù)，mnt b= mm361.42mm443.16925 . 0 1tdd mnt=mm280 . 5 mm 31 15cos443.169cos 5 1 z dt h

24、=2.25mnt=2.25mm88.11280 . 5 57 . 3 88.11 361.42 hb （15）確定載荷系數(shù) 由參考文獻2查取使用系數(shù)；1ak 根據(jù)，由參考文獻2查得動載荷系數(shù)；s/m17 . 2 vt11. 1 v k 直齒輪傳動，齒間載荷分配系數(shù)；4 . 1hak 由參考文獻2查得齒向載荷分配系數(shù)。48 . 1 hk 故載荷系數(shù) 30 . 2 48 . 1 4 . 111 . 1 1hh va kkkkk （16）修正小齒輪分度圓直徑 。 1 d mm98.2025 . 1/30 . 2 443.169/dd 3 3 tt 11 kk （17）計算模數(shù)。 mn=mm325 .

25、 6 mm 31 15cos390.195cosd 5 1 z 3.33.3 按齒根彎曲強度設計按齒根彎曲強度設計 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 10 按參考文獻2式 10-5，設計公式為 3 a 2 2 1 5 cos2 m f saf ad yy z ykt （1）計算載荷系數(shù) 25. 245 . 1 4 . 111 . 1 1kfkakvkfk （2）根據(jù)縱向重合度，由參考文71 . 0 15tan3325 . 0 318 . 0 tan318 . 0 5zd 獻2查得 y=0.88。 （3）計算當量齒數(shù) 62.36 315cos 33 cos3 z z 1 v1 84.38 31

26、5cos 35 cos3 z z 2 v2 （4）查取齒形系數(shù) 由參考文獻2查得 ；288 . 2 1afy 066 . 2 2afy （5）查取應力校正系數(shù) 由參考文獻2查得 ；656 . 1 1say 665. 12say （6）彎曲疲勞強度壽命系數(shù)、 1n y 2n y 由參考文獻2查得 1; 121fnfnkk （7）彎曲疲勞強度安全系數(shù) f s 取彎曲強度最小安全系數(shù)=1.5 f s （8）由參考文獻2查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲mpafe4201 疲勞強度極限mpafe3802 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 11 由參考文獻2式 10-12，得 s knlim

27、a00.280 5 . 1 42011 1 1 mpmpa s kfe f fn a33.253 5 . 1 38012 2 2 mpmpa s kfe f fn （9）計算大小齒輪的,并加以比較。 f sfayy a 01347 . 0 00.280 656 . 1 066 . 2 1 a11 f sfayy 01496. 0 33.253 665 . 1 066. 2 2 a22 f sfayy 大齒輪的數(shù)值比較大。 （10）設計計算 3 a 2 2 1 5 cos2 m f saf ad yy z ykt = mm37. 501496 . 0 58. 13125 . 0 15cos88.

28、 0106765025 . 2 2 2 2 3 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的齒面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度 計算的齒面模數(shù)，取 mn=6,可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接 觸疲勞強度算得的分度圓直徑 d1 來計算齒數(shù)。于是由 z1 = = nm cosd1 33 6 15cos98.202 取 z1=33,z2=331.06=35。 3.43.4 幾何尺寸計算幾何尺寸計算 （1) 計算中心距 mm mzz a n 19.211 15cos2 63533 cos2 21 將中心距圓整為 211mm。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 15 2112 63531 2 )

29、(z cosarc 21 a mzn 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 12 因值變化不大，故、等不必修正。khz （3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 mm mn 9 . 204 15cos 633 cos z d 1 1 mm mn 4 . 217 15cos 635 cos z d 2 1 （4）計算齒輪寬度 mmmmdbd 2 . 519 .20425 . 0 1 圓整后，。mmb501mmb502 （5）結構設計 考慮到 2 軸的直徑設計，故設計小齒輪為軸齒輪，大齒輪選用輻板式結構， 其他有關尺寸按推薦用的結構尺寸設計，以小齒輪為例繪制工作圖如圖 2-1。 圖 2-1 小齒輪零件圖 河

30、南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 13 第第 4 4 章軸的設計章軸的設計 考慮到軸上的兩個齒輪分別是由軸的兩端裝拆，并且 2 軸上的齒輪與 3 軸上的齒輪 不發(fā)生干涉現(xiàn)象，其中齒輪 6 一端除了采用軸環(huán)軸肩定位以外，另一端可以采用墊 定位如果采用套筒定位的話，會使得零件之間的間距過大，這樣會增加結構的重量， 所以最好是采用圓螺母和止動動墊圈定位，圓螺母固定可靠，裝拆方便，可以承受 較大的軸向力。 4.14.1 初步估算軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑 選擇軸的材料為 45 鋼，調質處理。由參考文獻2表，于是得，故 3 /npcd 取 取最小直徑為 60mm mmd081.56328.5124

31、5/30.26118107 3 4.24.2 軸的結構設計軸的結構設計 （1）擬定軸上零件的裝配方案圖 3-1 所示。 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 1）裝軸承段：該段軸徑由滾動軸承的內圈孔來決定，軸承 4 型號為圓錐滾子軸承 30214，尺寸為，故取=70mm，=168mm。 5 . 2612570dbd 1 d 1 l 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 14 2）此處存在軸肩知軸肩高度，=68mm， =4mm。d07. 0h 2 d 2 l 3）裝大齒輪 2 段：根據(jù)大齒輪設計尺寸，故=85mm，已知齒輪輪轂的寬度為 3 d 90mm，軸段長度應比輪轂寬度小，故 l3

32、=63mm。 4）齒輪的右端采用軸肩定位。軸肩高度知 =83mm，=4mm。d07 . 0 h 4 d 4 l 5）過渡段：根據(jù)裝配關系，故=90mm，l5=36mm。 5 d 6）齒輪的左端采用軸肩定位。軸肩高度知 =86mm，=4mm。d07 . 0 h 4 d 4 l 7）裝軸承段（第 7 段）：該段軸徑由滾動軸承的內圈孔來決定，軸承 5 型號為圓 柱滾子軸承 nu216，尺寸為，故取=80mm，軸段 3 的長度 5 . 3514080dbd 7 d 由滾動軸承寬度 b，取=36mm。 7 l 8）齒輪 5 段，根據(jù)齒輪 5 設計軸段，故 d8=80mm，長度不長于輪轂寬度，故 l8=8

33、1.5mm。 （3）軸上零件的周向固定 齒輪與軸的周向固定采用平鍵聯(lián)接。同時為了保證帶輪與軸的良好對中性，根 據(jù)=75mm 查文獻【2】表 6-1 的平鍵截面 22x14x100，采用 h7/js6 的配合，滾動 3 d 軸承與軸的周向定位由過的配合來保證配合為 js6，螺母采用螺紋聯(lián)接 。 （4）定向軸肩處的圓角半徑 r 的值見表 15-2。軸端倒角取。 452 4 4.3.3 軸的受力分析以及軸的校核軸的受力分析以及軸的校核 (1）作用在齒輪上的力 作用在齒輪 5 的力 nfftt2845745 nffrr1071345 nffaa7 .761745 作用在齒輪 6 的力 nfft805.

34、1186756t nffr637.405756r nffa638.287356a （2）根據(jù)軸的結構圖做出軸的結構簡圖。在確定的軸承的支點位置 a=23mm，因此 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 15 作為簡支梁的軸的支承跨距為mm1779384 32 ll (3）計算支承反力)()( 2151421 llflfllf ttas mmlmmlmml59141 5 . 107 321 nfas692.434nffff asbs 536.5173 a45a 在垂直面上 由得 0m n ll fflllflf fbz824.12479 dd 21 4a45a5321r514r 求得2311.17

35、6n 5r4 ffff rbzaz 4a f 總支承反力： n681.35091 7 . 2351 22 22 bsbzb asaza fff nfff (4）畫出彎矩圖 水平方向 az azaz mmmnlfm , 1 .46729.39 bz bzbz mmmnlfm , 3 .305238.624 垂直方向 mmnlfm asas .248451.42 1 mmnlfm bsbs .736309.616 3 mm.1221085.17 2a / nmmm asas mm.462081.262 5a / nmmm bsbs 故mmnmmm azasa .252807.721 2 2 mmn

36、mmm bsbzb .797071.181 2 2 mmnmmmazasa.01221978.98 2 / 2 / 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 16 mmnmmmbzbsb.553795.729 2 / 2 / 彎矩圖如圖 3-2。 圖 3-2 彎矩圖 (5）軸的強度校核低速小齒輪剖面，因彎矩大有轉矩還有鍵槽引起的應力集中，故 低速小齒輪 5 剖面為危險截面。 d tdbt dw 2 )( 1 . 0 4 對于單向轉動的轉軸，通常轉矩按脈動循環(huán)處理，取折合系數(shù)為，對彎6 . 0 扭合成最大截面 c 左側剖面 其中,d=80mm,m=，t=t 2 2 tm ca d tdbt dw 2

37、)( 1 . 0 4 max m 2 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 17 帶入數(shù)據(jù)計算得31.5mpa =60mpa，故安全。 ca 1 - (6）校核鍵的強度 齒輪和軸的配合鍵 22x14x50, =75mm, ，求得mpa 3 d dhl 4 p t 16.60 p 查表 6-2 的=100120mpa 故強度足夠。 p (7）校核軸承壽命 查表 13-7 軸承 4 6287.96n 33 68 . 0 ffd 軸承 5 11778.28n 44 68. 0ffd 向左nfff aa a52.6077 23 / 3 / 4 52.17855 dad fff 因此左軸承被壓緊，右端被放

38、松。 故軸向力穩(wěn)定。 軸承 3 =n 3a f52.17855 / 4 ad ff 軸承 4 =11778.28n 44da ff 因此軸承 5 為受載較大的軸承，按照軸承 5 計算 故e f fa 9 . 1 3 3 pnff a 5 . 1932587 . 0 41 . 0 33 =5018.36h38400h p c n lh 60 106 故選擇的軸承滿足壽命要求。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 18 第第 5 5 章章 銑削頭的設計銑削頭的設計 5.1.5.1.銑削頭的結構設計銑削頭的結構設計 5.1.1 銑削頭材料選取和尺寸設計 銑削頭箱體不需要大的工作載荷所以不對材料要求大

39、的強度，選取一般鑄鐵即 可根據(jù)箱體的結構，以及人性化設計要求，取總長為 1.6m 高度為 0.7m，寬為 0.63m。 5.1.2 銑削頭與傳動軸的花鍵連接設計 單軸兩面專用銑床的動力由一臺電動機提供，通過軸和齒輪組的動力傳動來為 工作傳提供動力，所以由減速裝置的 iv 號軸和銑削頭的主軸傳動連接部分用花鍵來 銜接，如圖 5-1 所示。 圖 5-1 主軸右端花鍵軸 銑削頭上的花鍵采用內花鍵結構，矩形花鍵結構，而且是動連接。 5.1.3 銑削頭的制動方式選擇 應用于機械的制動方式有兩種，分別是手動控制和液壓控制，這里我選擇的是 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 19 液壓控制，因為機器的傳動力

40、比較大，使用液壓控制可以有很好的緩沖防止機器由 于突然制動而劇烈震動，造成機器的損壞，同時液壓控制也有著精確，靈敏，快速 的特點，可以常在頻繁的使用中保持很高的穩(wěn)定性所以，所以選擇液壓式控制。 5.1.4 液壓控制圖示說明 如圖 5-2，液壓結構為兩面對稱，當需要對軸壓緊制動時，液壓裝置開始對軸 施加壓力對軸抱緊，此時的兩側壓力大小是一樣的都是完全對稱的力，這樣才能保 持主軸的平衡，同時使軸在壓力下無法運動，從而實現(xiàn)了對軸的制動，如果不再需 要制動只需跳動液壓閥門改變狀態(tài)即可，主軸在被施加壓力時，需要一層墊片來保 護主軸的表面防止由于壓力導致主軸的表面被壓壞，出現(xiàn)劃痕從而出現(xiàn)機器運行時 放出噪

41、音。 5-2 液壓機構示意圖 5.1.5 銑削頭的工作說明 主軸的右端通過花鍵連接動力軸，主軸獲得動力來源開始轉動,主軸的左端通過 內鍵槽連接銑刀帶動銑刀開始工作，同時主軸也可以通過左右移動來控制加工的范 圍，通過液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)對工作步驟的具體操作。 5.1.6 銑削頭的日常維護 由于銑削頭為鐵制品，所以需要防銹處理，出廠時進行噴漆防銹處理，因為油 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 20 漆可以隔絕外界空氣，防止空氣中的水分和氧氣在長時間的接觸中氧化腐蝕機器表 面。同時在使用過程中盡量防潮，工作環(huán)境保持干燥環(huán)境，再半年進行一次機器清 理和噴漆維護。 5.25.2 主軸的設計主軸的設計 主軸指

42、從發(fā)動機或電動機接受動力并將它傳給其它機件的軸。 主軸亦稱“光軸” ，是“主光軸”的簡稱：在光具組中具有對稱性的直徑。如球鏡的主軸是通過鏡面 中心與鏡面垂直的直線。透鏡或光軸光具組的主軸是各透鏡面中心的連線。該主軸 在工作中需要一個滑套與其配合，因為沒有滑套的話主軸會直接與液壓機構相接觸， 那樣機器運行的話很容易造成磨損，損壞機器所以一定要使用滑套來與主軸相配合。 5.2.1 軸的尺寸設計 銑削頭箱體中的主軸在工作運行中，起著傳遞力矩，控制銑削頭工作位移的作 用，相對于減速裝置中的幾根軸，該軸的受力也必須滿足工作需求，所以在預先設 計尺寸時，需要對軸的尺寸設計的略微超過滿足需求的尺寸。 圖 5

43、-3 主軸 根據(jù)銑削頭的箱體結構和銑刀的結構來設計主軸的尺寸，軸總長為 1485mm，左端直 徑最大處為 221mm 整個軸為階梯式軸直徑從左到右分別為 221mm，165mm，160mm，155mm，150mm，140mm，120mm。每兩段之間都有退刀槽，每 段的長度分別為 65mm，95mm,113mm,55mm，619mm,56mm，44mm，128mm,310mm。 5.2.2 軸的材料選擇 軸需要傳遞扭矩，所以需要滿足硬度要求，選取 45 號鋼。 5.2.3 軸的維護 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 21 軸的日常使用中需要一定的保養(yǎng)，防止工作環(huán)境中有較多的灰塵，因為灰塵會 進

44、入機器關鍵部位造成機器的磨損，減損機器的壽命。 由于液壓機構要對主軸施加壓力，所以在主軸與壓力機構之間的墊片需要經(jīng)常 檢查防止由于墊片損壞導致機器損傷。 5.2.4 主軸與銑刀座的連接 軸的左端有一個錐度為 7:24 的內接孔，用于安裝銑刀座，因為銑刀底座是標準 件，工廠里的銑刀都有這樣一個錐度的形狀，這樣也有利于定位安裝，使中心度更 加精確，銑刀座的右端是一個截面為圓的長柄正好安裝在主軸的中間圓孔，長柄的 右端在主軸的右端被一個螺母緊緊固定，這樣可以把銑刀完全固定，因為銑刀在工 作中要施加非常大的力，很有可能會導致銑刀的松動，所以長柄就起到了一個拉緊 的作用，保護銑削頭能夠穩(wěn)定的工作，主軸的

45、左端面與銑刀座的右端面用螺釘固定， 這也是對銑刀座的固定，所以在日常生產(chǎn)中有必要經(jīng)常對這幾個關鍵部位進行檢查， 防止出現(xiàn)加工意外。 5.2.5 主軸右端與傳動齒輪的連接 連接一般分為焊接，和鍵接，傳動一般都用鍵接，當傳動力矩不是太大時，選 用單鍵連接，而當力矩很大時，為了保證傳動穩(wěn)定，一般選取矩形花鍵連接，如下 圖 5-4 所示。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 22 圖 5-4 花鍵結合示意圖 花鍵連接是由外花鍵和內花鍵組成，花鍵連接是平鍵連接在數(shù)目上的發(fā)展，但 是由于結構形式和制造工藝的不同，與平鍵連接比較，花鍵連接在強度、工藝和使 用方面一下幾個優(yōu)點：第一是因為在軸上與轂孔上直接而均

46、勻地制出較多的齒與槽， 故連接受力比較均勻；第二是因槽較淺，齒根處應力集中較小，軸和轂的強度消弱 較少；第三齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷，第四是軸上零件 與軸的對中性好，第五點是導向性好；第六點是可用磨削的方法來提高加工精度及 連接質量。其缺點就是齒根任由應力集中：有時需要專門的設備來加工：成本比較 高。因此花鍵連接適用于定心精度高、載荷大或者經(jīng)?；瑒拥倪B接。 由于銑削機床的工作加工力非常大，而且是粗加工，所以在傳遞力矩時不能只 用一個鍵槽來帶動主軸的轉動，那樣會導致鍵的損壞，所以我選擇了花鍵連接，花 鍵采用矩形花鍵，這樣更容易傳遞力矩。主軸的右邊一段軸是一段花鍵軸，用于和

47、傳動齒輪的連接，傳動齒輪利用鍵槽帶動外花鍵轉動，外花鍵轉動帶動主軸轉動。 5.2.6 花鍵的尺寸設計 設花鍵長度為 40mm，外花鍵直徑 120mm，內花鍵直徑 100mm，齒數(shù) 10，齒面經(jīng) 過熱處理查表得。 a20pmp 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 23 花鍵的連接強度校核 a20pa66. 2 1102808107 . 0 22974502 zhld 102 m 3 p mpmp t 所以花鍵的材料和尺寸滿足工作需求，設計達到標準，如圖 5-5 所示。 圖 5-5 花鍵軸 5.2.7 主軸最小半徑校核 選擇軸的材料為 45 鋼，調質處理。由機械設計 【1】得 ，故取 3 /npc

48、d mmd41.68105/26.25110 3 直徑滿足要求。 軸承的選擇 左邊主軸上在距離左端面 180mm 處加裝型號 b2268132-5 的滾動軸承，該軸承的 尺寸為 160 x240 x96mm。 在主軸右端距離右端面 270mm 處加裝型號為 d3282130k 的滾動軸承，該軸承的 尺寸為 150 x225x56mm。 5.35.3 滑套的設計滑套的設計 該滑套是安裝在主軸外表面上的，用于保護主軸的裝置，在工作過程中它起到 一定的緩沖作用，由于液壓機構有時需要在主軸上作用很大的壓力，所以很有可能 導致主軸表面的損傷，而滑套就起到了一個緩沖的作用，在滑套和主軸之間是一層 墊片，因

49、為金屬之間不能直接相互作用比較大的力，用一層墊片會起到很好的保護 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 24 作用。滑套的定位是根據(jù)主軸而確定的，由于滑套是在主軸的外面，完全包圍主軸， 所以滑套的內徑尺寸也是完全有主軸的而決定的，外徑尺寸則由箱體，或者自身需 要而決定。 5.3.1 滑套的尺寸設計 滑套的中心是空的用于裝填主軸，所以他的內徑尺寸受限于主軸，必須大于主 軸的半徑，所以選取第一段內徑為 240mm，長度為 178mm，第二段內徑為 230mm，長 度為 132mm，第三段內徑為 230mm，長度為 300mm，第三段內徑為 230mm，長度為 267mm，第四段內徑為 215mm，長度為 12，第五段內徑為 225mm，長度為 6