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毕 业 设 计 传动装置三维图集 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 孔 剑 班 级 B 机制 001 学 号 0320110114 指导教师 陈 树 祥 完成日期 2007 年 6 月 13 日 1 2 3 4 5 6 7 8 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 3摘要 ： 本课题来源于 企业 中 ，主要完成龙门皮革下料机的总体设计和传动系统的设计。设备的最大分切力为 3T，最高频次为 30 次 /作台尺寸为（ L*W） 1200*800门 皮革 下料机 主要 适用于各种皮革、塑料、橡胶等行压成型，以机械代替手工开裁 坯 料之用。 该 设备要求 冲裁速度快、压力大，位移精度高，生产效率高、噪音低 ，操作方便，性能可靠 等特点 。 该设备 主要通过带传动及二级齿轮传动带动曲柄滑块机构运动，通过曲柄滑块 机构将旋转运动转变为直线运动，使上工作台作往复上下直线运动。 驱动元件采用三相异步交流 电 动 机 。在设计中利用带传动和斜齿轮传动，提高传动的平稳性。 另外配有蜗轮蜗杆机构，其主要是起调节上压盖的行程的作用。在满足设计要求的前提下 降低了成本， 且 满足下料分切干燥要求 ， 工作行程调整 方便， 适合大批量生产。 关键 词 ： 龙门 ； 下料机 ；总体设计；传动系统设计 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 1 of T of T s T, 0 of (L*W) 1200*is to of by of is It is to It of to on to to is it is in is to of 城工学院本科生毕业设计说明书 2007 2 目 录 1 前言 . 3 本前提条件 . 3 . 3 . 4 . 4 2 总体设计 . 5 . 5 . 7 . 7 . 7 . 7 . 8 . 9 3 部件的设计 . 10 . 10 . 11 . 11 . 14 . 16 度设计 . 16 . 17 选定 . 19 . 21 . 21 . 21 . 22 . 24 . 24 设计 . 25 4 结论 . 26 参考文献 . 27 致谢 . 28 附录 . 29 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 3 1 前言 题的来源、基本前提条件 本课 题 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计， 课题 来源于 盐城市盛和轻工机械厂 。 设备应能满足下料分切干燥要求， 且 应结构简单、运转平稳，工作可靠，切削的工作效率高， 同时 工作行程应便于调整 ，设备 便于维修。 内外发展现状 改革开放 20 多年来，祖国面貌日新月异，各方面取得了令人瞩目的巨大成就，皮革行业也得到了快速的发展 ，成为世界 主要皮革产品基地。 随着中国成为皮革工业大国，皮革机械行业也得到了蓬勃发展。 皮革机械行业包括制革、制鞋及皮件机械部分，为皮革工业生产提供机械及自动化生产装备。皮革机械的发展，改变了皮革工业从手工作坊的生产方式到机械化、半自动化大规模工业的生产，提高了产品质量，提高了生产效率。皮革工业的发展相应为皮革机械行业发展提供了空间及商机，八十年代，国家定点生产皮革机械的企业不足 50 家，产值在 1 亿元人民币，而现在全行业企业总数超过 200 家，产值近30 亿人民币。其中制革机械占有国内市场的 60%以上，制鞋机械占有国内市场 的 70%以上，目前皮革机械已经出口到东南亚、南美、非洲等地区及国家，甚至返销意大利、西班牙等欧洲皮革机械老牌国家。 皮革机械今后如何跟上行业的发展，是摆在我们面前严峻的课题： 第一，随着皮革产品向高档化的发展，所需设备也必须同步跟上。开发适销对路的新产品是使皮革机械稳步发展的永恒主题，产品的开发及升级换代，必须滚动式推进，做到生产一代、试制一代、开发一代、调研一代，即“四世同堂”。要学习、吸收国际先进皮革机械经验，同时自己敢于创新，在实践中生产满足制革工艺的好设备。 第二，要着眼于高科技含量，按照制革 行业脏、累、污染等状态，开发综合满足多项制革工艺，形成流水线的制革设备，最大限度减轻劳动强度，控制系统尽量引进 脑操作，尽可能减轻污水排量及集中排污，同时从节约化料、节约水的角度来研制新设备，让制革商家赢得最好的利润空间。 第三，皮革行业与机械行业紧密合作，皮革工业不断提出新工艺及新要求；机械行业在提供设备的同时，做好各项服务，共同促进皮革行业发展。皮革机械行业有责任，也有能力做好行业发展的基础后备工作。 今后五年中国皮革机械将会出现重大变化。 国际皮革机械产地已经从意大利转移到中国，中国应如何 发展，成为从大国到强国 。主要有两点： 1） 中国皮革行业的发展决定了皮机的发展，今后的五年，中国皮业进入了“二次创业”的新时期。 2） 中国皮革机械虽然已经走出国门，可望在今后的五年里，在国际市场占有更大的市场份额。 21 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 4 正是由于适应发展，龙门皮革下料机具有的特点是：机械式齿轮转动，电器按钮装置，操作方便，性能可靠。并且针对不同形状、规格的的皮制品，主要适用于鞋、帽、箱包、塑料、工艺品、体育用品、橡胶等行业，借助刀模裁断成型落料。 课题要解决的主要问题和总体 思路 机械传动部分的设计，即进行工作台的结构设计，绘制机械结构传动设计图。其中包括： a)机械传动部分的设计以及总体装配图的绘制。 b)非标准零件的设计以及零件图的绘制。 c)箱体的设计以及机床尺寸联系图的绘制。 设计的总体思路是采用二级 齿轮 传动，由 三项异步 电机带动 带轮 ， 再由 V 带带动 1 轴转动，通过一对斜齿轮带动 2 轴转动，再由一对直齿轮带动 3 轴转动，通过曲柄滑块机构带动工作台上压盖上下运动。另外配有蜗轮蜗杆机构，其主要是起调节上压盖的行程的作用。 述设计的解决方案以及预期效果 a)解决方案 首先制 定总体方案，完成动力设计、运动设计、以及结构的设计，并利用二维三维软件绘制总装配图，再根据的基本参数进行传动系统设计，绘制传动系统装配图，零件图以及曲柄滑块机构三维爆炸图，利用所学知识进行有关的计算和校核等。为了完成机床的设计，首先要对零件进行工艺分析 ,主要是 结构 、 尺寸精度、材料的分析；其次要根据基本参数进行设计；最后确定各个零部件的结构和机床总体结构，画出各零部件、机床的二维或三维图，运用 进行该机床零件的三维实体建模，生成三维爆炸视图。 b)预期效果 设计的预期效果是：所设计的机床能够准确的运动 ,保证传动平稳可靠，使用安全 ,易于维修，设计的设备应能满足下料分切干燥要求，工作行程应便于调整，在机床运行时保证所需皮革样式能够准确的切除，刀具的磨损量尽量减少，提高寿命。 c)实用价值 设计的实用价值是：不但 提高 了 生产率，改善 了加工工艺，还可以减少资金投入，机床 操作方便，性能可靠 ，结构简单，安全可靠。 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 5 2 总体设计 体方案 由于该设计是专用机床设计，所以在考虑具体方案时，应遵守的基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量降低成本。 设备应能满足下料分切干燥要求，设备 应结构简单、运转平稳， 工作可靠， 要求切削的工作效率高， 设备工作行程应便于调整 ， 设备应便于维修 。 设备应满足最大分切力为 3T，运动的最高频次为 30次 /作台尺寸为（ L*W） 1200*800通过具体要求，经计算合理选择电动机、分配各级传动比、确定各部分传动装置及总传动路线。 设备的 工作原理 为 ：由电动机 1 带动皮带轮 2转动 ,经过 2级齿轮减速带动 3轴（曲轴）转动，然后带动曲柄滑块机构带动压盖上下运动。考虑到微调行程，还专门设计了蜗轮蜗杆装置。 设备的 总体设计图及传动系统图 如下图所视： 图 2 总体设计图 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 6 图 2 传动系统设计图 与市场的现在出售的龙门皮革下料机相比，虽然结构上基本相同，但是在设计方面考虑的更加全面。例如：在大、小带轮的安装上面，采用了 轴端挡板固定，保证了带轮绝对不会自动的脱落，并结合实际生产 ，才 用 了 双螺钉固定。在曲轴的两端和销轴的两端开设了轴用弹性挡圈槽，配制响应的弹性挡圈，保证了轴向固定。虽然这些地方的轴向固定要求不高，一般情况下无需轴向固定，但考虑到 机械 设计的基本要求，在设计的时候都 必须考虑到 这些 方面 。市场中的龙门皮革下料机的图片如下。 图 2 龙门皮革下料机图片 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 7 该设备 主要依靠上压 盖的上下直线运动，利用牵引力和自身的重力，使压盖的下表面与工作台中的皮革刀模接触，切割所需要类型的皮革坯料。（注：刀模的设计是根据具体的皮革坯料的形状、大小，甚至是坯料的种类决定。） 为了提高效率，一般在工作台面上布置不止一个刀模，或不止一种刀模。（ 即 是几个相同的刀模，或者是某一皮件的全部料块的刀模。） 作台的设计 由于设备具有了行程微调作用 ，通过曲柄滑块机构将旋转运动转变为上下直线运动，保证了上压盖平稳的运动，因此上压盖制成带肋板的空心结构，工作台制成平整面，用于放置刀模。为了提高效率，工作台面 制成（ L B） 1200 800以同时放置几个刀模。 动机构的选择 由于工作台要求是快速，平稳，所以采用 V 带传动 二级 齿轮 传动，以减轻对工作台的冲击。由步进电机带动 带轮转动 ，再 由一对斜齿轮带动 2 轴转动，再通过一对直 齿 轮带动 3 轴（曲轴），再由曲柄滑块机构，将曲线运动转变为直线运动，带动上压盖往复直线运动。 动装置的工作原理 传动要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率、使用维护便利、工艺和经济性好等要求。 经过分析与比较 ,决定采用如下运动方式：电动机 1带动皮带轮2 转动 ,经过 2 级齿 轮减速带动 3 轴（曲轴）转动，然后带动曲柄滑块机构带动压盖上下运动。整个机构结构紧凑，传动平稳，冲击大。 其工作原理图如下： 图 2 工作原理图 动机的选择 电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 8 下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。 工作机所需功率为 于产量为 30次 /分切力为 3T。所以送料速度 ： 301 0 0 0 6 0W (2 (2由公式 22 s, 电动机所需功率为 (2 从电动机到工作机之间的传动装置总效率 为： 32. 带 轴 承 齿 轮(2 式中 带, 轴 承, 齿 轮由式（ 2 320 . 9 5 0 . 9 9 0 . 9 8 0 . 8 8 5 由式（ 2 4 . 1 2 4 . 6 60 . 8 8 5o k W 工作机滚子轴的转速 ： 6 0 1 0 0 0w (2由公式 230m/ V 带传动比： 24i 带，单级圆柱齿轮传动 36i 齿,总传动比合理范围 54 864i ，故电动机转速可选范围为 ： ( 1 8 1 4 4 ) 3 0 5 4 0 4 3 2 0 / m i i n r 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比，选定电动机的型号为 表 2电动机性能参数表 电动机型号 额定功率 Pw/步转速/ 满载转速/ 电动机质量 /传动比 V 带传动 减速器 500 1440 75 48 级传动比的分配 电动机选定后，根据电动机的满载转速 n n i=n m /n w (2 由前述已知 30r/ 1440r/由 公式 2动比 i=48. 具体分配传动比时，应注意以下几点： a)各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过允许的最大值。 b)应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 9 降低。 c)应使各级传动的结构尺寸协调匀称、利于安装，绝不能造成互相干涉。 d)应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。 19 为了使主轴箱结构紧凑，齿轮传动的外轮廓尺寸不宜过大，因而取传动比 = i 减 =i/48/5 取 =动和动力参数计算 1440 4503 . 2mn 带/1 = = 115 . 2 89 5 5 0 9 5 5 0 450 11450 1 2 8 . 5 73 . 5n 齿/2 = 承 轮 = 2 = 224 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 3 6 9 . 21 2 8 . 5 7 轴 21 2 8 . 5 7 2 8 . 5 74 . 5n 齿/3 = 承 轮 = 3 = 334 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 1 6 6 1 . 32 8 . 5 7 2 运动和动力参数表 参数 轴名 电动机轴 轴 轴 轴 曲轴 转速 n/440 450 率 P/距 T/动比 i 效率 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 10 3 部件的设计 轮的设计 A选择 查 参考资料 表 9,工作情况系数 a P= 按 1=1440r/ 参考资料 19图 带 B确定带轮的直径： a)参考 参考资料 19图 取小带轮的直径 25mm b)验算带速 V=60000 (3 由式 3=s 25m/适 c)确定大带轮的直径 125= 参考资料 19表 取 400 mm d)计算实际传动比 i= 00/125= e)验算从动轮实际转速 2n 21 / 1 4 4 0 / 3 . 2 4 5 0 / m i nn n i r （ 100%=20（ 符合要求 ） G确定 V 带的根数 Z 查参考资料 19表 () P K K (3由公式 3 Z=3100，单键 槽增大 3，双键槽增大 7； d 100，单键槽增大 5 7，双键槽增大10 15。最后对 查 参考资料 19表 C=103 (当所受弯距较小或只受转距、载荷较平稳，无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向旋转；反之， T 取小值， ) 19 由公式 31=T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 17 D、轴的结构设计 轴的结构设计就是要确定轴的合理外形和结构，以及包括各轴段长度、直径及其他细小尺寸在内的全部结构尺寸。 轴的结构主要取决以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴的毛坯种类；轴上作用力的大小和分布情况；轴上零件的布置及固定方式；轴承类型及位置；轴的加工工艺以及其他一些要求。由于影响因素很多，且其结构形式又因具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性。但是，不论具体情况人如何，轴的结构一般应满足以下几个方面的要求： a)轴和轴上零件要有准确的工作 位置； b)轴上零件应便于装拆和调整； c)轴应具有良好的制造工艺性； d)轴的受力合理，有利于提高强度和刚度； e)节省材料，减轻重量。 19 E各轴段的长度 各轴段的长度决定于轴上零件的宽度和零件固定的可靠性，应注意以下几点： a)轴颈的长度通常于轴承的宽度相同。 b)轴头的长度取决于与其相配合的传动轮毂的宽度。 c)轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各零件间的间距查参考文献 3。 19 图 3 1 轴的机构与装配草图 轴在初步完成结构设计后，进行校核计算。计算准则是满足轴的强度或刚度要求。进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的方法，并恰当地选取其许用应力，对于用于传递转矩的轴应按扭转强度条件计算，对于只受弯矩的轴（心轴）应按弯曲强度条件计算，两者都具备的按疲劳强度条件进行精确校核等。 现对主轴 3进行强度、刚度校核： ： 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 18 主轴上的传递的功率： 3 . 2 齿 轮 轴 承(3由公式 3P = 33 39550PT n(3由公式 3T = 33 8 6 2 5 82 2 1 6 6 1 . 3 1 0 128782581 2 8 7 8 t a n 2 0 4 6 8 7m z m t g N 见图 4 a)画轴的受力简图（见图 4 b)计算支承反力 轴承的支点位置， 由深沟球轴承查手册， a= 齿 宽中点距左支点距离 1 ( ( 8 5 / 2 1 0 0 1 . 5 2 2 . 4 / 2 ) 1 0 6 6 . 4L m m 齿宽中点距右 支点距离 2 ( ( 8 5 / 2 5 3 . 5 2 2 . 4 / 2 ) 1 0 7 . 4L m m 左支点水平面的支反力 1 2 2 30 , / ( )D N H L F L L ( 1 0 7 . 4 1 2 8 7 8 ) / ( 1 0 6 6 . 4 1 0 7 . 4 ) 1 1 7 8 右支点水平面的支反力 2 1 2 30 , / ( )B N H L F L L ( 1 0 6 6 . 4 1 2 8 7 8 ) / ( 1 0 6 6 . 4 1 0 7 . 4 ) 1 1 7 0 0 左支点垂直面的支反力 1 2 1 2( ) / ( ) F L L(3由公式 3支点垂直面的支反力 2 1 1 2( ) / ( ) F L L(3由公式 3c)画弯矩图（见图 4d、 e） 截面 11H L(3由公式 3M =面 V L(3由公式 32面 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 19 22 M (3由公式 3M =2M =通常只校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面的强度，危险截面 B。 考虑扭矩为脉动循环变应力， ，则 221 () T (3由公式 3 截面 (3由公式 3=度校核： 45钢调质处理，查得 1 60M 1弯扭合成强度满足要求。 图 3 轴的受力分析及弯扭矩图 承 的选定 A、轴承的选择 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 20 选择滚动轴承的 类型，一般从载荷的大小、方向和性质入手。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力 大，时用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。 19 根据轴的应用场合可知，轴主要受到的径向力和轴向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择 调心球轴承 。 调心球轴承 的性能特点： 可同时承受径向和轴向负荷。也可以承受纯轴向负荷（双向），负荷能力大 。应用场合：适用于刚性较大跨距大的轴 （固定支撑），常用于蜗杆减速器、离心机等 。 B、轴承的 润滑 润滑对于滚动轴承具有重要意义。轴承中的 润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还具有散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等。润滑方式与轴承速度有关，一般根据轴承的 d 为滚动轴承内径，单位 n 为轴承转速，单位 r/出选择。 19 该设备的 调心球轴承 的润滑方式选择脂润滑 ，推力球轴承选择油润滑 。 表 3沟球轴承润滑方式 界限（ 104 r/ 轴 承类型 脂润滑 油润滑 深沟球轴承 16 25 C、轴承的密封 轴承工作时，润滑剂不允许很快流失，且外界灰尘、水分及其他杂物也不允许进入轴承，故应对轴承设置可靠的密封装置。密封装置可分为接触式和非接触式两类。 a)接触式密封 通过轴承盖内部放置的密封件与传动轴表面的直接接触而起密封作用。密封 件主要用毛毡、橡胶圈、皮碗等软性材料，也有用减磨性好的硬质材料如石墨、青铜、耐磨铸铁等 b)非接触式密封 接触式密封必然在接触处产生摩擦，非接触式密封则可以避免此类缺点，故非接触式密封常用于速度较高的场合。 19 由于转速大于 5r/心球轴承的密封 选择非接触 密封。 D 轴承寿命计算 轴承的负荷与寿命关系：10 常 数式中 P 轴承的所受的当量动量动负荷，单位为 N； 轴承的寿命指数，球轴承 =3，滚子轴承 =10/3； 10L 轴承的基本额定寿命，单位 610r 。 因 10L =1 时 P=C，故有10 1C。同时考虑温度及载荷特性对轴承寿命的影响，可推得： 10 ()(33T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 21 调心球 轴承 1212，所受径向负荷 ，轴向负荷 0，轴承转速2 8 / m ，中等冲击，常温下工作 。 查机械设计手册 调 心球轴承 1212的轴承的基本额定动负荷 ，基本额定静负荷 。 计算 /a e 值 /0a ，查文献资料 8表 8 1 .5 t a n 0 e 计算当量动负荷 P /0 e，查文献资 料 8表 8 1X ， 0Y ， 故 5 2 5 9 . 8 F Y F N 计算轴承寿命 查文献资料 8表 88 ， 1， 寿命指数 3 10316667 ()f P(3由公式 332718h2000h （合适） 的选择 键连接的选择包括类型选择和尺寸 选择两个方面。设计键连接时，通常被连接件的材料、构造和尺寸已初步确定，连接的载荷也已求得。因此，可根据连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择键连接的类型；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为截面尺寸 b、 h 和长度 L。 b、 h 可根据轴的直径 取；长度 L 可参照轮廓长度 B 从标准中选取，一般取 L=向 平键的长度则按轮毂宽度及其滑动距离确定（一般轮毂宽度 B（ 2） d）。间的材料一般用强度极限不低于 600碳素钢，通常用 45 钢。当轮毂用非金属或金属材料时，键可用 20钢或 重要的键连接，在选定的类型和尺寸后，还应进行强度校核。 19 轮的设计 杆传动的特点 采用 阿基米德蜗 杆传动，其特点是： a)齿廓凸凹齿合的形式，而共轭曲面的当量曲率半径 达。单位齿面压力小。因而接触强度得到提高。 b)瞬时接触线方向与相对滑动速度方向的夹角比较大，有利于形成和保持共轭齿面间的动压油膜。能够减小磨损，提高传动效率及可高性 c)基本齿廓为圆弧齿形，只要齿形参数选择合适，就能增大齿跟厚度，提高齿的弯曲强度和抗冲击能力。 d)设计方便，工艺简单。制造加工无需特殊专用机床。 e)采用蜗轮正变位，变位系数一般在 上齿合性能好，能保证传动质量，盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 22 当然也应该注意防止大变位引起的理论齿合区减少，蜗轮齿面边切区扩大。以至齿顶尖等现象。 19 总之它具有承载能力大，传动效率高。使用寿命长，重量轻，结构紧凑等优点。如图 3 图 3 阿基米德蜗杆 杆的计算 蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度的计算主要是为了防止齿面产生点蚀。钢蜗杆与青铜或灰铸铁蜗轮配对时，齿面接触疲劳强度公式如下： 校核公式 )(5 0 022212 M p (3设计公式 )(500 3222212 (3式中， K 为载荷系数，用以考虑载荷集中和动载荷的影响。一般 K=载荷平稳、蜗轮圆周速度 3m/s 和 7级以上精度时，取较小值，否则取较大值；为蜗轮许用接触应力（ 于普通圆柱蜗杆传动，G=1；对于圆弧圆柱蜗杆传动， G=中心距 a 和蜗轮齿数 较小时， G 取较大值；其他符号意义和单位同前。 2蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算对于闭式蜗杆传动，轮齿弯曲折断的情况较少出现，通常仅在蜗轮齿数较多 ( 80 100)时才进行轮齿弯曲疲劳强度计算。对于开式传动，则按蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度进行设计 。 a)选 1z ,2z 查参考资料 19表 取 1z =3,则 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 23 1212 (3由公式 3 2z =30 b)蜗轮转矩 2T 初选 12 1 1 1 1 11/ 1 0 0 0 0 / i n i (3由公式 32T=c)载荷系数 K 查 参考资料 19表 = d)材料系数 查参考资料 19表 55e) 12由公式 31f)初选 m, 1d 查参考资料 19表 m=4， 1d =40q=10， 此时12640 3g)导成角 1(3由公式 3 a r c t a n 0 . 1 5 4 3 h)许用接触应力 H (3由公式 3， 其中 2 2 0 P a ， 2 4 2H M P a B计算传动效率 a)滑移速度 116 0 0 0 0 c o (3由公式 3 s b)齿 合效率 1 由 s 查参考资料 19表 v 343=1 n ( ) (3由公式 3 1 =0.6 c)传动效率 1 2 3 0 . 6 0 . 9 9 0 . 9 8 0 . 5 8 （轴承效率 2 =滑效率3= d)检验 12 2 1 1 1/T T i n(3 由公式 3 2T =900 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2007 24 由公式 3 21编写组编 北京 :兵器工业出版社 ,1995. 8上海纺织工 学院 上海 :上海科学技术出版社 ,1979. 9刘民 J2003,(03):19 22. 10朱洪军 ,郎力可 ,冯锡艳 J2002,(08):24 25. 11刘爱华 J2005,(09) :56 62. 12赵升吨 ,张学来 ,高长宇 ,柳伟 ,张永 一 )J压装备与制造技术 ,2005,(04): 27 30. 13李建平 ,王恩福 ,符起贤 ,董秋武 ,麦志辉 J2006,(06):56 58. 14张正修 ,李欠 J2006,(4):81 88. 15李崇 J2006,(05):92 93. 16余世浩 J1996,(01):21 22. 17赵升吨 ,王二郎 ,尚春阳 ,闫伍超 制动作灵敏性的研究 J2001,(03):428 431. 18刘于康 J2001,(1):1 6. 19徐锦康 高等教育出版社 ,2004. 20中国机械工程学会锻压学会 机械工业出版社 ,201 合理操作 数控机床的关键 唐蔡平 孔剑 译 摘 要 : 精密机械的 其中一个重要的技术 是实时误差补偿技术 。 在多轴数控机床中应用 误差补偿技术 具有一定的难度 。 几何建模的误差以五轴数控机床 的 多机构系统的建立为基础 。 关键的技术是几何误差补偿 技术 基于数控系统模拟 切割工件功能 的多 机构 系统也 一样 被考虑 。 关键词 :数控机床； 误差补偿；五轴；数控系统 数控机床 的操作者 必须了解所用数控机床的结构。 1、 基本的机械加工 过程 控机床的关键 1） 很多数控机床可以增强或替代普 通机床的功能。数控初学者的第一个目标是理解数控机床使用过程中所需的基本加工 过程 ，初学者对基本的机械加工 过程 懂得越多，就越容易适应数控加工。 2） 就 这样想吧！如果你已经懂得基本的机械加工 过程 否懂得机械加工 过程的 关系很大 么加工 。学习如何控制 数控机床 ，让它做 你 想 要做的事（学习编程）是一件相对简单的事情。这就是为什么机械师能造就最优秀的数控编程员，操作员和调试员的原因。机械师已经知道机床要做的事，将已知的 参数 输入 到数控机床 上 也是相对简单的事。 例如，初 学数控车削中心者应 了 解有关车削 的基本 操作 ， 如 ： 粗 车与 精车，粗 镗与 精镗，割槽，螺纹切削，凹槽加工等基本的加工 过程 。由于这种数控机床能在一个程序 段里面 完成多种 不同的 加工（很多数控机床都能够如此）， 因此 初学者 还必须 懂得如何加工 切 削零件的 相关 基础知识，这样才能编制出 所需 加工零件的加工工序。 3） 这一点一定要强调，不懂 得 基本的机械加工方法就想学习 如何 使用数控机床，就 象 不懂 得 基本的空气动力学和飞行学 的人 就 想 学 习 飞行一样。新飞行员不懂空气动力学会碰到很多问题，同样，数控初学者如果不懂基本的机械加工 方法 ，学习使用数控设备 也 就会 遇到许多的 困难。 2、 学习新数控机床的要点 从编程员的角度看，你在开始学习任何一 种 新 型 的数控机床的时候，应该重点学习四个基本方面的内容。首先，应该理解 该 机床的基本组成部分；第二，应该对 该 机2 床的 主 轴 的周向 运动 与轴向运动 的 方向 及 很熟悉；第三，应该熟悉 该 机床所配置 的附件；第四，应该查明 该 机床包括的所有可编程功能，并学会如何 正确使用这些功能 。 床组件 无论 使用数控机床的 操作 人员 是不 是机床设计者， 都应该 明确的 认识到 所使用 的机床的结构 ，那 是 非常重要 的 ， 了 解机床的结构有助于尽可能发挥机床的工作性能。赛车手为 了充分发挥现有汽车的性能，必须知道车架系统，制动系统，内燃机引擎的工作原理，同样，数控编程员必须 了 解数控机床的基本工作原理，从而更好地 使 用数控机床。 例如，对于通用 的卧 式 加工 中心 而言 ，编程员应该知道最基本的机床 组成 ，包括床身，导轨系统，床头箱和主轴，转塔刀架结构，尾架以及工作夹紧装置 等 。机床制造厂提供的说明书中通常包括 机床总的 装配图纸 及其 有关 该 机床结构的信息。阅读机床厂家的说明书时，对下面一些有关机床规格和结构的问题， 都 应该能找到 对应的 答案。 机床的最大转速是多少？ 机床有几个主轴挡位 以及 每个挡位 的 速度是多少？ 主轴和进给轴驱动电机的功率各是多少？ 各轴的最大 有效 行程是多少？ 机床能 最多 配有多少 把刀具？ 机床的导轨结构如何 ？如何选择导轨？ （通常是方形导轨，楔形导轨和 /或直线导轨）？ 机床的快速移动 时的 速度是多少？ 机床的最大切削进给速度是多少？ 最 初使用时 ， 操作者应该对 新数控机床提出 以上的 几个问题。事实上，对机床的规格和结构了解得越多，就越容易适应机床。 动（轴）方向 数控编程员必须知道数控机床的可编程运动方向（轴）。轴的名称随机床类型 不同 而 不同，总是以字母地址表示。常用的轴名称是：用 于 直线轴的 有 X， Y， Z， U，V， W 和用于旋转轴的 有 A， B， C。但是，并非所有的机床制造厂家使用的坐标系都与上述坐标系的名称一致，因此初学编程者应根据机床厂家的说明书确定这些轴的坐标系 和方向（正和负）。 3 轴参考点 大多数数控机床 都 使用各坐标轴上的 某 个精确 的 位置作为各轴的起点或参考点。一些数控系统制造商把这个位置叫做 机床 零 点 位置，有些厂家则称它为 对刀点 位置，还有人称之为原点位置。不管叫什么名称，参考位置是许多数控系统所要求的，目的是给数控系统 的加工 一个精确的 参考位置。各轴 若 采用 该 参考点 ，则 数控系统需要 操作者 手动将机床的各轴 调整到 参考点，这是 加工 过程中必不可少的一部分。一 但返 回到所设 参考点 时 ， 即 数控系统与数控机床的位置 同 达 到 步。 床附件 数控初学者应该关注的第三个方面 的内容 是与机床的附件有关。很多数控机床配有附件，用以增强数控机床的功能。其中一些附件由数控机床制造商制造和提供，这些附件应在机床说明书中详细记载。其他的附件由产品售后制造商提供，此时 应该包括 一本单独的有关 该机床 附件 功能 的说明书。 数控机床的附件包括探头测量系统，刀具长度测量装置，后 置 处理测 量系统，自动托盘交换装置，自 动 适应控制系统，车削 空 心棒料 的 自动输送装置，车削中心复合运动 刀具 与 C 轴，自动化系统 等 。 实际上， 附件装置 仍然 处于不断的发展之中。 编程功能 编程员也必须知道数控机床的可编程功能（包括可编程功能相关的指令代码）。对于一些低价位数控设备，很多机床功能多数时候必须用手动的方式激活。比如，对于一些数控铣床， 唯 一的可编程功能就是轴运动，其他的功能都得由操作员激活。对于这种机床，主轴转速和转向，冷却液以及换刀都得由操作员手动激活（开启）。 另一方面，对于 多 功能的数控设备，几乎所用的功 能都是可编程的，操作员只需完成 装卸工件 工序 。一 但 循环开始，操作员可空出来做 操作中 的其他事情。 用户可以参考机床厂家的说明书，查一查所用机床的可编程功能。为了用例子说明有多少可编程功能需处理，这里列出一些常用的可编程功能 、 相关的编程字（指令代码） 及一段段程序代码 。 编制程序如下： 92 00 630 11 01 150; 4 0; 0 0; 0 02 01 0; 00 05 09; 315 22 01 0 04 00 0; 30 轴控制 “ S”字 代码 指定主轴转速 功能代码 （加工中心上用转 /分钟（ ， 码用于主轴顺时针（正）旋转， 于主轴逆时针（反）旋转， 码 使主轴停转。注意车削中心还有恒线速度功能，恒线速度功能就是允许主轴速度用英尺 /分钟（或米 /分钟）指定。 动换刀装置 （加工中心） “ T”字 代码指定 机床哪把刀要装在主轴上。在多数机床上， 码 机床进行换刀。 具有 4 位数字的 “ T”字 代码 用于命令大多数车削中心上的换刀。前两位数字指定刀架的刀 补 号，后两位数字指定刀具的偏置号。例如， 代码 定了 1 号刀位和 1 号 刀补值 。 却液控制 码 用于开启 1 号液态切削液 。如果有 码 ，则用于开启雾 态 冷却液。代码 于关闭 切削 液。 动托盘交换装置 代码 令通常用于托盘交换。 5 他可编程