【正文】 查表《梯形螺紋基本尺寸（ — 86）》可知： 螺桿螺距 P= 公稱直徑 d=18mm 中徑 d2=17mm 小徑 d3= 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬定軸上零件的裝配方案 如圖所示 本科畢業(yè)論文 42 45176。 （ 5）確定軸上圓角和倒角 見(jiàn)零件圖示。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。 本科畢業(yè)論文 53 第Ⅲ根軸上鍵的校核 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 18b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 18 6 12l L b mm? ? ? ? ?； 15d mm? ； 333955022 11 17 96 pTnN mm?????? 代入上式得 332 102 17 .96 1 103 12 1566 .5110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 方案選擇： 參考方案一，整體式，即將儲(chǔ)絲筒壁與兩端蓋做成一個(gè) 整體，如下圖 加工方式采用整體鑄造，裝配固定在軸上，徑向采用普通 平鍵聯(lián)接固定，軸向采用彈簧卡片或者套筒進(jìn)行定位。 儲(chǔ)絲筒與主軸裝配后的徑向跳動(dòng)量應(yīng)不大于 。 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 12b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 12 6 6l L b mm? ? ? ? ?； 20d mm? ； 21 5 2129550370 14001714pTnN m m? ? ?? ? ???? ? ????? 本科畢業(yè)論文 52 代入上式得 332 102 14 103 6 20110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。 Ⅰ Ⅱ 長(zhǎng)度由儲(chǔ)絲筒的行程有關(guān)， 取 309L mm?Ⅰ Ⅱ ，螺紋的基本參數(shù)為 M18 3。 3．初步確定軸的最小直徑， 先按式（ 15－ 2）初步估算軸的最小直徑。其失效形式主要是螺紋磨損。螺桿常用右旋螺紋，只有在某些特殊場(chǎng)合才使用左旋螺紋。當(dāng)螺桿細(xì)長(zhǎng)且水平布置時(shí)，如機(jī)床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支撐，以提高螺桿的工作剛度。因此 ? ?1ca???? ，故安全。 （ 2）軸 Ⅲ Ⅳ 與 Ⅳ Ⅴ 段需要安放滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承的軸瓦與齒輪裝配，根據(jù)齒輪的輪轂直徑及其輪轂長(zhǎng)度同時(shí)要考慮到軸向定位的穩(wěn)定性，確定 Ⅲ Ⅳ 與 Ⅳ Ⅴ 段的尺寸， 11d mm?Ⅲ Ⅳ ， 17L mm?Ⅲ Ⅳ ， 11d mm?Ⅳ Ⅴ ， 17L mm?Ⅳ Ⅴ ，這兩個(gè)軸段 本科畢業(yè)論文 32 需要裝滑動(dòng)軸承，加工精度要求較高，表面粗糙度要達(dá)到 。 第Ⅱ軸的設(shè)計(jì)及校核 1．軸上的各參數(shù)，以下各量均為第二根軸的輸出參數(shù)： 功率 222 1 3 4 24 6. 4 0. 97 0. 99 23 0p p W W??? ? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)速 12 1 1400 4 0 7 / m in3 .4 4nnri? ? ? 轉(zhuǎn)矩 22 2 2309 5 5 0 9 5 5 0 5 3 9 6407pT N m mn? ? ? ? ? ? 2．求作用在齒輪上的力 由齒輪設(shè)計(jì)部分知大齒輪的分度圓直徑為 22 1 1 7 1 1 1 7d z m m m m m? ? ? ? 可以求得大齒輪上的受力狀況： 1222 2 1 6 8 0 2 8 .7117t TFNd ?? ? ? 22 ta n 20 28 .7 0. 36 4 10 .5rtF F N N? ? ? ? 同樣右端銷齒輪上受力狀況為： 本科畢業(yè)論文 30 2332 2 5 3 9 6 3 1 7 .434t TFNd ?? ? ? 33 ta n 2 0 3 1 7 .4 0 .3 6 4 1 1 5 .5rtF F N N? ? ? ? 3．初步確定軸的最小直徑 先按式（ 15－ 2）初步估算軸的最小直徑。 計(jì)算水平面內(nèi)各量 對(duì) B 點(diǎn)取矩 2 2 2 3()nh tF L F L L? ? ? ? 可得 2 ? 由 12nh nh tF F F??可得 本科畢業(yè)論文 28 23 3112htM F LN mm??????， 1 ?? ，表示其方向與圖示假設(shè)方向相反。 （ 6）齒輪右端采用螺母進(jìn)行軸向定位， 21L mm?Ⅸ Ⅹ 14d mm?Ⅸ Ⅹ ，螺紋的螺矩為 1mm。 （ 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。 齒輪幾何參數(shù) 計(jì)算公式 齒頂高 ah mhh aa ? 齒根高 fh mchh af )( ?? 齒頂圓直徑 ad mhzd aa )2( ?? 齒根圓直徑 fd mchzd af )22( 3 ??? 齒距 p p=л m 分度圓直徑 d d=mz 塑料齒輪模數(shù)的選擇可采用下面的公式 : 212 zz am ?? m 模數(shù) mm a 設(shè)計(jì)中心距 mm 21 Z、Z 兩嚙合齒輪的齒數(shù) a 取 96mm 則根據(jù)公式 962 ????m 壓力角選擇 α =20176。因此，考慮到把在齒尖承受所有法向負(fù)荷時(shí)所得出的值 y 用作齒形系數(shù)會(huì)大大超過(guò)安全側(cè)，于是設(shè)計(jì)時(shí)采用節(jié)距附近承受負(fù)載是的值 y＇嚙合率越大則越有利于輪齒強(qiáng)度，因此對(duì)于傳動(dòng)齒輪來(lái)說(shuō)，應(yīng)重點(diǎn)考慮增加其嚙合率。這不但可在電動(dòng)機(jī)換向裝置失靈時(shí)，由于尼龍輪先損壞，保護(hù)絲杠副和走絲電動(dòng)機(jī)，還可以 減少振動(dòng)和噪聲。 3? —— 滑動(dòng)軸承的效率 , 3? =。 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù) 工作臺(tái)橫向行程 250mm 工作臺(tái)縱向行程 320mm 加工最大厚度 300mm 加工最大錐度 6/100mm 工作臺(tái)最大承載重量 120kg 加工最大寬度 320mm 加工最大長(zhǎng)度 500mm 加工表面粗糙度 Ra? ? 最高材料去處率 ? 100 電極絲直徑范圍 ? ~? 工作液 乳化液 供電電源 380V,三相， 50Hz 功耗 機(jī)床外形尺寸 （長(zhǎng)寬高） 1500 1050 1450mm 機(jī)床重量 1200Kg 本科畢業(yè)論文 10 確定儲(chǔ)絲筒基本尺寸 確定走儲(chǔ)絲筒直徑 : 走絲速度一般在 7－ 12m/s。 （ 1）坐標(biāo)工作臺(tái) 它用來(lái)裝夾被加工的工件，其運(yùn)動(dòng)分別由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制。線切割加工中，工件和電極絲的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)的，故又稱為數(shù)控電火花線切割加工，簡(jiǎn)稱線切割加工。 （ 2）加工微細(xì)異形孔、任意曲線窄縫和復(fù)雜形狀的工件。 ⑵ 可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工的微細(xì)異形孔、窄縫和形狀復(fù)雜的零件。間隙過(guò)小，正負(fù)極容易短路，不能產(chǎn)生火花放電；間隙過(guò)大，極間電壓不易擊穿介質(zhì)，也不能產(chǎn)生火花放電。電火花線切割加工 具有加工精度高、加工余量小 、 生產(chǎn)周期短、制造成本低等 優(yōu)點(diǎn) ，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用 。 （ 1）鞏固、擴(kuò)大、深化我們以前所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)； （ 2）培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力； (3) 培養(yǎng)我們調(diào)查研究、正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)等工具書的能力； (4) 鍛煉進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件、繪圖等獨(dú)立工作能力。 （ 2）數(shù)控電火花線切割機(jī)床運(yùn)絲裝置的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)儲(chǔ)絲筒、傳動(dòng)軸、支撐板、傳動(dòng)齒輪及傳動(dòng)螺紋螺母副，確定各部分的相互關(guān)系；擬訂總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，選擇通用部件，并繪制裝配圖和各零件的零件圖； （ 3）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算； 本科畢業(yè)論文 2 （ 4）其他零部 件的設(shè)計(jì)和選擇； （ 5）編制設(shè)計(jì)技術(shù)說(shuō)明書一份。火花放電能夠切割工件的主要原因是：正負(fù)電極在絕緣工作液中靠近時(shí)，由于正負(fù)電極的微觀表面是凹凸不平的，電極間的電場(chǎng)分布并不均勻，離得最近的凸點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度最高，兩極間介質(zhì)先被擊穿，形成放電通道，同時(shí)電流迅速上升。用絕緣性工作液主要有以下幾個(gè)作用：利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電；排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物；起冷卻電極的作用。在加工中作為刀具的電極絲無(wú)須刃磨，可以節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。 本科畢業(yè)論文 6 （ 5）加工硬質(zhì)合金和切割薄片材料。 （ 3）按脈沖電源形式分：可分為ＲＣ電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源線切割機(jī) 床。它的功能主要是對(duì)電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺(tái)平面保持一定的幾何角度，以滿足各種工件（如帶錐工件）加工的需要。從儲(chǔ)絲筒到絲杠經(jīng)過(guò)兩級(jí)直齒圓柱齒輪變速，由于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)載荷較小，故為了 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工方便，兩級(jí)齒輪的傳動(dòng)比取值相等，記為 i ，則 12i i i??，由于 12s i i p? ? ? ，即 2p i s?? 可得 i=。 1．各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 1 140 0 / m inn n r?? 第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 12 1 1400 4 0 7 / m in3 .4 4nnri? ? ? 第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 23 2 407 1 1 8 .3 / m in3 .4 4nnri? ? ? 式中 n—— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1i —— 第Ⅰ軸到第Ⅱ軸傳動(dòng)比 2i —— 第Ⅱ軸第Ⅲ軸傳動(dòng)比 2．各軸功率計(jì)算 本科畢業(yè)論文 13 第Ⅰ軸功率 441 1 5 2 3 7 0 0 .7 0 .9 9 0 .9 9 2 4 6 .4p p W W? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第Ⅱ軸功率 222 1 3 4 24 6. 4 0. 97 0. 99 23 0p p W W??? ? ? ? ? ? ? 第Ⅲ軸功率 223 2 2 4 23 0 0. 99 0. 99 22 2. 5p p W W??? ? ? ? ? ? ? 式中 1? —— 電動(dòng)機(jī)的效率 , 1? ＝ 。但齒形系數(shù)一般使用節(jié)點(diǎn)附近的值。由于輪齒的彎曲強(qiáng)度與靜態(tài)彎曲強(qiáng)度間存在良好的相關(guān)性，因此可用彎曲強(qiáng)度 溫度的關(guān)系來(lái)修正。 A R 圖 34 小齒輪零件圖 AA 圖 35 大齒輪零件圖 本科畢業(yè)論文 23 4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 第Ⅰ軸的設(shè)計(jì)及校核 1 軸上的各參數(shù) 功率41 1 5 24370 246 .4ppWW? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 轉(zhuǎn)速 1 140 0 / m inn n r?? 轉(zhuǎn)矩111955014001680pTnN mm?????? 2 求作用在齒輪上的力 由齒輪設(shè)計(jì)部分知小齒輪的分度圓直徑為 11 34 1 34d z m mm mm? ? ? ?， 可以求得 112 2 1 6 8 0 9 8 .834t TFNd ?? ? ?， ta n 2 0 9 8 .8 0 .3 6 4 3 6rtF F N N? ? ? ?。故在 Ⅲ Ⅳ ， Ⅶ Ⅷ 段 本科畢業(yè)論文 25 各安裝一對(duì)調(diào)心球軸承，型號(hào)為 D36204 GB276，基本尺寸為 d D T＝ 17 40 12mm，故 17d mm??Ⅲ Ⅳ Ⅶ Ⅷd ， 而 22L L mm? ??Ⅱ Ⅲ Ⅶ Ⅷ 。圓角半徑見(jiàn)零件圖示。 可知 D點(diǎn)處彎矩最大，其值為 2 2 2 22 2 2 1 1 3 4 3 1 1 2 3 3 1 2vhM M M N m m? ? ? ? ? ?。 軸上齒輪采用普通平鍵聯(lián)接固定在軸上，右端同樣采用螺母軸向定位，由于第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪同時(shí)對(duì)軸由著支撐的作用這種方案的缺點(diǎn)是軸的平穩(wěn)性能不夠好，成本較高。 （ 5） 確定軸上圓角及倒角尺寸， 參照表 15－ 2， 各倒角及圓角見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)零件圖。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。 螺母的結(jié)構(gòu)有整 體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。 耐磨性計(jì)算 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速 度，螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。 圖 4— 3 第三根軸的零件圖 2) 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）軸的 Ⅳ Ⅴ 段安裝軸承，由于軸承的寬度較小，選用兩個(gè) 軸承并放，