【導讀】本文主要論述了TH6363B臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計過程。線進給運動外，往往還帶有繞X、Y和Z軸的圓周進給運動。運動由回轉(zhuǎn)工作臺來實現(xiàn)。工作臺分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，位夾緊共三個步驟。正文部分著重講述了電機、同步帶和主要軸承的選擇。及鼠牙盤、同步帶輪、液壓系統(tǒng)和傳動齒輪的設(shè)計計算。CAD技術(shù)進行設(shè)計。以在現(xiàn)代化建設(shè)中是舉足輕重的。市場競爭的生命力在于產(chǎn)品的水平。何科技成果要轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁幜Φ纳唐罚O(shè)計起著關(guān)鍵性的作用。量、性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟效益。工業(yè)發(fā)達的國家都十分重視產(chǎn)品設(shè)

　　

【正文】 高度 h=265149=116mm 體積 V= 22 ????hD? m3 則重量 m= ???v? kg 材 料 熱處 理 應(yīng) 用范 圍 QT60— 2 齒 部 D — 600 大尺寸的 齒盤 20Cr、 20Mn2B 20MnVB 齒 部 S— G 59 要求淬硬、磨 齒 的 齒盤 Cr， WMn 齒 部 C 56 要求淬硬、磨 齒 的 精密 齒盤 35CrMo T 265(軟齒 ) 經(jīng) 研 齒 的精密 齒 盤 38CrMoAlA 42CrMo 齒 部 D — 700 精密 齒盤 40Cr T 265(軟齒 ) 齒 部 G 52 或 D — 500 精密 齒盤 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 40 總的重量 m1 =280+800=1080 kg 液壓缸工作原理示意簡圖如下： 圖 液壓缸工作原理示意簡圖 圖中 1A 為活塞上腔的面積， 2A 為活塞下腔的面積 F 為液壓缸頂起所需要的最 大壓力 F =1080 ?? 計算 1A ： 1A = 2221 RR ?? ? = ? ? ?? 2100100110 22 ?? 2mm 計算 2A ： 2A = 2423 RR ?? ? = ? ? ?? 4400100120 22 ?? 2mm 計算 1A 、 2A 時， 1R 、 2R 、 3R 、 4R 分別為環(huán)形活塞設(shè)計時的外形半徑尺寸。 PPP ?? 21 式 FAPAP ?? 1122 1 0 5 8 4102100104400 66 ?????? ?? ?? PP 得 M P aPaP 6 ??? 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 41 即進油腔所需的最大壓力為 主要軸承的選擇 軸承是用以支承軸和軸上回轉(zhuǎn)或擺動零件的部件，在各種機械中應(yīng)用廣泛。根據(jù)軸承工作時的摩擦性質(zhì)，可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。本課題中所選擇的軸承都為滾動軸承。滾動軸承依靠主要原件間的滾動接觸來承受載荷，它與滑動軸承相比，具有摩擦阻力小、效率高、起動容易、潤滑簡便等優(yōu)點。同時，滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，并 由專業(yè)廠家生產(chǎn)，選用和更換都很方便。其缺點是抗沖擊能力差，工作時有噪聲，以及工作壽命不及液體摩擦的滑動軸承。 軸承的選用原則一般為： (1) 根據(jù)《機械設(shè)計實用手冊》 一般情況下，滾子軸承承載能力大，宜用于較大載荷；球軸承承載能力小，宜用于較輕或中等載荷，對于純徑向載荷作用，宜選用深溝球軸承；對于純軸向載荷作用宜用推力球軸承或者推力滾子軸承；對于徑向載荷及軸向載荷聯(lián)合作用時，一般選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。但要注意，這兩類軸承隨接觸角的增大承受軸向載荷能力提高，若徑向載荷大而軸向載荷較小時，也 可以選用深溝球軸承和內(nèi)外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承；若軸向載荷較大而徑向載荷較小時，可選推力調(diào)心滾子軸承或推力圓錐滾子軸承。但如果有沖擊載荷時，宜選用滾子軸承。 （ 2）軸承轉(zhuǎn)速 選用主軸軸承時，應(yīng)注意對該主軸部件的主要性能要求，結(jié)合制造條常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 42 件和經(jīng)濟效果綜合考慮，由于滾動軸承已經(jīng)標準化，并有專門工廠批量生產(chǎn)，而且它在旋轉(zhuǎn)精度，剛度，承載能力，轉(zhuǎn)速，發(fā)熱等主要性能上滿足大多數(shù)主軸部件的要求，特別是它具有能在轉(zhuǎn)速和載荷幅度很大的條件下工作的優(yōu)點，因此在設(shè)計軸部件的時，在可能的條件下應(yīng)盡量選用滾動軸承 (3) 軸承的允 許的空間 徑向尺寸受限制機械裝置，可選用滾針軸承或特輕型軸承。軸向尺寸受限制，宜選用窄或特窄的軸承。所以考慮到主軸箱的工作狀態(tài)和工作轉(zhuǎn)速以及工作環(huán)境等因素，所以選擇深溝球軸承、圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承 機床一般傳動軸的滾動軸承失效形式主要是疲勞破壞，故應(yīng)進行疲勞壽命計算。 小圓錐齒輪軸上選擇一對 32020 圓錐滾子軸承，背對背安裝。 軸承尺寸 d=30 D=55 T=17 載荷容量 rC =35800N orC =42800N 滾動軸承壽命驗算 Pff fffC Tn dmhr ?? ??? 式中： rC —— 基本額定靜載荷，單位 N ； P—— 當量動載荷，單位 N ； hf —— 壽命因數(shù) ； nf —— 速度因數(shù) ； 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 43 df —— 沖擊載荷因數(shù) ； mf —— 力矩載荷因數(shù) ； Tf —— 溫度因數(shù) ； 得 dmhTnr fff ffCP ?? ??? 已知 rC =35800N 軸承的預期壽命取 hl39。 = 20200 h 查《機械設(shè)計手冊》第三版 第 2 卷得 hf = nf = df = mf = Tf =1 dmhTnr fff ffCP ?? ??? = 132 80 0 ?? ?? = ??????? ?? Pcfnl rth 16667 式中： hl —— 軸承的壽命，單位 h ； n—— 軸承的轉(zhuǎn)速，單位 r/min ； P—— 軸承所受的當量動載荷，單位 N ； tf —— 溫度系數(shù) ； rC —— 基本額定靜載荷，單位 N ； 已知： n=1305r/min P= rC =35800N ??????? ?? Pcfnl rth 16667 = 3 66 135 80013 0516 667 ?????? ?? = 57610 h hl39。 = 20200 h 所以這對軸承滿足要求。 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 44 大圓錐齒輪軸上選擇一對 32020 圓錐滾子軸承，背對背安裝。 軸承尺寸 d=40 D=68 T=19 載荷容量 rC =51800N orC =71000N 對壽命進行驗算 已知 rC =51800N 軸承的預期壽命取 hl39。 = 20200 h hf = nf = df = mf = Tf =1 dmhTnr fff ffCP ?? ??? = 136 50 0 ?? ?? = ??????? ?? Pcfnl rth 16667 已知： n=401r/min tf =1 P= rC =51800N ??????? ?? Pcfnl rth 16667 = 3 26 151 80040116 667 ?????? ?? = h hl39。 = 20200 h 所以這對軸 承滿足要求。 托盤和活塞之間選擇 GB308/12 推力球軸承 。 潤滑與密封 潤滑劑的主要作用是降低摩擦、減小摩擦、提高效率、延長機件的使用壽命，同時還起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。故正確使用潤滑劑十分重要。從運動速度、載荷大小、工作環(huán)境溫度、摩擦表面、常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 45 周圍環(huán)境、潤滑裝置等因素考慮。 根據(jù)軸頸的速度，軸承用的是脂潤滑。因為齒輪的圓周速度小于 2m/s，宜用潤滑脂潤滑。但為了防止?jié)櫥瑵櫥S承時潤滑脂流失，應(yīng)在軸承旁加擋油板或者密封圈。 在輸入軸和輸出軸的外伸處，都必須在端蓋軸孔內(nèi)安裝密封件 ，以防止?jié)櫥屯饴┘盎覊m、水汽和其他雜質(zhì)進入多軸頭箱體內(nèi)。油封廣泛應(yīng)用在低壓潤滑系統(tǒng)中用作旋轉(zhuǎn)密封件。油封結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，成本低，對工作環(huán)境要求苛刻。 在液壓系統(tǒng)進油和出油口，工作臺與心軸之間均采用橡膠密封圈進行密封。型號均采用 GB1235 型。工作臺與心軸之間采用油液潤滑。 平鍵的選擇 平鍵聯(lián)接是齒輪、帶輪等與軸聯(lián)接的主要形式。平鍵的橫截面呈正方形或矩形，鍵的兩側(cè)面是工作面，鍵的頂面與輪轂上鍵槽的底面間留有間隙，工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便 、對中性好，故得到廣泛的應(yīng)用。在鉆軸主軸箱的主軸和傳動軸上的鍵用的是平鍵。選擇的依據(jù)主要是因為《機械設(shè)計實用手冊》中的（ GB/T 109579） 銷的選擇 銷主要用于定位，即固定零件之間的相對位置，是組合加工和裝配時的主要輔助零件。它也用于軸和轂的聯(lián)接，可傳遞不大的載荷，還可以作安全裝置的過載剪斷元件。 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 46 銷的常用材料是 3 45 鋼。 銷可以分為圓柱銷、圓錐銷、槽銷、開口銷、和彈性定位銷等。 這里選擇的是圓柱銷和開口銷。 圓柱銷利用微量過盈固定在銷孔中，多次拆裝會降低定位精度。普通圓柱銷直徑偏差有 s n h h11 四種，以滿足不同的使用要求。 回轉(zhuǎn) 工作臺總圖和零件圖 TH6363B 加工中心回轉(zhuǎn)工作臺總圖包括轉(zhuǎn)臺分度裝置總圖、轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)圖和回轉(zhuǎn)工作臺外觀圖。零件圖只繪制了一張，為活塞零件圖。圖紙均在附件中。 結(jié) 論 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 47 通過一個學期的努力 ，我的畢業(yè)設(shè)計工作 已經(jīng)順利完成。 從最初接到課題時的一無所知、茫然無緒，不知道從何下手，到現(xiàn)在對課題的全面了解，畢業(yè)設(shè)計工作 的順利完成 。這期間收獲很大，讓我對一個系統(tǒng)的設(shè)計有了一定設(shè)計思路，也讓我對以前所學的的一些專業(yè)基礎(chǔ)知識有了很多的溫習，讓這些基礎(chǔ)知識重新回到我的腦中。對以前的知識進行回顧，再運用到當前的設(shè)計中，個人能力自然得到很大的提高。 在學期即將結(jié)束的時候，我能順利的完成我的畢業(yè)設(shè)計， 對此非常感謝老師的幫助，每周指導老師都會抽一天時間給我們進行集中輔導，讓我們把設(shè)計中的遇到的疑難問題拿出來共同討論，一起解決。在這種討論中，我解決了很多問題，這使得我的畢業(yè)設(shè)計工作得以順利進行。 過了畢業(yè)設(shè)計中期答辯， 我對課題有了更深刻的了解 ， 也對我設(shè)計的過程有了更好的把握，能夠更清晰的完善我的設(shè)計思路。 最后把 我 設(shè)計成果繪成圖形，把設(shè)計過程編寫成設(shè)計說明書 ，并對設(shè)計內(nèi)容進行相關(guān)的修改，我相信 我 會順利的完成所有的畢業(yè)設(shè)計 答辯的 。 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 48 謝 辭 經(jīng)過一個學期的努力，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計已順利完成，這個畢業(yè)設(shè)計的完成是很多人給予大力幫助的結(jié)果。 在這里，首先要感謝我的導師徐紅麗老師，這個畢業(yè)設(shè)計的過程中她給予了很多的指導。從徐老師那里獲益匪淺。在畢業(yè)論文完成之際，再一次深深感謝徐老師。 在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，遇到了很多的困難，也得到了自己同學的大力幫助。生產(chǎn)廠也給予了課題來源上的支持，在這里要特別感的實習工廠的工程師的幫助，使自己對于自己所做的畢業(yè)設(shè)計有了 更加深刻的認識。 最后要謝謝參加答辯委員會的各位老師給予的教導！ 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 49 常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 50 參考 文獻 [1] 任嘉卉 .《公差與配合手冊》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 1990 [2] 張孝恩 . 加工中心交換工作臺定位機構(gòu)的改進 [J].制造技術(shù)與機床:117 [3] 張孝恩 . 保證加工中心交換工作臺定位精度的方法 [J].機械制造 :63 [4] 徐錦康 .《機械設(shè)計》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 2020 [5] 周建方 .《材料力學》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 2020 [6] 沈世德 .《機械原理》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 2020 [7] 代曉明、楊慶東 .高架橋式龍門高速加工中心直線進給系統(tǒng)的設(shè)計機械制造 [J].:1214 [8] 范真 .《加工中心》 [M].北京：化學工業(yè)出版社 2020 [9] 沙杰 .《加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)試與維護》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 2020 [10] 韓鴻鸞、榮維芝 .《數(shù) 控機床的結(jié)構(gòu)與維修》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 2020 [11] 羅敏 .用分度數(shù)控軸實現(xiàn)加工中心工作臺分度功能的設(shè)計方法 [J].制造技術(shù)與機床 :3538 [12] 南京市機械研究所 《金屬切削機床夾具圖》 [M] .北京：機械工業(yè)出版社 1990 [13] 戴曙 .《金屬切削機床設(shè)計》 [M].北京：機械工業(yè)出版社 1981 [14] 謝家瀛主編 .組合機床設(shè)計簡明手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社，常州工學院機電工程學院畢業(yè)論文 51 [15] 張耀宸主編 .機械加工工藝設(shè)計手冊 [M].北京：航空工業(yè)出版 社， [16]《機床設(shè)計