基于摇臂钻床轴向螺旋直线驱动设计

《基于摇臂钻床轴向螺旋直线驱动设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于摇臂钻床轴向螺旋直线驱动设计（25页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、南京理工大学毕业设计（论文）基于摇臂钻床轴向螺旋直线驱动设计目 录摘 要IAbstractII1绪论11.1 研究目的和意义11.2研究的主要内容22 基本内容和技术方案23 摇臂的回转设计33.1 导套的设计33.2导套加紧块的设计43.3摆动块的设计53.4 推力轴承的选择63.5 旋转模型图74.左摇臂部件设计84.1左横臂设计84.2 导轨的设计94.3 丝杠螺母传动设计94.3.1丝杠的设计104.3.2螺母的设计114.4丝杠安装轴承的选用和校核124.5 蜗杆蜗轮传动设计134.6 蜗杆安装轴承的选用和校核144.7电机的选用155 右摇臂部件设计165.1 右横臂的结构设计16

2、5.2 传动轴的设计175.3 传动轴轴承的选用和校核176总结18参考文献19致谢20摘 要普通钻床只能加工形体较小,结构简单的工件,而对于在特殊的加工条件下，如工件体积和重量都较大、固定不能移动等，普通钻床便很难加工,只能采用专用钻床。 专用钻床是在普通机床的基础上，根据待加工工件或加工所处的特殊条件而设计制造出来的，因而能够满足特定的加工要求。水力发电机为了满足大发电量的要求一般都做的体积都比较大，重量可达几吨甚至几十吨。其安装孔不便于在车间里进行，只能在工地现场加工，所以需要设计出符合实际情况的专用钻床。我国的水电站发电机机座安装孔的加工一直依赖于进口的专用摇臂钻床，价格昂贵，加工成本

3、较高。因此设计出我国的水电站发电机安装孔专用摇臂钻床具有重大意义。我主要针对专用摇臂钻床的摇臂部件进行研究和设计。根据此专用摇臂钻床的设计要求，摇臂要能够绕立柱摆动（360°）和直线移动（1000mm），直线移动能机动，到位后能夹紧。根据设计要求和特点，设计如下：将摇臂的结构设计成双边式的，即将变速箱与主轴箱分别安装在摇臂的两边。变速箱的动力通过中空的摇臂传递给回转部件，最后传递给主轴箱。摇臂的摆动可通过在立柱外安装导套，导套与立柱上的丝杠组成丝杠螺母副，丝杠旋转，则可带动整个摇臂沿立柱上下移动。将摆动块安放在到导套上，导套与摆动块之间通过推力轴承连接。摇臂设计成左、右两个，分别位于

4、摆动块的两侧，并以摇臂的底面与摆动块组成导轨副。导套静止，摆动块可绕导套自由摆动。导套沿立柱上下移动到位后、摆动块摆动到位后，采用液压哈弗机构将他们加紧。左摇臂内部通过丝杆螺母传动和蜗杆蜗轮传动驱动整个摇臂左右移动，右摇臂内部通过传动轴将变速箱的动力传递给回转部件。摇臂水平移动到位后通过摆动块上的液压加紧柱将摇臂加紧。关键词：摇臂钻床；变速箱；丝杠；蜗杆。AbstractNormal drilling machine can process is very small，Simple structure。For the special processing conditions，Such as

5、the volume and weight，Fixed cannot move, etc。Normal drilling and difficult process，Only use appropriative drill。Special drill machine is in the common basis for machining, according to the specific processing or manufacturing conditions and design. Thus can satisfy the specific requirements of the p

6、rocessing. Hydraulic generators in order to meet the requirements of the large volume of usually do is larger, The weight of several tons of even a few tons. The mounting holes do not facilitate in the workshop, only at the site, So we need to design a tally with the actual situation of special dril

7、l. Our hydropower installation hole machining standby generator is always rely on imports of radial drilling machine, expensive cost is higher. Design of hydropower station in radial drill hole special generator installation is of great significance. I major in special radial drill rocker components

8、 research and design. According to the special requirements of the radial drilling machine design. The rocker to around the mast swing (360), Straight-line movement (1000mm), Linear motor can move, After putting in place to clamp. According to the characteristics and design requirements, design belo

9、w: The structure design into the rocker will bilateral type, Soon gearbox and spindle box installed in the side of the rocker respectively. The power transmission through hollow rocker to rotary parts, Finally to spindle box. The swing through radial installation guide in the post, With the guide of

10、 the ball screw component ball screw nut pair, Ball screw rotation, Can drive the rocker move along the pillar. Will swing to guide the block placed swing with, through the thrust bearing connection between blocks. The rocker design into left and right, located in two sides of swinging block, And in

11、 the bottom rocker and swinging blocks guide. Still, bushing swinging block can the set of free-swings. Move along the pillar bushing after putting in place, Swing mated swing block, Adopts hydraulic harvard institutions will inte. Left rocker internal through wire rod nut worm and worm gear transmi

12、ssion of the radial move around, Right radial shaft transmission through the internal motivation to be turning parts. After moving through the rocker level position on the block up swinging column will rocker hydraulic intensify.Keywords： Radial drilling machine, Gearbox, Ball screw, The worm1绪论1.1

13、研究目的和意义 钻床主要用来加工工件上的孔,其应用在各方面都广泛。常见的钻床，钻头的旋转为主运动，钻头的轴向移动为进给运动。钻床可加工通孔、盲孔等，如果更换特殊的刀具，则加工范围变大，可进行扩、锪、铰或进行攻丝等加工。钻床的结构相对较为简单，加工精度较低。常见的钻床有立式钻床、深孔钻床和摇臂钻床，全属于普通机床普通钻床可以加工常见的体积重量都较小的工件，可是对于在特殊的加工条件下，如工件体积和重量都较大、固定不能移动等，普通钻床便很难加工，所以普通钻床的加工范围不大，而需要专用钻床。专用钻床是在普通机床的基础上，根据待加工工件或加工所处的特殊条件而设计制造出的钻床。专用钻床现已广泛地在我国纺织

14、机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业。近年来专用钻床的发展速度很快，其中主要发展方向为：钻削孔径向小方向延伸，说明技术含量高，质量要求严格； 主轴向多轴发展,可以同时加工多件工件，提高加工效率；主轴转速高，应用先进的电主轴，运转平稳、精度提高；进给速度范围广且大，因此专用钻床这些年来由于先进技术的应用，水平提高很快。国外发达国家由于发展较早，用于此加工的专用钻床早已研发出来。我国的在此方面的研究起步晚，与国外发达国家有一定的差距，但随着我国经济的迅猛发展，此方面的研究也取得了很大的突破，与国外的先进设备和技术的差距将越来越小

15、。水力发电机为了满足大发电量的要求一般都做的体积都比较大，重量可达几吨或几十吨，甚至更大。因此水力发电机的制造比较难。其承受巨大的水力冲击，发电机的稳定性和安全性是很重要的，因此其机座必须深埋在地下，并用混凝土浇筑、加固后，才将发电机装在机座上。 发电机与机座的联接方式采用最常用的螺栓螺孔。发电机机座体积、重量大、深埋于地下、形成一个圆形地坑。其安装孔的加工不便于在车间里进行，只能在工地现场加工，而常用的钻床是安装在固定的车间里的，工件运动而机床不动。所以需要设计出符合实际情况的专用钻床。我国的水电站发电机机座安装孔的加工一直依赖于进口的专用摇臂钻床，价格昂贵，加工成本较高。因此设计出我国的水

16、电站发电机安装孔专用钻床具有重大意义。 通过设计此专用钻床，巩固了我们大学四年的所学知识，并且将所学的知识进行一次实战应用，培养我们分析问题，解决问题的能力，并为我以后的学习和工作积累宝贵的经验和提供指导。1.2研究的主要内容此专用钻床的总体设计主要内容为：钻床的3个方向的行程是X=1000mm，W=1500mm，Z=300；钻床的主轴箱要求可以摆动，以补偿大型钻床底座的水平度，因此要求钻床的主轴箱在水平面内在X和Y两个方向上实现±5°的摆动；钻床的的最大设计钻孔攻丝直径是80mm；我所设计的摇臂部件的设计要求如下：要求摇臂能摆动（360°）和直线移动（1000m

17、m），直线移动能机动，到位后能夹紧。2 基本内容和技术方案此摇臂的总体设计改变普通摇臂钻床的结构形式，即摇臂呈现单边悬梁式，而是采用双边式，即采用将主轴与变速箱分开安装在摇臂的两头，即变速箱在摇臂的一边，主轴在摇臂的另一边。摇臂改变为分为左右两个。要实现摇臂的360°摆动，则可以先设计出一个导套，导套与立柱配合，在导套上加工有一个通孔，且加工有全螺纹，与立柱上的丝杠组成丝杠螺母副，丝杠转动带动导套沿丝杠上下移动，在导套上有一径向的通孔，在孔中安装夹紧块，当导套移动到预定位置，采用液压力压紧夹紧块，夹紧块顶紧立柱，考夹紧块与立柱的摩擦力使上下运动定位夹紧。摆动块安装在导套上，导套与摆动

18、块的通过推力轴承连接,摆动块上开有摇臂移动的导轨槽,还开有能在导套上加紧的哈弗机构和能将移动到位的摇臂加紧的液压机构。摇臂分为两个横臂分别悬挂在摆动块的左右两边，左横臂主要实现带动摇臂沿水平面左右移动，右横臂实现将变速箱的动力传递给回转部件。为了实现摇臂的移动，左横臂除了承受变速箱、回转部件、主轴的部分重量外，还要能够移动。通过多种方案的比较，最终采用在左横臂里面安装丝杠螺母机构来实现，即丝杠安装在左横臂内部，螺母固定在摆动块上，由单独的电机带动丝杠转动，则摇臂则相对于摆动块左右移动。由于在横臂的端部安装电机较为困难，则将电机安装在左横臂的侧面，这时电机的输出轴与丝杠垂直， 且电机的额定转速一

19、般较高，需要变速装置，为了减小机床的重量和体积，减小材料的消耗，降低成本，综合分析，确定采用蜗杆蜗轮传动机构。将蜗轮装在丝杠上，蜗杆垂直装在横臂上，蜗杆一端与电机通过联轴器连接。这样来既解决了电机输出轴与丝杠垂直的动力传递，又凭借蜗轮蜗杆可实现大传动比的特点省去了变速装置，实现结构紧凑、减小机床的重量和体积，减小材料的消耗，降低成本。右横臂只用来传递变速箱到回摆部件的动力，故在右横臂内部只需安装一根传动轴即可。由于左右横臂内部都得要实现传递动力的要求，则左右摇臂都设计成空心的。整个方案如下：3 摇臂的回转设计3.1 导套的设计导套主要实现4个功能。1、承载摆动块和左、右横臂的重量；2、能够使摆

20、动块在其上进行360°的旋转；3、提供与立柱上的丝杠配合的螺纹，组成丝杠螺母副，以带动摇臂能够沿立柱上下移动；4、摇臂上下移动到位后能在立柱上加紧。根据设计思路，确定设计如下：3.2导套加紧块的设计导套加紧块用液压力来将上下移动到位的导套加紧在立柱上，立柱的外表面是圆柱面，故采用哈弗机构的形式来实现加紧。结构如下：3.3摆动块的设计摆动块通过推力轴承安装在导套上，其必须实现4个功能。1、与导套通过轴承连接，围绕导套实现任意角度的旋转；2、摆动块旋转到位后能够在导套上加紧定位；3、为左右横臂的移动提供导轨面；4、能对左右移动到位的横臂进行加紧。其次在摆动块上要设计出摇臂的压板安装位置和

21、与左摇臂中的丝杠相配合的螺母安装位置。为了避免摇臂与摆动块有大接触面，还设计出间隙槽。最后还有两种加紧机构和液压缸安装位置。3.4 推力轴承的选择轴承按其所能承受的载荷方向可分为：径向轴承，又称向心轴承，承受径向载荷。止推轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷。径向止推轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。按轴承工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。摆动块安装在导套上,导套要承受包括摆动块、左右横臂、变速箱、回转部件和主轴箱的所有重量。为了避免摆动块与导套之间的大接触面，为了使导套上的摆动块旋转灵活，需要使用能够承受巨大的轴向力的轴承

22、来连接导套和摆动块。推力圆柱滚子轴承属分离型轴承。 可承受单向轴向负荷，不能限制轴的径向位移。 轴承刚性大，占用空间小，轴向负荷能力大，对冲击负荷的敏感度低。 适用于低转速，常用于推力球轴承无法适用的工作场合。 安装时不允许轴与外壳的轴线有倾斜。假设立柱的外径为600mm，则需选用下层内径为600mm 的推力轴承。查标准得知，只有推力圆柱滚子轴承有600mm的型号，故选用的滚动轴承为推力圆柱滚子轴承，代号为：滚动轴承51811 GB/T 301-199 推力圆柱滚子轴承3.5 旋转模型图总体图加紧导套原理图加紧摆动块原理图4.左摇臂部件设计4.1左横臂设计左横臂主要用来实现驱动横臂在水平面内移

23、动，且驱动机构适宜安装在横臂的内部，所以横臂应设计成空心的，又为了便于在摇臂中安装其他传动机构，则将横臂做成一面挖空的盒状结构，又为了提高横臂的刚度和强度，最后还要设计一个摇臂盖板，使摇臂成为一个相对封闭的整体。这样即满足了传动要求和结构要求，也减轻了这个钻床的重量。左横臂内部的传动的机构有丝杠-螺母传动和蜗杆-蜗轮传动。主要包含的零部件有丝杠、安装丝杠的轴承、轴承端盖、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装轴承和轴承端盖。所以横臂的结构设计应充分满足其内部的零部件的安装要求。其次，横臂与分列与其两边的变速箱和回摆部件有连接关系，需要设计出连接结构。最后由于丝杠-螺母副中的螺母除了与其内部的丝杠配合,还需要安装

24、在摇臂外的摆动块上，故需要在横臂上留出螺母的运动空间。驱动蜗杆的电机的也需要设计出安装位置。设计如下图所示：4.2 导轨的设计导轨是金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动摇臂在水平面内左右移动，需要设计出相应的导向和承载导轨。导轨副中运动的一方为动导轨，不动的一方为支撑导轨。动导轨相对于支撑导轨只能有一个自由度的运动，以保证单一方向的导

25、向性。一般的动导轨相对于支撑导轨作直线运动。按摩擦性质分，常用的导轨可分成滑动导轨和滚动导轨。导轨的设计应满足导向精度、精度保持性、低速运动平稳性、结构简单、工艺性好的要求。导轨材料应耐磨性好、工艺好、成本低。直线移动导轨的的截面基本形式主要有三角形、矩形、燕尾形和圆柱形。在此横臂导轨的设计中根据横臂与摆动块的结构特点和导轨的设计要求，巧妙的以横臂的下矩形底面为动导轨，以摆动块两侧开的矩形槽为支撑导轨，采用摩擦滑动导轨的形式，构成矩形导轨。导轨的材料的就使用摆动块的材料和横臂的材料，即支撑导轨采用铸铁，横臂采用淬火钢。这样既满足导向精度，又使运动平稳，工艺简单，制造方便，调整和维修方便，成本低

26、廉。铸铁与钢之间的动摩擦系数n=0.050.15之间。4.3 丝杠螺母传动设计丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。当丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。丝杠螺母机构的最大特点是利用了斜面原理，将斜面卷曲变形，从而形成罗纹。将转动变成平动。 丝杠转一圈，螺母位移一个螺距。这样省力不省功它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和

27、滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(3040)。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(9298)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用4.3.1丝杠的设计假设这个移动的横臂加上变速箱，回摆部件，主轴箱等部件总体的质量为8吨，则轴向的驱动力F=mgu=8*1000*10*0.05=4000 (N).丝杆的轴向位移L=1040mm,假设丝杠的转速为n=125r/min,所设计的螺纹线升角为20°则丝杠的轴向移动速

28、度（摇臂的移动速度）v=丝杠和螺母的材料都选用45钢，则螺纹传动之间的当量摩擦系数f=0.15,则当量摩擦角则丝杠与螺母传动的螺纹摩擦力矩M=63 (N/m)丝杠的驱动功率P=(kw)丝杠上除了螺纹的设计外，丝杠也是轴类结构，也需要按轴的设计方法。由于丝杠上还需要安装蜗轮-蜗杆传动中的蜗轮，所以需要设计出键槽等结构。丝杠的加工适宜车削，故丝杠的上需要设计出退刀槽，丝杠的安装还需要设计出轴承的安装结构。丝杠的耐磨性校核本螺纹矩形，轴向载荷F=4000N，许用比压【】=7.5 N/mm，采用整体式螺母，所以 mm而d>>d所以耐磨性足以满足强度。丝杠强度校核 45钢的许用应力=220M

29、Pa，外螺纹小径d=55mm,当量应力172MPa<=220MPa则强度满足。螺纹强度校核矩形螺纹牙根部的宽度b=0.5P=2mm，45钢的【】=598MPa，【】=353MPa, =220MPa,=180MPa。剪切强度=MPa<=180MPa弯曲强度 MPa【】=598MPa故螺纹强度足够。4.3.2螺母的设计螺母与丝杠配合组成螺纹传动副,螺母的螺纹的设计与丝杠的设计是一样的,螺母采用与丝杠相同的材料,则不需要在进行强度校核.4.4丝杠安装轴承的选用和校核丝杠驱动横臂左右移动，根据力的作用原理，丝杠也受到横臂对丝杠的在轴向的反作用力，由于在丝杠上安装有蜗轮，蜗轮受到蜗杆的径向力

30、，但径向力不是很大。安装丝杠的轴承就主要受轴向载荷，故适宜选用推力滚动轴承，结合丝杆的设计，选用圆锥滚子轴承较为合适，代号为：滚动轴承30308 GB/T 297-1994.安装方式为面对面安装.预期寿命为4000h,即Lh=4000 h。轴承的校核轴承受到的径向力大概有Fr=1000 N，则受到的轴向力Fa=4000 N ,所以当量动载荷P=0.4Fr+1.6Fa=6800N, 轴承的工作温度小于120，f=1,圆锥滚子轴承=Cr=13 KN< KN 故轴承的寿命满足要求。4.5 蜗杆蜗轮传动设计蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,

31、蜗杆又与螺杆形状相似。 可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑  两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构  蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小  具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁， 即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。上海减速机厂在其重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用  传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严

32、重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高  蜗杆轴向力较大  蜗轮蜗杆机构常被用于减速机两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。蜗杆传动具有结构紧凑，传动比大，传动平稳。振动、冲击和噪声均很小，适宜用于中小功率的场合。根据此摇臂的设计要求的，需要根据摇臂的移动参数确定丝杠螺母的设计参数，有丝杠螺母传动的参数确定蜗杆蜗轮的设计动力参数，再由蜗轮蜗杆的传动动力参数确定驱动横臂移动的电机参数。假设丝杠轴承的效率=0.9，丝杠螺母传动的效率=0.92，开式蜗杆蜗轮传动的效率=0.8，蜗杆安装轴承的效率=0.9，则蜗

33、杆的头数Z=1，蜗轮的齿数Z=30则传动比i=,模数m=5,压力角=20°，蜗杆直径系数q=mm，蜗杆分度圆柱导程角=12.7°，蜗杆的转速为n=125x20=2500 r/min开式蜗杆蜗轮的润滑采用喷油润滑。蜗杆的材料选用碳素钢，蜗轮的材料选用铸锡磷青铜（ZcuSn10P1）蜗杆也是轴类部件,所以蜗杆的结构设计跟轴的结构设计是一样的。蜗杆安装在做横臂上，两端需要用轴承来支撑定位，其次，蜗杆上要设计出与输入电机相连接的键槽等结构。蜗轮是盘类部件，安装在丝杠上，需要在设计出与丝杠通过键连接的轮毂结构。蜗杆蜗轮的具体结构如下：4.6 蜗杆安装轴承的选用和校核蜗杆横向安装在左横

34、臂上，主要受电机的驱动力矩和蜗轮的反作用力，由于蜗轮安装在丝杠上，由蜗轮带动丝杠转动，故蜗轮受到丝杠上的转矩作用，蜗轮与蜗杆的轴向方向垂直，所以蜗杆上的轴向力与蜗轮上的圆周力、蜗杆上的圆周力与蜗轮上的的轴向力、蜗杆上的径向力与蜗轮上的径向力，分别大小相等而方向相反。根据蜗杆的设计和大概受力情况，选用圆锥滚子滚动轴承，代号为：滚动轴承 30306 GB/T 297-1994，采用面对面安装的方式。预期寿命为4000h,即Lh=4000 h。蜗杆轴向力Fa1=Ft2= N蜗杆的径向力Fr1=Fr2=1000 N>e=0.37故当量动载荷P= N轴承的工作温度小于120，f=1,圆锥滚子轴承=

35、，14.18 KN< =43.2 KN 所以满足强度要求。圆锥滚子轴承4.7电机的选用三相异步电动机应用广泛，是一种主要的动力源。在此，要特别强调合理选择电动机的额定功率，如额定功率选择过大，不仅造成设备投资费用增加，而且电动机长期处于低效率低功率因数点运行，是很不合理很不经济的。    三相异步电动机的选用要点        (1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标，合理选择电动机的类型。     

36、;   (2)根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，并具有适当的备用功率，力求运行安全、可靠而经济。        (3)根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构形式。        (4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速。        (5)根据使用的环境温度，维护检查

37、方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式。        (6)根据电网电压、频率、选择电动机的额定电压以及额定频率。     三相异步电动机的选用步骤：        选电动机类型选电动机容量校核启动转矩最大转矩等效发热校核经济性综合指标校核电动机机械特性与负载特性对比电动机电压等级与频率决定根据横臂的移动确定出丝杠螺母传动机构的驱动转矩和转速，再由丝杠螺母传动机构的驱动力矩和转速确定出蜗杆蜗

38、轮传动机构的转速和转矩，最后由蜗杆蜗轮传动机构的转速和转矩确定驱动整个横臂移动的的电机。由前文计算得知驱动丝杠的转矩为M1=63 N/m,驱动功率P=0.82 KW, 丝杠的转速为125r/min输入功率P0=1.42 KW转速n=125x20=2500 r/min输入转矩T=1.87 N/m根据计算出的动力参数，查机械设计手册选用Y系列三相异步电动机为Y90S-2，额定功率为1.5 KW，满载转速为2840r/min,额定转矩为2.3N/m.5 右摇臂部件设计5.1 右横臂的结构设计 右横臂除了承载悬挂在横臂上的部件的重量还用来传递从一端的变速箱到回摆部件的动力，其结构与左横臂相似，也是采用

39、截面为矩形的空心结构，内部留出贯穿其内的传动轴的安装结构，包括传动轴的安装位置,安装轴承的位置和安装轴承端盖的位置。右横臂还需要与回转部件和变速箱进行连接，所以还得设计出连接的结构。设计如下图所示：5.2 传动轴的设计根据设计的摇臂部件的特点，变速箱输出的动力通过联轴器与传动轴连接，传动轴将动力再传递给另一端的回摆部件，实行这样一个传递过程。轴的结构较为简单，主要设计出安装轴承的结构即可。传动轴的结构如下所示：5.3 传动轴轴承的选用和校核由于此传动轴只受变数箱输出轴的扭矩、在与回摆部件连接时需要使用最齿轮传动，故还会受到轴向力和径向力，但两者的力都不会很大。选用圆锥滚子轴承，代号为：滚动轴承

40、 30308 GB/T 297-1994，采用面对面安装的方式。预期寿命为4000h,即Lh=4000 h。轴承的校核 假设轴承受到的轴向力Fa=2000N ,受到的径向力Fr=1000N ,则>e=0.37所以当量动载荷P=0.4 N轴承的工作温度小于120，f=1,圆锥滚子轴承=KN< KN故轴承的寿命满足要求。6总结 为期近3个月的毕业设计时间很快就过去了,在这期间在指导老师的悉心指导下,在我认真努力的学习和辛勤工作下,我顺利完成了毕业设计任务书中要求的设计任务,即1拟订出了摇臂部件的总体方案,包括摇臂能摆动（360°）和直线移动（1000mm），直线移动能机动，到

41、位后能夹紧；完成开题报告；2确定了摇臂部件运动和结构参数；3完成了摇臂部件装配图设计； 4完成了主要零件的校核计算；5画出零件工作图设计（部分）；6. 完成5000汉字以上的英文资料翻译。回顾整个毕业设计的过程，我觉得受益匪浅。在老师的指导下，我查阅与设计任务有关的设计规范、设计手册、标准图以及工程实际中的常用的方法，综合运用所学的知识，全面分析设计任务中的要求和难题，制定出能解决的问题的多种方案，通过综合比较各个方案的优点和不足，采用最优的方案，使最大程度的满足功能要求、结构简化要求、工艺合理要求、强度要求、寿命要求和成本低廉的要求。我还查阅了与设计任务相关的外文资料，开阔的视野，丰富了知识

42、的结构。这个毕业设计全面提高了我的专业理论水平和素质，又一次培养了我独立解决工程实际中的难题，增强了工程设计的意识和创新意识。运用所学的知识又巩固了所学的知识，综合运用知识就对所学知识进行了梳理、整合和升级。解决设计中问题，必须要用到所学知识，这样又是对所学知识的检阅，还提高了自己对新的知识的学习能力，积累了自己的工程设计经验，为以后的工作和学习打好坚定的基础。由于缺乏经验，毕业设计中也存在不足。首先，设计出方案后，由于缺乏对摇臂的感官的认识，不便于画出摇臂的装配图，所以采用三维建模软件solidworks对摇臂的所有零部件进行了建模，并组装出摇臂的实物模型，这样对摇臂有了感官上的认识，可是在

43、由三维实物模型生成二维工程图时，solidworks的平面工程图编辑能力不强，使得生成的工程图不能完全符合手工绘制的工程图的标准，在装配图上该剖视的位置不能剖视，轴承内部的滚子不该剖的却剖切开来，留下多余的线条。其次，对设计中的摇臂部件的强度可能估计不够，如横臂的壁厚等。 不过，在以后的工作和学习中，我会铭记经验和教训，发扬优点，改正不足，不断积累工程设计经验，提高创新意识，努力成为一名优秀的设计师。参考文献 机械设计手册，成大先，化学工业出版社 机床设计手册，机床设计手册编写组，机械工业出版社 金属切削机床设计，戴曙，机械工业出版社机床设计图册，上海纺织工学院，上海科学技术出版社 

44、三峡电站右岸水轮机座环专用钻床的设计，杨光，科技创业月刊，2008.2专用钻床结构设计中的若干关键技术研究，熊海，机械研究与应用，2006.6机械设计，彭文生等主编，北京，高等教育出版社，8 Gwo-Lianq ChernExperimental observation and analysis of burr formation mechanisms in face milling of aluminum alloysJInternational Journal of Machine Tools and Manufacture，2006，46（12-13）9 O. Olvera，G. Bar

45、rowAn experimental study of burr formation in square shoulder face millingJInternational Journal of Machine Tools and Manufacture，1996，36（9）10 Lee.Kiha，Dornfeld, David A. An experimental study on burr formation in micro milling aluminum and copperJTechnical Paper - Society of Manufacturing Engineers

46、. MR，2002，29（7）：1-8致谢光阴似箭转,眼间的近三个月的毕业设计时间快要过去了。毕业在即，我的毕业设计如期完成，在这里我向所有关心的支持我的老师、同学表示衷心的感谢！感谢我的指导老师徐瑾，在我整个的毕业设计的过程中，徐老师给我们提出了宝贵的意见，并全心全意的给我们提供技术上的指导；徐老师每周准时会见我们，对我们上一周的设计内容、进度进行考察和评估，发现问题后能够及时的给我们指导出来，即使有自己不明了的问题，徐老师立刻请教学识渊博的王三武教授。徐老师这种对学术执着追求的精神，对指导的学生孜孜不倦、认真负责的态度令我们很钦佩。可以这么说，没有徐老师对我们严格的考察、监督和指导，我们不

47、可能按时完成毕业设计。在此，我衷心的对徐瑾老师表示感谢。感谢王三武教授对我的毕业设计进行的细心指导。由于我缺乏对专用摇臂钻床的设计经验，在一开始的设计过程中就像是闭门造车，不切合实际，不能达到预期的设计效果，遇到很多的难题，王三武教授在百忙之中抽出宝贵的时间对我们进行耐心的教导，给我们讲解专用摇臂钻床的设计经验和设计要求。在此，我再一次地对王三武教授表示衷心的感谢！感谢机电工程学院的所有老师，在我大学四年的学习和生活中，是他们给我了无私的帮助。他们教会了我专业知识，教会了我运用知识的能力，教会了我学习新的知识的能力。还在潜移默化中教会了我适应社会的能力。感谢所有评阅我的毕业设计的老师们，是你们的认真，耐心和宽容，给了我莫大的鼓励和支持，引领者我不断追求进步、不断超越。感谢培养我四年的母校，是母校给了我丰富的知识和人生阅历，给了我一双腾飞的翅膀。在母校周年校庆之际，作为母校的一名学子祝愿母校蓬勃发展，向世界一流大学迈进！