Z32K型搖臂鉆床變速箱設(shè)計(jì)

本科論文目錄TOC\o"1-3"\u摘要 1Abstract 2引言 31Z32K型搖臂鉆床 61.1搖臂鉆床簡(jiǎn)介 71.2搖臂鉆床國(guó)內(nèi)外研究狀 71.2.1國(guó)內(nèi)搖臂鉆床的研究現(xiàn)狀 71.2.2國(guó)外搖臂鉆床的研究現(xiàn)狀 71.3Z32K型搖臂鉆床減速器設(shè)計(jì)研究目的與意義 81.3.1課題背景 81.3.2研究目的與意義 81.4論文的主要研究?jī)?nèi)容 91.4.1研究?jī)?nèi)容 91.4.2設(shè)計(jì)要求 91.4.3預(yù)期研究成果 101.5本章小結(jié) 102選擇原動(dòng)機(jī) 112.1原動(dòng)機(jī)的類型 112.2原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式 112.3選擇原動(dòng)機(jī)考慮的因素 122.4原動(dòng)機(jī)的性能比較 122.5確定原動(dòng)機(jī)容量的選擇 132.6本章小結(jié) 143機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案的選擇與比較 153.1設(shè)計(jì)途徑與評(píng)價(jià)的規(guī)定 153.2傳動(dòng)比的合理分配 153.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較與確定 163.4本章小結(jié) 174傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖和齒輪材料的選擇 184.1升降系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 184.2部分傳動(dòng)的連接設(shè)計(jì) 194.3傳動(dòng)比、各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 194.4齒輪材料的選擇 214.4.1齒輪材料的基本要求 214.4.2齒輪常用的材料和熱處理 214.5本章小結(jié) 235直齒圓錐齒輪和錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 245.1直齒圓錐齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 245.2受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 255.3計(jì)算載荷和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 265.4輪齒彎曲強(qiáng)度的校核 275.5錐齒輪部分主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 285.6軸端部分參數(shù)設(shè)計(jì)和錐齒輪軸的固定 295.7過(guò)渡軸的設(shè)計(jì) 305.7.1軸的失效形式和材料 305.7.2過(guò)渡軸的強(qiáng)度校核 305.8本章小結(jié) 336軸承的選擇與校核 346.1軸承的類型 346.1.1滾動(dòng)軸承及類型 346.1.2滾動(dòng)軸承的失效形式 346.2軸承的計(jì)算與選擇 356.3鍵的選擇 356.4本章小結(jié) 36結(jié)論 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39摘要隨著國(guó)家不斷重視技術(shù)創(chuàng)新，大力支持搖臂鉆床行業(yè)的技術(shù)研發(fā)，搖臂鉆床行業(yè)由于本身聚集了許多優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量保證處于上升的趨勢(shì)。目前，我國(guó)搖臂鉆床產(chǎn)品已擺脫了質(zhì)量低劣的帽子，它的主要作用能夠進(jìn)行攻、修、刮、鉆、擴(kuò)、鉸端面的一系列加工形式的孔加工，對(duì)于橋梁、汽車、鍋爐和輪船等行業(yè)非常的適用[1]。但是在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用這種鉆床也有它的缺點(diǎn)。那就是這種鉆床操作的時(shí)候是單手柄集中操作，由于這種機(jī)床的體架實(shí)在笨重，操作起來(lái)非常的麻煩，并且工作的時(shí)候費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。了解以前的改進(jìn)方式是根據(jù)杠桿原理把手柄的長(zhǎng)度變長(zhǎng)來(lái)省力；但是這樣操作過(guò)程當(dāng)中有一點(diǎn)失誤就會(huì)發(fā)生很大的事故。為了既能夠提升工作效率又能減少工人在工作過(guò)程當(dāng)中發(fā)生的事故概率。因此要對(duì)這種機(jī)床進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，要保證工人工作時(shí)確保安全和生產(chǎn)穩(wěn)定快捷，然后列舉了一些合理適合進(jìn)行的解決方案。因此將它的手動(dòng)裝置改進(jìn)為自動(dòng)升降裝置。首先是對(duì)電動(dòng)機(jī)的選型讓這種鉆床工作起來(lái)更加的節(jié)能和減少噪音，以及齒輪和軸承的選型。然后對(duì)搖臂鉆床的重要傳動(dòng)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案及強(qiáng)度校核。分析且明白Z32K型搖臂鉆床在現(xiàn)實(shí)生活運(yùn)作起來(lái)發(fā)生的不良情況，在實(shí)際的工作過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析之后，怎樣做到成本較低并且能夠大量生產(chǎn)的方式，最后要保證工人工作時(shí)確保安全和生產(chǎn)穩(wěn)定快捷，然后列舉了一些適合進(jìn)行的傳動(dòng)方案；并從中分析出最合理的方案加以應(yīng)用。關(guān)鍵詞：搖臂鉆床升降系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)齒輪強(qiáng)度校核AbstractAsthecountrycontinuestoattachimportancetotechnologicalinnovation,andvigorouslysupportsthetechnicalresearchanddevelopmentofradialdrillingmachineindustry,theradialdrillingmachineindustryhasgatheredmanyadvantages,andqualityassuranceisontherise.Atpresent,ourcountry'sradialdrillingmachineproductshavegotridofthehatofpoorquality.Itsmainfunctionistodrill,repair,scrape,drill,expandandreamtheendfaceofaseriesofprocessingformsofholeprocessing,whichisverysuitableforbridge,automobile,boiler,shipandotherindustries[1].Buttherearesomedisadvantagesinusingthiskindofdrillingmachineintheactualoperationprocess.Thatistosay,theoperationofthiskindofdrillingmachineisasinglehandlecentralizedoperation.Becauseoftheheavyframeofthismachinetool,theoperationisverytroublesome,andtheworkistime-consumingandlaborious.Understandthatthepreviousimprovementmethodistolengthenthehandlelengthaccordingtotheleverprincipletosavelabor;however,alittlemistakeintheoperationprocesswillleadtoabigaccident.Inordertoimproveworkefficiencyandreducetheaccidentprobabilityofworkersintheprocessofwork.Therefore,itisnecessarytoimprovethedesignofthismachinetool,toensurethesafetyofworkersandthestabilityofproduction,andthenlistsomereasonableandsuitablesolutions.Therefore,itsmanualdeviceisimprovedtoanautomaticliftingdevice.Firstofall,theselectionofthemotormakesthedrillworkmoreenergy-savingandnoisereduction,aswellastheselectionofgearsandbearings.Then,designthetransmissionplanandstrengthcheckfortheimportanttransmissionpartsoftheradialdrillingmachine.Analyzeandunderstandthebadsituationofz32kradialdrillingmachineinthereallifeoperation,afteranalyzingtheproblemsintheactualworkprocess,howtoachievealowcostandmassproductionmode,finallytoensurethesafetyandstableproductionofworkers,andthenenumeratesomesuitabletransmissionschemes;andanalyzethemostThereasonableschemeshouldbeapplied.Keywords:raidialdrillingmachineliftingsystemelectricmotorgearstrengthcheeks引言隨著國(guó)家不斷重視技術(shù)創(chuàng)新，大力支持搖臂鉆床行業(yè)的技術(shù)研發(fā)，搖臂鉆床行業(yè)由于本身聚集了許多優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量保證處于上升的趨勢(shì)。目前，我國(guó)搖臂鉆床產(chǎn)品已擺脫了質(zhì)量低劣的帽子，甚至在許多方面獲得了國(guó)內(nèi)搖臂鉆床質(zhì)量的最佳口碑。同樣，隨著工業(yè)水平的提高，我國(guó)搖臂鉆床企業(yè)也在發(fā)生著變化。到了21世紀(jì)的時(shí)候，由于生產(chǎn)發(fā)展速度很快，機(jī)床的種類和體型變多在當(dāng)今的社會(huì)機(jī)械工廠發(fā)展中，在于其他鉆床的比較當(dāng)中，它可以產(chǎn)量要求少的、物件安裝和維護(hù)的車間最能常見(jiàn)和應(yīng)用。最大的特點(diǎn)是它的搖臂擁有圍繞立柱旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn),搖臂上的主軸箱還可以做徑向移動(dòng)，這樣可使鉆頭對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)被加工孔的軸線,以便進(jìn)行孔加工相當(dāng)?shù)撵`活，搖臂鉆床的普遍性贏來(lái)了許多工廠的青睞[2]。

1Z32K型搖臂鉆床1.1搖臂鉆床簡(jiǎn)介進(jìn)入21世紀(jì)，由于生產(chǎn)的快速發(fā)展，機(jī)床的種類和形狀多種多樣。為了在實(shí)際工作過(guò)程中加以區(qū)分和區(qū)分，對(duì)其進(jìn)行了分類，并配備了標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。從我國(guó)目前所定下來(lái)的型號(hào)標(biāo)記方式，我們國(guó)家目前通過(guò)已知機(jī)床的現(xiàn)有的加工形式和自身刀具的用途情形。磨床、齒輪加工機(jī)、專用加工機(jī)、鋸床螺紋加工機(jī)、銑床、車床鉆床、鏜床刨床和開(kāi)槽機(jī)、拉床等一系列機(jī)床是當(dāng)今社會(huì)所劃分的10類。鉆機(jī)的種類大致有7類可以區(qū)分為坐標(biāo)鏜床、深孔鉆床、徑向鉆床、臺(tái)式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、中心孔鉆床等鉆床[3]。具有能圍繞立直柱子旋轉(zhuǎn)并且循環(huán)上升是搖臂的一大特點(diǎn)，鉆床上的主軸箱最大的特點(diǎn)是能夠在搖臂上進(jìn)行直線挪動(dòng)來(lái)運(yùn)作。當(dāng)進(jìn)行加工孔的時(shí)候，如果工件和刀具的對(duì)中想要通過(guò)工件的轉(zhuǎn)移來(lái)到達(dá)目的必須依靠立式鉆床，徑向鉆床可以給單孔鉆床的加工帶來(lái)了很大的方便單件小批量生產(chǎn)，也可以稱為徑向鉆孔。它是一種可以進(jìn)行攻、修、刮、鉆、擴(kuò)、鉸端面的一系列加工形式的孔加工設(shè)備。根據(jù)機(jī)床的夾緊結(jié)構(gòu)，徑向鉆能夠劃分為機(jī)械和液壓徑向鉆，這是從它的夾緊結(jié)構(gòu)當(dāng)中可以分析出來(lái)的，與其它的鉆床相對(duì)比，具有操作方便、敏捷、應(yīng)用領(lǐng)域廣、典型等優(yōu)點(diǎn)的徑向鉆床是獨(dú)占一席的。尤其批量生產(chǎn)大孔零件的單件非常適用。它也被人們叫為橫臂鉆，在一些普通的加工車間它是非常常用的機(jī)床。如圖1.1所示：圖1.1Z32K型搖臂鉆床1.2搖臂鉆床國(guó)內(nèi)外研究狀1.2.1國(guó)內(nèi)搖臂鉆床的研究現(xiàn)狀搖臂鉆床行業(yè)由于本身聚集了許多優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量保證處于上升的趨勢(shì)。目前，我國(guó)搖臂鉆床產(chǎn)品已擺脫了質(zhì)量低劣的帽子，甚至在品質(zhì)保證的很多方面得到了國(guó)內(nèi)的最佳口碑。同樣，隨著工業(yè)水平的提高，我國(guó)搖臂鉆床企業(yè)也在發(fā)生著變化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)徑向鉆機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)占有較大份額。有著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)70%的是沈陽(yáng)機(jī)床股份中的捷搖臂鉆床有限公司，這種產(chǎn)品被國(guó)外幾十個(gè)國(guó)家所青睞，我們國(guó)家為此申請(qǐng)了知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成為我國(guó)重點(diǎn)研究生產(chǎn)發(fā)展的對(duì)象。歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我們的ZK這種型號(hào)的鉆床特別喜歡，為此還想得到代理經(jīng)銷權(quán)。當(dāng)全世界發(fā)生金融危機(jī)；我國(guó)徑向鉆機(jī)的消耗量也沒(méi)有減少，反而有所增加。綜上所述，國(guó)產(chǎn)搖臂鉆床簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用、成本低，可為工廠節(jié)省大量資源；缺點(diǎn)是不能滿足特殊的高科技工作要求，復(fù)雜、準(zhǔn)確的工序需要改進(jìn)。1.2.2國(guó)外搖臂鉆床的研究現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)家的搖臂鉆床是世界上品質(zhì)和精美最好的國(guó)家，其中以日本是搖臂鉆床的發(fā)展速度最快的國(guó)家，日本制造的搖臂鉆床的特點(diǎn)是，成色好、功能強(qiáng)大、高效率、技術(shù)先進(jìn)，他們主要回收其他國(guó)家的二手?jǐn)?shù)控機(jī)床，然后進(jìn)行再次改造和維修，這樣節(jié)約成本還能再次利用，并且添加新功能，鉆床產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化；日本的價(jià)格相對(duì)其他發(fā)達(dá)的西方國(guó)家相對(duì)便宜并且有質(zhì)量的保證，中國(guó)目前的先進(jìn)設(shè)備大多和日本進(jìn)行貿(mào)易合作來(lái)提升自己，并且日本的產(chǎn)品在美國(guó)和歐洲都有很大的影響；并且得到好評(píng)和質(zhì)量的保證。1.3Z32K型搖臂鉆床減速器設(shè)計(jì)研究目的與意義1.3.1課題背景Z32K型相比其它的鉆床的特點(diǎn)是操縱流暢、非常的靈活使用、適用的場(chǎng)所多。開(kāi)始運(yùn)作的搖臂鉆床,它的搖臂擁有圍繞立直柱子旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn),搖臂上的主軸箱還可以做同一水平線挪動(dòng)。在單件和小批生產(chǎn)中加工體積和重量較大的零件上面的孔帶來(lái)了很大的方便，它是一種可以進(jìn)行攻、修、刮、鉆、擴(kuò)、鉸端面的一系列加工形式的孔加工設(shè)備。對(duì)于橋梁、汽車、鍋爐和輪船等行業(yè)非常的適用。但是在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中運(yùn)作途徑當(dāng)中應(yīng)用這種鉆床也有它的不足，那就是這種鉆床操作的時(shí)候是單手柄集中操作，由于這種機(jī)床的體架實(shí)在笨重，操作起來(lái)非常的麻煩，并且工作的時(shí)候費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。了解以前的改進(jìn)方式是根據(jù)杠桿原理把手柄的長(zhǎng)度變長(zhǎng)來(lái)省力；但是這樣操作過(guò)程當(dāng)中有一點(diǎn)失誤就會(huì)發(fā)生很大的事故。為了既能夠提升工作效率又能減少工人在工作過(guò)程當(dāng)中發(fā)生的事故概率。因此要對(duì)這種機(jī)床進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，要保證工人工作時(shí)確保安全和生產(chǎn)穩(wěn)定快捷，然后列舉了一些合理適合進(jìn)行的解決方案。1.3.2研究目的與意義了解以前的改進(jìn)方式是根據(jù)杠桿原理把手柄的長(zhǎng)度變長(zhǎng)來(lái)省力；但是這樣操作過(guò)程當(dāng)中有一點(diǎn)失誤就會(huì)發(fā)生很大的事故。為了既能夠提升工作效率又能減少工人在工作過(guò)程當(dāng)中發(fā)生的事故概率。因此要對(duì)這種機(jī)床進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，要保證工人工作時(shí)確保安全和生產(chǎn)穩(wěn)定快捷，為了讓這個(gè)機(jī)床有利于工作價(jià)值有成果，根據(jù)市場(chǎng)上的調(diào)查發(fā)現(xiàn)可以添加一個(gè)減速器，并且再安裝一個(gè)電動(dòng)機(jī)可以達(dá)到自動(dòng)升降的功能，但是會(huì)產(chǎn)生其它成本高的缺點(diǎn)。升降系統(tǒng)的動(dòng)力源選擇原本的電動(dòng)機(jī)來(lái)使用。為了達(dá)成上面的目的，首先要在變速箱里面加一些齒輪；齒輪所產(chǎn)生的動(dòng)力讓螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，前提條件是在最開(kāi)始的傳動(dòng)系統(tǒng)。這樣能夠解決事故發(fā)生概率大的問(wèn)題并且還能提升工作效率，從而提高了這種鉆床的穩(wěn)定性。1.4論文的主要研究?jī)?nèi)容1.4.1研究?jī)?nèi)容根據(jù)以上的分析這種鉆床要想達(dá)到自動(dòng)升降的目的。因此第一個(gè)研究問(wèn)題在于研究該機(jī)械裝置的電動(dòng)機(jī)的選型，這樣才能做到讓這個(gè)設(shè)備的工作效率更高，符合它的工作環(huán)境，讓設(shè)備更加的具有穩(wěn)定性；讓所選的電動(dòng)機(jī)與設(shè)備的機(jī)械特性好匹配，在選型的同時(shí)盡可能的讓經(jīng)濟(jì)成本更低一些。第二個(gè)研究問(wèn)題在于這種類型的搖臂鉆床減速器如何設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案，研究傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)主要做到以下的關(guān)鍵點(diǎn)：第一點(diǎn)使用上述所選的電動(dòng)機(jī)讓成本較低，好的傳動(dòng)方案能省下許多能源。第二點(diǎn)做到零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，不要太過(guò)于復(fù)雜，以便于生產(chǎn)。第三點(diǎn)不能讓前一點(diǎn)的零部件盡量不要和機(jī)床表面所產(chǎn)生矛盾，合理占用里面減速設(shè)備的空間。第四點(diǎn)讓控制電路的這一個(gè)模塊不能發(fā)生改變，做到簡(jiǎn)單易懂，便于操作。第五點(diǎn)Z32K型搖臂鉆床減速器在升降工作的過(guò)程當(dāng)中穩(wěn)定且快速，使它的工作性能和效率提升。之后就是軸承與齒輪強(qiáng)度校核，最后滿足這類鉆床減速器工作穩(wěn)定且效率高。1.4.2設(shè)計(jì)要求對(duì)這次的設(shè)計(jì)要求要做到減輕以往用手動(dòng)升降帶來(lái)的噪音和費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易發(fā)生安全事故的問(wèn)題，而在這里面的功能要做到以下的要求，電動(dòng)機(jī)的選型、傳動(dòng)方案的選擇、齒輪材料的選擇和強(qiáng)度校核、直齒圓錐齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核以及他們的參數(shù)計(jì)算。齒輪的齒面必須要有很強(qiáng)的硬度與比較耐磨的特性，這是齒輪最基本的要求。防止齒面磨損厲害和腐蝕掉導(dǎo)致改變形狀。它的心部要能經(jīng)得起沖擊就必須得有強(qiáng)度；之后就是工作過(guò)程當(dāng)中擁有很好的加工工藝性能，隨著工作時(shí)溫度的上升也能擁有較好熱處理性能；能夠有助于加工和提高它的工作性能。當(dāng)設(shè)備在實(shí)際工作過(guò)程當(dāng)中由于動(dòng)力機(jī)的震動(dòng)和沖擊會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生動(dòng)載荷，受載后會(huì)使齒輪產(chǎn)生彈性變形和箱體變形，因此進(jìn)行載荷計(jì)算，算出齒輪圓周力對(duì)應(yīng)的載荷。具體區(qū)分有齒向載荷分布、動(dòng)載、齒間載荷分配系數(shù)。當(dāng)齒輪的齒面接觸時(shí)進(jìn)行校核不僅要驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件，而且還要確定許應(yīng)力，制作軸端的原因是有根據(jù)地知道軸端部分的外形及尺寸。1.4.3預(yù)期研究成果1. 零件三維造型及裝配，電子文件，一套；2. 所有非標(biāo)零件圖（標(biāo)準(zhǔn)CAD圖）電子文件，一套；3. 裝配圖（標(biāo)準(zhǔn)CAD圖）電子文件，1張（至少1張A0）；4. 最復(fù)雜的非標(biāo)件圖紙，打印圖紙3張，A3圖幅；5. 裝配圖，打印圖紙1張；A1或A0圖幅；6. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（40頁(yè)以上）；7. 產(chǎn)品實(shí)物或模型（3D打印或自制的非金屬模型）。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了它的背景和基本的功用和在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上有著多大的影響，并對(duì)它以往的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，自己初步策劃了一些方法讓它能夠自動(dòng)升降的大致原理。除此之外闡述了自己的研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)要求。2選擇原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)是當(dāng)今生產(chǎn)物品來(lái)源的主要源泉，它是泛指利用能源產(chǎn)生原動(dòng)力的一切機(jī)械。通常來(lái)說(shuō)機(jī)械和電力結(jié)合在一起是一個(gè)機(jī)械設(shè)備里面機(jī)械系統(tǒng)最基本要素，為了能夠以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)、信息、動(dòng)作和傳遞功率，最好的情況是將自然界的能源盡量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能給原動(dòng)機(jī)來(lái)使用，以此來(lái)達(dá)到最好的伺服性能的目的。并且能夠把發(fā)電機(jī)產(chǎn)生不同形式的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.1原動(dòng)機(jī)的類型原動(dòng)機(jī)通常按照能量的轉(zhuǎn)換方式性質(zhì)的不同有兩類原動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)、水輪機(jī)、蒸氣機(jī)、柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)都是屬于第一類原動(dòng)機(jī)的范疇；液動(dòng)機(jī)（液壓馬達(dá)）、電動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)（氣動(dòng)馬達(dá)），在此之后原動(dòng)機(jī)又有這幾種類型包括水力發(fā)動(dòng)機(jī)、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)等。與前面的相比較，還是以電動(dòng)機(jī)是目前來(lái)說(shuō)最普遍使用的；電動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，不僅易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)距離控制，運(yùn)行便利和把握速度的快慢，而且停止也很迅速。以此來(lái)達(dá)到它滿足許多機(jī)械的工作目的要求，為什么大多數(shù)情況選擇電動(dòng)機(jī)，主要因?yàn)樗姆N類和型號(hào)很多。之后原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式有三種，分別有連續(xù)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)[4]。2.2原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按原動(dòng)機(jī)的不同可分為：(1)水輪發(fā)電機(jī)：一般情況下水輪發(fā)電機(jī)是立式型號(hào)的，啟動(dòng)的方式依靠水輪機(jī)的，轉(zhuǎn)子是凸極式。(2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)：需根據(jù)風(fēng)力程度及電能需求的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)時(shí)經(jīng)過(guò)控制裝置來(lái)達(dá)成發(fā)電。(3)汽輪發(fā)電機(jī)：一般情況下的它的型號(hào)是臥式的，啟動(dòng)的方式是靠汽輪機(jī)啟動(dòng)的，轉(zhuǎn)子是隱極式。(4)核能發(fā)電機(jī)：總共有半速和全塑兩類，其實(shí)與日常所看見(jiàn)的火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)本質(zhì)上沒(méi)有多大不同。(5)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)：它的能量轉(zhuǎn)換方式是通過(guò)把里面的氣體進(jìn)行加熱和壓縮膨脹，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備。(6)太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)：它的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)光子沖擊原子時(shí)產(chǎn)生的光電效應(yīng)，通過(guò)太陽(yáng)光照射在比如半導(dǎo)體硅上，直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方式[5]。因此從上述的例子可以看出驅(qū)動(dòng)方式分別有多機(jī)分別驅(qū)動(dòng)和單機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，總共歸納為兩種驅(qū)動(dòng)方式。兩者對(duì)比發(fā)現(xiàn)單機(jī)集中驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)配備繁瑣，運(yùn)行艱難功率大卻價(jià)錢廉價(jià)；另一種驅(qū)動(dòng)方式卻截然相反。2.3選擇原動(dòng)機(jī)考慮的因素考慮的主要因素有以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)是它必須滿足在停電的時(shí)候還有額外的電能供應(yīng)設(shè)備所需。第二點(diǎn)要有穩(wěn)定性，運(yùn)行和修理都很便利，第三點(diǎn)在絕大多數(shù)的環(huán)境中也能順暢運(yùn)行，基本不受干擾；第四點(diǎn)成本要控制在自己的承受范圍內(nèi)。2.4原動(dòng)機(jī)的性能比較如表2.1所示：表2.1原動(dòng)機(jī)性能比較類別柴油機(jī)氣缸馬達(dá)液壓馬達(dá)電動(dòng)機(jī)尺寸較大較小較小較大功率和范圍功率大；5-38000kW功率比電動(dòng)機(jī)大；一般在2.2kW以下，特別適用于0.75kW以下的高速傳動(dòng)功率最大；受實(shí)際油壓和馬達(dá)尺寸的約束功率大；0.3-1000kW，使用途徑多重量大比電動(dòng)機(jī)大最大大輸出剛度硬軟較硬硬運(yùn)行溫度控制比較困難排氣時(shí)空氣膨脹，噪聲較大，排氣處應(yīng)安裝消聲器對(duì)油箱進(jìn)行風(fēng)冷或水冷溫度應(yīng)低于許應(yīng)值調(diào)整方法和性能較難用氣閥控制，簡(jiǎn)單，迅速，但不夠精確通過(guò)閥或泵控制改變流量，調(diào)速范圍大直流電動(dòng)機(jī)用改變電樞電阻、電壓或改變磁通的方法；交流電動(dòng)機(jī)用變頻、變極或變轉(zhuǎn)差率的方法噪音較大較大較大小維護(hù)需求較多少較多較少初始成本高較高高低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高最高高最低運(yùn)用途徑很廣，如各種汽車，輪船、農(nóng)家工程機(jī)械和壓縮機(jī)等小功率高速場(chǎng)合較廣很廣，需要?jiǎng)恿﹄娫?.5確定原動(dòng)機(jī)容量的選擇正確選擇原動(dòng)機(jī)的原則是在實(shí)際的工作生產(chǎn)當(dāng)中一定要達(dá)成生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電動(dòng)機(jī)列舉的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、以及起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和過(guò)載等要求，它在運(yùn)行流程中間能夠被完全應(yīng)用，除此之外滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)原則的溫升，選擇合適的原動(dòng)機(jī)的依據(jù)是由機(jī)械特性、調(diào)速情況與起動(dòng)性能、維護(hù)以及價(jià)格、工作方式?jīng)Q定[6]。根據(jù)以上的分析這種鉆床的變速箱的升降系統(tǒng)的動(dòng)力源選擇原本的電動(dòng)機(jī)來(lái)使用,由于電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境和上述的例子有所不同；電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候周圍有大量的灰塵和水分，處于一種潮濕的環(huán)境工作，防止和其他物品發(fā)生不良反應(yīng)；電動(dòng)機(jī)的外殼有封閉式、防爆式、開(kāi)啟式、防護(hù)式。因?yàn)閆32K型鉆床的工作環(huán)境有很多灰塵，其外殼選用封閉式，所以選擇第四行的數(shù)據(jù)，如表2.2所示：表2.2電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)矩（N.m）質(zhì)量（Kg）Y801-40.5513902.222Y802-40.7513902.224Y90S-41.114002.225Y90L-41.514002.2272.6本章小結(jié)本章主要介紹了原動(dòng)機(jī)有那些類型，它們是如何工作的。然后對(duì)比之下它們的驅(qū)動(dòng)方式，然后對(duì)它們的性能開(kāi)始對(duì)比，通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)我選擇了電動(dòng)機(jī)，再通過(guò)相關(guān)的查詢分析出選擇的型號(hào)。3機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案的選擇與比較3.1設(shè)計(jì)途徑與評(píng)價(jià)的規(guī)定當(dāng)進(jìn)行策劃?rùn)C(jī)械傳動(dòng)計(jì)劃途徑中，理論上必須要達(dá)到以下六點(diǎn)：一是傳動(dòng)體系里面的總傳動(dòng)比一定要計(jì)算出來(lái)；二是這個(gè)傳動(dòng)類別必須得采用最優(yōu)的；三是制定傳動(dòng)鏈布置方案；四是分配傳動(dòng)比；五是為了能夠運(yùn)算出傳動(dòng)體系的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的目的，就必須先知道它的的幾何尺寸和基礎(chǔ)參數(shù)；六是畫(huà)出整個(gè)體系的運(yùn)動(dòng)圖[7]。整個(gè)設(shè)計(jì)途徑當(dāng)中最重要的是首先傳動(dòng)方案的確立，目的在于設(shè)計(jì)過(guò)程中目標(biāo)的多解性和相關(guān)性。評(píng)價(jià)機(jī)械傳動(dòng)策劃方案一般有三個(gè)規(guī)定：（1）評(píng)價(jià)的目的是保證方案的正確性，因此必須公開(kāi)防止某些人員的個(gè)人傾向，即全面可靠，每一個(gè)評(píng)價(jià)都是獨(dú)居說(shuō)服的。（2）為了確保方案的能夠相互比較，必須使方案的基本功能在不同方案的評(píng)價(jià)中具有共同點(diǎn)，從而具有一定的可比性，而不能完全無(wú)關(guān)。如果一個(gè)項(xiàng)目很有創(chuàng)新性，很受歡迎，但是它的缺點(diǎn)是掩蓋不住的，我們應(yīng)該對(duì)它和它的主觀意識(shí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。（3）評(píng)定目標(biāo)體系是對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的一種評(píng)定模式。因此評(píng)價(jià)體系該考慮機(jī)械體系各方面的要求和目標(biāo)，涉及機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)方案的整體功用。不考慮其他要求建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不僅是一個(gè)定性指標(biāo)體系，而且還得對(duì)它進(jìn)行定量。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立需要科學(xué)的知識(shí)，表現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的科學(xué)性和全局性。3.2傳動(dòng)比的合理分配以下這幾個(gè)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最基本的類型，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)查找列出一個(gè)表格來(lái)分析它們的圓周速度（m/s）、減速比、最大功率（kW）。如表3.1所示：表3.1傳動(dòng)比的合理分配傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類齒輪V帶鏈平帶蝸桿摩擦輪圓周速度（m/s）15-1205-3015-405-2515-3515-25減速比＜4-8＜8-15＜6-10＜5＜807-10最大功率（kW）50000750-12003750200550150-2503.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較與確定從以往的這種型號(hào)的鉆床的運(yùn)行情況和聯(lián)想當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)的改變，準(zhǔn)備對(duì)它的的升降系統(tǒng)實(shí)行改良，為此列舉以下的計(jì)劃措施：方案一：手動(dòng)升降系統(tǒng)手柄錐齒輪軸錐齒輪螺母方案二：自動(dòng)升降系統(tǒng)新增電動(dòng)機(jī)齒輪1齒輪2錐齒輪1錐齒輪2螺母方案三：原電動(dòng)機(jī)齒輪四聯(lián)滑移齒輪雙聯(lián)齒輪齒輪錐齒輪軸錐齒輪螺母如表3.2所示：表3.2系統(tǒng)傳動(dòng)方案性能的比較性能指標(biāo)具體項(xiàng)目方案一方案二方案三功效傳動(dòng)精度高高高升降速度慢快快工作性能可調(diào)性好好較好運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢快快承載能力大較大較大動(dòng)力性能加速度峰值小較大較大噪聲較小小小耐磨性耐磨耐磨耐磨可靠性可靠可靠可靠經(jīng)濟(jì)性制造性簡(jiǎn)單困難簡(jiǎn)單調(diào)整方便性方便不方便方便能源耗大小一般一般一般制造費(fèi)用廉價(jià)昂貴廉價(jià)結(jié)構(gòu)緊湊尺寸小小小重量輕重較輕結(jié)構(gòu)復(fù)雜性容易一般一般方案一：雖然手柄的長(zhǎng)度可以根據(jù)杠桿原理加長(zhǎng)，以節(jié)省人力；由于手柄加長(zhǎng)，在實(shí)質(zhì)工作流程中，當(dāng)車廂靠近變速箱時(shí)，升降和進(jìn)給手柄容易碰撞在一起，造成操作過(guò)程中的失誤，導(dǎo)致一個(gè)大事故且耗時(shí)。方案二：在所有的機(jī)床上都有普遍的方法，在螺桿的末端安裝一個(gè)小電機(jī)和減速機(jī)，為了能夠達(dá)成自動(dòng)升降，就必須絲桿旋轉(zhuǎn)和螺母固定。然而，這種機(jī)床可以彌補(bǔ)手工起重的缺點(diǎn)，但也會(huì)產(chǎn)生其它的不良反應(yīng)。第一由于Z32K型搖臂鉆床立柱頂部面積有限，附加電機(jī)及減速器體積大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難，增加了成本。如何沒(méi)有差錯(cuò)安裝吊環(huán)是一個(gè)棘手的問(wèn)題。第二由于電機(jī)和減速機(jī)的增加，增加了一組控制電路，成本較高。方案三：提升系統(tǒng)的動(dòng)力源來(lái)源于原動(dòng)機(jī)。為此要增加一些齒輪在變速箱里面。為了能夠達(dá)到自動(dòng)升降的目的，要讓齒輪的動(dòng)力傳遞給螺母；讓它能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。但是前提條件是保持以往的主傳動(dòng)體系。因?yàn)檫@種辦法所需費(fèi)用便宜，每個(gè)部件都能熟悉掌握，所以易于成批生產(chǎn)，合理地占用里面減速設(shè)備的空間，零部件也沒(méi)有和機(jī)床表面所產(chǎn)生矛盾?？刂齐娐返倪@一個(gè)模塊沒(méi)有發(fā)生改變，做到簡(jiǎn)便易懂，便于操作。提高了它的穩(wěn)定性。我通過(guò)前面的結(jié)論對(duì)比與看法，升降系統(tǒng)的傳動(dòng)方案最后確定第三是最好的。如圖3.1所示：圖3.1變速箱傳動(dòng)圖3.4本章小結(jié)本章闡述了進(jìn)行策劃?rùn)C(jī)械傳動(dòng)計(jì)劃途徑要做到的六點(diǎn)，還有評(píng)價(jià)方案的三個(gè)規(guī)定，介紹了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類。設(shè)計(jì)了三個(gè)方案，最終選擇了第三種能穩(wěn)定的達(dá)到自動(dòng)升降的目的。4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖和齒輪材料的選擇4.1升降系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖由于實(shí)際生產(chǎn)工作中的機(jī)械設(shè)備在外觀、結(jié)構(gòu)、使用等許多方面不盡相同，一旦組合起來(lái)，每一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和形狀都會(huì)變得非常復(fù)雜，但每一個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)都取決于原運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副類型和運(yùn)動(dòng)尺寸，以及各部件之間的相對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況與機(jī)構(gòu)中擁有的運(yùn)動(dòng)副種類、數(shù)量和相對(duì)位置有關(guān)[8]。構(gòu)件用線條，運(yùn)動(dòng)副用符號(hào)來(lái)表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。通過(guò)運(yùn)動(dòng)尺寸大小，旋轉(zhuǎn)副中心與運(yùn)動(dòng)副導(dǎo)路中心的間隔，通過(guò)這種方式進(jìn)行制作出它們（運(yùn)動(dòng)副）之間的相對(duì)位置。這個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)圖是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析的模型。如果機(jī)構(gòu)只是由機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)副組成的符號(hào)來(lái)表示，而其圖形不是按照精確的比例繪制的，目的只是進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)組成分析，了解作用原理等，則這種圖稱為機(jī)構(gòu)圖或機(jī)構(gòu)圖。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖的步驟和方法：為了能夠清晰地表達(dá)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖，在制作過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)?shù)夭扇⊥队懊?；清晰地?biāo)識(shí)出框架、輸出機(jī)構(gòu)和輸入機(jī)構(gòu)；明確機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳遞路徑，了解兩個(gè)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，并用原部件的箭頭指示運(yùn)動(dòng)方向。通過(guò)這些方法，初步繪制了Z32K搖臂鉆床改進(jìn)后的齒輪箱舉升系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖。如圖4.1所示：圖4.1升降系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖其中1—電動(dòng)機(jī)；2、機(jī)-2—軸；4—花鍵軸；3、5、機(jī)-4—直齒輪；機(jī)-3—雙聯(lián)齒輪；6—四聯(lián)滑移齒輪；機(jī)-6—錐齒輪軸；7—錐齒輪；機(jī)-1、機(jī)-5—軸承4.2部分傳動(dòng)的連接設(shè)計(jì)通過(guò)上述的分析了解；這個(gè)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)2軸4軸機(jī)-2過(guò)度軸機(jī)-6錐齒輪軸錐齒輪7螺母。從這里可以看出如果想要容易加工和設(shè)計(jì)。就必須機(jī)-6這一環(huán)節(jié)的所有的參數(shù)基本上和最開(kāi)始的手動(dòng)裝置和控制上升和下降的手柄所結(jié)合的圓錐齒輪軸一樣。當(dāng)然和機(jī)-4齒輪選擇用平鍵結(jié)合一起。因此這樣機(jī)-3過(guò)度齒輪才能得以出現(xiàn)；為什么機(jī)-4這一部分的的分度圓直徑會(huì)被約束。因?yàn)榉€(wěn)固機(jī)-6這部分的軸徑向方位的箱體孔中心高度被螺母和錐齒輪的方位所約束，但是又從中發(fā)現(xiàn)花鍵徑向方位和箱體孔間隔有些長(zhǎng)，必須在機(jī)-4這部分與四聯(lián)滑移齒輪之間要被過(guò)度齒輪結(jié)合，所以有了機(jī)-3齒輪。為了把工作效率有所上升，我決定機(jī)-3齒輪重新設(shè)計(jì)為雙聯(lián)齒輪，開(kāi)始設(shè)置升降速度為800mm/min，通過(guò)查詢資料：最初絲桿螺距P=6，帶動(dòng)螺母和絲桿圓錐齒輪齒數(shù)Z=36，機(jī)-6圓錐齒輪齒數(shù)Z=20[9]。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定運(yùn)算出機(jī)-6圓錐齒輪軸的轉(zhuǎn)速N=240r/min。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速N=1400r/min，電動(dòng)機(jī)軸銜接距離短的齒輪齒數(shù)。四聯(lián)滑移齒輪的小齒數(shù)=28，倘若機(jī)-3過(guò)渡齒輪為單聯(lián)齒輪，機(jī)-6的齒數(shù)Z=54，目的是傳動(dòng)的模數(shù)相同，m=2，得出機(jī)-6的齒輪分度圓直徑為108mm，而箱體孔內(nèi)壁約束機(jī)-6的齒輪的分度圓直徑為72mm。為了縮小分度圓直徑和縮減齒輪，所以把機(jī)-3過(guò)渡齒輪設(shè)計(jì)為雙聯(lián)齒輪[10]。因?yàn)榛ㄦI、機(jī)-2與機(jī)-6這三部分的軸徑向方位的箱體孔中央為三角形遍布，所以機(jī)-3分度圓直徑上能作妥善的改變。4.3傳動(dòng)比、各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算已知假定了升降系統(tǒng)速度為800mm/min，通過(guò)上述的分析得出：，，，，，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N=1400r/min，P=1500kW，圓錐齒輪的傳遞效率為。圓柱齒輪傳遞效率為，聯(lián)軸器的傳遞效率為，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以：，，，為了確保4軸轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)過(guò)渡軸機(jī)-2傳到機(jī)-6錐齒輪軸上。。初步確定各齒輪參數(shù)如表4.1所示：表4.1齒輪參數(shù)名稱模數(shù)分度圓直徑齒數(shù)機(jī)-427236機(jī)-3212864機(jī)-3Ⅱ28844因此有以下公式計(jì)算：，各參數(shù)確定之后，重新計(jì)算的升降速度為：136.116=816.66r/min，然后進(jìn)行每個(gè)部件的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行公式計(jì)算的出電動(dòng)機(jī)軸2軸的轉(zhuǎn)矩機(jī)-2軸的轉(zhuǎn)矩4軸的轉(zhuǎn)矩機(jī)-6錐齒輪軸的轉(zhuǎn)矩7錐齒輪的轉(zhuǎn)矩每個(gè)部件參數(shù)值如表4.2所示：表4.2各軸參數(shù)軸號(hào)傳動(dòng)比轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速r/min功率kW效率電動(dòng)機(jī)10.2314001.502軸10.1814001.490.995機(jī)-2軸2.2968.28200.3751.430.9564軸3.0630.484581.160.975機(jī)-60.8255.75244.911.4050.9371.895.33136.111.3350.894.4齒輪材料的選擇4.4.1齒輪材料的基本要求根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)研究，從齒輪的失效形式可以看出，齒輪的基本要求要做到這些關(guān)鍵點(diǎn)：第一點(diǎn)要想做到不要發(fā)生齒面有開(kāi)始腐蝕的過(guò)程，還有長(zhǎng)時(shí)間的摩擦而導(dǎo)致的損壞，不能發(fā)生變形要定期保養(yǎng)。就必須做到齒面一定要有很好的耐磨性和硬度。第二點(diǎn)防止牙根斷裂和突然承受沖擊載荷，提高今后的加工能力和力學(xué)性能。第三點(diǎn)為了不讓齒根因?yàn)檎蹟喽荒茏柚箾_擊載荷，韌性和強(qiáng)度就必須得在它的心部加強(qiáng)[11]。4.4.2齒輪常用的材料和熱處理對(duì)于齒輪的常用材料有鋼、鑄鐵，一些特殊的場(chǎng)合還會(huì)用到非金屬材料，下面對(duì)它們進(jìn)行闡述：鋼主要有抗沖擊和韌性好、強(qiáng)度高以及易于制作的優(yōu)點(diǎn)。它的機(jī)能和硬度可以被熱處理的方式進(jìn)行提升，所以很契合創(chuàng)建齒輪。齒輪通常被鍛生產(chǎn)。基本上碳鋼或合金鋼被它選用，且含碳量（0.15-0.6）%。齒輪用鍛鋼分為軟齒輪和硬齒輪。一旦硬度達(dá)到350HBS最大數(shù)值的是軟齒面齒輪，所以一般應(yīng)用于功率不大、精度要求不高的場(chǎng)合，如通用減速器。這種齒輪由于齒面硬度低，經(jīng)回火或正火熱處理后加工粗糙。通常采用齒輪成形或滾齒的方法。硬齒面齒輪通常被很快的環(huán)境并且還是對(duì)負(fù)載量很大的精確周密的機(jī)床。該齒輪除了具有優(yōu)異的材料性能外，有較高的強(qiáng)度和硬度。該齒輪經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后，精切毛坯，進(jìn)行表面淬火處理，增強(qiáng)了它的的承載能力和耐磨性。與之相比，硬齒面齒輪的綜合承載能力可提高2-3倍。也就是說(shuō)要想硬齒面齒輪傳動(dòng)比軟齒面齒輪傳動(dòng)小得多的一種情況；就必須在一樣的承載能力狀況下。鑄鋼的耐磨性和強(qiáng)度良好，還是要進(jìn)行退火和正火解決。如果有必要的話，它們也可以被鍛煉。對(duì)于齒輪的直徑尺寸（400-600mm以上）或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以鍛造的齒輪毛坯，可采用鑄鋼制造。它常用于大齒輪，如低速重載礦山機(jī)械中的大齒輪。鑄鐵和灰鑄鐵的本質(zhì)是容易斷的，抵抗沖擊負(fù)荷和經(jīng)得起摩擦的能力不太好，可是抗點(diǎn)蝕效果好和較好的加工性能，成本低。它常用于穩(wěn)定運(yùn)行、低速低功耗的場(chǎng)合。球墨鑄鐵的力學(xué)性能和抗沖擊性能都要比灰鑄鐵高?？纱婊诣T鐵、鑄鋼和調(diào)質(zhì)鋼鑄造大直徑齒輪。常用的齒輪如表4.3所示：表4.3常用齒輪的材料及其力學(xué)性能材料牌號(hào)熱處理方法齒面硬度強(qiáng)度極限屈服極限主要應(yīng)用優(yōu)質(zhì)碳素鋼45正火160～217HBS580290低速輕載調(diào)質(zhì)217～255HBS650360低速中載表面淬火48～55HRC750450高速中載或低速重載50正火180～220HBS620320沖擊很小合金鋼40Cr調(diào)質(zhì)表面淬火240～260HBS48～55HRC700900550650中速中載高速中載無(wú)劇烈沖擊42SiMn調(diào)質(zhì)表面淬火217～269HBS45～55HRC750470高速中載無(wú)劇烈沖擊20Cr滲碳淬火56～62HRC650400高速中載承受沖擊20CrMnTi滲碳淬火56～62HRC1100850高速中載承受沖擊鑄鋼ZG310～570正活表面淬火160～210HBS40～50HRC570320中速、中載、大直徑ZG340～640正火調(diào)質(zhì)170～230HBS240～270HBS650700350380球墨鑄鐵QT600-2QT500-5正火220～280HBS147～241HBS600500低中速輕載有小的沖擊灰鑄鐵HT250HT300人工時(shí)效170～240HBS187～235HBS200300低速輕載沖擊很小根據(jù)上述齒輪材料的描述，通過(guò)改良添加的齒輪中，機(jī)-6錐齒輪采用40Cr，機(jī)-3雙聯(lián)齒輪和直齒輪機(jī)-4都是采用20CrMnTi。4.5本章小結(jié)本章主要闡述了這個(gè)系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及傳動(dòng)比、各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算，除此之外齒輪材料的基本要求和常用的材料和熱處理方式，然后選擇。5直齒圓錐齒輪和錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核5.1直齒圓錐齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核通過(guò)上述分析已知：齒數(shù)=36，模數(shù)=2，配對(duì)齒輪齒數(shù)=20，模數(shù)=2，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得知以下公式進(jìn)行帶入。分度圓直徑：分度圓錐角：齒頂高：齒根高：全齒高：頂隙c：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：錐矩：齒頂角：齒根角：當(dāng)量齒角：根錐角：頂錐角：當(dāng)量齒輪分度圓半徑：當(dāng)量齒輪齒頂圓半徑：當(dāng)量齒輪齒頂壓力角：不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：5.2受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了容易理解著想，暫時(shí)認(rèn)為載荷沿齒輪厚度平均遍布，處理在齒輪厚度中點(diǎn)螺距線上的法向平面上。與圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相似，也可分為圓周力、徑向力、軸向力和齒面法向?yàn)?。各分力的?jì)算公式依次順序如下所示：（5-1）（5-2）（5-3）（5-4）其中上面的T1為轉(zhuǎn)矩，單位為N.m。d1為直徑，單位mm,得出計(jì)算的結(jié)果如下：5.3計(jì)算載荷和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核如上所述，，和是作用在齒輪上的名義載荷。在實(shí)際工作中，還要考慮原動(dòng)力機(jī)械和運(yùn)行設(shè)備的震蕩和沖撞碰擊，以及齒輪嚙合過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)載荷。彈性變形的產(chǎn)生通常情況是創(chuàng)建組裝的過(guò)錯(cuò)，還有一種情況可能是對(duì)齒輪加載所產(chǎn)生的。導(dǎo)致軸套和軸承箱也跟著發(fā)生改變，載荷從齒輪厚度方向平均遍布，嚙合輪齒間載荷遍布不平均[12]。名義荷載應(yīng)乘以載荷系數(shù)作為計(jì)算荷載。計(jì)算強(qiáng)度應(yīng)按照計(jì)算載荷進(jìn)行。和圓周力與之相關(guān)的計(jì)算載荷為：（5-5）公當(dāng)式中：K為載荷系數(shù)，F(xiàn)tc為計(jì)算載荷，F(xiàn)t為圓周力K＝（5-6）其中：—使用系數(shù)、動(dòng)載荷系數(shù)為了預(yù)料原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)工作特性產(chǎn)生的功率過(guò)載會(huì)對(duì)齒輪負(fù)載產(chǎn)生一定的影響。數(shù)據(jù)如表5.1所示：表5.1數(shù)據(jù)表工作機(jī)的原動(dòng)機(jī)的工作特性及其示例工作特性中等沖擊多缸內(nèi)燃機(jī)輕微沖擊汽輪機(jī)、液壓馬達(dá)均勻平穩(wěn)電動(dòng)機(jī)、均速轉(zhuǎn)動(dòng)的汽輪機(jī)嚴(yán)重沖擊單缸內(nèi)燃機(jī)均勻平穩(wěn)01.50輕微沖擊1.501.351.251.75中等沖擊1.751.601.502.00從上面表格數(shù)據(jù)分析，通過(guò)計(jì)算得出取使用系數(shù)=1.25。動(dòng)載荷系數(shù)，內(nèi)部附加動(dòng)載荷對(duì)輪齒受載的影響主要來(lái)源于嚙合誤差對(duì)齒輪副嚙合原委中輪齒載荷的作用。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算范圍=1.05～1.4，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)為=1.02～1.2，直齒錐齒輪傳動(dòng)為=1.1～1.4。當(dāng)齒輪精度低、轉(zhuǎn)速高時(shí)，取大值，否則取小值。所以當(dāng)我經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，取=1.3代表齒向載荷分配系數(shù)，軸改變?cè)瓉?lái)的形態(tài)和齒輪產(chǎn)生偏差會(huì)出現(xiàn)對(duì)齒寬方向載荷分配不均的不良影響。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其中一個(gè)為軟齒，取=1～1.2；兩個(gè)為硬齒面，取=1.1～1.35；直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，取=1.1～1.3，寬徑比B/D1較小，當(dāng)齒輪對(duì)稱布置在兩支座中間，軸剛度大時(shí)選擇小值，否則選擇大值。所以在設(shè)計(jì)計(jì)算中取=1.2。代表齒間載荷分配系數(shù)，以此來(lái)斟酌齒間載荷不勻和的作用。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，取=1～1.2；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒輪精度等級(jí)高于7級(jí)（含7級(jí)），=1～1.2，齒輪精度等級(jí)低于7級(jí)，=1.2～1.4；直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，取=1。齒輪制造精度等級(jí)低、齒面為硬齒面時(shí)，取大值；精度等級(jí)低、齒面為軟齒面時(shí)，取小值。因而我在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)取=1。因此:K==1=1.95N5.4輪齒彎曲強(qiáng)度的校核確定許應(yīng)力，查《機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法》P368頁(yè)圖10—38計(jì)算得出=480Mpa，=1.4～1.5，得出=1.5，u=1.8。=1.0~1.2，取=1.1；=2因此：（5-7）測(cè)試輪齒彎曲強(qiáng)度所要求的條件：計(jì)算工作轉(zhuǎn)矩T=9.55確定載荷系數(shù)K=1.95，，取0.80計(jì)算輪齒彎曲應(yīng)力：33.78<公式當(dāng)中T為轉(zhuǎn)矩，單位為N.m、Y為齒形系數(shù)、b為齒寬，單位為mm、S為安全系數(shù)K為載荷系數(shù)到達(dá)它的要求5.5錐齒輪部分主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算通過(guò)上述分析已知：齒數(shù)=20，=2，配對(duì)齒輪齒數(shù)=36.模數(shù)=2分度圓直徑：分度圓錐角：齒頂高：齒根高：全齒高：頂隙c：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：錐矩：齒頂角：齒根角：當(dāng)量齒角：根錐角：頂錐角：當(dāng)量齒輪分度圓半徑：當(dāng)量齒輪齒頂圓半徑：當(dāng)量齒輪齒頂壓力角：5.6軸端部分參數(shù)設(shè)計(jì)和錐齒輪軸的固定如何正確把軸端的外形與外形尺寸設(shè)計(jì)出來(lái)軸端的關(guān)鍵。如果想要整體布局獲得明顯的變通性，要符合原則上的效用要求和設(shè)計(jì)約束。因?yàn)樽饔幂S端構(gòu)造策劃的成分好多，現(xiàn)在還莫得穩(wěn)定軸端的完美的構(gòu)造型式[13]。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)斟酌以下因素：一是為了簡(jiǎn)便各部件容易安裝，二是要做到軸承零件之間要穩(wěn)定并且不能松動(dòng)；三是務(wù)必應(yīng)力妥當(dāng)，應(yīng)力回合小，運(yùn)行起來(lái)方便[14]。通過(guò)上面的闡述錐齒輪軸端的構(gòu)造策劃，如圖5.2所示：圖5.1錐齒輪軸5.7過(guò)渡軸的設(shè)計(jì)變速器零件必須由其他零件支撐才能工作。支撐部分稱為軸。軸是機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵功能之一。它的重要功效是維持旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件，傳達(dá)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。5.7.1軸的失效形式和材料轉(zhuǎn)軸基本上是所有機(jī)械設(shè)備軸中最常用的，因?yàn)樗兄芤贿叧袚?dān)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力然后一邊承擔(dān)彎曲應(yīng)力的功能，每個(gè)都是交變應(yīng)力。它的根本失效形式是疲勞斷裂；當(dāng)它在交變應(yīng)力的作用情況下[15]。所以軸的材料在工作過(guò)程當(dāng)中有很好的抗疲勞能力，除此之外還必須有優(yōu)秀的應(yīng)力聚集靈敏性和精良的加工性能。從前面的分析和要求來(lái)看，中碳類型的鋼與合金鋼是軸的材料最好選擇[16]。針對(duì)哪些主要應(yīng)用的軸，一定要選擇良好的碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)，好比45號(hào)鋼。主要是這種鋼的加工和性能優(yōu)良，因?yàn)樗膬r(jià)錢相對(duì)來(lái)說(shuō)廉價(jià)，此外，經(jīng)回火或正火解決后，還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，看待承受重量小、轉(zhuǎn)速央浼不嚴(yán)和不關(guān)鍵的，允許選取一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼來(lái)生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)約本錢的目的[17]。合金鋼的力學(xué)效用良好還有熱處理方式都要比碳鋼好的多?？创切╆P(guān)鍵的軸在前提條件下經(jīng)得起壓力和變形并且還輕巧、內(nèi)部構(gòu)造嚴(yán)密，當(dāng)然選取合金鋼，40Cr鋼[18]。因?yàn)樘间摰膹椥阅Ａ颗c合金鋼基本相同，用合金鋼不能提高軸的強(qiáng)度。然而，碳鋼由于其價(jià)格廉價(jià)、對(duì)應(yīng)力集中的靈敏性較低而擁有了普遍的使用。當(dāng)然軸也能夠使用球墨鑄鐵生產(chǎn)制造[19]。鑄鐵易鑄成復(fù)雜形狀，具有良好的減振耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，由于它的抗沖擊韌性比較差。因此我選擇合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr作為過(guò)度軸的材料。5.7.2過(guò)渡軸的強(qiáng)度校核當(dāng)進(jìn)行這一過(guò)程的時(shí)候我打算擬定軸在扭矩T的影響下，出現(xiàn)的切應(yīng)力?？创龍A截面的實(shí)心軸，遵循它的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求能夠得：（5-8）因此得出公式當(dāng)中是軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MP；T代表扭矩，單位為N.mm；代表抗扭截面系數(shù)，0.2，單位為，；P代表傳遞功率，單位為kW；n代表轉(zhuǎn)速，單位是r/min；[]代表它的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa。d代表直徑，單位為mm。力學(xué)模型的創(chuàng)設(shè)：對(duì)它強(qiáng)度校核的期間，我們基本上不會(huì)對(duì)它本身和它上面的零件的大小不大重視。然后區(qū)分為外伸梁、懸臂梁或簡(jiǎn)支梁。集中力影響它上面零件的分布力，中心位置就是作用點(diǎn)。然后力遷移到軸上；支點(diǎn)反作用點(diǎn)可近似取軸承寬度中點(diǎn)，以簡(jiǎn)化計(jì)算，受力圖如圖5.2所示：圖5.2受力圖繪制出軸的水平面受力圖，如圖5.3所示：圖5.3水平受力圖彎矩圖，如圖5.4所示：圖5.4水平彎矩圖畫(huà)出垂直面內(nèi)的受力圖，如圖5.5所示：圖5.5垂直受力圖彎矩圖，如圖5.6所示：圖5.6垂直彎矩圖作出合成彎矩圖M，如圖5.7所示：圖5.7合成彎矩圖作出扭矩圖T，如圖5.8所示：圖5.8扭矩圖做當(dāng)量彎矩圖，如圖5.9所示：圖5.9當(dāng)量彎矩圖通過(guò)以上的繪圖計(jì)算出危險(xiǎn)截面軸徑過(guò)渡軸的每一處截面直徑均大于16.22，所以強(qiáng)度滿足要求。5.8本章小結(jié)本章主要闡述了對(duì)所選擇的齒輪進(jìn)行校核計(jì)算以及它們的主要參數(shù)計(jì)算，受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，檢策齒輪的疲勞和彎曲強(qiáng)度建立力學(xué)模型圖檢測(cè)它的強(qiáng)度；并且還分析了軸的設(shè)計(jì)以及失效形式。6軸承的選擇與校核6.1軸承的類型通過(guò)相關(guān)資料軸承是支撐軸的部件。從它的摩擦特性分析可以了解，目前它的類型有兩種，滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承。第二種在大多數(shù)的機(jī)械設(shè)備中獲得了普遍的使用，因?yàn)樗S修容易和運(yùn)作不受到妨礙。滾動(dòng)軸承工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音原因有兩點(diǎn)，一是本身徑向尺寸大，二是與設(shè)備的精度和軸的工作速度有關(guān)，常用于中低速、高精度要求的環(huán)境；這種軸承是擁有其它軸承所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)[20]。在工作速度快、沖擊振動(dòng)大、徑向空間或必須部分安裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸有限、或者潮濕的環(huán)境下，作用是非常關(guān)鍵的。6.1.1滾動(dòng)軸承及類型它基本憑借關(guān)鍵的部件一剎那的滾動(dòng)靠近來(lái)維持旋轉(zhuǎn)上的零件，一般的它基本上開(kāi)始規(guī)范規(guī)定了，在策劃途中能夠按照設(shè)備承受的工作量的多少以及速度的快慢、傳動(dòng)精度一系列運(yùn)行央浼采取，還要經(jīng)過(guò)承載力檢查和構(gòu)造策畫(huà)，滾動(dòng)軸承由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架組成[21]。滾動(dòng)體通常來(lái)講它是被保持架平均的分開(kāi)，為了它們不會(huì)損害嚴(yán)重。一般內(nèi)圈會(huì)被穩(wěn)當(dāng)軸頸上，軸承座里面會(huì)安外圈。普遍的工作格局；內(nèi)圈跟從軸頸旋轉(zhuǎn)，外圈穩(wěn)當(dāng)，偶爾外圈旋轉(zhuǎn)但內(nèi)圈不動(dòng)，要么都一起動(dòng)。6.1.2滾動(dòng)軸承的失效形式在滾動(dòng)軸承工作時(shí)，鑒于每個(gè)部件之間留有間隙，滾動(dòng)軸承的應(yīng)力狀態(tài)也會(huì)發(fā)生有規(guī)律的變更。開(kāi)始運(yùn)行途中所有元件承受的工作量和外力會(huì)變更，變化的頻率抉擇在滾動(dòng)體焦點(diǎn)圓的速度。如果采用角接觸軸承或者圓錐滾子軸承的場(chǎng)合，為了確保它的穩(wěn)當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)至少處于受力狀態(tài)下滾動(dòng)體下半部分的工作狀態(tài)，滾動(dòng)軸承的失效模式有疲勞點(diǎn)蝕和塑性變形[22]。6.2軸承的計(jì)算與選擇目前只檢查過(guò)渡軸承。本設(shè)計(jì)選用深溝球軸承6005GB/T276-94。n=200.375r/min，軸徑d=25mm，=222.48N，=650.48N。溫度低于100℃，輕微沖擊，預(yù)期使用壽命，由于深溝球軸承沒(méi)有導(dǎo)出的軸向力，因此，查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)知6005軸承的額定靜載荷，查表有輕微沖擊，所以取=1.2，查表采用線性插值法，得出e=0.234由于，根據(jù)查表得出：得出：計(jì)算軸承的壽命，已知球軸承，由于工作溫度低于120℃，得=1查詢公式：（6-1）公式中c為額定動(dòng)載荷，單位為N,，n為轉(zhuǎn)速，單位r/min,ε為壽命指數(shù),P為當(dāng)量動(dòng)載荷，單位為N。得出結(jié)果：所以采用6005深溝球軸承比較合適6.3鍵的選擇鍵聯(lián)結(jié)的作用在于把軸與軸上的傳動(dòng)部件，比如凸輪、齒輪、皮帶輪等連接起來(lái)，成功達(dá)成軸與模塊上部件的軸向穩(wěn)固，進(jìn)而傳達(dá)扭矩。極個(gè)別鍵能夠完成軸與軸上零件的軸向穩(wěn)固或動(dòng)靜結(jié)合。鍵的選擇要考慮到它的大小和類型。如何選擇鍵的類型，該按照鍵本身聯(lián)接的構(gòu)造特征、運(yùn)用需求與工作條件進(jìn)行選擇；鍵的尺寸當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)樣板和強(qiáng)度需求決定。通常情況下使用鍵寬b和鍵高h(yuǎn)表示以及長(zhǎng)度L代表鍵的主要尺寸，其中表示截面尺寸，而它的直徑d必須通過(guò)相關(guān)資料的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行決定。它的長(zhǎng)度L通常由輪轂的長(zhǎng)度決定。鍵的長(zhǎng)度等于或略短于集線器的長(zhǎng)度。直徑d和所選鍵長(zhǎng)都是應(yīng)吻合這個(gè)準(zhǔn)則劃定的長(zhǎng)度體系。錐齒輪軸軸頭選用平鍵聯(lián)接，B型66L=10GB1095-79。6.4本章小結(jié)本章主要闡述了軸承的類型和如何選擇以及它的失效形式，并對(duì)它的使用壽命進(jìn)行計(jì)算，最后鍵連結(jié)是如何如軸搭配的，最后根據(jù)國(guó)家規(guī)定選擇鍵。結(jié)論從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是考查自己本身這大學(xué)幾年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)。主要目的是將我在現(xiàn)實(shí)實(shí)習(xí)中所學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用于處理實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，考驗(yàn)我的理解和分析能力，設(shè)想出比較理想良好的機(jī)械設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的目的主要是對(duì)搖臂鉆床變速箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)，通過(guò)走訪查詢實(shí)際工作過(guò)程中產(chǎn)生的不良反應(yīng)，對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過(guò)重新改進(jìn)后的起重系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種功能，可是在運(yùn)行途徑中仍然有問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)自動(dòng)起重啟動(dòng)時(shí)，手動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)工作。為了工人安全著想，手柄當(dāng)設(shè)定為彈簧推壓裝置。因?yàn)闀r(shí)間和體力有限，無(wú)法改進(jìn)。所以為了防止手動(dòng)手柄與自動(dòng)升降同時(shí)移動(dòng)；在自動(dòng)升降狀態(tài)下應(yīng)取下手動(dòng)手柄。首先對(duì)電機(jī)的選型，因?yàn)閆32K型鉆床的工作環(huán)境有很多灰塵，其外殼選用封閉式，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y系列，Y90L-4，額定功率1.5kW，滿載轉(zhuǎn)速1400r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2N.m，質(zhì)量27Kg，之后擬定了適合的傳動(dòng)路線，升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖，從中了解了傳動(dòng)部件的功率和運(yùn)作，并對(duì)關(guān)鍵的每個(gè)零件實(shí)施了設(shè)計(jì)和校核。齒輪選擇直齒圓錐齒輪；因?yàn)橹饼X圓錐齒輪有以下優(yōu)點(diǎn)：在低速和輕載傳輸?shù)沫h(huán)境下能夠很好的工作，并且很輕松創(chuàng)造和安裝，使用場(chǎng)合多。更正后添加的齒輪的材料采取40Cr；因?yàn)榭梢栽谥兴僦休d高速中載無(wú)劇烈沖擊的環(huán)境應(yīng)用。雙聯(lián)齒輪和直齒輪的材料都是選擇20CrMnTi；因?yàn)檫@種材料可以在高速中載和承受沖擊環(huán)境中應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[1]張世安.擺線針輪行星傳動(dòng)中擺線輪最佳修形量的分析與計(jì)算[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2002(6):906-908.[2]孫橫,傅則紹等.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,1993.[3]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,1994.[4]周開(kāi)勤.機(jī)械零件手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,1989.[5]申永勝.機(jī)械原理教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999.[6]濮良貴,紀(jì)名剛等.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2002.[7]龔溎義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2002.[8]大連組合機(jī)床研究所主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)(第一冊(cè))機(jī)械部分[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978.[9]濮良貴,紀(jì)名剛等.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2002.[10]劉鴻文.材料力學(xué)(第三版上冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2001.[11]馮炳堯,韓泰榮,蔣文森等.模具設(shè)計(jì)與制造(第二版)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2000.[12]鄭堤,堂可洪等.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.[13]陳鐵鳴.新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2003.[14]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè)[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社,1999.[15]成大仙.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第1、2、3卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[16]大連組合機(jī)床研究所主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)(第一冊(cè))機(jī)械部分[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978.[17]吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.[18]陳遠(yuǎn)章主編.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2卷)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.[19]黃靖遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.[20]陳國(guó)華,程本松.機(jī)械傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[21]楊黎明,楊志勤.機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2008.[22]關(guān)慧珍,馮辛安.機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.致謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿完成。我的知識(shí)和工作實(shí)踐是有限的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，請(qǐng)老師批評(píng)和糾正。當(dāng)然這里面最要感謝的是我的指導(dǎo)老師楊征老師和何佳岐老師，通過(guò)他們的悉心指導(dǎo)下學(xué)到了許多的基礎(chǔ)知識(shí)，途中遇到的很多困難讓我舉手無(wú)措，很難應(yīng)對(duì)下來(lái)，通過(guò)老師深厚的專業(yè)知識(shí)講解下，慢慢的了解了其中的原理和方法，為我提出了許多的解決方法和有效的意見(jiàn)。從而解決了許多頭疼的難題。因?yàn)槲乙郧昂苌俳佑|過(guò)搖臂鉆床。我重要的部分是技術(shù)參數(shù)確定，三維造型，還有傳動(dòng)方案分析，可以說(shuō)這幾項(xiàng)任務(wù)都是以三維造型和技術(shù)參數(shù)為中心，自然在這方面花費(fèi)了較多的時(shí)間，對(duì)于制圖方式有了更深的了解，對(duì)于老師上課講解的方法有了很好的融入吸收。這也慢慢的提升了速度。三維制作就容易了很多。剛開(kāi)始對(duì)這方面一竅不通，學(xué)習(xí)難度很大，很多知識(shí)對(duì)于我們的眼界都是很難想象的，有時(shí)候更是一臉茫然的，陌生帶給我恐懼與畏怯，但同時(shí)帶給我們驚奇與渴望。但由于缺乏經(jīng)驗(yàn)和對(duì)搖臂鉆床的專門(mén)知識(shí)，總體設(shè)計(jì)不太緊湊，邏輯不嚴(yán)謹(jǐn)。這必然導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的偏差。此外，裝配圖和零件圖應(yīng)盡可能按照國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，所有圖紙應(yīng)使用CAD軟件繪制。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我覺(jué)得我的CAD繪圖能力也有了很大的提高。今后在工作當(dāng)中該好好的努力工作與思考自己的不足，多學(xué)一些對(duì)以后自己有用的知識(shí)。在楊老師和何老師的指導(dǎo)下，我終于靠自己的能力成功地完成了此次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。感謝各位老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在今后的工作當(dāng)中我會(huì)更加努力的工作和學(xué)習(xí)。

電腦不啟動(dòng)故障診治了解電腦啟動(dòng)的過(guò)程在諸多電腦故障中，無(wú)法正常啟動(dòng)是最令用戶頭痛的事了。筆者長(zhǎng)期從事維護(hù)電腦的工作，在這個(gè)方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在就將這些經(jīng)驗(yàn)整理歸納出來(lái)與朋友們分享。本文將以家用電腦和windows98操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，介紹電腦無(wú)法正常啟動(dòng)故障的診治。要想準(zhǔn)確地診斷電腦不啟動(dòng)故障，首先要了解的起動(dòng)過(guò)程，當(dāng)我們按下電源開(kāi)關(guān)時(shí)，電源就開(kāi)始向主板和其它設(shè)備供電，此時(shí)電壓還沒(méi)有完全穩(wěn)定，主板控制芯片組會(huì)根據(jù)CMOS中的CPU主頻設(shè)置向CPU發(fā)出一個(gè)Reset(重置)信號(hào)，讓CPU初始化，電壓完全穩(wěn)定后，芯片組會(huì)撤去Reset信號(hào)，CPU馬上從地址FFFF0H處執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令，跳到系統(tǒng)BIOS中真正的啟動(dòng)代碼處。系統(tǒng)BIOS首先要做的事情就是進(jìn)行POST(PowerOnSelfTest，加電自檢)。POST的主要任務(wù)是檢測(cè)系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵設(shè)備(電源、CPU芯片、BIOS芯片、定時(shí)器芯片、數(shù)據(jù)收發(fā)邏輯電路、DMA控制器、中斷控制器以及基本的64K內(nèi)存和內(nèi)存刷新電路等)是否存在和能否正常工作，如內(nèi)存和顯卡等。自檢通過(guò)后，系統(tǒng)BIOS將查找顯示卡的BIOS，由顯卡BIOS來(lái)完成顯示卡的初始化，顯示器開(kāi)始有顯示，自此，系統(tǒng)就具備了最基本的運(yùn)行條件，可以對(duì)主板上的其它部分進(jìn)行診斷和測(cè)試，再發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，屏幕上會(huì)有提示，但一般不死機(jī)，接著系統(tǒng)BIOS將檢測(cè)CPU的類型和工作頻率，然后開(kāi)始測(cè)試主機(jī)所有的內(nèi)存容量，內(nèi)存測(cè)試通過(guò)之后，系統(tǒng)BIOS將開(kāi)始檢測(cè)系統(tǒng)中安裝的一些標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備，這些設(shè)備包括：硬盤(pán)、CD－ROM、軟驅(qū)、串行接口和并行接口等連接的設(shè)備，大多數(shù)新版本的系統(tǒng)BIOS在這一過(guò)程中還要自動(dòng)檢測(cè)和設(shè)置內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)、硬盤(pán)參數(shù)和訪問(wèn)模式等。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備檢測(cè)完畢后，系統(tǒng)BIOS內(nèi)部的支持即插即用的代碼將開(kāi)始檢測(cè)和配置系統(tǒng)中已安裝的即插即用設(shè)備。每找到一個(gè)設(shè)備之后，系統(tǒng)BIOS都會(huì)在屏幕上顯示出設(shè)備的名稱和型號(hào)等信息，同時(shí)為該設(shè)備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。最后系統(tǒng)BIOS將更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，擴(kuò)展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù))。ESCD數(shù)據(jù)更新完畢后，系統(tǒng)BIOS的啟動(dòng)代碼將進(jìn)行它的最后一項(xiàng)工作，即根據(jù)用戶指定的啟動(dòng)順序從軟盤(pán)、硬盤(pán)或光驅(qū)啟動(dòng)。以從C盤(pán)啟動(dòng)為例，系統(tǒng)BIOS將讀取并執(zhí)行硬盤(pán)上的主引導(dǎo)記錄，主引導(dǎo)記錄接著從分區(qū)表中找到第一個(gè)活動(dòng)分區(qū)，然后讀取并執(zhí)行這個(gè)活動(dòng)分區(qū)的分區(qū)引導(dǎo)記錄，而分區(qū)引導(dǎo)記錄將負(fù)責(zé)讀取并執(zhí)行IO.SYS，這是Windows最基本的系統(tǒng)文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然后就顯示出我們熟悉的藍(lán)天白云，在這幅畫(huà)面之下，Windows將繼續(xù)進(jìn)行DOS部分和GUI(圖形用戶界面)部分的引導(dǎo)和初始化工作，一切順利結(jié)束，電腦正常啟動(dòng)。根據(jù)故障現(xiàn)象診治了解電腦啟動(dòng)的過(guò)程，故障就好判斷了，下面我們就根據(jù)故障現(xiàn)象開(kāi)始診治了：現(xiàn)象一：系統(tǒng)完全不能啟動(dòng)，見(jiàn)不到電源指示燈亮，也聽(tīng)不到冷卻風(fēng)扇的聲音。這時(shí)，基本可以認(rèn)定是電源部分故障，檢查：電源線和插座是否有電、主板電源插頭是否連好，UPS是否正常供電，再確認(rèn)電源是否有故障，最簡(jiǎn)單的就是替換法，但一般用戶家中不可能備有電源等備件，這時(shí)可以嘗試使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盤(pán)，CPU風(fēng)扇，或者CDROM連好，然后把ATX主板電源插頭用一根導(dǎo)線連接兩個(gè)插腳（把插頭的一側(cè)突起對(duì)著自己，上層插腳從左數(shù)第4個(gè)和下層插腳從右數(shù)第3個(gè)，方向一定要正確），然后把ATX電源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，如果電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明電源正常，否則電源損壞。如果電源沒(méi)問(wèn)題直接短接主板上電源開(kāi)關(guān)的跳線，如果正常，說(shuō)明機(jī)箱面板的電源開(kāi)關(guān)損壞?，F(xiàn)象二：電源批示燈亮，風(fēng)扇轉(zhuǎn)，但沒(méi)有明顯的系統(tǒng)動(dòng)作。這種情況如果出現(xiàn)在新組裝電腦上應(yīng)該首先檢查CPU是否插牢或更換CPU，而正在使用的電腦的CPU損壞的情況比較少見(jiàn)（人為損壞除外），損壞時(shí)一般多帶有焦糊味，如果剛剛升級(jí)了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻擊，這要考慮BIOS損壞問(wèn)題（BIOS莫名其妙的損壞也是有的），修復(fù)BIOS的方法很多雜志都介紹過(guò)就不重復(fù)了；確認(rèn)CPU和BIOS沒(méi)問(wèn)題后，就要考慮CMOS設(shè)置問(wèn)題，如果CPU主頻設(shè)置不正確也會(huì)出現(xiàn)這種故障，解決方法就是將CMOS信息清除，既要將CMOS放電，一般主板上都有一個(gè)CMOS放電的跳線，如果找不到這個(gè)跳線可以將CMOS電池取下來(lái)，放電時(shí)間不要低于5分鐘，然后將跳線恢復(fù)原狀或重新安裝好電池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都沒(méi)問(wèn)題還要考慮電源問(wèn)題：PC機(jī)電源有一個(gè)特殊的輸出信號(hào)，稱為POWERGOOD（PG）信號(hào)，如果PG信號(hào)的低電平持續(xù)時(shí)間不夠或沒(méi)有低電平時(shí)間，PC機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)。如果PG信號(hào)一直為低電平，則PC機(jī)系統(tǒng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。這時(shí)PC機(jī)也出現(xiàn)黑屏、無(wú)聲響等死機(jī)現(xiàn)象。但這需要專業(yè)的維修工具外加一些維修經(jīng)驗(yàn)，因此，建議采用替換法；電源沒(méi)有問(wèn)題就要檢查是否有短路，確保主板表面不和金屬（特別是機(jī)箱的安裝固定點(diǎn)）接觸。把主板和電源拿出機(jī)箱，放在絕緣體表面，如果能啟動(dòng)，說(shuō)明主板有短路現(xiàn)象；如果還是不能啟動(dòng)則要考慮主板問(wèn)題，主板故障較為復(fù)雜，可以使用替換法確認(rèn)，然后更換主板?，F(xiàn)象三：電源指示燈亮，系統(tǒng)能啟動(dòng)，但系統(tǒng)在初始化時(shí)停住了，而且可以聽(tīng)到嗽叭的鳴叫聲（沒(méi)有視頻）：根據(jù)峰鳴代碼可以判斷出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短聲：說(shuō)明系統(tǒng)正常啟動(dòng)。表明機(jī)器沒(méi)有問(wèn)題。2短聲：說(shuō)明CMOS設(shè)置錯(cuò)誤，重新設(shè)置不正確選項(xiàng)。1長(zhǎng)1短：說(shuō)明內(nèi)存或主板出錯(cuò)，換一個(gè)內(nèi)存條試試。1長(zhǎng)2短：說(shuō)明顯示器或顯示卡存在錯(cuò)誤。檢查顯卡和顯示器插頭等部位是否接觸良好或用替換法確定顯卡和顯示器是否損壞。1長(zhǎng)3短：說(shuō)明鍵盤(pán)控制器錯(cuò)誤，應(yīng)檢查主板。1長(zhǎng)9短：說(shuō)明主板FlashRAM、EPROM錯(cuò)誤或BIOS損壞，更換FlashRAM。重復(fù)短響：說(shuō)明主板電源有問(wèn)題。不間斷的長(zhǎng)聲：說(shuō)明系統(tǒng)檢測(cè)到內(nèi)存條有問(wèn)題，重新安裝內(nèi)存條或更換新內(nèi)存條重試。AMIBIOS1短：說(shuō)明內(nèi)存刷新失敗。更換內(nèi)存條。2短：說(shuō)明內(nèi)存ECC較驗(yàn)錯(cuò)誤。在CMOS中將內(nèi)存ECC校驗(yàn)的選項(xiàng)設(shè)為Disabled或更換內(nèi)存。3短：說(shuō)明系統(tǒng)基本內(nèi)存檢查失敗。換內(nèi)存。4短：說(shuō)明系統(tǒng)時(shí)鐘出錯(cuò)。更換芯片或CMOS電池。5短：說(shuō)明CPU出現(xiàn)錯(cuò)誤。檢查CPU是否插好。6短：說(shuō)明鍵盤(pán)控制器錯(cuò)誤。應(yīng)檢查主板。7短：說(shuō)明系統(tǒng)實(shí)模式錯(cuò)誤，不能切換到保護(hù)模式。8短：說(shuō)明顯示內(nèi)存錯(cuò)誤。顯示內(nèi)存有問(wèn)題，更換顯卡試試。9短：說(shuō)明BIOS芯片檢驗(yàn)和錯(cuò)誤。1長(zhǎng)3短：說(shuō)明內(nèi)存錯(cuò)誤。內(nèi)存損壞，更換。1長(zhǎng)8短：說(shuō)明顯示測(cè)試錯(cuò)誤。顯示器數(shù)據(jù)線沒(méi)插好或顯示卡沒(méi)插牢?，F(xiàn)象四：系統(tǒng)能啟動(dòng)，有視頻，出現(xiàn)故障提示，這時(shí)可以根據(jù)提示來(lái)判斷故障部位。下面就是一些常見(jiàn)的故障提示的判斷：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS參數(shù)丟失，有時(shí)可以啟動(dòng)，使用一段時(shí)間后死機(jī)，這種現(xiàn)象大多是CMOS供電不足引起的。對(duì)于不同的CMOS供電方式，采取不同的措施：1.焊接式電池：用電烙鐵重新焊上一顆新電池即可；2.鈕扣式電池：直接更換；3.芯片式：更換此芯片，最好采用相同型號(hào)芯片替換。如果更換電池后時(shí)間不長(zhǎng)又出現(xiàn)同樣現(xiàn)象的話，很可能是主板漏電，可檢查主板上的二極管或電容是否損壞，也可以跳線使用外接電池，不過(guò)這些都需要有一定的硬件維修基礎(chǔ)才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS檢驗(yàn)和讀出錯(cuò)；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系統(tǒng)未設(shè)置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中顯示類型的設(shè)置與實(shí)測(cè)不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存儲(chǔ)器與CMOS中設(shè)置的不一樣；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的時(shí)間和日期沒(méi)有設(shè)置。這些都需要對(duì)CMOS重新設(shè)置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死機(jī)原因：主板上鍵盤(pán)接口不能使用，拔下鍵盤(pán)，重新插入后又能正常啟動(dòng)系統(tǒng)，使用一段時(shí)間后鍵盤(pán)無(wú)反應(yīng)，這種現(xiàn)象主要是多次拔插鍵盤(pán)引起主板鍵盤(pán)接口松動(dòng)，拆下主板用電烙鐵重新焊接好即可；也可能是帶電拔插鍵盤(pán)，引起主板上一個(gè)保險(xiǎn)電阻斷了（在主板上標(biāo)記為Fn的東西），換上一個(gè)1歐姆／0.5瓦的電阻即可。四、自檢過(guò)程中斷在xxxKCache處這表示主板上Cache損壞，可以在CMOS設(shè)置中將“ExternalCache”項(xiàng)設(shè)為“Disable”故障即可排除。同理，在自檢主板部件時(shí)出現(xiàn)中斷，則可以認(rèn)為該部件損壞，解決方法一般可以在CMOS中將其屏蔽，如果不能屏蔽該部件最好更換主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能與軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器交換信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器交換信息。應(yīng)檢查FDD（HDD）控制卡及電纜。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片壞；提示“DMAError”，DMA控制器壞。這種故障需要更換。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的顯示模式跳線設(shè)置錯(cuò)誤，重新跳線。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”鍵盤(pán)被鎖住，打開(kāi)鎖后重新引導(dǎo)系統(tǒng)。九、IDE接口設(shè)備檢測(cè)信息為：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示該IDE接口都沒(méi)有找到硬盤(pán)，如果該IDE口確實(shí)接有硬盤(pán)的話，則說(shuō)明硬盤(pán)沒(méi)接上或硬盤(pán)有故障，可以從以下幾方面檢查：1、硬盤(pán)電源線和數(shù)據(jù)線是否接觸不良，或換一根線試試；2、CMOS設(shè)置有無(wú)錯(cuò)誤，進(jìn)入CMOS將“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三項(xiàng)的的“TYPE”都設(shè)置成“Auto”；3、替換法確認(rèn)硬盤(pán)本身有故障。十、IDE接口設(shè)備檢測(cè)信息下面顯示“Floppydisk(s)fail(40)”出錯(cuò)信息表示CMOS所指定的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器有問(wèn)題。判斷和解決的方法與硬盤(pán)相似。現(xiàn)象五：系統(tǒng)不能引導(dǎo)。這種故障一般都不是嚴(yán)重問(wèn)題，只是系統(tǒng)在找到的用于引導(dǎo)的驅(qū)動(dòng)器中找不到引導(dǎo)文件，比如：BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置中將軟驅(qū)排在了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)的前面，而軟驅(qū)中又放有沒(méi)有引導(dǎo)系統(tǒng)的軟盤(pán)或者BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置中將光驅(qū)排在了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)的前面，而光驅(qū)中又放有沒(méi)有引導(dǎo)系統(tǒng)的光盤(pán)，這個(gè)都很簡(jiǎn)單，將光盤(pán)或軟盤(pán)取出就可以了，實(shí)際應(yīng)用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多數(shù)都是這個(gè)原因。如果是硬盤(pán)不能引導(dǎo)的話一般有兩種情況：一種是硬盤(pán)數(shù)據(jù)線沒(méi)有插好，另一種就是硬盤(pán)數(shù)據(jù)損壞。前者一般多會(huì)出現(xiàn)硬盤(pán)容量檢測(cè)不正確和引導(dǎo)時(shí)出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象；后者則是干脆找不到引導(dǎo)文件或提示文件損壞。前者只需重新連接好數(shù)據(jù)線即可；后者則需要用win98的