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机械毕业设计论文
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机械机床毕业设计102电火花镗磨机床设计,机械毕业设计论文
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1 电火花镗磨 电火花镗磨机 设计 目 录 第 1 章 绪 论 . 3 1.1 项目的研究意义 . 3 1.2 国内外的科技现状 . 3 1.3 设计产品的用途和应用领域 . 4 1.4 设计方案 . 5 1.4.1 设计目标、研究内容和拟解决的关键问题 . 5 1.4.2 设计方案 . 5 1.4.3 题目的可行性分析 . 5 1.4.4 本项目的创新之处 . 5 第 2 章 电火花镗磨机总体设计 . 6 2.1 确定电机 . 6 2.2 电火花镗磨机布局 . 6 第 3 章 主传动系统设计 . 8 3.1 拟定结构 . 8 3.2 分配降速比 . 8 3.3 绘制转速图 . 9 3.4 确定齿轮齿数 . 10 3.5 确定带轮直径 . 11 3.6 验算主轴转速误差 . 11 3.7 绘制传动系统图 . 13 第 4 章 估算传动件参数并确定其结构尺寸 . 15 4.1 确定传动件转速 . 15 4.2 确定主轴支承轴颈尺寸 . 16 4.3 估算传动轴直径 . 16 4.4 估算传动齿轮模数 . 17 4.5 制动器的选择与计算 . 19 4.6 普通 V 带的选择与计算 . 19 4.7 几何计算 . 21 第 5 章 结构设计 . 24 nts2 5.1 带轮设计 . 24 5.2 齿轮块设计 . 24 5.3 轴承 选择 . 24 5.4 操纵机构 . 24 5.5 润滑系统设计 . 24 5.6 密封装置 . 25 第 6 章 传动件验算 . 26 6.1 验算轴弯曲刚度 . 26 6.2 花键键侧挤压应力计算 . 27 6.3 验算齿轮模数 . 28 6.4 滚动轴承验算 . 33 6.5 尾柱设计 . 36 结 论 . 38 致 谢 . 39 nts3 第 1 章 绪 论 1.1 项目的研究意义 在当今时代，任何一个具备完整工业体系的国家，都会有相当数量的制造业，如汽车、机车、电力、船舶、航空航 天、冶金矿山、石油化工、 电火花镗磨机 工具、通信、轻工、建材、家电、食品、仪器、仪表等。上述这些部门大多与机械工业有关，有的是实质上就是机械工业，它们都是用机械设备制造各种各样的产品。所以说机械工业是国民经济的装备部，是国民经济的先导，是国家重要的基础工业。如果一个国家的机械工业水平不高，它生产的产品在国际市场上是很难有竞争力的，也是很难立于世界民族之林的！美国是世界工业强国， 70 年代美国曾认为制造业是“夕阳工业”，经济重心应由制造业转向高科技产业及服务业等第三产业。科研重理论成果，不重视实际应用，政府不支持 产业技术，使美国制造业产生衰退。而同期日本重视制造技术，重视高素质人才的培养，注重将高科技成果应用于制造业，加之严密的社会组织，很快把原来美国占绝对优势的产业如汽车、照相机、家电、电火花镗磨机 、复印机、半导体等变成自己的主导产业，占领了世界市场。这很快引起了美国政界、科技界、企业界有识之士的关注。为此， 80 年代后期，美国政府和企业迅速组织调查， MIT 在调查报告中指出：“一个国家要想生活的好，必须生产的好。振兴经济的出路在于振兴制造业”，当前国际间“经济的竞争归根到底是制造技术和制造能力的竞争”。 镗床是一种 主要用镗刀在工件上加工孔的 电火花镗磨机 。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。所以对其进行合理设计， 其意义十分重大。 1.2 国内外的科技现状 国外现状： 德国政府一贯重视 电火花镗磨机 工业的重要战略地位，在多方面大力nts4 扶植。特别讲究 “实际 ”与 “实效 ”，坚持 “以人为本 ”，师徒相传，不断提高人员素质。在发展大量大批生产自动化的基础上， 于 1956 年研制出第一台数控 电火花镗磨机 后 ，一直坚持实事求是，讲求科学精神，不断稳步前进 。德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对用户产品、加工工艺、 电火花镗磨机 布局结构、数控 电火花镗磨机 的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控 电火花镗磨机 质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控 电火花镗磨机 。德国特别重视数控 电火花镗磨机 主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统和 Heidenhain 公司之精密光 栅，均为世界闻名，竞相采用。 国内现状： 在产品开发上，国内支柱企业重点放在数控 电火花镗磨机 上，年生产电火花镗磨机 台数和数控 电火花镗磨机 所占比例逐年上升。据不完全统计，2004 年钻镗床行业共开发新产品 81 种，其中数控 电火花镗磨机 新产品 61种，占开发新产品的近 80%。数控产品中在国内具有领先水平的有 36 种，包括车铣镗等复合加工中心，高速（最高转速在 15000r/min 至 36000r/min）立、卧式加工中心、高速铣削中心、大型卧式加工中心（工作台尺寸 2000mm 4000mm 及以上）、龙门式加工中心（龙门五面 、龙门五轴）、五轴联动加工中心、高精度数控 电火花镗磨机 等。 1.3设计产品的用途和应用领域 该产品主要用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。卧式镗床的主轴水平布置并可轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂向运动，工作台可纵向或横向运动，可钻、扩、铰、和镗孔及车削内、外螺纹、攻螺纹、车外圆柱面、端面及用端铣刀、圆柱铣刀铣平面等。 nts5 1.4 设计方案 1.4.1 设计目标、研究内容和拟解决的关键问题 设计目标： 完成对 电 火花镗磨电火花镗磨机设计 柱设计 研究内容： （ 1） 电火花镗磨机 主轴箱设计 （ 2） 电火花镗磨机 尾柱设计 1.4.2 设计方案 对 电火花镗磨电火花镗磨机设计 柱设计 1.4.3 题目的可行性分析 当今世界，工业发达国家对 电火花镗磨机 工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进 电火花镗磨机 ，以加速工业和国民经济的发展。中国加入 WTO 后，正式参与世界市场激烈竞争，今後如何加强 电火花镗磨机 工业实力、加速数控 电火花镗磨机 产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。 1.4.4 本项目的创新之处 对主轴箱传动进行优化 设计，提高生产效率和降低生产成本。 nts6 第 2 章 电火花镗磨机 总体设计 该型号镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的 电火花镗磨机 。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。卧式镗床的主轴水平布置并可轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂向运动，工作台可纵向或横向运动，可钻、扩、铰、和镗孔及车削内、外螺纹、攻螺纹、车外圆柱面、端面及用端铣刀、圆柱铣刀铣平面等。 根据 电火花镗磨机 的精度等级和工作性能要求，构思主传动系统 ，初步拟定采用集中传动，采用三相异步电动机，经分级变速箱实现主轴所需的各级转速和转速范围。 （ 1）确定变速组传动副数目 实现 18 级主轴转速变化的传动 2.1确定电机 根据功率要求查表选取电动机型号 Y160M-4 11kw n=1460r/min 2.2 电火花镗磨机 布局 确定结构方案 主轴传动系统采用普通 V 带，齿轮传动 传动型式采用集中传动 主轴正反转方向，制动采用能耗制动器 变速齿轮系统采用多联滑移齿轮 润滑系统采用飞溅油润滑 （ 2）布局 采用卧式镗床常规的布局型式， 电火花镗 磨机 主要组成部件有床身、前nts7 立柱、主轴箱、工作台和后立柱等。此次设计主传动系统包括、轴及相关部件。 nts8 第 3 章 主传动系统设计 3.1拟定结构 （ 1）确定变速组传动副数目： 18=3 3 2 （ 2）确定基本组和扩大组： 18=31 3329（ 3）验算最后扩大组变速范围： 826.1 )12(9)1(2 22 pxr maxR 所以符合设计原则 3.2分配降速比 该镗床主轴系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动，根据降速比分配应“前快后慢”的原则，确定各传动组最小传动比： u 总=6.16m i n 26.1134.46114605.31 Enn 6536.26.1611111 nts9 3.3 绘制转速图 由 1.26=1.064 ，查表 4.2-1（文献 13）转速有 31.5、 40、 50、 63、 80、100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600。 nts10 3.4确定齿轮齿数 利用查表法及各对齿数比求出个传动组齿轮齿数。 26.1:1: 21 ZZ 401 Z 502 Z 58.1:126.1:1: 243 ZZ 353 Z 554 Z 2:126.1:1: 365 ZZ 305 Z 606 Z 1:26.1: 87 ZZ 537 Z 428 Z 58.1:126.1:1: 2109 ZZ 379 Z 5810 Z 17.3:126.1:1: 51211 ZZ 2311 Z 7212 Z 1:21:26.1: 31413 ZZ 6613 Z 3314 Z 4:126.1:1: 61615 ZZ 2015 Z 7916 Z 变速组 一 二 三 齿数和 90 95 99 齿轮 1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z 12Z 13Z14Z 15Z16Z齿数 40 50 35 55 30 60 53 42 37 58 23 72 66 33 20 79 nts11 3.5确定带轮直径 带传动是机械传动学科的一个重要分支，主要用于传递运动和动力。它是机械传动中重要的传动形式，也是电机设备的核心，联接部件，种类异常繁多，用途极为广泛。其最大的特点是可以自由变速，远近传动，结构简单，更换方便。 设计功率dP由表 3.2-5（文献 2）查得载荷修正系数 3.1AK 3.14113.1 PKP Ad kw 查表 2.4-3，图 2.4-1（文献 1）。取小带轮基准直径： 1201 dd mm 大带轮直径由公式 )1(112 dd dd求得： 21498.026.1120 6.22 dd mm 3.6验算主轴转速误差 主轴各级实际转速值由公式： cbaddE uuuddnn )1(21 实其中au，bu，cu分别为第一、二、三变速齿轮传动比。 1n 98.02 141 201 46 0 326.11 526.11 626.11 56.31 2n 98.02 141 201 46 0 226.11 526.11 626.11 8.39 nts12 3n 98.02 141 201 46 0 26.11 526.11 626.11=50.1 4n 98.02 141 201 46 0 326.11 226.11 626.11 =63.1 5n 98.02 141 201 46 0 226.11 226.11 626.11=79.6 6n 98.02 141 201 46 0 26.11 226.11 626.11=100.2 7n 98.02 141 201 46 0 326.11 1.26626.11 =126.3 8n 98.02 141 201 46 0 226.11 1.26626.11 =159.1 9n 98.02 141 201 46 0 26.11 1.26626.11 =200.5 10n 98.02 141 201 46 0 326.11 526.11 326.1=252.6 11n 98.02 141 201 46 0 226.11 526.11 326.1 =318.3 12n 98.02 141 201 46 0 26.11 526.11 326.1 =401.1 13n 98.02 141 201 46 0 326.11 226.11 326.1= 505.4 14n 98.02 141 201 46 0 226.11 226.11 326.1 =636.8 15n 98.02 141 201 46 0 26.11 226.11 326.1=802.3 16n 98.02 141 201 46 0 326.11 1.26 326.1 =1010.9 17n 98.02 141 201 46 0 226.11 1.26 326.1 =1273.8 18n 98.02 141 201 46 0 26.11 1.26 326.1 =1604.9 转速误差： nts13 标准标准实际nnnn %110 =4.1% 所以转速误差表为： 主轴转速 1n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n 9n 标准转速r/min 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 实际转速r/min 31.56 39.8 50.1 63.1 79.6 100.2 126.3 159.1 200.5 转速误差 % 0.2 0.5 0.2 0.2 0.5 0.2 1.0 0.6 0.3 主轴转速 10n 11n 12n 13n 14n 15n 16n 17n 18n 标准转速r/min 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 实际转速r/min 252.6 318.3 401.1 505.4 636.8 802.3 1010.9 1273.8 1604.9 转速误差 % 1.0 1.0 0.3 1.1 1.1 0.3 1.1 1.9 0.3 易知转速误差满足要求 3.7绘制传动系统图 根据传动情况及齿轮分布情况，绘制传动系统图如下： nts14 nts15 第 4 章 估算传动件参数并确定其结构尺寸 4.1确定传动件转速 由转速图可得各轴转速及各齿轮转速： 传动件 计算转速 轴 800 400 125 100 齿 1Z 800 2Z 630 3Z800 4Z 500 5Z800 6Z400 7Z630 8Z800 9Z500 nts16 轮 10Z 315 11Z 400 12Z 125 13Z800 14Z 1600 15Z125 16Z31.5 4.2确定主轴支承轴颈尺寸 参照图 2.3-2（文献 1），选取前支承轴颈直径： 1D =100mm 后支承轴颈直径： 2D =（ 0.7 0.8） 1D =70 85mm 取 2D =80mm 4.3估算传动轴直径 491 cn Pd(mm) 其中 d 为轴危险截面的直径 （ mm） nts17 P 为该传动轴的载入功率（ kw） P= EP (kw) 计算公式 轴号 计算转速 cnr/min 传动效率 输入功率P kw 允许扭转角 deg/m 传动轴长度 mm 估 计 轴 直 径 mm 花键轴尺寸 N d D B 491 cn Pd 800 0.96 10.56 1.5 400 35.0 8 36 42 7 400 0.96 0.995 10.51 1.5 400 41.6 8 42 48 8 125 0.96 0.9950.99 10.4 1.5 500 52.5 8 52 60 10 4.4估算传动齿轮模数 许用接触应力 HP =0.96HLim，查表 2.4-17，图 2.4-8（文献 1） 得 HP =1100N/ 2mm 由表 2.4-17（文献 1）有FP=FLim，查图 2.4-13（文献 1）取 FP=518 N/ 2mm 查表 2.4-17 取齿宽系数 m=b/m=7。 由图 2.4-10 （文献 1）取 5Z=30 时 FSY=4.1； nts18 11Z=23 时 FSY=4.24； 15Z=20 时 FSY=4.34 按齿面疲劳强度： 3 221( 1 )267HHm c H PK P umAn Z u 按轮齿弯曲疲劳强度： 31267 FSFFm c F PK P YmAnZ可得下表： 传 动 组 小 齿 轮 齿 数 比 1 齿宽系数 m传 递 功 率 P 载荷系数 K 系 数 HA系 数 FA许 用 接 触 应 力HP 许 用 齿 根 应 力 FP计 算 转 速 cn系 数 FSY模 数 Hm模 数 Fm选 取 模 数 m 第一变速组 5Z30 2 7 10.56 1 61 1 1100 518 800 4.1 2.23 2.12 2.5 第二变速组 11Z23 3.17 7 10.51 1 61 1 1100 518 400 4.24 3.22 2.94 3.5 nts19 第三变速组 15Z20 4 9 10.4 1 61 1 1100 518 125 4.34 3.96 4.19 4.5 4.5制动器的选择与计算 选择电机能耗制动方式， 特点是制动比较平稳，制动时间可以调整，简化 电火花镗磨机 结构，但需要直流电源，功率大，设备复杂。 由于电机制动采用电气方法直接制动电动机使 电火花镗磨机 结构简化。制动器安装位置应根据 电火花镗磨机 具体结构，使用条件、综合全面考虑来确定。一般情况下，力争将制动器安放在靠近主轴（或其他执行元件上）、且转速较高，变速范围较小的轴上，可达到制动时间短、冲击小、制动灵敏、结构尺寸小（制动转矩小）的综合效果。因此将制动器放在轴上。 4.6普通 V 带的选择与计算 计算内容 符 号 单 位 计算公式 计算过程 结果 设计功率 dPkw dAP K P,表 2.4-2（文献 1） dP=1.3 11 14.3 带型mm 图 2.4-1（文献 1） 1dd=120mm, A 型 nts20 选择 1460En r/mm 初选中心距 0amm 根据 电火花镗磨机 的布局及结构方案 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 600 计算带的基准长度 0dLmm 0 0 1 22 ( )2d d dL a d d 2210()4dda 0 2 6 0 0 ( 1 2 0 2 1 4 )2dL 2( 2 1 4 1 2 0 )4 6 0 0 1728.3 选择的带的基准长度 dLmm 表 2.4-4（文献 1） 1800 实际中心距 a mm 221()8ddB 12()48d d dL d dA 221()8ddB 11()dalPZ P P K K =318.8 2( 2 1 4 1 2 0 ) 1 1 0 4 . 58B 23 1 8 . 8 3 1 8 . 8 1 1 0 4 . 5a 635.9 nts21 V带轮包角 0a 1 211 1 8 0 2 s i n 2dddda a 120 11 2 1 4 1 2 01 8 0 2 s i n 2 6 3 5 . 9a 171.5 合格 带速 v dL 116 0 1 0 0 0ddnvv v 525m/s 1 2 0 1 4 6 06 0 1 0 0 0v 9.17 合格 带的挠曲次数 u 1s1000 40dmvu L 1 0 0 0 2 9 . 1 71800u 10.2 合格 带的根数 Z 11()daLPZ P P K K 表 2.4-6 表 2.4-9 表 2.4-10（文献 1） 1 4 . 3( 1 . 9 2 0 . 1 5 ) 0 . 9 8 1 . 0 1Z 8.16 取 8 其中aK表示接触弧的包角修正系数； LK表示带长修正系数。 4.7几何计算 计算 2Z 的尺寸： 端面齿形角： taa20 nts22 分度圆直径： 2 5 0 2 . 5 1 2 5d z m mm 齿顶高： 2.5ahmmm 齿根高： 1 . 2 5 3 . 1 2 5fhmmm 全齿高： 2 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5afh h h mm 齿顶圆直径： 2aad d h=125+2 2.5=130 mm 齿根高直径： 2ffd d h=125-2 3.125=118.75 mm 中心矩： 12() ( 4 0 5 0 ) 2 . 522z z ma =112.5 mm 同理算出 4Z 的几何尺寸： taa20 4 5 5 2 . 5 1 3 7 . 5d z m mm 2.5ahm mm 1 . 2 5 3 . 1 2 5fhm mm 2 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5afh h h mm nts23 2aad d h =137.5+2 2.5=142.5 mm 2ffd d h =137.5-2 3.125=131.25 mm 6Z的几何尺寸： taa20 6 6 0 2 . 5 1 5 0d z m mm 2.5ahm mm 1 . 2 5 3 . 1 2 5fhm mm 2 . 5 3 . 1 2 5 5 . 6 2 5afh h h mm 2aad d h =150+2 2.5=155 mm 2ffd d h =150-2 3.125=143.75 mm nts24 第 5 章 结构设计 5.1带轮设计 根据 V 带计算选用 8 根 A 型 V 带，由于轴安装制动器及传动齿轮，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用卸荷带 轮结构。 5.2齿轮块设计 齿轮采用滑移齿轮变速机构，根据各传动组的工作特点，第一扩大组的滑移齿轮采用销钉联接装配式结构，基本组采用了整体滑移式齿轮。第二扩大组，由于传递转矩较大，采用链接装配式齿轮，所有滑移齿轮与传动轴间均采用花键联接。 5.3轴承选择 为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承轴组件、前支承采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用角接触球轴承和推力轴承，为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。 5.4操纵机构 为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。根据各 滑移变速传动组的特点，分别采用了集中变速操纵机构和单独操纵机构。 5.5润滑系统设计 主轴内采用飞溅式润滑，卸荷皮带轮轴承采用脂润滑方式。 nts25 5.6密封装置 为了保证密封效果，采用接触密封，主轴直径大，线速度高，采用非接触式密封，卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封以防止杂物进入。 nts26 第 6 章 传动件验算 6.1验算轴弯曲刚度 （ 1）受力分析 轴上的齿轮为滑移齿轮。根据本镗床齿轮排列特点。主轴转速为100r/min 时，轴受力变形最大，故采用此时的齿轮位置为计算位置。 （ 2）计算挠度、倾角 齿轮受力计算 69 .5 5 1 0 PTn； 2t TF d ； costFF ； 传 递 功 转 传 动 转 齿 轮 压 力 角 齿 面 摩 擦 角 齿轮2z齿轮9z切 向 合 1F在 X 轴上的1F在 Z 轴上的分 度 圆 直 切 向 合 1F在 X 轴上的1F在 Z 轴上的分 度 圆 直 nts27 ar ； d mz 率 P kw 速 n r/min 矩 T N mm a r 力 1tFN 力 1FN 投影 1xFN 投影 1zFN 径 1dmm 力 2tFN 力 2FN 投影 2xFN 投影 2zFN 径 2dmm 10.51630159318206 2317.4 2578.3 359.82554.3 137.52460.5 2737.6 -1515-2280.2 129.56.2花键键侧挤压应力计算 m a x228()jy jyTD d lN k其中jy为计算挤压应力 jy为许用挤压应力 maxT为花键轴传递的最大转矩 D 为花键轴的大径 d 为花键轴的小径 N 为花键的赤数 k 为载荷分布不均系数 k =0.70.8 nts28 计算公式 最 大 转 矩 maxTN mm 花键轴小径d mm 花键轴大径D mm 花 键 数 N 载 荷 系 数 k 工 作 长 度 l mm 许 用 挤 压 应 力 jyMPa 计 算 挤 压 应 力 jyMPa 结 论 6m a x9 . 5 5 1 0cPTn m a x228()jy jyTD d lN k250926.3 42 48 8 0.8 70 30 8.30 合格 6.3验算齿轮模数 验算公式 按齿面接触疲劳强度 223221c o s ( 1 )2 6 7 ( )A H P n t v H H aH n H Em c H PK K K K K P um Z Z Zn Z u 按齿轮弯曲疲劳强度 31c o s267 A F P n t v F F a F SFnm c F PK K K K K P YmYnZ序 号 计算内容 计算用图表或公式 计算过程 结果 名称 符号 单位 1 齿数 Z 23 nts29 2 使用系数 AK表 3.4-31（文献 2） 1.0 3 功率系数 HPK表 3.4-32（文献 2） 0.84 FPK表 3.4-32（文献 2） 0.83 4 转速变化系数 HnK表 3.4-33（文献 2） 0.97 FnK表 3.4-33（文献 2） 0.97 5 变动工作用量系数 HPntKH P n t H P H n H tK K K KHPntK=0.84 0.97 1.27 1.03 FPntKF P n t F P F n F tK K K KFPntK=0.83 0.97 2.02 取 1 6 工作期限系数 HtKm i n60() pH t F t ntKK N HtK=6 . 6 76 0 4 0 0 1 0 0 0 05 1 01.27 FtKFtK=6 . 2 5 66 0 4 0 0 1 0 0 0 03 1 02.02 7 名义切向力 tFN 71 .9 1 0tcPF n ； EPPtF= 71.9 10 10.5140055.0 10 nts30 8 分度圆圆周速度 v m/s m a x6 0 0 0 c o s nn zmv 6 3 0 2 3 3 . 56000v 26.6 9 动载系数 vK1121 ( )/ 1 0 0vtAK z vKKF K b 221uu51 2 . 11( 5 . 0 1 0 1 . 0 / 2 4 . 5vK 222 3 2 6 . 6 3 . 1 70 . 0 1 9 2 )1 0 0 1 3 . 1 71.12 10 齿向载荷分布系数 K 1 SMK K K K =1+0.2+0.17 1.37 11 齿间载荷分配系数 HaK表 3.4-38（文献 2） 1.1 FaK表 3.4-38（文献 2） 1.1 12 节点区域HZ图 3.4-7（文献 2） 2.5 nts31 系数 13 弹性系数 EZ/N mm表 3.4-39（文献 2） 189.8 14 接触强度重合度及螺旋角系数 Z 图 3.4-8（文献 2） 0.9 15 许用接触应力 HPN/mm 2 HP=HLim LVRZHP=1200 0.89 1068 16 复合齿形系数 FSY插齿、滚齿查图 3.4-10（文献 2） 剃齿、磨齿查图 3.4-11（文献 2） 4.0 弯曲nts32 17 强度重合度及螺旋角系数 Y 图 3.4-12（文献 2） 0.8 18 许用齿根应力 FPN/mm 2 lim1.3FP FFP=1.3 446 579.8 19 接触强度模数 Hnmmm 3.24 20 弯曲强度模数 Fnmmm 3.31 nts33 6.4滚动轴承验 算 根据轴的受力状态，分别计算出左（ A 端）、右（ B 端）两支承端支反力。 在 xoy 平面内： 21 1 5 1 5 1 6 5 3 5 9 . 8 1 9 5 5 3 0 . 4339xxA F f F bR l N 21 1 5 1 5 1 7 4 3 5 9 . 8 1 4 4 1 4 6 . 9339xxB F c F aR l N 在 zoy 平面内： 21 2 2 8 0 . 2 1 6 5 2 5 5 4 . 3 1 9 5 3 5 9 . 5339zZA F f F bR l N 21 2 2 8 0 . 2 1 7 4 2 5 5 4 . 3 1 4 4 8 5 . 3339zZB F c F aR l N 左、右端支反力为： 2 2 2 25 3 0 . 4 3 5 9 . 5 6 4 0 . 8A A AR R R N nts34 2 2 2 26 2 4 . 8 8 5 . 3 6 3 0 . 6B B BR R R N 两端支承受力相同、左端受力大，所以只验算左端轴承。 轴承验算： 计算公式 疲劳寿命验算 5 0 0 ( )nh A H P H n lCfLTK K K K F （ h） 静负荷验算 00ojC K F C （ N） 序 号 计算内容 计算用表或公式 计算过程 结果 名称 符号 单位 1 额定动负荷 C N 查轴承手册 20000 2 速度系数 nf1003n cf n3 .3 1003 4 0 0nf 0.47 3 使用系数 AK表 2.4-19 （文献 1） 1.0 4 功率利用系数 HPK表 2.4-20 （文献 1） 0.80 转 nts35 5 速变化系数 HnK表 2.4-21 （文献 1） 0.97 6 齿轮轮换工作系数 lK表 2.4-27 （文献 1） 0.75 7 当量动负荷 F N 640.8 8 许用寿命 T h 10000 9 寿命指数 3.33 10 额定寿命 hLh 将上述参数代 入公式 计算得hL 68 10 T合格 11 额定静N 查轴承手册 15200 nts36 负荷 0C12 安全系数 0K表 2.4-32 （文献 1） 1.2 13 当量静负荷 0FN 0F rF已计算求得 640.8 14 静负荷 ojCN 0ojC KFojC01 . 2 6 4 0 . 8 7 6 9 C 合格 6.5尾柱设计 尾柱安装在床身的左端，它由后立柱和支架组成，支架用来支承悬伸较长的刀杆，以增加刀杆的刚度。后立柱还可沿床身导轨作纵向移动，以调整位 置。尾柱的动力来源于主轴箱，通过安装在床身导轨上的光杠，再经由一对锥齿轮传递过来，支架的上下移动是通过立柱上的丝杠来实现的。 尾柱对于提高加工精度有很大作用，加工大型缸体，特别是对于加工深孔。其高度为 1280mm，具体参数见图。 nts37 nts38 结 论 时光如水，毕业设计的完成代表大学生活的即将结束，同时也是对我四年学业的综合检验。本次我设计的是 电火花镗
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