碳塊專用銑床的設計,專用,銑床,設計 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)生姓名 ： 許佳慶 專業(yè) ： 機械設計制造及其自動化 學號 ： 0405110016 指導教師 王棟 所屬系（部） ： 機電系 二〇〇八年五月 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計評閱書 題目：　　　碳塊專用銑床的設計　　 　　 　 機電 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 姓名　許佳慶 設計時間：2008 年3月1日~2008 年6月10日 評閱意見： 成績： 　　　　　　　　　　　　　　　 指導教師：　　　　?。ê炞郑? 　　　　　　　　　　　　　 職　　務：　　　　　 200 年　月　日 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計答辯記錄卡 機電 系　機械設計制造及其自動化　專業(yè) 姓名　許佳慶　　 答 辯 內(nèi) 容 問 題 摘 要 評 議 情 況 　　　　　　　　　 記錄員： （簽名） 成 績 評 定 指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績 注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70%。 專業(yè)答辯組組長：　　　　?。ê灻? 　　　　　　　　　 200 年　　月　　日 iii 摘 要 金屬切削機床是機械制造裝備中最具代表性的產(chǎn)品，在國民生產(chǎn)中占據(jù)十分重要的位置。本次設計說明書主要設計了銑床的結(jié)構，其中減速器設計從電動機的功率確定到最大，最小轉(zhuǎn)速參數(shù)的設計，到標準公比的選用和轉(zhuǎn)速的確定，齒數(shù)，齒輪的確定等都嚴格按照要求設計。通過查閱了多種設計資料確定了主傳動系統(tǒng)結(jié)構，各軸直徑的計算和它們的剛度，強度的校核，齒輪的齒數(shù)，模數(shù)和帶輪的設計，從而確定了主軸箱的大體結(jié)構，從而繪制出各視圖和零件圖。最后結(jié)合各部分的設計設計出銑床的總體圖形,完成碳塊專用銑床的全部設計。 通過本次畢業(yè)設計，不僅使我在大學四年里所學的知識有了更進一步的鞏固與提高，同時也增強了自己查閱資料和獨立分析問題與解決問題的能力，為今后更好地工作與學習打下了堅實的基礎。 關鍵詞： 減速器； 定位 ； 工裝夾具; 銑床; Carbon block special purpose milling machine design Abstract The metals slices machine bed is a machine manufacturing material inside to have most the representative product, copying the very important position in citizen produce, this Reducer design from biggest, the least turns soon the parameter designs the standard compares of choose to use to turn to really settle soon, wheel number, the wheel gear really settles etc, all strict design according to the request, Checking various designs data made sure the lord spreads to move the system construction and turn soon diagram, diametric calculation in each stalk with they just the school of a strength, the wheel of the wheel gear number, the mold counts to spread the design that move the chain with the lord, from but made sure the big construction of the principal axis box, rom but draw the assemble diagram to see the diagram with each direction. Finally, all parts of the design of the overall design of a milling machine graphics, carbon block for milling machine to complete the full design. Through the graduated design that my four years of university knowledge has been made to further consolidate and enhance the same time, it also reinforced its own analysis and problem-solving ability, thus better for the future work and study to lay a solid foundation. Keywords : Reducer； Positioning； Fixture；Milling machine; 目 錄 第一篇 產(chǎn)品分析及方案確定 1 第一章 緒論 1 第二章 動力箱設計 3 第一節(jié) 分析產(chǎn)品 3 第二節(jié) 加工方法 3 第三節(jié) 參數(shù)確定 4 （一）銑削要素 4 （二）選用電機 5 （三）減速器設計 6 （四）齒輪的設計與校核 7 （五）主傳動系統(tǒng)圖 22 （六）軸的設計與校核 22 （七）帶輪參數(shù)的設計 31 （八）箱體的總體設計 33 第二篇 銑床附件的設計 34 第一章 銑床夾具的設計 34 第一節(jié) 銑床夾具的功能 34 第二節(jié) 專用夾具的設計 35 第二章 刀具的設計 36 第三章 機床附件 37 第一節(jié) 導軌的選用 37 第二節(jié) 滑臺的選用 37 第三節(jié) 床身立柱的設計 38 第四節(jié) 排屑 38 第五節(jié) 油漆 38 結(jié) 論 38 參考文獻 40 中英文翻譯 41 太原理工大學陽泉學院----畢業(yè)設計說明書 第一篇 產(chǎn)品分析及方案確定 第一章 緒論 設計的過程是通過分析、創(chuàng)造和綜合而達到滿足特定功能目標的一種活動。在此過程中需不斷的對設計方案進行評價，根據(jù)評價的結(jié)果進行修改，在設計的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。金屬切削機床是機械制造業(yè)的基礎裝備，隨著社會不斷發(fā)展和科學不斷進步對機床設計技術要求越來越高，計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助工程（CAE）應用。使得機床的設計理論和方法由人工繪圖向計算機繪圖，由定性設計向定量設計、由表態(tài)和線性分析向動態(tài)和非線性分析，由可行性設計向最佳設計過渡。 根據(jù)指導教師的推薦，重點選用吳圣莊編著的《金屬切削機床》以及輔助類書刊包括《材料力學》《機械制造裝備設計》《機械制圖》《機械設計》等圖書。 其中，戴曙的《金屬切削機床設計》無疑是系統(tǒng)化介紹和設計車床的資料。它從機床設計的步驟，機床的標準化，機床的總體布局到主要的參數(shù)的確定，（包括尺寸參數(shù)、動力參數(shù)）。在主要的傳動設計中，參考齒輪齒數(shù)和帶輪直徑的確定，是主軸箱的尺寸，軸的軸徑，以及傳動精度等一系列布局。在結(jié)構式，結(jié)構網(wǎng)確定之后，要對傳動件的結(jié)構、材料、構造等進行計算和設計及齒輪的模數(shù)確定等。 傳動件包括齒輪、傳動軸、離合器、制動裝置等。其中對齒輪的拼裝，齒輪太窄或太寬時的處理，齒輪在軸上的定位問題都有比較全面的論述。 傳動軸在反復彎曲載荷和扭曲載荷下不發(fā)生疲勞破壞。剛度方面，軸在彎曲和扭曲載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。高速旋轉(zhuǎn)的軸還應計算其臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生共振，傳動軸首先要估算直徑，然后再進行剛度驗算。提高剛度時可以采用加大軸的直徑縮短軸的長度，使軸上的主動和被動傳動件盡可能的靠近，使傳動件靠近軸。在文獻資料當中《機床設計圖冊》中有關C616的主軸箱軸向展開圖以及剖面圖，外觀圖等，以及各種軸的空間布置，都要參考《圖冊》中提供的東西，是一本比較使用的資料。 傳動件如齒輪和軸的校核都是參照《材料力學》《機械設計》等內(nèi)容和公式來展開的。同時要參考《金屬工藝學》在尺寸的標注以及公差配合等內(nèi)容時，要查閱《尺寸及公差配合》和《機械制造基礎》中的尺寸鏈計算。同時，還有機床的總體布局和裝配，油路等因素的考慮要查閱《機械設計手冊》（化學工藝出版社編）。在制圖的過程中，標題攔的尺寸，圖紙大小以及一些零件的畫法要參考《機械制圖》和《簡明手冊》等工具書。 文獻資料是一個設計者必備的工具，選擇全面的實用的工具是設計者必備的素質(zhì)。面對茫茫書海，我們要在指導老師的引導下挑選合適自己的設計題目的參考資料，并且要多方面收集現(xiàn)代設計中一些先進信息加入到自己的題目中。其實，整個設計的過程就是將大學四年學習的知識融會貫通的過程，很多當時不會用的感覺泛泛的東西通過設計將變的更具體，可行，學會應用資料，為我所用，能將那些規(guī)格化的孤立的零件經(jīng)過計算，設計成一臺可以實現(xiàn)運轉(zhuǎn)的機械，就是我們設計的根本意圖所在了。 我們設計還是比較初級的模型，在實踐中，只有經(jīng)過不斷的改進，才能達到高的生產(chǎn)效率，然而，基礎的知識和原理是設計的源頭，工具書的編者為我們提供了如此系統(tǒng)的、直觀的資料，是難得的財富，要愛護藏書，讓知識美化世界，讓文明凈化人類。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作、學習打下良好的基礎。 由于能力所限，設計中難免有許多不妥之處，懇請老師多多指教。 第二章 動力箱設計 第一節(jié) 分析產(chǎn)品 碳塊的性能 灰份指標 電阻率 熱膨脹率 耐壓強度 體積密度 真密度 XBS-1 ≤7% ≤42 ≤1.0 ≥32MPa ≥1.56g/cm3 ≥1.90g/cm3 通過碳塊和各金屬材料理化性能的比較，可以看出，碳塊為軟材料，加工時可選項用普通高速鋼做為刀具材料。同時碳塊為脆性材料，加工時應采取低速加工，比較慢的走刀速度。 第二節(jié) 加工方法 通過初走分析，碳塊采用專用銑床加工，考慮到碳塊的體積龐大，所以采用立式銑床，直線逆銑銑銷方法。順銑時進給方向上的分力與進給方向相同，由于絲杠存在軸向間隙，該分力大于機床導軌摩擦力時，將會拉動工作臺，造成每齒進給量突然增加，嚴重時會損壞銑刀，造成工件報廢等操作事故。逆銑時無此現(xiàn)象。由于順銑時切削力在進給方向上的分力與進給方向相同，加之目前普通銑床的間隙消除機構不能有效地消除進給絲杠軸向間隙，因此為避免順銑時產(chǎn)生“拉刀”，實際操作中通常采用逆銑。只有在銑削力很小的精銑時，為提高加工表面質(zhì)量，才采用順銑。銑床為專用碳塊銑床，各部分需要重新設計，根據(jù)加工的總行程，確定銑床的各部分的尺寸和性能。 第三節(jié) 參數(shù)確定 銑刀直徑的大小直接影響切力、扭矩、切削速度和刀具材料消耗，不能任意選取 （一）銑削要素 —銑削速度（m/min） —銑刀外徑（mm） —銑刀轉(zhuǎn)數(shù)（r/min） —銑刀每轉(zhuǎn)工作臺移動距離，即每轉(zhuǎn)進給量（mm/r） —銑也每齒工作臺移動距離，即每齒進給量（mm/z） —進給速度（mm/min） —銑刀齒數(shù) —銑削寬度（mm） —銑削深度（mm） —刀具壽命（min） 確定銑削要素： 由于主產(chǎn)品為碳塊，強度32Mpa，所以刀具可選用高速鋼。查《機械加工工藝設備設計手冊》表2.6可用HS180-1 GB9943-88 。 查《機械加工工藝設計實用手冊》表15-55 銑削速度 查《機械加工工藝設計實用手冊》表15-53 采用鑲齒銑刀，每齒進給量 得 計算銑削力 查《機械加工工藝設計實用手冊》表15-48 加工灰鑄鐵時 銑削力 實際的圓周切削力 計算用時 （二）選用電機 銑削功率 機床主軸電坳機功率 選用電動機的功率為 檢驗電動機功率 實際切削功率為 機床主軸允許的功率為 故因此選用的切削用量中以采用。. 查《機械設計基礎課程設計》附表二 選用Y132M—4型電動機 （三）減速器設計 選用立式二級圓柱齒輪減速器 計算總傳動比 選取齒輪齒數(shù) 實際總傳動比 傳動比誤差 傳動比誤差很小，可以選用。 1、計算各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 2、各軸功率和轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 軸名 參數(shù) 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 計算轉(zhuǎn)速n/(r/min) 1440 720 199.4 71.7 功率P/KW 7.5 7.43 7.06 6.71 扭矩T/(N·mm) 99000 78000 340000 890000 效率 0.96 0.965 0.965 （四）齒輪的設計與校核 1、選擇齒輪齒數(shù) 初步確定齒輪齒數(shù) =20 =72 =26 =74 第一對齒輪 齒輪選材 齒寬系數(shù)Ψd 接觸疲勞極限 初步計算許用接觸極限應力[σH] 選擇齒輪類型 選擇齒輪精度 初步計算小齒輪直徑 模數(shù)m的計算 選取基本組齒數(shù)和為92齒輪 查《機械設計》6-5，6-6 按使用條件適用軟齒面 小齒輪: 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS， 大齒輪: 鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為190-240HBS 齒面接觸疲勞強度的計算: 由機械設計書圖6-22得: =800MPa =560MPa 小齒輪循環(huán)次數(shù) 大齒輪循環(huán)次數(shù) 查《機械設計》表6-11求得接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù) 查《機械設計》圖6-23得工作硬化系數(shù) 查《機械設計》表6-12得安全系數(shù) 則==1094.4Mpa ==794.4Mpa （1）選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動; (2)選擇齒輪精度等級 按估計的圓周速度,由機械設計書表6-8初步選擇8級精度; (3)初步計算齒輪的主要尺寸 因電動機驅(qū)動,工作機載荷平穩(wěn),查機械設計書表6-7得: 因齒輪速度不高,取;因?qū)ΨQ布置,軸的剛性較小,取 查《機械設計》表6-10 Ψd=1.2 查《機械設計》表6-7 使用系數(shù) 查《機械設計》表6-8 則 查《機械設計》表6-14,查得:; 重舍度系數(shù) 取小齒輪齒寬 取大齒輪齒寬 按機械設計表3-7,取標準模數(shù) 2、校核齒數(shù)和為92的齒輪 兩齒輪的材料均為軟齒面齒輪小齒輪用鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS，大齒輪選用鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為190-240HBS。 齒輪節(jié)圓速度 轉(zhuǎn)矩 接觸疲勞極限 應力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、 計算許用應力 輪齒彎曲強度條件 計算彎曲應力: 校驗合格 按計算結(jié)果校驗前面假設是否正確 查《機械設計》表6-6 =1.07 查《機械設計》表6-6 =1.55 查《機械設計》表6-8 取 查《機械設計》表6-8 取 查《機械設計》圖6-12，圖6-13得： 由式 因此可用較小一點的齒寬 =40mm 可取小齒輪齒寬 可取大齒輪齒寬 齒面接觸疲勞強度的計算 初步計算 =9.55×× 確定極限應力, 齒面硬度:小齒輪按260HBS,大齒輪按220HBS,查機械設計圖6-22得: =800MPa =560MPa 查機械設計圖6-24得: =300MPa =240MPa a. 計算應力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、 小齒輪循環(huán)次數(shù) 大齒輪循環(huán)次數(shù) 查《機械設計》表6-11求得接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù) 查《機械設計》圖6-23得工作硬化系數(shù) 查《機械設計》表6-12得安全系數(shù) 則==1094.4Mpa ==794.4Mpa 計算公式 查《機械設計》圖6-18得 小齒輪=2.18 大齒輪=2.08 查《機械設計》圖6-19得 小齒輪應力修正系數(shù)=1.81 大齒輪應力修正系數(shù)=1.91 查《機械設計》圖6-20得重合度系數(shù)=0.69 查《機械設計》式6-14計算彎曲疲勞許用應力 查《機械設計》圖6-24 =300MPa =240MPa 查《機械設計》表6-13計算彎曲疲勞強度計算的壽命 系數(shù) 查《機械設計》圖6-25 得尺寸系數(shù) 查《機械設計》圖6-24 得系數(shù) 彎曲疲勞強度安全系數(shù) 查《機械設計》表6-12取 = = c、驗算輪齒彎曲強度條件 比較 因此應按大齒輪校核彎曲疲勞強度 計算結(jié)果表明接觸疲勞強度適合齒輪無需調(diào)整 第二對齒輪 齒輪選材 齒寬系數(shù)Ψd 接觸疲勞極限 初步計算許用接觸極限應力[σH] 選擇齒輪類型 選擇齒輪精度 初步計算小齒輪直徑 模數(shù)m的計算 選取基本組齒數(shù)和為100齒輪 查《機械設計》6-5，6-6 按使用條件適用軟齒面 小齒輪: 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS， 大齒輪: 鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為190-240HBS 齒面接觸疲勞強度的計算: 由機械設計書圖6-22得: =686MPa =539MPa 小齒輪循環(huán)次數(shù) 大齒輪循環(huán)次數(shù) 查《機械設計》表6-11求得接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù) 查《機械設計》圖6-23得工作硬化系數(shù) 查《機械設計》表6-12得安全系數(shù) 則==918.9Mpa ==841.1Mpa （1）選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動; (2)選擇齒輪精度等級 按估計的圓周速度,由機械設計書表6-8初步選擇8級精度; (3)初步計算齒輪的主要尺寸 因電動機驅(qū)動,工作機載荷平穩(wěn),查機械設計書表6-7得: 因齒輪速度不高,取;因?qū)ΨQ布置,軸的剛性較小,取 查《機械設計》表6-10 Ψd=1.2 查《機械設計》表6-7 使用系數(shù) 查《機械設計》表6-8 則 查《機械設計》表6-14,查得:; 重舍度系數(shù) 取小齒輪齒寬 取大齒輪齒寬 按機械設計表3-7,取標準模數(shù) 3、校核齒數(shù)和為100的齒輪 兩齒輪的材料均為軟齒面齒輪小齒輪用鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS，大齒輪選用鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為190-240HBS。 齒輪節(jié)圓速度 轉(zhuǎn)矩 接觸疲勞極限 應力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、 計算許用應力 輪齒彎曲強度條件 計算彎曲應力: 校驗合格 齒輪各系數(shù) 不變位中心距 按計算結(jié)果校驗前面假設是否正確 查《機械設計》表6-6 =1.07 查《機械設計》表6-6 =1.07 查《機械設計》表6-8 取 查《機械設計》表6-8 取 查《機械設計》圖6-12，圖6-13得： 由式 因此可用較小一點的齒寬 =67.2mm 可取小齒輪齒寬 可取大齒輪齒寬 齒面接觸疲勞強度的計算 初步計算 =9.55×× 確定極限應力, 齒面硬度:小齒輪按260HBS,大齒輪按220HBS,查機械設計圖6-22得: =800MPa =560MPa 查機械設計圖6-24得: =300MPa =240MPa b. 計算應力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、 小齒輪循環(huán)次數(shù) 大齒輪循環(huán)次數(shù) 查《機械設計》表6-11求得接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù) 查《機械設計》圖6-23得工作硬化系數(shù) 查《機械設計》表6-12得安全系數(shù) 則==918.9Mpa ==841.1Mpa 計算公式 查《機械設計》圖6-18得 小齒輪=2.18 大齒輪=2.08 查《機械設計》圖6-19得 小齒輪應力修正系數(shù)=1.81 大齒輪應力修正系數(shù)=1.91 查《機械設計》圖6-20得重合度系數(shù)=0.69 查《機械設計》式6-14計算彎曲疲勞許用應力 查《機械設計》圖6-24 =300MPa =240MPa 查《機械設計》表6-13計算彎曲疲勞強度計算的壽命 系數(shù) 查《機械設計》圖6-25 得尺寸系數(shù) 查《機械設計》圖6-24 得系數(shù) 彎曲疲勞強度安全系數(shù) 查《機械設計》表6-12取 = = c、驗算輪齒彎曲強度條件 比較 因此應按大齒輪校核彎曲疲勞強度 計算結(jié)果表明接觸疲勞強度適合齒輪無需調(diào)整 節(jié)圓直徑 中心距 = = （五）主傳動系統(tǒng)圖 （六）軸的設計與校核 主軸部件是機床的重要部件之一。它是機床的執(zhí)行件.他的功用提支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進行切削,承受切削力和驅(qū)動力等載荷,完成表面成型運動.主軸部件通常由主軸及其支承、傳動件、密封件及定位元件組成。主軸部件的工作性能對整機性能和加工質(zhì)量以及機床生產(chǎn)率有著直接影響是決定機床性能和技術的經(jīng)濟指標的重要因素.主軸在工作載荷下，應能長期保持需要的穩(wěn)定的工作精度。以保證工件的加工精度和表面光潔度。在各傳動件、軸承是最重要的組件所以它的選用都有比較嚴格的限制。機床常用的軸承有,滾動軸承、液體靜壓軸承空氣靜壓軸承等,對主軸軸承的要求是旋轉(zhuǎn)精度高,承載能力大,極限轉(zhuǎn)速高,適應變速范圍大,等等。主軸端安裝工件的徑向和軸向跳動是主軸箱設計中要保證的部分。主軸采用圓錐滾子軸承成對安裝，其它軸用深溝球軸承。在使用時，涉及到雙列向心短圓柱滾子軸承間隙的調(diào)整，由螺母經(jīng)套筒壓在內(nèi)環(huán)的端面上。主軸的材料也需要經(jīng)過計算，在該進行熱處理的方位進行處理。 主軸滾動軸承的潤滑可以用潤滑油和潤滑脂來潤滑。關于選用潤滑油還是潤滑脂要根據(jù)轉(zhuǎn)速的高低來判斷。在速度較低時，用潤滑脂比用潤滑油溫度低，在速度較高時，則用潤滑油較好。主軸部件密封的作用，對于油潤滑的主軸部件來說，為的是防止油外泄和灰塵屑末進入。 對主軸的要求： 1、旋轉(zhuǎn)精度：主軸的外圓面和端面用來安裝卡盤，因此應該保證一定的旋轉(zhuǎn)精度 2、剛度：指主軸的抗變形能力； 3、抗震性：提高主軸的靜剛度，采用較大阻尼比的軸承。 4、耐磨性：在安裝軸承、夾具、刀具和主件部位應淬火處理。 5、主軸的材料和熱處理：采用45號鋼。一般機床的主軸軸承為滾動軸承，可用45鋼調(diào)質(zhì)到（220—250）HBS左右，主軸錐孔、卡盤定心軸徑。應淬硬（45—55）HRC 6、主軸軸承的選擇： (1)旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力、大極限轉(zhuǎn)速高. (2)適應變速范圍大,磨擦小噪聲小. (3)抗震性能好使用維護方便等等. a、選擇軸的材料 Ⅰ軸材料選取45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由《機械設計》表2-5查得：，，，；查《機械設計》表2-7，得. Ⅱ軸材料選取45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由《機械設計》表2-5查得：，，，；查《機械設計》表2-7，得. Ⅲ軸為動力主軸，承受較大的載荷，考慮到強度性能問題，所以材料選取鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由《機械設計》表2-5查得：，，，；查《機械設計》表2-7，得. b、初步計算軸徑 查《機械設計》表2-6得 由公式轉(zhuǎn)矩 == 得：d=C mm 各軸最小直徑?d 各軸心距L確定： 軸的校核 畫受力簡圖 軸上受力分析 計算作用于軸上的支反力 C點彎矩 D點彎矩 C點彎矩 D點彎矩 計算軸彎矩,并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖 計算并畫當量彎矩圖 校驗軸的強度 校驗合格 選 C=110 =C=110× =25mm ==110×=38mm ==110×=45mm Ⅰ軸 考慮到軸的最小直徑處要安裝一個帶輪，該軸段應有鍵槽，故將估算直徑加大。并圓整取 Ⅰ軸采用光軸，由上端裝入，中間加齒輪用軸套來固定。齒輪用圓頭鍵和鍵槽配合固定。兩端與箱體聯(lián)結(jié)處用軸承連接，軸承均采用深溝球滾子軸承，尺寸見裝配圖。 Ⅱ軸 該軸有兩個鍵槽，均用來安裝，故將估算直徑加大 并圓整取。 采用階梯軸樣式，由上端裝入。齒輪同樣用鍵和鍵槽配合固定，同時用軸套固定軸的橫向滑動。與箱體連接處同樣用軸承聯(lián)接，采用深溝球滾子軸承，加潤滑油潤滑。各階軸尺寸見裝配圖。 Ⅲ軸 同上，軸上有兩處鍵的配合，直徑加大，并圓整取。 Ⅲ軸由下端裝入，兩端與箱體連接處用圓錐滾子軸承，齒輪用軸套和軸肩固定。各階軸的尺寸見裝配圖。 ===184mm ===250mm Ⅲ軸為動力主軸，承受較大的載荷，所以對Ⅲ軸進行強度和安全系數(shù)的較核。 c、按彎扭合成校核 經(jīng)分析選危險軸Ⅲ軸進行校核 （1）畫受力簡圖 畫軸空間受力簡圖（a），將軸上作用力分解為垂直面受力圖（b）和水平面受力圖（c）分別求出垂直面上的支反力和水平面內(nèi)的支反力。對于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當作集中力作用于軸上零件的寬度中心。 （2）軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：890000 齒輪的圓周力： N 齒輪的徑向力： 4810.8tg=1751N (3)計算作用于軸上的支反力 水平面內(nèi)的支反力 , （4）畫垂直受力圖 （5）計算軸的彎、轉(zhuǎn)矩,并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖 分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖（d）、（e）， 并按進行彎矩合成.畫轉(zhuǎn)矩圖(f)。 （6）計算并畫當量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算，取，則 按計算，畫當量彎矩圖（g） （7）校驗軸的強度 一般而言，軸的強度是否滿足只需對危險截面進行校驗即可，w為抗彎截面系數(shù) 而軸的當量彎矩較大且軸的直徑最小處。 強度校核：考慮鍵槽的影響，查機械設計附表6-8計算， 顯然， 校驗合格，故軸安全。 軸上受力分析及彎矩、轉(zhuǎn)矩、當量彎矩圖 安全系數(shù)校核 材料性能 選C，D鍵 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 彎曲應力幅 彎曲平均應力 扭轉(zhuǎn)切應力 切應力幅平均切應力 綜合影響系數(shù) 安全系數(shù) 復合安全系數(shù) S>[S] 校核安全 （1）查表得40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理后 查《機械設計》表2-2得等效系數(shù) （2）計算抗彎截面系數(shù)、抗扭截面系數(shù) 查《機械設計基礎課程設計》表5-20得 C鍵尺寸 D健尺寸 （3）求綜合影響系數(shù) 因和。C截面上有鍵槽和過盈配合兩種產(chǎn)生應力集中的因素，故應比較兩者的有效集中系數(shù)，從中取大什計算。 鍵槽對軸的有效應力集中系數(shù)，由附表1查出，當 ，A型鍵槽時 過盈配合對軸的有效應力集中系數(shù)。 當，配合為時， 因過盈配合的有效應力集中系數(shù)均比鍵大，取過勇配合時的有效集中系數(shù)計算。 由附表4查出，當材料為合金鋼，毛坯直徑>60-70 尺寸系數(shù) 由附表5查出，當，時，表面狀態(tài) （4）求安全系數(shù)，查《機械設計》表2-2得 求復合安全系數(shù) 查《機械設計》表2-3得 因此S>[S] 軸的強度安全。 （七）帶輪參數(shù)的設計 計算功率 選擇帶型 小帶輪 直徑 大帶輪 直徑 演算帶速V 合適 初取中心距 帶長 中心距a 小帶輪包角 帶根數(shù)Z 張緊力 軸上載荷 V帶傳動計算名義功率 P=7.5KW 查《實用機械手冊》第二版，表10.3-10得=1.1 =(機械設計)=1.1×7.5=8.25KW 查機械設計圖5-7選擇Z帶 查表5-7取=100mm ===200m V==m/s,在速度范圍5～25內(nèi), 帶速合適. 由機械設計公式(5-14)得帶長 = =1079mm 由機械設計表5-8對A型帶選用基準長度=1430mm 1153 計算實際中心距 =170mm B==1568mm a= +=336.3mm 1153mm 取a=340mm 驗算小帶輪包角 =>在要求的范圍以上,包角合適. 確定帶的根數(shù)Z 因為=100mm,2.04 V=7.54m/s 查《機械設計》表5-6得 查《機械設計》表5-9得 因,查《機械設計》表5-11得 因=1430mm, 查《機械設計》表5-12得 故得 Z=5.6 取Z=6根 確定初拉力 由機械設計式(5-17)得單根普通V帶的初拉力 =500 =500 =154.45N 查《機械設計》式(5-18)得壓力 =2Zsin=2×6×154.45×sin=1843.08N （八）箱體的總體設計 箱體的設計查《機械設計實踐》。為了減輕重量和縮短生產(chǎn)周期，箱體采用Q205和Q235鋼板焊接而成。軸承底部可采用圓鋼，鍛鋼或鑄鋼制造；焊接箱體的箱厚約為鑄造體厚的70%到80%，質(zhì)量比鑄造箱體輕1/4—1/2。 齒輪潤滑采用噴油潤滑，故將噴油嘴對準齒輪嚙合處進行噴油，借助油的粘度將油帶到名齒輪嚙合表面進行潤滑，同時也將油甩到箱壁來散熱。 1、潤滑 綜合考慮，選潤滑方式為噴油潤滑。潤滑劑采用50號工業(yè)齒輪油。滾動軸承的潤滑選用飛濺潤滑方式。 2、密封 密封的目的是防止外部的灰塵、水分等進入軸承，同時也防止?jié)櫥瑒┑牧魇?。連接表面應精刨，其表面粗糙度不大于6.3，也可以在機座凸緣上銑出回油溝，使?jié)B入連接面的油重新流回箱底。密封圈選擇半粗羊毛氈圈。 第二篇 銑床附件的設計 第一章 銑床夾具的設計 第一節(jié) 銑床夾具的功能 工件能過銑床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件能過夾具上的定位無元件獲得正確的位置，稱為定位；二是能過夾緊機構合工件的既定位置在加工過程式中保持不變，稱為夾緊。這樣就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 提高生產(chǎn)率 使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正、對刀等輔助時間，采用多件，多工位夾具，以及氣動、液動夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 同時減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 設計中要考慮到的問題； 保證加工精度 這是必須做到的最基本的要求。其關鍵正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。 夾具的總體方案應與年生產(chǎn)納相適應，在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中小批量生產(chǎn)時，夾具應有一定的可調(diào)性，以適應多種工件的加工。 安全、方便、減輕勞動強度 機訂夾具要有工作安全性考慮，心要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。 排屑順暢 機訂夾具中積集切屑會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。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。歷此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。 機床夾具應有良好的強度、剛度和結(jié)構工藝性，機床夾具設計時，要方便制造檢測、調(diào)整和裝配，有得于提高夾具的制造精度。 第二節(jié) 專用夾具的設計 由于銑床所加工的零件碳塊體積很大，所以夾具應是專用的銑床夾具。根據(jù)六點定位原理，采用兩個支撐板做端面定位，其余兩面用輔助支撐定位，浮動可調(diào)手柄壓緊裝置。六點定位原理就是一個物體在三維空間中可能具有的運動，稱之為自由度。在坐標系中物體可以沿X、Y、Z軸和移動及繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動，共有六個獨立的運動，既有六個自由度。所謂工件的定位，就是采取適當?shù)募s束措施，來消除工件的六個自由度，以實現(xiàn)工件的定位。 夾緊機構在機床夾具設計中占有很重要的地位。一個夾具在性能上的優(yōu)劣，除了從定位性能上加以評定外，還必須從夾緊機構的性能上來考核，如夾緊機構的可靠性、操作方便性。夾緊機構的復雜程度不同也基本上決定了夾具的復雜程度。從設計的難度上講，夾緊機構往往花費設計人員較多的心血。設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則： 1、夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位； 2、工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3、夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構必須保證自鎖，機動夾緊應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 4、夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人的操作習慣。 5、夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。 銑床夾具的受力元件及夾具體要有足夠的強度和剛度。由于銑削加工是斷續(xù)切削，夾緊力較大，又容易產(chǎn)生切削振動，在批量大的生產(chǎn)中又往往采用多工件、多工位方案，因此夾具的強度，剛度應給予足夠的重視。銑床夾具一般均設置對刀裝置和定向鍵，保證工件與刀具、工件與進給運動方向之間的位置精度。夾具體底面上的定向鍵一般而論與工作上中間T形槽配合，因為該T形槽精度高，且與導軌縱向運動方向平行。銑床夾具一般要在工作臺上對定后固定。對于矩形銑床工作臺，一一般是通過兩側(cè)T形槽用T形槽螺釘來固定夾具，因此夾具體底板兩端平臺上應開有兩個U形口，U形口中心和定向鍵中心距必須與先用機床工作臺T形槽的中心距相符。 第二章 刀具的設計 刀具是加工中不可缺少的主要部件。根據(jù)碳塊的理化性能可以看出，碳塊是一各比較軟的脆性材料，所以可以選用W18Cr4V高速鋼作為刀具的首選材料。由于動力箱主軸是實軸花鍵盤軸，那么刀具體可以做成套式刀具體，Z軸轉(zhuǎn)動可以用花鍵來限制，Z軸的移動可以用六角螺母和扣緊螺母來固定。為保證刀具的垂直度要求，所用配合均為過盈配合。 刀具體圖形具體如圖： 加工過程中，由于碳塊的理化性能影響，進給量不應太大，進給速度不應太快，應采用逆銑方式，緩慢加工，通常銑一塊碳塊所用的時間為55分鐘。在銑削力的作用下，由于絲桿與螺母總保持接觸，因而沒有絲杠與螺母間隙對銑削的影響，對機床要求不嚴格，適用于工件有硬皮的情況。但是消耗的功率大，垂直分力向上，容易在工作臺產(chǎn)生振動，從而影響粗糙度。此外，刀齒在接角工件時不能立即切入，而有一段滑移過程，使刀具耐用度下降。 第三章 機床附件 第一節(jié) 導軌的選用 由于在銑削過程中會產(chǎn)生很大的振動，為減少振動，宜采用閉式導軌。直線運動導軌的截面形狀主要有四種矩形、三角形、燕尾形和圓柱形。并可互相組合，每種導軌副之中有凸凹之分。 矩形導軌具有承載能力大，剛度高，制造簡單，檢驗和維修方便等優(yōu)點；但存在鍘向間隙，需用鑲條調(diào)整，導向性能差。適用于載荷較大而導向性要求略低的機床。 三角形導軌導向性好，大的頂角用于大型或重型機床。 燕尾形導軌可以承受較大的顛覆力矩，財軌和高度較小，結(jié)構緊湊間隙調(diào)整方便。但是，剛度較差，加工檢驗維修都不大方便。適用于受力較小、層次多、要求間隙調(diào)整方便的部件。 圓柱形導軌制造方便，工藝性好，但磨損后難調(diào)整和補償間隙。主要用于受軸向負荷的導軌，應用較少。 由此分析，選用三角形導軌，間隙用鑲條調(diào)整。 第二節(jié) 滑臺的選用 對應導軌的選擇，為保證相對加工中心與工件中心相對應，滑臺也用三角形槽的滑臺。并在滑臺內(nèi)部中間設有一個與絲杠配合的螺母孔。內(nèi)置一絲杠螺母，能夠進行X方向上的移動和定位?；_與夾具體聯(lián)結(jié)在一起，通過絲杠帶動滑臺從而完成進給動，完成銑削的全過程。 第三節(jié) 床身立柱的設計 銑床床身和立柱均用鑄鐵澆鑄而成，為減輕銑床整體重量和支撐點的強度，床身和立柱均采用傾斜式空心封閉箱形結(jié)構，排屑方便，抗扭剛度高。 第四節(jié) 排屑 排屑是為了不影響加工表面的精度和侍加工表面的尺寸，同時不造成空氣污染和使加工順利進行。由于加工碳塊時產(chǎn)生的排屑物為碳粉飛塵，在加工過和中產(chǎn)生大量的粉塵污染，同時也不利于工作人員的工作。所以排屑裝置應采用能夠很快吸收粉塵的吸塵器。將產(chǎn)生的碳塊粉塵吸到一定的容器內(nèi)，以便他用。 第五節(jié) 油漆 機床裝配完后要進行涂漆，首先為防止機床表面生銹，要在機床床身，立柱表面涂上灰色防銹漆。同時，在加工表面涂上防銹油。床身和立柱內(nèi)外表面均要涂一層綠色油漆，以使機床外表美觀。 此外，由于各方面因素限制，碳塊銑床的設計不是很完善，有侍進一步改進。比如排屑，應設計專門的回收裝置，應在刀片之間開孔做回收裝置，這樣會比較快而且沒有附帶裝置的累贅。還有進給箱的設計，應更加具體，限于設計任務的要求，只做選型，不做具體設計。 結(jié) 論 通過此次設計，我對機床設計的步驟，內(nèi)容表達方式等有了比較系統(tǒng)的掌握，如機床的運動功能設計，總體結(jié)構方案設計，機床主要參數(shù)設計；主傳動系的設計，傳動部件的選取，結(jié)構設計，操縱機構的結(jié)構設計；機床的外觀設計；計算說明書的格式、寫法等，都有了正確的認識。 同時，在設計的思路上，還應用到哲學上的思想；在查閱文獻資料時，一些外文資料的閱讀得益于大學英語的學習：計算校核傳動件時，要用到《高等數(shù)學》的內(nèi)容，在專業(yè)方面的知識如《理論力學》，《材料力學》中的知識更是不可缺少的。 機械設計是一門需要耐心和細心的工作，要求設計人員平心靜氣，一絲不茍的工作，不能有煩躁的情緒，如果能夠融入到設計的氛圍中是有很多樂趣的。經(jīng)過一翻努力最終設計完成了，在設計中難免會有一些不足或欠缺的地方，望老師能夠指導。 參考文獻 1.《機械制造裝備設計》 馮辛安主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械設計》 吳宗澤等 高等教育出版社 3.《實用機械設計手冊》 《實用機械設計手冊》組編 機械工業(yè)出版社 4.《機械加工工藝師手冊》 揚叔子 化學工業(yè)出版社 5.《理論力學》 陳昭儀 航空工業(yè)出版社 6.《材料力學》 戴少度 國防工業(yè)出版社 7.《機械加工手冊》 陳心昭 機械工業(yè)出版社 8.《機床設計圖冊》 上海紡織工學院 上海科技出版社 9．《機械加工工藝裝備設計手冊》機械加工工藝裝備設計手冊編委會期 機械工業(yè)出版社 10．《機械制造技術基礎》 曾志新等 武漢理工大學出版社 11．《實用銑工手冊》 沈海珊等 上?？茖W技術出版社 12．《機床夾具圖冊》 孟憲棟等 機械工業(yè)出版社 13．《機械加工工藝設計實用手冊》 張耀宸等 航空工業(yè)出版社 14．《機械零件課程設計圖冊》 嚴國良等 高等教育出版社 15．《機械設計基礎課程設計》 陳立德等 高等教育出版社 中英文翻譯 1. Market Fragmentation (1) Markets of all kinds are fragmenting at what seems like an accelerating pace. Magazines, beer, soft drinks, and snack foods; radio stations and cable TV channels; audio and Video equipment; cameras, fax machines and copiers, printers, and scanners; appliances, clothing, and financial, shopping, and business services all come in a bewildering array. The sane banking, credit, and investment services may be priced differently depending on age, credit, history, number of accounts, level of account activity, or size of balance. (2)Companies are “sneakerizing” their products, transforming them from relatively low-priced commodities to relatively high-priced specialty items. Sneakers used to be general-purpose, inexpensive mass-market commodities. But sneakers are, as they say, history—and thus candidates for resurrection as higher-priced, nostalgia products in a niche market ! Sneakers have been replaced by “sport shoes” –special-purpose, expensive, occupying niche markets and yet produced in large volume. Supported by aggressive and bole advertising appealing to the emotions, what had been an inexpensive, practical, low-margin commodity has