【正文】 （ 1） 確定吊鉤裝置構(gòu)造方案 已知吊鉤裝置用于三倍率雙聯(lián)滑輪組，所以必須采用長型的構(gòu)造方案 (2)由 [3]表 1512選擇一個 8t 鍛造單面吊鉤，其基本尺寸如圖所示（圖 51），材料采用 20號鋼 圖 51 吊鉤 1． 吊鉤軸頸螺紋 M64處拉伸應(yīng)力： 112 2221. 1 80 00 0 33 .93. 14 5. 75444jl Q Q M Padd?? ?? ?? ? ? ?? 式中 d1—— 螺紋內(nèi)徑，由 [3]表 63查得 M64， d1= φ2—— 動力系數(shù)，由 [3]圖 22查得 φ2=。 用于長型吊鉤裝置的吊鉤橫軸和拉板 吊鉤橫軸的計算： 吊鉤橫軸的初步確定： 通孔直徑： d1=d0+（ 2～ 5） mm 式中 d0—— 吊鉤頸 部上端的直徑。 在滑輪和心軸之間安裝有滾動軸承，滑動軸承只有在平衡滑輪中才采用。當(dāng) ? =40186。 ?支座反力（如 [7]圖 58， a）： RA= 172 90 ( 200 656 188 ) 172 90 ( 656 200 )1660? ? ? ? ? ? =19790N RB=2 17290－ 19790=14790N 心軸右輪轂支承處最大彎矩： Mw=RB卷筒軸的另一端，則用單獨(dú)的自位滾動軸承及軸承座來支持它（參看 [7]附表 47）。后者的自重 比前者的輕 35～ 40% 。 在空載起動時，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力： ? ? ? ? 2/2601200cQqxcQ DkPdkPtvgGT ???????? ????????? 0. 12 525 00 0. 00 05 0. 02 2 25 00 0. 00 0550 00 39 .2 29. 81 60 1. 3 0. 31 5 2??? ? ? ?????? ? ?? =320kg=3200N 式中 12 5000 250022XCGpp? ? ? ? 車輪與軌道 黏著力： ? ? ? ?1002 5 0 0 0 .2 5 0 0 k g 5 0 0 0F P f N T??? ? ? ? ? ?，故可能打滑。 確定機(jī)構(gòu)傳動方案 經(jīng)比較后，確定采用如圖 31所示的傳動方案 20 圖 31 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動簡圖 選擇車輪與軌道并驗算其強(qiáng)度 車輪最大輪壓：小車質(zhì)量估計取 5000xcG kg? 。小車與橋架的相互配合，主要在于：小車軌距（車輪中心線間的水平距離）和橋架上的小車軌距應(yīng)相同，其次，在于小車的緩沖器與橋架上的擋鐵位置要配合好，小車的撞尺和橋 19 架上的行程限位裝置要配合好。 故選此電動機(jī)合適。 14 由 [5]附表 15選用 YWZ5315/30制動器，其制動轉(zhuǎn)矩 Mez=280～ 450Nm，制動輪直徑 Dz=315mm，其制動質(zhì)量 Gz=。γ通用橋式起重機(jī)多采用雙聯(lián)齒輪組，其起重重量與滑輪組的倍率關(guān)系見表 21。 安全裝置：為了保證起重設(shè)備的自身安全，杜絕起重作業(yè)中發(fā)生事故，起重機(jī)構(gòu)設(shè)有安全防護(hù)裝置。 小車車輪 的輪壓分布要求均勻。 更新零部件，提高整機(jī)性能 法國 Patain 公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為 4～ 左右，大筋板間距為梁高的 2 倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運(yùn)輸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)都是在通用吊鉤橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。三軸立式高速加工中心 X、 Y 工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計是一個開 環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。 12 對導(dǎo)軌的基本要求 39 吊鉤裝置主要零件的設(shè)計 48 致謝 外形像一個兩端支承在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星 —— 圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對小車架的剛度要求，簡化小車架結(jié)構(gòu)，減輕自重。小車的平面布置應(yīng)緊湊，高度要小，相應(yīng)地可使起重機(jī)的高度減小，從而降低了廠房建筑物的高度。為了保證工作的安全可靠，減速機(jī)高速軸上裝有制動裝置，卷筒一端的軸承座上裝有起升高度 8 限位位置。制動器的位置通常都裝在高速軸上，因高速軸轉(zhuǎn)矩較小，從而選用 制動器尺寸也小。故選定卷筒直徑 D=400mm，長度 L=1500mm；卷筒槽形的槽底半徑 r=8mm，槽距 t=16mm，起升高度 H=10mm，倍率 ih=3；靠近減速器一端的卷筒槽向為左的 A 型卷筒，標(biāo)記為： 卷筒 A400 15008 1610 3 左 ZB J80 12 5 電動機(jī)的選擇 計算靜功率： Nj= 0()102 60Q G v??? = (8000 219)12102 60 ? = 式中 η —— 機(jī)構(gòu)總效率，一般 =～ ，取η = 電動機(jī)計算功率： Ne≥ kd=Kz 13 驗算制動時間 制動時間： 15 tz= ?????? ???? ?2200121 )()()( i DGQGDCMM n jez = ?????? ? ??????? 2)( )2198000()( 715 = 式中 Mj180。從而培養(yǎng)學(xué)生具有結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的初步能力；使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想、理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的工作作風(fēng) 設(shè)計內(nèi)容 a) 起重小車總體設(shè)計 （ 1）、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計算 b) 起升機(jī)構(gòu)卷筒組的設(shè)計計算。小車各部分的設(shè)計應(yīng)考慮制造，安裝和維護(hù)檢修的方便，盡量保證各部件拆下修理時而不需要移動鄰近的部件。m —— 運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級傳動減速器的個數(shù) 39。 28 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 62m a xm a x 36 9 6 . 7 1 0 / 1 00 . 2 0 . 0 6M N m M P aW? ? ? ? ? ??Ⅱ 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ? MP an s ??? ?? max? ＜ ??II? 故通過 浮動軸直徑： 5(1 ??dd ～ 65)10? ～ mmdmm 70,70 1 ?取 29 第四章 橋式起重機(jī) 卷筒部件及設(shè)計計算 卷筒部件的構(gòu)造 卷筒部件的形式很多，根據(jù)起升機(jī)構(gòu)傳動方案的不同而不同。缺點(diǎn)是加工及裝配工時較多。卷筒長度 L=1500mm；壁厚為 ? =15mm。雙頭螺柱的直徑 M16。螺母的下凸緣要罩住推力軸承，并 與橫軸上平面的凸環(huán)形成迷宮式密封，以防止灰塵等污物的侵入。為了使鋼絲繩在滑輪與罩殼之間不致楔住，又不能使滑輪磨碰罩殼，因此在滑輪輪緣與罩殼之間留有間隙。至于推力軸承和向心軸承可按照機(jī)械零件課程介紹的方法進(jìn)行。再劃一垂線在斷面上均得兩個變數(shù) x和 y。 橫軸中部最大計算彎矩為； 11 42jQ DML? ???????? 橫軸軸頸處的計算彎矩為： 22jjQ S SM? ?? 式中 Qj=φ2Q—— 計算載荷； φ2—— 動載荷系數(shù)，可由第二章圖 22查 得。 在滑輪的兩個向心滾動軸承的內(nèi)外座圈之間，裝有兩個定位環(huán)。它要求強(qiáng)度足夠，工作安全可靠，轉(zhuǎn)動靈活，不會發(fā)生突然和鋼絲繩脫槽或楔在罩殼中等現(xiàn)象。 cm 彎曲應(yīng)力： б w== 7?= 心軸的載荷變化為對稱循環(huán)。因扭矩直接由減速器輸出軸端通過齒輪聯(lián)接盤傳到卷筒上，所以卷筒軸為兩支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動心軸（不承受扭矩）。 聯(lián)接盤 用于連接卷筒與減速器的輸出軸端。 l =80mm，由[2]附表 37查 ZSC400 減速器高速軸端為圓柱形 mmd 301 ? ， mml 55? ，所以 [2]附表41 選擇 G1 CL 鼓式齒式聯(lián)軸器，主動端 A 型鍵槽 1d =40mm。車輪踏面疲勞強(qiáng)度計算載荷： m a x m i n2 2 4 3 7 5 0 1 2 5 0 0 3333333c PpPN? ??? ? ? 車輪材料，取 ZG340640， 340?S? MPa， 640?b?MPa 線接觸局部擠壓強(qiáng)度： 4 7 4 1 ???????? ClCDkP cc N 式中 ?1k 許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（ N/mm2 ） , 由［ 1］表 52查得 61?k ； ?l 車輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對于軌道 24P （由［ 2］附表 22）， ??bl ?1C 轉(zhuǎn)速系數(shù)，由［ 1］表 53，車輪轉(zhuǎn)速 rDvn c ???? ?? pm時， ?C ； ?2C 工作級別系數(shù)，由［ 1］表 54，當(dāng)為 5M 級時 12?C 。 小車上機(jī)構(gòu)的布置及同一機(jī)構(gòu)中各零件間的配合要求適當(dāng)。 彎曲б 1： б 1=（б b+б s） =（ 600+300） =243MPa 扭矩： 16 τ 1= 13?? =2433 =140MPa τ s= s= 300=180MPa 軸受脈動循環(huán)的許用扭矩應(yīng)力： [τ 0k]=11 12 nk ????? 式中 k=kx從 [3]附表34查得 ZQ500減速器的高速軸端為圓錐形， d=50mm， l=85mm。 . 由以上計算結(jié)果 NxNe，故初選電動機(jī)能滿足發(fā)熱條件。按 Q=8t，查表 410取滑輪組倍率 ih=3，承載繩分支數(shù)： Z = 2ih = 6 圖 21 起升機(jī)構(gòu)計算簡圖 查 [2]選圖號為 G15吊鉤組，得其質(zhì)量： G0=219kg，兩動滑輪組間距： A = 185 mm 2選擇鋼絲繩 若滑輪采用滾動軸承，當(dāng) ih=3，查 [3]表 21得滑輪組效率：η h= 鋼絲繩所受最大拉力： Smax= ?hiGQ2 0? = 2198000?? ? == 查 [7]表 24，中級工作類型（工作類別 M5）時，安全系數(shù) n=。在這些方案中大體上可分為閉式傳動和帶有開式齒輪傳動的兩類。 小車架上的機(jī)構(gòu)與小車架配合要恰當(dāng)。 國 內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動向 國內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展有三大特征： 改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕自重 國內(nèi)橋式起重機(jī)多已經(jīng)采用計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計，以此提高整機(jī)的技術(shù)性能和減輕自 6 重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。一個工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動 到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。 本文主要介紹了 三軸立式高速加工中心 X、 Y 工作臺 的整體設(shè)計理論和設(shè)計過程，其中重點(diǎn)設(shè)計了 三軸立式高速加工中心 導(dǎo)軌 機(jī)構(gòu) 、傳動類型、驅(qū)動系統(tǒng) 、控制系統(tǒng)等類型 關(guān)鍵詞： 三軸立式 高速加工中心 刀架 主軸功率 目 錄 第一章 三軸立式加工中心 概述 9 加工中心 的類型及特點(diǎn) 42 結(jié)論 49 4 第一章 概述 概論 橋式起重機(jī)是橋架型起重機(jī)的一種，它依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個相互垂直方向移動的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，能在矩形場地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運(yùn)輸機(jī)械。 橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，其額定起重量從幾噸到幾百噸。三峽電廠需要 1200t 橋式起重機(jī)和 2020t 大型塔式起重機(jī)。 起重機(jī)小車的構(gòu)造 橋式起重機(jī)小車主要由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。 綜上所述，起升機(jī)構(gòu)各種方案的組成方式雖然不同，但是所有的零部件基本上式相同的。mm 卷筒斷面系數(shù)： W=DDD i44? = 400370400 44 ? = 式中 D—— 卷筒外徑， D=400mm； Di—— 卷筒內(nèi)徑， Di=D2δ =4002 15=370mm 于是 Σ l=WMw = = 合成應(yīng)力： σ l180。η 0≤ [M] 式中 Me=9750 ? ?1%25nNe =9750 16715 =218Nm—— 電動機(jī)軸額定力矩；