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目錄 第一章 概述 1 1.1 C 字夾及加工轉(zhuǎn)臺(tái)概述 ..........................................1 1.2 加工轉(zhuǎn)臺(tái)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ..........................................2 1.2.1 國(guó)內(nèi)加工轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)狀況 ...................................2 1.2.2 國(guó)外加工轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)現(xiàn)狀 ...................................3 1.3 本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 ..............................................4 第二章 設(shè)計(jì)方案論證 ...............................................1 2.1 各種方案簡(jiǎn)述 ..................................................1 2.1.1 方案一 ...................................................1 2.1.2 方案二 ...................................................1 2.1.3 方案三 ..................................................2 2.2 各種方案比較 ..................................................3 2.3 本章小結(jié) ......................................................3 第三章 設(shè)計(jì)中的有關(guān)計(jì)算 ..........................................1 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ..................................................1 3.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及其分配 ................................2 3.3 蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核 ......................................2 3.3.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 .........................................2 3.3.2 選擇材料 .................................................2 3.3.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) ...............................2 3.3.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ...........................4 3.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .....................................5 3.3.6 驗(yàn)算效率 ?...............................................6 3.4 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及校核 ..........................................6 3.4.1 選錐齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .......................6 3.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ...................................7 3.4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ...................................8 3.5 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算 .......................................11 3.5.1 蝸輪傳動(dòng)軸 .............................................11 3.5.2 錐齒輪傳動(dòng)軸 ..........................................13 3.7 總裝配圖 .....................................................15 3.8 本章小結(jié) .....................................................17 結(jié)論 18 參考文獻(xiàn) 1 致謝 2 摘 要 C 字夾是木工等常用的工具。C 字夾螺孔的加工是主要工藝內(nèi)容，其加工的好壞直接影 響夾緊螺桿在夾緊和松開時(shí)正常運(yùn)動(dòng)。在 C 字夾的制作過程中，C 字夾螺孔的加工作為主要 工藝內(nèi)容，一般均在兩臺(tái)不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、卸兩次。而且一次只能加工一個(gè)孔。 這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計(jì)多主軸鉆床， 同時(shí)需要設(shè)計(jì)多工位孔加工的工裝設(shè)備。而轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位鉆、攻自動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，多工位 準(zhǔn)停式轉(zhuǎn)臺(tái)和鉆、攻夾具的設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容。 本文首先概述了加工轉(zhuǎn)臺(tái)的基本定義與國(guó)內(nèi)外一些重要生產(chǎn)商的成果。第二部分論述了 所想到的三種方案并對(duì)這些方案優(yōu)缺點(diǎn)作了分析和對(duì)比。在彼此比較后決定選第一種方案。 第三部分則是說明了加工轉(zhuǎn)臺(tái)的主要機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)以及對(duì)它們的校核過程。加工轉(zhuǎn)臺(tái) 的傳動(dòng)部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、主軸三部分組成。經(jīng)過校核后所有設(shè)計(jì)均符合要求。 用 ProE 軟件完成轉(zhuǎn)臺(tái)的三維總裝圖，然后得到了整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒 輪、軸等二維零件圖。在文章的最后簡(jiǎn)明的介紹了做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的一些心得體會(huì)。 關(guān)鍵詞 加工轉(zhuǎn)臺(tái)；蝸輪蝸桿；錐齒輪；滾珠絲桿；ProE ABSTRACT C word clip is carpenter etc commonly used tools. C word processing is the screw holes with the main technology content, its processing of a direct impact on the clamping screw in the clamping and loosen the normal movement when. In the C word clip of the production process, the C word clamp screw holes as the main content of the processing technology, in general are two sets of different drilling on the processing, pack, discharge twice. And one can only processing a hole. So, not only affect machining precision and the processing efficiency is low, the intensity of labor is also big. So, need to design more spindle drilling machine, also need to design of progressive hole processing fixtures equipment. And turned in the desktop of progressive drilling, tapping the design of the automatic equipment, progressive must stop type turntable and drilling, tapping fixture design as the main content. This paper summarizes the basic definition and processing turntable for domestic and foreign some important producers results. The second part of the paper is that the thought of three solutions to these solutions and analyzes and compares their advantages and disadvantages. In each other after comparing decided to choose the first plan. The third part is that the processing of the main mechanical transmission part turntable for the design and process of checking on them. The main transmission parts processing turntable by the worm, bevel gear, spindle of three parts. After checking all the requirements are designed. Drawing using ProE software table 3 d assembly drawing, then by the whole table 2 d assembly drawing and worm gear and worm, bevel gear and shafts two-dimensional drawing. At the end of the article simply introduces the graduation design do some of the comments. Keywords: Worm Gear ?? ；2118,1coscosVVZZ???? 由查文獻(xiàn)[2]查得：齒形系數(shù) =2.55 =2.17；1FaY2Fa 由查文獻(xiàn)[2]查得：齒形系數(shù) =1.60 =1.8；SS ；??12.5760.89454FaSY??? ；2.1..1073FaS? 小錐齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 將數(shù)據(jù)代入 3-9 得 =??1324(0.5)FaSRYkTmZu?????? 322789630.8953.121(.)1?? ? 對(duì)此計(jì)算結(jié)果可知：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) m 小于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的 模數(shù)，取 m=4.0mm,已滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度， =1d ； ；14.025mzm??2d?4.052z?? 圖 3-4 為小錐齒輪的三維示意圖，圖 3-5 為大錐齒輪的三維示意圖。 10 圖 3-4 小錐齒輪三維示意圖 圖 3-5 大錐齒輪的三維示意圖 11 3.5 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算 3.5.1 蝸輪傳動(dòng)軸 圖 3-6 蝸輪傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖 軸的直徑由聯(lián)軸器內(nèi)徑、渦輪內(nèi)徑、軸承內(nèi)徑等決定。如圖 3-6 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示 意圖。 1 計(jì)算受力 此傳動(dòng)軸中間部分與渦輪相連接 ， 。按許14.8minnr?10.3685Pkw? 用彎曲應(yīng)力計(jì)算法校核。 轉(zhuǎn)矩 6622 0.359.5109.5748PT Nn????A 圓周力 278431tFNd? 軸向力 126750atT?? 徑向力 ??22nsi31083cos()co(2).95rt ntnnFFaNa????? 2 計(jì)算支承受力 水平面反力 2106TNHF 12 垂直面反力 21 3697014NVFN?????? 3 計(jì)算彎矩 水平面最大彎矩 9864HMm?A 垂直面最大彎矩 153VN 合成彎矩最大值 251.790HVm??A 4 計(jì)算軸的轉(zhuǎn)矩 軸受轉(zhuǎn)矩 2843TN? 5 校核軸的強(qiáng)度 針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）做彎扭合 成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力 224()()caMTW????? W=4288 3m0.6? 2524(1.79)(.7843)3.6caMP????? 因選此輸出軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由查文獻(xiàn)[2]查得 ??160MPa???，因 此 ??1ca???，故安全。該軸的三維示意圖如圖 3-7。 13 圖 3-7 蝸輪傳動(dòng)軸三維示意圖 3.5.2 錐齒輪傳動(dòng)軸 圖 3-8 錐齒輪傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖 軸的直徑由聯(lián)軸器內(nèi)徑、錐齒輪內(nèi)徑、軸承內(nèi)徑等決定。如圖 3-8 傳動(dòng)軸的 結(jié)構(gòu)示意圖。 1.力的計(jì)算 此傳動(dòng)軸左側(cè)部分與小錐齒輪相連接 ，按許用彎扭應(yīng)力計(jì)算法校1n4.8minr? 核。 轉(zhuǎn)矩 32784TNm?A 圓周力 131570tFNd?? 軸向力 11tan20si6a?? ? 徑向力 co5rt ? ? 14 2.計(jì)算支承受力 水平面反力 12 5703643642NHFN????? 垂直面反力 12 1599034NVFN??? 3.計(jì)算彎矩 水平面最大彎矩 581HMmA 垂直面最大彎矩 42VN? 合成彎矩最大值 25.610HV???A 4.計(jì)算軸的轉(zhuǎn)矩 軸受轉(zhuǎn)矩 27843TNm? 5.校核軸的強(qiáng)度 針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）做彎扭合成 強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力 224()()caMTW????? W=4288 3m0.6? 2524(.61)(.783).caMP?????? 因選此輸出軸材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由查文獻(xiàn)[2]查得 ??170MPa???，因此??1ca??? ，故安全。該軸的三維示意圖如圖 3-9。 15 圖 3-9 錐齒輪傳動(dòng)軸三維示意圖 3.7 總裝配圖 在上面計(jì)算與校核中，按照要求分別設(shè)計(jì)出了蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)、直齒錐 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。現(xiàn)在將他們按照相互關(guān)系組裝成為裝配體。傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī) 產(chǎn)生動(dòng)力后輸出到蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，然后由直齒錐齒輪帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。其示意 圖如圖 3-12 所示。其蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖如圖 3-13 所示。 16 圖 3-12 轉(zhuǎn)臺(tái)總裝配圖 圖 3-13 蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖 17 3.8 本章小結(jié) 本轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)部分主要有渦輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)、直齒錐齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、絲杠傳動(dòng) 系統(tǒng)等三部分組成。傳動(dòng)系統(tǒng)受力、彎矩、轉(zhuǎn)矩要發(fā)生變形，變形過大就會(huì)影響 零件的正常工作，影響轉(zhuǎn)臺(tái)的最終測(cè)試結(jié)果。所以要對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核， 通過校核，所使用的傳動(dòng)系統(tǒng)均符合要求。 18 結(jié)論 C 字夾是木工等常用的工具。C 字夾螺孔的加工是主要工藝內(nèi)容，其加工的 好壞直接影響夾緊螺桿在夾緊和松開時(shí)正常運(yùn)動(dòng)。在 C 字夾的制作過程中，C 字 夾螺孔的加工作為主要工藝內(nèi)容，一般均在兩臺(tái)不同的鉆床上進(jìn)行加工，要裝、 卸兩次。而且一次只能加工一個(gè)孔。這樣，不僅影響加工精度，而且加工效率低， 勞動(dòng)強(qiáng)度也大。于是，就需要設(shè)計(jì)多主軸鉆床，同時(shí)需要設(shè)計(jì)多工位孔加工的工 裝設(shè)備。而轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位鉆、攻自動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，多工位準(zhǔn)停式轉(zhuǎn)臺(tái)和鉆、攻 夾具的設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容。 本文首先概述了加工轉(zhuǎn)臺(tái)的基本定義與國(guó)內(nèi)外一些重要生產(chǎn)商的成果。第二 部分論述了所想到的三種方案并對(duì)這些方案優(yōu)缺點(diǎn)作了分析和對(duì)比。在彼此比較 后決定選第一種方案。第三部分則是說明了加工轉(zhuǎn)臺(tái)的主要機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 以及對(duì)它們的校核過程。加工轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)部分主要由蝸輪蝸桿、錐齒輪、主軸三 部分組成。經(jīng)過校核后所有設(shè)計(jì)均符合要求。用 ProE 軟件完成轉(zhuǎn)臺(tái)的三維總裝 圖，然后得到了整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)的二維裝配圖和蝸輪蝸桿、錐齒輪、軸等二維零件圖。 在文章的最后簡(jiǎn)明的介紹了做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的一些心得體會(huì)。 在這次設(shè)計(jì)中，查閱了關(guān)于轉(zhuǎn)臺(tái)的一些書刊資料，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)有了基本的認(rèn)識(shí)。 在這種情況下，結(jié)合所查閱到的資料，設(shè)計(jì)出了三種方案，并對(duì)這三種方案進(jìn)行 了相互比較，最后選定了第一種方案。方案選定后，隨之對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)做了 設(shè)計(jì)與校核。這些傳動(dòng)系統(tǒng)有渦輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)、直齒錐齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。在一系 列的力、彎矩、轉(zhuǎn)矩計(jì)算與校核后，確定所有零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均符合要求。在設(shè) 計(jì)與校核過程中，電動(dòng)機(jī)的選擇要綜合考慮轉(zhuǎn)臺(tái)所輸出力、輸出速度，然后以此 倒退求知電機(jī)功率及其外形尺寸。在選擇具體傳動(dòng)比時(shí)，要選擇各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)合 理范圍之內(nèi)的值。蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)時(shí)，除了要計(jì)算齒受力情況外，還要校核蝸桿 的彎曲強(qiáng)度。由于絲杠的轉(zhuǎn)速很低，故采用了錐齒輪傳動(dòng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年中所學(xué)知識(shí)的一次綜合性的考察，它可以比較全面的檢查 我們的專業(yè)知識(shí)水平，及時(shí)讓我們發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)和不足。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我回顧了四 年所學(xué)的知識(shí)充分認(rèn)識(shí)到了自己的欠缺，學(xué)會(huì)了運(yùn)用手冊(cè)和查閱相關(guān)書籍資料， 19 學(xué)會(huì)了用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范自己。畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案的重要環(huán)節(jié)。 所謂“溫故而知新 ”，只有對(duì)已學(xué)過的知識(shí)真正掌握了，才能吸收新的知識(shí)。而新 的知識(shí)反過來則可以進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)已學(xué)知識(shí)有新的理解。 1 參考文獻(xiàn) [1]. 吳宗澤、羅圣國(guó)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版） ， 北京 高等教育出版社， 2006.5 4～170 [2]. 濮良貴、紀(jì)名剛等，機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） ，北京 高等教育出版社，2006.6 186～272 [3]. 成大先等，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）北京 化學(xué)工業(yè)出版社，2001.11 210～351 [4]. 機(jī)械設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械原理及零件教研室，北京 機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 502～553 [5]. 《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》編輯委員會(huì)，現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)（第二版） ，北京 機(jī) 械工業(yè)出版社，2002.5 145～167 [6]. 廖希亮等，計(jì)算機(jī)繪圖與三維造型，北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.9 23～345 [7]. 楊黎明、黃凱、李恩至、陳實(shí)現(xiàn)，機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京 國(guó)防工業(yè)出版社， 1987.6，225～287 [8]. 孫桓，機(jī)械原理， 北京 高等教育出版社，2006.5 174～201 [9]. 傅衣銘、熊慧而等，材料力學(xué)，長(zhǎng)沙 湖南大學(xué)出版社，2007.1 209～219 [10].廖念釗、莫雨松等，互換性與技術(shù)測(cè)量(第四版) ，北京 中國(guó)計(jì)量出版社， 2006.7 1～117 [11].朱孝錄等，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京 電子工業(yè)出版社，2007.7 120～357 [12].宋波，楊樂民等，脆性加工轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械工程師，2008.4 [13].李曉杰，CSS-2200 系列電子萬能轉(zhuǎn)臺(tái)，試驗(yàn)技術(shù)與轉(zhuǎn)臺(tái)， 1996 年，卷 36, 3～6 2 致謝 本次設(shè)計(jì)是在尊敬的 XX 老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，導(dǎo)師淵博的 知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心以及嚴(yán)于律己、待人誠(chéng)懇的思想品德深深 的影響著我，這不僅使我順利完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)，而且也將成為使我受益終生的寶 貴財(cái)富。幾個(gè)月的時(shí)間里，從課題的選定、資料的收集、方案的擬定、課題的具 體設(shè)計(jì)到論文的審定改進(jìn)，XX 都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血。通過 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅開拓了思路、擴(kuò)大了視野、豐富了知識(shí)面，還初步掌 握了處理具體實(shí)踐問題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 從課題的選擇到完成，XX 老師都始終給予我耐心細(xì)致的指導(dǎo)和不懈的支持 和督促，在此謹(jǐn)向 XX 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 在完成論文的過程中，還得到了機(jī)械工程學(xué)院 XX 等多位老師的建議和指導(dǎo)， 同時(shí)也得到了一些同學(xué)的的熱情幫助和鼓勵(lì)，對(duì)此，表示深深的感謝和衷心的祝 福。 譯文與原文 3