《立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】（65頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 興湘學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 號： 2010963127 姓 名： 王 寧 指導(dǎo)教師： 馮 建 軍 完成日期： 2014 年 5 月 25 日 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 I 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 立 式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)號： 2010963127 姓名：王寧 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 指導(dǎo)教師： 馮建軍 系主任： 劉柏希 一、主要內(nèi)容及基本 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3、主軸變速系統(tǒng)中傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用 件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力學(xué)知識進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。 基本要求：預(yù)期提交的材料清單 :1、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份； 2、設(shè)計(jì)圖紙一套（包括零件圖和裝配圖）。 銑床主要參數(shù) 主軸端面至工作臺距離 ( 30~350 主軸中心線到床身垂直導(dǎo)軌的距離（ 215~470 主軸孔錐度 7： 24 主軸孔徑（ 29 主軸轉(zhuǎn)速（ r. p. m） 18 級 30~1500 主軸軸向移動距離 ( 85 主電機(jī)功率 (速（轉(zhuǎn) / 450 二、重點(diǎn)研究 的問題 主軸變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及傳動零件的 設(shè)計(jì) 計(jì)算。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 資料收集 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題 1~2 周 2 方案確定 3~4 周 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 5~6 周 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 7 周 5 三維建模及裝配 8~13 周 6 翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算 14 周 7 畢業(yè)答辯 15 周 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 等教育出版社， 2008. [2] 吳宗澤 M] 等教育出版社， 2007. [3] 黃冰 M] 械工業(yè)出版社， 2003. [4] 現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 M]械工業(yè)出版社， 2006. [5] 孫桓、陳作模、葛文杰編 .《機(jī)械原理》 [M]等教育出版社， 6] 朱孝錄主編 .《機(jī)械傳動設(shè)計(jì)手冊》 [M]子工業(yè)出版社 [7] 成大先主編 .《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 [M]學(xué)工 業(yè)出版社 [8] 李云主編 .《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊》 [M]械工業(yè)出版社 ,[9] 詹立新，基于單片機(jī)萬能銑床自動滾齒系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J](45):45,48. [10] 胡占齊，崔云起，李玉昆 . 基于通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床的球形滾刀鏟齒加工 [J]2009， 9(30):1047,1050. [11] 趙潔，侯永亮 . 床數(shù)控化改造 ——— 步進(jìn)電動機(jī)的選擇 [J]2010， 3(23):184,185. [12] 陳學(xué)東，王華 . 大型數(shù)控龍門鏜銑床精度熱穩(wěn)定性控制探析 [J]2011， 8(160):160,168. [13] 李愛民，毛杰，楊安 控銑床熱變形誤差分析及補(bǔ)償探究 [J]2013， 9(54): 111,119. 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 潭大學(xué) 興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表 學(xué)號 2010963127 姓名 王寧 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 評價項(xiàng)目 評 價 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 研、社會等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容符 合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，難度適中；該生 靈活性 較強(qiáng)， 能夠很好的綜合運(yùn)用知識 ，具備 研究和創(chuàng)新的能力 ， 對于計(jì)算機(jī)了解較透 ；畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙圖表 清晰、完整 。 評閱人： 年 月 日 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號： 2010963127 姓名： 王寧 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 58 頁 圖 表 8 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完成一個 18 級 主軸變速系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，這種變速箱廣 用于各種機(jī) 械的主傳動系統(tǒng)，從而達(dá)到提供多種輸出轉(zhuǎn)速而達(dá)到目的，此設(shè)計(jì)完成后預(yù) 計(jì)達(dá)到普通機(jī)床的加工與精度要求。 此設(shè)計(jì)有以下幾個方面的特點(diǎn)： 計(jì)面廣 求 較高 本次設(shè)計(jì)的主要收獲： 計(jì)面廣，需要用到大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)知識，完成本 次設(shè)計(jì)相當(dāng)于對所學(xué)知識的回顧，增加了解； 高了自己運(yùn)用知 識分析問題和解決問題的能力； 是在發(fā)現(xiàn)和改正問題的同時，不斷 充實(shí)自己，提高自己。尤其是對于本次設(shè)計(jì)中的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，需要查閱大量的圖標(biāo)， 且計(jì)算過程比較繁瑣，設(shè)計(jì)知識較多。因此，在本次設(shè)計(jì)更加增進(jìn)了我對機(jī)械行業(yè)養(yǎng)成 嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的重要性，端正了對待學(xué)問的態(tài)度，擴(kuò)展了自己的知識面。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 V 指導(dǎo)教師評語 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題基本符合機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能夠達(dá)到 畢業(yè)生訓(xùn)練要求 。題目具有一定難度，設(shè)計(jì)工作量 非常 大。該生 能夠搜集資料并綜合運(yùn)用所學(xué) 知識，具有歸納總結(jié)的能力 ，設(shè)計(jì)過程中能夠綜合運(yùn)用各種資料和所學(xué)知識進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 文字簡單明了、思路清晰、圖表規(guī)范 ，圖表規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算 和圖紙 基本正確 ，該生具備 有 獨(dú)立從事工程設(shè)計(jì)的能力。 同意其參加答辯，建議成績評定為： 。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為： 。 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員 會意見 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為： 。 答辯委員會主任： 年 月 日 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 錄 摘要 ……......……………………...…………………………………… ..………………………………………………………… ..…… .. 2 第一章 緒論 ……...………………………………………………… ......一節(jié) 銑床 的 研究 .………………………………...……………… .二節(jié) 設(shè)計(jì)概述 ……...………………………… ………………… .二章 方案的設(shè)計(jì) ……...…………………………………… … …… ..三章 齒輪的設(shè)計(jì) ……...…………………………………………… 10 第一節(jié) 初選各齒輪齒數(shù) ……...…………………………………… 二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……...…………………………………… 章附錄 ……...…………………………………………………… .四章 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……...……………………………………… 一節(jié) 初步確定各軸的最小直徑 ……...………………………… 二節(jié) 各軸的強(qiáng)度校核 ……...……… …………………………… 五章 軸承的壽命計(jì)算 ……...……………………………………… 六章 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……...………...…………………………… .謝 ……...………...…………………………… . …………………… . 40 參考文獻(xiàn) ……...……………………………………………………… ..獻(xiàn)翻譯 ……...……………………………………………………… ..文文獻(xiàn) ……...……………………………………………………… .. 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 立式銑床主 軸變速 系統(tǒng)是一種將一個轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過變速輸出多個轉(zhuǎn)速來滿足需要不同轉(zhuǎn)速的 要求 。這種 系統(tǒng) 廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床的主傳動系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)之中。 械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造基礎(chǔ)，材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要是完成 主軸 變速箱的設(shè)計(jì)，包括齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸承的壽命校核及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的 式銑床主傳動系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞 立式銑床 變速輸出 立 式銑床 2 is a of a to of is in of C of so on is to of of is in 3 第一章 緒 論 第一節(jié) 銑床的研究 機(jī)械工業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)裝備并且?guī)咏?jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長，而機(jī)床是機(jī)械工業(yè)一個核心地位，是提供制造場所和技術(shù)的加工機(jī)器。機(jī)床總數(shù)、質(zhì)量等是衡量某個國家工業(yè)發(fā)展程度標(biāo)志。目前機(jī)械加工中，其中金屬切削是機(jī)床最重要的一個用途。機(jī)床先進(jìn)性直接影響整個機(jī)械制造業(yè)發(fā)展程度。銑床具有效率高、精度高等特點(diǎn) , 是機(jī)床中最主要的代表 ,其中精密銑床、數(shù)控銑床特別是國防、航空、汽車、拖拉機(jī)、造船、機(jī)床和工具制造等部門占機(jī)床總擁有量的 1 / 1 0 以上。 銑床從結(jié)構(gòu)分為工作臺不升降銑床、龍門 銑床、升降臺銑床。從功能自動化程度等方面又可分為普通銑床、數(shù)控銑床 (包括加工中心 ) 。 銑床的研究歷來被各界專業(yè)人士所困擾，如銑床滾齒設(shè)計(jì)，五坐標(biāo)數(shù)控銑床球形滾刀，銑床精度熱穩(wěn)定性探析及其熱變形誤差分析鏟齒加工，銑床數(shù)控化改造及補(bǔ)償探究等等。銑床圓柱齒輪滾齒加工主要是在滾齒機(jī)上加工。因此成形銑刀旋轉(zhuǎn)是通過銑床主軸帶動 ,齒輪齒槽的加工是通過分度頭支撐尾座帶動工件沿齒輪的齒槽方向移動實(shí)現(xiàn)。因此分度誤差較大加上成形法齒輪加工中存在較大的原理性誤差 , 所以銑床加工是精度較差。因此有必要對銑床在某個方面進(jìn)行改裝。萬能 銑床自動滾齒系統(tǒng)的研制成功改變了某個缺點(diǎn)。以單片機(jī)作為核心控制單元 ,其轉(zhuǎn)速信號采用光電編碼器采集齒輪毛坯和滾刀 ,其轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動工件與刀具定比例 , 展成法齒輪加工從而實(shí)現(xiàn)了齒輪加工精度低和加工效率低的問題。然而為了解決在銑削過程中一些幾何形狀復(fù)雜 , 制造困難的物體 . 從而想到球形滾刀制造的關(guān)鍵技術(shù) —— 鏟齒工藝 , 而通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床正適合這一方法 . 根據(jù)被加工齒輪和滾刀的嚙合關(guān)系 ,建立了鏟齒球形滾刀齒側(cè)面的數(shù)學(xué)模型 ,它的工作原理是基于連續(xù)分度的展成原理 , 因此加工效率和精度高于盤形銑刀仿形法加工內(nèi) 齒輪 一般在專用的鏟齒機(jī)床上進(jìn)行 給出了程序的數(shù)學(xué)模型和后處理方法 ,推動球形滾刀加工內(nèi)齒輪這一齒輪技術(shù)的廣泛應(yīng)用。 機(jī)床主要的動力源來自于電機(jī)，其中一個關(guān)鍵是選用步進(jìn)電機(jī)，利用它可以組成一個簡單的全數(shù)字化伺服系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信號所以在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)獲得了。開環(huán)伺服系統(tǒng)中執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)將進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移， 帶動工作臺移動。由于該系統(tǒng)沒有反饋檢 4 測環(huán)節(jié)， 因此它的精度主要由步進(jìn)電機(jī)來決定，其 速度或多或少對步進(jìn)機(jī)性能有一點(diǎn)影響，對步進(jìn)電機(jī)選擇，應(yīng)使機(jī)械系統(tǒng)和步距角α匹配，機(jī)床使用時所要求的脈沖當(dāng)量所需的量就會得到適宜，其最高連續(xù)運(yùn)行頻率能夠滿足機(jī)床移動的需求。選擇步進(jìn)電機(jī)不僅它能滿足我們所需要的設(shè)計(jì)要求而且在某個方面我們還能降低機(jī)床的成本。通過分析發(fā)現(xiàn)后機(jī)床投入使用生產(chǎn)效率翻了一番加工質(zhì)量顯著提高，以往令人頭疼的技術(shù)問題也沒了。因?yàn)閷惒诫妱訖C(jī)改為步進(jìn)電動機(jī)使機(jī)床的穩(wěn)定性、精度有很大提高改善了工作環(huán)境 , 消除了粉塵和噪聲污染。對于一些難加工的型面復(fù)雜的零件，也能使其達(dá)到理想條件。 機(jī)床技術(shù)的發(fā)展 和提高，加工效率也要同步發(fā)展，要求機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)速度提高的同時，快移速度相應(yīng)提高。各座標(biāo)軸的進(jìn)給速度也需要提高這就造成機(jī)床各部分發(fā)熱不均衡而且散熱也不太相近，這就使機(jī)床熱穩(wěn)定性，造成機(jī)床穩(wěn)定性加工的好壞因素。所以在使用機(jī)床時要考慮環(huán)境溫度的變化，而且可以采取適當(dāng)?shù)奶綔y儀對機(jī)床進(jìn)行控制，這樣避免因機(jī)床某個零部件從而影響機(jī)床的性能，最終對機(jī)床的熱穩(wěn)定性的熱源分析的直接目的是相對工件的位置時落下的刀具加工及刀具移動或工件一致性。通過探究我們可以知道機(jī)床發(fā)熱主要是機(jī)床運(yùn)動部件運(yùn)動發(fā)熱、氣溫、切削。另外機(jī)床安置的廠房布 置對機(jī)床精度影響也有影響特別是南方廠房，因此盡量在通風(fēng)多光線足的地方。機(jī)床部件發(fā)熱的影響主要是座標(biāo)軸運(yùn)動發(fā)熱和主傳動發(fā)熱。主傳動安裝在滑枕上主軸在滑枕下端，滑枕相對而言是直徑大的桿類，熱變形特性復(fù)雜這與導(dǎo)軌布置方式、滑枕截面形狀有很大關(guān)系。此類機(jī)床主傳動動力傳入方式主要是從端面?zhèn)魅牖蛘哒鎮(zhèn)魅耄鎮(zhèn)魅?，其?yōu)點(diǎn)傳動剛性較好傳動鏈短，其導(dǎo)軌釆用半包容結(jié)構(gòu)，滑枕尺寸大，增強(qiáng)了滑枕的剛性，其缺點(diǎn)是熱量在滑枕正面大量聚集，導(dǎo)致滑枕反面和正面熱量不同使滑枕變形系數(shù)大。端面?zhèn)魅胗捎趥鲃觿傂圆?，滑枕尺寸相對較小，導(dǎo)軌釆用 全包容結(jié)構(gòu)，傳動鏈過長，滑枕的結(jié)構(gòu)剛性稍弱，但在滑枕端面獲得了大量的熱量，以致滑枕正反面溫度相差不大滑枕變形小。進(jìn)給傳動熱源主要提供座標(biāo)軸，如進(jìn)給電機(jī)發(fā)熱或齒輪齒條傳動發(fā)熱和滾珠絲杠傳動發(fā)熱傳導(dǎo)到傳動部件，結(jié)果導(dǎo)致機(jī)床精度變差。所以機(jī)床布置間隔距離應(yīng)大，不要對著陽光直射廠房建造時盡可能高，通風(fēng)好以便空氣流動這樣機(jī)床的溫度才會均衡。對主軸部件發(fā)熱及主傳動的控制方法通常采用在加工前進(jìn)行預(yù)熱通常滑枕和主軸熱穩(wěn)定系數(shù)已相對穩(wěn)定再進(jìn)行加工作業(yè)時可避免加工精度造成的影響?；蚴遣捎孟嗤瑴囟葯C(jī)油對主軸和傳動系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。伺 服電機(jī)發(fā)熱一般用隔熱墊使熱源和電機(jī)隔離，還可以在機(jī)床和電機(jī)相連部位用冷卻方式控制。滾珠絲杠傳動發(fā)熱可以采用中空絲杠從中通入循環(huán)冷卻油，將絲杠溫度降低，保證進(jìn)給軸驅(qū)動剛性好，使機(jī)床精度大幅提高?；蛘卟捎么笾睆綕L珠絲杠，熱容量增加，溫升減少便達(dá)到目的。數(shù)控銑床高效率、 5 柔性化、高精度的迅速發(fā)展，因此數(shù)控銑床加工精度、可靠度、精度穩(wěn)定性的要求更高，如何減少機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)的熱變形誤差一直是個難題。因加工過程中的絲杠、導(dǎo)軌床身、滾珠等誤差是影響幾何精度，因此補(bǔ)償方法和熱變形誤差分析的研究，有助于改善加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 其原因在實(shí)際生產(chǎn)中是不能提供有效地環(huán)境如恒溫、無塵、恒濕等，這樣加工出來的產(chǎn)品誤差較大。歸咎其主要原由有被工裝、加工件、機(jī)床工作臺聯(lián)接件的結(jié)合面、夾具等不同運(yùn)轉(zhuǎn)時在內(nèi)、外熱源的作用發(fā)生了不同程度的變形。熱源隨著零部件不同成非線性變化。以及機(jī)床外面所處位置不同而使散熱條件有差異。數(shù)控銑床通常配備有變頻器、接觸器、大功率的變壓器等電器元件通常置于位于床身背后，一般機(jī)床長時間工作產(chǎn)生的熱量被人忽視以致產(chǎn)生的熱變形使加工零件造成誤差偏差大，使產(chǎn)品質(zhì)量不合格。數(shù)控銑床發(fā)熱源出了這些還有液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、動力源的能量損耗 這些熱量一般不定隨輸出功率的大小而不斷變化屬非恒定熱源。運(yùn)動副產(chǎn)生的摩擦熱要是指轉(zhuǎn)動副、螺旋副和移動副。移動副產(chǎn)生的磨擦較少 ,運(yùn)動時速度很低 ,轉(zhuǎn)動副及其密封相對而言產(chǎn)生的熱也相對少，這樣旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)軸配合的箱體產(chǎn)生非線性的溫度場，以致旋轉(zhuǎn)軸傾斜和偏移。滾珠絲杠對于每節(jié)來說產(chǎn)生的熱源很少但是整個累積起來的熱誤差卻不可估量的。在數(shù)控銑床上加工熱零件時，通常粗、精加工幾乎在同一臺機(jī)床進(jìn)行，粗加工時所產(chǎn)生的切削熱很大。怯薛時將機(jī)床產(chǎn)生的機(jī)械能通過切削轉(zhuǎn)化金屬材料變形所用的熱能。而傳輸?shù)臒崃糠峙浒凑账庸r條件而定。 一般情況下在不加冷卻液切削時傳給工件的熱量按估計(jì)不到三分之一，大量熱源被切屑帶走，其中切屑飛落散布在機(jī)床和工作臺中，顯然這樣對機(jī)床的熱變形造成的影響很明顯了，機(jī)床一般通過太陽照射這樣機(jī)床光照時正面和反面出現(xiàn)的溫度差就會很明顯，進(jìn)而引起機(jī)床熱變形產(chǎn)生導(dǎo)致周期性的變幅加工誤差。設(shè)備會隨著環(huán)境溫度、晝夜溫差和氣溫變化而變化。空氣流動和空氣的冷熱交換使被加工件和機(jī)床的溫度發(fā)生明顯變化，這樣影響是被加工件的尺寸精度、位置精度和機(jī)床的精度。而那些加工面多、定位面、加工周期長的工件，晝夜溫差相差很大所以得考慮可能會引起表 面粗糙度誤差和幾何精度誤差。用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方法通過分析可以補(bǔ)償熱變形誤差減少，并且控制熱變形誤差我們可以硬件的方法來實(shí)現(xiàn)如用加大冷卻液流量、加注潤滑油減小摩擦、較大的排風(fēng)扇。熱誤差的補(bǔ)償是在不同條件下工況條件下熱誤差的模型實(shí)現(xiàn)的，而這種條件的選擇主要是看模型的合理性。因此我們必須收集大量的信息和數(shù)據(jù)分析建立模型探究溫度和熱誤差。 6 第 二 節(jié) 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3、主軸變速系統(tǒng)中傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用 件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力 學(xué)知識進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。 完成本設(shè)計(jì)的主要步驟為： 1、 資料收集 ； 2、 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題 、 方案確定 ； 4、設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 5、 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 ； 6、 三維建模及裝配 ； 7、 翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 8、 畢業(yè)答辯。 7 第二章 方案的設(shè)計(jì) 變速箱原理： 參考 式萬能升降臺銑床，選擇額定功率為 步轉(zhuǎn)速為 1450r/號為 動機(jī)通過彈性聯(lián)軸器與Ⅰ軸相連。通過 26:54 的一對齒輪帶動Ⅱ軸，使Ⅱ軸獲得一種轉(zhuǎn)速，Ⅱ軸上三聯(lián)齒輪（齒數(shù)分別為 19、 22、 16），可以沿軸向移動，分別與Ⅱ軸上的三個齒輪嚙合，以 19:36、 22:33、 16： 39 的傳動比使Ⅲ軸得到三種轉(zhuǎn)速，Ⅳ軸上也有一個可軸向滑移的三聯(lián)齒輪與Ⅲ軸上的齒輪嚙合，以 28:37、 18:47、 39:26 的傳動比將運(yùn)動傳給Ⅳ軸，這時Ⅳ軸就可以得到九種轉(zhuǎn)速。Ⅳ軸的右端還有一個雙聯(lián)齒輪與主軸（Ⅴ軸）上的齒輪嚙合，其傳動比為 82:38、 19:傳動結(jié)構(gòu)式為： 電動機(jī) — Ⅰ —5426— Ⅱ —??????????????????391636193322— Ⅲ —??????????????????471837282639— Ⅳ —??????????????71193882— Ⅴ（主軸） 傳動系統(tǒng)圖如 2速表如 案一 8 方案二 方案三 圖 2傳動系統(tǒng)簡圖 9 圖 2臥式銑床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 ? m i n/882m in/728,2639m in/619,3322m in/in/???????????????????????????確定齒輪的傳動效率為： ? ，滾動軸承的效率 ? 輸入功率： 10 ????????????????????????????電轉(zhuǎn)矩： ????????????????????????????????? . 8 3 齒輪的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 初選各齒 輪齒數(shù) 參考臥式萬能升降臺銑床 定各齒輪齒數(shù)如表 3 表 3齒輪齒數(shù) Ⅰ、Ⅱ軸之間 Ⅱ、Ⅲ 軸之間 Ⅲ、Ⅳ 軸之間 Ⅳ、Ⅴ 軸之間 第 1對 第 2對 第 3對 第 4對 第 5 對 第 6對 第 7對 第 8對 第 9對 5426 3322 3619 3916 3926 3728 4718 8238 7119 注：如無其它標(biāo)注，本 章計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)均來自濮良貴、紀(jì)名剛主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版，高等教育出版社， 2010。 11 第二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 第一對齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 選定齒輪類型，精度等級，材料。 1） 直齒圓柱齒輪； 2） 臥式銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選 7級精度（ 88）； 3） 材料選擇，由表 100制處理，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)制處理，硬度為 250者材料硬度差為 30 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 10行計(jì)算，即 ? ???????????1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1) 由試 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，預(yù)設(shè)齒輪工作壽命 15 年（設(shè)每年工作 300天），兩班制。 911 530082(1145060????????? 2N 1N /u=910 /(54/26)=10? h 2) 由圖 10— 19取接觸疲勞壽命系數(shù) ; 3) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，由式 (10— 12)得 ? ? M P ??? ??? ? M P 2??? ?? 4) 試選載荷系數(shù) 3.1?由表 10 6) 由表 10 ? 7) 由圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 001l ??；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限li m 2 550H M P a? ?。 （ 2）計(jì)算 12 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑入 ? ?H? 中較小值 ? ? 2432?????????????????????）計(jì)算圓周速度 v v= t /n 11 ?? ???? ??3)計(jì)算齒寬 b。 b=dΦ?× )計(jì)算齒寬與齒高之比 。 h=3 ? ?tm t 0 2 ?5)計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) v=s， 7級精度，查圖 10K； ;1H ?? ?? 查表 10K ； 查表 10級精度、小齒輪相對支撐費(fèi)對稱布置時 h， 0載荷系數(shù) ??????? 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（ 10 311 ???? 7) 計(jì)算模數(shù) m ?? 13 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度校核 由式（ 10曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 ? ? )(m 3Y??（ 1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1）由圖 10?2）由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?1500齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ?2380 3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=式（ 10 ? ? 3 0 3 . 5 7 M P 4 5000 . 8 5111 ???? M P ?? ? ??? ??4) 計(jì)算載荷系數(shù) K。 ???? 1× ）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表 10 1 5 9 5YS a 2S a 1 ?? ；6) 查取齒形系數(shù) 查表 10 2 6 0YF a 2F a 1 ?? ；7)計(jì)算大小齒輪的? ?? ? 0 1 3 3 5 9 1F a 1 ???F 小齒輪的數(shù)值大 （ 2）計(jì)算 ? ? 1 . 5 40 . 0 1 6 5261 5 2 62)( 43? ?????Y? ? 0 1 6 8 2F a 2 ???F 14 圓整模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2，而 ????符合要求，齒輪既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度同時也滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4. 計(jì)算齒輪幾何尺寸 分度圓直徑 1 ???? 08254z 22 ???? 中心距 a= 02 21 ??齒輪寬度 b= b=1d =52取 0,5 5 m 1 ?? 二、第二對齒輪的設(shè)計(jì) 度等級，材料。 1）選用直齒圓柱齒輪； 2）立式銑床為一般工作機(jī)器，選用 7級精度（ 88）； 3）材料選擇：由表 100齒輪 45鋼，調(diào)制 — 表面淬火，硬度 48～ 55由式（ 10算彎曲強(qiáng)度 ? ? )(m 3Y??（ 1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 1）由試 10911 103 . 0 1 6)153 0 082(16 9 8 . 260????????? N 1N /u=10? /(39/16)=10? 2）查圖 10大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?1?2620）查圖 10? 4) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=（ 10 ? ? 4 0 7 . 4 2 M P 4 6200 . 9 2111 ???? ?? ? 1 1 . 8 ??? ?? 15 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表 10 1 5 1YS a 2S a 1 ?? ；6) 試選載荷系數(shù) ）由表 10取齒形系數(shù) 由表 10 2 9 7YF a 2F a 1 ?? ；8)計(jì)算大小齒輪的? ? ? ? 0 13 7 2 1 2 Y 1 1F a 1 ???F ? 0 03 6 8 1 2 Y 2 2F a 2 ???F 小齒輪的數(shù)值大。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ? ? ??? ????? 0 . 0 1 1160 . 8 109 . 8 0 2 9 41 . 32)( 43Y?了滿足接觸強(qiáng)度要求，取 m= 得 1d =6? 160 b= b=1d =62 1) 由式（ 10 5 5 ??????2)查表 10Z = 3) 齒 數(shù) 比 u=39/16=) 2 . 51 5 ??? ?????2. 4 3753. 4 3754838 . 4109. 8 029 41. ) 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?圖 10100? 失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，由式 (10 16 ? ? M P ??? ???H? ? ?1H? ，所以滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度 5. 計(jì)算齒輪幾何尺寸 分度圓直徑 82 2 ???? 中心距 a= 98402 21 ????齒輪寬度 取 0,3 5 m 1 ?? 6. 因?yàn)樾↓X輪齒數(shù)小于 17，所以采用變位避免根切， 小 齒 輪 采 用 正 變 位 ， 大 齒 輪 采 用 負(fù) 變 位 ， 且0 5 617xm i nm i nm i n ????? ? z 二級多聯(lián)齒輪的計(jì)算 1. 多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪的中心距都應(yīng)該相等，所以第一個多聯(lián)滑移齒輪的模數(shù)為 6由表 10. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì) 算： （3619）齒輪計(jì)算： 分度圓直徑： 1 4196d 11 ???? 16366d 22 ??? 齒寬： ???圓整為： 70 ? 3. （3322）齒輪計(jì)算： 分度圓直徑： 3 2226d 11 ???? 98336d 22 ???? 齒寬： ???圓整為： 80 ? 4. 多聯(lián)齒輪強(qiáng)度的校核：這兩對齒輪的小齒輪齒數(shù)都比 16大，都能滿足齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度要求。 17 四、第三級傳動齒輪對的設(shè)計(jì)計(jì)算 度等級，材料。 1）直齒圓柱齒輪 2） 7級精度。 3） 大小齒輪均用 40面淬火，硬度為 48~55 2. 因?yàn)檫x擇為硬齒面，所以初步按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸 由式（ 10算彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ? )( 3Y??1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 （ 1） 查圖得彎曲疲勞極限應(yīng)力 ?1?2360 2） 由式 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 102 3 53 0 082( 660????????? 2N 1N /u=910 /(47/18)=10? h （ 3）由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) ? K（ 4）取安全系數(shù) S=][ F? =1?= M ??2][ F? = 2? = M ?? （ 5）載荷系數(shù) 3.1?6）查表 10 7）查表 10， 并比較其大?。? 1[Y?==18 2[Y?==齒輪數(shù)值大。 2）模數(shù) ? ? ??? ????? 0 . 0 1 9 6 7180 . 2 32)( 53Y?）算齒輪傳動尺寸 （ 1） 查表 10K V=100060 = ?? ??? 100060 s （ 2） 查圖 105.1?H ?? ?? 3）齒寬 b=dΦ 18= 4）齒寬與齒高之比 ??h（ 5 ）表 10 插 值 法 查 得 7 級 精 度 、 小 齒 輪 支 撐 不 對 ? ?????? （ 6） h， 0 載荷系數(shù) 3 1 2 4 ??????? 7） m=整 m=6） 計(jì)算齒輪幾何尺寸： 中心距： 9 52/6562/)( 21 ????? 分度圓直徑： 0 818611 ???? 8 247622 ???? 齒寬： 1db?08*19 圓整為 b=25 52 ?? 01 ? 3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核： 式（ 10 ??? ? ?H??計(jì)算式中各參數(shù) 1） K、 11 T 值同上， 2）齒數(shù)比 u=47/18=）查表 10系數(shù) ? 4）失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，許用接觸應(yīng)力可由式（ 10 ? ?H? =1）查圖 10接觸疲勞極限應(yīng)為 M p 2 0 02? ??(2) 查圖 10疲勞壽命系數(shù) ?1 ?H? = M p aM p N 1 2 0 0 0l ?? ?? ???????? ? ?H? =1200足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 五 、第三級多聯(lián)齒輪的計(jì)算 多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪對的中心距都相等。 1. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算： ??????3728 的計(jì)算： 分度圓直徑： 6828611 ???? 2 237622 ???? ， 20 中心距： a=2 222168 ?=195齒寬： b=d=168整為： 52 ?? 01 ? （2639） 的計(jì)算： 分度圓直徑： 3439611 ???? 5 626622 ???? ， 中心距： a=2 156234 ?=195齒寬： b=156整為： 5? 01 ? 2. 多聯(lián)齒輪對的校核 ：這兩對齒輪的小齒輪都比 16大，都能滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。 六、第四級傳動齒輪對的設(shè)計(jì)計(jì)算 度等級，材料 1）直齒圓柱齒輪； 2） 7級精度； 3）大小齒輪均用 40質(zhì)后表面淬火，硬度為 48~55 步?jīng)Q定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸 式（ 10 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 ? ? )( 3Y??1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 (1) 查圖得 ?1?23602) 試（ 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 107 3 9 53 0 082( 960????????? 2N 1N /u=810 /(71/19)=10? h (3)查圖 10? K(4)取彎曲疲勞安全系數(shù) S=21 1][ F? =1?= M ??2][ F? = 2? = M ?? (5)載荷系數(shù) 3.1?)查表 107)查表 10， 比較： 1[Y?==[Y?==齒輪數(shù)值大。 2)算模數(shù) ? ? 0 1 8 06 9 4 25?? ?????Y?=)算傳動尺寸 (1)查表 10K V=100060 =100060 ????=s (2) 查圖 10.1?H ?? ?? ) 算齒寬 b=dΦ 19=4) 算齒寬與齒高之比 ??h(5) 查表 10插值法查， 7 級精度， 22 (6) h， 圖 10 荷系數(shù) ??????? )對m=? 3 整 m=6) 計(jì)算齒輪幾何尺寸 中心距： 702/)7119(62/)( 21 ?????? 分度圓直徑： 1419611 ???? 26