基于结构变化的小型板式压铸件螺纹孔系一体化加工的多攻头攻丝装置设计含9张CAD图.zip
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基于结构变化的小型板式压铸件螺纹孔系一体化加工的多攻头攻丝装置设计含9张CAD图.zip,基于,结构,变化,小型,板式,压铸,螺纹,一体化,加工,多攻头攻丝,装置,设计,CAD
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I摘 要多头攻丝机发展已有多年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业。是当前急需制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。多头攻丝机及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺设备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。本次设计一基于结构变化的小型板式压铸件螺纹孔系一体化加工的多攻头攻丝装置，要求保证三孔同时加工。由 V 带传动机构、行星齿轮传动机构、丝杠螺母进给机构、升降机构组成。本次设计首先，调查了多头攻丝装置的研究及发展现况；接着，通过现有多头攻丝装置原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；然后，对各主要机构及其零件进行设计；最后，绘制了本装置的装配图和主要零件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD、软件，对今后的工作与生活具有极大意义。关键词：多头；攻丝；进给；设计IIAbstractThe development of multi thread tapping machine has many years of history, and its scientific research and production have considerable foundation and application has penetrated into many industries. It is one of the essential equipment urgently needed in the manufacturing industry to update products, carry out technological transformation, improve production efficiency and develop at a high speed. The multi head tapping machine and its automatic line are integrated manufacturing technology and complete sets of process equipment with mechanical and electrical integration. It is characterized by high efficiency, high quality, economical and practical, and is widely used in construction machinery, transportation, energy, military industry, light industry, household appliances and so on.A multi head tapping device based on structural changes for small plate die casting is developed, which requires simultaneous processing of three holes. It is composed of V belt drive mechanism, planetary gear transmission mechanism, screw nut feeding mechanism and lifting mechanism.This design first investigates the current status of the research and development of multiple tapping devices. Then, through the analysis of the existing multi tapping mechanism, the overall structure scheme is put forward on the basis of the analysis. Then, the main bodies and their parts are designed. Finally, the assembly drawing and the main part drawings are drawn.Through this design, we have consolidated the professional knowledge of the University, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, and so on. It has mastered the design method of ordinary mechanical products and is able to use AutoCAD and software skillfully. It has great significance for the future work and life.Key words: Multi head; Tapping; Feed; DesignIII目 录摘摘 要要.IABSTRACT .II第第 1 章章 绪绪 论论.11.1 课题背景及意义.11.2 国内外的发展概况.11.3 国内外研究现状.21.3.1 国外研究状况.21.3.2 国内研究状况.2第第 2 章章 总体方案设计总体方案设计.32.1 设计要求.32.2 方案选择.32.2.1 总体布置.32.2.2 动力类型的选择.32.2.3 传动机构选择.42.2.4 进给机构选择.42.3 方案确定.4第第 3 章章 整机参数选择与计算整机参数选择与计算.53.1 切削用量的确定.53.1.1 切削用量选择.53.1.2 确定切削力、切削转矩、切削功率.53.1.3 确定主轴类型、尺寸、外伸长度.63.1.4 动力部件工作循环及行程的确定.63.2 加工示意图.63.3 电动机选择.73.3.1 电动机概述.73.3.2 选择电动机系列.83.3.3 选择电动机功率.83.4 运动和动力参数计算.9第第 4 章章 主要零部件的设计与校核主要零部件的设计与校核.114.1 V 带传动的设计.114.1.1 V 带传动概述 .114.1.2 V 带的基本参数计算 .11IV4.1.3 带轮结构的设计.134.2 齿轮传动的设计.134.2.1 齿轮传动概述.134.2.2 选精度等级、材料和齿数.144.2.3 按齿面接触疲劳强度设计.144.2.4 按齿根弯曲强度设计.164.2.5 几何尺寸计算.174.3 传动轴的设计.174.3.1 尺寸与结构设计计算.184.3.2 强度校核计算.184.4 轴承及键的选用与校核.204.4.1 轴承.204.4.2 键.204.5 芯轴的设计.204.6 机座的设计.21总总 结结.22致致 谢谢.23参考文献参考文献.241第 1 章 绪 论1.1 课题背景及意义毕业设计作为大学里一个实践性教学环节，对巩固所学专业课程和基础课程起着非常重要的作用。毕业实习作为毕业设计的主要内容，是增加学生感性认识、提高理论联系实际的一个必不可少过程。通过毕业设计能够培养学生综合运用基础理论和专业知识独立解决工程实践能力，通过调查研究，收集资料，现场学习，使学生初步具有工程结构设计、解决生产中实际问题以及在总结编写设计资料设计论文的能力。通过毕业实习，可以培养学生严肃认真的工作作风，培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册的能力，培养学生独立思考、解决实际问题的能力。总之，毕业设计对提高毕业生全面素质具有很重要的意义。1.2 国内外的发展概况在我国，多头攻丝机发展已有多年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业。是当前急需制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。多头攻丝机及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺设备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。 我国传统的多头攻丝机及多头攻丝机自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型机座类和轴类零件（近年研制的多头攻丝机加工连杆、板件等也占了一定份额） ，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。多头攻丝机的分类繁多，有大型多头攻丝机和小型多头攻丝机，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台多头攻丝机等；随着技术的不断基本，一种新型的多头攻丝机柔性多头攻丝机越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程控制器（PLC） 、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的多头攻丝机。另外，近年来多头攻丝机加工中心、数控多头攻丝机、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在多头攻丝机行业中所占份额也越来越大。 由于多头攻丝机及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏技术。我国多头攻丝机及多头攻丝机自动线总体水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平多头攻丝机及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，2真正成为刚柔兼备的自动化装备。 从 2002 年年底第 21 届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界 10 多个国家和地区的 500 多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备和复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速 10000-20000r/min,最高进给速度可达 20-60m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却利益复杂。多轴化控制的基础装备适合加工形状复杂的工件。另外产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。 在这些方面我国多头攻丝机装备还有相当大的差距，因此我国多头攻丝机技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可变可调、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究状况1952 年美国生产出了第一台数控机床，此后，日本、德国、意大利等国家的一些木工机床的制造厂家应用机电一体化技术，相继推出了各种先进的机床。目前，螺纹加工机床已经与液压系统，气压系统和数控系统结合生产出了很多先进的攻丝机，例如：西班牙的才 CMA 攻丝机系列，等等。目前，机床加工正在向复合化，高速化，精密化，高效能化，智能化，环保化方向发展而螺纹加工正在向高效率，高自有度，高生产率，高自动化，高定位速度和高切削速度，低成本方向发展。1.3.2 国内研究状况我国自改革开放以来，虽然机床加工机械的技术水平及产品质量有着显著的提高，但与先进的发达国家相比差距较大，主要存在的问题有：水平低、仿制多、品种少、自动化程度不高，外观质量不高，机床机械合格率低，远低于同类机械产品的平均合格率。螺纹加工机床和其他机床一样发展缓慢。但在中、高档数控机床方面，与国外一些先进产品相比，仍存在较大差距。螺纹加工的数控化程度也很低。虽然我国现在的水平很低不过我们有很好的发展前景：首先，我国的政策调整有利于车床行业的发展；第二，产业转移给车床行业的发展带来了机遇；第三，下游行业成长较快；第四，数控车床消费增长较快。而螺纹加工的攻丝机只是车床中的一个部分，当然也具有很好的发展前景。目前国内有很多的组合机床仍然采用继电器控制，使用不便，且较为落后。而国外同行业则较多采用 PLC 先进技术集成控制来实现生产自动化，已形成一系列自动化程度较高的生产流水线，大大提高了生产效率和节省了成本。3第 2 章 总体方案设计2.1 设计要求设计一基于结构变化的小型板式压铸件螺纹孔系一体化加工的多攻头攻丝装置，要求保证三孔同时加工。2.2 方案选择2.2.1 总体布置根据设计要求，采用如下图示摇臂钻结构，主轴连接主动齿轮，从动齿轮及芯轴、丝锥均布。图 2-1 总布置图2.2.2 动力类型的选择在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中，常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用。热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于经常变换工作场所的机械设备和运输车辆。电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是交流异步电动机，其具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种4原动机的特点，选择交流异步电动机作为多头攻丝装置的原动机。2.2.3 传动机构选择常用传动机构有带传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动等，根据本次装置的特点，主传动采用 V 带传动，多头攻丝装置传动机构采用齿轮均布的行星齿轮传动方式。2.2.4 进给机构选择为了加工出合格的螺纹，进给机构单圈进给量必须与待攻丝螺纹的螺距相等，并且要求进给量精度比较高，因此采用丝杠螺母传动的结构。2.3 方案确定 综合以上的分析，最终确定的方案见下表：表 2-1 系统传动方案原动机主传动机构多头攻丝装置传动机构进给机构交流异步电动机V 带传动行星齿轮传动与待攻丝螺纹同螺距的丝杠螺杆传动多头攻丝装置由 V 带传动机构、行星齿轮传动机构、丝杠螺母进给机构、升降机构组成，如图 2-2 所示。图 2-2 多头攻丝装置结构图第 3 章 整机参数选择与计算53.1 切削用量的确定在多头攻丝机工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对多头攻丝机的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式即工作可靠性均有较大的影响。3.1.1 切削用量选择1.多头攻丝机切削用量选择的特点多头攻丝机常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间的消耗，保证机床的生产率及经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低 30%左右。2.多头攻丝机通常用动力滑台来带动刀具进给因此，同一滑台带动的变速箱上所有刀具（除丝锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。目前常用查表法，参照生产现场同类工艺，必要时经工艺试验确定切削用量。多头攻丝机加工孔和螺纹的常用切削用量都要查一般的手册。确定切削用量时用注意以下问题。1）应尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其使用性能。2）复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用受命。3）选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。4）确定切削用量时，还需考虑所选动力滑台的性能。3.1.2 确定切削力、切削转矩、切削功率查5130 页表 6-11 得：加工直径为 5.0 布氏硬度不低于 90HBS 切削速度为 2050m/min 取 20m/min进给量为 0.030.1mm/r 取 0.1mm/r根据表6-12深孔钻削切削用量递减表5得： 切削速度为20m/min（0.70.8）1416m/min取16m/min进给量为0.1mm/r0.9=0.09mm/r 取0.09mm/r取钻 5.0m 孔的切削速度 v=16m/min，由此算出转速为 min/10190 . 514. 316100014. 31000rDvn= 按机床实际转速取 n=1080r/min，则实际切削速度为vmin/96.16100010800 . 514. 3m=工进速度 vf =min/2.9709.01080mmfn=NHBDfF46821009. 00 . 526266 . 08 . 06 . 08 . 0= mmNHBfD=18021009. 00 . 51010M6 . 08 . 09 . 16 . 08 . 09 . 1mmNfDT=29909. 0255959663. 0663. 026kW0338. 01000955010802999550=Tnp其中 切削速度（m/min） ；v M转矩（） ；mmN T扭矩（） ；mmN f每转进给量（mm/r） ； P切削功率（kW） ； HB 布氏硬度； D钻头直径（mm） 。3.1.3 确定主轴类型、尺寸、外伸长度主轴类型主要根据工艺的方法和刀杆与主轴的连接结构进行确定。我在设计中采用的是下列公式来确定主轴的：mmTD2 .12826. 13=因尽量不使用 15mm 的直径主轴，故选用 d=20mm。进行轴的校核：633108202 . 02 . 0=dWMPaW3 . 4108343T6=40 MPa 满足要求。根据课本查书得 D/d=32/20，L=115mm，接杆莫氏圆锥 1 号3.1.4 动力部件工作循环及行程的确定工作进给长度的确定：L工 =L1 +L L1取16mmL为25 mm则L工=25+16=41mm钻模板与工件距离为10 mm。钻头快进距离为 90mm则快退距离为 131mm动力部件总行程的确定：总行程为250 mm，前备量为30 mm，后备量为89mm。3.2 加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、夹具、变速箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床总体联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及变速箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、7尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度） ；接杆（包括镗杆） 、浮动卡头、导向装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合、刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。图 3-1 攻丝加工示意图3.3 电动机选择3.3.1 电动机概述（1）定义电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速） 。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。（2）分类按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电8动机等。相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机） 。按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。按防护型式分为开启式（如 IP11、IP22）：电动机除必要的支撑结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。封闭式（如 IP44、IP54）：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显的妨碍通风。3.3.2 选择电动机系列电动机选择应保证：rPP0式中：P0电动机额定功率，kW； Pr工作机所需电动机功率，kW。所需电动机功率由下式计算：Pr=Pw/式中：Pr工作机所需有效功率，由工作机的工艺阻力及运行参数确定； 电动机到工作机的总效率，%。皮带运输机的 PW 计算方法：PW=Fv/1000 (kW)式中：F工作机的圆周力，例如运输机上运输带的有效拉力，N； v工作机的线速度，例如运输带的带速，m/s； 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 系列。3.3.3 选择电动机功率9PW=0.27 kW，=0.990.950.960.950.9940.96=0.7698Pr1=PW/1=0.36 kW查表 4.12-1，可选 Y 系列三相异步电动机 Y802-4 型，额定功率 P0=0.75kW，或选 Y系列三相异步电动机 Y90S-4 型，额定功率 P0=0.75kW。以同步转速为 1500r/min 及 1000r/min 两种方案进行比较，由表 4.12.1 查得电动机数据，计算出传动比如下表。表 3-1 电动机数据表方案电动机型号额定功率/kW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比质量/kg价格/元12Y802-4Y90S-40.750.7515001000139091057.9237.921823475570比较两方案可见，方案 1 选用的电动机虽然质量和价格较低，但总传动比大。为使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2。电动机型号为 Y90S-4，额定功率为 0.75 kW，同步转速为 1000 r/min，满载转速为 910 r/min。3.4 运动和动力参数计算（1）各轴的转速：1 轴 ；min/9101rnnm2 轴 ；min/3 .3033910112rinn3 轴 min/45567. 04 .40223rinn（2）各轴的输入功率：1 轴 ；kwPP72. 096. 075. 01012 轴 ；kwPP706. 098. 072. 032123 轴 ；kwPP699. 099. 0706. 03223（3）各轴的输入转矩：电机轴 ；mNnPT87.791075.0955095500001 轴 ；mNnPT56.791072.0955095501112 轴 ；mNnPT23.223 .303706. 095509550222103 轴 ；mNnPT67.14455699.095509550333（4）整理列表轴名功率kwP/转矩mNT/转速min)/( rn传动比电机轴0.757.879101 轴0.727.5691012 轴0.70622.23303.333 轴0.69914.674550.6711第 4 章 主要零部件的设计与校核4.1 V 带传动的设计4.1.1 V 带传动概述（1）定义V 带传动是靠 V 带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。与平带传动比较，V 带传动的摩擦力大，因此可以传递较大功率。V 带较平带结构紧凑，而且 V带是无接头的传动带，所以传动较平稳，是带传动中应用最广的一种传动。（2）传动特点普通 V 带是一种横断面为梯形的环形传动带，它适用于小中心距与大传动比的动力传递，广泛应用于纺织机械、机床以及一般的动力传动。 1 V 带的速度：普通30（m/s） ，窄带40（m/s） ；功率400kW，一般40kW；传动比6。复合 V 带速度：40（m/s） ；功率350HBW）齿轮传动，抗点蚀能力较强，轮齿折断的司能性大，在设计计算时通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。 开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损。但由于磨损的机理比较复杂，尚无成熟的设计计算方法，故只能按齿根弯曲疲劳强度计算，用增大模数 10%20%的办法加大齿厚，使它有较长的使用寿命，以此来考虑磨损的影响。4.2.2 选精度等级、材料和齿数采用 7 级精度由表 6.1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。选小齿轮齿数201Z大齿轮齿数，取30205 . 1122ZiZ302Z4.2.3 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即3211)(132. 2HEdttZuuTkd1） 确定公式各计算数值15（1）试选载荷系数3 . 1tK（2）计算小齿轮传递的转矩mNT87.501（3）小齿轮相对两支承对称分布，选取齿宽系数0 . 1d（4）由表 6.3 查得材料的弹性影响系数2/18 .189 MPaZE（5）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim（6）由式 6.11 计算应力循环次数9111066. 1)2830010(15766060hjLnN8921003. 53 . 31066. 1N（7）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数 9 . 01NZ94. 02NZ（8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10-12 得MPaMPaSZHNH5406009 . 01lim11MPaMPaSZHNH51755094. 02lim22（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值td1Hmmdt54.38)5178 .189(3 . 33 . 40 . 11087.503 . 132. 23231计算圆周速度 vsmndvt/58. 160000057654.5214. 310006011计算齿宽 bmmdbtd54.3854.380 . 11计算齿宽与齿高之比 b/h模数mmZdmtnt927. 12054.3811齿高89. 891. 5/54.52/91. 5627. 225. 225. 2hbmmmhnt计算载荷系数 K16根据，7 级精度，查得动载荷系数smv/68. 105. 1VK假设，由表查得mmNbFKtA/100/1FHKK由表 6.2 查得使用系数.051AK由表查得31. 1HK查得28. 1FK故载荷系数444. 131. 10 . 105. 105. 1HHVAKKKKK（10）计算模数mmZdm927. 120/42.54/114.2.4 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为32112FSFdnYYZKTm（1）确定公式内的计算数值由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE5001大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE3802由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数 88. 01NZ92. 02NZ计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1.3，由式得MPaSZFENF5 .3383 . 150088. 0111MPaSZFENF9 .2683 . 138092. 0222计算载荷系数41. 128. 10 . 105. 105. 1FFVAKKKKK（2）查取齿形系数由表 6.4 查得8 . 21FaY26. 22FaY（3）查取应力校正系数 由表 6.4 查得55. 11SaY74. 12SaY（4）计算大小齿轮的，并比较FSaFaYY1701462. 09 .26874. 126. 201282. 05 .33855. 18 . 2222111FSaFaFSaFaYYYY 大齿轮的数据大（5）设计计算mmm74. 101462. 0200 . 11087.5041. 12323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，可取有弯曲强度算得的模数 1.74，并就近圆整为标准值 m2mm按接触强度算得的分度圆直径mmd54.381算出小齿轮齿数取3 .192/54.38/11mdZ201Z大齿轮齿数取40202122ZiZ402Z4.2.5 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径mmmZdmmmZd60230402202211（2）计算中心距 mmdda502/ )6040(2/ )(21（3）计算齿宽宽度取 B2=20mm, B1=25mmmmdbd20405 . 01圆柱齿轮参数数据整理如下：序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z20，302模数m2mm3分度圆直径21ddmmmm 60,404齿顶高ahmm25齿根高fhmm5 . 26全齿高hmm5 . 47顶隙cmm5 . 08齿顶圆直径21ddmmmm 64,449齿根圆直径43ffddmmmm 55,3510中心距amm504.3 传动轴的设计轴的设计以转盘轴为例，其他轴与之类似：184.3.1 尺寸与结构设计计算（1）转盘轴上的功率 P1,转速 n1 和转矩 T1，kwP456. 01min/2 .201rn mNT58.2151（2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据机3PdCn械设计表 11.3，取，于是得：112C mmPC6 .182 .20456. 0110nd3322（3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度该处开有键槽故轴径加大 510，且这是苹果定位转盘的直径，取 20mm。轴的结构设计：为了满足带轮的轴向定位，-轴段右端要有一轴肩，故取-段直径为 d-=24mm。初步选定滚动轴承，因轴承受径向力和轴向力，根据 d-=24mm，取用 6205 型深沟球轴承，其尺寸为 dDT=25mm62mm15mm，则有 d-=d-=25mm，L=15mm，轴承中间处用轴肩定位，这段取直径 d-=30mm。右端轴承与齿轮之间应有一套同固定，-长应为：取套同长 12mm，则 L-=32mm。取轴承端盖总宽为 32mm，外端面与大带轮右端面间距离为 10mm，故取 L-=42mm。结合机座结构，取 L-=76mm。（4）轴上零件的周向定位轴上零件的周向定位：联轴器与轴的周向定位均用平键联接。按 d-=20mm 查得平键截面 bh=6mm6mm，键槽用铣刀加工，长 28mm，同时为了保证转盘与轴配合有良好的对中性，故选择轮毂与轴配合为 H7/n6。4.3.2 强度校核计算（1）求作用在轴上的力根据机械设计 （轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则NFNtgFFNdTFantrt06 .613202 .1621costan2 .1621107591.86223NFp.61615（2）求轴上的载荷（详细过程以轴 2 为例，其他轴类似不一一复述）19首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取 a 值。对于 6207 型深沟球轴承，由手册中查得 a=17mm。因此，轴的支撑跨距为 L1=172mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的 MH、MV 及 M 的值列于下表。载荷水平面 H垂直面 V支反力F，NFNH11431NFNH12622，NFNV22371NFNV15162C 截面弯矩 MmmNLFMNHH8518532mmNMLFMaNVV14555132总弯矩mmNMMMVH168646145551851852222max扭矩mmNT 215580（3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算6 . 020应力MpaMpaWTMca61.28401 . 0869106 . 0168646)(32222已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得。因此，70MPa1 -1 -ca故安全。4.4 轴承及键的选用与校核4.4.1 轴承1）.按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为 Fr1=340.43N，轴向力为 Fa1=159.90N，2） 初步选择滚动轴承型号为 6205，其基本额定动载荷为 Cr=51.8KN，基本额定静载荷为 C0r=63.8KN。3） 径向当量动载荷NFFFNVNHr43.3406 .1871 .5432221211 NFFFNVNHr8 .20552 .6711 .19432222222动载荷为，查得，则有arrYFFP4 . 06 . 1YNPr012.39290.1596 . 143.3404 . 0 由 式 13-5 得 ahrrhLPCnL104 .53012.3925180096060106010631066 满足要求。4.4.2 键1）选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键，尺寸为mmmmmmlhb28662)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 MPaP120键的工作长度 mmbll252262821，合适 PPMPadlkT1 .63202565 . 0215580210213114.5 芯轴的设计芯轴即连接丝锥与各丝锥从动齿轮轴的轴，要求其具有传递转动且能够轴向进给，进给量为芯每没转一圈进给一个待加工螺纹螺距。其结构及尺寸如下图示：214.6 机座的设计机座一般是指传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。机座通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢机座。单件生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的机座。为了便于轴系部件的安装和拆卸，机座制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下机座用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证机座具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑筋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少机座底座平面的机械加工面积，机座底一般不采用完整的平面。综上所述，结合攻丝装置特点本次传动机构所需机座采用 HT150 灰铸铁铸造而成即可。22总 结我本次的毕业设计题目基于结构变化的小型板式压铸件螺纹孔系一体化加工的多攻头攻丝装置设计。本次选题的课题来源即是工厂实践,随着机械行业的复兴和国家对农业机械化的投入，对生产设备提出了较高的要求，在这样的背景下，我们的设计具有很大的可行性。毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌
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