畢業(yè)設(shè)計(jì)--汽車制動(dòng)蹄圓柱面專用銑床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及床身部件設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　汽車制動(dòng)蹄圓柱面專用銑床旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及床身部件設(shè)計(jì)</p><p>　AUTOMOBILE BRAKE SHOES CYLINDRICAL FOR MILLING MACHINEROTATING BODIES AND BED PARTSDESIGN</p><p><b

2、>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)目的就是設(shè)計(jì)一臺(tái)可以加工制動(dòng)蹄蹄片的專用銑床，此工件原來在車床上加工，切削的蹄片材料是石棉酚醛混合物，存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝卸和夾緊困難，由于材料的特殊性、表面不連續(xù)性、以及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等原因。存在切削時(shí)材料不宜脫落，生產(chǎn)效率低等缺陷。為克服以前采用車削加工時(shí)所產(chǎn)生的問題，設(shè)計(jì)了此專用銑床，采用旋轉(zhuǎn)銑削法加工，成功解決了上述問題。</p>

3、;<p>　　專用機(jī)床是通過縮小機(jī)床的工藝用途來實(shí)現(xiàn)高效率的機(jī)床。這類機(jī)床結(jié)構(gòu)較簡單，調(diào)整和操作方便，自動(dòng)化程度較高，易于保證質(zhì)量并有較高的生產(chǎn)率。適于成批生產(chǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為機(jī)床的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和床身部件，床身部件包括減速器，滑臺(tái)和箱體。減速器采用結(jié)構(gòu)簡單的雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，其整體內(nèi)置于床身內(nèi)部，減小了機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)；通過皮帶傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)功率輸入其內(nèi)，其輸出端連接機(jī)床的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

4、。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用渦輪渦桿傳動(dòng)，控制加工臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整銑削頭與工件之間的位置關(guān)系，以保證工件的加工精度；其結(jié)構(gòu)采用可垂直相對(duì)運(yùn)動(dòng)的十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)靠絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并采用了可靠的鎖緊結(jié)構(gòu)，既能保證機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整又能保證在加工過程中保持位置不變，可使加工過程順利進(jìn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：專用銑床；減速器；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；十字滑臺(tái)</p><p><b>　　Abs

5、tract</b></p><p>　　The design objective is to design a milling machine which can process the brake shoes, the original part was processed in a lathe, cutting the shoes, phenolic mixture of asbestos mat

6、erials, labour-intensive existence of workers, handling and clamping difficult, because the special nature of the surface discontinuities, and the complexity of its structure and other reasons. There exist two problems :

7、cutting material difficult and low production efficiency .In order to overcome the past by turning</p><p>　　Keywords: dedicated milling machine reducer rotate slide coss-Taiwan</p><p><b&g

8、t;　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 前言1</b></p><p>　　2 專用機(jī)床概述2</p><p>　　3 零件分析與加工方案確定4</p><p>　　3．1 零件分析4

9、</p><p>　　3.1.1 零件的用途4</p><p>　　3.1.2 零件的工藝分析4</p><p>　　3.2 工藝方案的確定5</p><p>　　4 機(jī)床設(shè)計(jì)參數(shù)的確定7</p><p>　　4.1 機(jī)床參數(shù)設(shè)定7</p><p>　　4.2 銑削后圓柱面的側(cè)母線7

10、</p><p>　　4.3 參數(shù)a、b值大小及精度9</p><p>　　4.4 機(jī)床參數(shù)確定10</p><p>　　4.5 銑削用量的確定11</p><p>　　4.6確定制動(dòng)蹄片專用銑床總體方案12</p><p>　　4.7確定制動(dòng)蹄片專用銑床的傳動(dòng)14</p><p>　

11、　5 減速器的設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.1 減速器的類型與選擇15</p><p>　　5.2 電動(dòng)機(jī)的類型與選擇15</p><p>　　5.3 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配16</p><p>　　5.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)17</p><p>　　5.4.1 各軸轉(zhuǎn)速17</p&

12、gt;<p>　　5.4.2 各軸輸入功率17</p><p>　　5.4.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩18</p><p>　　5.5 V型帶的設(shè)計(jì)與選擇18</p><p>　　5.6 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.6.1 選擇模數(shù)19</p><p>　　5.6.2 齒面接觸強(qiáng)度的校核2

13、0</p><p>　　5.7 軸的校核21</p><p>　　5.8 軸承的選擇與校核24</p><p>　　5.9 鍵的校核24</p><p>　　6 滑臺(tái)的設(shè)計(jì)26</p><p>　　6.1 導(dǎo)軌的確定26</p><p>　　6.1.1 導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計(jì)26</

14、p><p>　　6.1.2 導(dǎo)軌的截面形狀與組合26</p><p>　　6.1.3 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整27</p><p>　　6.2 絲杠的選擇27</p><p>　　6.3 滑臺(tái)的聯(lián)結(jié)28</p><p>　　7 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)29</p><p>　　7.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)定29&l

15、t;/p><p>　　7.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用及工作原理29</p><p>　　7.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的確定30</p><p><b>　　結(jié) 論31</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b&

16、gt;</p><p><b>　　附錄34</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論展示的重要體現(xiàn)，是大學(xué)中必要的教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)大學(xué)生具有一定的創(chuàng)

17、新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。畢業(yè)設(shè)計(jì)在培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強(qiáng)化社會(huì)意識(shí)、進(jìn)行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用，也是教育與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也是衡量教學(xué)水平、學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。</p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。其次，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合

18、運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)造能力和獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力。最后，使學(xué)生初步掌握科學(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)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)方面的工作，提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生對(duì)所學(xué)理論課的綜合運(yùn)用，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)在

19、培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強(qiáng)化科學(xué)意識(shí)、進(jìn)行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用，也是教育與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也是衡量教學(xué)水平、學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。</p><p>　　我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是設(shè)計(jì)一臺(tái)專用銑床，我個(gè)人主要負(fù)責(zé)機(jī)床的減速器及滑臺(tái)的設(shè)計(jì)。由于本機(jī)床采用了大量的非通用部件，還應(yīng)該考慮制造中的問題、提高了機(jī)床的可靠性、降低了機(jī)床

20、的制造成本、達(dá)到了機(jī)床設(shè)計(jì)的目的。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，我遵循“能標(biāo)準(zhǔn)，不專用，能選擇，不專造”原則，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，在減速器的設(shè)計(jì)中，齒輪、軸承、鍵、帶輪和螺釘均是標(biāo)準(zhǔn)件，僅有箱體、箱蓋、和轉(zhuǎn)動(dòng)軸無法采用標(biāo)準(zhǔn)件，才根據(jù)其實(shí)際情況，設(shè)計(jì)合適的非標(biāo)件。而由于調(diào)整機(jī)構(gòu)的專用性，滑臺(tái)則大部分采用的是非標(biāo)件，僅有螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)使我輩大學(xué)生初步掌握科學(xué)研究

21、的基本方法，獲得從事系統(tǒng)科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，科學(xué)能力和素質(zhì)得到培養(yǎng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可以使所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課得到系統(tǒng)的使用全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作，提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)造能力和獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力。</p>&l

22、t;p>　　由于本人水平有限，文中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，懇請各位老師批評(píng)指正</p><p><b>　　2 專用機(jī)床概述</b></p><p>　　專用機(jī)床是一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機(jī)床，而且往往是組成自動(dòng)生產(chǎn)線式生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，不可缺的機(jī)床品種。比如數(shù)控車床由于改為專用設(shè)計(jì)，這臺(tái)數(shù)控車床則不用原機(jī)床型號(hào)，而采取編專用機(jī)床號(hào)的辦法。由于專用機(jī)床

23、是一種《量體裁衣》產(chǎn)品，具有高效自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)，是大批量生產(chǎn)企業(yè)的理想裝備。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)的普及，專用機(jī)床的數(shù)控化發(fā)展也很快，專用機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)踐中占有一定的比重。據(jù)有關(guān)資料介紹，日本2001年專用機(jī)床產(chǎn)值占機(jī)床產(chǎn)值的比達(dá)到8.8%；我國臺(tái)灣省這一數(shù)字達(dá)到6.9%;而我國僅為0.67%。所以，在當(dāng)前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展專用機(jī)床是行業(yè)發(fā)展中的一個(gè)值得注意的問題。</p><p>　　專用機(jī)床適用于單件中、

24、小批量生產(chǎn)的小型零件的加工.它是由已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的高效專用機(jī)床，便于更換受損部件，因此提高了工件加工的整體效率。目前，在汽車，拖拉機(jī)，柴油機(jī)，電機(jī)，儀表，軍工等等重，輕工業(yè)大批大量生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床，機(jī)車，工程機(jī)械等制造業(yè)中業(yè)已廣泛應(yīng)用。專用機(jī)床可以用來完成軸套類，輪盤類，叉架類以及蓋板類零件的部分工序的加工。專用機(jī)床主要由調(diào)整機(jī)構(gòu)，動(dòng)力頭，夾具，動(dòng)力箱，底座以及控制部件

25、和輔助部件等組成。</p><p>　　專用機(jī)床及其自動(dòng)化生產(chǎn)線的制造，與大量生產(chǎn)汽車等性質(zhì)不一樣，也與普通機(jī)床的制造性質(zhì)不一樣，它具有兩個(gè)極其鮮明的特征：一是集成性。用戶訂購專用機(jī)床都是要求交鑰匙工程，它集加工工藝（含工藝方法及工藝參數(shù)），機(jī)床、夾具、工具（包含輔助）的開發(fā)設(shè)計(jì)與選擇，檢驗(yàn)測量（包括進(jìn)入機(jī)床前的毛坯檢驗(yàn)、加工中及成品的檢驗(yàn)測量）物流的輸送，切屑和冷卻液的防護(hù)與處理等于一體。它不僅僅解決其中的某一

26、問題，而是要解決好涉及較寬的技術(shù)領(lǐng)域可能遇到的每一個(gè)問題。二是單一性。專用機(jī)床幾乎都是單臺(tái)性生產(chǎn)，要根據(jù)用戶提出的要求，進(jìn)行一次性開發(fā)，一次性制造，而且還要保證一次性成功。 </p><p>　　根據(jù)對(duì)專用機(jī)床及其自動(dòng)生產(chǎn)線等相關(guān)資料的研讀，我將專用機(jī)床制造業(yè)的工作歸納為以下五個(gè)特點(diǎn)： </p><p>　　1）是技術(shù)難度大。由于它是集中加工工藝、機(jī)床、夾具、輔具、刀具、檢驗(yàn)測量、物流等于

27、一體，實(shí)現(xiàn)交鑰匙工程，從而涉及技術(shù)領(lǐng)域?qū)捛覐?fù)雜，又是一次性制造，要保證一次成功，所以技術(shù)難度大。 </p><p>　　2）是經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)率高。專用機(jī)床（或自動(dòng)線）根據(jù)用戶訂單“量體裁衣”制造的，不可能有試制探索過程，要確保一次成功，有相當(dāng)大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。由于技術(shù)方案不當(dāng)，造成局部或整體報(bào)廢的情況屢見不鮮；由于一次性制造，在制造調(diào)試過程中難保不出現(xiàn)問題，解決這些問題總是需要時(shí)間，從而按期交貨也有一定的風(fēng)險(xiǎn)；由于裝備是專

28、門為某一用戶訂做的，當(dāng)該用戶因種種原因不能如期付款、甚至無力付款時(shí)，勢必造成制造企業(yè)的損失；在現(xiàn)行的金融制造還無法約束對(duì)方，產(chǎn)品無法轉(zhuǎn)讓他人的情況下，經(jīng)營顯而易見。 </p><p>　　3）是協(xié)作困難大。由于是一次性制造，它不像汽車零部件那樣大量生產(chǎn)，也不像通用設(shè)備那樣批量生產(chǎn)，找協(xié)作廠家很困難。條件一般的企業(yè)，很難保證一次性制造出合格的產(chǎn)品；條件好的企業(yè)，又不愿當(dāng)配角，對(duì)這種委托協(xié)作看不上。 </p&g

29、t;<p>　　4）是技術(shù)依賴性強(qiáng)。專用機(jī)床及其自動(dòng)線從設(shè)計(jì)、工藝編制、生產(chǎn)制造到裝配調(diào)試的全過程，都需要一批有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員、管理人員和技術(shù)工人。 </p><p>　　5）是技術(shù)成長期長。專用機(jī)床的設(shè)計(jì)制造涉及專業(yè)面廣，要具備較豐富的工藝知識(shí)，要比較熟悉用戶的制造工藝，要保證一次成功，培養(yǎng)一名熟練的主管設(shè)計(jì)師，要花幾年時(shí)間，才能做出好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、好的制造工藝，生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，技術(shù)成長期要長。 &

30、lt;/p><p>　　五個(gè)特點(diǎn)，五種原因，既相互關(guān)聯(lián)，又各具特性，但確實(shí)是影響我國專用機(jī)床制造業(yè)發(fā)展的重要方面。今天，我們要調(diào)整機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展專用機(jī)床是一項(xiàng)十分重要的工作。</p><p>　　3 零件分析與加工方案確定</p><p><b>　　3．1 零件分析</b></p><p>　　3.1.1 零件的

31、用途</p><p>　　此零件是汽車制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)蹄部件，它的作用是實(shí)現(xiàn)汽車的制動(dòng)。汽車的剎車機(jī)構(gòu)是汽車的重要部件之一，此部件的性能好壞事關(guān)人的生命安全，需要對(duì)其工藝性能及其機(jī)械性能進(jìn)行深入研究與分析。</p><p>　　3.1.2 零件的工藝分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)題目是加工制動(dòng)蹄工件，切削石棉酚醛混合物材料。由于制動(dòng)蹄圓柱表面其材料的特殊性、表面不連

32、續(xù)以及其結(jié)構(gòu)的特殊性，此工件原來在車床上加工，存在裝夾困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大，用常規(guī)的車削加工難以保證其加工精度和表面質(zhì)量，切削時(shí)不易脫落，致使采用車削加工很難得到要求，而且生產(chǎn)成本也很高。</p><p><b>　　圖3-1 工件簡圖</b></p><p>　　根據(jù)工件結(jié)構(gòu)，尺寸要求分析，可以采取車削、磨削以及銑削的加工方法來滿足工件的精度要求。以下對(duì)各種加工方案進(jìn)行

33、分析比較：</p><p>　　1）采用車外圓的方法。車床工作時(shí)，工件作旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)，刀具作直線或曲線的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。車外圓是車床的主要工作之一。車削應(yīng)用范圍廣泛，適合于加工各種形狀的內(nèi)外回轉(zhuǎn)面。它對(duì)于工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、加工精度和表面粗糙度以及生產(chǎn)批量的適應(yīng)性都較強(qiáng)，因而得到廣泛的應(yīng)用。加工精度高，表面粗糙小。車刀是刀具中最簡單的一種，制造、刃磨和安裝均較方便，有利于提高加工質(zhì)量。具有較高的生產(chǎn)率。從以上車床的特點(diǎn)分

34、析可知，車削加工的方法能滿足工件的精度要求和生產(chǎn)率，但唯一的不足是，考慮到工件的外形尺寸比較大，在車床上加工R210mm的圓柱面，存在裝夾困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大；切削石棉酚醛混合物材料，不易脫落，生產(chǎn)效率低等問題。</p><p>　　2）采用磨削的加工方法來磨削R210mm的圓柱面。磨床是以砂輪作為刀具的金屬切削機(jī)床。磨削不僅可以對(duì)外圓面、孔、平面、螺紋、齒輪和各種成形面進(jìn)行加工，而且可以加工一般金屬切削刀具難于加工

35、的硬質(zhì)合金等高硬度材料。磨削加工能經(jīng)濟(jì)地獲得高的加工精度和低的表面粗糙度，因此用作精加工。砂輪是磨削用的刀具，它是用結(jié)合劑把磨料粘結(jié)在一起，經(jīng)過焙燒而成的疏松物體，因此砂輪的表面有好多高低不平的凹坑，加工石棉酚醛混合物的時(shí)候難于脫落，會(huì)粘到砂輪的凹坑里，這嚴(yán)重影響了加工的效率還有工件的精度要求。</p><p>　　3）采用銑削加工的方法銑削R210mm的圓柱面。銑削加工是金屬切削加工的重要組成部分，是一種加工范

36、圍廣、生產(chǎn)效率較高的加工方法。銑削加工的精度也較高，其經(jīng)濟(jì)加工精度一般為IT9—IT8級(jí)、表面粗糙度為Ra12.5—Ra1.60mm。銑削時(shí)銑刀高速旋轉(zhuǎn)，銑刀刀齒之間間距比較大，當(dāng)加工石棉酚醛混合物這種難以脫落的材料的時(shí)候，并不會(huì)粘在刀具上，即對(duì)加工不會(huì)產(chǎn)生影響，而且能滿足工件的加工精度要求。另一方面，在臥式銑床上，可以很容易把工件加緊，達(dá)到加工的要求。</p><p>　　綜上分析比較可得，采用銑削的加工方法比

37、較適合，更能滿足加工的精度要求還有生產(chǎn)率也比較高。從經(jīng)濟(jì)上考慮，專門設(shè)計(jì)一臺(tái)專用銑床來加工工件，更能實(shí)現(xiàn)低成本和高效率。</p><p>　　3.2 工藝方案的確定</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)只需要加工石棉酚醛混合物曲面，可以采用一次裝夾，加工完成的方式，這樣大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。但由于使用盤狀銑刀，采用旋轉(zhuǎn)銑削方法，所加工的線條均為曲線，理論上不能實(shí)現(xiàn)加工要求，但是在實(shí)踐上，只要控

38、制加工曲線的直線度的公差，使其在一定范圍，就可以得到我們的加工要求。要想得到設(shè)計(jì)要求，就需要理論求證，確定機(jī)床的主要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化。</p><p>　　本設(shè)計(jì)思路就是在這一點(diǎn)作為突破點(diǎn)并進(jìn)一步展開的，由于使用的是使用銑削頭，其方案如下：首先是通過建立工件—銑床的工作坐標(biāo)系，經(jīng)過數(shù)學(xué)分析，得到刀尖的運(yùn)動(dòng)方程和側(cè)母線的方程，要是工件的誤差在允許范圍內(nèi)，用數(shù)學(xué)函數(shù)來表達(dá)即是求其側(cè)母線的一階導(dǎo)數(shù)，得到其

39、極點(diǎn)，極點(diǎn)的位置即是工件直線度的誤差范圍的邊沿，只要保證極點(diǎn)的位置在允許的公差范圍內(nèi)，此專用銑床就能滿足加工的要求。</p><p>　　當(dāng)極點(diǎn)的存在范圍被確定后，即可根據(jù)所寫的函數(shù)表達(dá)式來確定其他重要的機(jī)車參數(shù)，通過對(duì)函數(shù)方程的求解，可以確定銑刀回轉(zhuǎn)軸線與零件工件回轉(zhuǎn)軸線錯(cuò)移距離的大小，刀尖回轉(zhuǎn)平面至工件回轉(zhuǎn)軸線距的大小，和刀盤的標(biāo)準(zhǔn)直徑，從而是機(jī)床的設(shè)計(jì)在理論得到了證明，也使設(shè)計(jì)工作有了可操作性，能夠進(jìn)行具體

40、的和整體設(shè)計(jì)。并最終完成整個(gè)專用銑床的設(shè)計(jì)。</p><p>　　4 機(jī)床設(shè)計(jì)參數(shù)的確定</p><p>　　4.1 機(jī)床參數(shù)設(shè)定</p><p>　　工件裝夾在盤形工作臺(tái)上，該機(jī)床，每次對(duì)稱裝夾兩個(gè)零件加工。因?yàn)椋D(zhuǎn)銑削加工出的圓柱面的母線不是直線，為了保證圓柱面與A、B(圖4-1為基準(zhǔn))的平行度不超過0.2mm,必須合理確定工件與刀具之間的位置。</p&

41、gt;<p>　　如圖4-1所示，端銑刀軸線與零件外圓柱面的軸心線（銑削時(shí)，工件回轉(zhuǎn)軸線）錯(cuò)移距離為a,刀尖運(yùn)動(dòng)平面與零件外圓柱面軸心線平行且距離為b ,銑刀半徑為r,在零件寬度方向（垂直于紙面）上，銑刀軸線與零件對(duì)稱面等高，a、b及銑刀直徑的大小和精度直接影響工件的精度，因此應(yīng)根據(jù)零件的精度，合理確定a、b、r的值及允許的變化范圍。</p><p>　　圖4-1 刀具調(diào)整圖</p>

42、<p>　　4.2 銑削后圓柱面的側(cè)母線</p><p>　　建立坐標(biāo)系：設(shè)工件位于坐標(biāo)系O-XYZ中，取工件的外圓柱面軸心為Z軸，X軸位于工件寬度對(duì)稱面內(nèi)；設(shè)端銑刀位于坐標(biāo)系-xyz平面內(nèi)；取Y軸為端銑刀軸線，X軸位于刀尖運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，兩坐標(biāo)系的關(guān)系為：xy與XOY共面，z軸平行于Z軸。根據(jù)運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理，可把加工運(yùn)動(dòng)看成工件不動(dòng)，刀尖繞坐標(biāo)系-xyz的y軸轉(zhuǎn)動(dòng)并隨-xyz繞坐標(biāo)系O-XYZ的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)

43、的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　已加工面的方程：設(shè)初始位置時(shí)，y軸平行與X軸，當(dāng)坐標(biāo)系-xyz繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)任意角，刀尖在坐標(biāo)系-xyz內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)任意角時(shí)，設(shè)刀尖在坐標(biāo)系O-XYZ坐標(biāo)系為K（X，Y，Z）。</p><p>　　由以上分析計(jì)算可得出，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，亦即工件的加工面的方程為</p><p><b>　　式（4-1）</b></p

44、><p>　　已加工面的側(cè)母線方程；在加工面式（4-1）中，令Y=0，得側(cè)母線方程</p><p><b>　　式（4-2）</b></p><p>　　亦就是刀尖在運(yùn)動(dòng)過程中，通過XOZ平面依次位置。由式（4-2）可知，側(cè)母線左右對(duì)稱于Z軸，上下對(duì)稱于XOY平面，下面僅考查X0，Z0的部分。 側(cè)母線上極值點(diǎn)，對(duì)式（4-2）求導(dǎo)得</p&g

45、t;<p>　　（1）駐點(diǎn)A（圖4-2）在上式中若</p><p>　　rsin=0時(shí)，有，</p><p>　?。?）駐點(diǎn)B（圖4-2）在上式中若ctg=0時(shí)</p><p><b>　　有，</b></p><p>　?。?）端點(diǎn)C（圖4-2）設(shè)工件高為H，根據(jù)加工原理，此加工為對(duì)稱銑削，選硬質(zhì)合金刀具

46、直徑d=2r=1.8H。因，所以/2，，代入式（4-2）得</p><p>　　由此可以得到：在X＞0，Z內(nèi)考查側(cè)母線時(shí)，三個(gè)幾極限點(diǎn)的X坐標(biāo)關(guān)系為：＜＜，而側(cè)母線是左、右、上、下對(duì)稱，所以，其直線度理論誤差為</p><p>　　圖4-2 直線度理論誤差示意圖</p><p>　　4.3 參數(shù)a、b值大小及精度</p><p>　　本工序主

47、要是圓柱面半徑及母線與A、B（圖4-1基準(zhǔn)）的并行度要求，本工序的定位誤差及外圓柱面的母線直線度誤差等，是影響并行度的主要原因。取母線直線度理論誤差占工序允許的平行度誤差t的倍（即=）。由此可以確定機(jī)床的主參數(shù)。</p><p>　　確定a、b值的大?。喝」ぜ霃絉=，由圖4-3得</p><p><b>　　。通常，</b></p><p>

48、<b>　　即</b></p><p><b>　　式（4-3）</b></p><p><b>　　式（4-4）</b></p><p>　　確定a、b值的精度：式（4-3）全微分，得</p><p><b>　　式（4-5）</b></p>

49、<p>　　對(duì)式（4-4）全微分，得</p><p><b>　　式（4-6）</b></p><p>　　把式（4-5）帶入式（4-6）</p><p><b>　　式（4-7）</b></p><p>　　圖4-3 誤差分析示意圖</p><p>　　4.4

50、 機(jī)床參數(shù)確定</p><p>　　由圖4-1知：本工序t=0.2mm，R=mm，H=125mm.</p><p>　　刀具選硬制合金端銑刀，直徑d=2r=1.8H=1.8125=225mm；選標(biāo)準(zhǔn)刀具：直徑d=250 調(diào)整至d=250mm.</p><p>　　銑刀回轉(zhuǎn)軸線與零件工件回轉(zhuǎn)軸線錯(cuò)移距離為a=122.1mm,因mm,所以a=122.1mm.</p

51、><p>　　刀尖回轉(zhuǎn)平面至工件回轉(zhuǎn)軸線距b=209.98mm，</p><p>　　所以b=210mm。</p><p>　　4.5 銑削用量的確定</p><p>　　已知刀具為硬質(zhì)合金端銑刀以及刀盤直徑d=250mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表9.4-3，=,選擇=0.10mm/z。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加

52、工工藝手冊》表9.4-4、表9.4-5、表9.4-7,=1.0mm, =453，=240min，=3，=0.1，=125，Z=26，=250，=0.22，m=0.33，=0.17，=0.1，=0.22，=0。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表9.4-11，= = =1.0，所以=. .=1.0</p><p><b>　　計(jì)算銑削速度：</b></

53、p><p>　　式中 ——銑削速度m/min</p><p>　　——銑削條件改變時(shí)銑削速度修正系數(shù)</p><p><b>　　代入得，</b></p><p>　　=108.9m/min</p><p>　　==138.7r/min</p><p>　　式中 ——銑刀轉(zhuǎn)

54、速r/min</p><p>　　計(jì)算銑削力、扭矩和銑削功率</p><p><b>　　式（4-8）</b></p><p>　　式中 ——圓周銑削力N</p><p>　　——銑削條件改變時(shí)銑削力修正系數(shù)</p><p><b>　　——扭矩N.m</b></p&

55、gt;<p><b>　　——銑削功率KW</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表9.4-10，=4816，=1.0，=0.75，=1.1，=0.2，=1.3，=1.0</p><p>　　代入式（4-8）得，</p><p>　　設(shè)機(jī)床效率=0.8，則實(shí)際所須的銑削頭功率：</p><p>

56、;<b>　　，</b></p><p>　　所以選擇TX25A-N型號(hào)的銑削頭，>，能滿足要求。</p><p>　　4.6確定制動(dòng)蹄片專用銑床總體方案</p><p>　　根據(jù)對(duì)工件的分析，結(jié)合工件與刀具之間相對(duì)位置以及銑削用量的確定，為了實(shí)現(xiàn)工件的加工，該專用銑床應(yīng)包括以下幾部分：夾具、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、減速器、調(diào)整機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部件及床身。各

57、部件的布局具體如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 制動(dòng)蹄片圓柱面專用銑床的總體布局</p><p>　　以下為各部件的具體作用：</p><p>　　受工件外形的限制，夾具的設(shè)計(jì)有一定的難度，從圖4-5可知要加工該零件，只要限制工件的五個(gè)自由度就可以滿足加工要求，但實(shí)際加工中，還得限制工件的自由度才能加工工件。</p><p>　

58、　為實(shí)現(xiàn)各個(gè)自由度的限制，設(shè)計(jì)了以下的夾具，結(jié)構(gòu)如4-6所示。</p><p>　　圖4-5 自由度分析圖</p><p><b>　　圖4-6夾具</b></p><p>　　機(jī)床的旋轉(zhuǎn)部件的主要作用是實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),它的具體結(jié)構(gòu)是由蝸桿蝸輪組成的傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，然后轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的夾具，從而帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。</p>&l

59、t;p>　　調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在床身上，而調(diào)整機(jī)構(gòu)上安裝著動(dòng)力部件，即銑削頭。一方面，調(diào)整機(jī)構(gòu)把銑削頭跟床身連接在一起；另一方面，調(diào)整機(jī)構(gòu)起到調(diào)節(jié)的作用，調(diào)整銑削頭在兩個(gè)方向的位置，從而調(diào)整了銑刀相對(duì)于工件的位置，保證工件加工的精度要求，因此，此機(jī)構(gòu)對(duì)于該機(jī)床來說，是必要的。此機(jī)構(gòu)在市場上有各種各樣的產(chǎn)品，但對(duì)于該機(jī)床來說，設(shè)計(jì)一種比較合理。</p><p>　　動(dòng)力部件根據(jù)刀盤直徑，以及轉(zhuǎn)速選擇TX25A-N型

60、號(hào)的銑削頭。銑削頭的作用是完成銑削運(yùn)動(dòng)。型號(hào)的選擇很重要，選擇的型號(hào)要求滿足加工要求，能夠提供加工所須的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　減速器在傳動(dòng)過程中起到減速的作用，它聯(lián)系著電機(jī)及工件，決定了整個(gè)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比，傳動(dòng)比的準(zhǔn)確性很到程度上由減速器來決定，工件的轉(zhuǎn)速也很大程度上靠減速器來保證。因此，減速器的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。</p><p>　　由圖4-4可見，床身占了整臺(tái)機(jī)床的一般空間，它起

61、到的作用也是相當(dāng)?shù)拇螅钦_(tái)機(jī)床的框架，床身上安裝了調(diào)整機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部件及減速器，很明顯，床身支撐了整臺(tái)機(jī)床。</p><p>　　4.7確定制動(dòng)蹄片專用銑床的傳動(dòng)</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)該機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)以及保證加工要求的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了以下的傳動(dòng)路線。傳動(dòng)路線總體分為三個(gè)部分。第一，根據(jù)工件的加工要求，工件的轉(zhuǎn)速比較低，為了實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)變，采用了蝸桿渦輪的傳動(dòng)來降低轉(zhuǎn)速。第二，為保證電機(jī)

62、與蝸桿渦輪的傳動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比，因而還設(shè)計(jì)了減速器。最后，確定電機(jī)的型號(hào)。這樣，整個(gè)傳動(dòng)路線就出來了，具體的傳動(dòng)原理如圖4-7所示。</p><p><b>　　圖4-7 傳動(dòng)原理</b></p><p><b>　　5 減速器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 減速器的類型與選擇</p>&

63、lt;p>　　減速器是一種常見的減速機(jī)構(gòu)，它有許多種類，可分展開式，整體式兩大類。展開式可分水平分箱面式，斜面式兩種。其特點(diǎn)：下體箱底凸緣抬高，可以減小減速箱中心高度，減小了油池容積，但下箱體加工時(shí)比較困難，一般為用露天環(huán)境下，而且是大功率的情況下，整體式特點(diǎn)：箱體結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但裝配比較困難，軸和齒輪的配合，軸承和箱體的配合都比前面的幾種要松一些，對(duì)承受沖擊能力和傳動(dòng)精度有不利影響。一般用于封閉的空間里，受力不大的情況，由

64、以上分析，選擇整體式的減速器是比較合適的。</p><p>　　5.2 電動(dòng)機(jī)的類型與選擇</p><p>　　減速器的選擇包括選擇類型、結(jié)構(gòu)形式、功率、和轉(zhuǎn)速，并確定其型號(hào)。電動(dòng)機(jī)的類型和結(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系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。其效率高，工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格低，適宜于不宜燃、不宜爆、無腐蝕性氣體和無特

65、殊要求的場合。</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、過載能力和啟動(dòng)能力。但在一般情況下電動(dòng)機(jī)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，且常溫下長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，

66、只要其所需輸出功率不超過其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)過熱，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>　　工作機(jī)所需功率</b></p><p>　　工作機(jī)所需功率應(yīng)有機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定</p><p><b>　　式（5-1）</b></p><p>　　式中 T——電

67、動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距，單位N·m</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位r/min</p><p>　　有蝸輪和蝸桿的計(jì)算結(jié)果可知，</p><p><b>　　T=576N·m</b></p><p><b>　　=31r/min</b></p><p>

68、;　　57631/9550=1.86kW</p><p>　　2） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率</p><p>　　考慮到傳動(dòng)功率的損耗，電動(dòng)機(jī)輸出的功率</p><p>　　= 式（5-2）</p><p>　　式中 ——從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主軸之間的總效率</p><p&

69、gt;<b>　　式（5-3）</b></p><p>　　這里圓柱齒輪、V帶、軸承、聯(lián)軸器機(jī)械傳遞效率分別為0.97，0.96，0.99，0.99。</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　==0.86767</b></p><p>　　=1.

70、86/0.86767=2.1436kW，</p><p>　　3） 選擇電動(dòng)機(jī)的速度</p><p>　　同一類型、功率相同的電動(dòng)機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速。經(jīng)過對(duì)成本，重量、價(jià)格的比較分析得出同步轉(zhuǎn)速為1000r/min最合適。</p><p>　　查表20-3（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)）得出電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M-6，額定功率為2.2kW。</p><p&

71、gt;　　5.3 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配</p><p>　　計(jì)算總傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作主軸轉(zhuǎn)速可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為</p><p><b>　　式（5-4）</b></p><p>　　式中 ——電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　——工作主軸轉(zhuǎn)速</b><

72、;/p><p><b>　　==30.3225</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比是各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積，即</p><p><b>　　式（5-5）</b></p><p>　　合理分配傳動(dòng)比，各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)比如何分配，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是一個(gè)關(guān)鍵的問題，分配轉(zhuǎn)動(dòng)比要考慮</p>&l

73、t;p>　　應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、勻稱。</p><p>　　應(yīng)使傳動(dòng)裝置外輪廓尺寸緊湊、重量輕。</p><p>　　在減速器設(shè)計(jì)中常使各級(jí)大齒輪直徑相近，以使大齒輪有相接近的浸油深度。</p><p>　　應(yīng)避免傳動(dòng)零件之間發(fā)生碰撞。在設(shè)計(jì)兩級(jí)臥式減速器時(shí)，為使兩級(jí)的大齒輪有相接近的浸油深度，高速級(jí)傳動(dòng)比和低速級(jí)的傳動(dòng)比可為：</p>

74、<p>　　初設(shè)=1.8，=3.5，=4.6。</p><p>　　5.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　5.4.1 各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　如圖5-1，各軸的轉(zhuǎn)速為 </p><p>　　圖5-1 傳動(dòng)路線簡圖</p><p>　　5.4.2 各軸輸入功率</p>

75、<p><b>　　各軸輸入功率分別為</b></p><p><b>　　式（5-6）</b></p><p>　　式中 ——電動(dòng)機(jī)與1軸之間皮帶的效率；</p><p>　　——包括高速級(jí)齒輪軸和1軸的軸上的一對(duì)軸承的效率；</p><p>　　——包括低速級(jí)齒輪軸和2軸的軸上的一對(duì)軸

76、承的效率；</p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p><b>　　=2.112kW；</b></p><p><b>　　=2.028kW；</b></p><p><b>　　=1.948kW。</b></p><p

77、>　　5.4.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　如圖5-1轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)距為</p><p>　　表5-1 減速器主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)動(dòng)參數(shù)表</p><p>　　5.5 V型帶的設(shè)計(jì)與選擇</p><p>　　1) 確定帶輪的直徑</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》（以下簡稱《機(jī)》）表13-8選=1.2 <

78、/p><p><b>　　式（5-7）</b></p><p>　　1.22.2=2.64 kW，</p><p>　　根據(jù)2.64 kW，940 r/min，由《機(jī)》圖13-5確定選A型，由表13-9取小帶輪=105mm,</p><p><b>　　大帶輪直徑： </b></p>&

79、lt;p><b>　　式（5-8）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)（940/522）1050.98185取185.5mm.</p><p><b>　　2）確定V帶長度</b></p><p>　　初選中心距=300mm符合0.7＜＜2</p><p>　　=

80、 式（5-9）</p><p>　　帶長得=600+456.316+5.4=1061.716mm,對(duì)A帶選用基準(zhǔn)長度1100mm。</p><p><b>　　小帶輪包角：</b></p><p>　　180—[（）/]57 式(5-10)</p><p>

81、<b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　3) V帶根數(shù)Z</b></p><p>　　Z= 式(5-11)</p><p><b>　　式(5-12)</b></p><p>　　分別查《機(jī)》表13-5，13-

82、6得=，=1.14代入=0.31kW，</p><p>　　查《機(jī)》表13-7，13-8得=0.9=0.98，采用化學(xué)纖維，=1，有內(nèi)插法可得=1.55。</p><p><b>　　Z==1.637，</b></p><p><b>　　所以取Z=2。</b></p><p>　　5.6 齒輪傳動(dòng)

83、設(shè)計(jì)</p><p>　　由實(shí)踐可知，在閉式齒輪傳動(dòng)中，通常以保證齒面的接觸疲勞強(qiáng)度為主，校核彎曲強(qiáng)度。在開式齒輪傳動(dòng)中，目前僅以保證齒根彎曲強(qiáng)度為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。此設(shè)計(jì)用于閉式齒輪傳動(dòng)，保證齒面的接觸疲勞強(qiáng)度為主，校核彎曲強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。</p><p>　　5.6.1 選擇模數(shù)</p><p>　　材料：大齒輪：45鋼，表面淬火，HRC45，小齒輪：45鋼，表面淬火

84、，HRC45。齒輪按8級(jí)精度制造，載荷系數(shù)k=1.5，齒寬系數(shù)=0.25。</p><p>　　由《機(jī)》中的圖11-7，</p><p>　　由《機(jī)》中的表11-5，</p><p><b>　　=1.2，</b></p><p>　　由《機(jī)》中的圖11-10，</p><p>　　由《機(jī)》中的表

85、11-5，</p><p><b>　　=1.4</b></p><p><b>　　小齒輪上的轉(zhuǎn)距</b></p><p>　　=9.55=3.86。</p><p>　　初選直齒輪的齒數(shù)=23，=82，=21，=97。它們的齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)分別為2.69，1.575；2.22，1.78；2

86、.76，1.56；2.19，1.79。由于一、二軸均為齒輪軸，所以只用按大齒輪的彎強(qiáng)，齒輪2的模數(shù)即可，</p><p><b>　　式(5-13)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，</b></p><p><b>　　1.951</b></p><p>　　取m

87、=2，應(yīng)用式（5-13）計(jì)算齒輪4，</p><p><b>　　m1.6708</b></p><p>　　取m=2。所以整個(gè)齒輪組系的模數(shù)取2。</p><p>　　1、2齒輪中心距==105mm，齒寬=0.25105=26.25mm，取30mm，大齒輪取30mm，小齒輪取36mm。</p><p>　　3、4齒輪中

88、心距==118mm，齒寬=0.25118=29.5mm，取30mm。大齒輪取30mm，小齒輪取36mm。</p><p>　　5.6.2 齒面接觸強(qiáng)度的校核</p><p><b>　　由校核公式</b></p><p><b>　　式（5-14）</b></p><p><b>　　式中

89、 ——區(qū)域系數(shù)</b></p><p><b>　　——彈性影響系數(shù)</b></p><p><b>　　——齒面接觸強(qiáng)度</b></p><p>　　稱為區(qū)域系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪=時(shí)，=2.5，為彈性影響系數(shù)，鍛鋼-鍛鋼為189.9。分別校核大齒輪2和4。 </p><p

90、><b>　　對(duì)于大齒輪2：</b></p><p><b>　　=189.92.5</b></p><p>　　=749.781＜958，</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　對(duì)于大齒輪4：</b></

91、p><p><b>　　=189.92.5</b></p><p>　　=1288.98＜1552，</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　5.7 軸的校核</b></p><p>　　軸是減速器中結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的部件，其他

92、部件均通過裝配在其上，實(shí)現(xiàn)可靠的工作，除了滿足結(jié)構(gòu)上的需要，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。 </p><p>　　5-2（減速箱剖視圖）</p><p>　　由于第一軸所受的力不大，不會(huì)存在剛度不足的情況，如上圖5-2最危險(xiǎn)截面應(yīng)出現(xiàn)在第二軸的小齒輪的軸頭上，所以應(yīng)對(duì)其校核。</p><p><b>　　分析計(jì)算：</b&g

93、t;</p><p><b>　　===1612.2</b></p><p><b>　　==586.8</b></p><p>　　===5938.20</p><p><b>　　==2161.3</b></p><p>　　圖5-3 軸受力分析簡圖

94、</p><p>　　由以上分析和計(jì)算列方程組</p><p><b>　　式（5-15）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)=37mm，=91mm，=141mm。計(jì)算得</p><p>　　=1199.135N</p><p><b>　　=1548.86N</b><

95、;/p><p><b>　　畫出扭距和力距圖</b></p><p><b>　　式（5-16）</b></p><p>　　圖5-4 軸的力矩圖</p><p>　　因?yàn)檩S的扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力取折合系數(shù)=0.6，代入數(shù)據(jù)</p><p>　　=346289.3491<

96、;/p><p>　　軸為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)》中的表14-1查得=650，由《機(jī)》中的表14-3查得許用彎曲應(yīng)力=60，</p><p><b>　　式(5-17) </b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　38.645mm。</b>&

97、lt;/p><p>　　而軸頭的直徑為35mm。然不能滿足要求，必須擴(kuò)大直徑，或更換材料。由于軸的直徑擴(kuò)大，會(huì)產(chǎn)生一系列的尺寸更改，同時(shí)由于軸的體積和尺寸很小，更換材料其成本也不會(huì)有多大的提高。材料中40較為合適。重新校核</p><p>　　33.8mm＜35mm</p><p><b>　　可以滿足要求。</b></p><

98、p>　　5-5 軸組件的實(shí)際模型</p><p>　　5.8 軸承的選擇與校核</p><p>　　此機(jī)床的工作環(huán)境是六年就需要大修，每天需要工作10個(gè)小時(shí)。根據(jù)此要求選擇軸承的直徑， 由此=360610=21600，第二軸軸承的選擇。若第二軸軸承滿足，其他軸一定也滿足。</p><p>　　1）求比值，==0，</p><p>　　2

99、）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷，</p><p>　　= 式(5-18)</p><p>　　按照《機(jī)》中的表13-6，=，取=1.2。</p><p>　　按照表13-5，=1，=0，</p><p>　　=1.211548.86=1858.632N，</p><p>

100、　　1）求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷</p><p>　　==10483.05N</p><p>　　2）按照軸承設(shè)計(jì)手冊選擇=43200N的6002軸承，由于結(jié)構(gòu)的需要，軸的直徑需為30mm,所以所選軸承直徑大于理論直徑，二軸軸承的型號(hào)為6006，直徑為30mm。</p><p><b>　　5.9 鍵的校核</b></p>&l

101、t;p>　　平鍵在傳遞扭距時(shí)，對(duì)于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接，其主要失效形式是工作面被壓潰，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　式（5-19）</b></p><p>　　帶輪平鍵的校核，由式（5-19）得</p><p><b>　　2）二軸上平鍵

102、校核</b></p><p><b>　　3）三軸上平鍵校核</b></p><p>　　由以上校核減速器上的鍵全部符合要求。</p><p><b>　　6 滑臺(tái)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是可以橫向，也可以縱向滑動(dòng)的十字形滑臺(tái)，此滑臺(tái)的功用是調(diào)整調(diào)整刀具的位置，具體的

103、說就是銑削頭的加工位置，當(dāng)加工位置調(diào)整好后，對(duì)于一批加工零件來說，不再需要進(jìn)行調(diào)整。而且橫向、縱向的調(diào)整距離都很小，由于空間的限制，滑臺(tái)的體積也不能太大?；趯?duì)以上分析，滑臺(tái)的首要設(shè)計(jì)部件是導(dǎo)軌。</p><p><b>　　6.1 導(dǎo)軌的確定</b></p><p>　　6.1.1 導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載

104、，運(yùn)動(dòng)的一方叫動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方叫支撐導(dǎo)軌，按運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與支撐導(dǎo)軌之間，相對(duì)速度較高，例龍門刨床的底座和工作臺(tái)導(dǎo)軌。進(jìn)給導(dǎo)軌的導(dǎo)軌與支撐導(dǎo)軌之間，相對(duì)速度較低，例如車床的溜板和床身的導(dǎo)軌，移置導(dǎo)軌只用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，移置后固定，再加工時(shí)沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例臥式銑床的后立柱和床身導(dǎo)軌。由以上分析得出，設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌應(yīng)是移置導(dǎo)軌。</p><p>　　導(dǎo)軌的材料有

105、鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等，對(duì)導(dǎo)軌的要求是：耐磨性高、工藝性小和成本低。</p><p><b>　　1）鑄鐵</b></p><p>　　由于鑄鐵是一種成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。在動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌中都有應(yīng)用。</p><p><b>　　2）鋼</b></p><p

106、>　　采用淬火鋼或氮化鋼的鑲鋼支承導(dǎo)軌，可大幅度提高導(dǎo)軌的耐磨性。</p><p><b>　　3）有色金屬</b></p><p>　　用于鑲裝導(dǎo)軌的有色金屬板材料，主要是熄青銅ZQSn6-6-3和鋁青銅ZQA19-4。</p><p><b>　　4）塑料</b></p><p>　　在動(dòng)

107、導(dǎo)軌上鑲裝塑料具有摩擦系數(shù)低，耐磨性高，抗撕傷能力強(qiáng)，低速時(shí)不易出現(xiàn)爬行，加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各類機(jī)車都有應(yīng)用，特別是精密、數(shù)控和重型機(jī)床的導(dǎo)軌上。</p><p>　　由以上分析選擇鑄鐵，灰鑄鐵HT200，其工作條件是在日潤滑與防護(hù)比較好條件有一定的耐磨性即可，鑄鐵—鑄鐵的導(dǎo)軌摩擦副多應(yīng)用于移置導(dǎo)軌。</p><p>　　6.1.2 導(dǎo)軌的截面形狀與組合<

108、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)的是是直線運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，它的截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形。</p><p>　　1） 雙三角導(dǎo)軌，它的導(dǎo)向性和精度保持性都很高，當(dāng)導(dǎo)軌有了磨損時(shí)會(huì)自動(dòng)下沉補(bǔ)償磨損量。但是超定位、加工、檢驗(yàn)、和維修都比較困難。多用于精度比較高的機(jī)床上。</p><p>　　2） 雙矩形導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比三角形導(dǎo)軌低，承載能力高。加

109、工、檢驗(yàn)、和維修都比較方便，而被廣泛采用。矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須有鑲條進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　3） 三角形和矩形導(dǎo)軌的組合，此種組合兼有導(dǎo)向好，制造方便和剛度高的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　4） 燕尾形導(dǎo)軌，它的高度小，可以承受顛覆力矩，是閉式導(dǎo)軌中接觸面最小的一種。間隙調(diào)整方便。</p><p>　　由于此次設(shè)計(jì)的滑臺(tái)不需要經(jīng)常調(diào)整，而且有一

110、定的體積限制，要有足夠的剛度來保證加工精度。經(jīng)過以上分析，選擇雙矩形導(dǎo)軌。</p><p>　　6.1.3 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整</p><p>　　導(dǎo)軌結(jié)合面的松緊對(duì)機(jī)床的工作性能有相當(dāng)大的影響，配合過緊不僅費(fèi)力，而且加快磨損，配合過松又影響運(yùn)動(dòng)精度，甚至?xí)a(chǎn)生振動(dòng)，因此除在裝配過程中應(yīng)仔細(xì)地調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時(shí)間后因磨損還需要重新調(diào)整。常用的是鑲條和壓板來調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。</

111、p><p>　　本次設(shè)計(jì)選擇鑲條來調(diào)整，鑲條用來調(diào)整矩形導(dǎo)軌的側(cè)隙,鑲條應(yīng)放在受力較小的一側(cè)。常見的有平鑲條和楔形鑲條兩種?？紤]到加工的難易程度，選擇平鑲條較為合適。它是靠調(diào)整螺釘和移動(dòng)鑲條的位置來調(diào)整間隙。在間隙調(diào)整好后，再用螺釘將移動(dòng)鑲條固緊。平鑲條容易制造，調(diào)整方便。</p><p><b>　　6.2 絲杠的選擇</b></p><p>　

112、　根據(jù)機(jī)床的類比和以前設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇直徑為25mm的普通絲杠，螺距為1mm,將絲杠的一端加工成四方頭，并配有相應(yīng)的手輪，手輪和絲杠配合后，沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過手輪對(duì)絲杠驅(qū)動(dòng)，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成滑臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一周，滑臺(tái)平移1mm,通過對(duì)絲杠角度的調(diào)整，來調(diào)整銑削頭的加工位置。從而得到加工要求。</p><p>　　絲杠要和絲杠套配合，如果絲杠的兩端都要支撐的話，穿過絲杠的那一端一定要有光滑，沒有螺紋，而且其

113、公稱直徑還要小于螺紋的公稱直徑，不然無法安裝，在設(shè)計(jì)的后期，借鑒了其他專用機(jī)車的這一部分設(shè)計(jì)，去掉后支撐，只留下前支撐，因?yàn)椴⒉皇芟蛳碌牧?，所以去掉不?huì)影響其工作原理和精度，這樣，還簡化了設(shè)計(jì)，節(jié)省了成本。</p><p>　　由于在工作狀態(tài)時(shí)，絲杠只能轉(zhuǎn)動(dòng)而不能平動(dòng)，在螺紋結(jié)束幾毫米處，需在絲杠上增加直徑為35mm的軸肩,經(jīng)過和絲杠座的配合，絲杠在進(jìn)給時(shí)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能平動(dòng)，但是在絲杠退出時(shí)就不能實(shí)現(xiàn)，絲杠要

114、直線運(yùn)動(dòng)，這就不能滿足我們的使用要求，為了克服這個(gè)問題，必須設(shè)計(jì)另外一個(gè)可以阻擋絲杠在另外一個(gè)方向平動(dòng)的組件，為此在絲杠座設(shè)計(jì)了四個(gè)螺釘孔，并設(shè)計(jì)了一個(gè)防止軸肩脫出的軸肩套，通過螺釘固定軸肩套，從而使絲杠只能旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)出現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的情況。</p><p><b>　　6.3 滑臺(tái)的聯(lián)結(jié)</b></p><p>　　因設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌是移置導(dǎo)軌。其上放的是銑削頭，由于T形槽

115、必須有一定的間距，而且有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，此次選擇的銑削頭的底座孔很難和T形槽對(duì)應(yīng)， 而且銑削頭位置安裝的時(shí)候還需要調(diào)試，才能最后確定其位置。所以滑鞍上不開T形槽，等裝配時(shí)確定孔的位置，然后鉆孔裝配。</p><p>　　滑臺(tái)和底座的連接比較普遍，在滑座上打螺紋孔即可。</p><p><b>　　7 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.

116、1 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)定</p><p>　　本設(shè)計(jì)為專業(yè)銑床的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，作用是控制工作臺(tái)面的旋轉(zhuǎn)，其連接在減速器的輸出端。初步判定使用蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　7.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用及工作原理</p><p><b>　　1）用途：</b></p><p>　　蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。蝸

117、輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。 </p><p><b>　　2）基本參數(shù)：</b></p><p>　　模數(shù)m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù)q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)（取1）及頂隙系數(shù)（取0.2）。其中，模數(shù)m和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角，亦即蝸輪端面的模數(shù)和壓力角，且均為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿直徑系數(shù)q為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)

118、m的比值，</p><p>　　3）蝸輪蝸桿正確嚙合的條件</p><p>　?。?）中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等，即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值，即</p><p>　　（2） 當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為時(shí)，還需保證，而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同。</p><p>

119、　　4）幾何尺寸計(jì)算與圓柱齒輪基本相同，需注意的幾個(gè)問題是：</p><p>　?。?）蝸桿導(dǎo)程角()是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關(guān)系為，蝸輪的螺旋角，大則傳動(dòng)效率高，當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)自鎖。 </p><p>　?。?）引入蝸桿直徑系數(shù)q是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目，使蝸桿分度圓直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化m一定時(shí)，q大則大，蝸桿軸的剛度及強(qiáng)度相應(yīng)增大；

120、一定時(shí)，q小則導(dǎo)程角增大，傳動(dòng)效率相應(yīng)提高。 </p><p>　?。?）蝸桿頭數(shù)推薦值為1、2、4、6，當(dāng)取小值時(shí)，其傳動(dòng)比大，且具有自鎖性；當(dāng)取大值時(shí)，傳動(dòng)效率高。 </p><p>　　蝸桿蝸輪傳動(dòng)中蝸輪轉(zhuǎn)向的判定方法，可根據(jù)嚙合點(diǎn)K處方向、方向（平行于螺旋線的切線）及應(yīng)垂直于蝸輪軸線畫速度矢量三角形來判定；也可用“右旋蝸桿左手握，左旋蝸桿右手握，四指拇指”來判定。 </p&g