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本科生畢業(yè)論文開題報(bào)告書
題 目 Z32K型搖臂鉆床變速
箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)老師
2006年 3月 18 日
論文（設(shè)計(jì)）題目
Z32K型搖臂鉆床變速箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)
課題目的、意義及相關(guān)研究動(dòng)態(tài)：
1. 課題目的、意義
搖臂鉆床主軸裝在搖臂上，可以沿著搖臂導(dǎo)軌移動(dòng)，而搖臂鉆床又可以繞立柱做旋轉(zhuǎn)。主軸箱上搖臂的水平運(yùn)動(dòng)和搖臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可以使主軸高速運(yùn)動(dòng)到機(jī)床尺寸范圍內(nèi)的任意位置，搖臂鉆床又可以沿著立柱上下調(diào)整。Z32K型搖臂鉆床主要是適合大中型零件的多孔加工。在實(shí)際的操作過程中，這種老牌型號(hào)鉆床還是存在著許多不足之處，例如搖臂鉆床的升降系統(tǒng)。由于Z32K型搖臂鉆床的升降系統(tǒng)是單手柄集中操作，操作起來比較麻煩，搖臂鉆床體架太重，費(fèi)力又費(fèi)時(shí)，以前為了適當(dāng)?shù)厥×?，根?jù)杠桿原理，手柄長度又比較長，稍微操作不當(dāng)，容易發(fā)生意外事故。為了提高工作效率，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免不必要的意外事故發(fā)生，很是有必要對(duì)Z32K型搖臂鉆床變速箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，將原單手柄集中操作系統(tǒng)改進(jìn)能實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)升降。這樣的話，可以使工作效率大大地提高和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2. 相關(guān)研究動(dòng)態(tài)
沈陽機(jī)床股份有限公司中捷搖臂鉆床廠的產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率高達(dá)70％，出口產(chǎn)品遍及中東、北美、西歐等86個(gè)國家和地區(qū)。進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)后，國內(nèi)機(jī)床行業(yè)競爭日趨激烈，與中捷搖臂鉆廠生產(chǎn)相同型號(hào)產(chǎn)品的企業(yè)有40多家，中捷搖臂鉆廠產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢受到挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，中捷搖臂鉆廠在產(chǎn)品賣得正火的時(shí)候，提出了進(jìn)行跨越產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。第一，用先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)品。如普通搖臂鉆床實(shí)現(xiàn)了五軸聯(lián)動(dòng)，價(jià)格由幾萬元上升到幾十萬元，達(dá)到中國搖臂鉆床最高水平。第二，向國際先進(jìn)水平靠攏，不斷擴(kuò)大產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢。ZK系列、橋式和動(dòng)橋系列產(chǎn)品，十幾項(xiàng)技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先地位。ZK3050獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并成為國家重點(diǎn)新產(chǎn)品；Z3580A萬向搖臂鉆，在任何空間、任意方向、任意位置上實(shí)現(xiàn)鉆削功能，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，在國外也不多見。在國際著名的芝加哥機(jī)床展覽會(huì)上，中捷搖臂鉆廠參展產(chǎn)品被一位美籍華商相中并當(dāng)場拉走。德國、意大利、西臘、瑞典、伊朗等國家和地區(qū)紛紛提出做中捷牌搖臂鉆的代理經(jīng)銷商。在上海國際機(jī)床展覽會(huì)上，沈陽機(jī)床股份有限公司參展的數(shù)控鉆銑床，同時(shí)被國內(nèi)三家企業(yè)看好。
搖臂鉆床和大多數(shù)機(jī)床一樣，將向數(shù)控自動(dòng)化、機(jī)電一體化和智能化方向發(fā)展。搖臂鉆床未來的發(fā)展趨勢是：應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高和擴(kuò)大自動(dòng)化工作的功能，使機(jī)床適應(yīng)于納入柔性制造系統(tǒng)工作；提高功率主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度，相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)、靜剛度以適應(yīng)采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并發(fā)展超精密加工機(jī)床，以適應(yīng)電子機(jī)械、航天等新興工業(yè)的需要。
課題的主要內(nèi)容（觀點(diǎn)）、創(chuàng)新之處：
1.主要內(nèi)容
本課題的主要任務(wù)是對(duì)Z32K型搖臂鉆床變速箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，它要求我們通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)原有舊型搖臂鉆床在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中存在的缺點(diǎn)與不足，然后針對(duì)其缺點(diǎn)與不足進(jìn)行變速箱改進(jìn)設(shè)計(jì)，以達(dá)到改善、提高其使用性能。在設(shè)計(jì)過程中，在充分考慮在現(xiàn)有生產(chǎn)條件以及材料選擇的同時(shí)，重點(diǎn)研究問題有：變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)連接設(shè)計(jì)、裝備圖的繪制、設(shè)計(jì)改進(jìn)后變速箱的可行性、實(shí)用性以及它的經(jīng)濟(jì)性。
2.創(chuàng)新之處
本次設(shè)計(jì)主要是改進(jìn)搖臂鉆床的升降系統(tǒng)。通過變速箱內(nèi)齒輪嚙合的改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降。此次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處是將原有的手動(dòng)升降改為自動(dòng)升降。
研究方法、設(shè)計(jì)方案或論文撰寫提綱：
1. 研究方法與設(shè)計(jì)方案
本課題屬于對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者須具備一定的有關(guān)機(jī)械傳動(dòng)方面的知識(shí)和機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，還須對(duì)Z32K型搖臂鉆床的變速箱的傳動(dòng)等結(jié)構(gòu)部分有一定的了解。根據(jù)以往的課題設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用理論與實(shí)際相結(jié)合的方法，多看、多想、多動(dòng)手。多查相關(guān)資料，多和指導(dǎo)老師交流，理論聯(lián)系實(shí)際，選擇最優(yōu)方案。
針對(duì)調(diào)研后發(fā)現(xiàn)存在的問題，絲桿螺距較大（P=6），兩圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比雖小，但機(jī)床的體架太重，升降比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，為了適當(dāng)省力，手柄長度過長，操作動(dòng)作大，當(dāng)拖板接近變速箱時(shí)，進(jìn)給手柄與升降手柄容易打在一起，操作者易受傷。而市面上有一種升降系統(tǒng)是在絲桿的端頭安裝小型電機(jī)和減速器，這種升降系統(tǒng)雖然彌補(bǔ)了手動(dòng)升降的缺點(diǎn)，但是又派生了另外的缺點(diǎn)。我查閱相關(guān)資料，采用基本理論與實(shí)踐相結(jié)合的辦法，與老師、工人、同學(xué)研究討論，已初步設(shè)計(jì)出一套方案。
我的研究設(shè)計(jì)方案大體是：直接采用原有的電動(dòng)機(jī)作為升降系統(tǒng)的動(dòng)力源，在變速箱內(nèi)附加若干齒輪，在原有的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，通過齒輪的變化嚙合，把動(dòng)力傳到螺母上，使螺母達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降。
2. 論文撰寫提綱
1 ) 了解Z32K型搖臂鉆床的工作環(huán)境及工作原理,并對(duì)搖臂鉆床的傳動(dòng)部分進(jìn)行分析,尤其了解其升降系統(tǒng)；
2 ) 制定傳動(dòng)方案；
3 ) 繪制傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)簡圖；
4 ) 電機(jī)功率輸入時(shí),對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析；
5 ) 通過繪制Z32K型搖臂鉆床傳動(dòng)總裝圖從而計(jì)算出各零件的尺寸及裝配關(guān)系
完成期限和預(yù)期進(jìn)度：
1.2006.02.15 ------ 2006.03.15 查閱、搜索相關(guān)資料和專業(yè)英語翻譯；
2.2006.03.16 ------ 2006.03.31 畢業(yè)實(shí)習(xí)與調(diào)研及開題報(bào)告階段；
3.2006.04.03 ------ 2006.05.19 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作階段，完成各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算、校核及所有圖紙；
4.2006.05.21 ------ 2006.06.02 完成說明書的編寫和收尾工作。
主要參考資料：
1 He Guang Ping . Self-reconfiguration Of Underactuated Redundant Manipulators With Optimizing The Flexibility Ellipsoid . Chinese Journal of Mechanical Engineering 2005,VOL 18: 92-97
2 張世安.擺線針輪行星傳動(dòng)中擺線輪最佳修形量的分析與計(jì)算 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002（6）：906-908
3 孫橫,傅則紹.機(jī)械原理 北京：高等教育出版社，1993
4 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社，1994
5 周開勤.機(jī)械零件手冊(cè) 北京：高等教育出版社，1989
6 申永勝主編.機(jī)械原理教程 北京：清華大學(xué)出版社，1999
7 濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版） 北京：高等教育出版社，2002
8 龔溎義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) 北京：高等教育出版社，2002
9 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999
10 陳遠(yuǎn)章主編.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)（ 第2卷） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996
11 黃靖遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
12 陳鐵鳴主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) 北京：高等教育出版社，2003
13 成大仙主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1、2、3卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002
指導(dǎo)教師意見：
簽名： 年 月 日
開 題 報(bào) 告 會(huì) 紀(jì) 要
時(shí) 間
地 點(diǎn)
與
會(huì)
人
員
姓 名
職務(wù)（職稱）
姓 名
職務(wù)（職稱）
姓 名
職務(wù)（職稱）
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會(huì)議主持人：
記 錄 人：
年 月 日
系工作小組意見
負(fù)責(zé)人簽名：
年 月 日