電火花鏜磨機床設計
42頁 7700字數+論文說明書+10張CAD圖紙【詳情如下】
主軸箱裝配圖.dwg
大齒輪.dwg
小齒輪.dwg
尾柱裝配圖.dwg
電火花鏜磨機床圖.dwg
電火花鏜磨機床設計說明書.doc
軸.dwg
軸承座.dwg
軸承端蓋.dwg
連齒輪.dwg
電火花鏜磨電火花鏜磨機設計
目 錄
第1章 緒 論 3
1.1 項目的研究意義 3
1.2 國內外的科技現狀 3
1.3設計產品的用途和應用領域 4
1.4 設計方案 5
1.4.1 設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題 5
1.4.2 設計方案 5
1.4.3 題目的可行性分析 5
1.4.4本項目的創(chuàng)新之處 5
第2章 電火花鏜磨機總體設計 6
2.1確定電機 6
2.2電火花鏜磨機布局 6
第3章 主傳動系統(tǒng)設計 8
3.1擬定結構 8
3.2分配降速比 8
3.3繪制轉速圖 9
3.4確定齒輪齒數 10
3.5確定帶輪直徑 11
3.6驗算主軸轉速誤差 11
3.7繪制傳動系統(tǒng)圖 13
第4章 估算傳動件參數并確定其結構尺寸 15
4.1確定傳動件轉速 15
4.2確定主軸支承軸頸尺寸 16
4.3估算傳動軸直徑 16
4.4估算傳動齒輪模數 17
4.5制動器的選擇與計算 19
4.6普通V帶的選擇與計算 19
4.7幾何計算 21
第5章 結構設計 24
5.1帶輪設計 24
5.2齒輪塊設計 24
5.3軸承選擇 24
5.4操縱機構 24
5.5潤滑系統(tǒng)設計 24
5.6密封裝置 25
第6章 傳動件驗算 26
6.1驗算軸彎曲剛度 26
6.2花鍵鍵側擠壓應力計算 27
6.3驗算齒輪模數 28
6.4滾動軸承驗算 33
6.5尾柱設計 36
結 論 38
致 謝 39
中文摘要
內容 動力箱，各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件設計，不能制造成完全通用部件，但其中很多零件（例如：主軸，中間軸，齒輪和箱體等）是通用的。床身，側底座，中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺是多工位組合機床的主要部件之一，它起著轉換工位和輸送工位的作用，因此它們的直線運動和回轉運動的重復定位精度直接影響組合機床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是指揮機床按順序動作，以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。
關鍵詞： 組合機床，動力箱，滑臺，主軸箱，底座
Chinese abstract
Content The power box, each kind of craft cutting head and the power slipway is the aggregate machine-tool completes cuts the host movement or enters for the movement power part. Also can simultaneously complete cuts the host movement and enters for the movement power head. But only can complete is called for the movement power part slipway. Fixes the headstock is uses for in the power box to arrange the cutting main axle, and transmits the power box output shaft rotary motion for various main axles cutting tool, because various main axles position with makes concrete is processed the components related, therefore the headstock must act according to is processed the components design, cannot make creates the completely general part, but very many components (for example: The main axle, the intermediate shaft, the gear and the box body and so on) is general.The lathe bed, leans the foundation, the middle foundation and so on is the aggregate machine-tool supporting part, is playing the engine bed foundation skeleton role. Between the aggregate machine-tool rigidity and the part precision retentivity, mainly is guaranteed by these parts. Motion or the rotation work table is one of multiplex position aggregate machine-tool major components, it plays is transforming the location and transports the location the role, therefore their translation and gyroscopic motion repetition pointing accuracy direct influence aggregate machine-tool processing precision.Besides the above major component, the aggregate machine-tool also has each kind of control portion, mainly is directs the engine bed according to the smooth movement, guaranteed the engine bed carries on the work according to the stipulation procedure.
Key word Aggregate machine-tool, power box, slipway, headstock, foundation
第1章 緒 論
1.1 項目的研究意義
在當今時代，任何一個具備完整工業(yè)體系的國家，都會有相當數量的制造業(yè)，如汽車、機車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、電火花鏜磨機工具、通信、輕工、建材、家電、食品、儀器、儀表等。上述這些部門大多與機械工業(yè)有關，有的是實質上就是機械工業(yè)，它們都是用機械設備制造各種各樣的產品。所以說機械工業(yè)是國民經濟的裝備部，是國民經濟的先導，是國家重要的基礎工業(yè)。如果一個國家的機械工業(yè)水平不高，它生產的產品在國際市場上是很難有競爭力的，也是很難立于世界民族之林的！美國是世界工業(yè)強國，70年代美國曾認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經濟重心應由制造業(yè)轉向高科技產業(yè)及服務業(yè)等第三產業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒恢匾晫嶋H應用，政府不支持產業(yè)技術，使美國制造業(yè)產生衰退。而同期日本重視制造技術，重視高素質人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應用于制造業(yè)，加之嚴密的社會組織，很快把原來美國占絕對優(yōu)勢的產業(yè)如汽車、照相機、家電、電火花鏜磨機、復印機、半導體等變成自己的主導產業(yè)，占領了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識之士的關注。為此，80年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調查，MIT在調查報告中指出：“一個國家要想生活的好，必須生產的好。振興經濟的出路在于振興制造業(yè)”，當前國際間“經濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭”。
鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電火花鏜磨機。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。所以對其進行合理設計，其意義十分重大。
6.5尾柱設計
尾柱安裝在床身的左端，它由后立柱和支架組成，支架用來支承懸伸較長的刀桿，以增加刀桿的剛度。后立柱還可沿床身導軌作縱向移動，以調整位置。尾柱的動力來源于主軸箱，通過安裝在床身導軌上的光杠，再經由一對錐齒輪傳遞過來，支架的上下移動是通過立柱上的絲杠來實現的。
尾柱對于提高加工精度有很大作用，加工大型缸體，特別是對于加工深孔。其高度為1280mm，具體參數見圖。
結 論
時光如水，畢業(yè)設計的完成代表大學生活的即將結束，同時也是對我四年學業(yè)的綜合檢驗。本次我設計的是電火花鏜磨電火花鏜磨機設計。鏜床通常用于加工尺寸較大，要求精度較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機等。
對于一臺電火花鏜磨機來講，主軸箱是其最重要的部件，它關系到傳遞各種轉速，扭矩。而再設計它的傳動系統(tǒng)，目的主要有：提高其工作效率、減少各種損耗、降低成本、減小噪音。盡管目前數控電火花鏜磨機大量的使用，效率也大大高于普通電火花鏜磨機，但價格相對便宜的普通電火花鏜磨機還是有其廣闊的市場，如何提高競爭就只能在提高工作效率和降低成本上做文章。因此就有必要不斷地對設計進行改進。
在近三個月的設計過程中，設計的每個過程，我都嚴格按照國家的標準進行制圖和設計。同時也發(fā)現自己很多方面的不足，只有通過長期的實踐，通過設計，生產，再設計，才能最終設計出滿意的產品。
幾個月的設計，最大的收獲是對機械產品的研發(fā)有了很高的認識以及極大的鍛煉了自己的自主設計能力，為以后步入工作崗位打下了很好的基礎。
由于缺乏經驗，在設計過程中難免會存在不合理之處，還請各位老師指出，深表謝意。
致 謝
感謝老師在整個畢業(yè)設計過程中對我的幫助和支持，正是因為有了老師的指導，我的畢業(yè)設計才得一完成。同時也感謝老師在參考資料方面對我的幫助。
參考文獻
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1 電火花鏜磨電火花鏜磨機設計 目 錄 第 1 章 緒 論 .............................................................................................................. 3 目的研究意義 .................................................................................................. 5 內外的科技現狀 .............................................................................................. 5 計產品的用途和應用領域 ............................................................................... 6 設計方案 ........................................................................................................... 7 設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題 ........................................... 7 設計方案 ................................................................................................. 7 題目的可行性分析 ................................................................................. 7 項目的創(chuàng)新之處 .................................................................................... 7 第 2 章 電火花鏜磨機總體設計 ....................................................................................... 8 定電機 .............................................................................................................. 8 火花鏜磨機布局 ....................................................................................... 8 第 3 章 主傳動系統(tǒng)設計 ................................................................................................. 10 定結構 ............................................................................................................ 10 配降速比 ........................................................................................................ 10 制轉速圖 ................................................................................................. 11 定齒輪齒數 .................................................................................................... 12 定帶輪直徑 .................................................................................................... 13 算主軸轉速誤差 ............................................................................................. 13 制傳動系統(tǒng)圖 ................................................................................................. 15 第 4 章 估算傳動件參數并確定其結構尺寸 .................................................................. 17 定傳動件轉速 ................................................................................................. 17 定主軸支承軸頸尺寸 ..................................................................................... 18 算傳動軸直徑 ................................................................................................. 18 算傳動齒輪模數 ............................................................................................. 19 動器的選擇與計算 ......................................................................................... 21 通 V 帶的選擇與計算 .................................................................................... 21 何計算 ............................................................................................................ 23 第 5 章 結構設計 ............................................................................................................ 26 2 輪設計 ............................................................................................................ 26 輪塊設計 ........................................................................................................ 26 承 選擇 ............................................................................................................ 26 縱機構 ............................................................................................................ 26 滑系統(tǒng)設計 .................................................................................................... 26 封裝置 ............................................................................................................ 27 第 6 章 傳動件驗算 ........................................................................................................ 28 算軸彎曲剛度 ................................................................................................. 28 鍵鍵側擠壓應力計算 ..................................................................................... 29 算齒輪模數 .................................................................................................... 30 動軸承驗算 .................................................................................................... 35 柱設計 ............................................................................................................ 38 結 論 .......................................................................................................................... 40 致 謝 .......................................................................................................................... 41 3 中文摘要 內容 動力箱，各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還能同時完成切削主運動和進給運動 的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件設計，不能制造成完全通用部件，但其中很多零件（例如：主軸，中間軸，齒輪和箱體等）是通用的。床身，側底座，中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺是多工位組合機床的主要部件之一，它起著轉換工位和輸送工位的作用，因此它們的直線運動和回轉運動的重復定位精度直接影響組合機床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是指揮機床按順序動作，以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。 關鍵詞 ： 組合機床，動力箱，滑臺，主軸箱，底座 4 of is or is is in to is to is so is so on is is is by or is of it is of is to on to 第 1 章 緒 論 目的研究意義 在當今時代，任何一個具備完整工業(yè)體系的國家，都會有相當數量的制造業(yè)，如汽車、機車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、電火花鏜磨機工具、通信、輕工、建材、家電、食品、儀器、儀表等。上述這些部門大多與機械工業(yè)有關，有的是實質上就是機械工業(yè)，它們都是用機械設備制造各種各樣的產品。所以說機械工業(yè)是國民經濟的裝備部，是國民經濟的先導，是國家重要的基礎工業(yè)。如果一個國家的機械工業(yè)水平不高，它生產的產品在國際市場上是很難有競爭力的，也是很難立于世界民族之林的！美國是世界工業(yè)強國， 70 年代美國曾認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經濟重心應由制造業(yè)轉向高科技產業(yè)及服務業(yè)等第三產業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒恢匾晫嶋H應用，政府不支持產業(yè)技術，使美國制造業(yè)產生衰 退。而同期日本重視制造技術，重視高素質人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應用于制造業(yè)，加之嚴密的社會組織，很快把原來美國占絕對優(yōu)勢的產業(yè)如汽車、照相機、家電、電火花鏜磨機、復印機、半導體等變成自己的主導產業(yè)，占領了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識之士的關注。為此， 80 年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調查， 調查報告中指出：“一個國家要想生活的好，必須生產的好。振興經濟的出路在于振興制造業(yè)”，當前國際間“經濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭”。 鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電 火花鏜磨機。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。所以對其進行合理設計， 其意義十分重大。 內外的科技現狀 國外現狀： 德國政府一貫重視 電火花鏜磨機 工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力6 扶植。特別講究 “實際 ”與 “實效 ”，堅持 “以人為本 ”，師徒相傳，不斷提高人員素質。在發(fā)展大量大批生產自動化的基礎上， 于 1956 年研制出第一臺數控 電火花鏜磨機后 ，一直堅持實事求是，講求科學精神，不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學試驗，理論 與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產品、加工工藝、 電火花鏜磨機 布局結構、數控 電火花鏜磨機 的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數控 電火花鏜磨機 質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控 電火花鏜磨機 。德國特別重視數控 電火花鏜磨機 主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統(tǒng)和 司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 國內現狀： 在產品開發(fā)上，國內支柱企業(yè)重點放在數控電火花鏜磨機上，年生產電火花鏜磨機臺數和數控電火花鏜磨機所占比例逐年上升。據不完全統(tǒng)計，2004 年鉆鏜床行業(yè)共開發(fā)新產品 81 種，其中數控電火花鏜磨機新產品 61種，占開發(fā)新產品的近 80%。數控產品中在國內具有領先水平的有 36 種，包括車銑鏜等復合加工中心，高速（最高轉速在 15000r/ 36000r/、臥式加工中心、高速銑削中心、大型臥式加工中心（工作臺尺寸 20004000以上）、龍門式加工中心（龍門五面、龍門五軸）、五軸聯動加工中 心、高精度數控電火花鏜磨機等。 該產品主要用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及車削內、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 7 設計方案 設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題 設計目標： 完成對電火花鏜磨電火花鏜磨機設計柱設 計 研究內容： （ 1）電火花鏜磨機主軸箱設計 （ 2）電火花鏜磨機尾柱設計 設計方案 對電火花鏜磨電火花鏜磨機設計柱設計 題目的可行性分析 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對 電火花鏜磨機 工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進 電火花鏜磨機 ，以加速工業(yè)和國民經濟的發(fā)展。中國加入 ，正式參與世界市場激烈競爭，今後如何加強 電火花鏜磨機 工業(yè)實力、加速數控 電火花鏜磨機 產業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務。 項目的創(chuàng)新之處 對主軸箱傳動進行優(yōu)化設計，提高生產效率和降低生產 成本。 8 第 2 章 電火花鏜磨機總體設計 該型號鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電火花鏜磨機。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及車削內、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 根據電火花鏜磨機的精度等級和工作性能要求，構思主傳動系統(tǒng)，初步擬定采用集中傳動，采用 三相異步電動機，經分級變速箱實現主軸所需的各級轉速和轉速范圍。 （ 1）確定變速組傳動副數目 實現 18 級主軸轉速變化的傳動 根據功率要求查表選取電動機型號 11 n=1460r/火花鏜磨機布局 ①確定結構方案 ②主軸傳動系統(tǒng)采用普通 V 帶，齒輪傳動 ③傳動型式采用集中傳動 ④主軸正反轉方向，制動采用能耗制動器 ⑤變速齒輪系統(tǒng)采用多聯滑移齒輪 ⑥潤滑系統(tǒng)采用飛濺油潤滑 （ 2）布局 采用臥式鏜床常規(guī)的布局型式，電火花鏜磨機主要組成部件有床身、前9 立 柱、主軸箱、工作臺和后立柱等。此次設計主傳動系統(tǒng)包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸及相關部件。 10 第 3 章 主傳動系統(tǒng)設計 （ 1）確定變速組傳動副數目： 18=3× 3× 2 （ 2）確定基本組和擴大組： 18=31 ×33×29（ 3）驗算最后擴大組變速范圍： 12(9)1(2 22 ??? ??? 所以符合設計原則 該鏜床主軸系統(tǒng)共設有四個傳動組，其中有一個是帶傳動，根據降速比分配應“前快后慢”的原則，確定各傳動組最小傳動比： u 總=i n 6 ????? ????11 制轉速圖 由 查表 獻 13）轉速有 40、 50、 63、 80、100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600。 12 利用查表法及各對齒數比求出個傳動組齒輪齒數。 : 21 ? 401 ?Z 502 ?Z : 243 ?? 353 ?Z 554 ?Z 2:: 365 ?? 305 ?Z 606 ?Z 1:87 ? 537 ?Z 428 ?Z : 2109 ?? 379 ?Z 5810 ?Z : 51211 ?? 2311Z 7212 ?Z 1:21:31413 ?? 6613 ?Z 3314 ?Z 4:: 61615 ?? 2015 ?Z 7916 ?Z 變速組 一 二 三 齒數和 90 95 99 齒輪 112Z 131540 50 35 55 30 60 53 42 37 58 23 72 66 33 20 79 13 帶傳動是機械傳動學科的一個重要分支，主要用于傳遞運動和動力。它是機械傳動中重要的傳動形式，也是電機設備的核心，聯接部件，種類異常繁多，用途極為廣泛。其最大的特點是可以自由變速，遠近傳動，結構簡單，更換方便。 設計功率獻 2）查得載荷修正系數 K ??? d 表 獻 1）。取小帶輪基準 直徑： 1201 ?dd 帶輪直徑由公式 )1(112 ?? ???? dd 2 1 0 ???dd 主軸各級實際轉速值由公式： ?????? )1(21 ?實其中au，bu，、三變速齒輪傳動比。 1n ???? 2n ???? ? 14 3n ???? 4n ???? 5n ???? n ???? n ???? n ???? n ???? 0n ???? 1n ???? 12n ???? 13n ???? 4n ???? 15n ???? 16n ???? 7n ???? 8n ???? 速誤差： 15 標準標準實際?? ? ?%110 ?? ? =所以轉速誤差表為： 主軸轉速 1n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n 9n 標準轉速r/0 50 63 80 100 125 160 200 實際轉速r/速誤差 % 軸轉速 10n 11n 12n 13n 14n 15n 16n 17n 18n 標準轉速r/50 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 實際轉速r/速誤差 % 知轉速誤差滿足要求 根據傳動情況及齒輪分布情況，繪制傳動系統(tǒng)圖如下： 16 17 第 4 章 估算傳動件參數并確定其結構尺寸 由轉速圖可得各軸轉速及各齒輪轉速： 傳動件 計算轉速 軸 Ⅰ 800 Ⅱ 400 Ⅲ 125 Ⅳ 100 齒 1Z 800 2Z 630 3Z 500 58 輪 10Z 315 11Z 400 12Z 125 134Z 1600 15參照圖 獻 1），選取前支承軸頸直徑： 1D =100支承軸頸直徑： 2D =（ 1D =70～ 85 2D =80? ?491 ??? d(其中 d 為 軸危險截面的直徑 （ 19 P 為該傳動軸的載入功率（ P= ?(計算公式 軸號 計算轉速 動效率 ? 輸入功率P 許扭轉角[? ] m 傳動軸長度 計 軸 直 徑 鍵軸尺寸 N× d× D× B ? ?491 ??? dⅠ 800 00 × 36× 42× 7 Ⅱ 400 00 × 42× 48× 8 Ⅲ 125 00 × 52× 60× 10 許用接觸應力 =查表 獻 1） 得 =1100N/ 2 由表 獻 1）有查圖 獻 1）取 518 N/ 2查表 齒寬系數 m?=b/m=7。 由圖 文獻 1）取 5Z=30 時 20 11Z=23 時 15Z=20 時 齒面疲勞強度： 3 221( 1 )267c H u???? 按輪齒彎曲疲勞強度： 31267 c F ?可得下表： 傳 動 組 小 齒 輪 齒 數 比 1?? 齒寬系數 m?傳 遞 功 率 P 載荷系數 K 系 數 數 用 接 觸 應 力 許 用 齒 根 應 力 算 轉 速 數 數 數 取 模 數 m 第一變速組 5 7 61 1 1100 518 800 二變速組 11 61 1 1100 518 400 1 第三變速組 15 9 61 1 1100 518 125 選擇電機能耗制動方式，特點是制動比較平穩(wěn)，制動時間可以調整，簡化電火花鏜磨機結構，但需要直流電源，功率大，設備復雜。 由于電機制動采用電氣方法直接制動電動機使電火花鏜磨機結構簡化。制動器安裝位置應根據電火花鏜磨機具體結構，使用條件、綜合全面考慮來確定。一般情況下，力爭將制動器安放在靠近主軸（或 其他執(zhí)行元件上）、且轉速較高，變速范圍較小的軸上，可達到制動時間短、沖擊小、制動靈敏、結構尺寸?。ㄖ苿愚D矩小）的綜合效果。因此將制動器放在Ⅰ軸上。 帶的選擇與計算 計算內容 符 號 單 位 計算公式 計算過程 結果 設計功率 P?,表 獻 1） 11 型 獻 1） 120 A 型 22 選擇 1460r/選中心距 0據電火花鏜磨機的布局及結構方案 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d? ? ? ?600 計算帶的基準長度 0 0 1 22 ( )2d d dL a d d?? ? ? 2210()4 0 2 6 0 0 ( 1 2 0 2 1 4 )2? ? ? ?2( 2 1 4 1 2 0 )4 6 0 0?? ?擇的帶的基準長度 獻 1） 1800 實際中心距 a 21()8?12()48d d dL d ??? 221()8?11() P K K? ?? =( 2 1 4 1 2 0 ) 1 1 0 4 . 58B ???23 1 8 . 8 3 1 8 . 8 1 1 0 4 . 5a ? ? ? 3 0a° 1 211 1 8 0 2 s i n 2a? ?? ? ?120? 11 2 1 4 1 2 01 8 0 2 s i n 2 6 3 5 . 9a ? ?? ? ? ? 格 帶速 v ?116 0 1 0 0 0?? ??v? 5~25m/s 1 2 0 1 4 6 06 0 1 0 0 0v ? ??? ? 格 帶的撓曲次數 u 1s?1000 40?? 1 0 0 0 2 9 . 1 71800u ??? 格 帶的根數 Z 11() P K K? ?? 表 獻 1） 1 4 . 3( 1 . 9 2 0 . 1 5 ) 0 . 9 8 1 . 0 1Z ? ? ? ? 8 其中 數。 計算 2Z 的尺寸： 端面齒形角： 20° 24 分度圓直徑： 2 5 0 2 . 5 1 2 5d z m? ? ? ?頂高： 根高： 1 . 2 5 3 . 1 2 5齒高： 2 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ?頂圓直徑： 2d h??=125+2× 30 根高直徑： 2d h??=125心矩： 12() ( 4 0 5 0 ) 2 . 522z z ????=112.5 理算出 4Z 的幾何尺寸： 20° 4 5 5 2 . 5 1 3 7 . 5d z m? ? ? ? . 2 5 3 . 1 2 5 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ? 5 2d h?? =× 42.5 d h?? = 20° 6 6 0 2 . 5 1 5 0d z m? ? ? ? . 2 5 3 . 1 2 5 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ? d h?? =150+2× 55 d h?? =1506 第 5 章 結構設計 根據 V 帶計算選用 8 根 A 型 V 帶，由于Ⅰ軸安裝制動器及傳動齒輪，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用卸荷帶輪結構。 齒輪采用滑移齒輪變速機構，根據各傳動組的工作特點，第一擴大組的滑移齒輪采用銷釘聯接裝配式結構，基本組采用了整體滑移式齒輪。第二擴大組，由于傳遞轉矩較大，采用鏈接裝配式齒輪，所有滑移齒輪與傳動軸間均采用花鍵聯接。 為了簡化結構，主 軸采用了軸向后端定位的兩支承軸組件、前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用角接觸球軸承和推力軸承，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。 為了適應不同的加工狀態(tài)，主軸的轉速經常需要調整。根據各滑移變速傳動組的特點，分別采用了集中變速操縱機構和單獨操縱機構。 主軸內采用飛濺式潤滑，卸荷皮帶輪軸承采用脂潤滑方式。 27 為了保證密封效果，采用接觸密封，主軸直徑大，線速度高，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止雜物進入 。 28 第 6 章 傳動件驗算 （ 1）受力分析 Ⅱ軸上的齒輪為滑移齒輪。根據本鏜床齒輪排列特點。主軸轉速為100r/，Ⅱ軸受力變形最大，故采用此時的齒輪位置為計算位置。 （ 2）計算撓度、傾角 齒輪受力計算 69 1 0 ?； 2t TF d? ； ?； 傳 遞 功 轉 傳 動 轉 齒 輪 壓 力 角 齒 面 摩 擦 角 齒輪2向 合 1X 軸上的1Z 軸上的分 度 圓 直 切 向 合 1X 軸上的1Z 軸上的分 度 圓 直 29 ? ； d 率 P n r/ T N· mm a ° r ° 力 1 1影 1影 1 1 2 2影 2影 2 2m a j y j d l N k?????????其中計算擠壓應力 ???為許用擠壓應力 D 為花鍵軸的大徑 d 為花鍵軸的小徑 N 為花鍵的赤數 k 為載荷分布不均系數 k =0 計算公式 最 大 轉 矩 鍵軸小徑d 鍵軸大徑D 鍵 數 N 載 荷 系 數 k 工 作 長 度 l 用 擠 壓 應 力 ??? 算 擠 壓 應 力 論 6m a 5 5 1 0? m a j y j d l N k?????????42 48 8 0 30 格 驗算公式 按齒面接觸疲勞強度 223221c o s ( 1 )2 6 7 ( )A H P n t v H H aH n H Em c H K K K P Z u???????? 按齒輪彎曲疲勞強度 31c o F P n t v F F a F c F K K K P ?????序 號 計算內容 計算用圖表或公式 計算過程 結 果 名稱 符號 單位 1 齒數 Z 23 31 2 使用系數 獻 2） 功率系數 獻 2） 獻 2） 轉速變化系數 獻 2） 獻 2） 變動工作用量系數 n t H P H n H K K? n t F P F n F K K? 1 6 工作期限系數 i pH t F t ?? 6 0 4 0 0 1 0 0 0 05 1 0??? . 2 5 66 0 4 0 0 1 0 0 0 03 1 0??? 名義切向力 1 0n?? ； 0? × 0? 32 8 分度圓圓周速度 v m/s m a 0 0 c o s nn ??6 3 0 2 3 3 . 56000v ? ? ? ?? 動載系數 )/ 1 0 0z b? ? ?2211 2 . 11( 5 . 0 1 0 1 . 0 / 2 4 . 5 ? ???222 3 2 6 . 6 3 . 1 70 . 0 1 9 2 )1 0 0 1 3 . 1 7??0 齒向載荷分布系數 K? 1 K? ? ?? ? ? K? =1+1 齒間載荷分配系數 獻 2） 獻 2） 2 節(jié)點區(qū)域獻 2） 3 系數 13 彈性系數 獻 2） 4 接觸強度重合度及螺旋角系數 Z?? 圖 獻 2） 5 許用接觸應力 ?=P?=1200× 068 16 復合齒形系數 齒查圖 獻 2） 剃齒、磨齒查圖 獻 2） 曲34 17 強度重合度及螺旋角系數 Y?? 圖 獻 2） 8 許用齒根應力 ???446 9 接觸強度模數 0 彎曲強度模數 5 根據Ⅱ軸的受力狀態(tài)，分別計算出左（ A 端）、右（ B 端）兩支承端支反力。 在 面內： 21 1 5 1 5 1 6 5 3 5 9 . 8 1 9 5 5 3 0 . 4339 f F bR l? ? ? ?? ? ? ?N 21 1 5 1 5 1 7 4 3 5 9 . 8 1 4 4 1 4 6 . 9339 c F aR l? ? ? ?? ? ? ?N 在 面內： 21 2 2 8 0 . 2 1 6 5 2 5 5 4 . 3 1 9 5 3 5 9 . 5339 f F bR l? ? ? ??? ? ? ? ?N 21 2 2 8 0 . 2 1 7 4 2 5 5 4 . 3 1 4 4 8 5 . 3339 c F aR l? ? ? ??? ? ? ?N 左、右端支反力為： 2 2 2 25 3 0 . 4 3 5 9 . 5 6 4 0 . 8A A R? ? ?? ? ? ? ?N 36 2 2 2 26 2 4 . 8 8 5 . 3 6 3 0 . 6B B R? ? ?? ? ? ? ?N 兩端支承受力相同、左端受力大，所以只驗算左端軸承。 軸承驗算： 計算公式 疲勞壽命驗算 ? ?5 0 0 ( ) H P H n K K F ??? （ h） 靜負荷驗算 ? ?00 F C?? （ N） 序 號 計算內容 計算用表或公式 計算過程 結果 名稱 符號 單位 1 額定動負荷 C N 查軸承手冊 20000 2 速度系數 cf n??3 003 4 0 0 ? 使用系數 文獻 1） 功率利用系數 文獻 1） 37 5 速變化系數 文獻 1） 齒輪輪換工作系數 .1 電火花鏜磨電火花鏜磨機設計 目 錄 第 1 章 緒 論 .............................................................................................................. 3 目的研究意義 .................................................................................................. 5 內外的科技現狀 .............................................................................................. 5 計產品的用途和應用領域 ............................................................................... 6 設計方案 ........................................................................................................... 7 設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題 ........................................... 7 設計方案 ................................................................................................. 7 題目的可行性分析 ................................................................................. 7 項目的創(chuàng)新之處 .................................................................................... 7 第 2 章 電火花鏜磨機總體設計 ....................................................................................... 8 定電機 .............................................................................................................. 8 火花鏜磨機布局 ....................................................................................... 8 第 3 章 主傳動系統(tǒng)設計 ................................................................................................. 10 定結構 ............................................................................................................ 10 配降速比 ........................................................................................................ 10 制轉速圖 ................................................................................................. 11 定齒輪齒數 .................................................................................................... 12 定帶輪直徑 .................................................................................................... 13 算主軸轉速誤差 ............................................................................................. 13 制傳動系統(tǒng)圖 ................................................................................................. 15 第 4 章 估算傳動件參數并確定其結構尺寸 .................................................................. 17 定傳動件轉速 ................................................................................................. 17 定主軸支承軸頸尺寸 ..................................................................................... 18 算傳動軸直徑 ................................................................................................. 18 算傳動齒輪模數 ............................................................................................. 19 動器的選擇與計算 ......................................................................................... 21 通 V 帶的選擇與計算 .................................................................................... 21 何計算 ............................................................................................................ 23 第 5 章 結構設計 ............................................................................................................ 26 2 輪設計 ............................................................................................................ 26 輪塊設計 ........................................................................................................ 26 承 選擇 ............................................................................................................ 26 縱機構 ............................................................................................................ 26 滑系統(tǒng)設計 .................................................................................................... 26 封裝置 ............................................................................................................ 27 第 6 章 傳動件驗算 ........................................................................................................ 28 算軸彎曲剛度 ................................................................................................. 28 鍵鍵側擠壓應力計算 ..................................................................................... 29 算齒輪模數 .................................................................................................... 30 動軸承驗算 .................................................................................................... 35 柱設計 ............................................................................................................ 38 結 論 .......................................................................................................................... 40 致 謝 .......................................................................................................................... 41 3 中文摘要 內容 動力箱，各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還能同時完成切削主運動和進給運動 的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件設計，不能制造成完全通用部件，但其中很多零件（例如：主軸，中間軸，齒輪和箱體等）是通用的。床身，側底座，中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺是多工位組合機床的主要部件之一，它起著轉換工位和輸送工位的作用，因此它們的直線運動和回轉運動的重復定位精度直接影響組合機床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是指揮機床按順序動作，以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。 關鍵詞 ： 組合機床，動力箱，滑臺，主軸箱，底座 4 of is or is is in to is to is so is so on is is is by or is of it is of is to on to 第 1 章 緒 論 目的研究意義 在當今時代，任何一個具備完整工業(yè)體系的國家，都會有相當數量的制造業(yè)，如汽車、機車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、電火花鏜磨機工具、通信、輕工、建材、家電、食品、儀器、儀表等。上述這些部門大多與機械工業(yè)有關，有的是實質上就是機械工業(yè)，它們都是用機械設備制造各種各樣的產品。所以說機械工業(yè)是國民經濟的裝備部，是國民經濟的先導，是國家重要的基礎工業(yè)。如果一個國家的機械工業(yè)水平不高，它生產的產品在國際市場上是很難有競爭力的，也是很難立于世界民族之林的！美國是世界工業(yè)強國， 70 年代美國曾認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經濟重心應由制造業(yè)轉向高科技產業(yè)及服務業(yè)等第三產業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒恢匾晫嶋H應用，政府不支持產業(yè)技術，使美國制造業(yè)產生衰 退。而同期日本重視制造技術，重視高素質人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應用于制造業(yè)，加之嚴密的社會組織，很快把原來美國占絕對優(yōu)勢的產業(yè)如汽車、照相機、家電、電火花鏜磨機、復印機、半導體等變成自己的主導產業(yè)，占領了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識之士的關注。為此， 80 年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調查， 調查報告中指出：“一個國家要想生活的好，必須生產的好。振興經濟的出路在于振興制造業(yè)”，當前國際間“經濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭”。 鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電 火花鏜磨機。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。所以對其進行合理設計， 其意義十分重大。 內外的科技現狀 國外現狀： 德國政府一貫重視 電火花鏜磨機 工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力6 扶植。特別講究 “實際 ”與 “實效 ”，堅持 “以人為本 ”，師徒相傳，不斷提高人員素質。在發(fā)展大量大批生產自動化的基礎上， 于 1956 年研制出第一臺數控 電火花鏜磨機后 ，一直堅持實事求是，講求科學精神，不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學試驗，理論 與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產品、加工工藝、 電火花鏜磨機 布局結構、數控 電火花鏜磨機 的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數控 電火花鏜磨機 質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控 電火花鏜磨機 。德國特別重視數控 電火花鏜磨機 主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統(tǒng)和 司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 國內現狀： 在產品開發(fā)上，國內支柱企業(yè)重點放在數控電火花鏜磨機上，年生產電火花鏜磨機臺數和數控電火花鏜磨機所占比例逐年上升。據不完全統(tǒng)計，2004 年鉆鏜床行業(yè)共開發(fā)新產品 81 種，其中數控電火花鏜磨機新產品 61種，占開發(fā)新產品的近 80%。數控產品中在國內具有領先水平的有 36 種，包括車銑鏜等復合加工中心，高速（最高轉速在 15000r/ 36000r/、臥式加工中心、高速銑削中心、大型臥式加工中心（工作臺尺寸 20004000以上）、龍門式加工中心（龍門五面、龍門五軸）、五軸聯動加工中 心、高精度數控電火花鏜磨機等。 該產品主要用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及車削內、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 7 設計方案 設計目標、研究內容和擬解決的關鍵問題 設計目標： 完成對電火花鏜磨電火花鏜磨機設計柱設 計 研究內容： （ 1）電火花鏜磨機主軸箱設計 （ 2）電火花鏜磨機尾柱設計 設計方案 對電火花鏜磨電火花鏜磨機設計柱設計 題目的可行性分析 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對 電火花鏜磨機 工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進 電火花鏜磨機 ，以加速工業(yè)和國民經濟的發(fā)展。中國加入 ，正式參與世界市場激烈競爭，今後如何加強 電火花鏜磨機 工業(yè)實力、加速數控 電火花鏜磨機 產業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務。 項目的創(chuàng)新之處 對主軸箱傳動進行優(yōu)化設計，提高生產效率和降低生產 成本。 8 第 2 章 電火花鏜磨機總體設計 該型號鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電火花鏜磨機。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及車削內、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 根據電火花鏜磨機的精度等級和工作性能要求，構思主傳動系統(tǒng)，初步擬定采用集中傳動，采用 三相異步電動機，經分級變速箱實現主軸所需的各級轉速和轉速范圍。 （ 1）確定變速組傳動副數目 實現 18 級主軸轉速變化的傳動 根據功率要求查表選取電動機型號 11 n=1460r/火花鏜磨機布局 ①確定結構方案 ②主軸傳動系統(tǒng)采用普通 V 帶，齒輪傳動 ③傳動型式采用集中傳動 ④主軸正反轉方向，制動采用能耗制動器 ⑤變速齒輪系統(tǒng)采用多聯滑移齒輪 ⑥潤滑系統(tǒng)采用飛濺油潤滑 （ 2）布局 采用臥式鏜床常規(guī)的布局型式，電火花鏜磨機主要組成部件有床身、前9 立 柱、主軸箱、工作臺和后立柱等。此次設計主傳動系統(tǒng)包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸及相關部件。 10 第 3 章 主傳動系統(tǒng)設計 （ 1）確定變速組傳動副數目： 18=3× 3× 2 （ 2）確定基本組和擴大組： 18=31 ×33×29（ 3）驗算最后擴大組變速范圍： 12(9)1(2 22 ??? ??? 所以符合設計原則 該鏜床主軸系統(tǒng)共設有四個傳動組，其中有一個是帶傳動，根據降速比分配應“前快后慢”的原則，確定各傳動組最小傳動比： u 總=i n 6 ????? ????11 制轉速圖 由 查表 獻 13）轉速有 40、 50、 63、 80、100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600。 12 利用查表法及各對齒數比求出個傳動組齒輪齒數。 : 21 ? 401 ?Z 502 ?Z : 243 ?? 353 ?Z 554 ?Z 2:: 365 ?? 305 ?Z 606 ?Z 1:87 ? 537 ?Z 428 ?Z : 2109 ?? 379 ?Z 5810 ?Z : 51211 ?? 2311Z 7212 ?Z 1:21:31413 ?? 6613 ?Z 3314 ?Z 4:: 61615 ?? 2015 ?Z 7916 ?Z 變速組 一 二 三 齒數和 90 95 99 齒輪 112Z 131540 50 35 55 30 60 53 42 37 58 23 72 66 33 20 79 13 帶傳動是機械傳動學科的一個重要分支，主要用于傳遞運動和動力。它是機械傳動中重要的傳動形式，也是電機設備的核心，聯接部件，種類異常繁多，用途極為廣泛。其最大的特點是可以自由變速，遠近傳動，結構簡單，更換方便。 設計功率獻 2）查得載荷修正系數 K ??? d 表 獻 1）。取小帶輪基準 直徑： 1201 ?dd 帶輪直徑由公式 )1(112 ?? ???? dd 2 1 0 ???dd 主軸各級實際轉速值由公式： ?????? )1(21 ?實其中au，bu，、三變速齒輪傳動比。 1n ???? 2n ???? ? 14 3n ???? 4n ???? 5n ???? n ???? n ???? n ???? n ???? 0n ???? 1n ???? 12n ???? 13n ???? 4n ???? 15n ???? 16n ???? 7n ???? 8n ???? 速誤差： 15 標準標準實際?? ? ?%110 ?? ? =所以轉速誤差表為： 主軸轉速 1n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n 9n 標準轉速r/0 50 63 80 100 125 160 200 實際轉速r/速誤差 % 軸轉速 10n 11n 12n 13n 14n 15n 16n 17n 18n 標準轉速r/50 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 實際轉速r/速誤差 % 知轉速誤差滿足要求 根據傳動情況及齒輪分布情況，繪制傳動系統(tǒng)圖如下： 16 17 第 4 章 估算傳動件參數并確定其結構尺寸 由轉速圖可得各軸轉速及各齒輪轉速： 傳動件 計算轉速 軸 Ⅰ 800 Ⅱ 400 Ⅲ 125 Ⅳ 100 齒 1Z 800 2Z 630 3Z 500 58 輪 10Z 315 11Z 400 12Z 125 134Z 1600 15參照圖 獻 1），選取前支承軸頸直徑： 1D =100支承軸頸直徑： 2D =（ 1D =70～ 85 2D =80? ?491 ??? d(其中 d 為 軸危險截面的直徑 （ 19 P 為該傳動軸的載入功率（ P= ?(計算公式 軸號 計算轉速 動效率 ? 輸入功率P 許扭轉角[? ] m 傳動軸長度 計 軸 直 徑 鍵軸尺寸 N× d× D× B ? ?491 ??? dⅠ 800 00 × 36× 42× 7 Ⅱ 400 00 × 42× 48× 8 Ⅲ 125 00 × 52× 60× 10 許用接觸應力 =查表 獻 1） 得 =1100N/ 2 由表 獻 1）有查圖 獻 1）取 518 N/ 2查表 齒寬系數 m?=b/m=7。 由圖 文獻 1）取 5Z=30 時 20 11Z=23 時 15Z=20 時 齒面疲勞強度： 3 221( 1 )267c H u???? 按輪齒彎曲疲勞強度： 31267 c F ?可得下表： 傳 動 組 小 齒 輪 齒 數 比 1?? 齒寬系數 m?傳 遞 功 率 P 載荷系數 K 系 數 數 用 接 觸 應 力 許 用 齒 根 應 力 算 轉 速 數 數 數 取 模 數 m 第一變速組 5 7 61 1 1100 518 800 二變速組 11 61 1 1100 518 400 1 第三變速組 15 9 61 1 1100 518 125 選擇電機能耗制動方式，特點是制動比較平穩(wěn)，制動時間可以調整，簡化電火花鏜磨機結構，但需要直流電源，功率大，設備復雜。 由于電機制動采用電氣方法直接制動電動機使電火花鏜磨機結構簡化。制動器安裝位置應根據電火花鏜磨機具體結構，使用條件、綜合全面考慮來確定。一般情況下，力爭將制動器安放在靠近主軸（或 其他執(zhí)行元件上）、且轉速較高，變速范圍較小的軸上，可達到制動時間短、沖擊小、制動靈敏、結構尺寸?。ㄖ苿愚D矩?。┑木C合效果。因此將制動器放在Ⅰ軸上。 帶的選擇與計算 計算內容 符 號 單 位 計算公式 計算過程 結果 設計功率 P?,表 獻 1） 11 型 獻 1） 120 A 型 22 選擇 1460r/選中心距 0據電火花鏜磨機的布局及結構方案 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d? ? ? ?600 計算帶的基準長度 0 0 1 22 ( )2d d dL a d d?? ? ? 2210()4 0 2 6 0 0 ( 1 2 0 2 1 4 )2? ? ? ?2( 2 1 4 1 2 0 )4 6 0 0?? ?擇的帶的基準長度 獻 1） 1800 實際中心距 a 21()8?12()48d d dL d ??? 221()8?11() P K K? ?? =( 2 1 4 1 2 0 ) 1 1 0 4 . 58B ???23 1 8 . 8 3 1 8 . 8 1 1 0 4 . 5a ? ? ? 3 0a° 1 211 1 8 0 2 s i n 2a? ?? ? ?120? 11 2 1 4 1 2 01 8 0 2 s i n 2 6 3 5 . 9a ? ?? ? ? ? 格 帶速 v ?116 0 1 0 0 0?? ??v? 5~25m/s 1 2 0 1 4 6 06 0 1 0 0 0v ? ??? ? 格 帶的撓曲次數 u 1s?1000 40?? 1 0 0 0 2 9 . 1 71800u ??? 格 帶的根數 Z 11() P K K? ?? 表 獻 1） 1 4 . 3( 1 . 9 2 0 . 1 5 ) 0 . 9 8 1 . 0 1Z ? ? ? ? 8 其中 數。 計算 2Z 的尺寸： 端面齒形角： 20° 24 分度圓直徑： 2 5 0 2 . 5 1 2 5d z m? ? ? ?頂高： 根高： 1 . 2 5 3 . 1 2 5齒高： 2 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ?頂圓直徑： 2d h??=125+2× 30 根高直徑： 2d h??=125心矩： 12() ( 4 0 5 0 ) 2 . 522z z ????=112.5 理算出 4Z 的幾何尺寸： 20° 4 5 5 2 . 5 1 3 7 . 5d z m? ? ? ? . 2 5 3 . 1 2 5 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ? 5 2d h?? =× 42.5 d h?? = 20° 6 6 0 2 . 5 1 5 0d z m? ? ? ? . 2 5 3 . 1 2 5 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5h h? ? ? ? ? d h?? =150+2× 55 d h?? =1506 第 5 章 結構設計 根據 V 帶計算選用 8 根 A 型 V 帶，由于Ⅰ軸安裝制動器及傳動齒輪，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用卸荷帶輪結構。 齒輪采用滑移齒輪變速機構，根據各傳動組的工作特點，第一擴大組的滑移齒輪采用銷釘聯接裝配式結構，基本組采用了整體滑移式齒輪。第二擴大組，由于傳遞轉矩較大，采用鏈接裝配式齒輪，所有滑移齒輪與傳動軸間均采用花鍵聯接。 為了簡化結構，主 軸采用了軸向后端定位的兩支承軸組件、前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用角接觸球軸承和推力軸承，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。 為了適應不同的加工狀態(tài)，主軸的轉速經常需要調整。根據各滑移變速傳動組的特點，分別采用了集中變速操縱機構和單獨操縱機構。 主軸內采用飛濺式潤滑，卸荷皮帶輪軸承采用脂潤滑方式。 27 為了保證密封效果，采用接觸密封，主軸直徑大，線速度高，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止雜物進入 。 28 第 6 章 傳動件驗算 （ 1）受力分析 Ⅱ軸上的齒輪為滑移齒輪。根據本鏜床齒輪排列特點。主軸轉速為100r/，Ⅱ軸受力變形最大，故采用此時的齒輪位置為計算位置。 （ 2）計算撓度、傾角 齒輪受力計算 69 1 0 ?； 2t TF d? ； ?； 傳 遞 功 轉 傳 動 轉 齒 輪 壓 力 角 齒 面 摩 擦 角 齒輪2向 合 1X 軸上的1Z 軸上的分 度 圓 直 切 向 合 1X 軸上的1Z 軸上的分 度 圓 直 29 ? ； d 率 P n r/ T N· mm a ° r ° 力 1 1影 1影 1 1 2 2影 2影 2 2m a j y j d l N k?????????其中計算擠壓應力 ???為許用擠壓應力 D 為花鍵軸的大徑 d 為花鍵軸的小徑 N 為花鍵的赤數 k 為載荷分布不均系數 k =0 計算公式 最 大 轉 矩 鍵軸小徑d 鍵軸大徑D 鍵 數 N 載 荷 系 數 k 工 作 長 度 l 用 擠 壓 應 力 ??? 算 擠 壓 應 力 論 6m a 5 5 1 0? m a j y j d l N k?????????42 48 8 0 30 格 驗算公式 按齒面接觸疲勞強度 223221c o s ( 1 )2 6 7 ( )A H P n t v H H aH n H Em c H K K K P Z u???????? 按齒輪彎曲疲勞強度 31c o F P n t v F F a F c F K K K P ?????序 號 計算內容 計算用圖表或公式 計算過程 結 果 名稱 符號 單位 1 齒數 Z 23 31 2 使用系數 獻 2） 功率系數 獻 2） 獻 2） 轉速變化系數 獻 2） 獻 2） 變動工作用量系數 n t H P H n H K K? n t F P F n F K K? 1 6 工作期限系數 i pH t F t ?? 6 0 4 0 0 1 0 0 0 05 1 0??? . 2 5 66 0 4 0 0 1 0 0 0 03 1 0??? 名義切向力 1 0n?? ； 0? × 0? 32 8 分度圓圓周速度 v m/s m a 0 0 c o s nn ??6 3 0 2 3 3 . 56000v ? ? ? ?? 動載系數 )/ 1 0 0z b? ? ?2211 2 . 11( 5 . 0 1 0 1 . 0 / 2 4 . 5 ? ???222 3 2 6 . 6 3 . 1 70 . 0 1 9 2 )1 0 0 1 3 . 1 7??0 齒向載荷分布系數 K? 1 K? ? ?? ? ? K? =1+1 齒間載荷分配系數 獻 2） 獻 2） 2 節(jié)點區(qū)域獻 2） 3 系數 13 彈性系數 獻 2） 4 接觸強度重合度及螺旋角系數 Z?? 圖 獻 2） 5 許用接觸應力 ?=P?=1200× 068 16 復合齒形系數 齒查圖 獻 2） 剃齒、磨齒查圖 獻 2） 曲34 17 強度重合度及螺旋角系數 Y?? 圖 獻 2） 8 許用齒根應力 ???446 9 接觸強度模數 0 彎曲強度模數 5 根據Ⅱ軸的受力狀態(tài)，分別計算出左（ A 端）、右（ B 端）兩支承端支反力。 在 面內： 21 1 5 1 5 1 6 5 3 5 9 . 8 1 9 5 5 3 0 . 4339 f F bR l? ? ? ?? ? ? ?N 21 1 5 1 5 1 7 4 3 5 9 . 8 1 4 4 1 4 6 . 9339 c F aR l? ? ? ?? ? ? ?N 在 面內： 21 2 2 8 0 . 2 1 6 5 2 5 5 4 . 3 1 9 5 3 5 9 . 5339 f F bR l? ? ? ??? ? ? ? ?N 21 2 2 8 0 . 2 1 7 4 2 5 5 4 . 3 1 4 4 8 5 . 3339 c F aR l? ? ? ??? ? ? ?N 左、右端支反力為： 2 2 2 25 3 0 . 4 3 5 9 . 5 6 4 0 . 8A A R? ? ?? ? ? ? ?N 36 2 2 2 26 2 4 . 8 8 5 . 3 6 3 0 . 6B B R? ? ?? ? ? ? ?N 兩端支承受力相同、左端受力大，所以只驗算左端軸承。 軸承驗算： 計算公式 疲勞壽命驗算 ? ?5 0 0 ( ) H P H n K K F ??? （ h） 靜負荷驗算 ? ?00 F C?? （ N） 序 號 計算內容 計算用表或公式 計算過程 結果 名稱 符號 單位 1 額定動負荷 C N 查軸承手冊 20000 2 速度系數 cf n??3 003 4 0 0 ? 使用系數 文獻 1） 功率利用系數 文獻 1） 37 5 速變化系數 文獻 1） 齒輪輪換工作系數 .