现场铣削提升机滚筒衬板绳槽装置设计【7张CAD图纸+PDF图】
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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前言 我国是个采矿大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。矿山提升机是井下和地面的工作机械。它是用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成运送物料和人员的任务。 矿山提升机是由原来的提水工具逐步演变而来的，现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。 随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对矿井提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操作者及维护人员的劳动强度，处理设备事故的速度与对策等成了迫切要求。而矿井提升机卷筒绳槽的加工也与安全性密切相关，钢丝绳的磨损速度，卷筒衬木的使用寿命，以及生产成本等问题的解决都应予以考虑。 本次设计是关于JTP-1.61.2矿用提升绞车卷筒车绳槽装置的设计，在本次设计中将大学四年所学的材料力学，机械加工工艺学，画法几何及机械制图，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等知识进行了一次综合性的运用，为以后进入工作岗位后进一步深造奠定了一定的实践基础，积累了一定的经验。 在毕业设计过程中牛振华老师以及理工大学工程训练中心张益民老师给予了我们很大的帮助，我们在两位老师的指导和帮助下了解了矿井提升机卷筒加工绳槽装置的工作原理和其基本的构造，并对我们设计的全过程进行辅导，为我们能够圆满的完成设计任务奠定了良好的基础。由于理论水平，实践经验所限，本设计难免有错误和考虑不足之处，敬请各位导师及阅读者提出宝贵的意见和建议。 1 我国矿井提升机的使用状况提升机是矿山大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具，在矿山生产建设中起着重要的作用。矿井提升机主要用于煤矿、金属矿和非金属矿中提升煤炭、矿石和矸石、升降人员、下放材料、工具和设备。矿井提升机与压气、通风和排水设备组成矿井四大固定设备，是一套复杂的机械电气排组。所以合理的选用矿井提升机具有很大的意义。矿井提升机的工作特点是在一定的距离内，以较高的速度往复运行。为保证提升工作高效率和安全可靠，矿井提升机应具有良好的控制设备和完善的保护装置。矿井提升机在工作中一旦发生机械和电器故障，就会严重地影响到矿井的生产，甚至造成人身伤亡。熟悉矿井提升机的性能、结构和动作原理，提高安装质量，合理使用设备，加强设备维护，对于确保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜绝故障及事故的发生，具有重大意义。2 矿井提升机的主要组成部分 矿井提升机作为一个完整的机械电气机组，它的主要组成部分如下图所示： 图2-1下面简单介绍一下各部分的作用：一 工作机构工作机构主要是指主轴装置和主轴承等，它的作用是： 1.缠绕或搭放提升机钢丝绳； 2.承受各种正常载荷（包括固定静载荷和工作载荷），并将次载荷经过轴承传给基础； 3.承受在各种紧急事故情况下所造成的非常载荷，在非常载荷作用下，主轴装置的各部分不应有残余变形； 4.当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度（仅限于单生缠绕式双卷筒提升机）。因此,主装置应保证主轴、卷筒和其他部分有足够的强度和刚度。二. 制动系统 1.制动器的作用是： (1)在提升机停止工作时，能可靠的闸住机器； (2)在减速阶段及下放重物时，参与提升机控制； (3)紧急事故情况时，能使提升机安全制动，迅速停车，避免事故的扩大； (4)双筒提升机在调节钢丝绳的长度时，应能闸住提升机的游动卷筒。 2.液压传动装置的作用是作为制动力的能源，并控制制动器动作，即根据需要来分别实现工作制动和安全制动。三 机械传动系统 1.减速器的作用：矿井提升机主轴的转数由于受提升机速度的限制，一般在1060转/分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在48096转/分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速和传递动力。 2.联轴器是用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。四 润滑系统润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减速器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作。润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁：即润滑系统失灵时（如润滑油压力过高或过低，轴承温升过高等），主电动机断电，提升机进行安全制动。启动主电动机之前，必须先开动润滑油泵，以确保机器在充分润滑的条件下工作。五 观测和操纵系统 观测和操纵系统包括斜面操纵台、深度指示器和测速发电机装置。六 拖动、控制和自动保护系统拖动、控制和自动保护系统包括主拖动电动机和微拖动电动机、电气控制系统和自动保护系统。 图2-2KJ型单筒提升机的总体布置图 图2-3单筒提升机的主轴装置1-筒壳 2-法兰盘 3-切向键 4-主轴 5-木衬 6-小绞轮7-蜗轮 8-蜗杆 9-支架 10-伞齿轮 11-手轮3. 链轮的设计3.1 链传动的特点及应用 链传动是一种挠性传动，它是由链轮和链条（大链轮和小链轮）组成。通过大链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动在机械制造中应用广泛。 图3-1 与摩擦性的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制造，在同样的适用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温和潮湿的环境下工作。 与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低。在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：只能实现平行轴间链轮的同向传动；运转时不能保证衡定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜用在载荷变化很大、高速、急速反向的传动中。链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如在摩托车上采用链传动，结构上大为简化，而且使用方便可靠；掘土机的运行机构就采用了链传动，它虽然经常受到土块、泥浆和瞬时过载等的影响，依然能很好的工作。链条按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链机械中。在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链又可以分为短节距精密滚子链（简称滚子链）、齿形链等类型。其中滚子链常用于传动系统的低速级，一般传动的功率在100KW以下，链速不超过15m|s，推荐使用的最大传动比i=8。齿形链应用较少。在本设计中卷筒主轴转速较小，因而可采用链传动，结构简单，操作方便。3.2 链轮的选择 滚筒上链轮的外径为312，齿数为z=76，为主动轮。现需设计机床上的从动链轮，从设计中需要考虑到滚筒旋转一周，丝杠可以保证向前走一个螺距。 已知钢丝绳直径为，有的间距，故绳槽的螺距为t=24.5+3.5=28。因而设计丝杠的螺距t=28，链轮的平均传动比为i=故由上可得，从动链轮与主动链轮齿数相等，最大直径相等，即 D=3123.3 链传动的受力分析 链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致过松，以免出现链条的不正确啮合，跳齿或脱链。因为链传动为啮合传动，所以与带传动相比，链传动所需的张紧力要小得多。链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉力。如果不计传动中的动载荷，则紧边拉力和松边拉力分别为：式中：有效圆周力为式中： P传递的功率，KW；V链速，ms。离心力引起的拉力为式中，q为链条单位长度的质量，kgm。悬垂拉力其中： 式中：a链传动的中心距。mm； K垂度系数。，边不至过松目的3.4 链轮的防护与润滑 3.4.1.链轮的润滑 链传动的润滑十分方便，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命。 链条的润滑方式包括：定期人工润滑，滴油润滑，油池润滑，油盘飞溅润滑，压力供油润滑等。 润滑油推荐采用牌号为32、46、68的全损号系统用油。对于开式及重载低速运动，可在润滑油加入MoS2，WS2等添加剂。对于不便使用润滑油的场合，允许使用润滑脂，但应定期清洗和更换润滑脂。 3.4.2链传动的保护 为了防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受到伤害，应该用防护罩将其封闭。防护罩还可以将链轮与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。4 丝杠的设计计算及其支承方式的选择 4.1 丝杠的设计 4.1.1 丝杠螺母传动的特点及应用 丝杠螺母传动的特点：1.用较小的扭矩转动丝杠（或螺母），可是螺母（或丝杠）获得较大的轴向牵引力。2.可达到很大的降速传动比，使降速机构大为简化，传动链得以缩短。3.能达到较高的传动精度。用于进给机构时，还可兼作测量元件，通过刻度盘读出直线位移的尺寸，最小读数值可达0.001mm。4.传动平稳，无噪声。5.在一定条件下能自锁，即丝杠螺母不能进行逆传动。此特点特别适用于作部件升降传动，可防止部件因自重而自动降落。 表4-1常用丝杠螺母传动的方式及应用序号传动方式及旋转，移动方向简图特点应用 1丝杠转动螺母移动 用于机床的进给运动，部件的移动和调整（如镗床主轴箱，车床尾架套筒的移动等） 2 丝杠转动丝杠移动用于机床的进给运动，部件的移动和调整（如铣床和立钻工作台的升降，牛头刨床滑枕的调整等） 3螺母转动螺母移动用于机床部件的移动和调整（一般用于手动调整机构，如插齿机主轴箱的移动调整） 4螺母转动丝杠移动用于机床部件的移动和调整（如平面磨床的垂直进给等）4.1.2 滑动丝杠螺母传动 表4-2梯形、方形牙型滑动丝杠的优缺点：序 号 螺 纹 牙 型优点缺点应用范围1梯形 （1）工艺性好，车、铣、磨均可（2）在螺距相同时，螺纹强度比方牙螺纹高（3）使用开合螺母时，易于丝杠结合。（1）传动效率较方牙螺纹低（2）螺纹的径向跳动影响传动精度广泛用于各种机床2方形（1）螺纹的径向跳动不影响传动精度（2）传动效率比梯形螺纹高（1）加工困难，无法铣、磨（2）螺纹强度较低（3）用开合螺母时，很难与丝杠结合只适用于精密齿轮和螺纹加工的机床，已逐渐被牙型角为10的梯形螺纹代替。螺纹尺寸未标准化，推荐：t,d=+t在本设计中选用30梯形螺纹丝杠1. 可供刀架横向移动的丝杠选取外径为60、内径为30、螺距为28的梯形螺纹丝杠（非标准丝杠，具体见第二册 第428页）为了便于滚筒衬木部分全被加工为绳槽，由卷筒长为1200mm,可设计丝杠长度为1400mm。2.供刀架纵向移动的丝杠选取外经为28，内径为25.5，螺距为t=2的梯形螺纹丝杠。螺纹长度为300mm。4.2 丝杠的支承 4.2.1 滚动轴承类型的选择 选用滚动轴承时，首先是选择轴承的类型。选择滚动轴承类型时，应考虑轴承所受裁荷的大小、方向和性质，转速条件，调心性能安装空间等多方面的因素。一、载荷条件 轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。 (1) 载荷大小 在同等条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力大，因此，载荷较大时，应选用滚子轴承。 （2）载荷方向 对于纯径向载荷，应选用向心轴承；对于纯轴向载荷，应选用推力轴承；当轴承同时承受径向和轴向载荷时，则应根据轴向载荷的大小选用不同公称接触角的角接触轴承，当使用圆锥滚子轴承或角接触球轴承时，为了平衡轴承内部产生的轴向力，并能在轴的两端起轴向定位作用，常常将此类轴承成对对称安装。(3) 载荷性质 载荷平稳时，可选用球轴承；有冲击和振动时，宜选用滚子轴承。二、转速条件在同等条件下，球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，高速或要求旋转精度高时，应优先选用球轴承。高速轻载时，宜选用超轻、特轻或轻系列轴承；低速重载时应选用重或特重系列轴承。三、调心性能由于轴承的安装误差或轴的变形引起轴承内外圈中心轴线发生相对倾斜，称为角偏差。角偏差会严重影响轴承的正常运转和使用寿命。对于刚度差或安装精度低的轴-轴承系统，应采用具有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。四、安装、调整性能当轴承的径向尺寸受安装条件限制时，应选用轻系列、特轻系列轴承或滚针轴承；当轴向尺寸受到限制时，宜选用窄系列轴承；为了便于安装、拆卸和调整轴承间隙，可选用内外圈可分离的轴承。 五、经济性 一般情况下，球轴承比滚子轴承便宜，同型号轴承精度越高，价格越昂贵。在满足使用要求的前提下，尽量选用价格低廉的轴承。 4.2.2 轴承的具体选择一在该车床中，丝杠同时承受轴向力与径向力，可采用向心推力轴承与深沟球轴承的组合。 （1）深沟球轴承的性能和特点： 深沟球轴承主要承受径向载荷也可以同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线的偏斜量86，大量生产价格最低 （2）向心推力轴承的性能和特点 可以同时承受轴向载荷和径向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能在较高转速下工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因此一般成对使用。承受轴向载荷的能力与接触角a有关。接触较大的承受轴向载荷的能力也高二轴承的具体型号与尺寸的确定 由于丝杠的外径尺寸为60，可设计丝杠的后端光杠的直径为30，可选择轴承的外径尺寸为30。在丝杠左端采用向心推力轴承，查轴承目录表选择中系列、7206AC性的角接触球轴承。其基本尺寸：d=30，D=62，B=16。 图 4-1在丝杠右端采用深沟球轴承，从中选择中系列、6206型的深沟球轴承。其具体尺寸：d=30，D=62，B=16。图4-2 4.2.3 滚动轴承的主要失效形式和设计准则 一.失效形式滚动轴承的失效形式有以下几种： (1)疲劳点蚀安装、润滑、维护良好的滚动轴承工作时滚动体和内外圈都处在周期性的交变应力的作用，经过一定时间的运转后，工作表面上的材料将会逐渐出现局部脱落，从而导致失效，这就是疲劳点蚀。轴承出现疲劳点蚀后，运转时产生过大的振动和噪音，使机器丧失正常的工作精度。疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。为了避免疲劳点蚀，通常应按照滚动轴承的寿命计算确定轴承的型号。 (2)永久变形当轴承工作转速很低(即n10 rmin)时，或只作摆动时，由于过大的静载荷和冲击载荷，致使接触应力超过材料的屈服点，工作表面产生塑性变形，导致轴承工作中摩擦力矩、震动、噪音增大，运转精度降低，直至失效。若”n10 rmin时，永久变形、碎裂是滚动轴承主要的失效形式，应按照静强度计算确定轴承的型号。 (3)磨损由于长期的摩擦，轴承的内圈、外圈、滚动体都会产生磨损。而密封不良、润滑不洁，又会加剧磨损。轴承磨损以后，由于轴承内的间隙量增大，导致旋转精度降低而报废。此外，由于配合不当、拆装不合理等非正常原因，轴承内、外圈可能会发生破裂，应在使用和装拆轴承时充分注意这一点。二计算准则在选择滚动轴承的类型后要确定其型号和尺寸，为此需要针对轴承的主要失效形式进行计算。其计算准则为：(1)对于一般转速的轴承(10 rmznnn)，如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均为良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。(2)对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热而导致的轴承失效也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。(3)对于低速轴承(n10 rmin)或只作摆动的滚动轴承，可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。 滚动轴承的寿命计算滚动轴承寿命计算是保证轴承在一定载荷条件和工作期限内不发生疲劳点蚀失效 三基本额定寿命和基本额定动载荷 （1）寿命轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀前轴承所经历的总转数，或轴承在恒定转速下的总工作小时数称为轴承的寿命。 （2）可靠度在同一工作条件下运转的一组近于相同的轴承能达到或超过某一规定寿命的百分率，称为轴承寿命的可靠度。 （3）基本额定寿命一批同型号的轴承即使在同样的工作条件下运转，由于制造精度、材料均质程度等因素的影响各轴承的寿命也不尽相同。基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时，90的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转数，或在恒定转速下运转的总工作小时数。按基本额定寿命的计算选用轴承时，可能有10以内的轴承提前失效，也即可能有90以上的轴承超过预期寿命。而对单个轴承而言，能达到或超过此预期寿命的可靠度为90。 （4）基本额定动载轴承抵抗点蚀破坏的承载能力可由基本额定动载荷表示。基本额定寿命为10转，即L1(单位为10）时轴承能承受的最大载荷称为基本额定动裁荷，用符号 C表示。换而言之，即轴承在基本额定动载荷的作用下，运转10转而不发生点蚀失效的轴承寿命可靠度为90。如果轴承的基本额定动载荷大，则其抗疲劳点蚀的能力强。基本额定动裁荷对于向心轴承而言是指径向载荷，称为径向基本额定动载荷C，；对于推力轴承而言是指轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷C。四当量动载荷当轴承受到径向载荷Fr和轴向载荷Fa的复合作用时，为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷作等价比较，需将实际工作裁荷转化为等效的当量动载荷P。P的含义是轴承在当量动载荷P作用下的寿命与在实际工作载荷条件下的寿命相等。当量动载荷的计算公式为：式中：f 一载荷系数，是考虑机器工作时振动、冲击对轴承寿命影响的系数。 Fr一径向载荷； Fa 轴向载荷； X、Y分别为径向载荷系数和轴向载荷系数。对于只承受纯径向载荷的向心轴承，其当量动载荷为 PfFr对于只承受纯轴向载荷的推力轴承，其当量动载荷为 PfFa五滚动轴承的寿命计算 大量试验证明滚动轴承所承受的载荷P与寿命的关系如下图所示，其方程为： P L常数式中：P 当量动载荷，N； L 基本额定寿命，10r； 寿命指数，对于球轴承3，对于滚子轴承103。 由上式及基本额定动载荷的定义可得： PL=C.1因此滚动轴承的寿命计算基本公式为： L= 若用给定转速下的工作小时来表示，则为： L= 图4-3 5.导轨的设计5.1 概述 导轨的作用是是运动部件能沿一定的轨迹运动（导向），并承受运动部件及工件的重量和切削力（承载）。 导轨应满足下列要求：精度高；寿命长；刚度及承载能力大；摩擦阻力小；运动平稳；结构简单，便于加工、装配、调整维修；成本低。设计导轨的任务是：（1）选择导轨的结构类型（如滑动、压或滚动等）；（2）选择导轨的截面形状；（3）选择导轨的尺寸；（4）设计导轨磨损后的补偿和间隙（或预紧力）调整装置；（5）选择导轨的材料、表面加工和处理方法，表面硬度匹配；（6）决定导轨的润滑方式，减小摩擦、磨损、发热和爬行；（7）设计完善的防护装置；（8）确定导轨的精度和技术要求。 5.2 导轨的选择5.2.1导轨类型的选择原则一精度互不干涉原则：导轨的各项精度制造和使用时互不影响才易得到较高的精度。如矩形导轨的直线性与侧面导轨的直线性在制造时互不影内；又如平-V导轨的组合，上导轨(工作台)的横向尺寸的变化不影响导轨的工作精度。二静、动摩擦系数相接近的原则：例如选用滚动导轨或塑料导轨，由于摩擦系数小且静、动摩擦系数相近，所以可获得很低的运动速度和很高的重复定位精度。三导轨能自动贴合的原则：要使导轨精度高，必须使相互结合的导轨有自动贴合的性能。对水平位置工作的导轨，可以靠工作台的自重来贴合；其他导轨靠附加的弹簧力或者滚轮的压力使其贴合。四移动的导轨(例如工作台)在移动过程中，始终全部接触的原则：也就是固定的导轨长，移动的导轨短。五对水平安置的导轨，以下导轨为基准，上导轨为弹性体的原则：以长的固定不动的下导轨为刚性较强的刚体为基准，移动部件的上导轨为能具有一定变形的弹性体。六能补偿因受力变形和受热变形的原则：例如龙门式机床的横梁导轨，将中间部位制成凸形，以补偿主轴箱(或刀架)移动到中间位置时的弯曲变形。5.2.2 床身导轨的设计机床移动部件尺寸较大，作用力或重心不一定正好通过导轨面时，大都采用两条导轨。本机床采用矩形和三角形导轨的组合，其结构和特点与应用情况如下页表格所示： 表5-1截面形状结构特点应用情况矩形和三角形导轨1. 不需镶条调整间隙，导向精度好2. 加工装配比较方便3. 两条导轨磨损不同，对位置精度有影响4. 温度变化不会改变导轨面的接触情况，但热变形会使移动部件水平偏移5. 凹三角形（V形）导轨的动压浮生量比矩形导轨大，会引起移动部件偏转广泛用于车床、磨床、龙门刨床、龙门铣床、坐标镗床床身导轨、滚齿机立柱及床身导轨等三角形导轨的基本尺寸如下： 图5-1a= B=120 b=10矩形导轨的基本尺寸如下： 表5-2HBh镶条b4013032253910 5.2.3 刀架导轨的设计 表5-3燕尾型导轨的特点燕尾型导轨1. 尺寸紧凑，适合于高度小、层次多的部件2. 用一根镶条可以同时调整各面间隙，调整及夹紧方便3. 刚度不及矩形导轨，不适用于承受大的颠覆力矩和向上的力4. 摩擦阻力大5. 加工、测量较麻烦由燕尾型导轨特点可知刀架的横向移动可选用此方式。其具体尺寸如下： 图5-3表5-4HdbABF2526255125130160166.440198.0255.3 导轨间隙的调整装置导轨面间的间隙对机床工作性能有直接的影响，如果间隙过大，将影响运动精度和平稳性；间隙过小，运动阻力大，导轨的磨损加快。因此必须保证导轨具有合理的间隙，磨损后又能方便的调整。导轨间隙常用压板和镶条来调整。1 压板 压板用来调整辅助导轨面间的间隙和承受颠覆力矩。压板用螺钉固定在运动部件上，用配刮、垫片来调整间隙。 如下图所示的矩形导轨的三种压板结构：图5-42 镶条 镶条用来调整矩形导轨和燕尾型导轨侧向间隙。镶条应放在导轨受力较小一侧。常用的有平镶条和斜镶条两种。平镶条横截面为矩形或平行四边形，其厚度全长均匀相等。平镶条有全长上的几个调整螺钉进行间隙调整，如下图所示。因只是几个点上受力，易变形，刚度较低，目前应用较少。 图5-5斜镶条的斜度为1：（40100）。斜镶条两个面分别与动刀轨和支撑导轨均匀接触，刚度高。通过调节螺钉或修磨垫的方式轴向移动镶条，以调整导轨的间隙。斜镶条由于厚度不等，在加工后应力分布不均匀，容易弯曲。在调整、压紧或在机床工作状态下也会弯曲。对于两端用螺钉调整的镶条，更易弯曲。因此，镶条在导轨间沿全长的弹性变形和比压是不均匀的。镶条斜度和厚度增加时，不均匀度将显著增加。为了增加镶条柔度，应选用小的厚度和斜度。当镶条尺寸较大时，可在中部削低下去一段，使镶条两端保持良好接触，并可减小刮研面积。或在其上开横向槽，增加镶条柔度。5.4 提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施一合理选择导轨的材料和热处理 导轨材料和热处理方法对导轨性能、精度有直接影响，要合理的选择，以便降低摩擦系数，提高导轨的耐磨性，降低成本。导轨的材料有铸铁、钢、有色金属、塑料等。简单介绍一下铸铁导轨：铸铁导轨有良好的抗震性、工艺性和耐磨性。因此，应用最广泛。灰铸铁、孕育铸铁常进行表面淬火来提高硬度，如高频淬火、电接触淬火硬度为5055HRC,耐磨性提高12倍。常用在车床、铣床、磨床上。 为提高导轨的耐磨性和防止撕伤，在导轨副中，动导轨和支承导轨应分别采用不同的材料。如果采用相同的材料，也应采用不同的热处理，使两者具有不同的硬度。二导轨的润滑与防护 导轨的良好润滑和可靠防护,可降低摩擦力，减小磨损，降低温度和防止锈蚀，延长寿命。因此，必须有专门的供油系统，采用自动和强制润滑。根据导轨工作条件和润滑方式，选择合适粘度的润滑油。三导轨磨损 磨损的原因是由于导轨结合面在一定压强作用下直接接触并相对运动而造成的。因此，争取不磨损的条件是让结合面在运动时不接触。方法是保证完全的液体润滑，用油膜隔开的接触面，如静压导轨。争取少磨损，可采用加大导轨接触面和减轻负荷的方法来降低导轨面的压强。采用卸荷导轨是降低导轨负荷、降低压强的好方法，尤其是采用自动调节气压的卸荷导轨，可以使摩擦力基本稳定，卸荷力外载荷变化而自动调节。 争取均匀磨损要使摩擦面上压强分布均匀，尽量减少扭转力矩和颠覆力矩，导轨的形状尺寸要尽可能对集中载荷对称。磨损后间隙变大，设计时要考虑如何补偿、调整间隙。如采用可自动调节间隙的三角形导轨。采用镶条、压板结构，定期调整，补偿。6. 刀具与刀架的设计6.1 刀架的设计一为了方便的使刀架可以自由的纵向移动，采用了燕尾槽导轨，并在刀架下方的燕尾槽导轨中间开了一个方槽，方便丝杠的转动，在刀架下方固定一块具有螺纹孔的正方形铁块，由于小丝杠的直径为28mm，故可设计正方形边长为60mm，用四个螺钉固定在刀架下方。具体见示意图：图6-1二. 为了明确刀具横向移动的距离，需要设计一个分读盘，通过平键固定在转动的丝杠上。这样可以精确地看出刀具移动的距离，方便的加工绳槽。在分读盘外设计一转动手柄，操作方便。 图6-2 分读盘的结构 图6-3双柄对重手柄结构6.2 刀具的设计 6.2.1 螺纹的加工概述 螺纹也是零件上常见的表面之一，它有多种形式，按用途不同可分为如下两类：（1）紧固螺纹 它用于零件间的固定连接，常用的有普通螺纹和管螺纹等，螺纹牙型多为三角形。 对普通螺纹的主要要求是可旋入性和连接的可靠性；对管螺纹的主要要求是密封性和连接的可靠性。（2）传动螺纹 它用于传递动力、运动或位移，如丝杠和侧微螺杆的螺纹等，其牙型多为梯形或矩齿形。对于传动螺纹的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。一螺纹的技术要求 螺纹和其他类型的表面一样，有一定的尺寸精度、形位精度和表面质量的要求。由于他们的用途和使用要求也有所不同。对于紧固螺纹和无传动精度要求的传动螺纹，一般只要求中径、外螺纹的大径、内螺纹的小径的精度。对于有传动精度要求或用于读数的螺纹，除要求中径和顶径的精度外，还要求螺距和牙型角的精度。为了保证传动或读数精度及耐磨性，对螺纹表面的粗糙度和硬度等也有较高的要求。二螺纹加工方法的分析 螺纹加工方法很多，可以在车床、钻床、螺纹铣床、螺纹磨床等机床上利用不同的工具进行加工。选择螺纹的加工方法时，要考虑的因素较多，其中主要的是工件形状、螺纹牙型、螺纹的尺寸精度、工件材料和热处理方法以及生产类型等。常见的螺纹加工方法有：攻丝和套扣，车螺纹，铣螺纹，磨螺纹等。在本设计中选择车螺纹的加工方法。车螺纹是螺纹加工的基本方法，它可以使用通用设备，刀具简单，适应性广，可用来加工各种形状、尺寸及精度的内、外螺纹，特别适用于加工尺寸较大的螺纹。但是，车螺纹的生产率较低，加工质量取决于工人的技术水平以及机床、刀具本身的精度，所以主要用于单件、小批生产。对于不脆硬精密丝杠的加工，利用精密车床车削，可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度，因此占有重要的地位。 螺纹车削是成形面车削的一种，所用刀具为具有螺纹牙型廓形的成形车刀。当生产批量较大时，为了提高生产率。常采用螺纹梳刀进行车削。螺纹梳刀实质上是一种多齿的螺纹车刀，只要一次走刀就能切出全部螺纹，所以生产率较高。但是，一般的螺纹梳刀加工精度不高，不能加工精密螺纹。此外，螺纹附近有轴肩的工件也不能用螺纹梳刀加工。6.2.2 成形车刀 成形车刀是加工回转体成形表面的专用工具，它的切削刃形状是根据工件廓形设计的。用成形刀加工，只要一次切削行程就能切出成形表面，操作简单，生产率较高，成形表面的加工精度与工人技术水平无关，主要取决于刀具切削刃的制造精度。它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9IT10，表面粗糙度R6.3R3.2。成形车刀的可磨次数多，使用寿命较长，但是刀具的设计和制造较复杂，成本较高，故主要用在小型零件的大批量生产中。由于成形车刀的刀刃形状复杂，用硬质合金作为刀具材料时制造比较困难，因此多高速钢作为刀具材料。（1）平体成形车刀如图所示，它的外形成平条状，和普通车刀的外形相似，但其切削刃是成形的。螺纹车刀及铲齿车刀就是属于这类成形车刀。图6-4（2）棱体成形车刀如图所示，它的外形是棱柱体，可磨平次数比平体成形车刀多，只能用来加工成形表面。一般用专用刀夹夹住车刀的燕尾部分，安装在普通车床或自动车床刀架上。图6-5（3）圆体成形车刀如图所示，它的外形是回转体。由于刀体是圆柱状，重磨时磨削前刀面，因此可重磨次数多，而且可以加工内、外成形表面。圆体成形车刀以圆柱孔作为定位基准套装在刀夹上进行安装。图6-6在本设计中选择车螺纹的加工方法，选择平体成形车刀，其刀具图如下所示：图6-76.3 切削时应注意的事项（1）车槽时首先要车外圆，使滚筒保证木衬外圆直径一样大，防止绳槽的深度不一。（2）按照有关维修质量标准，绳槽深度为钢丝绳直径的0.3倍，即要求绳槽深度为7.35mm。（3）车削进刀量不得过多，按每次渐进0.10.2mm，提升机的速度不得超过0.7ms，防止抢皮过深。（4）不要车削一步到位，在接近符合要求时，要停车测量绳槽周长和低径偏差后再车。（5）车削开始必须将车刀将定位准确后，将定位顶丝扭紧，防止车削过程中到头摆动现象。（6）车道专人保管，不用时涂防锈油，不得将磨损刀头打磨复用。7 其它零、部件设计7.1 轴承端盖 轴承端盖的作用是固定轴承，承受轴向载荷，密封轴承座孔，调整轴系位置和轴承间隙等。其类型有凸缘式和嵌入式两种。 嵌入式轴承端盖不用螺栓连接，结构简单，但密封性能差。在轴承盖中设置O型密封圈能提高其密封性能，适用于油润滑，如下图所示。另外，采用嵌入式轴承盖时，调整轴向间隙较麻烦，需要打开箱盖，防止调整垫片，只易用于深沟球轴承（固定间隙轴承）。如用嵌入式端盖固定圆锥滚子轴承或角接触球轴承时，应在端盖上增加调整螺钉，以便于调整。图7-1凸缘式轴承端盖用螺钉固定在箱体上，调整轴承间隙时不需开箱盖，比较方便，密封性能也好，所以用的较多。这种端盖多用铸铁铸造，所以要考虑铸造工艺。例如在设计穿通式轴承端盖时，由于装置密封件需要较大的端盖厚度，（图a） 这时应考虑铸造工艺，尽量使整个端盖厚度均匀，如图所示（b）（c）所示是较好的结构。 图7-2 当轴承端盖的宽度L较大时（图a），为减少加工量，可在端部铸出一段小的直径D，但必须保留有足够的长度l（图b）,否则拧紧螺钉时容易使端盖倾斜，致使轴承受力不均，可取l=0.15D图中端面凹进值，也是为了减少加工面。图7-3为了调整轴承间隙，需在端盖与箱体之间放置若干薄片组成的调整垫片，如图所示。但有的垫片只起密封作用。在本装置中选用凸缘式端盖，由于轴承外径D=62 d=30 可确定一下数据：图7-4（1）固定端盖所用的螺钉采用=M8，个数为四个；（2）端盖上的螺纹孔直径=+1=8=1=9；（3）端盖上的两螺纹孔的中心线之间的距离=D+2.5=
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