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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
前言
我國(guó)是個(gè)采礦大國(guó)，也是礦山機(jī)電設(shè)備制造和使用大國(guó)。礦山提升機(jī)是井下和地面的工作機(jī)械。它是用鋼絲繩帶動(dòng)容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，完成運(yùn)送物料和人員的任務(wù)。
礦山提升機(jī)是由原來(lái)的提水工具逐步演變而來(lái)的，現(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)重型礦山機(jī)械。
隨著國(guó)內(nèi)礦井生產(chǎn)量的日新月異的提高，對(duì)礦井提升機(jī)的安全性、可靠性、生產(chǎn)效率以及整機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行水平，降低操作者及維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，處理設(shè)備事故的速度與對(duì)策等成了迫切要求。而礦井提升機(jī)卷筒繩槽的加工也與安全性密切相關(guān)，鋼絲繩的磨損速度，卷筒襯木的使用壽命，以及生產(chǎn)成本等問(wèn)題的解決都應(yīng)予以考慮。
本次設(shè)計(jì)是關(guān)于JTP-1.6×1.2礦用提升絞車(chē)卷筒車(chē)?yán)K槽裝置的設(shè)計(jì)，在本次設(shè)計(jì)中將大學(xué)四年所學(xué)的材料力學(xué)，機(jī)械加工工藝學(xué)，畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等知識(shí)進(jìn)行了一次綜合性的運(yùn)用，為以后進(jìn)入工作崗位后進(jìn)一步深造奠定了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中牛振華老師以及理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心張益民老師給予了我們很大的幫助，我們?cè)趦晌焕蠋煹闹笇?dǎo)和幫助下了解了礦井提升機(jī)卷筒加工繩槽裝置的工作原理和其基本的構(gòu)造，并對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行輔導(dǎo)，為我們能夠圓滿的完成設(shè)計(jì)任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。由于理論水平，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所限，本設(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤和考慮不足之處，敬請(qǐng)各位導(dǎo)師及閱讀者提出寶貴的意見(jiàn)和建議。
1 我國(guó)礦井提升機(jī)的使用狀況
提升機(jī)是礦山大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具，在礦山生產(chǎn)建設(shè)中起著重要的作用。礦井提升機(jī)主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升煤炭、礦石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設(shè)備。
礦井提升機(jī)與壓氣、通風(fēng)和排水設(shè)備組成礦井四大固定設(shè)備，是一套復(fù)雜的機(jī)械——電氣排組。所以合理的選用礦井提升機(jī)具有很大的意義。
礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行。為保證提升工作高效率和安全可靠，礦井提升機(jī)應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。礦井提升機(jī)在工作中一旦發(fā)生機(jī)械和電器故障，就會(huì)嚴(yán)重地影響到礦井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。
熟悉礦井提升機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，對(duì)于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。
2 礦井提升機(jī)的主要組成部分
礦井提升機(jī)作為一個(gè)完整的機(jī)械——電氣機(jī)組，它的主要組成部分如下圖所示：
圖2-1
下面簡(jiǎn)單介紹一下各部分的作用：
一． 工作機(jī)構(gòu)
工作機(jī)構(gòu)主要是指主軸裝置和主軸承等，它的作用是：
1.纏繞或搭放提升機(jī)鋼絲繩；
2.承受各種正常載荷（包括固定靜載荷和工作載荷），并將次載荷經(jīng)過(guò)軸承傳給基礎(chǔ)；
3.承受在各種緊急事故情況下所造成的非常載荷，在非常載荷作用下，主軸裝置的各部分不應(yīng)有殘余變形；
4.當(dāng)更換提升水平時(shí)，能調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)度（僅限于單生纏繞式雙卷筒提升機(jī)）。
因此,主裝置應(yīng)保證主軸、卷筒和其他部分有足夠的強(qiáng)度和剛度。
二. 制動(dòng)系統(tǒng)
1.制動(dòng)器的作用是：
(1)在提升機(jī)停止工作時(shí)，能可靠的閘住機(jī)器；
(2)在減速階段及下放重物時(shí)，參與提升機(jī)控制；
(3)緊急事故情況時(shí)，能使提升機(jī)安全制動(dòng)，迅速停車(chē)，避免事故的擴(kuò)大；
(4)雙筒提升機(jī)在調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)能閘住提升機(jī)的游動(dòng)卷筒。
2.液壓傳動(dòng)裝置的作用是作為制動(dòng)力的能源，并控制制動(dòng)器動(dòng)作，即根據(jù)需要來(lái)分別實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)和安全制動(dòng)。
三． 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)
1.減速器的作用：
礦井提升機(jī)主軸的轉(zhuǎn)數(shù)由于受提升機(jī)速度的限制，一般在10～60轉(zhuǎn)/分之間，而用作拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，一般在480～96轉(zhuǎn)/分之間。這樣，除采用低速直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)外，一般情況下不能將主軸與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)接，中間必須經(jīng)過(guò)減速器。因而減速器的作用是減速和傳遞動(dòng)力。
2.聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接提升機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，并傳遞動(dòng)力。
四． 潤(rùn)滑系統(tǒng)
潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是：在提升機(jī)工作時(shí)，不間斷地向主軸承、減速器軸承和嚙合齒面壓送潤(rùn)滑油，以保證軸承和齒輪能良好的工作。潤(rùn)滑系統(tǒng)必須與自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和主電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖：即潤(rùn)滑系統(tǒng)失靈時(shí)（如潤(rùn)滑油壓力過(guò)高或過(guò)低，軸承溫升過(guò)高等），主電動(dòng)機(jī)斷電，提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)。啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)之前，必須先開(kāi)動(dòng)潤(rùn)滑油泵，以確保機(jī)器在充分潤(rùn)滑的條件下工作。
五． 觀測(cè)和操縱系統(tǒng)
觀測(cè)和操縱系統(tǒng)包括斜面操縱臺(tái)、深度指示器和測(cè)速發(fā)電機(jī)裝置。
六． 拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)
拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)包括主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)和微拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電氣控制系統(tǒng)和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。
圖2-2KJ型單筒提升機(jī)的總體布置圖
圖2-3單筒提升機(jī)的主軸裝置
1-筒殼 2-法蘭盤(pán) 3-切向鍵 4-主軸 5-木襯 6-小絞輪
7-蝸輪 8-蝸桿 9-支架 10-傘齒輪 11-手輪
3. 鏈輪的設(shè)計(jì)
3.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用
鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，它是由鏈輪和鏈條（大鏈輪和小鏈輪）組成。通過(guò)大鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)在機(jī)械制造中應(yīng)用廣泛。
圖3-1
與摩擦性的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；鏈條采用金屬材料制造，在同樣的適用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境下工作。
與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本也低。在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便得多。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保證衡定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜用在載荷變化很大、高速、急速反向的傳動(dòng)中。
鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠，兩軸相距較遠(yuǎn)，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。例如在摩托車(chē)上采用鏈傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)上大為簡(jiǎn)化，而且使用方便可靠；掘土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)就采用了鏈傳動(dòng)，它雖然經(jīng)常受到土塊、泥漿和瞬時(shí)過(guò)載等的影響，依然能很好的工作。
鏈條按用途不同可以分為傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈機(jī)械中。在一般機(jī)械傳動(dòng)中，常用的是傳動(dòng)鏈。
傳動(dòng)鏈又可以分為短節(jié)距精密滾子鏈（簡(jiǎn)稱(chēng)滾子鏈）、齒形鏈等類(lèi)型。其中滾子鏈常用于傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，一般傳動(dòng)的功率在100KW以下，鏈速不超過(guò)15m|s，推薦使用的最大傳動(dòng)比i=8。齒形鏈應(yīng)用較少。
在本設(shè)計(jì)中卷筒主軸轉(zhuǎn)速較小，因而可采用鏈傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
3.2 鏈輪的選擇
滾筒上鏈輪的外徑為312，齒數(shù)為z=76，為主動(dòng)輪。現(xiàn)需設(shè)計(jì)機(jī)床上的從動(dòng)鏈輪，從設(shè)計(jì)中需要考慮到滾筒旋轉(zhuǎn)一周，絲杠可以保證向前走一個(gè)螺距。
已知鋼絲繩直徑為，有
的間距，故繩槽的螺距為t=24.5+3.5=28。因而設(shè)計(jì)絲杠的螺距t=28，
鏈輪的平均傳動(dòng)比為i=
故由上可得，從動(dòng)鏈輪與主動(dòng)鏈輪齒數(shù)相等，最大直徑相等，即 D=312
3.3 鏈傳動(dòng)的受力分析
鏈傳動(dòng)在安裝時(shí)，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力。張緊力是通過(guò)使鏈條保持適當(dāng)?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來(lái)獲得的。鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是使松邊不致過(guò)松，以免出現(xiàn)鏈條的不正確嚙合，跳齒或脫鏈。因?yàn)殒渹鲃?dòng)為嚙合傳動(dòng)，所以與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)所需的張緊力要小得多。
鏈傳動(dòng)在工作時(shí)，存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計(jì)傳動(dòng)中的動(dòng)載荷，則緊邊拉力和松邊拉力分別為：
式中：
有效圓周力為
式中： P—傳遞的功率，KW；
V—鏈速，m／s。
離心力引起的拉力為
式中，q為鏈條單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg／m。
懸垂拉力
其中：
式中：a—鏈傳動(dòng)的中心距。mm；
K—垂度系數(shù)。，邊不至過(guò)松目的
3.4 鏈輪的防護(hù)與潤(rùn)滑
3.4.1.鏈輪的潤(rùn)滑
鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑十分方便，對(duì)高速、重載的鏈傳動(dòng)更為重要。良好的潤(rùn)滑可緩和沖擊，減輕磨損，延長(zhǎng)鏈條使用壽命。
鏈條的潤(rùn)滑方式包括：定期人工潤(rùn)滑，滴油潤(rùn)滑，油池潤(rùn)滑，油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑，壓力供油潤(rùn)滑等。
潤(rùn)滑油推薦采用牌號(hào)為32、46、68的全損號(hào)系統(tǒng)用油。對(duì)于開(kāi)式及重載低速運(yùn)動(dòng)，可在潤(rùn)滑油加入MoS2，WS2等添加劑。對(duì)于不便使用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，允許使用潤(rùn)滑脂，但應(yīng)定期清洗和更換潤(rùn)滑脂。
3.4.2鏈傳動(dòng)的保護(hù)
為了防止工作人員無(wú)意中碰到鏈傳動(dòng)裝置中的運(yùn)動(dòng)部件而受到傷害，應(yīng)該用防護(hù)罩將其封閉。防護(hù)罩還可以將鏈輪與灰塵隔離，以維持正常的潤(rùn)滑狀態(tài)。
4 絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算及其支承方式的選擇
4.1 絲杠的設(shè)計(jì)
4.1.1 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用
絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的特點(diǎn)：
1.用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母），可是螺母（或絲杠）獲得較大的軸向牽引力。
2.可達(dá)到很大的降速傳動(dòng)比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈得以縮短。
3.能達(dá)到較高的傳動(dòng)精度。用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí)，還可兼作測(cè)量元件，通過(guò)刻度盤(pán)讀出直線位移的尺寸，最小讀數(shù)值可達(dá)0.001mm。
4.傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。
5.在一定條件下能自鎖，即絲杠螺母不能進(jìn)行逆?zhèn)鲃?dòng)。此特點(diǎn)特別適用于作部件升降傳動(dòng)，可防止部件因自重而自動(dòng)降落。
表4-1常用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的方式及應(yīng)用
序號(hào)
傳動(dòng)方式及旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)方向簡(jiǎn)圖
特點(diǎn)
應(yīng)用
1
絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)——螺母移動(dòng)
用于機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，部件的移動(dòng)和調(diào)整（如鏜床主軸箱，車(chē)床尾架套筒的移動(dòng)等）
2
絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)——絲杠移動(dòng)
用于機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，部件的移動(dòng)和調(diào)整（如銑床和立鉆工作臺(tái)的升降，牛頭刨床滑枕的調(diào)整等）
3
螺母轉(zhuǎn)動(dòng)——螺母移動(dòng)
用于機(jī)床部件的移動(dòng)和調(diào)整（一般用于手動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，如插齒機(jī)主軸箱的移動(dòng)調(diào)整）
4
螺母轉(zhuǎn)動(dòng)——絲杠移動(dòng)
用于機(jī)床部件的移動(dòng)和調(diào)整（如平面磨床的垂直進(jìn)給等）
4.1.2 滑動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)
表4-2梯形、方形牙型滑動(dòng)絲杠的優(yōu)缺點(diǎn)：
序
號(hào)
螺
紋
牙
型
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
應(yīng)用范圍
1
梯形
（1）工藝性好，車(chē)、銑、磨均可
（2）在螺距相同時(shí)，螺紋強(qiáng)度比方牙螺紋高
（3）使用開(kāi)合螺母時(shí)，易于絲杠結(jié)合。
（1）傳動(dòng)效率較方牙螺紋低
（2）螺紋的徑向跳動(dòng)影響傳動(dòng)精度
廣泛用于各種機(jī)床
2
方形
（1）螺紋的徑向跳動(dòng)不影響傳動(dòng)精度
（2）傳動(dòng)效率比梯形螺紋高
（1）加工困難，無(wú)法銑、磨
（2）螺紋強(qiáng)度較低
（3）用開(kāi)合螺母時(shí)，很難與絲杠結(jié)合
只適用于精密齒輪和螺紋加工的機(jī)床，已逐漸被牙型角為10的梯形螺紋代替。螺紋尺寸未標(biāo)準(zhǔn)化，推薦：
t<,d=+t
在本設(shè)計(jì)中選用30梯形螺紋絲杠
1. 可供刀架橫向移動(dòng)的絲杠選取外徑為60、內(nèi)徑為30、螺距為28的梯形螺紋絲杠（非標(biāo)準(zhǔn)絲杠，具體見(jiàn)<機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)>第二冊(cè) 第428頁(yè)）為了便于滾筒襯木部分全被加工為繩槽，由卷筒長(zhǎng)為1200mm,可設(shè)計(jì)絲杠長(zhǎng)度為1400mm。
2.供刀架縱向移動(dòng)的絲杠選取外經(jīng)為28，內(nèi)徑為25.5，螺距為t=2的梯形螺紋絲杠。螺紋長(zhǎng)度為300mm。
4.2 絲杠的支承
4.2.1 滾動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇
選用滾動(dòng)軸承時(shí)，首先是選擇軸承的類(lèi)型。選擇滾動(dòng)軸承類(lèi)型時(shí)，應(yīng)考慮軸承所受裁荷的大小、方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速條件，調(diào)心性能．安裝空間等多方面的因素。
一、載荷條件
軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類(lèi)型的主要依據(jù)。
(1) 載荷大小 在同等條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力大，因此，載荷較大時(shí)，應(yīng)選用滾子軸承。
（2）載荷方向 對(duì)于純徑向載荷，應(yīng)選用向心軸承；對(duì)于純軸向載荷，應(yīng)選用推力軸承；當(dāng)軸承同時(shí)承受徑向和軸向載荷時(shí)，則應(yīng)根據(jù)軸向載荷的大小選用不同公稱(chēng)接觸角的角接觸軸承，當(dāng)使用圓錐滾子軸承或角接觸球軸承時(shí)，為了平衡軸承內(nèi)部產(chǎn)生的軸向力，
并能在軸的兩端起軸向定位作用，常常將此類(lèi)軸承成對(duì)對(duì)稱(chēng)安裝。
(3) 載荷性質(zhì) 載荷平穩(wěn)時(shí)，可選用球軸承；有沖擊和振動(dòng)時(shí)，宜選用滾子軸承。
二、轉(zhuǎn)速條件
在同等條件下，球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，高速或要求旋轉(zhuǎn)精度高時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。高速輕載時(shí)，宜選用超輕、特輕或輕系列軸承；低速重載時(shí)應(yīng)選用重或特重系列軸承。
三、調(diào)心性能
由于軸承的安裝誤差或軸的變形引起軸承內(nèi)外圈中心軸線發(fā)生相對(duì)傾斜，稱(chēng)為角偏差。角偏差會(huì)嚴(yán)重影響軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命。對(duì)于剛度差或安裝精度低的軸-軸承系統(tǒng)，應(yīng)采用具有一定調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。
四、安裝、調(diào)整性能
當(dāng)軸承的徑向尺寸受安裝條件限制時(shí)，應(yīng)選用輕系列、特輕系列軸承或滾針軸承；當(dāng)軸向尺寸受到限制時(shí)，宜選用窄系列軸承；為了便于安裝、拆卸和調(diào)整軸承間隙，可選用內(nèi)外圈可分離的軸承。
五、經(jīng)濟(jì)性
一般情況下，球軸承比滾子軸承便宜，同型號(hào)軸承精度越高，價(jià)格越昂貴。在滿足使用要求的前提下，盡量選用價(jià)格低廉的軸承。
4.2.2 軸承的具體選擇
一．在該車(chē)床中，絲杠同時(shí)承受軸向力與徑向力，可采用向心推力軸承與深溝球軸承的組合。
（1）深溝球軸承的性能和特點(diǎn)：
深溝球軸承主要承受徑向載荷也可以同時(shí)承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可用來(lái)承受純軸向載荷。工作中允許內(nèi)、外圈軸線的偏斜量≤8’～6’，大量生產(chǎn)價(jià)格最低
（2）向心推力軸承的性能和特點(diǎn)
可以同時(shí)承受軸向載荷和徑向載荷，也可以單獨(dú)承受軸向載荷。能在較高轉(zhuǎn)速下工作。由于一個(gè)軸承只能承受單向的軸向力，因此一般成對(duì)使用。承受軸向載荷的能力與接觸角a有關(guān)。接觸較大的承受軸向載荷的能力也高
二．軸承的具體型號(hào)與尺寸的確定
由于絲杠的外徑尺寸為60，可設(shè)計(jì)絲杠的后端光杠的直徑為30，可選擇軸承的外徑尺寸為30。
在絲杠左端采用向心推力軸承，查軸承目錄表選擇中系列、7206AC性的角接觸球軸承。其基本尺寸：d=30，D=62，B=16。
圖 4-1
在絲杠右端采用深溝球軸承，從中選擇中系列、6206型的深溝球軸承。其具體尺寸：d=30，D=62，B=16。
圖4-2
4.2.3 滾動(dòng)軸承的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
一.失效形式
滾動(dòng)軸承的失效形式有以下幾種：
(1)疲勞點(diǎn)蝕
安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)良好的滾動(dòng)軸承工作時(shí)．滾動(dòng)體和內(nèi)外圈都處在周期性的交變應(yīng)力的作用，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，工作表面上的材料將會(huì)逐漸出現(xiàn)局部脫落，從而導(dǎo)致失效，這就是疲勞點(diǎn)蝕。軸承出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪音，使機(jī)器喪失正常的工作精度。疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式。為了避免疲勞點(diǎn)蝕，通常應(yīng)按照滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算確定軸承的型號(hào)。
(2)永久變形
當(dāng)軸承工作轉(zhuǎn)速很低(即n＜10 r／min)時(shí)，或只作擺動(dòng)時(shí)，由于過(guò)大的靜載荷和沖擊載荷，致使接觸應(yīng)力超過(guò)材料的屈服點(diǎn)，工作表面產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致軸承工作中摩擦力矩、震動(dòng)、噪音增大，運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，直至失效。若”n＜10 r／min時(shí)，永久變形、碎裂是滾動(dòng)軸承主要的失效形式，應(yīng)按照靜強(qiáng)度計(jì)算確定軸承的型號(hào)。
(3)磨損
由于長(zhǎng)期的摩擦，軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體都會(huì)產(chǎn)生磨損。而密封不良、潤(rùn)滑不潔，又會(huì)加劇磨損。軸承磨損以后，由于軸承內(nèi)的間隙量增大，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)精度降低而報(bào)廢。
此外，由于配合不當(dāng)、拆裝不合理等非正常原因，軸承內(nèi)、外圈可能會(huì)發(fā)生破裂，應(yīng)在使用和裝拆軸承時(shí)充分注意這一點(diǎn)。
二．計(jì)算準(zhǔn)則
在選擇滾動(dòng)軸承的類(lèi)型后要確定其型號(hào)和尺寸，為此需要針對(duì)軸承的主要失效形式進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算準(zhǔn)則為：
(1)對(duì)于一般轉(zhuǎn)速的軸承(10 r／mzn＜n＜n)，如果軸承的制造、保管、安裝、使用等條件均為良好時(shí)，軸承的主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，因此應(yīng)以疲勞強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算。
(2)對(duì)于高速軸承，除疲勞點(diǎn)蝕外其工作表面的過(guò)熱而導(dǎo)致的軸承失效也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速。
(3)對(duì)于低速軸承(n＜10 r／min)或只作擺動(dòng)的滾動(dòng)軸承，可近似地認(rèn)為軸承各元件是在靜應(yīng)力作用下工作的．其失效形式為塑性變形，應(yīng)進(jìn)行以不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的靜強(qiáng)度計(jì)算。
滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算
滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算是保證軸承在一定載荷條件和工作期限內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕失效
三．基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷
（1）．壽命
軸承中任一元件首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前軸承所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，或軸承在恒定轉(zhuǎn)速下的總工作小時(shí)數(shù)稱(chēng)為軸承的壽命。
（2）可靠度
在同一工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的一組近于相同的軸承能達(dá)到或超過(guò)某一規(guī)定壽命的百分率，稱(chēng)為軸承壽命的可靠度。
（3）基本額定壽命
一批同型號(hào)的軸承即使在同樣的工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于制造精度、材料均質(zhì)程度等因素的影響各軸承的壽命也不盡相同?；绢~定壽命是指一批同型號(hào)的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，90％的軸承未發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)，或在恒定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時(shí)數(shù)。按基本額定壽命的計(jì)算選用軸承時(shí)，可能有10％以內(nèi)的軸承提前失效，也即可能有90％以上的軸承超過(guò)預(yù)期壽命。而對(duì)單個(gè)軸承而言，能達(dá)到或超過(guò)此預(yù)期壽命的可靠度為90％。
（4）基本額定動(dòng)載
軸承抵抗點(diǎn)蝕破壞的承載能力可由基本額定動(dòng)載荷表示。基本額定壽命為10轉(zhuǎn)，即L＝1(單位為10）時(shí)軸承能承受的最大載荷稱(chēng)為基本額定動(dòng)裁荷，用符號(hào) C表示。換而言之，即軸承在基本額定動(dòng)載荷的作用下，運(yùn)轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效的軸承壽命可靠度為90％。如果軸承的基本額定動(dòng)載荷大，則其抗疲勞點(diǎn)蝕的能力強(qiáng)?；绢~定動(dòng)裁荷對(duì)于向心軸承而言是指徑向載荷，稱(chēng)為徑向基本額定動(dòng)載荷C，；對(duì)于推力軸承而言是指軸向載荷，稱(chēng)為軸向基本額定動(dòng)載荷C。
四．當(dāng)量動(dòng)載荷
當(dāng)軸承受到徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的復(fù)合作用時(shí)，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)能與基本額定動(dòng)載荷作等價(jià)比較，需將實(shí)際工作裁荷轉(zhuǎn)化為等效的當(dāng)量動(dòng)載荷P。P的含義是軸承在當(dāng)量動(dòng)載荷P作用下的壽命與在實(shí)際工作載荷條件下的壽命相等。當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算公式為：
式中：f 一載荷系數(shù)，是考慮機(jī)器工作時(shí)振動(dòng)、沖擊對(duì)軸承壽命影響的系數(shù)。
Fr—一徑向載荷；
Fa— —軸向載荷；
X、Y——分別為徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)。
對(duì)于只承受純徑向載荷的向心軸承，其當(dāng)量動(dòng)載荷為
P＝fFr
對(duì)于只承受純軸向載荷的推力軸承，其當(dāng)量動(dòng)載荷為
P＝fFa
五．滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算
大量試驗(yàn)證明滾動(dòng)軸承所承受的載荷P與壽命的關(guān)系如下圖所示，其方程為：
P L＝常數(shù)
式中：P—— 當(dāng)量動(dòng)載荷，N；
L ——基本額定壽命，10r；
——壽命指數(shù)，對(duì)于球軸承＝3，對(duì)于滾子軸承＝10／3。
由上式及基本額定動(dòng)載荷的定義可得：
PL=C.1
因此滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算基本公式為：
L=
若用給定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)來(lái)表示，則為：
L=
圖4-3
5.導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
5.1 概述
導(dǎo)軌的作用是是運(yùn)動(dòng)部件能沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)向），并承受運(yùn)動(dòng)部件及工件的重量和切削力（承載）。
導(dǎo)軌應(yīng)滿足下列要求：精度高；壽命長(zhǎng)；剛度及承載能力大；摩擦阻力小；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、裝配、調(diào)整
維修；成本低。
設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的任務(wù)是：
（1）選擇導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型（如滑動(dòng)、壓或滾動(dòng)等）；
（2）選擇導(dǎo)軌的截面形狀；
（3）選擇導(dǎo)軌的尺寸；
（4）設(shè)計(jì)導(dǎo)軌磨損后的補(bǔ)償和間隙（或預(yù)緊力）調(diào)整裝置；
（5）選擇導(dǎo)軌的材料、表面加工和處理方法，表面硬度匹配；
（6）決定導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方式，減小摩擦、磨損、發(fā)熱和爬行；
（7）設(shè)計(jì)完善的防護(hù)裝置；
（8）確定導(dǎo)軌的精度和技術(shù)要求。
5.2 導(dǎo)軌的選擇
5.2.1導(dǎo)軌類(lèi)型的選擇原則
一．精度互不干涉原則：導(dǎo)軌的各項(xiàng)精度制造和使用時(shí)互不影響才易得到較高的精度。如矩形導(dǎo)軌的直線性與側(cè)面導(dǎo)軌的直線性在制造時(shí)互不影內(nèi)；又如平-V導(dǎo)軌的組合，上導(dǎo)軌(工作臺(tái))的橫向尺寸的變化不影響導(dǎo)軌的工作精度。
二．靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相接近的原則：例如選用滾動(dòng)導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌，由于摩擦系數(shù)小且靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相近，所以可獲得很低的運(yùn)動(dòng)速度和很高的重復(fù)定位精度。
三．導(dǎo)軌能自動(dòng)貼合的原則：要使導(dǎo)軌精度高，必須使相互結(jié)合的導(dǎo)軌有自動(dòng)貼合的性能。對(duì)水平位置工作的導(dǎo)軌，可以靠工作臺(tái)的自重來(lái)貼合；其他導(dǎo)軌靠附加的彈簧力或者滾輪的壓力使其貼合。
四．移動(dòng)的導(dǎo)軌(例如工作臺(tái))在移動(dòng)過(guò)程中，始終全部接觸的原則：也就是固定的導(dǎo)軌長(zhǎng)，移動(dòng)的導(dǎo)軌短。
五．對(duì)水平安置的導(dǎo)軌，以下導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，上導(dǎo)軌為彈性體的原則：以長(zhǎng)的固定不動(dòng)的下導(dǎo)軌為剛性較強(qiáng)的剛體為基準(zhǔn)，移動(dòng)部件的上導(dǎo)軌為能具有一定變形的彈性體。
六．能補(bǔ)償因受力變形和受熱變形的原則：例如龍門(mén)式機(jī)床的橫梁導(dǎo)軌，將中間部位制成凸形，以補(bǔ)償主軸箱(或刀架)移動(dòng)到中間位置時(shí)的彎曲變形。
5.2.2 床身導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
機(jī)床移動(dòng)部件尺寸較大，作用力或重心不一定正好通過(guò)導(dǎo)軌面時(shí)，大都采用兩條導(dǎo)軌。本機(jī)床采用矩形和三角形導(dǎo)軌的組合，其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)與應(yīng)用情況如下頁(yè)表格所示：
表5-1
截面形狀
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
應(yīng)用情況
矩形和
三角形導(dǎo)軌
1. 不需鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)向精度好
2. 加工裝配比較方便
3. 兩條導(dǎo)軌磨損不同，對(duì)位置精度有影響
4. 溫度變化不會(huì)改變導(dǎo)軌面的接觸情況，
但熱變形會(huì)使移動(dòng)部件水平偏移
5. 凹三角形（V形）導(dǎo)軌的動(dòng)壓浮生量比矩形導(dǎo)軌大，會(huì)引起移動(dòng)部件偏轉(zhuǎn)
廣泛用于車(chē)床、磨床、龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床、坐標(biāo)鏜床床身導(dǎo)軌、滾齒機(jī)立柱及床身導(dǎo)軌等
三角形導(dǎo)軌的基本尺寸如下：
圖5-1
a= B=120 b=10
矩形導(dǎo)軌的基本尺寸如下：
表5-2
H
B
h
鑲條b
40
130
32
25
39
10
5.2.3 刀架導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
表5-3燕尾型導(dǎo)軌的特點(diǎn)
燕尾型導(dǎo)軌
1. 尺寸緊湊，適合于高度小、層次多的部件
2. 用一根鑲條可以同時(shí)調(diào)整各面間隙，調(diào)整及夾緊方便
3. 剛度不及矩形導(dǎo)軌，不適用于承受大的顛覆力矩和向上的力
4. 摩擦阻力大
5. 加工、測(cè)量較麻煩
由燕尾型導(dǎo)軌特點(diǎn)可知刀架的橫向移動(dòng)可選用此方式。其具體尺寸如下：
圖5-3
表5-4
H
d
b
A
B
F
25
26
25
5
125
130
160
166.4
40
198.025
5.3 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整裝置
導(dǎo)軌面間的間隙對(duì)機(jī)床工作性能有直接的影響，如果間隙過(guò)大，將影響運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性；間隙過(guò)小，運(yùn)動(dòng)阻力大，導(dǎo)軌的磨損加快。因此必須保證導(dǎo)軌具有合理的間隙，磨損后又能方便的調(diào)整。導(dǎo)軌間隙常用壓板和鑲條來(lái)調(diào)整。
1． 壓板
壓板用來(lái)調(diào)整輔助導(dǎo)軌面間的間隙和承受顛覆力矩。壓板用螺釘固定在運(yùn)動(dòng)部件上，用配刮、墊片來(lái)調(diào)整間隙。
如下圖所示的矩形導(dǎo)軌的三種壓板結(jié)構(gòu)：
圖5-4
2． 鑲條
鑲條用來(lái)調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾型導(dǎo)軌側(cè)向間隙。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小一側(cè)。常用的有平鑲條和斜鑲條兩種。
平鑲條橫截面為矩形或平行四邊形，其厚度全長(zhǎng)均勻相等。平鑲條有全長(zhǎng)上的幾個(gè)調(diào)整螺釘進(jìn)行間隙調(diào)整，如下圖所示。因只是幾個(gè)點(diǎn)上受力，易變形，剛度較低，目前應(yīng)用較少。
圖5-5
斜鑲條的斜度為1：（40~100）。斜鑲條兩個(gè)面分別與動(dòng)刀軌和支撐導(dǎo)軌均勻接觸，剛度高。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘或修磨墊的方式軸向移動(dòng)鑲條，以調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。斜鑲條由于厚度不等，在加工后應(yīng)力分布不均勻，容易彎曲。在調(diào)整、壓緊或在機(jī)床工作狀態(tài)下也會(huì)彎曲。對(duì)于兩端用螺釘調(diào)整的鑲條，更易彎曲。因此，鑲條在導(dǎo)軌間沿全長(zhǎng)的彈性變形和比壓是不均勻的。鑲條斜度和厚度增加時(shí)，不均勻度將顯著增加。為了增加鑲條柔度，應(yīng)選用小的厚度和斜度。當(dāng)鑲條尺寸較大時(shí)，可在中部削低下去一段，使鑲條兩端保持良好接觸，并可減小刮研面積?；蛟谄渖祥_(kāi)橫向槽，增加鑲條柔度。
5.4 提高導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的措施
一．合理選擇導(dǎo)軌的材料和熱處理
導(dǎo)軌材料和熱處理方法對(duì)導(dǎo)軌性能、精度有直接影響，要合理的選擇，以便降低摩擦系數(shù)，提高導(dǎo)軌的耐磨性，降低成本。
導(dǎo)軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料等。
簡(jiǎn)單介紹一下鑄鐵導(dǎo)軌：鑄鐵導(dǎo)軌有良好的抗震性、工藝性和耐磨性。因此，應(yīng)用最廣泛。灰鑄鐵、孕育鑄鐵常進(jìn)行表面淬火來(lái)提高硬度，如高頻淬火、電接觸淬火硬度為50~55HRC,耐磨性提高1~2倍。常用在車(chē)床、銑床、磨床上。
為提高導(dǎo)軌的耐磨性和防止撕傷，在導(dǎo)軌副中，動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)分別采用不同的材料。如果采用相同的材料，也應(yīng)采用不同的熱處理，使兩者具有不同的硬度。
二．導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù)
導(dǎo)軌的良好潤(rùn)滑和可靠防護(hù),可降低摩擦力，減小磨損，降低溫度和防止銹蝕，延長(zhǎng)壽命。因此，必須有專(zhuān)門(mén)的供油系統(tǒng)，采用自動(dòng)和強(qiáng)制潤(rùn)滑。根據(jù)導(dǎo)軌工作條件和潤(rùn)滑方式，選擇合適粘度的潤(rùn)滑油。
三．導(dǎo)軌磨損
磨損的原因是由于導(dǎo)軌結(jié)合面在一定壓強(qiáng)作用下直接接觸并相對(duì)運(yùn)動(dòng)而造成的。因此，爭(zhēng)取不磨損的條件是讓結(jié)合面在運(yùn)動(dòng)時(shí)不接觸。方法是保證完全的液體潤(rùn)滑，用油膜隔開(kāi)的接觸面，如靜壓導(dǎo)軌。爭(zhēng)取少磨損，可采用加大導(dǎo)軌接觸面和減輕負(fù)荷的方法來(lái)降低導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)。采用卸荷導(dǎo)軌是降低導(dǎo)軌負(fù)荷、降低壓強(qiáng)的好方法，尤其是采用自動(dòng)調(diào)節(jié)氣壓的卸荷導(dǎo)軌，可以使摩擦力基本穩(wěn)定，卸荷力外載荷變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)。
爭(zhēng)取均勻磨損要使摩擦面上壓強(qiáng)分布均勻，盡量減少扭轉(zhuǎn)力矩和顛覆力矩，導(dǎo)軌的形狀尺寸要盡可能對(duì)集中載荷對(duì)稱(chēng)。磨損后間隙變大，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何補(bǔ)償、調(diào)整間隙。如采用可自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙的三角形導(dǎo)軌。采用鑲條、壓板結(jié)構(gòu)，定期調(diào)整，補(bǔ)償。
6. 刀具與刀架的設(shè)計(jì)
6.1 刀架的設(shè)計(jì)
一．為了方便的使刀架可以自由的縱向移動(dòng)，采用了燕尾槽導(dǎo)軌，并在刀架下方的燕尾槽導(dǎo)軌中間開(kāi)了一個(gè)方槽，方便絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，在刀架下方固定一塊具有螺紋孔的正方形鐵塊，由于小絲杠的直徑為28mm，故可設(shè)計(jì)正方形邊長(zhǎng)為60mm，用四個(gè)螺釘固定在刀架下方。具體見(jiàn)示意圖：
圖6-1
二. 為了明確刀具橫向移動(dòng)的距離，需要設(shè)計(jì)一個(gè)分讀盤(pán)，通過(guò)平鍵固定在轉(zhuǎn)動(dòng)的絲杠上。這樣可以精確地看出刀具移動(dòng)的距離，方便的加工繩槽。在分讀盤(pán)外設(shè)計(jì)一轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，操作方便。
圖6-2 分讀盤(pán)的結(jié)構(gòu)
圖6-3雙柄對(duì)重手柄結(jié)構(gòu)
6.2 刀具的設(shè)計(jì)
6.2.1 螺紋的加工概述
螺紋也是零件上常見(jiàn)的表面之一，它有多種形式，按用途不同可分為如下兩類(lèi)：
（1）緊固螺紋
它用于零件間的固定連接，常用的有普通螺紋和管螺紋等，螺紋牙型多為三角形。
對(duì)普通螺紋的主要要求是可旋入性和連接的可靠性；對(duì)管螺紋的主要要求是密封性和連接的可靠性。
（2）傳動(dòng)螺紋
它用于傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)或位移，如絲杠和側(cè)微螺桿的螺紋等，其牙型多為梯形或矩齒形。
對(duì)于傳動(dòng)螺紋的主要要求是傳動(dòng)準(zhǔn)確、可靠，螺牙接觸良好及耐磨等。
一．螺紋的技術(shù)要求
螺紋和其他類(lèi)型的表面一樣，有一定的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量的要求。由于他們的用途和使用要求也有所不同。
對(duì)于緊固螺紋和無(wú)傳動(dòng)精度要求的傳動(dòng)螺紋，一般只要求中徑、外螺紋的大徑、內(nèi)螺紋的小徑的精度。
對(duì)于有傳動(dòng)精度要求或用于讀數(shù)的螺紋，除要求中徑和頂徑的精度外，還要求螺距和牙型角的精度。為了保證傳動(dòng)或讀數(shù)精度及耐磨性，對(duì)螺紋表面的粗糙度和硬度等也有較高的要求。
二．螺紋加工方法的分析
螺紋加工方法很多，可以在車(chē)床、鉆床、螺紋銑床、螺紋磨床等機(jī)床上利用不同的工具進(jìn)行加工。選擇螺紋的加工方法時(shí)，要考慮的因素較多，其中主要的是工件形狀、螺紋牙型、螺紋的尺寸精度、工件材料和熱處理方法以及生產(chǎn)類(lèi)型等。
常見(jiàn)的螺紋加工方法有：攻絲和套扣，車(chē)螺紋，銑螺紋，磨螺紋等。
在本設(shè)計(jì)中選擇車(chē)螺紋的加工方法。
車(chē)螺紋是螺紋加工的基本方法，它可以使用通用設(shè)備，刀具簡(jiǎn)單，適應(yīng)性廣，可用來(lái)加工各種形狀、尺寸及精度的內(nèi)、外螺紋，特別適用于加工尺寸較大的螺紋。但是，車(chē)螺紋的生產(chǎn)率較低，加工質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平以及機(jī)床、刀具本身的精度，所以主要用于單件、小批生產(chǎn)。對(duì)于不脆硬精密絲杠的加工，利用精密車(chē)床車(chē)削，可以獲得較高的精度和較小的表面粗糙度，因此占有重要的地位。
螺紋車(chē)削是成形面車(chē)削的一種，所用刀具為具有螺紋牙型廓形的成形車(chē)刀。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，為了提高生產(chǎn)率。常采用螺紋梳刀進(jìn)行車(chē)削。螺紋梳刀實(shí)質(zhì)上是一種多齒的螺紋車(chē)刀，只要一次走刀就能切出全部螺紋，所以生產(chǎn)率較高。但是，一般的螺紋梳刀加工精度不高，不能加工精密螺紋。此外，螺紋附近有軸肩的工件也不能用螺紋梳刀加工。
6.2.2 成形車(chē)刀
成形車(chē)刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專(zhuān)用工具，它的切削刃形狀是根據(jù)工件廓形設(shè)計(jì)的。用成形刀加工，只要一次切削行程就能切出成形表面，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率較高，成形表面的加工精度與工人技術(shù)水平無(wú)關(guān)，主要取決于刀具切削刃的制造精度。它可以保證被加工工件表面形狀和尺寸精度的一致性和互換性，加工精度可達(dá)IT9~IT10，表面粗糙度R6.3~R3.2。成形車(chē)刀的可磨次數(shù)多，使用壽命較長(zhǎng)，但是刀具的設(shè)計(jì)和制造較復(fù)雜，成本較高，故主要用在小型零件的大批量生產(chǎn)中。由于成形車(chē)刀的刀刃形狀復(fù)雜，用硬質(zhì)合金作為刀具材料時(shí)制造比較困難，因此多高速鋼作為刀具材料。
（1）平體成形車(chē)刀
如圖所示，它的外形成平條狀，和普通車(chē)刀的外形相似，但其切削刃是成形的。螺紋車(chē)刀及鏟齒車(chē)刀就是屬于這類(lèi)成形車(chē)刀。
圖6-4
（2）棱體成形車(chē)刀
如圖所示，它的外形是棱柱體，可磨平次數(shù)比平體成形車(chē)刀多，只能用來(lái)加工成形表面。一般用專(zhuān)用刀夾夾住車(chē)刀的燕尾部分，安裝在普通車(chē)床或自動(dòng)車(chē)床刀架上。
圖6-5
（3）圓體成形車(chē)刀
如圖所示，它的外形是回轉(zhuǎn)體。由于刀體是圓柱狀，重磨時(shí)磨削前刀面，因此可重磨次數(shù)多，而且可以加工內(nèi)、外成形表面。圓體成形車(chē)刀以圓柱孔作為定位基準(zhǔn)套裝在刀夾上進(jìn)行安裝。
圖6-6
在本設(shè)計(jì)中選擇車(chē)螺紋的加工方法，選擇平體成形車(chē)刀，其刀具圖如下所示：
圖6-7
6.3 切削時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
（1）車(chē)槽時(shí)首先要車(chē)外圓，使?jié)L筒保證木襯外圓直徑一樣大，防止繩槽的深度不一。
（2）按照有關(guān)維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，繩槽深度為鋼絲繩直徑的0.3倍，即要求繩槽深度為7.35mm。
（3）車(chē)削進(jìn)刀量不得過(guò)多，按每次漸進(jìn)0.1~0.2mm，提升機(jī)的速度不得超過(guò)0.7m／s，防止搶皮過(guò)深。
（4）不要車(chē)削一步到位，在接近符合要求時(shí)，要停車(chē)測(cè)量繩槽周長(zhǎng)和低徑偏差后再車(chē)。
（5）車(chē)削開(kāi)始必須將車(chē)刀將定位準(zhǔn)確后，將定位頂絲扭緊，防止車(chē)削過(guò)程中到頭擺動(dòng)現(xiàn)象。
（6）車(chē)道專(zhuān)人保管，不用時(shí)涂防銹油，不得將磨損刀頭打磨復(fù)用。
7 其它零、部件設(shè)計(jì)
7.1 軸承端蓋
軸承端蓋的作用是固定軸承，承受軸向載荷，密封軸承座孔，調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。其類(lèi)型有凸緣式和嵌入式兩種。
嵌入式軸承端蓋不用螺栓連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但密封性能差。在軸承蓋中設(shè)置O型密封圈能提高其密封性能，適用于油潤(rùn)滑，如下圖所示。另外，采用嵌入式軸承蓋時(shí)，調(diào)整軸向間隙較麻煩，需要打開(kāi)箱蓋，防止調(diào)整墊片，只易用于深溝球軸承（固定間隙軸承）。如用嵌入式端蓋固定圓錐滾子軸承或角接觸球軸承時(shí)，應(yīng)在端蓋上增加調(diào)整螺釘，以便于調(diào)整。
圖7-1
凸緣式軸承端蓋用螺釘固定在箱體上，調(diào)整軸承間隙時(shí)不需開(kāi)箱蓋，比較方便，密封性能也好，所以用的較多。這種端蓋多用鑄鐵鑄造，所以要考慮鑄造工藝。例如在設(shè)計(jì)穿通式軸承端蓋時(shí)，由于裝置密封件需要較大的端蓋厚度，（圖a） 這時(shí)應(yīng)考慮鑄造工藝，盡量使整個(gè)端蓋厚度均勻，如圖所示（b）（c）所示是較好的結(jié)構(gòu)。
圖7-2
當(dāng)軸承端蓋的寬度L較大時(shí)（圖a），為減少加工量，可在端部鑄出一段小的直徑D′，但必須保留有足夠的長(zhǎng)度l（圖b）,否則擰緊螺釘時(shí)容易使端蓋傾斜，致使軸承受力不均，可取l=0.15D圖中端面凹進(jìn)值，也是為了減少加工面。
圖7-3
為了調(diào)整軸承間隙，需在端蓋與箱體之間放置若干薄片組成的調(diào)整墊片，如圖所示。但有的墊片只起密封作用。在本裝置中選用凸緣式端蓋，由于軸承外徑D=62 d=30 可確定一下數(shù)據(jù)：
圖7-4
（1）固定端蓋所用的螺釘采用=M8，個(gè)數(shù)為四個(gè)；
（2）端蓋上的螺紋孔直徑=+1=8=1=9；
（3）端蓋上的兩螺紋孔的中心線之間的距離=D+2.5=82；
（4）端蓋的外徑=D+2.5=102；
（5）端蓋的厚度e==8mm；
（6）=D-10=52mm；
在設(shè)計(jì)中共采用四個(gè)端蓋，軸承兩端都要加上端蓋、并且端蓋內(nèi)選擇氈圈油封，為了防止灰塵、水、酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇А?
7.2 鍵
7.2.1 鏈輪在軸上的縱向固定
由裝鏈輪的那部分軸的直徑為35mm，長(zhǎng)度為25mm，故選鍵b×h=10×8，l=16。另外鏈輪需用軸端擋圈阻止其軸向移動(dòng)，其選擇參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第189頁(yè)。
選擇B型螺栓軸端擋圈，可確定以下尺寸：
圖7-5
H=5，D=45，倒角c=1 螺栓M6×20，墊圈6。 安裝尺寸。
7.2.2 分讀盤(pán)的周向固定
分度圓的軸向固定用半圓鍵，由分讀盤(pán)的尺寸d=14，l=14， 選擇鍵b×h=5×5，l=14
致 謝
歲月如歌，光陰似箭，大學(xué)四年就這樣悄然離去?；厥浊髮W(xué)歷程，對(duì)那些引導(dǎo)我、幫助我、激勵(lì)我的人，我心中充滿了感激。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成過(guò)程之中，除了我自己一個(gè)多月來(lái)的潛心學(xué)習(xí)和研究之外，也凝聚了很多人的心血。所以在這里，我要對(duì)幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有人表示感謝。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有張益民、牛振華老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我受益匪淺。盡管他們平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查找資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是他們?nèi)匀患?xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤，在此，謹(jǐn)代表我個(gè)人對(duì)他們致以崇高的敬意和衷心的感謝。其次要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的王昆同學(xué)，我們一起思考，一起借閱資料，由于設(shè)計(jì)題目相同，我們還對(duì)各部分的設(shè)計(jì)達(dá)成共識(shí)，克服了在設(shè)計(jì)中遇到的所有困難，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成！
該課題是我在生產(chǎn)實(shí)踐中結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，包括機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等課程，以及從圖書(shū)館借閱相關(guān)資料才得以將其完成的。由于專(zhuān)業(yè)課知識(shí)水平有限，所以本設(shè)計(jì)仍有許多的不足之處，望讀者給予批評(píng)指正。
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