銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì),銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì),銑床,縱向,工作臺(tái),設(shè)計(jì) XXXX大學(xué)XXXX 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： XXXX 姓名： XXXX 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： XXXX 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)》。主要內(nèi)容包括了三個(gè)方面。第一，設(shè)計(jì)銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)。第二，銑床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)原理。第三，與銑床機(jī)體的聯(lián)接部分。 基本要求如下：第一，要求銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)越，能方便的拆卸和安裝。移動(dòng)工作臺(tái)能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。銑床工作臺(tái)擁有鎖緊裝置，可以在工作中進(jìn)行鎖定，停止機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。第二，傳動(dòng)部分使用的是螺母絲桿裝置，運(yùn)行可靠，精度可以得到保證。機(jī)床動(dòng)力由輸入軸帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪，驅(qū)動(dòng)絲桿，工作效率較高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且輸入軸可以正反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)正、反兩方向移動(dòng)。第三，工作臺(tái)與機(jī)體用燕尾槽聯(lián)結(jié)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠。 二、重點(diǎn)研究的問題 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)》。主要內(nèi)容包括了三個(gè)方面。第一，設(shè)計(jì)銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)。第二，銑床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)原理。第三，與銑床機(jī)體的聯(lián)接部分。重點(diǎn)研究的問題：銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算，校核，包括絲桿，螺母，錐齒輪，絲桿裝置設(shè)計(jì)。 三、進(jìn)度安排 序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 查閱資料、調(diào)研 三月初 2 開題報(bào)告、制訂設(shè)計(jì)方案 三月中 3 近距離觀察實(shí)體 三月末 4 開始進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算 四月初 5 畫裝配圖 四月中 6 修改CAD圖，寫說明書 五月初 7 寫出正式稿 五月中 8 答辯 五月底 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) ［1］周炳章，銑工工藝學(xué)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1996. ［2］濮良貴.紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社，2006. ［3］晏初宏. 金屬切削機(jī)床[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007. ［4］羅圣國(guó)，吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:高等教育出版社，2006. ［5］阮忠唐. 聯(lián)軸器與離合器設(shè)計(jì)與選用指南[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006. ［6］戴曙. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1984. ［7］戴曙. 金屬切削機(jī)床[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999. ［8］梁云高.王建平.CAD2004機(jī)械制圖百例[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2004. ［9］技工學(xué)校機(jī)械類通用教材編審委員會(huì).銑工工藝學(xué)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1980. ［10］周增文.張亮峰. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2003. 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) XXXX 姓名 XXXX 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 設(shè)計(jì) 質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 該同學(xué)所選銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，有利于對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，難度和工作量適中。該生具有查閱文獻(xiàn)、利用相關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，基本具備了機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的能力，具有一定的外文和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，設(shè)計(jì)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚可，設(shè)計(jì)的圖紙基本正確，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的內(nèi)容表述基本正確，總之該生基本具備了獨(dú)立工作的能力。 評(píng)閱人： 年 月 日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號(hào)： XXXX 姓名： XXXX 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 42 頁(yè) 圖 表 6 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要：本次設(shè)計(jì)主要對(duì)其銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)首先確 定工作臺(tái)的工作原理，選擇國(guó)內(nèi)技術(shù)較為成的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其次對(duì)絲桿，螺母，軸 承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算和多次校核；最后應(yīng)用autoCAD軟件畫 出了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的裝配圖以及零件圖，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：第一，設(shè) 計(jì)機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)；第二，機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)部分；第三，機(jī)床移動(dòng)工作 臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理。由于之前沒有經(jīng)驗(yàn)，難于動(dòng)手，通過指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助，在不斷 的嘗試中逐步的了解了本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容。通過老師的鼓勵(lì)和教導(dǎo)我也逐步明白了此次 設(shè)計(jì)的真正含義。即：1.要有正確的設(shè)計(jì)思想并勇于探索創(chuàng)新；2.掌握通用零件的設(shè)計(jì) 原理、方法和一般規(guī)律，進(jìn)而綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，研究改進(jìn)或開發(fā)新的基礎(chǔ)件及設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的能力；3.具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力； 4.掌握典型機(jī)械零件的試驗(yàn)方法，獲得試驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練；5.了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技 術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展有所了解。通過這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的設(shè)計(jì) 能力和動(dòng)手畫圖的能力大大的提高，極大地提高了我的獨(dú)立解決事情的能力。在設(shè)計(jì) 的過程中，遇到了很多以前沒有預(yù)料到的問題，一直重復(fù)著去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的 過程。提高了自己獨(dú)立的思考和解決問題的能力；最重要的是提升了自己的自信心， 以前覺得自己不能完成的事情一件一件逐漸實(shí)現(xiàn)，開始真正的體會(huì)到學(xué)以致用。 指導(dǎo)教師評(píng)語 該生設(shè)計(jì)了銑床縱向工作臺(tái)，主要設(shè)計(jì)了工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置和移動(dòng)工作臺(tái)與機(jī)床的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本合理，驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算基本正確，連接結(jié)構(gòu)與軌道可行，所涉及的裝配圖和零件圖的表達(dá)基本滿足工程圖的圖紙要求。設(shè)計(jì)工作量適中，在設(shè)計(jì)期間能自覺的投入大量的時(shí)間和精力，態(tài)度積極，表現(xiàn)優(yōu)秀，是一名合格的大學(xué)畢業(yè)生。 同意其參加答辯，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為： 指導(dǎo)教師： 2012年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語 答辯小組組長(zhǎng)： 2012年 月 日 答辯委員會(huì)意見 答辯委員會(huì)主任： 2012年 月 日 XXXX大學(xué)XXXX 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 銑床縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： XXXX 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： XXXX 姓 名： XXXX 指導(dǎo)教師： XXXX 完成日期： 2012年5月28日 目 錄 摘 要 3 Abstract 4 第一章 緒 論 5 1.1銑床的簡(jiǎn)介 5 1.2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 5 1.3數(shù)控銑床未來發(fā)展動(dòng)態(tài) 7 1.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 7 1.5設(shè)計(jì)的主要參數(shù) 8 第二章 銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 10 2.1工作臺(tái)和底座的結(jié)構(gòu)及調(diào)整 10 2.2工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu) 12 第三章 銑床縱向工作臺(tái)各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 14 3.1工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分析 14 3.2絲桿和螺母的選擇，計(jì)算與校核 15 3.2.1絲桿與螺母的選擇 15 3.2.2絲桿的耐磨性計(jì)算 16 3.2.3絲桿強(qiáng)度計(jì)算 17 3.2.4螺母強(qiáng)度計(jì)算 18 3.2.5絲桿的穩(wěn)定性計(jì)算 18 3.3軸承和錐齒輪的選擇，計(jì)算與校核 19 3.3.1已知條件 19 3.3.2對(duì)軸承的效率統(tǒng)計(jì) 19 3.3.3選定齒輪精度等級(jí)、材料熱處理方式及齒數(shù) 20 3.3.4按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 20 第四章 銑床縱向工作臺(tái)其他主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4.1 離合器的設(shè)計(jì) 23 4.2燕尾槽導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 23 4.3手輪的設(shè)計(jì) 27 結(jié)束語 28 參考文獻(xiàn) 29 摘 要 本次設(shè)計(jì)的銑床為立式升降臺(tái)銑床，這是目前我國(guó)使用較廣泛的通用機(jī)床。這種機(jī)床可以安裝各種類型的銑刀，適宜于對(duì)中小型零件進(jìn)行各種銑削工作，如銑平面、階臺(tái)、溝槽、螺旋槽和成型面等等。在同類型銑床中，它的轉(zhuǎn)速高、剛度好、功率大，故可做高速銑削和強(qiáng)力銑削；工作臺(tái)縱向絲杠有間隙調(diào)整裝置，因此它既能逆銑又能順銑。設(shè)計(jì)主要對(duì)其機(jī)床縱向移動(dòng)工作臺(tái)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，首先確定了工作臺(tái)的工作原理，選擇國(guó)內(nèi)技術(shù)較為成熟的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其次對(duì)絲桿，螺母，軸承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇和多次校核；最后用autoCAD軟件畫出了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)的裝配圖以及零件圖以確定其結(jié)構(gòu)的合理性和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 銑床；移動(dòng)工作臺(tái)；絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) Abstract The design of the milling machine for vertical milling machine, it is at present our country is the widely used general machine tool.This machine can be installed various types of milling cutter, is suitable for medium and small-sized parts of various milling work, such as milling plane, terraces, grooves, spiral grooves and the molding surface and so on.In the same type of milling machine, the high speed, good rigidity, big power, so can be used in high speed milling and strong milling; table longitudinal screw clearance adjusting device, so it not only can inverse milling and milling.The design of its main machine longitudinal mobile platform to do the detailed design, first determine the working principle of the stage, choose domestic technology is more mature screw drive mechanism; the screw rod, nut, bearing, gear and other key parts of the design choices and repeatedly check; finally using autoCAD software to draw moving working table of machine tool assembly drawing and parts drawing in order to determine its structure is reasonable and optimized design. Keyword milling machine; mobile workbench；screw transmission mechanism 第一章 緒 論 1.1銑床的簡(jiǎn)介 銑床一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí)，工件裝在工作臺(tái)上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，輔以工作臺(tái)或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。 1.2 國(guó)內(nèi)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬熱切割一般有氣割、等離子切割、數(shù)控銑床等。其中數(shù)控銑床與氣割相比，其切割范圍更廣、效率更高。而精細(xì)等離子切割技術(shù)在材料的切割表面質(zhì)量方面已接近了激光切割的質(zhì)量，但成本卻遠(yuǎn)低于激光切割。因此，數(shù)控銑床自20世紀(jì)50年代中期在美國(guó)研制成功以來，得到迅速發(fā)展。 （1）、國(guó)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國(guó)、美國(guó)和日本。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其發(fā)展經(jīng)歷了十字架型（輕型）、門型（小型）、龍門型（大型）3個(gè)階段，相應(yīng)的型號(hào)種類繁多。能夠代表數(shù)控銑床技術(shù)最高水平的廠家主要集中在德國(guó)，目前，國(guó)外已有廠家在龍門式切割機(jī)上安裝一個(gè)專用切割機(jī)械手，開發(fā)出五軸控制系統(tǒng)的龍門式專用切割工具，該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡，利用特殊的跟蹤探頭，在切割過程中控制切割運(yùn)行軌跡。相比之下，國(guó)內(nèi)雖然十字架型、門型、龍門型都有所生產(chǎn)，但廣度不夠，生產(chǎn)廠家產(chǎn)品型號(hào)較為單一，尚無龍門式專用型材切割機(jī)產(chǎn)品。 （2）、國(guó)內(nèi)數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)工廠的板材下料中應(yīng)用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割，所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。與其他切割方式比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專用配套下料設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。用仿形機(jī)下料，雖可大大提高下料工件的質(zhì)量，但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模，不適于單件、小批量和大工件下料。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但其功能簡(jiǎn)單，只適合一種形狀的切割。上述3種切割方式，相對(duì)于數(shù)控切割來說由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單，所以在我國(guó)的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。 隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的蓬勃發(fā)展以及“以焊代鑄趨勢(shì)的加速，數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)正在逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。數(shù)控銑床不僅使板材利用率大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn)，而且改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，勞動(dòng)效率進(jìn)一步提高。目前，我國(guó)金屬加工行業(yè)使用的數(shù)控銑床是以火焰和普通等離子切割機(jī)為主，但純火焰切割，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，該類切割機(jī)可滿足不同材料、不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的需要，因此需求量將會(huì)越來越大，但與國(guó)外的差距仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達(dá)國(guó)家金屬加工行業(yè)90%為數(shù)控切割機(jī)下料，僅10%為手工下料；而我國(guó)數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的10%，其中數(shù)控銑床下料所占比例更小。 我國(guó)數(shù)控銑床每年市場(chǎng)需求量約在400~500臺(tái)之間。相較而言，仿形切割機(jī)每年銷售幾千臺(tái)，半自動(dòng)切割機(jī)每年銷售達(dá)上萬臺(tái)。由此可見，我國(guó)數(shù)控切割市場(chǎng)，尤其是數(shù)控銑床市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹? 計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，而這也日益完善了數(shù)控銑床的高精、高速、高效功能。代表世界先進(jìn)水平的歐洲、美國(guó)、日本的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商利用工控機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開放式體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開發(fā)。 開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 近幾年來，由于對(duì)切割質(zhì)量、勞動(dòng)環(huán)境等的要求越來越高，其相應(yīng)產(chǎn)品在我國(guó)的市場(chǎng)需求量也逐年上升。在我國(guó)的數(shù)控銑床設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)中，由于缺乏切割理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐相轉(zhuǎn)換的機(jī)制，因此新技術(shù)運(yùn)用不廣、新產(chǎn)品開發(fā)速度不快，制約了數(shù)控銑床技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用。 1.3數(shù)控銑床未來發(fā)展動(dòng)態(tài) 中國(guó)數(shù)控銑床雖說價(jià)格便宜，但在性能方面還存在不足之處。未來數(shù)控銑床技術(shù)將朝數(shù)字化、高速 高精化、復(fù)合化、智能化等方向發(fā)展。 1、高速高精與多軸加工成為數(shù)控銑床的主流，納米控制成為高速高精加工的潮流。 2、多任務(wù)和多軸加工數(shù)控銑床越來越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 3、機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)用日趨普及，且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運(yùn)動(dòng)速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實(shí)用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。 4、智能化加工與監(jiān)測(cè)功能不斷擴(kuò)充，車間的加工監(jiān)測(cè)與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。 5、最新的機(jī)床誤差檢測(cè)與補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測(cè)量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高3～4倍，同時(shí)效率得到大幅度提升。 6、CAD/CAM技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控銑床的加工提供強(qiáng)有力的支持，可以大幅度提高加工效率。 7、刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計(jì)涵蓋了整個(gè)加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。 1.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)以X62W型臥式萬能銑床為原型，是目前應(yīng)用最廣泛的一種升降臺(tái)式銑床。 X62W型銑床是用圓柱銑刀、圓盤銑刀、角度銑刀、成型銑刀及端面銑刀來加工平面、成型面、各種形式的溝槽、螺旋槽及齒輪等。它適用于單件小批生產(chǎn)及成批生產(chǎn)中對(duì)中小型零件的加工。本機(jī)床具有轉(zhuǎn)速高、功率大、剛性好及操縱方便等特點(diǎn)。加工時(shí)，銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主體運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)相對(duì)刀具的直線運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于工作臺(tái)縱向絲桿有間隙調(diào)整裝置，故它既可順銑也可逆銑。 機(jī)床的主要特點(diǎn)： 1、工作臺(tái)沿床鞍移動(dòng)實(shí)現(xiàn)縱向運(yùn)動(dòng)；床鞍沿升降臺(tái)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)；其垂向運(yùn)動(dòng)由升降臺(tái)沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)實(shí)現(xiàn)； 　　2、機(jī)床具有基礎(chǔ)鑄件鋼性好，能承受重負(fù)荷切削； 　　3、主軸傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)均采用18級(jí)齒輪變速，具有較寬的變速范圍和很寬的加工范圍。 　　4、機(jī)床電氣控制貫徹了國(guó)家GB5226.1-2002標(biāo)準(zhǔn)，提高了安全性和可靠性。 5、機(jī)床通用性強(qiáng)、互換性好，可以配置分度頭、圓工作臺(tái)、鏜刀架、銑夾頭等附件，進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)床加工范圍； 　　6、容易磨損的部分都有消除間隙的調(diào)整裝置。保證機(jī)床的精度和工作平穩(wěn)； 1.5設(shè)計(jì)的主要參數(shù) 本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格如下： （1） 工作臺(tái)工作面積（寬長(zhǎng)） 3201250 mm （2） 工作臺(tái)最大行程（手動(dòng)/機(jī)動(dòng)） 縱向 700\680 mm 橫向 255 \240 mm 垂向 320 \300 mm （3） 工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)角度 45° （4） 工作臺(tái)T型槽 （寬度×距離×條數(shù)） 18 mm×70 mm×3 （5） 主軸孔錐度 7：24 （6） 主軸軸心線至橫梁的距離 30 mm （7） 床身垂直導(dǎo)軌至工作臺(tái)中心的距離 最大 470 mm 最小 215 mm （8） 主軸轉(zhuǎn)速 18級(jí) 30～1500 r \min （9） 工作臺(tái)工作進(jìn)給量 18級(jí) 縱向、橫向 23.5～1500 mm \min （10）主電動(dòng)機(jī)功率 7.5KW （11）進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率 1.5KW （12）最大載重量 500Kg （13）機(jī)床的工作精度 加工表面不平度 0.02/150毫米 加工表面不平行度 0.02/150毫米 加工表面不垂直度 0.02/150毫米 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行討論，著重于機(jī)床工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，對(duì)絲桿，螺母，軸承，齒輪等關(guān)鍵性零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇和多次校核。其設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下： 緒論主要介紹了銑床的由來，銑床在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)，以及數(shù)控銑床未來發(fā)展情況；還有本課題設(shè)計(jì)的主要課題，工作內(nèi)容和主要參數(shù)。 第二章介紹銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì)。 第三章是整個(gè)設(shè)計(jì)說明書的最核心的部分。這里包括了對(duì)絲桿，螺母，軸承，錐齒輪的選擇，計(jì)算和校核。 第四章主要介紹銑床縱向工作臺(tái)其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)說明書的結(jié)尾部分，列出了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果以及心得，并且完成了機(jī)床移動(dòng)工作臺(tái)CAD的繪圖工作，并對(duì)進(jìn)行檢查，以確定其結(jié)構(gòu)的合理性和對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 第二章 銑床縱向工作臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 2.1工作臺(tái)和底座的結(jié)構(gòu)及調(diào)整 X62W型臥式萬能銑床的主要部件有床身、主軸、懸梁、托架、縱向工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤、床鞍及升 降臺(tái)。床身內(nèi)裝有主體運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降臺(tái)內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工作臺(tái)與回轉(zhuǎn)盤可以繞床鞍頂面上的圓型導(dǎo)軌中心轉(zhuǎn)動(dòng)，用來調(diào)整工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度。工作臺(tái)可沿回轉(zhuǎn)盤上的燕尾型導(dǎo)軌做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，床鞍沿升降臺(tái)頂面的矩形導(dǎo)軌作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，升降臺(tái)沿床身側(cè)導(dǎo)軌作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 銑床工作時(shí)，夾具或工件固定在工作臺(tái)上，由工作臺(tái)帶動(dòng)夾具或工件實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。底 座是用來調(diào)整工作臺(tái)的搬轉(zhuǎn)方向和使工作臺(tái)得到橫向進(jìn)給的部件。 圖為X62W型銑床工作臺(tái)及底座的結(jié)構(gòu)圖。 工作臺(tái)1由縱向絲桿2帶動(dòng)，沿底座上部的回轉(zhuǎn)盤3頂面上的燕尾導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 燕尾導(dǎo)軌的間隙由鑲條調(diào)整。工作臺(tái)頂面上有縱向“T”型槽，用來固定夾具或工件。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄8經(jīng)偏心銷的作用，可以將床鞍溜板夾緊在升降臺(tái)上。工作臺(tái)隨回轉(zhuǎn)盤3一起可繞固定在溜板上的圓環(huán)5相對(duì)溜板做的調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整后用4個(gè)頭部是錐體的螺釘6和穿在溜板頂面環(huán)形“T”形槽里的銷子7，將回轉(zhuǎn)盤固定在溜板上。 縱向絲桿2由錐齒輪9帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，與絲桿2配合的螺母12，13固定在轉(zhuǎn)盤的左軸承座 內(nèi)，由絲桿移動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？v向絲桿上有長(zhǎng)鍵槽，用滑鍵與長(zhǎng)套筒10配合，長(zhǎng)套筒又以花鍵與牙嵌式離合器M5配合。圓錐齒輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)，牙嵌式離合器、套筒傳給縱向絲桿。用操作手把經(jīng)撥叉18撥動(dòng)牙嵌式離合器，可接通或斷開工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 縱向絲桿支承在工作臺(tái)兩端的滑動(dòng)軸承上，兩端均裝有推力球軸承，承受縱向絲桿帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力。絲桿左端的空套手輪14，用于手動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)。手動(dòng)工作臺(tái)時(shí)，將手輪向右推移，使其與固定在縱向絲桿上的牙嵌式離合器15結(jié)合，手輪方可帶縱向絲桿旋轉(zhuǎn)。松開手輪時(shí)，由于彈簧的作用，手輪自動(dòng)與牙嵌式離合器脫開，保證工作臺(tái)在機(jī)動(dòng)進(jìn)給或快速移動(dòng)時(shí)，手輪不轉(zhuǎn)，以免打傷操作工人?？v向絲桿的右端有帶鍵槽的軸頭，用來安裝配換掛輪，將縱向絲桿的運(yùn)動(dòng)傳給工作臺(tái)上的附件，如分度頭等。 絲桿螺母機(jī)構(gòu)使用一定時(shí)間后，由于磨損要產(chǎn)生間隙。順銑時(shí)，水平切削分力與工作臺(tái)進(jìn)給方向相同，絲桿螺母機(jī)構(gòu)中存在間隙，會(huì)使工作臺(tái)產(chǎn)生跳動(dòng)或振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具。為了消除間隙采用了雙螺母機(jī)構(gòu)，螺母13在回轉(zhuǎn)盤的軸承座中固定不動(dòng)，螺母12外緣銑有左旋齒，與蝸桿11嚙合，蝸桿11可帶動(dòng)螺母12轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)打開回轉(zhuǎn)盤上的蓋板，擰松螺釘17，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿11，帶動(dòng)螺母12轉(zhuǎn)動(dòng)，由于兩螺母的端面緊靠著，結(jié)果使螺母13和12分別與絲桿兩側(cè)面靠緊，消除了絲桿與螺母間存在的間隙。 圖2—1 工作臺(tái)及其底座 2.2工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu) 圖2-2是工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)示意圖。工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)的作用是控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)開關(guān)的壓合和離合器M的結(jié)合，從而獲得工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 手柄1處于中間位置（如圖示位置），開關(guān)9,10處于斷位，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)（即無動(dòng)力），并且離合器M處于脫離位置（彈簧5受壓），故此時(shí)縱向工作臺(tái)無縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 圖2-2工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)示意圖 1---手柄 2---靠板 3---柱銷 4---杠桿板 5---彈簧 6—內(nèi)花鍵 7---縱向絲桿 8---軸 9，10---開關(guān) 手柄1向右扳時(shí)，手柄軸帶動(dòng)靠板2逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)角度?？堪?尾部壓合開關(guān)9，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)靠板2不再頂住柱銷3，于是軸8上的彈簧向左推動(dòng)，杠桿板4逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，離合器M隨之結(jié)合，則縱向絲桿7被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并連動(dòng)工作臺(tái)一起向右移動(dòng)（即工作臺(tái)向右進(jìn)給）。 手柄1向左扳時(shí)，手柄軸帶動(dòng)靠板2順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)角度?？堪?尾部壓合開關(guān)10，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)靠板2不再頂住柱銷3，于是軸8上的彈簧向右推動(dòng)，杠桿板4順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，離合器M隨之結(jié)合，則縱向絲桿7被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并連動(dòng)工作臺(tái)一起向左移動(dòng)（即工作臺(tái)向左進(jìn)給）。 另外，工作臺(tái)橫向和垂向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)中，也有控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正，反轉(zhuǎn)的兩個(gè)開關(guān)。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)之一處于壓合狀態(tài)時(shí)，工作臺(tái)即橫向或垂向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；若開關(guān)9或者10兩者之一被壓和，均使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的電路切斷，電機(jī)切斷，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)停止。反之，也是如此。所以工作臺(tái)橫向和垂向進(jìn)給與工作臺(tái)進(jìn)給是電器互鎖。 第三章 銑床縱向工作臺(tái)各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 3.1工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分析 銑床縱向工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，此次電動(dòng)機(jī)的功率為1.5KW，轉(zhuǎn)速為1410r/min,經(jīng)過傳動(dòng)比為兩對(duì)齒輪的減速傳動(dòng)，使軸Ⅲ以1410×=320 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。再經(jīng)軸Ⅲ和軸Ⅴ上的兩個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，分別與軸Ⅳ上的固定齒輪齒合，使軸Ⅴ有3×3=9種轉(zhuǎn)速。當(dāng)軸Ⅴ上的空套齒輪（Z=40）右移時(shí)，其右側(cè)齒狀離合器與離合器結(jié)合，將軸Ⅴ的9種轉(zhuǎn)速，經(jīng)傳動(dòng)比為1的一對(duì)齒輪及離合器傳至軸Ⅵ，使軸Ⅵ獲得與軸Ⅴ相同的9種較快的轉(zhuǎn)速。當(dāng)軸Ⅴ上的空套齒輪（Z=40）左移時(shí)（其右側(cè)離合器脫開），與軸Ⅳ上的雙聯(lián)空套齒輪中Z=18的齒輪齒合，同時(shí)仍與軸Ⅳ上的Z=40的寬齒輪齒合。則軸Ⅴ上的9種傳速，經(jīng)傳動(dòng)比為的三對(duì)齒輪傳動(dòng)，再經(jīng)離合器傳至Ⅵ，其中因有兩次減速使軸Ⅵ又獲得9種較慢的轉(zhuǎn)速。因此軸Ⅵ共有9+9=18種轉(zhuǎn)速。在經(jīng)過傳動(dòng)比為的一對(duì)齒輪傳至軸Ⅶ，最后經(jīng)過若干齒輪、軸和離合器縱、橫和垂分別傳給縱向、橫向和垂向的絲杠，使工作臺(tái)獲得三個(gè)方向18種工作進(jìn)給量。 電機(jī)傳動(dòng)到絲桿則經(jīng)過了十對(duì)齒輪的傳動(dòng)，則設(shè)經(jīng)過每對(duì)齒輪的傳動(dòng)效率=0.99而經(jīng)過每對(duì)齒輪的傳動(dòng)比分別為:i1=26/44；i2=24/64；i3=18/36；i4=18/40；i5=13/45；i6=40/40；i7=28/35；i8=18/33；i9=33/37；i10=37/33。 縱向絲桿的最大進(jìn)給量 縱向絲桿的最小進(jìn)給量 由此可知： （3-1） （3-2） 則可計(jì)算處絲杠的扭矩為： （3-3） 查<<機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》有絲桿的螺紋的牙型角 a=300 所以可得： F= 3.2絲桿和螺母的選擇，計(jì)算與校核 3.2.1絲桿與螺母的選擇 絲桿屬于傳導(dǎo)絲桿，且使用頻繁，要求耐用并且精確，所以根據(jù)以上要求選擇40Cr為絲桿材料。 螺母比絲桿的要求略低，選用錫青銅ZQSn10-1 絲桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部的結(jié)構(gòu)尺寸。 絲桿的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸的連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式有要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該滿足：軸和安裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。 擬定軸上的零件裝配方案 擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定著軸的基本形式。所謂裝配方案，就叫是預(yù)定出軸上主要的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。本次設(shè)計(jì)大致如下圖所示； 圖3-1 1、手輪 2、離合器 3、軸承 4、螺母 6、齒輪 7、離合器 8、軸承 3.2.2絲桿的耐磨性計(jì)算 滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或者壓力）的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸，通常的根據(jù)耐磨性條件確定。下面計(jì)算絲桿的耐磨性。 已知：F= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[2]有： （3-4） 因?yàn)榻z桿所選螺紋為梯形螺紋，對(duì)于梯形螺紋有h=0.5P， 則： （3-5） 式中：在傳動(dòng)精度較高，載荷較大，壽命長(zhǎng)時(shí)，取 為材料的許用壓力，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-12；可得P=22Mpa =16.15mm 可以取d=51mm，滿足d的要求。 其公稱直徑d=55mm 外螺紋 內(nèi)螺紋 螺距p=8mm 螺母高度 H=204mm 3.2.3絲桿強(qiáng)度計(jì)算 由扭矩 （3-6） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[2]得，對(duì)于M10~M16普通螺紋取 （3-7） 已知D=100mm t=25mm 所以 危險(xiǎn)截面 （3-8） 式中： A---是絲桿的最小截面積 （3-9） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[2]得，=320~360Mpa，因此 結(jié)論是之前取的絲桿數(shù)據(jù)符合強(qiáng)度要求 3.2.4螺母強(qiáng)度計(jì)算 由于螺母的材料強(qiáng)度小于絲桿，故只需要校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度 選取螺母高度H=202mm 螺紋牙危險(xiǎn)截面a—a的彎曲強(qiáng)度條件為 （3-10） 式中：b---螺紋牙根部的厚度，mm，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P=5.85mm l---彎曲力臂，mm，l= []---螺母材料的許用切應(yīng)力 []---螺母材料的許用彎曲應(yīng)力 所以 80～108Mp 左右螺母均為102mm 3.2.5絲桿的穩(wěn)定性計(jì)算 臨界載荷Fcr可以按歐拉公式計(jì)算 （3-11） 式中：E---絲桿材料的拉壓彈性模量，E=2.06Mpa I---絲桿危險(xiǎn)截面的慣性矩, 所以： 2.5～4.0 （3-12） 所以得出結(jié)論：絲桿的穩(wěn)定性可靠。 3.3軸承和錐齒輪的選擇，計(jì)算與校核 3.3.1已知條件 1) 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35℃。 2) 使用折舊期：8年，每年工作350天，每天工作16小時(shí)。 3) 檢修間隔期：2年一次大修，每年一次中修，半年一次小修。 4) 動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V。 5) 運(yùn)輸帶速度允許誤差：≤5% 6) 制造條件及生產(chǎn)批量：中型機(jī)械廠，單件小批生產(chǎn)。 7) 滾筒效率： 3.3.2對(duì)軸承的效率統(tǒng)計(jì) 1) 滾筒球軸承效率：（脂潤(rùn)滑） 2) 開式齒輪軸承效率：（脂潤(rùn)滑） 3) 減速器內(nèi)滾柱軸承效率（2對(duì)）：（油潤(rùn)滑）； （油潤(rùn)滑） 4) 開式齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)：（8級(jí)精度，脂潤(rùn)滑） 5) 錐齒轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合效率：（8級(jí)精度，油潤(rùn)滑） 1) 電機(jī)—錐齒輪間，使用彈性套柱聯(lián)軸器： 2) 錐齒輪—開式齒輪間，使用滑塊聯(lián)軸器： 3.3.3選定齒輪精度等級(jí)、材料熱處理方式及齒數(shù) 本運(yùn)輸機(jī)工作速度、功率都不高，故選用7級(jí)精度。 1) 選擇齒輪材料為40Gr，調(diào)質(zhì)處理，硬度270HBS， 2) 選取小齒輪齒數(shù)Z1=18，初步確定傳動(dòng)比為U1=1.0則大齒輪齒數(shù) Z2= U1 Z1=1.0×18=18 3.3.4按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪以大端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，取齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 （1） 軸承的選擇 由于絲桿主要承受軸向應(yīng)力，同時(shí)還需承受來自一定的徑向力。因此采用推力球軸承與圓錐滾子軸承配套使用的方案。 1、推力球軸承： 軸承的受力F=35809N，也就是每對(duì)軸承受力P=17904.5N 軸承的基本額定壽命 （3-13） 式中：n---軸承的轉(zhuǎn)速（r/min） 原式可以轉(zhuǎn)化為： （3-14） 由轉(zhuǎn)速n=120(r/min)球軸承初步計(jì)算器當(dāng)量動(dòng)載荷 115.88 選取推力球軸承代號(hào)為51410 壽命校核： (3-15) 符合要求 2、圓錐滾子軸承 由于承受的徑向壓力很小，選取軸承代號(hào)32310的圓錐滾子軸承，取消校核驗(yàn)算。 （2）錐齒輪的選擇和校核 已知錐齒輪的齒數(shù) Z=18 輸入功率在經(jīng)過傳導(dǎo)以后 (3-16) 求最大的力矩，當(dāng)n取最小值時(shí)n=23.5（r/min），有最大力矩 (3-17) 初步確定輸入軸的最小直徑，45鋼，調(diào)質(zhì)處理 (3-18) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[2]可得錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算公式 (3-19) 載荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得， (3-20) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》由Z=18，得 帶入原式 所以取 m=8 再使用校核公式進(jìn)行校核 (3-21) 帶入m=8及其他已知條件 校核得此設(shè)計(jì)可用 再使用齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算和校核 (3-22) 將以上的已知條件帶入上式 所以，Z=18,m=8的錐齒輪選擇成立。 齒輪配套軸承選用角接觸軸承，軸承代號(hào) 7015AC 第四章 銑床縱向工作臺(tái)其他主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 離合器的設(shè)計(jì) 離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或接合。對(duì)離合器的基本要求有：接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底；調(diào)節(jié)和休息方便；外廓尺寸??；質(zhì)量小；耐磨性好和足夠的散熱能力；操縱方便省力。離合器的類型很多，常用的可分為牙嵌式和摩擦式兩大類。 牙嵌式離合器由兩個(gè)端面上有牙的半離合器組成。其中一個(gè)半離合器固定在主動(dòng)軸上；另一個(gè)半離合器用導(dǎo)向平鍵（或花鍵）與從動(dòng)軸連接，并可由操縱機(jī)構(gòu)使其座軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)離合器的分離與結(jié)合。牙嵌離合器是借牙的相互嵌合來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的。為使兩半離合器能夠?qū)χ?，在主?dòng)軸端的半離合器上固定一個(gè)對(duì)中環(huán)，從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)采用牙嵌式離合器，具體如下圖 圖4-1 離合器 4.2燕尾槽導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 絲杠中徑在扭矩推力關(guān)系中沒有直接聯(lián)系，僅通過影響螺旋升角間接影響（但在校驗(yàn)時(shí)，須在計(jì)算推力與對(duì)應(yīng)中徑的絲杠的軸向額定負(fù)載中取小值）；當(dāng)量摩擦角僅影響滾道受力狀態(tài)（參與絲杠副受力分析），但對(duì)推力扭矩的關(guān)系不產(chǎn)生影響；上例為：F=2πM/P=18692 N；（相同扭矩下，推力僅是導(dǎo)程的函數(shù)）轉(zhuǎn)速對(duì)推力沒有影響，但對(duì)于運(yùn)動(dòng)過程表征其與機(jī)械效率的函數(shù)，功率校驗(yàn)時(shí)建議取η=0.85核定。 注：目前業(yè)內(nèi)常常將機(jī)械效率在受力分析中體現(xiàn)，實(shí)為誤區(qū)，效率是一個(gè)過程量，力則是點(diǎn)量，好比電壓與電流分別跟電阻的關(guān)系。 導(dǎo)軌的作用和設(shè)計(jì)要求 當(dāng)運(yùn)動(dòng)件沿著承導(dǎo)件作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，承導(dǎo)件上的導(dǎo)軌起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運(yùn)動(dòng)件和保證運(yùn)動(dòng)件在外力（載荷及運(yùn)動(dòng)件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。 對(duì)導(dǎo)軌的要求如下： .一定的導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)件沿導(dǎo)軌移動(dòng)的直線性，以及它與有關(guān)基面間的相互位置的準(zhǔn)確性。 ①.運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)。工作時(shí)，應(yīng)輕便省力，速度均勻，低速時(shí)應(yīng)無爬行現(xiàn)象。 ②.良好的耐磨性。導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌長(zhǎng)期使用后，能保持一定的使用精度。 ③導(dǎo)軌在使用過程中要磨損，但應(yīng)使磨損量小，且磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便調(diào)整。 ④.足夠的剛度。運(yùn)動(dòng)件所受的外力，是由導(dǎo)軌面承受的，故導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的接觸剛度。為此，常用加大導(dǎo)軌面寬度，以降低導(dǎo)軌面比壓；設(shè)置輔助導(dǎo)軌，以承受外載 ⑤.溫度變化影響小。應(yīng)保證導(dǎo)軌在工作溫度變化的條件下，仍能正常工作。 ⑥.結(jié)構(gòu)工藝性好。在保證導(dǎo)軌其它要求的前提下，應(yīng)使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、測(cè)量、裝配和調(diào)整，降低成本。 不同設(shè)備的導(dǎo)軌，必須作具體分析，對(duì)其提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。必須指出，上述六點(diǎn)要求是相互影響的。 2 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)導(dǎo)軌應(yīng)包括下列幾方面內(nèi)容： 1.根據(jù)工作條件，選擇合適的導(dǎo)軌類型。 2.選擇導(dǎo)軌的截面形狀，以保證導(dǎo)向精度。 3.選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸，使其在給定的載荷及工作溫度范圍內(nèi)，有足夠的剛度，良好的耐磨性，以及運(yùn)動(dòng)輕便和平穩(wěn)。 4.選擇導(dǎo)軌的補(bǔ)償及調(diào)整裝置，經(jīng)長(zhǎng)期使用后，通過調(diào)整能保持需要的導(dǎo)向精度 5.選擇合理的潤(rùn)滑方法和防護(hù)裝置，使導(dǎo)軌有良好的工作條件，以減少摩擦和磨損。 6.制訂保證導(dǎo)軌所必須的技術(shù)條件，如選擇適當(dāng)?shù)牟牧希约盁崽幚?、精加工和測(cè)量方法等。 3 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 滑動(dòng)導(dǎo)軌 (1) 基本形式 三角形導(dǎo)軌：該導(dǎo)軌磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，故導(dǎo)向精度高。它的截面角度由載荷大小及導(dǎo)向要求而定，一般為90°。為增加承載面積，減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的條件下，采用較大的頂角（110°～120°）；為提高導(dǎo)向性，采用較小的頂角（60°）。如果導(dǎo)軌上所受的力，在兩個(gè)方向上的分力相差很大，應(yīng)采用不對(duì)稱三角形，以使力的作用方向盡可能垂直于導(dǎo)軌面。 矩形導(dǎo)軌：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)和修理方便；導(dǎo)軌面較寬，承載力較大，剛度高，故應(yīng)用廣泛。但它的導(dǎo)向精度沒有三角形導(dǎo)軌高；導(dǎo)軌間隙需用壓板或鑲條調(diào)整，且磨損后需重新調(diào)整。 圓形導(dǎo)軌：制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔珩磨可達(dá)精密的配合，但磨損后不能調(diào)整間隙。為防止轉(zhuǎn)動(dòng)，可在圓柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。 燕尾形導(dǎo)軌：燕尾形導(dǎo)軌的調(diào)整及夾緊較簡(jiǎn)便，用一根鑲條可調(diào)節(jié)各面的間隙，且高度小，結(jié)構(gòu)緊湊；但制造檢驗(yàn)不方便，摩擦力較大，剛度較差。用于運(yùn)動(dòng)速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)采用燕尾槽導(dǎo)軌。 (2)常用導(dǎo)軌組合形式 三角形和矩形組合：這種組合形式以三角導(dǎo)軌為導(dǎo)向面，導(dǎo)向精度較高，而平導(dǎo)軌的工藝性好，因此應(yīng)用最廣。 這種組合有V-平組合、棱-平組合兩種形式。V-平組合導(dǎo)軌易儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，低、高速都能采用；棱-平組合導(dǎo)軌不能儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，只用于低速移動(dòng)。 為使導(dǎo)軌移動(dòng)輕便省力和兩導(dǎo)軌磨損均勻，驅(qū)動(dòng)元件應(yīng)設(shè)在三角形導(dǎo)軌之下，或偏向三角形導(dǎo)軌。 矩形和矩形組合：承載面和導(dǎo)向面分開，因而制造和調(diào)整簡(jiǎn)單。導(dǎo)向面的間隙用鑲條調(diào)整，接觸剛度低。雙三角形導(dǎo)軌：由于采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩條導(dǎo)軌磨損均勻，磨損后對(duì)稱位置位置不變，故加工精度影響小。接觸剛度好，導(dǎo)向精度高，但工藝性差，四個(gè)表面刮削或磨削也難以完全接觸，如果運(yùn)動(dòng)部件熱變形不同，也不能保證四個(gè)面同時(shí)接觸，故不宜用在溫度變化大的場(chǎng)合。 (3）間隙調(diào)整 為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過小，會(huì)增加摩擦阻力；間隙過大，會(huì)降低導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌的間隙如依靠刮研來保證，要廢很大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)過長(zhǎng)期使用后，會(huì)因磨損而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝置。 矩形導(dǎo)軌需要在垂直和水平兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。在垂直方向上，一般采用下壓板調(diào)整它的低面間隙，其方法有：1.刮研或配磨下壓板的結(jié)合面；2.用螺釘調(diào)整鑲條位置； 圖4-2 1---鎖緊螺母 2---鎖緊塊 3---燕尾槽 4.3手輪的設(shè)計(jì) 如圖所示，手輪向里面移動(dòng)，當(dāng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過離合器帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接絲杠機(jī)構(gòu)，絲杠機(jī)構(gòu)通過離合器連接縱向工作臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)縱向工作臺(tái)通過手輪實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制而調(diào)節(jié)縱向工作臺(tái)的位置。如圖所示 圖4-3 手輪 結(jié)束語 緊張而又辛苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。任務(wù)即將完成了，頓時(shí)感覺心曠神怡，感覺自己人生得到了一次升華. 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們的專業(yè)課程綜合應(yīng)用的訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)、邁向工作的一次必不可少的設(shè)計(jì)過程，在這里也可以鍛煉一個(gè)人的研究設(shè)計(jì)能力。當(dāng)我們著手清理自己的資料、分析數(shù)據(jù)而得到一個(gè)屬于自己的設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，仔細(xì)想想這樣的經(jīng)歷，一種成功的喜悅使得我即刻忘記了操勞中的疲倦。做設(shè)計(jì)是苦活，需要耐心的構(gòu)思，需要不耐其煩地動(dòng)手實(shí)踐操作。其中老師是個(gè)很好的資源庫(kù)，向老師請(qǐng)教，將使得自己的設(shè)計(jì)水平得到質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是件始難終易的事，天下之難事，始做于易，天下之大事，始作于細(xì)。當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)做到一定程度設(shè)計(jì)思想便油然而生；設(shè)計(jì)如果有一點(diǎn)的不足時(shí)，卻也容易導(dǎo)致零件的報(bào)廢。 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的想法、意識(shí)才是正確的。正所謂初生之牛不怕虎，我在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)、零件布局、總體布局的時(shí)候，大膽地加入了自己的想法，將自己的構(gòu)思充分地體現(xiàn)在了設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)說明書中。雖然有些東西的原理還有待驗(yàn)證，有些想法有待證實(shí)，但是這些都不足使我退卻。失敗是成功之母。 在設(shè)計(jì)的過程中，我認(rèn)識(shí)到書是正確經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)是離不開工具書的。但是書的作者所寫的東西也是有一定的局限性，以致不能只局部的參考一些數(shù)據(jù)。要做出出色的設(shè)計(jì)，集思廣益是創(chuàng)作的源泉。因此，閱讀大量的文獻(xiàn)將是至關(guān)重要的。并且盡量能夠?qū)械乃枷?，轉(zhuǎn)化成自己的想法，然后在閱讀現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，加入自己的創(chuàng)作，從而達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。 常說：沒好景色在頂峰，人克服困難換來成功的喜悅才是最幸福的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)做完了，大學(xué)生活畫上了完美的句號(hào)，嘗到了成功的味道。但漫漫的人生之路還要我繼續(xù)努力。日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，使得我不能夠放松自己，我得要時(shí)刻準(zhǔn)備著，用知識(shí)的力量武裝自己，使得我在這個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)上能有屬于我的一片天空。我的平凡人生，即將因?yàn)槲业呐Χ兊貌黄椒?。我將再接再厲，不辜?fù)所有關(guān)系我的老師，親人，朋友。 參考文獻(xiàn) ［1］周炳章，銑工工藝學(xué)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1996. ［2］濮良貴.紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社，2006. ［3］晏初宏. 金屬切削機(jī)床[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007. ［4］羅圣國(guó)，吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:高等教育出版社，2006 ［5］阮忠唐. 聯(lián)軸器與離合器設(shè)計(jì)與選用指南[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006. ［6］戴曙. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1984. ［7］戴曙. 金屬切削機(jī)床[M]. 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