【正文】 感謝學(xué)校在過去的四年里為我提供的良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，感謝學(xué)校在我學(xué)習(xí)期間曾給予的各種資助和獎勵，這些都為我能正常完成學(xué)業(yè)提供了莫大幫助；感謝曾給我授課的所有老師們，沒有他們的細心教導(dǎo)，我就不可能具備現(xiàn)在的專業(yè)素養(yǎng)和能力。參考文獻[1] 文懷興，夏田．?dāng)?shù)控機床設(shè)計實踐指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008．[2] 田宏宇，程道新．?dāng)?shù)控機床結(jié)構(gòu)與維修[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，2007．[3] 羅學(xué)科，趙玉俠．典型數(shù)控系統(tǒng)及其應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．[4] 張建民．機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2007．[5] 賈亞洲．金屬切削機床概論[M]．北京：機械工業(yè)再版社，1998．[6] 焦建民，王鵬，鄧慧珠，錢繼光．切削手冊[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007．[7] 李余慶，張佳．機械制造裝備設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2008．[8] 鄧文英．金屬工藝學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，2000．[9] 彭文生，李志明，黃華梁．機械設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2002．[10] 唐增寶，常建娥．機械設(shè)計課程設(shè)計[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006．[11] 機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組．機械設(shè)計手冊（中冊）[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987．[12] 現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊編委會．現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊（下冊）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006．[13] 華東紡織工學(xué)院，哈爾濱工業(yè)大學(xué)．機床設(shè)計圖冊[M]．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979．[14] Mason GW．Some design aspects of RatierForest NC machines[J]．Machinery and Production Engineering，1970，117：10271033．[15] ，．New drive design(Direct drive)for the main drives of the large excavators 3150 and 3750 at the LAUBAG[J]．Braunkohle Dusseldorf，1972，48：487494致 謝本次畢業(yè)設(shè)計從選題到完成設(shè)計過程，得到了沈奇顯老師的親切關(guān)懷和細心指導(dǎo)?；就瓿闪嗽O(shè)計任務(wù)書要求的內(nèi)容。當(dāng)需要換刀時，電控系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)為油缸供油，將拉刀桿頂出到某一位置并保持壓力；當(dāng)?shù)毒甙惭b完畢后，油路卸荷，活塞在彈簧作用下回復(fù)到起始位置。圖31　主傳動機械變速系統(tǒng)當(dāng)接收到下一機械變速信號時，變速系統(tǒng)工作過程同上，不同的是活塞和撥叉此時是向右運動。8變速機構(gòu)設(shè)計本次設(shè)計的臥式鏜銑機床為數(shù)控機床，選用的主軸電機可實現(xiàn)無級調(diào)速。該主傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速相對較高，箱體內(nèi)需要潤滑的軸承和齒輪也較多，對滑潤油需求量較大，因此本次設(shè)計中主軸箱內(nèi)采用噴油潤滑。方案一　　　　　　　　　　　　　　　　方案二圖28　主軸系統(tǒng)空間布局方案分析從圖上可以看出，方案二的布局比起方案一來三軸的位置稍顯緊湊，并且高度方向尺寸較小，但寬度方向尺寸卻比方案一大得多。圖27　主傳動進給絲杠支承結(jié)構(gòu)6主軸箱空間布局主軸箱內(nèi)各軸的空間布局，在主傳動系統(tǒng)設(shè)計中也是一個很重要的部分。則：因為，故所選絲杠也符合壓桿穩(wěn)定的要求。為此，對主軸進給絲杠應(yīng)進行靜強度校核。滾珠絲杠副的承載能力用額定動載荷或額定靜載荷來表示，而在設(shè)計中一般按額定動載荷來確定滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格。則切削力大小為：由加工經(jīng)驗知道，切削力是總切削力其中一個分力，大約占總切削力的；而進給力（即軸向力）只占總切削力的，因此可據(jù)此估算出主軸鏜削時所受軸向力的大小：主軸的進給伸縮是由伺服電機驅(qū)動絲杠螺母副，再通過螺母座帶動主軸運動的。圖25　銑削和鏜削加工示意圖鏜削加工通用性較強，但因為加工時刀桿懸伸布置，為保證鏜桿剛度和切削質(zhì)量，切削速度一般都較低，背吃刀量也較小，因此生產(chǎn)效率較低，多用于半精和精加工。圖24?、蜉S支承力學(xué)模型由軸承受力平衡可以得到下列方程：則在這里，并等于軸承預(yù)緊力的大小。軸承的使用壽命與其當(dāng)量動載荷間存在下面的關(guān)系：其中：—軸承壽命；　　　—軸承的轉(zhuǎn)速，取電動機工作在額定狀態(tài)下，并且變速齒輪輸出高速轉(zhuǎn)速進行計算，即取；　　　—基本額定動載荷，查《機械設(shè)計手冊》得31311型軸承；　　　—壽命指數(shù)，球軸承，滾子軸承；　　　—溫度系數(shù)，查《機械設(shè)計》表158得；　　　—當(dāng)量動載荷，對向心和角接觸軸承，在不變的徑向和軸向載荷作用下，其徑向當(dāng)量動載荷為。則因為，故齒面的接觸疲勞強度足夠。已經(jīng)，查《機械設(shè)計》表122得45鋼調(diào)質(zhì)處理后的許用彎曲應(yīng)力，則所以，Ⅱ軸強度滿足使用要求。轉(zhuǎn)矩　　　　　　　　　　　　　　圓周力　　　　　徑向力　　　　　軸向力　　　　　、的方向如圖22所示。Ⅱ軸與Ⅰ軸和Ⅲ軸都有齒輪相嚙合，根據(jù)材料力學(xué)的知識，先分別單獨分析Ⅱ軸與Ⅰ、Ⅲ兩軸相嚙合時的軸承支反力，再求它們的合力在軸上的彎矩分布。同理校核Ⅱ、Ⅲ軸上嚙合齒輪的模數(shù)：因為，故Ⅱ、Ⅲ軸上齒輪所選模數(shù)也符合要求。a)確定齒輪材料和極限應(yīng)力傳動系統(tǒng)設(shè)計時，在滿足傳動要求的前提下，應(yīng)盡可能降低成本，故變速齒輪選用45鋼表面淬火，硬度。因此，在機床的傳動系統(tǒng)中，一般會用到2到3種模數(shù)，并沿高速級向低速級模數(shù)逐漸增大，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩增大的需要的傳動順序，模數(shù)逐漸增大，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩增大或是滿足結(jié)構(gòu)要求的需要。從前面?zhèn)鲃虞S和主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程可以看到，各軸結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，軸上端蓋或法蘭的外形尺寸也就基本確定了。如圖19所示，為本次設(shè)計中主軸的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系?？紤]到主軸箱要在立導(dǎo)軌上作豎直方向成形運動，因此主軸箱寬度按立導(dǎo)軌的寬度選擇。為使設(shè)計簡單，主軸箱內(nèi)不設(shè)置隔板，外層主軸前后兩端軸承均安裝在主軸箱外壁上。而本次設(shè)計中主軸輸入功率為，查《數(shù)控機床設(shè)計實踐指南》表36《通用機床主軸前軸頸尺寸》得，主軸驅(qū)動功率在時，銑床主軸前軸頸推薦尺寸范圍為。拉刀桿內(nèi)部要設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)，以便在換刀時由氣缸吹入高壓空氣，將刀具刀柄和主軸安裝孔上的鐵屑等雜物吹凈，以保護主軸安裝孔和刀具刀柄不被劃傷，并保證刀具的安裝精度。圖15　主軸前端支承結(jié)構(gòu)分析到這里只是勾勒出了雙層主軸前端的草圖，要確定前端一系列支承的徑向尺寸，必須先確定主軸后端的尺寸結(jié)構(gòu)（主軸做成前大后小，方便安裝和加工）。主軸組件的滾動軸承一般既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個方向軸向載荷的推力軸承。導(dǎo)鍵又叫導(dǎo)向平鍵，是一種較長的平鍵，用螺釘固定在軸上的鍵槽中，軸上零件能沿鍵作軸向滑移。如圖13示，雖然設(shè)計方案與滑移齒輪類似，但是值得注意的是，滑移齒輪在花鍵上滑移的時間與它的轉(zhuǎn)動相比，滑移所占時間的比例很小，因此花鍵聯(lián)結(jié)主要還是用來傳遞扭矩的。從原理上看，其主軸功能與本次設(shè)計的臥式鏜銑數(shù)控機床主軸也很像。圖12?、蜉S軸頸尺寸分布圖該臥式鏜銑數(shù)控機床與普通機床相比，最大的特點是：立柱的水平移動在加工中只用作粗定位時的移動，而切削進給由主軸的伸縮實現(xiàn)。齒輪左端和右端分別采用光軸軸肩和軸用擋圈定位，均能滿足定位精度要求。由圖7知，主軸電機輸出軸直徑為。查《機械設(shè)計手冊》（中冊）表8348《幾種常用材料的及值》，得45鋼值為，計算中取，則另由傳動系統(tǒng)示意圖可知，Ⅰ軸聯(lián)軸器端應(yīng)有一個鍵槽，因此Ⅰ軸的最小軸徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上增大5%，即：取主軸內(nèi)徑和外徑之比為，查《機械設(shè)計手冊》（中冊）表8361《空心軸系數(shù)表》得計算系數(shù)，則滿足強度要求的主軸最小直徑為：