【文章內(nèi)容簡介】 動機(jī) 交流電動機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 交流電動機(jī) 圖 4 （ 3）功能元求解方案分析 1）主傳動： 方 案 簡 圖 方 案 說 明 方案 1 定軸輪系：由兩個或者兩個以上的齒輪組成的系統(tǒng)。傳動時(shí)各齒輪的幾何軸線位置不變，圖示為三級齒輪減速器采用的定軸輪系 方案 2 周轉(zhuǎn)輪系：該機(jī)構(gòu)有一固定的太陽輪，自由度為 1，其傳動比計(jì)算方法與差動輪系相同。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 方案 3 復(fù)合輪系：由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者幾個周轉(zhuǎn)輪系組成，如圖示，該輪系用于較大的傳動比，適當(dāng)?shù)倪x配各齒輪的齒數(shù)，可以獲 得結(jié)構(gòu)緊湊的大傳動比機(jī)構(gòu)。復(fù)合輪系多用于變速器。 方案 4 帶傳動塔輪：主軸I 上的塔輪與從動軸 II 上的塔輪其裝置方向恰相反，各級帶輪直徑的選取，都以統(tǒng)一帶長為基準(zhǔn)。通過改變不同帶輪接觸，即可使從動軸獲得不同的轉(zhuǎn)速。該變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可用于兩軸間距較大的場合。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 方案 5 塔齒輪有級變速：在軸 I 上裝有寶塔齒輪（由少到多的7 個齒輪），通過齒輪 2， 3， 3’驅(qū)動從動輪 4，操作手柄 M 使齒輪 2 依次與寶塔輪上的每個齒輪嚙合，從動輪4 可以得到 7 種轉(zhuǎn)速 為了加工精度，要使用磨床加工 VIIIIVV。在軸 直徑最小處 VIIIIVV 和與下一軸段處 VIIVIII 制出長 3mm 的越程槽。參考大鏈輪的直徑和最小軸段的直徑， VIIVIII軸段選取直徑 30mm，長取 70mm。大鏈輪的軸向定位靠軸套，徑向定位選用鍵。查參考資料 [8]選取長 18 mm，高 7mm，寬 8mm 的鍵。參考鍵可選鍵槽的長、高、寬分別為 18mm、 、 8mm。軸段 VIVII 直徑取 29mm，并且取長度 100mm。 VVI 軸段主要安裝另一個大鏈輪，參考大鏈輪的直徑和 VIVII 軸段的直徑，選擇直徑 30mm，長度取 60mm。大鏈輪的徑向定位也采取鍵 定位。查參考資料 [8]選取鍵長、高、寬分別為 20mm、 7mm、 8mm，同樣參考鍵參數(shù)選擇鍵槽的長、高、寬為 20mm、 、8mm。軸段 IVV 軸段取長 70mm 直徑選擇 29mm。軸段 IIIII 主要是安裝滑動軸承，直徑選擇 35mm長取 45mm。軸段 IIIIV主要是對滑動軸承軸向定位，用卡子定位，有一 3? 的越程槽。直徑取 35mm 長取 9mm。軸段 III 主要作為軸套另一邊的軸向定位，只是起到一個軸肩的作用，直徑取 40mm，長度取 6mm。軸兩端都取 o451? 倒角。 進(jìn)行校核通常只需要校核軸上承受最大彎扭力的截面即可，故在此只要校核危險(xiǎn)界面 C。 查參考資料 [5]得軸計(jì)算應(yīng)力公式： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 W TMca221 )( 小?? ????????（ 326） 由于該軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)變力，查參考資料 [5]選 1?? 。 將式中各值代入得： M P aM P aW TMca 302)(32)9 5 5 0 01( 2 4 9 9 9)(2322222 ???????????? 大?? 選擇軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查參 考資料 [5]查得 ? ? MPa601 ??? 。因此? ?1????ca ，故安全。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 第四章 總體設(shè)計(jì) 綜述 設(shè)計(jì)，無論是機(jī)床設(shè)計(jì)還是其他方面的設(shè)計(jì)，都是一種創(chuàng)造性勞動?？傮w設(shè)計(jì)的原則是實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀。機(jī)床的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者根據(jù)市場的需求和現(xiàn)有的制造條件及工藝技術(shù)，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)思想及步驟而進(jìn)行的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)的方法和途徑也日新月異。機(jī)床的設(shè)計(jì)由原來的單純靠類比發(fā)展到現(xiàn)在的功能分析計(jì)算 。由原來的單純靜力分析發(fā)展到現(xiàn)在的靜態(tài)、動態(tài)以及熱變形、熱應(yīng)的 分析 。由原來的定性分析發(fā)展到現(xiàn)在的定向和定量綜合分析，在設(shè)計(jì)階段就能預(yù)測其功能，提高設(shè)計(jì)的一次成功率。隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作也不僅僅是單一學(xué)科的活動，考慮的方面也越來越多，每次設(shè)計(jì)都由原來的單一滿足工程需要改為以人為本，人機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 在參考我們所有設(shè)計(jì)的圖紙以及計(jì)算數(shù)據(jù)的前提下，我開始了總體設(shè)計(jì)。總體設(shè)計(jì)主要就是將所有的部分有機(jī)的組合起來，并在不合適的地方從整體出發(fā)修改。對總體設(shè)計(jì)采用人機(jī)工程學(xué)原理進(jìn)行全面分析，反復(fù)論證，確保產(chǎn)品操作使用與維修方便、安全與舒適，有利于創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，滿足人們的 心理需要，并使經(jīng)濟(jì)效益、工作效率均佳。通過人機(jī)工程設(shè)計(jì)從整體上使 “機(jī)”與人體相適應(yīng)。因此總體設(shè)計(jì)的主要問題是人與機(jī)器之間的分工以及人與機(jī)器之間如何有效地交流信息的問題。 總體造型設(shè)計(jì) 機(jī)器的造型設(shè)計(jì)，歸屬于工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)，成為工業(yè)造型設(shè)計(jì)。工業(yè)造型設(shè)計(jì)是將與工業(yè)造型有關(guān)的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、視覺傳遞、市場關(guān)系等方面，進(jìn)行綜合的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，進(jìn)而獲得人 — 機(jī) — 環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一、符合時(shí)代要求的一種創(chuàng)造性活動。機(jī)器造型設(shè)計(jì)是指與機(jī)器造型形態(tài)方面有關(guān)的設(shè)計(jì)，包括充分體現(xiàn)機(jī)器功能的形態(tài)構(gòu)成設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)形態(tài)的結(jié) 構(gòu)方法和工藝方面的設(shè)計(jì)以及達(dá)到方便宜人與環(huán)境協(xié)調(diào)的人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)。通過機(jī)器的造型設(shè)計(jì)把機(jī)器的功能、結(jié)構(gòu)、工藝、材料、人機(jī)關(guān)系、形態(tài)、色彩等因素與造型設(shè)計(jì)有關(guān)的工程技術(shù)問題，以及造型設(shè)計(jì)的藝術(shù)表現(xiàn)自然的融合起來 造型設(shè)計(jì)的藝術(shù)表現(xiàn)法則包括：機(jī)器造型的比例與尺度、機(jī)器形態(tài)的均衡與穩(wěn)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 定、機(jī)器形態(tài)的統(tǒng)一與變化。 造型的比率美是一種用幾何語言和數(shù)比詞匯去表現(xiàn)機(jī)器美的抽象藝術(shù)形成。正確的比例尺度是完美造型的基礎(chǔ)。造型的比例關(guān)系是依據(jù)功能效用的要求、可能的技術(shù)條件以及材料、結(jié)構(gòu)、時(shí)代特征等因素，再結(jié)合人們對造型的欣賞習(xí)慣和 審美愛好而形成的。造型的比例關(guān)系不是一成不變的，隨其構(gòu)成因素的變化、功能要求、生產(chǎn)工藝的革新、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、審美觀念的變化而變化。 機(jī)器形態(tài)的均衡是指造型物各部分之間前后左右的輕重關(guān)系，而獲得平衡的視覺感。機(jī)器形態(tài)的穩(wěn)定是指造型物形體大小呈現(xiàn)的上下輕重關(guān)系，而獲得視覺上的穩(wěn)定感。產(chǎn)品實(shí)際質(zhì)量的中心符合穩(wěn)定條件，達(dá)到穩(wěn)定。造型要素表現(xiàn)既要統(tǒng)一，又要有變化，使之達(dá)到活躍生動、富有情趣的美感要求。 各大部件的尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)上面提到的總體設(shè)計(jì)思路與總體設(shè)計(jì)原則和方法，可以進(jìn)行各大部件的尺寸設(shè)計(jì)。首先為了能夠 滿足功能要求，所以先由設(shè)計(jì)條件及加工范圍等設(shè)計(jì)出立柱以及工作臺的大體尺寸。最終立柱的高為 1170mm，按照比例 2： 1 可得基座高度為 600mm左右。由加工能力設(shè)計(jì)要求可以確定工作臺的基礎(chǔ)尺寸，在根據(jù)工作太的基礎(chǔ)尺寸得到基座寬度約為 700mm，然后根據(jù)工作臺的加工范圍確定工作臺導(dǎo)軌長度，再結(jié)合立柱的寬度就可以確定整個基座的長度，其數(shù)值為 2250mm 左右。為使機(jī)器呈現(xiàn)穩(wěn)重感，采用上細(xì)下粗的視覺效果。所以立柱和后立柱都采用一定的錐度，錐度為1/10~1/15。在立柱、工作臺、床身等大部件的尺寸范圍都確定以后，后立柱 的尺寸范圍便也確定，其尺寸范圍為高 855mm，底座尺寸為 505mm 320mm。 機(jī)架設(shè)計(jì) 機(jī)架是底座、機(jī)體、床身、殼體、箱體的統(tǒng)稱。機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求包括： ，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低 2 抗震性好，把受迫震動振幅限制在允許范圍內(nèi)，使得噪音最小 3 溫度場分布合理，使熱變形對精度的要求最小 4 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，公益性好，便于鑄造和機(jī)械加工 5 結(jié)構(gòu)力求便于安裝和調(diào)整，方便維修和更換零部件 6 有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性好 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 7 造型好，使之既適用于經(jīng)濟(jì)又美觀大方 機(jī)架常 用材料根據(jù)具體設(shè)計(jì)的機(jī)器要求而定，機(jī)床床身等部件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以采用鑄鐵，由于鑄鐵的鑄造性能好、廉價(jià)、吸震能力強(qiáng)，所以應(yīng)用最廣。目前，鑄鐵是機(jī)架使用最多的一種材料，其流動性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復(fù)雜的鑄件，在鑄件中加入少量合金元素就可以提高耐磨性。鑄鐵的內(nèi)摩擦大、阻尼作用大，股動態(tài)性能好。鑄鐵還具有切削性能好、價(jià)格便宜易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但鑄鐵的壁厚超過臨界值時(shí)，其力學(xué)性能就會明顯下降，故不易設(shè)計(jì)成厚度很大的鑄件。鑄件生產(chǎn)后，必須進(jìn)行失效處理。失效處理的目的在于不降低鑄鐵力學(xué)性能的前提下，使 鑄鐵的內(nèi)應(yīng)力和機(jī)加工切削應(yīng)力得到消除或穩(wěn)定，以消除長期使用中的變形，保證幾何精度。 時(shí)效處理主要包括自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效的工藝過程為：加工后，在室外擱置相當(dāng)長一段時(shí)間，一般要求在一年以上，以使內(nèi)應(yīng)力自然松弛或消除。其特點(diǎn)是方法簡單、效果好，但是生產(chǎn)周期長占地面積大，擠壓資金多。人工時(shí)效主要有熱處理方法和機(jī)械振動法。熱處理方法的主要工藝過程為：將鑄件慢加熱到共析點(diǎn)以下，一般為 500~600℃，保溫一段時(shí)間，然后慢慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力。其特點(diǎn)是在人工時(shí)效后配以短時(shí)間的自然時(shí)效，一般為 3~6 個月，對精度穩(wěn) 定性可獲得良好的效果。機(jī)械振動法的工藝過程主要為：將激振器裝卡在機(jī)架上，使其產(chǎn)生共振，經(jīng)持續(xù)一段時(shí)間，對于形狀復(fù)雜的機(jī)架只要幾十分鐘，金屬產(chǎn)生局部微觀塑性變形，消除殘余應(yīng)力。其特點(diǎn)是能耗少、時(shí)間短，效果顯著。對于各種時(shí)效處理，應(yīng)根據(jù)各工廠的實(shí)際情況選用。 另外，機(jī)架的力學(xué)性能特征除受機(jī)架界面形狀、肋的布置、機(jī)架壁板上的孔等因素的影響。所以，最終確定床身、支架的壁厚為 17mm。 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 首先，分析導(dǎo)軌工作需求特點(diǎn)。床身上的導(dǎo)軌承重比較大，傾覆力矩較小，移動頻率較低，精度要求較高。立柱上的導(dǎo)軌移動 頻率也很低，主要承受傾覆力矩，精度要求較高。所以根據(jù)導(dǎo)軌特點(diǎn)，查參考資料 [15]得：床身采用 V 形和一個平面的導(dǎo)軌組合，如圖 41。這個導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)向性好，剛性較好，可以自動補(bǔ)償磨損，制造方便，應(yīng)用廣泛。立柱的導(dǎo)軌采用雙燕尾導(dǎo)軌組合，如圖 ：閉式導(dǎo)軌中接觸面?zhèn)€數(shù)最少的一種結(jié)構(gòu)，用鑲條即可調(diào)節(jié)各接觸面的間隙，并且可以本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 承受一定的傾覆力矩，并且可以承受一定的傾覆力矩，但是需要通過調(diào)節(jié)鑲條才能補(bǔ)償磨損。 圖 41 圖 42 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 第五章 人機(jī)工程設(shè)計(jì) 機(jī)器造型設(shè)計(jì) 人機(jī)工程主要是研究與解決人 —— 機(jī)器 —— 環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成有機(jī)聯(lián)系，使機(jī)器或設(shè)備適合人的生理和心里需求，以及其他因素，從而達(dá)到工作環(huán)境舒適安全，操作準(zhǔn)確、省力、簡便，減輕操作疲勞，提高工作效率。造型設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸數(shù)據(jù)，是為工業(yè)產(chǎn)品造型、工作位置和工作環(huán)境設(shè)計(jì)提供與人有關(guān)的尺寸及造型空間數(shù)據(jù)。 總觀機(jī)床的整體設(shè)計(jì)不難看出，機(jī)床與人的交流主要是通過人的感官和操縱。所以機(jī)床的造型設(shè)計(jì)也就主要是通過對指示裝置和操縱手柄的設(shè)計(jì) 。指示裝置主要是指示燈。操縱裝置主要是操縱按鈕、操縱桿和操縱手柄。對于信息的接收與傳遞，應(yīng)與人的信息感覺通道、傳遞方式和人的操作反應(yīng)的生理、心理方面的有關(guān)要求相適應(yīng)。顯示與信號的選擇