【正文】 ??，是允許的 。 ? ?39。 mm。 m 切削力計(jì)算 由以往計(jì)算可知，銑削加工消耗功率最大，故以銑削加工為例，計(jì)算切向銑削力的齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 計(jì)算公式為： F 切 =F0 apaefzz/(πD) 式中： F0 為單位銑削力，根據(jù)鑄鐵試件（ HT200），由手冊查得 F0=2059N/mm2，ae 為銑削寬度， ae=100mm， ap 為銑削深度， ap=5mm， fz 為每齒進(jìn)給量， fz=， z為銑刀刀數(shù)， z=8， D 為銑刀直徑， D=160mm，因此： NF ?? ?????切 切削力矩 M=F 切 R= ～ 360176。所以，提高設(shè)計(jì)機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有： 1. 運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方 法，加快設(shè)計(jì)速度，盡可能的采用 CAD 技術(shù)， 以 降低設(shè)計(jì) 的 成本。但是由于鏈傳動(dòng)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，工作時(shí)有噪聲，主要應(yīng)用在兩軸相距較遠(yuǎn)，低速重載，工作環(huán)境惡劣的場合中，故不選用鏈傳動(dòng)。 采用方法： 先收集資料，確定方案，確定選材； 再擬定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并校核； 繪制裝配草圖，校核有關(guān)技術(shù)參數(shù)； 運(yùn)用 AUTOCAD、 等軟件繪制裝配圖和相關(guān)零件 圖，并通過模具設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)控編程及有限元分析對有關(guān)零件進(jìn)一步分析。 Worm drive。 第二自由度回轉(zhuǎn)精度及 回轉(zhuǎn)角度范圍： 5′、 10176?！?360176。 Rotary table。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 課題研究的內(nèi)容以及采取的方法 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 本課題主要完成 手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái) 整個(gè)裝置 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，包括： 第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度及蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)； 第二自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 第二自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度及蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)； 鎖緊裝置設(shè)計(jì)。 鏈傳動(dòng) 主要的特點(diǎn)： 鏈傳動(dòng) 和 帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無整體打滑和 彈性 打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比， 相對 傳動(dòng)效率較高 ，能在高溫 、 潮濕的情況下工作 ；因 為 鏈條不需像帶那樣 繃 的很緊，所以軸的徑向力較小 ； 鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造 和 安裝精度要求較低，成本 也低 。設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為低成本，而使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為高生產(chǎn)率，高效率，少耗能及維修管理費(fèi)用低等方面。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 3 章 第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 分度精度劃分 由于手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的設(shè)計(jì)，要求第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度及回轉(zhuǎn)角度范圍為： 2′、 0176。 承載力分析 摩擦力計(jì)算 在手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，摩擦力主要考慮工作臺(tái)在負(fù)載回轉(zhuǎn)工作情況下與底盤的摩擦力，根據(jù)設(shè)計(jì)要求手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn) 工作臺(tái)直徑 Ф400mm，最大承載量為 300Kg，取工作臺(tái)質(zhì)量 10Kg，由于 手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)材料選擇 鋼質(zhì)材料，與底盤之間進(jìn)行噴砂處理可取摩擦系數(shù) μ =， g=,則手 動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)在工作過程中，產(chǎn)生的摩擦力為： F=μN(yùn) = （ 10+300） 則由摩擦力產(chǎn)生的摩擦力矩為： T=FR=1519 蝸輪承受主要力矩為摩擦力矩及切削力矩，則 T2=145130N 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2L=60 1 50 43800= 107 壽命系數(shù) 108 77 ???HNK 則 ??H? =KHN 驗(yàn)算傳動(dòng)比 : 21118 1181zi z? ? ? 。 smndvs / os10 0060 5040c os10 0060 11 ??? ????? ??? 從表 1118 中用插值法查得 vf =、 v? =；代入式中得 ? =，大于原估計(jì)值，因此不用重算?！?1176。蝸輪用鑄錫磷青銅（ ZCuSn10P1） ,金屬模鑄造。 （ 4）確定接觸系數(shù) Zρ 從圖 1118[7]查，先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和轉(zhuǎn)動(dòng)中心距 a 的比值 ?ad ，得Zρ=。 從圖 1118[7]得出 39。?? = ? = MPa （ 46） 由于 1 . 5 3 1 . 0 5 1 0 8 8 4 01 . 0 5 0 . 9 5 4 0 . 2 63 0 7 6 1F? ??? ? ? ???MPa? ?F? （ 47） 彎曲強(qiáng)度滿足要求。因此光軸 多 用于心軸和傳動(dòng)軸，階梯軸常用于轉(zhuǎn)軸。 軸作為組成機(jī)器的主要零件， 一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪、蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，在傳遞大 的 動(dòng)力，并要求減少尺寸 和 質(zhì)量，提高軸頸耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常用合金鋼。 主軸直徑及各段軸的長度和直徑的確定 確定主軸的最小直徑 取手柄處施加的轉(zhuǎn)矩 T=30000N根據(jù)軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為不對稱循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 22 2213() 7 9 7 3 0 ( 0 . 7 5 3 0 0 0 0 ) 1 3 . 10 . 1 3 7Eca MT ?? ?? ??? ? ??MPa 前已選軸的材料為 45 鋼，調(diào) 質(zhì)處理 。 截面 C 右側(cè) 的校核和 截面 C 左側(cè) 的校核類似。曲軸通過連桿可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，或做相反的運(yùn)動(dòng)變換。由于軸上零件只須回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故選用直軸，為了方便定位選用階梯軸。 各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等），對提高軸抗疲勞強(qiáng)度有著顯著效果。 軸上各段長度和直徑的初步確定 如圖 61 所示，根據(jù)總體分析 取主軸總長 280?l mm，在根據(jù)軸上各段的作用，分別確定各段的尺寸如下： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 軸上 CD 段 為蝸桿 ，初定尺寸： 303511 ???dl mm；軸上 AB 段 安裝軸端螺母 ，初定尺寸： 121722 ???dl mm ，軸上 鍵槽處 段安裝 手 輪，初定 BC 段 尺寸1516733 ???dl mm，軸的另一 側(cè)與箱體連接 。本設(shè)計(jì)中主要用軸肩、軸端擋圈和圓螺母來實(shí)現(xiàn)軸向定位。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 軸的材料選擇及其上零件的定位 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼 ， 合金鋼比碳鋼具有更高力學(xué)性能 與 更好淬火性能。 只承受扭矩而不承受彎矩（或彎矩很?。┑妮S稱為傳動(dòng)軸。光軸形狀 較 簡單，加工容易，應(yīng)力集中少，但軸上零件不容易裝配 和定位；階梯軸則正好 和 與光軸相反。 mm 截面 C 上的彎曲應(yīng)力： 0 6 57 9 7 3 0 ??? ?? Mb MPa 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 圖 51 主軸示意圖 主軸的載荷分析 軸的受力確定 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 51，做出軸的載荷分析圖，如圖 52 所 示 : 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 52 主軸的載荷分析 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 支反力的計(jì)算 首先計(jì)算蝸桿所受各力：其中蝸桿所受轉(zhuǎn)矩 T1=30000N 而在本 設(shè)計(jì)中軸主要傳遞運(yùn)動(dòng)，且受力較小，固 選擇 45 鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料的選擇 軸的結(jié)構(gòu)選擇 在本設(shè)計(jì)中主軸類型選擇之后，按照 以下因素 決定 軸的結(jié)構(gòu)： 、尺寸、數(shù)量以及與軸連接的方法 ； ； 、大小、方向及分布情況和軸的加工工藝等 。 軸還可以 按照承受載荷的不 同，可分為心軸、 轉(zhuǎn) 軸和傳動(dòng)軸三類。由表 [7]齒輪面表面粗糙度為 ? 。 蝸輪分度圓直徑： 22 2 3 7 7 4d mz? ? ? ?mm； 蝸輪喉圓直徑： 222 2 aa hdd ?? =74 2 1?? =76 mm； 蝸輪齒根圓直徑： 222 2 ff hdd ?? = 74 2 1? ? ? = mm； 蝸輪變位系數(shù)： 2 ? ； 蝸輪咽喉母半徑：22 21 ag dar ??= 155 762?? =17mm。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2L=60 1 50 43800= 107 壽命系數(shù) 108 77 ???HNK 則 ??H? =KHN 蝸輪承受主要力矩為重力矩及切削力矩，則 T2=108840N m 切削力矩計(jì)算 由以往的計(jì)算可知，銑削加工時(shí)消耗的功率最大，故以銑削加工為例，計(jì)算切向銑削力的計(jì)算公式為： F 切 =F0 apaefzz/(πD) 式中： F0為單位銑削力，根據(jù)鑄鐵試件 （ HT200），由手冊查得 F0=2059N/mm2， ae齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 為銑削寬度， ae=100mm， ap 為銑削深度， ap=5mm， fz為每齒進(jìn)給量， fz=， z 為銑刀刀數(shù)， z=8， D 為銑刀直徑， D=160mm，因此： NF ?? ?????切 切削力矩 M=F 切 H= ～ 100176。F? =56 MPa。 從圖 1118[7]得出 39。 （ 4）確定接觸系數(shù) Zρ 從圖 1118[7]查，先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和轉(zhuǎn)動(dòng)中心距 a 的比值 ?ad ，得Zρ=。蝸輪用鑄錫磷青銅（ ZCuSn10P1） ,金屬模鑄造。 確定傳動(dòng)比 由于手動(dòng)兩自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的設(shè)計(jì)，要求第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度及回轉(zhuǎn)角度范圍為： 2′、 0176。 ，考慮實(shí)際情況使其具有合理性 。 綜合以上的 比較， 根據(jù)傳動(dòng)形式的需要， 在 本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)最為合適。 帶傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振緩沖 ， 價(jià)格低廉 。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract ..................................................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題背景 .................................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 1 課題研究的內(nèi)容以及采取的方法 ............................................................................ 2 第 2 章 設(shè) 計(jì)方案的確定及性能分析 .................................................................................... 3 傳動(dòng)方案的確定 ........................................................................................................ 3 性能分析 .................................................................................................................... 4 使用性能的要求 .............................................................................................. 4 經(jīng)濟(jì)性的要求 .................................................................................................. 4 第 3 章 第一自由度回轉(zhuǎn)工作平臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..........