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ZX32专用机床铣削头的设计【优秀含8张CAD图纸+专用机床全套课程毕业设计】

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zx32 专用机床 铣削 机械设计 毕业设计 ZX32专用机床铣削头的设计 专用机床全套课程毕业设计
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专用机床铣削头ZX32的设计

ZX32专用机床铣削头的设计【优秀含8张CAD图纸+专用机床全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+中期检查表+文献综述+外文翻译】【33页@正文11800字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

专用机床铣削头ZX32的设计任务书.doc

图纸

外文翻译300字符.docx

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文献综述.docx

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摘  要

任务书

毕业设计题目专用机床铣削头ZX32的设计

毕业设计主要内容和要求:

综合运用所学工程图学、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、金属工艺学、公差与测量、金属材料、机械制造基础、AutoCAD等课程的知识,设计组合机床铣床所用ZX32铣削头。

所设计ZX32铣削头可与大一规格的HJ40机械滑台或HY40液压滑台配套使用,完成对铸铁、钢及有色金属的平面铣削。铣削精度达到表面不平度0.03/500,表面粗糙度为;为了调整对刀,主轴滑套调整量为70毫米;滑套夹紧机构为手动;切削满负荷时刀盘直径为Ф200mm,主轴与铣刀盘联接尺寸为Ф128.57mm;该铣削头ZX32能与其相应的齿轮传动装置ZX32A-F41、皮带传动装置ZX32A-F42配套使用。

设计并绘制铣削头的总图及重要零件的工作图。

毕业设计主要参考资料:

[1]、孙小平.机械制造基础.北京 国防工业出版社,1998

[2]、符炜.切削加工手册.湖南 湖南科学技术出版社,2003

[3]、陈璧光.金属切削理论与实践(中册、下册).北京:北京出版社,1985

[4]、清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室.机械制图(第四版).北京:高等教育出版社,2000

[5]、梁熙正.工业机械及设备(第二版).北京:中国轻工业出版社,2000

[6]、李建功.机械设计(第四版).北京:机械工业出版社,2007

[7]、西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械原理(第七版).北京:高等教育出版社,2006

[8]、于永泗、齐民.机械工程材料(第七版).北京:大连理工大学出版社,2007

[9]、刘鸿文.材料力学(第四版).北京:高等教育出版社,2003

[10]、哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.北京:高等教育出版社,2002

[11]、王先逵.机械制造工艺学(第二版).北京:机械工业出版社,1995

[12]、唐增宝、常建娥.机械设计课程设计(第三版).武汉:华中科技大学出版社,2006

[13]、汪星桥.机床设计手册.北京:机械工业出版社,1986

[14]、冯之敬.机械制造工程原理.北京:清华大学出版社,1999

[15]、王知行.机械原理.北京:高等教育出版社,2000

[16]、吴宗泽.机械设计课程设计手册.北京:高等教育出版社,1992

[17]、胡凤兰.互换性与技术测量基础.北京:高等教育出版社,2005

[18]、Zhu Y, Zhang S, Rong Y.Experimental Study on Stiffness of T-Slot Based Modular Fixure. Transaction of NAMRI/SME, Volumn X XI,1993

[19]、Gere J  M, Timoshenko S  P. Mechanics of materials.Second SI Edition.New York: Van Nostrand Reinhold,1984

毕业设计应完成的主要工作:

设计并绘制专用机床铣削头ZX32的总图及重要零件的工作图;编写其设计说明书。

毕业设计进度安排:

序号毕业设计各阶段内容时间安排备注

1查阅资料,完成开题报告;2014.12.10—2015.1.20

2外文资料阅读,完成英文翻译; 2015.1.21—2015.2.10

3熟悉有关的资料,完成文献综述;20105.2.11—2015.2.25

4拟定总体方案2015.2.26—2015.3.10

5设计并绘制铣削头总图2015.3.11—2015.3.25

6设计并绘制铣削头重要的零件图2015.3.26—2015.4.20

7整理资料,编写设计说明书;准备答辩。 2015.4.21—2015.5.11

专用机床铣削头ZX32的设计

社会在不断发展的过程中对各种行业的发展需求也有了新的认识若要满足机械制造业下现在发展那么快的情况下,一些新型机床的品种也变得越来越多;其中就包括效率比较高的自动化机床和适应性比较强的特种加工机床;各大新型的难加工的材料无疑离不开机床,其中机床上的零部件所使用的铣削头是专用机床的相对比较复杂和重要的我们通过研究铣削头的结构设计对我们对未来的学习很有帮助,与此同时也会有很大的积极意义。

这篇文章再通过专用机床铣削头ZX32传动系统的结构设计的过程中,计算出了设计所需的传动比,结构式相对比较简单,对完成铣削头齿轮传动设计及轴的结构设计有了一个初步的了解和认识,通过大量的计算说明来分析齿轮的模数;并以此确定铣削头尺寸及设计传动路线。完事之后必须进行一系列的检验,验算传动轴的直径,齿轮模数,如果可以的话,也把刚度求出来。文章很顺利的完成了铣削头结构设计,通过软件的辅助制了完整的图纸。我们研究的课题在很大程度上对铣削加工有了新的理解和突破。

关键词:专用机床; 铣削头; 齿轮传动; 结构设计

ABSTRACT

Special Machine Milling Head?ZX32 Design

     Society in the process of growing demand for the development of various industries and a new understanding to meet the mechanical manufacturing industry developing so fast, now under some new machine varieties also become more and more; Including high efficiency automated machine tools and adaptability is strong special machine tools; The new type of difficult-to-machine materials will surely leave the machine tool, the machine tool are the components of the milling head used on the dedicated machine tools is relatively complex and important we through the research of the structure of milling head design of our study is very helpful for the future, at the same time also can have a lot of positive significance.

     This article through  design of special-purpose machine tools milling head ZX32 transmission system in the process of the required transmission ratio, calculated the design formula is relatively simple, to complete the milling head and shaft structure design of gear transmission design have a preliminary understanding and the understanding, to analyze gear modulus is illustrated through a lot of computation; And to determine the milling head size and design of transmission line. Done to carry out a series of inspection, check the diameter of the shaft, gear modulus, if you can, and the stiffness out. The article very smoothly completed the milling head structure design, through software of auxiliary system, a full set of drawings. Our research topic in the very great degree of milling has a new understanding and breakthrough.

Keywords:Design of special?milling; machine?head;  gear?transmission structure

目  录

摘  要II

ABSTRACT0

1  绪论1

1.1 机床的地位及发展1

1.2组合机床的重要性2

1.3  本课题的目的、内容3

1.3.1设计的目的3

1.3.2设计内容3

2 组合机床铣削头主传动设计3

2.1确定结构型式3

2.2 确定传动比4

2.3 确定各齿轮的齿数4

2.4 传动系统图的拟定5

3铣削头电动机的选择6

3.1 电动机的功率计算6

3.2  电动机参数的选择7

4.铣削头齿轮传动的设计计算7

4.1 模数的估算7

4.2齿轮分度圆直径的计算9

4.3齿轮宽度的确定9

4.4齿轮其他参数的计算9

4.5齿轮结构的设计9

4.6齿轮的校核10

5 铣削头轴的设计计算10

5.1各传动轴轴径的估算10

5.2 各轴段长度值的确定12

5.3 轴的强度校核与刚度12

5.3.1轴的强度校核12

5.3.2主轴材料的选择17

5.3.3主轴结构的确定17

5.3.4主轴的刚度验算17

6专用机床铣削头的总体结构设计25

7 结  论27

致  谢29


1  绪论

1.1 机床的地位及发展

在现在的社会发展中,各种机械装备都有了新的变化,人们对经济、高效的生产有了新的要求,从而哎后续的生产中我们会对工具的使用和高新技术的使用有了新的看法,为了研究和创造出更好的技术设备和加工设备,我们进行了大量的更新,例如我们必须具备各种金属加工零件设备,这些设备在使用的过程中都是很重要的,在锻造、铸造、冲压、焊接等加工方式中有了最大的改进,因为机械零件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度,都是一个严重的指标;这些都是金属切削加工所要求的,特别是形状相对比较复杂、精度比较高和零件表面粗糙度的要求并不是很高的一些加工零件,某些加工工艺不能再一步工部中就能完成,也可能需要很多步;因此在现代机械制造业中机床相对于其他的来说是最重要的加工机械设备了。在比较普通的机械加工厂里,我们通过对机床的机床加工工作量进行分析,大约承担了约为总工作量的百分之五十左右,这些在某种程度上会直接影响机械产品的加工质量和技术要求;毫不夸张的说:假如我们国家的机床没有多好的发展,将很可能不具有今天这样结构那么多的、种类那么多的改变。

国家的繁荣发展离不开机械的大发展,实现工业、农业、国防和科学技术的现代化才是国家的发展指标,这也是社会进步所必须的。在无形中我们对正在发展的制造业不得不加以重视,保证新型的加工设备和技术要求,通过对各种机器、仪器和工具的大力使用。我们清楚的发现了一些重要问题那就是一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做强大的支撑。所以,越来越多的国家也都相当重视本国机床工业的发展,只有这样才能使机床的用途有所提高,从而使我们的国家国民经济的发展进行最大的宏观调控;这些都是建立在坚实可靠的技术提高上的。

机床是进行社会生产和社会实践的必需品,人类在长期生产实践中,越来越发现生产工具在不断的更新;在社会的不断发展中科学技术的进步也慢慢地完善了起来。最原始的好像是木制的,再那个时候一般都是由人力或畜力驱动来所有运动,也可以分为好几种了例如陶瓷制品的泥坯、石料和加工木料,从某种方面来分析看它们并不是一种完整机器。通过研究发现金属机械零件的加工大概是从18世纪中期才开始慢慢发展起来的。在那个时候一些工业最发达的欧美国家也迅速的开始证明自己,开始了从工场手工业向机器大工业生产方式大力涌进,这就需要更多的时间和精力来进行研究,逐渐的推动了机床的快速发展。在以前的那个时候我们发明了车床,在其中带有刀架,这在无意之中开创了由机械代替人手控制刀具运动的最开端,人们用双手的时代过去了,这是一个飞跃的突变,同时也是机床的加工精度和工效的有力保证,在目前现代机床的发展模型也慢慢的有了新的形成。在车床进行大幅度的发展之后,随着机械制造业的发展,慢慢的也陆续被创制出来了其他各种机床。至19世纪快要结束的时候,相继形成了铣床、钻床、拉床、车床、镗床、刨床、磨床、这些机床的相继使用让我们在制造业上有了新的自信心。

参考文献

[1] 《机械设计手册》  机械工业出版社

[2]《实用机床设计手册》  辽宁科技出版社

[3]《机床设计图册》  上海科技出版社

[4]《TTL集成电路手册》

[5]《存储器手册》

[6]《机床主轴变速箱设计指导书》  机械工业出版社

[7]《机床数控系统设计设计指导书》  中国科技出版社

[8]《机电综合设计指导书》  中国人民大学出版社

[9] 原ZJK-7532数控立式钻铣床说明书一套

[10]《数控机床与编程实用教程》  化学工业出版社

[11]《数控铣床设计》   机械工业出版社

[12]《金属切削机床概论》  机械工业出版社

[13]《机械设计课程设计手册》  高等教育出版社

[14]《机电一体化系统设计手册》  国防工业出版社

[15]《金属切削机床设计手册》  机械工业出版社  

[16]《机械零件设计手册》 (第二版)(上册) 冶金工业出版社

[17]《机械设计》  濮良贵 主编    (第七版) 高等教育出版社  

[18]《数控技术》  王永章、杜君文主编    高等教育出版社

[19]《机床设计手册》 (1-3册)  机械工业出版社   1980年

[20]《单片机原理及应用》 杨恢先主编   国防科技大学出版社

[21]《异步电动机变频调速系统及其应用》邓想珍主编  华中理工大学出版社

[22]《几何量公差与检测》 甘永立主编 (第七版)上海科学技术出版社


内容简介:
中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 设 计 题 目 专用机床铣削头 ZX32 的设计 系 别 工程技术系 学生姓名 孙耀 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 05211605 指导教师 李敬 职 称 教授 2015 年 4 月 15 日 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 摘 要 专用机床铣削头 ZX32 的设计 社会在不断发展的过程中对各种行业的发展需求也有了新的认识若要满足机械制造业下现在发展那么快的情况下,一些新型机床的品种也变得越来越多;其中就包括效率比较高的自动化机床和适应性比较强的特种加工机床;各大新型的难加工的材料无疑离不开机床,其中机床上的零部件所使用的铣削头是专用机床的相对比较复杂和重要的我们通过研究铣削头的结构设计对我们对未来的学习很有帮助,与此同时也会有很大的积极意义。 这篇文章 再通过专用机床铣削头 ZX32 传动系统的结构设计的过程中,计算出了设计所需的传动比,结构式相对比较简单,对完成铣削头齿轮传动设计及轴的结构设计有了一个初步的了解和认识,通过大量的计算说明来分析齿轮的模数;并以此确定铣削头尺寸及设计传动路线。完事之后必须进行一系列的检验,验算传动轴的直径,齿轮模数,如果可以的话,也把刚度求出来。文章很顺利的完成了铣削头结构设计,通过软件的辅助制了完整的图纸。我们研究的课题在很大程度上对铣削加工有了新的理解和突破。 关键词: 专用机床; 铣削头; 齿轮传动; 结构设计 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 ABSTRACT Special Machine Milling Head ZX32 Design Society in the process of growing demand for the development of various industries and a new understanding to meet the mechanical manufacturing industry developing so fast, now under some new machine varieties also become more and more; Including high efficiency automated machine tools and adaptability is strong special machine tools; The new type of difficult-to-machine materials will surely leave the machine tool, the machine tool are the components of the milling head used on the dedicated machine tools is relatively complex and important we through the research of the structure of milling head design of our study is very helpful for the future, at the same time also can have a lot of positive significance. This article through design of special-purpose machine tools milling head ZX32 transmission system in the process of the required transmission ratio, calculated the design formula is relatively simple, to complete the milling head and shaft structure design of gear transmission design have a preliminary understanding and the understanding, to analyze gear modulus is illustrated through a lot of computation; And to determine the milling head size and design of transmission line. Done to carry out a series of inspection, check the diameter of the shaft, gear modulus, if you can, and the stiffness out. The article very smoothly completed the milling head structure design, through software of auxiliary system, a full set of drawings. Our research topic in the very great degree of milling has a new understanding and breakthrough. Keywords: Design of special milling; machine head; gear transmission structure nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 目 录 摘 要 . II ABSTRACT . 0 1 绪论 . 1 1.1 机床的地位及发展 . 1 1.2组合机床的重要性 . 2 1.3 本课题的目的、内容 . 3 1.3.1 设计的目的 . 3 1.3.2 设计内容 . 3 2 组合机床铣削头主传动设计 . 3 2.1 确定结构型式 . 3 2.2 确定传动比 . 4 2.3 确定各齿轮的齿数 . 4 2.4 传动系统图的拟定 . 5 3 铣削头电动机的选择 . 6 3.1 电动机的功率计算 . 6 3.2 电动机参数的选择 . 7 4.铣削头齿轮传动的设计计算 . 7 4.1 模数的估算 . 7 4.2 齿轮分度圆直径的计算 . 9 4.3 齿轮宽度的确定 . 9 4.4 齿轮其他参数的计算 . 9 4.5 齿轮结构的设计 . 9 4.6 齿轮的校核 . 10 5 铣削头轴的设计计算 . 10 5.1 各传动轴轴径的估算 . 10 5.2 各轴段长度值的确定 . 12 5.3 轴的强度校核与刚度 . 12 5.3.1 轴的强度校核 . 12 5.3.2 主轴材料的选择 . 17 5.3.3 主轴结构的确定 . 17 5.3.4 主轴的刚度验算 . 17 6 专用机床铣削头的总体结构设计 . 25 7 结 论 . 27 致 谢 . 29 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 1 页 1 绪论 1.1 机床的地位及发展 在现在的社会发展中,各种机械装备都有了新的变化,人们对经济、 高效 的生产有了新的要求,从而哎后续的生产中我们会对工具的使用和高新技术的使用有了新的看法,为了研究和创造出更好的技术设备和加工设备,我们进行了大量的更新,例如我们 必须具备各种金属加工零件设备, 这些设备在使用的过程中都是很重要的,在 锻造 、 铸造 、 冲压 、焊接 等加工方式中有了最大的改进,因为 机械零件 的 尺寸精度 、形状精度 和表面粗糙度 ,都是一个严重的指标 ;这些都是金属切削加工所要求的,特别 是形状 相对比较 复杂 、 精度比较 高 和 零件表面粗糙度 的要求并不是很高的一些加工零件 , 某些加工工艺不能再一步工部中就能完成,也可能需要很多步;因此在现代机械制造业中机床相对于其他的来说是最重要的加工机械设备了 。 在比较普通的 机械 加工 厂 里 , 我们通过对机床的机床 加工工作量进行分析,大约 承担了约 为总工作量的百分之五十左右,这些在某种程度上会 直接影响机械产品 的加工质量和技术要求;毫不夸张的说:假如我们国家的机床没有多好的发展,将很可能不具有今天这样结构那么多的、种类那么多的改变。 国家的繁 荣发展离不开机械的大发展,实现工业、农业、国防和科学技术的现代化才是国家的发展指标,这也是社会进步所必须的。在无形中我们对正在发展的制造业不得不加以重视,保证新型的加工设备和技术要求,通过对各种机器、仪器和工具的大力使用。我们清楚的发现了一些重要问题那就是一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做强大的支撑。所以,越来越多的国家也都相当重视本国机床工业的发展,只有这样才能使机床的用途有所提高,从而使我们的国家国民经济的发展进行最大的宏观调控;这些都是建立在坚实可靠的技术提高上的。 机床是进行社会 生产和社会实践的必需品,人类在长期生产实践中,越来越发现生产工具在不断的更新;在社会的不断发展中科学技术的进步也慢慢地完善了起来。最原始的好像是木制的,再那个时候一般都是由人力或畜力驱动来所有运动,也可以分为好几种了例如陶瓷制品的泥坯、石料和加工木料,从某种方面来分析看它们并不是一种完整机器。通过研究发现金属机械零件的加工大概是从 18 世纪中期才开始慢慢发展起来的。在那个时候一些工业最发达的欧美国家也迅速的开始证明自己,开始了从工场手工业向机器大工业生产方式大力涌进,这就需要更多的时间和精力来进行研究,逐渐的 推动了机床的快速发展。在以前的那个时候我们发明了车床,在其中带有刀架,这在无意之中开创了由机械代替人手控制刀具运动的最开端,人们用双手的时代过去了,这是一个飞跃的突变,同时也是机床的加工精度和工效的有力保证,在目前现代机床的发展模型也慢慢的有了新的形成。在车床进行大幅度的发展之后,随着机械制造业的发展,慢慢的也陆续被创制出来了其他各种机床。至 19 世纪快要结束的时候,相继形成了铣床、钻床、拉床、车床、镗床、刨床、磨床、这些机床的相继使用让我们在制造业上有了新的自信心。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 2 页 20 世纪最开始的时候,一些新型的材料制造 出来 硬质合金和高速钢等新型刀具材料是最为常用的,为了不断提高了刀具切削性能,使机床的工艺性能更加稳定我们做了巨大的调整;与此同时,一些其他方面也有了新的改变,液压、齿轮、电动机、电气和轴承等技术在后续也慢慢的有了很大的改进,非常明显的提高了加工精度和实际生产率。除此之外,我们知道机械制造业越来越多被应用了,也慢慢的发展了机床的品种,例如,一些高效率精密机床、重型机床和自动化机床的相继出来。在 50 年代的时候,数控机床逐渐发展了计算技术、电子技术和检测技术,与早期发展的一些仅仅仅适用在大批量生产的继电器接触器控 制形成了鲜明的对比;机床自动化具有很高的柔性和稳定性,也就是说在小批量和单件生产中也能得到经济的使用,在经济上作出了巨大的调整从而使机床自动化进入了新型的发展阶段。 通过分析机床的发展历史,知道了它的经历,随着科学技术的进步和机械工业的扩大而发展,我们越来越多的了解到必须提高扩大产品品种、自动化程度、加工精度和生产效率才能发展,现代机床及时遵循着是继续沿着这一方向发展。 我们国家的机床工业是在新中国成立的时候有了新的开始,当时的时候我们没有自己的制造业;解放后,机床工业的发展受到了国家的强烈重视;在解放初期 的时候,一些专业厂在改变的时候就是就把一些原来的机械修配厂通过改编成为新的厂子;我国机床工业从前到后,经历了那么多从没有到有的过程是很困难度的,大概经过了 50 多年的打造建设,跟现在已然是无法相比的机床通用品种中数控机床多达 1500 多种;这些数据显示出我们国家不仅每年还有一定数量的机床出口,通过这些还了解到国内的工业是如何发展的。 相比之下,我国机床行业的发展历史是比较悠久的,发展也是迅速的。但是最开始的时候没有很好地基础导致了与世界先进水平相比,还有很大的差距。为此,我们国家相应的有了新的措施,为了适应我国 国防、农业、科学技术现代化和工业的需要,陆续的在国际市场上提高了新的凝聚力和竞争力,因此我们必须加强工艺试验研究,在研究的同时还要深入开展机床基础理论研究,通过大力开发重型、精密数控机床,慢慢的将国家带入领先的国际地位。 1.2 组合机床的重要性 现代社会中,人们为了高效、经济地生产各种高质量产品,日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度,目前主要靠切削加工的方法来达到,特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件,往往需要在机床上经过几道甚至几 十道切削加工工艺才能完成。因此,机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中,机床所担负的加工工作量,约占机械制造总工作量的 40% 60%,机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性,进而决定着国民经济的发展水平。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 3 页 1.3 本课题的目的、内容 1.3.1 设计的目的 组合机床铣削头是机床加工使用的重要部件,我们在这个设计任务中主要是想通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计,通过一些数据计算使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中,慢慢的得到设计构思以及方案的分析;熟悉自己的设计要求 ,和设计方法掌握结构工艺性通过参考机械制图进行零件计算、编计方法培养自己的画图能力和计算能力,最终的目的是并培养自己能够认真对待一件事的同时要自立。 1.3.2 设计内容 (1)运动设计 设计之前需要分析零件的一些性质,比如要确定机床的切削用量,查阅机械原理课本来分析比较拟定传动方案和传动系统图,确定传动副的传动比及齿轮的齿数。 (2)动力设计 先传动轴的直径大概的算一下、计算完之后再把齿轮的模数确定好,从而才能很好地确定动力箱;才能更好地计算出多轴箱的实际尺寸,在我们必须制定好及设计传动路线。完成装配草 图后,要验算传动轴的直径,齿轮模数否在允许范围内,并验算主轴的刚度。 (3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体等机构设计。绘制装配图和零件工作图。 (4)编写设计说明书 2 组合机床铣削头主传动设计 2.1 确定结构型式 1.主传动的确定 nmax , nmin 和公比的确定: 确定好了之后再根据设计过程要求必须选择主轴转速范围,我们设定主轴转速范围在95r/min 1600r min 之间; 则 1ZnR=1minmaxz nn 11 951600 1.29 (2-1) 由设计手册取标准值得: =1.26。 令 m in/1600m a x rn ,则 m in/9.12526.1160 0111m a xm i n rZnn (2-2) 则取 m in/1 6 0 0m in ,/125m a xm in rr nn 。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 4 页 2.确定变速组和传动副数目 设计并计算出机床的切削速度,我们很清楚的知道其广泛应用滑移齿轮的变速是相当厉害的,因此我们必 须按照这些特点来适应结构设计和操纵方便的要求,在这里我们通常采用双联或三联滑移齿轮,要注意的是铣削头共设计两个变速组。 3.确定传动顺序方案: 传动顺序的确定有很多需要在意的地方,特别是从电机到主轴,这一部分一般都是通过降低速度来进行的。为了不断的接近电机处的零件我们必须加快速度,这个时候转速较高,转矩相对就较小了。假如我们在设计的传动副较多地方接近电机,那么在某些定义上可使小尺寸的零件多些,让一些大尺寸的零件可以尽量少些,这样就节省省材料与此同时,经济上也会明显的有所减少,这些都非常符合“前多后少”的原则 。 4.确定扩大顺序方案: 通过顺序方案把传动顺序方案确定,我们慢慢的可列出若干不同扩大顺序方案。假如么有特殊要求,就可以根据“前密后疏”的原则进行设计和计算。 2.2 确定传动比 根据结构式 来选择好转速图,这是比较直接的方法 , 我们 应注意解决 好 传动和分配传动比, 通过这些,我们再 合理确定传动轴的转速。 定比传动 在变速传动系统中 我们首先 采用定比传动, 参照 传动 系统图,我们设计了 在钻铣床 的加工工艺以及国产中 总降速比为 u=125/1440=0.087。 在这个有你的数据下,如果设计的 每一个变速组的最小降速比 在相应 的程度上都经过分析后 取 为 1/4。 也就是说这两个两个 变速组的总降速 很可能 达 到 0 1 6.0641414141 。 从此我们有了经验,我们知道了这个地方不需要增加设计的传动比;这样做在某种意义上 为了 有利于减少 中间两个变速组 ,这样以利于减小 设计的 变速箱 在直径方面上 的径向尺寸和有利于制动方便 问题 ,在 轴间增加一对降速传动齿轮(3624),同时, 再设计的问题和因素下 也有利于设计变型机床,由于 只要改 变这对降速齿轮传动比, 我们就可以改进传动比 。 分配降速比 在 轴间增加一对降速传动齿轮 完事之后很快的确定好最小传动比。 2.3 确定各齿轮的齿数 通过设计和计算我们 在确定齿轮齿数 的过程中 : 难免会出现一些问题,就是尽量减少齿轮传动之和 , 防止 两轴之间的中心距加大, 造成 机床的结构 变得很 大 还有 增大齿数 可能在噪声的问题上加以改进 ,所以在设计时 饿哦们必须把讲要设计的 齿数和控制在nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 5 页 120100s z ; 我们 为了控制每组啮合齿轮不产生根切现象, 尽可能的 最小齿数2018min z , 所以 齿轮的齿数和 最好 不应 太小了 。 在 I III 轴间: 59.123 u则可查表 1.58 和 2.51。 又 17min z而最小齿轮的齿数是在 u3的齿轮副中,令 20min z则 78,77,73,70,674 s z由于 在高速轴中 我们为了尽可能的 使齿轮的几何尺寸小 不能过大 ,所以 我们 可取 67sz。 用计算法:取 23m in5 z,则 3759.1123356 uzz 则 603723 sz 276026.11126.111 223 suuz z 3327604 z 696.0144010021 u取 0 则 366 9 6.024112 uzz 2.4 传动系统图的拟定 根据以上分析及计算,拟定如下传动系统图: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 6 页 4422373623243 铣削头电动机的选择 3.1 电动机的功率计算 钻头材料选用 W18Cr4V, 毫米公斤 /80b根据加工要求选用钻头直径 D 32mm, 则查表得进给量 S 0.39 0.47mm, 根据钻孔切削用量表查得: n 377r/min, M=8580Nm 则 kw32.336.1716 20 0 377858036.1716 20 0 MnN (3-1) nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 7 页 3.2 电动机参数的选择 电动机的选择也相当重要,我们在 在选择电动机时 ,一定要 使得 P额定P总, 这是选择原则; 根据这个原则, 我们再通过选择 查 询 机械设计手册 在书中明显的看到并 选取 Y112M-4 型电动机,其基本参数如下(单位为 mm): A=190 B=140 C=70 D=28 E=60 F=8 G=24 H=112 K=12 AB=245 AC=230 AD=190 HD=265 BB=180 L=400 4.铣削头齿轮传动的设计计算 由于直齿圆柱齿轮具有加工 简单 安装方便 的特点这无疑在设计的过程中我们要进行详细分析;我们在设计计算时通过分析其工艺性来计算基 本的信息;很清楚的得知 生产效率高 加工成本也是很高;渐开线齿轮是 直齿圆柱齿轮传动 的一种加工方式,这样 也能满足设计要求, 因此 所以本次设计选用渐开线直齿圆柱齿轮传动; 然后 主轴箱中的齿轮用于传递动力和运动, 保证好 它的精度直接与工作的平稳性 不存在 接触误差。 噪声的问题不可避免,只能减少,这样是好,也有一定的局限性,如果要 考虑到制造成本 和工时我们慎重的选择齿轮参数 : 4.1 模数的估算 在估算模数的时候我们 按 照 接触疲劳和弯曲疲劳 得到有段问题 计算齿轮模数比较复杂, 在这我们要减小误差, 而且有些系数只有在齿轮各参数都已知道后方 可确定,所以只在草图画完之后 才能进行完整的校核和审定 。在画草图之前, 我们必须对它先 估算, 估算之后才可以 选用标准齿轮模数。 齿轮弯曲疲劳的估算公式: wm 332jZnN mm (式中 N 即为齿轮所传递的功率) ( 4-1) 齿面点蚀的估算公式: A332jnN mm (式中 N 即为齿轮所传递的功率) ( 4-2) 其中jn为大齿轮的计算转速, A 为齿轮中心距。 由中心距 A 及齿数 21,ZZ 求出模数: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 8 页 212 ZZ Amj mm (4-3) 根据估算所得wm和jm中较大的值,选取相近的标准模数。 我们在之前的计算中得到了 得各轴所传递的功率, 所以, 各轴上齿轮模数估算如下: 第一对齿轮副 min/1440 rnj wm 55.11 44 024 99.00.432 3 mm A 48.4144099.00.432 3 mm 15.03624 48.42 jmmm 所以,第一对齿轮副传动的齿轮模数应为 15.0wmmmm 第二对齿轮副 min/1002 rnj wm 76.1100223 98.099.00.432 32 mm A 98.1100298.099.00.432 3 2 mm 0 6 6.03723 98.12 jmmm 所以,第二对 齿轮副传动的齿轮模数应为 066.0wmmmm 第三对齿轮副 min/631 rnj wm 06.263 12298.099.00.432 3 23 mm A 78.563 198.099.00.432 3 23 mm 175.04422 78.52 jmmm 所以,第三对齿轮副传动 的齿轮模数应为 175.0wmmmm 综上所述, 我们不得不考虑几个非常重要的问题,一个是 降低成本, 一个是效率问题;nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 9 页 选取 机床中 的 各 个 齿轮模数值 仔细选取,但是我们有知道了因为这个 轴的转速比较小,与此同时 扭矩 又 比较大, 造成了我们再在计的过程中为了 增加其强度和在主轴上 很容易的能起到飞轮的作用, 我们通常 需增加 轴齿轮的几何尺寸。 因此 ,本次设计中在 III 间各个齿轮模数均为 1m =2.5mm。 4.2 齿轮分度圆直径的计算 我们通过查的 渐开线标准直齿 圆柱齿轮分度圆直径 ,得知其计算具有一定的规律,下面是相应的计算公式: 605.2241 d 905.2362 d 5.675.2273 d5.825.2334 d 5.575.2235 d5.925.2376 d4.3 齿轮宽度的确定 齿宽 对齿的强度有很大的 影响 ,因为 齿 轮制造误差和轴的变形, 在接触的过程中 可能不均匀, 这样 反儿容易引起振动和噪声。 因此我们 一般取 B=( 610) m。本次设计中,取主动齿轮宽度 B=8m=82.5=20mm 根据计算 其啮合的从动齿轮的宽度一致。 我们再 而取多联齿轮的宽度 B=8m=82.5=20mm, 宽度确定之后, 为了使啮合更容易和平稳, 我们通常在 啮合 处选择一个从动,最后选定为 取 B=6m 62.5 15mm。 4.4 齿轮其他参数的计算 根据机械原理中关于渐开线圆柱齿轮 有一些相对比较容易的 参数的计算公 式和有关计算公式的查询 , 我们清楚的知道了 齿轮 的其它参数 同样 可以由以上计算所得的参数计算出来, 因此 本次设计中, 我们只计算一些重要参数即可。 4.5 齿轮结构的设计 面对 不同精度等级的齿轮, 我们要 要采用不同的加工方法 来对待,首先 对结构的要求也不同, 如 7 级精度的齿轮, 我们就会 用较高精度的滚齿机或插齿机 ,这种方式用于机械的很多地方和领域,根本问题是 淬火后 会产生 变形 ,导致 精度将下降。 所以 ,需要淬火的7 级齿轮 在正常的情况下需要进行剃齿,这是相当重要的。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 10 页 4.6 齿轮的校核 我们必须 计算齿轮强度用的载荷系数 K, 它包含了几个参数; 包括使用系数 AK ,动载荷系数VK,齿间载荷分配系数K及齿向载荷分布系数K, 也就是说包括 : KKKKK vA=1.251.071.11.12=1.65 (4-4) 查表得:Z=0.88 HZ =2.5 EZ =189.8 H = HZ EZ ZubduK21)1(2 (4-5) 将数据代入得: H 1100mpa 齿轮接触疲劳强度 在设计和计算的过程中要使它 满足 一些特定的要求 ,因此接触的应力 在计算后 小于许用的接触应力。其它齿轮也符合要求, 因此 其余齿轮 省略了验算。 5 铣削头轴的设计计算 5.1 各传动轴轴径的估算 滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的,而且轴的设计是在初步计算轴径的基础上进行的,因此先要初算轴径。轴的直径可按扭转强度法用下列公式进行估算。 30 nPAd mm (5-1) 对于 空心轴,则 mm3 40 )-n(1 PAd (5-2) 式中, P 轴传递的功率, kW; n 轴的计算转速, r/min; 0A 其经验值见表 15-3; 取 的值为 0.5。 ( 1)、计算各传动轴传递的功率 P 我们 根据电动机的 选择和进行 计算 ,知道了 本次设计所选用的电动机 就是 额定 功率nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 11 页 kWN d 0.4 按下式计算: dNP (5-3) 电机到传动轴之间传动效率; 由传动系统图可以看出,本次设计 在选择一些参数时,主要 采用了联轴器和齿轮传动,那么 各轴传递的功率为: 1 =0.96, 2 =0.93, 3 =0.904 4 =0.877 所以,各传动轴传递的功率分别为: kWNPd 8 4 2.398.099.099.00.411 kWPP 728.399.098.0842.3212 kWPP 6 1 6.399.098.07 2 8.3323 99.098.06 1 6.3434 PP 3.509kW (2) 估算各轴的最小直径 本次设计中, 我们分析了好多关于直径的问题,也逐渐的 考虑到主轴的强度与刚度 会造成经济方面的不同,在这个过程中我们先 选择主轴的材料为 40Cr,其它各轴的材料 都是选择 45 钢,取 A0 值为 115,各轴的计算转速由转速图得出: n1j=1002r/min, n2j=631r/min, n3j=315r/min, n4j=250r/min, 所以各轴的最小直径为: mmd 8.161 0 0 28 4 2.31 1 5 31 mmd 8.206 3 17 2 8.31 1 5 32 mmd 9.253 1 56 1 6.31 1 5 33 在以上各轴中,每根轴都开有平键或花键, 通过增加或者减少花键的个数来增加强度; 所以为了使键槽不影响轴的强度, 我们决定了 应将轴的最小直径增大 5%,将增大后的直径圆整后分别取各轴的最小直径为: mind =18mm , mind =23mm , indIm =34mm , nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 12 页 5.2 各轴段长度值的确定 各轴段的长度值,应根据主轴箱的具体结构而定,且必须满足以下的原则: ( 1) 最好可以 满足轴承及齿轮的定位要求; ( 2 再是从安全的问题上 满足滑移齿轮 能够滑移平稳 ; 5.3 轴的强度校核与刚度 根据本次设计的要求, 我们需要 选择除主轴外的一根轴进行强度校核, 经过校核之后再 进行刚度校核。在此 我们决定 选择第 根轴进行强度校核。 5.3.1 轴的强度校核 1、轴的受力分析及受力简图 由主轴箱的展开图可 知, 我们将 该轴的动力源由电动机通过齿轮 来传递然后 通过一个三联齿轮将动力传递到下一根轴。 以此类推,我们实现了轴的稳定性;分析知道我们 只要校核其在 xz 平面及 yz 平面的受力。 就会很容易的进行下面的校核; 从其载荷分布段的中点 我们可以暂时选为基准点 。作用在轴上的扭矩, 不会因此而发生改变;通常 从传动件轮毂宽度的中点算起。 通常情况下主要是 把轴当作铰链支座上的梁 以及 ,支反力的作用点与轴承的布置方式和类型有关。其受力简图如下 所示 : 在 xz 平面内: R2F t 2F t 1R1DCBAb = 2 5l = 4 5 0a = 1 1 0在 yz平面 内: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 13 页 T2T1a=110l=450b=25ABCDR 1 F r 1F r 2 R 2 2、作出轴的弯矩图 根据上述简图,分别按 xz 平面及 yz 平面 进而来去确定扭矩和弯力;从而 计算各力产生的弯矩,并按计算结果 相应的 作出两个平面的上的弯矩图。 在 xz 平面内,根据力的平衡原理可得: R1+R2+Ft2=Ft1 (5-4) 将各个力对 R1 取矩可得: Ft1a=Ft2( l-b) +R2l (5-5) Ft1=2P/d7 Ft2=2P/d11 (5-6) 由以上两式可解出 : R1=Ft1( l-a) /l-Ft2b/l (5-7) R2=Ft1a/l-F2xz+Ft2b/l (5-8) 因为这里存在好几个力 , 这样会导致表达和计算的不准确 弯矩无法用一个方程来表示,用 x 来表示所选截面距 R1 的距离,则每段 的弯矩方程为: 在 AB 段 : M=R1x ( ax0) 在 BC 段 : M=R1( a+x) -Ft1x ( l-bxa) 在 CD 段 : M=R2( l-x) ( lxl-b) 则该轴在 xz 平面内的弯矩图为: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 14 页 DCBAXM同理可得在 yz 平面内的弯矩图为: MXABCD3、作出轴的扭矩图 由受力分析 及受力简图可知,该轴只在 yz 平面内存在扭矩。其扭矩大小为: T1=Ft1r7 T2=Ft2r11 则扭矩图为: XTnts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 第 15 页 4、作出总的弯
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