數(shù)控剪切機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目： 數(shù)控剪切機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2016 年 4 月 摘 要 數(shù)控剪切機(jī)床是板材加工、下料的設(shè)備之一，特別是在鈑金制作公司，經(jīng)常需要用到這個(gè)設(shè)備， 尤其是在批量加工生產(chǎn)的場(chǎng)合，更是要用到。 該數(shù)控剪切機(jī)床采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿機(jī)構(gòu)，工作和操作自動(dòng)化控制，結(jié)構(gòu)簡單，體積較小， 與老機(jī)型相比，噪聲低、功率損失少、工作效率高、板料剪切角度準(zhǔn)確、操作安全可靠、調(diào)節(jié)方便。 適用于板材的下料，既提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，又簡化操作程序，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 該種數(shù)控剪切機(jī)床的設(shè)計(jì)主要涉及其機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，數(shù)控剪切機(jī)床工作部分 是上、下剪刀。數(shù)控系統(tǒng)主要是為數(shù)控剪切機(jī)床提供動(dòng)力，根據(jù)工件所需剪切力選擇電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系 統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等一些數(shù)控元件。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：數(shù)控剪切機(jī)床；鈑金；數(shù)控系統(tǒng)；傳動(dòng) Abstract This graduation design is the optimization design of driving roller conveyor, first on the driving roller type conveyer is summarized; then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism. In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving .This design is the optimization design of driving roller conveyor. Keyword: Bending machine；mould；hydraulic system；Sheet metal 目 錄 摘摘 要要I I ABSTRACTIIII 第一章第一章 數(shù)控剪切機(jī)床數(shù)控剪切機(jī)床簡介簡介1 1 1.11.1 課題的來源與研究的背景與意義課題的來源與研究的背景與意義 1 1 1.21.2 數(shù)控剪切機(jī)床的應(yīng)用數(shù)控剪切機(jī)床的應(yīng)用 2 2 1.31.3 數(shù)控剪切機(jī)床的分類與組成數(shù)控剪切機(jī)床的分類與組成 3 3 第二章第二章 數(shù)控剪切機(jī)床基本性能參數(shù)數(shù)控剪切機(jī)床基本性能參數(shù) 4 4 2.12.1 剪切力確定剪切力確定 5 5 2.22.2 壓料力的確定壓料力的確定 6 6 2.32.3 剪切角的確定剪切角的確定 9 9 2.42.4 上刀片的行程量上刀片的行程量 1313 第三章第三章 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 1313 3.13.1 電機(jī)的選型計(jì)算電機(jī)的選型計(jì)算 1 15 5 3.23.2 滾珠絲桿傳動(dòng)的選型計(jì)算滾珠絲桿傳動(dòng)的選型計(jì)算 1 17 7 3.33.3 軸承的選型計(jì)算軸承的選型計(jì)算 1818 3.43.4 鍵的選型計(jì)算鍵的選型計(jì)算 2020 第四章第四章 各重要組成部分的強(qiáng)度校核各重要組成部分的強(qiáng)度校核 2 23 3 4.14.1 傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核 2 24 4 4.24.2 軸承強(qiáng)度的校核軸承強(qiáng)度的校核 2626 結(jié)論結(jié)論 2828 致謝致謝 2 29 9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 3030 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 0 - 第 1 章 數(shù)控剪切機(jī)床的簡介 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 我國生產(chǎn)的數(shù)控剪切機(jī)床結(jié)構(gòu)簡陋，剪板效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展， 近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前 生產(chǎn)的數(shù)控剪切機(jī)床的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，數(shù)控剪切 機(jī)床的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的數(shù)控剪切機(jī)床勢(shì)在必行！ 相信此種數(shù)控剪切機(jī)床的出現(xiàn)將會(huì)大大提高板材的剪板能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn) 的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī) 械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界數(shù)控剪切機(jī)床以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、 新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19 世紀(jì) 80 年代，美國的 HUGER 公司將新開發(fā)的數(shù)控剪切機(jī)床應(yīng)用到該公 司的子公司-一個(gè)生產(chǎn)板材的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。 繼美國 HUGER 公司之后，德國的 DESTO 公司也看到了板材數(shù)控剪切機(jī)床的利潤所在，投 入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制板材數(shù)控剪切機(jī)床，并且與二十世紀(jì)中期投入到了 北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭力，都大力進(jìn)行數(shù)控剪 切機(jī)床的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名數(shù)控剪切機(jī)床的品牌中，都有數(shù)控剪切機(jī)床的銷售， 全世界數(shù)控剪切機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，數(shù)控剪切機(jī)床的市場(chǎng)， 由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此數(shù)控剪切機(jī)床是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企 業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國家有巨大的數(shù)控剪切機(jī)床銷售市場(chǎng)， 機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展數(shù)控剪切機(jī)床的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。 自“九五”期間數(shù)控剪切機(jī)床的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以 跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的數(shù)控剪切機(jī)床。 我國從 1953 年開始生產(chǎn)數(shù)控剪切機(jī)床，于 1958 年自行設(shè)計(jì)制造剪板半徑在 50、70、90、120、500 等板材的數(shù)控剪切機(jī)床之后，為了適應(yīng)板材生產(chǎn)廠家的需要， 1959 年又制造了 500、1000、1200 等大直徑的數(shù)控剪切機(jī)床。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 1 - 為了滿足板材生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于 1970 年研制了大型數(shù)控剪切機(jī)床。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn) 實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來技術(shù)人才，全身心地投入 到了板材數(shù)控剪切機(jī)床的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可夾持不 同直徑棒料的數(shù)控剪切機(jī)床，與同年 12 也投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤。近幾年 又研制出 PX1400/170 數(shù)控剪切機(jī)床，其設(shè)計(jì)能力為 1750t/h，實(shí)際達(dá)到 2508t/h，是設(shè) 計(jì)值的 1.6 倍。 目前機(jī)械式數(shù)控剪切機(jī)床將逐漸被全自動(dòng)數(shù)控剪切機(jī)床所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的數(shù) 控剪切機(jī)床已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的數(shù)控剪切機(jī)床來 滿足市場(chǎng)需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類型的數(shù)控剪切機(jī) 床，然而我國機(jī)械人業(yè)所需的數(shù)控剪切機(jī)床全部依賴進(jìn)口，這使得國產(chǎn)機(jī)械人配備數(shù)控 剪切機(jī)床后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)數(shù)控剪切機(jī)床，其成本提高不大，說 明數(shù)控剪切機(jī)床的市場(chǎng)前景令人樂觀。 1.2 數(shù)控剪切機(jī)床的應(yīng)用 本次設(shè)計(jì)的是數(shù)控?cái)?shù)控剪切機(jī)床的設(shè)計(jì)，通過對(duì)以往類似的數(shù)控?cái)?shù)控剪切機(jī)床進(jìn)行 參考和研究，從而制定出了該數(shù)控?cái)?shù)控剪切機(jī)床的整體方案，然后進(jìn)行細(xì)化。由于機(jī)械 工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過度的 專業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提 升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太 狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二 十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的 分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制 和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成 本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳， 耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更 多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇 宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的 新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示 出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 2 - 減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又 一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長過程中，大腦和 手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 數(shù)控剪切機(jī)床是板材加工的設(shè)備之一，特別是在鈑金制作公司，經(jīng)常需要用到這個(gè) 設(shè)備，尤其是在批量加工生產(chǎn)的場(chǎng)合，更是要用到。 伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)革命的緊迫感越來越明顯，迫切需要我國數(shù)控剪切機(jī) 床行業(yè)能夠向著高速，多元化的方向發(fā)展。其中，我國花費(fèi)大量人力物力來對(duì)數(shù)控剪切 機(jī)床進(jìn)行研究，和完善，制定了一系列針對(duì)數(shù)控剪切機(jī)床改進(jìn)的策略，隨著時(shí)代的發(fā)展， 科學(xué)的進(jìn)步，數(shù)控剪切機(jī)床的發(fā)展將一如既往地進(jìn)行，將會(huì)處在高速發(fā)展的階段,其具體 發(fā)展趨勢(shì)如下： 一、未來的幾年，數(shù)控剪切機(jī)床將會(huì)朝著大功率，高精度的方向發(fā)展，這樣就能夠 多元化地適應(yīng)各個(gè)地方，場(chǎng)合的應(yīng)用，將克服以前提升高度不夠高，傾角不夠的大的缺 陷，從而能夠很好地應(yīng)用在各個(gè)需要數(shù)控剪切機(jī)床的場(chǎng)合。 二、將會(huì)改善數(shù)控剪切機(jī)床的結(jié)構(gòu)，使數(shù)控剪切機(jī)床能夠在不同的場(chǎng)合，不同的環(huán) 境下面使用，例如耐高溫，耐潮濕等等場(chǎng)合，都可以使用改進(jìn)后的數(shù)控剪切機(jī)床，從而 降低人工的繁雜以及能夠很好地提高生產(chǎn)效率。 三、將會(huì)式數(shù)控剪切機(jī)床輸送的產(chǎn)品多元化，而不是單一的加工單一的產(chǎn)品，這樣 就能夠很好地滿足各個(gè)行也的需求，也能夠讓帶式輸送的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，滿足各 行各業(yè)的需求，從而推動(dòng)時(shí)代的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步。 在數(shù)控剪切機(jī)床運(yùn)行前，首先要確認(rèn)帶式數(shù)控剪切機(jī)床設(shè)備、人員均處于安全完好 的狀態(tài)；其次檢查各運(yùn)動(dòng)部位正常無異物，檢查所有電氣線路是否正常，正常時(shí)才能將 數(shù)控剪切機(jī)床投入運(yùn)行。最后要檢查供電電壓與設(shè)備額定電壓的差別不超過5%。 數(shù)控剪切機(jī)床新型技術(shù)自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在數(shù)控剪切機(jī)床方 面，但傳統(tǒng)的數(shù)控剪切機(jī)床由于精度不高，速度緩慢，有好多停車位仍然采用傳統(tǒng)的方 式，這種傳統(tǒng)的停車方式效率低下，所以此次設(shè)計(jì)的數(shù)控剪切機(jī)床，在傳統(tǒng)的數(shù)控剪切 機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)，從而來克服以往的數(shù)控剪 切機(jī)床所不能克服的問題，對(duì)后續(xù)的數(shù)控剪切機(jī)床的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià)值。 傳統(tǒng)的數(shù)控剪切機(jī)床產(chǎn)品圖片如下圖 1-1,1-2 所示： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 3 - 圖 1 圖 2 1.3 數(shù)控剪切機(jī)床的分類及組成 數(shù)控剪切機(jī)床作為板材加工的設(shè)備的一種，有多種分類，數(shù)控剪切機(jī)床通常包括一 個(gè)機(jī)身，模具和上下剪刀，工作臺(tái)被布置在機(jī)身上面，上下刀架安裝在數(shù)控剪切機(jī)床的 工作臺(tái)上面，通過上下刀架中上下剪刀的作用，使板材被剪板成一塊塊的。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 4 - 第 2 章 數(shù)控剪切機(jī)床基本性能參數(shù) 2.1 剪切力確定 斜刃數(shù)控剪切機(jī)床的總剪切力比平刃數(shù)控剪切機(jī)床的小，它包含三個(gè)組成部分： 基本剪切力；被剪下部分板料的彎曲抗力以及板料在剪切區(qū)變形的彎曲抗力?？偧?切力與剪切角的關(guān)系接近反比例，即隨著剪切角的增加而減小。 板材為 10mm 厚板材，屬于中厚型板材，這種板材的一般材料為 Q235，屈服點(diǎn) 為 235MPa，抗拉強(qiáng)度為 375-460MPa，因此，確定各函數(shù)值如下。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 5 - 2.2 壓料力的確定 切過程中，上刀片對(duì)板料作用著一個(gè)向前的水平推力 T。為防止板料的位移，壓 料力必須使板料頂面和底面上產(chǎn)生的水平方向摩擦力大于 T。 剪切開始，上刀片的切入深度達(dá)到被剪板厚的瞬間，板料頂面和底面產(chǎn)生的摩擦力 均為 當(dāng)剪切繼續(xù)進(jìn)行超過上述瞬間，則板料頂面摩擦力為 而板料底面的摩擦力仍然不變 應(yīng)該說，壓料力隨總剪切力增大而增大。但是壓料力和被剪板寬也有一定關(guān)系， 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 6 - 當(dāng)剪切板寬較大時(shí)離開剪切區(qū)域較遠(yuǎn)的壓料腳的作用不大。為此，總壓料力為 2.3 剪切角的確定 從剪切力的公式可以清楚的看到，剪切角增大則剪切力下降，從而減輕機(jī)器的重量。 但剪切角增大帶來的最不利的后果是窄條料的嚴(yán)重扭曲，其次是增大刀架的行程量（也 就是增加機(jī)器的高度和減少每分鐘行程次數(shù)）。 通過對(duì)比國內(nèi)外數(shù)控剪切機(jī)床的主要 參數(shù)，決定把剪切角定為 3。 2.4 上刀片的行程量 上刀片的行程量主要與剪切角和被剪板寬及板厚有關(guān)。剪切板料所必需的最小行程 量由下式?jīng)Q定： 式中 h最小開口距，即上刀片在上死點(diǎn)位置時(shí)工作臺(tái)面到上刀刃之間的距 離（毫米） 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 7 - 第 3 章 機(jī)械傳動(dòng)部分的選型計(jì)算 3.1 電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)數(shù)控剪切機(jī)床的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的總 重量 150KG,其他重量 50KG，我們?nèi)】傊亓?為 200Kg，移動(dòng)速度為 12r/min。即： mm mms s G=mg=20010=2000N V=1-2m/min=16.6-33.3/ 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01 (t -t ) 60 Vl l 負(fù)載速度（m/min） Vl 有速度可知每秒上升 50mm， 0.033 1.2=1.2 360 ls 電機(jī)轉(zhuǎn)速 電機(jī) Vl n PB 2 400 /min 0.005 電機(jī) Vl nr PB 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 0.3 10 200 0.005 1.73 . 220.9 B gMP TLN m 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 8 - 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2 S NM JMJLJM TN m t 必須轉(zhuǎn)矩 2.36 .TMTLTS SN m S 為安全系數(shù)，這里取 1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為 92BL-2015H1-LK-B，此電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn) 品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 9 - 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào) 92BL-2015H1-LK-B， 電機(jī)額定功率為 0.37KW，額定轉(zhuǎn)矩為 7.62N.m，最大轉(zhuǎn)矩為 9N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。 3.2 滾珠絲桿傳動(dòng)的選型計(jì)算 1、確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 根據(jù)相關(guān)資料，查得： V=8m/min max n=1000r/min max 代入得， P 1.516mm h 由于計(jì)算出的 P 值應(yīng)取較大值圓整，因此 h 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 10 - P =1.5mm h 2、確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （1） 各種切削方式下，絲杠轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 V =0.6 V =0.8 V =1 V =8 12 3 4 代入得 n =100 n =133 n=167 n=1333 1234 （2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表 1 查得 已知 W =3000N W =5000N 12 代入得 （3）當(dāng)量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 11 - 代入得 n 267r/min m （3）當(dāng)量載荷 代入得 F =1380N； m 3、預(yù)期額定動(dòng)載荷 （1） 按預(yù)期工作時(shí)間估算 按表 9 查得：輕微沖擊取 fw=1.3 按表 7 查得：13 取 按表 8 查得：可靠性 97%取 fc=0.44 已知：Lh=20000 小時(shí) 代入得 C =27899N m （2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負(fù)載 Fmax 計(jì)算： 按表 10 查得：中預(yù)載取 Fe=4.5 代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 12 - C =27899N m 4、確定允許的最小螺紋底徑 （1） 估算絲杠允許的最大軸向變形量 （1/31/4）重復(fù)定位精度 （1/41/5）定位精度 : 最大軸向變形量 m 已知：重復(fù)定位精度 10m, 定位精度 25m =3 =6 取兩種結(jié)果的小值 =3m (2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 (1.11.2)行程+（1014） 已知：行程為 1000mm, W =3000N , =0.2 1 0 代入得 F =600N 0 D=20.04mm m2 5、確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào) （1）選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)形式 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 13 - （2） 由計(jì)算出的在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 FFZD4008-5 P =8mm h C =30700C=27899 aam 6、確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 其中 7、行程補(bǔ)償值與與拉伸力 （1）行程補(bǔ)償值 式中： =（24） (2) 預(yù)拉伸力 代入得 8、滾珠絲杠副工作圖設(shè)計(jì) (1) 絲杠螺紋長度 Ls： Ls=Lu+2Le 由表二查得余程 Le=40 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 14 - 繪制工作圖 （2）兩固定支承距離 L1 按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸 絲杠全長 L （3）行程起點(diǎn)離固定支承距離 L0 由工作圖得 Ls=890 L1=1000 L=1000 L0=30 得 KC=920 N/m 9、剛度驗(yàn)算及精度選擇 （1） = =N/m = N/m F0= 已知 W1=5000 N ， =0.2； F0=1000 N； F0 ： 靜摩擦力 N； ：靜摩擦系數(shù)； W1 ：正壓力 N； 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 15 - （2）驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 Kmin Kmin ：傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為 10； Kmin=222160； （3）傳動(dòng)系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 ； =1.7m； （4）確定精度 V300p ：任意 300mm 內(nèi)的行程變動(dòng)量對(duì)半閉環(huán)系統(tǒng)言， V300p0.8定位精度-； 定位精度為 20m/300； V300p14.3m； 絲杠精度取為 3 級(jí)； V300p=12m14.3； (5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào) 已確定的型號(hào)：WWCM； 公稱直徑：12 導(dǎo)程：3； 螺紋長度：900； 絲杠全長：1000； P 類 3 級(jí)精度 FFZD4010-3-P3 /14101290； 10、驗(yàn)算臨界壓縮載荷； Fc ： N； 絲杠所受最大軸向載荷 Fmax 小于絲杠預(yù)拉伸力 F 不用驗(yàn)算。 11、驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 16 - nc=f10 ； nc : 臨界轉(zhuǎn)速 n/min； f ：與支承形式有關(guān)的系數(shù)； ：絲杠底徑； ：臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度 mm； 由表 14 得 f=21.9； 由樣本得 d2=34.3； 由工作圖及表 14 得：Lc2= L1- L0； 4310nmax=1500； 12、驗(yàn)算 Dn=Dpw nmax； D pw ： 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 mm； nmax : 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n/min； Dpw41.4mm； 3.3 軸承的選型計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 163658=48720 小時(shí)； （1）已知 n=458.2r/min 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為深溝球軸承 6205 型。 根據(jù)課本 P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力 FS=0.63FR 則 FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N； (3)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2 根據(jù)課本 P263 表（11-9）取 f P=1.5;根據(jù)課本 P262（11-6）式得 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 17 - P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N； (4)軸承壽命計(jì)算 P1=P2 故取 P=750.3N； 深溝球軸承 =3； 3.4 鍵的選型計(jì)算 機(jī)械設(shè)備中連接的方式有很多種，有螺紋連接，鍵連接等等，鍵連接主要是用在軸 和其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合的場(chǎng)合，用來傳遞軸的輸出扭矩。通常情況下，選取鍵條的類型很 關(guān)鍵，根據(jù)不同的工況選取不同的鍵。一般都有標(biāo)準(zhǔn)值，也就是說，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)里 面查詢得到。鍵的 bh 根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=70mm, 參考資料 2P5-194 表 5-3-18 (GB/T1095-1979)選用 B2012，B1811 和 B128 的普通 A 型平鍵，鍵長分別 為 90，70，30。 第 4 章 各重要組成部分的強(qiáng)度校 4.1 傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核 關(guān)于本次傳動(dòng)軸的校核，對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩，??；對(duì)于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，取 1 1 = b b ；對(duì)于對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。 1 0 b b 1 是材料在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 1 b 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 1 b 是材料在脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 0 b 在錐篩的設(shè)計(jì)過程中，軸的材料為 45#鋼，其基本參數(shù)為，600 B MPa 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 18 - ，；應(yīng)滿足 下列條件： 1 200 b MPa 1 55 b MPa 0 95 b MPa 或 1 3 0.1 bb MM Wd W 為軸的抗彎截面系數(shù)； 3 1 0.1 b M d 軸的受力，軸左端是錐篩對(duì)軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對(duì)軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)可得： 295 5 . 187295 5 . 328 2 FRG 5 . 48334.31002955 .328 5 . 3846 2 R 解得：NR 6 . 787 2 由 21 RRFG 得：NR24.6159 1 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 19 - 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： MN n P T257300 980 4 .26 95499549 轉(zhuǎn)矩圖如下： =； 1 1 = b b 55 0.275 200 所以，= 22 ()MMT 2 (0.275 257300)M 所以當(dāng)量彎矩圖為： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 20 - 可知軸承的危險(xiǎn)截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； bb MPa W M 1 3 7 . 24 801 . 0 8 . 1265475 即： mm M d b 28.61 551 . 0 8 . 1265475 1 . 0 3 3 1 所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 4.2 軸承強(qiáng)度的校核 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 163658=48720 小時(shí)； 計(jì)算輸入軸承 （1）已知 n=458.2r/min 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N ； 初先兩軸承為角接觸球軸承 7206AC 型。 根據(jù)課本 P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力 FS=0.63FR 則 FS1=FS2=0.63FR1=315.1N ； (2)FS1+Fa=FS2；Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N； (4)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2 根據(jù)課本 P263 表（11-9）取 f P=1.5;根據(jù)課本 P262（11-6）式得 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 21 - P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N; P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N; P1=P2 故取 P=750.3N； 角接觸球軸承 =3 ； 結(jié) 論 時(shí)間過得真快啊，轉(zhuǎn)眼間四年時(shí)間都過去了，在這四年中，我學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)， 就拿這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來說吧，我查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，數(shù)控剪切機(jī)床設(shè)計(jì)，使 我充分掌握了數(shù)控剪切機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和步驟，更重要的復(fù)習(xí)所學(xué)專業(yè)的知識(shí)，以前總 認(rèn)為學(xué)這些專業(yè)知識(shí)沒用，那是我太天真了，當(dāng)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，它幫了我不少的忙， 特別是機(jī)械設(shè)計(jì)這課對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助特別大，都怪上課沒認(rèn)真聽講，導(dǎo)致做畢 業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要問比我學(xué)的好的同學(xué)，通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)不是個(gè)壞事，是 為了自己的，還有學(xué)習(xí)這些知識(shí)精通的話對(duì)我們找個(gè)好工作有大大的幫助，總之我除了 感謝我的老師和幫助過我的同學(xué)外更要感謝自己的。 在本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)過程是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在前期的設(shè)計(jì)中，都是靠查找相 關(guān)設(shè)計(jì)資料來進(jìn)行的，需要進(jìn)過理論的分析和考察來確定整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及各個(gè)部 分的結(jié)構(gòu)是不是正確。在不斷的設(shè)計(jì)修改過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題呵不足，然后針對(duì)的 逐漸進(jìn)行改進(jìn)，從而才能得到現(xiàn)在的完整設(shè)計(jì)。特別是推拉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如果直接進(jìn) 行推拉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作的話，對(duì)設(shè)計(jì)的要求十分高，要保證一次行成功。這幾乎是不 可能的。所以需要經(jīng)過大量的計(jì)算和繪圖來確定方案的可靠與否。經(jīng)過最后的檢測(cè)，可 以證明本次設(shè)計(jì)是可靠正確的。 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué) 的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 22 - 到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是數(shù) 控剪切機(jī)床的設(shè)計(jì)，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了 所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷 進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫 助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 通過此次設(shè)計(jì)，又一次提 升了運(yùn)用軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)為一下幾點(diǎn)。 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不考慮尺寸是 否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必須要考慮尺寸是否合適，由于 AutoCAD 圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會(huì)有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通 過配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件