單面雙軸專用銑床—滑套、主軸、齒輪5、6的設(shè)計和校核

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xxx 機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書論文題目:單面雙軸專用銑床—滑套、主軸、齒輪 5、6 的設(shè)計和校核系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械制造及自動化班 級： 機制 114 學(xué)生姓名： xxx _學(xué) 號： _指導(dǎo)教師： xxx 年 04 月 20 日目錄緒論1第 1 章 總體方案論證.21.1 機床說明21.2 機床結(jié)構(gòu)示意圖21.3 機床電氣控制的選擇21.4 液壓系統(tǒng)的選擇3第 2 章 傳動裝置設(shè)計.42.1 工作進給電機傳動選擇42.2 擬定傳動方案的任務(wù)42.3 傳動裝置的總傳動比及分配.52.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5 第 3 章齒輪 5、6 的設(shè)計與校核.73.1 選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù)73.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計73.3 按齒根彎曲強度設(shè)計93.4 幾何圖形計算11 第 4 章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及計算134.1 初步估算軸的最小直徑134.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計134.3 軸的受力分析以及軸的校核14第 5 章銑削頭的設(shè)計.185.1 銑削頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計.185.2 主軸的設(shè)計.195.3 滑套的設(shè)計.23結(jié)論24參考文獻25致謝26摘 要.4關(guān)鍵詞4Abstract4KeyWords1 緒論學(xué)習(xí)設(shè)計一定簡單結(jié)構(gòu)的機械是我們大學(xué)三年來學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，在臨畢業(yè)之際我和班里幾位同學(xué)一起設(shè)計了這臺單面兩軸專用銑床的總體設(shè)計，指導(dǎo)老師是一位來自河南第一工具廠的老師，她教導(dǎo)我們?nèi)绾卧鯓硬拍茉O(shè)計好一臺能夠被使用的機床，在這個過程中，我們也受益匪淺。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用，它主要由電動機、傳動部分、移動臺、夾具以及底座五部分組成，構(gòu)造簡單而又能滿足加工質(zhì)量。設(shè)計是以河南第一工具廠自行設(shè)計的單面兩軸專用銑床技術(shù)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合其廠內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗及相關(guān)資料的完成，主要介紹專用銑床部件的設(shè)計，包括選材、檢驗、校核等部分。由于編者水平有限，時間倉促，書中不足之處在所難免，懇求各位老師批評指正。1 摘要:在河南第一工具廠的指導(dǎo)老師幫助下設(shè)計關(guān)于單面兩軸專用銑床，設(shè)計內(nèi)容包括：課題來源及現(xiàn)實意義，機床整體設(shè)計和相關(guān)圖表內(nèi)容。其中涉及到機械制造及自動化專業(yè)的各科專業(yè)課程，包機械設(shè)計基礎(chǔ)、現(xiàn)代機械設(shè)計、機械制造工藝學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)等。設(shè)計內(nèi)容以機械傳動裝置總體設(shè)計、移動臺的設(shè)計、夾具的設(shè)計、銑削頭的設(shè)計計算為主。設(shè)計包含設(shè)計的整個流程，涉及了與專業(yè)結(jié)核性較強的課題。銑床設(shè)計是一個綜合機械生產(chǎn)全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來社會的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。關(guān)鍵詞：銑床 機械設(shè)計 花鍵 主軸Abstract：The design specification is on the hot-rolled cone stalk twist drill designed to improve aircraft design including: subject sources and practical significance, the overall design of machine tools and related charts content. Relating to the mechanical manufacturing and automation professional subjects professional courses, including mechanical design basis for modern mechanical design, machinery manufacturing technology, material mechanics and engineering mechanics. Design elements to design mechanical transmission, a rolling mill structure, lubrication and transmission designs, transmission parts of the design and calculation based. Design includes the design of the entire process, involving a tuberculosis strong and professional issues. Mill improved design is a comprehensive integrated production machinery subject to cultivate their comprehensive ability, self-learning ability to adapt to the needs of the community and the future of science and technology development needs.1 KeyWords：Hot-mechanical mechanical design0第 1 章機床的總體說明1.1 機床說明這個機床是單面兩軸專用銑床，它是主要用于加工缸體零件的機床，通過電動機帶動動力軸轉(zhuǎn)動傳送動力，通過減速機的齒輪組來改變傳動力矩，最后通過銑削頭的主軸來帶動銑刀的轉(zhuǎn)動來加工零件。1.2 機床的結(jié)構(gòu)示意圖圖 1-1 機床的總體圖1.3 機床電氣控制的選擇機床采用電動控制，三相電動機可以很簡單的控制工作時電動機的正反轉(zhuǎn)，所以在機床的電氣控制方面選擇 PLC 控制機床。PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計1數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價格便宜的特點。因此本機床的電氣采用 PC 機控制。1.4 液壓系統(tǒng)的選擇機床在運行時有時需要保持電機的轉(zhuǎn)動，而不允許主軸的轉(zhuǎn)動，這個時候一般都需要有壓力作用在主軸上面。一般情況下這樣的壓力機構(gòu)有兩種，一個是機械式手動控制，一個是液壓式控制系統(tǒng)，在這里我選擇的是液壓式控制系統(tǒng)。使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。傳統(tǒng)的機械夾具在松開和夾緊工件時都要費力的用扳手旋擰螺母和移動壓板。然而液壓夾具只需要通過控制油路的通斷就可實現(xiàn)夾具的完整的順序動作控制。有關(guān)統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省 90%~95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。 液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。關(guān)鍵在于夾緊力在定位和夾緊過程中保持恒定不變。從而確保了同一道工序下的加工質(zhì)量一致性，即提高重復(fù)精度，故此由于變形造成的廢品率將會微乎其微。成批零部件的互換性也會達到理想的指標(biāo)。然而這一點幾乎是機械夾具無法做到的。在針對無法設(shè)定剛性支撐或加工薄壁零件時，液壓輔助支撐是最佳的選擇。它可以在任意的位置對工件產(chǎn)生支撐力，起到輔助定位的作用，尤其對于非加工表面的支撐定位更是非它莫屬，有力的解決了困擾我們的過定位問題。 液壓夾具的第三個優(yōu)勢就是最適合加工零件擺放緊湊和采用手動夾緊時空間受限制的場合，這是流體控制得天獨厚的優(yōu)勢。這就可以實現(xiàn)多個零件在一個夾具體上同時裝夾和加工。所以本設(shè)計毫無疑問的選擇液壓夾緊。2第 2 章 傳動裝置設(shè)計傳動裝置總體設(shè)計的任務(wù)是擬定傳動方案、選擇電動機、確定總傳動比并合理分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為各級傳動零件設(shè)計、裝配圖設(shè)計作準(zhǔn)備。2.1 工作進給電機傳動選擇選擇齒輪傳動在扭矩輸出方面沒有其他的傳動方式可以超過，因此一般要求極高扭矩輸出的情況下使用?？梢酝ㄟ^齒輪組的切換得到不同的轉(zhuǎn)速比，從而適應(yīng)更廣泛的加工需求。大、中型數(shù)控機床采用這種變速方式。通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。而帶傳動通常是減速傳動，以期用較小的電機獲得更好的低速性能，但無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速比的切換。高端鏜銑類數(shù)控設(shè)備上已經(jīng)很少看到這種傳動方式了。主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機床。根據(jù)本設(shè)計和生產(chǎn)要求選擇齒輪傳動。2.2 擬定傳動方案的任務(wù)傳動方案一般用運動簡圖表示。擬定傳動方案就是根據(jù)工作機的功能要求和工作條件，選擇合適的傳動機構(gòu)類型，確定各類傳動機構(gòu)的布置順序以及各組成部分的聯(lián)接方式，繪出傳動裝置的運動簡圖 2-1。3圖 2-1 減速機示意圖2.2.1 選擇傳動機構(gòu)類型由于負載比較大，考慮緩沖吸振及過載保護問題，第一級轉(zhuǎn)動選用彈性聯(lián)軸器，又因為傳遞功率教大，考慮較高效地傳動和結(jié)構(gòu)緊湊的要求，隨后的幾級傳動選用閉式齒輪傳動和交換齒輪。2.2.2 多級傳動的合理布置傳動裝置需要選用不同的傳動機構(gòu)，以多級傳動方式組成。其中傳動能力較小的聯(lián)軸器布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)機構(gòu)緊湊、勻稱。同時，聯(lián)軸器傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)、緩沖吸振、減少噪聲的特點，而閉式齒輪傳動布置在速度較低的軸上。2.2.3 選擇電動機選擇電機 Y225M-6 型臥式電動機，額定功率為 30KW，電機轉(zhuǎn)速為 980 r/min，見《機械設(shè)計》 【1】 。安裝 D=55，螺栓直徑 M12，見《機械設(shè)計》 【1】 。2.3 傳動裝置的總傳動比及其分配2.3.1 計算總傳動比由電動機轉(zhuǎn)速 和輸出的的轉(zhuǎn)速 可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：mnn?，取 i=103.91058?wi傳動裝置總傳動比是各級傳動比的連乘積，即。78563412.ii2.3.2 合理分配各級傳動比初選 。4.2,1,,78563412??ii2.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)由《機械設(shè)計》 【1】 得：閉式圓柱齒輪傳動效率為 0.96～0.98，選 ,聯(lián)0.97??齒軸器傳動效率為 0.99～0.995，選 ,滾動軸承 。9.01??9.02??2.4.1 各軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)4#0min980n0r?#1i421i#2in590n342ri?# mi21562i#4in04.n7834ri?2.4.2 各軸輸入功率 ()PKW各軸輸入功率分別為： 7.29.0301d# ????KWP52.8120齒 39.581#齒 0.67903732 ???齒?KP25643#齒2.4.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T?（ Nm）各軸輸入轉(zhuǎn)矩分別為：m42.8907.95n0# ????N.5.211# ?PT6.10743950n922# ?????Nm.25.633# ?PT5m297.45106.59n5044# ????NPT第 3 章 齒輪 5、6 的設(shè)計與校核3.1 選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù)（1)選擇精度等級銑削機床為一般工作機器，速度不高，故齒輪選用 8 級精度（2)選取齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度雖傳遞功率較大，但轉(zhuǎn)速不高，選用軟齒面齒輪傳動。齒輪選用便于制造且價格便宜的材料，小齒輪（齒輪 5）：45 鋼(調(diào)質(zhì)處理)，硬度為 250HBS；大齒輪（齒輪 6）：45 鋼(調(diào)質(zhì)處理)，硬度為 230HBS(3)選齒數(shù) Z1,Z2 Z1=31， u=1.06 ,Z2 =33。（4)選取螺旋角。 β =15o。因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核其彎曲疲勞強度。3.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計按參考文獻[機械設(shè)計]式 10-21，設(shè)計公式為3 21d21??????????????HEtt ZuTKd????（1）初選載荷系數(shù) t試選載荷系數(shù) 1.5t?（2）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T1小齒輪名義轉(zhuǎn)矩T1=1067.65 N m=1067650N mm??6（3）選取齒寬系數(shù) d?查參考文獻[2]，又知齒輪傳遞的功率不大，故選齒寬系數(shù) 0.25。（4）彈性系數(shù) EZ查參考文獻[2]，查取彈性系數(shù) 189.EaZMP?（5）節(jié)點區(qū)域系數(shù) H節(jié)點區(qū)域系數(shù)由參考文獻[2]查詢得 02.()HZ??（6）接觸疲勞強度極限 、lim1H?li2由參考文獻[2]查得=500MPa, =460MPalim1H?li2（7）接觸應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 、1N設(shè)齒輪工作壽命為 10 年（每年工作 300 天） ，雙班制，由參考文獻[2]式 10-13 N1=60njLh， 得：N1=60n1jLh=60×245×1×（2×8×300×10）=7.056×10 8N2=N1/1.06=6.657×108（8） 接觸疲勞強度壽命系數(shù) 、1HNK2由參考文獻[2]查取接觸疲勞強度壽命系數(shù)=0.88， =0.91HNK2N（9）接觸疲勞強度壽命系數(shù) S取失效概率為 1%，接觸強度最小安全系數(shù) =1S（10）計算許用接觸應(yīng)力由參考文獻[2]式 10-12 ，得??KNlim????MPaSHNH4018.501lim1??962li27????a427214021MPH??????（11）由參考文獻[2]查得 ，則 。,78.1a?.a 58.12??（12）試算小齒輪分度圓直徑 td（?? m43.169)427(06.158.20.u.d2332a1t1t ??????）（ HEZTK???13）計算圓周速度s/.53.94.16ndvtt?（14）計算齒寬 b 及模數(shù)，m ntb= m6.243.925.01???td?mnt= 8051cos6cos5?zt?h=2.25mnt=2.25× .8.73.142?hb（15）確定載荷系數(shù)由參考文獻[2]查取使用系數(shù) ；1?AK根據(jù) ，由參考文獻[2]查得動載荷系數(shù) ；s/m17.2vt? 1.?VK直齒輪傳動，齒間載荷分配系數(shù) ；4.Ha由參考文獻[2]查得齒向載荷分配系數(shù) 。81?故載荷系數(shù) 30.24??????HVAK（16）修正小齒輪分度圓直徑 。1dm98.5.1/3024.69/3tt1（17）計算模數(shù)。mn= .61cos0.5cosd51 ????z?3.3 按齒根彎曲強度設(shè)計8按參考文獻[2]式 10-5，設(shè)計公式為??3a215cosmFSadYzKT??????（1）計算載荷系數(shù)25.4.1.1?????Av（2）根據(jù)縱向重合度 ，由參考文71.05tan3.08.tan38.05 ???????zd獻[2]查得 Yβ =0.88。（3）計算當(dāng)量齒數(shù) 62.315cos3z1v????84.2v（4）查取齒形系數(shù)由參考文獻[2]查得；28.1a?FY06（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考文獻[2]查得；65.1?SaY2（6）彎曲疲勞強度壽命系數(shù) 、1NY2由參考文獻[2]查得 ;12?FNK（7）彎曲疲勞強度安全系數(shù) FS取彎曲強度最小安全系數(shù) =1.5（8）由參考文獻[2]查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲MPaFE4201??疲勞強度極限 MPaFE3802??9由參考文獻[2]式 10-12 ，得??SKNlim???? a0.285.1401 MPaSKFEFN???3322（9）計算大小齒輪的 ,并加以比較。??FSaY?01347286501a???FS??9632aFSY?大齒輪的數(shù)值比較大。（10）設(shè)計計算??3a215cosmFSadYzKT??????= ??m37.501496.8.1.05cos67.223 ?????對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的齒面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的齒面模數(shù)，取 mn=6,可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 d1 來計算齒數(shù)。于是由Z1 = =n?cosd3615cos98.20??取 Z1=33,Z2=33×1.06=35。3.4 幾何尺寸計算（1) 計算中心距 ????mmzan19.25cos263cos21??????將中心距圓整為 211mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角????????152632)(zcosar1n?10因 值變化不大，故 、 、 等不必修正。????KHZ（3）計算大、小齒輪的分度圓直徑mmn9.20415cos63zd1????n.721?（4）計算齒輪寬度mdb2.519.2045.1????圓整后 ， 。mB501?2（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮到 2 軸的直徑設(shè)計，故設(shè)計小齒輪為軸齒輪，大齒輪選用輻板式結(jié)構(gòu)， 其他有關(guān)尺寸按推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，以小齒輪為例繪制工作圖如圖 2-1。圖 2-1 小齒輪零件圖11第 4 章軸的設(shè)計考慮到軸上的兩個齒輪分別是由軸的兩端裝拆，并且 2 軸上的齒輪與 3 軸上的齒輪不發(fā)生干涉現(xiàn)象，其中齒輪 6 一端除了采用軸環(huán)軸肩定位以外，另一端可以采用墊定位如果采用套筒定位的話，會使得零件之間的間距過大，這樣會增加結(jié)構(gòu)的重量，所以最好是采用圓螺母和止動動墊圈定位，圓螺母固定可靠，裝拆方便，可以承受較大的軸向力。4.1 初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻[2]表，于是得 ，故3/npCd?取 取最小直徑為 60mm??md 081.5632.14/30.261807????4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案圖 3-1 所示。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1）裝軸承段：該段軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔來決定，軸承 4 型號為圓錐滾子軸承30214，尺寸為 ，故取 =70mm， =168mm。5.26170d???BD1d1l122）此處存在軸肩知軸肩高度 ， =68mm， =4mm。d07.h?22l3）裝大齒輪 2 段：根據(jù)大齒輪設(shè)計尺寸，故 =85mm，已知齒輪輪轂的寬度為390mm，軸段長度應(yīng)比輪轂寬度小，故 l3=63mm。4）齒輪的右端采用軸肩定位。軸肩高度 知 =83mm， =4mm。d07.h?44l5）過渡段：根據(jù)裝配關(guān)系，故 =90mm，l 5=36mm。5d6）齒輪的左端采用軸肩定位。軸肩高度 知 =86mm， =4mm。.44l7）裝軸承段（第 7 段）：該段軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔來決定，軸承 5 型號為圓柱滾子軸承 NU216，尺寸為 ，故取 =80mm，軸段 3 的長度5.31408d???BD7d由滾動軸承寬度 B，取 =36mm。7l8）齒輪 5 段，根據(jù)齒輪 5 設(shè)計軸段，故 d8=80mm，長度不長于輪轂寬度，故l8=81.5mm。（3）軸上零件的周向固定齒輪與軸的周向固定采用平鍵聯(lián)接。同時為了保證帶輪與軸的良好對中性，根據(jù) =75mm 查文獻 【2】表 6-1 的平鍵截面 22x14x100，采用 H7/js6 的配合，滾動3d軸承與軸的周向定位由過的配合來保證配合為 js6，螺母采用螺紋聯(lián)接 。（4）定向軸肩處的圓角半徑 R 的值見表 15-2。軸端倒角取 。?452?4.3 軸的受力分析以及軸的校核(1）作用在齒輪上的力作用在齒輪 5 的力 NFtt284575?r103a.645作用在齒輪 6 的力 t8576t?NFr3.05ra626（2）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的結(jié)構(gòu)簡圖。在確定的軸承的支點位置 a=23mm，因此13作為簡支梁的軸的支承跨距為 m17938432??L(3）計算支承反力 )()( 2511FFttAS?mL5.10732??NAS6943 NASB 36.17a45??在垂直面上 由 得?0M??LFFLBZ 824.179d214a5a3r514r ??求得 2311.176N5r4BZA??4A總支承反力：N681.3509722???BSZBAAF(4）畫出彎矩圖水平方向 AZAZMmNLFM,1.467293??BB ,3058垂直方向 LFAS.2411?mNMB73609.8572a/AS?4125/B??故 mNAZSA .02MBZB79.82??AZSA .012/// ?14mNMBZSB .537922/// ???彎矩圖如圖 3-2。圖 3-2 彎矩圖(5）軸的強度校核低速小齒輪剖面，因彎矩大有轉(zhuǎn)矩還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故低速小齒輪 5 剖面為危險截面。 dtbw2)(1.04??對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，通常轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，取折合系數(shù)為 ，對彎6.0??扭合成最大截面 C 左側(cè)剖面其中 ,d=80mm,M= ，T=T?????22TMca??dtbw2)(1.04??maxM215帶入數(shù)據(jù)計算得 31.5MPa =60MPa，故安全。?ca???1-?(6）校核鍵的強度齒輪和軸的配合鍵 22x14x50, =75mm, ，求得 MPa3ddhl4pT?16.0p??查表 6-2 的 =100～120MPa 故強度足夠。??p?(7）校核軸承壽命查表 13-7 軸承 4 6287.96N?3368.0Fd軸承 5 11778.28N4向左NFaa52.723/??3/418ddF??因此左軸承被壓緊，右端被放松。故軸向力穩(wěn)定。軸承 3 = NaF52.178/4??ad軸承 4 =11778.28N因此軸承 5 為受載較大的軸承，按照軸承 5 計算故eFa??9.13pNFa.193287.01.3??=5018.36h38400h???????cnLh60故選擇的軸承滿足壽命要求。16第 5 章 銑削頭的設(shè)計5.1.銑削頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1 銑削頭材料選取和尺寸設(shè)計銑削頭箱體不需要大的工作載荷所以不對材料要求大的強度，選取一般鑄鐵即可根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)，以及人性化設(shè)計要求，取總長為 1.6m 高度為 0.7m，寬為0.63m。5.1.2 銑削頭與傳動軸的花鍵連接設(shè)計單軸兩面專用銑床的動力由一臺電動機提供，通過軸和齒輪組的動力傳動來為工作傳提供動力，所以由減速裝置的 IV 號軸和銑削頭的主軸傳動連接部分用花鍵來銜接，如圖 5-1 所示。圖 5-1 主軸右端花鍵軸銑削頭上的花鍵采用內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)，矩形花鍵結(jié)構(gòu)，而且是動連接。5.1.3 銑削頭的制動方式選擇應(yīng)用于機械的制動方式有兩種，分別是手動控制和液壓控制，這里我選擇的是17液壓控制，因為機器的傳動力比較大，使用液壓控制可以有很好的緩沖防止機器由于突然制動而劇烈震動，造成機器的損壞，同時液壓控制也有著精確，靈敏，快速的特點，可以常在頻繁的使用中保持很高的穩(wěn)定性所以，所以選擇液壓式控制。5.1.4 液壓控制圖示說明如圖 5-2，液壓結(jié)構(gòu)為兩面對稱，當(dāng)需要對軸壓緊制動時，液壓裝置開始對軸施加壓力對軸抱緊，此時的兩側(cè)壓力大小是一樣的都是完全對稱的力，這樣才能保持主軸的平衡，同時使軸在壓力下無法運動，從而實現(xiàn)了對軸的制動，如果不再需要制動只需跳動液壓閥門改變狀態(tài)即可，主軸在被施加壓力時，需要一層墊片來保護主軸的表面防止由于壓力導(dǎo)致主軸的表面被壓壞，出現(xiàn)劃痕從而出現(xiàn)機器運行時放出噪音。5-2 液壓機構(gòu)示意圖5.1.5 銑削頭的工作說明主軸的右端通過花鍵連接動力軸，主軸獲得動力來源開始轉(zhuǎn)動,主軸的左端通過內(nèi)鍵槽連接銑刀帶動銑刀開始工作，同時主軸也可以通過左右移動來控制加工的范圍，通過液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)對工作步驟的具體操作。5.1.6 銑削頭的日常維護由于銑削頭為鐵制品，所以需要防銹處理，出廠時進行噴漆防銹處理，因為油18漆可以隔絕外界空氣，防止空氣中的水分和氧氣在長時間的接觸中氧化腐蝕機器表面。同時在使用過程中盡量防潮，工作環(huán)境保持干燥環(huán)境，再半年進行一次機器清理和噴漆維護。5.2 主軸的設(shè)計主軸指從發(fā)動機或電動機接受動力并將它傳給其它機件的軸。 主軸亦稱“光軸”，是“主光軸”的簡稱：在光具組中具有對稱性的直徑。如球鏡的主軸是通過鏡面中心與鏡面垂直的直線。透鏡或光軸光具組的主軸是各透鏡面中心的連線。該主軸在工作中需要一個滑套與其配合，因為沒有滑套的話主軸會直接與液壓機構(gòu)相接觸，那樣機器運行的話很容易造成磨損，損壞機器所以一定要使用滑套來與主軸相配合。5.2.1 軸的尺寸設(shè)計銑削頭箱體中的主軸在工作運行中，起著傳遞力矩，控制銑削頭工作位移的作用，相對于減速裝置中的幾根軸，該軸的受力也必須滿足工作需求，所以在預(yù)先設(shè)計尺寸時，需要對軸的尺寸設(shè)計的略微超過滿足需求的尺寸。圖 5-3 主軸根據(jù)銑削頭的箱體結(jié)構(gòu)和銑刀的結(jié)構(gòu)來設(shè)計主軸的尺寸，軸總長為 1485mm，左端直徑最大處為 221mm 整個軸為階梯式軸直徑從左到右分別為221mm，165mm，160mm，155mm，150mm，140mm，120mm。每兩段之間都有退刀槽，每段的長度分別為 65mm，95mm,113mm,55mm，619mm,,56mm，44mm，128mm,310mm。5.2.2 軸的材料選擇軸需要傳遞扭矩，所以需要滿足硬度要求，選取 45 號鋼。5.2.3 軸的維護19軸的日常使用中需要一定的保養(yǎng)，防止工作環(huán)境中有較多的灰塵，因為灰塵會進入機器關(guān)鍵部位造成機器的磨損，減損機器的壽命。由于液壓機構(gòu)要對主軸施加壓力，所以在主軸與壓力機構(gòu)之間的墊片需要經(jīng)常檢查防止由于墊片損壞導(dǎo)致機器損傷。5.2.4 主軸與銑刀座的連接軸的左端有一個錐度為 7:24 的內(nèi)接孔，用于安裝銑刀座，因為銑刀底座是標(biāo)準(zhǔn)件，工廠里的銑刀都有這樣一個錐度的形狀，這樣也有利于定位安裝，使中心度更加精確，銑刀座的右端是一個截面為圓的長柄正好安裝在主軸的中間圓孔，長柄的右端在主軸的右端被一個螺母緊緊固定，這樣可以把銑刀完全固定，因為銑刀在工作中要施加非常大的力，很有可能會導(dǎo)致銑刀的松動，所以長柄就起到了一個拉緊的作用，保護銑削頭能夠穩(wěn)定的工作，主軸的左端面與銑刀座的右端面用螺釘固定，這也是對銑刀座的固定，所以在日常生產(chǎn)中有必要經(jīng)常對這幾個關(guān)鍵部位進行檢查，防止出現(xiàn)加工意外。5.2.5 主軸右端與傳動齒輪的連接連接一般分為焊接，和鍵接，傳動一般都用鍵接，當(dāng)傳動力矩不是太大時，選用單鍵連接，而當(dāng)力矩很大時，為了保證傳動穩(wěn)定，一般選取矩形花鍵連接，如下圖 5-4 所示。20圖 5-4 花鍵結(jié)合示意圖花鍵連接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成，花鍵連接是平鍵連接在數(shù)目上的發(fā)展，但是由于結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同，與平鍵連接比較，花鍵連接在強度、工藝和使用方面一下幾個優(yōu)點：第一是因為在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故連接受力比較均勻；第二是因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸和轂的強度消弱較少；第三齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷，第四是軸上零件與軸的對中性好，第五點是導(dǎo)向性好；第六點是可用磨削的方法來提高加工精度及連接質(zhì)量。其缺點就是齒根任由應(yīng)力集中：有時需要專門的設(shè)備來加工：成本比較高。因此花鍵連接適用于定心精度高、載荷大或者經(jīng)?；瑒拥倪B接。由于銑削機床的工作加工力非常大，而且是粗加工，所以在傳遞力矩時不能只用一個鍵槽來帶動主軸的轉(zhuǎn)動，那樣會導(dǎo)致鍵的損壞，所以我選擇了花鍵連接，花鍵采用矩形花鍵，這樣更容易傳遞力矩。主軸的右邊一段軸是一段花鍵軸，用于和傳動齒輪的連接，傳動齒輪利用鍵槽帶動外花鍵轉(zhuǎn)動，外花鍵轉(zhuǎn)動帶動主軸轉(zhuǎn)動。5.2.6 花鍵的尺寸設(shè)計設(shè)花鍵長度為 40mm，外花鍵直徑 120mm，內(nèi)花鍵直徑 100mm，齒數(shù) 10，齒面經(jīng)過熱處理查表得 。??a20pMP?21花鍵的連接強度校核 ??a20pa6.2108107.2945zhld2m3p MPT ????????所以花鍵的材料和尺寸滿足工作需求，設(shè)計達到標(biāo)準(zhǔn)，如圖 5-5 所示。圖 5-5 花鍵軸5.2.7 主軸最小半徑校核選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機械設(shè)計》 【1】 得 ，故取 3/npCd?md41.6805/2.13???直徑滿足要求。軸承的選擇左邊主軸上在距離左端面 180mm 處加裝型號 B2268132-5 的滾動軸承，該軸承的尺寸為 160x240x96mm。在主軸右端距離右端面 270mm 處加裝型號為 D3282130K 的滾動軸承，該軸承的尺寸為 150x225x56mm。5.3 滑套的設(shè)計該滑套是安裝在主軸外表面上的，用于保護主軸的裝置，在工作過程中它起到一定的緩沖作用，由于液壓機構(gòu)有時需要在主軸上作用很大的壓力，所以很有可能導(dǎo)致主軸表面的損傷，而滑套就起到了一個緩沖的作用，在滑套和主軸之間是一層墊片，因為金屬之間不能直接相互作用比較大的力，用一層墊片會起到很好的保護22作用?；椎亩ㄎ皇歉鶕?jù)主軸而確定的，由于滑套是在主軸的外面，完全包圍主軸，所以滑套的內(nèi)徑尺寸也是完全有主軸的而決定的，外徑尺寸則由箱體，或者自身需要而決定。5.3.1 滑套的尺寸設(shè)計滑套的中心是空的用于裝填主軸，所以他的內(nèi)徑尺寸受限于主軸，必須大于主軸的半徑，所以選取第一段內(nèi)徑為 240mm，長度為 178mm，第二段內(nèi)徑為 230mm，長度為 132mm，第三段內(nèi)徑為 230mm，長度為 300mm，第三段內(nèi)徑為 230mm，長度為267mm，第四段內(nèi)徑為 215mm，長度為 12，第五段內(nèi)徑為 225mm，長度為 62mm；外徑尺寸根據(jù)滑套的自身要求和箱體結(jié)構(gòu)來確定，由此可以選取外徑統(tǒng)一為 300mm 。5.3.2 滑套的材料選擇滑套的作用是保護主軸，承受液壓機構(gòu)的壓力，全面積都要承受壓力，所以材料的選擇要以耐用為主，選擇 40Cr。5.3.3 滑套的日常維護滑套由于要承受液壓機構(gòu)的壓力，所以受力很均勻不容易產(chǎn)生受力變形，日常生產(chǎn)中需要多注意的是保養(yǎng)滑套與主軸之間的墊片是否損壞。23總 結(jié)隨著充滿美好回憶的大學(xué)生活的結(jié)束，我們作為畢業(yè)前最后的晚餐——畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲，這次畢業(yè)設(shè)計我做的題目是單面雙軸專用銑床的滑套和主軸設(shè)計。自行設(shè)計對于我們來說是非常困難的再加上時間緊促，我們只能借助網(wǎng)上搜尋相關(guān)信息、到圖書館借閱相關(guān)文獻資料、參考以前學(xué)長學(xué)姐的作品再加上自己的一些想法等方式，嚴格按照設(shè)計要求的步驟最終完成此項大學(xué)里的最后作業(yè)。本次設(shè)計的思路支座體的工藝設(shè)計是主要從主軸和滑套的用途、生產(chǎn)量、安裝位置以及經(jīng)濟角度等方面考慮，設(shè)計了主軸和滑套的加工工藝過程以及加工過程中所使用的定位裝置。機加工過程順序的安排是依據(jù)“基面先行、先粗后精、先主后此”的原則進行的。對 Φ30 重要軸的加工則是先加工外圓，粗精加工分開進行并車削圓柱底面進行的，總之，每個加工部位都是其形狀、位置和條件要求選擇的比較合適的加工方法和順序。從這次設(shè)計中我發(fā)現(xiàn)了很多問題，經(jīng)過一段時間的實習(xí)，好多理論知識記憶已經(jīng)開始模糊了，制作 CAD 圖形的能力下降好多細節(jié)地方（如比例設(shè)置、快捷鍵等）欠佳，各方面知識的綜合能力較弱等等。我也從中學(xué)到了很多，相對于以前的課程設(shè)計多了很多思考和研究 ，鍛煉了組織能力，切身體會到了機械設(shè)計零件的整個步驟等。我相信通過本次設(shè)計會對以后的工作和學(xué)習(xí)又非常重要的影響，雖然這個設(shè)計還有很多漏洞，但是設(shè)計的過程中我所學(xué)到和鍛煉的能力是我最大的收獲和財富！