彈性?shī)A頭自動(dòng)銑槽機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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摘 要 自動(dòng)機(jī)械的最大特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)率高。另外， 自動(dòng)機(jī)械所完成的工藝動(dòng)作一般比較多，所以自動(dòng)機(jī)械往往由多個(gè)工藝執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成， 結(jié)構(gòu)也就相對(duì)復(fù)雜。 彈性?shī)A頭采用自動(dòng)定位夾緊和軸向定位一次完成，無需人工夾緊和松開工件。本畢 業(yè)課題主要是研究加工彈性?shī)A頭銑槽機(jī)的總體外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。整個(gè)銑槽機(jī)的箱體，主要 是用來支撐、容納、保護(hù)運(yùn)動(dòng)零件或其他零件，起到定位和密封作用。設(shè)計(jì)根據(jù)從粗到 細(xì)的原則逐一設(shè)計(jì)，將全部零部件合理有序的組合在一起， 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是給機(jī)身各部位零部件起到防塵和密封保護(hù)作用的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)盡可 能的使組成其結(jié)構(gòu)的零件數(shù)目最少，達(dá)到最簡(jiǎn)單化的機(jī)械外形結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈最短，同時(shí) 降低制造成本。 關(guān)鍵詞： 自動(dòng)機(jī)械；彈性?shī)A頭；銑槽機(jī)；總體結(jié)構(gòu) ABSTRACT Higher automate,lower working strength ,higher producting efficiency are the most focus characters of automatic machines .In addition,it always can accomplish some more technological actions.So a acctomatic machines is usually made of several execatical organications,and with the result the structure is more difficulty. Includeing four major components：drive system, transmission system, the implementation of systems and control systems. Elastic chuck adopts automatic positioning clamping and axial location once completed, without the artificial clamping workpiece and loosen. The graduation project is the main research processing elastic chuck slotting machine of the overall shape, structure design. The whole slotting machine cabinets, is mainly used to support, and hold, protection movement parts, or other parts, play a role positioning and seal. From coarse to fine design according to the principle of design one, will all parts of a reasonable and orderly combined together. General structure design is for each part of the body parts have dustproof, sealing and protect the role of the shape, structure design. Make the structure of the parts number at least as much as possible, to the most simplified mechanical shape, structure, transmission chain the shortest, at the same time, reduce production cost. Key words: Automatic machinery; Elastic chuck; Slotting machine; General structure 目 錄 1 緒論 .1 1.1 自動(dòng)機(jī)械的發(fā)展方向 .1 1.2 自動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成和分類 .1 1.3 自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)過程 .1 2 總體設(shè)計(jì)方案的論證 .3 2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求及原則 .3 2.2 總體方案分析 .3 2.3 總體方案確定 .4 2.3.1 總體布局方案確定 .4 2.3.2 銑刀系統(tǒng)工藝方案確定 .4 3 自動(dòng)銑槽機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .6 3.1 自動(dòng)銑槽機(jī)機(jī)型選擇 .6 3.2 自動(dòng)銑槽機(jī)總體布置 .7 3.3 傳動(dòng)方案及傳動(dòng)路線概況 .7 3.3.1 傳動(dòng)方案概況 .7 3.3.2 傳動(dòng)路線的擬定 .8 3.4 銑切夾具設(shè)計(jì) .8 3.5 銑槽機(jī)上箱體主要部件尺寸計(jì)算 .10 3.5.1 上箱體主軸系統(tǒng) .10 3.5.2 上箱體銑刀系統(tǒng) .11 3.6 銑槽機(jī)下箱體主要部件尺寸計(jì)算 .13 3.7 銑槽機(jī)的壁厚 .16 3.8 銑槽機(jī)工作循環(huán)圖 .16 4 結(jié)論 .20 參考文獻(xiàn) .22 致 謝 .23 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1 - 1緒論 1.1自動(dòng)機(jī)械的發(fā)展方向 現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提 供了必要條件。70 年代以后，自動(dòng)化開始向復(fù)雜的 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制和高級(jí)的智能控制發(fā)展，并 廣泛地應(yīng)用到國(guó)防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的自動(dòng)化，例如大型企業(yè)的綜合自動(dòng) 化系統(tǒng)、全國(guó)鐵路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、國(guó)家電力網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、 自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。我國(guó)已形成了一套完整的具有人才培養(yǎng)、技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn) 品生產(chǎn)制造的自動(dòng)化機(jī)械體系。但是，與國(guó)外一些先進(jìn)的自動(dòng)化機(jī)械相比，還存在一定差距。在技術(shù) 規(guī)范、品種系列、效益與功能等方面都需迅速改進(jìn)與提高，才能適應(yīng)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的要求。針 對(duì)我國(guó)目前的具體情況，實(shí)現(xiàn)高速化是提高機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)率的有效途徑。為此，必須首先解決好一系 列基礎(chǔ)技術(shù)問題，主要是： （1）改善執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特征，使之在告訴工作是運(yùn)行平穩(wěn)，降低噪音和振動(dòng)。 （2）提高工作可靠性，降低噪聲率，提高機(jī)械設(shè)備的利用率。 （3）提高機(jī)械效率，減少摩擦與磨損，降低動(dòng)力消耗，提高精度保持性。 （4）盡可能采用最新的科學(xué)技術(shù)。 1.2自動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成和分類 分析各個(gè)機(jī)構(gòu)和構(gòu)件在機(jī)器中的作用，可將自動(dòng)機(jī)械歸類成四大組成部分： （1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 即機(jī)器的動(dòng)力源。常用的驅(qū)動(dòng)方式有電力驅(qū)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)等。 （2）傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)的任務(wù)是把電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其它機(jī)構(gòu)，以完 成規(guī)定的工藝動(dòng)作。 （3）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 它是機(jī)器實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作的執(zhí)行者，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件即機(jī)器的執(zhí)行件。 （4）控制系統(tǒng) 其任務(wù)是控制機(jī)器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。使其按照規(guī)定的程序 （時(shí)間、順序等）進(jìn)行協(xié)調(diào)、配合的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)機(jī)的工作任務(wù)。 從自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)角度考慮，按其機(jī)構(gòu)和功能分類，可將自動(dòng)機(jī)械概括為四大類型： （1）成型機(jī)械 （2）切削類 （3）裝配類機(jī)械 （4）包裝機(jī)械 1.3自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)過程 自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)過程可分為四個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)階段；技術(shù)設(shè)計(jì)階段；工作圖設(shè)計(jì)階段； 安裝調(diào) 試階段。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中可按以下幾個(gè)程序進(jìn)行： （1）熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 2 - （2）確定自動(dòng)機(jī)械的加工循環(huán)時(shí)間。 （3）確定自動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 （4）決定自動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)特性。 （5）選擇自動(dòng)機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖。 （6）初步確定主要結(jié)構(gòu)和尺寸。 （7）確定自動(dòng)機(jī)械的總體方案。 （8）確定自動(dòng)機(jī)械的總體布局。 （9）進(jìn)行自動(dòng)機(jī)械技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的初步估算以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)合理性。 （10）具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 3 - 2總體設(shè)計(jì)方案的論證 2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求及原則 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般包括如下內(nèi)容： （1）自動(dòng)銑槽機(jī)的應(yīng)用范圍、生產(chǎn)能力； （2）自動(dòng)銑槽機(jī)的工藝分析，確定工藝方法、工藝路線等； （3）選擇自動(dòng)銑槽機(jī)的機(jī)型、外型尺寸、各部件相對(duì)位置尺寸等，繪制銑槽機(jī)的總體布局； （4）確定自動(dòng)銑槽機(jī)的加工循環(huán)時(shí)間，擬定銑槽機(jī)的循環(huán)圖； （5）確定自動(dòng)銑槽機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)方案； （6）初選各部件、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式； （7）自動(dòng)銑槽機(jī)總體設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 原則和要求 （1）明確化 總體結(jié)構(gòu)方案應(yīng)明確地體現(xiàn)出原理方案，工藝性方案設(shè)計(jì)的方方面面，并能做出必要的，合理的 補(bǔ)充，例如原理上可實(shí)現(xiàn)而結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)不了的問題?？傮w結(jié)構(gòu)方案明確化的前提是功能載體工作原理 的明確化，這樣才能使結(jié)構(gòu)方案可靠地實(shí)現(xiàn)物流，能量流和信息流的引導(dǎo)和轉(zhuǎn)換。同時(shí)要明確各功能 載體的使用工況，特別是對(duì)假設(shè)的工況以及載荷情況應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中隨時(shí)檢查，盡可能避免出現(xiàn)意外 情況。 （2）可行性 設(shè)計(jì)的自動(dòng)機(jī)能保證實(shí)現(xiàn)預(yù)期的設(shè)計(jì)功能，能制造出來并能夠正常工作。 （3）簡(jiǎn)單化 所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)在滿足功能以及其它要求的前提下，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單化組成系統(tǒng)的零件數(shù)目盡可 能少，傳動(dòng)鏈最短，幾何形狀要簡(jiǎn)單，規(guī)則，操作方法及程序簡(jiǎn)明，簡(jiǎn)要，簡(jiǎn)便。 （4）安全可靠 功能可靠性； 使用安全性； 環(huán)境適應(yīng)性； 構(gòu)件的可靠性。 （5）標(biāo)準(zhǔn)化 自動(dòng)機(jī)的工作安全可靠性除考慮常規(guī)可靠性外，應(yīng)特別注意在工作條件下的一些因素，例如輻射， 腐蝕，老化，溫度，介質(zhì)等對(duì)機(jī)器壽命的影響。 標(biāo)準(zhǔn)化在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著十分重要的作用，在設(shè)計(jì)中要貫徹始終。例如原材料，半成品及成品 規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求，加大標(biāo)準(zhǔn)件在零件總量中的比重，避免零件類型，尺寸多樣性，盡可能使零 件能互換等。 2.2總體方案分析 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是整個(gè)銑槽機(jī)外形輪廓的設(shè)計(jì)，也是自動(dòng)銑槽機(jī)設(shè)計(jì)的重要步驟。所謂設(shè)計(jì)就是 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 4 - 以社會(huì)需求為目標(biāo)，在一定設(shè)計(jì)原則的約束下，在設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)下，用設(shè)計(jì)手段創(chuàng)造出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 過程。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求 ： （1）造型方面：箱體外形、結(jié)構(gòu)應(yīng)使箱體質(zhì)量盡可能輕，外型美觀，操作方便，保證安全。 （2）工藝性：毛皮制造、機(jī)械加工、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等方面，均應(yīng)方 便、省時(shí)、省工。 （3）密封性：保證傳動(dòng)和軸承有一個(gè)清潔、潤(rùn)滑條件穩(wěn)定的環(huán)境，又能減輕噪聲、發(fā)熱對(duì)周圍環(huán) 境的不良影響。 （4）尺寸的穩(wěn)定性：傳動(dòng)件和軸承有摩擦，故會(huì)發(fā)熱并傳給箱體。因此，箱體的熱變形應(yīng)足夠小， 以保證傳動(dòng)件回轉(zhuǎn)中心的位置精度。 制造方法的分析： 鑄造箱體 箱體結(jié)構(gòu)和形狀可以設(shè)計(jì)的復(fù)雜一些，結(jié)構(gòu)合理，吸振性，機(jī)加工性能好，由于鑄造 需要木模樣或金屬模樣，故只適應(yīng)于成批量生產(chǎn)的中小型箱體。 焊接箱體 結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，所以適用于單件或少量上生產(chǎn)，特別是大型箱體。 粘接箱體 以粘接代替焊接，可以避免熱變形，但粘接強(qiáng)度不穩(wěn)定，可靠性不高。 沖壓箱體 適用于大批量、輕載荷、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型箱體。 所以根據(jù)以上制造方法的特點(diǎn)，結(jié)合很課題所要設(shè)計(jì)的要求，選擇鑄造箱體的方法。 2.3總體方案確定 2.3.1總體布局方案確定 總體布局采用上下箱體布置：上箱體包括主軸系統(tǒng)和銑刀系統(tǒng)；下箱體主要是裝放總體電動(dòng)機(jī)， 聯(lián)軸器和減速器用；分配軸在上下箱體中間。 2.3.2銑刀系統(tǒng)工藝方案確定 （1）銑刀的選用 常用的高速鋼圓盤銑刀規(guī)格如表 1 所示,根據(jù)銑削要求,選用規(guī)格 Dd=4013,Z=56 的銑刀。 表 1 銑刀規(guī)格 銑刀齒數(shù) Z銑刀外徑 D/mm 銑刀內(nèi)徑 d /mm 粗齒 細(xì)齒 25 8 44 72 32 10 50 80 40 13 56 90 （2）銑切方法選擇 銑切時(shí)，由夾具夾持住彈性?shī)A頭的尾部并進(jìn)行分度，銑刀在旋轉(zhuǎn)中進(jìn)刀銑切，手工下料。常用的 銑切方法有順銑法和逆銑法。如圖 1 所示?？紤]是在工件內(nèi)部開槽，逆銑時(shí)不易在夾頭端部產(chǎn)生銑削 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 5 - 毛刺，而且產(chǎn)生的銑削力又有利于夾具夾緊彈性?shī)A頭，故選定逆銑法。 (a) (b) 圖 1 銑切方法 (a)順銑 (b)逆銑 1工件 2銑刀 （3）銑切工藝 首先下料 銑切抬刀分度銑切抬刀卸料 （4）夾緊部位 銑切夾頭（槽數(shù)與待加工彈性?shī)A頭槽數(shù)相同）裝夾在機(jī)床主軸中，夾頭前端的彈性輔助支承可托 住彈性?shī)A頭，形成兩點(diǎn)支承，從而增加了銑切時(shí)彈性?shī)A頭的剛性和抗振性確保了加工質(zhì)量，也延長(zhǎng)了 銑刀壽命。 （5）銑刀轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀時(shí)間計(jì)算 銑刀的轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算 =1000V/D=100080/40=637r/min刀n 由資料查得高速片的切削速度為 7090 m/min 式中 V切削速度 ,V=80m/min 銑刀進(jìn)給總行程為 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 6 - H=21.5(槽長(zhǎng))+4.5(余量)=26(mm) 設(shè)銑刀銑切一條槽需要轉(zhuǎn)動(dòng) R 轉(zhuǎn),查詢資料高速鋼片銑刀的每齒進(jìn)給量為 0.0030.01mm，取銑刀 的每齒進(jìn)給量為 0.005mm 則: R=H/(0.005Z)=26/(0.005*56)=92.8(轉(zhuǎn)) 設(shè)銑刀銑切一條槽的進(jìn)給時(shí)間 t，則 92.860=.74s3Rtn刀 （ ） 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 7 - 3自動(dòng)銑槽機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 自動(dòng)銑槽機(jī)機(jī)型選擇 （1）選擇自動(dòng)機(jī)還是半自動(dòng)機(jī)型 一臺(tái)機(jī)器能自動(dòng)地完成除工件的上料和卸料以外的一次工作循環(huán)，這樣的機(jī)器稱為半自動(dòng)機(jī)。一 般來說，選自動(dòng)還是半自動(dòng)這是由產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)決定的，產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)在 10 萬(wàn)件以下者，設(shè)計(jì)自 動(dòng)機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的，此時(shí)可選用半自動(dòng)機(jī)為宜。 （2）選擇多工位還是單工位機(jī)型 根據(jù)任務(wù)書的要求，銑槽機(jī)在工作中允許手工上下料，對(duì)于單工位自動(dòng)機(jī)而言，由于工序集中在 一個(gè)工位上，當(dāng)安裝坯件和取下成品都須使自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作停下來，所以自動(dòng)銑槽機(jī)適選用單 工位的機(jī)型。 3.2 自動(dòng)銑槽機(jī)總體布置 自動(dòng)銑槽機(jī)的總體布置一般從粗到細(xì)，有時(shí)要經(jīng)過多次反復(fù)才能確定。自動(dòng)銑槽機(jī)的總體布置圖 由正視圖和側(cè)視圖組成。 總體布置圖能反應(yīng)： （1）自動(dòng)銑槽機(jī)的工藝路線； （2）自動(dòng)銑槽機(jī)的機(jī)型特征，外型尺寸； （3）自動(dòng)銑槽機(jī)的傳動(dòng)概況； （4）自動(dòng)銑槽機(jī)的主要組成部件及其相對(duì)位置、尺寸； （5）自動(dòng)銑槽機(jī)的操縱、調(diào)整手輪、手柄位置等。 在設(shè)計(jì)過程中，通過我們的創(chuàng)造性思維而產(chǎn)生構(gòu)思，通過技術(shù)途徑達(dá)到滿足某種特定功能系統(tǒng)的 產(chǎn)品。 根據(jù)系統(tǒng)工程學(xué)的理論，在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，如果能將系統(tǒng)內(nèi)的各單元有機(jī)地組合，各單元的功 能不僅相互疊加，而且能夠相互輔助、促進(jìn)與提高，這必然使系統(tǒng)的整體功能大于單元的和，即獲得 “整體大于它的各個(gè)部分總和”之效果。反之，如果不能實(shí)現(xiàn)有機(jī)組合，由于各單元的差異性，在組 成系統(tǒng)之后，單元之間的協(xié)調(diào)不當(dāng)或約束力就會(huì)產(chǎn)生“內(nèi)摩擦 內(nèi)耗” ，這反而可能造成“整體小于 它各部分綜合” 。自動(dòng)機(jī)械總體設(shè)計(jì)就是從總體、系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，通盤考慮組成機(jī)器系統(tǒng)的各個(gè)要素， 各器件盡可能采用最能發(fā)揮其特長(zhǎng)的物理效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，通過把輸入機(jī)器的物質(zhì)信流，信息流，能量流 與各個(gè)器件有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)硬件組合的最佳形式最佳原理方案。總體設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的整體 性。設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)意、構(gòu)思、規(guī)劃?rùn)C(jī)器原理及總體構(gòu)思方案。 3.3 傳動(dòng)方案及傳動(dòng)路線概況 3.3.1傳動(dòng)方案概況 傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)確定后，即可選擇傳動(dòng)方案，其主要內(nèi)容包括：選擇傳動(dòng)布局，選擇 變速、開停、制動(dòng)及換向方式。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的使用要求和結(jié)構(gòu)性能綜合考慮，通過調(diào)查研究，參考同 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 8 - 類機(jī)床，初擬出幾個(gè)可行方案的主傳動(dòng)示意圖，以備分析研究。傳動(dòng)方案對(duì)主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，動(dòng)力 設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著重要的影響。 （1）傳動(dòng)布局 對(duì)于有變速要求的主傳動(dòng)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的用途，類型和規(guī)格等加以合理選擇。 我們的機(jī)床主傳動(dòng)系中的大部分的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，通過齒輪傳動(dòng) 將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱的傳動(dòng)方式，所以我們選分離式傳動(dòng)布局。 （2）變速方式 取有級(jí)變速是因?yàn)樵谌舾晒潭ㄋ俣龋ɑ蜣D(zhuǎn)速）的級(jí)內(nèi)不連續(xù)地變速。這是目前我國(guó)內(nèi)外普通機(jī)床 上應(yīng)用最廣泛的一種變速方式。通常是由齒輪等變速元件構(gòu)成的變速箱來實(shí)現(xiàn)變速的，傳動(dòng)功率大， 變速范圍大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠。 （3）開停方式 考慮操作方便省力，可簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，我們選取電動(dòng)機(jī)開停 （4）制動(dòng)方式 在裝卸及測(cè)量工件，更換刀具和調(diào)整機(jī)床時(shí)，要求主軸盡快停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于傳動(dòng)件的慣性，主軸 上逐漸減速而停止的，為了縮短空轉(zhuǎn)滑行時(shí)間，對(duì)于頻繁啟動(dòng)與停止，傳動(dòng)慣性大且轉(zhuǎn)速較高的主運(yùn) 動(dòng)，必須能夠制動(dòng)（剎車） ，另外，在有機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)制動(dòng)可避免更大損失。 主傳動(dòng)的制動(dòng)方式：電機(jī)制動(dòng)（電機(jī)反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)） 。不占用變速箱內(nèi)空間，有利于簡(jiǎn)化機(jī) 床結(jié)構(gòu)。能耗制動(dòng)，停車時(shí)自動(dòng)接通整流器和二極管產(chǎn)生直流電，使之通過定子產(chǎn)生一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的磁 場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)后能自動(dòng)切斷電路。 （5）換向方式 銑床主軸一般不需要反轉(zhuǎn)，更不需要頻繁換向。因此，由開關(guān)實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)變換即可。 3.3.2傳動(dòng)路線的擬定 彈性?shī)A頭外部由兩段圓柱和一段圓錐組成，主要配裝在鉆石夾具的套內(nèi)，加工要求不是太高，可 經(jīng)車削加工后研磨即可。當(dāng)完成彈性?shī)A頭外形加工后，需要在錐體部分加工出三槽或四槽。加工槽的 常規(guī)方法就是銑槽，考慮槽的寬度，可采用片銑刀。從銑切原理考慮，可由機(jī)床主軸夾持住彈性?shī)A頭 外圓，銑刀先銑出一條槽后，主軸分度，依次再加工其余各槽，從而完成銑槽任務(wù)。按此銑切原理， 設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)銑槽機(jī)，設(shè)計(jì)中再采取一些技術(shù)措施，完全可以保證加工要求。 按照手工上料銑切抬刀分度銑切抬刀卸料的銑切工藝，銑槽機(jī)主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩個(gè)： 機(jī)床主軸和銑刀，其工藝動(dòng)作如下： 機(jī)床主軸夾持住彈性?shī)A頭并進(jìn)行分度；銑床刀向彈性?shī)A頭進(jìn)給銑切，抬刀，退刀后，機(jī)床主軸分 度，銑刀二次銑切，如此反復(fù)三次或四次。 銑槽機(jī)傳動(dòng)路線安排如下： 銑刀的轉(zhuǎn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；主軸分度，銑刀進(jìn)給以及抬刀，退刀運(yùn)動(dòng)之間形成 內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈，由凸輪分配軸控制；凸輪分配軸由電動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)組成的外聯(lián)傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器，減速機(jī)，鏈傳動(dòng)，安全離合器驅(qū)動(dòng)凸輪分配軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；分配軸上的凸輪通過 連桿機(jī)構(gòu)，棘輪，齒輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸的分度。分配軸上的凸輪使刀架拖動(dòng)銑刀沿機(jī)床導(dǎo)軌前后 運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑刀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；分配軸上的凸輪通過連桿機(jī)構(gòu)使頂桿繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)銑刀支架沿刀 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 9 - 架立導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑刀的抬刀運(yùn)動(dòng)；在主軸上安裝凸輪用于驅(qū)動(dòng)行程開關(guān)，實(shí)現(xiàn)銑切完成后的 停車。 3.4銑切夾具設(shè)計(jì) 零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。加工中除了需要機(jī)床，刀具，量具之 外，成批生產(chǎn)時(shí)還需要用機(jī)床夾具。它們是機(jī)床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲 得正確位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。所以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中 一項(xiàng)重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的既定位置在加工過程中保持 不變，這樣可以保證工件表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對(duì)刀等輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。擴(kuò)大了機(jī)床的使用 范圍。減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了生產(chǎn)安全。 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)保證加工精度，夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，機(jī)床夾具要有工作安全 性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置，機(jī)床夾具中積集切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾 具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，清理切屑增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率，因此，夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑 部分充分的重視。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造，檢驗(yàn)，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 在制定工件的工藝規(guī)程時(shí)，已經(jīng)初步考慮了加工中工藝基準(zhǔn)問題，有時(shí)還繪制了工序簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì) 夾具時(shí)原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)不是定位基準(zhǔn)，均應(yīng)符合定位原理。 夾具材料的選擇應(yīng)根據(jù)其硬度，強(qiáng)度，韌性，耐磨性，脆性，可加工性來確定。鑄鐵通常用于制 造夾具體；中，低碳鋼一般用作結(jié)構(gòu)件，壓板，螺桿和螺母等；高碳鋼則用于制造易磨損件，如定位 元件，對(duì)刀導(dǎo)引元件等，工具鋼。 由于彈性?shī)A頭可夾持部分直徑為 ，長(zhǎng)度僅為 6mm，而銑切時(shí)的懸伸量有 20mm，這m2.4 在銑切時(shí)，極易使彈性?shī)A頭變形，銑刀因振動(dòng)等原因了也很容易爆裂損壞，從而不能保證銑切加工質(zhì) 量。所以我們?cè)O(shè)計(jì)彈性?shī)A頭自動(dòng)定心專用銑切夾具。所以如圖 2 所示的專用銑切夾具。圖中的三爪 （或四爪）銑切夾頭 2（槽數(shù)與待加工彈性?shī)A頭槽數(shù)相同）裝夾在機(jī)床主軸 1 中，夾頭前端的彈性輔 助支承可托住彈性?shī)A頭，形成兩點(diǎn)支承，從而增加了銑切時(shí)彈性?shī)A頭的剛性和抗振能力，確保了加工 質(zhì)量，也延長(zhǎng)了銑刀使用壽命。 彈性?shī)A頭自動(dòng)定心裝置，就是以一個(gè)圓錐形的富有彈性的套筒為工作元件并與其它元件相配合， 利用它的彈性變形而使工件得到自動(dòng)定心并夾緊的裝置。 彈性?shī)A頭是這種裝置中的主要元件，夾頭的形狀和大小基本上決定了裝置的構(gòu)造和其它零件的尺 寸。這種裝置比爪式裝置好的地方是在于夾緊時(shí)不損害基準(zhǔn)面，并且工作時(shí)也比較準(zhǔn)確。這種機(jī)構(gòu)可 用于各種直徑和長(zhǎng)度的外圓與內(nèi)圓表面的定位及夾緊，它的構(gòu)造形式也是多種多樣的。 彈性?shī)A頭工作的好與壞，主要取決于其幾何形狀和各部分尺寸的選擇，以及材料和熱處理的情況， 在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都應(yīng)給予充分的考慮。 彈性?shī)A頭自動(dòng)定心裝置的漲縮量不宜太大，它的定心精度隨著定位基準(zhǔn)精度的高低而變化，通常 對(duì)于 79 級(jí)精度的定位基準(zhǔn)，它的定位精度一般可達(dá) 0.050.1 毫米。 在設(shè)計(jì)彈性?shī)A頭時(shí)，為了保證其工作性能良好,應(yīng)正確地決定各主要尺寸,此時(shí)一般應(yīng)注意以下幾 個(gè)問題： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 10 - 1) 簧彈性部分的厚度,長(zhǎng)度及瓣數(shù)都會(huì)對(duì)工作性能起決定影響。夾頭瓣數(shù)，一般當(dāng)工作直徑小于 30 毫米時(shí)，常用三瓣，直徑較大時(shí)可用四瓣。增加瓣數(shù)可提高工作精度。 為了保證彈性?shī)A頭的彈性與強(qiáng)度，其薄壁部分厚度 t 可按下式計(jì)算：毫 米137.0Dt 式中 彈性?shī)A頭薄壁部分的直徑。 因此 t=0.83 毫米 為方便起見，確定 t=1mm 彈性部分的長(zhǎng)度 L，可按下式確定 為了便于計(jì)算，對(duì)于一般直徑不大的彈性?shī)A頭（即 D5mm） ，可按下式確定 L（1.52）D 則選擇 2*D=2*5=10mm 2)為減小彈性?shī)A頭在夾具體內(nèi)的偏斜，夾頭尾部的導(dǎo)向部分應(yīng)與夾具體保持配合。 3）考慮到夾頭工作時(shí)不致卡死在夾具體內(nèi)，并且在夾緊時(shí)不需很大力氣，一般其配合錐面角度可 取為 30 度。 4)夾頭的定位表面在自由狀態(tài)下可取 公差。7G 3.5銑槽機(jī)上箱體主要部件尺寸計(jì)算 3.5.1上箱體主軸系統(tǒng) （1）運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 1）專用機(jī)床用于特定工件的特定工序的加工，由于工藝穩(wěn)定，絕大多數(shù)專用機(jī) 的主軸只需要一種固定的轉(zhuǎn)速 n,即 min/63740/810/ rdvn 式中 v- 選定的切削速度(m/min) d- 工件加工直徑或刀具直徑（mm） 2）初定主軸轉(zhuǎn)速范圍 nR 3）選擇公比 值 機(jī)床用于成批大量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著，故要求公比值小 些，一般取 1.12 4）確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 12.lg/1lg/ nZ 5）選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值 v=637r/min 6）修正主軸轉(zhuǎn)速范圍 （2）動(dòng)力參數(shù)的確定 多數(shù)機(jī)床主傳動(dòng)的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，稱為主電動(dòng)機(jī)，其主傳動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)就是指主電動(dòng)機(jī)功率。 主電機(jī)具有足夠的功率，才能使機(jī)床發(fā)揮出所要求的切削性能；此外，電動(dòng)機(jī)功率還是主傳動(dòng)中零件 與機(jī)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的主要依據(jù)。因此，主電動(dòng)機(jī)的功率必需確定適當(dāng)。若功率過大，則浪費(fèi)能源，而且 造成主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸的增加；但功率過小，會(huì)影響切削性能，而且電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn) 容易燒壞。機(jī)構(gòu)零件也會(huì)因尺寸不足喪失應(yīng)有的工作性能。 43. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 11 - 實(shí)測(cè)法是利用現(xiàn)有的同類型，同規(guī)格機(jī)床（結(jié)構(gòu)與新設(shè)計(jì)機(jī)床相近）進(jìn)行若干典型的切削加工， 測(cè)定的電動(dòng)機(jī)輸入功率，可作為選定主電動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)，考慮留有一定的技術(shù)儲(chǔ)備，可將測(cè)定值提 高 20%。采用實(shí)測(cè)法確定的主電動(dòng)機(jī)功率與實(shí)際使用情況較為接近。主電動(dòng)機(jī)的功率為 0.44KW。 按照已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，動(dòng)力參數(shù)和傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)出合理經(jīng)濟(jì)、性能先進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)。其主要 內(nèi)容：擬訂結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)；擬訂轉(zhuǎn)速圖，確定各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比；確定帶輪直徑，齒輪齒數(shù)；布置， 排列齒輪，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖等。 （3）轉(zhuǎn)速圖的組成 在設(shè)計(jì)和分析分級(jí)變速主傳動(dòng)系時(shí)，用到的工具是轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖中可以表示出傳動(dòng)軸的數(shù)目， 傳動(dòng)軸之間的關(guān)系，主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速分級(jí)和轉(zhuǎn)速值，各傳動(dòng)副的傳 動(dòng)比等。 （4）結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬訂 1）主軸轉(zhuǎn)速為 1 級(jí)的變速系統(tǒng) 2）確定傳動(dòng)順序方案有：有設(shè)計(jì)要點(diǎn)可知，如無特殊要求，根據(jù)傳動(dòng)副“前多后少”的原則。 3）確定擴(kuò)大順序方案 根據(jù)已選用的傳動(dòng)方案，又可得出若干不同的擴(kuò)大順序方案。如無特殊要求，根據(jù)傳動(dòng)線“前密 后疏”的原則，應(yīng)使變速組的擴(kuò)大順便與傳動(dòng)順序一致。 4）檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速。 在分析了執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，就要考慮采用什么樣的傳動(dòng)鏈來保證所需的運(yùn)動(dòng)。通常，傳動(dòng)鏈中 包括各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如帶傳動(dòng)，定比齒輪副，齒輪齒條，蝸桿蝸輪，滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)等。從分配軸 到各執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)鏈，大部分是連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)及各種組合機(jī)構(gòu)。在傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中， 既包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇，也包括應(yīng)用怎樣考慮具體機(jī)構(gòu)的選取，以便有步驟地解決傳動(dòng)設(shè)計(jì)問題。 3.5.2上箱體銑刀系統(tǒng) （1）電動(dòng)機(jī)選擇 由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，銑刀的銑削力 F（N）按下式計(jì)算ZadacFptfef .86072 式中 系數(shù)查表得到 68f 切削深度為 2.5mm_e 每齒進(jìn)給量 0.005mm/齒fa 切削寬度為 0.5mmp 銑刀直徑 40mmtd Z銑刀齒數(shù) 56 代入上式得 F=30.6（N） 由銑削速度 V=80m/min 則銑削功率為 （3-1） 式中 取效 率_9.0KWVF4.6128.3 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 12 - 可選功率 1.1KW 轉(zhuǎn)速為了 1400r/min 的電動(dòng)機(jī) Y90S-4 （2）皮帶傳動(dòng)的計(jì)算 1）設(shè)計(jì)功率 p 由表 8-7 查得工況系數(shù) (第 8 版機(jī)械設(shè)計(jì))d p = P=1.11.1=1.21KW （3-2）dAK 2） 選定帶型 根據(jù) p =1.21KW 和 =1400r/min 由圖 8-11 確定為 V 帶中的 Z 型。1n 3）傳動(dòng)比 4) 小輪基準(zhǔn)直徑，參考圖 8-11 表 8-9 取 =71mm1d 大輪基準(zhǔn)直徑， mid6.154)0.(72.)1(2 由表 8-8 取 =150mm d 5) 計(jì)算帶的速度 30m/s（最高帶速） （3- 3） 6) 確定普通 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 0.7( + ) 2( + ) 初步確定中心距 =250mm1d20a1d20a 7) 所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （3-4） 由表 8-2 選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =800mmdL 8) 計(jì)算實(shí)際中心距 （3-5） 安裝時(shí)所需最小軸間距 （3-6mLad 214805.26015.min ） 張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距 （3-7d3.3.ax ） 9) 小帶輪包角 （3-8） 10）單根 V 帶的基本額定功率 根據(jù) 和 由表 8-4a 查得md71in/401rnKWp3.01 考慮傳動(dòng)比的影響,額定功率的增量 由表 8-4b 查得 =0.02KW1p 11) V 帶的根數(shù) （3-9） .63401i sn/.6046 maLdd 76.84250)1()17(254()( 01120 d 67.0 28.592.1805.78121 aad 98.5.0)2.3()(1 ladKPZ .A 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 13 - 由表 8-5 查得 由表 8-2 查得 取 Z=4 根 12) 單根 V 帶的預(yù)緊力 （3-10） 由表 8-3 查得 q=0.06Kg/m 3.6 銑槽機(jī)下箱體主要部件尺寸計(jì)算 （1）總電動(dòng)機(jī)的選取 取銑刀進(jìn)給凸輪的工作行程和空行程的時(shí)間比為了 1:1。由銑刀銑切一條槽的進(jìn)給時(shí) t=8.74s。則 凸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時(shí)間為 17.48s，分配軸轉(zhuǎn)速為 設(shè)銑切四條槽時(shí)所需要的時(shí)間為 =417.48=69.92(s)4T 取工件裝夾所需要的時(shí)間為 30s，則銑槽機(jī)每班產(chǎn)量為 當(dāng)銑切四槽時(shí) Q= 考慮分配軸轉(zhuǎn)速（3.43r/min）比較低,選用功率為 0.6kw,轉(zhuǎn)速為 1201200r/m 的滑差電動(dòng)機(jī)，為總電動(dòng)機(jī)?？傞L(zhǎng)為 L=530mm，高 H=450mm。 （2）聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸和回轉(zhuǎn)件，在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。此外，聯(lián) 軸器還可以具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移，緩沖和減振以及安全防護(hù)等功能。 選擇一種合用的聯(lián)軸器類型可考慮以下幾點(diǎn)： 1） 所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減震功能的要求。 2） 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。 3） 兩軸相對(duì)位移的大小和方向。 4） 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。 5） 聯(lián)軸器的制造，安裝，維護(hù)和成本。 在選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器或已有推薦的系列尺寸的聯(lián)軸器型號(hào)時(shí)，一般都是以聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn) 矩 TCa 小于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩T或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩 T 為原則。 彈性套柱銷聯(lián)軸器根據(jù)實(shí)際情況選用 TL 型。根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè) 柱銷中心分布圓直徑：D 1=1516.5 =38.13CT TCa聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 公稱轉(zhuǎn)矩： （3-11） )/(28309.68班件min/3.8.1760rn刀 95.0aK1l NqvZPKFda 08.492.506.421)95.0()15.2(02 0.695095.PNmN 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 14 - TCa =T KA=9.55*1.3=12.4N.m 聯(lián)軸器的外徑 D= +(1.51.6) =59.4mm1D5d 彈性套外徑 (0.220.35) =13.3mm5d1D 柱銷數(shù) Z=2.8 / =2.8*38.1/13.3=8.02 彈性套內(nèi)徑 mm6.056 聯(lián)軸器總長(zhǎng) mm4.598.4)3(1dL 從表 41.5-25GB4323-1984 中查得 ,TL 型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩 16N.m，許用最大轉(zhuǎn)速為 7600r/min。軸徑為 12-19 之間，故合用。 （3）減速器的選用 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。 在設(shè)計(jì)時(shí)，合理地將傳動(dòng)比分配到各級(jí)非常重要。因?yàn)樗苯佑绊憸p速器的尺寸，重量，潤(rùn)滑方式和 維護(hù)。 取電動(dòng)機(jī)的正常工作轉(zhuǎn)速為 600r/min,則外聯(lián)傳動(dòng)鏈總降速比為 可選用降速比為 121 的擺線針輪減速器,其余降速比由鏈傳動(dòng)來調(diào)整。根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手 冊(cè)上冊(cè)選取 擺線針輪減速機(jī)（雙軸型二級(jí)）型號(hào) 53 Pc1=P1KA(n1/n1 )0.3PP1 P1輸入功率 P1=0.6KW KA工況系數(shù) KA=1 見表 11-147 n1許用輸入功率表中或許用輸入轉(zhuǎn)矩表中指定轉(zhuǎn)速 ，取 n1=1500r/min 實(shí)際輸入軸轉(zhuǎn)速，取 n1 =600r/min PP1指定轉(zhuǎn)速 n1 時(shí)，許用輸入功率見表 11-136。取 PP1=1.08kw Pc1=0.6*1*（1500/600 ） 0.3=0.79kw1.08kw 減速器的總長(zhǎng)度 L=473mm，總高度 H=356mm （4）滾子鏈傳動(dòng)的選用 減速器輸出端選用齒數(shù) =20，節(jié)距 t=12.7 的自行車用飛輪作為主動(dòng)鏈輪。飛輪是一種超越離合5Z 器，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤車手輪以調(diào)整銑槽機(jī)時(shí)，離合器可將減速器以及電動(dòng)機(jī)脫開，以便輕松轉(zhuǎn)動(dòng)盤車手輪。 分配軸上鏈傳動(dòng)采用滾子鏈傳動(dòng)，B 系列，ISO 鏈號(hào)。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)33-97 1）確定鏈輪齒數(shù) 和 ，選取小鏈輪齒數(shù)12 201Z 則大鏈輪齒數(shù) 9.8)/(12nZ 取 92 2）實(shí)際傳動(dòng)比 i= =29/20=1.451/ 3) 鏈輪轉(zhuǎn)速 小鏈輪轉(zhuǎn)速 =600r/minn 1756043.i 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 15 - 大鏈輪轉(zhuǎn)速 600/1.45=413.8r/minin/12 4) 設(shè)計(jì)功率 （3-12） 式中 表 33.2-44.1AK 表 33.2-506Z 表 33.2-6m 5) 鏈條節(jié)距 由設(shè)計(jì)功率 和小鏈輪轉(zhuǎn)速 r/min 在圖 33.2-3 上選取節(jié)距 p 為 08A 即為KWpd79.601n 12.7mm 6) 初定中心距 ，一般其范圍是（3050）p 因結(jié)構(gòu)上未限定,暫取Pa0 aP350 7) 鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) =94.56 （3-13） 式中： 8）鏈條長(zhǎng)度 mpLP 2.10/7.256.9410/ 9）理論中心距 =444.4mm （3-14 ） 10) 中心距減少量 maa 8.140.)4.02.( 實(shí)際中心距 mm，a6.8.14 11) 鏈速 （3-15） 12) 有效圓周力 （3-16） KWpmZAd 79.016.4.)9()( 21ZC )2(8)2()2(4 111 ZZLZLaPP spnZv /25.01720 1NvF425.06 0120pCPLa*3529.1*271.735090956.49056.97 2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 16 - 13) 作用于軸上拉力 （3-17） 分配軸上從動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) 分度圓直徑 （3-18） 齒頂圓直徑 mdpdra125. 滾子直徑 表 33.2-2 r r9.7 齒根圓直徑 rf 0.7 量柱測(cè)量距 MR2.4min 量柱直徑 7.92mmRd 輪轂厚度 h=4.8+ +0.01*d=11.976/k1 輪轂直徑 mhh 6023 輪轂長(zhǎng)度 L4. 齒寬 bf 3.785.901 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬,查表 33.2-2 1 b1 齒側(cè)倒角 pa2.3. 3.7 銑槽機(jī)的壁厚 鑄造箱體最小壁厚的當(dāng)量尺寸 N=(2l+b+h)/3000 式中 l 為箱體長(zhǎng)（mm） ，l b h 中 l 為最長(zhǎng) b 箱體寬度（mm） h 箱體高度（mm） 銑槽機(jī)的壁厚為 N=(2l+b+h)/3000=（2*1151+620+1100）30001.5 結(jié)合實(shí)際要求，將材料選為鑄鋼。最小壁厚為 20mm。 鑄鋼箱體的熱處理方法有回火；去應(yīng)力退火；和高溫?cái)U(kuò)散退火。形狀簡(jiǎn)單的箱體可采用去應(yīng)力退 火。 3.8銑槽機(jī)工作循環(huán)圖 內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈主要是從保證傳動(dòng)精度的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。它和自動(dòng)機(jī)械執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與循環(huán)圖 有關(guān)，受分配軸的控制。從這個(gè)意義來理解，影響自動(dòng)機(jī)械內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈的因素是較多的，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤 差，機(jī)器零件，構(gòu)件的原始誤差。 內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈決定工件的加工質(zhì)量，所以不能用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副和摩擦傳動(dòng)副（例如鏈，帶 傳動(dòng)和摩擦無級(jí)變速器等） ，液壓傳動(dòng)等。外聯(lián)傳動(dòng)鏈則沒有這種要求，傳動(dòng)比的誤差對(duì)所加工的工件 質(zhì)量不會(huì)有什么影響，因此可以用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副；變速機(jī)構(gòu)也可以用分級(jí)變速的變速箱或傳 動(dòng)比不太準(zhǔn)確的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。 （1）確定各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán) 取銑刀進(jìn)給凸輪的工作行程和空行程的時(shí)間比為 1:1。由銑刀銑切一條槽的進(jìn)給時(shí) =8.74s。KT 1.21.24032FAQKN002.8sinsiZ 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 17 - 則凸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時(shí)間為 =17.48s，分配軸轉(zhuǎn)速為pT = r/min分n 設(shè)銑切四條槽時(shí)所需要的時(shí)間為 =417.48=69.92(s)4T 取工件裝夾所需要的時(shí)間為 30s，則銑槽機(jī)每班產(chǎn)量為 當(dāng)銑切四槽時(shí) （2）確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)組成區(qū)段 銑刀進(jìn)給機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)分 4 個(gè)區(qū)段 銑刀進(jìn)給時(shí)間KT 銑刀工作停留時(shí)間S - 銑刀退刀時(shí)間d 銑刀初始位置停留時(shí)間 +sKpTd 與這四段時(shí)間相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足 360sk 根據(jù)工藝要求，銑刀進(jìn)給時(shí)間 =8.74sKT 則相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角 運(yùn)動(dòng)循環(huán)的其余時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角 )(74.8.417sTTkpSd 10360s 相應(yīng)的 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可能運(yùn)動(dòng)規(guī)律處步確定為 2.185(s) 2.185(s)d 相應(yīng)分配軸轉(zhuǎn)角： （3-19） 銑刀抬刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)分 4 個(gè)區(qū)段： 銑刀抬刀時(shí)間KT 銑刀工作停留時(shí)間S 43.8.1760班件 /28309.68Qmin)(.件T .kk 458.172360.90374pPddSsTT)(37.4S 和 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 18 - 銑刀落刀時(shí)間dT 銑刀初始位置停留時(shí)間 +sKpTd 與這四段時(shí)間相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足 360sk 根據(jù)工藝要求，銑刀進(jìn)給時(shí)間 =2.91(s)K 則相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角 運(yùn)動(dòng)循環(huán)的其余時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角 )(57.149.28.17sTTkpSd 306s 相應(yīng)的 和 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可能運(yùn)動(dòng)規(guī)律處步確定為sd 2.185(s) 9.44(s)T 相應(yīng)分配軸轉(zhuǎn)角： （3-20） 主軸分度運(yùn)動(dòng)循環(huán)分 4 個(gè)區(qū)段 主軸分度時(shí)間KT 主軸分度工作停留時(shí)間S 主軸棘爪返回時(shí)間d 主軸分度初始位置停留時(shí)間 +sKpTd 與這四段時(shí)間相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足 360sk 根據(jù)工藝要求，銑刀進(jìn)給時(shí)間 =4.37(s) 則相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角KT 運(yùn)動(dòng)循環(huán)的其余時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角 )(1.37.48.1sTTkpSd .360kk)(91.2S 6048.1792360PSs 5.PdT 1948.7360360 9.74360pkk 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 19 - 270936kpds 相應(yīng)的 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可能運(yùn)動(dòng)規(guī)律處步確定為dST和 2.91(s) 9.7(s)(48.0sT 相應(yīng)分配軸轉(zhuǎn)角： （3-21） 停車行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)分四個(gè)區(qū)段 停車行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)升程時(shí)間KT 停車行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)工作停留時(shí)間S 停車行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)回程時(shí)間d 停車行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)初始位置停留時(shí)間 +sKpTd 與這四段時(shí)間相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足 360dskp 根據(jù)工藝要求，銑刀進(jìn)給時(shí)間 =4.37(s)KT 則相對(duì)應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角 運(yùn)動(dòng)循環(huán)的其余時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角 )(1.37.48.1sTTkpSd 20936ks 相應(yīng)的 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可能運(yùn)動(dòng)規(guī)律處步確定為dST和 4.37(s) 8.25(s)(48.0sT 2048.1793606.1048.7360pPddSsT 90.374603pkk 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 20 - 相應(yīng)分配軸轉(zhuǎn)角： （3-22） 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，分別設(shè)計(jì)并繪制銑槽機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 圖 2。 （分配軸同步循環(huán)圖） 圖 2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 17048.253609.1048.360pPddSsTT 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 21 - 4結(jié)論 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)題目的重要步驟，是整個(gè)傳動(dòng)部件和動(dòng)力系統(tǒng)的保護(hù)裝置?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)選擇用鑄鋼（ZG230-450）作為箱體材料，鑄鋼適合做機(jī)座和箱體用?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然計(jì)算量不大， 但是要注意其中的細(xì)節(jié)。 上下箱體的設(shè)計(jì)不僅把銑槽機(jī)全部的零件裝備完全，而且空間利用合理。上箱體包括主軸系統(tǒng)和 銑刀系統(tǒng)，下箱體包括主電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器和減速器。分配軸在上下箱體中間，箱體左側(cè)為手輪和鏈輪。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證箱體的剛度和強(qiáng)度，工藝性，尺寸穩(wěn)定性，密封性和造型上的合理布局。但 是理論設(shè)計(jì)和實(shí)際鑄造還是會(huì)存在區(qū)別的，鑄造箱體的弊端是不可避免的，還有密封性的問題。設(shè)計(jì) 箱體時(shí)，要做到考慮全面，將系統(tǒng)維修和保護(hù)方面做好。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 22 - 參考文獻(xiàn) 1 尚久浩主編.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1987. 2 研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)（機(jī)械部分）.大連:機(jī)械工業(yè)出版社,1975. 3 湯瑞主編.輕工機(jī)械設(shè)計(jì)M.同濟(jì)大學(xué)出版社,1994. 4 劉朝儒,彭福蔭,高政.機(jī)械制圖M.北京:高等教育出版社，2000. 5 任家隆.機(jī)械制造技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000. 6 馮濤.AutoCAD 2002 機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖實(shí)例教程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002. 7 戴曙.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1985. 8 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 9 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1986. 10 龔定安.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理M.陜西:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1981. 11 吳明友.數(shù)控銑床培訓(xùn)教程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. 12 王愛玲.數(shù)控機(jī)床加工工藝M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006. 13 黃凱主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.國(guó)防工業(yè)出版社,1986. 14 陳劍中,孫家寧主編.金屬切削原理與刀具M(jìn).機(jī)械工業(yè)出版社,1990. 15 鄭修本主編.機(jī)械制造工業(yè)第二版M.機(jī)械工業(yè)出版社,2006. 16 劉友才,肖繼德主編.機(jī)械夾具設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社,1991. 17 卜炎主編. 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)M機(jī)械專業(yè)出版社,1999. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) - 23 - 致 謝 即將離開熟悉的校園，心里有萬(wàn)分的不舍。四年的大學(xué)學(xué)習(xí)之路結(jié)束了，但學(xué)無止境，我以后還 要不斷地學(xué)習(xí)。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，我謹(jǐn)代表個(gè)人向在畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過我的老師及同學(xué)致以最 誠(chéng)摯的謝意！ 首先，忠心感謝導(dǎo)師牛博英老師近半年的悉心指導(dǎo)。本設(shè)計(jì)的大部分工作都是在牛老師指導(dǎo)下進(jìn) 行的，牛老師以她成熟的理論功底和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為我指明了設(shè)計(jì)的方向，傳授我設(shè)計(jì)的方法和技巧，并 且嚴(yán)格細(xì)致地糾正我設(shè)計(jì)中地疏漏之處，她一絲不茍地治學(xué)態(tài)度更是令我由衷的敬佩。同時(shí)也要感謝 系里的各位老師，是他們一次一次的監(jiān)督檢查和指導(dǎo)才使得我們有了這些豐碩的成果。 還要感謝和我在同一組的同學(xué)，他在許多方面給了我很大的幫助，在我們共同的努力之下順利完 成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 回憶畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，我的內(nèi)心充滿了一種充實(shí)，愉悅之感。相信這半年的學(xué)習(xí)一定會(huì)對(duì)我 以后走上工作崗位有莫大的幫助。再次感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的集體努力創(chuàng)造了良 好的學(xué)習(xí)氛圍，是大家的幫助才讓我感覺到這個(gè)半年的每一天我都有收獲。