畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ； 因?yàn)? 5V125 所以，可以。 ③計(jì)算從動(dòng)輪直徑 Dd2 Dd2=i178。 Dd1=179。 90=126mm 選 ： Dd2=126mm Da2=130mm ㈣ 確定中心矩 a 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 如果中心距未給出 ， 可根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初定中心距 ao （ Dd1 + Dd2） a02（ Dd1 + Dd2） （ 90+126） a02（ 90+126） ao432 中心矩取 ao=200， 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 則所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L`d， L`d=2179。 ao+o2d1d2d1d2 a4 )DD()DD( ????? =2179。 200+（ 130+90） + 420210)(130 2? = 選定 Ld=800。則中心距 ： a= ao+ 2L`dLd? =200+ ? = 則中心距的變動(dòng)范圍 ： amin=a－ =－ 179。 810= amax=a+=+179。 810= ㈤ 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α 1 α1=180176。－ aDD d1d2－ 179。 176。 =180176。－ ? 179。 176。 =171176。＞ 120176。 主動(dòng)輪上包角合適 ㈥ 確定帶的根數(shù) Z Z=Laooca KK)P(P P ???Δ 其中： Po— 單根帶的基本額定功率取值： ΔPo— 計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根帶額定功率的增量取值： Ka— 考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)取值： KL— 考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)取值： 則： Z= 5 ).098.(1 6 .3 ???= 所以選定 Z=4 根 。 ㈦ 確定預(yù)緊力 Fo 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 18 根據(jù)公式，并考慮離心力的不利影響時(shí)，單根帶所需的預(yù)緊力為： Fo=500179。 )1K (VZP aca ??+q179。 V2 =500179。?179。（ 1 ?） +179。 =+= ㈧ 計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力，壓軸力 Fp 為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動(dòng)作用在軸上的力 Fp。如果不考慮帶的兩邊的拉力差，則壓軸力 可以近似的按代的兩邊的預(yù)緊力 Fo 的合力來(lái)計(jì)算。即 Fp=2179。 Z179。 F0179。 sin21α =2179。 4179。 179。 sin 2171? = V 帶輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 主動(dòng)輪 的 設(shè)計(jì) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 34 主 動(dòng) 輪 Driving wheel 由于 主動(dòng) 輪直徑較小，所以，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，材料選用 HT150。 由已選電動(dòng)機(jī)型號(hào)尺寸，其輸出軸直徑為 38mm，如圖 24 則： D1=38mm； bd1=； ha1=2mm； hf1=7mm； e1=12mm； f1=7mm[20] B1=（ Z－ 1）179。 e1+2179。 f1=（ 4－ 1）179。 12+2179。 7=50mm Da1=Dd1+2179。 ha1=90＋ 2179。 2=94mm 輪槽角α取值： 38176。 從動(dòng)輪的 設(shè)計(jì) 從動(dòng)輪同樣采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，材料選用 HT150，如圖 35： 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 20 圖 35 從 動(dòng) 輪 Driven wheel 其結(jié)構(gòu)尺寸選擇為 ： D2=38mm； bd2=； ha 2=2mm； hf2=7mm； e2=12mm； f2= 7mm B2=(Z－ 1)179。 e2+2179。 f2=（ 4－ 1）179。 12+2179。 7=50mm Da2=Dd2＋ 2ha=126+2179。 2=130mm 輪槽角 α取 38176。 鋸片主軸的設(shè)計(jì) [20] 初步確定軸的最小直徑 初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 Ao=112，于是得： Dmin= A0179。 3nP=112179。 3= 擬定軸上零件的裝配方案 輸出軸的最小直徑是安放鋸片處的直徑，為使所選軸的直徑 D 與鋸片孔徑青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 相適應(yīng)。故加工鋸片 M38 的螺紋。則對(duì)應(yīng)緊定鋸片的圓螺母選用型號(hào)為：GB6172— 86 M38 厚為 12mm。 兩軸承放在軸承支座上，內(nèi)圈與軸頸配合，外圈與軸承支座形成配合，皮帶輪與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，端面定位用軸端擋圈。 各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定 由于已選定大帶輪內(nèi)徑為 38mm，則該軸段 直徑 為 38mm， 而帶輪寬 L 為50mm，則選定軸段 長(zhǎng)度為 48mm。 則設(shè)計(jì)各個(gè)軸段尺寸如下：如圖 3－ 6 所示 ， 3238 42 45 474542 38422182 軸上零件軸向定位 帶輪與軸段采用平鍵配合，根據(jù)軸轂 為 38mm所以選取平鍵型號(hào)： b179。 h=10179。 8， GB/T1095－ 79， 鍵槽用鍵銑刀加工，長(zhǎng)為 28mm，為保證良好的對(duì)中性，則帶輪輪轂的公差配合為： H7/n6。取軸端倒角為 2179。 45176。，各軸肩處圓角的半徑 。 具體 裝配如圖 37 所示。 圖 36主軸 Axis 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 22 10987654321?38H7/n6 圖 37 主軸裝配圖 1鍵槽 2鍵 3螺 釘 4從動(dòng)輪 5軸承端蓋 6角接觸球軸承 7箱體 8主軸 9擋板 10固定螺栓 Axis setting drawing 1keyseat 2key 3screw 4driven wheel 5bearing cover 6angular contact ball bearing 7case 8shaft 9baffle 10set bolt 軸上載荷計(jì)算 這里的計(jì)算應(yīng)該分別求出軸在 XY 方向上的受力和 YZ 方向上的受力，并求其彎矩，然后在求合力 矩，以校核其是否滿足設(shè)計(jì)要求，求解過(guò)程如下： （ 1） 如圖 38a 所示，求出其在 XY 方向上的受力， 在 XY 平面，由∑ MB =0，∑ F=0 得： FNH2179。 198－ Fo179。 (198+67)=0 F NH1+FNH2= Fo 已知 M 軸 =45N178。 m 則由 F179。 D/2=M 軸 Fo=2M 軸 /D=2179。 45/=236N，即 Fo=236N 解得： FNH1=， FNH2=－ 求 XY 方向上的 彎距 如圖 38b 所示得： MV=F0179。 CD=236179。 87=20532N178。 mm （ 2） 如圖 38c，求出其在 YZ 方向上的 受力， 在 YZ 平面上，由∑ MB=0，∑ F=0 得： FZ179。 87－ FNV2179。 198=0 FZ+FNV2= FNV1 已知 FZ= 解得 ： FNV1=， FNV2= 求 YZ 方向上的 彎距 如圖 38d 所示得： MH =FZ179。 AB=179。 87=178。 mm 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 總彎矩 如圖 e 所示得 ： M= mmN2 5 9 9 5 9 4 72 0 5 3 2MM 222V2H ????? 已知鋸片軸轉(zhuǎn)速為 1024r/min， 電動(dòng)機(jī)傳到鋸片軸上的功率為 ： 為η 帶 =[19] P=Pwη=179。 =（ 包括了軸承的效率 ） N軸 =1024r/min 所以軸的扭矩為 ： T 軸 =9549179。 =44665N178。 mm=45N178。 m c:YZ平面 受力圖a:XY面受 力圖T=44665N mme: 合彎距圖d:YZ平面 彎矩圖b:XY面彎 矩圖6719887YZX A B C DF 0F NV1F NH1F NV2 F NH2F NV1F NV2F ZF ZF 0FNH1F NH2M H = Nm mM=2559 8N mmM V =20532N mmM HM v 圖 38軸的載荷分布 Axis load distribution 按彎矩扭矩合成力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) ， 通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 （ 即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度 ， 并取α =， 軸的計(jì)算應(yīng)力 ： 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 24 caδ = ? ?W TM 22 α? = ? ?322 446 82 ? ?? = 前已經(jīng)選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理， [δ1]=60MPa ，因此， δca [δ1] 所以安全合理。 主傳動(dòng)系統(tǒng)上 軸承的確定及校核 [20] 鋸片軸采用兩軸承 及 一小箱體 。工作需要，使軸豎直放置，由于受到本身的重力作用，故應(yīng)該選用角接觸球軸承 ，背對(duì)背裝配 。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇軸承型號(hào)為： 7009C； GB/T297— 1994 基本參數(shù)為： d=45mm； D=75mm； B=16mm； α=15176。 預(yù)期計(jì)算壽命： 36000h 基本額定動(dòng)載 荷 Cr： ； 基本額定靜載荷 Cor： 軸承2主軸軸承1鋸片F(xiàn) d1F d2F r2F r1F ae 圖 39主軸 軸承 的受力 分析圖 Fig 39 Axis pillow stress distribution 具體計(jì)算過(guò)程如下，分布圖如 39 所示； ① 求兩軸承受到的徑向載荷 Fr1和 Fr2 Fr1= NV12NH12 FF ? = 22 ? =447N 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 Fr2= NV22NH22 FF ? = 22 ? = ② 求兩軸承的計(jì)算軸向力 Fa1 和 Fa2 對(duì)于 7009C 型軸承，軸承派生軸 向力 Fd=e Fr； 其中 e 為的判斷系數(shù)，其值由 Fa/Co 的大小來(lái)確定，但現(xiàn)軸承軸向力 Fa未知，故先初取 e=，因此可以估算 [20]： Fd1=179。 Fr1=179。 447= Fd2= 179。 Fr2＝ 179。 = 其中： Fae為軸及軸上零部件的重力 ,經(jīng)計(jì)算， Fae約為 400N。 由公式得 : Fa1= Fae+Fd2=400+=； Fa2= Fd2= 0a1 ?? 0a2 ?? 用線性插值法求計(jì)算 e1=+ )( 0 .1 7 0).(0 ?? ??? e2=+ )( 0 .0 2 9)( ?? ??? 再計(jì)算 Fd1= e1179。 Fr1=179。 447= Fd2= e2179。 Fr2＝ 179。 = Fa1= Fae+Fd2=400+= ； Fa2= Fd2= 0a1 ?? 0a2 ?? 兩次計(jì)算值相差不大，因此確定 e1= e2= ③ 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P1 和 P2 因?yàn)??＞ e1 ?? e2 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 26 分別進(jìn)行查表 135： 對(duì)于軸承 1： X1= Y1= 對(duì)于軸承 2： X2=1 Y=0 因?yàn)檩S承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，得 fp為 取 則 P1= fp179。（ X1179。 Fr1+ Y1179。 Fa1） =179。（ 179。 447+179。 ） = P2=fp179。（ X2179。 Fr2+ Y2179。 Fa2） =179。（ 1179。 +0179。 ） = ④ 驗(yàn)算軸承壽命： 所以 P1 ＞ P2， 所以只需按軸承 1的受力大小驗(yàn)算： Lh= n60106? 179。（1PC ） 3= 102460106? 179。（ ） 3 =43931h 設(shè)計(jì)要求為 36000小時(shí)，符合要求。 機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮采用 圖 310 結(jié)構(gòu) ： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 87654321???? 圖 310電機(jī)及傳動(dòng)主軸 1鋸片 2墊片 3槽鋼 4角接觸球軸承 5鍵 6主軸 7橫梁 8絲杠 Electric motor and Transmission axis 1swa bit 2filler piece 3box iron 4angular contact ball bearing 5key 6shaft 7beam 8lead screw 這里不用對(duì)主軸箱中各零部件進(jìn)行校核。 小型石柱石球數(shù)控加工機(jī)機(jī)床部分的設(shè)計(jì) 28 4 縱向橫向進(jìn)給系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì) 這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是能實(shí)現(xiàn)鋸片的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給，要求橫向進(jìn)給長(zhǎng)度為 1500mm，縱向進(jìn)給 高 度為 1200mm，步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)使得 半精加工最小進(jìn)給步長(zhǎng) 。 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是橫梁的設(shè)計(jì)， 考慮到橫向