目錄目錄 1 前言1 1.1 本課題設(shè)計(jì)的目的意義1 1.2 本人的工作構(gòu)思和主要工作任務(wù)1 1.2.1 工作構(gòu)思1 1.2.2 主要工作任務(wù)2 2 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)3 2.1 機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案據(jù)的依3 2.1.1 工件3 2.1.2 使用要求3 2.2 工藝分析 3 2.2.1 工藝方法的確定4 3 機(jī)床總體布局6 3.1 機(jī)床傳動(dòng)形式的選擇6 3.2 機(jī)床支承形式的選擇6 3.3 機(jī)床控制部位的布局6 3.4 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定7 3.4.1 切削參數(shù)的確定7 3.4.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定8 3.4.3 主電機(jī)的選擇8 4 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)10 4.1 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)10 4.1.2 齒數(shù)確定11 4.1.3 繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖11 4.1.3 轉(zhuǎn)速的確定11 4.2 主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì) 12 4.2.1 齒輪設(shè)計(jì)與校核12 4.2.2 軸的設(shè)計(jì)與校核13 4.2.3 軸承的選擇荷校核19 4.3 聯(lián)軸器的選擇 21 5 夾緊系統(tǒng)錐形套的設(shè)計(jì)22 結(jié)束語23 參考文獻(xiàn)24 附錄 I25 附錄 II 27 致 謝29 摘要摘要 隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的主要特征表現(xiàn)在高生產(chǎn)率和先 進(jìn)的技術(shù)徑濟(jì)指標(biāo)兩方面。正是遵循這個(gè)原則。我們?cè)O(shè)計(jì)了托輥里孔加工專用機(jī) 床。該機(jī)床是加工帶式輸送機(jī)托輥管子兩端止口的自動(dòng)化專用設(shè)備，能滿足目前 國內(nèi)外生產(chǎn)的各種類型托輥管子止口的加工。該機(jī)床可以加工管子外徑 108mm，長(zhǎng)度 375500mm。除上下料外，全加工工序由機(jī)床自動(dòng)化完成。由 拖輥的兩端及倒角定位。主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，液壓夾緊，液壓無級(jí)調(diào)速進(jìn)刀及液 壓偏心旋轉(zhuǎn)讓刀。電控部分采用了先進(jìn)的日本進(jìn)口可編程序控制器（簡(jiǎn)稱 PC 機(jī)） 為核心的控制系統(tǒng)。限位采用國內(nèi)較先進(jìn)的無接觸點(diǎn)開關(guān)。使設(shè)備的可靠性，適 用范圍和工作效率都大幅度提高。此設(shè)備適用于大批量的專業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率 高，調(diào)整方便。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：總裝配圖；主軸箱裝配圖；機(jī)床傳動(dòng)原理；錐型套設(shè)計(jì) Abstract Now with the development of science and technology. Industrial production modernization of the main features of the high-performance productivity and advanced technical and economic indicators in two ways. It was followed this principle. We designed a roller Rikon for a special machine. The machine is processing belt conveyor idlers at both ends of the tubes I only special equipment automation, meet current domestic and foreign production of various types of idler mouth tube processing. The machine can process 108mm diameter tube, length 375500mm. Baiting addition, all processes are completed by the machine automation. Idler from the two ends and chamfering positioning. Led the workpiece spindle rotation, hydraulic clamping, hydraulic variable speed hydraulic feed and eccentric rotation for a knife. Electric control parts of the Japanese import advanced programmable controller (PC) as the core of the control system. Limit domestic use more advanced non-contact switch. The reliability of the equipment, the scope of application and efficiency are greatly improved. This equipment suitable for mass production of specialized, high production efficiency, easier adjustment. Keywords : Assemble map； spindle box assembly； machine drive principle ；conical design sets 1 前言前言 1.1 本課題設(shè)計(jì)的目的意義本課題設(shè)計(jì)的目的意義 三年的大學(xué)生活就要結(jié)束了，我們即將走向社會(huì)，走向工作崗位，為了把我 們所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中去，更好地理論聯(lián)系實(shí)際，更好地為社會(huì)服 務(wù)，在史春香老師的指導(dǎo)下。我選了托輥里孔加工專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。 1.2 本人的工作構(gòu)思和主要工作任務(wù)本人的工作構(gòu)思和主要工作任務(wù) 1.2.1 工作構(gòu)思工作構(gòu)思 主要部件的結(jié)構(gòu)及性能 1）主傳動(dòng)系統(tǒng) 主傳動(dòng)系統(tǒng)有電機(jī)、聯(lián)軸器、花鍵杠及主軸箱組成，實(shí)現(xiàn)齒輪箱的主傳動(dòng)及 工件長(zhǎng)度的調(diào)整。 主軸箱安裝在左、右溜板上，左、右對(duì)稱，由電機(jī)帶動(dòng)主軸夾緊及工件旋轉(zhuǎn)。 主要功能是定位工件并實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。 2）軸向進(jìn)刀系統(tǒng) 軸向進(jìn)刀系統(tǒng)安裝在左右油板上，左右對(duì)稱。由液壓缸傳遞實(shí)現(xiàn)刀具的軸向 進(jìn)刀及軸向退回。 3）徑向讓刀系統(tǒng) 徑向讓刀系統(tǒng)由液壓缸傳遞運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)刀具的讓刀運(yùn)動(dòng)，使刀在軸向退回時(shí)， 防止刀尖劃傷已加工表面，保護(hù)加工精度。 4）刀行程調(diào)整部分 刀行程調(diào)整部分裝在進(jìn)刀油缸活塞桿的尾部，通過絲杠與螺母的配合來調(diào)整 刀具的行程，達(dá)到需要加工的止口深度。 5）夾緊系統(tǒng) 夾緊是由液壓缸傳動(dòng)的，通過活塞桿運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)左右油板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)被加工 的夾緊與松開。 6）液壓站 液壓站實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀、讓刀、夾緊油缸的運(yùn)動(dòng)，調(diào)整刀具進(jìn)給速度。 7）電器系統(tǒng) 電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和循環(huán)加工。 1.2.2 主要工作任務(wù)主要工作任務(wù) 設(shè)計(jì)題目：托輥里孔加工專用機(jī)床 設(shè)計(jì)要求：托輥的加工應(yīng)首先保證內(nèi)外圓同軸度 0.06mm.其次不能破壞外 圓的直線度 0.40mm.應(yīng)能保證加工后內(nèi)孔徑向尺寸 mm 和兩端加工深 0.07 0 102 度mm，加工后加工面的粗糙度：徑向 6.3，軸向 3.2。如圖所示： 0.20 0 15.5 圖 1-1 托輥 Fig 1-1 Roller a. 總裝配圖 b. 機(jī)床傳動(dòng)原理 c. 主軸箱裝配圖 d. 錐型套 e. 設(shè)計(jì)說明書及相關(guān)文件 f . 外文翻譯 2 機(jī)床總體方案設(shè)機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)計(jì) 機(jī)床總體設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)機(jī)床首先要解決的問題，它關(guān)系但機(jī)床部件及零件的 設(shè)計(jì)。因此擬定總體方案必須全面，周密考慮，使所定方案技術(shù)合理，先進(jìn)， 徑濟(jì)效益高。 機(jī)床總體設(shè)計(jì)按以下內(nèi)容進(jìn)行： 調(diào)查研究 工藝分析 機(jī)床總體布局 確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 2.1 機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案據(jù)的依據(jù)的依 機(jī)床總體設(shè)計(jì)的主要依據(jù)包括工件，使用要求，同類型機(jī)床及制造條件等。 2.1.1 工件工件 所給工件為帶式輸送機(jī)托輥，其外徑 108mm。為不加工表面。長(zhǎng)度為 375500mm。要求加工部件是兩端止口。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)徑向?yàn)橹行妮S線，軸向是端 面。其加工要求詳見“設(shè)計(jì)任務(wù)書” 此外，工件材料為熱軋 45# 無縫鋼管，硬度 H B217 ，重量 4.76.3Kg，人 工裝卸 2.1.2 使用要求使用要求 首先，所設(shè)計(jì)機(jī)床加工的產(chǎn)品要符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。 其次，所設(shè)計(jì)機(jī)床要適合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)率高， 能夠減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 再有，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作可靠性好。 最后，盡量采用通用或標(biāo)準(zhǔn)零部件，維修方便，徑濟(jì)性好。 2.2 工藝分析工藝分析 2.2.1 工藝方法的確定工藝方法的確定 機(jī)床上的加工工藝方法是多種多樣的。根據(jù)托輥的特點(diǎn)和加工要求，顯然只 有采用車或鏜，具體工藝方法的確定如下： 第一方案：?jiǎn)晤^車（如圖 2.1） 圖 2-1 單頭車 1床身 2主軸箱 3三爪卡盤 4工件 5刀具 6刀桿 7油板箱 8導(dǎo)軌 Fig 2-1 Single-truck 1、Lathe Bed 2、Spindle Box 3、Scroll Chuck 4、Workpiece 5、Tool 6、Arbor 7、Slip-box 8、Guide 工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具直線進(jìn)給，加工一頭后再調(diào)頭加工另一頭，此方案的 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，容易制造。缺點(diǎn)是加工過程中，需要裝夾兩次，外圓又是 未加工表面，調(diào)頭后可能使工件繞兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，不能保證內(nèi)外圓的同軸度， 并且增加了裝夾時(shí)間，生產(chǎn)效率低。 第二方案：兩頭車（如圖 2-2） 采用此方案加工時(shí)，要求工件不動(dòng)，刀具旋轉(zhuǎn)并同時(shí)進(jìn)給。兩端同時(shí)加工， 此方案的優(yōu)點(diǎn)是工件一次裝夾，兩端同時(shí)加工，工序集中，生產(chǎn)效率高。能夠保 證工件內(nèi)外圓同軸度。缺點(diǎn)是 由于兩端同時(shí)加工，必須需要很大的加緊力。若 采用外圓表面定位的夾具就會(huì)造成外圓表面變或破壞外圓直線度，為加工帶來誤 差。 圖 2-2 兩頭車 1- 床身 2-動(dòng)力頭 3-刀具 4-工件 5-夾具 6-導(dǎo)軌 Fig 1-2 Two Lathe 1、 Lathe Bed 2、Cabinet 3、Tool 4、Workpiece 5、Fixture 6、Guide 工件一次裝夾，兩端同時(shí)加工，工序集中，生產(chǎn)效率高。能夠保證工件內(nèi)外 圓的同軸度。缺點(diǎn)是由于兩端同時(shí)加工，必須需要很大的夾緊力，若采用外圓表 面定位的夾具，就會(huì)造成外圓表面變形，破壞外圓直線度，為加工帶來誤差。 第三方案：兩頭鏜 如圖 2-3 圖 2-3 兩頭鏜 1進(jìn)刀油缸 2刀桿 3刀具 4主軸箱 5夾具 6工件 Fig 1-3 Two Boring Machine 1、Feed Cylinder 2、Arbor 3、Tool 4、Main oil tank 5、Workpiece 6、Fixture 7、Lathe Bed 8、Guide 3 3 機(jī)床總體布局機(jī)床總體布局 機(jī)床總體布局是指確定機(jī)床組成部件以及各部件和控制機(jī)構(gòu)在機(jī)床中的配置 3.1 機(jī)床傳動(dòng)形式的選擇機(jī)床傳動(dòng)形式的選擇 機(jī)床的傳動(dòng)有機(jī)械的、液壓的、電氣的、氣動(dòng)的及其綜合的多種形式。 對(duì)于本機(jī)床來說，其主運(yùn)動(dòng)是工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)形式選擇齒輪變速的機(jī) 械驅(qū)動(dòng)形式，它有許多有點(diǎn)： 1）通過齒輪變速，可以實(shí)現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)。 2）由于本機(jī)床是專用機(jī)床，有特定轉(zhuǎn)速，采用齒輪有極變速，提高傳動(dòng)精度 和運(yùn)動(dòng)精度。 3)齒輪的制造要求一般，且工作可靠，徑濟(jì)性好。 對(duì)于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，采用液壓缸傳動(dòng)，它的優(yōu)點(diǎn)是： 1)傳動(dòng)平穩(wěn)，能夠無極調(diào)速。 2)通過液壓元件容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 對(duì)于壓緊運(yùn)動(dòng)，采用液壓傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是： 1）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，速度可調(diào)。 2）液壓回路實(shí)現(xiàn)自鎖，保證夾套夾緊工件后，溜板不能自動(dòng)退回，夾緊力 恒定。 3.2 機(jī)床支承形式的選擇機(jī)床支承形式的選擇 通過對(duì)同類型機(jī)床支承形式的調(diào)整，此機(jī)床選用“”字形支承，臥式布局。 3.3 機(jī)床控制部位的布局機(jī)床控制部位的布局 該機(jī)床的控制部位有：按鈕、手柄、左右螺母、主軸，他們離地面高度分別 為： 按鈕 650mm 手柄 790mm 左、右螺母及主軸 834.5mm 這樣布局保證操作者和工件間有合適的相對(duì)位置，以便裝卸工件、調(diào)整刀具、 觀察加工情況，使操作方便、省力。 3.4 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參 數(shù)、動(dòng)力參數(shù)。 主參數(shù)： 機(jī)床主軸中心高 835mm 到主軸中心高 184.5mm 機(jī)床總長(zhǎng)度 2600mm 機(jī)床寬度 680mm 機(jī)床高度 1077mm 加工管子外徑 108mm 加工管子長(zhǎng)度 375-500mm 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 溜板移動(dòng)速度 液壓無級(jí)調(diào)速 刀具進(jìn)給速度 液壓無級(jí)調(diào)速 至于主軸轉(zhuǎn)速和電機(jī)功率須根據(jù)切削參數(shù)才能確定。 3.4.1 切削參數(shù)的確定切削參數(shù)的確定6 a)刀具選擇 材料 YT15 前角 V=150 后角 =50 主偏角 =900 r k 刃傾角 5o S 刀類半徑 r=1.0 尺寸 BHL=121240 b)切削用量 切削深度 =2mm p a 進(jìn)給量 f =0.4mm/r 表 2-15 切削速度 V =100m/min 表 2- 15 c)切削力8 單位切削力 P =1962N/mm 表 3-1 進(jìn)給量修正系數(shù) 表 3-2 fF 0.96 Z K 切削速度修正參數(shù) 表 3-3 VF 1.0 Z K 主偏角修正參數(shù) 表 3-5 krF 1.05 Z K krFy 0.85K krFx 1.15K 切削力比值 表 3-60.4 y Z F F 0.4 X Z F F 刃傾角修正參數(shù) 表 3-71.0 sFZ K 0.9 sFy K 1.3 sFx K 主切削力 SFZ 196220.40.96 1.0 1.05 1.01582 CfFZVFZkrFZ PAKKKKN 切深抗力 y 0.40.4 15820.850.9484 yZkrFysF FFKKN 進(jìn)給抗力 0.40.4 1582 1.19 1.3946 XZkrFxXSFX FFKKN 3.4.23.4.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定 本機(jī)床是加工托輥里孔止口的專用機(jī)床，工藝范圍窄，主軸只需一種固定轉(zhuǎn) 速 n，根據(jù)已選定的切削速度 V 可得： 主軸轉(zhuǎn)速 . 10001000 00 325 min 3.14 98 v r n D 3.4.33.4.3 主電機(jī)的選擇主電機(jī)的選擇 主電機(jī)用來驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，它的功率由主削力決定。 切削功率： 1582 1000 225.3k 60 100060 1000 Z m F V PW 電機(jī)功率： 取 0.8 m 5.3 6.6 0.8 m m P PKW 參機(jī)械另件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 17-5 取主電機(jī)為： 型號(hào) Y160M-6 功率 =7.5KW 0 N 轉(zhuǎn)速 90 min r n 4 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)床的主傳動(dòng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的，它對(duì)機(jī)床的使用性質(zhì)，結(jié)構(gòu)和制造 成本都有明顯的影響。 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)必須滿足設(shè)計(jì)要求： 機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速滿足實(shí)際使用要求。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須能傳遞足夠的功率和扭矩，并且具有較高的傳動(dòng)效率。 執(zhí)行件須有足夠的精度、剛度，抗震性和小子許可限度的熱變形和濕生。 操作要輕便、靈活、迅速、安全、可靠，并且便于調(diào)整和維修。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑與密封良好，便于加工和轉(zhuǎn)配，成本低。 4.1 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1.1 轉(zhuǎn)速圖的擬定轉(zhuǎn)速圖的擬定 選擇公比時(shí)，一般取小些，以減小現(xiàn)對(duì)速度損失。參金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 表 1-4 和 P16 取公比 1.26 總降速比 4.71.73 325111 = 9701.261.261.26 總 則主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖為： 圖 4-1 主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 Fig 4-1 Main drive system Speed Figure 4.1.2 齒數(shù)確定齒數(shù)確定 參金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)齒數(shù)如下表： 表 4-1 Tob 4-1 序號(hào) 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 Z 7 Z 8 Z 齒數(shù)405950100405950100 轉(zhuǎn)速誤差： 4050 325970 59100 =1.17%10( -1)%=2.6% n325 nn 理實(shí) 理 滿足要求。 4.1.3 繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 根據(jù)以上對(duì)主傳動(dòng)的分析。如圖 圖 4-2 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 Fig 4-2 Main drive system plans 4.1.3 轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)速的確定 本專用機(jī)床主軸只有一種轉(zhuǎn)速。 則：主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為： nj=325r/min 其它各軸及齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 表 4-2 Tob 4-2 軸序號(hào)I(II) III(IV) V(VI) nj=(r/min)970 650 325 齒輪序號(hào)Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 nj=(r/min)970 650 650 325 970 650 650 325 4.2 主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì)主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì) 4.2.1 齒輪設(shè)計(jì)與校核齒輪設(shè)計(jì)與校核 1.Z1和 Z2齒輪采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 小齒輪 Z1采用 45#，調(diào)質(zhì) HB=236 大齒輪 Z2采用 45#正火 HB=190 每天兩班制工作，每年 300 天，使用 8 年。 Z1=40 Z2=59 傳動(dòng)比 i=1.48 小齒輪轉(zhuǎn)速 n1 =970r/min 則： mj16338 3 22 (1) iNj mZijnj 削機(jī)床設(shè)計(jì)表 2-1 式中： 10 B m m 600jMpa 3 22 7.5 (1.48+1) 2 mj16338 =1.7 10 401.48 600970 取 m=3 參考機(jī)械另件見附錄 I 所以，彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 2 .Z3與 Z4采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 小齒輪 Z3 采用 43 調(diào)質(zhì) HB=236 左旋 大齒輪 Z4 采用 ZG55 調(diào)質(zhì) HB=260 右旋 每天兩班制工作，每年 300 天，使用 8 年 Z3=50 Z4=100 i=2 =9 3739 ，小齒輪轉(zhuǎn)速 nj=650r/min 則：mnj 3 2 2 3 (1) 16338 iNj mZijnj 式中：m=10 =600Mpa B m j mnj =1.9 3 22 (21)650 16338 10502600650 j 取 mn=4 參考機(jī)械零件附錄 II 彎曲強(qiáng)度足夠 4.2.2 軸的設(shè)計(jì)與校核軸的設(shè)計(jì)與校核 1. ()軸的設(shè)計(jì) 1）為了保證主傳動(dòng)的定心精度核運(yùn)動(dòng)精度，滿足加工精度要求。用花鍵杠傳 動(dòng)，并且采用外徑定心，便于加工制造。 材料 45 B=650Mpa 熱處理 調(diào)質(zhì) HB=229-286 估算軸徑: dA 式（11-2） 3 p n 式中： A計(jì)算常數(shù) 取 A=118 表 11-2 d118=20mm 取 d=40mm 3 7.5 2 970 以上參考機(jī)械零件 軸的校核 受力如圖所示：當(dāng)加工工件為 500mm 時(shí)，彎曲最大。參機(jī)械零件 T=9.55=9.55 6 10 p n 64 7.5 2 103.7 10 970 Nmm F大= 422 23.7 10 620 340 1 TT N dmZ Fr=F大tg=620tg20=226N 垂直面內(nèi)彎矩 RvA260Fr740=0 RvA=F大740/260=-621740/260=-1767N RHC=1146N MHB 左=RHA260=1767260=459420Nmm MHB 右=RHC740=1146740=848040Nmm 合成彎矩： 圖 4-3 彎矩圖 Fig 4-3 Moment map MB 左= 22222 M= 167180459420 =488893MvBHBN mm左左 MB 右= 22222 M= 283420848040 =894147MvBHBN mm右右 轉(zhuǎn)矩： 圖 4-4 轉(zhuǎn)矩圖 Fig 4-4 Torque map 參機(jī)械零件P269 取 =0.59 T=0.593.7=21830Nmm 4 10 當(dāng)量彎矩： 圖 4-5 彎矩圖 Fig 4-5 Moment map MeB 左=MB 左=488893Nmm MeB 左= =894413Nmm 2222 ()= 21830894147TMB右 由彎矩圖可知： C 處彎矩最大 d=42mm ec=894413/0.1 3 0.1 Mec d 2 4212.1MPa 參機(jī)械零件表 11-3 1 55 b MPa 1 12.55 e b MPaMPa 故強(qiáng)度足夠。 2）花鍵校核： 參機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 4-5 取花鍵: 6-484212 參機(jī)械零件式（4-5） p m T Z h C r 式中：各齒載荷分布不均勻系數(shù)。 一般取=0.70.8 花鍵齒數(shù)Z C倒角尺寸，取 C=1 花鍵平均半徑，= m r m r 4 Dd h=花鍵齒側(cè)面的工作高度 h=2C 2 Dd 4 3.7 10 0.4 48424842 0.86(2 1) 1000 24 p MPa 查表 42，取15MPa 5 p 故花鍵強(qiáng)度足夠。 3） 平鍵校核 由 d=40mm 參機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 41 采用鍵（C 型） 1270 GB109679 A6 b=14 h=8 L=70 參機(jī)械零件式（41） =7.34Mpa 4 4443.7 10 14 ()40 8(70) 22 p TT b dhc dh L 參表 41， =40Mpa p 強(qiáng)度足夠 p p 4）（）軸的設(shè)計(jì)： 1）（）采用 45制造 估算軸徑: dA 3 3 7.5 2 11821 650 p mm n 因軸上需開兩鍵槽，故增大 7% d=21/93%=23mm 取 d=50mm 軸的校核: 受力如圖所示， 大2 大1 圖 4-5 受力分析圖 Fig 4-5 Analysis plans T=9.55 664 7.5 2 109.55 105.5 10 650 p N mm n F大 1= 4 27225.5 10 200 1450cos9 3739 cos o T N mnZ d Fa1=F大 1tg=542tg=92N 9 3739 F大 2= 4 2255 10 620 23 59 T N d Fr2=F大 2tg=620tg20=226N 垂直面內(nèi)彎矩。 圖 4-6 垂直面內(nèi)彎矩圖 Fig 4-6 Figure moment in the vertical plane Fa1d1+Fr2150+RVB100+Fr250=0 RVB= 1 203200 1502265092203200 15022650 600 100100 Fa N RVD=174N MVB=Fr150+Fa1d1=20050+92203=28676N mm Mvc=RvD50=17450=8700N mm 水平面內(nèi)彎矩： 大 圖 4-7 水平面內(nèi)彎矩圖 Fig 4-7 Water level in the moment plans F大 1150+RHB100-F大 250=0 RHB= 2 50-F1 150621 50542 150 =502.5N 100100 F 大大 RHD=581.5N MHB=F大 150=54250=27100N mm MHC=RHD50=581.550=29075N mm 合成彎矩： 圖 4-8 合成彎矩圖 Fig4-8 Moment of plans MB= 2222 271002867639455mm VBHB MMN 2222 87002907530349 CVCHC MMMN mm 轉(zhuǎn)矩： 圖 4-9 轉(zhuǎn)矩圖 Fig4-9 Torque map 取 0.59 4 0.595.5 1032450TN mm 當(dāng)量彎矩： 圖 4-10 當(dāng)量彎矩圖 Fig4-10 Equivalent moment map 2 222 2 222 32450 394553245051085 30349325044430 M=M30349 eA eBB Cec cec MTN mm MMTN mm MMTN mm N mm 左 右 由彎矩圖可知： B 處彎矩最大 d=50mm 3 1 3 51085 4.1 Pa55 0.1 50 0.1 eB eB M MbMPa d 故，強(qiáng)度足夠。 2）平鍵校核： 由 d=50mm,參機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 4-1 取鍵（A 型） 1425 GB1095-79 A6 b=14 h=9 L=25 參機(jī)械零件式（4-1） 4 4 45.5 10 4 27 14 50925 2 2 T dhc p T MPa b dh L 參表 4-1 =100120Mpa p p p 故系數(shù)強(qiáng)度足夠。 3. （）軸的設(shè)計(jì) （）軸既是主軸又具有夾具的作用，簡(jiǎn)稱主軸夾套。 材料 50 熱處理 HB255302 調(diào)質(zhì)處理 2 Mn 4.2.3 軸承的選擇荷校核軸承的選擇荷校核 根據(jù)各軸的軸徑，選擇軸承如下表。 表 4-3 Tab4-3 軸序號(hào)軸承型號(hào) ， 208 212 ， 36210 ， 36232 校核軸承 208，212. 參機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-1. 208 25.6KNC 18.1KN o C 212 41KNC 31.5KN o C 在（）軸上，208 為 C 點(diǎn)， 212 為 A 點(diǎn) 2222 r 2222 6437671880 38311461208 rAAnA rcvcHC FRRN FRRN 1) 壽命計(jì)算。 Fa=0 X=1 Y=0 參機(jī)械零件表 12-6 P12-7f1.2 1 188001.22256 1 120801.21450 ArAapp A C xFYFf PN PN 參表， 參機(jī)械零件式（12-22） h 16667 p f C L n 大 式中：溫度系數(shù)，取=1，表 12-4f大f大 壽命指數(shù)，取=3 3 hA 3 hc 166671 41 1.373838400 9702.256 166671 25.6 9455938400 9701.45 Lhh Lhh 故壽命足夠。 2）靜載校核： 參機(jī)械零件表 12-9. 取 0 0.6X 0 0.5Y 由式（1232） 000ra PX FY F 0A 0.6 188001128PN 0 0.62080725N C P 參 309 1233P和是 P,P = oror FF當(dāng)計(jì)算出應(yīng)取 P1880 oArA FN1208 OCrC PFN O 12-10S1.2參表，取 145031.5 OOCOA S PNCKN P145018.1 OOCOC SNCKN 故，軸承強(qiáng)度足夠。 4.3 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 由于主傳動(dòng)系統(tǒng)要求傳動(dòng)精度高，且穩(wěn)定性好。故選用彈性圓柱銷聯(lián)軸器。 它適于聯(lián)接兩同心軸的軸承，能補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移。具有減震性，不需潤(rùn)滑。 型號(hào)： 聯(lián)軸器 3 45 110 10660 4070 Z BJB Y 注： 半聯(lián)軸器和軸端應(yīng)采用小于的配合，電機(jī)軸端則采用的配合。 7 6 H k 7 6 H k 5 夾緊系統(tǒng)錐形套的設(shè)計(jì)夾緊系統(tǒng)錐形套的設(shè)計(jì) 本機(jī)床的夾緊系統(tǒng)是液壓缸推動(dòng)左、右油板運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)工件的夾緊的。由于 工件具有 45倒角，故與之相配合的錐形套應(yīng)具有 90錐角。為不妨礙進(jìn)給， 錐形套的小端直徑不能過小。因工件加工后內(nèi)徑為 102mm,故取錐形套小端直徑 為 104mm.45斜面長(zhǎng)度取 10mm.錐形套與大齒輪用 M8 螺釘相連接，錐形套結(jié) 構(gòu)見圖 03-07。 因?yàn)樵搳A具夾緊力與切削力呈垂直狀態(tài)，夾緊是通過錐形套與工件 45倒角 之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)的。故對(duì)錐形套來說，應(yīng)有較高的硬度和耐磨性。14 取材料: 50Mn2, 熱處理： 調(diào)質(zhì) HB 255-302. 結(jié)束語結(jié)束語 徑過幾個(gè)月的緊張工作，在各位老師的幫助指導(dǎo)下，通過自己的努力，終于 完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)托輥里孔加工專用機(jī)床。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們綜合運(yùn)用了所學(xué)的基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課鶴專 業(yè)課知識(shí)。比較系統(tǒng)地對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次全面復(fù)習(xí)，并基本上掌握了設(shè)計(jì)的 一般程序、規(guī)范和方法。提高了設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)要求、查閱技術(shù)資 料標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的能力。對(duì)以后的工作進(jìn)行了一次大練兵。 通過大量的調(diào)查研究，現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作已徑結(jié)束。在設(shè)計(jì)過程中受到很多老師 和工人師傅的指導(dǎo)幫助，特別是史春香老師，在此特向關(guān)心幫助過我們的各位老 師及工人師傅表示感謝。 由于我們的實(shí)踐徑驗(yàn)缺乏，時(shí)間又比較緊張，手頭資料有限，本次設(shè)計(jì)難免 有不少紕漏不足之處，請(qǐng)各位老師指正。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 吳宗澤主編.機(jī)械零件第一版 .中央廣播電視大學(xué)出版社，1986.1 2 鄭修本主編.機(jī)械制造工藝第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 3 陳劍中，孫家寧主編.金屬切削原理與刀具.機(jī)械工業(yè)出版社，1990.11 4 薛祖德主編.液壓傳動(dòng).中央廣播電視大學(xué)出版社 ，1985.12 5 煤炭工業(yè)部編.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).上海科技出版社，1979.11 6金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) .上海科技出版社，1979.1 7 劉友才，肖繼德主編.機(jī)械夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1991.4 8組大連組合機(jī)床研究所編.合機(jī)床設(shè)計(jì)第一冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1973.2 9 黃鶴訂主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1991.3 10 顧維邦主編.金屬切削機(jī)床概論.機(jī)械工業(yè)出版社，1991.4 11機(jī)械原理.中央電大出版社，1983.2 12 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化工工業(yè)出版社，1987.4 13 盧頌峰主編.機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè).中央電大出版社，1985.12 14 黃凱主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).國防工業(yè)出版社，1986.12 15 北京市教育委員會(huì)編.高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)機(jī)械卷.國家教 委高等教育司.北京：高等教育出版社，徑濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社，2006.12 附錄附錄 I I 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算依據(jù)單 位 結(jié)果 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 1）總工作時(shí)間tntn=163008ntn 2）當(dāng)量循環(huán)次數(shù) NvNv1=600n1th Nv2=Nv1/i Nv1=2.23109 Nv2=1.5109 3）接觸壽命系數(shù) Zn圖 7-27Zn1=1.06 Zn2=1.08 4）工作硬化系數(shù) Zw圖 7-28Zw=1.0 5）安全系數(shù) SH表 7-9SH=1 6）接觸疲勞強(qiáng)度極限Htim圖 7-26Mpa Htim1=570 Htim2=460 7）許用接觸應(yīng)力 XH XH= HtimZnZw SH MPa H1=604 H2=497 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 1）小齒輪扭矩 T1 T1=9.95 6 10 p n N mmT1=36920 2)工作情況系數(shù) KA表 7-6KA=1 3）動(dòng)載系數(shù) Kv 圖 7-9 和 =1.18 VZ1 100 Kv=1.18 4）齒向載荷分布系數(shù)K 圖 7-12=1.125K 5）齒間載荷分布系數(shù)K圖 7-13=1.18K 6）載荷系數(shù) K K=KAKvK Kd K=1.57 7）壽命系數(shù) YN圖 7-30YN1=1 YN2=1 8)彎曲疲勞強(qiáng)度極限Ftin圖 7-29Mpa Ftin1=430 Ftin2=370 9)安全系數(shù) SF表 7-9SF=1 10）尺寸系數(shù) Yx圖 7-31Yx=1 11）許用彎曲應(yīng)力 F YN Ftin F SF Yx MPa 1=430 F 12)齒形系數(shù) YFa圖 7-23Yfa1=2.48 Yfa2=2.35 13）齒根應(yīng)力集中系數(shù) Ysa圖 7-24Ysa1=1.65 Ysa2=1.71 附錄附錄 IIII 計(jì)算題目計(jì)算根據(jù)單位結(jié)果 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 1)總工作時(shí)間 th th=163008 th=38400 2)當(dāng)量循環(huán)次數(shù) NvNv1=60n/th Nv2=Nv1/i Nv1=1.5109 Nv2=7.5108 3)接觸壽命系數(shù) Zn圖 7-29Zn1=1.07 Zn2=1.0 4)工作硬化系數(shù) Zw圖 7-28Zw=1.0 5)安全系數(shù) SH表 7-9SH=1.0 6)接觸疲勞強(qiáng)度極限Htim圖 7-26Mpa Htim1=550 Htim2=570 7)許用接觸應(yīng)力H H=ZnZw 1Htim SH Mpa H1=589 H2=570 驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度 1)小齒輪扭矩 T1 T1=9.55 6 10 p n N mm T1=55096 2)工作情況系數(shù) KA表 7-6KA=1.25 3)動(dòng)載系數(shù) Kv 圖 7-9 和=1.9 1 100 VZKv=1.1 4)齒向載荷分布系數(shù)K 圖 7-12=1.035K 5)齒間載荷分布系數(shù)K圖 7-13 =0.82+0.84=1.66 =0.55 =0.55+1.66=2.21 =1.21K 6)載荷系數(shù) K K=KAKvKK K=1.72 7）壽命系數(shù) YN圖 7-30YN1=1 YN2=1 8）彎曲疲勞強(qiáng)度極限 Ftim 圖 7-29Mpa Ftim1=430 Ftim2=440 9）安全系數(shù) SF表 7-9SF=1 10）尺寸系數(shù) Yx圖 7-31Yx=1 11）螺旋角系數(shù)Y 圖 7-38=0.95Y 12）許用彎曲應(yīng)力F F=YNYx Ftim SF Y MPa F1=409 F2=418 13）齒形系數(shù) YFa圖 7-23Yfa1=2.4 Yfa2=2.2 14）齒根應(yīng)力集中系數(shù) Ysa 圖 7-24Ysa1=1.654 Ysa2=1.754 致致 謝謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)大專生的畢 業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促 指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)論文是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì) 的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期 詳細(xì)定稿等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是張 老師仍然細(xì)心地糾正我的錯(cuò)誤。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。 然后還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同 時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì) 順利完成。