【導(dǎo)讀】機(jī)的整體與局部，內(nèi)部與外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本篇論文從材質(zhì)分析，工藝過程分析入手，來確定工藝方案。的過程中的動(dòng)作，按照傳動(dòng)系統(tǒng)的工作要求，逐步確定了傳動(dòng)方案。部和總體結(jié)構(gòu)布局。再通過對加工參數(shù)計(jì)算來確定電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性參數(shù)計(jì)。最后，是其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如圓錐齒輪的設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)。床的維護(hù)和檢修，以及機(jī)床的工作特點(diǎn)、加工要求及技術(shù)要求。

　　

【正文】 6?? ８０ ２５ M22 21cR , 83cR 對于木工鉆床來說，選擇Ｃ Q2 系列即可。該系列氣缸結(jié)構(gòu)特征：缸簡與無桿側(cè)端蓋壓成一體，桿蓋用彈性擋圈固定。體積小，重量薄，安裝空間小，安裝方便。工作距離 0－ 500mm。 壓緊氣缸的選擇 氣動(dòng)執(zhí)行元件除了能驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)真線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等，還能實(shí)現(xiàn)夾持動(dòng)作。壓緊裝置采用氣動(dòng)裝置，排氣處理簡單，不污染環(huán)境，成本低。壓力等級(jí)低，使用安全。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際工作情況，壓緊氣缸仍采用單桿雙作用氣缸。查表 102[3]如表 32取缸徑 D40mm，活塞桿徑 d=16。工作距離 0－ 500mm。此外氣缸無需外部結(jié)構(gòu)，只需將氣缸活塞桿的伸出端加一個(gè)輔助壓緊柄，即可起到壓緊的目地。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 本章小結(jié) 本章完成了氣壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)由氣壓發(fā)生裝置、傳感元件、控制元 件（壓力控制閥，流量控制閥，方向控制閥和邏輯控制元件）、執(zhí)行元件及氣動(dòng)軸件（過濾器，油霧器和消聲器）等組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)主機(jī)工作循環(huán)的要求，設(shè)計(jì)氣動(dòng)回路，選擇適當(dāng)?shù)脑⒂霉艿肋M(jìn)行合理連接，以組成整個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)上一章節(jié)的結(jié)論完成了本章的計(jì)算，確定了傳動(dòng)氣缸和壓緊氣缸。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 第 5 章 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求 （ 1）機(jī)床由四臺(tái)相同結(jié)構(gòu)和規(guī)格的機(jī)器組成。 （ 2）每臺(tái)機(jī)器的主運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)來傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以同時(shí)或分別控制電動(dòng)機(jī)的起停。 （ 3）刀具轉(zhuǎn)動(dòng)由每個(gè)電動(dòng)機(jī)單獨(dú) 施動(dòng)。 （ 4）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)依靠氣壓缸的推動(dòng)，進(jìn)給距離和刀具的進(jìn)退由氣壓缸的行程控制開關(guān)控制。 根據(jù)以上電氣控制的特點(diǎn)和要求，參考其它同類型的機(jī)床，繪制出該鉆床的電氣控制原理圖如圖 51 KP1KT1FU2KT5KM5KT5SB5FU2KP1KM1Q1SB1M4 圖 51 電氣控制原理圖 電氣元件的選擇 源引入開關(guān) Q Q 主要作為電源隔離開關(guān)用，并不用它來真接起停電動(dòng)機(jī)，可按電動(dòng)機(jī)額定電流 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 來選。顯然， Q 應(yīng)該根據(jù)電動(dòng)機(jī)來選。中小型機(jī)床常用組合開關(guān)，它可以起停 5ＫＷ以下的異步電動(dòng)機(jī)，每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過 1020 次。開關(guān)的額定電流一般取電動(dòng) 機(jī)額定電流的 倍，可以選擇 HZ10 型額定電流為 10A，額定電壓為 380V。 （ － ） =－ 熔斷器的選用。 熔斷器的選擇主要是選擇熔斷器額電流等級(jí)和熔斷體的額定電流。 Ｉ R＝（ － ）Ｉ ST 或Ｉ R＝Ｉ Ｉ ST—— 電動(dòng)機(jī)的額定電流 Ｉ R—— 異步電動(dòng)的起動(dòng)電流 Ｉ R＝（ ～ ） =～ 查表 D14[4]選用 RLS10]型配用 10A 的熔斷體 。 表 51 常用熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 /V 額定電流 /A 分?jǐn)嗄芰?/KA 熔斷器 熔體 RLS10 380 20 2,4,6, 10,16,20 50 熱繼電器的選用 熱繼電器的作用是電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器的額定電流應(yīng)接近或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流Ｉ ed有以下關(guān)系。 Ｉ RT＝（ ～ ）Ｉ ed ＝ ～ 查《機(jī)床電氣控制》表 D11[4]JR16B20/3，如表 52。 表 52 JR16 系列熱繼電器的主要參數(shù) 型號(hào) 額定電流 /A 熱元件規(guī)格 額定電流 /A 電流調(diào)節(jié)范圍 /A JR1620/3 20 ～ 選用時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器是控制線路中的延時(shí)元件。在機(jī)床中應(yīng)用最多的是空氣阻尼式的時(shí)間 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 繼電器。大多采用 JS7A 系列，延時(shí)范圍有 ～ 60s 及 ～ 180S 兩件。查表 D9[4] ，如表 53。 表 53 JS7 型晶體管式時(shí)間繼電器的基本數(shù)據(jù) 型號(hào) 電源電壓/V 外電路觸頭 延時(shí)范圍（ s） 延時(shí)誤差 數(shù)量 交流容量 直流容量 JSJ1A 直流24,48, 110；交流38， 110，220， 380 一常開 一常閉 轉(zhuǎn)換 380V 110V 1A（無感負(fù)載） 60 177。3% 本章小結(jié) 本章完成了電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成了電氣控制的原理圖，及電器元件的選擇（源引入開關(guān) Q、熔斷器、熱繼電器、時(shí)間繼電器）。為了方便操作人員肩上工作強(qiáng)度，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，提高效率這一設(shè)計(jì)是十分必要的 。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 第 6 章 齒輪的計(jì)算與選擇 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)之一。它與其它傳動(dòng)相比較，具有下列優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)比恒定不變，適用的功率和速度范圍廣，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠壽 命長。其主要缺點(diǎn)是：因制造齒輪需要專用設(shè)備和刀具而成本較高，制造和安裝精度要求較高，不宜用于軸間距離大的轉(zhuǎn)動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是根據(jù)失效形式而定的。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，對于一般用途的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通常只作齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。 鉆頭齒輪傳動(dòng)的選擇與計(jì)算 。各軸間由相同的五個(gè)齒輪相互齒合，傳遞動(dòng)力。所以齒輪類型定為直齒圓柱齒輪。 ,但轉(zhuǎn)速較高 ,間歇運(yùn)動(dòng) ,齒面抗沖擊力大 ,所以選用硬齒面 ,由表 101[13]選得齒輪材料均為 40Cr,并經(jīng)調(diào)制表面淬火 ,齒面硬度為 48—— 55HRC。 ：因采用表面淬火，齒輪變形不大，不需磨削，故初選 5 級(jí)精度（ GB1009580）。 ，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。減小沖擊振動(dòng)，以 齒 數(shù)多一些為好，小齒輪的齒數(shù)可取 Z=20～ 40。此處齒輪數(shù)選擇 Z=30。 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 以下設(shè)計(jì)步驟參考《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 P13例 71。 （ 1） 根據(jù)材料確定許用應(yīng)力 （ 2） 查 表 75[6]。如表 61。 表 61 許用接觸應(yīng)力 ][n? 值 （ MPa） 材料 熱處理方法 齒面硬度 ][n? 碳素鋼，合金鋼 表面淬火 45～ 58HRC 500+11HRC 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 許用接觸應(yīng)力： ][n? =500+11HRC=1050Mpa 查 表 78[6]， 如表 62 。 表 62 許用彎曲應(yīng)力 ][F? 值 材料 熱處理方法 齒面硬度 ][F? 碳素鋼，合金鋼 表面淬火 45～ 58HRC 160+ HRC 許 用彎曲應(yīng)力： ][F? =160+50=285 Mpa （ 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)原動(dòng)力機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，齒輪相對軸承 對稱布置，該機(jī)床屬于木工機(jī)械，取 K=， K—— 載荷系數(shù) 齒輪轉(zhuǎn)矩： 以中間的傳動(dòng)主軸上的齒輪為設(shè)計(jì)對象，因該齒輪為五個(gè)齒輪受力最大的。主軸齒輪與左右兩個(gè)齒輪齒合，所以主軸齒輪的傳遞功率。 1 221 . 5 7 9 % 0 . 4 7 455PP? ? ? ? ? ?kw 齒輪轉(zhuǎn)矩 6611 1 0 . 4 7 49 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 5 9 3 . 92840PT N? ? ? ? ? ?N mm 齒寬系數(shù) ： 中等載荷，對稱布置取ψ α =（查表 76[6]） 表 63 齒寬系數(shù) ψα 的 使 用值 傳遞載荷類型 輕型 中型 重型 ? a ～ ～ ＞ 計(jì)算中心距 : 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 ? ? ? ?1 33 221 .2 1 5 9 3 .94 8 ( 1 ) 4 8 2 0 .4 1 0 5 0ahktai i?? ?? ? ? ? ? ? 96 ????? i傳動(dòng)比 i=1 配湊幾何參數(shù) : 齒數(shù) : 3054321 ????? ZZZZZ 模數(shù) : 322 2 1 5 . 6 3 5 % 0 . 5 2 1 13 0 3 0am ZZ ?? ? ??? 取 m＝１ 中心距： ? ?32 1 3 0 3 0( ) 3 022ma Z Z m m??? ? ? ? ? 齒寬： b= =30 =12mm b1 =b2 = b3 = b4 = b5 =b （ 3）按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 查 表 77[6] YFS3= YFS2= 表 64 齒輪復(fù)合齒形系數(shù) Z 29 30 35 YF5 彎曲強(qiáng)度校核： ? f2＝ ? f3 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 29 ＝2212 ZbmkT ＝30112 2 ?? ??? ＝3012 ? ＝ ［ ? F ］ 齒輪精度等級(jí)： V＝ 100060 11? nd? ＝ 100060 2840130? ???? ＝ 查表 74[4]選用 8級(jí)精度。 表 65 齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇及應(yīng)用 精度等級(jí) 圓周速度Ｖ（Ｍ／Ｓ） 應(yīng)用 直齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 直齒圓錐齒輪 ８級(jí) ≤５ ≤１０ ≤３ 機(jī)械制造中對精度無特殊要求的齒輪 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪具體的結(jié)構(gòu)見零件圖，其各部分的參數(shù)如下： 分度圓直徑： d=m z=130=30mm 齒頂高： ha =ha m=11=1mm 齒根高： hf =ha +c= 齒高： h=ha +hf = 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 根圓直徑： ff hdd 2?? mchZ a )2( ?? ??? )( ?? Z ? 頂圓直徑： aa hdd 2?? = mhaZ )2( ?? = )2( ?Zm = mm32 我國規(guī)定壓力角 ? ＝ 200 （《機(jī)械設(shè) 計(jì) 基礎(chǔ)》 P124） 基圓直徑 db =dcos? =30= 本章小結(jié) 本章完成了齒輪的設(shè)計(jì)與選擇，齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛 的機(jī)械傳動(dòng)之一。它與其它傳動(dòng)相比較，具有下列優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)比恒定不變，適用的功率和速度范圍廣，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠壽命長。其主要缺點(diǎn)是：因制造齒輪需要專用設(shè)備和刀具而成本較高，制造和安裝精度要求較高，不宜用于軸間距離大的轉(zhuǎn)動(dòng)。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 31 第 7 章 鉆頭軸尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) 傳遞功率 P＝ 73%= 主軸扭矩 T＝ 9550000ONP = 9550=M 齒輪上的作用力： Ft =dT2 ＝ ? ＝ FR =?tgFt= = 選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選用 45 號(hào)鋼經(jīng)正 火回火處理，由表 101查得硬度 為 170～ 217HBS，抗拉強(qiáng)度 6? ＝ 600MPa ，由表 103 查得許用彎曲應(yīng)力［ 1?? ］＝55MPa 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸最細(xì)處的直徑 查 表 153[13],得 A0＝ 126mm 表 71 軸常用幾種材料的 AO值 軸的材料 45 AO 126～ 103 dmin ＝ AO 3NP ＝ 126? ＝ 126 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 ＝ dmin 軸的最小直徑 以上參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 152。所求直徑 d 處因裝有聯(lián)軸器該處有一鍵槽，故所算軸徑應(yīng)增大 3％，即 d=dmin ＝ 取標(biāo)準(zhǔn)直徑為 45mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的一端與聯(lián)軸器相連，定位采用緊定螺釘和圓銷錐。齒輪與軸靠平鍵實(shí)現(xiàn)周向定，靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸定位。由于該軸在軸向上，周向上都受力，所以采用深溝球軸承。軸承與軸的周向定們是供過渡配合來保證的，軸