雙頭可調(diào)立式鉆床設(shè)計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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摘 要 此次設(shè)計為可調(diào)立式雙頭鉆床的機械設(shè)計。設(shè)計主要介紹了可調(diào)立式雙頭鉆床的設(shè)計原理、調(diào)整方法及設(shè)計計算過程。通過預(yù)先給定的加工要求可確定所需的計算參數(shù)，進而依據(jù)可調(diào)立式雙頭鉆床的設(shè)計原理來設(shè)計計算并校核各個部位的零件，然后進行組裝。本次設(shè)計可從五大方面進行設(shè)計。通過預(yù)先給定的加工要求計算并進行了可調(diào)式雙頭鉆頭的設(shè)計、 傳動系統(tǒng)減速箱的設(shè)計、傳動系統(tǒng)電機的選用、 頭軸向進給系統(tǒng)的設(shè)計共五部的設(shè)計。通過設(shè)計并組裝后的鉆床可以一次加工兩孔，且兩鉆頭間的距離可調(diào)，從而實現(xiàn)可以在一個工件 上加工多對兩兩間距不同的孔。 在人力和設(shè)備不增加的情況下使用可調(diào)立式雙頭鉆床可以成倍提高鉆床的加工效率，并可以保證較高的加工精度和孔間相對位置精度。 關(guān)鍵詞 ： 滾珠絲杠；電動機；變速箱；可調(diào)式雙頭鉆頭 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 he is to an a in on is to to be in of of -Y of be of be be So as to of a of 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘 要 ........................................................... - 0 - .......................................................... - 1 - 1 前言 ................................................................. 1 課題的背景和研究意義 .......................................... 1 課題解決的問題和設(shè)計時主要的工作 .............................. 2 2 雙頭鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體方案 ........................................... 4 .................................................... 4 .................................................... 4 3 可調(diào)式雙頭鉆頭的設(shè)計 ................................................. 9 選加工材料，加工直徑 .......................................... 9 算高速鋼麻花鉆軸向切削力及扭矩 ............................... 10 算單個鉆頭軸向切削力 ................................... 10 算單個鉆頭扭矩 ......................................... 10 頭中各軸及齒輪的計算 ......................................... 12 輪 8、 9、 10、 11的計算 .................................. 12 輪 5、 6、 7的計算 ....................................... 17 頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計 ........................................... 19 算軸 I、 ................................. 19 算軸 ................................. 20 算軸 ..................................... 20 4傳動系統(tǒng)減速箱設(shè)計 ................................................... 21 ............................................. 21 ............................ 22 ............................ 23 頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計 ........................................... 23 算軸 ..................................... 24 算軸 ...................................... 24 算軸 ....................................... 24 算軸 ...................................... 25 5 傳動系統(tǒng)電機的選用 .................................................. 26 ..................................... 26 6鉆頭軸向進給系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................... 27 頭軸向進 給絲杠螺母副的計算和選型 ............................. 27 ............................................ 27 N).................................... 27 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 .......................................... 27 ...................................... 28 動效率計算 ............................................. 28 .................................................. 29 ................................................ 31 ................................................. 31 ........................................... 32 .............................................. 32 .............................................. 32 7 ..................................................... 36 ............................... 36 ............................................ 36 N).................................... 36 ..................................................... 37 8結(jié) 論 ............................................................. 38 參 考 文 獻 ........................................................... 39 致 謝 .............................................................. 40 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 1 前言 課題的背景和研究意義 機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備的重要任務(wù)。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標志之一。國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度都與機械工業(yè)的發(fā)展程度相關(guān)。因此，大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進的機械是促進國民經(jīng)濟發(fā)展，加速我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的一個重要內(nèi)容[1 鉆床主要用在工件上孔的 加工 。通常鉆頭 的 旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭 的 軸向移動為進給運動。 普通鉆床的 結(jié)構(gòu) 比較 簡單， 加工精度較低，可鉆通孔、盲孔。 在鉆床上配有工藝裝備時，還可以進行鏜孔 ,在鉆床上配萬能工作臺還能進行分割鉆孔、擴孔、鉸孔。 鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉(zhuǎn)運動 。 加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動 (主運動 ) [3 鉆床主要分為立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床、臺式鉆床、深孔鉆床和中心孔鉆床等。為了滿足模具制造業(yè)發(fā)展的需要，又開發(fā)了除鉆削深孔以外，還可以進行銑削、攻絲等的多功能鉆床。 20世紀 70年代初，鉆床還是 普遍 采用普通 繼電器 控制的。如 70 年代 國 的美國 司的 日本 神崎高級精工制作所的 德國 30 80年代后期 數(shù)控 技術(shù)逐漸開始在 深孔鉆床 上應(yīng)用，特別是 90年 代 以后這種先進的 技術(shù)才 迅速推廣 。如 0年代初上市的 進給系統(tǒng)由機械無級變速器改為采用 交流伺服電機 驅(qū)動 的 滾珠絲杠副，進給用滑臺 導(dǎo)軌 也改為 采用滾動直線導(dǎo)軌 。 鉆桿箱傳動為了 保證高速旋轉(zhuǎn)、 精度 平穩(wěn)，由交換 皮帶 輪及皮帶，和 雙速電機 驅(qū)動的有級傳動變?yōu)闊o級調(diào)速的變頻電機到電 主軸 驅(qū)動，為鉆削小孔深孔和提高深孔鉆床的水平質(zhì)量 提供 了有利條件 [5 長期以在我國的機械制造業(yè)中鉆床加工的工作量在總的制造工作量中占有很大的比重。制造業(yè)中孔類加工多數(shù)由傳統(tǒng)鉆床來完成。 單頭鉆床是機械行業(yè)最通用的設(shè)備 ， 主要用于工件上孔的加工 。 但是傳統(tǒng)的單孔鉆床在大批量生產(chǎn)時存在許多的不足之處。 由于單頭鉆床只有一根主軸 ， 因此，一次只能加工一個孔 。 如果要加工多孔的工件 ， 只有通過移動夾具多 次對刀來實現(xiàn) ， 工人的勞動強度大 ,生產(chǎn)效率低， 很難進行大批量的生產(chǎn)， 而且孔的位置精度較低。隨著工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率、加工零件方式多樣性以及工藝發(fā)展的 要求的不斷提升 ， 生產(chǎn)效率低、操作工人勞動強度大、加工精度較低的傳統(tǒng)單頭鉆床已不適用于大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)。 隨著中國經(jīng)濟的購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 快速發(fā)展，進入 21世紀，我國機床制造業(yè)既面臨著提升機械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制作裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入 烈的 競爭壓力。 隨著工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率的不斷提升，數(shù)控機床的大量應(yīng)用也日趨廣泛。但將數(shù)控機床作為加工孔的 專用設(shè)備與多軸鉆床相比，投入資金就有點得不償失了。單孔搖臂鉆床作為加工孔的通用機床，生產(chǎn)效率低、操作工勞動強度大，已不適用于大批量的成線生產(chǎn)。于是，多軸鉆床加工成為一種提高生產(chǎn)率的有效措施。而多軸加工逐漸成為一種新的加工趨勢。 多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器。是一種運用于機械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機床設(shè)備。 可以 兩軸 或兩軸 以上同時鉆孔或攻牙，故稱多軸鉆床。一臺普通的多軸鉆床一次能把幾個乃至十幾個孔或螺紋 同時 加工出來。如 果 配上 液 壓 或氣壓 裝置，可以方便的 自動進行快進、工進（工退）、快退、停止 等動作，加工效率更高 。多軸鉆床也稱群鉆床 ， 一般型號 的 可 以 同時鉆 2 孔 ，而且很多機種都沒有軸數(shù)限制，鉆 頭主 軸形式 、 尺寸大小 也 可 以 依客戶之需進行設(shè)計加工 [9 如今 多 軸 鉆床在生產(chǎn)中 的 應(yīng)用已 經(jīng)十分 廣泛，主要用于工件上 多 孔的加工 。 由于普通單軸 鉆床只有一根主軸， 一次 只能加工一個孔 ，如果要加工多孔的工件，只有通過移動夾具 并 多次對刀 來 實現(xiàn)，不僅工人的勞動強度大 ， 而且孔的位置精度低 。 而多 軸 鉆床不僅效率高，在加工成角度的孔時，角度精確，再與數(shù)控相結(jié)合更可以保證距離精度 [4]。 多軸鉆床廣泛應(yīng)用于機械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。 如汽車、摩托車多孔零部件 、 發(fā)動機箱體、鋁鑄件殼體、制動鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽能配件等等。多軸加工生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準備周期短 ， 產(chǎn)品改型時設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多軸加工的范圍 變的 愈來愈廣，加工效率也 在 不斷提高 。 多軸鉆床大體分為兩種類型：可調(diào)式和固定式。 可調(diào)式：適合加工多樣不定性孔件，使用范圍較廣。缺點是精度方面控制有所欠缺，長期使用跑位率相比略高。適合單件加工量不大，長年更換加工件的企業(yè)。 固定式： 適合加工單種大批量 的工件，缺點是加工范圍小，只能加工多孔之間位置固定的工件。 適合 大批量 加工 的工件。 本次設(shè)計主要研究可調(diào)立式雙軸鉆床，也可以稱為可調(diào)立式雙頭鉆床，有兩個主軸配兩把鉆頭，同時加工同一零件上的兩個孔。若要用一臺電動機實現(xiàn)兩個鉆頭的同時轉(zhuǎn)動，需要在設(shè)計時著重注意傳動系統(tǒng)與減速系統(tǒng)的設(shè)計 。 課題解決的問題和設(shè)計時主要的工作 單頭鉆床是機械行業(yè)最通用的設(shè)備 ， 主要用于工件上孔的加工 。 但是傳統(tǒng)的單孔鉆床在大批量生產(chǎn)時存在許多的不足之處。 由于單頭鉆床只有一根主軸 ， 因此，一次只能加工一個孔 。 如果要加工多孔的工件 ， 只有通過移動夾具多次對刀來實現(xiàn) ， 工購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 人的勞動強度大 ,生產(chǎn)效率低， 很難進行大批量的生產(chǎn)， 而且孔的位置精度較低。隨著工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率、 加工零件方式多樣性以及工藝發(fā)展的 要求的不斷提升 ， 生產(chǎn)效率低、操作工人勞動強度大、加工精度較低的傳統(tǒng)單頭鉆床已不適用于大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，而多軸加工逐漸成為一種新的加工趨勢。 本課題就設(shè)計了這么一種雙頭鉆床，這種鉆床 價格相對低廉，體積小、重量輕、操作方便 、 可靠性高，且 可以 同時鉆兩孔的工作方式大大提高了工作效率，減輕 了 工作量，提高 了 工作效率 和加工精度 。 本課題的主要工作包 括以下幾個方面： 1. 廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于多軸鉆床的研究資料，闡述了課題的研究意義，在綜述了國內(nèi)外研究資料和研究目的之后，給出了本文研究的主要內(nèi)容。 2. 深入研究雙頭鉆床的設(shè)計原理，提出多種雙頭鉆床的總體設(shè)計方案，進行各功能的求解，通過分析各個方案的優(yōu)缺點，確定了最優(yōu)方案。 理調(diào)整各零件的相對位置，并繪制鉆床的裝配圖和主要零件的零件圖。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 2 雙頭鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體方案 床總體結(jié)構(gòu) 可調(diào)式 立式 雙頭鉆床 主要由床身、工作臺、 鉆 頭、主傳 動系統(tǒng) 、電 機 等部分組成?？烧{(diào)式立式雙頭鉆 床的設(shè)計需要完成以下 幾 個步驟 ： 通過齒輪間的位置轉(zhuǎn)動實現(xiàn)兩鉆頭間距離的可調(diào)性。 雙軸鉆床的主運動為旋轉(zhuǎn)，由主電動機驅(qū)動，動力通過皮帶輪傳遞給主軸箱 ,主軸箱是雙軸鉆床的主要驅(qū)動裝置。主運動（旋轉(zhuǎn)）及進給運動同時進行。主軸箱驅(qū)動軸的運轉(zhuǎn)由主電機經(jīng)過交換齒輪來驅(qū)動。 通過將加工工件時所需的轉(zhuǎn)矩折算到電機主軸上，通過電機主軸上的轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速算出功率，然后進 行電機的篩選。 采用滾珠絲杠軸向進給。 向的進給系統(tǒng)的設(shè)計： 工作臺橫向、縱向進給：采用滾珠絲杠進給。 計方案選擇 本設(shè)計根據(jù)可調(diào)鉆頭實現(xiàn)可調(diào)功能的原理不同可有兩種 可調(diào)式鉆孔頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計 方案。 ：通過可伸縮式萬向聯(lián)軸器調(diào)節(jié) 本結(jié)構(gòu)用齒輪箱配合萬向節(jié)頭所組成，由于萬向節(jié)頭是可活動軸件，股在限定范圍內(nèi)可左右移動。 萬向聯(lián)軸器的共同特點是角向補償量較大，不同結(jié)構(gòu)型式萬向聯(lián)軸器兩軸線夾角不相同，一般 ≤5° 之間。萬向聯(lián)軸器利用其機構(gòu)的特點，使 兩軸不在同一軸線，存在軸線夾角的情況下能實現(xiàn)所聯(lián)接的兩軸連續(xù)回轉(zhuǎn)，并可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩和運動。萬向聯(lián)軸器最大的特點是具有較大的角向補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 伸縮焊接方式萬向聯(lián)軸器 工作原理： 多軸鉆床的實現(xiàn)主要是由于有多軸器的存在才得以實現(xiàn)的。主軸旋轉(zhuǎn)帶到多軸器中的其他軸轉(zhuǎn)動。多軸器結(jié)構(gòu)由齒輪箱配合萬向節(jié)頭所組成，由于萬向節(jié)是可活動軸件，故在限定范圍內(nèi)可左右移動。在調(diào)整加多軸頭箱內(nèi)有一個主動輪和多個從動輪 ， 主動輪與電機聯(lián)結(jié)，將動力傳給多個從動輪 ， 從動輪再驅(qū)動鉆頭對工件進行加工。多軸鉆床廣泛 應(yīng)用于機械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。 優(yōu)點：在調(diào)整加工孔距時不受齒輪所限制，適合加工不定性孔件，使用范圍較廣可調(diào)式多軸鉆床在其加工范圍內(nèi)，其主軸的數(shù)量、主軸間的距離，相對可以任意調(diào)整，一次進給同時加工數(shù) 孔。在其配合液壓機床工作時 ， 可自動進行快進 、 工進（工退）、快退、停止同單軸鉆（攻絲）比較，工件加工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財力。尤其機床的自動化大大減輕操作者的勞動強度 。 缺點：精度方面控制有所欠缺，長期使用跑位率相比略高。適合單件加工量不大，長年更換加工件的企業(yè)。 ：通過齒輪調(diào)節(jié) 該多軸鉆孔頭是根據(jù)太陽系中太陽、行星及衛(wèi)星的運動規(guī)律設(shè)計的，即：行星繞太陽轉(zhuǎn)動，衛(wèi)星繞行星轉(zhuǎn)動，利用這個運動規(guī)律，還可實現(xiàn)鉆孔軸相對位置的調(diào)整。 此可調(diào)式雙頭鉆床原理如圖： 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 調(diào)式兩軸鉆孔動力頭結(jié)構(gòu)調(diào)整圖 此次設(shè)計主要目的在于改造單頭鉆床為可調(diào)式多頭鉆床。使其可以在較大的范圍和多個工位上同時加工兩個孔，很大程度上擴大了鉆床加工范圍，提高了機床適用性，并保證兩孔的相對位置精度。鉆頭可加工的范圍為： 可通過調(diào)整鉆頭的位置在一個圓上進行等分圓的加 工。 可調(diào)式鉆孔頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 以可調(diào)式兩軸鉆孔頭為例進行說明，圖 孔頭通過連接體 1 與鉆床主軸的不回轉(zhuǎn)部分連接，連接體 1 是一個開口套，用螺釘鎖緊在主軸上；太陽齒輪 3通過錐孔套在主軸回轉(zhuǎn)部分的錐體上，靠摩擦傳遞扭矩。通過行星齒輪 6，太陽齒輪把動力傳給鉆孔主軸 17，行星齒輪 6 在這里是惰輪（ 過橋齒輪 ），在調(diào)整時它只能和整個鉆孔頭一起繞太陽齒輪公轉(zhuǎn)。主軸端部靠彈簧卡頭 21，夾緊鉆頭。為了使該鉆頭結(jié)構(gòu)盡量緊湊，我們盡量選用小尺寸齒輪，衛(wèi)星齒輪 8 與鉆孔主軸 17靠過盈配合傳遞 扭矩，所采用的軸承均為無內(nèi)外圈滾針軸承。調(diào)整時，行星齒輪軸 14， 距離調(diào)整塊 13可帶動衛(wèi)星齒輪 8，滾針軸承 9、 18， 隔離塊 10，襯套 15，止推軸承 16，鉆孔主軸 17，緊定螺釘 19，鉆孔主軸套 20 及彈簧卡頭 21 等繞行星輪軸 14 自由轉(zhuǎn)動，調(diào)整角度 α 。松開連接體 1 的鎖緊螺釘，整個鉆孔頭可以繞太陽齒輪 3，自由轉(zhuǎn)動，調(diào)整回補轉(zhuǎn)角 θ 。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 調(diào)式兩軸鉆孔頭結(jié)構(gòu)圖 4、 9、 孔主軸 優(yōu)點：該系列鉆孔頭，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便，使用可靠，加工效率高，可以在中小批量生產(chǎn)中推廣使用。 缺點： 由于鉆孔主軸相對位置固定，大大限制了調(diào)整鉆孔主軸位置的靈活性，使得該系列鉆孔頭，在同時加工 3個或 4個孔時，孔分布比較規(guī)則時，可以比較方便地調(diào)整鉆孔位置，而且不會使鉆床主軸的受力情況惡化；但當(dāng)孔分布不規(guī)則時，調(diào)整比較麻煩，多數(shù)情況，根本調(diào)不出來，即使可以調(diào)整到位，加工 時也會使鉆床主軸受力惡化。 選用該系列鉆孔頭時，要考慮鉆床的最大加工能力和待加工孔大小相匹配 [12]。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ：通過滑塊機構(gòu)調(diào)節(jié) 圖 1為電動機 , 用快卸夾具 ( 圖中未畫 ) 夾在鋼軌上 ; 經(jīng)二級帶傳動 ( Ⅰ- Ⅱ , Ⅱ - Ⅲ ) 和一級鏈傳動 ( Ⅲ - Ⅳ ) 將動力傳至鉆機上的Ⅳ軸 , 再經(jīng)一級齒輪 ( Ⅳ-Ⅴ ) 傳至鉆頭主軸Ⅴ , 手輪控制鉆頭進給。旋緊螺栓 4 可將鉆機夾緊在鋼軌上 , 拆卸時利用四桿快卸機構(gòu) (圖中未畫 ) 只需幾秒鐘即可使鉆機整體脫離鋼軌。鉆機的移動部分 5 可在導(dǎo)軌 7 上左右移動，移動到孔 位時有定位裝置保證定位精度 , 再用鎖緊螺栓 6 鎖緊。 圖 過曲柄滑塊實現(xiàn)鉆頭可調(diào)原理圖 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)原理簡單，易于實現(xiàn) ， 采用三點鉸接的兩根可調(diào)桿件作為傳動機架 , 使鉆機與動源可分別裝夾 , 解決了鉆頭主軸與動力源相對移動、降速、隔振、傳動副中心距可調(diào)等一系列問題。裝夾方便 , 拆卸迅速，操作方便，實用可靠。 缺點：傳動效率低，占用空間多 [17]。 綜上，經(jīng)過比較后選定方案二為設(shè)計方案 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 3 可調(diào)式 雙頭鉆頭的設(shè)計 圖 頭鉆頭裝配圖 選加工材料，加工直徑 查表 3]得，鋼 =735(M Pa)b?選用單個鉆頭直徑 d=12(設(shè)定鉆頭轉(zhuǎn)速 960(r/查表 3]在 d=12(，取 0 ( m m / r )f ? 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 算高速鋼麻花鉆軸向切削力及扭矩 算單個鉆頭軸向切削力 查表 3]得，軸向切削力公式 0 () d f K N?（ 查表 3]得，加工鋼（ = 7 3 5 M P 時： 1 (1) 當(dāng)鉆頭未磨損時 0 . 78 3 3 . 3 5 1 2 0 . 1 0 . 9 1 . 8 ( k N )F ? ? ? ? ? (2) 當(dāng)鉆頭未磨損時 10 . 78 3 3 . 3 5 1 2 0 . 1 1 2 . 0 ( k N )F ? ? ? ? ? 算單個鉆頭扭矩 查表 3]得 扭矩公式 0d ( N m m ) f K??（ 查表 3]得 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 = （ 1） 鉆頭未磨損 （ 2） 鉆頭磨鈍后 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 ( 0 . 1 0 ) 1 . 0 5 . 9 5 ( k N m m )M ? ? ? ? ? ?（ ） 圖 頭鉆頭及傳動系統(tǒng)中各齒輪和軸所受轉(zhuǎn)矩簡圖 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 ( 0 . 1 0 ) 0 . 8 7 5 . 2 ( k N m m )M ? ? ? ? ? ?（ ）購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 頭中各軸及齒輪的計算 輪 8、 9、 10、 11 的計算 定齒輪 8，齒輪 11 為配對齒輪副中的小齒輪。齒輪 9，齒輪 10 為配對齒輪副中的大齒輪。且兩對齒輪副完全相同，故計算時只計算一對齒輪副 8、 11 即可。小齒輪 8 轉(zhuǎn)速 960(r / ，設(shè)計工作壽命 15 年，每年工作 300 天，兩班制，每班 8 小時。 初選：小齒輪材料 40制） 硬度 280(齒數(shù)8 14z ?大齒輪材料 45 鋼（調(diào)制）硬度 240(齒數(shù)11 21z ?由設(shè)計計算公式進行計算，即 21 1 13( 8 )1112 . 3 2 ( )[]Et u ??? （ （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù)1 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 由 齒輪傳遞扭矩 1 5 ( N m )T ??3）由表 10]選取齒寬系數(shù) 1d? ?。 4）由表 10]查的材料的彈性影響系數(shù) 121 8 9 . 8 ( M P a )5）由圖 10]按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限l i m 8 6 0 0 ( M P a )H? ?，大齒輪的接觸疲勞強度極限l i m 9 5 5 0 ( M P a )H? ?6）由式 60hN 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 9886 0 = 6 0 9 6 0 1 3 0 0 1 5 = 4 . 1 4 7 1 0hN n j L? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 28 ） 9 989 1 4 . 1 4 7 1 0 2 . 7 6 5 1 01 . 5NN u ?? ? ? ?式中 n— 齒輪轉(zhuǎn)速 j— 齒輪每轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù) 齒輪工作壽命（ h） u— 齒輪傳動比 7）由圖 10]取接觸疲勞壽命系數(shù) ,8 0 ；9 0 。 8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 001 ，安全系數(shù) S=1，由式 H N S?? ?（ 得 8 l i m 88[ ] 0 . 9 6 0 0 5 4 0 ( M P a )H N S?? ? ? ? ?9 l i m 99[ ] 0 . 9 5 5 5 0 5 2 2 . 5 ( M P a )H N S?? ? ? ? ?（ 2）計算 1）計算小齒輪分度圓直徑8入 []H?中較 小的值。 21 1 13( 8 )112312 . 3 2 ( )[]1 . 3 5 9 5 0 2 . 5 1 8 9 . 82 . 3 2 ( )1 1 . 5 5 2 2 . 52 7 . 6 9 ( m m ) u ????? ? ??故，取整( 8 ) 2 8 ( m m )2）計算圓周速度 v。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ( 8 ) ( 8 )( 8 ) 2 7 . 6 9 9 6 0 1 . 4 ( m / s )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 ? ??? ? ??? 3）計算齒寬 b ( 8 1 8 1 2 7 . 6 9 2 7 . 6 9 ( m m ) ? ? ? ?） （ ）4）計算齒寬與齒高之比8(8)）( 8 )( 8 )82 7 . 6 9 1 . 9 7 8 ( m m )14? ?( 8 ) ( 8 )2 . 2 5 2 . 2 5 1 . 9 7 8 4 . 4 5 ( m m )? ? ?( 8 )( 8 )2 7 6 4 ? 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù)( 8 ) 1 v m s?， 7級精度，由圖 10]查得動載系數(shù)8 =8=1?由表 10]查得使用系數(shù)8=1 由表 10]用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時，8 ?由 (8)(8) ， 8 ? ,查圖 10]得8 ?；故載荷系數(shù) 1 8 8 8 8 1 1 . 0 7 1 1 . 4 2 3 1 . 5 2 2 6A v H K K K??? ? ? ? ? ?6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 1 338811 . 5 2 2 62 7 . 6 9 2 9 . 1 8 ( m m )1 . 3t ? ? ?（ ） （ ）7)計算模數(shù)8m（ ）8882 9 . 1 8 2 . 0 8 ( m m )14dm z? ? ?（ ）（ ） 按齒根彎曲強度設(shè)計公式為 1138 2182 ()[]F a S z???（ ）（ （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）由圖 10]查得小齒輪 8的彎曲疲勞強度極限8 5 0 0 ( M P a )?；大齒輪 9的彎曲疲勞強度極限9 3 8 0 ( M P a )?； 2）由圖 10]取彎曲疲勞壽命系數(shù)8 ，9 ； 3）計算彎曲疲 勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=下式得 888 0 . 8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 . 5 7 ( M P a )1 . 4F N F S?? ?? ? ?999 0 . 8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 . 8 6 ( M P a )1 . 4F N F S?? ?? ? ?4）計算載荷系數(shù)1 8 8 8 1 1 . 0 7 1 1 . 3 1 . 3 9 1A v F K K K??? ? ? ? ? ?購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 5)查取齒形系數(shù)。 由表 10]查得 8 2 ，9 2 。 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表 10]查得 8 ，9 1 57）計算大、小齒輪[]加以比較 8882 . 8 0 1 . 5 5 0 . 0 1 4 3[ ] 3 0 3 . 5 7F a S ??? 9992 . 5 2 1 . 6 2 5 0 . 0 1 7 1 5[ ] 2 3 8 . 8 6F a S ??? 大齒輪的數(shù)值大 （ 2）設(shè)計計算 38 22 1 . 3 9 1 5 9 5 0 0 . 0 1 7 1 5 1 . 1 3 1 ( m m )1 1 4m ??? ? ??（ ）對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎 曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可以取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù) 就近圓整為標準值 1.5(mm)m ? ，按接觸疲勞強度計算得的分度圓直徑8 2 9 ( m m )d ?，算出小齒輪齒數(shù) 88 1 02 9 . 1 8 1 9 . 4 5 2 01 . 5? ? ? ?（ ）（ 8 ）大齒輪齒數(shù) 9 1 11 . 5 2 0 3 0? ? ?( 8 ) ( 9 ) 1 . 5 ( m m )購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 這樣計算出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 (1)計算分度圓直徑 8 8 1 12 0 1 . 5 3 0 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 8 ） （ ）9 9 1 03 0 1 . 5 4 5 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 9 ） （ ）（ 2）計算中心距 898 , 9 3 0 4 5 3 7 . 5 ( m m )22 ?? ? ?（ ） （ ）（ ）（ 3）計算齒輪寬度 18 1 3 0 3 0 ( m m ) ? ? ?（ 8 ） （ ）圓柱齒輪的實用齒寬在按1計算后適當(dāng)圓整，且常將小齒輪的齒寬在整值的基礎(chǔ)上人為的加寬 5 10(，以防大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位，導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大齒輪單位齒寬的工作載荷。 故取8 3 5 ( m m )B ?（ ），9 3 0 ( m m )B ?（ ）輪 5、 6、 7 的計算 定齒輪 5，齒輪 6，齒輪 7 為相同的齒輪。并設(shè)計 齒輪 6 與齒輪 9 合為雙聯(lián)齒輪，并設(shè)計齒輪 7 與齒輪 10 合為雙聯(lián)齒輪。又因為已算出齒輪 9、 10 的模數(shù)為 以給定齒輪 5、 6、 7 模數(shù)為 作壽命 15 年，每年工作 300 天，兩班制，每班工作 8 小時。 初選： 齒輪材料 45 鋼（調(diào)制）硬度 240(齒數(shù)5 6 7 40z z z? ? ?故得5 6 7 6 0 ( m m )d d d? ? ?（ ） （ ） （ ）購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 齒輪的校核 因為齒輪 5,6,7 為相同材料、相同模數(shù)、相同齒數(shù)的材料，且齒輪 5 受到的轉(zhuǎn)矩為齒輪 6、 7的兩倍。故，只需分析校核齒輪 5即可 1．齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 計算齒輪 6、 7的扭矩 9( 6 , 9 ) 181 3 0 15 . 9 5 9 . 9 2 ( N m )2 0 0 . 9z ? ? ? ? ? ? 式中 ? — 傳動效率， = 計算齒輪 5的轉(zhuǎn)矩 3 ( 6 , 9 ) 12 2 9 . 9 2 0 . 9 2 2 ( N m )? ? ? ? ? ?、 9、 10、 11的計算過程 計算后的 5 6 7 40z z z? ? ?( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) 1 . 5 ( m m )m m m? ? ?(1)計 算分度圓直徑 5 6 7 5 5 4 0 1 . 5 6 0 ( m m )d d d z m? ? ? ? ? ?（ ） （ ） （ ） （ ）(2)計算中心距 565 , 6 6 0 6 0 6 0 ( m m )22 ?? ? ?（ ） （ ）（ ）575 , 7 6 0 6 0 6 0 ( m m )22 ?? ? ?（ ） （ ）（ ）購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 (3)計算齒輪寬度 ( 5 ) 2 5 0 . 6 6 0 3 6 ( m m ) ? ? ?（ ）圓柱齒輪的實用齒寬在按5 （ ）計算后適當(dāng)圓整，且常將齒輪 6、 7 的齒寬在整值的基礎(chǔ)上人為的加寬 5 10(，以防齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯 位，導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增 6、 7 齒輪單位齒寬的工作載荷。 故取67 4 1 ( m m )（ ） （ ），5 3 6 ( m m )B ?（ ）頭鉆頭內(nèi)各軸的設(shè)計 設(shè)定軸的材料為 45 鋼 算軸 I、 最小直徑 由 單個 鉆頭扭矩 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 ( 0 . 1 0 ) 1 . 0 5 . 9 5 ( k N m m ) 5 . 9 5 ( N m )M ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 131 0 ]? （ 式中 1d— 軸 1 最細處直徑， 1T— 軸 1 傳遞的扭矩， 。 []T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， 由于18M T T??又查表 15]的 []T?為 25 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 3315 . 9 5 1 0 1 0 . 6 ( m m )0 . 2 2 5d ???? 當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸強度的削弱。對于直徑100(m m )d ? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 003 ；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 007 故，1 1 0 . 6 1 . 0 7 = 1 1 . 3 4 2 ( m m )d ??；取整值18= 1 2 ( m m ) 計算軸 最小直徑 軸 2、 7不轉(zhuǎn)動，故不受扭矩 故給定軸 2、 7直徑為2 1 2 (m m )d ?， 齒輪(6,9)z，(7,11) 39( 6 , 9 ) 1 ( 7 ,1 1 )81 3 0 15 . 9 5 9 . 9 2 ( N m ) 9 . 9 2 1 0 ( N m m )2 0 0 . 9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 算軸 最小直徑 353 ( 6 , 9 )61 4 0 12 2 9 . 9 2 2 2 ( N m ) = 2 2 1 0 ( N m m )4 0 0 . 9z ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 查表 15]的 []T?為 25 3 333 22000 1 6 . 3 9 ( m m )0 . 2 [ ] 0 . 2 2 5? ? ?? 軸截面上開有鍵槽，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸強度的削弱。對于直徑 100(m m )d ? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 003 ；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 007 故，3 1 6 . 3 9 1 . 0 7 = 1 7 . 5 4 ( m m )d ??；取整數(shù)值3 18(mm)d ?購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 4 傳動系統(tǒng)減速箱設(shè)計 速箱內(nèi)各齒輪 設(shè)計 設(shè)定齒輪箱中兩對齒輪1買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 動系統(tǒng)減速箱齒輪3z、4工作壽命 15年，每年工作 300天，兩班制，每班工作 8小時。 初選： 齒輪 4材料 45鋼（調(diào)制）硬 度 240輪 3材料 40調(diào)制）硬度 280數(shù)3 30z ?，4 45z ?。 的扭矩 3 22( N m )T ??43 1 2 4 . 4 5 ( N m )? ? ? ?小齒輪傳遞扭矩4 2 4 ( N m )T ??式中 ? — 傳動效率， = 、 9、 10、 11的計算過程 計算的 （ 1） 34 1 . 5 ( m m )（ ） （ ）3335 1 . 4 7 341 . 5dz m? ? ?（ ）（ ）大齒輪齒數(shù) 4 1 . 5 3 4 5 1z ? ? ?（ 2）幾何尺寸計算 1)計算分度圓直徑 3 3 3 3 4 1 . 5 5 1 ( m m )d z m? ? ? ?（ ） （ ）4 4 4 5 1 1 . 5 7 6 . 5 ( m m )d z m? ? ? ?（ ） （ ）2）計算 中心距 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 343 , 4 5 1 7 6 . 5 6 3 . 7 5 ( m m )22 ?? ? ?（ ） （ ）