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本科生畢業(yè)論文開題報告書
題 目 Z32K型搖臂鉆床變速
箱的改進設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
專業(yè)班級
指導(dǎo)老師
2006年 3月 18 日
論文（設(shè)計）題目
Z32K型搖臂鉆床變速箱的改進設(shè)計
課題目的、意義及相關(guān)研究動態(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，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動和搖臂旋轉(zhuǎn)運動兩運動相結(jié)合，可以使主軸高速運動到機床尺寸范圍內(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。在實際的操作過程中，這種老牌型號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，費力又費時，以前為了適當(dāng)?shù)厥×Γ鶕?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，減少工人的勞動強度，避免不必要的意外事故發(fā)生，很是有必要對Z32K型搖臂鉆床變速箱進行改進設(shè)計，將原單手柄集中操作系統(tǒng)改進能實現(xiàn)快速自動升降。這樣的話，可以使工作效率大大地提高和降低工人的勞動強度。
2. 相關(guān)研究動態(tài)
沈陽機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70％，出口產(chǎn)品遍及中東、北美、西歐等86個國家和地區(qū)。進入市場經(jīng)濟后，國內(nèi)機床行業(yè)競爭日趨激烈，與中捷搖臂鉆廠生產(chǎn)相同型號產(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)對挑戰(zhàn)，中捷搖臂鉆廠在產(chǎn)品賣得正火的時候，提出了進行跨越產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。第一，用先進技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)品。如普通搖臂鉆床實現(xiàn)了五軸聯(lián)動，價格由幾萬元上升到幾十萬元，達到中國搖臂鉆床最高水平。第二，向國際先進水平靠攏，不斷擴大產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢。ZK系列、橋式和動橋系列產(chǎn)品，十幾項技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先地位。ZK3050獲得自主知識產(chǎn)權(quán)，并成為國家重點新產(chǎn)品；Z3580A萬向搖臂鉆，在任何空間、任意方向、任意位置上實現(xiàn)鉆削功能，不僅填補了國內(nèi)空白，在國外也不多見。在國際著名的芝加哥機床展覽會上，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。在上海國際機床展覽會上，沈陽機床股份有限公司參展的數(shù)控鉆銑床，同時被國內(nèi)三家企業(yè)看好。
搖臂鉆床和大多數(shù)機床一樣，將向數(shù)控自動化、機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)用電子計算機技術(shù)，簡化機械結(jié)構(gòu)，提高和擴大自動化工作的功能，使機床適應(yīng)于納入柔性制造系統(tǒng)工作；提高功率主運動和進給運動的速度，相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的動、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)展超精密加工機床，以適應(yīng)電子機械、航天等新興工業(yè)的需要。
課題的主要內(nèi)容（觀點）、創(chuàng)新之處：
1.主要內(nèi)容
本課題的主要任務(wù)是對Z32K型搖臂鉆床變速箱進行改進設(shè)計，它要求我們通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)原有舊型搖臂鉆床在實際生產(chǎn)使用過程中存在的缺點與不足，然后針對其缺點與不足進行變速箱改進設(shè)計，以達到改善、提高其使用性能。在設(shè)計過程中，在充分考慮在現(xiàn)有生產(chǎn)條件以及材料選擇的同時，重點研究問題有：變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動設(shè)計、升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及傳動連接設(shè)計、裝備圖的繪制、設(shè)計改進后變速箱的可行性、實用性以及它的經(jīng)濟性。
2.創(chuàng)新之處
本次設(shè)計主要是改進搖臂鉆床的升降系統(tǒng)。通過變速箱內(nèi)齒輪嚙合的改變，從而實現(xiàn)自動升降。此次設(shè)計的創(chuàng)新之處是將原有的手動升降改為自動升降。
研究方法、設(shè)計方案或論文撰寫提綱：
1. 研究方法與設(shè)計方案
本課題屬于對傳動部件進行改進設(shè)計，所以設(shè)計要求設(shè)計者須具備一定的有關(guān)機械傳動方面的知識和機械設(shè)計方面的知識，還須對Z32K型搖臂鉆床的變速箱的傳動等結(jié)構(gòu)部分有一定的了解。根據(jù)以往的課題設(shè)計經(jīng)驗，采用理論與實際相結(jié)合的方法，多看、多想、多動手。多查相關(guān)資料，多和指導(dǎo)老師交流，理論聯(lián)系實際，選擇最優(yōu)方案。
針對調(diào)研后發(fā)現(xiàn)存在的問題，絲桿螺距較大（P=6），兩圓錐齒輪傳動時，傳動比雖小，但機床的體架太重，升降比較費時費力，為了適當(dāng)省力，手柄長度過長，操作動作大，當(dāng)拖板接近變速箱時，進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和減速器，這種升降系統(tǒng)雖然彌補了手動升降的缺點，但是又派生了另外的缺點。我查閱相關(guān)資料，采用基本理論與實踐相結(jié)合的辦法，與老師、工人、同學(xué)研究討論，已初步設(shè)計出一套方案。
我的研究設(shè)計方案大體是：直接采用原有的電動機作為升降系統(tǒng)的動力源，在變速箱內(nèi)附加若干齒輪，在原有的主運動傳動系統(tǒng)中，通過齒輪的變化嚙合，把動力傳到螺母上，使螺母達到轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)自動升降。
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,并對搖臂鉆床的傳動部分進行分析,尤其了解其升降系統(tǒng)；
2 ) 制定傳動方案；
3 ) 繪制傳動運動簡圖；
4 ) 電機功率輸入時,對其進行運動和動力分析；
5 ) 通過繪制Z32K型搖臂鉆床傳動總裝圖從而計算出各零件的尺寸及裝配關(guān)系
完成期限和預(yù)期進度：
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)實習(xí)與調(diào)研及開題報告階段；
3.2006.04.03 ------ 2006.05.19 畢業(yè)設(shè)計主要工作階段，完成各種運動和動力設(shè)計計算、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.擺線針輪行星傳動中擺線輪最佳修形量的分析與計算 機械科學(xué)與技術(shù)，2002（6）：906-908
3 孫橫,傅則紹.機械原理 北京：高等教育出版社，1993
4 邱宣懷.機械設(shè)計 北京：高等教育出版社，1994
5 周開勤.機械零件手冊 北京：高等教育出版社，1989
6 申永勝主編.機械原理教程 北京：清華大學(xué)出版社，1999
7 濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計（第七版） 北京：高等教育出版社，2002
8 龔溎義主編.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 北京：高等教育出版社，2002
9 吳宗澤主編.機械設(shè)計使用手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999
10 陳遠章主編.現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊（ 第2卷） 北京：機械工業(yè)出版社，1996
11 黃靖遠.機械設(shè)計學(xué) 北京：機械工業(yè)出版社，1999
12 陳鐵鳴主編.新編機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 北京：高等教育出版社，2003
13 成大仙主編.機械設(shè)計手冊（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
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