坡口机机械设计

保定理工学院本科毕业设计-5-目录TOC\o"1-3"\h\u3664第1章前言 161191.1课题背景 1228941.2研究现状 1147561.3设计内容及要求 2111531.3.1设计内容 2233761.3.2总体设计要求 217390第2章坡口机机床的总体设计 4187412.1坡口机机床设计参数 4184102.2制定工艺方案 4184102.3合理确定坡口机和机床组的合理配置安装形式方法和结构方案 731838第3章坡口机机床设计 8309033.1主体结构设计 8297613.2床身与导轨 9140353.3加工工艺设计 10314203.3.1确定切削用量和选择刀具 10190973.3.2确定进刀量 1033013.4坡口机传动设计 12251583.4.1丝杠选取和设计 12142123.4.2丝杠的校核计算 12309983.5主轴箱的设计 14276943.5.1传动系统设计 15144443.5.2传动件的估算与验算 19154453.5.3齿轮模数的估算与验算 2111042结论 264560参考文献 277285致谢 28前言课题背景多用在变压器线圈对铁芯和线圈之间的主绝缘上，与目前普遍使用的酚醛纸筒相比，其电强度更高，制作费用也更低廉。厚纸箱通常是用一块固定的薄片，经过切边，滚圆，打斜边，胶合，热压而成。对于直径比较大的纸板筒体，则需将纸板进行拼合后，然后将其滚圆成圆柱体，在纸板接头处要按照要求进行搭接。滚圆，干燥，粘接；中间的斜边工艺是把纸片的斜边磨平，使其在斜边连接时能保证其厚薄一致。这台机器就是专门用来制造这种机器的。但目前的切割器对切割器的调整都是靠自己的经验，不能准确地调整切割器的角度，因此，每一次调整切割器的角度都必须经过一段时间的试验后，再进行量产；导致了一些纸板的损耗，并且由于不能直接和迅速地调整铣刀的角度而导致了生产时间的延长。在自动流水线上，要想提高产量，就必须在绝热纸板的两侧切割出一条沟槽，手工切割的工作不仅效率低下，还很耗费劳动力；采用切边机，能有效地减少工作人员的体力消耗，同时也能改善切边品质。为了得到两个纸板能紧密地贴合在一起，必须在两张纸板上开槽，因此，槽口机便出现了；本机的特点是操作简便、构造简单、生产效率高。它不仅能提高两个接合面的粘接强度，而且能确保整个产品的接合质量。为满足广大顾客的需求，我们设计了斜边机，该机器具有巨大的发展潜力，在经济危机中将会得到更好的发展。

研究现状在国内，无锡大周焊接切割机床公司主要生产的三款产品，一款是DZXB型斜边铣床，一台是DZX系列斜边铣床，另一台是GD-20型滚切式斜边锯床。而在其他国家，也只有几种打孔机，比如油管打孔机，就有两种打孔机，一次就能生产出两台打孔机，这两台打孔机，被云南铝业公司使用。在河南万方铝业，山东鲁西铝业，四川广兴铝业三家铝业公司的铝槽车制造项目中，成功地实现了铝槽车及其它非标准大型零件的自动化斜面加工，确保了产品的质量与进度；节省费用象这样的斜面铣床用来研磨长方形截面的设备并不多。在国际上比较有代表意义的开槽机是美国

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M公司制造的开槽机，它是一种铝合金开槽机，它的开槽机是一种可以调节开槽角的小型开槽机。管端刻槽，是意大利“古倍喜”公司制造的，有内外两种类型，能适应各种工作场合。该产品为日本研发的自动化软管切割设备。美国的爬管切削/刻槽器是一种手提式的磨床，它有美国的瓦奇T-L-C爬管切削和刻槽器、由美国的马修公司制造的爬管切削和刻槽装置、由德国的GF公司制造的RA系列管材切削/刻槽装置。国外研究与制造的大部分是管状斜槽机或铣床，对长方体斜槽机的斜槽机还未进行过深入的研究，也可以说这是一片空白，发展前景广阔。设计内容及要求设计内容斜槽机因其独特的加工技术，其在构造上与一般的冲压机有很大不同。典型的切边机包括下列部件：（1）油缸:为凹槽器中的薄板提供必要的压力，并带动薄板的起重腿作上下往复运动。（2）压料脚：将油缸联接于一段上，实现上下往复运动，从而实现对板材的挤压。（3）机架：它是一种由两根支柱和三根横梁连接而成的结构。其上安装有液压缸、机床导轨和研磨系统等。（4）带滚轮的板料的工作台。（5）由铣削头，工作进给系统，组成的铣削系统快速滑移系统等组成。（6）主轴减速器:两端分别连接装着减速电动机座和主轴铣削头,为了确保铣削头都能全部具有自动变速功能。（7）一个主电动机还必须配有三个辅助的电动机。这是很重要的。（8）该机还有一个其它较特殊用途的机械操作辅助装置功能:方便在纸板机上进行的上、下料工作及在折弯板过程中产生的各种随动托料,这样的作业程序才能基本上达到自动化。总体设计要求切边机是一种高精密的设备，在设计时必须按照相关的机械设计规范进行。下面我将简单和大家介绍一下针对于我自己的设计要求:（1）坡口机轴的工作动力与传递动力推荐主轴采用行星齿轮直接传动,选用进口高精度齿轮,尽量以减少齿轮电动机转子振动、跳动现象等问题对齿轮主轴精度产生的严重影响为主。（2）我认为更应该注意设计等问题和上下跳动等技术难题,从而才能尽量地避免打刀的现象的产生。最终成果要求：（1）设计制作各种工程图:规范要求车辆的各总装配图均为各1张以上(0或1号图纸)左右,主要的结构零件图纸上相应的各大零件图应各绘图2个且至应少于各3张图以上(图幅自定)左右,图纸工作量一般应至少大于各7张,完成车辆各种主电气设备原理图、接线图等应各至少绘图各一套。（2）电子、纸质设计说明书1份（大于30页）；（3）刻录光盘1张（内容：题目审核表、文献综述、设计说明书、工程图、三维造型文件、电气图）坡口机机床的总体设计坡口机机床设计参数在整体规划中，零件是最主要的因素，因此，在进行零件设计时，一定要清楚零件的特征及零件的制造需求。在这次的毕业设计中，需要设计一台绝缘纸板的斜面铣床，加工部位的加工要求如下：工作环境：室内温度：-10~35摄氏度相对湿度：30~90%设计参数坡口机要求的有关参数（1）纸板宽度：3m（2）加工方式：铣削（端铣或立铣）（3）铣削最大宽度：120mm（4）被加工件：厚度4mm绝缘纸板制定工艺方案其实对于断面坡口被加工的方法就有好几种，例如，铣削，刨削。在使用刨床进行刨切时，只需进行二次移动，且设备及工具的构造比较简单；在工作台上的装夹力既快又稳，但效率较差，且无法达到零件的精确程度。采用斜面铣刀铣削时，不但可以增加产量，而且可以保证零件、的加工精度，而且安装速度快，使用起来十分便捷。与其他类型的切割机比较，本发明的切割器的特点是：切割器的切割器效率高、加工精度高、开发时间短；设计制造方便，维护保养方便，造价低廉；自动化程度高，劳动强度小，结构灵活，所以，在大量的产量时；采用切分式磨床进行切分式磨床更符合实际。为了有效解决了现有的斜面机调节铣刀的倾斜和角度都不便用的这个老问题,所以现在我们公司拟自行开发研究了这一种斜面机。为了进一步解决以上这些具体问题,提供给如下坡口机机床制造厂的总体设计方案:设计方案1：斜面机，一支承底座，一安装于该支承底座上的工作平台，以及一压紧装置；马达与铣刀：所述的压紧器可贴靠在所述工作平台上，所述的传动传动在所述马达与所述铣刀间相连，所述的支架上还设置有相互垂直的所述的第1及第2进给螺杆。在第一送料螺旋上，有一可随着该第一送料螺旋移动的一第一滑动平台，在该第二送料螺旋上边，有一第二滑动平台，该第二滑动平台与该第一滑动平台相联结，并能驱动该第一滑平台进行移动，在该第一滑平台上，有一个圆弧开口，该圆弧开口的周围，有一表示该铣刀倾角的一条刻度线，以及一多个相应于该刻度线而布置的螺钉孔，该铣刀带有一个手把，手把上，该手把上装有一个联轴器。其实这种设计所按照的其工作原理是：将厚实的纸板放在工作台上，并对其进行定位。调整好进刀速度后，驱动马达，使铣刀在变速齿轮的带动下旋转。除了旋转的刀片，还会沿着工作台向左、向右、向左、从侧面铣削整块纸板。在安装过程中，可根据铣削纸板厚度来调整铣刀的倾角。这种设计方案有益效果具体体现在：铳刀的刀柄从圆孔中伸出来，刀身与圆孔之间用螺丝固定，把刀片紧贴于第一个滑动平台，每个螺钉孔处都有一条标记，表明刀片倾斜角度。铣刀可以选用不同的螺钉孔来与第一滑台相联接，这样就能将铣刀与第一滑台的倾角调节到每一个螺钉孔旁边所标示的刻度线上的倾角数值，使得铣刀的倾角调节变得更为简单，调整角度既直观又准确。所述一第1进给螺旋线与所述第2进给螺旋线相竖直地相连，所述第1滑动平台与所述第1滑动平台相连，所述切削刀具依次与所述第1滑动平台相连，从而所述切削刀具能够随着所述第1进给螺旋线的旋转而前后移动；所述第一进给螺旋线与所述第二进给螺旋线相连，从而所述第一进给螺旋线能够伴随所述第二进给螺旋线的旋转而进行侧向移动，从而所述第一进给螺旋线上的所述铣刀具也随之进行侧向移动，从而所述铣刀具的进刀口和回刀口的位置能够通过所述第一进给螺旋线进行调整；旋转第2个进给丝，调整铣刀的侧向运动，使其在已加工的纸面上去掉毛刺。(3)按压机构靠在操作台上，能够将置于操作台上的纸片按住，而不会由于与铣刀相接触而发生位置的偏移，导致铣削的位置发生改变，从而对铣削的准确度产生影响。(4)采用一种可变速度的齿轮把马达和磨削刀具相结合，从而使得磨削刀具的速度可调减速速度太大，以致于磨削刀具的速度太大而造成磨削刀具的损伤。设计优化方案图例2:在设计优化方案图例1中的结构基础框架设计上,对其基础设计也进行了到了另一个更多层次上的结构设计的优化,在支撑座的设计基础上,还设计单独地提供设计到安装了这样的一个外壳,电机、第一进给丝杆和第二进给丝杆等也同样都是单独被提供设计到提供到安装了在另一个外壳框架中,并且在安装该外壳框架的一端接近压紧机装置的这一端,还设计特别的提供设计安装了另外一个是可以直接开口让铣刀快速进出工件的开口。设置好了防胃罩,既是为了可以更加有效地对金属壳体中的金属内部焊接的各个机械结构部分等进行一个有效地保护。设计方案3：对上面的方案进行了更多的改进，该压紧设备由一个与操作平台相连的压台，一个位于压台之上的压块，和一个与压块相连的手轮组成。在该工作平台上，垂直地设有一个固定块，一个与该固定块相连的手轮，一个用螺丝将其拧在同一个固定块上，而压块与压台之间还连接着一个弹簧。利用弹簧将压块与压台相连，实现了对压紧力的调整，并且在每次加压时都可以起到缓冲作用，防止由于突然加压造成局部受力过大而产生变形。容易旋转的手轮，使压板的移动和压板接触。第四种：对第二种进行了改进，在箱体上设置了一个与电动机相连的开关。安装在机箱上的开关，便于使用时的切换。在方案2的基础上对其进行了进一步的改进，使在该壳体附近的一端从该壳体中突出并与该滚刀轮相连，该滚刀螺母与该滚刀螺母相连。铣刀与压力机构及压力机构所受的纸片之间的距离可通过转动进刀轮进行调整，也可通过转动侧向进给轮使铣刀作侧向运动，从而铣削出纸片上的毛刺。在方案2的基础上，对其进行了更多的改进，在该容器的一端，在容器的一端，设置了一个安全幕，这样可以防止在铣刀铣切时，出现的飞溅。防止了飞溅物品落在操作人员的身体上，对操作人员产生某种程度的伤害，也可以降低了因飞溅物品而引起的对环境的污染问题。图2-1凹槽机加工剖面凹槽过程示意图（1）以下将结合特定的实施方案进行更多的详细描述：它的构造示意性地表示在图2-1中，加压装置1，安金幕2，进刀轮3；一个铣刀4，一个开关5，一个横向输送轮6，一个第一滑动平台7，一个弧形孔8；插销孔9，刻度线10，定位插销11，以及一个联接块12。本发明涉及一种倒角机，其包括一支承底座，一安装于该支承底座上的一工作平台，一压紧装置1，一马达及一铣刀4。所述压力设备1可以被所述工作平台紧贴在一起。所述压力设备1包含一个与所述工作台相连的压台，一个位于所述工作台之上的压台，和一个与所述压台相连的手轮，所述工作台垂直地设有一个固定块，所述手轮与所述固定块螺纹相连。所述压力块和所述压力平台与所述压力平台相连接。容易旋转的手轮，使压板的移动和压板接触。所述马达与所述弩刀1间的所述传动机构为一可变传动机构，所述支架上还设置有一相互垂直的所述第1进给螺杆及所述第2进给螺杆，所述第1滑块7设置在所述弩刀4与所述第1进给螺杆间。从图2-2可以看出，在第一滑台7上设置了一个弓形孔8，在弓形孔8的周围，分布着多个螺栓孔9，并且在每一个螺栓孔9的旁边都标注了一个表示铣刀4倾斜角度的刻度。图2-2坡口机加工断面坡口工艺方案（2）合理确定坡口机和机床组的合理配置安装形式方法和结构方案针对于总体布局的根本要求有：(1)该机床的制造精度及相应的刚性及抗振动性能。(2)操作，调节，维护，搬运，装卸，排屑等等都很方便。(3)节约物料，减少占用空间，达到良好的经济效益。(4)造型美观在所述的机床中，所述的铣刀动头驱动所述铣刀主动方向转动，上、下移动为进给量，所述动头的主轴是可伸缩的；如此才能达到进刀、退刀的要求。从节约能源的角度出发，通过在机器上加装链轮与重锤，使重锤对部分动力头与滑台体重进行平衡，从而使进给功率减小；选用小型马达，例如台湾永坤

YK型垂直减速马达。该方案的特点在于，每个零件都是为纸板而设计，所以，它的结构非常紧凑，而且具有很好的刚性；具有较高的生产率和稳定性。因为这种设备的生产数目很小，所以在设计这种特种机床时，首先要考虑它的结构设计，以确保它的适应性和安全性；除了部分大零件或远距离运动零件，例如支架，滑台使用HT200以外，其他零件都是就地取材。

坡口机机床设计主体结构设计现在所设计的铣坡器从原来的水平铣床变成了直立铣床，并且使用了带盘轨道的运动模式，从而使心轴的刚性得到了极大的提高，轨道的长度得到了缩短；同时，对坡口的处理也进行了改进。如图3-1为绝缘斜面机的主体结构。1．转轴；2．角度调整板；3．调整丝杆；4．高度调整板；5．铣刀头；6．锯片；7．夹紧装皿；8．传动丝杆图3-l铣斜面机当前，我国有15,17,20厚的隔热纸；25毫米及其它各种尺寸，为确保粘合的强力，坡口的宽度至少要80毫米，若采用一个直角磨光；随着板材厚度的增加，加工出的坡口变得更宽，从而导致了材料的浪费。所述角度调节盘2可以围绕所述转动轴线1转动所述铣刀头部5，以使得所述铣刀头部5的倾角在其中改变；与不同厚度的绝缘纸板相对应的角度和宽度列于下表3-1中。表3-1与不同厚度的绝缘纸板相对应的角度和宽度纸板厚度（mm）铣刀头角度（）斜面坡口宽度（mm）1510.5821711.5852013.3872516.389但是呢，因为工件装夹的位置是固定的，铣刀头5还必须只能在垂直的方向上面移动，以便于适应厚度的一个变化。这种情况下，我们可以通过调整转动丝杆3，用来改变高度以至于调整板4的位置来实现这样的一个情况。2．走刀方式从走刀长度（2m左右）和走刀平顺等方面考虑，对走刀部件的驱动方式进行了各种对比，最终确定采用丝杆螺母机构驱动走刀部件。尽管螺杆的机械制造比较昂贵，但是可以放置在两个轨道之间，而且具有构造紧凑、传输方便、整体造价低廉等优点。但是，在这种情况下，对轨道的结构有特别的要求。床身与导轨如图3-2为导轨及丝杆螺母传动装置。此轨道的设计有两大特点：第一，两条轨道之间必须装有一根相对较长（2.3

m）的传动丝杆，在两条轨道之间，必须保证两条轨道之间的两条轨道之间，必须保证两条轨道之间的精确对中，并有很高的安装精度。二是由于机器轨道长期运行，轨道的上部和侧面都有磨损，使得螺母和丝杆的中心在横向和纵向上都有相对偏差，这样就需要对轨道的间隙进行调节；丝杆螺帽的安装精度也要确保。为了达到以上要求，必须采用斜拉式轨道与长方形轨道相结合的方法，见图3-2。该组合轨道具有以下优点:(1)具有易于维护和良好的稳定性能。(2)倾斜导向器具有良好的导向作用，易于调节。长方形轨道的压力小，刚性高。(3)通过对左、右侧进行同步调节，可以非常容易地确保螺纹螺丝帽的装配准确度。磨完后，仅需调节楔5的位置、研磨附属物1的厚度和减少衬垫2，即可实现调节间隙和确保螺杆对中的目的。3-2导轨及丝杆螺母传动装置1．附件；2．垫片；3．传动丝杆；4．螺母；5．楔块众所周知,连在龙门铣床的工作平台上的一些小小的的直线上的一个移动的机械部件也一样都是可以在一个沿着挂靠着床身、横梁、立柱等等作为支撑用的一些零件上的一条导轨上来的进行这样一个小小的直线运动而完成工作的,导轨还有很重要的一项功能也是它可以的起着的到的一个对的一些小小的移动机械的一些部件来的进行这样的一个导向作用的作用和这样一个支撑作用的一个作用,导轨对本身的一个加工的制作和精度的还有着一个维持的技术这一点也是就更直接地关系到的关系到了整个加工机床的本身的加工精细度。加工工艺设计确定切削用量和选择刀具通过对绝热纸板材料的分析，以及切宽、切深及走刀量的分析，选择了140毫米的刀具。本产品具有加工刀具和加工刀具的特征，其构造简单、安装和拆卸容易。因其具有较大的铣深，所以一次加工可达到15-25毫米。因此，它的刀锋特征是突出于刀身之外。此外，铣刀上装有四个带YG6硬质合金刀片的刀齿，刀头的内部是1:5的坡口，将铣刀安装到心轴的末端，然后用螺钉固定住心轴末端的隔板，使铣刀进入自锁；可避免在回转和切割过程中使铣刀松脱或脱出。确定进刀量进给箱内齿轮系的传动，是由床头箱上的齿轮及变向装置与交换齿轮传输的，在丝杆的驱动下，主轴每转刀架纵向进给量在0.15mm到2.65mm之间。研磨机的进料速度为每分钟0.20~2.65拉姆，这个速度可以通过床头盒和送料盒上的传动装置调节。由进给箱上的螺钉及开启关闭螺母带动，进给箱的进给率可达2.2

mm/min。3.3.3确定切削力得、切削扭矩和切削功率根据工作的条件等查得《切削用量手册》表22得：F=其中：为有关系数还有指数；现KF是切削条件改变的时候有关于切削力的一个修正系数；就是-铣削宽度。而对于一次铣削后的加工深度,因为由于是通过一次的铣削的深度就一定要能够达到工件尺寸的任何一个设计要求的尺寸,而且这一次的铣削加工的深度同样也是对工件进行的切削加工深度的余量即：；-进给量，；Z-齿数，取Z=22则切削力大小为：F=5197.1N；取：F=5300N根据《机械制造工艺金属机床设计指导》第72页，可得切削功率公式为：P===2.15KW2.2KW（3-2）依照《机械制造工艺金属机床设计指导》第72页的相关知识,我们即可得知切削功率的公式为:N=（3-3）现如今，TX40铣刀的功率为7.5kW，刀头的轴向调节为70毫米，刀头燕尾型导轨的轴向位移为100毫米，由常州市高翔联合机床制造有限公司生产。而型材的规格为200200～400400，针对于单边轴向的位移量最大的数值为100mm，但是常州市下的高翔组合机床制造有限公司提供的TX40铣削动力头的数值即可满足此要求。公式当中：N-进给的驱动电动机的最大功率；V-进给速度；Q-进给抗力Q=(0.3～0.5)F（3-4）总机械效率是（一般取0.15～0.2）。如果说我们正在计算一个初步的数值时，可以用到进给器的动力和主动器的动力比例来预计出进给器的动力。磨机进给量P′=0.5

P=0.5

kW选用台湾永坤

YK型垂直减速装置，具有全封闭性和长时间的机械结构，并配以硬齿轮的斜齿齿轮，噪音低，效率高。整体结构，重量轻，适应范围广，可加装电磁式刹车，速度69-260转/分，扭矩高达1500牛米。电动机输出功率：0.12千瓦-4千瓦。装配方法：采用装配法兰装配，马达类型：CV250-250-250-25-C。坡口机传动设计丝杠选取和设计针对于此设计中对铣削速度及其加工精准度的具体要求，来减速电机的最高输出转速n设为200r/min。减速电机的方法通过丝杠和连轴器直接连接的，即i=1，动力头快速进给的最高速度必须达到v=1m/min。进给速度数值为v=200mm/min,减速电机的一个最高转速输出为200r/min，而且丝杠的最高转速也达到了200r/min。基本丝杠导程Peq\o(\s\up8(),\s\do3(h))===5(mm)（3-5）丝杠中径d2==30mm（3-6）Pp=7.5~13MPa低速润滑情况良好,材料均为铸钢,查《机械零件设计手册》或[19]表中5-13即可得:d=48mm;p=5mm;d2=D2=44.752mm;D4=42.587;D3=29;D1=42.587螺纹根部的实际工作高度值:h=0.5p=3个mm螺牙螺纹根部实际的公称宽度:b=0.65p=3.9个mm;丝杠所应承受的最大垂直轴向力:Q=(0.3~0.5)F=1560;取Q=1600N驱动转矩：T=T1+T2+T3（3-7）T2、T3-轴承摩擦力矩；T1-螺纹力矩。T1=F24.5N·M（3-8）T2+T3=0.5N·MT=25N.m；减速电机的转矩为26N.m，符合要求。丝杠的校核计算可知丝杠的设计数值：P=6mm，查得《机械设计师手册》表18-10得：对滑动螺旋副轮的所用材料我们还进行过了如下一个筛选:螺杆轴和锁紧螺母轴的轴承材质普遍的都是锰钢材料,已知摩擦因子f=0.11~0.17(定期润滑),8级~10级精度,所需要轴承的额定压力为【P】=7.5级~13级MPa,10MPa计算螺旋副压强：p=（3-9）由公式可得：p==1.95MPa（3-10）p[p]螺旋副强度符合要求。旋合圈数n=H/P=45/6=7.510～12验算自锁：=arctan通常（3-11）=3.30自锁性好。验算螺牙强度：因为螺杆材料和锁紧螺母用的尼龙材料基本上都是一样的,所以这里我们其实只需要校核下螺杆材料的螺牙强度系数就基本可以掌握了螺杆的剪切强度为：（3-12）螺杆弯曲强度：（3-13）所以，螺牙的强度符合要求。螺杆的稳定性校核：临界载荷先计算：（3-14）-长度系数，与螺杆的端部结构有关，查《机械零件设计手册》表17-7得：=0.6-螺杆最大工作长度，1000mm；-螺杆危险截面的惯性半径==29/4=7.25；==8285所以，=10927N稳定条件是：2.5～4；=4.374；所以螺杆的稳定性良好。螺杆的刚度校核：轴向载荷使导程产生弹性变形：；=11.3转矩使导程产生的弹性变形：====5.4导程的总弹性变形量：=+=16.7每米螺纹距离上的弹性变形量：/S=20.9/m查《机械零件设计手册》表17-9得7级精度的=30所以，/S=30螺杆的刚度满足要求。综上校核可得，丝杠符合要求。主轴箱的设计主轴箱的结构如图3-3所示。主轴的支撑，使用双向止推圆锥滚子球面，其结构如下所示。此倒置支撑结构可提高心轴刚性。本机工作环境恶劣，粉尘多，因此，对其使用了可靠的曲线型密封，并使用了润滑油进行了润滑。图3-3铣刀及主轴箱结构1．主轴；2．曲路密封装置；3．铣刀传动系统设计1．参数的拟定在选择了一个公比之后，将各个级别的传动机床通常使用的公比设定为1.26或1.41，而且，为了合理地降低一些对于速度上的损耗，因此将公比的数值设定为=1.26，依据已经给出的已知条件：主移动部分Z=18级，如果按照标准数得清单，我们可以把各个级别的转速数值设定为：（30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，750，950，1180，1500R/min）.2．传动结构或结构网的选择(1)在每个变量群中确定变量群的数量和传输对的数量由于机床转速波动较大，所以必须配有一条较长的链子，才能将电机转速降至所需转速。Z级传送系统是多个传送子组成的，每一个传送群包含.个传送子，即。由于构造的缘故，通常使用的是P=2或者3的换挡方式，即换挡速度Z应当为2或者3，因此18=332，即需要3个换挡。(2)变速器组换档次序的布置（2）传动组传动顺序的安排18级低转速齿轮传动系统中的传动齿组,可以拆排成:332,或323。我们在确定下来齿轮组排布的形式时，应该按照其变速转速下的机器的特定结构、设备还有他们的特性来进行排序。I轴若安装有刹车用的电磁场离心机，则要减小其轴向体积。第一变速器的变速器副数目不宜过多，一般采用2对，也可采用一对固定比例的变速器。由于锭子对其加工精度和表面光洁度有较大的影响，所以锭子上的齿轮越多越好，最终的一个变速器组选择2；或一个定比例的变速器副。

在这里，按照前多后少的这样一个原则，才选择18=332的这个方案。齿轮组的一个最小齿轮传动:,最大齿轮传动比:,决定出了齿轮传动齿轮组的一个最大齿轮变速比范围:。因此,可按下式表,我们也可以大致确定下来这个传动方案:根据传动比及指数和的值，因此，我们可按照18=的传动方案。公比极限值传动比指数1.26x值:=1/=1/46值:==23（x+）值：==89最后扩大传动组的选择如下：普通的连续序列放大变速器可知（串联变速器）的变速器形式是：Z=*扩大传动组最后的变速范围为：r==按照规定的来说,导出系统的最大收效曲线Z和变速曲线范围已经分别列于下表的3和-表1中。表3-1变速组的变速范围231.26Z=18R=50Z=12R=12.7因此,传动方案18=3*3*2符合了上述条件,其结构网式如下见图表3-表4:图3-4结构网图3．转速图拟定在给定了运动参数之后，得到了各个阶段的主轴速度，并根据切割消耗的能量计算出了电动机的输出功率。根据该模型，确定了电动机的类型，确定了各个变速器的最小齿数比。绘制速度曲线，并计算出每一副主轴的速度。（1）2轴的转速：II、从电动机获得的动力，通过传输装置转换成不同的心轴速度，电动机速度与心轴的最低速度应该是相同的，很明显；在以动力为动力的情况下，在高速度的情况下，以最小的力矩为依据，二阶速度不应使电动机速度过慢。当弱轴套上安装了离合器等部件时，在高速下的摩擦损失、热量的产生将会是一个突出的矛盾，所以；II轴的旋转速度也不能过快，700-1000转/分钟就可以了。这样，就降低了中间变速器组的速度。为了尽量减小传动结构上的齿轮径向尺寸,在步进电动机轴线I端至机床主轴传动系统的末端的轴线2端上,添加了一对26/54的降速齿轮传副,从而,也为了便于进行各种变型的机床传动系统的优化设计,从而可以改变降速齿轮和传动副齿轮的齿轮传动比;才能保证使转心轴18段轴的最大旋转运动速度能同时地升高或下降。（2）中间轴的转速：=1/(3.5+cn)KW式中：-所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值；-主轴上齿轮分度圆直径的平均值mm；q-传到主轴上所经过的齿轮对数；-主轴齿轮螺旋角；、K-系数所有主轴及所有的中间从动轴轴径转速的算术加权的平均值;-所有主轴的中间前后各两个轴径速度加权的算术平均值;-各个轴中间点的两个传动轴两端的径向转速与之成加权乘和平值;n-主轴转速(r/min)=20lg-K式中：-所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值；-主轴上齿轮分度圆直径的平均值mm；q-传到主轴上所经过的齿轮对数；-主轴齿轮螺旋角；、K-系数（3）分配最小传动比确定主轴V-VI与VI-VII的变速比率，依据台式铣床的构造特征，并与同类型机床进行对比，为保证传动平顺，选择变速比率1；决定各变速组的传动比；通过对两个主轴的旋转速度和中间主轴的旋转速度的计算，以及齿轮的啮合速度的计算，按照“前缓后急”的原理，选取主轴I-V的最小减速速度为其最大减速速度的四分之一，即1.26，主轴I-IV和轴线I-III分别为：(4)绘制速度曲线：按照机构的结构和网络的配置，绘制速度曲线如下图3-5所示：图3-5传动系统图4．齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制(1)求出变速器中各齿轮的齿形在此基础上，利用通用传动装置实现传动比的减小，以减小传动比。但是，因为使用了共同的齿轮，使得两个变速器之间的速度比率相互制约，无法根据最小化的原理单独确定变速器的大小。另外，共轨传动中双齿同步啮合也会对共轨传动的磨损及使用寿命产生一定的影响。本文应用了查找表的方法对某一种齿轮进行了计算。请参考《机床设计手册》中的每一个齿轮的齿数，其计算方法为轴II-III间变速齿轮齿数的确定：由于公比=1.26，传动比为，，设：传动组中最小齿轮齿数=16，查《机床设计手册》表7.3-14可查得：=16/39（0.1%），=19/36（0.9%），=22/33（-0.3%）齿数和为；公用齿轮选为；。根据，Z确定主动轮齿数为39，从表7.3-14可查得：=18/47（-0.1%），=28/37（0.9%），=39/26（-0.3%）齿数和为：决定在IV-V之间的变速器上的齿轮的齿数：由于各种变数群产生的齿轮比数以及在各齿轮传动齿轮副表面上传递的齿轮应力差别均很大,因此,如果是我们想要得到这样一个更合理的齿轮结构,拿我们就必须尽量采用传递出各个不同的齿轮模数的传动齿轮副。轴IV-V间的两对齿轮，其传动比为；分别取，则：；取：＝30，＝303=90，=304=120按传动比将齿数分配如下：=1/4=18/7219/71，=2=80/4082/38轴V-VI及VI-VII间齿数确定，由于这两个传动组只是改变传动方向，不起便速度作用，只需考虑其结构尺寸及磨损振动和噪音等因素。，取V-VI轴间锥材料齿轮齿数为29，=6\*ROMANVI-VII轴间齿轮齿数为67。（2）主轴转速系列的验算在应用中，主轴转速需要非常精确，转速是高是低都不会有很大的差别，不过，指示灯上显示的标准值和实际流速之间的差距也不会太大。主轴的各级实际转速分别为：29.4，37.8，47.7，58，74.6，94.3，115，148，187，236.7，304.5，384.6，468，602，760，927，1192.6，1526.5r/min==2%而%=2.6%故符合条件同样的，其他的转系也是符合要求的。（4）传动系统图的绘制在确定了速度图和齿轮齿数之后，变速器的结构复杂度也基本确定了（例如：齿轮数量、轴数、支撑轴。在兼顾到合适的轴向支撑距离和散热器的散热情况下，齿轮的合理排列是一个很关键的问题；通常应该尽量减小齿轮箱的大小。为了便于换挡，提高工作效率，本文选用了一种电磁式离合器的工作方法。主要移动驱动链的传输路径表示为:

电动机I——II——III——IV—=V——VI——VIII（主轴）传动件的估算与验算1，传动轴直径的估算螺旋桨轴径采用以下公式估计螺旋桨轴径：d=91mm根据公式:N-该电机传动轴上的额定输入电动机功率:N=;-该电机的额定电机功率;-表示从步进电机轴承到该电机传动轴承之间每个传动件之间的最大传动总效率的整数乘积(不计该轴轴承上的效率);-代表该电机传动轴上的最大计算转速。计算的实际转速图应该是汽车各个基本传动件主轴上实际能同时有效的传递到其自身全部功率及转矩时的一个相对于最低值的实际转速,各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系而确定，而中型车，铣床主轴的计算转速为：（主）=--每米长度上允许的扭转角（deg/m），可根据传动轴的要求选取。表3-2传动轴扭转角的要求对传动轴刚度要求允许扭转角主轴一般传动轴较低的轴（deg/m）0.5-11-1.51.5-2估算时应注意：（1）值即为该轴的每英高米的最大长度理论设计上给出的轴允许具有最大的实际扭转角,而由我们直接估算推导出来得到的传动轴实际允许的实际最大扭转长度却有时往往也远大不足和等于1m,因此,在计算具体的计算扭矩长度时往往还得应着重考虑怎样按该轴实际承受的实际最大的实际扭转角长度来去作计算修正和做实际修正,如轴半径为500mm,取=1deg/m则：d=91mm(2)对估计的轴向直径d，效率y几乎没有什么作用，可被忽视(3)如果采用了花键，则可以从估计的轴度d中选择类似的标准花键轴的尺寸，可以参照统计资料来决定心轴的总体轴度。表3-3主轴总轴径参数1.5-2.82.8-44.5-7.55.5-7.57.5-11车床60-8070-9070-10595-130110-145升降台铣床50-9060-9060-9575-10090-105各轴的计算转速：=95r/min=118m/min=300r/min=750r./min=1450r/min轴径的估算：=91x=24.4=91x=28.78=91x=36.18=91x=45.69=91x=48.242．传动轴刚度的验算（1）轴的弯曲变形的条件和允许值我已对机床主轴中的主驱动轴的进行了过了一个弯曲强度和扭转刚度的校核,校核结果确定出了在该驱动轴的轴上所承装着的齿轮和轴承出的变形的y轴和倾斜轴的角度。这一项就仅仅作为了今天我将讨论到的最后一个的研究工作重点,各类齿轮轴齿轮的额定扭转屈挠度应是常数y,装进齿轮套中和轴承处齿轮的最大扭转倾角,应取略微小于齿轮弯曲刚度系数的前两个常数许使用值之间的正和,即轴的弯曲变形的允许值可参考表3-4中的设计值进行选取：表3-4轴的弯曲变形的允许值轴的类型允许挠度变形部位允许倾角一般传动轴（0.0003~0.0005）装轴承处，装齿轮处0.00250.0001刚度要求较高的轴0.00021装单列圆锥磙子轴承0.0006安装齿轮的轴（0.01~0.03）装滑动轴承处0.001安装蜗轮的轴（0.02~0.05）装单列径向圆锥磙子轴承处0.001（2）轴的弯曲复形计算公式：当量直径=惯性矩：I=齿轮模数的估算与验算1．估算由于接触疲劳和弯曲强度的数值很难计算，一些系数是需要事先知道的，因此只能在图纸完成后进行检查。在进行初步设计时，首先对其进行了初步的评估，然后选择了标准的齿轮系数。齿轮弯曲疲劳强度的估算：mm齿面点蚀的估算：Amm其中，为大齿轮的计算转速，A为齿轮中心矩，由中心矩A及齿数，求出模数。=2A/mm根据估算所得和中较大的值，选择相近的标准模数，各齿轮的计算转数为：=1450r/m；=695r/min；=300r/min；235r/min；=95r/min；=273r/min；=235r/min；=695r/min；=475r/min；=118r/min；=695r/min；=695r/min；=300r/min；=300r/min；=118r/min轴I—II间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算：=32=1.87齿轮点蚀的估算：A=370x=81.76mm=2A/=2x81.76/(26+54)=2.04mm所以模数为m=3.轴II—III传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算：=32=2.759齿面点蚀估算：A=370x=108.18=2A/=2x108.18/(16+39)=3.93mm取标准模数m=4轴III—IV间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算：=32x=3.046齿面点蚀估算：A=370x=117.3=2A/=2x147.3/(28+37)=3.61所以取标准模数m=4mm。轴V—VI间传动组齿轮模数的估算：齿轮弯曲疲劳计算，4.46齿面点蚀估算：Ax=153.4=2A/=2x153.4/(29+29)=5.29取标准模数值m=5,轴VI—VII间齿轮模数的确定：齿轮弯曲疲劳强度计算：齿面点蚀估算：Ax=158.7=2A/=2x158.7/(67+67)=2.37取模数值为m=4。2．计算（验算）在机械结构参数已经大致确定好了之后,根据齿轮的设计工作条件:空间的布置,材料设备要求以及加工精度等级要求都基本上已经得到确定,接下来我们才能逐步完成核验齿轮的接触角疲劳强度值以及齿轮弯曲疲劳强度值等是否已全部的满足设计于要求。根据接触疲劳强度计算齿轮模数的公式：=mm根据弯曲疲劳强度计算齿轮模数，公式：=mm式中:N-计算一个由主齿轮轴上传递输出能量的主齿轮上额定输出的机械功率N=；-计算出该主齿轮的额定最大的最大扭矩计算转速r/min;-计算最大齿宽系数=b/m,常取6-10，-只取最大的啮合齿轮数与较小型啮合的齿轮齿数,一般也仅取在齿轮传动的结构体系中采用的最小的啮合的齿轮轴上齿轮的实际最大的齿数/1;其中的"+"仅能用于齿面外齿间隙内啮合，而"-"则主要被用于齿轮内腔的啮合，-寿命系数，=。-工作期限系数，=传动部件如传动装置，承受摩擦及弯曲负荷时的指标m及参考周期数。n-传动装置的最小速度.T-