四工位机床毕业设计.docx

四川理工学院毕业设计(论文)摘 要四工位可转专用机床是四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。为实现对工件的一套完整的加工工序，当主轴箱向左移送进一次，在四个工位上完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。当主轴箱向右移（退回）到刀具离开工件后，工作台旋转90 主轴箱再次向左移（进给）。对每个工件来说，它进入了下一个工位的加工。由于主轴箱往复一次在四个工位同时进行工作，所以主轴箱的每一次进给都有一个工件完成上述全部工序。关键词：四工位；可转；专用机床；ABSTRACTFour position rotary special machine is the four station are respectively finished workpiece loading and unloading, drilling, reaming, work of the special processing equipment.As the workpiece to achieve a complete set of processing steps, when the spindle box left to feed once, in the four station completes the corresponding loading and unloading work, drilling, reaming, work. When the spindle box to the right ( return) to the tool from the workpiece, the rotary table90headstock again left shift ( feed ). Each of the workpiece, it enters the next station processing. As a result of a reciprocating spindle box in four stations work simultaneously, so the headstock every feed has a work piece to complete the above all processes.Keywords: Four position; turn; dedicated machine toolsV目 录摘 要IABSTRACTII第一章绪 论11.1专用机床的特点11.2工作原理11.3设计要求2第二章 专用机床传动设计32.1 功能分解32.2 运动分析42.3 根据运动分析和协调要求拟定运动循环图42.4 执行机构选型52.5传动机构选型62.6 机械运动方案的选择72.7画出机械运动方案简图72.8对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算102.8.1 机器整体轮廓大小的确定102.8.2 电机的选型112.8.3 槽轮机构设计112.8.4传动链设计13第三章 主要零件设计153.1直齿圆柱齿轮的传动设计153.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数163.1.2 按齿面接触强度设计173.1.3按齿根弯曲强度设计203.1.4结构设计及绘制齿轮零件图233.2轴的设计263.2.1 轴的概述263.2.2轴一的设计方案263.2.3轴二的设计方案303.2.2.1材料的选择303.3工作台的设计333.4带传动的设计353.4.1带传动基本分类353.4.2平型带传动363.4.3带传动的功率363.4.4带传动的特点373.4.5带传动的设计37第四章 结论39致 谢40参考文献41第一章 绪 论本次毕业设计的基本要求是：1.既要完成任务，又要培养学生独立动手的操作能力，而且把对学生的培养放在第一位。在指导老师的指导下，根据所选定的设计课题，通过实习，结合工程实际，独立完成设计工作，受到一次机械工程师应该如何解决工程实际问题的一次初步训练。2.通过毕业设计，使学生受到综合运用知识，解决实际问题的能力，提高自身技术水平，运算能力及运用计算机识图、制图和查阅手册，使用国家标准和信息资料的能力，文字表达能力和一般组织管理能力。3.培养自己独立工作的能力，巩固和扩大专业知识面，有较强的自学能力及工作适应能力，提高运用科研成果和新技术的能力及对现有设备和生产过程进行技术改造的能力。4.培养学生严谨求实，理论联系实际的工作作风和严肃认真，一丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。1.1 专用机床的特点专用机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能缩短设计和制造周期。因此专用机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。 专用机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转,由刀具作进给运动,也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工1.2 工作原理四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、绞孔工作。它的执行动作有两个：一是装有四工位工件的回转台转动；二是装有由专用电动机带动的三把专用刀具的主轴箱的刀具转动和移动。1.3 设计要求1）工件厚度不小于45mm，回程和工作行程的平均速度之比K =2。2）刀具匀速进给速度为2 mm/s，工件装、卸时间不超过10 s。3）生产率为每小时约60件。第二章 专用机床传动设计2.1 功能分解通过对工作原理和设计要求的详细分析可知，半自动四工位专用机床的总功能可以分解为如下几个工艺动作： 1)安装工件的工作台要求间歇转动。2)安装刀具的主轴箱能实行静止、快进、进给、快退的工艺动作。3)刀具转动来切削工件。由此可以画出如图1的四工位专用机床的动作要求图。其中4位置为装卸位置，1位置为钻孔位置，2位置为扩孔位置，3位置为绞孔位置。图2-1 四工位专用机床动作要求图同时也可得到四工位专用机床的树状功能图如图2-2所示：图2-2 四工位专用机床树状功能图2.2 运动分析设选定电动机型号为Y160M2-8，其转速n=720 r/min，功率=5.5kw，则四工位专用机床的一个周期内的详细运动情况为：1）电动机作为驱动，通过减速器与其他轮系传动将符合要求的转速传递给工作回转台上的间歇机构，使其间歇转动。2）在间歇机构开始一次循环时，安装并夹紧工件，间歇机构从0转至90。3）间歇机构从90转至180，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。4）间歇机构从180转至270，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速送进和快退）。5）间歇机构从270转至360，主轴箱完成一次工作循环（快进、刀具匀速和快退），并将加工好的工件取下。2.3 根据运动分析和协调要求拟定运动循环图对于四工位专用机床，其运动循环图主要是确定回转台的间歇转动机构和主轴箱进、退刀的控制机构的先后动作顺序，用以协调各执行构件的动作关系，便于机器的设计、安装和调试。下面用矩形图的表示方法对其运动循环图进行拟定，如表2-1：表2-1 四工位专用机床执行机构的运动循环图时间（秒）01-1818-3030-4242-60间歇机构运动情况匀速旋转90度（0到18秒）静止（18到60秒）主轴箱运动情况快进 18秒匀速送进60mm（18到54秒）快退6秒2.4 执行机构选型根据回转台间歇转动机构、主轴箱刀具移动机构的执行动作和结构特点，可选择如下的常用执行机构。表2-2 执行机构的形态学矩阵功能元功能元解（匹配机构） 1 2 3 4工作台间歇运动A 圆柱凸轮间歇机构蜗杆凸轮间歇机构曲柄摇杆棘轮机构不完全齿轮机构主轴箱移动B 移动推杆圆柱凸轮移动推杆盘形圆柱凸轮摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构曲柄滑块机构由排列组合的原理可以计算得到，共有：N1=44=16种执行机构选择方案。 对于工作台间歇机构的选择，为了保持传动的平稳和精度，可以选择槽轮机构和不完全齿轮机构；而对于主轴箱移动机构的选择，为了保持运动的精度和尽量减少冲击，可选择移动推杆圆柱凸轮机构和摆动推杆盘形凸轮与摆动滑块机构。2.5传动机构选型选定电动机的的转速n=720r/min，而槽轮机构的转速n1= 6060 =1rmin，整个传动机构的传动比为k=576，故需要分别引入减速机构来满足工作台间隙运动和主轴箱移动的运动要求。根据减速动作的精度和平稳行要求，列出常用的减速机构：表2-3 减速机构的形态学矩阵功能元减速器C 带传动链传动 蜗杆传动 齿轮传动 行星传动 减速器D 带传动链传动 蜗杆传动 齿轮传动 行星传动 由排列组合的原理可以计算得到，共有： N2=55=25= 种减速机构选择方案。 对于传动机构的选型，考虑到传动的精确性和机构制造工艺的难度高低，减速器常选带传动、蜗杆传动和齿轮传动。2.6 机械运动方案的选择四工位专用机床的运动机构主要由三部分组成：驱动机构、传动机构和执行机构。当驱动机构确定的情况下，其机械运动方案类型由传动机构的类型和执行机构的类型决定。由前面计算及排列组合原理可得，共有： N=N1N2=400= 种运动方案选择。 从这些方案中剔除明显不合理的，再进行综合评价。综合评价的指标为： 1）是否满足预定的运动要求； 2）运动链机构的顺序安排是否合理； 3）运动精确度； 4）制造难易； 5）成本高低； 6）是否满足环境、动力源、生产条件等限制条件根据以上综合评价指标，最后选择出以下两个较好的方案： 方案：槽轮机构+移动推杆圆柱凸轮机构+带传动+行星传动方案：不完全齿轮机构+摆动推杆盘形凸轮与摆动导杆机构+带传动+行星传动2.7画出机械运动方案简图根据上网查询的资料和文件初步拟定四工位专用机床的外形尺寸，并用AutoCAD分别画出方案方案一和方案二的机械运动方案示意图。图2-3 方案一的机械运动方案图方案一中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。一路通过齿轮传动将扭矩传递给槽轮机构，使工作台作间歇转动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给移动推杆圆柱凸轮机构，使主轴箱完成进，退刀的动作。两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。图2-4 方案二的机械运动方案图方案二中，电动机作为驱动机构，将动能传递给带轮，通过带轮分两路将扭矩传递给执行机构。一路通过齿轮传动将扭矩传递给不完全齿轮机构，使工作台作间歇转动；另一路通过行星轮系减速后将扭矩传递给摆动推杆盘形凸轮与摆杆滑块机构，使主轴箱完成进，退刀的动作。两路传动机构相互配合、相互合作，共同完成额定的加工功能和加工任务。对两方案进行比较选出较优秀的方案方案一：采用槽轮机构将连续传动变为间歇传动，结构简单。加工制造方便，分动箱的往复运动采用圆柱凸轮机构，传动平稳，运动规律容易实现。加工制造方便。方案二：采用不完全齿轮将连续传动变为间歇传动，结构也比较简单，但不完全齿轮的加工复杂。分动箱的往复运动采用摆动推杆盘形凸轮机构与摆动滑块机构，盘形凸轮的廓线确定要比圆柱凸轮的廓线确定要复杂些。经比较得出方案一的传动系统结构简单，传动平稳，造价低廉，故选用方案一。2.8对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算机构的运动尺寸计算包括机器的整体的轮廓尺寸、各机构的空间相对位置和各零部件的尺寸大小。对于四工位专用机床，本文将从转位系统对其运动尺寸进行计算和拟定2.8.1 机器整体轮廓大小的确定图2-5 四工位专用机床的整体轮廓尺寸根据上网查询的资料和文件初步拟定四工位专用机床的外形尺寸和各机构的大体空间相对位置如图2-5所示，用以检查并校核其内部执行机构是否能装入机体内，也是作为内部机构尺寸计算和设计的重要参考。2.8.2 电机的选型对于电机的选择，主要的参考指标有以下几点： 1）原动机的启动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面是否满足要求； 2）工作环境的影响； 3）工作是否可靠，操作是否简易，维修是否方便； 4）额定功率是否满足负载需要； 5）工作是否可靠，操作是否简易，维修是否方便综合考虑以上因素，并结合四工位专用机床的整体轮廓尺寸，选择型号为Y160M2-8的三相异步电动机，其额定功率为5.5 kW，最大转矩与额定转矩之比为2，效率85%，功率因素0.84，转速n=720r/min。2.8.3 槽轮机构设计槽轮机构的优点是结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。缺点主要是其在启动和停止时加速度变化大、有冲击，不适合用于高速传动。结合槽轮自身的特点和本课题的设计需求，对照如图10所示图2-6 槽轮机构1）槽数Z 按工位要求选42）中心距a 按结构情况确定a=150mm3）园销半径r 按结构情况确定r=15mm4）槽轮每次转位时主动件的转角 2=1801-2z=90 （2-1）5）槽间角 2=360z=90 （2-2）6）主动件到园销中心半径R1=sin=752=106mm （2-3）7）R1与的比值 =R1=sin=22 （2-4）8）槽轮外圆半径R2=（cos）2+r2=107mm （2-5）9）槽轮槽深 h+cos-1+r=77.1mm 取h=78mm10）运动系数 k=z-22z=14 （2-6）（n=1，n为园销数）11）轮槽轴直径d22（R2-h） （2-7） 可得d258 根据实际情况取d2=2512）曲柄轴直径 d12+R2a （2-8） 可得d186 根据实际情况取 d1=422.8.4传动链设计根据选定的驱动电机的转速和四工位专用机床的生产能力，可知其机械传动系统的总传动比为i总=n电机n执行主轴=7201=720 （2-9）为减少设计量，现将机械传动系统分为5级，第一级采用带传动，其速比为 2.813;第二三四五级采用齿轮传动，传动比都为4 720=2.81344442.8.4.1机床传动系统转速图由上可知，机床传动系统共分5级，现画出转速图图2-7 机床转速图2.8.4.2带传动 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。i带=2.8132.8.4.3 齿轮传动齿轮按标准中心距装配i2=i3=i4=M2Z2M1Z1=540510=4 （2-10）I5=M4Z4M3Z3=380320=4 （2-11）第三章 主要零件设计3.1直齿圆柱齿轮的传动设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，型式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千万，圆周速度可达200m/s。 齿轮传动的主要特点有： 1) 效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大的经济意义。 2）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需要的空间尺寸一般较小。 3）工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 4）传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一点。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只易于低速转动。当齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分的侵入油池中，则称为半开式齿轮传动。，它的条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入。润滑条件也不算最好。而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内，这称为闭式齿轮传动。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合 齿轮的主要失效形式有：1 轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常工况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过度部分的截面图编辑加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹并逐步扩展致使轮齿疲劳折断。2 齿面磨损： 在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现多种不同的磨损形式。这种磨损称为磨粒磨损。它是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面磨粒磨损最有效的办法。3 齿面点蚀： 点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀。所谓点蚀就是齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。齿面上最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，最后形成了明显的齿面损伤。4 齿面胶合： 对于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬时温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合。5 塑性变形： 塑性变形属于轮齿永久变形一大类的失效形式，它是由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。塑性变形一般发生在硬度低的齿轮上；但在重载作用下，硬度高的齿轮上也会出现。塑性变形又分为滚压塑变和捶击塑变。滚压塑编是由于啮合轮齿的相互滚压和滑动而引起的材料塑性流动所形成的。3.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 由于回转工作台所要求的精度不高故选用7级精度（GB1009588）2） 材料的选择，由机械设计第七版表101选择校齿轮材料为40Cr,调质硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，调质硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。3） 选小齿轮齿数为Z1=20，大齿轮齿数为Z2=Z1=420=803.1.2 按齿面接触强度设计由机械设计第四版公式（12.9）进行计算即：d 132KT1bd121(ZEZHZH) （3-1）3.1.2.1 确定公式内的各计算数值（1） 试选载荷系数为=1.3。（2） 计算齿轮传递的扭矩 （3-2）（3） 由机械设计第七版表107选取齿宽系数=1。（4） 由机械设计第七版表106查得材料的弹性影响系数（5） 由机械设计第七版图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限；（6） 计算应力循环次数，由于机床回转工作台的旋转速度较低，因此循环次数也较低。（7） 由机械设计第七版图109查得接触疲劳系数，。（8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数s=1由机械设计第七版式（1012）得 （3-3）H2=KHN2Hlim2s=1.6550=880MPa （3-4）3.1.2.2 尺寸计算：（1） 试算小齿轮分度圆直径d1，代入H中较小的值 （3-5）（2） 计算齿宽b （3-6）（3） 计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 （4）计算载荷系数根据和7级精度，由机械设计第七版图108查得动载荷系数Kv=1.1直齿轮，假设.由机械设计第七版表103查得由机械设计第七版表102查得使用系数；由机械设计第七版表表104查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时， 将数据代入后得 由b/h=7，查机械设计第七版图1013得；故载荷系数 （5） 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计第七版式（1010a）得 （3-7）（6）计算模数m .53.1.3按齿根弯曲强度设计由机械设计第七版式（105）得弯曲强度的设计公式为 （3-8）3.1.3.1 确定公式内的各计算数值（1） 由 机械设计第七版 图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。（2） 由机械设计第七版图10 18查得弯曲疲劳寿命系数为，。（3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由 机械设计第七版式（1012）得 （4）计算载荷系数K （5）查取齿形系数 由机械设计第七版表105查得，（6）查取应力校正系数 由机械设计第七版表105查得 ，。（7）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大3.1.3.2 设计计算 （3-9）对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，所取模数应当大于2.45，为了符合设计要求，使精度更高，特选模数为2.5，小齿轮齿数为20，大齿轮齿数为80。这样设计的齿轮即满足了齿面接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，又符合了设计要求确保了精度。3.1.3.3几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 3.1.3.4计算齿宽厚度取B1=20mm,B2=25mm.3.1.3.5验算 （3-10） （3-11）可知设计合适3.1.4结构设计及绘制齿轮零件图表3-1 齿轮参数表名 称代号备注(mm)模 数mm=2.5压 力 角分度圆直径d齿 顶 高齿 根 高全 齿 高h齿顶圆直径齿根圆直径中 心 距a齿数比小齿轮零件图如图3-2图3-2小直齿轮大齿轮零件图如图3-3图3-3 大直齿轮3.2轴的设计3.2.1 轴的概述轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递，因此轴的主要功能是支撑回转零件及传递运动和动力。按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴3类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受而不承受弯矩的轴称为传动轴。轴还可按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两大类，曲轴通过连杆可以将旋转运动转变为往复直线运动，或作相反的运动变换。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。3.2.2轴一的设计方案3.2.1.1材料的选择对此回转工作台未提出特殊要求，功率不大，因此，选择常用的材料45钢，调质处理3.2.1.2初步估算轴的直径由机械设计（高等教育出版社）表16.2按45钢查得C=112，轴直径为： 在这里取d=56mm.3.2.1.3轴的结构设计为了装拆方便，将轴设计成阶梯状。考虑到轴上只收到径向载荷又考虑到成本问题，现暂取深沟球轴承61816内经为80mm，外径是100mm，宽度是10mm,与轴承相配合的轴径取79.75mm。，槽轮机构与轴采用平键连接的方式，其轴向固定采用六角头螺母和平垫圈组合键根据以上所述，现画出轴的结构草图：图3-4 轴一结构草图3.2.1.3按疲劳强度的安全系数校核图3-5 轴受力图（1）作轴的受力简图： （2）求作用在轴上的力轴传递的转矩T=100N/m分度轴在工作过程中，可知满载切削时受到的力是最大的，由切削阻力 部分组成的。 F1=3Fc 则经受力分析有 F1=31200N=3600N（1）画轴的空间受力图将分度盘所受载荷简化为集中力，并通过轮毂中截面作用于轴上。轴的支点反力也简化为集中力通过载荷中心作用于轴上；（2）作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷。并确定可能的危险截面。图3-6 轴一各危险面的载荷图F1=3600NT=100000N.mmMH=F1x=3600135+82=50400N.mm(3)按弯扭合成应力校核轴的强度已知材料为45钢调质，由文献12表151查得，由已知条件，对轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核。根据文献12式15-5以上表中的数据，并取，轴的计算应力：=MW=2604002+0.610000020.11103=46.52-1 （3-10）结论：按弯矩合成应力校核轴的强度，轴的强度足够。3.2.1.4 轴一结构图图3-7 轴一结构图3.2.3轴二的设计方案3.2.2.1材料的选择对此回转工作台未提出特殊要求，功率不大，因此，选择常用的材料45钢，调质处理。 3.2.2.2初步估算轴二的最小直径转矩Me=100Nm圆周力Ft=2T/d径向力Fr=Fttan200Ft=2100000/90=731.1NFr=731.1tan200=266.1N画转矩图，水平弯矩垂直弯矩图据M =画合成弯矩图根据第三强度理论，=38.6mm （3-11）按上面的计算把轴的直径取D=40mm图3-8 轴二的受力及转矩、弯矩3.2.2.3轴二的结构设计为了装拆轴承齿轮方便，将轴设计成阶梯状。对于同一个轴上的两端轴承，通常选用同一型号，现暂取深沟球轴承61808内经为40mm，宽度是7mm,与轴承相配合的轴径取40mm。在这里齿轮与轴采用间隙配合，而轴承与齿轮之间应采用过盈配合的方式，齿轮与轴均采用平键连接的方式，其轴向固定采用轴肩-轴用钢丝挡圈3.2.2.4轴二的校核受转矩T的实心圆轴，其切应力T=TWT=9.55106Pn0.2d3=9.551065.50.26031=28.95 （3-12）由机械设计（北京理工大出版社）表122查的T=35MPa可知TT可以知道，设计的轴适合要求、3.2.2.5轴二的结构图图3-9 轴二的结构图3.3工作台的设计机床工作台分为开槽工作台，焊接工作台，镗铣床工作台等机床工作台用途：主要用于机床加工工作平面使用，上面有孔和T型槽，用来固定工件，和清理加工时产生的铁屑。按JB/T7974-99标准制造，产品制成筋板式和箱体式，工作面采用刮研工艺，工作面上可加工V形、T型、U型槽和圆孔、长孔。此次设计由于在车床上，且在工作台上还要加装4个三爪卡盘，故省去T型槽。在固定位置转螺纹孔和销孔，用来安装三抓卡盘，具体情况如图3-10：图3-10 工作台俯视图此外，为减少回转台的重量，在背面取一段沟槽，宽100mm深40mm，具体情况如图3-11：图3-11 回转台左视图3.4带传动的设计3.4.1带传动基本分类根据用途不同，有一般工业用传动带、汽车用传动带、农业机械用传动带和家用电器用传动带。摩擦型传动带根据其截面形状的不同又分平带、V带和特殊带（多楔带、圆带）等。 传动带的种类通常是根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定。若有多种传动带满足传动需要时，则可根据传动结构的紧凑性、生产成本和运转费用，以及市场的供应等因素，综合选定最优方案。3.4.2平型带传动平型带传动工作时带套在平滑的轮面上，借带与轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等，分别适应主动轴与从动轴不同相对位置和不同旋转方向的需要。平型带传动结构简单，但容易打滑，通常用于传动比为3左右的传动。 平型带有胶带、编织带、强力锦纶带和高速环形带等。胶带是平型带中用得最多的一种。它强度较高，传递功率范围广。编织带挠性好，但易松弛。强力锦纶带强度高，且不易松弛。平型带的截面尺寸都有标准规格，可选取任意长度，用胶合、缝合或金属接头联接成环形。高速环形带薄而软、挠性好、耐磨性好，且能制成无端环形，传动平稳，专用于高速传动。3.4.3带传动的功率带传动的功率损失有： （1）滑动损失 摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动，导致带与从动轮的速度损失。弹性滑动率通常在1%2%之间。严重滑动，特别是过载打滑，会使带的运动处于不稳定状态，效率急剧降低，磨损加剧，严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大，随带体弹性模量的增大而减小。 （2）内摩擦损失 带在运行中的反复伸缩，在带轮上的挠曲会使带体内部产生摩擦引起功率损失。 内摩擦损失随预紧力、带厚与带轮直径比的增加而增大。减小带的拉力变化，可减小其内摩擦损失。 （3）带与带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。（4）空气阻力损失 高速运行时，运行风阻引起的功率损失。其损失与速度的平方成正比。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑（如用椭圆轮辐）或用辐板以减小风阻。 （4）轴承摩擦损失 轴承受带拉力的作用，是引起功率损失的重要因素之一。 综合上述损失，带传动的效率约在80%98%范围内，进行传动设计时，根据带的种类选取。3.4.4带传动的特点（1）优点：能缓和载荷冲击、运行平稳，无噪音、制造和安装精度不像啮合转动那样严格、过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏。可增加带长以适应中心距较大的工作条件（可达15m）。 （2） 缺点：有弹性滑动和打滑，使效率降低和不能保持准确的转动比、传递同样大的圆周