電火花鏜磨機(jī)床設(shè)計(jì)
42頁 7700字?jǐn)?shù)+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(jī)床圖.dwg
電火花鏜磨機(jī)床設(shè)計(jì)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(jī)設(shè)計(jì)
目 錄
第1章 緒 論 3
1.1 項(xiàng)目的研究意義 3
1.2 國內(nèi)外的科技現(xiàn)狀 3
1.3設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域 4
1.4 設(shè)計(jì)方案 5
1.4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 5
1.4.2 設(shè)計(jì)方案 5
1.4.3 題目的可行性分析 5
1.4.4本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處 5
第2章 電火花鏜磨機(jī)總體設(shè)計(jì) 6
2.1確定電機(jī) 6
2.2電火花鏜磨機(jī)布局 6
第3章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8
3.1擬定結(jié)構(gòu) 8
3.2分配降速比 8
3.3繪制轉(zhuǎn)速圖 9
3.4確定齒輪齒數(shù) 10
3.5確定帶輪直徑 11
3.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 11
3.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 13
第4章 估算傳動(dòng)件參數(shù)并確定其結(jié)構(gòu)尺寸 15
4.1確定傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速 15
4.2確定主軸支承軸頸尺寸 16
4.3估算傳動(dòng)軸直徑 16
4.4估算傳動(dòng)齒輪模數(shù) 17
4.5制動(dòng)器的選擇與計(jì)算 19
4.6普通V帶的選擇與計(jì)算 19
4.7幾何計(jì)算 21
第5章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
5.1帶輪設(shè)計(jì) 24
5.2齒輪塊設(shè)計(jì) 24
5.3軸承選擇 24
5.4操縱機(jī)構(gòu) 24
5.5潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24
5.6密封裝置 25
第6章 傳動(dòng)件驗(yàn)算 26
6.1驗(yàn)算軸彎曲剛度 26
6.2花鍵鍵側(cè)擠壓應(yīng)力計(jì)算 27
6.3驗(yàn)算齒輪模數(shù) 28
6.4滾動(dòng)軸承驗(yàn)算 33
6.5尾柱設(shè)計(jì) 36
結(jié) 論 38
致 謝 39
中文摘要
內(nèi)容 動(dòng)力箱，各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱為滑臺(tái)。固定在動(dòng)力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動(dòng)力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件設(shè)計(jì)，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(cè)底座，中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)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(dòng)的或回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)是多工位組合機(jī)床的主要部件之一，它起著轉(zhuǎn)換工位和輸送工位的作用，因此它們的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度直接影響組合機(jī)床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機(jī)床還有各種控制部件，主要是指揮機(jī)床按順序動(dòng)作，以保證機(jī)床按規(guī)定的程序進(jìn)行工作。
關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床，動(dòng)力箱，滑臺(tái)，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(xiàng)目的研究意義
在當(dāng)今時(shí)代，任何一個(gè)具備完整工業(yè)體系的國家，都會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的制造業(yè)，如汽車、機(jī)車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、電火花鏜磨機(jī)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(jī)械工業(yè)有關(guān)，有的是實(shí)質(zhì)上就是機(jī)械工業(yè)，它們都是用機(jī)械設(shè)備制造各種各樣的產(chǎn)品。所以說機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備部，是國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)，是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)。如果一個(gè)國家的機(jī)械工業(yè)水平不高，它生產(chǎn)的產(chǎn)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(qiáng)國，70年代美國曾認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經(jīng)濟(jì)重心應(yīng)由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)及服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)。科研重理論成果，不重視實(shí)際應(yīng)用，政府不支持產(chǎn)業(yè)技術(shù)，使美國制造業(yè)產(chǎn)生衰退。而同期日本重視制造技術(shù)，重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應(yīng)用于制造業(yè)，加之嚴(yán)密的社會(huì)組織，很快把原來美國占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)如汽車、照相機(jī)、家電、電火花鏜磨機(jī)、復(fù)印機(jī)、半導(dǎo)體等變成自己的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識(shí)之士的關(guān)注。為此，80年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調(diào)查，MIT在調(diào)查報(bào)告中指出：“一個(gè)國家要想生活的好，必須生產(chǎn)的好。振興經(jīng)濟(jì)的出路在于振興制造業(yè)”，當(dāng)前國際間“經(jīng)濟(jì)的競爭歸根到底是制造技術(shù)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(jī)。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(dòng)機(jī)缸體等零件上的孔。所以對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，其意義十分重大。
6.5尾柱設(shè)計(jì)
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(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，以調(diào)整位置。尾柱的動(dòng)力來源于主軸箱，通過安裝在床身導(dǎo)軌上的光杠，再經(jīng)由一對(duì)錐齒輪傳遞過來，支架的上下移動(dòng)是通過立柱上的絲杠來實(shí)現(xiàn)的。
尾柱對(duì)于提高加工精度有很大作用，加工大型缸體，特別是對(duì)于加工深孔。其高度為1280mm，具體參數(shù)見圖。
結(jié) 論
時(shí)光如水，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成代表大學(xué)生活的即將結(jié)束，同時(shí)也是對(duì)我四年學(xué)業(yè)的綜合檢驗(yàn)。本次我設(shè)計(jì)的是電火花鏜磨電火花鏜磨機(jī)設(shè)計(jì)。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(dòng)機(jī)等。
對(duì)于一臺(tái)電火花鏜磨機(jī)來講，主軸箱是其最重要的部件，它關(guān)系到傳遞各種轉(zhuǎn)速，扭矩。而再設(shè)計(jì)它的傳動(dòng)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(shù)控電火花鏜磨機(jī)大量的使用，效率也大大高于普通電火花鏜磨機(jī)，但價(jià)格相對(duì)便宜的普通電火花鏜磨機(jī)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(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。
在近三個(gè)月的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)的每個(gè)過程，我都嚴(yán)格按照國家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制圖和設(shè)計(jì)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己很多方面的不足，只有通過長期的實(shí)踐，通過設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，再設(shè)計(jì)，才能最終設(shè)計(jì)出滿意的產(chǎn)品。
幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，最大的收獲是對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)有了很高的認(rèn)識(shí)以及極大的鍛煉了自己的自主設(shè)計(jì)能力，為以后步入工作崗位打下了很好的基礎(chǔ)。
由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)存在不合理之處，還請(qǐng)各位老師指出，深表謝意。
致 謝
感謝老師在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的幫助和支持，正是因?yàn)橛辛死蠋煹闹笇?dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得一完成。同時(shí)也感謝老師在參考資料方面對(duì)我的幫助。
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1 電火花鏜磨電火花鏜磨機(jī)設(shè)計(jì) 目 錄 第 1 章 緒 論 .............................................................................................................. 3 目的研究意義 .................................................................................................. 5 內(nèi)外的科技現(xiàn)狀 .............................................................................................. 5 計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域 ............................................................................... 6 設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................................... 7 設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 ........................................... 7 設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................. 7 題目的可行性分析 ................................................................................. 7 項(xiàng)目的創(chuàng)新之處 .................................................................................... 7 第 2 章 電火花鏜磨機(jī)總體設(shè)計(jì) ....................................................................................... 8 定電機(jī) .............................................................................................................. 8 火花鏜磨機(jī)布局 ....................................................................................... 8 第 3 章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 10 定結(jié)構(gòu) ............................................................................................................ 10 配降速比 ........................................................................................................ 10 制轉(zhuǎn)速圖 ................................................................................................. 11 定齒輪齒數(shù) .................................................................................................... 12 定帶輪直徑 .................................................................................................... 13 算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ............................................................................................. 13 制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ................................................................................................. 15 第 4 章 估算傳動(dòng)件參數(shù)并確定其結(jié)構(gòu)尺寸 .................................................................. 17 定傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速 ................................................................................................. 17 定主軸支承軸頸尺寸 ..................................................................................... 18 算傳動(dòng)軸直徑 ................................................................................................. 18 算傳動(dòng)齒輪模數(shù) ............................................................................................. 19 動(dòng)器的選擇與計(jì)算 ......................................................................................... 21 通 V 帶的選擇與計(jì)算 .................................................................................... 21 何計(jì)算 ............................................................................................................ 23 第 5 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 26 2 輪設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 26 輪塊設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 26 承 選擇 ............................................................................................................ 26 縱機(jī)構(gòu) ............................................................................................................ 26 滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................... 26 封裝置 ............................................................................................................ 27 第 6 章 傳動(dòng)件驗(yàn)算 ........................................................................................................ 28 算軸彎曲剛度 ................................................................................................. 28 鍵鍵側(cè)擠壓應(yīng)力計(jì)算 ..................................................................................... 29 算齒輪模數(shù) .................................................................................................... 30 動(dòng)軸承驗(yàn)算 .................................................................................................... 35 柱設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 38 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 40 致 謝 .......................................................................................................................... 41 3 中文摘要 內(nèi)容 動(dòng)力箱，各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 的動(dòng)力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱為滑臺(tái)。固定在動(dòng)力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動(dòng)力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件設(shè)計(jì)，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(cè)底座，中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)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(dòng)的或回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)是多工位組合機(jī)床的主要部件之一，它起著轉(zhuǎn)換工位和輸送工位的作用，因此它們的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度直接影響組合機(jī)床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機(jī)床還有各種控制部件，主要是指揮機(jī)床按順序動(dòng)作，以保證機(jī)床按規(guī)定的程序進(jìn)行工作。 關(guān)鍵詞 ： 組合機(jī)床，動(dòng)力箱，滑臺(tái)，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(dāng)今時(shí)代，任何一個(gè)具備完整工業(yè)體系的國家，都會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的制造業(yè)，如汽車、機(jī)車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、電火花鏜磨機(jī)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(jī)械工業(yè)有關(guān)，有的是實(shí)質(zhì)上就是機(jī)械工業(yè)，它們都是用機(jī)械設(shè)備制造各種各樣的產(chǎn)品。所以說機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備部，是國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)，是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)。如果一個(gè)國家的機(jī)械工業(yè)水平不高，它生產(chǎn)的產(chǎn)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(qiáng)國， 70 年代美國曾認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經(jīng)濟(jì)重心應(yīng)由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)及服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒?，不重視實(shí)際應(yīng)用，政府不支持產(chǎn)業(yè)技術(shù)，使美國制造業(yè)產(chǎn)生衰 退。而同期日本重視制造技術(shù)，重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應(yīng)用于制造業(yè)，加之嚴(yán)密的社會(huì)組織，很快把原來美國占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)如汽車、照相機(jī)、家電、電火花鏜磨機(jī)、復(fù)印機(jī)、半導(dǎo)體等變成自己的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識(shí)之士的關(guān)注。為此， 80 年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調(diào)查， 調(diào)查報(bào)告中指出：“一個(gè)國家要想生活的好，必須生產(chǎn)的好。振興經(jīng)濟(jì)的出路在于振興制造業(yè)”，當(dāng)前國際間“經(jīng)濟(jì)的競爭歸根到底是制造技術(shù)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(jī)。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(dòng)機(jī)缸體等零件上的孔。所以對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)， 其意義十分重大。 內(nèi)外的科技現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀： 德國政府一貫重視 電火花鏜磨機(jī) 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(shí)際 ”與 “實(shí)效 ”，堅(jiān)持 “以人為本 ”，師徒相傳，不斷提高人員素質(zhì)。在發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上， 于 1956 年研制出第一臺(tái)數(shù)控 電火花鏜磨機(jī)后 ，一直堅(jiān)持實(shí)事求是，講求科學(xué)精神，不斷穩(wěn)步前進(jìn)。德國特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論 與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對(duì)用戶產(chǎn)品、加工工藝、 電火花鏜磨機(jī) 布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控 電火花鏜磨機(jī) 的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控 電火花鏜磨機(jī) 質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控 電火花鏜磨機(jī) 。德國特別重視數(shù)控 電火花鏜磨機(jī) 主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測(cè)量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和 司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 國內(nèi)現(xiàn)狀： 在產(chǎn)品開發(fā)上，國內(nèi)支柱企業(yè)重點(diǎn)放在數(shù)控電火花鏜磨機(jī)上，年生產(chǎn)電火花鏜磨機(jī)臺(tái)數(shù)和數(shù)控電火花鏜磨機(jī)所占比例逐年上升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年鉆鏜床行業(yè)共開發(fā)新產(chǎn)品 81 種，其中數(shù)控電火花鏜磨機(jī)新產(chǎn)品 61種，占開發(fā)新產(chǎn)品的近 80%。數(shù)控產(chǎn)品中在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平的有 36 種，包括車銑鏜等復(fù)合加工中心，高速（最高轉(zhuǎn)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(tái)尺寸 20004000以上）、龍門式加工中心（龍門五面、龍門五軸）、五軸聯(lián)動(dòng)加工中 心、高精度數(shù)控電火花鏜磨機(jī)等。 該產(chǎn)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(dòng)機(jī)缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)可縱向或橫向運(yùn)動(dòng)，可鉆、擴(kuò)、鉸、和鏜孔及車削內(nèi)、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(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 完成對(duì)電火花鏜磨電火花鏜磨機(jī)設(shè)計(jì)柱設(shè) 計(jì) 研究內(nèi)容： （ 1）電火花鏜磨機(jī)主軸箱設(shè)計(jì) （ 2）電火花鏜磨機(jī)尾柱設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 對(duì)電火花鏜磨電火花鏜磨機(jī)設(shè)計(jì)柱設(shè)計(jì) 題目的可行性分析 當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì) 電火花鏜磨機(jī) 工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn) 電火花鏜磨機(jī) ，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)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(qiáng) 電火花鏜磨機(jī) 工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控 電火花鏜磨機(jī) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。 項(xiàng)目的創(chuàng)新之處 對(duì)主軸箱傳動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn) 成本。 8 第 2 章 電火花鏜磨機(jī)總體設(shè)計(jì) 該型號(hào)鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的電火花鏜磨機(jī)。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(dòng)機(jī)缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)可縱向或橫向運(yùn)動(dòng)，可鉆、擴(kuò)、鉸、和鏜孔及車削內(nèi)、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(jù)電火花鏜磨機(jī)的精度等級(jí)和工作性能要求，構(gòu)思主傳動(dòng)系統(tǒng)，初步擬定采用集中傳動(dòng)，采用 三相異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)分級(jí)變速箱實(shí)現(xiàn)主軸所需的各級(jí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍。 （ 1）確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目 實(shí)現(xiàn) 18 級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng) 根據(jù)功率要求查表選取電動(dòng)機(jī)型號(hào) 11 n=1460r/火花鏜磨機(jī)布局 ①確定結(jié)構(gòu)方案 ②主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用普通 V 帶，齒輪傳動(dòng) ③傳動(dòng)型式采用集中傳動(dòng) ④主軸正反轉(zhuǎn)方向，制動(dòng)采用能耗制動(dòng)器 ⑤變速齒輪系統(tǒng)采用多聯(lián)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(jī)主要組成部件有床身、前9 立 柱、主軸箱、工作臺(tái)和后立柱等。此次設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸及相關(guān)部件。 10 第 3 章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 1）確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目： 18=3× 3× 2 （ 2）確定基本組和擴(kuò)大組： 18=31 ×33×29（ 3）驗(yàn)算最后擴(kuò)大組變速范圍： 12(9)1(2 22 ??? ??? 所以符合設(shè)計(jì)原則 該鏜床主軸系統(tǒng)共設(shè)有四個(gè)傳動(dòng)組，其中有一個(gè)是帶傳動(dòng)，根據(jù)降速比分配應(yīng)“前快后慢”的原則，確定各傳動(dòng)組最小傳動(dòng)比： u 總=i n 6 ????? ????11 制轉(zhuǎn)速圖 由 查表 獻(xiàn) 13）轉(zhuǎn)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(duì)齒數(shù)比求出個(gè)傳動(dòng)組齒輪齒數(shù)。 : 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(shù)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(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)學(xué)科的一個(gè)重要分支，主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。它是機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)形式，也是電機(jī)設(shè)備的核心，聯(lián)接部件，種類異常繁多，用途極為廣泛。其最大的特點(diǎn)是可以自由變速，遠(yuǎn)近傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，更換方便。 設(shè)計(jì)功率獻(xiàn) 2）查得載荷修正系數(shù) K ??? d 表 獻(xiàn) 1）。取小帶輪基準(zhǔn) 直徑： 1201 ?dd 帶輪直徑由公式 )1(112 ?? ???? dd 2 1 0 ???dd 主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值由公式： ?????? )1(21 ?實(shí)其中au，bu，、三變速齒輪傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際?? ? ?%110 ?? ? =所以轉(zhuǎn)速誤差表為： 主軸轉(zhuǎn)速 1n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n 9n 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/0 50 63 80 100 125 160 200 實(shí)際轉(zhuǎn)速r/速誤差 % 軸轉(zhuǎn)速 10n 11n 12n 13n 14n 15n 16n 17n 18n 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/50 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 實(shí)際轉(zhuǎn)速r/速誤差 % 知轉(zhuǎn)速誤差滿足要求 根據(jù)傳動(dòng)情況及齒輪分布情況，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下： 16 17 第 4 章 估算傳動(dòng)件參數(shù)并確定其結(jié)構(gòu)尺寸 由轉(zhuǎn)速圖可得各軸轉(zhuǎn)速及各齒輪轉(zhuǎn)速： 傳動(dòng)件 計(jì)算轉(zhuǎn)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?qǐng)D 獻(xiàn) 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(xiǎn)截面的直徑 （ 19 P 為該傳動(dòng)軸的載入功率（ P= ?(計(jì)算公式 軸號(hào) 計(jì)算轉(zhuǎn)速 動(dòng)效率 ? 輸入功率P 許扭轉(zhuǎn)角[? ] m 傳動(dòng)軸長度 計(jì) 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(yīng)力 =查表 獻(xiàn) 1） 得 =1100N/ 2 由表 獻(xiàn) 1）有查圖 獻(xiàn) 1）取 518 N/ 2查表 齒寬系數(shù) m?=b/m=7。 由圖 文獻(xiàn) 1）取 5Z=30 時(shí) 20 11Z=23 時(shí) 15Z=20 時(shí) 齒面疲勞強(qiáng)度： 3 221( 1 )267c H u???? 按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度： 31267 c F ?可得下表： 傳 動(dòng) 組 小 齒 輪 齒 數(shù) 比 1?? 齒寬系數(shù) m?傳 遞 功 率 P 載荷系數(shù) K 系 數(shù) 數(shù) 用 接 觸 應(yīng) 力 許 用 齒 根 應(yīng) 力 算 轉(zhuǎn) 速 數(shù) 數(shù) 數(shù) 取 模 數(shù) 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(jī)能耗制動(dòng)方式，特點(diǎn)是制動(dòng)比較平穩(wěn)，制動(dòng)時(shí)間可以調(diào)整，簡化電火花鏜磨機(jī)結(jié)構(gòu)，但需要直流電源，功率大，設(shè)備復(fù)雜。 由于電機(jī)制動(dòng)采用電氣方法直接制動(dòng)電動(dòng)機(jī)使電火花鏜磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡化。制動(dòng)器安裝位置應(yīng)根據(jù)電火花鏜磨機(jī)具體結(jié)構(gòu)，使用條件、綜合全面考慮來確定。一般情況下，力爭將制動(dòng)器安放在靠近主軸（或 其他執(zhí)行元件上）、且轉(zhuǎn)速較高，變速范圍較小的軸上，可達(dá)到制動(dòng)時(shí)間短、沖擊小、制動(dòng)靈敏、結(jié)構(gòu)尺寸小（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩?。┑木C合效果。因此將制動(dòng)器放在Ⅰ軸上。 帶的選擇與計(jì)算 計(jì)算內(nèi)容 符 號(hào) 單 位 計(jì)算公式 計(jì)算過程 結(jié)果 設(shè)計(jì)功率 P?,表 獻(xiàn) 1） 11 型 獻(xiàn) 1） 120 A 型 22 選擇 1460r/選中心距 0據(jù)電火花鏜磨機(jī)的布局及結(jié)構(gòu)方案 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d? ? ? ?600 計(jì)算帶的基準(zhǔn)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(zhǔn)長度 獻(xiàn) 1） 1800 實(shí)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(shù) u 1s?1000 40?? 1 0 0 0 2 9 . 1 71800u ??? 格 帶的根數(shù) Z 11() P K K? ?? 表 獻(xiàn) 1） 1 4 . 3( 1 . 9 2 0 . 1 5 ) 0 . 9 8 1 . 0 1Z ? ? ? ? 8 其中 數(shù)。 計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù) V 帶計(jì)算選用 8 根 A 型 V 帶，由于Ⅰ軸安裝制動(dòng)器及傳動(dòng)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(jié)構(gòu)。 齒輪采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，根據(jù)各傳動(dòng)組的工作特點(diǎn)，第一擴(kuò)大組的滑移齒輪采用銷釘聯(lián)接裝配式結(jié)構(gòu)，基本組采用了整體滑移式齒輪。第二擴(kuò)大組，由于傳遞轉(zhuǎn)矩較大，采用鏈接裝配式齒輪，所有滑移齒輪與傳動(dòng)軸間均采用花鍵聯(lián)接。 為了簡化結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)精度，主軸前后軸承均用壓塊式防松螺母調(diào)整軸承的間隙。 為了適應(yīng)不同的加工狀態(tài)，主軸的轉(zhuǎn)速經(jīng)常需要調(diào)整。根據(jù)各滑移變速傳動(dòng)組的特點(diǎn)，分別采用了集中變速操縱機(jī)構(gòu)和單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。 主軸內(nèi)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(jìn)入 。 28 第 6 章 傳動(dòng)件驗(yàn)算 （ 1）受力分析 Ⅱ軸上的齒輪為滑移齒輪。根據(jù)本鏜床齒輪排列特點(diǎn)。主軸轉(zhuǎn)速為100r/，Ⅱ軸受力變形最大，故采用此時(shí)的齒輪位置為計(jì)算位置。 （ 2）計(jì)算撓度、傾角 齒輪受力計(jì)算 69 1 0 ?； 2t TF d? ； ?； 傳 遞 功 轉(zhuǎn) 傳 動(dòng) 轉(zhuǎn) 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(jì)算擠壓應(yīng)力 ???為許用擠壓應(yīng)力 D 為花鍵軸的大徑 d 為花鍵軸的小徑 N 為花鍵的赤數(shù) k 為載荷分布不均系數(shù) k =0 計(jì)算公式 最 大 轉(zhuǎn) 矩 鍵軸小徑d 鍵軸大徑D 鍵 數(shù) N 載 荷 系 數(shù) k 工 作 長 度 l 用 擠 壓 應(yīng) 力 ??? 算 擠 壓 應(yīng) 力 論 6m a 5 5 1 0? m a j y j d l N k?????????42 48 8 0 30 格 驗(yàn)算公式 按齒面接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)度 31c o F P n t v F F a F c F K K K P ?????序 號(hào) 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算用圖表或公式 計(jì)算過程 結(jié) 果 名稱 符號(hào) 單位 1 齒數(shù) Z 23 31 2 使用系數(shù) 獻(xiàn) 2） 功率系數(shù) 獻(xiàn) 2） 獻(xiàn) 2） 轉(zhuǎn)速變化系數(shù) 獻(xiàn) 2） 獻(xiàn) 2） 變動(dòng)工作用量系數(shù) 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(shù) 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(dòng)載系數(shù) )/ 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(shù) K? 1 K? ? ?? ? ? K? =1+1 齒間載荷分配系數(shù) 獻(xiàn) 2） 獻(xiàn) 2） 2 節(jié)點(diǎn)區(qū)域獻(xiàn) 2） 3 系數(shù) 13 彈性系數(shù) 獻(xiàn) 2） 4 接觸強(qiáng)度重合度及螺旋角系數(shù) Z?? 圖 獻(xiàn) 2） 5 許用接觸應(yīng)力 ?=P?=1200× 068 16 復(fù)合齒形系數(shù) 齒查圖 獻(xiàn) 2） 剃齒、磨齒查圖 獻(xiàn) 2） 曲34 17 強(qiáng)度重合度及螺旋角系數(shù) Y?? 圖 獻(xiàn) 2） 8 許用齒根應(yīng)力 ???446 9 接觸強(qiáng)度模數(shù) 0 彎曲強(qiáng)度模數(shù) 5 根據(jù)Ⅱ軸的受力狀態(tài)，分別計(jì)算出左（ A 端）、右（ B 端）兩支承端支反力。 在 面內(nèi)： 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(nèi)： 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(yàn)算左端軸承。 軸承驗(yàn)算： 計(jì)算公式 疲勞壽命驗(yàn)算 ? ?5 0 0 ( ) H P H n K K F ??? （ h） 靜負(fù)荷驗(yàn)算 ? ?00 F C?? （ N） 序 號(hào) 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算用表或公式 計(jì)算過程 結(jié)果 名稱 符號(hào) 單位 1 額定動(dòng)負(fù)荷 C N 查軸承手冊(cè) 20000 2 速度系數(shù) cf n??3 003 4 0 0 ? 使用系數(shù) 文獻(xiàn) 1） 功率利用系數(shù) 文獻(xiàn) 1） 37 5 速變化系數(shù) 文獻(xiàn) 1） 齒輪輪換工作系數(shù) .