摘 要當(dāng)今的制造業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要的地位。任何行業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)制造業(yè)做鋪墊，沒(méi)有制造業(yè)，就沒(méi)有航空航天事業(yè)的輝煌，也沒(méi)有深海探索的成就，然而傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)落后，傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)跟不上社會(huì)發(fā)展的需要，那么新的技術(shù)就要與時(shí)俱進(jìn)，當(dāng)然離不開(kāi)傳統(tǒng)的加工制造技術(shù)作為基礎(chǔ)。在線車削加工技術(shù)就是新時(shí)代發(fā)展的需要，從生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益，資源的利用角度來(lái)將，在線修復(fù)加工也是必須的，本課程設(shè)計(jì)就是對(duì)大型水泥生產(chǎn)設(shè)備回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行在線修復(fù)裝置的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)深入實(shí)踐調(diào)查，在正確的理論指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易機(jī)床。其運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單，制造比較容易，在傳統(tǒng)技術(shù)的指導(dǎo)下完成的設(shè)計(jì)。IAbstractToday's manufacturing industry, in national economic occupy the important position. Any industry development is inseparable from the manufacturing of groundwork, no manufacturing, there is no aerospace brilliant career, also does not have the deep sea exploration achievement, however the traditional mechanical manufacturing has backward, the traditional processing technology has couldn't keep up with the demand of social development, so the new technology will keep pace with The Times, of course, without the traditional processing manufacturing technology as the foundation.Online turning processing technology is a new era of development needs, from the production cost, economic benefits, in the use of resources Angle, to repair processing is necessary online, this course is designed for large cement rotary kiln production equipment of moving parts for on-line repairing device design, through the thorough practice survey, in the right guidance, the design of simple machine tools. The forms of exercise is simple, make easy, in the traditional technology finish below the guidance of design.目錄1 概 述 .11.1 選題背景 11.2 水泥回轉(zhuǎn)窯的尺寸參數(shù) 21.3 水泥回轉(zhuǎn)窯的工作原理和輪帶受損原因分析 52 機(jī)床結(jié)構(gòu)形式的總體設(shè)計(jì) .72.1 傳動(dòng)形式的選定 72.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) 93 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .113.1 機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)形式的選擇 113.1.1 絲杠螺母副的選擇 .113.1.2 絲桿螺母的結(jié)構(gòu)選擇 .153.1.3 絲杠螺母耐磨性的計(jì)算 .163.1.4 螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算 .183.1.5 螺紋副自鎖條件 .193.1.6 螺桿穩(wěn)定性計(jì)算 .203.1.7 絲杠轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .213.1.8 切削功率的計(jì)算 .213.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 223.2.1 減速機(jī)的安裝尺寸 233.3 導(dǎo)軌的選擇 233.3.1 導(dǎo)軌的功用和分類 .243.3.2 導(dǎo)軌材料的選取 .243.3.3 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) .25i3.3.4 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整 .263.3.5 提高導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的措施 .273.4 聯(lián)軸器的選用 283.5 機(jī)床支承件的設(shè)計(jì) 293.5.1 支承件的功能 .293.5.2 支承件應(yīng)滿足的要求 .293.5.3 床身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .294 刀具固定裝置的設(shè)計(jì) .324.1 刀架的設(shè)計(jì) 32結(jié)束語(yǔ) .35致 謝 .37參考文獻(xiàn) .38附 錄： .40外文資料與中文翻譯 .4001 概 述1.1 選題背景本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是每個(gè)即將畢業(yè)的本科生都要完成的任務(wù)，其目 地在于將在校四年學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，在實(shí)踐中檢驗(yàn)對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，同時(shí)為即將走上工作崗位做好準(zhǔn)備。我在和指導(dǎo)教師劉傳紹教授多次溝通和交流之后，在劉老師的指導(dǎo)下，確定了畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目：大型支撐套在線車削裝置。具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)大型設(shè)備的支撐裝置進(jìn)行在線車削，就是對(duì)其支撐裝置的某些部位進(jìn)行在線修復(fù)的過(guò)程。經(jīng)過(guò)了解，將設(shè)計(jì)的研究對(duì)象確定為水泥回轉(zhuǎn)窯。大型多支承回轉(zhuǎn)窯是建材、冶金、水泥、化工等生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它運(yùn)行好壞在很大程度上決定了生產(chǎn)效率和企業(yè)效益。由于其體積和質(zhì)量大，一般采用如下圖所示的多組托輪的支承形式，每組支承結(jié)構(gòu)都由滾圈(即輪帶)和左右兩個(gè)托輪組成，滾圈活套在筒體外面并支承在兩個(gè)托輪上，托輪與垂直方向呈 30°角；支承組數(shù)一般為 4—9 檔。1滾圈是回轉(zhuǎn)窯設(shè)備中的極為關(guān)鍵的部件，筒體、窯襯及物料等所有回轉(zhuǎn)部分的重量都要通過(guò)滾圈傳到支承托輪上。因此滾圈與托輪之間產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，接觸面容易發(fā)生剝落、壓饋等磨損失效現(xiàn)象，嚴(yán)重影響支承部件的使用壽命，從而降低回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。滾圈的破壞主要有下面幾種形式：(1)疲勞點(diǎn)蝕。滾圈經(jīng)常是由托輥托住，托輥和滾圈接觸即為產(chǎn)生很大的赫茲應(yīng)力，這種應(yīng)力是局部的高應(yīng)力，滾圈在此脈動(dòng)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，就會(huì)產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕逐漸擴(kuò)大，就會(huì)產(chǎn)生大面積的剝落。(2)剝落壓潰。滾圈的材料一般均為碳素鑄鋼，由于鑄造的缺陷或熱處理的缺陷造成滾圈周向的硬度不均，組織不一致，在高的負(fù)荷下，輪帶材質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)疏松，硬度較低的地方就會(huì)壓漬、卷邊、壓陷。另外，鑄造缺陷如皮下空洞、大面積的疏松，砂眼等亦會(huì)造成剝落和壓潰。(3)斷裂。滾圈的徑向或周向斷裂。徑向整個(gè)完全斷開(kāi)，內(nèi)圓弧發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)很難修復(fù)，周向裂紋，沒(méi)有完全裂開(kāi)，尚有辦法修復(fù)。水泥回轉(zhuǎn)窯的支撐裝置由于其體積和質(zhì)量大，拆卸下來(lái)對(duì)受損表面進(jìn)行修復(fù)，工序比較麻煩，那么在線對(duì)回轉(zhuǎn)窯輪帶進(jìn)行修復(fù)是非常必要的，針對(duì)這樣的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易車床，對(duì)受損表面進(jìn)行車削加工，即可解決這些問(wèn)題。1.2 水泥回轉(zhuǎn)窯的尺寸參數(shù)技術(shù)參數(shù) 測(cè)溫范圍：0~2000 ℃（分段） 2系統(tǒng)精度：0.5 發(fā)送器發(fā)送間隔時(shí)間：快發(fā) 10-30 秒，慢發(fā) 60-180 秒； 環(huán)境溫度：可耐受 300℃以上的窯體輻射高溫， 防護(hù)等級(jí)：IP65（防雨、抗曬、抗震動(dòng)） ； 設(shè)備工作方式：24 小時(shí)連續(xù)； 無(wú)線傳送距離：150 米（轉(zhuǎn)發(fā) 500 米） ； 信號(hào)輸出形式：溫度顯示（4-20mA 電流、RS485 接 口、Rs232 接口可選） 。 規(guī)格 轉(zhuǎn)速 (r/min)斜度 (%)產(chǎn)量 (t/d)功率 (kw)設(shè)備重量 (t)Φ1.4×33 0.39～3.963 30 18.5 47.5Φ1.6×36 0.26～2.634 50 22 52Φ1.8×45 0.16～1.624 70 30 78.2Φ1.9×39 0.29～2.934 75 30 77.59Φ2.0×40 0.23～2.263 100 37 119.1Φ2.2×45 0.21～2.443.5 150 45 128.3Φ2.5×40 0.44～2.443.5 250 55 149.61Φ2.5×54 0.48～1. 3.5 300 55 196.29345Φ2.7×42 0.10～1.523.5 400 55 198.5Φ2.8×44 0.437～2.183.5 600 55 201.58Φ3.0×48 0.6～3.483.5 800 100 237Φ3.2×50 0.674～3.373.5 1000 160 252.4Φ3.5×52.5 0.6～3.6 3.5 1500 180 366.5Φ4×60 0.396～3.963.5 2500 315 523Φ4.3×64 0.4～3.963.5 3200 420 606.69Φ4.8×72 0.39～3.963.5 5000 630 853.3Φ5.2×61 0.38～3.793.5 5500 800 859Φ5×80 ma×3.5 4 6000 800 12011.3 水泥回轉(zhuǎn)窯的工作原理和輪帶受損原因分析水泥回轉(zhuǎn)窯工作原理：水泥回轉(zhuǎn)窯在高溫狀態(tài)下重載交變慢4速運(yùn)轉(zhuǎn)，其附件設(shè)備維護(hù)和熱工制度控制的水平關(guān)系到回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行的安全和效率。傳動(dòng)裝置的維護(hù)重點(diǎn)是設(shè)備的潤(rùn)滑、運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)以及大小齒輪的嚙合精度；支承裝置的安裝精度決定著回轉(zhuǎn)窯能否安全可靠運(yùn)行，運(yùn)行中應(yīng)注意合理控制各檔托輪承載量分配、托輪的布置形式、液壓擋輪的上下行壓力及時(shí)間、托輪的受力、輪帶與墊板的間隙。密封裝置的好壞，直接影響到回轉(zhuǎn)窯熱工制度及運(yùn)行成本。加強(qiáng)回轉(zhuǎn)窯日常維護(hù)數(shù)據(jù)整理分析，有利于設(shè)備的管理工作。水泥窯由三檔輪帶、三對(duì)托輪支承并回轉(zhuǎn)，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中承受著很大的交變載荷，服役一段時(shí)間后往往會(huì)出現(xiàn)表面缺陷與結(jié)構(gòu)斷裂的損壞情況。失效原因（1）交變應(yīng)力：根據(jù)水泥窯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最大剪應(yīng)力一般產(chǎn)生于輪帶表面下 3～4mm 和托輪表面下 40～60mm 下的深處。由于剪應(yīng)力方向反復(fù)發(fā)生變化，導(dǎo)致輪帶和托輪構(gòu)件表面金屬在支反力作用下不斷地發(fā)生微觀塑性變形時(shí)，最后產(chǎn)生疲勞裂紋，在載荷的繼續(xù)作用下裂紋將不斷地?cái)U(kuò)展，最后接近表面而形成網(wǎng)狀點(diǎn)蝕裂紋及局部剝落缺陷，造成構(gòu)件表面的疲勞破壞。（2）剝落壓潰：輪帶或托輪的材料，一般均為 ZG55Ⅱ碳素鑄鋼或35SiMn、42CrMnSi 中碳合金鑄鋼等材質(zhì)。由于存在著不可避免的鑄造缺陷，造成工件的軸向硬度不均勻，組織不一致，在高負(fù)荷條件下，會(huì)在工件表面硬度較低的地方產(chǎn)生壓潰現(xiàn)象，導(dǎo)致點(diǎn)蝕裂紋與表層金屬剝落。（3）異物碾壓：由于水泥窯屬低速重載設(shè)備，輪帶表面接觸處變形較大，油、水浸入裂紋后在輪帶與托輪相互碾壓下，液5體在裂縫中受到瞬間的封閉而產(chǎn)生極高壓力，也會(huì)加速裂紋的擴(kuò)展，并沿表面剝離。（4）熱疲勞：水泥窯是處于“靜不定結(jié)構(gòu)”條件之下，由于窯內(nèi)熱工工況變化及窯的上下竄動(dòng)的影響，相對(duì)于各輪帶處筒體及輪帶溫度差和輪帶與托輪接觸面積的變化造成各輪帶和托輪的應(yīng)力水平的不斷地變化，也存在著金屬材料的熱疲勞不利因素，都會(huì)加劇裂紋的擴(kuò)展速率。（5）裂紋擴(kuò)展：已經(jīng)產(chǎn)生裂紋還可能向徑向與軸向不斷地?cái)U(kuò)展，逐步由表及里形成貫穿性裂紋，最后導(dǎo)致構(gòu)件的斷裂破壞而徹底失效，其危害性更為嚴(yán)重，將會(huì)造成更大的設(shè)備損壞與停產(chǎn)損失。62 機(jī)床結(jié)構(gòu)形式的總體設(shè)計(jì)2.1 傳動(dòng)形式的選定機(jī)械傳動(dòng)形式有很多種，像帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)等等。而結(jié)合本車床設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，傳動(dòng)要實(shí)現(xiàn)車刀的橫向和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。要將電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀具的橫向和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，我首先想到了車床的傳動(dòng)系統(tǒng)，CA6140 車床就是通過(guò)螺旋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。他主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)分為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)，靜壓螺旋傳動(dòng)。對(duì)比這三種傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用情況如下表。7綜上對(duì)比情況，選擇滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)作為本車床的傳動(dòng)形式。82.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)不同的生產(chǎn)目的，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求也不同，不同的加工對(duì)象，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)布局需求也不一樣。機(jī)床的分類形式很多，如通常所說(shuō)的車、銑、刨、鉆、磨、鏜等通用機(jī)床，每一類機(jī)床又分為大小不同的幾種規(guī)格。而本設(shè)計(jì)機(jī)床的加工對(duì)象是水泥回轉(zhuǎn)窯的輪帶，其機(jī)構(gòu)形式如下圖所示，由此可以看出，為們要加工的對(duì)象，其回轉(zhuǎn)直徑很大，普通車床都的無(wú)法對(duì)其進(jìn)行加工，并且回轉(zhuǎn)速度也很低，最快才能夠達(dá)到 10r/min，結(jié)合工作環(huán)境的實(shí)際情況，我認(rèn)為，設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，來(lái)固定一把車刀，讓車刀沿著水泥回轉(zhuǎn)窯軸線的方向，讓刀尖通過(guò)回轉(zhuǎn)窯的軸心，緩慢地做水平直線運(yùn)動(dòng)，那樣利用水泥回轉(zhuǎn)窯自身的回轉(zhuǎn)速度，來(lái)進(jìn)行輪帶表面的切削，達(dá)到加工的目的。而車刀在固定的同時(shí)，還需要有橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這樣的話，可根據(jù)普通臥式車床的工作原理，設(shè)計(jì)一個(gè)支架，將絲杠螺母固定在支架上，以實(shí)現(xiàn)刀具的運(yùn)動(dòng)。9機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局形式有立式、臥式及斜置式等，其中基礎(chǔ)的形式有底座式、立柱式、龍門(mén)式等，基礎(chǔ)支撐件的結(jié)構(gòu)又有一體式和分離式等等。如果選擇一體式的支撐結(jié)構(gòu)形式，由于鑄件體積大，澆鑄工藝復(fù)雜，加工也不方便，并且一旦澆鑄成型，其結(jié)構(gòu)形式就確定，改動(dòng)起來(lái)由于其體積大，很難實(shí)現(xiàn)?？紤]到加工方便，制造成本簡(jiǎn)單，所以在這里應(yīng)用分離式，采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A，其強(qiáng)度較高，塑性較好，常常軋制成各種型鋼，鋼管，鋼筋等制成各種構(gòu)件，沖壓件、焊接件，因其焊接性能良好，在這里就采用 Q235A 這種碳素結(jié)構(gòu)鋼來(lái)焊接一個(gè)簡(jiǎn)易機(jī)床的結(jié)構(gòu)件。分析比較后確定機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)圖如下所示。 B103 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)形式的選擇機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是本機(jī)床的關(guān)鍵部分，是該機(jī)床設(shè)計(jì)的核心。此簡(jiǎn)易疥瘡的設(shè)計(jì)內(nèi)容是供給進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，在確定了螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式后，在這里采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，采用絲杠螺母副進(jìn)行傳動(dòng)。3.1.1 絲杠螺母副的選擇（一）絲杠的螺紋、直徑、螺旋方向的選擇機(jī)床上常用的螺紋牙形有 30°梯形和矩形兩種，梯形螺紋加工方便，可以車、銑和磨，閉合對(duì)開(kāi)螺母也較容易，故應(yīng)用較多。絲杠的直徑通常為 10 毫米到 200 毫米。但最常用的是 20 毫米到 60 毫米。一般絲杠直徑 d 和長(zhǎng)度 L 之比為 1/20～1/50. 絲桿旋轉(zhuǎn)方向的選擇：由于本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)帶到絲桿旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的縱向進(jìn)給，則采用右旋螺紋。因?yàn)橹圃燧^方便。對(duì)于滑臺(tái)橫向進(jìn)給的實(shí)現(xiàn)需要手搖，則應(yīng)根據(jù)操作習(xí)慣選擇旋向：順時(shí)針?lè)较驌u動(dòng)時(shí)，應(yīng)使滑臺(tái)向前(離開(kāi)操作者)，由于絲桿軸向不動(dòng)螺母帶動(dòng)移動(dòng)部件移動(dòng)，則采取左旋。綜上可知：執(zhí)行滑臺(tái)縱向進(jìn)給的絲杠與實(shí)現(xiàn)刀架橫向進(jìn)給的絲杠都選 30°梯形牙形螺紋，并且前者是選用右旋螺紋，后者選用左旋螺紋。對(duì)執(zhí)行縱向進(jìn)給的絲杠進(jìn)行耐磨性計(jì)算校核：螺紋工作面上單位壓力 P 的大小，直接影響絲杠磨損的程度。應(yīng)限制工作面上的單位壓力，以確保絲杠的耐磨性。由耐磨性決定絲杠中徑 d2 的公式為：11d2 ≥ 8 ][p?式中 p ---- 絲杠所受的最大軸向力（ N）---- 螺母長(zhǎng)徑比， = L/d2,L 為螺母的長(zhǎng)度（mm）,一般 取 1.2～4，但是螺母的?螺紋圈數(shù)一般不超過(guò) 10. 因?yàn)槿?shù)越多，載荷分布愈不勻，第 10圈以后的螺紋實(shí)際上起不到分擔(dān)載荷的作用；[p] ---- 許用單位壓力（N/cm2）查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 5.7-14 絲桿螺母的許用單位壓力 [p] （N/cm2）許用單位壓力 [p]=50 N/cm2由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 5.7-4 絲桿螺母耐磨性計(jì)算圖可得到：d2 = 30mm 15 1?2 鋼—鋼 低速 10?13 鋼—鑄鐵 2.4 13?18 176?12 4?7 注：當(dāng) ф＜2.5 或人力驅(qū)動(dòng)時(shí)，[p]值可提高 20％；若為剖分螺母時(shí)則[p]值應(yīng)降低 15～ 20％。 3.1.4 螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙的剪切和彎曲破壞多發(fā)生在螺母。螺紋牙底寬 mPt 8.364.063.1???許用壓應(yīng)力 Mas5][?許用切應(yīng)力 ?許用彎曲應(yīng)力 Pb 8.376.0][.[???相旋合螺紋圈數(shù) 42?PHz剪切強(qiáng)度條件 MPazdtF04.618.371034.6531 ??????? ][??彎曲強(qiáng)度條件 ][.4108.314.365622 bazdth ?? ???????滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力許用應(yīng)力(MPa) 螺旋副材料 [σ] [σ]b [τ] 18螺桿 鋼 σs/(3~5) 青銅 40~60 30~40 鑄鐵 40~55 40 螺母 鋼 (1.0~1.2) [σ] 06[σ] 3.1.5 螺紋副自鎖條件 ?78.32914.6arctnarct2???dP??梯形螺紋的牙型斜角 ，其當(dāng)量摩擦角?5???.61cos.0artncosartn?????v對(duì)于螺旋傳動(dòng)，為保證自鎖可靠，實(shí)際應(yīng)取 。本?1??v??設(shè)計(jì)滿足這一條件，因此能夠自鎖。上式中；?為螺紋升角；f V 為螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)；f 為摩擦系數(shù)．見(jiàn)下表。 表： 滑動(dòng)螺旋副的摩擦系數(shù) f 螺桿—螺母的材料 摩擦系數(shù) f 鋼—青銅 0.08~0.10 淬火鋼—青銅 0.06~0.08 鋼—鋼 0.11~0.17 鋼—鑄鐵 0.12~0.15 193.1.6 螺桿穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力 Q 大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力 Q 必須小于臨界載荷 Q。 。則螺桿的穩(wěn)定性條件為4?Fcr表: 螺桿的長(zhǎng)度系數(shù) ：?端 部 支 撐 情 況 長(zhǎng)度系數(shù) μ 兩端固定 0.50 一端固定，一端不完全固定 0.60 一端鉸支，一端不完全固定 0.70 兩端不完全固定 0.75 兩端鉸支 1.00 一端固定，一端自由 2.00 NlEIFcr 8.1026564)1042()29(.361.3)( 4392 ????????.165380?cr所以，該螺桿是穩(wěn)定的。203.1.7 絲杠轉(zhuǎn)速的計(jì)算已知回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速最大為 10r/min，回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)速度非常低，要實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯輪帶的車削，進(jìn)給速度應(yīng)該非常低，選擇回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速為 6r/min，選擇車刀進(jìn)給量 f=0.2mm/r。車削壓力 F=130N，背吃刀量 ap=1.0mm。則通過(guò)計(jì)算得出進(jìn)給速度 vf-3102.10??fnvf由此即可知道滑臺(tái)的移動(dòng)速度為 1.2 ×10 m/min，執(zhí)行滑臺(tái)-3縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的絲杠螺紋頭數(shù)為 1，則有導(dǎo)程 S 和螺距 P 相同，已知絲杠的導(dǎo)程和滑臺(tái)移動(dòng)的速度 Vf（m/min）,則可以求得絲杠轉(zhuǎn)速 n。 min201r/.Svf?由于絲杠要通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連接，所以可以知道減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速為 0.2r/min。3.1.8 切削功率的計(jì)算單位切削力 kc 的單位為 N/mm2 ，可表示為：kc = = = DcAFfaCPyxcCFFcyf?1式中實(shí)驗(yàn)得到 ≈1. 查〈金屬切削原理與刀具〉表 3.1 可cF得：=2795 ， =0.75 。FcCFcy則切削力 Fc = kc = kc = 836 NDAPaf鑒于切削時(shí)主運(yùn)動(dòng)消耗功率的比例約占 95%，因此，常用它21核算加工成本、計(jì)算能量消耗和選擇機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率。主運(yùn)動(dòng)消耗的切削功率 Pc(單位為 kW)應(yīng)為： Pc = = 1.672 ×10 kW60fCvF-5機(jī)床采用滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 1-6 可知：滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)的平均機(jī)械效率 為 0.30～0.60.s?則電動(dòng)機(jī)功率 PE ≥ Pc/ = 1.672 ×10 /0.3 =5.573×10 s-5-5kW3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇綜上計(jì)算可得，絲杠轉(zhuǎn)速很低，切削功率也很低，一般的電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該絲杠所需求的功率和轉(zhuǎn)速，如果用一般的電動(dòng)機(jī)，那么就需要一個(gè)減速比很大的減速器來(lái)連接，而功率又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絲杠所需要的工作功率，那么將造成浪費(fèi)。由此選擇 R 系列斜齒輪硬齒面減速機(jī)，該減速具有以下特點(diǎn)：①、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過(guò)載能力高，功率可達(dá)123kw；②、能耗低，性能優(yōu)越，減速機(jī)功率高達(dá) 95%以上；③、振動(dòng)小，噪音低，節(jié)能高；④、該系列減速機(jī)選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，鍛鋼鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過(guò)高頻熱處理；⑤、經(jīng)過(guò)精密加工，確保軸平行度和定位軸要求，形成斜齒輪傳動(dòng)總成的減速機(jī)配置了各種類電機(jī)，組合成機(jī)電一體化，完全保證了減速電機(jī)產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。22⑥、該減速機(jī)輸出功率小，輸出轉(zhuǎn)速小，具有很大的減速比。按照 R 系列斜齒面減速機(jī)選型參數(shù)表，最終確定選擇R93R63 型減速機(jī)，該減速機(jī)的額定功率是 0.18kw，輸出轉(zhuǎn)速是0.2r/min，輸出轉(zhuǎn)矩是 2200Nm。3.2.1 減速機(jī)的安裝尺寸根據(jù)減速機(jī)安裝尺寸參數(shù)表，按照 R93R63 型減速機(jī)安裝形式，選擇安裝形式和安裝尺寸如下。 233.3 導(dǎo)軌的選擇3.3.1 導(dǎo)軌的功用和分類導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方叫做支承導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌只有一個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以保證單一方向的導(dǎo)向性。通常動(dòng)導(dǎo)軌相當(dāng)于支承導(dǎo)軌只做直線運(yùn)動(dòng)或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給導(dǎo)軌、移置導(dǎo)軌。按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和移動(dòng)導(dǎo)軌兩種。導(dǎo)軌還可分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。3.3.2 導(dǎo)軌材料的選取鑄鐵是一種成本低，有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等幾種。在磨粒磨損的條件下，鑄鐵導(dǎo)軌的耐磨性隨硬度的增加而提高。石墨細(xì)化的孕育鑄鐵耐磨性較高，以為均勻分布的石墨微粒能夠產(chǎn)生潤(rùn)滑作用，又可以吸引和保持油膜。孕育鑄鐵是鐵水在澆注之前加入少量的孕育劑硅和鋁。這就可以使鑄件各部24分獲得均勻的珠光體和細(xì)片狀石墨的金相組織，從而得到均勻的強(qiáng)度和硬度。但對(duì)于單件專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，應(yīng)在滿足使用要求的條件下盡可能的降低成本和機(jī)床的體積，即達(dá)到經(jīng)濟(jì)耐用，設(shè)計(jì)輕巧的要求。床身不能通過(guò)鑄造來(lái)生產(chǎn)，因?yàn)殍T造需要模具，從而提高了生產(chǎn)成本。同時(shí)鑄件比較笨重，違背床身簡(jiǎn)單輕巧的要求。綜合以上特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)不能采用采取導(dǎo)軌與床身一體鑄造的方案，可將導(dǎo)軌焊接到床身上，則導(dǎo)軌材料選取灰鑄鐵 HT200。3.3.3 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)直線導(dǎo)軌截面的基本形狀主要有四種：三角形、矩形、燕尾形和圓柱形。由于在線車削裝置不經(jīng)常工作，且工作過(guò)程中承受顛覆力矩，因此實(shí)現(xiàn)車刀縱向和橫向移動(dòng)的導(dǎo)軌都選擇燕尾形導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌高度較小、間隙調(diào)整方便，可以承受顛覆力矩。適用于受力小，層次多，要求間隙調(diào)整方便的地方。查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 5.8-9 燕尾形導(dǎo)軌尺寸 可選取導(dǎo)軌的尺寸。 150 50505°20水平支撐導(dǎo)軌的截面圖尺寸如上圖所示，其長(zhǎng)度為 600mm，用螺25釘連接在車床床身的支承板上，這樣的導(dǎo)軌有兩塊，都采用螺釘連接，以床身底板中心線為對(duì)稱線，對(duì)稱地用螺釘連接在車床床身兩側(cè)的支承板上面，與之配合的是滑臺(tái)，滑臺(tái)的下導(dǎo)軌截面結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示。 370245°310150上圖為滑臺(tái)左視圖方向的截面尺寸，主視圖方向截面尺寸如下圖所示。 305°160203.3.4 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整導(dǎo)軌結(jié)合面配合的松緊對(duì)機(jī)床的工作性能有相當(dāng)大的影響。配合過(guò)緊不僅操作費(fèi)力還會(huì)加快磨損；配合過(guò)松則將影響運(yùn)動(dòng)精