機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)F=2800 V=1.4 D=350

機(jī)械設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411系別：專(zhuān)業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4第二部分傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案5第三部分電動(dòng)機(jī)的選擇53.1電動(dòng)機(jī)的選擇53.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比6第四部分計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7第五部分齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8第六部分鏈傳動(dòng)和鏈輪的設(shè)計(jì)15第七部分傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)177.1輸入軸的設(shè)計(jì)177.2輸出軸的設(shè)計(jì)21第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算268.1輸入軸鍵選擇與校核268.2輸出軸鍵選擇與校核27第九部分軸承的選擇及校核計(jì)算279.1輸入軸的軸承計(jì)算與校核279.2輸出軸的軸承計(jì)算與校核28第十部分聯(lián)軸器的選擇29第十一部分減速器的潤(rùn)滑和密封3011.1減速器的潤(rùn)滑3011.2減速器的密封30第十二部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸31設(shè)計(jì)小結(jié)33參考文獻(xiàn)34第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、初始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，初始數(shù)據(jù)F=2800N，V=1.4m/s，D=350mm，設(shè)計(jì)年限（壽命）：8年，每天工作班制（8小時(shí)/班）：2班制，每年工作天數(shù)：300天，三相交流電源,電壓380/220V。二.設(shè)計(jì)步驟1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.電動(dòng)機(jī)的選擇3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.鏈傳動(dòng)和鏈輪的設(shè)計(jì)7.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)8.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)9.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)第二部分傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案一.傳動(dòng)方案特點(diǎn)1.組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、鏈輪、工作機(jī)組成。2.特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)分布。3.確定傳動(dòng)方案：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，將鏈傳動(dòng)設(shè)置在低速級(jí)。選擇傳動(dòng)方案為電動(dòng)機(jī)-一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器-鏈傳動(dòng)-工作機(jī)。二.計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率a=0.99×0.992×0.97×0.95×0.96=0.8581為聯(lián)軸器的效率,2為軸承的效率,3為齒輪傳動(dòng)的效率,4為鏈傳動(dòng)的效率,5為工作機(jī)的效率。第三部分電動(dòng)機(jī)的選擇3.1電動(dòng)機(jī)的選擇圓周速度v:v=1.4m/s工作機(jī)的功率Pw:P電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:P工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為:n=經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=2~5，一級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i2=3~6，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=6~30，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ia×n=(6×30)×76.4=458.4~2292r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和鏈輪、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y132S-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸：中心高外形尺寸地腳螺栓安裝尺寸地腳螺栓孔直徑電動(dòng)機(jī)軸伸出段尺寸鍵尺寸HL×HDA×BKD×EF×G132mm475×315216×14012mm38×8010×333.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為:i（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:i式中i0、i分別為鏈傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使鏈輪外廓尺寸不致過(guò)大，初步取i0=3.5，則減速器傳動(dòng)比為:i=第四部分計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速:輸入軸：n輸出軸：n小鏈輪軸：n工作機(jī)軸：n（2)各軸輸入功率:輸入軸：P輸出軸：P小鏈輪軸：P工作機(jī)軸：P則各軸的輸出功率：輸入軸：P輸出軸：P小鏈輪軸：P(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:T輸入軸：T輸出軸：T小鏈輪軸：T工作機(jī)軸：T輸出轉(zhuǎn)矩為：輸入軸：T輸出軸：T小鏈輪軸：T第五部分齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z1=26，大齒輪齒數(shù)Z2=26×5.39=140.14，取Z2=141。（4）初選螺旋角=14°。（5）壓力角=20°。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3。②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)φd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.44。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Zε。端面壓力角：ααα端面重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦由式可得螺旋角系數(shù)Z⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.86、KHN2=0.89。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=②齒寬bb=2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1。②根據(jù)v=2.41m/s、8級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.12。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.4。④由表用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，KH=1.072。則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值mn=2mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a=中心距圓整為a=170mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=10°47′6″（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑dd（4）計(jì)算齒輪寬度b=取b2=53mm、b1=58mm。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZZ②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y基圓螺旋角：β當(dāng)量齒輪重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Y③計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY④由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=2.56YFa2=2.16YSa1=1.62YSa2=1.83⑤計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4根據(jù)KH=1.072，結(jié)合b/h=11.78查圖得KF則載荷系數(shù)為K⑥計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[F]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.82、KFN2=0.85取安全系數(shù)S=1.4，得σσ2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核σσ齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z1=26、Z2=141，模數(shù)m=2mm，壓力角=20°，螺旋角=10.785°=10°47′6″，中心距a=170mm，齒寬b1=58mm、b2=53mm。齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱(chēng)計(jì)算公式高速級(jí)小齒輪高速級(jí)大齒輪模數(shù)m2mm2mm齒數(shù)z26141螺旋角β左10°47′6″右10°47′6″齒寬b58mm53mm分度圓直徑d52.934mm287.066mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)am×ha2mm2mm齒根高h(yuǎn)fm×(ha+c)2.5mm2.5mm全齒高h(yuǎn)ha+hf4.5mm4.5mm齒頂圓直徑dad+2×ha56.934mm291.066mm齒根圓直徑dfd-2×hf47.934mm282.066mm第六部分鏈傳動(dòng)和鏈輪的設(shè)計(jì)1.選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒輪Z1=21，大鏈輪的齒數(shù)為Z2.確定計(jì)算功率由表查得工況系數(shù)KA=1，由圖查得主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ=1.22，單排鏈，則計(jì)算功率為P3.選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)Pca=5.29Kw，n3=267.16r/min，查圖可選12A。查表鏈條節(jié)距為p=19.05mm。4.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a取a0=800mm相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為L(zhǎng)取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)Lp=133。查表，采用線性插值，計(jì)算得到中心距計(jì)算系數(shù)f1=0.24484，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為a5.計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式v=由v=1.78m/s和鏈號(hào)12A，查圖可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑。6.計(jì)算壓軸力Fp有效圓周力為：F鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)KFp=1.15，則壓軸力為：F7.主要設(shè)計(jì)結(jié)論鏈條型號(hào)12A；鏈輪齒數(shù)z1=21，z2=74；鏈節(jié)數(shù)Lp=133，中心距a=800mm。第七部分傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)7.1輸入軸的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1=4.52KWn1=1440r/minT1=29.98Nm2.求作用在齒輪上的力已知小齒輪的分度圓直徑為:d1=52.934mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑:先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，取A0=112，得：d輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.3，則:T按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，同時(shí)考慮電機(jī)軸直徑38mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002或手冊(cè)，選用LT5型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為32mm故取d12=32mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II=III段的直徑d23=36mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=42mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=60mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器轂孔長(zhǎng)度L略短一些，現(xiàn)取l12=58mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)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)d23=36mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇單列圓錐滾子軸承30208，其尺寸為d×D×T=40×80×19.75mm，故d34=d78=40mm，而l34=l78=19.75mm。軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30208型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d45=d67=47mm。3）由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強(qiáng)度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。所以l56=B=58mm，d56=d1=52.934mm4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，則l45=Δ+s=16+8=24mml67=Δ+s=24mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖a）:根據(jù)30208軸承查手冊(cè)得a=16.9mm聯(lián)軸器中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1=60/2+50+16.9=96.9mm齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2=58/2+19.75+24-16.9=55.8mm齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3=58/2+24+19.75-16.9=55.8mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力（見(jiàn)圖b）：FF垂直面支反力（見(jiàn)圖d）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：7.2輸出軸的設(shè)計(jì)1.求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2P2=4.34KWn2=267.16r/minT2=155.14Nm2.求作用在齒輪上的力已知大齒輪的分度圓直徑為:d2=287.066mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先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，取:A0=112，于是得d輸出軸的最小直徑是安裝小鏈輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大5%，故選取:d12=30mm4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足小鏈輪的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑d23=34mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=40mm，現(xiàn)取l12=60mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)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)d23=34mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為d×D×T=35mm×72mm×18.25mm，故d34=d67=35mm；而l67=18.25mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30207型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d56=42mm。3）取安裝齒輪處的軸段IV-V段的直徑d45=40mm；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知大齒輪輪轂的寬度為B=53mm，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l45=51mm。4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取小齒輪端面距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承的寬度T=18.25mm，則l34=T+s+Δ+2.5+2=18.25+8+16+2.5+2=46.75mml56=s+Δ+2.5=8+16+2.5=26.5mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖a）:根據(jù)30207軸承查手冊(cè)得a=15.3mm小鏈輪中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1=60/2+50+15.3=95.3mm齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2=53/2-2+46.75-15.3=56mm齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3=53/2+26.5+18.25-15.3=56mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力（見(jiàn)圖b）：FF垂直面支反力（見(jiàn)圖d）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8.1輸入軸鍵選擇與校核校核聯(lián)軸器處的鍵連接：該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=10mm×8mm×50mm，接觸長(zhǎng)度:l'=50-10=40mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。8.2輸出軸鍵選擇與校核1）輸出軸與大齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=12mm×8mm×45mm，接觸長(zhǎng)度:l'=45-12=33mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）輸出軸與小鏈輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=8mm×7mm×50mm，接觸長(zhǎng)度:l'=50-8=42mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。第九部分軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：LhL9.1輸入軸的軸承計(jì)算與校核1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:30208軸承，Cr=63KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.2輸出軸的軸承計(jì)算與校核1)初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:30207軸承，Cr=54.2KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。第十部分聯(lián)軸器的選擇1.載荷計(jì)算公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩：T=由表查得KA=1.3，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：T2.型號(hào)選擇選用LT5型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T(mén)=125Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=4600r/min，軸孔直徑為32mm，軸孔長(zhǎng)度為60mm。Tn聯(lián)軸器滿足要求，故合用。第十一部分減速器的潤(rùn)滑和密封11.1減速器的潤(rùn)滑1）齒輪的潤(rùn)滑通用的閉式齒輪傳動(dòng)，其潤(rùn)滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。由于大齒輪的圓周速度v≤12m/s，將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。這樣，齒輪在傳動(dòng)時(shí)，就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸入油中的深度通常不宜超過(guò)一個(gè)齒高，但一般亦不應(yīng)小于10mm。為了避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30mm，取齒頂距箱體內(nèi)底面距離為30mm。由于大齒輪全齒高h(yuǎn)=4.5mm≤10mm，取浸油深度為10mm，則油的深度H為H=30+10=40mm根據(jù)齒輪圓周速度查表選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-2011），牌號(hào)為150潤(rùn)滑油，粘度薦用值為118cSt。2）軸承的潤(rùn)滑軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑兩類(lèi)。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。選用哪一類(lèi)潤(rùn)滑方式，可以根據(jù)低速大齒輪的圓周速度判斷。由于大齒輪圓周速度v=2.41m/s＞2m/s，所以采用油潤(rùn)滑。這是閉式齒輪傳動(dòng)裝置中的軸承常用的潤(rùn)滑方法，即利用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把潤(rùn)滑齒輪的油甩到四周壁面上，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)臏喜郯延鸵胼S承中去。11.2減速器的密封為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動(dòng)速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中由于密封界面的相對(duì)速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間v＜3m/s，輸出軸與軸承蓋間v＜3m/s，故均采用半粗羊毛氈密封圈。第十二部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸12.1減速器附件的設(shè)計(jì)與選取1.檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油，故檢查孔應(yīng)開(kāi)在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊，還可在孔口處加過(guò)濾裝置，以過(guò)濾注入油中的雜質(zhì)。視孔蓋示意圖及相關(guān)尺寸計(jì)算如下：查輔導(dǎo)書(shū)手冊(cè)得具體尺寸如下：L1=120；L2=105；b1=90；b2=75；d=7；R=5；h=42.放油螺塞放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面最低處或設(shè)在箱底。箱外應(yīng)有足夠的空間，以便于放容器，油孔下也可制出唇邊，以利于引油流到容器內(nèi)。放油螺塞常為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處，應(yīng)加封油圈密封。放油螺塞及對(duì)應(yīng)油封圈尺寸如下圖所示：3.油標(biāo)（油尺）油標(biāo)用來(lái)指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。本設(shè)計(jì)采用桿式油標(biāo)，桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其上有刻線表示最高及最低油面。油標(biāo)安置的位置不能太低，以防油溢出。其傾斜角度應(yīng)便于油標(biāo)座孔的加工及油標(biāo)的裝拆。查輔導(dǎo)書(shū)手冊(cè)，具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下：4.通氣器通氣器用于通氣，使箱體內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。簡(jiǎn)易的通氣器鉆有丁字形孔，常設(shè)置在箱頂或檢查孔蓋上，用于較清潔的環(huán)境。較完善的通氣器具有過(guò)濾網(wǎng)及通氣曲路，可減少灰塵進(jìn)入。查輔導(dǎo)書(shū)手冊(cè)，本設(shè)計(jì)采用通氣器型號(hào)及尺寸如下：5.起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成。也可采用吊環(huán)螺釘擰入箱蓋以吊小型減速器或吊起箱蓋。本設(shè)計(jì)中所采用吊孔（或吊環(huán)）和吊耳的示例和尺寸如下圖所示：吊孔尺寸計(jì)算：b≈(1.8-2.5)δ1=(1.8-2.5)×8=16mmd=b=16mmR≈(1-1.2)d=(1-1.2)×16=16mm吊耳尺寸計(jì)算：K=C1+C2=16+14=30mmH=0.8×K=0.8×30=24mmh=0.5×H=0.5×24=12mmr=0.25×K=0.25×30=8mmb=(1.8-2.5)δ=(1.8-2.5)×8=16mm6.起蓋螺釘為便于起箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起箱蓋。起蓋螺釘釘頭部位應(yīng)為圓柱形，以免損壞螺紋。本設(shè)計(jì)起蓋螺釘尺寸如下：7.定位銷(xiāo)為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度，應(yīng)在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷(xiāo)，并盡量放在不對(duì)稱(chēng)位置，以使箱座與箱蓋能正確定位。為便于裝拆，定位銷(xiāo)長(zhǎng)度應(yīng)大于連接凸緣總厚度。本設(shè)計(jì)定位銷(xiāo)尺寸如下：12.2減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱(chēng)符號(hào)公式與計(jì)算結(jié)果取值箱座壁厚δ0.025a+3=0.025×170+3=5.2取8mm箱蓋壁厚δ10.02a+3=0.02×170+3=4.4取8mm箱蓋凸緣厚度b11.5δ1=1.5×8=12取12mm箱座凸緣厚度b1.5δ=1.5×8=12取12mm箱座底凸緣厚度b22.5δ=2.5×8=20取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=0.036×170+12=18.1取M20地腳螺釘數(shù)目na≤250時(shí)，取n=4取4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=0.75×20=15取M16蓋與座連接螺栓直徑d2(0.5-0.6)df=(0.5-0.6)×20=10-12取M10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150-200取150軸承端蓋螺釘直徑d3(0.4-0.5)df=(0.4-0.5)×20=8-10取M8視孔蓋螺釘直徑d4(0.3-0.4)df=(0.3-0.4)×20=6-8取M6定位銷(xiāo)直徑d(0.7-0.8)d2=(0.7-0.8)×10=7-8取8mmdf、d1、d2至外箱壁距離C1根據(jù)螺栓直徑查表取26、22、16df、d1、d2至凸緣邊緣距離C2根據(jù)螺栓直徑查表取24、20、14軸承旁凸臺(tái)半徑R1=20取20凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面距離L1C1+C2+(5-10)=22+20+(5-10)取47大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離Δ1＞1.2δ=1.2×8=9.6取12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離Δ＞δ=8取16箱蓋、箱座肋厚m1、m≈0.85δ=0.85×8=6.8取7設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門(mén)綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》等于一體。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴、陳國(guó)定、吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì).9版.北京：高等教育出版社，2013.05[2]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[3]龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版).北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004附錄高速切削加工的發(fā)展及需求高速切削加工是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，擁有高效率、高精度及高表面質(zhì)量等特征。本文介紹此技術(shù)的定義、發(fā)展現(xiàn)狀、適用領(lǐng)域以及中國(guó)的需求情況。高速切削加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車(chē)工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。高速切削是實(shí)現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù)，工序的集約化和設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率。可以說(shuō)，高速切削加工是一種不增加設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)。高速切削加工的優(yōu)點(diǎn)主要在于：提高生產(chǎn)效率、提高加工精度及降低切削阻力。有關(guān)高速切削加工的含義，目前尚無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，通常有如下幾種觀點(diǎn)：切削速度很高，通常認(rèn)為其速度超過(guò)普通切削的5-10倍；機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高，一般將主軸轉(zhuǎn)速在10000-20000r/min以上定為高速切削；進(jìn)給速度很高，通常達(dá)15-50m/min，最高可達(dá)90m/min；對(duì)于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含義也不盡相同；切削過(guò)程中，刀刃的通過(guò)頻率(ToothPassingFrequency)接近于“機(jī)床－刀具－工件”系統(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率(DominantNaturalFrequency)時(shí)，可認(rèn)為是高速切削?？梢?jiàn)高速切削加工是一個(gè)綜合的概念。1992年，德國(guó)Darmstadt工業(yè)大學(xué)的H.Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工的概念及其涵蓋的范圍，如圖1所示。認(rèn)為對(duì)于不同的切削對(duì)象，圖中所示的過(guò)渡區(qū)(Transition)即為通常所謂的高速切削範(fàn)圍，這也是當(dāng)時(shí)金屬切削工藝相關(guān)的技術(shù)人員所期待或者可望實(shí)現(xiàn)的切削速度。高速切削加工對(duì)機(jī)床、刀具和切削工藝等方面都有一些具體的要求。下面分別從這幾個(gè)方面闡述高速切削加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)?，F(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)高速切削加工，一般釆用高柔性的高速數(shù)控機(jī)床、加工中心，也有釆用專(zhuān)用的高速銑、鉆床。這些設(shè)備的共同之處是：必須同時(shí)具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)材料切削過(guò)程的高速化。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的區(qū)別是，“機(jī)床－刀具－工件”系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)切削性能有更強(qiáng)的影響力。在該系統(tǒng)中，機(jī)床主軸的剛度、刀柄形式、刀長(zhǎng)設(shè)定、主軸拉刀力、刀具扭力設(shè)定等，都是影響高速切削性能的重要因素。在高速切削中，材料去除率(MetalRemovalRate，MRR)，即單位時(shí)間內(nèi)材料被切除的體積，通常受限于“機(jī)床-刀具-工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振”。因此，為了滿足高速切削加工的需求，首先要提高機(jī)床動(dòng)靜剛度尤其是主軸的剛度特性?，F(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個(gè)很關(guān)鍵的因素在于對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題的掌握和處理能力。為了更好地描述機(jī)床主軸的剛度特性，工程上提出新的無(wú)量綱參數(shù)—DN值，用以評(píng)價(jià)機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)對(duì)高速切削加工的適應(yīng)性。所謂DN值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。新近開(kāi)發(fā)的加工中心主軸DN值大都已超過(guò)100萬(wàn)。為了減輕軸承的重量，還釆用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤(rùn)滑方式大都釆用油氣混合潤(rùn)滑方式。在高速切削加工領(lǐng)域，目前已開(kāi)發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣/空氣混合主軸。在機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)方面，高速切削加工所用的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常都為大導(dǎo)程、多頭高速滾珠絲槓，滾珠釆用小直徑氮化硅（Si3N4）陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；釆用空心強(qiáng)冷技術(shù)來(lái)減少高速滾珠絲槓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲槓熱變形。近幾年來(lái)，用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速進(jìn)給系統(tǒng)問(wèn)世，這種進(jìn)給方式取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)溜板之間的一切中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的零傳動(dòng)。由于直線電機(jī)沒(méi)有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進(jìn)給速度。直線電機(jī)的另一大優(yōu)點(diǎn)是行程不受限制。直線電機(jī)的次極是一段一段連續(xù)鋪在機(jī)床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺(tái)就可運(yùn)動(dòng)到哪里，而且對(duì)整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)的剛度沒(méi)有任何影響。釆用高速絲槓或直線電機(jī)，能夠大大提高機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)。直線電機(jī)最高加速度可達(dá)2-10G(G為重力加速度)，最大進(jìn)給速度可達(dá)60-200m/min或更高。2002年舉世矚目的上海浦東磁懸浮列車(chē)工程中的磁浮軌道鋼梁加工，釆用沈陽(yáng)機(jī)床控股有限公司集團(tuán)中捷友誼公司廠生產(chǎn)的超長(zhǎng)進(jìn)給系統(tǒng)高速大型加工中心實(shí)現(xiàn)。該機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)為直線導(dǎo)軌和齒輪齒條傳動(dòng)，工作臺(tái)最大進(jìn)給速度60m/min，快速行程100m/min，加速度2g，主軸最高轉(zhuǎn)速20000r/min，主電機(jī)功率80kW。其X軸的行程長(zhǎng)達(dá)30m，切削25m長(zhǎng)的磁浮軌道鋼梁誤差小于0.15mm，為磁懸浮列車(chē)工程的順利竣工提供了有力的技術(shù)保證。此外，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要釆用小切深大進(jìn)給的加工方法。要求機(jī)床在大進(jìn)給速度條件下，應(yīng)具有高精度定位功能和高精度插補(bǔ)功能，特別是圓弧高精度插補(bǔ)。圓弧加工是釆用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時(shí)，必不可少的加工方法。刀具材料的發(fā)展：高速切削技術(shù)發(fā)展的歷史，也就是刀具材料不斷進(jìn)步的歷史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼（CBN）。端面銑削使用CBN刀具時(shí)，其切削速度可高達(dá)5000m/min，主要用于灰口鑄鐵的切削加工。聚晶金剛石（PCD）刀具被稱(chēng)之為21世紀(jì)的刀具，它特別適用于切削含有SiO2的鋁合金材料，而這種金屬材料重量輕、強(qiáng)度高，廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、電子裝置的殼體、底座等方面。目前，用聚晶金剛石刀具端面銑削鋁合金時(shí)，5000m/min的切削速度已達(dá)到實(shí)用化水平，此外陶瓷刀具也適用于灰口鑄鐵的高速切削加工；涂層刀具：CBN和金剛石刀具盡管具有很好的高速切削性能，但成本相對(duì)較高。釆用涂層技術(shù)能夠使切削刀具既價(jià)格低廉，又具有優(yōu)異性能，可有效降低加工成本?，F(xiàn)在高速加工用的立銑刀，大都釆用TiAIN系的復(fù)合多層涂鍍技術(shù)進(jìn)行處理，如目前在對(duì)鋁合金或有色金屬材料進(jìn)行干式切削時(shí)，DLC（DiamondLikeCarbon）涂層刀具就受到極大的關(guān)注，預(yù)計(jì)其巿場(chǎng)前景十分可觀；刀具夾持系統(tǒng)：刀具的夾持系統(tǒng)是支撐高速切削的重要技術(shù)，目前使用最為廣泛的是兩面夾緊式工具系統(tǒng)。已作為商品正式投放巿場(chǎng)的兩面夾緊式工具系統(tǒng)主要有：HSK、KM、Bigplus、NC5、AHO等系統(tǒng)。在高速切削的情況下，刀具與夾具回轉(zhuǎn)平衡性能的優(yōu)劣，不僅影響加工精度和刀具壽命，而且也會(huì)影響機(jī)床的使用壽命。因此，在選擇工具系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量選用平衡性能良好的產(chǎn)品。高速加工的切削速度為常規(guī)切速的10倍左右。為了使刀具每齒進(jìn)給量基本保持不變，以保證零件的加工精度、表面質(zhì)量和刀具的耐用度，則進(jìn)給量也必須相應(yīng)提高10倍左右，達(dá)到60m/min以上，有的甚至高達(dá)120m/min。因此，高速切削加工通常是釆用高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給和小切深的切削工藝參數(shù)。由于高速切削的切削余量往往很小，所形成的切屑很薄很輕，把切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很快帶走；若釆用全新耐熱性更好的刀具材料和涂層，釆用干切削工藝也是高速切削加工的理想工藝方案。用高速加工中心組成高效率的柔性生產(chǎn)線(FTL或FML)，具有小型化、柔性突出以及易于變更加工內(nèi)容等顯著特點(diǎn)。圖2為上汽集團(tuán)某發(fā)動(dòng)機(jī)公司利用該生產(chǎn)線加工發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、汽缸蓋、濾清器座等工件的實(shí)例。為了盡快適應(yīng)新車(chē)型的需要，汽車(chē)車(chē)身覆蓋件模具和樹(shù)脂防沖擋的成形模具等，均必須縮短制作周期和降低生產(chǎn)成本，因此，必須下大力推進(jìn)模具生產(chǎn)高速化的進(jìn)程。上汽集團(tuán)所屬各公司認(rèn)為：與過(guò)去的精加工相比，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精度化；同時(shí)必須滿足表面粗糙度、彎曲度的精度要求，為此應(yīng)施以適當(dāng)?shù)氖止ぞ藜庸?，由于切削速度的極大提高，與過(guò)去的精加工工序相比，加工周期應(yīng)大幅度縮短。為了發(fā)揮以車(chē)削加工中心和鏜銑類(lèi)加工中心為代表的高速切削加工技術(shù)和自動(dòng)換刀功能的優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，對(duì)復(fù)雜零件的加工應(yīng)盡可能釆用集中工序的原則，即要求在一次裝夾中實(shí)現(xiàn)多道工序的集中加工，淡化傳統(tǒng)的車(chē)、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，充分發(fā)揮設(shè)備和刀具的高速切削功能，是當(dāng)前提高數(shù)控機(jī)床效率、加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的有效途徑。為此，對(duì)刀具提出了多功能的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，以減少刀具的數(shù)量和庫(kù)存量，有利于管理和降低制造成本。較常用的有多功能車(chē)刀、銑刀、鏜銑刀、鉆銑刀、鉆－銑螺紋－倒角等刀具。與此同時(shí)，在批量生產(chǎn)線上，使用針對(duì)工藝需要開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用刀具、復(fù)合刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，減少投資。在高速切削條件下，有的專(zhuān)用刀具可將零件的加工時(shí)間降至原來(lái)的1/10以下，效果十分顯著。高速切削具有相當(dāng)多的好處，例如：有大量材料需要切除的工件，具有超細(xì)、薄結(jié)構(gòu)的工件，傳統(tǒng)上需要花相當(dāng)長(zhǎng)的機(jī)動(dòng)工時(shí)加工的工件以及設(shè)計(jì)變更快速、產(chǎn)品周期短的工件，均能顯示出高速切削所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。CuttingMachineMechanicaldesignmeansthedesignofthingsandsystemsofamechanicalnature—machines,products,structures,devices,andinstruments.Forthemostpartmechanicaldesignutilizesmathematics,thematerialssciences,andtheengineering-mechanicssciences.Machinedesignistheapplicationofscienceandtechnologytodeviseneworimprovedproductsforthepurposeofsatisfyinghumanneeds.Itisavastfieldofengineeringtechnologywhichnotonlyconcernsitselfwiththeoriginalconceptionoftheproductintermsoftermsofitssize,shapeandconstructiondetails,butalsoconsidersthevariousfactorsinvolvedinthemanufacture,marketinganduseoftheproduct.Peoplewhoperformthevariousfunctionsofmachinedesignaretypicallycalleddesigners,ordesignengineers.Machinedesignisbasicallyacreativeactivity.However,inadditiontobeinginnovative,adesignengineermustalsohaveasoildbackgroundintheareasofmechanicaldrawing,kinematics,dynamics,materialsengineering,strengthofmaterialsandmanufacturingprocesses.TheapplicationoftheCuttingMachineinthecontinuouscastingmachineContinuouscastingisanadvancedcastingmethods,theprincipleistomoltenmetal,continuouslypouredintoamoldcalledthespecialmold,thesolidification(crust)ofthecasting,continuousfromtheothersideofmoldout,itwillbeofarbitrarylengthofthecasting.ContinuousCastingathomeandabroadhavebeenwidelyused,suchascontinuousingot(ingotsteelornon-ferrousmetals),suchascontinuouscastpipe.Continuouscastingandgeneralcastongmethodhasthefollowingadvantages:Becauseofthemetalbyrapidlycooling,thecrystallizationofdense,homogeneous.goodmechanicalproperties;Continuouscasting,thecastinggatingsystemisnotontheriser,socontinuousingotrollingatthefirstgo,whennotcuttail,savedthemetal,improvetheyield;Simplifiedtheprocess,removetheformsandotherprocesses,thusreducingthelaborintensity;requiredfortheproductionareahasbeengreatlyreduced;Easytoachievecontinuouscastingproductionmechanizationandautomation,whentheingotcastingandrollingcanachievesignificantlyimprovedproductionefficiency.Castingrodlinecuttingcontinuouscastingmachineatwork,itishandledbythePLCcontrolsolenoidvalve,sothatthesolenoidvalvecontrolcylinderbycylinderdriveconnectedcomponents,implementationofaccuratecastingrodsfixed-lengthcutting,cuttingreturntoinitialpositionautomatically.Acuttingmachinecuttingtwoseparately-castrods,theincisiondepthof35mm,thenbybreakingmachineisbreaking.Castingrodisalinecuttingmachinecaneffectivelyenhancetheproductivity,butalsointermsofpriceandusethevastnumbersofuserscanbeacceptedbyanewtypeofautomaticcuttingmachine.BythePLC-controlledpneumaticcuttingmachinecastingrod,oneoftheconvergenceofairpressureautomaticcontrol,robotictechnologyandPLCcontroltechnology.PLCcontrolofallpneumaticsolenoiddirectionalvalve,cylinderdrivemachinerybyhandtocompletetheorderofcuttingprocess,implementationofmechanicaldesign,electricalcontrolandeffectiveintegrationofpneumaticcontrol.Thiscuttingmachinehasaconvenientcontrol,stableperformance,simplestructure.Regulation,maintenanceconvenience,highproductivity,hasbroadapplicationprospects.ThechoiceofshaftAshaftisarotatingorstationarymember,usuallyofcircularcrosssection,havingmounteduponitsuchelementsasgears,pulleys,flywheels,cranks,sprockets,andotherpower-transmissionelements.Shaftmaybesubjectedtobending,tension,compression,ortorsionalloads,actingsinglyorincombinationwithoneanother.Whentheyarecombined,onemayexpecttofindbothstaticandfatiguestrengthtobeimportantdesignconsiderations,sinceasingleshaftmaybesubjectedtostaticstresses,completelyreversed,andrepeatedstresses,allactingatthesametime.Theword"shaft"coversnumerousvariations,suchasaxlesandspindles.Anaxleisashaft,witherstationaryorrotating,norsubjectedtotorsionload.Ashirtrotatingshaftisoftencalledaspindle.Wheneitherthelateralorthetorsionaldeflectionofashaftmustbeheldtocloselimits,theshaftmustbesizedonthebasisofdeflectionbeforeanalyzingthestresses.Thereasonforthisisthat,iftheshaftismadestiffenoughsothatthedeflectionisnottoolarge,itisprobablethattheresultingstresseswillbesafe.Butbynomeansshouldthedesignerassumethattheyaresafe;itisalmostalwaysnecessarytocalculatethemsothatheknowstheyarewithinacceptablelimits.Wheneverpossible,thepower-transmissionelements,suchasgearsorpullets,shouldbelocatedclosetothesupportingbearings,Thisreducesthebendingmoment,andhencethedeflectionandbendingstress.AlthoughthevonMises-Hencky-Goodmanmethodisdifficulttouseindesignofshaft,itprobablycomesclosesttopredictingactualfailure.Thusitisagoodwayofcheckingashaftthathasalreadybeendesignedorofdiscoveringwhyaparticularshafthasfailedinservice.Furthermore,thereareaconsiderablenumberofshaft-designproblemsinwhichthedimensionareprettywelllimitedbyotherconsiderations,suchasrigidity,anditisonlynecessaryforthedesignertodiscoversomethingaboutthefilletsizes,heat-treatment,andsurfacefinishandwhetherornotshotpeeningisnecessaryinordertoachievetherequiredlifeandreliability.Becauseofthesimilarityoftheirfunctions,clutchesandbrakesaretreatedtogether.Inasimplifieddynamicrepresentationofafrictionclutch,orbrake,twoinertiasI1andI2travelingattherespectiveangularvelocitiesW1andW2,oneofwhichmaybezerointhecaseofbrake,aretobebroughttothesamespeedbyengagingtheclutchorbrake.Slippageoccursbecausethetwoelementsarerunningatdifferentspeedsandenergyisdissipatedduringactuation,resultinginatemperaturerise.Inanalyzingtheperformanceofthesedevicesweshallbeinterestedintheactuatingforce,thetorquetransmitted,theenergylossandthetemperaturerise.Thetorquetransmittedisrelatedtotheactuatingforce,thecoefficientoffriction,andthegeometryoftheclutchorbrake.Thisisprobleminstatic,whichwillhavetobestudiedseparatelyforeathgeometricconfiguration.However,temperatureriseisrelatedtoenergylossandcanbestudiedwithoutregardtothetypeofbrakeorclutchbecausethegeometryofinterestistheheat-dissipatingsurfaces.Thevarioustypesofclutchesandbrakesmaybeclassifiedasfollows:1.Rimtypewithinternallyexpandingshoes2.Rimtypewithexternallycontractingshoes3.Bandtype4.Diskoraxialtype5.Conetype6.MiscellaneoustypeTheanalysisofalltypeoffrictionclutchesandbrakesusethesamegeneralprocedure.Thefollowingsteparenecessary:1.Assumeordeterminethedistributionofpressureonthefrictionalsurfaces.2.Findarelationbetweenthemaximumpressureandthepressureatanypoint3.Applytheconditionofstaticalequilibriumtofind(a)theactuatingforce,(b)thetorque,and(c)thesupportreactions.Miscellaneousclutchesincludeseveraltypes,suchasthepositive-contactclutches,overload-releaseclutches,overrunningclutches,magneticfluidclutches,andothers.Apositive-contactclutchconsistsofashiftleverandtwojaws.Thegreatestdifferencesbetweenthevarioustypesofpositiveclutchesareconcernedwiththedesignofthejaws.Toprovidealongerperiodoftimeforshiftactionduringengagement,thejawsmayberatchet-shaped,orgear-tooth-shaped.Sometimesagreatmanyteethorjawsareused,andtheymaybecuteithercircumferentially,sothattheyengagebycylindricalmating,oronthefacesofthematingelements.Althoughpositiveclutchesarenotusedtotheextentofthefrictional-contacttype,theydohaveimportantapplicationswheresynchronousoperationisrequired.Devicessuchaslineardrivesormotor-operatedscrewdriversmustruntodefinitelimitandthencometoastop.Anoverload-releasetypeofclutchisrequiredfortheseapplications.Theseclutchesareusuallyspring-loadedsoastoreleaseatapredeterminedtoque.Theclickingsoundwhichisheardwhentheoverloadpointisreachedisconsideredtobeadesirablesignal.Anoverrunningclutchorcouplingpermitsthedrivenmemberofamachineto"freewheel"or"overrun"becausethedriverisstoppedorbecauseanothersourceofpowerincreasethespeedofthedriven.Thistypeofclutchusuallyusesrollersorballsmountedbetweenanoutersleeveandaninnermemberhavingflatsmachinedaroundtheperiphery.Drivingactionisobtainedbywedgingtherollersbetweenthesleeveandtheflats.Theclutchisthereforeequivalenttoapawlandratchetwithaninfinitenumberofteeth.Magneticfluidclutchorbrakeisarelativelynewdevelopmentwhichhastwoparallelmagneticplates.Betweentheseplatesisalubricatedmagneticpowdermixture.Anelectromagneticcoilisinsertedsomewhereinthemagneticcircuit.Byvaryingtheexcitationtothiscoil,theshearingstrengthofthemagneticfluidmixtur