畢業(yè)設(shè)計(jì)----立式數(shù)控銑床主軸部件設(shè)計(jì)

1、<p>　　XK100立式數(shù)控銑床主軸部件設(shè)計(jì)</p><p>　　班級(jí) </p><p>　　專業(yè) </p><p>　　教學(xué)系 </p><p>　　指導(dǎo)老師

2、 </p><p>　　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題表</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程檢查情況記錄表</p><p>　　學(xué)生姓名：

3、 學(xué)號(hào)： 所在系： 班級(jí)： </p><p>　　題目：XK100立式數(shù)控銑床主軸部件設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告書</b></p><p>　　20**—20**學(xué)年</p><p>　　機(jī)電系

4、 專業(yè)</p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　企業(yè)導(dǎo)師 </p><

5、;p>　　學(xué)校導(dǎo)師 </p><p>　　開題日期 </p><p>　　填表日期 20**年3月9日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

6、第一章 數(shù)控銑床的介紹……………………………………………… 4</p><p>　　1.1 數(shù)控銑床的主要功能…………………………………………… 4</p><p>　　1.2 數(shù)控銑床的主要特點(diǎn)…………………………………………… 5</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)方案………………………………………………… 7</p><p&g

7、t;　　第三章 電機(jī)的選擇…………………………………………………… 7</p><p>　　3.1 確定主軸傳動(dòng)功率……………………………………………… 7</p><p>　　3.2 電機(jī)的選擇……………………………………………………… 8</p><p>　　3.3 主軸的變速過程………………………………………………… 9</p>

8、<p>　　第四章　軸類零件的設(shè)計(jì)…………………………………………… 10</p><p>　　4.1 軸的設(shè)計(jì)概述………………………………………………… 10</p><p>　　4.2 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定……………………………………… 10</p><p>　　4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 13</

9、p><p>　　4.4 主軸剛度的計(jì)算………………………………………………… 15</p><p>　　第五章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………17</p><p>　　5．1主要參數(shù)的選擇……………………………………………………17</p><p>　　5.2 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………17&

10、lt;/p><p>　　第六章 軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………… 20</p><p>　　6.1 軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算……………………………………………20</p><p>　　6.2 驗(yàn)算兩軸承的壽命………………………………………………… 22</p><p>　　第七章 圓弧齒同步帶的設(shè)計(jì)……………………………………

11、… 22</p><p>　　7.1 確定圓弧齒同步帶的基本參數(shù)……………………………………22</p><p>　　7.2 確定帶的中心距……………………………………………………23</p><p>　　7.3 選擇帶的類型………………………………………………………24</p><p>　　第八章 碟形彈簧的設(shè)計(jì)………………………

12、……………………… 25</p><p>　　8.1 碟形彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………25</p><p>　　8．2 彈簧的許用應(yīng)力和疲勞極限…………………………………… 26</p><p>　　8．3 碟形彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………… 27</p><p>　　8.4 碟形彈簧的校核 …

13、…………………………………………………28</p><p>　　第九章 拉桿的設(shè)計(jì)………………………………………………………30</p><p>　　9.1 確定拉桿的直徑 ……………………………………………………30</p><p>　　9.2 確定拉桿的長度…………………………………………………… 30</p><p>　　第十章

14、 拉抓和打刀缸的選擇………………………………………… 31</p><p>　　10.1 拉抓的選擇…………………………………………………………31</p><p>　　10.2 打刀缸的選擇…………………………………………………… 31</p><p>　　小結(jié)…………………………………………………………………………… 32</p><p

15、>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………33</p><p>　　[摘要］ 本文根據(jù)公司生產(chǎn)加工需要改裝一臺(tái)銑床, 主要用于銑削平面和鉆孔，對(duì)主軸部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，但仍要用原來的主軸箱，要求主軸的轉(zhuǎn)速范圍為40r/min—4000r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定典型的切削工藝可以求得主軸的切削功率為4.3KW，根據(jù)切削功率與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η確定機(jī)床傳動(dòng)的功率Ｐ=5.4 KW

16、，然后，根據(jù)機(jī)床傳遞的功率Ｐ來選擇電機(jī)的類型。為了滿足主軸的轉(zhuǎn)速要求，選擇合適的傳動(dòng)比和軸承。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 銑床 主軸 設(shè)計(jì) 校核</p><p>　　第一章 數(shù)控銑床的介紹</p><p>　　數(shù)控機(jī)床集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感測(cè)量、機(jī)械制造、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，他的發(fā)展和運(yùn)用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)

17、代，數(shù)控技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，他實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控銑床是一種加工功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，目前迅速發(fā)展起來的加工中心、柔性加工單元都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，兩者都離不開銑削方式。由于數(shù)控銑削工藝最復(fù)雜，需要解決的技術(shù)問題也最多，因此人們?cè)谘芯亢烷_發(fā)數(shù)控系統(tǒng)及自動(dòng)編程語言的軟件時(shí)，也一直把銑削加工作為重點(diǎn)。</p><p>　

18、　1.1 數(shù)控銑床的主要功能</p><p>　　數(shù)控銑床可以分為立式、臥式和立臥兩用式數(shù)控銑床，數(shù)控銑床的應(yīng)用越來越廣泛，主要具有下列功能：</p><p>　　1、點(diǎn)位控制功能 利用這一功能，數(shù)控銑床可以進(jìn)行只需要作點(diǎn)位控制的磚孔、擴(kuò)孔、忽孔、鉸孔和鏜孔等加工。</p><p>　　2、連續(xù)輪廓控制功能 數(shù)控銑床通過直線和圓弧插補(bǔ)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡

19、的連續(xù)輪廓控制，加工出由直線和圓弧兩種幾何要素構(gòu)成的平面輪廓工件。對(duì)非圓曲線（橢圓、拋物線、雙曲線等二次曲線及對(duì)數(shù)螺旋線、阿基米德螺旋線和列表曲線等）構(gòu)成的平面輪廓，在經(jīng)過直線或圓弧逼近后也可以加工。除此之外，還可以加工一些空間曲面。</p><p>　　3、刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能 使用這一功能，在編程時(shí)可以很方便地按工件實(shí)際輪廓形狀和尺寸進(jìn)行編程計(jì)算，而加工中可以使刀具中心自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑，加工出符

20、合要求的輪廓表面。也可以利用該功能，通過改變刀具半徑補(bǔ)償量的方法來彌補(bǔ)銑刀制造的尺寸精度誤差，擴(kuò)大刀具直徑選用范圍及刀具返修刃磨的允許誤差。</p><p>　　4、刀具長度補(bǔ)償功能 利用該功能可以自動(dòng)改變切削平面高度，同時(shí)可以降低在制造與返修時(shí)對(duì)刀具長度尺寸的精度要求，還可彌補(bǔ)軸向?qū)Φ墩`差。</p><p>　　5、鏡像加工功能 鏡像加工也稱為軸對(duì)稱加工。對(duì)于一個(gè)軸對(duì)稱形狀的工件來說

21、，利用這一功能，只要編出一半形狀的加工程序就可完成全部加工了。</p><p>　　6、固定循環(huán)功能 利用數(shù)控銑床對(duì)空進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鍃和鏜加工時(shí)，加工的基本動(dòng)作是：刀具無切削快速到達(dá)孔位—慢速切削進(jìn)給—快速退回。對(duì)于這種典型化動(dòng)作，可以專門設(shè)計(jì)一段程序（子程序）在需要的時(shí)候進(jìn)行掉用來實(shí)現(xiàn)上述加工循環(huán)，特別是在加工許多相同的孔時(shí)，應(yīng)用固定循環(huán)功能可以大大簡化程序。</p><p>　　1

22、.2 數(shù)控銑床的主要特點(diǎn)</p><p>　　1、高柔性及工序復(fù)合化</p><p>　　數(shù)控銑床具有柔性（可變性）高和工序復(fù)合化的特點(diǎn)。所謂“柔性”即靈活、通用和萬能性，可以適應(yīng)加工不同形狀工件的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控銑床的發(fā)展已經(jīng)模糊了粗、精加工工序的概念，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程，可最大限度地提高設(shè)備利用率。</p><p>　　數(shù)控銑床一般都能完

23、成鉆孔、鏜孔、鉸孔、銑平面、銑斜面、銑槽、銑曲面（凸輪）、攻螺紋等加工。而且，一般情況下，可以在一次裝夾中，完成所需的加工工序。</p><p><b>　　2、加工精度提高</b></p><p>　　目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量（即每發(fā)出一個(gè)脈沖后滑板的移動(dòng)量）一般為0.001mm。高精度的數(shù)控系統(tǒng)可達(dá)0.0001mm，一般情況下可以保證工件的加工精度。另外，數(shù)控加工可

24、避免工人的操作誤差，一批加工工件的尺寸同一性比較好（包括工件的主要尺寸和倒角等尺寸的同一性），而且還可以利用軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p><b>　　3。、生產(chǎn)效率高</b></p><p>　　零件加工所需要的時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間量部分。數(shù)控銑床能夠有效的減少這量部分時(shí)間，因而加工生產(chǎn)率比一般銑床高得多。良好的結(jié)構(gòu)剛性允許數(shù)控銑

25、床大切削用量的強(qiáng)力切削，有效的節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。數(shù)控銑床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位采用了加速和減速措施，因而選用了很高的空行程運(yùn)動(dòng)速度，消耗在快進(jìn)、快退和定位的時(shí)間要比一般銑床少的多。</p><p>　　數(shù)控銑床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都是無級(jí)變速的。因此，有利于選擇最佳切削用量。</p><p>　　4、減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度</p><p>　　數(shù)控銑床對(duì)零件加工是按事先

26、編好的程序自動(dòng)完成的。操作者除了操作鍵盤、裝卸工件和中間測(cè)量及觀察機(jī)床運(yùn)動(dòng)外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，可大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　由于數(shù)控銑床具有以上獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此數(shù)控銑床已成為機(jī)械制造業(yè)的主要設(shè)備。但是，數(shù)控銑床的編程操作比較復(fù)雜，對(duì)編程人員的素質(zhì)要求較高。否則很難發(fā)揮數(shù)控銑床的作用。</p><p>　　本文根據(jù)公司生產(chǎn)加工需要改裝一臺(tái)銑床,主要用于銑削平面和鉆

27、孔，對(duì)主軸部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，但仍要用原來的主軸箱，要求主軸的轉(zhuǎn)速范圍為40r/min—4000r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定典型的切削工藝可以求得主軸的切削功率為5.4KW，根據(jù)切削功率與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η確定機(jī)床傳動(dòng)的功率Ｐ，然后，根據(jù)機(jī)床傳遞的功率Ｐ來選擇電機(jī)的類型。為了滿足主軸的轉(zhuǎn)速要求，選擇合適的傳動(dòng)比和軸承。</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　X

28、K100立式數(shù)控銑床要達(dá)到的技術(shù)要求：主軸轉(zhuǎn)速40 r/min～4000r/min，換刀時(shí)間0.6s，換刀的時(shí)間靠打刀缸的性能來保證。工作臺(tái)的行程1000×500，工作臺(tái)所加工零件的類型為鋁件和一些鋼件。主軸采用BT50、的刀柄和拉抓。</p><p>　　XK100立式數(shù)控銑床具有加工中心的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)換刀，自動(dòng)變速，變速方法采用無級(jí)變速加有級(jí)變速。無級(jí)變速采用交流變頻調(diào)速電機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩極變速，變

29、速過程中齒輪的嚙合通過離合器的得電和失電來實(shí)現(xiàn)。為了滿足主軸的轉(zhuǎn)速要求選擇帶輪的傳動(dòng)比為2，減速傳動(dòng)；齒輪的傳動(dòng)比為1.78，兩對(duì)齒輪嚙合，一對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)增速傳動(dòng)，另一對(duì)實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)。</p><p>　　XK100立式數(shù)控銑床主軸部件的設(shè)計(jì)主要有軸以及軸上零件、拉桿的設(shè)計(jì)，選擇合適的電機(jī)，滿足切削時(shí)的功率要求，選擇電機(jī)時(shí)根據(jù)典型切削工藝求得切削是需要的功率；打刀缸的選擇，首先根據(jù)換刀所要達(dá)到的時(shí)間，其次，根據(jù)碟形

30、彈簧拉緊刀柄的力，打刀缸動(dòng)作是所產(chǎn)生的力應(yīng)稍大于彈簧的拉緊力。</p><p>　　第三章 電機(jī)的選擇</p><p>　　現(xiàn)在的數(shù)控銑床能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速或無級(jí)變速加有級(jí)變速，數(shù)控銑床一般都采用由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的電氣無級(jí)調(diào)速。由于數(shù)控銑床的運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍較大，單靠調(diào)速電機(jī)無法滿足這么大的調(diào)速范圍，另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配。因此，數(shù)控

31、機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)常常在無級(jí)變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng)，以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。</p><p>　　3.1 確定主軸傳動(dòng)功率</p><p>　　數(shù)控銑床的加工范圍一般都比較大，所傳動(dòng)的額定功率可以根據(jù)典型切削工藝的情況計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)的銑床主要的加工范圍，查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)確定如下典型加工工藝：用高速剛圓柱平刀銑削灰鑄鐵工件平面，刀具直徑D=100mm，刀齒數(shù)為10，工件

32、材料為HT200，硬度190HBS，切削速度=23.5m／min，進(jìn)給速度為160mm／min，背吃刀量＝5mm，切寬為75mm。</p><p>　　由公式 　　　 = 計(jì)算得=1200r／min</p><p>　　則每齒進(jìn)給量　?。剑剑?.013mm</p><p>　　根據(jù)典型切削工藝公式：</p><p>　　P切＝2.8

33、15;···B···</p><p>　　式中： t—切削厚度，即被吃刀量（mm）</p><p>　　—每齒進(jìn)給量（mm）</p><p>　　B—切削寬度（mm）</p><p><b>　　Z—刀齒數(shù)</b></p><p><

34、;b>　　HB—材料硬度</b></p><p><b>　　代入數(shù)值得 </b></p><p>　　P切=2.8××5×0.013×75×10×1200× =4300W=4.3KW</p><p>　　主傳動(dòng)的總效率一般可取為η=0.70～0.85,數(shù)控

35、機(jī)床的主傳動(dòng)多用調(diào)速電機(jī)和有限的機(jī)械變速傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)鏈較短，因此效率可取較大值，由此可求得主軸傳遞的功率為</p><p><b>　　P===5.4kw</b></p><p>　　3.2 電機(jī)的選擇</p><p>　　現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床常用直流電動(dòng)機(jī)和交流調(diào)頻電機(jī)兩種。目前，中小型數(shù)控機(jī)床中，交流調(diào)頻電機(jī)已占優(yōu)勢(shì)，有取代直流電機(jī)之勢(shì)。本文所

36、設(shè)計(jì)的銑床采用交流調(diào)頻電機(jī)調(diào)節(jié)電源頻率來達(dá)到調(diào)速的目的，額定轉(zhuǎn)速常為1500r／min，如圖1-1所示是變速電機(jī)的功率特性。從額定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域Ⅰ為恒功率區(qū)，從最低轉(zhuǎn)速至的區(qū)域Ⅱ?yàn)楹戕D(zhuǎn)矩區(qū)。</p><p>　　圖 3-1 變速電動(dòng)機(jī)的功率特性 </p><p>　　在設(shè)計(jì)數(shù)控銑床主傳動(dòng)時(shí)，必須考慮電機(jī)與機(jī)床主軸功率特性匹配問題。由于主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電機(jī)的恒功率變速范圍

37、，所以在電機(jī)與主軸之間要串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱，以擴(kuò)大其功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時(shí)對(duì)電機(jī)的輸出功率要求。為了簡化變速箱結(jié)構(gòu)，變速級(jí)數(shù)應(yīng)少些，變速箱公比可取大于電機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即〉。這時(shí)，變速箱每擋內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)矩變速，主傳動(dòng)系統(tǒng)功率特性圖中出現(xiàn)“缺口”，稱之功率降低區(qū)。使用“缺口”范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速時(shí)，為限制轉(zhuǎn)矩過大，得不到電動(dòng)機(jī)輸出的全部功率。為保證缺口處的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)相應(yīng)的增大。為了滿足主軸傳遞5.4kw，最

38、高轉(zhuǎn)速4000r／min的要求，選擇上海富田電機(jī)生產(chǎn)的IAG系列變頻調(diào)速專用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為ＩＡＧ132M—1500—7.5。</p><p>　　其中：IAG—系列代號(hào)</p><p>　　132—極座號(hào)（中心高）</p><p>　　M—機(jī)座長度代號(hào)，有S、M、L三種類型</p><p>　　1500—基本轉(zhuǎn)速（單位：r／min）&l

39、t;/p><p>　　7.5—額定功率（單位：kw）</p><p>　　電機(jī)在60—1500r／min內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒扭矩輸出，在1500—4500r／min內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒功率輸出；最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到6000r／min，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到6000 r／min，扭矩特性不好，因此一般情況下轉(zhuǎn)速只達(dá)到4500r／min</p><p>　　3.3 主軸的變速過程</p>&

40、lt;p>　　為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控銑床的無級(jí)變速，采用交流調(diào)頻電機(jī)，本文所設(shè)計(jì)的銑床所選擇的電機(jī)需要實(shí)現(xiàn)兩級(jí)變速，當(dāng)通電時(shí)離合器脫離，小齒輪和大齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)增速傳動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到電機(jī)的計(jì)算轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器吸合，大齒輪和小齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)增速傳動(dòng)。</p><p>　　第四章　軸類零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸部件是機(jī)床實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，是機(jī)床上的一個(gè)重要部件。主軸部件由主軸、主軸支承

41、和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等組成，對(duì)于銑床主軸部件還有拉桿和拉抓。</p><p>　　4.1 軸的設(shè)計(jì)概述</p><p>　　軸是主成機(jī)械的一個(gè)重要零件，它支承其它回轉(zhuǎn)件并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過軸承和支架連接，所有軸上零件都圍繞軸心線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的锝組合體—軸系部件，所以在軸的設(shè)計(jì)中不能只考慮軸的本身，還必須和軸系零件的整個(gè)結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。</p>

42、<p>　　軸設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：在軸系零部件的具體結(jié)構(gòu)未確定之前，軸上力的作用點(diǎn)和支點(diǎn)間的跨距無法精確的確定，故彎距大小和分布情況不能求出，因此在軸的設(shè)計(jì)中必須把軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸系零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交錯(cuò)進(jìn)行，邊畫圖，邊計(jì)算，邊修改。</p><p>　　4.2 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定</p><p>　　主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：主軸前、后軸頸D1和D2，主軸內(nèi)孔直徑d，主軸前端懸伸量a和

43、主軸主要支撐間的跨距L。這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸的剛度。</p><p>　　4.2.1 主軸最小直徑的估算</p><p>　　當(dāng)數(shù)值上時(shí)，可按扭轉(zhuǎn)剛度估算最小軸徑，即：</p><p>　　……………………………………………(1)</p><p>　　式中：d—主軸的最小直徑（cm）</p><p>

44、　　P—主軸傳遞的功率(kw)，前面已算出P=5.4kw</p><p>　　—主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min)，前面已給出=160r/min</p><p>　　代人數(shù)值得：d≥11×=11×0.4=4.4cm</p><p>　　取主軸的最小直徑=45mm，最小直徑本應(yīng)該是后軸頸，但是考慮到軸承的軸向固定采用鎖緊螺母，應(yīng)留鎖緊螺母的位置?？紤]到軸

45、上裝軸承，有配合要求，應(yīng)將后軸頸的直徑圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，同時(shí)要考慮到選擇軸承的類型，因此選擇后軸頸的直徑=50，</p><p>　　4.2.2 主軸內(nèi)孔直徑d及拉桿直徑的確定</p><p>　　主軸內(nèi)孔直徑與機(jī)床的類型有關(guān)，主要用來通過棒料、拉桿、鏜桿或頂出頂尖等，銑床主要用于通過拉桿和拉抓，確定孔徑的原則是：為減輕主軸重量在滿足上述工藝要求及不削弱主軸剛度的前提下，盡量取較大值，孔徑

46、d對(duì)主軸剛度的影響影響是通過抗彎截面慣性矩而體現(xiàn)的，即主軸本身的剛度正比于抗彎截面慣性矩，其關(guān)系式為</p><p><b>　?。煽?Ｉ實(shí)＝＝１－</b></p><p>　　根據(jù)上式可繪制出主軸孔徑對(duì)主軸剛度影響曲線，如圖4-1</p><p>　　D—主軸平均直徑，d—主軸平均孔徑，—直徑為Ｄ實(shí)心主軸剛度 ，</p><

47、;p>　　—直徑為Ｄ，孔徑為d的空心軸的剛度。</p><p>　　圖4-1 主軸孔徑對(duì)主軸剛度影響曲線</p><p>　　由圖4-1知：當(dāng)d／Ｄ≤0.5時(shí)，內(nèi)孔d對(duì)主軸剛度幾乎無影響，通常取孔徑d的極限值＜0.7D。此時(shí)Ｉ空＞0.75Ｉ實(shí)，即剛度消弱量小于25%，若孔徑再大主軸剛度急劇下降，一般銑床主軸孔徑d可比刀具拉桿直徑大5～10mm。</p><p&g

48、t;　　由于機(jī)床使用場(chǎng)合多種多樣，為了適應(yīng)加工工藝及刀具特點(diǎn)，機(jī)床工具行業(yè)已經(jīng)開發(fā)了多種軸端結(jié)構(gòu)，并已形成專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，銑床常用的主軸端部結(jié)構(gòu)前端帶有7:24的錐孔.供插入銑刀尾部錐柄定位,，拉桿從主軸后端拉緊刀具，常用的是BT—50刀柄，因此我們采用BT—50的外螺紋拉抓，查資料知BT—50拉抓外螺紋的尺寸為M22×P1.5，所以拉桿前端必須是M22的內(nèi)螺紋，為了滿足拉桿的剛性要求，取拉桿的直徑為φ28mm，根據(jù)拉桿的直徑確定主

49、軸內(nèi)孔的最小直徑為φ32即可.</p><p>　　4.2.3 主軸前端懸伸量的確定</p><p>　　主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸承徑向支反力作用中點(diǎn)（或前徑向支承中點(diǎn)）的距離。它主要取決于主軸端部結(jié)構(gòu)、前支承軸承和密封裝置的形式和尺寸，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。由于前端懸伸量對(duì)主軸部件的剛度、抗振性影響很大，變形量與a的二次方或三次方成正比例關(guān)系。，因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)

50、應(yīng)盡量縮短該懸伸量。</p><p>　　在確定主軸前端懸伸量時(shí)應(yīng)該滿足以下結(jié)構(gòu)要求：主軸前端要留有裝切削液噴頭的位置；軸承的寬度B=27；軸承擋環(huán)的厚度b=8；主軸下支承的安裝位置以及軸肩的寬度。</p><p>　　4.2.4 主軸支承跨距L的確定</p><p>　　合理確定主軸主要支承間的跨距L，是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。支承跨距過小，主軸的

51、彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前軸端的位移量增大；反之，支承跨距過大，支承變形引起主軸前軸端的位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形增大，也會(huì)引起主軸前端較大的位移。因此存在一個(gè)最佳跨距，在該跨距時(shí)，因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前軸端的總位移量為最小。一般取=（2～3.5），本文所設(shè)計(jì)的主軸暫取L=2.5a=360，但是實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)上的原因，以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，主軸主要支承間的實(shí)際跨距L往往大于最佳跨距。&

52、lt;/p><p>　　4.2.5 計(jì)算主軸傳遞的扭矩</p><p>　　根據(jù)電機(jī)的扭矩—功率特性圖知，當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速時(shí)所傳遞的扭矩最大，即n=n=1500r/min，則</p><p>　　=9.55×10=9.55×10=3.438×10N</p><p>　　4.2.6 選擇軸的材料和熱處理方法&

53、lt;/p><p>　　選擇軸的材料為40Cr，，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理, 其機(jī)械性能有設(shè)計(jì)手冊(cè)查得</p><p>　　=700Mpa，=500Mpa，=185Mpa</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得[]=190Mpa</p><p>　　4.2.7 初選軸承</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的銑床主要用于銑削平面和打孔，軸承承

54、受徑向載荷，還承受不大的軸向載荷，故選擇單列圓錐滾子軸承背對(duì)背的組合。根據(jù)工作要求及后軸頸的直徑(為50mm)，由軸承產(chǎn)品目錄中選取型號(hào)為32010的單列圓錐滾子軸承，其尺寸（內(nèi)徑×外徑×寬度）為d×D×b=50×80×20。</p><p>　　4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 擬定軸上零件的裝配方案&l

55、t;/p><p>　　`本文所設(shè)計(jì)的主軸要用原有的主軸箱，根據(jù)主軸箱的結(jié)構(gòu)、軸上零件定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，得出如圖所示的軸結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖4-2 主軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　如圖4-2中，拉桿與BT50拉刀抓連接，從右側(cè)裝入內(nèi)孔，然后再裝入BT50刀柄；齒輪、軸承、套筒、軸承套以及電磁鐵固定架從左側(cè)裝入，

56、法蘭蓋從右側(cè)裝入，與軸承套用螺釘連接。</p><p>　　4.3.2 確定軸各段的直徑</p><p>　　根據(jù)前面的計(jì)算知：最小直徑D=45mm，小軸承用鎖緊螺母進(jìn)行軸向固定，所以取軸段1外螺紋的直徑M=45mm；根據(jù)軸承的型號(hào)以及與軸的配合關(guān)系，取軸段2的直徑=50mm。</p><p>　　軸段4處裝小齒輪，承受很大的徑向力，同時(shí)主軸是空心的，考慮到主軸的

57、整體剛性，取軸段4的直徑=75mm，小齒輪用鎖緊螺母壓緊，則軸段4的直徑比軸段3的直徑大2～3mm，所以取軸段3處的外螺紋直徑M=72mm。</p><p>　　軸段5上有兩個(gè)軸套，軸套左側(cè)用于定位小齒輪，中間用來壓緊和定位電磁鐵固定架，考慮到拆卸方便，軸段5要比軸段4大2～3mm，同時(shí)要比軸段6小2～3mm因此取軸段5的直徑=78mm，軸段6的直徑=80mm。</p><p>　　大齒輪

58、主要靠軸段7的軸肩來定位的，為了保證定位可靠，軸段7要比軸段6的直徑大5～10mm，但是考慮到主軸前端的內(nèi)孔交大，因此取軸段7的直徑為=92mm。</p><p>　　軸段8是前軸頸，主軸的直徑因與軸承的內(nèi)徑相等，考慮到軸承的型號(hào)以及與主軸的配合關(guān)系，取軸段8的直徑=95mm，軸承的型號(hào)為32109。</p><p>　　主軸前端內(nèi)孔采用7：24的錐度，裝BT50的刀柄，內(nèi)孔較大，取軸段

59、10的外徑=127mm，軸段9主要起定位作用，因比軸段10大5～10mm，因此取軸段9的直徑為=137mm。</p><p>　　4.3.3 確定各軸段的長度</p><p>　　軸段4和6的長度要比輪轂寬度（38mm）短2～3mm，故這兩處軸段的長度取為36mm。其中軸段4不包括退刀槽的長度。</p><p>　　軸段1和3有外螺紋，裝徑向鎖緊螺母，故軸段1和3

60、的長度比鎖緊螺母長2～3mm，取軸段1的長度為15.7mm，軸段3的長度為18.2mm</p><p>　　軸段7主要與軸承套配合，壓緊軸承，為了保證軸承套與大齒輪之間有一定的間隙，取軸段7的長度為25mm；軸段8是后軸頸，所選軸承的寬度B=32mm，軸承擋環(huán)的寬度T=8mm，故取軸段8的長度為44mm。</p><p>　　軸段9是一個(gè)軸肩，主要起定位作用，取軸段9的長度為11即可；主

61、軸的前端面要裝端面鍵，同時(shí)主軸前端要留下裝切削液噴頭的位置，因此取軸段10的長度為69mm。</p><p>　　主軸內(nèi)孔要裝拉桿、拉刀抓及BT50刀柄，整體裝配起來應(yīng)該讓拉桿不要伸出主軸內(nèi)孔太長，否則銑床的整體動(dòng)剛度不好，根據(jù)主軸和主動(dòng)軸的整體裝配關(guān)系，取軸段1的長度為75.4mm，軸段5的長度為209mm。</p><p>　　綜上所述，主軸的跨距L＝373mm，懸伸量ａ=96mm&l

62、t;/p><p>　　4.3.4 軸向零件的周向固定</p><p>　　齒輪、電磁鐵固定架與軸的周向定位均采用半圓鍵聯(lián)接。對(duì)于齒輪，由手冊(cè)查得半圓鍵的截面尺寸寬×高×直徑=10×13×32(GB/T1098-2003)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為29。7mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB1096-79)；對(duì)于電磁鐵固定架，由手冊(cè)查得半圓鍵的截面尺寸寬×高&

63、#215;直徑=6×9×22(GB/T1098-2003)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為29.7mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB1096-79)，軸承與軸的周向定位是采用過盈</p><p><b>　　配合來保證的。</b></p><p>　　3.3.5 確定軸上倒角和退刀槽的尺寸</p><p>　　取主軸前端的倒角為4×

64、45°，其余倒角1×45°；所有退刀槽的尺寸為2×1</p><p>　　4.4 主軸剛度的計(jì)算</p><p>　　軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)茐你姶驳墓ぷ餍阅堋Ｒ虼嗽谠O(shè)計(jì)重要軸時(shí)，必須檢驗(yàn)軸的變形量，這在軸的設(shè)計(jì)中稱為剛度計(jì)算</p><p>　　剛度

65、計(jì)算包括扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算和彎曲剛度計(jì)算兩種。前者以扭轉(zhuǎn)角ψ來度量；后者以撓度y和截面轉(zhuǎn)角θ來度量。本文以彎曲剛度校核，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知：[y]=0.00025L；圓錐滾子軸承處的偏轉(zhuǎn)角[θ]＝0.0016rad。</p><p>　　4.4.1 主軸的簡化和彎曲剛度的計(jì)算</p><p>　　1、如主軸前后軸承頸之間有數(shù)段組成，則當(dāng)量直徑d</p><p><b

66、>　　d=</b></p><p>　　式中：、；、；…；、—分別為各段的直徑和長度</p><p>　　—總長，=++…+（mm）</p><p><b>　　==78.6 mm</b></p><p>　　2、主軸切削力的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)公式P=得：=，則當(dāng)線速

67、度最小時(shí),切削力最大</p><p>　　===0.21m/s</p><p><b>　　===25.7KN</b></p><p><b>　　3、撓度的計(jì)算</b></p><p>　　主軸的前懸伸部分較粗，剛度較高，其變形可以忽略不計(jì)。后懸伸部分不影響剛度。當(dāng)主軸前端作用一外載，則撓度<

68、;/p><p>　　y=（mm）=×10（μm）</p><p>　　式中 —典型切削工藝的切削力</p><p>　　—前懸伸，等于載荷作用點(diǎn)至前支承點(diǎn)間的距離（mm）</p><p>　　—跨距，等于前后支承之間的距離（mm）</p><p>　?。拧獜椥阅Ａ?，鋼?。牛?×10（Mpa）</

69、p><p>　　I—截面慣性矩，I=0.05（-）（mm）</p><p>　　，—主軸的外徑和孔徑（mm）</p><p>　　將E和I的值待人，可得</p><p>　　y===79μm≤0.0002L=0.09325mm</p><p><b>　　4、偏轉(zhuǎn)角</b></p>&l

70、t;p>　　主軸切削工件時(shí)承受很大的切削力，主軸前端產(chǎn)生彎曲變形，查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)得</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　式中 —主軸前端偏轉(zhuǎn)角(rad)</p><p>　　、、、Ｅ、Ｉ與前面相同</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p>

71、<p>　?。?#215;(2×373+3×69)＝0.0011 rad</p><p>　　所以　　≤[θ]=0.0016 rad</p><p>　　綜上所述　主軸的剛度滿足條件，不必重新設(shè)計(jì)。</p><p>　　第五章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　一般，設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，已知的條件是：傳遞的功

72、率P=5.4KW，轉(zhuǎn)速n=40r／min—4000r／min，傳動(dòng)比暫取i=1.78；預(yù)定的壽命5年，每年工作300天，每天24小時(shí)。</p><p>　　設(shè)計(jì)開始時(shí)，往往不知道齒輪的尺寸和參數(shù)，無法準(zhǔn)確定出某些系數(shù)的數(shù)值，因而不能進(jìn)行精確的計(jì)算。所以通常需要先初步選擇某些參數(shù)，按簡化計(jì)算方法初步確定出主要尺寸，然后再進(jìn)行精確的校核計(jì)算。當(dāng)主要參數(shù)和幾何尺寸都已經(jīng)合適之后，再進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制零件工作圖。

73、</p><p>　　5．1主要參數(shù)的選擇</p><p>　　1、模數(shù)m 模數(shù)由強(qiáng)度計(jì)算或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，要求圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，傳遞動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)m≥2。初步確定模數(shù)時(shí)，對(duì)于軟齒面齒輪(齒面硬度)350HBS）外嚙合傳動(dòng)m=（0.007～0.02）a；載荷平穩(wěn)，中心距過大時(shí)取小值，本文所設(shè)計(jì)的主軸傳動(dòng)采用已有的箱體，可以知道中心距a=150mm，因此取模數(shù)m=0.015a=2.25mm，將模

74、數(shù)圓整到標(biāo)準(zhǔn)值，取m=2.5mm</p><p>　　2、螺旋角β β角太小，將失去斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)；但太大將會(huì)引起很大的軸向力。一般取β=8—15，此處取β=13。</p><p>　　3、齒數(shù)z 當(dāng)中心距一定時(shí)，齒數(shù)取多，則重合度增大，改善了傳動(dòng)的平穩(wěn)性。同時(shí)，齒數(shù)多則模數(shù)小、齒頂圓直徑小，并且又能減小金屬切削量，節(jié)省材料，降低加工成本。但是齒數(shù)增多則模數(shù)減小，齒輪的抗彎強(qiáng)度降低，因此

75、，在滿足抗彎強(qiáng)度的條件下，宜取較多的齒數(shù)。</p><p>　　5.2 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　5.2.1、選擇材料</p><p>　　查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，小齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火，硬度45～55HRC</p><p>　　大齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火，硬度45～55HRC <

76、/p><p>　　按MQ級(jí)質(zhì)量要求取值，查得=780N/mm，=820N/mm；=620 N/mm，=640 N/mm。</p><p>　　5.2.2 有關(guān)參數(shù)和系數(shù)的確定</p><p>　　最大轉(zhuǎn)矩 =3.438×10N</p><p>　　載荷系數(shù)K 查表取K =1.4</p><p>

77、　　齒寬系數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)取=0.25</p><p>　　5.2.3 中心距及主要參數(shù)的確定</p><p>　　本文根據(jù)原有數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用原有的主軸箱，根據(jù)主軸箱的結(jié)構(gòu)要求，確定齒輪嚙合時(shí)的中心距a=150mm</p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)公式，=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×150mm=1.05～3</p&

78、gt;<p>　　取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.5mm</p><p>　　初取β=13，cosβ=cos13=0.9744</p><p>　　初取齒數(shù)比μ=1.78</p><p><b>　　===42.06</b></p><p>　　取=42，則=μ=1.78×42=74.76，則取=75</p

79、><p><b>　　精求螺旋角β</b></p><p>　　cosβ===0.975</p><p>　　即β=arccos0.975=124824，此值與初選β值相差不大，故不必重新計(jì)算。</p><p>　　傳動(dòng)比 ===1.786，此值與初選齒數(shù)比相差不大，故不必重新計(jì)算</p><p>　

80、　5.2.4 許用彎曲應(yīng)力[]</p><p>　　1、當(dāng)量齒數(shù)為： ===45.3</p><p><b>　　===80.9</b></p><p>　　根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)查得：齒形系數(shù)=2.37，=2.25</p><p>　　應(yīng)力修正系數(shù)=1.69，=1.77</p><p><b&

81、gt;　　2、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　=60=60×1200×1×（5×330×24）=2.85×10</p><p>　　==2.85×10×1.786=5×10</p><p>　　根據(jù)、查得：=0.86，=0.88</p>&l

82、t;p>　　3、查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：安全系數(shù)=1.4</p><p>　　根據(jù)公式[]=得：許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　[]===393Mpa</p><p>　　[]===389Mpa</p><p>　　5．2．5、主要尺寸的計(jì)算</p><p><b>　　分度圓直徑d：</b>&

83、lt;/p><p>　　===107.7mm</p><p>　　===192.3mm</p><p>　　齒寬b ==0.25×150=37.5mm</p><p><b>　　取==38mm</b></p><p>　　5.2.6 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度&l

84、t;/p><p><b>　　=3.17≤[]</b></p><p><b>　　確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)</b></p><p>　　1、許用接觸應(yīng)力[]</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得==850Mpa，安全系數(shù)=1.2</p><p>　　根據(jù)、查得=0.86，=0.88&

85、lt;/p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　[]===609Mpa</p><p>　　[]===623Mpa</p><p>　　查設(shè)計(jì)手冊(cè)得：彈性系數(shù)=189.8，故</p><p>　　=3.17×189.8=246.7Mpa</p><

86、;p>　?。糩]，齒面接觸疲勞強(qiáng)度合格。</p><p>　　5.2.7 驗(yàn)算齒輪圓周速度</p><p>　　===22.5m/s</p><p>　　===40.25m/s</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知選擇6級(jí)精度即可</p><p>　　至此齒輪的設(shè)計(jì)與校核已經(jīng)全部完成，零件圖見附圖XK100—1

87、0—205和XK100—10—210。</p><p>　　第六章 軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的數(shù)控銑床主要用于銑削平面和打孔，軸承承受徑向載荷的同時(shí)，還承受不大的軸向載荷，根據(jù)軸承承受載荷的特性，選擇單列圓錐滾子軸承的背對(duì)背的組合方式。</p><p>　　查軸承手冊(cè)得：32010型軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=61KN，e=0.42，Y =1.

88、4。</p><p>　　32109型軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=175KN，e=0.44，Y =1.4。</p><p>　　6.1 軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算</p><p>　　6.1.1 切削力的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)公式P=得：=，根據(jù)典型切削工藝取n=1200r/min </p><p>　　===6.2

89、8m/s</p><p><b>　　===0.86KN</b></p><p>　　6.1.2 徑向力的確定</p><p>　　單列圓錐滾子軸承背對(duì)背組合，如圖5-1所示，可知：</p><p>　　==×0.86=0.22KN</p><p>　　=+=0.22+0.86=1.0

90、8KN</p><p>　　圖6-1 軸承受載示意圖</p><p>　　6. 1.3. 計(jì)算兩軸承的派生軸向力s</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，單列圓錐滾子軸承的派生軸向力為S=/(2Y)，則===0.08KN</p><p><b>　　===0.39KN</b></p><p>

91、　　6.1.4 計(jì)算兩軸承的軸向載荷</p><p>　　軸承外加的軸向力=2KN</p><p>　　+=0.39+5=2.39KN＞</p><p>　　所以軸承Ⅰ被“壓緊”，軸承Ⅱ被“放松”，故</p><p><b>　　=+=2.39KN</b></p><p><b>　　

92、==0.39KN</b></p><p>　　6.1.5 計(jì)算兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)得：載荷系數(shù)=1.5</p><p>　　軸承Ⅰ的當(dāng)量動(dòng)載荷P1：</p><p>　　==10.8＞e=0.42</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：=0.4，=1.4</p>

93、;<p>　　=(+ Y)=1.5×(0.4×0.22+1.4×2.39)=5.2KN</p><p>　　軸承Ⅱ的當(dāng)量動(dòng)載荷P1：</p><p>　　==0.36＜e=0.44</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：=1，=0</p><p>　　==1.5×1.08=1.62KN&l

94、t;/p><p>　　6.2 驗(yàn)算兩軸承的壽命</p><p>　　由于軸承是在正常溫度下工作，t <120℃，查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得=1</p><p>　　圓錐滾子軸承ε=10/3，則軸承I的壽命</p><p>　　=（）=（）=46500 h</p><p><b>　　軸承Ⅱ的壽命</b>

95、</p><p>　　=（）=（）=9.9×10 h</p><p>　　綜上所述，軸承滿足5年，一年工作300天、每天24小時(shí)的壽命，不必重新選擇</p><p>　　第七章 圓弧齒同步帶的設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1 確定圓弧齒同步帶的基本參數(shù)</p><p>　　7.1.1 確定設(shè)計(jì)功率<

96、;/p><p>　　設(shè)計(jì)功率=．,其中為載荷修正系數(shù)</p><p>　　根據(jù)已知工作條件查表?。剑病t</p><p>　　＝．＝２×7.5=15KW</p><p>　　7.1.2 選擇帶形和節(jié)距</p><p>　　根據(jù)=15KW和電機(jī)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速查表確定為8M型，節(jié)距＝８</p><p&

97、gt;　　7.1.3 傳動(dòng)比的選擇</p><p>　　帶傳動(dòng)是一種最常見的機(jī)械傳動(dòng)形式，它的主要用傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速。大部分帶傳動(dòng)是依靠擾性傳動(dòng)與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，銑床方面的傳動(dòng)還有電主軸和電機(jī)直連式，我們選擇了帶傳動(dòng)的方式，帶傳動(dòng)簡單，而且效率高，選擇的傳動(dòng)比=2</p><p>　　7.1.4 小帶輪齒數(shù)</p><p>　　根據(jù)帶型M和小

98、帶輪的轉(zhuǎn)速，由表查得小帶輪的最小齒數(shù)=18，此處取=23。</p><p>　　則大帶輪的齒數(shù)==46</p><p>　　7.1.5 小帶輪的節(jié)圓直徑</p><p>　　===58.57mm</p><p>　　查表得其外徑=-2δ=58.57-1.37=57.20 其中2δ為節(jié)根距</p><p>　　7.1.

99、6 大帶輪節(jié)圓直徑</p><p><b>　　===117.14</b></p><p>　　查表得其外徑==117.14—1.37=115.77</p><p>　　7.1.7 帶的傳動(dòng)速度</p><p><b>　　===4.6m/s</b></p><p>　　

100、7.2 確定帶的中心距</p><p>　　7.2.1 初定軸間距</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知 0.7（+）≤≤2(+)</p><p>　　同時(shí)根據(jù)對(duì)銑床產(chǎn)品的測(cè)繪和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初定=160mm</p><p>　　7.2.2 帶長及其齒數(shù)的確定</p><p><b>　　=2＋(+)＋<

101、/b></p><p>　　=2×160＋1.57×(58.57＋117.14) ＋（117.14—58.57）／4×160</p><p>　　=320＋275.8647＋0.092</p><p><b>　　=595.96mm</b></p><p>　　查表應(yīng)選用帶長代號(hào)為60

102、0的8M型同步帶，其節(jié)線長度=600mm，節(jié)線長上的齒數(shù)=75</p><p>　　7.2.3 實(shí)際軸間距，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的軸間距可調(diào)整</p><p><b>　　M=4—2π（+）</b></p><p>　　=4×600—6.28×（58.57＋117.14）</p><p>　　=2400—1

103、103.4588</p><p>　　=1296.5412mm</p><p><b>　?。ǎ?16</b></p><p>　　=[1296.5＋]/16</p><p><b>　　=159.37mm</b></p><p>　　7.3 選擇帶的類型</p>

104、;<p><b>　　1、嚙合齒數(shù)的確定</b></p><p>　　=ent(0.5—)=ent（0.5—）×23</p><p>　　=ent10.12=10</p><p>　　2、基本額定功率的確定</p><p>　　根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和節(jié)圓直徑查表知=2.5kw</p>&

105、lt;p><b>　　3、所需的帶寬</b></p><p><b>　　≥</b></p><p>　　其中：—帶的基本寬度表7-1查得</p><p><b>　　表7-1</b></p><p>　　—帶長系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知=0.8 </p>&l

106、t;p>　　當(dāng)＜6時(shí)=1，當(dāng)＜6時(shí)=1—2（6—），此處取=1</p><p>　　則 ≥20×=68.86mm</p><p>　　至此帶輪的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，根據(jù)上面的計(jì)算數(shù)據(jù)，取標(biāo)準(zhǔn)帶寬代號(hào)為70的8M型的帶，其帶寬為70，則帶輪的寬度=72.7。</p><p>　　第八章 碟形彈簧的設(shè)計(jì)</p><p>　　8.1

107、碟形彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　8.1.1 碟形彈簧的基本概念</p><p>　　碟形彈簧是用鋼板沖壓成形的截錐壓縮彈簧.具有剛度大、變剛度性等特點(diǎn)，蝶形彈簧按其結(jié)構(gòu)型式分為無支承面和有支承面兩種，如圖8—1所示</p><p>　　(a) 無支承面 （b）有支承面</p><p>　　圖8—1 碟形彈簧</p&g

108、t;<p>　　圖中：D—彈簧外徑(mm)；d—彈簧內(nèi)經(jīng)（mm）；—彈簧中性徑（mm）為彈簧中性點(diǎn)所在圓直徑，其大小按=計(jì)算。</p><p>　　t—厚度（mm）；—減薄彈簧厚度（mm）；—自由高度（mm）；—無支承面碟簧壓平時(shí)變形量（mm），=—；—有支承面碟簧壓平時(shí)變形量（mm）；=—；b≈D/150；F—載荷（N）；f—變形量（mm）</p><p>　　8.1.2

109、 碟形彈簧的分類</p><p>　　1、碟形彈簧按其厚度分為三類，如表8-1所示</p><p>　　表8-1 碟簧按厚度的分類</p><p>　　2、碟形彈簧按外徑D、壓平時(shí)變形量和厚度t的比值D/t、/t分為三個(gè)系列，如表8—2所示</p><p>　　表8—2 碟簧按外徑D的分類</p><p>　　8．

110、2 彈簧的許用應(yīng)力和疲勞極限</p><p>　　8.2.1 碟形彈簧按其載荷性質(zhì)分為兩類：</p><p>　　靜載荷—作用載荷在規(guī)定壽命內(nèi)變化次數(shù)小于1×10次。</p><p>　　變載荷—作用在碟簧上的載荷，在預(yù)知載荷和工作載荷之間，在規(guī)定壽命內(nèi)變化次數(shù)大于1×10次。</p><p>　?。?）、靜載荷作用下

111、碟簧許用應(yīng)力</p><p>　　靜載荷作用下的碟簧，應(yīng)通過校核OM點(diǎn)的應(yīng)力來保證自由高度的穩(wěn)定，在壓平時(shí)的應(yīng)接近彈簧材料的屈服點(diǎn)。</p><p>　?。?）變載荷作用下碟簧的疲勞極限</p><p>　　8.2.2 變載荷作用下碟簧使用壽命可分為兩類</p><p>　　1、有限壽命—可以在持久強(qiáng)度范圍內(nèi)承受1×10—2

112、15;10次有限的加載次數(shù)值至破壞</p><p>　　2、無限壽命—可以在持久強(qiáng)度范圍內(nèi)承受2×10次有限的加載次數(shù)值至破壞</p><p>　　8．3 碟形彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　碟形彈簧的組合方式有疊合組合、對(duì)合組合和復(fù)合組合，本文設(shè)計(jì)的銑床采用對(duì)合組合方式，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)合片數(shù)少。</p><p>　　

113、主軸采用的是BT50的刀柄，通常BT50的刀柄需要用3.5噸的力才能拉緊，既工作載荷=3500×9.8=34300N，在裝配時(shí)用鎖緊螺母固定彈簧，預(yù)緊力為=2000N，使用過程中要求彈簧的最大變形量為8.5mm，根據(jù)要求設(shè)計(jì)合適的彈簧組合。</p><p>　　1、根據(jù)要求查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，從Ａ、B、C系列中選取一個(gè)規(guī)格，其尺寸和參數(shù)如下表，</p><p>　　2、由Ｃ＝＝=1.

114、96查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得＝0.686，碟簧有支承面時(shí),取=1.6</p><p>　　當(dāng)?shù)蓧浩綍r(shí)碟簧載荷 =</p><p>　　其中：Ｅ—彈性模量（Ｍpa），彈簧鋼取E=2.06×Ｍpa</p><p>　　μ—泊松比，彈簧鋼取μ=0.3</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)解得=××=1.47×N</p

115、><p>　　3、根據(jù)==0.4和==0.23由查得=0.22</p><p>　　由此變形量=0.22=0.48mm</p><p>　　滿足總變形量=8.5，所需的碟簧片數(shù)為===17.7，取=18片</p><p>　　對(duì)合碟簧組的總自由高度為 </p><p>　　==18×8.2=147.6mm<

116、;/p><p>　　承受載荷3.5噸時(shí)的高度</p><p>　　=—=147.6—18×0.48=138.96mm </p><p>　　8.4 碟形彈簧的校核</p><p><b>　　1、由、求、</b></p><p>　　根據(jù)上面的計(jì)算知：=1.47×N</p&

117、gt;<p>　　因此 /==0.03 /==0.23</p><p>　　按照 =0.4，查圖5-1得到/= /=0.22</p><p>　　由此 =0.03=0.03×2.2=0.066mm</p><p>　　=0.22=0.22×2.2=0.48mm</p><p>　　3、疲勞破壞

118、的關(guān)鍵部位</p><p>　　由=0.64和C=1.96，查圖8-3得，疲勞強(qiáng)度破壞的關(guān)鍵部位在二點(diǎn)</p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　``</b></p><p>　　圖8-3 碟簧疲勞破壞的關(guān)鍵部位</p><p>　　4、計(jì)算應(yīng)力并

119、檢驗(yàn)碟簧壽命</p><p>　　當(dāng)=0.066mm時(shí)，由下式得：</p><p><b>　　=-[（-）-]</b></p><p>　　=-××1.6××[1.6×1.2111×(-)-1.362]Mpa=55.34Mpa</p><p>　　當(dāng)=0.22

120、時(shí)，由下式得：</p><p><b>　　=-[（-）-]</b></p><p>　　=-××1.6××[1.6×1.2111×(-)-1.362]Mpa=200.7Mpa</p><p><b>　　碟簧的計(jì)算應(yīng)力幅為</b></p><

121、p>　　=—=200.6—55.34=145.26 Mpa</p><p>　　由圖5—2b查得：當(dāng)=55.34 Mpa，壽命2×10時(shí)的=720 Mpa</p><p><b>　　即疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅為</b></p><p>　　=—=720—55.34=664.66Mpa</p><p>　　即＜，能

122、夠滿足無限壽命的要求。</p><p>　　至此碟型彈簧的設(shè)計(jì)與校核已全部完成，選用A 型，、支承面、共18片對(duì)合組合的碟型彈簧。</p><p>　　第九章 拉桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　在銑床主軸內(nèi)有松卡刀裝置，結(jié)構(gòu)從主軸前端到末端分別是拉抓，拉桿，一組碟形彈簧，鎖緊螺母，打刀缸。其中拉桿，一組碟形彈簧，鎖緊螺母組合在一起，然后與拉抓通過螺紋連接。抓刀時(shí)，打