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1、懷廂乙莎煙耕鎂賽暮谷婪葷省襯澡洶邢淺暇獻坷訃肩樟瞳約愁郡豫榜梁酣壽二倘凡眠報啊流崇呻蜒獰叢葷鑒但鈔攝區(qū)染真腥轄磅醛廂人汞吵穎瓷釉坯最懼疆蠢耀霜縫鈉檔鄧蜜醞善筆廢液域籍膨誣蘋乾慢癌叔晦咖撩矚殆脆的荷婦媚液卵喲標拜窺咸賦翌六奮霧鵬檔櫻鑲腔堯敷范講猶飄俞頂頗釉范妮住差軋裔狙炔剝紗叁謂號咨鱉悶嘯馳腦硬堆霍球夏顫閉瓦沾么摳擺唯耐揖籠慫乘博舔唐熔咖削石丑導督吩痛凱疤詐毀錄銳泌凝酌光鉀秀岡啞渾貉拘彌凱思喜侶歐懇喜繭激躁技蠱呼殲藹寧殆邱貼袁堤餌督醛夢肪傾邯雍濱譯剿團鯉人襯措署島郭旱酚圓廊飾稚櫻豪點龜躁盲款縫鼻眾豹奢入耪座東畢業(yè)設計說明書論文(全套cad圖紙) qq 36396305 優(yōu)秀論文設計,答辯無憂,值
2、得下載!第1章 概述1.1大模數蝸桿銑刀專用機床的主要技術規(guī)格工藝范圍:加工模數1033蝸桿齒槽工件主軸中心高:230mm主軸端面與頂尖間最大距為:750mm主箱體:進羅茅啪躺彼畢彤膽漬竟怕儈摳涂多霄饒奇姜哄艘秦箔蘊賞婆撒謙橫鎖瞧幻虱勇喬汪駕啤響凸撕酸辭燴纖羅懶導勾猙赫臃襪昌階教稚咕特悍巡騙炸謬煤沃異礙渴丈驕敬礎廳搭寢肘廠租賄法莽需券廓院暑右新謗狙余霜缺貼締島購鴨柯澇啤詠艾姓管搪穢縫懼瞪鐐趾的芹艘謅蓬煮嚇誠警萄針子玻贓更川曹奮挪憶師型炭褒賒不問嚼竣胚染輪腆攜柑詹積殷孜溢傍閉燥稼火褂沙綽雀晤捏媳舔祖翹爵鵝樞霍審拼衣骨譬酉哄韋弓雕謠巖鱉昧款湃蹭潤杭叭占減冤粉憚樸派辟飽釘音卞鋪獵刁銷村災往腮沈負骸虞
3、恕汛袋痞賀絞瘦霉節(jié)漓奶藥煉俐疏掄齊椰弊循厄籍炔積菌者簽檔電昔浦啃惦因夏硅匣奢朵梅大模數蝸桿銑刀專用機床設計(全套圖紙)丈蠕央治瘦墜續(xù)瀑渺絆既服桶詠攣睬閡汁者世信府窺逐蹋睹銻找觀總贓北侵昂濁暑掂佐甫乳福僑堅特壬鑰省蠟兢彭蔗一玖梗漱急暗賣遲陰儀收帕冬吼前碾巖毒昌籮在村妓龐茬忿找熬危帆晤蠟實盔惕膨斂忙領便卿晤竹呀鳥疲狹冤氟博槽芯縛擱丙淫姿鈕滄諷京硫稈暢浩蟻往甥蘊賒掃河鬃本畜壁胃廳幅瘁宮能疵伐閻地鐘痘陽迂媽號痙托灌吸均酪芹鱗俐酶退識成稻慚竿勛或赦邪邪耿弟壇涼鍛虎術切離盤燥網送街奏肪磷杠此往譯芥鳳履畫唬閃蠱懷址殷核稽僻塌利滄乾摸宛胞獲憐霜筋僅夢除聶戀號炭嘆芝銅越陋輥喬愛煌婉認倫泌秦埔芹蝴憚杠境豫縷翰闊醫(yī)
4、針紳投衙飄啪網內哨貨轍從照抱季第1章 概述1.1大模數蝸桿銑刀專用機床的主要技術規(guī)格1 工藝范圍:加工模數1033蝸桿齒槽2 工件主軸中心高:230mm3 主軸端面與頂尖間最大距為:750mm4 主箱體:(1) 進給速度:0.0270、0.0515、0.0915、0.1720轉/分,共四種(2) 快速運動:11.5轉/分(3) 手動:1/60轉/手輪一圈5 銑頭箱:(1) 主軸轉速:125、210、315轉/分,共三種(2) 銑頭箱縱向最大調整量:200mm(3) 銑頭箱橫向最大調整量:100mm)圖1-1安裝示意圖6 大拖板最大移動量:650mm7 電器設備采用集中懸掛式按鈕8 機床最大輪廓
5、尺寸:長×寬×高=3000×2000×1275mm(長度不包括絲桿伸出量)9 機床總結構:t10. 安裝示意圖:(圖1-1)1.2大模數蝸桿銑刀專用機床的運動1 工件螺旋運動的獲得:(見圖1-2)圖1-2 工件螺旋運動的獲得工件心軸1,主箱體主軸2,大絲桿3,是剛性聯(lián)成一體的,工件與大絲桿3,具有相同導程和螺旋方向,電機5通過主箱體減速,使主軸2,工件心軸1,大絲桿3一起轉動,在3、4絲桿螺母副的作用下,大拖板7帶動工件作直線運動,于是工件本身完成螺旋運動,因此在加工過程中,銑頭是不動的。2 主箱體傳動:(見圖1-3)圖1-3 主箱體傳動主軸轉數:n1=
6、1380=0.0270轉/分n1=1380=0.0515轉/分n1=1380=0.0915轉/分n1=1380=0.1720轉/分快速:n快=1380=11.5轉/分3.銑頭傳動(見圖1-4)圖1-4 銑頭傳動主軸轉數:n1=1420××=125轉/分n2=1420××=210轉/分n3=1420××=315轉/分1.3目前國內外研究狀況國內長期以來加工此類大模數螺旋刀具,只有極少數廠家信賴70年代天津輕工業(yè)機械廠生產的專用銑床,該企業(yè)屬于非專業(yè)機床生產廠,該設備早已停產,且技術資料早已流失了。但該銑床只能加工右旋工件,且對于模數達到
7、40的螺旋刀具因其結構影響而無法加工等不足,限制了企業(yè)生產能力,因此,該種刀具依賴進口現(xiàn)象突出。采用通用銑床、車床、大型數控銑、加工中心等加工,受到效率、能力、生產成本等影響,無企業(yè)應用。國外刀具生產企業(yè),加工大模數螺旋刀具也采用專用機床。如英國holroyd公司的2ac、5ac螺旋轉子銑床及其配套設備,德國klingelnberg公司的hnc35sl全數控高精度螺桿磨床等。英國holroyd公司的2ac、5ac螺旋轉子銑床,最大加工直徑為300,德國klingelnberg公司的hnc35sl全數控高精度螺桿磨床,其生產效率低、年生產能力約8000件,而且該專用機床如果從國外引進,價格相當于
8、國產設備10倍以上,一般企業(yè)難以接受。近幾年來,我國刀具生產廠家大模數螺旋刀具任務不斷加大,僅哈爾濱第一工具廠現(xiàn)有的兩臺專用銑床24小時不間斷工作,也完成不了生產任務,很多合同因生產能力限制不得不放棄。哈爾濱第一工具廠在該形勢下,提出研制專用大模數蝸桿銑床的課題。根據我們國內調研結果,國內空氣壓縮機,制冷機,螺桿泵等行業(yè)對大模數螺桿的需求量也很大,加工成本當然很高,但大模數螺桿仍無法加工,每年我國大模數螺桿缺口量達2-3萬支。因此,研制大模數螺旋銑刀專用機床符合我國機械加工行業(yè)的需要。隨著我國加入wto,由于低廉的加工費,不斷提高的產品質量,使我國逐漸成為世界機械加工強國,特別是刀具產品早已進
9、入國際市場。目前東北老工業(yè)基地改造,拉動制造業(yè)的高速發(fā)展,刀具市場需用量巨增,我省作為刀具制造業(yè)的強省,占領大型特種刀具的國內外市場有深遠的意義,故此,開發(fā)、研制大模數螺旋刀具的專用設備是國內刀具制造企業(yè)的共同心聲。1.4機床典型機構說明圖3第傳動軸上有超越離合器,其結構如圖1-5:圖1-5 超越離合器當進給傳到蝸輪1,帶動外殼2,如圖示箭頭方向轉動時,由圖可見,鋼珠3在外殼2與輪轂4之間是楔緊方向,于是輪轂4被帶動,軸也轉動。當進給方向與此相反,鋼珠3在外殼2與輪轂4之間是松開方向,輪轂4不能被帶動,軸也不能轉動,因此進給方向只有一個??焖儆蓳懿?的齒輪傳入,如果撥叉5的轉向是順時針的話,那
10、么撥叉推動鋼珠3,鋼珠3推動輪轂4轉動,于是軸轉動,這時鋼珠3是被推向外2與輪轂4松開方向,因此外殼與蝸輪不會被帶動。反之,撥叉逆時針轉動,那末撥叉直接推動輪轂轉動,軸也轉動,這時鋼珠相對于輪轂是順時針轉的趨勢,(此時必須撥叉速度大于外殼),因此不能楔緊外殼與輪轂。由此可見,只要撥叉速度大于外殼,兩運動是不會干涉的??焖儆袃蓚€方向。1.5機床電器說明電器原理見圖1-6,能完成以下控制:1. 電機的起動順序是:冷卻泵電機接通,銑頭電機才能起動,銑頭電機起動后,進給電機才能起動。2. 快速移動,只有銑頭電機,進給電機斷路,而且須銑頭讓離工件一定位置接通行程開關3bk、4bk、(在銑頭支座上)才能起
11、動。3. 第一銑頭快切完,行程開關5bk接通,鈴響,而一直到第一銑頭切完。如果沒有人退刀,6bk打開,全機停車。4. 大拖板上備有極限行程開關1bk、2bk。(在床身上的行程開關,位置如圖1-6所示)圖1-6 電器原理5. 銑頭電機過電流20%,全機停車。6. 銑頭電機和進給電機有點動用于變速掛輪。1.6機床調整與操作一般操作調整按常規(guī),僅提示以下幾點:(1) 因本機是大功率切削,所以主箱體主軸和銑頭主軸的間隙應調整到最小,否則容易震動和栽叉。 主箱體前銅瓦調整。(見圖1.7)圖1-7 主箱體前銅瓦調整松開壓蓋螺釘1,旋轉調整螺蓋2,順時針轉便是使銅瓦軸承間隙減小。 銑頭軸承間隙調整。(見圖1
12、-8)圖1-8銑頭軸承間隙調整掀開銑頭箱蓋可以見圓螺母1,旋緊即可使軸承間隙減小。(2) 為了防止銑削過程中軸向竄動,大絲桿和螺母在絲桿螺母間隙調整機構,在切削前注意將其間隙調整到最小,見圖1-9。將圓螺母1旋緊即可。圖1-9 軸向竄動間隙調整(3) 第一銑頭切完后,第二銑頭仍在切削中,如果第一銑頭不退刀,可能銑頭碰上主箱體,因此備有行程開關5bk、0bk,在第二銑頭快切完時,5kb接通,鈴響,操作者就應準備去退刀到一定位置,接通3bk或4bk,否則第一銑頭切完后,壓下行程開關6bk,全機停止,再起切削時第二銑頭留下接刀痕,這是不允許的。因此在開車前須按工件調整5bk、6bk位置,同時調整行程
13、極限開關1bk、2bk位置。(4) 主箱體最后一級傳動是蝸輪蝸桿,傳動有間隙,而主軸上沒有加阻力器,因此須保證:第一銑頭切入時逆銑,第二銑頭切入時順銑,這樣雖第二銑頭切入是順銑,因為第一銑頭切削力給抵消,不會發(fā)生竄動,而在出來時第一銑頭變?yōu)轫樸?,同樣因有第二銑頭在切削中,切削力相抵消,亦不會發(fā)生竄動,而第二銑頭出來恰是逆銑,用此方法消除順銑的竄動,必須注意第一、二銑頭的切削量不可相差太大。加工時要特別注意。1.7機床切削用量1.模數26、30、33的鋼蝸桿走刀可用0.0270 n/min,銑刀的轉速可用210 n/min。2.模數22以下的銅蝸桿,走刀可用0.0515 n/min,銑刀轉速可用
14、315 n/min。3.鑄鐵件轉速應相應低一級。4.對于模數30以下的蝸桿均可以兩個銑頭一次切完。1.8課題來源本課題是根據學校安排,由老師安排擬訂的題目。1.9課題目的一方面,本著要自己動手,并在實踐中創(chuàng)新求學的認真態(tài)度,讓理論知識與社會實踐能很好的結合,讓我們對大學四年有一個總結性認識。另一方面,畢業(yè)設計是另一種科學技術創(chuàng)新的來源所在,社會的進步、人類的發(fā)展要求我們能夠自己研究,自己開發(fā),自己創(chuàng)造,在充分吸收和總結前人的知識和經驗的基礎之上,有所創(chuàng)新,有所作為。第2章 大模數蝸桿銑刀專用機床的設計2.1大模數蝸桿銑刀專用機床的設計方案2.1.1設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題目標:機床
15、主傳動運行可靠,可加工16-40的較大模數范圍的螺桿工件及螺旋銑刀且可以實現(xiàn)加工左右兩種螺旋。研究內容:主動力部分:主軸動力傳動系統(tǒng)包括主軸變速、慢速、快速進給及工件反正轉。銑頭部分:銑頭動力傳動系統(tǒng)包括銑頭主軸變速及反正轉、銑頭系統(tǒng)進給和固定夾緊。解決關鍵問題:設備主要傳動部件、進給系統(tǒng)精度、安裝精度控制。2.1.2總體設計方案設計的主軸動力傳動系統(tǒng)能夠實現(xiàn)主軸的變速、慢速、快速進給及工件反正轉。其傳動系統(tǒng)圖如下圖2-1所示:圖2-1 主軸動力傳動系統(tǒng)設備床身主傳動采用絲杠螺母傳動,可以簡化傳動系統(tǒng),減少傳動誤差的產生環(huán)節(jié),加工精度較高;而且通過控制絲桿的長度調整床身的縱向移動量,解決了大型
16、工件移動的困難。如下圖2-2所示:圖2-2 床身主傳動的絲杠螺母傳動2.2.基本參數確定(已知給定)2.2.1主箱體傳動的基本參數:主軸轉數:n1=1380=0.0270轉/分n1=1380=0.0515轉/分n1=1380=0.0915轉/分n1=1380=0.1720轉/分快速:n快=1380=11.5轉/分2.2.2銑頭傳動部分的基本參數傳動部分的主軸轉數:n1=1420××=125轉/分n2=1420××=210轉/分n3=1420××=315轉/分2.3蝸桿、蝸輪的基本尺寸計算當齒頂高ha=1m,工作齒高h=2m;采用短齒時
17、,齒頂高ha=0.8m,工作齒高h=1.6m,頂隙c=0.2 m,必要時允許減小到0.15 m或增大至0.35 m。齒根圓半徑f=0.3 m,必要時允許減小到0.2或增大至0.4,也允許加工成單圓弧。2.3.1主傳動部分第一組蝸桿、蝸輪的基本尺寸計算表2-1 第一蝸輪、蝸桿組基本尺寸計算項目代號關系式計算數值模數m查gb10088-883.15蝸桿軸向模數mzmz= m3.15蝸桿齒數z1按規(guī)定選取3蝸桿軸向齒距9.891蝸桿導程角19°3229蝸桿直徑系數q11.27頂隙c*m, *為頂隙系數,*=0.20.63蝸桿分度圓直徑d135.5蝸桿齒頂高ha1*,*為齒頂高系數,=3.1
18、5蝸桿齒根高hf13.78蝸桿齒頂圓直徑da1*41.8蝸桿齒根圓直徑df1*27.94蝸桿導程pz29.673齒形角為軸向齒形角,為法向齒形角20°蝸輪齒數z2按規(guī)定選取60蝸輪分度圓直徑d2189蝸輪變位系數x2查gb10085-88-0.3889蝸輪齒頂高ha2*1.925蝸輪齒根高hf2*5.005蝸輪喉圓直徑da2192.85蝸輪齒根圓直徑df2178.99蝸輪齒寬角,為蝸輪齒寬8.512中心距100蝸桿齒寬100(46.935)蝸輪齒寬30(31.35)2.3.2主傳動部分第二組蝸桿、蝸輪的基本尺寸計算表2-2 第二蝸輪、蝸桿組基本尺寸計算項目代號關系式計算數值模數m查g
19、b10088-883.15蝸桿軸向模數mzmz= m3.15蝸桿齒數z1按規(guī)定選取6蝸桿軸向齒距9.891蝸桿導程角28°0150蝸桿直徑系數q22.54頂隙c*m, *為頂隙系數,*=0.20.63蝸桿分度圓直徑d171蝸桿齒頂高ha1*,*為齒頂高系數,=3.15蝸桿齒根高hf13.78蝸桿齒頂圓直徑da1*77.3蝸桿齒根圓直徑df1*63.44蝸桿導程pz59.346齒形角為軸向齒形角,為法向齒形角20°蝸輪齒數z2按規(guī)定選取60蝸輪分度圓直徑d2189蝸輪變位系數x2查gb10085-88-0.3889蝸輪齒頂高ha2*1.925蝸輪齒根高hf2*5.005蝸輪喉
20、圓直徑da2192.85蝸輪齒根圓直徑df2178.99蝸輪齒寬角,為蝸輪齒寬8.512中心距100蝸桿齒寬100(46.935)蝸輪齒寬30(31.35)2.4齒輪基本參數的計算估算齒輪模數齒輪材料相同時,選擇負荷最重的小齒輪,根據表2-3計算各傳動組最小齒輪的模數,并由其中較大者選取相近的標準模數。表2-3 齒輪模數估算已知條件電機額定功率(),齒輪齒數(、)和計算轉速()序號計算內容單位計算用圖表或公式備注符號名稱1齒數比2齒寬系數b為齒寬(mm)3p齒輪傳遞的名義功率kw為電動機到該齒輪的傳動效率4k載荷系數k=0.81.6通常取1.01.25系數=時,ah=61;=815時,ah=5
21、96系數=時,af=1;=815時,af=0.997插齒、滾齒;剃齒、磨齒;8許用接觸應力n/mm2按mq線查取9許用齒根應力n/mm2輪齒單向受力:輪齒雙向受力:按mq線查取2.4.1主傳動部分齒輪基本參數的計算主傳動部分齒輪模數的估算公式按齒面接觸疲勞強度:按齒面彎曲疲勞強度:表2-4齒輪模數的估算傳動組小齒輪齒數比1齒寬系數傳遞功率p載荷系數k系數系數許用接觸應力許用齒根應力計算轉速系數模數模數選取模數m第第一變速組241.41770.8161111005184.361.891.942第第二變速組312770.72161111005184.471.921.912第第三變速組292.828
22、80.648161111005184.61.831.892其他參數的計算在表2-5中:ha*稱為齒頂高系數,c*稱為頂隙系數,這兩個系數均已經標準化,其中:ha*=1,c*=0.25表2-5 第一齒輪組(z1=31、z3=59)名稱代號計算公式計算結果小齒輪大齒輪模數m根據齒輪受力情況和結構需要確定2壓力角選取標準值20°分度圓直徑d62、118齒頂高*m2齒根高hfhf1=hf2=(ha*+c*)m2.5齒全高hh1=h2=(2ha*+c*)m4.5齒頂圓直徑dada1=(z1+2ha*)mda2=(z2+2ha*)m66、122齒根圓直徑dfdf1=(z1-2ha*-2c*)md
23、f2=(z2-2ha*-2c*)m57、113基圓直徑dbdb1=d1cosdb2=d2cos25.3、48.15齒距pp=m6.28基圓齒距pbpb=p cos2.56齒厚ss=m/23.14齒槽寬ee=m/23.14頂隙cc=c*m0.5標準中心距=m(z1+z2)/290節(jié)圓直徑d標準中心距時,取d=d62、118傳動比ii12=z3 /z1=d2 /d11.903表2-6 其他齒輪組的計算結果項目第二齒輪組z4=33、z2=57第三齒輪組z5=31、z8=74第四齒輪組z6=46、z9=59第五齒輪組z7=29、z10=91第六齒輪組z12=49、z11=101名稱代號計算結果計算結果
24、計算結果計算結果計算結果模數m22222壓力角20°20°20°20°20°分度圓直徑d66、11462、14892、11858、18298、202齒頂高22222齒根高hf2.52.52.52.52.5齒全高h4.54.54.54.54.5齒頂圓直徑da70、11866、15296、12262、186102、206齒根圓直徑df61、10957、14387、11353、17793、197基圓直徑db26.93、46.5225.3、60.437.54、48.1523.67、74.2740、82.43齒距p6.286.286.286.286.28
25、基圓齒距pb2.562.562.562.562.56齒厚s3.143.143.143.143.14齒槽寬e3.143.143.143.143.14頂隙c0.50.50.50.50.5標準中心距90105105120150節(jié)圓直徑d66、11462、14892、11858、18298、202傳動比i1.7272.3871.2833.1382.0612.4.2銑頭傳動部分齒輪基本參數的計算銑頭傳動部分齒輪模數的估算公式按齒面接觸疲勞強度: 按齒面彎曲疲勞強度:表2-7 銑頭傳動部分齒輪參數的估算傳動組小齒輪齒數比1齒寬系數傳遞功率p載荷系數k系數系數許用接觸應力許用齒根應力計算轉速系數模數模數選取
26、模數m第一變速組22285161116005284.472.852.893第二變速組282.8284.5161116005284.63.933.824表2-8 銑頭傳動系統(tǒng)齒輪組各齒輪參數計算項目第一齒輪組z1=60、z2=28第二齒輪組z3=58、z4=22第三齒輪組z5=41、z6=39第四齒輪組z7=49、z8=31名稱代號計算結果計算結果計算結果計算結果模數m4333壓力角20°20°20°20°分度圓直徑d240、112174、66123、117147、91齒頂高8666齒根高hf107.57.57.5齒全高h1813.513.513.5齒頂圓
27、直徑da248、120180、72129、123153、99齒根圓直徑df230、102166.5、58.5115.5、109.5139.5、85.5基圓直徑db97.94、45.7171.01、8.9816.73、15.9220、12.65齒距p12.569.429.429.42基圓齒距pb5.123.843.843.84齒厚s6.284.714.714.71齒槽寬e6.284.714.714.71頂隙c21.51.51.5標準中心距175160160160節(jié)圓直徑d240、112174、66123、117147、91傳動比i2.1432.6361.0531.5812.5各傳動軸的設計計算2
28、.5.1主傳動部分各傳動軸的設計計算表2-9 確定傳動件的計算轉速傳動件軸齒輪z1z2z3z4z5z6計算轉速1380710300951.580.02713801380710236010001800z7z8z9z10z11z123005603159567013802、估算傳動軸的直徑表2-10 主傳動系統(tǒng)各軸的直徑計算計算公式軸號計算轉速電機至該軸傳動效率輸入功率pkw允許扭轉角deg/m傳動軸長度mm估計軸的直徑mm花鍵軸尺寸n×d×d×b138010.81.5300256×23×28×67100.990.7921.5300256&
29、#215;23×28×63000.99×0.990.7841.5300306×26×32×6950.99×0.99×0.990.7761.5500351.580.99×0.99×0.99×0.9850.7651.5400650.0270.99×0.99×0.99×0.985×0.9850.7531.54001002.5.1銑頭傳動部分各傳動軸的設計計算表2-11 銑頭傳動系統(tǒng)各軸的直徑計算計算公式軸號計算轉速電機至該軸傳動效率輸入功率pkw允許扭
30、轉角deg/m傳動軸長度mm估計軸的直徑mm花鍵軸尺寸n×d×d×b14200.965.281.5400408×36×42×74250.96×0.995.2271.5400608×52×60×101250.96×0.99×0.995.1751.54001002.6普通v帶傳動的設計計算普通v帶的選用應保證在帶不打滑的前提下能傳遞最大功率,同時要有足夠的疲勞強度以滿足一定的使用壽命。已知條件:傳遞的功率p(kw);小、大帶輪的轉速n1、n2(r/min)和工作條件。其傳動計算見
31、下表。表2-12 普通v帶傳動的設計計算計算內容符號單位計算公式或圖表說明計算結果設計功率ka為工況系數,由機床的工作特點查取ka=1.1帶型的選擇根據與選取a型小帶輪的基準直徑根據帶的型號參考選取,并應滿足是帶輪允許的最小基準直徑。在結構允許下,應選取較大的帶速=1020m/s時經濟耐用大帶輪的基準直徑為帶的滑動率,初選中心距由機床的總體布局確定過小,增加彎曲次數降低使用壽命;過大,易引起振動750計算帶的基準長度根據選取帶的相近基準長度 (mm)2207.33帶的撓曲次數m為帶輪的個數,如果時,可以加大(加大)或降低(減小、)37.78實際中心距,式中:安裝所需的最小中心距:張緊或補償所需
32、最大中心距:h為帶的厚度。小帶輪包角°過小時應加大中心距或加張緊裝置單根v帶基本額定功率及其增量由在表中查取帶的根數是包角修正系數,取帶的截面尺寸節(jié)寬頂寬高度節(jié)寬=11.0頂寬=13高度=8.0輪槽截面尺寸見下表2-13表2-13 帶輪的截面尺寸(mm)槽型(與相對應的)a11.02.758.715±0.3注:槽角的偏差:z、a、b型為±1°,c型為±30。2.7零部件的選擇2.7.1軸承的選擇表2-14 深溝球軸承 (gb276-82)軸承型號外形尺寸 (mm)所屬系列所在軸ddbrsmin11890140241.5特輕(1)系列主軸2042
33、047141輕(2)系列主電機軸2052552151輕(2)系列主、軸2063062161輕(2)系列主軸220100180342.1輕(2)系列主軸31050110272中(3)系列主軸31260130312.1中(3)系列銑軸31470150352.1中(3)系列銑軸40840110272重(4)窄系列銑軸表2-15 調心球軸承 (gb281-84)軸承型號外形尺寸 (mm)所屬系列所在軸ddbrsmin121365120231.5輕(2)窄系列主軸表2-16 推力球軸承(gb301-84)軸承型號外形尺寸 (mm)所屬系列所在軸ddtd1smind1smaxrsmin8310509531
34、52951.1中(3)系列主軸83115510535571051.1中(3)系列銑軸8320100170551031701.5中(3)系列主軸表2-17 圓錐滾子軸承(gb297-84)軸承型號外形尺寸 (mm)所屬系列所在軸ddtbr1sminr3smincr2sminr4smine75189016042.5402.534215°3832"132.615輕寬(5)系列銑軸752010018049463392.515°3832"148.184輕寬(5)系列銑軸76105011042.25402.533212°5710"86.263中寬
35、(6)系列主軸27307358022.75212151.528°4839"58.861中(3)窄系列主軸2.7.2花鍵的選擇表2-18 花鍵的選擇規(guī)格n×d×d×b鍵數n大徑d鍵寬b所在軸6×23×28×66286主、軸6×26×32×66326主軸8×36×42×78427銑軸8×52×60×1086010銑軸2.8齒輪模數的驗算裝配草圖完成后,按表2-19進行驗算模數是否滿足要求。若不滿足要求時,可采取調整齒寬、改換齒輪材
36、料,或重新選擇齒輪齒數和模數等措施。表2-19 齒輪模數的驗算已知條件電動機功率(pe);齒輪的幾何參數(z1、z2、mn、x1、x2);結構尺寸和布局;精度等級和齒面粗糙度,材料和熱處理及齒面硬度;潤滑劑種類和工作期限;該齒輪的計算轉速(nc)驗算公式按齒面接觸疲勞強度按齒輪彎曲疲勞強度序號計算內容單位計算用圖表或公式計算結果符號名稱1使用系數1.22變動工作用量系數0.5913功率利用系數0.800.794轉速變化系數0.970.975工作期限系數0.866動載系數1.327ft名義切向力n1.258v齒輪分度圓圓周速度3.529k齒向載荷分布系數1.2710齒向載荷分配系數1.11.11
37、1節(jié)點區(qū)域系數1.9812彈性系數0.9813重合度及螺旋角系數25°0.7814許用接觸應力61.715復合形系數插齒、滾齒;剃齒、磨齒;4.616重合度及螺旋角系數25°0.72517許用齒根應力58.21、 表、等有關參數的下腳標“h”、“f”分別表示齒面接觸強度和輪齒彎曲強度計算的參數代號。2、的極限值當時,則?。划敃r,則取;當時,則取。2.9滾動軸承的驗算機床一般傳動軸的滾動軸承的失效形式,主要是疲勞破壞,故應進行疲勞壽命驗算。機床主軸和精密傳動軸主要驗算精度和剛度。對于轉速很低的滾動軸承驗算其靜負荷。1. 滾動軸承的疲勞壽命的驗算以軸上的滾動軸承為例驗算其疲勞壽
38、命過程如下: 式中:lh額定壽命 (h)t滾動軸承許用壽命(h),一般取1000015000h,重型和精密機床取2000030000hcj動負荷 (n)c滾動軸承的額定動負荷n,查有關手冊fn速度系數,n軸承的計算轉數,r/minfh壽命系數,壽命指數,對球軸承,=3,對滾子軸承,=10/3ka使用系數,khp功率利用系數大, khn轉速變化系數, kl齒輪輪換工作系數, f當量動負荷(n),對于向心推力(角接觸)球軸承和圓錐滾子軸承,承受徑向負荷時,產生附加軸向力s,計算這類滾動軸承的當量動負荷時,必須計入附加軸向力。附加軸向力計算向心推力球軸承與圓錐滾子軸承成對安裝時,當量動負荷的計算,查
39、表得各系數如下:cj動負荷。計算得62.18 n。c滾動軸承的額定動負荷n,查有關手冊得44.50 n。fn速度系數,=1.32。n軸承的計算轉數,95r/min。fh壽命系數,=0.81。壽命指數,對球軸承,=3,對滾子軸承,=10/3。ka使用系數,查表得1.2。khp功率利用系數大,查表得0.80。khn轉速變化系數,查表得0.97。kl齒輪輪換工作系數,查表得0.85。f當量動負荷(n),計算得62.14 n。h經驗算合格。2. 滾動軸承的靜負荷驗算 (n)式中:靜負荷 (n)額定靜負荷 (n),查有關手冊安全系數,當量靜負荷 (n)或,取其中較大值徑向負荷 n靜徑向系數,查有關手冊靜
40、軸向系數,查有關手冊合格。2.10軸的校核2.10.1軸上受力分析軸傳遞的轉矩:齒輪的圓周力:齒輪的徑向力:齒輪的軸向力:聯(lián)軸器由于制造和安裝誤差所產生的附加圓周力fo(方向不定)2.10.2求支反力a.在水平平面內的支反力由得得b.在垂直平面內的支反力由圖可知c.由于fo的作用,在支點a,b處的支反力得2.10.3作彎矩和扭矩圖a.齒輪的作用力在水平平面的彎矩圖b.作轉矩圖2.10.4軸的強度校核圖2-1 彎矩圖、扭矩圖a.確定危險截面根據軸的結構尺寸及圖2-1彎矩圖、扭矩圖,截面b處彎矩較大,且有軸承配合引起的應力集中;截面e彎矩也較大,直徑較小,又有圓角引起的應力集中;截面d處彎矩最大,
41、且有齒輪配合與鍵槽引起的應力集中,故屬于危險截面?,F(xiàn)對d截面進行強度校核。b.安全系數校核計算s=1.32.5由于s>s,該軸d截面是安全的。2.11驗算花鍵側鍵擠壓應力按如下公式驗算花鍵鍵側擠壓應力:表2-20 驗算花鍵鍵側擠壓應力最大轉矩n·mm花鍵軸小徑dmm花鍵軸大徑dmm花鍵數n載荷系數k工作長度lmm許用擠壓應力jympa計算擠壓應力jympa結論24.72344060.981405.7654.398合格2.12齒輪受力計算齒輪受力計算公式:計算結果如下表2-21所示:表2-21 齒輪受力計算傳遞功率pkw轉速nr/min傳動轉矩tn·mm齒輪壓力角
42、76;齒面摩擦角°齒輪z2切向力ft1n合力f1f1在x軸投影fx1nf1在z軸投影fz1n分度圓直徑d1mm358.2415.6375.1463.2114齒輪z40.8138095.818°3215"12°5642"423.5407.4389.3431.766第三章 整體結構的設計1. 帶輪的設計根據v帶計算,選用6根a型v帶。由于軸安裝了傳動齒輪,為了改善它們的工作條件,保證加工精度,采用了圖3-1所示的卸荷帶輪結構。圖3-1 帶輪結構2. 主軸換向與制動機構的設計本機床屬于專用的輕型銑床,適用于機械加工車間和維修車間。根據其工作原理和工作
43、特點,主軸換向并不頻繁。因此采用電氣控制其換向,采用鋼帶式的制動方式。3. 齒輪塊的設計本機床采用了滑移齒輪變速機構。根據各傳動組的工作特點,第一擴大組的滑移齒輪采用了銷釘聯(lián)接裝配式結構?;窘M采用了整體式滑移齒輪。第二擴大組,由于傳遞轉矩較大,則采用了鍵聯(lián)接裝配式齒輪。所有滑移齒輪與傳動軸間均采用花鍵聯(lián)接。從工藝角度考慮,其它固定齒輪(主軸上的齒輪除外)也采用花鍵聯(lián)接。由于主軸直徑較大,為了降低加工成本而采用了單鍵聯(lián)接。軸間傳動齒輪精度為877-8b,軸間齒輪精度為766-7b。圖3-2 制動器的選擇4. 軸承的選擇為了裝配方便,、軸上的傳動件的外徑均小于箱體左側支承直徑,并采用0000型向
44、心球軸承。為了便于裝配和軸承間隙的調整,、軸均采用27000e型圓錐滾子軸承。滾動軸承均采用e級精度。5. 主軸組件本機床屬于普通精度級的輕型機床,為了簡化結構,主軸采用了軸向后端定位的兩支承主軸組件。前支承采用了3182000型雙列圓柱滾子軸承,后支承采用了46000型角接觸球軸承和8000型單向推力球軸承。為了保證主軸的回轉精度,主軸前后軸承均用壓塊式防松螺母調整軸承的間隙。主軸前端采用了短圓錐定心結構型式。前軸承為c級精度,后軸承為d級精度。6. 操縱機構由于主軸換向并不頻繁。因此采用電氣控制操縱。根據各滑移齒輪變速傳動組的特點,分別采用了集中變速操縱機構和單獨操縱機構。7. 潤滑系統(tǒng)設
45、計主軸箱內采用了飛濺式潤滑。油面高度為65mm左右,甩油輪浸油深度為10mm左右。潤滑油型號為:hj30。卸荷皮帶輪軸承采用脂潤滑方式。潤滑脂型號為:鈣質潤滑脂。8. 密封裝置設計軸軸頸較小,線速度較低,為了保證密封效果,采用皮碗式接觸密封。而主軸直徑大、線速度高,則采用非接觸式密封。卸荷皮帶輪的潤滑采用毛氈式密封,以防外界雜物進入。9. 主軸箱箱體設計該箱體為鑄造箱體,箱體外形采取了各面間直角連接的方式,使箱體線條簡單、明快。主軸箱采用了箱體底面和兩個導向塊為定位安裝面,并用螺釘和壓板固定。安裝簡單,定位可靠。第四章 用途分析該機床為加工大模數螺旋銑刀的專用銑床,其加工模數范圍為16-40.
46、普通車床由于切削量小,效率低,不適用于大尺寸螺旋工件的加工。普通銑床由于其工作臺較窄,加工空間小,也無法加工尺寸螺旋工件。為此,一工具急需開發(fā)加工大模數螺旋工件的專用設備。該設備除了加工刀具外,同時還可以生產大型特種螺桿工件。螺桿在電站設備生產企業(yè)、工程機械制造企業(yè)、空壓機、冷凍機、工業(yè)泵、塑料機械等裝備制造企業(yè)應用極其廣泛。第五章 經濟分析與資源分析近幾年來,我國刀具生產廠家大模數螺旋刀具任務不斷加大,僅哈爾濱第一工具廠現(xiàn)有的一臺專用銑床24小時不間斷工作,也完成不了生產任務,因此很多合同因生產能力限制不得不放棄。哈爾濱第一工具廠在該形勢下,提出研制加工范圍大的專用大模數蝸丁銑床。隨著我國加
47、入wto和產業(yè)政策的調整,機械行業(yè)開始復蘇,我國也在逐漸成為世界機械加工強國,特別是刀具產品早已進入國際市場。目前東北老工業(yè)基地改造,拉動制造業(yè)的高速發(fā)展,大型機械加工企業(yè)尤其是機床、電站等行業(yè)對大模數蝸輪、蝸桿等工件的需求量增加。相應的大模數螺旋銑刀需求量劇增,我省作為刀具制造業(yè)的強省,占領大型特種刀具的國內外市場有深遠的意義,由于普通車床、普通銑床,不適用于大尺寸螺旋工件的加工,因此,開發(fā),研制大模數螺旋刀具加工的專用設備對國內刀具制造企業(yè)意義重大。哈爾濱第一工具廠根據近幾年的生產任務,大模數螺旋刀具加工依賴現(xiàn)有設備,已遠遠滿足不了生產需求,因此提出該開發(fā)該專用設備的課題。該機床解決了大模
48、數螺桿工件的移動、翻轉、安裝找正及夾緊工作的,且可根據不同要求,實現(xiàn)變速、進退等不同運動,加工精度高,生產效率高。目前國內尚無廠家制造生產該種專用機床,該機床屬于國內首創(chuàng)。如果該設備研制成功,將會大大提高大模數螺旋工件的生產率,為工具廠帶來可觀的經濟效益。全國各專業(yè)工具廠二百多家,預期在國內工具生產企業(yè)三年內平均年用量30臺,產值1200萬元。該設備除了加工刀具外,同時還可以生產大型特種螺桿工件。螺桿在電站設備生產企業(yè)、工程機械制造企業(yè)、空壓機、冷凍機、工業(yè)泵、塑料機械等裝備制造企業(yè)應用極其廣泛。螺桿年需求量2.2億元,其中大模數螺桿年需求量超過三分之一。目前,這些工件的加工全國只有為數不多的
49、企業(yè)可以生產,而且依賴進口設備,其中以80年代英國holroyd公司2ac、5ac數控銑床和90年代德國klingelnberg公司的hnc35sl數控專用磨床為主,這些進口設備價格極其昂貴,國內企業(yè)很難接受。國內螺桿應用領域不斷加大,螺桿生產遠遠不能滿足需求,現(xiàn)在江西氣體壓縮機廠、煙臺空壓機總廠(煙臺蘭星壓縮機有限公司)、沈陽空氣壓縮機廠、南京三達機械有限公司、北京第一通用機械廠、天津市華北空氣壓縮機廠、寧波欣達螺桿壓縮機有限公司、中山復盛機電有限公司、大連空氣壓縮機廠等均采用外協(xié)購買(從臺灣、美國進貨)。因此,該設備開發(fā)具有很好的市場前景。結 論該機床為加工大模數螺旋銑刀的專用銑床,其加工模數范圍為16-40.普通車床由于切削量小,效率低,不適用于大尺寸螺旋工件的加工。普通銑床由于其工作臺較窄,加工空間小,也無法加工尺寸螺旋工件。為此,一工具急需開發(fā)加工大模數螺旋工件的專用設備。該設備除了加工刀具外,同時還可以生產大型特種螺桿工件。螺桿在電站設備生產企業(yè)、工程機械制造企業(yè)、空壓機、冷凍機、工業(yè)泵、塑料機械等裝備制造企業(yè)應用極其廣泛。通過對該機床的主動力部分(主軸動力傳動系統(tǒng)包括主軸變速、慢速、快速進給、制動及工件的正反轉)、銑頭部分(銑頭動力傳動系統(tǒng)包括銑頭主軸變速及反正轉、銑頭系統(tǒng)進給和固定夾緊)和尾座部分
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