畢業(yè)設(shè)計--數(shù)控車傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計3</p><p>　　1.1主要技術(shù)參數(shù)4</p><p>　　1.2 主傳動系統(tǒng)設(shè)計滿足的基本要求5</p><p>　　1.3主傳動系統(tǒng)傳動方式的選擇5</p><p><b>　　1.4

2、運動設(shè)計6</b></p><p>　　1.4.1 已知條件6</p><p>　　1.4.2 結(jié)構(gòu)分析式7</p><p>　　1.4.3 擬定轉(zhuǎn)速圖…………………………………………………………………………………………7</p><p>　　1.4.4 確定轉(zhuǎn)速圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

3、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8</p><p>　　1.4.5 確定各變速組傳動副齒數(shù)9</p><p>　　1.4.6 繪制傳動系統(tǒng)圖10</p><p>　　2 齒輪傳動設(shè)計10</p><p>　　2.1漸開線直齒輪設(shè)計18</p>

4、<p>　　2.1.1 選擇齒輪材料及精度等級10</p><p>　　2.1.2模數(shù)的確定10</p><p>　　2.1.3 校核齒輪10</p><p>　　2.2斜齒輪設(shè)計12</p><p>　　2.2.1選擇齒輪材料及精度等級12</p><p>　　2.2.2確定設(shè)計準(zhǔn)則13&l

5、t;/p><p>　　2.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計14</p><p>　　3. 主軸傳動設(shè)計15</p><p>　　3.1確定主軸最小直徑15</p><p>　　3.1.1選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力15</p><p>　　3.1.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑15</p><p>　　3

6、.2主軸最佳跨距的確定16</p><p>　　3.3主軸剛度的校核17</p><p>　　4. 帶傳動設(shè)計18</p><p>　　5. 滾珠螺母絲杠20</p><p>　　5.1、 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu)20</p><p>　　5.2、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù)27</p><p&g

7、t;　　5.3、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點22</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　參考書本24</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　CK6163型數(shù)控車床，是車床中應(yīng)用最廣泛、最典型的一種數(shù)控車床。該

8、機(jī)床是開環(huán)式的數(shù)字控制車床。能進(jìn)行內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、圓柱螺紋和圓錐螺紋等加工。機(jī)床主軸的起動、停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運動的行程和速度，刀具的變換和冷卻，都可以自動控制。并具有直線、錐度、直螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)功能。在該機(jī)床中采用液壓卡盤、液壓尾座、快換刀架和機(jī)床外對刀裝置。該機(jī)床使用于加工形狀復(fù)雜的中小批量的零件。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基

9、本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。</p>&

10、lt;p>　　目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min，空運行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時，在普

11、通銑床加工需8小時。</p><p>　　由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。 </p><p>　　在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級

12、(0.01μm)。</p><p>　　對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時間必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述

13、，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。</p><p>　　我國裝備制造業(yè)所存在的許多問題中，最

14、基本的是技術(shù)開發(fā)力量不強(qiáng)和制造水平低這兩個問題。過去我國為了發(fā)展裝備工業(yè)，縮小與國際先進(jìn)水平的差距，主要通過技術(shù)引進(jìn)和對企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造等手段，取得一定的成效。至今技術(shù)引進(jìn)仍是我國裝備制造業(yè)解決技術(shù)來源的主要手段。“。本次畢業(yè)設(shè)計CK6163型數(shù)控車床，機(jī)床的研制、開發(fā)、生產(chǎn)直至出廠都由我們自己完成。</p><p>　　根據(jù)大學(xué)所學(xué)的課程和理論，結(jié)合現(xiàn)有的參數(shù)，查閱圖書館的資料，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師的幫助，完成CK

15、6163數(shù)控車床主軸箱的設(shè)計。</p><p>　　設(shè)計者的水平有限，設(shè)計中難免有錯誤和不足之處，希望老師批評指正。</p><p>　　1 機(jī)床主傳動系設(shè)計</p><p>　　1.1 主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　工件最大回轉(zhuǎn)直徑 630mm</p><p>　

16、　工件最大長度 1500mm</p><p>　　主軸孔徑 80mm</p><p>　　主軸前端孔錐度 公制100號</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速范圍（16級） 32～1000轉(zhuǎn)/分<

17、/p><p>　　刀架縱進(jìn)給和螺紋的螺距范圍 0.01～20.47毫米</p><p>　　刀架橫向進(jìn)給量范圍（在直徑上）0.01～20.47毫米</p><p>　　刀架縱向與橫向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量 0.01毫米</p><p>　　刀架快速移動速度： </p><p>　　縱向

18、 3.6米/分</p><p>　　橫向 1.8米/分</p><p>　　尾座頂尖套筒直徑 100毫米</p><p>　　尾座頂尖套液壓最大行程 80毫米</p><p>　　尾座頂

19、尖手動最大形成 250毫米</p><p>　　尾座頂尖套端孔錐度 莫氏5號</p><p>　　數(shù)控裝置座標(biāo)數(shù) 2</p><p>　　插補(bǔ)運算原理 逐點比較</p>&l

20、t;p>　　數(shù)據(jù)輸入方式 增量值和絕對值單用或混合使用</p><p>　　紙帶標(biāo)準(zhǔn) EIA標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　紙帶代碼 ISO</p><p>　　單程序段最大指令值：</p><p>　　直

21、線 10485.75毫米</p><p>　　圓弧 5242.87毫米</p><p><b>　　脈沖當(dāng)量：</b></p><p>　　Z軸（縱向） 0.01毫米/脈沖</p><p&g

22、t;　　X軸（橫向，在直徑上） 0.01毫米/脈沖</p><p>　　1.2 主傳動系統(tǒng)設(shè)計滿足的基本要求</p><p>　　機(jī)床主傳動系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計機(jī)床主傳動系是最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析。一般應(yīng)滿足下述基本要求：</p><p>

23、　　1.滿足機(jī)床使用性能的要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運動特性，如機(jī)床的主軸有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)（對與主傳動為直線運動的機(jī)床，則有足夠的每分鐘雙行程數(shù)范圍及變速級數(shù)）。傳動設(shè)計合理，操縱方便、靈活、迅速、安全可靠等。</p><p>　　2.滿足機(jī)床傳遞動力要求。主電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)能提供和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動效率。</p><p>　　3.滿足機(jī)床工作性能的要求。主傳動中所

24、有零件要有足夠的剛度、精度、和抗震性、熱變形特性穩(wěn)定。</p><p>　　4.滿足產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的要求。傳動鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便于接生材料，降低成本。</p><p>　　5.調(diào)整維修方便，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工和裝配。防護(hù)性能好，使用壽命長。</p><p>　　1.3 主傳動系傳動方式的選擇</p><p>　　主傳動系一

25、般由動力源、變速裝置及執(zhí)行件，以及開停、換向和制動機(jī)構(gòu)等部件組成。動力源給執(zhí)行件提供動力，并使用其得到一定的運動速度和方向；變速裝置傳動動力以及變換運動速度；執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的運動，完成旋轉(zhuǎn)或直線運動。</p><p>　　1.3.1 主傳動系選擇</p><p>　　按驅(qū)動主傳動的電動機(jī)類型可分為交流電動機(jī)驅(qū)動和直流電動機(jī)驅(qū)動。本次設(shè)計采用交流電動機(jī)驅(qū)動.變速的連續(xù)性可以分為分級變速

26、傳動和無級變速傳動,本次設(shè)計采用無級變速傳動.</p><p>　　1.3.2 傳動方式的選擇</p><p>　　本次設(shè)計采用分離傳動方式：主傳動系中的大部分的傳動和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨變速箱中，然后通過帶傳動將運動傳到主軸箱。</p><p><b>　　1.4 運動設(shè)計</b></p><p>　　1.4

27、.1 已知條件    已知主軸最低轉(zhuǎn)速nmin為32r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax為1000r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 Rn=nmax/nmin=31.25 取Rn=32</p><p>　　確定公比    選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝1.25</p><p>　　求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z     Z=lgRn

28、/lgφ+1= lg32/lg1.25+1=16.53 取Z=16 [2]</p><p>　　1.4.2 結(jié)構(gòu)分析式</p><p>　　確定結(jié)構(gòu)式：     16=2×2×2×2 16=2×2×4 16=2×4×2</p><p>　　根據(jù)擬定

29、轉(zhuǎn)速圖的原則篩選結(jié)構(gòu)式</p><p>　　1.極限傳動比、極限變速范圍原則；</p><p>　　2.確定傳動順序及傳動副數(shù)的原則——“前多后少”的原則；</p><p>　　3.確定傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則——“前密后疏” 的原則 </p><p>　　4.確定最小傳動比的原則——“前慢后快”（降速），“前快后慢”（升速）的原則。&

30、lt;/p><p><b>　　經(jīng)整理得：</b></p><p>　　16=21×22×24×28</p><p>　　1.4.3 擬定轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　（1）選定電動機(jī)  一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)

31、。Y系列電動機(jī)高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1460r/min。（2）分配總降速傳動比總降速傳動比為uII=nmin/nd=32/1460≈0.0213,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動比。&l

32、t;/p><p>　?。?）確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　由 　　z = 16 </p><p><b>　　確定各級轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63、40、32r/min。</p>&

33、lt;p>　　本設(shè)計有四種傳動機(jī)構(gòu)，四段無級變速： </p><p>　?。?）IV V VI VII VIII </p><p>　?。?）IV V VII VIII</p><p>　?。?）IV VI VII VIII （下?lián)懿孀螅?lt;/p><p>　?。?）IV VI VII VIII （下?lián)懿嬗遥?lt;/p><

34、;p>　　先來確定IV軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　nmax=1450×130/186×40/32×36/36×190/304=791 </p><p><b>　　取nmax=800</b></p><p>　　nmin=1450×32/40×32/40×190/30

35、4=405 取 nmin=400根據(jù)轉(zhuǎn)速圖跟結(jié)構(gòu)式，可確定IV軸的轉(zhuǎn)速為400、500、630、800r/min</p><p><b>　　確定軸V的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　因為IV軸跟V軸是1：1傳遞，所以V軸的轉(zhuǎn)速等同IV軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　400、500、630、800r/min。</p><p

36、><b>　?、鄞_定軸VI的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由軸IV傳遞到軸VI可以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min</p><p>　　由軸V傳遞到軸VI可以得到四級轉(zhuǎn)速：400×24/60=160</p><p>　　500×24/60=200 630×24/60=252 取n=

37、250 800×24/60=320取n=315</p><p>　　所以VI軸的轉(zhuǎn)速確定為160、200、250、315、400、500、630、800r/min</p><p>　?、艽_定軸VII的轉(zhuǎn)速</p><p>　　由軸IV經(jīng)軸V直接傳遞到軸VII可以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min</p><p>

38、;　　由軸IV經(jīng)軸VI傳遞到軸VII可以得到八級轉(zhuǎn)速：800×24/60=160 630×24/60=125 500×24/60=100 400×24/60=80 （800×60/24=2000 30×60/24=1575 n=1600 500×60/24=1250 400×60/24=1000）</p><p>　　由軸IV經(jīng)軸

39、V傳遞到軸VI再傳遞到軸VII可以得到四級轉(zhuǎn)速：315×24/60=160 250×24/60=100 200×24/60=80 160×24/60=63</p><p>　　確定VII軸的轉(zhuǎn)速為：2000、1600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63r/min</p><

40、p>　　1.4.4 確定轉(zhuǎn)速圖</p><p><b>　　圖1.1 轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　1.4.5 確定各變速組傳動副齒數(shù)</p><p><b>　?、佥SIV-V:</b></p><p>　　時：……64、66、68、70、72、74、76、84……</p>

41、;<p>　　時：……64、66、68、70、72、74、76、84……</p><p>　　可取84,于是可得軸IV齒數(shù)為：42</p><p><b>　　于是 </b></p><p>　　可得軸V上的齒輪齒數(shù)為：42</p><p>　　②軸V-VI: ， </p><p>

42、　　時：……69、72、73、76、77、80、81、84、87……</p><p>　　可取 84，于是可得軸V上齒輪的齒數(shù)為：24</p><p>　　于是 ，，得軸VI上齒輪的齒數(shù)為：60</p><p>　　③軸VI-軸VII:</p><p>　　時： ……72、75、78、81、84、87、89、90……</p>&

43、lt;p><b>　　可取 84.</b></p><p>　　得軸VI齒輪齒數(shù)為24；由</p><p>　　得VII軸齒輪齒數(shù)為60</p><p>　?、茌SVII-軸VIII：</p><p>　　時：……72、75、78、81、84、87、89、90……</p><p>　　可取 9

44、0.得軸VII齒輪齒數(shù)為30；</p><p>　　由得VIII軸齒輪齒數(shù)為60</p><p>　　根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：</p><p>　　圖1.2 傳動系統(tǒng)圖</p><p><b>　　2 齒輪傳動設(shè)計</b></p><p>　　2.1 漸開線直齒輪設(shè)計

45、</p><p>　　2.1.1 選擇齒輪材料及精度等級:</p><p>　　因為是1:1傳遞,所以兩齒輪材料選擇一致:</p><p>　　齒輪選用合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220～250HBs；</p><p>　　選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≤3.2～6.3</p><p>　　2.1.2 模數(shù)的確定：</

46、p><p>　　在IV軸上42齒數(shù)的齒輪最容易受損，所以應(yīng)以42齒數(shù)齒輪位代表進(jìn)行模數(shù)計算，</p><p>　　因為 m≥1.26………………………………………………2.1 [5]</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.11“載荷系數(shù) K”得：</p><p><b>　　K=1.2</b></p>

47、<p>　　因為 =9.55××…………………………………………………2.2 [5] </p><p><b>　　式子中</b></p><p>　　P——為主動軸的傳輸功率</p><p>　　n——為從動軸的的轉(zhuǎn)數(shù)</p><p>　　IV軸的計算轉(zhuǎn)速為：</p>

48、<p><b>　　=400r/min</b></p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　=9.55××……………………2.3 [5]</p><p><b>　　=9.55××</b></p><p&g

49、t;<b>　　≈0.3×n·㎜</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表11.19得=1</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.13“標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)”得：</p><p>　　當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪齒形系數(shù)=2.41</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.14“

50、標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)”得：</p><p>　　當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)=1.67</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11.24得：=210 MPa</p><p>　　查圖11.25得: YN=1 </p><p>　　查表11.9得SF=1.3 因為[]=YN/SF</p><p

51、>　　所以[]=1×=161</p><p><b>　　經(jīng)整理得：</b></p><p><b>　　m≥1.26</b></p><p>　　m≈4.27 取m=4.</p><p>　　于是軸IV齒輪的直徑為 </p><p>　　因為是漸開線標(biāo)準(zhǔn)直

52、齒輪,所以V軸齒輪的模數(shù)也為m=4. </p><p>　　2.1.3 校核齒輪</p><p>　　按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核:</p><p>　　如果 YF YS[]，則校核合格。</p><p>　　確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：</p><p><b>　?、冽X形系數(shù)YF</b></p>

53、<p>　　查表11.12得 YF=2.41</p><p><b>　　②應(yīng)力修正系數(shù)YS</b></p><p>　　查表11.13得 YS=1.67</p><p><b>　?、墼S用彎曲應(yīng)力[]</b></p><p>　　由圖11.24查得 =210 MPa</p>

54、;<p>　　由表11.9查得 SF=1.3</p><p>　　由圖11.25查得 YN=1</p><p>　　由式 YF YS[]可得</p><p>　　[]=1×=161 MPa</p><p>　　故 YF YS=2.411.67</p><p>　　=28 MPa<[]&l

55、t;/p><p>　　齒根彎曲強(qiáng)度校核合格.</p><p>　?、茯炈泯X輪的圓周速度</p><p><b>　　<5m/s</b></p><p>　　查表11.21可知,選8級精度是合適的.</p><p>　　2.2 斜齒輪設(shè)計</p><p>　　2.2.1

56、 選擇齒輪材料及精度等級:</p><p>　　按表11.8選擇齒輪的材料為</p><p>　　小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220～250HBs；</p><p>　　大齒輪選用45鋼正火，硬度為170～210HBs；</p><p>　　選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≤3.2～6.3</p><p>　　2.2.2

57、 確定設(shè)計準(zhǔn)則</p><p>　　由于為閉式齒輪傳動,且兩齒輪均為齒面硬度HBs小于等于350的軟齒面,齒面點蝕是最主要的失效形式.應(yīng)選按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算,確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸,然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度</p><p>　　2.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù):</p><

58、p><b>　　①轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　=9.55×× ………………………………2.3</p><p><b>　　=9.55××</b></p><p><b>　　≈1.9×n·㎜</b></p><

59、p><b>　?、谳d荷系數(shù)</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.11“載荷系數(shù) K”得：</p><p><b>　　K=1.1</b></p><p>　　③齒數(shù)Z1,螺旋角和齒寬系數(shù)</p><p>　　小齒輪齒數(shù)取為30，大齒輪齒數(shù)是60 </p><

60、;p><b>　　初選螺旋角=15°</b></p><p><b>　?、軓椥韵禂?shù)ZE</b></p><p>　　由表11.11查得ZE=189.8</p><p><b>　?、菰S用接觸應(yīng)力[]</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》由圖11.23

61、查得</p><p>　　=560MPa =530MPa</p><p>　　由表11.9查得 SH=1</p><p>　　N1=60njLh=60×63×1×10×52×40=7.86×107</p><p>　　N2= N1/i=3.93×107</p&g

62、t;<p>　　查圖11.26得ZN1=ZN2=1</p><p>　　由[]=ZN/SH可得</p><p>　　[]1=ZN1/SH=560MPa </p><p>　　[]2=ZN2/SH=562Mpa</p><p><b>　　故≥</b></p><p><b>

63、;　　≈153mm</b></p><p>　　mn= = mm=4.92mm</p><p>　　由表11. 3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為m=4.5</p><p>　?、薮_定中心距a螺旋角</p><p>　　a= = mm=209.64mm</p>

64、<p>　　取中心距a=210mm</p><p><b>　?、咧饕叽缬嬎?lt;/b></p><p>　　= = =139.762mm</p><p>　　= = =278.52mm</p><p>　　b==1×139=139mm</p>

65、<p>　　取=140mm, =135mm</p><p>　?、喟待X根彎曲疲勞強(qiáng)度校核</p><p>　　確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：</p><p><b>　　(1)當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　= = =33.28</p><p><b&g

66、t;　　=2=66.76</b></p><p><b>　　(2)齒形系數(shù)YF</b></p><p>　　查表11.12得YF1=2.54 YF2=2.30</p><p>　　(3)應(yīng)力修正系數(shù)YS</p><p>　　查表11.13得YS1=1.63 YS2=1.73</p>

67、<p>　　(4)許用彎曲應(yīng)力[]</p><p>　　由圖11.24查得=210MPa =190MPa</p><p>　　由表11.9查得SF=1.3</p><p>　　由圖11.25查得YN1= YN2=1</p><p>　　由式[]=YN/SF可得</p><p>　　[]1=YN/SF=1

68、62MPa</p><p>　　[]2=YN/SF=146MPa</p><p>　　故 YFYS=116MPa<[]1</p><p>　　= =111MPa<[]2</p><p>　　齒根彎曲強(qiáng)度校核合格.</p><p>　?、狎炈泯X輪的圓周速度</p>

69、;<p><b>　　<10m/s</b></p><p>　　由表11.21可知,選8級精度是合適的.</p><p><b>　　3 主軸傳動設(shè)計</b></p><p>　　3.1 確定主軸最小直徑</p><p>　　3.1.1 選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力</

70、p><p>　　由已知條件可知此主軸箱傳遞的功率屬中小功率,對材料無特殊的要求,故選45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)一書中表16.1查得強(qiáng)度極限=637MPa,再由表16.3得許用彎曲應(yīng)力[]=60MPa.</p><p>　　3.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑</p><p>　　由式≥C=118=87</p><p>　　考慮到主軸的最小直

71、徑處要安裝聯(lián)軸器,會有鍵槽存在.故需要將估算直徑加大.設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑=110mm.</p><p>　　3.2主軸最佳跨距的確定</p><p>　　630mm車床，P=13KW.</p><p><b>　　求軸承剛度</b></p><p><b>　　考慮機(jī)械效率</b></p>

72、;<p><b>　　主軸最大輸出轉(zhuǎn)距</b></p><p>　　床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即315,</p><p><b>　　切削力 </b></p><p><b>　　背向力 </b></p><p><b>

73、;　　故總的作用力 </b></p><p>　　次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,</p><p>　　故主軸軸端受力為 </p><p><b>　　先假設(shè) </b></p><p><b>　　前后支撐分別為</b></p><p>&l

74、t;b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　3.3主軸剛度的校核</p><p>　　前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承</p><p><b>　　當(dāng)量外徑</b></p><p><b>

75、;　　主軸剛度：由于</b></p><p>　　故根據(jù)式（10-8）</p><p>　　對于機(jī)床的剛度要求，取阻尼比</p><p>　　當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時,,</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　計算 </b

76、></p><p>　　可以看出，該機(jī)床主軸是合格的.</p><p><b>　　4 帶傳動設(shè)計</b></p><p>　　電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,傳遞功率P=13KW,傳動比i=1.6，</p><p>　　[1]確定計算功率 取1.1，則</p><p><b&g

77、t;　　[2]選取V帶型</b></p><p>　　根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選B型帶。</p><p>　　[3]確定帶輪直徑和驗算帶速</p><p>　　查表小帶輪基準(zhǔn)直徑,</p><p><b>　　驗算帶速成</b></p><p>　　其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/mi

78、n；</p><p>　　-小帶輪直徑，mm；</p><p><b>　　,合適</b></p><p>　　[4]確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度</p><p><b>　　設(shè)中心距為,則</b></p><p>　　0．55（）a2（）</p><

79、p>　　于是 357.2a988,初取中心距為400mm。</p><p><b>　　帶長</b></p><p>　　查表取相近的基準(zhǔn)長度，。</p><p><b>　　帶傳動實際中心距</b></p><p>　　[5]驗算小帶輪的包角</p><p>

80、;　　一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。</p><p><b>　　。合適。</b></p><p><b>　　[6]確定帶的根數(shù)</b></p><p>　　其中： -時傳遞功率的增量；</p><p>　　-按小輪包角，查得的包角系數(shù)；</p><p><b>

81、;　　-長度系數(shù)；</b></p><p>　　為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。</p><p>　　[7]計算帶的張緊力</p><p>　　其中： -帶的傳動功率,KW；</p><p><b>　　v-帶速,m/s；</b></p><p>　　q

82、-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。</p><p>　　v = 1440r/min = 9.42m/s。</p><p>　　[8]計算作用在軸上的壓軸力</p><p><b>　　5.滾珠螺母絲杠</b></p><p>　　5.1、 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu) </p><p

83、>　　滾珠絲杠螺母副：是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。</p><p>　　工作原理是：當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿</p><p><b>　　5.1.1內(nèi)循環(huán)式</b></p><p>　　內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。如圖3

84、。在螺母的側(cè)面孔內(nèi)，裝有接通相鄰滾道的反向器，利用反向器引導(dǎo)滾珠越過絲杠的螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。一般在同一螺母上裝有2—4個反向器，并沿螺母圓周均勻分布。</p><p>　　優(yōu)缺點：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。</p><p>　　圖3 內(nèi)循環(huán)示意圖 1—凸鍵 2、3—反向鍵</p><p&g

85、t;<b>　　5.1.2外循環(huán)式</b></p><p>　　外循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)反向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運動。如圖4，（a）為螺旋槽式外循環(huán)（b）為插管式外循環(huán)。</p><p>　　優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。</p><p>　　圖4 外循環(huán)示意圖</p>

86、;<p>　?。╝）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滾珠；4—擋珠器；5—絲杠</p><p>　?。╞）插管式：1—彎管；2—壓板；3—絲杠；4—滾珠；5—滾道</p><p>　　5.2、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù) </p><p>　　滾珠絲杠副的主要參數(shù)有：公稱直徑D、導(dǎo)程L和接觸角β。</p><p>　　1）公稱直

87、徑D：是指滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。它與承載能力直接有關(guān)，常用范圍為30—80 mm，一般大于絲杠長度的1/35—/30。</p><p>　　2）導(dǎo)程L：導(dǎo)程的大小要根據(jù)機(jī)床加工精度的要求確定，精度高時，導(dǎo)程小一些；精度低時，導(dǎo)程大些。但導(dǎo)程取小后，滾珠直徑將取小，使?jié)L珠絲杠副的承載能力下降；若滾珠直徑不變，導(dǎo)程取小后，螺旋升角也小，傳動效率將下降。因此，一般地，導(dǎo)程數(shù)值的確定原則

88、是：在滿足加工精度的條件下盡可能取得大一些。</p><p>　　5.3、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點 </p><p>　　1）摩擦因素小，傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率可達(dá)0.92—0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠的1/4—1/3。</p><p>　　2）可預(yù)緊消隙。給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的間隙，反向運動時無死

89、區(qū)，定位精度高，剛度好。</p><p>　　3）運動平穩(wěn)，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，傳動精度高。</p><p>　　4）運動具有可逆性?？梢詮男D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。</p><p>　　5）磨損小，使用壽命長。</p><p>　　6）所需傳動轉(zhuǎn)矩小。</p>&

90、lt;p>　　7）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。</p><p>　　8）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于處于重慣性力的作用，常需添加輔助制動裝置。</p><p>　　5.4、滾珠絲杠副的安裝支撐方式 </p><p>　　為提高傳動剛度，滾珠絲杠合理的支撐結(jié)構(gòu)及正確的安裝很重要一般采用高剛度

91、的止推軸承支撐結(jié)構(gòu)，以提高滾珠絲杠的軸向承載能力。 </p><p><b>　　圖5</b></p><p>　?。╝）一端裝止推軸承（固定-自由式）。其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控機(jī)床的垂直坐標(biāo)中。</p><p>　　（b）一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定-支承式）

92、。當(dāng)滾珠絲杠較長時，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減小絲杠熱變的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（如液壓馬達(dá)）。</p><p>　?。╟）兩端裝止推軸承。。將止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，有助于提高傳動剛度。但這種安裝方式對熱伸長較為敏感。</p><p>　?。╠）兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定-固定式）。為了提高剛度，</p>&

93、lt;p>　　絲杠兩端采用雙重支承，如止推軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)形式，可使絲杠的熱變形能轉(zhuǎn)化為止推軸承的預(yù)緊力。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都

94、是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了CK6163數(shù)控車床主軸箱的結(jié)構(gòu)及工作原理，熟悉了主軸箱的設(shè)計步驟，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。但是畢業(yè)設(shè)

95、計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人，為建設(shè)東北老工業(yè)基地添上自己的微薄之力。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

96、t;　　1.李慶余主編.《機(jī)械制造裝備設(shè)計》. 機(jī)械工程出版社，2008</p><p>　　2.仲興國主編.《數(shù)控機(jī)床與編程》。東北大學(xué)出版社，2007</p><p>　　3.王蘭美主編.《機(jī)械制圖》.高等教育出版社，2004</p><p>　　4.馮辛安主編.《機(jī)械制造裝備設(shè)計》.機(jī)械工程出版社，1999</p><p>　　5.范祖

97、堯主編.《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊》.機(jī)械工程出版社，1996</p><p>　　6,陳立德主編.《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》.高等教育出版社，2004</p><p>　　7.謝家贏主編.《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》</p><p>　　8.《機(jī)床設(shè)計手冊》編寫組編.《機(jī)床設(shè)計手冊2零件設(shè)計》上冊.機(jī)械工程出版社，1980</p><p><b>

98、　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過半年的忙碌，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。  </p><p>　　首先,我要感謝的是我的導(dǎo)師馬春峰老師。馬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，沒有馬老師和機(jī)械辦公室所有老師的悉心指導(dǎo)和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計的。另外，馬老師

99、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。</p><p>　　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。</p><p>　　再次，我要感謝的機(jī)械系的好兄弟們，在我畢業(yè)設(shè)計期間，他們給了我不少的關(guān)心和幫助。</p&g