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摘 要 應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件，快捷高效，生產(chǎn)效率高是機(jī)械加工的發(fā)展方向。本次設(shè)計任務(wù)是針對減速箱體零件數(shù)控加工時專用的移動交換式工作臺進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計任務(wù)是針對利用專用三面鉆床減速箱體三面鉆孔時所對應(yīng)的專用機(jī)床夾具進(jìn)行設(shè)計，以及對工件輸送所用的移動交換式APC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。 在工藝制定過程中，通過對該零件加工特點的分析確定夾具的特性及特點，確定三面鉆模的定位方式以及與之相配套的氣壓傳送鉸鏈夾緊方式和特點，在設(shè)計APC系統(tǒng)時，考慮到傳動系統(tǒng)以及位置定位系統(tǒng)，工作臺進(jìn)入鉆床工作位置利用步進(jìn)電機(jī)帶動滾子鏈傳動實現(xiàn)，工作臺的精確定位利用圓柱銷定位，并利用PLC編程以達(dá)到實現(xiàn)APC的功能。 關(guān)鍵詞：三面鉆床 氣壓傳動 步進(jìn)電機(jī) Abstract Application portfolio processing machine parts in large quantities, fast efficient, high-productivity machining is the direction of development. The task is to design components for deceleration box at the NC for the mobile switching-table design, according to the design requirements, the design task is dedicated for use of three drilling slowdown box on three sides by drilling machine for the corresponding fixture design, and the parts used in mobile carrier switched APC system design. In the course of the development process, through the processing parts of the characteristics of the fixture determine the characteristics and features, identified three drilling mode, and the way the position of supporting the hinge clamping pressure transmission modes and features, while APC in the design of the system, taking into account the transmission system and the location positioning system, table into the drilling work location using stepper motor driven roller chain drive to achieve, table of the precise positioning of cylindrical pin location and use of PLC programming to achieve the realization of the function of APC. Key Words: pneumatic drill three stepper motor drive 目 錄 緒論 1 一 設(shè)計題目 1 二 課題研究的目的與意義 1 第一章 減速箱體零件工藝技術(shù)分析 3 1.1主要平面的形狀精度和表面粗糙度 3 1.2孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度 3 1.3主要孔和平面相互位置精度 4 第二章 工藝方案擬定 5 2.1、減速箱體零件工藝技術(shù)分析 5 2.2、移動交換式APC系統(tǒng)工藝特性分析設(shè)計 7 第三章 夾具設(shè)計 8 3.1、定位方式設(shè)計 8 3.2、夾緊裝置設(shè)計 9 3.3、鉆套位置設(shè)計 12 第四章 工作臺設(shè)計 12 4.1 導(dǎo)軌的作用和設(shè)計要求 12 4.2 工作臺導(dǎo)軌截面形式的選擇 13 4.3 夾緊力選擇 15 4.4 電機(jī)選擇 18 4.5 導(dǎo)軌傳動鏈設(shè)計 18 4.6 傳遞齒輪設(shè)計 21 4.6.1 設(shè)計參數(shù) 21 4.6.2 布置與結(jié)構(gòu) 21 第五章 T傳送設(shè)計 22 5.1 T導(dǎo)軌設(shè)計 22 5.2 T傳動設(shè)計 22 5.2.1 求工作力F 22 5.2.2 傳遞功率 23 5.2.3 求修正功率 23 5.2.4 確定節(jié)距P 23 5.2.5 確定鏈節(jié)數(shù) 23 5.2.6鏈輪設(shè)計 24 5.2.7 鏈輪主傳動軸設(shè)計 24 5.2.8 從動鏈輪傳動軸設(shè)計 26 5.2.9軸承選定 26 5.2.10傳動電機(jī)選擇 26 5.2.11 V帶選擇 27 5.2.12 張緊裝置布置 27 第六章 總結(jié) 28 第七章 參考文獻(xiàn) 29 第八章 致謝 30 附錄 總體布局圖示意圖 31 II 緒論 一 設(shè)計題目 減速器箱體專用機(jī)床夾具及移動式交換工作臺設(shè)計 二 課題研究的目的與意義 本課題針對臥式機(jī)床三面鉆孔設(shè)計機(jī)床夾具，設(shè)計減速器箱體零件數(shù)控加工時專用的移動式交換工作臺。 變速器箱體在整個減速器總成中的作用是起支撐和連接的作用的，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機(jī)構(gòu)的正確安裝。變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也為將會影響減速器的壽命和性能。 變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強(qiáng)度加有很多加強(qiáng)筋。有精度較高的多個平面、軸承孔，螺孔 等需要加工，因為剛度較差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動和變形。 本課題研究的是對減速箱體零件數(shù)控加工時專用的移動式交換工作臺進(jìn)行設(shè)計，由于變速箱體上多加工面以及加工孔，所以加工方法的選擇直接影響加工效率，而機(jī)床夾具和工作臺的性能又會直接影響到機(jī)械加工的復(fù)雜程度和加工工序數(shù)和工步數(shù)，從而會影響到變速箱體的性能和機(jī)加工效率。因而，本課題的研究無論是對變速箱生產(chǎn)工廠，還是對變速箱使用機(jī)械都具有非常重要的意義。  第一章 減速箱體零件工藝技術(shù)分析 箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因為主要平面是箱體往機(jī)器上的裝配基準(zhǔn)，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)，并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對刀調(diào)整也比較方便。 1.1主要平面的形狀精度和表面粗糙度 箱體的主要平面是裝配基準(zhǔn)，并且往往是加工時的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則，直接影響箱體加工時的定位精度，影響箱體與機(jī)座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。 一般箱體主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5~0.63μm，各主要平面對裝配基準(zhǔn)面垂直度為0.1/300。 1.2孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度 箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度下降，也易使傳動件（如齒輪）產(chǎn)生振動和噪聲。一般機(jī)床主軸箱的主軸支承孔的尺寸精度為IT6，圓度、圓柱度公差不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度值為Ra0.63～0.32μm。其余支承孔尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值為Ra2.5～0.63μm。 1.3主要孔和平面相互位置精度 同一軸線的孔應(yīng)有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運轉(zhuǎn)情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動和噪聲，影響齒輪壽命。 支承孔之間的孔距公差為0.12～0.05mm，平行度公差應(yīng)小于孔距公差，一般在全長取0.1~0.04mm。同一軸線上孔的同軸度公差一般為0.04～0.01mm。支承孔與主要平面的平行度公差為0.1~0.05mm。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為0.1～0.04mm。 本設(shè)計的工序即為利用三面鉆孔對零件表面鉆孔并攻絲。  第二章 工藝方案擬定 2.1、減速箱體零件工藝技術(shù)分析 零件圖如圖2－1所示 圖2－1零件圖 根據(jù)零件圖上面所標(biāo)注的需加工表面，設(shè)計安排零件的加工工序，繪制零件的工序表 表2－1 減速箱體零件工序表 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 表面粗糙度 加工方法 機(jī)床及其型號 1 銑箱體下側(cè)面 6.3 銑 2 銑箱體上側(cè)面 6.3 銑 3 鏜上表面孔內(nèi)表面 3.2 鏜 4 鏜下表面孔內(nèi)表面 3.2 鏜 5 銑前孔端面 6.3 銑 6 銑后端面 6.3 銑 7 鏜前孔內(nèi)表面 3.2 鏜 8 鏜后孔內(nèi)表面 3.2 鏜 9 銑上表面兩孔锪平臺 6.3 銑 10 銑后孔锪平臺 6.3 銑 11 三面鉆孔、攻絲 鉆上表面6XM12、6XM6，前面4XM6后面6XM6螺紋孔并攻絲 3.2 鉆 專用組合鉆床 12 鉆上表面锪平臺螺紋孔、攻絲 鉆上表面锪平臺8XM6螺紋孔并攻絲 3.2 鉆 專用組合鉆床 13 鉆下表面螺紋孔、攻絲 鉆下表面8XM6 4XM8螺紋孔并攻絲 3.2 鉆 專用組合鉆床 14 鉆后孔锪平臺螺紋孔、攻絲 鉆后孔锪平臺4XM6螺紋孔并攻絲 3.2 鉆 專用組合鉆床 本設(shè)計所對應(yīng)的工序為 工序11利用三面鉆床對零件上表面6XM12、6XM6，前面4XM6后面6XM6螺紋孔并攻絲 2.2、移動交換式APC系統(tǒng)工藝特性分析設(shè)計 圖2－2 移動式工作臺示意圖 根據(jù)設(shè)計要求，采取移動交換式工作臺，采用采取移動交換式工作臺可以提高加工效率，減少人工裝夾工件次數(shù)，減少裝夾誤差，減少裝夾時間，提高生產(chǎn)效率。如圖2－2所示交換式工作臺示意圖，工件和夾具體裝在工作臺上順著T型導(dǎo)軌移動，當(dāng)工作臺運動到導(dǎo)軌2左端時，伺服系統(tǒng)控制工作臺支座停止運動，工作臺脫離工作臺支座進(jìn)入導(dǎo)軌2，并運動到加工機(jī)床工作位置停止，然后機(jī)床開始對零件進(jìn)行加工，待加工完了之后，工作臺便攜帶加工零件沿導(dǎo)軌2向左返回，進(jìn)入導(dǎo)軌1上的工作臺支座后由工作臺支座帶著繼續(xù)向前運動進(jìn)入下一道工序。同時下一個待加工零件也沿導(dǎo)軌1運至導(dǎo)軌2左端，并進(jìn)入導(dǎo)軌2進(jìn)行加工。 第三章 夾具設(shè)計 3.1、定位方式設(shè)計 如圖3－1所示定位基準(zhǔn)選擇圖，零件定位基準(zhǔn)選擇下側(cè)平面，下側(cè)圓柱孔內(nèi)側(cè)面和下側(cè)小圓柱孔內(nèi)側(cè)面。其中，下側(cè)平面用夾具體平面定位，可限制一個z方向移動自由度和繞x軸、y軸轉(zhuǎn)動兩個自由度，共限制三個自由度；下側(cè)圓柱孔內(nèi)側(cè)面用短圓柱銷定位，可限制x軸方向和y軸方向移動兩個自由；下側(cè)小圓柱孔內(nèi)側(cè)面用一個削邊銷定位，限制繞z軸轉(zhuǎn)動自由度。從而零件的六個自由度全部被限定。 圖3－1 零件定位基準(zhǔn) 3.2、夾緊裝置設(shè)計 如圖3－2所示的零件夾緊位置圖，圖中標(biāo)的位置即為夾緊位置。夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最?。_定夾緊力作用點的位置時應(yīng)不破壞定位．夾緊力作用點的位置應(yīng)盡可能靠近加工部位，以減小切削力繞夾緊力作用點的力矩，防止工件在加工過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或震動．應(yīng)保證夾緊變形不影響加工精度．夾緊力作用點數(shù)目應(yīng)使工件在整個接觸面上受力均勻，接觸變形小。夾緊位置放在圖示位置可較合適的實現(xiàn)零件的夾緊和定位。并且作用點在靠近立壁的位置，工件在該位置強(qiáng)度大，不會產(chǎn)生較大影響。 圖3－2 零件夾緊位置 夾緊裝置采取鉸鏈機(jī)構(gòu)，夾緊力源為氣缸驅(qū)動力，其形式簡圖如圖3－3所示，ABO為壓緊用壓板，AC為連桿，D點為氣缸作用點，DC為氣缸行程，B點為夾緊作用點，當(dāng)機(jī)構(gòu)運行時，在氣缸的作用下，通過機(jī)構(gòu)傳動，氣缸作用力時壓板在B點對工件產(chǎn)生壓緊作用力，即夾緊力，實現(xiàn)工件的夾緊。 根據(jù)夾具設(shè)計方案，對夾具體及其他相關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)三維建模，其中夾緊氣缸選取國產(chǎn)QGJ系列夾緊氣缸，行程為50mm，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下 缸徑/mm: φ63 最大行程/mm: 50 工作壓力/MPa: 0.05～1.0 使用溫度范圍/℃: -5～60 工作介質(zhì): 空氣 計算夾緊力 以工作壓力P＝0.5MPa計算 圖3－3 夾緊裝置簡圖 由夾具三維模型得，，若以Ｏ為參考原點，則其余各點坐標(biāo)O(0,0)、A(-27.982,91.5)、B(72.5,125.5)、C(-117.425,11.5)D(-167.425,11.5)。由力矩平衡得，即 總夾緊力 由于本工序內(nèi)容為鉆孔攻絲，所需所需夾緊力較小，因而該夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力足夠工作要求。 3.3、鉆套位置設(shè)計 鉆套為導(dǎo)向件，其作用是導(dǎo)引鉆頭進(jìn)給方向。 針對本工序加工特點，分析鉆套布置位置和方式。由于本工序為三面鉆孔，本工序加工面為三個面，分別位于工作臺的左右聯(lián)測和上方三個位置。需要在左側(cè)裝4個d6的鉆套、右側(cè)裝6個d6的鉆套，上方裝6個d6鉆套6個d12鉆套共12個鉆套，在左側(cè)、右側(cè)和上方三個位置需安裝三個鉆模板以便固定三套鉆模套組?？紤]到工件的裝卸方便和鉆套的精確定位，在左右兩側(cè)的兩個鉆模板采用固定式布置，上方鉆模板采取隨動式布置，即左右兩側(cè)鉆模板用螺釘固定在夾具體上，上方鉆模板利用四根導(dǎo)向軸連接在動力頭上。 第四章 工作臺設(shè)計 4.1 導(dǎo)軌的作用和設(shè)計要求 當(dāng)運動件沿著承導(dǎo)件作直線運動時，承導(dǎo)件上的導(dǎo)軌起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運動件和保證運動件在外力（載荷及運動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進(jìn)行直線運動。對導(dǎo)軌的要求如下： 1. 一定的導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度是指運動件沿導(dǎo)軌移動的直線性，以及它與有關(guān)基面間的相互位置的準(zhǔn)確性。 2. 運動輕便平穩(wěn)。工作時，應(yīng)輕便省力，速度均勻，低速時應(yīng)無爬行現(xiàn)象。 3. 良好的耐磨性。導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌長期使用后，能保持一定的使用精度。導(dǎo)軌在使用過程中要磨損，但應(yīng)使磨損量小，且磨損后能自動補(bǔ)償或便于調(diào)整。 4. 足夠的剛度。運動件所受的外力，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。 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)簡單，便于加工、測量、裝配和調(diào)整，降低成本。 4.2 工作臺導(dǎo)軌截面形式的選擇 可選導(dǎo)軌截面形式有： 1）、矩形導(dǎo)軌；2）、雙三角形導(dǎo)軌；3）、矩形和三角形（V－平）導(dǎo)軌。 三種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點分別為： 截面形狀 結(jié)構(gòu)特點 矩形導(dǎo)軌 1、承載能力大，結(jié)構(gòu)簡單； 2、側(cè)導(dǎo)想面用鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度低，而且必須留有間隙降低了導(dǎo)向精度； 3、寬式組合導(dǎo)向面之間距離大，熱膨脹時變形量大，要求間隙大，導(dǎo)向精度和導(dǎo)向性能不好； 4、用兩條導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)面導(dǎo)向，當(dāng)傳動件位于中心線上時，可減小牽引力引起的運動部件偏轉(zhuǎn)，提高導(dǎo)向精度。 雙三角形導(dǎo)軌 1、不需鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導(dǎo)向面間無間隙，導(dǎo)向精度高； 2、磨損后相對位置變化小，對機(jī)床精度影響小； 3、對溫度變化較敏感，熱變形會引起導(dǎo)軌面接觸不良，降低導(dǎo)向精度； 4、不能承受大的側(cè)向力； 5、工藝性能差，制造困難。 矩形和三角形（V－平）導(dǎo)軌 1、不需鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)向精度好； 2、加工裝配比較方便； 3、兩條導(dǎo)軌磨損不同，對位置精度有影響； 4、溫度變化不會改變導(dǎo)軌面接觸情況，但熱變形會引起移動部件水平偏移； 5、凹三角形導(dǎo)軌的動壓浮升量比矩形導(dǎo)軌大，會引起移動部件偏移。 比較三種導(dǎo)軌的優(yōu)缺點可看出，導(dǎo)軌截面形狀3矩形和三角形（V－平）導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌具有矩形導(dǎo)軌和雙三角形導(dǎo)軌優(yōu)點，是目前廣泛應(yīng)用于車床、磨床、龍門刨床、龍門銑床、坐標(biāo)鏜床床身導(dǎo)軌等機(jī)械上的導(dǎo)軌形式。因而工作臺導(dǎo)軌采取這種形式較為合適。 4.3 夾緊力選擇 A氣壓傳動的優(yōu)點 1） 以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設(shè)置回收的油箱和管道。 2） 因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴(yán)重污染環(huán)境。 3）與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題。 4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。 5）成本低，過載能自動保護(hù)。 氣壓傳動的缺點 1） 由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動裝置會得到較滿意的效果。 2） 因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大，總輸出力不宜大于10～40kN。 3） 噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。 4） 氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動控制系統(tǒng)不宜用于元件級數(shù)過多的復(fù)雜回路。 B 液壓傳動優(yōu)點 1） 傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進(jìn)行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應(yīng)用在要求傳動平穩(wěn)的機(jī)械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動。 2） 質(zhì)量輕體積小 液壓傳動與機(jī)械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機(jī)在采用液壓傳動后，比采用機(jī)械傳動時的質(zhì)量減輕了1t。 3） 承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。 4） 容易實現(xiàn)無級調(diào)速 在液壓傳動中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且凋速范圍很大，可達(dá)2000：1，很容易獲得極低的速度。 5） 易于實現(xiàn)過載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護(hù)措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故。 6） 液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長。 7） 容易實現(xiàn)復(fù)雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件． 8） 簡化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動可大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目。 9） 便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機(jī)床和自動線上應(yīng)用得很普遍。 10） 便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列比、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化．也易于設(shè)計和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。 (2) 液壓傳動缺點 1） 液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護(hù)比較嚴(yán)格。 2） 實現(xiàn)定比傳動困難 液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì)，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也不是絕對不可壓縮的。因此不宜應(yīng)用在在傳動比要求嚴(yán)格的場合，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的傳動系統(tǒng)。 3） 油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 4） 不適宜遠(yuǎn)距離輸送動力 由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠(yuǎn)距離輸送動力。 5） 油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6） 油液容易污染 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。 7） 發(fā)生故障不易檢查和排除。 C 氣-液傳動 氣-液增壓夾緊綜合了氣動加緊與液動夾緊的優(yōu)點，部分客服了它們的缺點。 故，選擇氣-液傳動為夾緊設(shè)置的最優(yōu)方案。 4.4 電機(jī)選擇 傳動電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)成本較低，且控制方便、定位精度高，同步運行特性好。其參數(shù)如下 感應(yīng)子式永磁步進(jìn)電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號: 86BYG001 相數(shù): 4 電壓/V: 5 相電流/A: 1.9 步距角(°): 1.8 步進(jìn)角誤差(%): ±0.13 每轉(zhuǎn)步數(shù): 200 每相電阻/Ω: 2.75 每相電感/mH: －靜態(tài)轉(zhuǎn)矩/(N·m): 7.4×10^(-2) 4.5 導(dǎo)軌傳動鏈設(shè)計 1） 求工作力F 工件、夾具體、工作臺及導(dǎo)軌總質(zhì)量： 導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦系數(shù)，正常工作時動摩擦系數(shù) 正常工作時鏈條所傳遞的力 鏈條可能傳遞的最大力 2） 傳遞功率 3） 考慮到工件在傳送導(dǎo)軌上應(yīng)快速運動，取鏈速υ=0.06m/s 則傳遞功率為P=Fυ=454x0.06w=27.24w=0.027Kw 取安全系數(shù)為5(設(shè)計分析以及制造控制有限)，則 3）求修正功率 ，查相關(guān)圖表的，，故 4）確定節(jié)距P 選A型鏈，小鏈輪轉(zhuǎn)速約為50r/min，雙排鏈傳動。由《機(jī)械設(shè)計》圖5－22選20A鏈，節(jié)距P＝31.75mm，排距 5）確定鏈節(jié)數(shù) 鏈張緊裝置 為了對鏈進(jìn)行張緊，將一個小鏈輪做成位置可調(diào)式，以便調(diào)整鏈輪位置，從而達(dá)到對鏈的張緊。 軸承選擇 由于鏈傳動結(jié)構(gòu)是垂直放置，整體向下有一個重力作用，因而軸下端需用推力軸承支撐，軸上端安裝角接觸球軸承，以固定軸。 參考機(jī)械設(shè)計手冊和軸的尺寸，選取軸承，參數(shù)如下： 大鏈輪軸承參數(shù) 上端軸承：單列角接觸球軸承 軸承代號|70000C(AC，B)型: 7012 AC基本尺寸/mm|d: 60 基本尺寸/mm| D: 95基本尺寸/mm|B: 18 安裝尺寸/mm|da(min): 67安裝尺寸/mm| Da(max): 88 安裝尺寸/mm|ra(max): 1其他尺寸/mm|d2≈: 71.4 其他尺寸/mm| D2≈: 85.7其他尺寸/mm|a: 27.1 其他尺寸/mm|r(min): 1.1其他尺寸/mm|r1(min): 0.6 基本額定載荷/kN|Cr: 36.2基本額定載荷/kN|C0r: 31.5 極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|脂: 5600極限轉(zhuǎn)速/(r/min|油: 7500 重量/kg|W≈: 0.4 下端軸承：單向推力球軸承 軸承代號|51000型: 51110基本尺寸/mm|d: 50 基本尺寸/mm| D: 70基本尺寸/mm|T: 14 安裝尺寸/mm|da(min): 62安裝尺寸/mm|Da(max): 58 安裝尺寸/mm|ra(max): 0.6其他尺寸/mm|d1(min): 52 其他尺寸/mm|D1(max): 70其他尺寸/mm|r(min): 0.6 基本額定載荷/kN|Ca: 27.2基本額定載荷/kN|C0a: 69.2 最小載荷常數(shù)|A: 0.027極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|脂: 3000 極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|油: 4300重量/kg|W≈: 0.15 小鏈輪軸承參數(shù)： 上端軸承：單列角接觸球軸承 軸承代號|70000C(AC，B)型: 7008 AC基本尺寸/mm|d: 40 基本尺寸/mm| D: 68基本尺寸/mm|B: 15 安裝尺寸/mm|da(min): 46安裝尺寸/mm| Da(max): 62 安裝尺寸/mm|ra(max): 1其他尺寸/mm|d2≈: 48.8 其他尺寸/mm| D2≈: 59.2其他尺寸/mm|a: 20.1 其他尺寸/mm|r(min): 1其他尺寸/mm|r1(min): 0.3 基本額定載荷/kN|Cr: 19.0基本額定載荷/kN|C0r: 14.5 極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|脂: 8000極限轉(zhuǎn)速/(r/min|油: 11000 重量/kg|W≈: 0.18 下端軸承：單向推力球軸承 軸承代號|51000型: 51106基本尺寸/mm|d: 30 基本尺寸/mm| D: 47基本尺寸/mm|T: 11 安裝尺寸/mm|da(min): 40安裝尺寸/mm|Da(max): 37 安裝尺寸/mm|ra(max): 0.6其他尺寸/mm|d1(min): 32 其他尺寸/mm|D1(max): 47其他尺寸/mm|r(min): 0.6 基本額定載荷/kN|Ca: 16.0基本額定載荷/kN|C0a: 34.2 最小載荷常數(shù)|A: 0.007極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|脂: 4000 極限轉(zhuǎn)速/(r/min)|油: 5600重量/kg|W≈: 0.062 4.6 傳遞齒輪設(shè)計 4.6.1 設(shè)計參數(shù) 傳遞功率 P=4.5(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T=29.43(N·m) 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1=1460(r/min) 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=500(r/min) 傳動比 i=2.92 原動機(jī)載荷特性 SF=輕微振動 工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn) 預(yù)定壽命 H=10000(小時) 4.6.2 布置與結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式 ConS=閉式 齒輪1布置形式 ConS1=懸臂布置 齒輪2布置形式 ConS2=對稱布置 第五章 T傳送設(shè)計 5.1 T導(dǎo)軌設(shè)計 1、導(dǎo)軌截面形狀選擇 由于T傳送對導(dǎo)軌傳動導(dǎo)向精度要求不高，因而綜合考慮制造成本和安裝方便各方面因素，選取雙矩形導(dǎo)軌，矩形導(dǎo)軌有承載能力大，結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配比較方便，制造成本低等優(yōu)點，較適合本處傳動。 2、導(dǎo)軌材料選擇 考慮到成本問題，導(dǎo)軌材料選擇鑄鐵，鑄鐵導(dǎo)軌加工成本低，工藝性能好。 5.2 T傳動設(shè)計 5.2.1 求工作力F 工件、夾具體、工作臺及導(dǎo)軌總質(zhì)量： 導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦系數(shù)，正常工作時動摩擦系數(shù) 正常工作時鏈條所傳遞的力 鏈條可能傳遞的最大力 5.2.2 傳遞功率 考慮到工件在傳送導(dǎo)軌上應(yīng)快速運動，取鏈速 則傳遞功率為 取安全系數(shù)為5，則 5.2.3 求修正功率 ，查相關(guān)圖表的，，故 5.2.4 確定節(jié)距P 選A型鏈，小鏈輪轉(zhuǎn)速約為50r/min，三排鏈傳動。由《機(jī)械設(shè)計》圖5－22選10A鏈，節(jié)距P＝15.875mm 排距 5.2.5 確定鏈節(jié)數(shù) 考慮到安裝問題取 5.2.6鏈輪設(shè)計 鏈傳動的傳動特點為鏈輪上有兩排齒，與鏈條的兩側(cè)排滾子相嚙合，滾子鏈的中間排與固定在T導(dǎo)軌連接在一起的齒條相嚙合，從而達(dá)到傳動的目的。 鏈輪為雙排齒，排距， 分度圓直徑 齒根圓直徑為 齒頂圓直徑為 5.2.7 鏈輪主傳動軸設(shè)計 圖5－1 T傳動軸受力簡圖 忽略的影響，軸為彎扭組合變形，作彎距圖和扭距圖 圖5－2 T傳動軸彎距圖 圖5－2 T傳動軸扭距圖 ， 軸材料選用45鋼正火 ，取，故有 按第三強(qiáng)度理論，得 取 5.2.8 從動鏈輪傳動軸設(shè)計 從東鏈輪軸上載荷很小，參照主動鏈輪軸設(shè)計從動鏈輪軸，一定會符合傳動要求。 5.2.9軸承選定 主傳動軸承，內(nèi)徑為35mm，選取單列角接觸球軸承，代號為7007AC。 從動鏈輪軸承，考慮到從動軸上有兩個從動鏈輪，且兩個從動輪得動作不得相互影響，因此軸做成固定式，鏈輪裝在輪轂軸承上繞軸轉(zhuǎn)動，即從動軸承選用輪轂軸承。 5.2.10傳動電機(jī)選擇 根據(jù)傳遞功率的要求以及控制方面的要求，Ｔ傳送驅(qū)動電機(jī)選取步進(jìn)電機(jī)，其參數(shù)如下： 感應(yīng)子式永磁步進(jìn)電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號: 70BYG003 相數(shù): 4 電壓/V: 16 相電流/A: 1 步距角(°): 1.8/0.9 步進(jìn)角誤差(%): ±10 每轉(zhuǎn)步數(shù): 200/400 每相電阻/Ω: 8 每相電感/mH: －起動頻率/pps: 500 運行頻率/pps: 600 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩/(N·m): 98×10^(-2) 定位轉(zhuǎn)矩/(N·m): 6.87×10^(-2) 5.2.11 V帶選擇 5.2.11.1 初始條件 傳動功率P1為：1（KW） 主動軸轉(zhuǎn)速n1為：4500（r/min） 從動軸轉(zhuǎn)速n2為：3000（r/min） 傳動比i：1.5 5.2.11.2 選定帶型和基準(zhǔn)直徑 設(shè)計功率Pd:5kW 帶型:A型 小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1:56mm 小帶輪基準(zhǔn)直徑dd2:85mm 5.2.11.3 軸間距的確定 初定軸間距a0:400mm 所需基準(zhǔn)長度Ld:990mm 實際軸間距a:384mm 5.2.11.4 額定功率及增量的確定 單跟V帶傳遞的額定功率P1:400kW 傳動比i≠1的額定功率增量ΔP1:990kW 5.2.11.5 帶速、包角和V帶根數(shù) 帶速v:13m/s 小帶輪包角α:176° V帶的根數(shù)z :1 5.2.11.6 各項力的計算 V帶每米長的質(zhì)量m:400mg/m 單跟V帶的預(yù)緊力Fo:88N 作用在軸上得力Fr :6N 5.2.12 張緊裝置布置 鏈傳動張緊裝裝置采取螺紋調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)螺釘采取細(xì)牙螺紋并帶鎖緊螺母方式。帶傳動張緊采取張緊帶輪張緊，張緊帶輪靠近大帶輪布置，以防影響小帶輪包角。 第六章 總結(jié) 本文結(jié)合畢業(yè)設(shè)計，對畢業(yè)設(shè)計過程中涉及到的相關(guān)問題進(jìn)行闡述說明，基本將畢業(yè)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容說明清楚。 由于變速箱體零件工藝的復(fù)雜性，決定了減速箱體零件加工工藝的特殊性。本課題針對減速箱體零件加工工序的三面鉆孔加工工序，對零件加工所需要的專用機(jī)床夾具和移動交換式APC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，通過建模設(shè)計以及演算驗證和模擬仿真，可以看出，本課題設(shè)計基本滿足加工要求，基本實現(xiàn)了對變速箱體零件三面鉆孔加工工序的工件定位、夾緊，并利用移動交換式APC系統(tǒng)實現(xiàn)工作臺在生產(chǎn)自動線上和加工工位的傳送、精確定位。但由于設(shè)計者的設(shè)計經(jīng)驗閱歷有限和手頭的設(shè)計資料不是非常齊全，因而在本課題的研究中難免存在許多不足之處，對于這方面的問題，有待以后工作中提高。 通過本課題的研究，使我在機(jī)械系統(tǒng)、夾具設(shè)計、零件工藝性能分析以及自動位置控制（APC）系統(tǒng)等專業(yè)知識和領(lǐng)域方面有了更深刻的認(rèn)識和了解，鞏固了專業(yè)知識，拓展了設(shè)計理念，開放了設(shè)計思路。通過畢業(yè)設(shè)計的研究，使我初步具備了自行設(shè)計研究的能力和獨立工作的能力。為以后的工作和繼續(xù)從事相關(guān)方面的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。 第七章 參考文獻(xiàn) [1]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計[M] .哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005. [2]劉治平.機(jī)電傳動控制[M].天津.天津大學(xué)出版社，2007. [3]周飛.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京.電子工業(yè)出版社，2007. [4]馬恩.液壓與氣壓傳動[M].北京.電子工業(yè)出版社，2007. [5]何存興.液壓傳動與氣壓傳動[M].武漢.華中科技大學(xué)，2000. [6]韓秋實.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [7]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊Ⅱ[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [8]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊Ⅴ[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [9]常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [10] Andrew Wood.Bosch Rexroth to Focus on CNC and Machine Tool Auto mation At IMTS 2008[J].2008. [11] R.Whalley.Machine tool modelling and profile following performance[J].2008. [12] High-speed machining and demand for the development. 第八章 致謝 經(jīng)過一個學(xué)期的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在此，我要感謝每一個幫助過我的人。 首先,我要感謝的是我的指導(dǎo)老師陳玲。陳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。可以說，沒有陳老師的悉心指導(dǎo)和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計的。另外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次我要感謝我的父母,在我畢業(yè)設(shè)計最艱苦的那段日子,是他們給了我最大的精神支持。父母為了我的成長，一直在背后默默的付出和辛勤的工作，他們的養(yǎng)育之恩，我將用自己的一生去回報。 最后我要感謝的是機(jī)電工程學(xué)院以及機(jī)電工程學(xué)院的每一位老師和同學(xué)。 總之，感謝每一位關(guān)心過我，幫助過我的人。滴水之恩，當(dāng)涌泉相報。最后，再次感謝我的輔導(dǎo)老師陳玲。 附錄 總體布局圖示意圖 減速器箱體專用機(jī)床夾具及移動式交換工作臺設(shè)計 Design of the reducer box’s dedicated fixture and mobile switching table 長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目申報表 院 別 機(jī)電工程分院 教 研 室 機(jī)械工程教研室 指導(dǎo)教師 陳玲 職稱 教授 職稱 2009年 12月 20日 題目名稱 減速器箱體專用機(jī)床夾具及移動式交換工作臺設(shè)計 題 目 類 別 設(shè)計類 √ 題目 性質(zhì) 結(jié)合實際 √ 專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動化 參加本題目 學(xué)生人數(shù) 1 論文類 虛擬題目 題目來源：自擬 教師準(zhǔn)備：從事機(jī)械設(shè)計及其自動化領(lǐng)域的教學(xué)及研究30年，自1999年起自擬并指導(dǎo)該方向的畢業(yè)設(shè)計題目整十年，有一定的研究基礎(chǔ)。 主要培養(yǎng)學(xué)生的能力：文獻(xiàn)查閱及實際調(diào)研能力；外文資料翻譯能力；基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的綜合運用能力；數(shù)據(jù)資料的采集，處理與分析能力；計算機(jī)使用能力。 題目內(nèi)容針對減速箱體零件數(shù)控加工時專用的移動式交換工作臺進(jìn)行設(shè)計。目的是針對減速箱體的加工，設(shè)計專用機(jī)床夾具 要求：1 缸徑/mm: φ63 矩形和三角形（V－平）導(dǎo)軌 最大行程/mm: 50 傳遞功率 P=4.5(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T=29.43(N·m) 工作壓力/MPa: 0.05～1.0 使用溫度范圍/℃: -5～60 工作介質(zhì): 空氣 實 踐 環(huán) 節(jié) 安 排 實習(xí) 長春一汽三周 實驗 計算機(jī)應(yīng)用 CAD繪圖45機(jī)時 1. 于駿一 鄒青主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 2. 譚慶昌 趙洪志主編《機(jī)械設(shè)計》 高等教育出版社 2005 3. 徐鴻本主編《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 2004 4. 鄧星鐘主編《機(jī)電傳動控制》 華中科技大學(xué)出版社 2001 5. 劉順安主編，《液壓傳動與氣壓傳動》 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 1999 6. 高春甫 張宏穎主編《機(jī)電控制系統(tǒng)分析與設(shè)計》 科學(xué)出版社 2007 7. 《機(jī)床設(shè)計手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 1986 8. 《機(jī)械設(shè)計手冊.單行本.氣壓傳動與控制》 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 9. 《機(jī)械設(shè)計手冊.單行本.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 10. 《機(jī)械設(shè)計手冊軟件版v3.0》 11. Mechanical Engineer's Handbook . MARGHITU, D. B. (2001) 12. Rules of Thumb for Mechanical Engineers . POPE, J. E. (1996) 13. Tribology in Machine Design . STOLARSKI, T. A. (1990) 14. Industrial Control Wiring Guide . MERCER, R. B. (2001) 15. Combination Machine- Engineering Principles . REIMPELL, J. (2001) 16. The Science and Technology of CNC . TANAKA, K. (1999) 教研室主任 審批簽字 分 院 院 長 審批簽字 注：題目類別和題目性質(zhì)請用符號√填在相應(yīng)欄內(nèi)。