立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 興湘學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2010963127 姓 名： 王 寧 指導(dǎo)教師： 馮 建 軍 完成日期： 2014 年 5 月 25 日 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 I 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 論文（設(shè)計(jì)）題目： 立 式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 2010963127 姓名：王寧 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 馮建軍 系主任： 劉柏希 一、主要內(nèi)容及基本 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3、主軸變速系統(tǒng)中傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用 件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。 基本要求：預(yù)期提交的材料清單 :1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份； 2、設(shè)計(jì)圖紙一套（包括零件圖和裝配圖）。 銑床主要參數(shù) 主軸端面至工作臺(tái)距離 ( 30~350 主軸中心線到床身垂直導(dǎo)軌的距離（ 215~470 主軸孔錐度 7： 24 主軸孔徑（ 29 主軸轉(zhuǎn)速（ r. p. m） 18 級(jí) 30~1500 主軸軸向移動(dòng)距離 ( 85 主電機(jī)功率 (速（轉(zhuǎn) / 450 二、重點(diǎn)研究 的問(wèn)題 主軸變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)零件的 設(shè)計(jì) 計(jì)算。 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 、進(jìn)度安排 序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 資料收集 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題 1~2 周 2 方案確定 3~4 周 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 5~6 周 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 7 周 5 三維建模及裝配 8~13 周 6 翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算 14 周 7 畢業(yè)答辯 15 周 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 等教育出版社， 2008. [2] 吳宗澤 M] 等教育出版社， 2007. [3] 黃冰 M] 械工業(yè)出版社， 2003. [4] 現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) M]械工業(yè)出版社， 2006. [5] 孫桓、陳作模、葛文杰編 .《機(jī)械原理》 [M]等教育出版社， 6] 朱孝錄主編 .《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M]子工業(yè)出版社 [7] 成大先主編 .《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M]學(xué)工 業(yè)出版社 [8] 李云主編 .《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè)》 [M]械工業(yè)出版社 ,[9] 詹立新，基于單片機(jī)萬(wàn)能銑床自動(dòng)滾齒系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J](45):45,48. [10] 胡占齊，崔云起，李玉昆 . 基于通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床的球形滾刀鏟齒加工 [J]2009， 9(30):1047,1050. [11] 趙潔，侯永亮 . 床數(shù)控化改造 ——— 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 [J]2010， 3(23):184,185. [12] 陳學(xué)東，王華 . 大型數(shù)控龍門(mén)鏜銑床精度熱穩(wěn)定性控制探析 [J]2011， 8(160):160,168. [13] 李愛(ài)民，毛杰，楊安 控銑床熱變形誤差分析及補(bǔ)償探究 [J]2013， 9(54): 111,119. 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 潭大學(xué) 興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 2010963127 姓名 王寧 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 無(wú)創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容符 合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，難度適中；該生 靈活性 較強(qiáng)， 能夠很好的綜合運(yùn)用知識(shí) ，具備 研究和創(chuàng)新的能力 ， 對(duì)于計(jì)算機(jī)了解較透 ；畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙圖表 清晰、完整 。 評(píng)閱人： 年 月 日 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn) 學(xué)號(hào)： 2010963127 姓名： 王寧 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 58 頁(yè) 圖 表 8 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床 主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完成一個(gè) 18 級(jí) 主軸變速系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，這種變速箱廣 用于各種機(jī) 械的主傳動(dòng)系統(tǒng)，從而達(dá)到提供多種輸出轉(zhuǎn)速而達(dá)到目的，此設(shè)計(jì)完成后預(yù) 計(jì)達(dá)到普通機(jī)床的加工與精度要求。 此設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 計(jì)面廣 求 較高 本次設(shè)計(jì)的主要收獲： 計(jì)面廣，需要用到大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，完成本 次設(shè)計(jì)相當(dāng)于對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧，增加了解； 高了自己運(yùn)用知 識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力； 是在發(fā)現(xiàn)和改正問(wèn)題的同時(shí)，不斷 充實(shí)自己，提高自己。尤其是對(duì)于本次設(shè)計(jì)中的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，需要查閱大量的圖標(biāo)， 且計(jì)算過(guò)程比較繁瑣，設(shè)計(jì)知識(shí)較多。因此，在本次設(shè)計(jì)更加增進(jìn)了我對(duì)機(jī)械行業(yè)養(yǎng)成 嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的重要性，端正了對(duì)待學(xué)問(wèn)的態(tài)度，擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 V 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題基本符合機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能夠達(dá)到 畢業(yè)生訓(xùn)練要求 。題目具有一定難度，設(shè)計(jì)工作量 非常 大。該生 能夠搜集資料并綜合運(yùn)用所學(xué) 知識(shí)，具有歸納總結(jié)的能力 ，設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠綜合運(yùn)用各種資料和所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 文字簡(jiǎn)單明了、思路清晰、圖表規(guī)范 ，圖表規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算 和圖紙 基本正確 ，該生具備 有 獨(dú)立從事工程設(shè)計(jì)的能力。 同意其參加答辯，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員 會(huì)意見(jiàn) 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 購(gòu)買(mǎi)文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 錄 摘要 ……......……………………...…………………………………… ..………………………………………………………… ..…… .. 2 第一章 緒論 ……...………………………………………………… ......一節(jié) 銑床 的 研究 .………………………………...……………… .二節(jié) 設(shè)計(jì)概述 ……...………………………… ………………… .二章 方案的設(shè)計(jì) ……...…………………………………… … …… ..三章 齒輪的設(shè)計(jì) ……...…………………………………………… 10 第一節(jié) 初選各齒輪齒數(shù) ……...…………………………………… 二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……...…………………………………… 章附錄 ……...…………………………………………………… .四章 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……...……………………………………… 一節(jié) 初步確定各軸的最小直徑 ……...………………………… 二節(jié) 各軸的強(qiáng)度校核 ……...……… …………………………… 五章 軸承的壽命計(jì)算 ……...……………………………………… 六章 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……...………...…………………………… .謝 ……...………...…………………………… . …………………… . 40 參考文獻(xiàn) ……...……………………………………………………… ..獻(xiàn)翻譯 ……...……………………………………………………… ..文文獻(xiàn) ……...……………………………………………………… .. 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 立式銑床主 軸變速 系統(tǒng)是一種將一個(gè)轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過(guò)變速輸出多個(gè)轉(zhuǎn)速來(lái)滿足需要不同轉(zhuǎn)速的 要求 。這種 系統(tǒng) 廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)之中。 械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造基礎(chǔ)，材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要是完成 主軸 變速箱的設(shè)計(jì)，包括齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸承的壽命校核及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的 式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞 立式銑床 變速輸出 立 式銑床 2 is a of a to of is in of C of so on is to of of is in 3 第一章 緒 論 第一節(jié) 銑床的研究 機(jī)械工業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)裝備并且?guī)?dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，而機(jī)床是機(jī)械工業(yè)一個(gè)核心地位，是提供制造場(chǎng)所和技術(shù)的加工機(jī)器。機(jī)床總數(shù)、質(zhì)量等是衡量某個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展程度標(biāo)志。目前機(jī)械加工中，其中金屬切削是機(jī)床最重要的一個(gè)用途。機(jī)床先進(jìn)性直接影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展程度。銑床具有效率高、精度高等特點(diǎn) , 是機(jī)床中最主要的代表 ,其中精密銑床、數(shù)控銑床特別是國(guó)防、航空、汽車、拖拉機(jī)、造船、機(jī)床和工具制造等部門(mén)占機(jī)床總擁有量的 1 / 1 0 以上。 銑床從結(jié)構(gòu)分為工作臺(tái)不升降銑床、龍門(mén) 銑床、升降臺(tái)銑床。從功能自動(dòng)化程度等方面又可分為普通銑床、數(shù)控銑床 (包括加工中心 ) 。 銑床的研究歷來(lái)被各界專業(yè)人士所困擾，如銑床滾齒設(shè)計(jì)，五坐標(biāo)數(shù)控銑床球形滾刀，銑床精度熱穩(wěn)定性探析及其熱變形誤差分析鏟齒加工，銑床數(shù)控化改造及補(bǔ)償探究等等。銑床圓柱齒輪滾齒加工主要是在滾齒機(jī)上加工。因此成形銑刀旋轉(zhuǎn)是通過(guò)銑床主軸帶動(dòng) ,齒輪齒槽的加工是通過(guò)分度頭支撐尾座帶動(dòng)工件沿齒輪的齒槽方向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。因此分度誤差較大加上成形法齒輪加工中存在較大的原理性誤差 , 所以銑床加工是精度較差。因此有必要對(duì)銑床在某個(gè)方面進(jìn)行改裝。萬(wàn)能 銑床自動(dòng)滾齒系統(tǒng)的研制成功改變了某個(gè)缺點(diǎn)。以單片機(jī)作為核心控制單元 ,其轉(zhuǎn)速信號(hào)采用光電編碼器采集齒輪毛坯和滾刀 ,其轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工件與刀具定比例 , 展成法齒輪加工從而實(shí)現(xiàn)了齒輪加工精度低和加工效率低的問(wèn)題。然而為了解決在銑削過(guò)程中一些幾何形狀復(fù)雜 , 制造困難的物體 . 從而想到球形滾刀制造的關(guān)鍵技術(shù) —— 鏟齒工藝 , 而通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床正適合這一方法 . 根據(jù)被加工齒輪和滾刀的嚙合關(guān)系 ,建立了鏟齒球形滾刀齒側(cè)面的數(shù)學(xué)模型 ,它的工作原理是基于連續(xù)分度的展成原理 , 因此加工效率和精度高于盤(pán)形銑刀仿形法加工內(nèi) 齒輪 一般在專用的鏟齒機(jī)床上進(jìn)行 給出了程序的數(shù)學(xué)模型和后處理方法 ,推動(dòng)球形滾刀加工內(nèi)齒輪這一齒輪技術(shù)的廣泛應(yīng)用。 機(jī)床主要的動(dòng)力源來(lái)自于電機(jī)，其中一個(gè)關(guān)鍵是選用步進(jìn)電機(jī)，利用它可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的全數(shù)字化伺服系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信號(hào)所以在開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)獲得了。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)中執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)將進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移， 帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢 4 測(cè)環(huán)節(jié)， 因此它的精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，其 速度或多或少對(duì)步進(jìn)機(jī)性能有一點(diǎn)影響，對(duì)步進(jìn)電機(jī)選擇，應(yīng)使機(jī)械系統(tǒng)和步距角α匹配，機(jī)床使用時(shí)所要求的脈沖當(dāng)量所需的量就會(huì)得到適宜，其最高連續(xù)運(yùn)行頻率能夠滿足機(jī)床移動(dòng)的需求。選擇步進(jìn)電機(jī)不僅它能滿足我們所需要的設(shè)計(jì)要求而且在某個(gè)方面我們還能降低機(jī)床的成本。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)后機(jī)床投入使用生產(chǎn)效率翻了一番加工質(zhì)量顯著提高，以往令人頭疼的技術(shù)問(wèn)題也沒(méi)了。因?yàn)閷惒诫妱?dòng)機(jī)改為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使機(jī)床的穩(wěn)定性、精度有很大提高改善了工作環(huán)境 , 消除了粉塵和噪聲污染。對(duì)于一些難加工的型面復(fù)雜的零件，也能使其達(dá)到理想條件。 機(jī)床技術(shù)的發(fā)展 和提高，加工效率也要同步發(fā)展，要求機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)速度提高的同時(shí)，快移速度相應(yīng)提高。各座標(biāo)軸的進(jìn)給速度也需要提高這就造成機(jī)床各部分發(fā)熱不均衡而且散熱也不太相近，這就使機(jī)床熱穩(wěn)定性，造成機(jī)床穩(wěn)定性加工的好壞因素。所以在使用機(jī)床時(shí)要考慮環(huán)境溫度的變化，而且可以采取適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)儀對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，這樣避免因機(jī)床某個(gè)零部件從而影響機(jī)床的性能，最終對(duì)機(jī)床的熱穩(wěn)定性的熱源分析的直接目的是相對(duì)工件的位置時(shí)落下的刀具加工及刀具移動(dòng)或工件一致性。通過(guò)探究我們可以知道機(jī)床發(fā)熱主要是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)發(fā)熱、氣溫、切削。另外機(jī)床安置的廠房布 置對(duì)機(jī)床精度影響也有影響特別是南方廠房，因此盡量在通風(fēng)多光線足的地方。機(jī)床部件發(fā)熱的影響主要是座標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)發(fā)熱和主傳動(dòng)發(fā)熱。主傳動(dòng)安裝在滑枕上主軸在滑枕下端，滑枕相對(duì)而言是直徑大的桿類，熱變形特性復(fù)雜這與導(dǎo)軌布置方式、滑枕截面形狀有很大關(guān)系。此類機(jī)床主傳動(dòng)動(dòng)力傳入方式主要是從端面?zhèn)魅牖蛘哒鎮(zhèn)魅?，正面?zhèn)魅耄鋬?yōu)點(diǎn)傳動(dòng)剛性較好傳動(dòng)鏈短，其導(dǎo)軌釆用半包容結(jié)構(gòu)，滑枕尺寸大，增強(qiáng)了滑枕的剛性，其缺點(diǎn)是熱量在滑枕正面大量聚集，導(dǎo)致滑枕反面和正面熱量不同使滑枕變形系數(shù)大。端面?zhèn)魅胗捎趥鲃?dòng)剛性差，滑枕尺寸相對(duì)較小，導(dǎo)軌釆用 全包容結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)，滑枕的結(jié)構(gòu)剛性稍弱，但在滑枕端面獲得了大量的熱量，以致滑枕正反面溫度相差不大滑枕變形小。進(jìn)給傳動(dòng)熱源主要提供座標(biāo)軸，如進(jìn)給電機(jī)發(fā)熱或齒輪齒條傳動(dòng)發(fā)熱和滾珠絲杠傳動(dòng)發(fā)熱傳導(dǎo)到傳動(dòng)部件，結(jié)果導(dǎo)致機(jī)床精度變差。所以機(jī)床布置間隔距離應(yīng)大，不要對(duì)著陽(yáng)光直射廠房建造時(shí)盡可能高，通風(fēng)好以便空氣流動(dòng)這樣機(jī)床的溫度才會(huì)均衡。對(duì)主軸部件發(fā)熱及主傳動(dòng)的控制方法通常采用在加工前進(jìn)行預(yù)熱通?；砗椭鬏S熱穩(wěn)定系數(shù)已相對(duì)穩(wěn)定再進(jìn)行加工作業(yè)時(shí)可避免加工精度造成的影響?；蚴遣捎孟嗤瑴囟葯C(jī)油對(duì)主軸和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。伺 服電機(jī)發(fā)熱一般用隔熱墊使熱源和電機(jī)隔離，還可以在機(jī)床和電機(jī)相連部位用冷卻方式控制。滾珠絲杠傳動(dòng)發(fā)熱可以采用中空絲杠從中通入循環(huán)冷卻油，將絲杠溫度降低，保證進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)剛性好，使機(jī)床精度大幅提高?；蛘卟捎么笾睆綕L珠絲杠，熱容量增加，溫升減少便達(dá)到目的。數(shù)控銑床高效率、 5 柔性化、高精度的迅速發(fā)展，因此數(shù)控銑床加工精度、可靠度、精度穩(wěn)定性的要求更高，如何減少機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的熱變形誤差一直是個(gè)難題。因加工過(guò)程中的絲杠、導(dǎo)軌床身、滾珠等誤差是影響幾何精度，因此補(bǔ)償方法和熱變形誤差分析的研究，有助于改善加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。 其原因在實(shí)際生產(chǎn)中是不能提供有效地環(huán)境如恒溫、無(wú)塵、恒濕等，這樣加工出來(lái)的產(chǎn)品誤差較大。歸咎其主要原由有被工裝、加工件、機(jī)床工作臺(tái)聯(lián)接件的結(jié)合面、夾具等不同運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在內(nèi)、外熱源的作用發(fā)生了不同程度的變形。熱源隨著零部件不同成非線性變化。以及機(jī)床外面所處位置不同而使散熱條件有差異。數(shù)控銑床通常配備有變頻器、接觸器、大功率的變壓器等電器元件通常置于位于床身背后，一般機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間工作產(chǎn)生的熱量被人忽視以致產(chǎn)生的熱變形使加工零件造成誤差偏差大，使產(chǎn)品質(zhì)量不合格。數(shù)控銑床發(fā)熱源出了這些還有液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、動(dòng)力源的能量損耗 這些熱量一般不定隨輸出功率的大小而不斷變化屬非恒定熱源。運(yùn)動(dòng)副產(chǎn)生的摩擦熱要是指轉(zhuǎn)動(dòng)副、螺旋副和移動(dòng)副。移動(dòng)副產(chǎn)生的磨擦較少 ,運(yùn)動(dòng)時(shí)速度很低 ,轉(zhuǎn)動(dòng)副及其密封相對(duì)而言產(chǎn)生的熱也相對(duì)少，這樣旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)軸配合的箱體產(chǎn)生非線性的溫度場(chǎng)，以致旋轉(zhuǎn)軸傾斜和偏移。滾珠絲杠對(duì)于每節(jié)來(lái)說(shuō)產(chǎn)生的熱源很少但是整個(gè)累積起來(lái)的熱誤差卻不可估量的。在數(shù)控銑床上加工熱零件時(shí)，通常粗、精加工幾乎在同一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行，粗加工時(shí)所產(chǎn)生的切削熱很大。怯薛時(shí)將機(jī)床產(chǎn)生的機(jī)械能通過(guò)切削轉(zhuǎn)化金屬材料變形所用的熱能。而傳輸?shù)臒崃糠峙浒凑账庸r(shí)條件而定。 一般情況下在不加冷卻液切削時(shí)傳給工件的熱量按估計(jì)不到三分之一，大量熱源被切屑帶走，其中切屑飛落散布在機(jī)床和工作臺(tái)中，顯然這樣對(duì)機(jī)床的熱變形造成的影響很明顯了，機(jī)床一般通過(guò)太陽(yáng)照射這樣機(jī)床光照時(shí)正面和反面出現(xiàn)的溫度差就會(huì)很明顯，進(jìn)而引起機(jī)床熱變形產(chǎn)生導(dǎo)致周期性的變幅加工誤差。設(shè)備會(huì)隨著環(huán)境溫度、晝夜溫差和氣溫變化而變化?？諝饬鲃?dòng)和空氣的冷熱交換使被加工件和機(jī)床的溫度發(fā)生明顯變化，這樣影響是被加工件的尺寸精度、位置精度和機(jī)床的精度。而那些加工面多、定位面、加工周期長(zhǎng)的工件，晝夜溫差相差很大所以得考慮可能會(huì)引起表 面粗糙度誤差和幾何精度誤差。用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方法通過(guò)分析可以補(bǔ)償熱變形誤差減少，并且控制熱變形誤差我們可以硬件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)如用加大冷卻液流量、加注潤(rùn)滑油減小摩擦、較大的排風(fēng)扇。熱誤差的補(bǔ)償是在不同條件下工況條件下熱誤差的模型實(shí)現(xiàn)的，而這種條件的選擇主要是看模型的合理性。因此我們必須收集大量的信息和數(shù)據(jù)分析建立模型探究溫度和熱誤差。 6 第 二 節(jié) 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3、主軸變速系統(tǒng)中傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用 件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力 學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。 完成本設(shè)計(jì)的主要步驟為： 1、 資料收集 ； 2、 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題 、 方案確定 ； 4、設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 5、 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 ； 6、 三維建模及裝配 ； 7、 翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 8、 畢業(yè)答辯。 7 第二章 方案的設(shè)計(jì) 變速箱原理： 參考 式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床，選擇額定功率為 步轉(zhuǎn)速為 1450r/號(hào)為 動(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器與Ⅰ軸相連。通過(guò) 26:54 的一對(duì)齒輪帶動(dòng)Ⅱ軸，使Ⅱ軸獲得一種轉(zhuǎn)速，Ⅱ軸上三聯(lián)齒輪（齒數(shù)分別為 19、 22、 16），可以沿軸向移動(dòng)，分別與Ⅱ軸上的三個(gè)齒輪嚙合，以 19:36、 22:33、 16： 39 的傳動(dòng)比使Ⅲ軸得到三種轉(zhuǎn)速，Ⅳ軸上也有一個(gè)可軸向滑移的三聯(lián)齒輪與Ⅲ軸上的齒輪嚙合，以 28:37、 18:47、 39:26 的傳動(dòng)比將運(yùn)動(dòng)傳給Ⅳ軸，這時(shí)Ⅳ軸就可以得到九種轉(zhuǎn)速。Ⅳ軸的右端還有一個(gè)雙聯(lián)齒輪與主軸（Ⅴ軸）上的齒輪嚙合，其傳動(dòng)比為 82:38、 19:傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為： 電動(dòng)機(jī) — Ⅰ —5426— Ⅱ —??????????????????391636193322— Ⅲ —??????????????????471837282639— Ⅳ —??????????????71193882— Ⅴ（主軸） 傳動(dòng)系統(tǒng)圖如 2速表如 案一 8 方案二 方案三 圖 2傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 9 圖 2臥式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 ? m i n/882m in/728,2639m in/619,3322m in/in/???????????????????????????確定齒輪的傳動(dòng)效率為： ? ，滾動(dòng)軸承的效率 ? 輸入功率： 10 ????????????????????????????電轉(zhuǎn)矩： ????????????????????????????????? . 8 3 齒輪的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 初選各齒 輪齒數(shù) 參考臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床 定各齒輪齒數(shù)如表 3 表 3齒輪齒數(shù) Ⅰ、Ⅱ軸之間 Ⅱ、Ⅲ 軸之間 Ⅲ、Ⅳ 軸之間 Ⅳ、Ⅴ 軸之間 第 1對(duì) 第 2對(duì) 第 3對(duì) 第 4對(duì) 第 5 對(duì) 第 6對(duì) 第 7對(duì) 第 8對(duì) 第 9對(duì) 5426 3322 3619 3916 3926 3728 4718 8238 7119 注：如無(wú)其它標(biāo)注，本 章計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)均來(lái)自濮良貴、紀(jì)名剛主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版，高等教育出版社， 2010。 11 第二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料。 1） 直齒圓柱齒輪； 2） 臥式銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選 7級(jí)精度（ 88）； 3） 材料選擇，由表 100制處理，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)制處理，硬度為 250者材料硬度差為 30 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 10行計(jì)算，即 ? ???????????1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1) 由試 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，預(yù)設(shè)齒輪工作壽命 15 年（設(shè)每年工作 300天），兩班制。 911 530082(1145060????????? 2N 1N /u=910 /(54/26)=10? h 2) 由圖 10— 19取接觸疲勞壽命系數(shù) ; 3) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，由式 (10— 12)得 ? ? M P ??? ??? ? M P 2??? ?? 4) 試選載荷系數(shù) 3.1?由表 10 6) 由表 10 ? 7) 由圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 001l ??；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限li m 2 550H M P a? ?。 （ 2）計(jì)算 12 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑入 ? ?H? 中較小值 ? ? 2432?????????????????????）計(jì)算圓周速度 v v= t /n 11 ?? ???? ??3)計(jì)算齒寬 b。 b=dΦ?× )計(jì)算齒寬與齒高之比 。 h=3 ? ?tm t 0 2 ?5)計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) v=s， 7級(jí)精度，查圖 10K； ;1H ?? ?? 查表 10K ； 查表 10級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐費(fèi)對(duì)稱布置時(shí) h， 0載荷系數(shù) ??????? 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（ 10 311 ???? 7) 計(jì)算模數(shù) m ?? 13 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度校核 由式（ 10曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 ? ? )(m 3Y??（ 1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1）由圖 10?2）由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?1500齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ?2380 3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=式（ 10 ? ? 3 0 3 . 5 7 M P 4 5000 . 8 5111 ???? M P ?? ? ??? ??4) 計(jì)算載荷系數(shù) K。 ???? 1× ）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表 10 1 5 9 5YS a 2S a 1 ?? ；6) 查取齒形系數(shù) 查表 10 2 6 0YF a 2F a 1 ?? ；7)計(jì)算大小齒輪的? ?? ? 0 1 3 3 5 9 1F a 1 ???F 小齒輪的數(shù)值大 （ 2）計(jì)算 ? ? 1 . 5 40 . 0 1 6 5261 5 2 62)( 43? ?????Y? ? 0 1 6 8 2F a 2 ???F 14 圓整模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2，而 ????符合要求，齒輪既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度同時(shí)也滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4. 計(jì)算齒輪幾何尺寸 分度圓直徑 1 ???? 08254z 22 ???? 中心距 a= 02 21 ??齒輪寬度 b= b=1d =52取 0,5 5 m 1 ?? 二、第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì) 度等級(jí)，材料。 1）選用直齒圓柱齒輪； 2）立式銑床為一般工作機(jī)器，選用 7級(jí)精度（ 88）； 3）材料選擇：由表 100齒輪 45鋼，調(diào)制 — 表面淬火，硬度 48～ 55由式（ 10算彎曲強(qiáng)度 ? ? )(m 3Y??（ 1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 1）由試 10911 103 . 0 1 6)153 0 082(16 9 8 . 260????????? N 1N /u=10? /(39/16)=10? 2）查圖 10大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?1?2620）查圖 10? 4) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=（ 10 ? ? 4 0 7 . 4 2 M P 4 6200 . 9 2111 ???? ?? ? 1 1 . 8 ??? ?? 15 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表 10 1 5 1YS a 2S a 1 ?? ；6) 試選載荷系數(shù) ）由表 10取齒形系數(shù) 由表 10 2 9 7YF a 2F a 1 ?? ；8)計(jì)算大小齒輪的? ? ? ? 0 13 7 2 1 2 Y 1 1F a 1 ???F ? 0 03 6 8 1 2 Y 2 2F a 2 ???F 小齒輪的數(shù)值大。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ? ? ??? ????? 0 . 0 1 1160 . 8 109 . 8 0 2 9 41 . 32)( 43Y?了滿足接觸強(qiáng)度要求，取 m= 得 1d =6? 160 b= b=1d =62 1) 由式（ 10 5 5 ??????2)查表 10Z = 3) 齒 數(shù) 比 u=39/16=) 2 . 51 5 ??? ?????2. 4 3753. 4 3754838 . 4109. 8 029 41. ) 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?圖 10100? 失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，由式 (10 16 ? ? M P ??? ???H? ? ?1H? ，所以滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度 5. 計(jì)算齒輪幾何尺寸 分度圓直徑 82 2 ???? 中心距 a= 98402 21 ????齒輪寬度 取 0,3 5 m 1 ?? 6. 因?yàn)樾↓X輪齒數(shù)小于 17，所以采用變位避免根切， 小 齒 輪 采 用 正 變 位 ， 大 齒 輪 采 用 負(fù) 變 位 ， 且0 5 617xm i nm i nm i n ????? ? z 二級(jí)多聯(lián)齒輪的計(jì)算 1. 多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪的中心距都應(yīng)該相等，所以第一個(gè)多聯(lián)滑移齒輪的模數(shù)為 6由表 10. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì) 算： （3619）齒輪計(jì)算： 分度圓直徑： 1 4196d 11 ???? 16366d 22 ??? 齒寬： ???圓整為： 70 ? 3. （3322）齒輪計(jì)算： 分度圓直徑： 3 2226d 11 ???? 98336d 22 ???? 齒寬： ???圓整為： 80 ? 4. 多聯(lián)齒輪強(qiáng)度的校核：這兩對(duì)齒輪的小齒輪齒數(shù)都比 16大，都能滿足齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度要求。 17 四、第三級(jí)傳動(dòng)齒輪對(duì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 度等級(jí)，材料。 1）直齒圓柱齒輪 2） 7級(jí)精度。 3） 大小齒輪均用 40面淬火，硬度為 48~55 2. 因?yàn)檫x擇為硬齒面，所以初步按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸 由式（ 10算彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ? )( 3Y??1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 （ 1） 查圖得彎曲疲勞極限應(yīng)力 ?1?2360 2） 由式 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 102 3 53 0 082( 660????????? 2N 1N /u=910 /(47/18)=10? h （ 3）由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) ? K（ 4）取安全系數(shù) S=][ F? =1?= M ??2][ F? = 2? = M ?? （ 5）載荷系數(shù) 3.1?6）查表 10 7）查表 10， 并比較其大小： 1[Y?==18 2[Y?==齒輪數(shù)值大。 2）模數(shù) ? ? ??? ????? 0 . 0 1 9 6 7180 . 2 32)( 53Y?）算齒輪傳動(dòng)尺寸 （ 1） 查表 10K V=100060 = ?? ??? 100060 s （ 2） 查圖 105.1?H ?? ?? 3）齒寬 b=dΦ 18= 4）齒寬與齒高之比 ??h（ 5 ）表 10 插 值 法 查 得 7 級(jí) 精 度 、 小 齒 輪 支 撐 不 對(duì) ? ?????? （ 6） h， 0 載荷系數(shù) 3 1 2 4 ??????? 7） m=整 m=6） 計(jì)算齒輪幾何尺寸： 中心距： 9 52/6562/)( 21 ????? 分度圓直徑： 0 818611 ???? 8 247622 ???? 齒寬： 1db?08*19 圓整為 b=25 52 ?? 01 ? 3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核： 式（ 10 ??? ? ?H??計(jì)算式中各參數(shù) 1） K、 11 T 值同上， 2）齒數(shù)比 u=47/18=）查表 10系數(shù) ? 4）失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，許用接觸應(yīng)力可由式（ 10 ? ?H? =1）查圖 10接觸疲勞極限應(yīng)為 M p 2 0 02? ??(2) 查圖 10疲勞壽命系數(shù) ?1 ?H? = M p aM p N 1 2 0 0 0l ?? ?? ???????? ? ?H? =1200足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 五 、第三級(jí)多聯(lián)齒輪的計(jì)算 多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪對(duì)的中心距都相等。 1. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算： ??????3728 的計(jì)算： 分度圓直徑： 6828611 ???? 2 237622 ???? ， 20 中心距： a=2 222168 ?=195齒寬： b=d=168整為： 52 ?? 01 ? （2639） 的計(jì)算： 分度圓直徑： 3439611 ???? 5 626622 ???? ， 中心距： a=2 156234 ?=195齒寬： b=156整為： 5? 01 ? 2. 多聯(lián)齒輪對(duì)的校核 ：這兩對(duì)齒輪的小齒輪都比 16大，都能滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。 六、第四級(jí)傳動(dòng)齒輪對(duì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 度等級(jí)，材料 1）直齒圓柱齒輪； 2） 7級(jí)精度； 3）大小齒輪均用 40質(zhì)后表面淬火，硬度為 48~55 步?jīng)Q定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸 式（ 10 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 ? ? )( 3Y??1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 (1) 查圖得 ?1?23602) 試（ 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 107 3 9 53 0 082( 960????????? 2N 1N /u=810 /(71/19)=10? h (3)查圖 10? K(4)取彎曲疲勞安全系數(shù) S=21 1][ F? =1?= M ??2][ F? = 2? = M ?? (5)載荷系數(shù) 3.1?)查表 107)查表 10， 比較： 1[Y?==[Y?==齒輪數(shù)值大。 2)算模數(shù) ? ? 0 1 8 06 9 4 25?? ?????Y?=)算傳動(dòng)尺寸 (1)查表 10K V=100060 =100060 ????=s (2) 查圖 10.1?H ?? ?? ) 算齒寬 b=dΦ 19=4) 算齒寬與齒高之比 ??h(5) 查表 10插值法查， 7 級(jí)精度， 22 (6) h， 圖 10 荷系數(shù) ??????? )對(duì)m=? 3 整 m=6) 計(jì)算齒輪幾何尺寸 中心距： 702/)7119(62/)( 21 ?????? 分度圓直徑： 1419611 ???? 26