專用立式車床設(shè)計(jì)

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE-畢業(yè)設(shè)計(jì)題目專用立式車床設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化班級(jí)機(jī)自0708學(xué)生宗文博學(xué)號(hào)20070403296指導(dǎo)教師宋強(qiáng)二〇一一年五月三十一日1前言隨著汽車的普及，越來(lái)越多的人擁有了便捷的交通工具。汽車是靠車輪來(lái)行駛的，通常輪子被視做人類最古老、最重要的發(fā)明，以至我們經(jīng)常把它和火的使用相提并論，雖然輪子的使用只有六千個(gè)年頭。足見(jiàn)車輪是多么重要。正是因?yàn)槠嚨钠占?，車輪的使用更為頻繁，更新?lián)Q代的時(shí)間也更加短暫了。車輪的堅(jiān)固耐磨的同時(shí)，還要迅速的大批量生產(chǎn)，才能滿足用戶們對(duì)車輪的需求量。鋁合金輪轂以其美觀大方、安全舒適等特點(diǎn)博得了越來(lái)多私家車主的青睞?，F(xiàn)在，幾乎所有的新車型都采用了鋁合金輪轂，并且很多車主朋友也將原來(lái)車上用的鋼圈輪轂換成鋁合金輪轂。對(duì)于高速行駛的汽車來(lái)說(shuō)，因輪轂變形、制動(dòng)等產(chǎn)生的高溫爆胎、制動(dòng)效能降低等現(xiàn)象已屢見(jiàn)不鮮。而鋁臺(tái)金的熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼、鐵等大三倍，散熱效果自然要好得多，從而增強(qiáng)了制動(dòng)效能、提高了輪胎和制動(dòng)盤的使用壽命、有效的保障了汽車的安全行駛。裝有鋁合金輪轂的汽車一般都采用子午線輪胎。子午線輪胎的緩沖和吸震性能優(yōu)于普通輪胎。這樣，汽車在不平的道路上或高速行駛時(shí)，舒適性將大大提高。由于鋁合金輪轂重量輕(與同樣規(guī)格的鋁或鋼輪轂相差約2kg)、制造精度高，所以在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)變形小、慣性阻力也小。這有利于提高汽車的直線行駛性能、減輕輪胎滾動(dòng)阻力，從而減少油耗。跟著市場(chǎng)全球化的成長(zhǎng)，跨國(guó)公司紛紛在我國(guó)投資，或加年夜在我國(guó)的采購(gòu)份額。今朝，具有較多優(yōu)勢(shì)的輕合金材料已慢慢普遍的應(yīng)用于各個(gè)規(guī)模，特殊是伴跟著汽車、摩托車制造業(yè)的成長(zhǎng)，鋁鎂合金材料成形及其車輪制造業(yè)獲得了前所未有的成長(zhǎng)機(jī)緣。21世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)全球化浪潮，敦促了汽車工業(yè)的市場(chǎng)一體化、分工專業(yè)化、財(cái)富規(guī)?；目焖俪砷L(zhǎng)，鋁鎂合金車輪企業(yè)也已形成向多家汽車廠供貨、跨國(guó)供給的場(chǎng)所排場(chǎng)。汽車車輪需求首要來(lái)悔改增汽車產(chǎn)量，售后市場(chǎng)車輪需求則與汽車保有量有關(guān)。2005年全球汽車車輪需求約4.13億只，其中鋁車輪需求約1.78億只。中國(guó)市場(chǎng)2005年車輪需求約3500萬(wàn)只，其中鋁車輪約2000萬(wàn)只。按照中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)有關(guān)車輪行業(yè)“十一五”成長(zhǎng)規(guī)劃的資料，2004年我國(guó)車輪總產(chǎn)銷量約5500萬(wàn)件，其中國(guó)內(nèi)OEM量約2900萬(wàn)只，其中乘用車車輪1640萬(wàn)只（鋼制車輪540萬(wàn)件，鋁車輪約1100萬(wàn)件），商用車車輪1260萬(wàn)件。據(jù)測(cè)算，2004年全球汽車車輪總需求量約36150萬(wàn)件，其中鋁車輪約16296萬(wàn)件。國(guó)外鋁合金車輪制造業(yè)在20世紀(jì)70年月獲得快速成長(zhǎng)。如北美輕型車鋁車輪，1987年只占19％，到2001年已占到58.5％；日本轎車裝車率跨越45％；歐洲跨越50％。

一般輪轂制造企業(yè)最小出產(chǎn)規(guī)模不低于年產(chǎn)120萬(wàn)只，產(chǎn)量年夜的企業(yè)已跨越萬(wàn)萬(wàn)只。其首要市場(chǎng)為面向年夜中型車輛整車廠配套供貨，有的首要面向維修市場(chǎng)，有的兩者兼而有之。

北美鋁合金車輪市場(chǎng)成長(zhǎng)具有代表性。表1給出北美鋁、鋼車輪2001年、1999年的發(fā)賣量和市場(chǎng)據(jù)有率?？梢钥闯鰞赡觊g鋁合金車輪市場(chǎng)據(jù)有率增添7.2個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)賣量增添近700萬(wàn)只；鋼車輪市場(chǎng)據(jù)有率亦下降7.2個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)賣量削減近300萬(wàn)只。北美鋁合金車輪外徑以16英寸使用最多，2001年轎車使用率占55％以上，供給量超萬(wàn)萬(wàn)只；輕型車使用率在59％以上，供給量為1275萬(wàn)只；其次使用最多的是外徑15英寸的鋁輪，分袂占轎車、輕型卡車用量的30％和26％，供給量均在500萬(wàn)只以上。跟著我國(guó)汽車市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)，不竭引進(jìn)手藝，鋁合金車輪的制造和應(yīng)用也迅猛成長(zhǎng)起來(lái)。1988年我國(guó)第一家鋁合金車輪企業(yè)戴卡鋁輪轂制造有限公司成立，進(jìn)入20世紀(jì)90年月，廣東南海中南鋁等一批鋁合金車輪制造企業(yè)迅速成立起來(lái)，鋁合金車輪迅速在我國(guó)獲得推廣。到2003年，我國(guó)摩托車鋁車輪裝車率已跨越55％，汽車裝車率已跨越50％。今朝全球鋁車輪年需求量約1.78億件，中國(guó)約2000萬(wàn)件。國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中國(guó)汽車零部件的需求在快速增添，車輪是零部件出口的首要產(chǎn)物，曩昔5年車輪出口的復(fù)合增添率達(dá)48.1％，05年出口額為15.69億美元，06年上半年出口達(dá)10.49億美元，占零部件出口總額的11％。在2004年，ZCW（萬(wàn)豐奧特）、ZNA（中南鋁）、戴卡（戴卡），均獲“中國(guó)名牌”產(chǎn)物稱號(hào)。萬(wàn)豐奧特公司建樹于1994年，從出產(chǎn)摩托車鋁合金車輪起步，經(jīng)由十年飛速成長(zhǎng)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)鋁合金車輪行業(yè)成長(zhǎng)最快、勢(shì)頭最猛的企業(yè)。其旗下萬(wàn)豐奧威是一家專業(yè)出產(chǎn)汽車鋁輪的公司，2006年鋁合金車輪產(chǎn)能約為540萬(wàn)件，估量2010年將達(dá)800～1000萬(wàn)件。鎂合金在常溫下等閑脆裂，鍛造溫度須在200℃以上至400℃之間。但鎂合金在高溫下，尤其在跨越

以北美鋁合金車輪市場(chǎng)為例，在前些年，輪轂直徑仍是以13～14英寸為主，此刻的主流市場(chǎng)則是以15-16英寸，甚至17英寸。如表4所示。從表4可以看出，16英寸車輪所占市場(chǎng)份額最年夜、增添也最快，從1997年占車輪市場(chǎng)38.3％，到1999年上升到45％，2001年已占到57.7％。其次是15、17英寸車輪，占總市場(chǎng)份額分袂為27.62％和11.77％。18、19、20英寸年夜直徑車輪市場(chǎng)上也有默示。據(jù)猜測(cè)，未來(lái)的幾年，18英寸直徑車輪將會(huì)成為轎車車輪的尺度設(shè)置裝備擺設(shè)。車輪出產(chǎn)商已最先著手放置22、24英寸及以上車輪的出產(chǎn)線，以應(yīng)付市場(chǎng)的新需求。大直徑車輪與輪胎組合，比小直徑車輪與輪胎組合，更顯現(xiàn)代、霸氣和時(shí)髦。因?yàn)榇笾睆?、寬輪轂，使輪胎與地面的接觸面積更加寬廣，從而增添汽車與地面的附出力和摩擦力，使汽車的性能更好，提高汽車的安全性。一般要求與扁平輪胎相匹配。但大直徑、寬輪轂，也會(huì)發(fā)生使輪胎磨損加速的不利影響。為了減輕車輪重量、提高強(qiáng)度，一般采用鍛造工藝、組裝式工藝出產(chǎn)車輪，可減輕重量20％。還可采用高強(qiáng)度鎂合金、鈦合金制造車輪。但會(huì)使成秘聞應(yīng)增添。為了降低車輪噪聲，有的在輪輻和輪輞之間，加一不凡橡膠連系件?？梢阅暌鼓暌菇档蛙囕喸肼暎⑻岣咂嚜?dú)霸不變性。為了使車輪更美不美觀，一般采用鍍鉻、拋光、噴漆、噴粉、加裝不銹鋼或塑料轂蓋、壓鑄花紋、改良車輪設(shè)計(jì)圖案等法子。以上充分說(shuō)明了鋁合金輪轂的應(yīng)用之廣。而加工零件不算太大的鋁合金輪轂用一般的機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)，但是操作繁瑣復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員的要求特別高，而且無(wú)法保證其精度。鑒于此，特設(shè)計(jì)一臺(tái)專用于加工直徑為480mm的鋁合金輪轂內(nèi)圓的機(jī)床，夾裝方便，定位準(zhǔn)確，保證精度，更為重要的是，可以使受過(guò)一般培訓(xùn)的人員很快的熟悉機(jī)床的使用，操作簡(jiǎn)便，并可一人多機(jī)同時(shí)工作，且效率大為提高。

2整體方案設(shè)計(jì)2.1內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計(jì)的要求為工件轉(zhuǎn)速80r/min,刀具軸向進(jìn)給速度為0.5mm/r，切削深度1mm。該立式專用車床由床身、主軸箱、溜板箱、刀架、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。主軸箱內(nèi)，主要零部件有蝸輪，蝸桿，兩對(duì)直齒圓柱齒輪，三根軸，絲杠等部分組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器，帶動(dòng)蝸桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，蝸桿和蝸輪嚙合傳動(dòng)，蝸輪安裝在主軸上，因此帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸上裝配有蝸輪，直齒圓柱齒輪及輪轂夾具，輪轂夾具旋放置主軸箱上方，蝸輪位于主軸中間部位，直齒圓柱齒輪裝配與主軸下端。一對(duì)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)，主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪，從動(dòng)輪和二軸上的齒輪嚙合，齒輪帶動(dòng)二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，二軸和三軸上的齒輪嚙合帶動(dòng)三軸轉(zhuǎn)動(dòng)，三軸上部裝配有牙嵌式離合器。因?yàn)榇塑嚧膊煌谄渌嚧玻淞⑹降慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了許多結(jié)構(gòu)上不同于其他臥式車床的布局和功能。潤(rùn)滑系統(tǒng)，并沒(méi)有采用常見(jiàn)的油液飛濺潤(rùn)滑，而是安裝了一臺(tái)油泵，將油池中的潤(rùn)滑油，以油泵為動(dòng)力，通過(guò)管道，輸送到箱體上部，利用油的重力自上而下潤(rùn)滑，安全可靠，供油充分及時(shí)，沒(méi)有供油的盲點(diǎn)存在。同時(shí)，為了使箱體底部的油能聚集在一起容易被油泵重新吸收，所以在機(jī)床的底部，加工有凸臺(tái)，這樣，不僅使落下來(lái)的油聚集到一處，還減小了軸的長(zhǎng)度，節(jié)省材料。設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)時(shí)，要考慮到立式車床的布局特點(diǎn)，導(dǎo)軌垂直安放，所以要防止導(dǎo)軌因重力而下滑，所以應(yīng)采用有自鎖效應(yīng)的絲杠。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)因?yàn)橹鬏S的速度要求是80r/min,而電機(jī)的速度是750r/min，所以主軸要減速，主要是依靠蝸輪蝸桿，蝸輪蝸桿能傳遞較大的傳動(dòng)比。主軸和絲杠間多設(shè)計(jì)一根軸，除了防止降速比過(guò)大以外，還有防止立柱與工件的干涉的原因。因?yàn)榇嬖趦?nèi)鏈，要求刀具的軸向進(jìn)給量是1mm/r，所以根據(jù)導(dǎo)程估算，可以確定主軸和絲杠的傳動(dòng)比為i=9，以便滿足進(jìn)給要求。退刀時(shí)要求電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器需要處于離開的狀態(tài)，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)絲杠進(jìn)給手柄，通過(guò)錐齒輪的嚙合傳動(dòng)來(lái)完成退刀。結(jié)構(gòu)原理圖和尺寸聯(lián)圖如圖2.1和圖2.2.

圖2.SEQ圖2\*ARABIC1結(jié)構(gòu)原理圖圖2.SEQ圖2\*ARABIC2尺寸聯(lián)系圖2.3傳動(dòng)的特點(diǎn)

蝸輪蝸桿傳動(dòng)平衡，沖擊小，傳動(dòng)比大，并且結(jié)構(gòu)緊湊，在做減速動(dòng)力傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比的范圍為5--70；由于蝸桿蝸輪嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大，摩擦磨損大，傳動(dòng)效率較低，通常容易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，常需要較貴的減磨耐磨材料來(lái)制造蝸輪，故成本很高；當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角是機(jī)構(gòu)反行程具有的自鎖性。

齒輪機(jī)構(gòu)是在各種機(jī)構(gòu)中被應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它依靠輪齒齒廓直接接觸來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并且具有傳遞功率的范圍大，傳動(dòng)的效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)；但也存在對(duì)制造和安裝精度要求高以及成本較高等缺點(diǎn)。

螺旋結(jié)構(gòu)有螺桿，螺母和機(jī)架構(gòu)成。一般情況下，它是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。螺旋機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是能夠獲得較大的減速比和力的增益，還可有自鎖性。他的主要缺點(diǎn)是機(jī)械效率一般較低，特別是具有自鎖性時(shí)，效率將低于40%。

3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1選取電機(jī)3.1.1計(jì)算切削力：(3.1) (3.2)(3.3)根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）》表2-2，可知高速鋼刀具參數(shù)為， 刀 尖 圓 弧 半 徑 ，取1.0(3.4)2.1.2計(jì)算切削功率(3.5)3.1.3電動(dòng)機(jī)的功率(3.6)8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)效率為0.97彈性聯(lián)軸器和離合器的效率為0.99四頭蝸桿的效率為0.85球軸承的效率為0.99滾子軸承的效率為0.98螺旋傳動(dòng)的效率為0.4(2.7)(3.8)3.1.4選擇電動(dòng)機(jī)選擇同步轉(zhuǎn)速為750r/min,8級(jí)的Y132M電機(jī)，該電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為710r/min,重達(dá)79kg，功率為3kW.該類電機(jī)具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之我點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工作環(huán)境溫度不超過(guò)C，相對(duì)溫度不超過(guò)95%，海拔高度不超過(guò)1000m，額定電壓380V,頻率50Hz。適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上。選用機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣的電動(dòng)機(jī)。3.2設(shè)計(jì)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)已知,,蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)，實(shí)際傳動(dòng)比3.2.1選擇蝸桿類型采用，阿基米德蝸桿(ZA型)，設(shè)計(jì)使用壽命為100000h。3.2.2選取蝸輪蝸桿材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度低，故蝸桿用45鋼，又希望傳動(dòng)效率高，耐磨性好，所以蝸桿螺旋齒面要求淬火處理，硬度為45-55HRC，蝸輪材料用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。齒圈用青銅制造，輪芯用灰鑄鐵HT100制造。3.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》(以下簡(jiǎn)稱《機(jī)設(shè)》)公式（11-12），傳動(dòng)中心距(3.9)（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩=4，初步估算效率，則(3.10)（2）確定載荷系數(shù)K蝸桿的工作載荷可視為工作穩(wěn)定，受小沖擊，所以取載荷分布不均系數(shù)，根據(jù)《機(jī)設(shè)》表11-5可選使用系數(shù);并且轉(zhuǎn)速不是很高，受沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù);則(3.11)(3)確定彈性影響系數(shù)上面選用了鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配對(duì)，所以。(4)確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值，由《機(jī)設(shè)》圖11-18中可查得。（5）確定許用接觸應(yīng)力蝸輪的材料是鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可從《機(jī)設(shè)》表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (3.12) 壽命系數(shù)（3.13）則 （3.14）（6）計(jì)算中心距 （3.15） 取中心距，因，故由《機(jī)設(shè)》表11-2中取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時(shí) ，從《機(jī)設(shè)》圖11-18中可查得接觸系數(shù)，所以，因此，以上計(jì)算結(jié)果可用。3.2.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸(1)蝸桿軸向齒距;直徑系數(shù);齒頂圓直徑;齒根圓直徑;分度圓導(dǎo)程角;桿軸向齒厚;(2)蝸輪蝸輪齒數(shù),變位系數(shù);驗(yàn)算傳動(dòng)比，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為，這是允許的。蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑3.2.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（3.16）當(dāng)量齒數(shù)（3.17）根據(jù)以及，查《機(jī)設(shè)》圖11-19中可查得齒形系數(shù)。螺旋角系數(shù)（3.18）許用彎曲應(yīng)力在《機(jī)設(shè)》表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力。壽命系數(shù)（3.19）（3.20）（3.21）彎曲強(qiáng)度是滿足要求的3.2.6驗(yàn)算效率（3.22）已知;;與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。（3.23）根據(jù)《機(jī)設(shè)》表11-18中用插值法查得、，代入公式，得，大于原估計(jì)值，所以按估算值即可。3.3直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)由于該機(jī)床負(fù)載相對(duì)比較平穩(wěn)，沖擊小，故選用直齒齒輪進(jìn)行傳動(dòng)。由初步對(duì)導(dǎo)程的估算，可得主軸與絲杠的傳動(dòng)比為1：9，故主軸與絲杠間用兩對(duì)齒輪副進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)比為.選用8級(jí)精度直齒圓柱齒輪，設(shè)計(jì)工作壽命為100000h，選小齒輪的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。由于齒根的彎曲疲勞計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，所以通常用于高精度的齒輪傳動(dòng)，在此，只按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)，小齒輪的轉(zhuǎn)速2.3.1按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（3.24）(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值初步選定載荷系數(shù)。(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（3.25）1）根據(jù)《機(jī)設(shè)》表10-7選取齒寬系數(shù)。2）根據(jù)《機(jī)設(shè)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。3）根據(jù)《機(jī)設(shè)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。4）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（3.26）（3.27）5）根據(jù)《機(jī)設(shè)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù);.6)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，則（3.28）（3.29）(3)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。（3.30）2）計(jì)算圓周速度。（3.31）3）計(jì)算齒寬。（3.32）4）計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù)（3.33）齒高（3.34）5）計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)，8級(jí)精度，查《機(jī)設(shè)》圖10-18查得動(dòng)載系數(shù);真齒輪;查《機(jī)設(shè)》表10-2查得使用系數(shù);查《機(jī)設(shè)》表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，。由，查《機(jī)設(shè)》圖10-13得;故載荷系數(shù)（3.35）6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，則（3.36）7）計(jì)算模數(shù)。（3.37）齒面的接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，與齒輪直徑有關(guān)，因?yàn)橹鬏S直徑較大，所以取齒輪的模數(shù)，以增大齒輪直徑，提高其承載能力。3.3.2幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑（3.38）（3.39）(2)計(jì)算中心距（3.40）(3)計(jì)算齒輪寬度（3.41）即兩對(duì)齒輪副可取齒寬3.4螺紋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.4.1選取螺桿和螺母的材料螺桿材料要有充分的耐磨性，螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度之外，還應(yīng)要還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。所以螺桿選用40Cr為材料，螺母選用ZCuZn25Al6Fe3Mn3。螺母的結(jié)構(gòu)選用整體式。整體式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，雖磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，但比較適合在精度要求較低的螺旋中使用。由于螺旋傳動(dòng)要求自鎖，所以采用單線螺紋。選取梯形螺旋。受到的軸向載荷為30000N。3.4.2計(jì)算具體參數(shù)對(duì)于梯形螺紋，中徑為（3.42）故選取螺紋中徑公稱直徑為：50mm由計(jì)算可知外螺紋小徑;內(nèi)螺紋大徑;螺距;導(dǎo)程;螺母高度（3.43）旋合圈數(shù)（3.44）螺紋的工作高度;工作壓強(qiáng);3.4.3驗(yàn)算自鎖螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù);螺紋升角為：0.414°;（3.45）所以滿足自作條件。計(jì)算驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩（3.46）3.4.4校核強(qiáng)度(1)耐磨性計(jì)算選取ξ為0.8;φ為1.8;許用壓強(qiáng)[p]為22MPa;則（3.47）因，所以，將其代入到上式之中，經(jīng)過(guò)整理可得（3.48）對(duì)于梯形螺紋，，則（3.49）(2）計(jì)算螺桿強(qiáng)度螺桿當(dāng)量應(yīng)力(3）螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙底寬度為0.65mm螺桿抗剪強(qiáng)度（3.50）螺桿抗彎強(qiáng)度（3.51）螺母抗剪強(qiáng)度（3.52）螺母抗彎強(qiáng)度（3.53）,,,,所以滿足螺紋牙強(qiáng)度的要求。(4）螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算一端固定且一端不完全固定長(zhǎng)度系數(shù);螺桿的最大的工作長(zhǎng)度;螺桿材料的彈性模量;臨界載荷螺桿所受軸向力遠(yuǎn)小于臨界載荷，所以滿足螺桿穩(wěn)定性的要求。(5）螺桿的剛度計(jì)算螺桿材料的切變模量;軸向載荷沿導(dǎo)程所產(chǎn)生的變形量;轉(zhuǎn)矩作用于導(dǎo)程產(chǎn)生的變形量;導(dǎo)程的總變形量。3.5主軸的設(shè)計(jì)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 （3.54）由上式可得軸徑（3.55）其中（3.56）查得軸的材料45鋼時(shí)，;可得。按車床主參數(shù)最大加工直徑來(lái)確定主軸前軸頸直徑取為480mm，,,所以主軸軸頸處直徑為95mm.4結(jié)論經(jīng)過(guò)多次精細(xì)的驗(yàn)算，使機(jī)床的設(shè)計(jì)思路、方法及結(jié)果正確，可以初步判定設(shè)計(jì)的專用立式車床滿足設(shè)計(jì)題目的要求，使工件轉(zhuǎn)速達(dá)到80r/min，刀具軸向進(jìn)給速度為0.5mm/r，切削深度1mm。該專用立式車床由床身、主軸箱、溜板箱、刀架等部分組成。電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，主軸前端裝有卡盤，可以裝工件裝夾在上面，主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)可以帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，使工件轉(zhuǎn)速達(dá)到80r/min。主軸與第二軸用直齒圓柱齒輪嚙合傳遞動(dòng)力和扭矩。第二軸與第三軸間也用直齒圓柱齒輪進(jìn)行傳遞動(dòng)力和扭矩。第三軸通過(guò)離合器帶動(dòng)絲杠傳動(dòng)，離合器的作用是在需要絲杠工作的時(shí)候與第三軸連接，不需要絲杠工作的時(shí)候斷開嚙合，降低能耗，減少磨損。主軸和第三軸間設(shè)第二軸的目的是為了不使降速的傳動(dòng)比過(guò)大，同時(shí)也為了不使該機(jī)床的立柱與工件發(fā)生碰撞，故主軸與第三軸的距離必須大于工作的半徑，一舉兩得。絲杠的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，為了防止溜板箱沿導(dǎo)軌下滑，將絲杠設(shè)為具有自鎖性的絲杠，但這也犧牲了不少傳動(dòng)效率，目前為止，還會(huì)發(fā)現(xiàn)解決這類問(wèn)題的最簡(jiǎn)單的方法，希望以后能找出既具有自鎖又不降低傳動(dòng)效率的絲杠傳動(dòng)。潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)油泵供油潤(rùn)滑，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿可以通過(guò)帶傳動(dòng)連接齒輪泵，使油通過(guò)導(dǎo)管自上而下供油，而床身底部的油再通過(guò)油泵回收，可以反復(fù)利用，不會(huì)污染環(huán)境，不會(huì)加大消耗，節(jié)約資源。人們?yōu)榱颂岣邉趧?dòng)生產(chǎn)率而制造了機(jī)器，為了提高機(jī)床的生產(chǎn)器而制造了專用機(jī)床，所以該專用立式車床的目的是要提高生產(chǎn)制造產(chǎn)品的生產(chǎn)率。而實(shí)驗(yàn)證明，這是可靠的，專用立式機(jī)床極大的提高了生產(chǎn)專用零件的生產(chǎn)率，同時(shí)可以降低對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)要求，使其變得簡(jiǎn)單易學(xué)，操作簡(jiǎn)便。參考文獻(xiàn)[1]盛延明,盧愛(ài)文,張濤.C534J立式車床主電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J]

.防爆電機(jī),2000,4:36-37

[2]肖旨良.C5112A立式車床改造[J].機(jī)械工人(冷加工),2007,3:51-60

[3]王新.C5116A型立式車床的數(shù)控改造[J].中國(guó)設(shè)備工程，2008,10:55[4]王梅香.DKZ2100立式車床走刀箱蝸桿蝸輪的改造[J].機(jī)械管理開發(fā),2009,10:117-119

[5]黃傳輝.車床主軸箱磨損微粒形態(tài)特征研究[J].潤(rùn)滑與密封,2006,5:105-108[6]郭銳.立式車床滾珠絲杠裝配精度分析[J].機(jī)械制造，2000,38:25-26[7]鄧效忠,吳云斌,蘭新哲.立式車床降低噪聲的實(shí)驗(yàn)研究[J].機(jī)械傳動(dòng)，2002,3:50-51[8]陳錫渠，魏增菊，王占奎，冀紅舉.立式車床靜壓導(dǎo)軌支承工作臺(tái)的熱變形研究與改進(jìn)[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009,37:48-50[9]倪家莉，鄭勇，付平.立式車床上大圓柱體上R弧槽機(jī)械加工方法[J].煤礦機(jī)械，2010,31:121-122[10]馬春祥，李占寶，李嘉樹.立式車床主軸旋轉(zhuǎn)液壓缸的技術(shù)改造[J].液壓氣動(dòng)與密封，2009,1:61-62[11]陳樹峰.普通車床的擴(kuò)大使用與改進(jìn)[J].煤礦機(jī)械，2003,12:90-91[12]王士軍.提高在普通車床上車削傳動(dòng)絲杠精度的措施[J].機(jī)械制造，1998,3:24[13]梁銳.用普通車床加工小模數(shù)齒條[J].機(jī)械制造，1998,2:25[14]吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],第3版.北京:高等教育出版社，2006.5[15]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M],第8版.北京:高等教育出版社，2006.5[16]盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M],第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.12[17]\o"ViewcontentwhereAuthorisM.Michalí?ek"M.Michalí?ek.CompensationofGeometricAccuracyandWorkingUncertaintyofVerticalLathes[J].\o"LinktotheBookofthisChapter"RecentAdvancesinMechatronics,2010,5:371-376[18]\o"ViewcontentwhereAuthorisJ.Marek"J.Marekand\o"ViewcontentwhereAuthorisP.Blecha"P.Blecha,CompensationofAxesatVerticalLathes[J].\o"LinktotheBookofthisChapter"RecentAdvancesinMechatronics,2010,5:383-388基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于