XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號: 姓名: 指導(dǎo)老師: 職稱: 摘要 本文介紹了立式數(shù)控銑床XK714的一些基本概況,簡述了機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)方面的原理和類型,分析了各種傳動(dòng)方案的機(jī)理,立式數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)包括了主軸電動(dòng)機(jī)、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件三部分組成。其次詳細(xì)介紹了XK714的設(shè)計(jì)過程,該立式數(shù)控銑床主軸變速箱是靠齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的,主軸變速采用雙聯(lián)滑移齒輪。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長,傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。文中介紹了數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)各種優(yōu)缺點(diǎn)的比較,主傳動(dòng)方案的選擇和確定、主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、主軸組件的設(shè)計(jì)、軸承的選用及其潤滑、關(guān)鍵零件的校核等。 關(guān)鍵詞:立式數(shù)控銑床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、主軸組件 一. 緒論 (一)概述 1.數(shù)控銑床概述 數(shù)控銑床是一種功能很強(qiáng)大的數(shù)控機(jī)床,目前迅速發(fā)展起來的加工中心柔性加工單元都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,兩者都離不開銑削方式,由于數(shù)控銑削方比較復(fù)雜,需要解決的技術(shù)問題也就很多,因此,人們在研究和開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)級自動(dòng)化編程語言軟件時(shí),一直把銑削加工作為重點(diǎn),數(shù)控銑床機(jī)械部分與普通銑床基本相同,工作臺可以做橫向、縱向和垂直三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),因此普通銑床能加工的工藝內(nèi)容,數(shù)控銑床都能做到。 2.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 隨著機(jī)械性能不斷的提高,其價(jià)格成倍地下降;隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實(shí)用化;數(shù)控技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛,越來越深入,數(shù)控技術(shù)正在向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。90年代以來,從事科研和應(yīng)用開發(fā)數(shù)控的技術(shù)人員認(rèn)識到,要讓數(shù)控技術(shù)成為第一生產(chǎn)力,關(guān)鍵是讓設(shè)計(jì)人員都用上、會(huì)用數(shù)控系統(tǒng)。今天,許多地方、企業(yè)己經(jīng)推廣了數(shù)控技術(shù),取得了較好的效果,但也還存在一些問題值得探討。 二.?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (一) 控銑床結(jié)構(gòu)組成 1.數(shù)控銑床組成 數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由:主傳動(dòng)系統(tǒng);進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng);支撐件;輔助裝。本次設(shè)計(jì)的銑床采用工作臺移動(dòng),主軸升降轉(zhuǎn)動(dòng)的布局形式。 2.XK714主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定 為了適應(yīng)不同的加工要求,目前主傳動(dòng)系統(tǒng)分為三種變速方式:(1)、二級以上齒輪變速系統(tǒng);(2)、一級帶傳動(dòng)方式;(3)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式。 由于二級以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。通常使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)?;讫X輪的移位大都采用液壓驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閿?shù)控銑床使用可調(diào)無機(jī)變速交流、直流電動(dòng)機(jī),所以經(jīng)齒輪變速后,實(shí)現(xiàn)分段無級變速,調(diào)速范圍增加。其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出,且具有大范圍調(diào)速的能力。故本次設(shè)計(jì)采用二級以上齒輪變速系統(tǒng)。 三.主傳動(dòng)變速系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 (一)計(jì)算切削功率 1.切削功率的計(jì)算 銑削時(shí)切削公式: 2.切削功率的計(jì)算 切削功率計(jì)算公式: 3.主傳動(dòng)功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的初選 用一下公式初選電動(dòng)機(jī)的功率; 其中為銑床傳動(dòng)總的機(jī)械效率, 則主軸電動(dòng)機(jī)選用5.5KW,額定轉(zhuǎn)速為:1500Rr/min;最高轉(zhuǎn)速為:6000r/min。 (二)分級變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.變速范圍 計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定:=380; 主軸要求恒功率調(diào)速范圍: 電動(dòng)機(jī)恒功率的調(diào)速范圍: 變速級數(shù):=1.99; 可以取Z=2 (三)傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 四.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) (一)齒輪的概述 1.齒輪簡單概述齒輪 齒輪傳動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)種應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。齒輪的直徑可以從不足1mm到100m,甚至超過100m,傳遞的功率可以不足1W到數(shù)萬KW,圓周速度可以從很小到200m/s以上。常見的齒輪傳動(dòng)場合包括家用電器的機(jī)械定時(shí),機(jī)床主軸箱以及用于各種加速器等 (二)齒輪設(shè)計(jì) 1.齒輪設(shè)計(jì)方法 (1).材料選擇熱處理方式及進(jìn)度等級 考慮到該銑床功率較大,且有中等的沖擊載荷,故大小齒輪采用40Cr鋼表面淬火,平均硬度52HRC,選用6級精度。 (2).按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):;可取d=70mm 則m=2 (3).采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核: 2.齒輪基本參數(shù) 齒輪參數(shù) =35 =77 =35 =41 =73 d 70mm 154mm 158mm 70mm 82mm 146mm m 2mm 2mm 2mm 2mm 2mm 2mm b 14mm 15mm 16mm 15mm 15mm 16mm a 112mm 114mm 114mm 表1 齒輪基本參數(shù)表 五.主軸組件的設(shè)計(jì) (一)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.概述 主軸部件設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)重要的部件之一,它是機(jī)床的執(zhí)行件。它的功用是支持并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削,承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷,完成表面成型運(yùn)動(dòng)。 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸的結(jié)構(gòu)如圖 (二)主軸的校核 1.主軸剛度校核 階梯軸的剛度條件:; =0.168/m; 查手冊 六.軸承的選用 (一)概述 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代化機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一,它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支撐主動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比,滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小,啟動(dòng)靈活,效率高,潤滑方便和互換性好等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是抗干擾能力差,工作時(shí)有噪聲,工作壽命不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。 1.壽命計(jì)算 壽命計(jì)算公式: 滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)要求 2.軸承的潤滑 本設(shè)計(jì)采用脂潤滑,其優(yōu)點(diǎn)是潤滑膜強(qiáng)度高,能夠承受較大的載荷,不易流失,容易密封,一次加脂可以維持相當(dāng)長的一段時(shí)間,方便簡潔。 3.軸承的密封 本次采用非接觸式密封中的迷宮密封,其優(yōu)點(diǎn)是在于工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱沒有磨損,特別適用于高速和高溫場合。前段軸承受力較大,且要求較高故采取迷宮密封方式。 七.結(jié)論 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是XK714的總傳動(dòng)系統(tǒng)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要是數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),該立式數(shù)控銑床主軸采用齒輪傳動(dòng)的,傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng),主軸變速采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長,傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。還對立式數(shù)控銑床各種傳動(dòng)系統(tǒng)做了對比,主傳動(dòng)方案的選擇與確定,主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的計(jì)算,主軸組件設(shè)計(jì),軸承的選用密封及潤滑等,關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)校核。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所有零件的設(shè)計(jì)與繪制均是在三維繪圖軟件solidworks中進(jìn)行的,然后完成所繪零件的裝配,完成主軸箱的三維繪制。最終與同組成員所繪制的部分進(jìn)行總體的裝配完成XK714的總體設(shè)計(jì)。最后按照要求對相應(yīng)的零部件進(jìn)行工程圖的生成并修改完成任務(wù)的要求。 經(jīng)過三個(gè)月的努力,我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了,大學(xué)生活也即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對大學(xué)四年的機(jī)械知識的總結(jié)與整理,也是理論與實(shí)踐的結(jié)合。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我們學(xué)習(xí)到了很多東西,不光是理論知識,還有互相幫助的重要,團(tuán)隊(duì)合作的重要性等,這些收獲會(huì)將在今后的道路上幫助我指導(dǎo)我前行的更遠(yuǎn)。 參考文獻(xiàn) [1] 夏田.數(shù)控加工中心設(shè)計(jì).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006. 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