机床主轴几何精度的综合检测实验装置设计[机械毕业论文 答辩通过]

需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载四川大学锦城学院毕业论文（设计）题目机床主轴几何精度的综合检测实验装置设计系部机械工程学院专业机械设计制造及其自动化年级学生姓名学号指导教师2摘要随着科技步伐的加快，综合实验装置技术在各个领域中得到了广泛应用，综合实验装置系统已成为主机设备中最关键的部分之一。但是，由于设计、制造、安装、使用和维护等方面的因素，影响了综合实验装置系统的正常运行。因此，了解系统工作原理，懂得一些设计、制造、安装、使用和维护等方面的知识，是保证综合实验装置系统能正常运行并极大发挥综合实验装置技术优势的先决条件。本文主要研究的是综合实验装置传动系统，综合实验装置传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥综合实验装置传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的综合实验装置传动系统。关键词实验装置，设计需要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ABSTRACTWITHTHEQUICKENINGPACEOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,TECHNOLOGYCOMPREHENSIVEEXPERIMENTDEVICEHASBEENWIDELYAPPLIEDINVARIOUSFIELDS,SYSTEMEXPERIMENTDEVICEHASBECOMEONEOFTHEMOSTIMPORTANTPARTOFTHEHOSTDEVICEHOWEVER,DUETOFACTORSOFDESIGN,MANUFACTURING,INSTALLATION,USEANDMAINTENANCEETC,AFFECTTHENORMALOPERATIONOFTHESYSTEMOFCOMPREHENSIVEEXPERIMENTALDEVICETHEREFORE,TOUNDERSTANDTHEWORKINGPRINCIPLEOFTHESYSTEM,DESIGN,MANUFACTURING,INSTALLATIONTOUNDERSTAND,USEANDMAINTENANCEOFKNOWLEDGE,ISTHEGUARANTEEOFSYSTEMEXPERIMENTDEVICETONORMALOPERATIONANDAPREREQUISITEFORGREATPLAYINTEGRATEDEXPERIMENTALDEVICETECHNOLOGYADVANTAGETHISPAPERMAINLYISTHESTUDYOFTHECOMPREHENSIVEEXPERIMENTALDEVICETRANSMISSIONSYSTEM,OVERALLDESIGNANDCOMPUTERINTEGRATEDEXPERIMENTALDEVICEOFTRANSMISSIONSYSTEMANDWHENTHEDESIGN,MUSTPROCEEDFROMTHEACTUALSITUATION,COMBINEDWITHAVARIETYOFTRANSMISSIONFORM,MAKEFULLUSEOFADVANTAGESOFTRANSMISSIONEXPERIMENTALAPPARATUS,TODESIGNASIMPLESTRUCTURE,RELIABLEWORK,LOWCOST,HIGHEFFICIENCY,SIMPLEOPERATION,CONVENIENTREPAIRCOMPREHENSIVEEXPERIMENTALDEVICEOFTRANSMISSIONSYSTEMKEYWORDSEXPERIMENTALAPPARATUS,DESIGN4目录摘要2ABSTRACT3目录4第1章概述611综合实验装置传动特点612综合实验装置传动优势713综合实验装置系统的设计步骤与设计要求9第2章实验装置原理设计1221工作原理1222课题设计要求12第3章参数设计计算1531运动参数和动力参数设计计算15311主轴极限转速和转速范围15312最大试验功率的确定15313最大试验力和扭矩的确定1632主轴部件设计计算16321主轴最小轴径16322主轴支承结构16323主轴带传动的设计计算19324主轴端部卸荷带轮结构设计22325主轴强度校核23326主轴刚度校核26第4章机架的设计2841对机架结构的基本要求2842机架的结构30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43横梁设计3244机架的基本尺寸的确定3545架子材料的选择确定3546主要梁的强度校核36第5章尾座部分的设计3751尾座套筒的设计3952尾座体的设计3953尾座顶尖的设计4054综合实验装置缸的设计4155尾座导轨的设计4156尾座孔系设计43561配合43562套筒孔的设计44563孔和键的设计4457挠度、转角、综合实验装置缸内径、锁紧力的计算及校核46571挠度的计算47572转角的计算47573压板处螺栓直径的校核47574综合实验装置缸内径的校核49575尾座锁紧力的验算50第6章尾座精度的设计5161表面粗糙度的确定5162尾座与机床主轴形位公差的确定5263底面及立导向面形位公差的确定52参考文献54总结与展望55致谢566需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载第1章概述11综合实验装置传动特点综合实验装置传动有机械传动和电力拖动系统无法比拟的优点技术无法比拟的优点。综合实验装置元件的布置不受严格的空间位置限制，系统中个部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性，能构成用其他方法难以组成的复杂系统。综合实验装置传动系统可以在运行过程中实现大范围的无级调速。另外综合实验装置传动传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向。除此以外，综合实验装置传动系统操作控制方便、省力，易于实现自动控制、中远程距离控制、过载保护。与电气控制、电子控制相结合，易于实现自动工作循环和自动过载保护。而且综合实验装置元件属机械工业基础件，标准化和通用化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本。本世纪的60年代后，原子能技术、空间技术、计算机技术（微电子技术）等的发展再次将综合实验装置技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，使它在国民经济的各方面都得到了应用。综合实验装置传动在某些领域内甚至已占有压倒性的优势，例如，国外今日生产的95的工程机械、90的数控加工中心、95以上的自动线都采用了综合实验装置传动。因此采用综合实验装置传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。当前，综合实验装置技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在综合实验装置元件和综合实验装置系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。我国的综合实验装置工业开始于本世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自1964年从国外引进一些综合实验装置元件生产技术、同时进行自行设计综合实验装置产8品以来，我国的综合实验装置件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。80年代起更加速了对西方先进综合实验装置产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的综合实验装置技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。12综合实验装置传动优势综合实验装置传动突出的优点还有单位质量输出功率大，以空气为工作介质，处理方便，无介质费用、泄露污染环境、介质变质及补充等问题。由于综合实验装置传动是封闭的，多数情况下其元件均可由传动综合实验装置自行润滑，因此磨损很小。综合实验装置元件体积小、重量轻、标准化程度高，便于集中大批量生产，加上近年发展起来的叠装、插装技术，装配也很容易，因此造价低，比起其他机械传动，综合实验装置传动常为一种最为经济的选择。驱动的综合实验装置系统，它由油箱、滤油器、综合实验装置泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、综合实验装置缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理综合实验装置泵由电动机带动旋转后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入综合实验装置泵，当它从泵中输出进入压力管后，将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入综合实验装置缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，综合实验装置缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。如果将换向阀手柄方向转换成往外的状态下，则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入综合实验装置缸右腔，推动活塞和工作台向左移动，并使综合实验装置缸左腔的油经换向阀和回油管排回油管。工作台的移动速度是由节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入综合实验装置缸的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，综合实验装置缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由综合实验装置缸中的油综合实验装置力产生的。要克服的阻力越大，缸中的油综合实验装置力越高；反之压力就越低。输入综合实验装置缸的油液是通过节流阀调节的，综合实验装置泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油综合实验装置力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中综合实验装置泵出口处的油综合实验装置力是由溢流阀决定的，它和缸中的油综合实验装置力不一样大。综合实验装置传动是由17世纪帕斯卡提出的静压传递原理、18世纪末英国制造出世界上第一台水压机开始发展起来的，但综合实验装置传动在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展却是本世纪中期以后的事情，特别是被20世纪第二次世界大战期间战争的激励，取得了很大进展，整体上经历了开关控制，伺服控制，比例控制3个阶段。比例控制技术是20世纪60年代末人们开发的一种可靠，廉价，控制精度和响应特性，均能满足工业控制系统实际需要的控制系统。当时，点液伺服技术已日益完善，但电液伺服阀成本高，应用和维护条件苛刻，难以被工业界接受。希望有一种廉价，控制精度能满足需要的控制技术去替代，这种需求背景导致了比例技术的诞生和发展。随着综合实验装置机械自动化程度的不断提高，综合实验装置元件应用数量急剧增加，元件小型化、系统集成化是必然的发展趋势。综合实验装置控制阀在综合实验装置系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照负载的需求进行工作。电液比例阀是比例控制系统中的主要功率放大元件，它可以根据输入的电信号大小连续地成比例地对综合实验装置系统的参量实现远距离控制、计算机控制，与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方面还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少可由污染而造成的工作故障，提高了综合实验装置系统的工作稳定性和可靠性；另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，已或得了广泛的运用。10比例阀按主要功能分类，分为压力控制阀，流量控制阀和方向控制阀三大类，每一类又可以分为直接控制和先导控制两种结构形式，直接控制用的小流量小功率系统中，先导控制用的大流量大功率系统中。这些年来国内在综合实验装置件清洗设备的研制和生产方面发展很快，但使用经验表明，还存在一些需要进一步改进和完善的问题。首先是通用清洗设备的适用性问题。对于一些结构复杂和具有内部油路的零部件，采用通用清洗设备往往效果不理想，内部残留的污染物很难冲洗出来，因而应考虑选用或设计专用的清洗设备。其次是关于清洗液的洁净性问题。零件清洗过程中清洗液应保持一定的清洗度，这对于零件装配前的精密清洗尤为重要。目前国内清洗设备较普遍地存在过滤装置不够完善的问题，过滤精度低，纳垢容量小，不能有效的滤除从零件冲洗出来的颗粒污染物。有的清洗设备甚至没有过滤设备，而是定期对清洗设备的清洗液进行过滤净化。这样，在清洗的初期清洁度可能符合要求，但清洗到后期，由于污染物积累清洗液污染越来越严重，不仅达不到清洗的目的，反而污染了零件。因此，清洗设备必须装社具有足够高的过滤精度和纳垢容量的过滤器。采用可清洗滤芯和增加外过滤系统，可提高过滤净化能力并节约费用。设计的主要内容包括综合实验装置总装图，非标准零件的设计，综合实验装置缸的设计，电机及泵、阀、管件的选择使用等等。为了使设计更趋于合理化、标注化、绝大多数零件都按照国家标注进行。13综合实验装置系统的设计步骤与设计要求综合实验装置传动系统是综合实验装置机械的一个组成部分，综合实验装置传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥综合实验装置传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的综合实验装置传动系统。综合实验装置传动装置主要由以下四部分组成1）能源装置把机械能转换成油液综合实验装置能的装置。最常需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载见的形式就是综合实验装置泵，它给综合实验装置系统提供压力油。2）执行装置把油液的综合实验装置能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的综合实验装置缸，也可以是作回转运动的综合实验装置马达。3制调节装置对系统中油综合实验装置力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的综合实验装置系统。4辅助装置上述三部分以外的其它装置，例如油箱、滤油器、油管等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。综合实验装置传动有以下一些优点1）在同等的体积下，综合实验装置装置能比电气装置产生出更多的动力，因为综合实验装置系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出3040倍。在同等的功率下，综合实验装置装置的体积小，重量轻，结构紧凑。综合实验装置马达的体积和重量只有同等功率电动机的12左右。2）综合实验装置装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，综合实验装置装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。综合实验装置装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达500次/MIN，实现往复直线运动时可达1000次/MIN。3）综合实验装置装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。4）综合实验装置传动易于自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将综合实验装置控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。5）综合实验装置装置易于实现过载保护。综合实验装置缸和综合实验装置马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。综合实验装置件能自行润滑，使用寿命较长。126）由于综合实验装置元件已实现了标准化、系列化和通用化，综合实验装置系统的设计、制造和使用都比较方便。综合实验装置元件的排列布置也具有较大的机动性。7）用综合实验装置传动来实现直线运动远比用机械传动简单。综合实验装置传动的缺点是1）综合实验装置传动不能保证严格的传动化，这是由综合实验装置油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。2）综合实验装置传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。3）综合实验装置传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。4）为了减少泄漏，综合实验装置元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。5）综合实验装置传动要求有单独的能源。6）综合实验装置传动出现故障时不易找出原因。总的说来，综合实验装置传动的优点是突出的，它的一些缺点有的现已大为改善，有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服。第2章实验装置原理设计21工作原理节流调速回路实验装置的综合实验装置系统的油源为定量综合实验装置泵（叶片泵），其最高工作压力由溢流阀设定，二位二通电磁换向需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载阀用于控制综合实验装置泵的卸荷和供油。系统的执行器为竖直综合实验装置缸和综合实验装置缸，其中竖直综合实验装置缸和综合实验装置缸的运动方向均采用电磁换向阀作为导阀的液控顺序阀控制。竖直综合实验装置缸进回油路中并联的顺序阀和单向阀用于该缸差动反馈连接，液控顺序阀在缸差动时关闭回油路，在非差动时，提供回油路。综合实验装置缸的回油路上串联的溢流阀起背压作用。系统中压力继电器作为电磁铁通断电的发信装置，控制电磁换向阀的换向动作。压力表及其开关分别用于调整系统最高压力和压力继电器的动作压力时的显示和观测。22课题设计要求综合实验装置传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。通过该题目原理图的设计，可以使学生熟悉综合实验装置传动系统设计的一般程序，了解并掌握综合实验装置传动这门技术。通过综合实验装置传动装置的设计，可以使学生掌握机械设计的一般程序和基本方法。总之，通过本题目的设计，可以使机械设计制造及其自动化专业的学生对四年所学课程得到一次较为全面的实践锻炼。机床主轴工作时产生振动，不仅会影响机床主轴的动态精度和被加工零件的质量，而且还要降低生产效率和刀具的耐用度。振动剧烈时甚至会降低机床主轴的使用性能，不仅如此，伴随振动所产生的噪声可能刺激操作工人，引起疲倦，导致工作效率下降。故振动问题必须引起我14们足够的重视。随着科学技术的飞跃发展，对机器零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求，从而机床主轴振动问题的研究成为研制、生产和使用机床主轴部门必须面对的重大课题。研究机床主轴振动的目的，在于探究机床主轴振动发生的原因，谋求防止和消除机床主轴振动的方法，以及研制抗振性更佳的机床主轴。本文对机床主轴的振动危害及减振方法做了一定的讨论及研究。机床主轴的减振方法从理论上来说，一般有四种途径1、减少激振力P。2、增大系统的阻尼。3、增大系统中的刚度K。4、提高系统的固有频率或改变激振频率，以使两者远离。本文主要是对卧式铣床的振N动减振系统的实验特性的研究，由于铣床的外部环境及本身构造在其的研究中可看做是不可改变的因素，所以可以实现的减振方法只有附加谐振系统在振动结构上用以抵消原振动，以达到减振的目的。故本文主要讨论的减振方法属于阻尼消振的一种，即安装减振器或类似结构以抵消卧式铣床悬臂梁本身的振动，以达到减振的目的。本文的研究主要可以分为以下三个部分首先，主要结构，包括底座、立柱、刀轴等，并根据需要添加了减振槽、挂架及相当于偏心轮的模拟铣刀等结构。盛放不同规格钢球的减振槽相当于一个阻尼消振器，利用钢球之间及其与槽壁之间的碰撞摩擦，消耗铣床模型机的振动能量，以达到减振的目的。其次，是对模型机固有频率的测定。这是试验最基本和首要的一步，用以作为标准衡量之后减振试验效果的好坏。本文讲述了三种模型机的激振方法1、稳态正弦激励法稳态正弦激励又称简谐激振，它是通过激振设备对被测试对象施加频率可控的简谐激振力，常用的激振设备是频带宽、波形好的电磁激振系统，由扫描信号发生器，功率放大器和激振器组成。2、脉冲激励法脉冲激振是用一把装有力传感器的锤子（又叫脉冲锤）敲击试件，它对试件的作用力为近似正弦波，其有效频率范围决定于脉冲持续时间，锤头垫愈硬越小，则频率范围愈大。使用适当的锤头垫材料可以得到要求的频带宽度，改变锤头配重块的质量和敲击加速度可调节激振力的大小。3、施加偏心激振力法在模型机设计中，在模拟铣刀上设计了一通孔，使模拟刀具相当于一偏心轮，在高速旋转的状态下，即对系统产生一离心激振力，对调频电动机转速进需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载行调节可改变激振力的大小。在本次试验中，主要是利用正弦激励法测定了模型机的固有频率，由于时间和条件限制，脉冲法只做了一组用于对比，最后一种方法仅作为设想来介绍。最后，减振试验由于是多因素，多水平试验，要得到全面准确的试验结果，工作量十分大。故采用了科学的正交试验方案，既减少了试验次数，又可得出全面的结论。正交设计（ORTHOGOUALDESIGN）简称正交设计（ORTHOGOUAL）,它是利用规格化的正交表（ORTHOGOUALTABLE），科学的安排与分析多因素试验的方法，使目前最常用的方法之一。正交表是指利用“均衡搭配”与“整齐可比”这两条基本原理，从大量的全面实验方案中，挑选出少量具有代表性的实验点，所制成的排列整齐的规格化表格。在本次的实验中，安排了五组钢球减振实验以及一组沙子的减振实验。其中，钢球减振的前四组分别是根据钢球排列层数（包括两层及三层）、重量及规格设计的正交试验方案，第五组是一组为更好得到钢球大小和槽数对实验结果影响的对比而做的全面试验。另外，为对比钢球及其他材料的减振效果，还做了一组根据沙子重量设计的正交试验。六组实验的数据对比及结果分析从一定程度上说明了利用钢球减振的可能性。在对振动问题的研究分析之外，本文也对现今国内外机床主轴动态性能的研究作了一定的介绍，并指出了未来的研究趋势。在本文的撰写过程中，参考了大量有关机床主轴振动、动力学及冲击测试、试验模态分析等的有关书籍，并且得到了指导老师及同学的帮助。但由于时间及条件限制，可能存在一些不足之处，希望评阅老师指出并原谅。16第3章参数设计计算31运动参数和动力参数设计计算311主轴极限转速和转速范围由金属切削加工手册查得平假设试验时候的线速度范围为V2030M/S,则主轴的转速范围N637955R/MIN3601VD由于其转速变化范围不是很大，可采用三相异步电机变频调速来实现。312最大试验功率的确定由机床主轴的实际加工过程可知，在试验机床主轴消耗的功率最大，因此需根据该工况的工艺参数来计算主轴的最大功率。工作台速度V100MM时，2H。（0000400006）D00440066取2H。0045（6）油腔深度021H42TZM为保证足够的承载面积，取TZ（7）轴承的壁厚R保证不形成薄壁零件，考虑油孔空间25R（8）轴与轴承的配合间隙2H。的公差H。H。，因此取H。075H05（9）轴与轴承的几何精度误差（圆度、圆柱度、同轴度）取D000501（10）轴承外圆与箱体孔的配合过盈量0002MM（11）两个向心轴承中心跨距LL（46）D400600取L400MM（12）选择节流比，液阻比考虑油温变化而引起的值的变化，应使油温为2050度时1530，液阻比。1一般情况下，当071，171时轴承具有最佳刚度，即171为最佳节流比（13）确定供油压力SP20粗选供油压力为25MPA则油腔压力/146MPARPS（14）计算一个油腔的有效承载面积EA（15）321230452SIN5108SIN7910M2EARLA。计算轴承油膜刚度J361012COS279105071COS3J2ESPH。958/NM（16）轴向推力轴承的结构尺寸轴肩半径4231675D轴肩的厚度当D50200MM时，H。（0102）D1122MM取H。20MM323主轴带传动的设计计算为了有效地将电机产生的振动与主轴隔离，在电机与主轴之间采用带传动。因为带传动有很好的缓冲、减震和吸阵作用。不需要减速因此传动比选11。考虑传动的扭矩比较大且转速较高，选用多楔V带传动。多楔带又称为复合三角带，是一种新型的三角胶带，由于它综合了普通V带和平胶带的优点，在机床主轴的传动中正在获得越来越广泛的应用。它与普通V带相比较，且有下列优点需要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1传动功率大。由于多楔带和带轮的接触好，各工作面间的裁荷分布均匀，故多楔带的承裁能力高。2消除了多根胶带长短不齐的现象。多楔带振动小，发热少，运转平稳。3伸长率小，使用寿命高。4运转速度高。由于多楔带的断面尺寸小，重量轻，强力层的耐曲挠性能好，适于以较小的带轮直径在高速下达40M/S运转。多楔带的具体计算如下，参考机床主轴设计手册（零件设计）表5226（1）确定计算功率JNK查表525，K121285J（2）选择多楔V带型号16097/MINNR根据和查图5216，选M型多楔带。JN（3）确定带轮计算直径1D由表5220选带轮推荐直径180MM，由传动比1得180MM2D1（4）初定中心距A。（中心距过大易振动，过小则寿命低）22，即180108020123DA0A考虑到结构需求，初选1000MM（5）求胶带计算长度L2101202564DLAMA按表5218选最接近的长度为L2583MM6计算准确中心距221128,ADAAD得，5360435AA/410089MM带的中心距是可以调整的，考虑安装调整和补偿初拉力（如带伸长而松弛后的张紧）的需要，中心距的变动范围为MIN015972ALMAX38647确定多楔带的齿数Z012INZC查表5225得，1972KW；100；100I1C2则Z113，取Z12齿。多楔带的具体断面尺寸如下齿距T95H167H96H。1305401。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（8）多楔带轮的基本尺寸外径WD2180351729C宽度，取B125045BZTG带轮材料为45钢（9）多楔带的张紧装置带经过一定时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛，使初拉力F。降低。为了保证传动能力，应定检查初拉力的数值。如发现不足时，必须重新张紧，才能正常工作。具体张紧装置如周边磨头装配图中所示，将安装有带轮的电机安装在基座上，基座用螺栓固定在垂直滑板上，基座上的螺栓孔为长槽，可使基座相对于垂直滑板上下滑动。要调节带的张紧力时，松开基板上的各螺栓，旋动调节螺钉，将电机推到所需的位置，然后拧紧基座与垂直滑板的连接螺栓。324主轴端部卸荷带轮结构设计由于带的张紧力对主轴的刚性影响很大，因此在主轴端部设计了卸荷带轮结构，将带的拉力直接传递到主轴箱体上，而扭矩通过带轮端盖螺钉和键来传递到轴上，从而大大减小了主轴的径向力，提高了主轴的刚性。由于端盖螺栓以及键传递很大的扭矩，因此需校核其强度。（1）螺栓组联接设计计算采用圆周均布，螺栓数Z4，均布直径D180。螺栓仅受扭矩T295NM，则每个螺栓所受的工作剪力为248194N；/4FTR螺栓所需的预紧力1735609SPKFQNF选择螺栓材料为Q235，性能等级为46的螺栓，查表得，S15240SMPA/156SS因此螺纹小径134130978PQDM按粗牙普通螺纹标准，选用螺纹公称直径D10（小径8376788MM）1D2联接平键的校核根据轴径查表选择键的尺寸是，普通平键联接，其主要失16032效形式是工作表面被压溃，强度条件为MPA33210264710105PPTMPAKLD可见，联接键的强度足够。325主轴强度校核主轴B点的在水平和垂直方向的弯矩分别为垂直方向32810764920VMPANM水平方向58H由前面的计算可得扭矩T主轴弯矩与扭矩如图31所示，需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载图31主轴弯矩与扭矩图合成弯矩22249630158405VHMNM按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩及扭矩的截面（即危险截面B）的强度。则当量弯矩22225046470536CAMTNM34769/01NMW26前以选定轴的材料为40，调质处理，查表得许用弯曲应力RG170RBMPA因为494,故安全。CA精确校核轴的疲劳强度判断危险截面时，综合分析考虑以下三方面的影响载荷大小、轴径大小、应力集中程度。从受载情况来看，显然截面B处的最大，CAM但该处基本没有应力集中。而用来承受推力的轴肩处，载荷较大并且由于轴径变化大，应力集中严重，因此确定该截面为危险截面。计算安全系数轴肩截面处的抗弯截面模量为33010WDM抗扭截面模量为30126TD作用于该截面的弯矩为M7655432981N作用于该截面的扭矩为0NM截面上的弯曲应力232986/BMW截面上的扭转应力236471/0T轴的材料为40，调质处理。由表查得，RG685BMPA，。135MPA185PA该截面处由于轴肩圆角形成的理论应力集中系数按R/D5/1100045,D/D160/110145,经插值后可查得，21132需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载又由附图查得轴材料的敏性系数为085Q087Q故有效应力集中系数为11213K0878Q查表得尺寸系数为06707表面质量系数为92轴未经表面强化处理，即，则按下式计算可得综合影响系数值为1Q203132679QKK187Q故轴肩截面处的计算安全系数值可按下式计算得CMSK182722436145CAS显然，该轴的疲劳强度足够。28326主轴刚度校核主轴的受力情况如下图所示，轴承跨距400MM；悬伸量A176MML图32主轴垂直方向受力图主轴的变形主要由两部分组成，主轴自身的受力变形和静压轴承油膜的受力变形，主要的精度要求是C点的挠度001MMCF1）由主轴变形产生的挠度P在C点的挠度213CPAFLEI4441096DIM（E取200GPA）22416817401760339CAFLCMEI2）由油膜变形引起的挠度假设轴为刚性，则其受力变形情况如图33，图33静压轴承油膜变形图需要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A、B两点的支反力分别为28176240APARKNL06B油膜刚度由前面计算可知J9158/M369240710/ARNF369612558/BFJM则6621707410CF根据叠加原理，C点的总变形量001MM6257CCFFM可见，主轴的刚度足够。第4章机架的设计41对机架结构的基本要求机架是整个机床主轴的基础支持件，一般用来放置重要部件。为了满足机床主轴高速度、高精度、高生产率、高可靠性和高自动化程度的要求，与普通机床主轴相比，机床主轴应有高的静、动刚度，更好的抗振性。一、对机床主轴的机架主要在以下3个方面提出了更高的要求1很高的精度和精度保持性30在机架上有很多安装零部件的加工面和运动部件的导轨面，这些面本身的精度和相互位置精度要求都很高，而且要长时间保持。另外，机床主轴在切削加工时，所有的静、动载荷最后往往都传到机架上，所以，机架受力很复杂。为此，为保证零部件之间的相互位置或相对运动精度，除了满足几何尺寸位置等精度要求外，还需要满足静、动刚度和抗振性、热稳定性、工艺性等方面的技术要求。2应具有足够的静、动刚度静刚度包括机架的自身结构刚度、局部刚度和接触刚度，都应该采取相应的措施，最后达到有较高的刚度质量比。动刚度直接反映机床主轴的动态性能，为了保证机床主轴在交变载荷作用下具有较高的抵抗变形的能力和抵抗受迫振动及自激振动的能力，可以通过适当的增加阻尼、提高固有频率等措施避免共振及因薄壁振动而产生噪音。3较好的热稳定性对机床主轴来说，热稳定性已经成了一个突出问题，必须在设计上要做到使整机的热变形小，或使热变形对加工精度的影响小。热变形将直接影响机架的原有的精度，从而是产品精度下降，如立轴矩台平面磨床，立柱前臂的温度高于后臂，是立柱后倾，其结果磨出的零件工作表面与安装基面不平行；有导轨的机架，由于导轨面与底面存在温差，在垂直平面内导轨将产生中凸或中凹热变形。因此，机架结构设计时应使热变形尽量小。二、机架机架设计的一般要求需要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1）在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本低；2）抗振性好。把受迫振动振幅限制在允许范围内；3）躁声小；4）温度场分布合理，热变形对精度的影响小；5）结构设计合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工；6）结构力求便于安装与调整，方便修理和更换零部件；7）有导轨的机架要求导轨面受力合理、耐磨性良好；8）造型好。使之既适用经济，有美观大方。42机架的结构1机架结构根据机床主轴的类型不同，机架的结构形式有各种各样的形式。例如车床机架的结构形式有平机架、斜机架、平机架斜导轨和直立机架等四种类型。另外，斜机架结构还能设计成封闭式断面，这样大大提高了机架的刚度。钻高精度立式万能磨床、加工中心等这一类机床主轴的机架结构与车床有所不同。例如加工中心的机架有固定立柱式和移动立柱式两种。前者一般使用于中小型立式和卧式加工中心，而后者又分为整体T形机架和前后机架分开组装的T形机架。所谓T形机架是指机架是由横置的前机架和与它垂直的后机架组成。整体式机架，刚性和精度保持性都比32较好，但是却给铸造和加工带来很大不便，尤其是大中型机床主轴的整体机架，制造时需要大型设备。而分离式T形机架，铸造工艺性和加工工艺性都大大改善。前后机架联接处要刮研，联接时用定位键和专用定位销定位，然后再沿截面四周，用大螺栓固紧。这样联接成的机架，再刚度和精度保持性方面，基本能满足使用要求。这种分离式T形机架适用于大中型卧式加工中心。由于机架导轨的跨距比较窄，致使工作台在横溜板上移动到达行程的两端时容易出现翘曲，将会影响加工精度，为了避免工作台翘曲，有的立式加工中心增设了辅助导轨。2机架的截面形状机床主轴的机架通常为箱体结构，合理设计机架的截面形状及尺寸，采用合理布置的肋板结构可以在较小质量下获得较高的静刚度和适当的固有频率。机架肋板一般根据机架结构和载荷分布情况，惊醒设计，满足机架刚度和抗振性要求，V形肋板有利于加强导轨支承部分的刚度；斜方肋和对角肋结构可明显增强机架的扭转刚度，并且便于设计成全封闭的箱形结构。此外，还有纵向肋板和横向肋板，分别对抗弯刚度和抗扭刚度有明显效果；米字形肋板和井字形肋板的抗弯刚度也较高，尤其是米字形肋板更高。3机架的结构设计机架结构设计时，应尽量避免薄壁结构并简化表面形状。根据本设计的具体情况及要求，机架的结构设如下需要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4机架的设计步骤根据机架上的零件、部件情况和设计要求初步确定机架及机架的结构形状和尺寸，以保证机架内外的零件能正常运动根据产品批量和结构形式初步确定制造方法，合理选择材料，单件小批量的非标准设备机架可以采用焊接和锻喊结合的机架分析承载情况，根据承载情况合理的选择截面形式，确定主要设计参数画出结构草图，进行必要的强度和刚度计算和尺寸修改对重要设备的机架，还应该进行模拟实验设计和模拟实验，并根据实验结果对设计进行修改。43横梁设计梁设计的要求与轴心受压相仿，钢梁设计应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定各个方面满足要求。1梁的强度计算主要包括抗弯、抗剪和折算应力等强度应足够。2刚度主要是控制最大挠度不超过按受力和使用要求规定的容许值。3整体稳定指梁不会在刚度较差的侧向发生弯扭失稳，主要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截面以降低弯曲压应力至临界应力以下。4局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部凸曲失稳，在梁中主34要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规定，对组合梁的腹板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。梁的截面选择一、型钢梁截面的选择型钢梁截面应满足梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个要求，其中强度包括抗弯、抗剪、局部压应力和折算应力。由于型钢截面的翼缘和腹板等板件常有足够的厚度，一般不必验算局部稳定，无很大孔洞削弱时一般也不必验算剪应力。局部压应力和折算应力只在有较大集中荷载或支座反力时计算。型钢梁设计通常是先按抗弯强度当梁的整体稳定有保证或MMAX处截面有较多孔洞削弱时或整体稳定当需计算整体稳定时选择型钢截面，然后验算其它项目是否足够，不够时再作调整。为了节省钢材，应尽量采用牢固连接于受压翼缘的密铺面板或足够的侧向支承以达到不需计算整体稳定的要求。按抗弯强度或整体稳定B值可先估计假定选择单向强轴弯曲梁的型钢截面时，所需要的截面抵抗矩为需要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2、腹板尺寸梁高确定后腹板高也就确定了，腹板高为梁高减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的规格尺寸，一般使腹板高度为50MM的模数。从经济角度出发，腹板薄一些比较省钢，但腹板厚度的确定要考虑腹板的抗剪强度，腹板的局部稳定和构造要求。从抗剪强度角度来看，应满足下式363、翼缘尺寸由式521求得需要的净截面模量，则整个截面需要的惯性矩为44机架的基本尺寸的确定机架是支撑及其自动变速器所有附件的可移动机构。要保证拆装自动变速器方便、安全；重量要轻，便于移动；架子要有足够的空间安装。而且自动变速器每个总成之间要考虑它们之间的协调关系。考虑到这些方面的因素后要确定的一些自动变速器尺寸根据这些数据，大概确定架子的长高。这样架子的地面的结构就确定了。支撑自动变速器的部件是支撑板，支撑板固定在支承轴上，支承轴安装在机架上。为了使机架能够方便移动，须在架子上装轮子，因此在架子的4个侧面通过螺栓各连接两个轮子，使得架子和轮子连接牢固。靠近转盘这端安装有锁止装置，使得架子在任何位置都能停止固定。45架子材料的选择确定架子的结构确定后，就需要准备材料，买材料时要考虑钢材的性能，同时也要考虑成本，再者还要考虑到其美观，通过到市场调查分析后，台架选用6060的方钢和5050的角钢组合制作。其规格如表一所示。受力比较小的底架就用50的角钢制作，其他的受力大的转架就用60的方钢制作。在转架与支撑板的固定处需要用轴连接。表一钢材的尺寸规格60605050需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载横截面图长度500567材料Q235Q23546主要梁的强度校核考虑到一些外在压力，按照重量为600N进行校核。支承轴160，查机械工程材料P105页表52得，Q235钢材的屈服强度B375460MPA，取B375MPA解和轴一样建立如图所示的坐标系。以轴心为X轴，垂直上平面的直线为Y轴，一端点为圆点建立如图61所示的平面直角坐标系。因为FRD600N，把RDE从D点移到E后的受力情况如图61所示。图61得到一个F和一个力矩MFABLBE6000300NM180NM38计算轴的集惯性矩IP和抗弯截面系数WZ，因为材料和轴的是一样的，所以B375MPA,IPY2DA1016CM4WIP/YMAX67736884106M3所以MAXMMAX/W180/（677369106）PA026MPA也设安全系数K5故KMAX5026MPA15MPAB375MPA因此也可以做出结论转架在安全系数为5的情况下也是安全的。所以可以进行制作。解以轴心为X轴，垂直上平面的直线为Y轴，一端点为圆点建立如图221所示的平面直角坐标系。轴的受力分析。轴的轴心受力简图如图221B所示。通过受力图可以明显看出轴的最大弯矩是在BE点之间。把F从C点移到B后的受力情况如图221B所示。得到一个F和一个力矩MFLBE60003NM180NM因为FBAFDE2F1200N由于轴的受力完全对称，故FBAFDEF600NB点和F点的弯矩为MBWFFBALDEM600001180NM6018NM受力情况如图221所示计算轴的极惯性矩IP和抗弯截面系数WZ因为材料和轴的是一样的，所以B375MPA,IPY2DA1016CM4WIP/YMAX67736884106M3所以MAXMMAX/W305/（677369106）PA045MPA也设安全系数K5故KMAX5045MPA225MPAB375MPA因此也可以做出结论转架在安全系数为5的情况下也是安全的。所以可以进行制作。第5章尾座部分的设计尾座是卧式车床的重要附件，其主要作用是为轴类零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。430MM数控卧式车床的尾座采用的是整体式结构，整体式结构尾座由尾座体、套筒、芯轴结构、套筒综合实验需要CAD图纸，咨询Q414951605或1304139763优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载装置测力装置、尾座和套筒移动机构、尾座和套筒夹紧与放松结构及综合实验装置装置等组成，芯轴结构选用高精度的进口轴承支承，动、静刚度好，精度高。套筒和尾座的移动均为机动，套筒和尾座的夹紧、放松均采用碟形弹簧夹紧，综合实验装置放松的机动夹紧、放松结构，夹紧力足够大，安全可靠，工人操作简单、方便、效率高。其优点在于1刚度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整体式尾座，将分体式尾座上、下体合为一个尾座整体，采用整体式箱形结构设计，经有限元分析、计算，通过对尾座内部筋板的合理布置，提高了尾座的刚度和固有频率，尾座采用高强度低应力铸铁铸造，经良好的时效处理，热变形小，在承受最大工件重量和最大额定切削力的情况下。尾座整体变形小，抗振性能好，满足数控卧式车床精度检验标准的要求。2结构更加简单、优化、合理，整体式尾座将分体式尾座上、下体合为一个尾座整体，取消了分体式尾座联结的定位键和把合螺钉，总零件数和标准件数更少，取消了分体式尾座上、下体的配合加工面，取消了分体式尾座上、下体的装配环节，加工、装配工艺性更好，节约了加工、装配总费用，降低了尾座的总重量和总成本。我设计的尾座的工作原理是尾座套筒、尾座油压后座上都有油孔,尾座套筒和尾座活塞固定座通过螺钉连接在一起，可以移动。尾座油压后座、尾座体和尾座活塞轴连接在一起，固定不动。尾座活塞轴、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一个综合实验装置缸，并且分成两个腔。当给40尾座油压后座通综合实验装置油时，综合实验装置油通过油路进入尾座活塞轴上的一个腔，在进入套筒孔的锥形腔内，此时压力增大，套筒带动顶尖向前移动。反之，当综合实验装置油通过油路进入尾座活塞轴上的另一个腔，此时向后退的压力增大，套筒带动顶尖向后移动。下面介绍该车床尾座几个主要部分的设计51尾座套筒的设计数控卧式车床尾座套筒的主要尺寸是根据尾座体的尺寸选择的。套筒的作用就是安装尾座活塞轴和顶尖，