3153998517數(shù)控磨床自動移動中心架畢業(yè)設(shè)計說明書

1、 ee題 目 數(shù)控磨床自動移動中心架設(shè)計 學(xué)生姓名 e 學(xué)號 e 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級 e 指導(dǎo)教師 e 完成地點(diǎn) e 2009年6月18日數(shù)控磨床自動移動中心架設(shè)計e（e） 指導(dǎo)教師：e 摘要 一般來講，軸的長度和直徑之比越大，則剛度越小.特別是細(xì)長軸，由于工件的剛性減弱，切削力使工件變形加大，在磨削過程中，細(xì)長軸在磨削力和磨削熱的作用下容易產(chǎn)生變形、發(fā)生震動、出現(xiàn)較大的加工誤差。應(yīng)此，磨削細(xì)長軸的關(guān)鍵是如何增加工件的支撐剛度，減小磨削力和磨削熱。故機(jī)床在加工細(xì)長軸這類特殊零件的時候，采用方法之一就是中心架支撐，中心架是保證這類工件在數(shù)控機(jī)床上加工精度的主要附件之一。為了解決上述

2、問題，本文對傳統(tǒng)現(xiàn)有的中心架進(jìn)行分析對比，設(shè)計了一種液壓自動定心中心架，主要完成了從方案的初步設(shè)計再到結(jié)構(gòu)設(shè)計原理說明進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。難點(diǎn)在于安裝中心架時支持中心與工件中心相重合。磨削后的支撐圓的徑向跳動偏差在0.020.03mm之間。能實(shí)現(xiàn)自動定心、自動移動，繪制了裝配圖及安裝圖，闡述了液壓控制原理并且此液壓中心架在數(shù)控磨床上安裝方便、運(yùn)行可靠。能更好的滿足數(shù)控磨床在加工工件時的精度要求。 關(guān)鍵詞 中心架； 數(shù)控磨床； 自定心； 液壓控制 design of the automatically move cnc grinder center frameee)tutor:e abstract

3、: generally speaking, shaft length and diameter is bigger, the stiffness is smaller. especially the slender shaft, the rigidity of the workpiece is abate, the cutting force so that the workpiece deformation increase, in the grinding process, the grinding force and the grinding of slender shaft under

4、 the action of heat easily deformed, vibrate, appear the processing error, the larger the grinding of slender shaft. the key is how to increase the stiffness of workpiece support, reducing the grinding force and the grinding heat. therefore, in the processing of slender shaft of this kind of special

5、 parts of the machine tool, the method is one of the central frame support, center frame is one of the main accessories of this kind of workpiece in cnc machine tool accuracy. in order to solve the above problem, this paper carries on comparative analysis of existing center frame, design of a hydrau

6、lic automatic centering fixture, mainly completed the preliminary design to the structure design principle that were introduced in detail. the difficulty lies in the center and the center of support coincide installation center frame. after grinding the radial support circular runout deviation betwe

7、en 0.02 0.03mm. can realize the automatic centering, auto mobile, draw assembly drawing and installation diagram, the hydraulic control principle and the hydraulic pressure center frame in cnc grinding machine has the advantages of convenient installation, reliable operation. when processing a workp

8、iece precision cnc grinding machine can better meet. keywords： centre frame; cnc grinder; self-centering; hydraulic control目 錄1. 緒論1 1.1 本課題的設(shè)計目的和研究意義1 1.2 我國機(jī)床附件中心架的設(shè)計發(fā)展情況和研究主要成果2 1.3 數(shù)控磨床的簡介以及我國數(shù)控磨床的發(fā)展趨勢32. 設(shè)計方案的構(gòu)思及分析42.1 設(shè)計方案的介紹、對比及確定42.1.1 機(jī)械可調(diào)式中心架42.1.2新型自動補(bǔ)償中心架 52.1.3液壓中心架 62.2 本次課題設(shè)計所選擇數(shù)控機(jī)床類型

9、的相關(guān)介紹72.2.1機(jī)床型號及性能分析 72.2.2機(jī)床參數(shù)及平面布局的介紹 83. 液壓中心架的總體設(shè)計 113.1 液壓自定心中心架的設(shè)計目標(biāo)及工作原理11 3.1.1 液壓中心架的設(shè)計目標(biāo) 11 3.1.2 液壓中心架的工作原理及分析過程113.2 設(shè)計計算123.2.1 中心架數(shù)量的確定及計算123.2.2 磨削力及液壓壓力的計算123.3 液壓中心架的液壓控制原理133.4 液壓中心架的機(jī)械安裝設(shè)計143.5 液壓中心架的潤滑153.6 中心架的使用方法163.7 液壓中心架的油霧氣密封介紹173.8 液壓中心架的特點(diǎn)及優(yōu)勢173.9 液壓中心架的實(shí)際應(yīng)用情況183.10 本次課題

10、設(shè)計過程中所遇到的問題184. 設(shè)計總結(jié) 19致 謝20參考文獻(xiàn)21341. 緒論1.1本課題的設(shè)計目的和研究意義隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床以它加工自動化程度高、效率高，加工質(zhì)量好等特點(diǎn)在加工行業(yè)得到廣泛的使用。根據(jù)加工零件的不同，選擇數(shù)控機(jī)床，特別是大型和加長型數(shù)控機(jī)床時，機(jī)床附件的選擇是必須面對的問題。在機(jī)床附件當(dāng)中，中心架是加工較長工件必不可少的選擇。當(dāng)數(shù)控機(jī)床工件長度跟直徑之比大于20倍時，稱為細(xì)長軸。由于細(xì)長軸本身剛性差，因此，在車削和磨削過程中會出現(xiàn)下列問題： 1)工件受切削力、自重和旋轉(zhuǎn)時離心力的作用，會產(chǎn)生彎曲、振動，嚴(yán)重影響其圓柱度和表面粗糙度。 2)在切削過程中，工件受

11、熱伸長產(chǎn)生彎曲變形，車削就很難進(jìn)行，嚴(yán)重時會使工件在頂尖卡住。磨削工件時，固定軸的方法一般是采用軸的一端用頭架卡盤夾緊，或用頭架頂尖頂緊，另一端用尾架的頂尖將軸支撐起來。由于工件的長徑比值較大，加上在工件的自重和切削力的作用下，易使工件彎曲變形，造成工件在加工時發(fā)生振動和被磨成腰鼓形，如下圖1.1所示。但假如在工件中間部分使用一只中心架，如下圖1.2所示，即可增加軸的剛度，以保證工件在加工過程中不至于出現(xiàn)腰鼓形不直度和“讓刀”現(xiàn)象。另一方面，此做法也能避免系統(tǒng)振動現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而防止了軸的加工誤差變大。加工時需采用中心架作為輔助支撐，以此來限制軸的變形，達(dá)到提高加工精度的目的，并且在數(shù)控磨床上

12、安裝方便可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。圖1.1 不使用中心架磨削細(xì)長工件圖1.2 使用中心架磨削細(xì)長工件 出現(xiàn)上述加工缺陷的主要原因是因?yàn)樵诩庸み^程中，尤其是當(dāng)?shù)毒呖拷S中部的時候，工件會受到自身重力和刀具徑向切削力的作用，產(chǎn)生變形，使軸產(chǎn)生不同程度的彎曲，使加工產(chǎn)生誤差，從而導(dǎo)致加工完成后的軸成為腰鼓形，即中間大，兩端較小的形狀。縱截面一致性和圓度無法得到保障。所以為避免此類情況的發(fā)生，加工時需采用液壓中心架作為輔助支撐，以此來限制軸的變形，減弱上述加工過程中所出現(xiàn)的缺陷，達(dá)到提高加工精度的目的。1.2我國機(jī)床附件中心架的設(shè)計發(fā)展情況和研究主要成果 大多數(shù)的中心架都應(yīng)用在數(shù)控車床和數(shù)控磨床上，中心架的結(jié)構(gòu)

13、形式有很多種，按機(jī)床的不同結(jié)構(gòu)和零件的不同要求而變化，其結(jié)構(gòu)形式大概可以分為閉式中心架、開式中心架如下圖1.3所示。按控制要求分為手動中心架、自動中心架、液壓中心架等。圖1.3 閉式中心架和開式中心架 查閱相關(guān)資料，可以了解到隨著機(jī)械工業(yè)制造設(shè)備的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已廣泛應(yīng)用，長軸類零件外圓及軸端部分加工極為普遍。中心架一般是固定在機(jī)床導(dǎo)軌上，中心架觸頭卡在工件中部外圓。通常閉式中心架用于磨削內(nèi)孔和階梯軸，開式中心架用于磨長軸、絲桿和曲軸頸。加工零件外圓時，閉式中心架因刀具不能越過中心架，不能對零件外圓進(jìn)行連續(xù)加工，開式中心架存在一個無法準(zhǔn)確定心的問題。定心不準(zhǔn)同樣會引起精度的不足。加工零件外圓時

14、,因刀具不能過中心架,而不能對零件外圓進(jìn)行連續(xù)加工,所以隨著社會的進(jìn)一步發(fā)展，在機(jī)械行業(yè)，我國傳統(tǒng)的中心架已不能滿足數(shù)控機(jī)床加工要求如圖1.4所示。圖1.4 傳統(tǒng)中心架應(yīng)用示意圖1、 卡盤2、工件3、中心架4、車刀5、尾座頂尖為了能夠克服傳統(tǒng)中心架的一些弊端，提高現(xiàn)代的數(shù)控設(shè)備加工效率，我國機(jī)械行業(yè)的先驅(qū)者采用新材料、新技術(shù)對傳統(tǒng)中心架進(jìn)行不同方面的優(yōu)化設(shè)計來滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床行業(yè)的需求。先后研究出來的手動中心架、液壓中心架、自動補(bǔ)償中心架以及數(shù)控機(jī)床專用的套圈式中心架等等。這些設(shè)計成果已經(jīng)在實(shí)際制造加工過程中進(jìn)行廣泛應(yīng)用，并且取得了很好的實(shí)際效果。很大程度上提高了加工精度和加工效率。1.3 數(shù)

15、控磨床的簡介以及我國數(shù)控磨床的發(fā)展趨勢 數(shù)控磨床是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。數(shù)控磨床又簡單的分為數(shù)控工具磨床、數(shù)控平面磨床、數(shù)控?zé)o心磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控成形磨床等。 數(shù)控磨床的特點(diǎn)： （1）、適合于復(fù)雜曲面、精度要求高的異形零件的加工。 （2）、實(shí)現(xiàn)數(shù)字計算機(jī)控制，液壓驅(qū)動，排除人為誤差。 （3）、通過計算機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)精度補(bǔ)償和優(yōu)化控制。 （4）、加工中心、車削中心、磨削中心、電加工中心等具有刀

16、庫和換刀功能，減少了刀具裝夾次數(shù)，提高了加工精度和加工效率。 （5）、數(shù)控機(jī)床使機(jī)械加工設(shè)備增加了柔性化的特點(diǎn)。柔性加工不僅適合于多品種、中小批量生產(chǎn)也適合于大批量生產(chǎn)，且能交替完成兩種或更多種不同零件的加工，增加了自動變換工件的功能，可實(shí)現(xiàn)夜間無人看管的操作。由幾臺數(shù)控機(jī)床(加工中心)組成的柔性制造系統(tǒng)(fms)具有更高柔性的自動化制造系統(tǒng)，包括加工、裝配和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。查閱相關(guān)資料可以看出，我國的自主設(shè)計創(chuàng)新能力相比國外有很大差距。我國對國外技術(shù)依賴度很高，沒有上升到形成產(chǎn)品自主研發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。掌握具有高精度、高速、高效、復(fù)合功能、多軸聯(lián)動等技術(shù)，這才是我國數(shù)控磨床未來發(fā)展的最

17、終趨勢。隨著高精度高速機(jī)械零件數(shù)量的增加，以及精密鑄造和精密鍛造加工工藝的發(fā)展，磨床的性能、品種和產(chǎn)量都在不斷的提高和增加。磨床是各類金屬切削機(jī)床中品種最多的一類，主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床、工具磨床等等。磨床是金屬切削行業(yè)的一個重要分支，尤其在汽車、電力、船舶、冶金、軍工、航空航天等行業(yè)，國產(chǎn)數(shù)控磨床正在發(fā)揮著越來越重要的作用，“十一五”期間，經(jīng)過調(diào)整和整合期后的磨床行業(yè)，將會迎來新一輪的發(fā)展期。 2.電機(jī)選擇2.1電動機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東）2.1.1選擇電動機(jī)類型2.1.2選擇電動機(jī)容量電動機(jī)所需工作功率為：；工作機(jī)所需功率為：；傳動裝置的總效率為：；傳動滾筒

18、滾動軸承效率 閉式齒輪傳動效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：所需電動機(jī)功率為：略大于 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級 ；型號 y160m-4.功率為11kw2.1.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動比（1）總傳動比(2)分配動裝置各級傳動比取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比則低速級的傳動比2.1.4 電機(jī)端蓋組裝cad截圖 圖2.1.4電機(jī)端蓋2.2 運(yùn)動和動力參數(shù)計算2.2.1電動機(jī)軸 2.2.2高速軸2.2.3中間軸2.2.4低速軸2.2.5滾筒軸3.齒輪計算3.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精

19、度（gb 10095-88）。3材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 hbs，二者材料硬度差為40 hbs。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由機(jī)械設(shè)計設(shè)計計算公式（10-21）進(jìn)行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機(jī)械設(shè)計第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機(jī)械設(shè)計第八版圖10-26查得，則。（4）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機(jī)械設(shè)計第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)（6）由機(jī)械設(shè)計第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由機(jī)械

20、設(shè)計第八版圖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 。13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由機(jī)械設(shè)計第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。（10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由機(jī)械設(shè)計第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計算圓周速度（3）計算齒寬及模數(shù) =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計算縱向重合度0.318124tan=20.73（5）計算載荷系數(shù)k。已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級精度，由機(jī)械設(shè)計第

21、八版圖10-8查得動載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機(jī)械設(shè)計第八版圖 10-13查得由機(jī)械設(shè)計第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式（10-17）3.3.1確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)。 =2.09（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表10-5查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計第八版表10-5查得（6）由機(jī)械設(shè)計第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度

22、極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；（7）由機(jī)械設(shè)計第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4,由機(jī)械設(shè)計第八版式（10-12）得（9）計算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 ，則 取 3.4幾何尺寸計算3.4.1計算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角因值

23、改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計算齒輪寬度圓整后取.低速級取m=3;由 取圓整后取表 1高速級齒輪：名稱代號計 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表 2低速級齒輪：名稱代號計 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級齒輪的傳動的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力

24、及軸向力 的4.1.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版表15-3,取 ,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003或手冊,選用lx4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 l=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案 圖4-1（2）

25、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為ddt=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端

26、與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取 低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長6

27、0.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長54.5mm6-7段直徑65mm（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為l=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求作用在齒輪上的力（1）因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為

28、：4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-24.2.4初步選擇滾動軸承.（1）因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dd*t=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的

29、右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直徑齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。 4.2.5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處

30、選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪的傳動的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為4.3.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適

31、應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003 或手冊,選用lx2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 l=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 ,為

32、了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*d*t=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l

33、=30mm，故取。 5）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為l=45mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：表4-3功率10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長80mm1-2段直徑30mm2-3段軸長45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長45mm3-4段直徑31.75mm4-5

34、段軸長99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長26.75mm6-7段直徑45mm5.齒輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建模（1）在上工具箱中單擊按鈕，打開“新建”對話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對話框2取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項(xiàng)”對話框，選中其中“mmns_part_solid”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項(xiàng)”對話框

35、（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1在主菜單中依次選擇“工具”“關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動彈出“關(guān)系”對話框。2在對話框中單擊按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi)容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪基本圓在右工具箱單擊，彈出“草繪”對話框。選擇front 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為、修改的結(jié)果如圖5-6所

36、示。 圖5-4草繪同心圓 圖5-5“關(guān)系”對話框 圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線1在右工具箱中單擊按鈕打開“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲線選項(xiàng)” “從方程” “完成”選項(xiàng)，打開“曲線：從方程”對話框，如圖5-7所示。2在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開記事本窗口。3在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”對話框 圖5-9添加漸開線方程4選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點(diǎn)

37、的基準(zhǔn)點(diǎn)pnto。參照設(shè)置如圖5-10所示。曲 線1曲 線 2圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對話框5如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面top和right作為放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸a_1，如圖6-13所示。圖5-12“基準(zhǔn)軸”對話框 圖5-13基準(zhǔn)軸a_16如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)pnto和基準(zhǔn)軸a_1的基準(zhǔn)平面dtm1,如圖5-14所示。5 5-15基準(zhǔn)平面對話框 5-15基準(zhǔn)平面dtm17如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)軸a_1，并由基準(zhǔn)平面dtm1轉(zhuǎn)過“-90/z”的基準(zhǔn)平面dtm2，如圖5-17所示

38、。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對話框 圖5-17基準(zhǔn)平面dtm28鏡像漸開線。使用基準(zhǔn)平面dtm2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。圖5-18鏡像齒廓曲線（6）創(chuàng)建齒根圓實(shí)體特征1在右工具箱中單擊按鈕打開設(shè)計圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面front作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)放置草繪平面。2在右工具箱中單擊按鈕打開“類型”對話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入拉伸深度為“b”，完成齒根圓實(shí)體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。圖5-19草繪的圖形 5-20拉伸的結(jié)果（7）創(chuàng)建一條齒廓曲線1在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選

39、取基準(zhǔn)平面front作為草繪平面后進(jìn)入二維草繪平面。2在右工具箱單擊按鈕打開“類型”對話框，選擇“單個”單選按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。圖 5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑3打開“關(guān)系”對話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。圖5-23“關(guān)系“對話框（8）復(fù)制齒廓曲線1在主菜單中依次選擇“編輯” “特征操作”選項(xiàng)，打開“菜單管理器”菜單，選擇其中的“復(fù)制”選項(xiàng)，選取“移動”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線作為復(fù)制對象。圖5-24依次選取的 菜單2選取“平移”方式，并選取基準(zhǔn)平面front作為平移

40、參照，設(shè)置平移距離為“b”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3繼續(xù)在“移動特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸a_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(beta/d)”，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線（9）創(chuàng)建投影曲線1在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框。選取“rigut”面作為草繪平面，選取“top”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤坝摇?，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境。2繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕完成草繪的繪制。圖5-27繪制二維草圖3主菜單中

41、依次選擇“編輯” “投影”選項(xiàng)，選取拉伸的齒根圓曲面為投影表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個輪齒特征1在主菜單上依次單擊“插入” “掃描混合”命令，系統(tǒng)彈出“掃描混合”操控面板，如圖5-29所示。2在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖6-30所示。圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30“參照”上滑面板3在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項(xiàng)，在“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項(xiàng)，如圖5-30示。4在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖5-31示。掃描引

42、線圖5-31選取掃描引線5在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項(xiàng)，如圖5-32所示。圖5-32“剖面”上滑面板 圖5-33 選取截面6在繪圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。7在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖5-34所示。圖5-34完成后的輪齒特征 圖5-35“選擇性粘貼“對話框(11)陣列輪齒1單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對話框，如圖5-35所示。在該對話框中勾選“對副本應(yīng)用移動/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。圖5-3

43、6 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個輪齒2單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，“方向參照”選取軸a_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個輪齒。3在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單中單擊“編輯” “陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。圖5-38 “陣列”操控面板圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu)4在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心軸作為陣列

44、參照，輸入陣列數(shù)為“88”偏移角度為“360/z”。在“陣列”操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖5-39所示。5最后“拉伸”、“陣列”輪齒的結(jié)構(gòu)，如圖5-40所示致謝本論文是在ee老師的悉心指導(dǎo)下完成的。e老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向e老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。感謝cad培訓(xùn)中心老師的指導(dǎo)和幫助。后文是被我人為屏蔽掉了，想要原版嗎？小伙伴，在第2章電機(jī)選擇中cad圖里找我聯(lián)系方式吧參考文獻(xiàn)1王定.礦用小絞車m