专用铣床进给系统设计[机械毕业论文 答辩通过]

XXXX学院毕业设计论文专用铣床进给系统设计设计说明书所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载摘要本论文主要说明专用铣床设计的基本过程及要求。专用铣床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。专用铣床的设计，目前基本上有两种情况其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着专用铣床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用专用铣床的经验，发现专用铣床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件。而且一些行业的在完成一定工艺范围的专用铣床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能专用铣床”。这种专用铣床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。关键词专用铣床；设计；过程；功能需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763IIIABSTRACTTHISTHESISMAINLYEXPLAINTHEBASICPROCESSANDTHEREQUIREMENTSOFSPECIALMILLINGMACHINEDESIGNSPECIALMILLINGMACHINEISHIGHEFFICIENTSPECIALMACHINEISCOMPOSEDOFTHELARGENUMBEROFCOMMONPARTSANDASMALLAMOUNTOFSPECIALPARTSOFTHEPROCESSOFITISCAPABLEOFAORSEVERALMULTIKNIFE,MULTIAXIS,MULTI,MULTISTATIONPROCESSINGPARTSDESIGNOFSPECIALMILLINGMACHINE,THEREARETWOCASESBASICALLYATPRESENTFIRST,ISSPECIALLYDESIGNEDACCORDINGTOTHESPECIFICSITUATIONOFTHEPROCESSINGOBJECT,THISISTHEMOSTCOMMONPRACTICESECONDLY,WITHTHESPECIALMILLINGMACHINEISUSEDWIDELYINCHINAMACHINERYINDUSTRY,WORKERSSUMMARIESOFTHEIRPRODUCTIONANDUSEOFSPECIALMILLINGMACHINEEXPERIENCE,FOUNDSPECIALMILLINGMACHINENOTONLYCOMMONINITSCOMPONENTS,CANBEDESIGNEDINTOGENERALPARTSBUTSOMEINTHEINDUSTRYSPECIALMILLINGMACHINECOMPLETEPROCESSRANGEISVERYSIMILAR,ITISPOSSIBLETODESIGNFORTHEGENERALMACHINE,THISMACHINECALLED“SPECIALSPECIALMILLINGMACHINE“THESPECIALMILLINGMACHINEDOESNOTNEEDEACHSPECIALDESIGNANDPRODUCTIONACCORDINGTOTHESPECIFICPROCESSINGOBJECTS,BUTCANBEDESIGNEDINTOGENERALVARIETIES,ORGANIZATIONOFPRODUCTION,THENACCORDINGTOTHENEEDOFTHEMACHINEDPARTS,FIXTUREANDCUTTINGTOOLWITHSIMPLE,HIGHEFFICIENCYEQUIPMENTCANFORMPROCESSINGACERTAINOBJECTKEYWORDSSPECIALMILLINGMACHINEDESIGNPROCESSFUNCTION需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763IV目录摘要IIABSTRACTIII目录IV第1章绪论111课题研究意义112专用铣床设备应用113国外进给系统现状与发展214国内进给系统现状与发展215专用铣床设备发展趋势4第2章铣床总体设计要求521切削参数要求522进给系统设计要求7第3章专用铣床进给系统设计731常见丝杠支承方式732脉冲当量选择833滚珠丝杠设计计算834滚珠丝杠副的载荷计算935传动效率计算1236稳定性验算1236刚度验算1237滚珠丝杠精度等级确定1238滚动导轨副的防护1539直线滚动导轨副的计算、选择15310电机至丝杠之间齿轮减速传动设计17311等效转动惯量计算不计传动效率20312电机的计算选型20313联轴器选择21第4章进给变速箱设计2141专用进给变速箱设计2142传动系统的设计2143齿轮的设计及参数的确定23431齿轮的设计23432齿轮参数的确定2544轴承的选择28结论30致谢31参考文献32需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763V需要CAD图纸，咨询Q4149516051章绪论11课题研究意义市场的开放性和全球化使产品的竞争日趋激烈。而决定产品竞争力的指标是产品的开发时间TIME，产品QUALITY，成本COST，创新能力CREATION和服务SERVICE。用户在追求高质量产品的同时，会更多的追求较低的价格和较短的交货周期。美国制造业在20世纪50至40年代主要以扩大生产规模作为企业竞争力的第一要素，而在70年代竞争力的第一要素为降低生产成本，80年代为提高产品质量，90年代为市场响应速度。所以现代企业都期望通过提高自身的科技含量，增强竞争力。制造业是国家重要的基础工业之一，制造业的基础是。是众多机械制造的母机，它的发展水平，与制造业的生产能力和制造精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平是先进制造技术的基本单元载体，机械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于的效能。因此，制造业对于一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上产量最多的国家根据德国工业协会VDW2000年统计资料，在主要的生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平即使在国内市场也面临着严峻的形势一方面国内市场对各类产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产滞销积压，国外产品充斥市场。12专用铣床设备应用据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的15。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高85，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，专用铣床专用设备是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的专用铣床专用设备更是引人注目。例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有15000个20孔，若以摇臂铣床加工，单单专用铣床与锪沉需要CAD图纸，咨询Q414951605孔就要8435小时，另外还要划线工时1511小时。但若以数控八轴落地铣床加工，钻锪孔只要1716小时，划线也简单，只要19小时。因此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合专用铣床专用设备不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。有人分析大型高速柴油机30种箱形与杆形零件的2000多个专用铣床操作中，有40可以在自动更换进给变速箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少20的加工时间。1975年法国巴黎机床展览会也反映了专用铣床专用设备的使用愈来愈多这一趋势。13国外进给系统现状与发展专用铣床专用设备是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴铣床、多轴专用铣床心及自动更换进给变速箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。14国内进给系统现状与发展从传动方式来说主要有带传动、齿轮传动与万向联轴节传动三种。这是大家所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向二种。（1）万向轴式也有二种具有对准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的T形槽中移动，并能在对准的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂铣床上，按铣床本身所具有的各种功能进行工作。这种专用铣床专用设备方需要CAD图纸，咨询Q414951605，由于专用铣床效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。也象多轴头那样作为标准部件生产。美国SECTO公司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有32种规格，加工面积从300300毫米到6001050毫米，工作轴达60根，动力达235千瓦。ROMAI工厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的专用铣床很适用于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点（1）工件装夹简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（5）尺寸超差时能立即发现。这是一种能满足专用铣床专用设备要求的铣床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴铣床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换进给变速箱专用铣床。1自动更换主轴机床自动更换主轴机床顶部是回转式进给变速箱库，挂有多个不可调进给变速箱。纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的进给变速箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到进给变速箱下面，向上移动进行加工。当变更加工对象时，只要调换悬挂的进给变速箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。2多轴转塔机床转塔上装置多个不可调或万向联轴节进给变速箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。通过工作台回转，可以加工工件的多个面。因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过46个。且进给变速箱也不宜过大。当加工对象需要CAD图纸，咨询Q414951605工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换进给变速箱机床合适，但它的结构简单。3自动更换进给变速箱专用铣床它由自动线或专用铣床中的标准部件组成。不可调多轴箱与动力箱按置在水平底座上，进给变速箱库转动时整个装置紧固在进给系统的溜板上。进给变速箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。换进给变速箱时间为几秒钟。工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。好果回转工作台配以卸料装置，就能合流水生产自动化。在可变生产系统中采用这种装置，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。4数控八轴落地铣床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达15000个，它与支撑板联接在一起加工。孔径为20毫米，孔深180毫米。采用具有内冷却管道的麻花钻，57巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。钻尖磨成90供自动定心。它比普通麻花钻耐用，且进给量大。为了缩短加工时间，以8轴数控落地加工。15专用铣床设备发展趋势专用铣床专用设备生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，专用铣床专用设备的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。需要CAD图纸，咨询Q4149516052章铣床总体设计要求21切削参数要求确定了在专用铣床上完成的工艺内容了，就可以着手选择切削用量了。因为所设计的专用铣床为加工在大多数情况下，所选切削用量，根据经验比一般通用机床单刀加工低30左右多轴进给变速箱上所有刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台，工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量（MM/MIN）应是适合有刀具的平均值。因此，同一进给变速箱上的刀具主轴可设计成同转速和同的每转进给量（MM/R）与其适应。以满足直径的加需要，即3112INFFNFV式中各主轴转速（R/MIN）、各主轴进给量（MM/R）12,IFF动力滑台每分钟进给量（MM/MIN）VF由于专用铣床的加工精度、工件材料、工作条件、技术要求等，按照经济地选择满足加工要求的原则，工作台进给速度300MM/MIN纵向快速进给2M/MIN电机功率055KW工作台，工件，夹具总质量700KG。进给变速箱只需4个变速，铣刀直径30MM齿数7由公式10VNDD铣刀直径30MM根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑允许的切速极限参考值如下表11需要CAD图纸，咨询Q414951605工条件VMAXM/MINVMINM/MIN硬质合金刀具粗加工铸铁工件3050硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150300螺纹加工和铰孔38选取MIN6/IVMAX60/INVIN104N3R1637/MIN4R根据同组同学计算主传动的变速在63R/MIN710R/MIN。当刀具材料为高速钢时端铣加工的圆周切削力11089501EZPFCADFAN2472式1为端铣刀加工碳钢、青铜合金，可锻铸铁等材料的切削力计算公式式2为端铣刀加工灰铸铁的切削力计算公式式中铣削的背吃刀量，端铣时为切削深度，PAM铣削的侧吃刀量，端铣时为加工表面宽度，E每齿进给量，ZFZM铣刀直径，0D铣刀齿数端铣刀加工不同材料时的铣削系数FC碳钢824可锻铸铁50灰铸铁50青铜375镁合金18当刀具材料为硬质合金时，不同材料端铣加工的圆周切削力为碳钢2031075016829NZDAFFEPCN灰铸铁49可锻铸铁203107501FEZPC式中铣刀转速NRM铣削功率9502NDFTPCCKW需要CAD图纸，咨询Q414951605中铣刀圆周切削力CFN铣刀直径0DM铣刀转速NRP22进给系统设计要求进给机构设计应满足一下几个条件首先就是必须保证工件定位可靠的可靠性，去选择合适的定位机构。再者就是要有足够的强度和刚度除了受到工件、工具的重量，还要受到本身的重量，还受到焊接枪在运动过程中产生的惯性力和振动的影响，没有足够的强度和刚度可能会发生折断或者弯曲变形，所以对于受力较大的进行强度、刚度计算是非常必要的。最后要尽可能做到具有一定的通用性如果可以，应考虑到产品零件变换的问题。为适应不同形状和尺寸的零件，为满足这些要求，可将制成组合式结构，迅速更换不同的部件及附件来扩大机构的使用范围。电动机齿轮传动滚珠丝杠进给变速箱工作台第3章专用铣床进给系统设计31常见丝杠支承方式表31滚珠丝杆副支承支承方式简图特点一端固定一端自由结构简单，丝杆的压杆的稳定性和临界转速都较低设计时尽量使丝杆受拉伸。这种安装方式的承载能力小，轴向刚度底，仅仅适用于短丝杆。需要CAD图纸，咨询Q414951605端固定一端游动需保证螺母与两端支承同轴，故结构较复杂，工艺较困难，丝杆的轴向刚度与两端相同，压杆稳定性和临界转速比同长度的较高，丝杆有膨胀余地，这种安装方式一般用在丝杆较长，转速较高的场合，在受力较大时还得增加角接触球轴承的数量，转速不高时多用更经济的推力球轴承代替角接触球轴承。两端固定只有轴承无间隙，丝杆的轴向刚度为一端固定的四倍。一般情况下，丝杆不会受压，不存在压杆稳定问题，固有频率比一端固定要高。可以预拉伸，预拉伸后可减少丝杆自重的下垂和热膨胀的问题，结构和工艺都比较困难，这种装置适用于对刚度和位移精度要求较高的场合。32脉冲当量选择由已知设计参数初选三相电机，按三相六拍工作时，步矩角075,初定脉冲当量0005MM/P33滚珠丝杠设计计算（1）滚珠循环方式由楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表51查得,选择外循环插管式（2）轴向间隙预紧方式预紧目的在于消除滚珠螺旋传动的间隙,避免间隙引起的空程,从而提高传动精度由楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指需要CAD图纸，咨询Q414951605楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表52查得,采用双螺母垫片预紧方式。2）滚珠丝杠副直径和基本导程系列由楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表53查得,34滚珠丝杠副的载荷计算工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杆上的轴向压力，他的数值用进给牵引力的实验公式计算。选定导轨为滑动导轨，取摩擦系数为003，K为颠覆力矩影响系数，一般取1115，本课题中取13，则丝杆所受的力为铣削力灰铸铁NZDAFFEPC814754819017409式中铣削深度PA每齿进给量F铣削宽度W刀具直径ODN刀具转速Z刀齿数取3，取01，取20，Z取7，取30，PAFWAOD则有工作台纵向进给分力载荷F04FZ044718811887NL需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976310NGFGFGFKFZX2152031223Y123YMA）（）（）（0IN其等效载荷按下式计算（式中取，）21T1NNTNFFM49321MI3AX316MHKAHTW10TFFCARFW负载性质系数，（查表取FW12）FT温度系数（查表取FT1）FH硬度系数（查表取FH1）FA精度系数（查表取FA1）FK可靠性系数（查表取FK1）FM等效负载NZ等效转速TH工作寿命，取丝杆的工作寿命为15000H由上式计算得CAR17300N采用丝杠直径40MM,导程为5MM计算得出CACAR173KN,则COA23FM（346519）KN公称直径PH5MM则选择FFZD型内循环预紧滚珠丝杆副，丝杆的型号为FFZD40103。需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976311滚珠丝杠螺母副的几何参数的计算如下表名称计算公式结果公称直径0D40MM螺距TMM接触角045钢球直径BD4175MM螺纹滚道法向半径R052BRD1651MM需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976312偏心距E2SINBERD004489MM螺纹升角0TARCG043螺杆外径D025BDD39365MM螺杆内径11ER36788MM螺杆接触直径220COSB37755MM螺母螺纹外径DDE34212MM螺母内径（外循环）1105BD307MM35传动效率计算丝杠螺母副的传动效率为TG式中10，为摩擦角；为丝杠螺旋升角。0431096GGTTT36稳定性验算丝杠两端采用止推轴承时不需要稳定性验算。36刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程变化量为CMESFLL01Y向所受牵引力大,故用Y向参数计算60622215615804/3FNLCMECMSRL丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略不计。导程变形总误差为需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976313E级精度0641105622102LLUM丝杠允许的螺距误差15M/M。37滚珠丝杠精度等级确定（1）丝杠有效行程由楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表54查得LE20MM导轨总长LU21012020350MM所以丝杠总长LV35020330MM（2）精度等级根据有效行程内的平均行程允许偏差EP001/300350103117查楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表55得精度等级为T34）滚珠丝杠副支承形式选择滚珠丝杠主要承受轴向载荷,应选用运转精度高,轴向刚度高、摩擦力距小的滚动轴承滚珠丝杠副的支承主要约束丝杠的轴向串动,其次才是径向约束。由楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表56查得,采用一端固定一端游动FS支承形式5）滚珠丝杠副的选择高速或较高转速情况按额定动负荷CCJ选择滚珠丝杠副CJFEFW/FHFTFAFK60LHNE/1061/3式中CJ滚珠丝杠副的计算轴向动负荷NFE丝杠轴向当量负荷N，取进给抗力和摩擦力之和的一半FE120006120/2636NNE丝杠当量转速R/MINNE250R/MINLH丝杠工作寿命H查考楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表57得LH15000HFT温度系数查楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976314课程设计指导书表58,得FT070FA精度系数查楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编机械电子工程专业课程设计指导书表59得FA10FW负载性质系数查2表510得FW095FH硬度系数查2表511得FH10FK可靠性系数查2表512得FK021计算得CAJ25N表311各类机械预期工作时间LH表312精度系数FA表313可靠性系数FK表314负载性质系数FW6）滚珠丝杠副校核（1）临界压缩负荷对于一端轴向固定受压缩的滚珠丝杠,应进行压杠稳定性校核计算不发生失稳的最大压缩负荷称为临界压缩负荷,用FN表示需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976315FN341010F1D24L02K1式中L0最长受压长度取400MMF1丝杠支承方式系数,FS取2D2丝杠螺纹底径,查4332取176MMK1安全系数，取1/3FN13593NFMAX（2）临界转速NCR9910F22D2/LC2式中F2丝杠支承方式系数,FS取3927LC临时转速计算长度LC05MD2丝杠螺纹底径,取176MMNCR107589R/MINNMAX取,同时验算丝杠另一个临界值D0N2083375002KTT1（U1）ZHZE2/DAUH21/31试选KT16,查表可得材料弹性影响系数ZE1898MPA2查机械设计教材，选取区域系数ZH2433,选取齿宽系数D03，3查表得A1078，A2085，则AA1A21634应力循环系数取J1，所以N160N2JLH601500128300156480109N2N1/U6480109/213081095）查表得接触疲劳寿命系数KHN1085,KHN2089,需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763196查表得小齿轮接触疲劳强度极限HLIM1600MPA,大齿轮的接触疲劳强度极限HLIM2550MPA,7计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，取安全系数S1,H1KHN1HLIM1/S085600/1510MPAH2KHN2HLIM2/S087550/14895MPAHH1H2/249975MPA8计算小齿轮传递的转矩T1955105PX/NX955105000594/15003782NMM（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径D1T216441213083/（031630125）（24331898/49425）2）（1/3）694MM，取D1T70MM2计算圆周速度VD1TN1/601000055M/S3计算齿数B及模数MNTBDD1T03721MMMNTD1TCOS/Z17/20034H225MNT225034MM076MMB/H21/076284纵向重合度0318DZ1TAN03180320TAN14O0485计算载荷系数K,查课本得使用系数KA125,根据V0033M/S,7级精度，查得动载系数KV101,由B/H28,查得KHKF12,故载荷系数KKAKVKHKF12510112121696）分度圆直径D1D1TK/KT1/37（169/16）（1/3）713MM7计算模数MND1COS/Z1713COS14O/20035MM3）按齿轮弯曲强度设计MN2KT2YCOS2/DZ12YFYS/F1/31）计算载荷系数，KKAKVKFKF12510112121692）根据纵向重合度048，查表得螺旋角影响系数Y0913）计算当量齿数ZV1Z1/COS320/COS314O212需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763204）查得,YFA12763,YSA11592,YFA22375,YSA21672因为小齿轮弯曲极限强度FE1500MPA,大齿轮FE2380MPA,查得弯曲疲劳寿命系数KFN1085,KFN2087,取安全系数S11，则F1KHN1FE1/S386MPAF2KHN2FE1/S304MPA5）计算大、小齿轮YFA1YSA1/F1并加以比较YFA1YSA1/F127631562/38600112YFA2YSA2/F223751672/3040013比较后取大齿轮数据6）设计计算MN216937820910013COS142/（03202163）（1/3）0187M对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算得法面模数MN大于齿根弯曲疲劳强度计算得法面模数，取MN2MM，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度齿轮几何尺寸计算中心距AZ1Z2MN/2COS52622/（2COS14O）639MM所以圆整为64MM按圆整后的中心距修正螺旋角ARCCOSZ1Z2MN/2AARCOS52622/2641436O311等效转动惯量计算不计传动效率小齿轮转动惯量JG1D14B1324414785103320276104KGM2式中钢密度785103KG/CM3同理,大齿轮转动惯量JG20498104KGM2查设计手册初选滚珠丝杠CDM20053,得到D020MM,L430MM滚珠丝杠转动惯量JSD04L32244378510332104KGM2053104KGM2工作重物为12KGJWW/GTSP22I2120522212104KGM2171106需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976321KGM2因此,折算到电机轴上的等效转动惯量JEJEJG1JWJG2JSI20807104KGM2312电机的计算选型查设计指导书4749可知MTFXFYTSP/2I1800061400005/208210089NMMFFFTSP/2IWTSP/2I00612100005/20821000341NM上述式中丝杠预紧时的传动效率取08为摩擦系数取006NMAXVMAX/3602000/0005075/360833R/MIN取起动加速时间T003S初选60BYG350DLSASSML0451的电动机M0FP0TSP2I1021/3FXTSP2I1021/318000062082110920054NM式中FP0滚珠丝杠预加负荷,一般取FY/3FY进给牵引力N0滚珠丝杠未预紧时的传动效率,取09JJEJM0807104KGM203104KGM21107104KGM2MAJEJM2NMAX/60T02926NMMQMAMFM0029260003410054035NMMCMTMFM00089000341005401464NMMKMFM00003410054005741NM从计算可知,MQ最大,作为初选电动机的依据MQ/MJMAX0446（千瓦）（31）进切N进为082千瓦，09N动40千瓦动力箱的选择表31动力箱型号型号型式电动机型号电动机的功率电动机的转速RMIN1输出轴转速RMIN11TD40IY100L8214407203传动系统总传动比的确定及各级分传动比的分配电动机选定之后，根据电动机满载转速及工作机转速，就可计算出传动系统MNWN的总传动比为32工作机转速满载转速总WI由传动方案可知，传动系统的总传动比等于各级分传动比之积。即33NIII21总式中，为各级传动副的传动比。1I2NI34从主主从NZI由式（34）得062381I651402IMIN7RMINR由式（33）得39651021II总合理地分配各级传动比，在传动系统总体设计中是很重要的，它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、质量、润滑条件、成本的高低、传动零件的圆周速度大小及精度等级的高低。要同时满足各方面的要求是不现实的，也是非常困难的，应根据具体设计要求，进行分析比较，首先满足主要要求，尽量兼顾其他要求。在合理分配传动比时应注意以下几点。（A）各级传动比都应在常用的合理范围内，以符合各种传动形式的工作特点，能在最佳状态下运转，并使结构紧凑、工艺合理。需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976324（B）应使传动装置结构尺寸较小，质量较轻。（C）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免相互干扰碰撞。43齿轮的设计及参数的确定齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。其主要优点是传动效率高，工作可靠，寿命长，传动比准确，结构紧凑。其主要缺点是制造精度要求高，制造费用大，精度低时振动和噪声大，不宜用于轴间距离较大的传动。431齿轮的设计我们就以轴1和轴2啮合的一对齿轮为例。A齿轮的材料，精度和齿数的选择因传递功率不大，转速不高，材料按表71选取，都采用45钢，锻造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面粗糙度为RA16。软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z33则与其啮合的齿数Z啮合68023IB设计计算A设计准则按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。B按齿面接触疲劳强度设计351231DHETKTZD36MNNPT530670459059661由图76选取材料的接触疲劳极限应力为MAH8LIM1MPAHLIM2由图77选取材料的弯曲疲劳极限应力为PF230LI1F30LI2应力循环次数NN160N1AT607201163008166109则N2N1/U166X109/206124109由图78查得接触疲劳寿命系数ZN11,ZN21由图79查得弯曲疲劳寿命系数YN11,YN21需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976325由表72查得接触疲劳安全系数SHMIN1，弯曲疲劳安全系数SFMIN14,又YST20试选KT13求许用接触应力和许用弯曲应力37MPAZSNH58011MINL11382INL2239PAYSNFST3281401MINL11310MFST2INL22将有关值代入式（35）得3121DTHETTKZDM3206215358094807MM则311SNDVT/81106742316SMSZ/59/08查图710得KV109由表73查得KA125由表74查得K105；取K1，则31243105129KVAH修正MDT697483131MD1/Z14807/331467MM313由表76取标准模数M3MM。C计算几何尺寸需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976326D1MZ1320MM60MMD2MZ2367MM201MMAMZ1Z2/2MM1305MMB16060MM314D取B260MMC校核齿根弯曲疲劳强度由图718查得YFS1435YFS241,取07校核大小齿轮的弯曲疲劳强度31570354316522131MZKTFSDFMPAPA8864316MPAAYFFSF30014354612212合适。432齿轮参数的确定（以传动轴1上67/30，与20/30啮合的齿轮为例）A确定齿轮的精度等级该齿轮是镗床进给变速箱中速度较高的齿轮，主要要求是传动平稳性精度，故首先考虑第公差组精度等级。据圆周速度317SMSDNV/091/10667235743106由表126、表127可见，在3M/S速度分段中，速度不算高，且普通机床对噪声限制不很严格，因此可选定第公差组为级。由于该齿轮对传递运动准确性要求不高，可比第公差组精度降低一级，故第公差组选定为级。动力齿轮对齿面载荷分布均匀性有一定要求，第公差组精度一般不低于第公差组，故亦定为7级。所以最后选定小齿轮精度为877。B齿轮误差检验组的选择及其公差值的确定该齿轮属中等精度，且为批量生产，故可采用便于批量测量的检验组，查表123选定，组成检验方案。根据D1MZ1367MM201MM及B132MM,查“IFW“IFF需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976327表1213,表1214,表1215,可得公差值第公差组63UM,40UM“IFWF第公差组20UM“IF第公差组11UMC计算齿轮副侧隙和确定齿厚极限偏差代号A计算齿轮副的最小极限侧隙JNMIN由表1210按喷油润滑和V191M/S查得JN1001MN0013MM0030MM由式（129）得SIN221TATJN根据齿轮和箱体的材料，从材料手册上查得，钢和铸铁的线膨胀系数分别为A1115106/CA2105106/C传动中心距为318MZM51306731所以JN22130511580201055020106SIN20MM0017MMJMINJN1JN200300019MM0047MM319B确定齿厚极限偏差代号齿厚上偏差320NBNNASFFJFECOS2091T2211式中前面已查得11UM，FPB由表1214按级查得FFPB113UMFPB213UMFPT14UM由表1217按A765MM,7级精度查得FA23UM。所以MES20COS19314920TAN32需要CAD图纸，咨询Q414951605或13041397632845M由表1214查得FPT11UM,则09415PTSFE由图1229或表129查得齿厚上偏差代号为F，因此321MFEPTS54109齿厚下偏差由可知。查表1213，级精度FR45UM,查表122TAN2RSBFT11,BR126IT912674UM93UM所以MS7593450TA2得322TESSI103239102PTSIF由图1229或表129查得齿厚下偏差代号为J，因此324MFEPTSI4325TSI95105至此，小齿轮的精度为877FJGB1009588。D确定齿坯公差、表面粗糙度齿轮内孔是加工、检验及安装的定位基准，对7级精度的齿轮，由表1218查得内孔尺寸公差为IT7，内孔直径为40MM，偏差按基准孔选取，即孔。内孔0214的形状公差按7级决定或遵守包容原则。定位端面的端面圆跳动公差由表1219查得为0018MM。齿顶圆只作为切齿加工的找正基准，不作为检验基准，故其公差选为IT11见表1219的注，顶圆直径DA1D12HAM340213MM126MM,偏差按基准轴H选取，即。01926齿轮表面粗糙度按级查表1220,各表面粗糙度RA分别为齿面RA16UM,内孔RA16UM,基准端面RA32UM,齿顶圆RA63UM。E公法线的公称长度W及其跨齿数K，可从本书P264查得跨齿数K3公称长度W76884MM该齿轮为中模数齿轮，控制侧隙的指标宜采用公法线平均长度极限偏差、WSE需要CAD图纸，咨询Q414951605或130413976329，可得WIE跨齿数K3公称长度W76884MM该齿轮为中模数齿轮，控制侧隙的指标宜采用公法线平均长度极限偏差、WSE，可得WINRNSMFSI720COUM520SIN45702COS45326NRNSIWIESI1SIS1327328NRNSWNFTSI41COUM36520SIN4520COS95中心距极限偏差得FA27UM以下为齿轮数据表表32齿轮数据表中中AF中44轴承的选择目前在刚性主轴设计中对滑动轴承和滚动轴承都有采用，但多数情况下是采用滚动轴承，因为滚动轴承具有尺寸小，转速高，寿命长，装配简单，密封和润