数控机床自动排屑装置设计 (2)【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I * 学生 毕业 设计（论文） 题 目： 数控机床自动排屑装置设计 学生姓名： 学 号： 20010601017 所在院 (系 )： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 0 机制一班 指 导 教 师： 职称： 2011 年 月 *教务处制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 本次毕业设计题目是数控机床的自动排屑装置设计。本人致 力于整机机械系统的设计，即包括电动机的选择，带传动设计，减速器的设计，链传动的设计，排屑装置外形的设计。设计思路是从排屑机的性能和动作要求入手，并以国内的质量和技术性能接近设计要求的排屑机为基础，研究国外的先进机型，设计出市场需求的以经济为第一设计原则的适用于数控机床的排屑装置。图纸采用 制。经过认真地设计计算 ,查找资料撰写设计论文。 本文的排屑装置 ,它是针对市场的需要而设计的，从而能有效地满足当今市场上对排屑装置的需求 ,它具有如下的优点 :传动平稳，传动效率搞，生产效率高，劳动强度低，产品 质量好，经济性好，人性化等优点。 关键词 数控机床，排屑装置，机械系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 y is NC I am to of s to of to of to of in as NC in of of AD by to to it is of so on it a in ey 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 摘 要 绪 论 1 课题研究目的与意义 1 课题国内外发展概况 1 动排屑装置的发展趋势 1 2 系统总体方案的确定 3 计思想 3 选电机减速器系统方案 3 送处传动系统的确定 4 统总体方案的确定 4 3 电动机的选择 6 动机类型选择 6 动机功率的选择 6 定电动机型号 6 4 V 带的设计计算 7 动比的分配 7 轴的转速、功率和转矩 7 传动方案的确定 8 传动设计计算 8 轮的结构设计 10 5 减速器的设计 12 轮的设计 12 速级齿轮设计计算： 12 速级齿轮设计计算 16 的设计计算 20 速轴（轴 3）的设计计算 20 间 (轴 2)轴的设计计算 22 入轴（轴 1）的设计计算 23 的校核 24 出轴（轴 3）的校核 24 间轴（轴 2）的校核 26 入轴（轴 1）的校核 28 承的校核 30 入轴上轴承的校核 30 间轴的校核 31 出轴上轴承的校核 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的选择和校核 34 入轴上联轴器处的键 34 间轴上的键 34 出轴上的键 35 速器箱体的设计 35 6 链传动设计的计算 38 传动方案的确定 38 传动的设计计算 38 轮的结构设计 40 、从动轮设计 40 轮设计 43 的校核 45 板链的设计 46 轮轴的设计 48 轴的转速 ,功率和转矩 48 4 的设计计算 48 5 的设计计算 50 6 的设计计算 51 的校核 52 4 的校核 52 5 的校核 53 6 的校核 55 承的校核 56 的选择和校核 57 4 上联轴器处的键 57 4 上链轮处的键 57 5 上链轮处的键 58 6 上链轮处的键 58 7 排屑装置箱体的设计 60 8 排屑装置的保养与维护 61 屑装置的保养 61 屑装置的维修 61 结 论 62 参 考 文 献 63 致 谢 64 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪 论 课题研究目的与意义 自动排屑装置的主要作用是将切屑从加工区域排出到数控机床之外。另外，切屑中往往混合着切削液，排屑装置必须将 切屑从其中分离出来，送人切屑收集箱或小车里，而将切削液回收到冷却液箱。所以，自动排屑装置组要应用于数控机床、加工中心等要求高效率的机械。 课题国内外发展概况 自动排屑装置，是随着切削加工 机床 、加工中心的发展而发展的。但是长期以来，重主机、轻配套的状况使得自动排屑装置处理技术及其设备发展迟缓。 80年代始，重主机轻配套的状况引起了 机床 工具行业的注意，促使自动排屑装置处理技术及其设备在此后的 20 多年里得到长足的发展。现在常见的排屑装置有以下几种： 1、平板链式排屑装置 平板链式排屑装置以滚动链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带出机床。这种装置在数控车床使用时要与机床冷却箱合为一体，以简化机床结构。 2、刮板式排屑装置 刮板式排屑装置的传动原理与平板链式基本相同，只是链板不同，带有刮板链板。这种装置常用于输送各种材料的短小切屑，排屑能力较强。 3、螺旋式排屑装置 螺旋式排屑装置是利用电 动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆进行工作的。螺旋杆工作时，沟槽中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排入切屑收集箱。这种装置占据空间小，适于安装在机床与立柱间间隙狭小的位置上。螺旋槽排屑结构简单、性能良好，但只适合沿水平或小角度倾斜的直线运动排运切屑，不能大角度倾斜、提升和转向排屑。 动排屑装置的发展趋势 在总结目前国内外排屑装置的发展现状的情况下，当前排屑装置还有着以下的几点趋势： 合型排屑机有很多优点：（ 1）， 能处理复合式加工所产生的 任何形态之铁屑 ；二， 不论是长短屑还是金属粉屑都能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 完全处理 ；三， 具有大量处理切屑液之过滤系统，过滤精度 50 m；四， 可用于各型机床，中心加工机，钻孔机，龙门式加工机，特殊专用加工机等小屑量排屑 。未来几年内，复合型排屑机将具有广泛的应用。 2. 易维修排屑机将大量增加。 由于一般排屑装置属于辅助性生产设备，不易维修，保养维护机会较少，经常是出现小毛病时无人注意，出大毛病无法运转时才去修理，影响整条生产线的正常工作。 故 易维修排屑机将是一种趋势。 能方面，今后在排屑机的设计及制造中应引起 各制造企业的足够重视。这方面要做好以下几点：（ 1） 排屑机的装机功率，减少工作中的能量损失。（ 2） 提高密封质量，减少油垢、切削夜等对环境的污染。（ 3） 减少噪声，对大的噪声源进行隔离和封闭。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 系统总体方案的确定 计思想 本课题是以机器经济性好、人性化设计、环境友好性好、可靠性高、寿命长、结构简单、易于维修等为设计思想。 选电机减速器系统方案 系统方案图如下： （ a）为带传动 （ b）为带传动 （ c）为联轴器 （ d）为带传动 图 电机减速器系统方案 方案评价： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 （ a）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是由于涡杆传动效率低，功率损失大，很不经济。（ b）方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。 (c) 方案中减速器选择合理，但本设计是用于数控机床的小型排屑装置，工作速度很低，实用联轴器不利于减速，会增加减速器的成本，不够经 济。 最终确定方案为（ d）方案。 该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，而且利于减速，还能起过载保护的作用，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。电动机部分为 Y 系列三相交流 异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、成本低、传动效率高。 送处传动系统的确定 （ a）带传动 （ b）履带传动 （ c）链传动 方案评价： （ a）方案成本较低，但是防腐蚀性不强。（ b）履带主要用在坦克等触地设备，在此处用履带传动很不经济。 (c) 方案中链传动选择合理。 最终确定方案为（ c）方案。 该方案的优缺点： 链传动的传动比准确，传动效率较高；链传动对轴的作用力较小；链传动的尺寸较紧 凑；链传动对环境的适应能力较强；链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。 统总体方案的确定 方案为：电动机 带传动 减速器 链传动 如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 电动机链传动减速器带传动图 系统总体方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 电动机的选择 动机类型选择 根据动力源和工作条件，选用交流电机， Y 系列三相异步电动机。 动机功率的选择 根据链传输机构的布置 由已知条件链传动机构承受铁屑 100 公斤力，即1000N，链的运动速度为 3m/由于 传动机构还受 链条受摩擦力 f 和刮板的重力分量 由已知条件得出传动机构总的载荷为 F=f+000 设所选链型号为 08A ,p=单排质量 q=kg/m，总长度为 8m。 刮板尺寸为： 1680选用普通碳素钢密度为 邻刮板距离为三个节距 = 为 200N， f 约为 60N。 则工作机有效功率为： P=FV=已知条件得 电动机有效功率 /，式中 为系统总的传动效率。 电动机到链传动机构总传动效率 261 2 3 4 5 式中：1为 V 带的传动效率， 2 为闭式齿轮的传动效率，3为圆锥滚子轴承的传动效率， 4 为联轴器的传动效率，5为链传动效率。 查表：1 ， ， ， 4 =入上式： 所以电动机的有效功率 / 0 . 0 8 7 K W所选电动机的额定功率须满足 定电动机型号 根据已知条件 本排屑装置的输送速度为： 1wn v z p 式中 p 为节距，1 取1z=17 /wn r m 选取电动机型号为 步转速为 750 /r ,对应额定功率为 伸轴直径 24案 电动机型号 额定功率 （ 同步转速 （ r/ 满载转速 （ r/ 总传动比 i 1 50 700 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 4 V 带的设计计算 动比的分配 i=0014 =50 1i ,2 3 1i i i i = 轴的转速、功率和转矩 转速：1 7 0 0 / 3 2 3 3 . 3 3 / m i 功率： 41 . 0 8 7 0 . 9 5 0 . 0 8 2 6 扭矩：1119550 9 5 5 0 0 . 0 8 2 6 3 . 8 3 . 3 3 转速： 2 2 3 3 . 3 3 / 5 4 6 . 6 6 / m i 功率：2 1 2 3 0 . 0 8 2 6 0 . 9 7 0 . 9 8 0 . 0 7 8P P K W 扭矩：222 9550n = 9 5 5 0 0 . 0 7 8 1 5 . 9 6 . 6 6 转速：3 4 6 . 6 6 / 3 . 3 3 1 4 / m i 功率：3 2 2 3 0 . 0 7 8 0 . 9 7 0 . 9 8 0 . 0 7 4P P K W 扭矩：3339550 9 5 5 0 0 . 0 7 4 5 0 . 4 7 8 转速：43 1 4 / m i nn n r功率：4 3 1 5= 0 . 0 7 4 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 0 7 扭矩： 4449550 9 5 5 0 0 . 0 7 4 7 . 7 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 表 各轴的运动与动力参数 轴号 转速（ r/ 功 率 (扭 矩 （ N m） 1 14 14 传动方案的确定 外传动带选为 普通 V 带传动 1. 确定计算功率： （ 1）、查 文献 10表 9工作情况系数 （ 2）、查得 1 . 1 0 . 0 8 7 0 . 0 9 5 7c a A wP 式（ 2、选择 V 带型号 查 文献 10图 3：选 A 型 V 带。 传动设计计算 1、确定带轮直径 1 2d （ 1）、查 文献 10表 3选取小带轮直径 1 50a 12 =机中心高符合要求） （ 2）、验算带速 ，求 得： 11 11 7 0 0 5 0 1 . 8 3 2 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 式（ （ 3）、从动带轮直径 221 3 5 0 1 5 0aa i d 查 文献 10表 3 取 2 150a 2、确定中心距 （ 1）、初 定 中心距 a 和带长 1 2 0 1 20 . 7 2d d d dd d a d d 式（ 01 4 0 4 0 0a 取 0 300 （ 2）、带的计算长度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 22112002()2 ( )24( 1 5 0 5 0 )( 2 3 0 0 ( 5 0 1 5 0 ) )2 4 3 0 0922 式（ 由文献 10表 3带的基准长度 10003)、确定中心距 a 0 9 2 2 1 0 0 0( 3 0 0 ) 2 6 122m m m 式（ (4)、确定中心距调整范围 m a x 0 . 0 3 ( 2 6 1 0 . 0 3 1 0 0 0 ) 2 9 1da m m m 式（ m i n 0 . 0 1 5 ( 2 6 1 0 . 0 1 5 1 0 0 0 ) 2 4 6da m m m 3、验算小带轮包角 1 ，根据文献 10图 311 1 8 0 6 0 1 5 7 . 0 8 1 2 0 式（ 4、确定 V 带根数 Z 计算 V 带根数 Z，由 文献 11表 800() P K K 式（ 式中：0 带的基本额定功率， 0P 为 1i 时单根 V 带额定功率增量 ，带长修正系数， K 为小带轮包角修正系数。 查文献 11表 8 ， 0 查表 8 查表8 代入上式： 取 2Z 5、确定（单根带）初拉力 0F 20 2 . 55 0 0 ( 1 ) 1 5 式（ q 由 文献 11表 8得 m 6、计算对轴的压力 ： 10 1 5 7 . 0 82 s i n ( 2 2 1 5 s i n ) 5 8 . 822p Z N 式（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 轮的结构设计 1、小带轮设计 因为小带轮基准直径 150 文献 12式（ 62 当 28d 时： 式中 15960T N m m 1 1 4 8 6l L b m m 由 文献 12表 15取许用挤压应力为 1 1 0p M P a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 1 2 1 5 9 6 0 5 4 . 2 82 8 6 3 . 5 a ，满足强度要求。 当 d=26： 2 3 2 8 2 4l L b m m 2 2 1 5 9 6 0 1 4 . 62 6 2 4 3 . 5 a 出轴上的 键 1）齿轮与轴联结处 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 12表 91095查得当轴径 34d 时键取为 10 8 参照齿轮与轴的配合长度为 38l 和普通平键的长度系列，取键长 30L 。 （ 2）强度验算 由 文献 12式（ 62 式中 50478T N m m 34d 3 0 1 0 2 0l L b m m 0 . 5 0 . 5 8 4 2 5 0 4 7 8 3 7 . 1 24 3 4 2 0 a M P a ，满足强度要求。 2） 联轴器处 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 12表 91095查得当轴径 20d 时键取为 66 。参照半联轴器 与轴的配合长度为36l 和普通平键的长度系列，取键长 28L 。 （ 2）强度验算 由 文献 12式（ 62 式中 50478T N m m 20d 2 8 6 2 2l L b m m 2 5 0 4 7 8 7 6 . 4 83 2 2 2 0 a M P a ，满足强度要求。 速器箱体的设计 由文献 14表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 壁厚： 0 . 0 2 5 6 7 3 4 . 4 6 7 , 8m m m m 取 壁厚： 取 凸缘厚度： 1 2b m m 凸缘厚度：111 . 5 1 . 5 8 1 2b m m 底凸缘厚度：2 2 . 5 2 . 5 8 2 0b m m 16fd 0 4n 20 0 . 7 5 0 . 7 5 1 6 1 2fd d m m 21 2( 0 . 5 0 . 6 ) 8 9 . 6 1 0fd d m m d m m 3 4 ( 0 . 7 0 . 8 ) 6 . 3 7 . 2 8d d m m d m m 取15. 12fd d d到外机壁距离：1 1 12 2 1 8 1 6c m m c m m c m m 16. 2凸缘边缘距离：222 0 1 4c m m c m m 216R c m m11 . 2 9 . 6 , 2 0m m m m 28 , 1 6m m m m 肋板的尺寸 0 . 8 5 0 . 6 8 , 9m m m m 取 . 8 5 0 . 6 8 , 9m m m m 取 6)1 62 1 宽 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 承座的）的外径 2D 根据前面确定的轴 承盖外径可得： 输出轴 2D =88 中间轴 2D =68输入轴 2D =32承盖螺钉直径 3d，由计算选用 8M 螺钉， 4 颗 盖顶部轮廓 大齿轮一侧 以大R=89弧 小齿轮一侧 以小R=32弧 2 401 252 103 宽 201 052 03 视孔盖 通气孔 视孔 16d A 型压配式 箱体外壁的长度： 外体内壁的宽度： 体外壁的宽度： 座底部的宽度： 座顶部的宽度： 盖的总体长度： 盖文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 6 链传动设计的计算 传动方案的确定 从动轮主动轮惰轮图 链传动布置图 传动的设计计算 1、 选择小链轮齿数 取传动比为 i=1 参照链速和传动比查 文献 11表 8 7 2、 选择大链轮齿数 4Z=17=17 由 文献 12式（ 62 当 31d 时： 式中 47750T N m m 1 2 2 1 0 1 2l L b m m 0 . 5 0 . 5 8 4 由 文献 12表 6取许用挤压应力为 1 1 0p M P a 1 2 4 7 7 5 0 6 4 . 24 1 2 3 1 a ，满足强度要求。 5 上链轮处的键 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由 文献 12表 61095查得当轴径 31d 时键取为 10 8 。由于轴上是两个键，且设计时两键的 为 108 ， 参照链轮与轴的配合关系和普通平键的长度系列，取键长1218L L m m。 （ 2）强度验算 由 文献 12式（ 62 当 31d 时： 式中 33900T N m m 1 1 8 1 0 8l L b m m 0 . 5 0 . 5 8 4 由 文献 12表 6取许用挤压应力为 1 1 0p M P a 1 2 3 3 9 0 0 6 8 . 3 54 8 3 1 a ，满足强度要求。 6 上链轮处的键 （ 1）确定键的类型和尺寸 由于是静连接，选用 A 型普通平键。由文献 12表 61095查得当轴径 28d 时键取为 10 8 。由于轴上是两个键，且设计时两键的 为 108 ， 参照链轮与轴的配合关系和普通平键的长度系列，取键长1222L L m m。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 59 （ 2）强度验算 由文献 12式（ 62 当 31d 时： 式中 40930T N m m 1 2 2 1 0 1 2l L b m m 0