C3163型主传动系统设计【9张cad图纸+文档全套资料】
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哈尔滨石油学院本科生毕业设计(论文)摘 要本文主要是数控车床主传动系统,主驱动系统,这样的设计可以用于普通车床修改,以适应中国的机床工具行业的发展及目前的状态,具有一定的经济效益和社会效益。这个完整的设计包括原始数据,根据一些(包括机器类型,大小等),结合实际条件和情况制定一些参数上的车床,根据建议的参数比较,以确定传输方案,传输方案。然后传输和副齿轮齿的传动比的计算,然后估计弹性模量和齿轮轴轴,齿轮和轴的强度和刚度,以进行检查。此外,还橱柜的主要结构设计,零部件的数量的选择,从而完成整个主驱动系统的设计。关键词:数控车床;主传动系统;设计32AbstractThis article is mainly CNC lathe main drive, the main drive system, this design can be used for ordinary lathe modified to adapt to Chinas machine tool industry development and current status, with certain economic and social benefits.The complete design, including raw data, according to some (including machine type, size, etc.), combined with the actual conditions and circumstances to develop some of the parameters on the lathe, according to the recommended parameters compared to determine the transmission scheme, transmission scheme. Then the pinion gear transmission and the transmission ratio calculation, and then estimate the elastic modulus and the gear shaft axes, gears and shaft strength and rigidity to be checked. In addition, the design of the main structure of the cabinet, the choice of the number of parts, thereby completing the main drive system design.Keywords:NC machine tool;main driving system;design目录引言3第1章 总体设计方案拟定51.1 拟定主运动参数51.2 运动设计51.3 动力计算和结构草图设计51.4 轴和齿轮的验算51.5 主轴变速箱装配设计5第2章 参数拟定62.1 车床主参数(规格尺寸)和基本参数62.2 各级转速的确定6第3章 运动设计73.1 主拟定传动方案73.2 传动方案的比较73.3 各级传动比的计算83.4 各轴转速的确定方法103.5 转速图拟定11第4章 动力计算124.1 齿轮的计算124.2 电磁离合器的选择和使用18第5章 轴的设计和验算205.1 轴的结构设计205.2 轴的强度校核(以I轴为例)205.3 轴的刚度校核(以I轴为例)24第6章 主轴变速箱的装配设计276.1 箱体内结构设计的特点276.2 设计的方法(以轴的布置为例)27第7章 结论30致 谢31参考文献32引言这次毕业设计中,我所从事设计的课题是C3163型数控车床主传动机构设计。该数控车床是经济中档精密机床,这样的机器需要使用手动变速箱的电子控制的双模式操作,在一定范围内实现电子控制装置。整体的设计是用来比较的传输方案,绘制速度图表,橱柜和内部结构的设计,包括轴和齿轮的设计,检查等。你为什么要设计这样的车床吗?因为随着我国国民经济的不断发展,中国的制造业出现在一些民营企业,这些企业规模普遍偏小,没有太多的资本。一些全功能的控制系统,它的功能,而丰富,但这些中小型企业购买的成本高,难度大,但小型和中小型企业,以发展生产,希望改造原有的数控机床,自动化提高生产效率。中国机床行业当前发展的机器有大量小规模的工业生产,突出的任务是不断变化的迅速较少的资金落后生产机械行业面对的,它可能来改善的程度的自动化,质量保证过程,减轻劳动强度,提高了经济效益。我国有300多万台的机器状态,其中有大量的这些机器是累积多年生产普通机床,自动化程度低,在近年来为了自动更新现有机工具和精密设备,无论是资金还是中国的机床厂的能力是不可能的。因此,一般的数控机床改造,大有可为。这是适合中国的经济水平,教育水平和生产水平,已成为技术设备的主要方法之一。目前,中国经济的快速发展,数控系统,开发了几十个简单的数字控制系统,有效地推动中国数控的发展。经济型数控机床系统相结合,与现实的实际生产中,中国的国情,价格较低的前提下,尽可能满足基本功能的系统。经济型数控车床有很多优点。 1)降级便宜,性价比适中,与进口标准数控车床相比,前者只有100万,后者需要十万甚至几十万元。因此,它是特别适合于在设备占了很大的比例的车床,适合于大规模生产的第一行的转变。从提高资金的使用效率,闲置设备的改造,可以玩机改造后原有的特色和新功能,以提高机器的使用价值。 2)对于多品种,小批量的生产适应性。在车床加工产品,大罐的经济型数控车床。处理不同的部分,只要在加工程序中的变化,快速地适应和满足生产要求。 3)相对于车床,数控车床的经济可以提高产品质量,减少废品损失。数控加工的产品尺寸精度高,一致性,高合格率。 4)使用数控车床,加工精度,解决复杂的,而且还节省了大量模具费用,降低生产成本。 5)使用这样的车床,但也降低了工人的劳动强度,从紧的,繁重的体力劳动中解脱出来。 6)可以提高劳动者素质,促进科技进步。数控系统都出现了工人,以扩大视野,领导这项研究的微电子技术的热潮,工人从“物理”到“知识分子”的过渡创造了条件,促进植物的技术进步。 7)提高他们的应变能力,提高企业的竞争力创造了条件。企业应用经济型数控设备设备进行改造,提高了加工精度和大批量生产能力,同时保持“万能加工”和“私人高效”这两个属性,提高产品更新换代的设备本身需要的应变能力,提升企业的竞争力。本设计中的数控车床主传动系统的特点就是主电机采用双速电机,这简化了结构的箱体。的控制方法是不完全数控,代替使用手动和电动控制的双重控制模式下,在一定范围内,以实现电子控制装置。整体的设计是用来比较的传输方案,绘制速度图表,橱柜和内部结构的设计,包括轴和齿轮的设计,检查等。设计时要注意设计的科学和理性,还有一点就是要注意与实用相结合。设计主要是根据经验,或者传统的模拟设计方法(经验)的基础上。还不如一个大学毕业生,经验自然是缺什么补什么,所以除了老师的指导外,最重要的是学会从本书的设计。虽然这本书并没有完全相同的例子,但一些其他类型的主轴箱的设计适用于这个问题上,基本上只适用于一些我们自己的调查设计手册的设计的具体细节。例如,涉及的电磁离合器的设计是自己。虽然我们的设计经验不足,但也处处从实际出发。从更广泛的意义上说,现实是进行机工具的技术,和确定的参数的程序分析的可能性,有必要了解今天的先进水平的生产和可能的趋势,也应知道的电平实际生产中,这样的设计的机器,机器发挥最佳的效益四化。小来说,是指机械零件制造,装配和维护,以认真,务实的考虑和分析数据和信息的建议设计的实际情况权衡的设计。通过设计实践,了解和知识,结合实际,综合的思维方式来设计。第1章 总体设计方案拟定1.1 拟定主运动参数初步设计机床,你首先需要确定相关参数,这是传输设计和结构设计的基础,影响产品是否符合要求的功能需求。根据拟定的参数、规格和其他特点,了解典型工艺的切削用量,了解极限转速、和级数、主传动电机功率。1.2 运动设计根据建议的参数,通过网络与速度图形结构分析,以确定程序传输的结构和传动系统图。驱动多种方案,这是设计的多种类型的传输,如:集中的传输型传动轴变速箱。单独的驱动器主轴箱和齿轮箱;扩展范围可用于增加传动组的数量,也可以用轮,齿轮和其他类型的分支,一个多速电机齿轮的类型,也可以切换齿轮,滑动齿轮,实用齿轮等。然后,计算出的传动比的齿轮齿。 1.3 动力计算和结构草图设计估算齿轮模数m和轴颈d,选择和计算离合器。将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。1.4 轴和齿轮的验算基于结构草图的传动轴和齿轮的刚度和强度进行检查。1.5 主轴变速箱装配设计主轴变速箱装配图的结构草图,“论文”,设计和绘制。表达清楚的零件图,表示的大小和适合。 第2章 参数拟定2.1 车床主参数(规格尺寸)和基本参数根据任务书上提供的条件:此数控车床的主轴转速可分高低两档,共有12级转速:其中高低两档各有6级转速,低速档时;高速档时;此车床床身上最大回转直径为,公比为1.41;采用双速电机:其中电机的转速和功率分别为1000/1450 r/min,4/5.5kw。2.2 各级转速的确定当机床处于低速档时,主轴共有6级;=,即=1.41,已知,查标准数列表(见参考文献1第6页)。从表中找到,就可每隔六个数取得一个数,得低速档的6级转速分别为40,56,80,112,160,224 r/min;当车床处于高速档时,主轴共有6级, =,即=1.41,已知=1800 ,查标准数列表(见参考文献1第6页).从表中找到=1800,就可每隔六个数取得一个数,得高速档的6级转速分别为315,450,630,900,1250,1800 r/min。第3章 运动设计3.1 主拟定传动方案制定传输解决方案,包括传输类型的选择和开停,改变方向,制动,转向等,以确定整个传动系统。传输类型指的元素和变速驱动机构,其组成,齿轮式的传输类型,安排不同的特点。传输方案和类型和结构的复杂性密切相关的关系,工作表现。因此,确定的传输方案和类型,从结构,工艺,性能和经济性,以及许多其他的统一考虑。3.2 传动方案的比较3.2.1 采用单速电机由课题参数知变速级数为12级。确定传动组及各传动组中传动副的数目。级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有Z1、Z2、Z3、.各传动副,即 Z=Z1Z2Z3传动副数由于结构的限制以2或3为合适,即变速级数Z应为2和3的因子 。可以有两种方案方案一12=232传动齿轮数目2(2+3+2)=14。轴向尺寸为15b。传动轴数目为4根。操纵机构较为简单:两个滑移齿轮和一个三联滑移齿轮,可单独也可集中操纵。方案二 12=34 传动齿轮数目2(34)=14个。轴向尺寸为19b。传动轴数目为3根。操纵机构较复杂:四联滑移齿轮作为整体式,滑移长度为12b;如拆为2个双联滑移齿轮,需要有自锁,以保证只有一个齿轮副啮合。相比之下,还是传动副数分别为2,3,2的三个传动组方案为优。3.2.2 采用双速电机车床上,有时采用双速电机,双速电机的转速比:,传动系统的公比应当是2的整次方根,本设计中的双速电机的公比。这时电机的转速变换起着系统中第一扩大传动组的作用相应基本组的传动级数应为2,这样使传动系统的机械结构简化。本设计是经济型数控车床,采用电控和手动两种方式,为了结构设计的需要,本设计采用双速电机。3.3 各级传动比的计算假设结构如图: 传输的轴线之间的相对位置关系,已被设计有6草图公知的齿轮比。分别设齿轮1和齿轮4之间的传动比为,齿轮2和齿轮5之间的传动比为,齿轮8和齿轮9之间的传动比为 ,齿轮3和齿轮6之间的传动比为,齿轮7和齿轮10之间的传动比为,带轮传动比为。设其中。当处于低档时,手动操作使得齿轮8和齿轮9啮合。当中间的电磁离合器得电,齿轮2和齿轮5之间啮合,当时的主轴转速最小,为40或56 r/min。可得 1000=40r/min1500=56 r/min当左侧的电磁离合器得电,齿轮3和齿轮6之间啮合,当时的主轴转速最大,为224或315 r/min。可得 1000=224 r/min1500=315 r/min当右侧的电磁离合器得电,齿轮1和齿轮4之间啮合,当时的主轴转速为80或112可得 1000=80 r/min1500=112 r/min当处于高档时,手动操作使得齿轮7和齿轮10啮合当中间的电磁离合器得电,齿轮2和齿轮5之间啮合,当时的主轴转速最小,为315或450可得 1000=315 r/min 1500=450 r/min当左侧的电磁离合器得电,齿轮3和齿轮6之间啮合,当时的主轴转速最大,为1250或1800可得 1000=1250 r/min 1500=1800 r/min当右侧的电磁离合器得电,齿轮1和齿轮4之间啮合,当时的主轴转速为630或900可得 1000=630 r/min 1500=900 r/min由这6各方程联列可解得 0.3226 0.7447 1.6452 0.2576 1.3659 0.534 传动比的选用时,应注意的几个问题,充分使用齿轮副的极限传动比=1/4,=2,虽然这是可以取得的最大传输范围,或减少传输件,但会导致齿轮壳体尺寸过大时,档位速度的增加,振动和噪声,要求的精度的倾向。在实践中,很多时候不使用旋转式,大大增加的速度的传动比,特别是,中间轴驱动器。因此,从系统的角度来看,而适当增加串联传输组,或者是分支与并行传送速度范围内,以满足要求的数量,同时避免与最终副变速器的传动比的。以上几个齿轮比符合要求。3.4 各轴转速的确定方法由电机的转速和齿轮的传动比,可以计算出各轴的转速;3.4.1 I轴的转速I轴从电机端向移动,传输系统纳入各级的速度。速度和主轴电机速度应该是接近的最大速度。显然,从高速恒功率下工作时,传动部件遭受最小扭矩,考虑轴电机的转速不宜降得低。然而,如果摩擦离合器轴一类组件,转速高,摩擦损耗,发热将成为明显的矛盾,因此,一轴速度不应该过高,车床主轴转速一般为7001000转/分钟左右比较合适的。我们还要注意与皮带轮传动,电机轴与传输模式,下垂的比例不应过大,可能会干扰和主轴尾部。3.4.2 中间传动轴的转速对于中间轴转速的考虑原则是:正确的解决方案的结构尺寸和噪声,振动等性能要求之间的矛盾。中间轴的转速高,中间轴和齿轮承受扭矩小,可以使轴和齿轮模数较小,这使得结构紧凑。然而,这将导致空载功率和噪声增加。从经验中知道:主轴转速和速度的中间轴,根据实际情况:1,应予以修订,对于功率较大的重切削机床,主轴转速低,中间轴转速适当服用一些高度降低结构尺寸效应是显而易见的。 2,轻载或高速精密机床,中间轴转速应采取较低。如图3所示,控制轮的圆周速度,在此条件下,可能是适当的使用一个高速中间轴。3.5 转速图拟定运动参数确定,各级主轴转速已经知道,但根据设计出的齿轮传动比,各级,这样,你可以准备的主要移动速度图表,使主运动已逐渐具体。此车床集中传动:公比为,级数Z=12,变速范围R=1800/40=45。第4章 动力计算4.1 齿轮的计算4.1.1 确定齿轮齿数和模数(查表法)可以接近或查找表来确定的齿轮齿,后者更容易。根据上述计算的传动比和最初的一组小齿轮齿,查表的数量来确定的齿轮的齿数和,减少了大量的齿。用查表法求I轴和II轴上的齿轮的齿数和模数常用传动比的适用齿数(小齿轮)(见参考书1第20页)。选取时应注意:不产生根切。一般取Zmin1820;保证强度和防止热变形过大,齿轮齿根圆到键槽的壁厚2m,一般取5mm,则 Zmin6.5+2T/m。每对相同的传输组齿轮的中心距应相等。如果同一模数的齿的数目,也将相等。但是,由于齿轮比的要求,特别是在使用共同的传动齿轮,而且往往不能满足上述要求。固定齿轮机器上可用,等于调整的中心距离在一定范围内。但修正量不能太大,一般齿数差不能超过34个齿。防止各种碰撞和干涉。三联滑移齿轮的相邻两齿轮的齿数差应大于4。所以,可以假设其中最小的齿轮2齿数为20,而且由上可知,齿轮2和齿轮5之间的传动比为3.1,查常用传动比的适用齿数(小齿轮)表,可找到最接近的传动比为3.15,当时的齿数之和为82。可得大齿轮齿数为62。齿轮模数的估算按接触疲劳和弯曲疲劳强度计算齿轮模数是比较复杂,一些因素只有在齿轮的参数已经确定前需要了解的,因此,只有检查后未完成的草图。在草图中,之前估计,然后使用标准齿轮模数。齿轮弯曲疲劳的估算:1 其中N-计算齿轮传递的额定功率齿轮点蚀的估算:mm1其中为大齿轮的计算转速,A为齿轮中心距。由中心距A及齿数、求出模数: 1根据估算所得和中较大得值,选取相近的标准模数以齿轮2和齿轮5为例=15000.534=801 r/minN=5.50.95=5.225kw321.509A37069.133mm 1.686 所以,根据 选取,为了保证模数一定满足要求,假设齿轮2和齿轮5的模数为3由此可知,输入轴1和传动轴2之间的中心距为 =123mm同理且根据1轴和2轴之间的距离始终为123mm,可得出1轴和2轴之间其余的齿轮的齿数和模数 分别为 4.1.2 确定齿轮的齿数和模数(计算法)并校核以齿轮8和9为例,设计时选择最高的转动速度,即齿轮10的转速为1800r/min,已知该组齿轮传递的功率为5.5kw,已知传动比为0.2576,假设齿轮,使用寿命8年,全年共300个工作日,两班倒,中等冲击,齿轮单向旋转对称布置。1、齿轮材料,精度和牙齿:由于传输功率小,速度不高,选用的材料,根据表7-1,用55钢,锻造毛坯,大齿轮正火,淬火和齿轮,用软齿表面上。齿轮精度用6级,软齿表面粗糙度为。软齿面闭式传动,失效形式为点蚀,考虑传动平稳性,取齿轮8的齿数为17,则齿轮9为17/0.2576=662、设计计算(1)、设计准则 按齿面接触疲劳强度设计,再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)、按齿面接触疲劳强度设计 2 =9.55由图7-6选取材料的接触疲劳极限应力为:,由图7-7选取材料的弯曲疲劳极限应力为:, 应力循环次数N由式(7-3)计算=由图7-8查得接触疲劳强度寿命系数,由图7-9查得弯曲疲劳寿命系数,由表7-2查得接触疲劳安全系数,弯曲疲劳安全系数,又,试选由前面的式子求得许用接触应力和许用弯曲应力 2 2 2 2将有关值代入式子 得=59.17 2则1.44查图7-10得;由表7-3查得;由表7-4查得;取;则修正2由表7-6取标准模数3校核齿根弯曲疲劳强度 由图7-18查得 取 由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度 2 2所以,初选的齿轮齿数和计算出的模数符合要求。求得齿轮8和9的齿数和模数分别为 其中齿轮8的齿数为17,有可能会发生根切现象,所以要修正齿轮,用变位修正法求得8齿轮的变位系数为+0.218。用同样的方法可以求得其他齿轮的变位系数。列出各齿轮的齿数、模数、和变位系数编号模数齿数齿形角变位系数1335+0.52320+0.8335104347-0.553620633107356083.517+0.21893.566010341+0.169齿轮材料为55钢,热处理为齿部G580.2,深0.54.1.3 齿轮的精度设计;齿轮精度设计的方法及步骤:1、确定齿轮的精度等级;2、齿轮误差检验组的选择及其公差值的确定;3、计算齿轮副侧隙和确定齿厚极限偏差代号;4、确定齿坯公差和表面粗糙度;5、公法线平均长度极限偏差的换算;6、绘制齿轮零件图。以齿轮9为例:齿数为66,模数为3.5,变位系数为0。确定齿轮的精度等级由于该齿轮是主轴箱内的齿轮,对传动精度和稳定性的要求都比较高,主要要求的是传动平稳性精度等级。据圆周速度对于如此要求高的齿轮采用6级精度。齿轮误差检验组的选择及其公差值的确定该齿轮属中等精度,且为批量生产查表12-3选定、组成检验方案。根据及查表12-13、表12-14、表12-15可得公差值:第I公差组 第II公差组 第III公差组 计算齿轮副侧隙和确定齿厚极限偏差代号代号 计算齿轮副的最小极限侧隙 由表12-10按油池润滑和查得 6 根据齿轮和箱体的材料,从材料手册上查得,钢和铸铁的线膨胀系数分别为,。传递的中心距 6所以,确定齿厚极限偏差代号齿厚上偏差 由式(12-15) 6式中前面已查得由表12-14按6级精度查得 由表12-17按145.5,6级精度查得,所以,代入数据得,因为 由图12-29或者12-9查得齿厚的上偏差代号为G,因此齿厚下偏差可知 6查表12-13,6级精度齿轮,查表12-11,所以由图12-29或表12-9查得齿厚下偏差代号为K,因此至此,小齿轮的精度为:6GK GB10095-88确定齿坯公差、表面粗糙度齿轮内孔是加工、检验及安装的定位基准,对6级精度的齿轮,由表12-18查得:内孔尺寸公差为IT7,内孔直径为85mm,偏差按基准孔H选取,即齿轮内孔的下偏差为0,上偏差为+0.022。内孔的形状公差按6级决定或遵守包容原则。定位端面的端面圆跳动公差由表12-19查得为0.014mm。齿顶圆只作为切齿加工的找正基准,不作为检验基准,故其公差选用IT11,齿顶圆直径,偏差按基准轴h选取,即下偏差为-0.290,上偏差为0。齿轮的表面粗糙度按7级查表12-20,各表面粗糙度分别为:齿面=1.6,内孔=1.6,基准端面=3.2,齿顶圆=6.3。公法线平均长度极限偏差的换算公法线的公称长度W及其跨齿数k,可从机械设计有关手册中查得或按式12-7和式12-8求得跨齿数 6该齿轮为中模数齿轮,控制侧隙的指标宜采用公法线平均长度极限偏差,按换算式12-20、式12-21、式12-22得 6 6齿轮工作图下图为本例齿轮零件图。4.2 电磁离合器的选择和使用随着机床自动化电磁离合器和制动器的使用越来越广泛的应用的发展趋势,其中电气控制设计的经济型数控车床,采用手动和电动相结合的模式,实现了与电磁离合器,电磁离合器自动控制的主要组成部分之一,它具有结构紧凑,便于实现远程控制和自动控制功能,同时满足简化机器结构,提高变速器的刚度和加工精密机床,获得高响应,高频率运行其他要求。我设计的主轴箱有三电磁离合器,大大简化了主轴箱的结构。许多类型的离合器通电工作,有时你失去电气工作。可分为摩擦离合器的牙嵌式离合器,磁粉离合器和滑离合器可以分为湿式离合器与干式离合器,他们的工作条件,他们的现任美联储可以分为有没有滑环滑环离合器和离合器扭矩传输。选择离合器型号规格,你必须充分了解各种优点和缺点的离合器操作特性。在选择最重要的因素是离合器的转矩,由功率传递的扭矩装置,如果一定数量的摩擦件,则对应的有效半径的尺寸和离合器传递扭矩。但实际上,速度,温度,摩擦磨损,污染在所有受影响的操作扭矩。在设计过程中,计算扭矩是工作载荷的惯性和运动载荷的惯性之和,用T表示计算扭矩可用下式求出: 7式中-旋转组件的重量K-旋转组件的回转半径N-回转转速S-工作安全系数-直线运动组件的重量V-线性速度R-变旋转运动为直线运动皮带轮的半径g-9.8t-机器启动所需时间-电磁离合器吸合时间但在实际工作中,很多设备的精确载荷难以计算。一般是根据输入动力确定所需扭矩。 7 式中P-输入功率 S-工作安全系数 N-输入转数从上述方程可以看出,对转矩的影响最大离合器安装绕轴回数。因此。一定的功率,更高的转数对应于低扭矩,因此,尽可能地在设计中的离合器安装在传输链路中,高速的位置,这通常要求同轴离合器和电机。本设计中的主轴箱采用的是油润滑,所以选用的电磁式离合器是湿式的。根据轴的结构和相互关系,而且I轴的扭矩小于II轴的扭矩,分析后,选择在I轴上的两个离合器均为DLM5系列离合器,其型号为DLM5-10;II轴上的扭矩大于I轴,其型号可选为DLM5-25。第5章 轴的设计和验算5.1 轴的结构设计机轴,广泛用作滚动轴承。要安装齿轮轴,离合器和刹车。轴应确保这些传动部件或机构正常工作。轴应具有足够的强度和刚性。如果偏转角过大,会让可怜的齿轮,轴承的工作条件恶化,振动,噪声,负载功率,磨损和产生的热量增加。两轴中心距误差和平行轴之间的组装及加工误差等也可能引起这些问题。因此,在轴的设计,要充分考虑轴的刚度的强度和其他因素。的材料的选择和估计直径必须满足的条件,即使完成后,估计要检查的轴的强度和刚度。主轴设计的各部分的轴具有一个合理的结构和尺寸。影响因素的轴的特定的结构,所以结构轴有没有标准的形式。设计,必须解决的轴的具体情况具体分析,综合考虑解决。轴的结构设计的主要要求是:安装在轴部分已确定的位置。合理的布局。轴受力合理,可靠地传递力和力矩,帮助提高的强度和刚度。具有良好的过程。易于安装和调整。节省材料,降低质量。I轴(输入轴)的设计I轴的特点:1.该议案获得通过变速箱齿轮,一般安装在轴上,轴大变形,结构应采取加强轴轴僵硬或紧张(滑轮卸载);2.如果I轴正向和反向安装的离合器,离合器零件,因为很多组件,组装在框中非常方便,一般都找外箱I轴拼装入箱后,良好的整体(即使最好的滑轮也装配在上面)。卸荷装置:I轴的滑轮的权力有两种方式:一种是直接装上滑轮轴。除了转矩传递,皮带的拉伸力作用在轴上。另一种是安装在轴承滑轮,轴承装在套筒(法兰),并只传递扭矩轴,径向力由固定套筒熊框的。此结构称为卸料装置。5.2 轴的强度校核(以I轴为例)由盐城市机床厂1997-10-01发布的卧式车床企业标准表9知主轴转速为时,扭矩为,这时I轴的转速为5.2.1 选择轴的材料由于这个车头箱传动的功率不大,分别为4和5.5kw,对其重量和尺寸也无特殊要求,故此输入轴采用45钢。5.2.2 初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表10-2(见参考书2)得,考虑到安装带轮的轴段仅受扭矩作用,取,则 25.2.3 结构设计(1) 各轴段直径的确定 按照确定的顺序从上面开始的分段直径可以被安装在初步直径后轴份。考虑到滑轮安装在上述轴部分将被安装,以符合与轴承直径系列,该段应该有一个直径的轴和轴承型号同时使用,轴承代号为6306的深沟球轴承的内孔直径30,同样可取的其他各段轴的直径。(2)各轴长度的选择 要安装的轴部上的滑轮,轴承,密封件等,根据这些组件的大小,可以得出的轴的长度。长轴部分的轮毂或轴部分具有确定的长度的一部分,主要是基于确定每个轴截面的大小。而另一些轴长度的段,除了相关的轴部分,而且还与框和轴承盖和其他部件有关。一般从齿轮端开始,以避免运动部件,并且不会干扰与运动部件,齿轮端面和柜壁之间的距离H=15mm,考虑制造错误的情况下,支承面应相差的罐壁一定距离,取,考虑上下轴承座的联接,取轴衬座宽度为45mm。(3)倒角和圆角,以确保定位轴肩的端面附近的,根据轴承手册推荐的轴承内表面,以肩圆角半径为1mm。为方便加工,其他轴肩圆角半径均取为1mm,根据标准,轴的左右端倒角均为。确定的规模和结构的过程,和草图的同时,结构设计草图(见下图-a)5.2.4 轴的受力分析(1)画轴的受力简图(见上图-b),因为齿轮为直齿圆柱齿轮,所以,齿轮上不存在轴向力。(2)计算支承反力在水平面上在垂直面上(3)画弯矩图(见上图-c d e)在水平面上 ,a-a剖面左侧 a-a剖面右侧在垂直面上合成弯矩a剖面左侧和右侧的弯矩相同(4)画弯矩图(见上图-f)转矩 (5)判断危险截面显然,a-a面处无论是弯矩还是扭矩都为最大,a-a面为危险截面(6)轴的弯扭合成强度校核由表10-1查得,在a-a截面左侧 2合适。(7)轴的疲劳强度安全系数校核由表10-1查得,;,。在a-a截面左侧 2由附表10-1查得,;由附表10-4查得绝对尺寸系数,;轴经磨削加工,由附表10-5查得表面质量系数。则弯曲应力 应力幅 平均应力 切应力 安全系数 查表10-6得许用安全系数,显然,故,a-a截面安全,即整个轴都是安全的,其弯扭合成强度和疲劳强度均是足够的。5.3 轴的刚度校核(以I轴为例)发生轴负载下弯曲和扭转变形,如果变形过大,会影响轴类零件的正常工作。轴除了满足强度要求,而且要满足刚度要求。强度要求,以确保轴在反复载荷和扭转载荷无疲劳失效。高精密机床主传动,不允许大变形。刚度的轴(弯曲,轴向,扭转)的要求,以确保没有过多的变形(弯曲,屈曲,角)。如果没有足够的刚度,轴类零件,如齿轮,轴承等变形小的轴将是太大,不能正常工作,或产生振动和噪音,发热,过早的磨损和故障。因此,我们必须确保传动轴具有足够的刚性。通常情况下,媒体估计轴的扭转刚度,草图后,根据给力,结构的安排和相关的尺寸的直径,检查弯曲刚度。I轴的直径按扭转强度计算,前面已得出结果,估算出的直径为40mm.车床传动轴的弯曲刚度验算,主要验算轴上装齿轮和轴承处的挠度y和倾角。各类轴的挠度y和倾角,应小于弯曲刚度的许用值Y和值,即:yY;值,即:轴的弯曲变形的允许值:安装齿轮的轴允许的挠度为(0.010.03)m计算轴本身弯曲变形产生的挠度y和倾角时,一般常简化集中在轴上的负载下的简支梁,差别不大时,该轴的直径和计算精度不是必需的,它可以等于直径轴的轴线,采用平均直径()来计算。计算公式为:圆轴:平均直径惯性矩 I轴为圆轴,其平均直径 惯性矩 计算挠度: a段内: 1其中P-力载荷(N) I-截面惯性矩 M-弯矩载荷-倾角 y-挠度 x-所求之点距离E-轴材料的弹性模量,钢材 b段内: 1 c段内: 1由图分析得,a段内挠度1x的值为0和97.1之间,由求导得x的值为97.1时,挠度最大,其挠度值为0.0025081,而轴的挠度的允许值为(0.010.03)m,其中m为齿轮模数,所以,y=0.030.09mm可知a 段内挠度yb段内挠度 =1对式子求导,得到挠度为最大时,求得其挠度值也y再由公式计算得到几个受力端点处的挠度,由计算可得同样y所以,挠度符合要求。倾角的校核:由分析可知,最大倾角出现在左支承点处其倾角为弧度左支承处装有深沟球轴承,其许用倾角为=0.0025rad可得最大倾角许用倾角所以轴的刚度符合要求。第6章 主轴变速箱的装配设计柜的结构设计:设计结构包括主轴变速箱传动部件(轴,轴承,滑轮,齿轮,离合器和刹车等)。6.1 箱体内结构设计的特点主轴齿轮箱是机器的主要组成部分。除了考虑到一般的机械传动设计的有关要求,重点在以下几个方面的问题:(1)精度:车床主轴部件要求比较高的精度。如:主轴的径向跳动0.01mm;主轴的轴向窜动0.01mm。(2)刚度和抗振性:综合刚度(主轴与刀架之间的作用力与相对变形之比): N/mm其中D为最大回转直径mm。(3)传动效率的要求:等级1 效率0.85 等级2 效率0.8 等级3 效率为0.75(4) 上面的轴前轴承温度的温度应控制在一定范围内,噪声应控制在一定范围内: 等级1 dB78 等级2 dB80 等级3 dB83结构应尽可能简单,紧凑,加工和装配工艺性好,易于维护和调整。操作简便,安全可靠。按照标准化和通用的原则。6.2 设计的方法(以轴的布置为例)主轴箱的设计,因为它是整机设计的重点。由于结构较为复杂,设计是必然要经过多次反射和多次修改。在绘画之前官方公布的数字,最好是第一个草图。目标是:传动部分的布局和结构方案的选择。检查结果传输设计的相互干扰,碰撞,或其他不合理的条件是否及时更正。确定跨度支承轴,该齿轮在轴上的位置和各轴的相对位置,以确定轴的受力点的方向的力,在轴和轴承,以提供必要的数据,以检查。为了实现这些目标,主体轮廓草图的尺寸和大小的零件之间的相对位置一定要涂准确,详细的结构不会被绘制。结构反复推敲修改后,经检查是必要的,以确定结构的程序,然后你就可以开始画一个正式的装配图。展开视图和横截面视图应尽量交叉,这样容易发现问题。转轴设计:特点:本机轴,广泛用于滚动轴承。安排齿轮轴,离合器和制动器。轴应确保这些传动部件或机构正常工作。第一轴应具有足够的强度,刚性。如果偏转角过大,会让可怜的齿轮,轴承的工作条件恶化,振动,噪声,负载功率,磨损和产生的热量增加。两轴中心距误差和平行轴之间的组装及加工误差等也可能引起这些问题。轴结构:驱动轴的光轴也可以是一个花键轴。轴的空间排列轴系安排的一般程序:首先确定在变速箱主轴的位置,以及在确定的轴的齿轮啮合的第三步骤中的轴线与驱动轴的轴线来确定电动机轴位置或在输入轴的运动,最终确定另一轴的位置。车床主轴(图6-20)1、垂直方向(高度)H=1/2D-由车床主参数D决定。2水平方向ab尾座主轴中心轨道在中间,有稍偏向前的轨道,但也倾向于后导轨,以减少床身导轨的变形,前部和后部轨主轴中心至未来更多更好的切削力方向,然而,方便装卸工件,减轻劳动强度的角度来看,主轴中心更具前瞻性。一般中型铁路车床尾座中心或稍偏后,这样不仅易于操作,也使切削力作用刀架上均匀地两轨面。传动主轴的轴由于切削力和转动力的作用,主轴及其轴承将产生变形。从实验结果的分析变形构件介质车床主轴的组成比:主轴本身的变形约45至65的约30-45,在轴承支承构件(主体)的主轴轴承的变形而变形。因此,主轴单元的刚性,可考虑根据主轴和轴承。然而,主轴驱动齿轮啮合的齿轮之间的不同位置,将导致主轴和主轴轴承有很大的承受能力的变化。通过分析两种极限情况,我们可以理解一般情况下的受力和变形的主轴组件的方法,选择和确定合适的动力传动轴齿轮的位置和方向。I轴(输入轴)的位置:1. I轴上往往装有摩擦离合器等机构,这些部件的位置安排应便于调装。2. 要考虑的摩擦离合器或摩擦制动器,以便冷却和润滑,进一步相差的主轴组件,以减少摩擦热所产生的热变形,主轴单元。3. 定期与皮带轮的轴和主轴端面悬年底,有可能会自动加载夹头操纵气缸或油缸,布局I轴位置,必须确保这两个不冲突,滑轮轴外边缘不能高于罐体,从而影响美观。总结上述,I轴车床更一般地布置在变速箱上面的壁附近的盖子。轴的位置是:固定的主轴和I轴位置的中间,将驱动轴的中间位置,可以按顺序排列的传输应被视为满足以下要求:(1)离合器轴:为了便于对齐,维护和润滑。(2)配备了制动装置轴:为了便于调整,维修,轴应该被安排在附近的墙上盖或票房,同时也考虑到启动和停止的联锁装置。(3)有足够的空间来安装油泵,高度应该很容易泵的油的吸入和排出,便于处理和调整泵,飞溅或溢出油轮应该指出的是所述齿轮轴的圆周速度和的深度浸油。(4)伴有轴:机床主运动和进给运动是饲料之间的内在联系,通过变速箱输出轴接触的运动,它应该被安排在主轴底线附近饲料票房前的相关部分。(5)其他:箱型截面紧凑的尺寸,比例协调,操纵机构妥善安排等。第7章 结论通过本次毕业设计,完成主传动采用的是这种类型的经济中档精密数控车床,经济型数控车床主传动系统设计。有12这些车床的速度,高点和低点两档,两档切换是通过手柄来实现,而在同一个文件内的六速是通过电磁离合器电控。这种数控车床数控车床是不同于正常的,但也从普通车床,两者的结合。这种数控车床比平均全功能数控机床价格便宜,节约了成本,性价比适中。相对于车床等主要驱动器,使用,加工精度更高,提高产品质量,减少废品损失。因为这部分是电子控制变速箱,但也降低了工人的劳动强度。因此,这种类型的主要驱动设计,以满足中国的国情。由于这种设计时间匆忙,没有检查的重要组成部分,有的只是一个简单的选择,而不是严格的计算。而且由于缺乏实践经验,缺乏许多方面的设计过程。致 谢我近一个学期的毕业设计,我学到了很多东西,不仅包括一些设计方法,更重要的是,我学会了如何独立思考和解决问题。在设计中,会不断遇到问题,那么我们应该想想办法了,让我们去寻找信息,检查手册。在本次毕业设计中,我学会了解决问题的一个重要途径是检查设计手册。毕业是一个系统的过程,通过这个过程,我们已经学会了一些基本的方法来分析和解决问题,让我们的系统性回顾大学四年所学的知识,同时也为我们今后的工作奠定了基础。通过导师的指导,我认为在设计过程中,设计自己积累了很多的经验,但也有很多不足之处。设计过程中,有一些非常简单的问题,我有时解决不了,教师需要帮助解决。有时,看到老师,就可以解决他们的一些问题,但也懒得再想,问老师都采取。毕业后,我学到了很多东西,也发现了自己很大的不足。感谢我们教练的帮助,感谢系部为我们提供了这么多的方便。哈尔滨石油学院本科生毕业设计(论文)参考文献【1】 许吉庆,陶洁.铣床数控化的改造【J】.制造技术与机床,2001(9)【2】 现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册【M】.北京:机械工业出版社,2006【3】 国家机械工业局西安微电机研究所编.实用微电机手册【M】.沈阳:辽宁科学技术出版社,2000【4】 机床设计手册编写组.机床设计手册【M】.北京:机械工业出版社,1986【5】 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程手册【M】.3版.北京:高等教育出版社,2006【6】 罗永顺.机床数控化改造实例【M】.北京:机械工业出版社,2009【7】 张梦欣.加工中心操作与编程培训教程.北京:中国劳动社会保障出版社,2006【8】 盛伯浩,数控机床的现状与发展J 制造技术与机床, 2005【9】 濮良贵,纪名刚.机械设计(第八版).北京:高等教育出版社.2006【10】 东南大学机械学学科组,郑文伟,吴克坚.机械原理(第七版).北京:高等教育 出版社,1997【11】 邓星钟机电传动控制(第三版)武汉:华中科技大学出版社,2001【12】 中华人民共和国国家标准.技术制图与机械制图(第二版).国家技术监督局,1999【13】 E.L.J.Bohez.Five-axis milling machine tool kinematic chain design and analysis.International Journal of Machine Tools & Manufacture.2002.42:505-520【14】 L.J. Erik, S.D. Bohez,R. Senadhera, K. Pole,J.R. Duflou,T. Tar, A geometric modeling and five-axis machining algorithmfor centrifugal impellers,Journal of Manufacturing Systems 16(16) (1997).
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