數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文3 (2)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論………………………………………………………………………………...1</p><p>　　第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述…………………………………………………...3</p><p>　　第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式……………………………………...4</p>

2、;<p>　　第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取…………………………………………...…………5</p><p>　　第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………...6</p><p>　　4.1、同步材料選擇……………………………..…………………………………6</p><p>　　4.2、同步帶參數(shù)的計(jì)算………………………..………

3、…………………………6</p><p>　　4.2.1、模數(shù)的選取………………………………………………………………...6</p><p>　　4.2.2、小帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...6</p><p>　　4.2.3、同步帶節(jié)距………………………………………………………………...6</p><p>　　

4、4.2.4、節(jié)圓直徑…………………………………………………………………...7</p><p>　　4.2.5、大帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...7</p><p>　　4.2.6、大帶輪直徑………………………………………………………………...7</p><p>　　4.2.7、帶的速度………………………………………………………………

5、…...7</p><p>　　4.2.8、定中心距…………………………………………………………………...7</p><p>　　4.2.9、帶的節(jié)線長(zhǎng)度……………………………………………………………...7</p><p>　　4.2.10、計(jì)算中心距……………………………………………………………….7</p><p>　　4.2.11、

6、帶輪與帶的嚙合齒數(shù)…………………………………………………….8</p><p>　　4.2.12、帶寬……………………………………………………………………….8</p><p>　　4.2.13、作用在軸上的力………………………………………………………….8</p><p>　　4.2.14、小帶輪的最小包角……………………………………………………….8</p

7、><p>　　4.2.15、帶輪寬度………………………………………………………………….8</p><p>　　第5章 主軸組件的設(shè)計(jì)……………………………………………..…………...9</p><p>　　5.1、主軸組件的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..9</p><p>　　5.1.1、回轉(zhuǎn)精度……………………………

8、……………………………………...9</p><p>　　5.1.2、主軸剛度…………………………………………………………………...9</p><p>　　5.1.3、主軸的抗振性……………………………………………………………...10</p><p>　　5.1.4、主軸溫升…………………………………………………………………...10</p>&l

9、t;p>　　5.1.5、主軸耐磨性………………………………………………………………..10</p><p>　　5.1.6、提高主軸組件抗振性的措施……………………………………………..10</p><p>　　5.2、減少主軸組件熱變形的措施……………………………………………….10</p><p>　　5.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算…………………

10、……………….…11</p><p>　　5.4、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置箱體的作用………………………………………………….13</p><p>　　5.5、主軸箱體的截面形狀和壁厚的計(jì)算……………………………………….15</p><p>　　第6章 主軸軸承的選擇………………………………………………………….15</p><p>　　6.1、軸承的選

11、擇和軸承的精度…………………………………………………..15</p><p>　　6.2、軸承預(yù)緊力的要求…………………………………………………………..15</p><p>　　6.3、主軸軸承的潤(rùn)滑與密封……………………………………………………..16</p><p>　　6.4、選取軸承求…………………………………………………………………..16</p&

12、gt;<p>　　6.5、軸承壽命校核………………………………………………………………..18</p><p>　　6.6、軸承座孔的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..19</p><p>　　第7章 聯(lián)接鍵的選擇碟形彈簧的選擇與計(jì)算………………………………….20</p><p>　　7.1、碟形彈簧的特點(diǎn)………………………………

13、……………………………...20</p><p>　　7.2、碟形彈簧材料及熱處理厚度和脫碳………………………………………...21</p><p>　　7.3、碟形彈簧的強(qiáng)壓處理………………………………………………………...21</p><p>　　7.4、表面強(qiáng)化處理和防腐處理…………………………………………………...21</p><p&

14、gt;　　第8章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..23</p><p>　　8.1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算…………………………………………………………...23</p><p>　　8.2、螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核……………………………………………………...23</p><p>　　第9章 液壓缸的設(shè)計(jì)………………………………………………………

15、..........24</p><p>　　9.1.液壓壓缸安裝應(yīng)注意的問(wèn)題………………………………………………..…24</p><p>　　9.2.壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定………………………………………..24</p><p>　　9.3.強(qiáng)度校核………………………………………………………………………..25</p><p>　

16、　第10章 潤(rùn)滑與密封件設(shè)計(jì)………………………………………………………26</p><p>　　10.1、封件的作用及其意義…………………………………………………….....26</p><p>　　10.2、密封的分類及密封件的材料要求………………………………………….26</p><p>　　10.3、防塵圈的設(shè)計(jì)要求……………………………………………………….

17、....27</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………....28</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………….................. .29</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….................. ..

18、30</p><p>　　第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速來(lái)承擔(dān)。省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，還有一些數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中還存在二級(jí)或三級(jí)齒輪變速機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的范圍。</p><p>

19、;　　對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求:</p><p>　　范圍： 各種不同的機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍的要求不同，多用途，通用性比較大的機(jī)床，要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)距的功能，而且還要有比較高的速度。</p><p>　　熱變形：電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都有熱源。降低溫升，減少熱變形是對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度：</p>&

20、lt;p>　　主軸的旋轉(zhuǎn)精度:是指裝配后，在無(wú)載荷，低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，測(cè)量主軸前端和300mm處的徑向和軸向跳動(dòng)值。</p><p>　　主軸在以工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量上述兩項(xiàng)精度稱為運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　主軸的靜剛度和抗振性；</p><p>　　由于數(shù)控機(jī)床的加工精

21、度比較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高。因此，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻以及主軸組件的阻尼等，對(duì)主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響。</p><p>　　主軸組件的耐磨性； </p><p>　　主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長(zhǎng)期保持要求的準(zhǔn)確精度。凡是有機(jī)械摩擦的部位，軸承，錐孔等都要有足夠的硬度，軸承還應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑。</p><p>　　第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)

22、系統(tǒng)的配置方式</p><p>　　數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證進(jìn)行加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)控制的。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下三種配置方式：</p><p>　　帶有變速齒輪的主傳動(dòng)</p><p&

23、gt;　　這種配置方式在大中型數(shù)控機(jī)床中采用比較普遍。它通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪進(jìn)行降速，使之能夠分段變速，確保低速時(shí)擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。但也有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。</p><p><b>　　通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)</b></p><p>　　主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，但它只

24、能適用于低扭矩特性要求的主軸。同步帶有多楔帶，齒形帶，圓弧帶等，是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過(guò)帶輪與輪齒相嵌合，做無(wú)滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)和從動(dòng)帶輪可做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1.無(wú)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。</p><p>

25、　　2.傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上。</p><p>　　3.傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。</p><p>　　4.使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦。</p><p>　　5.修保養(yǎng)方便，不需要潤(rùn)滑。</p><p>　　但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。<

26、;/p><p>　　由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)：</p><p>　　這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的熱量對(duì)主軸的精度影響比較大。在低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)為恒功率輸出。使用這種電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)電氣定向。我們把機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)與一般工業(yè)的驅(qū)動(dòng)相比較，便可知機(jī)床要求其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較高的速度精度和動(dòng)態(tài)剛度，而且要

27、求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒功率運(yùn)動(dòng)范圍。隨著功率電子，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制理論，新材料和電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，矢量控制交流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正在逐步取代直流系統(tǒng)。</p><p>　　第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取</p><p>　　正確選擇電動(dòng)機(jī)的類型、型號(hào)及容量是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一，它直接影響著機(jī)床的結(jié)構(gòu)和

28、壽命，選擇時(shí)要根據(jù)機(jī)床的功能要求，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。</p><p><b>　　圖3-1主軸電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需的有效功率為：Pw=Fv/1000=17.5kw,為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作部件的總效率η，設(shè)η1、η2、分別為同步帶輪和同步帶的傳動(dòng)效率，查表

29、所得η1和η2都等于0.97。則傳動(dòng)的總效率為η=η1×η2=0.94， 所以電動(dòng)機(jī)所需的功率為Pd=Pw/η=18.5KW</p><p>　　電動(dòng)機(jī)傳速的選擇:此次設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)必須有額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速必須達(dá)到4000r/min.</p><p>　　電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選?。焊鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)中選取蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的1PH5167-4CF4型號(hào)交流主軸電動(dòng)機(jī)。&

30、lt;/p><p><b>　　其主要參數(shù)如下表：</b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p><b>　　第</b></p><p>　　第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　同步帶傳動(dòng)，綜合了帶、鏈和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

31、，帶的工作面呈齒形,與帶輪的的齒槽作嚙合傳動(dòng)，使主、從帶輪間作無(wú)滑差的同步運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu) 緊湊，耐油耐磨損，抗老化性能好，傳動(dòng)效率可達(dá)99.5%，傳動(dòng)功率從幾瓦到數(shù)百千瓦，傳動(dòng)比可達(dá)10，線速度可達(dá)40m/s以上。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)選用梯形同步帶，它靠齒嚙合傳動(dòng)，速比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高，初張緊力最小，軸承承受壓力最小，瞬時(shí)速度均勻，單位質(zhì)量傳遞的功率最大，與鏈和齒輪傳動(dòng)相比

32、，噪聲小，不需要潤(rùn)滑，傳動(dòng)比、線速度范圍大，傳遞功率大，而沖擊振動(dòng)較好，維修簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。廣泛用于各種機(jī)械傳動(dòng)中。</p><p><b>　　4.1、材料選擇：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。帶背和帶齒材料為聚氨酯，抗拉層采用鋼絲繩，適用于中小功率的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分。</p><p>&

33、lt;b>　　4.2、參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸，傳動(dòng)中心距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.2.1、模數(shù)的選?。?lt;/p><p>　　模數(shù)主要根據(jù)齒形帶所傳遞的計(jì)算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1確定的，通過(guò)查《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》表4-33查得Pd=KA*P,

34、 式中P———傳動(dòng)功率</p><p><b>　　表4-1</b></p><p>　　選取KA=1.7，所以PC=5.5×1.7=9.35KW</p><p>　　由齒形帶模數(shù)選用圖可選m=4</p><p>　　4.2.2、小帶輪齒數(shù)Z1:由《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-3

35、8 得Zmin=22,所以取Z1=24</p><p>　　4.2.3、同步帶節(jié)距Pb:由PD=9.35KW n1=1500r/min, 查表選取節(jié)距Pb=12.566mm, 齒形角2β=40?！↓X根厚S=5.75mm。齒頂厚St=4mm, 齒高h(yuǎn)g=ht+e=2.4+2.7=5.1mm, 齒根圓半徑Rr=齒頂圓半徑Ra=0.40mm, 帶高h(yuǎn)s=4.4mm, 節(jié)頂距δ=1.000mm, 帶bs=35～40mm

36、.</p><p>　　4.2.4、節(jié)圓直徑d1:d1==96㎜ </p><p>　　4.2.5、大帶輪齒數(shù)z2與直徑：z2=iz1=36</p><p>　　4.2.6、大帶輪直徑d2=id1=1.5×96=144㎜</p><p>　　4.2.7、帶的速度V:V==7.536，

37、 (式4-1)</p><p><b>　　由表查得</b></p><p>　　Vmax=35～40 V<Vmax 所以合格。</p><p>　　4.2.8、定中心距a0: 5(d1+d2) ≤a0≤2(d1+d2)</p><p>　　所以：0.7（96+144）≤a0≤2(96+144)<

38、/p><p>　　則有168≤a0≤480 初選a0=300</p><p>　　4.2.9、帶的節(jié)線長(zhǎng)度Lp以及齒數(shù)Zb：</p><p>　　Lp0=2a0+(d1+d2)+=2300+×240+=978.72 （式4-2）</p><p>　　查表選取Lp=1005㎜ Zb=80</p><p

39、>　　4.2.10、計(jì)算中心距a（采用中心距可調(diào)）</p><p>　　a≈a0+=300+㎜ （式4-3） </p><p>　　選取a=314㎜ </p><p>　　4.2.11、帶輪與帶的嚙合齒數(shù)Zm：</p><p>　　Zm≈=11.82 取Zm=12 （式4-4）</p&g

40、t;<p>　　因?yàn)楫?dāng)m≥2時(shí)，Zm應(yīng)不小于6 ，所以計(jì)算的Zm滿足條件。</p><p>　　4.2.12、帶寬bs: </p><p>　　bs≥ 查表取Kz=1.20, Fa=20N/mm （式4-5）</p><p>　　Fc=mbV2=4.8×10-3 ×7.5362=0.273</p&g

41、t;<p>　　所以 bs≥㎜選取bs=40㎜</p><p>　　4.2.13、作用與軸上的力Fr：</p><p>　　Fr= （式4-6）</p><p>　　4.2.14、小帶輪最小包角ɑ：</p><p>　　α≈180º-60º（d2-d1）/a=

42、180。-60。（144-96）/314=170.8。</p><p>　　5.2.15、帶輪寬度bf, bf1, bf2 </p><p>　　bf=bs+(1.5～3)=41.5～43</p><p>　　bf1=bs+(6～7)=46～47</p><p>　　bf2=bs+(3～5)=43～45</p><p>

43、;　　第5章 主軸組件的設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等，因?yàn)橹鬏S帶動(dòng)工件或刀具直接參加工件表面形成運(yùn)動(dòng)，所以它的工作性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接影響，是機(jī)床最重要的部件之一。</p><p>　　5.1.主軸組件的設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　主要體現(xiàn)在如下方面：</p><p&g

44、t;　　5.1.1回轉(zhuǎn)精度： </p><p>　　主軸組件的回轉(zhuǎn)精度,是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度為零的點(diǎn)的連線稱為主軸的得回轉(zhuǎn)中心線?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，每一瞬間都是變化的，這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑轉(zhuǎn)誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨(dú)存在。

45、當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成徑向跳動(dòng)，而軸向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成端面跳動(dòng)。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是在所有的情況下都表示為被加工工件所得的加工形狀。主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量，一般分為三種靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和間接測(cè)量。目前我國(guó)在生產(chǎn)中沿著傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量法，用一個(gè)精密的檢測(cè)棒插入主軸錐孔中千分表觸頭觸及檢測(cè)棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸進(jìn)行測(cè)量。千分表最大和最小的讀數(shù)差既認(rèn)為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括

46、主軸所在平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的垂直度，數(shù)據(jù)綜合表示。動(dòng)態(tài)測(cè)量是用一標(biāo)準(zhǔn)球裝在主軸中心線上，與主軸中心線上，與主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在工作臺(tái)上安裝兩個(gè)互成90度角的非接觸傳感器，通過(guò)儀器記錄回轉(zhuǎn)情</p><p>　　5.1.2、主軸剛度：</p><p>　　主軸組件的剛度是指受外力作用時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。通常抵以主軸前端產(chǎn)生單位位移時(shí)，在位移方向上所施加的作用力大小來(lái)表示。

47、主軸組件的剛度越大，主軸受力的變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其他力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會(huì)破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸承類型及配置形勢(shì)、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位置等有關(guān)。</p><p>　　5.1.3、主軸抗振性：</p><p>　　主軸組件的抗振性是指切

48、削加工時(shí)，主軸保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。主軸組件抗振性及在必要時(shí)安裝阻尼（消振）器。另外，使主軸固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。</p><p>　　5.1.4、主軸溫升：</p><p>　　主軸組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中，溫升過(guò)高會(huì)起兩方面的不良結(jié)果：一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機(jī)床其他件的相對(duì)位置會(huì)有變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會(huì)因溫度過(guò)高而改變已調(diào)好的間

49、隙和破壞正常潤(rùn)滑條件，影響軸承的正常工作。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生：“抱軸”。數(shù)控機(jī)床在解決溫升問(wèn)題時(shí)，一般采用恒溫主軸箱。</p><p>　　5.1.5、主軸的耐磨性：</p><p>　　主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工件的安裝部位以及移動(dòng)式主軸的工作部位。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬，或者經(jīng)過(guò)氮化處理，以提高硬度增加耐磨性。主軸軸承也需要

50、有良好的潤(rùn)滑，提高其耐磨性。</p><p>　　以上這些要求，有的還是矛盾的，例如高剛度和高速，高速和高精度等，這就要具體問(wèn)題具體分析，例如設(shè)計(jì)高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件的主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計(jì)高精度數(shù)控機(jī)床時(shí)，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要求。同時(shí)，主軸結(jié)構(gòu)要保證個(gè)部件定位可靠，工藝性能好等要求。</p><p>　　5.1.6、提高主軸組件抗振性的措施：</p>

51、<p>　　盡量縮短主軸前軸承結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度， 適當(dāng)增大跨矩；盡量提高前軸承的剛度和阻尼；提高前軸承的精度，把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性；對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的零件作靜、動(dòng)平衡，提高齒輪、主軸的制造精度都可適當(dāng)減少?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)源；對(duì)于非連續(xù)切削過(guò)程的銑削，滾削等加裝飛輪可減少振動(dòng)；應(yīng)用阻尼器消耗振動(dòng)能量是有效的措施；考慮系統(tǒng)的固有頻率，避免共振。</p><p>　　5.2、減少主軸組件熱變形的措施：</p&

52、gt;<p>　　把熱源移至機(jī)床以外。</p><p>　　改善主傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件。如進(jìn)行箱外循環(huán)潤(rùn)滑，用低粘度的潤(rùn)滑油、油霧潤(rùn)滑等，特別注意前軸承的潤(rùn)滑情況。采用冷卻散熱裝置。例如用熱管冷卻減少機(jī)床各部位的溫差,進(jìn)行熱補(bǔ)償。如可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用一些自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置設(shè)法使熱變形朝不影響加工精度的方向發(fā)展。還可以在工藝上減少熱變形的影響。如先空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間再加工。把粗、精加工分開等。</p>

53、<p>　　5.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算：</p><p><b>　　圖5-1主軸</b></p><p>　　主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料、及其熱處理，對(duì)主軸組件的工作性能都有很大的影響。主軸結(jié)構(gòu)隨系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的不同而有各種形式。</p><p>　　主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直

54、徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長(zhǎng)度和支撐跨距。評(píng)價(jià)和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應(yīng)范圍。</p><p><b>　　主軸直徑 </b></p><p>　　主軸直徑越大，其剛度越高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應(yīng)增大。軸承的直徑越大，同等級(jí)精度軸承的公差值也越大，要保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度就越困難。同時(shí)極限轉(zhuǎn)數(shù)下降。主軸后端支撐軸頸的直徑

55、可視為0.7～0.8的前支承軸頸值，實(shí)際尺寸要在主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定。前、后軸頸的差值越小則主軸的剛度越高，工藝性能也越好。</p><p><b>　　主軸內(nèi)孔直徑 </b></p><p>　　主軸的內(nèi)孔用來(lái)安放棒料、刀具夾緊裝置固定刀具、傳動(dòng)氣動(dòng)或液動(dòng)卡盤等。主軸孔徑越大，可通過(guò)的棒料直徑也越大，機(jī)床的適用范圍就越廣，同時(shí)主軸部件的相對(duì)重量也越輕。主軸孔徑的

56、大小主要受主軸剛度的制約。主軸的孔徑與主軸的直徑之比，小于0.3時(shí)空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸的剛度相當(dāng)；等于0.35時(shí)，空心主軸的剛度為實(shí)心主軸剛度的90%；大于0.7時(shí)空心主軸的剛度急劇下降。一般可取其比值為0.5左右。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此設(shè)計(jì)選用的主軸材料是45#鋼。其熱處理及參數(shù)如下表</p><p><b>　　表5-1</b></p

57、><p>　　因?yàn)檫x用的主軸電機(jī)功率為P=18.5KW，額定轉(zhuǎn)速nc=1500r/min</p><p><b>　　所以主軸功率</b></p><p>　　p=pc/η1η2η3==9.67 kw (式5-1)</p><p>　　因?yàn)橹鬏S是空心轉(zhuǎn)軸，所以</p><p>　

58、　d1=21.68 ×. （式5-2）</p><p>　　查表得=1.23 所以d1=21.68×1.2321.23=56.6㎜ </p><p>　　又因?yàn)榇颂庉S上有一個(gè)鍵槽，所以d1=d×(1+5%)=59.45㎜ 取d1=60㎜;d2=d1+2a,a為軸肩高度，用于軸上零件的定位和固定，故a值應(yīng)該稍微大于轂孔的圓角

59、半徑或倒角深，通常取a≥（0.07～0.1）d1；d2應(yīng)符合密封件的孔徑要求。</p><p>　　所以 d2=63mm</p><p>　　d3=d2+5～8mm=72mm。 </p><p>　　d4=d3+1～5mm=74mm。</p><p>　　d5=d4+1～5mm=78mm。</p><p>　　d6=d

60、5+2a。a≥(0.07～0.1)d1 所以d6=80mm。</p><p>　　根據(jù)選用的軸承確定d7=98mm</p><p>　　主軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核，危險(xiǎn)截面安全系數(shù)s的校核計(jì)算：</p><p>　　s=≥[s] （式5-3）</p><p>　　____________只考慮彎

61、距作用的安全系數(shù)；</p><p>　　sτ____________只考慮扭距作用是的安全系數(shù)；</p><p>　　[s] ____________許用安全系數(shù)；</p><p>　　在此查表所得[s]=1.3～1.5；sσ= 查表得出σ-1=270Mpa </p><p>　　τ-1=155Mp

62、a kσ=1.71 kτ=1.44 β=1.6 εσ=0.78 ετ=0.74，ψσ=0.3，ψτ=0.21，σα=， σm=σα M= Wp= </p><p>　　所以：s==1.08<[s]=1.3～1.5 </p><p>

63、　　所以主軸設(shè)計(jì)符合要求。</p><p><b>　　主軸的軸端結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　主軸的軸端是用于安裝夾具和刀具。要求夾具和刀具在軸端定位精度高、定位好、裝卸方便，同時(shí)使主軸的懸伸長(zhǎng)度短。數(shù)控銑床的主軸端部結(jié)構(gòu)，一般采用短圓錐法蘭盤式。</p><p><b>　　軸主要精度指標(biāo) </b></p&

64、gt;<p>　　前支承軸承軸頸得同軸度約為5µm左右；軸承軸頸需要按軸承內(nèi)孔“實(shí)際尺寸”配合，并且需要保證配合過(guò)盈1µm～5µm；錐孔與軸承軸頸得同軸度為3µm～5µm，與錐面的接觸面積不小于80%，且大端接觸較好；裝圓柱滾子軸承與軸承內(nèi)圈的接觸面積應(yīng)該不小于85%。</p><p>　　主軸動(dòng)態(tài)特性的改善 </p><p&g

65、t;　　改善主軸動(dòng)態(tài)特性的措施有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率 </p><p>　　通常應(yīng)該使固有頻率高于激振力頻率的30%以上。如果發(fā)生共振的那階模態(tài)屬于主軸在彈性基礎(chǔ)上（軸承）的剛度振動(dòng)則應(yīng)提高軸承的剛度。如果屬于主軸的彎曲振動(dòng)，則應(yīng)提高主軸的剛度，如加粗直徑。激振力可能來(lái)自主軸組件的不平衡，這時(shí)激振頻率等于主軸轉(zhuǎn)速乘以π/30。也可能來(lái)自斷

66、續(xù)切削，這時(shí)激振頻率還應(yīng)該乘以刀齒數(shù)z。</p><p><b>　　增大阻尼 </b></p><p>　　如前面所述，低階模態(tài)常是主軸的剛體振動(dòng)。這時(shí)主軸軸承，特別是前軸承的阻尼對(duì)主軸組件的抗振性影響很大。如果要求得到很光的加工表面，主軸又是水平的，可用滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊可以增大阻尼，但過(guò)大的預(yù)緊反而使阻尼減少，故選擇預(yù)緊時(shí)還應(yīng)該考慮阻尼的因素。</

67、p><p><b>　　采用三支承 </b></p><p>　　如主軸后端懸深很長(zhǎng)，可增加輔助支承，成為三支承主軸。輔助支承可用深溝球軸承，保留游動(dòng)間隙。輔助支承的作用，與其說(shuō)是提高剛度，不如說(shuō)是為了提高抗振性。</p><p>　　5.4、主軸傳動(dòng)裝置箱體的作用：</p><p>　　通過(guò)傳動(dòng)軸承支撐傳動(dòng)件的軸；存儲(chǔ)潤(rùn)

68、滑劑，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)件和軸承的潤(rùn)滑；密封作用，減少環(huán)境不良因素；保護(hù)機(jī)器操作者的人身安全，避免傷亡事故。</p><p>　　5.5、主軸箱體的截面形狀和壁厚計(jì)算：傳動(dòng)裝置箱體的典型縱截面形狀為矩形或圓形。箱體壁厚N的計(jì)算: </p><p>　　N= （式5-4）</p><p>　　第6章 主軸軸承的選擇：</p><p

69、>　　主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。在數(shù)控機(jī)床上主軸軸承常用的有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。</p><p>　　滾動(dòng)軸承摩擦阻力小，可以預(yù)緊，潤(rùn)滑維護(hù)簡(jiǎn)單，能在一定的轉(zhuǎn)速范圍和載荷變動(dòng)范圍下穩(wěn)定的工作。滾動(dòng)軸承由專業(yè)化的工廠生產(chǎn)，選購(gòu)維修很方便，在數(shù)控機(jī)床上被廣泛采用。但與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的噪聲大，滾動(dòng)體數(shù)目有限，剛度是變

70、化的，抗振性略差，并且對(duì)轉(zhuǎn)速有很大的限制。數(shù)控機(jī)床主軸組件在可能條件下，盡量使用了滾動(dòng)軸承，特別是大多數(shù)立式主軸和主軸裝在套筒內(nèi)能夠作軸向移動(dòng)的主軸。這時(shí)用滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑以避免漏油。滾動(dòng)軸承根據(jù)滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu)的不同可分為球軸承、圓柱軸承、圓錐滾子軸承三大類。</p><p>　　6.1、軸承的選擇和軸承的精度</p><p>　　軸承的選擇原則有以下幾點(diǎn)：滿足承載能力和剛度要求；滿

71、足精度要求；滿足轉(zhuǎn)速要求；適應(yīng)機(jī)構(gòu)的要求。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中選用了的軸承是角接觸軸承和雙向推力向心球軸承。角接觸軸承可以同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用，其軸上載荷能力的大小，隨接觸角的增大而增大；軸承的精度，分為2、4、5、6、0五級(jí)。其中2級(jí)最高，0級(jí)為普通精度級(jí)。主軸軸承以4級(jí)為主。高精度主軸可用P2級(jí)。要求較低的主軸或三支撐主軸的輔助軸承可用P5級(jí)。P6級(jí)和P0級(jí)一般不用。</p&

72、gt;<p>　　6.2、軸承預(yù)緊力的要求:</p><p>　　因?yàn)轭A(yù)緊力提高剛度有一定的效果,這是與線接觸的滾子軸承不同的。點(diǎn)接觸的球軸承，應(yīng)在溫升允許的條件下，盡量用較高的預(yù)緊力。</p><p>　　在軸向力的作用下，不受力測(cè)軸承的滾動(dòng)體與滾道不配時(shí)為最大軸向載荷的35%；三聯(lián)組配時(shí)為24%。</p><p>　　6.3、主軸軸承的潤(rùn)滑與密封：

73、</p><p>　　主軸的密封有接觸式密封和非接觸式密封，主軸軸承的潤(rùn)滑與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過(guò)程中值得重視的兩個(gè)問(wèn)題。良好的潤(rùn)滑效果可以較低軸承的工作溫度和延長(zhǎng)使用壽命。密封不僅要防止灰塵屑末和切削液進(jìn)入，還要防止?jié)櫥偷男孤?lt;/p><p>　　數(shù)控機(jī)床上，主軸軸承潤(rùn)滑方式有：油脂潤(rùn)滑、油液循環(huán)潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、油氣潤(rùn)滑等方式。此次設(shè)計(jì)選用的是油脂潤(rùn)滑方式。主軸的潤(rùn)滑狀態(tài)可分為流體潤(rùn)

74、滑狀態(tài)和非流體潤(rùn)滑狀態(tài)兩大類，流體潤(rùn)滑狀態(tài)又可分為邊界潤(rùn)滑狀態(tài)和干摩擦潤(rùn)滑狀態(tài)。除上述外，還常見(jiàn)有混合潤(rùn)滑狀態(tài)，即流體潤(rùn)滑狀態(tài)和邊界潤(rùn)滑狀態(tài)同時(shí)存在。</p><p>　　油脂潤(rùn)滑方式： 是目前在數(shù)控機(jī)床的主軸軸承上最常用的潤(rùn)滑方式，特別是在前支承軸承上更是常常用到。當(dāng)然，如果主軸箱中沒(méi)有冷卻潤(rùn)滑油系統(tǒng)，那么后支承軸承和其他軸承，一般采用油脂潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑。</p><p>　　油液潤(rùn)滑方式

75、： 在數(shù)控機(jī)床主軸上，有采用油液循環(huán)潤(rùn)滑方式的。裝有CA-MET軸承的主軸，即可使用這種方式潤(rùn)滑，對(duì)一般主軸軸承，后支承上采用這種方式潤(rùn)滑比較常見(jiàn)。不過(guò)在用油液潤(rùn)滑角接觸軸承的時(shí)候，要注意角接觸軸承有泵油效應(yīng)，必須使油液從小口進(jìn)入。</p><p>　　油霧潤(rùn)滑方式： 油霧潤(rùn)滑方式是將油液經(jīng)高壓氣體霧化后從噴嘴成霧狀噴出倒需要潤(rùn)滑的部位達(dá)到潤(rùn)滑目的的方式。由于霧狀油吸熱性好，又無(wú)油液攪拌作用，所以常用于高速主軸軸

76、承的潤(rùn)滑。但是，油霧容易吹出，污染環(huán)境。</p><p>　　油氣潤(rùn)滑方式： 油氣潤(rùn)滑方式是針對(duì)高速主軸而開發(fā)的新型的潤(rùn)滑方式。它是用極微量的油（約0.03㎝3）潤(rùn)滑軸承，以抑制軸承發(fā)熱。油箱中的油位開關(guān)和管路的壓力開關(guān)，確保在油箱中無(wú)油或者壓力不足的時(shí)候，能自動(dòng)啟動(dòng)切斷主電動(dòng)機(jī)電源。</p><p>　　軸承間隙調(diào)整和預(yù)緊 主軸軸承的內(nèi)部間隙，必須能夠調(diào)整。多數(shù)軸承，還應(yīng)在過(guò)盈狀態(tài)下滾動(dòng)

77、體與滾道之間有一定的預(yù)變形，這就叫做軸承的預(yù)緊。工作，使</p><p>　　軸承預(yù)緊后，內(nèi)部無(wú)間隙，滾動(dòng)體從各個(gè)方向支承主軸，有利于提高運(yùn)動(dòng)精度。滾動(dòng)體的直徑不可能絕對(duì)相等，滾道也不可能絕對(duì)正圓，因而預(yù)緊前只有部分滾動(dòng)體與滾道接觸。預(yù)緊后，滾動(dòng)體和滾道都有了一定的變形，參加工作的滾動(dòng)體將更多，各滾動(dòng)體的受力將更為均勻。這些都有利于提高軸承的精度、剛度和壽命。如主軸產(chǎn)生振動(dòng)，則由于各個(gè)方面都有滾動(dòng)體支承，可以提高

78、抗振性。但是，預(yù)緊將使軸承壽命下降，故預(yù)緊要適量。</p><p><b>　　6.4、選取軸承：</b></p><p>　　所選軸承主要尺寸參數(shù)如下表：</p><p>　　普通角接觸軸承： 這種軸承可承受軸向載荷。</p><p>　　圖6-2 圓柱滾子軸承</p><p>　　6.5、軸

79、承壽命校核：</p><p>　　主軸軸承通常載荷相對(duì)較輕,除一些特殊的重載主軸外,軸承的承載能力是沒(méi)有問(wèn)題的。主軸軸成的壽命，主要不是取決于疲勞點(diǎn)蝕，而是因?yàn)槟p而降低精度。通常，如軸承精度為P4級(jí)，經(jīng)使用導(dǎo)致磨損后跳動(dòng)精度降至P5級(jí)時(shí)，這個(gè)軸承就不能滿足加工精度要求了。應(yīng)該更換了。雖然還遠(yuǎn)未達(dá)到其疲勞壽命，但是這種“精度壽命”目前還難以估算準(zhǔn)確。</p><p>　　所選軸承按照每天兩

80、班工作制，每班工作8小時(shí)，預(yù)計(jì)使用五年。則T=16×365×5=29200h</p><p>　　根據(jù)軸承壽命校核公式：</p><p>　　Lh= （式7-1）</p><p>　　Lh----軸承壽命。</p><p>　　T----滾動(dòng)軸承許用壽命。</p><

81、p>　　C----滾動(dòng)軸承額定動(dòng)負(fù)荷。</p><p>　　fn----速度系數(shù)fn=</p><p>　　ε----壽命指數(shù)。 對(duì)球軸承ε=3；對(duì)滾子軸承ε=10/3。</p><p>　　KA----使用系數(shù)。查表去KA=1.2.</p><p>　　Kn----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表的Kn=0.89。</p><p

82、>　　KL----齒輪輪換工作系數(shù)，查表取KL=0.8.</p><p>　　P----當(dāng)量動(dòng)載荷。</p><p>　　所以根據(jù)公式計(jì)算得：</p><p>　　Lh=500h>T </p><p>　　因?yàn)檩S承使用壽命遠(yuǎn)大于軸承預(yù)期的壽命所以軸承合格的。</p><p>　　6.6、軸承座孔

83、的設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　箱體壁上有安裝軸承的軸承座孔，通常軸承座孔寬度均大于壁厚，而且，孔的兩端面往往需要機(jī)械加工，壁厚則不需要加工，故在箱壁單側(cè)或者雙側(cè)制造出凸臺(tái)，凸臺(tái)可以增強(qiáng)主軸箱體的局部剛度，但D/d小于或等于2時(shí)，增強(qiáng)效果較為明顯。由于結(jié)構(gòu)的原因，h/t>2的情況下，為改善凸臺(tái)的局部剛度，應(yīng)該設(shè)有加強(qiáng)肋。 </p><p>　　第7章 聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與

84、計(jì)算</p><p><b>　　聯(lián)接鍵的選擇</b></p><p>　　鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選擇，鍵截面尺寸通常根據(jù)軸的直徑，從標(biāo)準(zhǔn)中選取，對(duì)于某些特殊情況（如階梯軸）在保證傳遞所需的轉(zhuǎn)矩的條件下，允許選用較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小一擋的截面尺寸，有時(shí)候由于工藝和強(qiáng)度原因，也可以選用較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸大一擋的鍵，鍵的長(zhǎng)度按輪轂長(zhǎng)度而定，即鍵的長(zhǎng)度等于略短

85、于輪轂的長(zhǎng)度，而導(dǎo)向平鍵就的按輪轂的長(zhǎng)度及滑動(dòng)距離而定，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸和GB/T1096-1979選普通平鍵聯(lián)接，鍵的公稱尺寸是b×h×L=10×8×(28～36)，材料選取45號(hào)鋼。</p><p>　　7.1碟形彈簧的選擇與計(jì)算</p><p>　　碟形彈簧它是一種用

86、鋼板沖壓的截面錐形壓縮彈簧，其特點(diǎn)是：</p><p><b>　　圖7-1碟形彈簧</b></p><p>　　7.1.1、剛度大，用于負(fù)荷大，軸向空間要求小的地方。</p><p>　　7.1.2、具有變剛度特性，適應(yīng)范圍廣，根據(jù)其極限變形量h0和彈簧板厚度t不同，可有各種不同的特性曲線和承載能力。</p><p>

87、　　7.1.3、在工作過(guò)程中，碟片之間有摩擦損失，加載和卸載時(shí)的特性曲線不重合，吸振能力強(qiáng)，制造維修方便。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用A系列碟形彈簧。采用對(duì)合組合方式安裝。</p><p>　　7.2、碟形彈簧材料及熱處理、厚度和脫碳。</p><p>　　碟形彈簧材料為60Si2MnA，碟簧成型后，進(jìn)行淬火，回火后的硬度必須在HRC42～45范圍內(nèi)單面

88、脫碳層深度，對(duì)于厚度小于1.25mm的第一類碟形彈簧，不得超過(guò)其厚度的5%，對(duì)于厚度不小于1.25mm的碟形彈簧，不超過(guò)其厚度的3%（其最小值允許為0.06㎜）。</p><p>　　7.3、碟形彈簧的強(qiáng)壓處理：</p><p>　　碟形彈簧應(yīng)全部進(jìn)行強(qiáng)壓處理，處理方法為：一次壓平，持續(xù)時(shí)間不少于12h，或者進(jìn)行短時(shí)壓平，壓平次數(shù)不小于5次，壓平力不小于二倍的Pf=0.75h0,強(qiáng)化處理后

89、自由高度應(yīng)穩(wěn)定。</p><p>　　7.4、表面強(qiáng)化處理和防腐處理：</p><p>　　對(duì)于受變負(fù)荷的碟形彈簧，內(nèi)錐面推薦表面作強(qiáng)化處理，例如噴丸處理等，根據(jù)需要，碟形彈簧表面進(jìn)行防腐處理（如磷化、氧化、鍍鋅等），經(jīng)電鍍后的碟形彈簧，必須進(jìn)行去氫處理，不過(guò)對(duì)受變負(fù)載的碟形彈簧應(yīng)該避免采用電鍍方法處理。</p><p>　　其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：D=50 d=25

90、.4 t=3 h0=1.1 H0=4.1 P=12000N f=0.83 H0-f=3.27 σM=-1250N/㎜2 σⅡ =1430 N/㎜2 Q=34.30kg/1000件</p><p>　　D/t≈18 h0=0.4 E=206000N/㎜2 μ=0.3 K4=1 C=2 </p><p><b>　　壓平彈簧的負(fù)載：</b>

91、;</p><p>　　PC= （式7-1）</p><p>　　K1==0.69， （式7-2）</p><p>　　P/Pc=5000/8410=0.59 因?yàn)閔0/t=0.4 (查表所得) 所以 f=0.57×h0=0.51 所以對(duì)合組合的片數(shù)為I= 取12片.<

92、;/p><p>　　未受負(fù)載的高度是HZ=i.H0=22×3.15=69.3</p><p>　　受負(fù)載時(shí)的高度H1=HZ-if=69.3-22×0.51=58.08</p><p>　　壓平彈簧時(shí)(f=h0)M點(diǎn)的應(yīng)力 </p><p>　　σM= （式7-3）</p><

93、;p>　　此數(shù)據(jù)與60Si2MnA的屈服極限1400接近</p><p>　　碟形彈簧的剛度P==9015.53N （式7-4）</p><p>　　第8章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1.螺釘?shù)牟贾靡话銓?duì)稱形式，并應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)和力流方向使螺釘受力合理，加

94、工與安裝方便。</p><p>　　2.形心與結(jié)合面的形心應(yīng)該重合。</p><p>　　3.用鉸制孔螺釘（受剪切螺釘）承受橫向載荷時(shí)，沿力流方向的螺釘應(yīng)不多于6個(gè)。</p><p>　　4.一組螺釘?shù)闹睆胶烷L(zhǎng)度應(yīng)該盡量相同。</p><p>　　5.一組螺釘中每個(gè)螺釘?shù)念A(yù)緊力應(yīng)該相同。</p><p>　　6.釘中心

95、線間的最小距離t=（1.5～2.0）s，s為六角螺母的對(duì)邊寬度，最大距離與聯(lián)接用途有關(guān)。</p><p>　　7.該滿足擰螺釘時(shí)需要的最小扳手空間。</p><p>　　8.校核計(jì)算時(shí)只計(jì)算受力最大的螺釘。</p><p>　　六角頭頭部帶槽螺釘：</p><p>　　8.1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算：選用M6和M8兩種螺釘，其中M6型號(hào)螺釘主要尺寸

96、參數(shù)為：b=24, dk=9.78～10, K=3.9, t=2, B=4.15, l=10～60,精度等級(jí)為8.8級(jí)。</p><p>　　M8型號(hào)螺釘主要尺寸參數(shù)為：b=28, dk=12.73～13, K=5, t=2.6, B=5, l=12～80， 精度等級(jí)為8.8級(jí)。</p><p>　　8.2、螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核： 承受橫向載荷和軸向載荷的普通螺釘?shù)男：薓6螺釘</p

97、><p>　　校核公式：4×1.3F0/(πd1)2≤[б], 96.32≤[б]=106.2所以合格。</p><p>　　設(shè)計(jì)公式：d1≥[4×1.3F0/π[б]1/2 =5.96 式中 (d1是螺釘?shù)穆菁y小徑，[б]是螺釘?shù)脑S用拉應(yīng)力)</p><p>　　第9章 液壓缸的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)液

98、壓缸時(shí)，要在對(duì)液壓系統(tǒng)工作情況分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)液壓缸在機(jī)構(gòu)中所要完成的任務(wù)來(lái)選擇液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，然后按負(fù)載、運(yùn)動(dòng)要求、運(yùn)動(dòng)要求、最大行程等確定主要尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)選用的是雙桿活塞式液壓缸，這種液壓缸是缸筒固定的雙桿活塞缸，活塞的兩側(cè)的活塞桿直徑相等，它的進(jìn)油口和出油口位于缸筒的兩端，當(dāng)工作壓力和輸入流量向同時(shí)，兩個(gè)方向上的推力和速度是相等

99、的。</p><p><b>　　圖9-1液壓缸</b></p><p>　　9.1.液壓缸安裝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：</p><p>　　9.1.1液壓缸的基座必須有足夠的剛度，如果按裝基座不夠堅(jiān)固，加壓時(shí)，缸筒將會(huì)呈弓形和向上翹起，致使活塞桿彎曲或折損，還有得就是盡量使活塞桿在受拉力狀態(tài)下能夠承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下活塞桿具有良好的縱向穩(wěn)定性

100、。</p><p>　　9.1.2液壓缸軸向兩端不要固定死， 因?yàn)橐簤焊谉崤蛎浀纫蛩兀瑫?huì)在軸向伸縮，假若兩端固定死，將會(huì)使液壓缸的整體向上彎曲，而導(dǎo)致個(gè)部分變形，當(dāng)活塞移動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生阻滯現(xiàn)象，活塞和活塞桿的導(dǎo)向套等表面產(chǎn)生不均勻的磨損等不良現(xiàn)象，所以必須避免這種安裝方法。</p><p>　　9.1.3安裝前，先要檢查加工零件上有無(wú)毛刺或銳角；裝入密封件時(shí)，要用高熔點(diǎn)潤(rùn)滑油；正確安裝，搞清

101、安裝方向；注意密封件的擠出和擰扭； 密封圈要順利的通過(guò)螺紋或孔口。</p><p>　　9.2.液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定：</p><p>　　盡可能按推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、加工、裝配和維修方便。</p><p>　　正確確定液壓缸的安裝和固定方式?？紤]液壓缸的熱變形，它只能一端固定。</p><p&

102、gt;　　缸筒內(nèi)徑D： 根據(jù)負(fù)載大小和選定的工作壓力，或運(yùn)動(dòng)速度和輸入流量計(jì)算，再參考GB2348-80標(biāo)準(zhǔn)選取缸筒內(nèi)徑D=78.5mm</p><p>　　活塞桿直徑d： 按工作時(shí)受力情況，參考GB3458-80標(biāo)準(zhǔn)確定d=27mm</p><p>　　鋼筒長(zhǎng)度L: 根據(jù)最大工作行程確定L=126mm</p><p><b>　　9.3.強(qiáng)度校核<

103、/b></p><p>　　對(duì)于液壓缸的缸筒壁厚δ活塞桿直徑d缸蓋處固定螺釘?shù)闹睆剑诟邏合到y(tǒng)中，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　筒壁厚δ，在中、低壓液壓系統(tǒng)中，缸筒壁厚往往由結(jié)構(gòu)工藝要求決定，一般不要校核。在高壓系統(tǒng)中，須按下列情況進(jìn)行校核。</p><p>　　當(dāng)D/δ>10時(shí)為薄壁，δ可按下式校核，δ = 23mm 式中 D-

104、---缸筒的內(nèi)徑</p><p>　　py----試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力pn≤16Mpa時(shí)，取 py=1.5pn；pn>16Mpa時(shí)，取py=1.25 </p><p>　　[σ]----缸筒材料的許用應(yīng)力, [σ]=σb/n, σb為材料抗拉強(qiáng)度,n為安全系數(shù),一般取n=5。</p><p><b>　　活塞桿直徑d的校核</b>&

105、lt;/p><p>　　=26.66mm （式9-1）</p><p>　　式中F----活塞桿上的作用力。</p><p>　　[σ]----活塞桿上的許用應(yīng)力，[σ]= σb/1.4</p><p>　　第10章 密封件設(shè)計(jì)</p><p>　　10.1、密封件的作用

106、及其意義： </p><p>　　在液壓與氣壓系統(tǒng)及其元件中，安置密封裝置和密封的作用，在于防止工作介質(zhì)的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。設(shè)置于密封裝置中、起密封作用的元件稱為密封件。</p><p>　　液壓與氣壓傳動(dòng)工作介質(zhì)，在系統(tǒng)及元件的容腔內(nèi)流動(dòng)或暫存時(shí)，由于壓力、間隙、黏度等因素的變化，而導(dǎo)致少量工作介質(zhì)越過(guò)容腔邊界，由高壓腔或外界流出，這種“越界流出”現(xiàn)象就叫做泄漏。泄漏分為內(nèi)

107、泄漏和外泄漏兩類。內(nèi)泄漏指在系統(tǒng)或元件內(nèi)部工作介質(zhì)由高壓腔向低壓腔的泄漏；外泄漏則是由系統(tǒng)或元件內(nèi)部向外界的泄漏。單位時(shí)間內(nèi)泄漏的工作介質(zhì)的體積稱為泄漏量。</p><p>　　對(duì)于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)泄漏會(huì)引起系統(tǒng)容積效率的急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)；外泄漏則造成工作介質(zhì)的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，甚至引發(fā)設(shè)備操作失靈和人身事故。</p><p>　　因此，正確和合理的使用密

108、封件事液壓系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。</p><p>　　10.2、密封的分類及密封件的材料要求：</p><p>　　密封的作用是阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封部位兩側(cè)存在較大壓力差。消去或減少任一因素都可以阻止或減少泄漏。因此，密封的方法通常有：封住結(jié)合面的間隙；切斷泄漏通道；增加泄漏通道中的阻力；設(shè)置做功元件，對(duì)泄漏介質(zhì)造成的壓力，以抵消或平衡泄漏通

109、道的壓力差。所以，密封的分類存在多種方法。</p><p>　　用于制造密封件的材料主要有橡膠（如丁晴橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠等）、塑料（如四氟乙烯、聚酰胺、聚甲醛等），以及皮革、金屬等。密封件的材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封工作介質(zhì)以及設(shè)備工作條件的不同，密封件材料具有不同的適應(yīng)性。</p><p>　　密封材料應(yīng)具用的一般要求：1.材料密實(shí)，不易泄漏工作介質(zhì)；2.對(duì)工作介質(zhì)有良好

110、的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度，受工作介質(zhì)的影響?。?.壓縮性和復(fù)原性好，永久變形?。?.溫度適應(yīng)性好，高溫下不軟化、不分解，低溫下不硬化，不脆裂；5.摩擦系數(shù)小，耐磨性好；6.抗腐蝕性能好，能在工作介質(zhì)中長(zhǎng)期工作，其體積和硬度變化??；7.與密封面貼合的柔軟性和彈性好；8.耐臭氧性和耐老化性好，使用壽命長(zhǎng)；9.加工性能好，價(jià)格低廉；</p><p>　　顯然，能同時(shí)滿足上述所有要求的密封材料是不易求得的

111、，但密封性能優(yōu)越的材料應(yīng)能夠滿足上述大部分的要求。</p><p>　　10.3、防塵圈設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　在液壓缸中，防塵圈被設(shè)置于或活塞桿或柱塞運(yùn)動(dòng)期間，外界塵埃、沙粒等異物侵入液壓缸，從而引起密封圈、導(dǎo)向環(huán)和支撐環(huán)等損傷和早期磨損，并污染工作介質(zhì)，導(dǎo)致液壓元件損壞。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p&g

112、t;<p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目是“數(shù)控銑床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀有了一個(gè)全面地了解，了解了數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)在以及以后機(jī)械工業(yè)中所起的作用，明白了數(shù)控技術(shù)的在以后工業(yè)的發(fā)展中所扮演的角色。為自己今后更好的學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)指明了方向。</p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，進(jìn)行了融會(huì)貫通，有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前許多不太清楚的地方，通過(guò)問(wèn)老師和

113、查資料的方法，已經(jīng)明白了很多，知道了自己以前學(xué)習(xí)的不足，所以以后應(yīng)該更加努力。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)，我認(rèn)為最重要的就是使我明白了，無(wú)論做什么事情，要想做好，必須態(tài)度端正；要善于學(xué)習(xí)，時(shí)刻學(xué)習(xí)；做事要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真，細(xì)致、不怕吃苦，還要有創(chuàng)新精神。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時(shí)間總是過(guò)的很快，轉(zhuǎn)眼間大

114、專生活即將在這次艱辛又充滿樂(lè)趣的畢業(yè)設(shè)計(jì)中結(jié)束。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我充分領(lǐng)略到了“書上得來(lái)終覺(jué)淺，要知此事要躬行”這句話的深刻哲理。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，是由于指導(dǎo)老師如同黑夜的指明燈一樣給我指明了方向，在這里我深深地感謝xx老師的悉心指導(dǎo)，同時(shí)非常感謝xx老師在我設(shè)計(jì)過(guò)程中的幫助和指導(dǎo)。正是由于有xx老師的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能順利進(jìn)行下去，他們的工作精神和對(duì)學(xué)生的嚴(yán)格要求與細(xì)心指導(dǎo)，