普通機(jī)床改造成鍵槽銑床說明書

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書普通機(jī)床改造成鍵槽銑床1 摘要本文作者研究了普通機(jī)床改造成鍵槽銑床時(shí)銑頭立柱部件的改進(jìn)方案。利用廢舊機(jī)床的床身、床架、床鞍等基架部件進(jìn)行改造設(shè)計(jì),不僅節(jié)約了機(jī)床維護(hù)費(fèi)用,同時(shí)提高了機(jī)床的回收利用率,是企業(yè)廢舊機(jī)床未來利用的發(fā)展趨勢。新的銑床立柱部件采用了電機(jī)、減速機(jī)、帶輪的傳動(dòng)系統(tǒng),使的銑刀的轉(zhuǎn)速保持在一定的范圍之內(nèi),減少了刀具振動(dòng)引起的工件精度偏差。加入了升降螺桿裝置和轉(zhuǎn)輪,使得刀具在縱向的進(jìn)給量可進(jìn)行手工調(diào)節(jié),提高了加工精度。皮帶輪處采用簡易張緊裝置,可及時(shí)的對帶輪的松脫,打滑現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整,保證了傳動(dòng)的連續(xù)性。經(jīng)過各種方案的比較,得出上述設(shè)計(jì)確是切實(shí)可行的,提

2、高了機(jī)床的回收率,增加了機(jī)床的加工范圍。 關(guān)鍵詞:銑床銑頭立柱部件升降螺桿 2畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Summary Author of this text study ordinary lathe transform keyway mill head post improvement scheme of part on the milling machine. Utilize old and useless lathe bed, bedstead of lathe, bed saddle, etc. base shelf part carry on transformation design, Ec

3、onomize lathe maintain the expenses, improve the recovery utilization ratio of the lathe at the same time not merely, It is the development trend that enterprises utilize in old and useless lathe future. The new post part of milling machine has adopted electrical machinery, moderating machine, trans

4、mission with wheel, Rotational speed of milling cutter that make keep and within certain range, reduce cutter work piece precision deviation that vibration cause. Put into hoist or lower spiral shell pole device and runner , make cutter entering giving amount can be regulated by hand vertical, Have

5、improved the machining accuracyBelt pulley office adopt simple and easy pieces of urgent device, can to lead wheel loose to take off, Skid phenomenon adjust, guarantee the continuity of the transmission. Through various kinds of comparison of scheme, draw and design not really feasible while being a

6、bove- mentioned, Have improved the rate of recovery of the lathe , has increased the processing range of the lathe Keyword: The milling machine mills the post part of head Hoist or lower spiral shell's pole 3 目 錄 引言總體方案論證?§ 機(jī)床的初步設(shè)計(jì)§ 機(jī)床工藝方案的擬定 § 機(jī)床運(yùn)動(dòng)方案的擬定 § 機(jī)床技術(shù)參數(shù)的確定 § 機(jī)床

7、總體布局的確定 § 機(jī)床原理圖的擬定§ 機(jī)床總體尺寸聯(lián)系圖的繪制?§ 其他計(jì)算部分§ 銑刀銑削功率的確定 § 電機(jī)的選擇§ 減速機(jī)的選擇 § 帶的選擇§ 主軸剛度強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)部分§ 蝸輪傳動(dòng)部分 § 帶傳動(dòng)部分§ 銑刀的選用§ 軸的選擇§ 箱體的設(shè)計(jì) 結(jié)論 工作小結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附件清單4畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書0引言 隨著我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的逐步建立,科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步和教育體制改革的不斷深化,要求對教學(xué)內(nèi)容和體系進(jìn)行改革。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)作為培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)

8、,正是順應(yīng)了這一改革的趨勢。 機(jī)械設(shè)計(jì)是學(xué)生進(jìn)行較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練,其性質(zhì),內(nèi)容以及培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的過程都是為了使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他有關(guān)已修課程的理論和實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練,從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、加深和擴(kuò)展。學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法與步驟,培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題的能力、解決問題的能力。提高學(xué)生在計(jì)算、制圖,運(yùn)用設(shè)計(jì)資料進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算,考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能以及機(jī)械 等專用軟件技術(shù)。本次設(shè)計(jì)按一般設(shè)計(jì)思路進(jìn)行。首先閱讀和研究設(shè)計(jì)任務(wù)書,明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求,分析設(shè)計(jì)題目,了解原始數(shù)據(jù)和工作條件,通過工廠的參觀實(shí)

9、習(xí)以及必要的調(diào)研等途徑了解設(shè)計(jì)對象,并擬定設(shè)計(jì)過程和進(jìn)度計(jì)劃。進(jìn)而進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡圖,選擇電機(jī)計(jì)算總傳動(dòng)比,蝸桿傳動(dòng),帶傳動(dòng)等主要設(shè)計(jì)參數(shù)。初繪裝置草圖及軸和軸承的零件圖,校對軸的強(qiáng)度、滾動(dòng)軸承的壽命和強(qiáng)度等。最后完成全部圖紙,并進(jìn)行說明書的編寫。必須指出上述步驟不是一成不變的。機(jī)械設(shè)計(jì)和其他設(shè)計(jì)一樣,從分析方案到完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中,由于在擬定傳動(dòng)方案時(shí),甚至在完成各種計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)有一些矛盾尚未暴露,而待結(jié)構(gòu)形狀和具體尺寸表達(dá)在圖紙上時(shí),這些矛盾才會(huì)充分暴露出來,故設(shè)計(jì)時(shí)須作必要的修改,才能完善。這種反復(fù)修改的工作在設(shè)計(jì)中是經(jīng)常發(fā)生的,因此設(shè)計(jì)中要時(shí)刻留意變化參數(shù)的影響,考慮各種可

10、能出現(xiàn)的情況,這就需要進(jìn)行各種方案的可行性比較,從而減少修改的范圍,使設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化。由于機(jī)械設(shè)計(jì)是學(xué)生第一次比較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,它的意義在于為以后的設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ),因此學(xué)生在設(shè)計(jì)全過程中必須要嚴(yán)肅認(rèn)真,刻苦鉆研,這樣才能在設(shè)計(jì)中學(xué)到東西。機(jī)械設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的,教師的主導(dǎo)作用在于指明設(shè)計(jì)思路,啟發(fā)學(xué)生。學(xué)生必須發(fā)揮設(shè)計(jì)的主動(dòng)性,主動(dòng)思考問題、分析問題、解決問題而不應(yīng)該過分依賴指導(dǎo)老師,自己主動(dòng)的進(jìn)行資料的查閱、收集。設(shè)計(jì)中正確處理參考已有資料與創(chuàng)新的關(guān)系。設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的勞動(dòng),任何設(shè)計(jì)都不可能是由設(shè)計(jì)者脫離前人長期經(jīng)驗(yàn)積累的資料而憑空想象出發(fā)的。熟悉和利用已有的資料

11、,既可以避免許多重復(fù)工作,加快設(shè)計(jì)進(jìn)程,同時(shí)也是提5 高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證。善于掌握和使用各種資料,如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案,合理選用已有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),也是設(shè)計(jì)工作能力的重要方面。然而,任何設(shè)計(jì)任務(wù)總是有其特定的設(shè)計(jì)要求和具體工作條件,因而學(xué)生不能盲目地、機(jī)械的抄襲資料,而必須具體分析,吸收新的技術(shù)成果,注重新的技術(shù)方向,創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì),鼓勵(lì)運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,使設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)能力獲得提高。同時(shí)學(xué)生應(yīng)在老師的指導(dǎo)下訂好設(shè)計(jì)進(jìn)程計(jì)劃,注意掌握進(jìn)度,按預(yù)定計(jì)劃保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。邊計(jì)算、邊繪圖、邊修改,設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪圖交替進(jìn)行,這與計(jì)劃書上的進(jìn)程并不矛盾,學(xué)生應(yīng)從第一次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始

12、注意逐步掌握真確的設(shè)計(jì)方法,形成自己的特有的設(shè)計(jì)思路和方法。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中注意隨時(shí)整理計(jì)算結(jié)果,并在設(shè)計(jì)草稿本上記下重要的論據(jù)、結(jié)果和參考資料的來源,使設(shè)計(jì)的各個(gè)方面做到有理有據(jù)。這對設(shè)計(jì)的張廠進(jìn)行,階段自我檢查和編寫說明書是十分必要的。本次設(shè)計(jì)需要學(xué)生完成總圖和傳動(dòng)裝置圖( 或 圖) 張;零件工作圖若干張;設(shè)計(jì)說明書一份。設(shè)計(jì)完成后原始數(shù)據(jù)進(jìn)行保留,參考書目要求編入說明書內(nèi),自我總結(jié)后準(zhǔn)備接受答辯。 6畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1總體方案認(rèn)證此設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用了普通車床也能進(jìn)行鍵槽加工的特點(diǎn),在廢舊車床的主體機(jī)架上進(jìn)行改裝設(shè)計(jì),提高了機(jī)床的回收率。借助原車床的床腳、床身、床鞍、絲杠進(jìn)行設(shè)計(jì)銑頭部件選擇適合

13、三面刃盤銑刀的銑刀柄以保持銑頭的轉(zhuǎn)速一定同時(shí)為適應(yīng)加工不同深度的鍵槽銑頭高低位置通過手工轉(zhuǎn)輪來調(diào)整從而使調(diào)整、改換銑刀簡單易操作。通過電機(jī)減速機(jī)皮帶輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)提高了工作效率保證了銑頭的轉(zhuǎn)速保持一定數(shù)值。皮帶輪傳動(dòng)處用張緊裝置來調(diào)節(jié)松緊防止皮帶松脫打滑。同時(shí)該類型張緊裝置結(jié)構(gòu)簡單調(diào)節(jié)方便便于維修更換。 總之改裝之后的銑床性能優(yōu)越于改造前的車床提高加工精度同時(shí)滿足了不同深度鍵槽的加工要求達(dá)到了廢舊機(jī)床的合理改造提高了機(jī)床的回收率為企業(yè)節(jié)約了機(jī)床的處理費(fèi)用。1.1機(jī)床初步設(shè)計(jì)機(jī)床的初步設(shè)計(jì)是機(jī)床部件和零件的依據(jù)。這是一項(xiàng)全局性工作在機(jī)床產(chǎn)品中占有重要地位。1.2機(jī)床工藝方案的擬定工件是機(jī)床的加工對象

14、,是機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù)。不同的工件形狀可以采用不同的加工方法來實(shí)現(xiàn).另外,工件的工藝基準(zhǔn)、夾具件及刀具選擇等等,也是各式各樣的?？梢?一種工件的加工,可采用多種方案來實(shí)現(xiàn)。而選用的工藝方案不同,則設(shè)計(jì)的機(jī)床也就不同。這說明是由工藝方案把工件、刀具與機(jī)床聯(lián)系在一起,也可以說明機(jī)床是實(shí)現(xiàn)工藝方案的一種工具。新工藝的出現(xiàn),必然成為促進(jìn)機(jī)床發(fā)展的重要因素。 工藝方法在很大程度上決定了機(jī)床的類別、價(jià)格、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)、布局及生產(chǎn)率等。因此,對工件進(jìn)行工藝分析,通過調(diào)查研究擬訂出經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案,是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。工藝方案的確定,應(yīng)考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性這三者的關(guān)系,即在滿足加工質(zhì)量的前提下,提高

15、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性機(jī)床工藝方案的主要內(nèi)容有:確定工件的工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝方法(包括加工方法、刀具選擇、切削用量等)及夾具部件。 1.3機(jī)床運(yùn)動(dòng)方案的擬定 機(jī)床的工藝方案確定后,可進(jìn)一步擬定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方案,以便在此基礎(chǔ)上進(jìn)7 行機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)床運(yùn)動(dòng)方案的主要內(nèi)容有:確定成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng),各運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(功用,復(fù)雜程度,特殊要求及變速方向等),運(yùn)動(dòng)的分配,傳動(dòng)聯(lián)系(內(nèi)聯(lián)系與外聯(lián)系),傳動(dòng)方式(機(jī)械、液壓、電氣)等。 1.4機(jī)床技術(shù)參數(shù)的確定 機(jī)床技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和一般技術(shù)參數(shù)。其中一般技術(shù)參數(shù)是指機(jī)床的尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。 (1)主參數(shù)主參數(shù)是機(jī)床各數(shù)中最主要的一個(gè)或兩個(gè)參數(shù),它反映機(jī)

16、床的加工能力,是確定機(jī)床主要零、部件尺寸的依據(jù)。 (2)一般技術(shù)參數(shù) 尺寸參數(shù)一般是機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸。 運(yùn)動(dòng)參數(shù)一般是指成形運(yùn)動(dòng)和主要輔助運(yùn)動(dòng)參數(shù)。成形運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括:主運(yùn)動(dòng)參數(shù),如進(jìn)給量或進(jìn)給速度,進(jìn)給級數(shù)等。輔助運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括:快速行程速度,工件夾緊速度,轉(zhuǎn)位速度等。 1.5機(jī)床總體布局的確定 合理確定機(jī)床的總體布局,是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要布署,它對設(shè)計(jì)、制造與使用都有很大的影響。在機(jī)床的工藝方案、運(yùn)動(dòng)方案及主要技術(shù)參數(shù)確定之后,就可著手進(jìn)行機(jī)床的總體布局。其主要內(nèi)容包括機(jī)床具有的主要零部件及其相對位置關(guān)系等。 機(jī)床的總體布局應(yīng)注意下述問題:(1)工件特征 (2)機(jī)床性能 對加工精度、表面粗糙度要

17、求高的機(jī)床,在總體布局上應(yīng)采取相應(yīng)的措施,使之提高傳動(dòng)精度、剛度、見效振動(dòng)、熱變形等。例如,為了提高機(jī)床剛度,可采用框式支承件結(jié)構(gòu);為了減少機(jī)床加工過程的振動(dòng),可使用電動(dòng)機(jī)等振動(dòng)較大的部件與工作部件分離,中間采用帶傳動(dòng)等。()生產(chǎn)批量用語單件小批量生產(chǎn)的機(jī)床,其布局應(yīng)能保證工藝范圍廣、調(diào)整方便,而生產(chǎn)率可低些。用于大批量生產(chǎn)的機(jī)床,布局則應(yīng)適合于提高生產(chǎn)率要求,而工藝范圍和調(diào)整方便程度可低些。 8畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1.6機(jī)床原理圖的擬定 1.7機(jī)床總體尺寸聯(lián)系圖的繪制 1.8其他 在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中,還有下述工作: 1試驗(yàn)研究 采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)提出必要的試驗(yàn)課題,得出滿意的試驗(yàn)研究

18、結(jié)果,才允許用于機(jī)床產(chǎn)品上。此外要注意試驗(yàn)結(jié)果的完善和推廣工作。 (2)方案比較 對不同方案進(jìn)行價(jià)值分析,必要時(shí)還需要繪出主要部件結(jié)構(gòu)草圖進(jìn)行比較。還要對不同的造型與色彩方案進(jìn)行對比。注意某些容易忽視的問題,如操作、防護(hù)等。9 2 計(jì)算部分2.1銑刀銑削功率的確定3 每齒進(jìn)給量和銑削速度的參考數(shù)值表鑄 鐵 鋼刀具名稱每齒進(jìn)給 銑削速 每齒進(jìn)給 銑削速量 度 量 度圓柱形銑刀三面刃銑 刀立銑刀 端銑刀 表 1-1 由圖視表格選取進(jìn)給量 S0.06mm,銑削速度 40m/min,切削深度 1mm,銑刀直徑 d80mm,齒數(shù) 16 0.86 0.860.74 主銑削力 P c?t ?s BZkk /

19、D Z 123.42kg C-工作材料性能影響銑削力常數(shù); t- 銑削深度(毫米); S-銑刀每齒進(jìn)給量(毫米齒);B-銑削密度(毫米);Z-銑刀齒數(shù);D-銑刀直徑(毫米);K-銑刀前角影響銑削力的系數(shù);K1-銑削速度影響銑削力的系數(shù) 銑削功率 NP x40/6120 z 0.1513kw 2.2電機(jī)的選擇已知銑削功率 P 0.1513kw z由 P P / z c10 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 一般取0.750.85 所以 P 0.18kw z2.2.1初選電機(jī) 初選電機(jī)功率 P1.5KW,取工作裝置的效率 0.94 w則 P P 1.5X0.941.41KW w w2.2.2確定電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置總效率

20、 取 V帶傳動(dòng)效率 0.96 ,滾動(dòng)軸承效率 0.995 b r2.2.3確定轉(zhuǎn)速 4工作軸轉(zhuǎn)速 n 6x10 v /D w w V帶傳動(dòng)比范圍 i 24 b故電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 ni n 24x414.01 w 828.021656.04r/min故符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/min-1500r/min,為了減小電動(dòng)機(jī)重量和價(jià)格,選常用的同步周轉(zhuǎn)速為 1000r/min的 Y系列電機(jī) 100L-6型,其滿載轉(zhuǎn)速 940r/min2.3減速機(jī)的選擇 按此類鍵槽加工銑床的銑刀轉(zhuǎn)速需求,查星河傳動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品選型手冊得所選電機(jī)參數(shù): 1/min Nmf sizeKW-p14970 2.10 2

21、1.1-4 Na-輸出轉(zhuǎn)速; Ma-輸出轉(zhuǎn)矩 f-使用系數(shù) size-機(jī)型號(hào) KW-電機(jī)功率極數(shù) 2.4V帶設(shè)計(jì)11 2.4.1確定計(jì)算功率 Pca 2 1由表 1.4-1查得工作情況系數(shù) Ka1.12由 PcaKaP1.1x1.1kw1.21kw2.4.2選擇 V帶型號(hào) 由機(jī)械設(shè)計(jì) 普通 V帶選型圖 5-12a,選 A型 V帶2.4.3確定帶輪直徑(1)參考下表選取小帶輪直徑 d1112mm 2 V帶帶輪的基準(zhǔn)直徑系列截 型基準(zhǔn)直徑外 徑表 1-2 12畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(2)驗(yàn)算帶速 v d n/600008.4m/s 1 1(3)從動(dòng)帶輪直徑 d2ixd n d /n 293.24 d1 1

22、 d1 22 查表 V帶帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,取 d 280mm 2(4)傳動(dòng)比 id /d 280/1122.5 d2 d1(5)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速 n n /i1440/2.5576r/min 2 1 2.4.4確定中心距 a和帶長 Ld (1)初選中心距 0.7x112+280mma 2x112+280 0274.4mma 784mm 0取 a 500mm 0 (2)求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 L0 2L 2 a +/2d +d + d - d /4a 0 0 d1 d2 d2 d1 0 1657.9mm (3)計(jì)算中心距 a a +L -L /21500+1600-1630/2485mm 0 d 0 (4

23、)確定中心距調(diào)整范圍 a a+0.03 L 485+0.03x1600533mm d a a-0.015 L 485-0.015x1600460mm min d 2.4.5驗(yàn)算小帶輪包角13 0 0180 - d - d x60 /a d2 d10 0 159 120 所以包角合適2.4.6確定 V帶根數(shù) Z 0 (1)由機(jī)械設(shè)計(jì)包角180 、特定帶長、工作平穩(wěn)情況下普通 V帶的額定功率 P0表查得 d1112mm,n11200r/min及 n11460r/min 時(shí),單根 A型 V帶的額定功率分別為 1.39kw和 1.26kw,用線性插值法求 n11440r/min時(shí)的額定功率 P0值 2

24、 (2)由表單根普通 V帶額定功率值的增量P ,查得P 0.17kw 0 0 (3)由表 1-3查得包角系數(shù) K 0.95 a2 包角系數(shù) K a小帶輪包角° ° ° ° ° ° ° ° ° 表 1-3(4)由表 1-4查得長度系數(shù) K 0.99 L14畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 長度系數(shù) K L基準(zhǔn)長普通 帶度 表 1-4(5)計(jì)算 V帶根數(shù) ZZP /P + P k k ca 0 0 a L 6.05/1.60+2.17x0.95x0.99 1.47所以取 Z2根 2.4.7計(jì)算單根 V帶的初拉力 F 02

25、F 500 P (2.5/k -1)/v +qv 20 ca a z2 500x6.05x2.5/0.95-1 /8.44x4+0.1x8.4415153.43Nq為每米帶長的質(zhì)量,可查表得到2.4.8計(jì)算對軸的壓力 F Q F 2ZF sinad /2Q 0 1 1204N 2.4.9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,繪制帶輪工作圖2.5主軸剛度、強(qiáng)度校核 2.5.1選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大,對其重量和尺寸也無特殊要求,故常選擇材料 45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 2.5.2初估軸徑 2 按扭矩初估軸的直徑,查表 1-5得 C106 材料 , 等高強(qiáng)度鋼 表2.5.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)各軸段直徑的確

26、定 初估軸徑后,就可按軸上零件的安裝順序,從 d 處開始逐步確定直徑。下一級軸由于連接許要有退刀槽,故選min擇下一級軸徑為 60mm。同理,可選出另外一級軸的直徑 66mm。由于第四段軸上裝有軸承,軸承的直徑由銑刀柄處尺寸確定,其徑向便于軸承安裝,又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列,故取直徑 72mm。 (2)軸的受力分析(見機(jī)械設(shè)計(jì)書 P249)16畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 F F +L +F d/21600x60+600x240x2/60+60 R1H r 3 a 1400N F F - F 1600-1400N R2H r R1H 200N在垂直面上 F F F /24500/22250N R1V R2V t

27、 (3)畫彎矩圖 如圖示c、d、e,在水平面上,a-a剖面左側(cè)M F L21400x6084000Nmm aH R1H a-a剖面右側(cè) , M F xL 2250x60135000Nmm aH R2H 3 在垂直面上 M F xL 2250x60135000Nmm av R1v 2 合成彎矩,a-a剖面左側(cè)M 161640Nmm a a-a-剖面右側(cè) M, 261100Nmm a (4)畫轉(zhuǎn)矩圖 如圖示f,在 a-a截面左側(cè)合成彎矩最大,扭矩為 T,該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面;b-b截面處合成彎矩雖不是最大,但該截面左側(cè)軸徑小于 a-a-截面處軸徑,故 b-b截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)剖面。若以疲勞強(qiáng)

28、度考慮,a-a,b-b截面均有應(yīng)力集中,且 b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重,故 a-a截面左側(cè)和 b-b截面左右側(cè)又均有可能是危險(xiǎn)剖面。172.5.4軸的彎扭合成強(qiáng)度校核 2 由表 14-5查得 60MP, 100Mp -1 0 (1)a-a-截面左側(cè) 3 2 3w0.1d -bld-t /2d12107mm 30MP e (2)b-b截面左側(cè) 3 3 3 w0.1d 0.1x50 12500mm b-b截面處合成彎矩 M : b M M L2-28/L284800Nmm b a 26.8MP e18畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 設(shè)計(jì)部份 3.1蝸輪傳動(dòng)部分蝸輪蝸桿傳動(dòng)是用來傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的

29、,它廣泛的運(yùn)用于機(jī)器和儀器設(shè)備中。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)有:1、傳動(dòng)比大,結(jié)構(gòu)緊湊;2、傳動(dòng)平穩(wěn)振動(dòng)小,噪聲低;3、具有自鎖性。故本設(shè)計(jì)中運(yùn)用蝸輪蝸桿傳動(dòng),正是利用它的這些優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)比大,加工精度高,生產(chǎn)效益高;傳動(dòng)平穩(wěn),刀具跳動(dòng)小,加工出的鍵槽平整均齊,容易達(dá)到加工精度要求。其主要缺點(diǎn)是摩擦損失大,效率低;因采用減摩材料,故成本高;同時(shí)對制造和安裝誤差很敏感,安裝時(shí)對中心距的尺寸精度要求較高。綜上所述,蝸輪蝸桿常用于傳動(dòng)效率在 50KW以下,滑動(dòng)速度在 15m/s以下的機(jī)器設(shè)備中。蝸桿傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒的點(diǎn)蝕、彎曲折斷、磨損及膠合失效等。根據(jù)蝸輪蝸桿的失效形式可知,制造蝸桿副的組合材料

30、首先應(yīng)具有足夠強(qiáng)度,更重要的還應(yīng)具有良好的跑合性、減摩性和耐磨性。因此蝸桿一般采用碳鋼或合金鋼,而蝸輪則一般采用鑄造錫青銅,鑄造鋁青銅,灰鑄鐵等。同時(shí)實(shí)踐證明比較理想的材料組合是淬硬并經(jīng)過磨削的鋼蝸桿和青銅蝸輪齒圈。本設(shè)計(jì)中正是采用了此類組合,使得機(jī)床的效率達(dá)到最佳生產(chǎn)狀況。 3.2帶傳動(dòng)部分帶傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動(dòng)裝置之一,主要有主動(dòng)帶輪,從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶 3部分組成。工作時(shí),靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)輪間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護(hù)氣壓零部件等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)主要是傳動(dòng)比不穩(wěn)定,傳動(dòng)裝置外形尺寸較大,效率較低,帶的壽命較短以

31、及不適合高溫易燃場合等。帶傳動(dòng)多用于高速級,一般不宜用于大功率傳動(dòng)(通常不超過 50Kw),帶的工作速度一般為 530m/s,高速帶可達(dá)60m/s。平帶傳動(dòng)比通常在 3左右,最大可達(dá) 6,有張緊輪時(shí)可用到 10。V帶傳動(dòng)比一般不超過 7,最大用到 10。V帶與平帶相比,由于槽面摩擦原理,在同樣的張緊力下,V帶傳動(dòng)能產(chǎn)生跟大的摩擦力。加之 V帶已標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn),因而 V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛的多。故本課題設(shè)計(jì)中采用 V帶進(jìn)行傳動(dòng),不僅因?yàn)樵擃悅鲃?dòng)具有較大的傳動(dòng)比,同時(shí)它也適合小功率傳動(dòng)的需求,結(jié)構(gòu)簡單,市場運(yùn)用廣泛,更換維修容易,適合于經(jīng)濟(jì)化的生產(chǎn)需求。19 3.3銑刀的選用 3.3.1銑

32、削方式的選擇銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反叫逆銑。這種銑削形式在刀具剛接觸工件時(shí)刀齒不能立即切下切屑,知識(shí)對工件一面擠壓,一面滑行,從而使工件表面在這一段上形成了冷硬層。當(dāng)切削厚度增大到一定數(shù)值時(shí),刀齒才真正的切入工件。因此,它的切屑厚度是由小到大的。當(dāng)?shù)诙€(gè)刀齒切入工件時(shí),在這已冷硬的表面又?jǐn)D壓又滑行了一段,再切入工件,如此下去,使刀刃后面的磨損較大。同時(shí),由于切屑分力的作用,銑切時(shí)有使工件從夾具中拉出的趨勢,易使機(jī)床振動(dòng)。逆向銑削適宜加工有硬皮一類的工件,如鑄件等。它的特點(diǎn)是不受機(jī)床絲杠螺母間隙的影響,是一種常用的銑削方法。3.3.2銑削用量的選擇銑削用量包括銑削速度 v,每齒進(jìn)給量

33、s,銑削深度 t,銑削寬度 B等。銑削用量選擇的合理與否將直接影響銑削效果,它隨機(jī)床、刀具、夾具和加工要求等條件的不同而變化,盡管如此,但首先應(yīng)保證在工件的加工精度和刀具耐用度的前提下,盡一切可能提高銑削用量。銑削用量的選擇原則是:首先選取銑削深度 t和銑削寬度 B,然后選取每齒進(jìn)給量 s,最后確定銑削速度 v。銑削寬度 B一般決定工件的加工寬度。 3.3.3銑刀材料的選擇8 銑刀材料的基本切屑性能比較材料名稱 冷硬性 熱硬性 韌性 切削速度碳素工具最差 最差 較好 鋼高速鋼 好 好 好 硬質(zhì)合金 最好 最好 較差 表 1-6由上表可以看出高速鋼的整體性能較其他材料均較為突出,可以滿足生產(chǎn)實(shí)際

34、中機(jī)床的生產(chǎn)要求。通用型高速鋼材料 W18Cr4V,其硬度為 6265HRC,主要用于制造中等的麻花鉆、螺紋刀具、銑刀、車刀和齒輪刀具,故本設(shè)計(jì)中采用此種材料的銑刀作為加工刀具,可以滿足刀具冷硬性、熱硬性、韌性等各種不同的加工要求,達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的合理化配置。 20畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3.3.4 銑刀形狀的選擇三面刃銑刀有兩種齒型:一種為直齒,另一種為交錯(cuò)齒。直齒用于加工一定寬度,深度較淺的溝槽;錯(cuò)齒用于加工較深的溝槽或作粗加工用,其材料主要是W18Cr4V或其他類型的高速鋼制造,其硬度為 HRC6366,因此可以看出該類刀具滿足刀具的材料及加工要求的需要。銑刀直徑越大,散熱條件好,刀桿剛度高,所允

35、許的切削速度高。但直徑過大時(shí),銑刀的切入長度增加,工作時(shí)間長。另外直徑增加后,細(xì)小力矩增加,刀具材料消耗也大。所以直徑是根據(jù)工件寬度和切削深度來選擇的,一般用硬質(zhì)合金銑刀頭銑削時(shí),銑刀直徑和工件寬度之比為 1.6:1到 1.2:1。 3 銑刀參數(shù)示意表基本尺寸 參 考 數(shù) 據(jù) 直 齒 公稱尺寸 型 型 °° ° ° °° ° 表 1-7 由上述直徑選用原則,在這三類直徑的銑刀中,最理想的銑刀直徑就是80mm的這一組數(shù)據(jù)參數(shù),得到銑刀直徑和齒數(shù),以用于設(shè)計(jì)計(jì)算中。 3.4軸的選用 軸是組成機(jī)器的重要兩件之一。其主要功用是支承回

36、轉(zhuǎn)零件(如齒輪、蝸輪、帶輪、鏈輪、聯(lián)軸器等),并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 它一般可分為軟軸和剛性軸兩大類3.4.1軸的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)步驟21軸的設(shè)計(jì)主要要解決的兩方面問題:(1)設(shè)計(jì)計(jì)算。 為了保證軸具有足夠的稱載能力,要根據(jù)軸的工作要求對軸承進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,有些軸還要進(jìn)行剛度或振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算(如機(jī)床主軸及汽輪機(jī)軸);(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)軸上零件裝拆定位和加工等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,確定軸的外形結(jié)構(gòu)和部分尺寸。 轉(zhuǎn)軸在工作中既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩,因此,可把心軸和傳動(dòng)軸看作轉(zhuǎn)軸的特例。 對于轉(zhuǎn)軸,如果知道了軸所受的轉(zhuǎn)矩和彎矩,利用材料力學(xué)的知識(shí),就可以算出軸的各段尺寸(直徑和長度)但在一般情況下,開始計(jì)算時(shí)并不知道軸

37、的結(jié)構(gòu)和尺寸,無法確定軸的跨矩和力的作用點(diǎn),也就無法求出彎矩。為了解決這個(gè)問題,軸的設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行:第一,初定軸徑、包括擬定軸上零件的布置、選擇軸的材料及初步估算軸的直徑等。第三,校核計(jì)算。包括計(jì)算軸的受力、驗(yàn)算軸的強(qiáng)度和必要時(shí)驗(yàn)算軸的剛度、臨界轉(zhuǎn)速,以及繪制工作圖等。 3.4.2軸的材料及其選擇 選擇軸的材料,應(yīng)靠下列因素:(1)軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求;(2)日處理方法;(3)材料的來源;(4)材料的加工工藝性;(5)材料價(jià)格等。 軸的常用材料有以下幾種: 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 35、45及 50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合性能,其中尤以 45鋼最為常用。為了提高其力學(xué)性能,通常進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正

38、火處理。不重要的或受力較小的軸,可采用 Q235、Q255、Q275等碳素結(jié)構(gòu)剛。 2、合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和淬火性能比碳素鋼要好,但對應(yīng)力集中比較敏感,而且價(jià)格較貴,多用于對強(qiáng)度和耐磨性能要求較高的場合。 3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵具有較好的制造工藝性和吸振性,對應(yīng)力集中不敏感,適于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸。 3.4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多,因此軸的結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)形式。設(shè)計(jì)時(shí),必須針對軸的具體情況作具體分析,全面考慮解決。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是: (1)裝載軸上的零件有確定的位置。且布置合理。 (2)軸受力合理,能可靠地傳

39、遞力和轉(zhuǎn)矩,有利于提高強(qiáng)度和剛度。 (3)具有良好的工藝性。 (4)便于裝配和調(diào)整。 (5)節(jié)省材料,減輕質(zhì)量。 為了便于軸上零件的裝拆,常將軸做成階梯形,它的直徑從軸端逐漸向22畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中間增大,因而為了便于拆裝齒輪,軸段的直徑比軸段略大些。 分析軸上零件的固定。齒輪用軸環(huán)和套筒作軸向固定,用平鍵作圓周方向的固定。裝在軸段上的滾動(dòng)軸承用軸肩和軸承蓋固定其軸向位置。軸承內(nèi)圈于軸之間的配合實(shí)現(xiàn)的。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配,并保證精度,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。為了減少加工刀具的種類和減少刀具的更換時(shí)間,軸的一些應(yīng)力求同意并符合規(guī)定。如各軸段的過渡圓角、倒角、退刀槽和

40、砂輪越程槽等尺寸;當(dāng)軸上有兩個(gè)以上的鍵槽時(shí),槽寬應(yīng)盡量一致且置于同一母線上。為了便于裝拆軸上的零件,軸端及各軸段的端部均應(yīng)制成 45°的倒角;過盈配合的軸段,軸上零件壓入端可做出錐度或在同一直徑段上采用不同的尺寸公差。 3.4.4提高軸的疲勞強(qiáng)度 由于大多數(shù)軸工作時(shí)承受變應(yīng)力,因此設(shè)計(jì)時(shí)要采取措施來提高軸的疲勞強(qiáng)度,特別要注意結(jié)構(gòu)的每個(gè)具體部分的設(shè)計(jì)。 1、降低應(yīng)力集中 (1)盡量避免截面形狀的突然變化,在截面尺寸變化處盡量采用較大的過渡圓角,盡量避免在軸上開橫孔、切口或凹槽。 (2)對于安裝平鍵的軸槽,用盤銑刀銑出的鍵槽槽底比端銑刀銑出的過渡平緩,因而應(yīng)力集中小。 (3)過盈配合的

41、軸段,除了在保證傳遞載荷的前提下盡量減少過盈外,還可以在軸上或輪轂上加工載槽。 (4)打穿的銷孔比未打穿的銷孔的應(yīng)力集中小 3.4箱體箱體是主傳動(dòng)不見的基本零件,在箱體內(nèi)外還安裝著許多其他的零件。機(jī)床工作時(shí),箱體應(yīng)使各零件(尤其是主軸)保持足夠準(zhǔn)確的相對位置,以便保證部件的正常工作并滿足加工質(zhì)量的需求。因此,對箱體的要求是:有一定的制造精度;有足夠的強(qiáng)度和剛度;內(nèi)應(yīng)力要小;節(jié)省材料,結(jié)構(gòu)緊湊,工藝性好。 3.4.1箱體材料及熱處理 主軸變速箱體一般尺寸較大,形狀復(fù)雜,大多采用鑄造結(jié)構(gòu)。鑄鐵材料常用 HT150,如果形狀簡單,強(qiáng)度要求較高時(shí),可用 HT200,只有在特殊情況下,才采用合金鑄鐵。與

42、床身做成一體的箱體,材料應(yīng)根據(jù)床身或?qū)к壱蠖ā榱藴p少鑄件箱體的殘留內(nèi)應(yīng)力,鑄件澆鑄后的冷卻速度要緩慢,并應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理。3.4.2箱體結(jié)構(gòu)形狀及尺寸23箱體結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的確定,必須考慮結(jié)構(gòu)和工藝性等方面的要求。 (1)結(jié)構(gòu)要求 緊固方式 固定式箱體用螺釘緊固在床身或底座上,為了減小聯(lián)接處的受力變形,緊固螺釘不少于 46個(gè),螺釘分布要使結(jié)合面的壓強(qiáng)均勻。緊固螺釘裝在箱體外部的凸緣上或凹槽內(nèi)應(yīng)有足夠的緊固厚度,以提高聯(lián)接處的剛度;不要使用過長的螺釘。 輪廓尺寸 箱體輪廓尺寸的確定,應(yīng)根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求,在能夠安裝全部零件的前提下,考慮制造、維修及調(diào)整的條件,盡量做到尺寸小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊。

43、 壁厚 根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)、剛度及輪廓儲(chǔ)存,并參考同類型的機(jī)床的合理壁厚,過大過小的壁厚都是不合理的。 潤滑與密封 箱體上應(yīng)設(shè)有必要的油孔、油槽,并安裝油標(biāo)等。 其他 為了降低噪聲,可增加壁厚或涂一定厚度的吸聲材料等。 3.4.3箱體技術(shù)要求 一般傳動(dòng)軸承的孔徑公差等級多為 7級,主軸孔徑公差等級為 5,6級,主軸的后孔徑公差等級可比前一級孔徑低一級。各空的圓度和圓柱度不超過孔徑公差的 1/41/2。需要標(biāo)注基準(zhǔn)面的直線度、平面度,基準(zhǔn)面之間的平行度或垂直度,各孔軸心線對端面的垂直度公差等。 24畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書結(jié)論經(jīng)過各類方案的比較,得出的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠符合設(shè)計(jì)的要求,加工出的鍵槽寬度也符合設(shè)計(jì)要求

44、的需要,證明此類設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的,不僅起到了廢舊機(jī)床的合理運(yùn)用,同時(shí)增加了工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)范圍,這在大型機(jī)床里是一項(xiàng)很好的舉措,使得企業(yè)不用耗費(fèi)大量資金用于廢舊機(jī)床的維護(hù)。所以我們可以看出這一設(shè)計(jì)方案很有市場前景,可向企業(yè)進(jìn)行宣傳推廣,最大限度的節(jié)約能源,充分發(fā)掘出廢舊品的利用價(jià)值,為企業(yè)和國家減輕負(fù)擔(dān),加速企業(yè)的現(xiàn)代化改造步伐,振興機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。25 工作小結(jié) 通過進(jìn)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì),我已圓滿的完成了所分配的設(shè)計(jì)任務(wù)。雖然過程是辛苦的,但讓我學(xué)到了很多東西,反而是苦中也有樂了。首先是通過設(shè)計(jì),使我們大學(xué)四年所學(xué)的各類知識(shí)進(jìn)行了依次綜合的運(yùn)用。從各類大件的配合關(guān)系到小件的型號(hào)選擇,都是靠以前的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)的同時(shí)結(jié)合工廠參觀實(shí)習(xí)翻閱有關(guān)