畢業(yè)設(shè)計(jì)---蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p>　　蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文的研究?jī)?nèi)容為蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先，本文對(duì)蝸輪蝸桿齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)與了解，明確具體檢測(cè)安置方式以及檢測(cè)項(xiàng)目。</p><p>　　其次，進(jìn)行了檢測(cè)機(jī)的總體設(shè)計(jì)。根據(jù)蝸輪蝸桿齒

2、輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以普通車(chē)床基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，確定了檢測(cè)機(jī)基本結(jié)構(gòu)為以機(jī)床主軸部分，通過(guò)四爪卡盤(pán)加裝蝸桿并以頂尖固定，蝸輪安裝在對(duì)應(yīng)車(chē)床刀架位置，實(shí)現(xiàn)其滾動(dòng)檢測(cè)。</p><p>　　最后，根據(jù)檢測(cè)機(jī)的總體方案，設(shè)計(jì)、并繪制了機(jī)床的零部件圖，主要包括總體裝配圖，檢測(cè)機(jī)床體、主軸等重要部件的零件圖，完成了主軸的強(qiáng)度校核和主軸軸承的壽命校核計(jì)算。</p><p>　　本文的設(shè)計(jì)結(jié)果，完全滿足蝸桿副

3、滾動(dòng)檢測(cè)基本要求，實(shí)現(xiàn)了裝夾方便、操作簡(jiǎn)單的目標(biāo)。</p><p>　　關(guān) 鍵 詞：蝸輪蝸桿，滾動(dòng)檢測(cè),機(jī)床，設(shè)計(jì)</p><p>　　THE DESIGN OF WORM GEAR PAIR MESHING CHECKER</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　What the pa

4、per study is that design the special checker for meshing status of worm gear pair, how to place them and things needed to be checked.</p><p>　　Firstly, we had a basic understanding of the theory of worm gear

5、 pair. Then the overall design of the checker and the design of its parts. According to the meshing properties of worm gear pair, based on the structure of ordinary lathe, establish the base of the checker, fixed with fo

6、ur-jaw chuck hand and finial. Worm gear is placed on a platform where was used to be the tool carrier, to achieve the check purpose.</p><p>　　The final design of the checker turned out to be able to fully me

7、et the working requirements, easy to manage and achieve our desired demand.</p><p>　　KEY WORDS: Worm and worm gear, Roll check，Machine tool，Design</p><p><b>　　目錄</b></p><p

8、><b>　　第1章緒論3</b></p><p>　　第2章 檢測(cè)機(jī)總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　§2.1 方案分析3</p><p>　　§2.2 電動(dòng)機(jī)選擇4</p><p>　　§2.3 V型帶設(shè)計(jì)5</p><p>　　第3章 零部件設(shè)

9、計(jì)8</p><p>　　§3.1主軸部件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.1 主軸設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1.2主軸校核9</p><p>　　3.1.3主軸軸承校核12</p><p>　　§3.2 絲杠設(shè)計(jì)校核14</p><p>　　3.2.1壓

10、桿穩(wěn)定性校核14</p><p>　　3.2.2精度驗(yàn)算即剛度校核14</p><p>　　§3.3 花鍵設(shè)計(jì)校核16</p><p>　　3.3.1 花鍵設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.3.1 花鍵校核16</p><p>　　§3.4 底座設(shè)計(jì)18</p><p

11、>　　§3.5 床架設(shè)計(jì)19</p><p>　　第4章 使用簡(jiǎn)介21</p><p>　　§4.1 裝卡21</p><p>　　§4.2 調(diào)整21</p><p>　　§4.3 檢測(cè)22</p><p><b>　　結(jié) 論24</b>

12、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)，兩軸線間的夾角可為任意值，常用的為90°

13、;。蝸桿傳動(dòng)用于在交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動(dòng)件。蝸桿和螺紋一樣有右旋和左旋之分，分別稱(chēng)為右旋蝸桿和左旋蝸桿。蝸桿上只有一條螺旋線的稱(chēng)為單頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過(guò)一齒，若蝸桿上有兩條螺旋線，就稱(chēng)為雙頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)齒。</p><p>　　其傳動(dòng)特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　傳

14、動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。蝸桿頭數(shù)用表示（一般），蝸輪齒數(shù)用表示。從傳動(dòng)比公式可以看出，當(dāng)，即蝸桿為單頭，蝸桿須轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)蝸輪才轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，因而可得到很大傳動(dòng)比，一般在動(dòng)力傳動(dòng)中，取傳動(dòng)比；在分度機(jī)構(gòu)中，可達(dá)1000。這樣大的傳動(dòng)比如用齒輪傳動(dòng)，則需要采取多級(jí)傳動(dòng)才行，所以蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕。</p><p>　　傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪音。因?yàn)槲仐U齒是連續(xù)不間斷的螺旋齒，它與蝸輪齒嚙合時(shí)是連續(xù)不斷的，蝸桿齒沒(méi)有進(jìn)入和退出嚙合

15、的過(guò)程，因此工作平穩(wěn)，沖擊、震動(dòng)、噪音小。蝸桿傳動(dòng)。</p><p>　　具有自鎖性。蝸桿的螺旋升角很小時(shí)，蝸桿只能帶動(dòng)蝸輪傳動(dòng)，而蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)效率低，一般認(rèn)為蝸桿傳動(dòng)效率比齒輪傳動(dòng)低。尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動(dòng)，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。</p><p>　　如圖1-1所示

16、蝸輪蝸桿傳動(dòng)示意圖，其中心距可隨使用需要而進(jìn)行調(diào)整。為實(shí)現(xiàn)我們所需要的調(diào)整安排，必須實(shí)現(xiàn)以下幾方面的調(diào)整需求：</p><p>　　蝸輪蝸桿中心距調(diào)整，可看作縱向調(diào)整需要；</p><p>　　蝸輪軸相對(duì)于蝸桿軸位置調(diào)整，可看作橫向調(diào)整需要；</p><p>　　蝸輪平面同蝸桿軸平面距離調(diào)整，蝸輪中間平面偏移，可看作垂直調(diào)整需要。</p><p&

17、gt;　　圖1-1 蝸桿傳動(dòng)示意圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)設(shè)計(jì)。該機(jī)床用于檢測(cè)蝸輪蝸桿副嚙合傳動(dòng)情況。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，要求設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)床用于安裝蝸輪蝸桿使其正常嚙合，并能夠?qū)ζ渲行木噙M(jìn)行調(diào)整，通過(guò)在齒輪副表面涂抹熒光粉，對(duì)其嚙合情況進(jìn)行檢測(cè)。</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：根據(jù)蝸桿副的幾何結(jié)構(gòu)，分析蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)的整體結(jié)構(gòu);利用Pro/E軟件，進(jìn)行三

18、維造型，完成滾動(dòng)檢查機(jī)的裝配；寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)主要部件進(jìn)行驗(yàn)算等環(huán)節(jié)。</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)以上調(diào)整檢測(cè)需要，開(kāi)始本次設(shè)計(jì)任務(wù)。本論文主要討論內(nèi)容為蝸桿副滾動(dòng)檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)蝸輪蝸桿副安裝形式，傳動(dòng)原理進(jìn)行分析，在以普通車(chē)床，特別是在CA6140車(chē)床結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出用于檢測(cè)其滾動(dòng)情況的檢測(cè)機(jī)，蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)主要是檢查其齒側(cè)間隙和齒頂間隙以及接觸斑點(diǎn)情況，齒側(cè)間隙和齒頂間隙可以通過(guò)塞尺或者壓鉛法測(cè)量，

19、接觸斑點(diǎn)是用紅丹粉與機(jī)油調(diào)和成糊狀抹在齒輪面上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)檢查其痕跡，可以判斷出其齒面接觸情況，不同的齒輪，要求的齒面接觸面積（百分比）不同。轉(zhuǎn)動(dòng)檢查的實(shí)現(xiàn)即是本項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目的，即設(shè)計(jì)一臺(tái)檢測(cè)機(jī)，能夠安裝蝸輪蝸桿并使其完成嚙合傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)，包括多種不同狀態(tài)下蝸桿副嚙合的實(shí)現(xiàn)，從而有助于我們獲得各種狀況下的嚙合情況。</p><p>　　圖1-2 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)示意圖</p><p>　　對(duì)于蝸輪蝸

20、桿傳動(dòng)，尤其是環(huán)面蝸桿傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，保證其平穩(wěn)傳動(dòng)，齒根受力較均勻的正確嚙合傳動(dòng)條件要求安裝時(shí)保證蝸輪蝸桿之間相對(duì)三個(gè)軸向位置，即蝸輪蝸桿中心距，蝸輪軸相對(duì)于蝸桿軸位置以及蝸輪平面同蝸桿軸平面距離調(diào)整，蝸輪中間平面偏移。如圖1-2所示，以上調(diào)整內(nèi)容均為線性方向上的調(diào)整，即位移量。其中，蝸輪蝸桿中心距決定齒輪輪齒嚙合面積大小，在正常情況下，中心距較合適情況時(shí)，輪齒嚙合狀況較好，齒面受力較均勻；蝸輪軸相對(duì)于蝸桿軸位置決定輪齒受力大小，蝸輪相對(duì)于

21、蝸桿在圖1-2右圖所示方向上的水平攢動(dòng)將導(dǎo)致蝸輪輪齒單側(cè)受力，而蝸輪將是左側(cè)或者右側(cè)輪齒受力較集中，受力不均勻；蝸輪中間平面偏移也決定輪齒受力大小，如圖1-2左圖所示，蝸輪在水平方向上出現(xiàn)攢動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致蝸輪一側(cè)輪齒受力較大，受力不均勻，而蝸桿輪齒則受到交變應(yīng)力作用，影響傳動(dòng)副壽命。</p><p>　　因此，對(duì)于蝸輪蝸桿副滾動(dòng)檢測(cè)具有很現(xiàn)實(shí)性的意義，通過(guò)檢測(cè)，對(duì)于蝸輪蝸桿正確安裝將提供所需幫助，提供正確安裝所需數(shù)據(jù)

22、，延長(zhǎng)使用壽命。</p><p>　　第2章 檢測(cè)機(jī)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本章主要進(jìn)行方案分析，從整體上進(jìn)行檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)，并為零部件設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　§2.1 方案分析</b></p><p>　　我們從蝸輪蝸桿嚙合方式著手考慮，初步設(shè)計(jì)出兩種方案：</p>&l

23、t;p>　　機(jī)床總體方案一：將蝸輪安裝在固定轉(zhuǎn)軸上，蝸桿安裝在滑動(dòng)臺(tái)上，通過(guò)滑動(dòng)臺(tái)的位置變化實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)參數(shù)的調(diào)整與變化。</p><p>　　機(jī)床總體方案二：將蝸桿安裝在固定轉(zhuǎn)軸上，蝸輪安裝在滑動(dòng)臺(tái)上，通過(guò)滑動(dòng)臺(tái)的位置變化實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)參數(shù)的調(diào)整與變化。</p><p>　　由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)要求蝸桿為主動(dòng)件，因此從檢測(cè)機(jī)復(fù)雜程度角度考慮，將蝸桿安裝在固定轉(zhuǎn)軸上，蝸輪安裝在滑動(dòng)臺(tái)上的方案可以使

24、電機(jī)不必隨滑臺(tái)移動(dòng)而移動(dòng)，減小了滑臺(tái)工作載荷。因此，對(duì)于此檢測(cè)機(jī)總體初步方案選擇二號(hào)方案。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1。</p><p>　　此檢測(cè)機(jī)，我們以車(chē)床基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，主要改動(dòng)為：</p><p><b>　　主軸部分</b></p><p>　　檢測(cè)機(jī)由于僅僅完成對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中的蝸輪蝸桿進(jìn)行檢測(cè)即可，對(duì)于普通機(jī)床的變速功能則沒(méi)有過(guò)多要求，因此主

25、軸零件部分在很大程度上得以簡(jiǎn)化，初步計(jì)劃主軸直接安裝帶輪，通過(guò)V帶與電動(dòng)機(jī)相連，帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)；</p><p><b>　　溜板箱及刀架部分</b></p><p>　　對(duì)于車(chē)床而言，溜板箱主要目的即實(shí)現(xiàn)對(duì)刀架的承載作用并完成車(chē)削運(yùn)動(dòng)。在這里我們將溜板箱體積擴(kuò)大，以便于獲得較大尺寸范圍的蝸輪蝸桿檢測(cè)需求，同時(shí)將刀架改為可完成縱向移動(dòng)功能的平臺(tái)，用于安裝回轉(zhuǎn)支承，通過(guò)回

26、轉(zhuǎn)支承安裝燕尾槽從而對(duì)蝸輪進(jìn)行固定。</p><p>　　圖2-1 檢測(cè)機(jī)初步結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1、四爪卡盤(pán) 2、縱向滑臺(tái) 3、橫向滑臺(tái)</p><p>　　§2.2 電動(dòng)機(jī)選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇，工業(yè)上一般使用三相交流電源，無(wú)特殊要求一般選用三相交流電機(jī)，最常用是Y系列籠型三相

27、異步交流電動(dòng)機(jī)。其效率高，工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格低，適宜于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，按位置的不同，有臥式和立式兩種，可根據(jù)安裝要求和防護(hù)要求選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。常有的是臥式封閉性電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)的功率，選擇電動(dòng)機(jī)的功率要考慮三方面的因素：電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力和啟動(dòng)能力。但在一般情況下電動(dòng)機(jī)

28、的功率主要有發(fā)熱條件而定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況與其工作情況有關(guān)。對(duì)于變化不大，且常溫下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，只要其所需輸出功率不超過(guò)其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算。此電動(dòng)機(jī)按以下確定</p><p><b>　　取切削率</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率</b></p><p>　　考慮到傳

29、動(dòng)功率的損耗，電動(dòng)機(jī)輸出的功率</p><p>　　式中的為從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主軸之間-的總效率</p><p>　　查表，V帶、軸承機(jī)械傳遞效率分別為0.95，0.98。所以</p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)的速度</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)成本，重量、價(jià)格等多方面的比較分析得出同步轉(zhuǎn)速為750 r/min

30、最合適。</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M1-8，額定功率為4 kW。</p><p>　　§2.3 V型帶設(shè)計(jì)</p><p><b>　　確定帶輪直徑</b></p><p><b>　　查表選=1.2 </b></p><p>　　31.2=3

31、.6 kw，</p><p>　　根據(jù)3.6 kw，720 r/min，確定選B型，取小帶輪=125 mm,則帶速v:</p><p><b>　　帶速合適。</b></p><p><b>　　大帶輪直徑： </b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)（720/275）1250.98320 mm，選

32、取315 mm</p><p><b>　　此時(shí) </b></p><p><b>　　確定V帶長(zhǎng)度</b></p><p>　　初選中心距=850 mm，符合0.7＜＜2。由</p><p><b>　　=</b></p><p>　　得帶長(zhǎng)=1700

33、+691.15+10.62=2401.72 mm。</p><p>　　選基準(zhǔn)長(zhǎng)度2500 mm。</p><p><b>　　實(shí)際中心距：</b></p><p><b>　　小帶輪包角：</b></p><p>　　180—[（）/]57°</p><p>&l

34、t;b>　　168°＞90°</b></p><p>　　=0.015×2500=37.5(mm) =0.030×2500=75(mm)</p><p><b>　　V帶根數(shù)Z</b></p><p>　　由d1=125mm和n=720 r／min,P0=1.32 kw。</p&g

35、t;<p>　　根據(jù)n=720 r／min, i=2.52和B型帶。得△P0=0.22 kw。</p><p>　　查表得KL=1.03。于是</p><p>　　=4.73（kw）。</p><p><b>　　以所以取。</b></p><p>　　計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值:</p>

36、<p>　　B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量=0.108kg／m，所以</p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。</p><p><b>　　計(jì)算壓軸力:</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值為</b></p><p><b>　　第3章 零部件設(shè)計(jì)</b><

37、;/p><p>　　本章在前面總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)床的零部件設(shè)計(jì)和選用，包括主軸部分、軸承的設(shè)計(jì)和選用等，進(jìn)行計(jì)算與校核</p><p>　　§3.1主軸部件設(shè)計(jì)</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括軸的定位和結(jié)構(gòu)尺寸，主要取決于軸的安裝，軸上零件的類(lèi)型、尺寸、數(shù)量以及聯(lián)接的方法，載荷的性質(zhì)、大小及分布情況，軸的加工工藝等。不論何種條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸

38、和裝在軸上的零件準(zhǔn)確的準(zhǔn)確定位、便于裝拆和調(diào)整、具有良好的制造工藝性等。主軸結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 </p><p>　　主軸通過(guò)軸肩、軸承等零件進(jìn)行軸向定位。軸上選用的圓錐滾子軸承主要承受徑向載荷，其剛度和承載能力很高，經(jīng)濟(jì)成本較低。此檢測(cè)機(jī)功能為檢測(cè)嚙合狀況，不涉及切削力，因此對(duì)其徑向作用力可不予考慮。電機(jī)經(jīng)帶輪把扭矩傳遞給主軸是通過(guò)圓頭普通平鍵實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)的帶輪與平鍵之間是過(guò)渡配合。</p>

39、;<p>　　3.1.1 主軸設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸是主軸結(jié)構(gòu)的核心，其余相應(yīng)的構(gòu)件都是圍繞主軸展開(kāi)的。要求主軸有足夠的剛度，以保證加工精度，同時(shí)主軸在軸向有一定的調(diào)整量。</p><p>　　鑒于此，帶輪與主軸之間不能用普通平鍵固定連接，須使用滑鍵?？紤]到此處鍵僅僅起到傳遞扭矩的作用，采用矩形花鍵合適。同時(shí)，主軸與大帶輪之間不固定，需要調(diào)整主軸的軸向位置，故采用間隙

40、配合。根據(jù)GB/T 1144-2001，選取矩形花鍵的規(guī)格為10×122×132×18，即鍵數(shù)為10個(gè)，小徑為122mm，大經(jīng)為132mm，長(zhǎng)度為45mm。軸承在主軸上由軸肩、套筒定位。</p><p>　　3.1.2主軸校核 </p><p>　　軸是結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的部件，其他部件均通過(guò)裝配在其上，實(shí)現(xiàn)可靠的工作，除了滿足結(jié)構(gòu)上的需要，

41、軸要具有足夠的強(qiáng)度、剛度。因此對(duì)軸的危險(xiǎn)區(qū)域要進(jìn)行校核。由于此檢測(cè)機(jī)可以看做無(wú)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，因此主軸所受的力不大，不會(huì)存在剛度不足的情況。如圖3-2中，最危險(xiǎn)截面應(yīng)出現(xiàn)在主軸安裝帶輪中間位置，所以應(yīng)對(duì)其校核。</p><p><b>　　其計(jì)算步驟如下：</b></p><p><b>　　作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p&

42、gt;<b>　　作出彎矩圖</b></p><p><b>　　作出扭矩圖</b></p><p><b>　　校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>　　主軸上手里較簡(jiǎn)單，由于軸向方向手里僅為頂尖固定力，這里不予考慮，按照僅受徑向力對(duì)待： </p><p>　　圖3-2 主軸

43、受力點(diǎn)示意圖</p><p>　　圖3-2是主軸部分受力點(diǎn)示意圖，將其簡(jiǎn)化得到下面的受力示意圖。</p><p>　　圖 3-3 主軸受力示意圖</p><p>　　主軸受力情況比較簡(jiǎn)單，僅僅在豎直平面內(nèi)受力，圖3-3將主軸軸力，彎矩和扭矩情況表示出來(lái)。</p><p><b>　　分析計(jì)算：</b></p>

44、<p><b>　　由得：</b></p><p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　扭矩：</b></p><p>　　B處為危險(xiǎn)截面，軸的應(yīng)力為：</p><p>　　根據(jù)軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得許用彎曲應(yīng)力。因?yàn)椋?，故安全?/p>

45、</p><p>　　3.1.3主軸軸承校核</p><p>　　由于主軸僅承受較小的軸向力和徑向力，因此可以選擇既要承受軸向載荷又要承受徑向載荷的軸承。本著符合技術(shù)要求的前提下經(jīng)濟(jì)的原則，選擇深溝球軸承和圓錐滾子軸承的組合。根據(jù)主軸直徑90mm，選擇30228和33024(GB/T297-94),由于主軸的軸承主要是保證主軸的剛度，軸承承受能力一般都是足夠的。對(duì)軸承進(jìn)行校核：</p

46、><p><b>　　派生軸向力計(jì)算</b></p><p>　　由于主軸上軸向力可以看作為零，因此不需考慮軸向力，即。</p><p>　　圖 3-4 軸承軸向力示意圖</p><p><b>　　而派生軸向力為</b></p><p><b>　　因此：</b

47、></p><p><b>　　軸向力計(jì)算</b></p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果可知，30228軸承被壓緊，兩軸承軸向力：</p><p><b>　　徑向當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算</b></p><p><b>　　代入：得</b></p><p>

48、<b>　　計(jì)算軸承壽命</b></p><p>　　將以上數(shù)值代入軸承壽命公式：</p><p><b>　　代入數(shù)值，計(jì)算得：</b></p><p>　　軸承壽命滿足使用要求。</p><p>　　§3.2 絲杠設(shè)計(jì)校核</p><p>　　3.2.1壓桿穩(wěn)定

49、性校核</p><p>　　軸向固定的長(zhǎng)絲杠在承受壓縮負(fù)載時(shí), 應(yīng)校核其壓桿穩(wěn)定性, 臨界壓縮載荷按下式進(jìn)行校核計(jì)算:</p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　為絲杠材料的彈性模量; </p><p>　　I為最小慣性截面矩:</p><p><b>　　為絲杠

50、公稱(chēng)直徑；</b></p><p><b>　　為直徑；</b></p><p><b>　　為最大受壓長(zhǎng)度；</b></p><p>　　為安全系數(shù), 可取1 /3；</p><p><b>　　為最大軸向載荷；</b></p><p>　

51、　為絲杠支承方式系數(shù), 根據(jù)絲杠安裝方式選擇。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到，遠(yuǎn)大于最大軸向載荷。</p><p>　　3.2.2精度驗(yàn)算即剛度校核</p><p>　　絲杠的導(dǎo)程誤差、伺服系統(tǒng)誤差、各機(jī)械環(huán)節(jié)彈性變形引起的誤差是影響加工中心定位精度的因素。</p><p>　　一般情況下, 在以上各環(huán)節(jié)中影響彈性變形自大到小排列順序

52、是:絲杠本身的抗壓剛度; 支承軸承的軸向剛度；絲杠副中與滾道的接觸剛度；折算到絲杠副上伺服系統(tǒng)剛度；折算到絲杠副上聯(lián)軸節(jié)的剛度；絲杠副的抗扭剛度；螺母座、軸承座的剛度。則傳動(dòng)系。</p><p><b>　　統(tǒng)綜合剛度K為:</b></p><p>　　一般校核計(jì)算中, 伺服剛度 , 折算到絲杠副上聯(lián)軸節(jié)的剛度,絲杠副的抗扭剛度K,螺母座、軸承座的剛度可忽略不計(jì),則上

53、式可簡(jiǎn)化如下：</p><p>　　絲杠抗壓剛度計(jì)算公式如下:</p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　　為絲杠最小截面積；</b></p><p><b>　　為最大承載距離；</b></p><p><b>　

54、　為絲杠底徑；</b></p><p>　　為絲杠材料彈性模量。</p><p>　　絲杠軸承軸向剛度、絲杠螺母的接觸剛度均可直接從產(chǎn)品樣本中查得。</p><p>　　加工中心的定位精度是在不切削空載條件下檢驗(yàn)的，故軸向載荷僅為導(dǎo)軌的摩擦力，故因摩擦力引起的彈性變形為：</p><p>　　這樣查取相應(yīng)精度等級(jí)絲杠在任意300m

55、m內(nèi)導(dǎo)程誤差，再加上彈性變形量就可以校核計(jì)算其精度是否滿足目標(biāo)要求。</p><p>　　驗(yàn)算其精度有：綜合剛度為K = 94N /um，在空載條件下彈性變形δ≈1μm， 對(duì)C2級(jí)精密研磨絲杠,滿足目標(biāo)給定的定位精度要求。</p><p>　　§3.3 花鍵設(shè)計(jì)校核</p><p>　　3.3.1 花鍵設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)

56、GB/T 1144-2001，選取矩形花鍵的規(guī)格為10×122×132×18，即鍵數(shù)為10個(gè)，小徑為122mm，大經(jīng)為132mm，長(zhǎng)度為45mm。</p><p>　　圖 3-5 矩形花鍵設(shè)計(jì)示意圖</p><p>　　3.3.1 花鍵校核</p><p>　　矩形花鍵副：10×122×132×18。<

57、;/p><p>　　輸入功率，轉(zhuǎn)速，輸入輸出均為平穩(wěn)載荷，花鍵結(jié)合長(zhǎng)度45mm，工作齒高3mm，齒根圓角半徑，表面滲碳淬火，表面硬度為58~64HRC。</p><p><b>　　載荷計(jì)算</b></p><p><b>　　輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　名義切向力</

58、b></p><p><b>　　單位載荷</b></p><p><b>　　齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　齒面許用壓應(yīng)力</b></p><p><b>　　滿足條件，安全。</b></p><p>

59、;<b>　　齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算:</b></p><p>　　齒根許用彎曲應(yīng)力計(jì)算:</p><p><b>　　滿足條件，安全。</b></p><p><b>　　齒根剪切強(qiáng)度計(jì)算</b><

60、/p><p><b>　　許用切應(yīng)力</b></p><p><b>　　滿足條件，安全。</b></p><p><b>　　齒面耐磨能力計(jì)算</b></p><p><b>　　齒面壓應(yīng)力</b></p><p>　　花鍵在循環(huán)數(shù)以

61、下工作時(shí)耐磨能力計(jì)算：</p><p><b>　　耐磨許用壓應(yīng)力為</b></p><p><b>　　滿足條件，安全。</b></p><p>　　花鍵在長(zhǎng)期工作無(wú)磨損時(shí)耐磨能力計(jì)算：</p><p><b>　　耐磨許用壓應(yīng)力為</b></p><p&

62、gt;<b>　　滿足條件，安全。</b></p><p>　　外花鍵扭轉(zhuǎn)與彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　當(dāng)量應(yīng)力</b></p><p><b>　　許用應(yīng)力</b></p><p><b>　　滿足條件，安全。</b></p>

63、<p><b>　　§3.4 底座設(shè)計(jì)</b></p><p>　　檢測(cè)左側(cè)為主軸箱支承床架，右側(cè)以底座支承。由于不涉及任何額外需求，底座部分可以以現(xiàn)對(duì)較簡(jiǎn)單的箱體完成</p><p>　　圖中，俯視圖的4個(gè)M18螺紋孔是用來(lái)聯(lián)接床架的。底座部分可以用HT150鑄造，隨后對(duì)個(gè)別表面進(jìn)行一定表面處理得到，機(jī)械加工性能也較好。</p>

64、<p>　　圖 3-6 底座零件樣圖</p><p><b>　　§3.5 床架設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于底座是自己設(shè)計(jì)的，而且詞檢測(cè)機(jī)要求能夠?qū)^大尺寸范圍的蝸桿副進(jìn)行檢測(cè)，因此床架部分需自己設(shè)計(jì)。如圖4-6所示。床架將同兩部分相連接，一是主軸箱，二是底座。在同主軸箱連接時(shí)，為保證螺栓不會(huì)斷裂，在主軸箱相應(yīng)位置設(shè)置托臺(tái)，床架放在托臺(tái)上

65、在以4個(gè)M18螺栓同主軸箱連接固定。同底座連接比較簡(jiǎn)單，直接由4個(gè)M18螺栓固定即可。床架通過(guò)鑄造得到毛坯，再進(jìn)行進(jìn)一步加工，材料為HT200。其中為減輕重量，在床架上開(kāi)工藝孔。</p><p>　　圖 3-7 床架零件樣圖</p><p><b>　　第4章 使用簡(jiǎn)介</b></p><p>　　通過(guò)以上設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核，檢測(cè)機(jī)以確認(rèn)能夠滿足

66、使用要求，本章主要對(duì)檢測(cè)機(jī)使用進(jìn)行介紹。</p><p>　　圖 4-1 檢測(cè)機(jī)三維模型示意圖</p><p>　　1、四爪卡盤(pán) 2、回轉(zhuǎn)支承臺(tái) 3、回轉(zhuǎn)支承安裝位置 4、滑臺(tái)</p><p><b>　　§4.1 裝卡</b></p><p>　　裝卡時(shí)，將蝸桿固定在四爪卡盤(pán)1上，另一側(cè)以頂尖固定

67、，完成蝸桿的裝卡；3處安裝一回轉(zhuǎn)支承和燕尾槽臺(tái)，蝸輪通過(guò)專(zhuān)用卡具固定于燕尾槽臺(tái)上。至此完成所檢測(cè)零件轉(zhuǎn)卡。</p><p><b>　　§4.2 調(diào)整</b></p><p>　　此檢測(cè)機(jī)調(diào)整可實(shí)現(xiàn)對(duì)蝸輪空間三個(gè)軸向上的直線位移，其具體調(diào)整實(shí)現(xiàn)為：</p><p>　　蝸輪蝸桿中心距調(diào)整，縱向調(diào)整。此調(diào)整項(xiàng)目通過(guò)調(diào)節(jié)滑臺(tái)上手輪實(shí)現(xiàn)調(diào)整

68、目的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的中心距調(diào)整</p><p>　　蝸輪軸相對(duì)于蝸桿軸位置調(diào)整，橫向調(diào)整。此調(diào)整項(xiàng)目通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)機(jī)右側(cè)的大首輪實(shí)現(xiàn)，首輪上有刻度盤(pán)，以滿足精確調(diào)整的需要。</p><p>　　蝸輪平面同蝸桿軸平面距離調(diào)整，垂直調(diào)整。垂直方向上調(diào)整主要通過(guò)蝸輪的專(zhuān)用卡具實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　§4.3 檢測(cè)</b>

69、</p><p>　　當(dāng)完成蝸輪蝸桿的安裝后，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)V形皮帶輪帶動(dòng)主軸上的帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加裝在四爪卡盤(pán)上的蝸桿隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿副開(kāi)始工作。</p><p>　　齒側(cè)間隙和齒頂間隙可以通過(guò)塞尺或者壓鉛法測(cè)量，接觸斑點(diǎn)是用紅丹粉與機(jī)油調(diào)和成糊狀抹在齒輪面上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)檢查其痕跡，可以判斷出其齒面接觸情況，不同的齒輪，要求的齒面接觸面積（百分比）不同

70、。通過(guò)檢查接觸斑點(diǎn)痕跡，就可以獲得各種狀況下的蝸桿副嚙合傳動(dòng)情況。</p><p>　　圖4-2 檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的課題來(lái)自齒輪傳動(dòng)實(shí)際情況需要，主要是針對(duì)蝸輪蝸桿副滾動(dòng)嚙合情況設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用檢測(cè)機(jī)床。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，首先確

71、定總體布局方案，確定在CA6140車(chē)床基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)本檢測(cè)機(jī)床，將車(chē)床刀架部分更換為可完成橫向、縱向兩向調(diào)整的蝸輪支撐平臺(tái)。</p><p>　　通過(guò)具的體設(shè)計(jì)步驟，完成了對(duì)專(zhuān)用機(jī)床的總體和零部件設(shè)計(jì)，達(dá)到了熟悉并實(shí)踐機(jī)械設(shè)計(jì)的基本思想和一般方法的設(shè)計(jì)的目的。在此過(guò)程中，了解了專(zhuān)用機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)，熟悉了其工作原理，掌握了其主要部件的作用，并完成了專(zhuān)用檢測(cè)機(jī)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　所

72、設(shè)計(jì)的機(jī)床由于不涉及加工用機(jī)床的切削力，因此機(jī)械振動(dòng)較小，機(jī)床零件強(qiáng)度相對(duì)較容易滿足工作要求。同時(shí)，此檢測(cè)機(jī)可對(duì)嚙合蝸輪蝸桿中心距等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，較好完成檢測(cè)任務(wù)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 北京齒輪廠編. 螺旋錐齒輪[M]. 北京：科學(xué)出版社，1974</p><p>　　[2] 機(jī)械工業(yè)出版社

73、．齒輪手冊(cè)2000版第六篇蝸桿傳動(dòng)[M]．北京：人民交通出版社，1980</p><p>　　[3] 大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)（機(jī)械部分）[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1975</p><p>　　[4] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)．機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[5] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京.化

74、學(xué)工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[6] 濮貴良，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[7] 邱宣懷．機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，1965</p><p>　　[8] 龍根，黃雨華．機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社[M]．1997</p><p>　　[9] 何永熹，武充沛.幾何精度規(guī)范學(xué)

75、[M].北京理工大學(xué)出版社.2006 </p><p>　　[10] 任海東,楊伯原.軸承摩擦力矩特性試驗(yàn)臺(tái)的研制[J].軸承, 2007,1,8</p><p>　　[11] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組．理論力學(xué)［M］．北京：高等教育出版社，1961</p><p>　　[12] 《組合機(jī)床講義》編寫(xiě)小組.組合機(jī)床講義[M].

76、北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1975</p><p>　　[13] 文九巴.機(jī)械工材料［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[14] 許曉陽(yáng).專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社.2003</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)三個(gè)月的緊張工作，在**老師的不知疲倦的

77、精心指導(dǎo)下，我完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)——蝸桿副滾動(dòng)檢查機(jī)設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于條件的限制，此課題是在借助于導(dǎo)師的理論成果，認(rèn)真聽(tīng)取導(dǎo)師的教誨，廣泛搜集有關(guān)資料和文獻(xiàn)，并熟悉已有CA6140車(chē)床結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一些理論知識(shí)的探討和機(jī)械結(jié)構(gòu)的改造創(chuàng)新。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是一名合格的大學(xué)本科畢業(yè)生必須完成的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的綜合檢驗(yàn)和運(yùn)用，更是對(duì)實(shí)

78、際動(dòng)手能力的檢驗(yàn)和鍛煉，是邁向工作崗位的一個(gè)重要的過(guò)渡環(huán)節(jié)?；仡櫞舜萎呌?jì)的過(guò)程，困難和艱辛與喜悅同在。搜集素材，查閱資料，熟悉已有設(shè)備，研究前人的理論成果，忙碌和緊張的工作使我在各個(gè)方面都有了極大地提高，并為以后更好的的工作和學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。為解決以后工作中的具體問(wèn)題打下良好基礎(chǔ)，是一次理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐過(guò)程。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，和隨和的生活態(tài)度

79、，無(wú)不給我以深刻的影響，更是給我極大的鼓勵(lì)。通過(guò)此畢業(yè)次設(shè)計(jì)，我初步掌握了科學(xué)研究的基本方法，獲得從事系統(tǒng)科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，注重科學(xué)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，具體可歸納為：</p><p>　?。?）調(diào)查研究、獲取資料信息、本專(zhuān)業(yè)外文閱讀和翻譯的能力。</p><p>　　（2）方案論證、分析比較的能力，實(shí)際的工藝分析能力。</p><p>　?。?）設(shè)備的選取、安裝及數(shù)