【正文】 數(shù) f 的選取原則如 表 所示 ： 表 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù) 接觸表面的形式 摩擦系數(shù) f 接觸表面均為加工過的光滑表面 ～ 工件表面為毛坯，夾具的支承面為球面 ～ 夾具夾緊元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齒紋 夾具夾緊元件的淬硬表面在垂直于主切削力方向有齒紋 夾具夾緊元件的淬硬表面有相互垂直齒紋 ～ 夾具夾緊元件的淬硬表面有網(wǎng)狀齒紋 ～ 有 前文所知，主軸重量 G 為 1000N。同步帶輪外徑 112mm,傳遞功率為 ，主軸轉(zhuǎn)速為 1500r/min。 同步帶速為 。由此可得同步帶對主軸產(chǎn)生的徑向力為： 4= 28 4PFNv ? (42) 對 A 點求距，同時對主軸整體進行受力分析，在徑向受力平衡，則由 23( ) ( ) ( )F A D F A B G A C? ? ? ? ? (43) 234F F F G? ? ? (44) 式中： (AD)=299mm。(AB)=107mm。(AC)=203mm。 可得： 2F = 3F = 因為 2F 遠大于 3F ，所以只用對右端軸承進行校核即可。 22 根據(jù) 公 式： 21()pP f X F YF?? (45) 式中： X、 Y? 分別為徑向和軸向動載荷系數(shù) P? 為當量動載荷， N pf ? 為載荷系數(shù) 1. 0 1. 2 1. 0ppff? ? ?， 取。 7210c 角接觸球軸承的判斷系數(shù) e 為 124 4 9 .6 0 .6 8 e6 5 8 .3FF ? ? ? 則 X =1， Y =0。將數(shù)據(jù)代入式 21()pP f XF YF??得： P= 預(yù)設(shè) 軸承壽命 hL? =3000h， n=1500r/min。根據(jù) 公式： 66010 hnLCP??? (46) 式中： hL? ? 為預(yù)期軸承壽命， 610 n? 為轉(zhuǎn)速， r/min ?? 為指數(shù) ,對球軸承 ? =3 C? 為基本額定動載荷， N 可知 基本額定動載荷 為： 13660()10 hnLCP?? 1366 0 1 5 0 0 3 0 0 06 5 8 . 3 ( ) 4 2 5 4 . 810 N??? ? ? 查表 7210C 軸承參數(shù)表得， 7210C 軸承 的 成對雙列 額定動 載荷 C? =69500N 。 表 7210C 軸承參數(shù)表 軸承型號 7210C 單列極限轉(zhuǎn)速 v 16000r/min 軸承內(nèi)徑 d 50mm 單列額定動載荷rC 43000N 軸承外徑 D 90mm 成對雙列極限轉(zhuǎn)速 V 13000r/min 判斷系數(shù) e 成對雙列 額定動載荷oC 69500N 23 根據(jù) 公 式： 610 ()60h CL nP?? (47) 式中： hL ? 為軸承的基本額定壽命壽命， 610 n? 為轉(zhuǎn)速， r/min ?? 為指數(shù) ,對球軸承 ? =3 C? 為基本額定動載荷， N 將數(shù)據(jù)代入上式得： 6 310 ()60 CL nP? 6 31 0 6 9 5 0 0()6 0 5 0 0 6 5 8 .3???? =13075h 3000h 即計算壽命 滿足 預(yù)期壽命， 故滿足要求。 主軸密封設(shè)計 主軸密封示意圖如 圖 所示 。 圖 主軸密封示意圖 為保證凸輪加工專機主傳動系統(tǒng)處于良好性能狀態(tài)，并延長其使用壽命，應(yīng)對主軸組件進行密封，確保軸承的工作環(huán)境。 在設(shè)計主軸組件的密封裝置時需要綜合考慮下列因素： ，軸承潤滑方式和工作溫度，在工作壓力和工作溫度范圍內(nèi)具有良好的密 封性能，密封部位的摩擦力應(yīng)盡量小，磨損后能做一定程度的自動補償。 環(huán)境，耐環(huán)境和潤滑的腐蝕。 ，主軸前軸承處的密封結(jié)構(gòu)軸向尺寸應(yīng)盡量小，以減少主軸前端的懸伸量。密封裝置應(yīng)便于主軸組件的裝拆。 24 因此，我將采用氣幕密封。 氣體由經(jīng)吹氣孔吹入，在兩個回轉(zhuǎn)密封圈之間形成氣幕。此種密封方式在滿足以上要求的同時，具有良好的防塵效果。 主軸冷卻設(shè)計 主軸冷卻示意圖如 圖 所 示。 圖 主軸冷卻示意圖 為提高主軸和刀具的壽命，必須采取合理的主軸冷卻方式。 設(shè)計 合理的 冷卻系統(tǒng) 。使其能夠 增加切削刀具的耐用度， 我考慮 為 刀具 切削及 主軸 冷卻提供一 種新的方法。要滿足以下要求：不影響刀具的剛度、強度；不影響刀具的切削功能；使用、制造方便，制冷效果好，成本低，可靠性高，便于操作。 因此，我采用主軸內(nèi)冷設(shè)計。使冷卻液經(jīng)主軸內(nèi)部流至 特制 刀具， 特質(zhì)刀具 設(shè)計有 冷卻液流出通道，同時對工件起到一定的冷卻作用。達到冷卻主軸、 刀具 以及工件 的作用。同時我將采用冷卻回轉(zhuǎn)接頭進行冷卻 液 輸液管與主軸的聯(lián)接。 冷卻回轉(zhuǎn)接頭的左邊接冷卻液輸液管，可以保持固定。冷卻回轉(zhuǎn)接頭右邊與主軸連接，可以進行轉(zhuǎn)動，同時能夠確保密封。 25 結(jié) 論 本課題確定了凸輪加工專機主軸箱 設(shè)計 的總體設(shè)計方案，對主 軸和主要部件的結(jié)構(gòu)進行了方案論證、設(shè)計計算以及選型。 凸輪軸 主軸 及其組件的運轉(zhuǎn)過程比較平穩(wěn)，且主軸 的結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，維修容易，價格低廉。 通過對主軸的整體設(shè)計，主軸定位設(shè)計，主軸冷卻設(shè)計，主軸箱傳動設(shè)計， 其它裝置或元件 設(shè)計，使 凸輪加工專機主軸箱的設(shè)計更加合理化 。 本課題采用了 FANUC— 3? 型交流主軸電動機作為主軸傳動的原動力，通過 M8 型 同步 齒形 帶傳動來實現(xiàn)主軸電機和主軸之間的傳動。 采用主軸內(nèi)冷卻，并且采用冷卻回轉(zhuǎn)接頭連接主軸與 冷卻液管道。在滿足加工要求的前提下，延長主軸壽命，減少 了 工件與加工原件的損壞。 對于 主軸力的傳動， 采用了雙楔形塊進行力的傳 動， 對主軸進行最大限度的保護，避免了在主軸上的加工，同時提高了主軸的剛度與壽命。 該 主軸箱 的專用性強，操作迅速方便，是針對 凸 輪軸的深鉆孔 工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的機床 主軸箱 ，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中可以獲得較高的精度和生產(chǎn)效率，對工人的技術(shù)水平要求也相對較低，可以廣泛使用。 26 致 謝 在 我 入題、學(xué)習(xí)、材料收集以及論文的寫作到定稿， 楊威老師 給予無私的指導(dǎo)和幫助。楊 威 老師深厚 的學(xué)術(shù)造詣、嚴謹求實的治學(xué)精神一直以來都深深地影響著我，促使我養(yǎng)成作為技術(shù)工作者應(yīng)該具有的良好品質(zhì)。在畢業(yè)設(shè)計期間， 楊威 老師 對我在學(xué)習(xí)過程中所犯的錯誤從來都不予以批評，而是教我如何從錯誤中找出原因、分析原因、總結(jié)經(jīng)驗，并指導(dǎo)我如何用最科學(xué)、合理的方法去進行改進，少走彎路，培養(yǎng)了我較強的獨立思考和分析能力。這些東西將會使我終身受益。在此，我對 楊威老 師高尚的品格和誨人不倦的美德致以崇高的敬意和最誠摯的謝意！ 能順利完成大學(xué)本科的畢業(yè)設(shè)計論文，由衷地感謝 楊威 老師 給予我在學(xué)習(xí)上指導(dǎo)、生活上關(guān)心和幫助；感謝我的同學(xué)和 朋友們，在我遇到困難和挫折的時候給予我最大的鼓勵和信心，在此向他們表示我最誠摯的謝意 ! 在論文完成之際，我要感謝我的 同學(xué)們 對我始終如一的理解和支持，無私付出的一切。正是他們給予了我精神上和物質(zhì)上的極大鼓勵和支持，才使我能夠全身心地投入到學(xué)習(xí)中去，圓滿完成學(xué)業(yè)。 最后向百忙之中評閱本論文的各位專家、教授們表示衷心的感謝 ！ 27 參考文獻 [1]廖勇 ,黃容申 .數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 .重慶石油高等?？茖W(xué)報 [J],2021(6):2125. [2]張育生 .從第六屆中國國際機床展覽看機床發(fā)展趨勢 .制造技術(shù)與機床 [J],2021(7):1723. [3]叢曉霞 ,馮憲章 .機械創(chuàng)新設(shè)計 [M].北京 :北京大學(xué)出版社 ,2021. [4]吳宗澤 .機械設(shè)計師手冊 (上 \下冊 )[M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021. [5]李洪 .實用機床設(shè)計手冊 [M].沈陽 :遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 ,1999. [6]濮良貴 ,紀名剛 .機械設(shè)計 [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [7]陳錦昌 ,劉就女 ,劉林 .計算機工程制圖 [M].廣州 :華南理工大學(xué)出版社 ,1999. [8]機床設(shè)計手冊 編寫組 .機床設(shè)計手冊 [M] .北京 :機械工業(yè)出版社 ,1986. [9]賀亦佳 .標準強化專用設(shè)備制造優(yōu)勢 [N].中國服飾報 ,2021(8):69. [10]吳圣莊 .金屬切削機床概論 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1985 [11]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 .理論力學(xué) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [12]劉鴻文 .材料力學(xué) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [13]陳儀先 .機械制造基礎(chǔ) [M].北京 :中國水利水電出版社 ,2021. [14]宋寶玉 .機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [15]成大先 .機械設(shè)計手冊 (軸及其聯(lián)接 單行本 ) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. [16]毛平淮 .互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021. [17]杜可可 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :人民郵電出版社 ,2021. [18]徐起賀 .機械設(shè)計基礎(chǔ) [M].高等教育出版社 ,2021. [19]唐保寧 .機械設(shè)計與制造簡明手冊 [M].上海 :同濟大學(xué)出版社 ,1998.