畢業(yè)設(shè)計(jì)-小型數(shù)控立式銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-07 13:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 勢(shì)將更嚴(yán)峻、面臨的挑 戰(zhàn)將更大。我們決不能仰山止步、固步自封，要保持昂揚(yáng)向上的精神狀態(tài)，奮力攀登、勇往直前，更加努力地創(chuàng)造未來(lái)。 “ 憂(yōu)勞興國(guó)，逸豫亡身 ” ，我們要居安思危，增強(qiáng)憂(yōu)患意思，適應(yīng)形勢(shì)，把握大局，不斷探索， 開(kāi)創(chuàng)新路。 國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)狀及水平 國(guó)外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠(chǎng)家主要集中在德國(guó)、美國(guó)和日本。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其發(fā)展經(jīng)歷了十字架型（輕型）、門(mén)型（小型）、龍門(mén)型（大型） 3 個(gè)階段，相應(yīng)的型號(hào)種類(lèi)繁多。能夠代表數(shù)控銑床技術(shù)最高水平的廠(chǎng)家主要集中在德國(guó)，目前，國(guó)外已有廠(chǎng)家在龍門(mén)式切割機(jī)上安裝一個(gè)專(zhuān)用切割機(jī)械手，開(kāi)發(fā)出五 軸控制系統(tǒng) 5 的龍門(mén)式專(zhuān)用切割工具，該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡，利用特殊的跟蹤探頭，在切割過(guò)程中控制切割運(yùn)行軌跡。相比之下，國(guó)內(nèi)雖然十字架型、門(mén)型、龍門(mén)型都有所生產(chǎn)，但廣度不夠，生產(chǎn)廠(chǎng)家產(chǎn)品型號(hào)較為單一，尚無(wú)龍門(mén)式專(zhuān)用型材切割機(jī)產(chǎn)品。 我國(guó)工廠(chǎng)的板材下料中應(yīng)用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割，所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。與其他切割方式比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專(zhuān)用配套下料設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差 大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。用仿形機(jī)下料，雖可大大提高下料工件的質(zhì)量，但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模，不適于單件、小批量和大工件下料。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但其功能簡(jiǎn)單，只適合一種形狀的切割。上述 3 種切割方式，相對(duì)于數(shù)控切割來(lái)說(shuō)由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單，所以在我國(guó)的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。 隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的蓬勃發(fā)展以及 “以焊代鑄趨勢(shì)的加速，數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)正在逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。數(shù)控銑床不僅使板材利用率大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn)，而且 改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，勞動(dòng)效率進(jìn)一步提高。目前，我國(guó)金屬加工行業(yè)使用的數(shù)控銑床是以火焰和普通等離子切割機(jī)為主，但純火焰切割，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，該類(lèi)切割機(jī)可滿(mǎn)足不同材料、不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的需要，因此需求量將會(huì)越來(lái)越大，但與國(guó)外的差距仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達(dá)國(guó)家金屬加工行業(yè) 90%為數(shù)控切割機(jī)下料，僅 10%為手工下料；而我國(guó)數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的 10%，其中數(shù)控銑床下料所占比例更小。 我國(guó)數(shù)控銑床每年市場(chǎng)需求量約在 400~500 臺(tái)之間。相較而言，仿形切割機(jī)每年銷(xiāo)售幾千臺(tái) ，半自動(dòng)切割機(jī)每年銷(xiāo)售達(dá)上萬(wàn)臺(tái)。由此可見(jiàn)，我國(guó)數(shù)控切割市場(chǎng)，尤其是數(shù)控銑床市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹? 福州大學(xué) 至誠(chéng) 學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 2 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速圖的確定 計(jì)算轉(zhuǎn)速 9 8)801 6 5 0(80)(n i nm a xm i n ??????? nnR nj 主軸 a x ????? njnp RnR 初選電機(jī) Y132S4 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 1500 min/r 最大轉(zhuǎn)速 6000 min/r 質(zhì)量 68Kg 電動(dòng)機(jī)功率調(diào)速范圍 41500/6000 ??dpR 所以根據(jù)以上條件擬定轉(zhuǎn)速圖 軸 I 齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 7 1) 按照所選傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2) 數(shù)控銑床，速度不高，故選 7級(jí)精度。 3) 材料選擇。選擇小齒輪 材料為 40Cr，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45鋼，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40 HBS。 4) 初選小齒輪齒數(shù) 201?Z ,大齒輪齒數(shù) 402202 ???Z 。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （１） 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 1) 試選載荷系數(shù) ?tK 。 2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 mmNn PT ???????? 451 151 3) 選取齒寬系數(shù) 1?d? 。 4) 查得材料的彈性影響系數(shù) 9 MPaZE ? 5) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5502lim ?? 。 6) 由計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。911 )1530082(115006060 ?????????? hjLnN 992 ????N 7) 選取接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNIK 。 ?HNK 。 8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。選取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，? ? MP aSK HNH ???? ?? ? ? MP aSK HNH ???? ?? （２） 計(jì)算 1) 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ?H? 中較小的值。 2) 計(jì)算圓周速度 v。 smndv t / 11 ?? ????? ?? ? ? )( 3 121 ???? dHEt KTuuZd ??? ?3 121 1)( dHEt KTuuZd ?? ???福州大學(xué) 至誠(chéng) 學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 3) 計(jì)算齒寬。 mmmmdb td ????? ? 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 mmmh t ???? 5) 計(jì)算載荷系 數(shù)。 根據(jù) v=， 7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)VK =； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 用插值法查得 7 級(jí)精度，??HK 。 由 ， ??HK 查得 ??FK ；故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7) 計(jì)算模數(shù) m 11 ??? zdm 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （１） 確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值 1) 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限MPaFE 3802 ?? ； 2) 選取彎曲疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? FNFN KK ； 3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 去彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由 公式得 4) 計(jì)算載荷系數(shù) K 5 1 ?? ?? FFVA KKKKK 5) 查得齒形系數(shù) ?FaY ?FaY ?hbmmhb ??mmKKdd tt 331 ???mmzdmt t 40 11 ???? ?3 21 12)( zKTYYm dF SaFa ???? ?? ? M P aSKM P aSKFEFNFFEFNF300222111???????? 9 6) 查得應(yīng)力校正系數(shù) ?SaY ?SaY 7) 計(jì)算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較。 （２） 設(shè)計(jì)計(jì)算 取 m=2mm 算出小齒輪的齒數(shù) ??? mdZ 取 261 ?Z 522622 ???Z 幾何尺寸
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