【正文】 通過這次畢業(yè) 設(shè)計，基本上將四年大學(xué)所學(xué)知識聯(lián)系起來，初步具備了獨立設(shè)計的能力，積累了寶貴的經(jīng)驗，為。 通過各種校核，設(shè)計成果基本可以滿足自動焊機的要求。 還加深學(xué)習(xí)了配合公差以及機床潤滑的相關(guān)知識。 37 圖 4— 4機床主軸系統(tǒng)裝配圖 圖 4— 5 機床裝配圖 圖 4— 6 機床主軸、組隊系統(tǒng)裝配圖 38 結(jié) 論 本文主要研究對象是 棱 管法蘭自動焊機主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ， 通過為期 3 個月 的獨立設(shè)計，得到 了豐厚的成果。 最終選擇導(dǎo)軌潤滑油 L— G 粘度等級為 100（ GB/T 314— 1994） 減速機的潤滑參照廠家提供的使用說明書按要求進行潤滑。 機床導(dǎo)軌潤滑油 根據(jù)以下兩點進行選擇： 34 1)按滑動速度和平均壓力來選擇粘度。 導(dǎo)軌 潤滑 導(dǎo)軌潤滑劑的使用使導(dǎo)軌盡量接近液體摩擦狀態(tài)下工作，以減小摩擦阻力，降低驅(qū)動功率，提高效率；減少導(dǎo)軌磨損，防止導(dǎo)軌腐蝕。 導(dǎo)軌組合形式為一個 V型一個平面，如圖（ 3— 2） ，這種組合具有導(dǎo)向性好，剛性好，制造方便的特點，廣泛用于龍門刨床，磨床等。根據(jù)式（ 2— 20）進行校核： 33 31 2 1 0 8 3 . 6 9 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld 所以合適。 2)鍵、軸、齒輪材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應(yīng)力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。 9mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選取齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn ，齒輪受扭矩 T=178。按 減速機軸直徑 d=50mm由 [1]表 6— 1 查得平鍵 A 型截面 b179。見圖（ 31）。 m。 32 聯(lián)軸器的選擇 由于移動床身 載荷較平穩(wěn)且啟動頻繁，兩軸線要求對中性不高，故 減速機與齒輪 聯(lián)接選用 LT 彈性聯(lián)軸器 ，根據(jù)聯(lián)軸器選用規(guī)則，需按式（ 2— 13）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩： 《查機械設(shè)計》表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 AK =，則 ca 1AT K T? = N178。 m 電機額定轉(zhuǎn)矩 9 5 5 0 3 NM ??? N178。 電動機的校核 校核啟動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩 ： 齒輪受扭矩 9550 n?? N178。 查機械設(shè)計手冊，選擇電動機型號為 Y132M8，其主要性能如表（ 3— 1）所示： 表 31 電機參數(shù)表 型號 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)速 效率 功率因素 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 最大堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) 重量 Y132M8 3kW 710r/min 87% 76Kg 確定減速器型號 估算傳動比 i=710/= 查 [2]JB/T 88532021，選取 ai=20 ，根據(jù)輸入功率與輸入轉(zhuǎn)速選取 ZLY 減速器，規(guī)格為 112。 n=~1124 r/min。 所以， 60 1000 vn d???? =。 m??P = z = p? ?L 取 z=400 * 8? ? ?aah m h mm ** 10（ ）? ? ? ?fah m h c m m z=10 04 8m m?LP 按第二章齒輪公式經(jīng)過校驗后，上面參數(shù)滿足齒根彎曲強度，不滿足疲勞接觸強度，因為齒輪 傳動齒面磨損較小，故可取。 齒輪齒條參數(shù)設(shè)計 輸 出 齒輪工作轉(zhuǎn)速為 60 1000 vn d???? （ 3— 4） 式中 d ──齒輪分度圓直徑， mm； 主要部件初步設(shè)計： 齒輪的參數(shù)確定 ： 設(shè)模數(shù) m 8 m m z 1 7 , = 2 0 B = 9 0 m m， ，??? 。取 1? =， 2? =， 3? =。 移動速度初選適中速度，令v =。 齒條所需工作效率按式（ 3— 2）計算 w 1000? FvP （ 3— 2） 式中 F ──床身移動所受阻力， N； v ──床身移動速度， m/s； 移動床身空載時重量主要組成為法蘭，回轉(zhuǎn)支承，卡盤以及床身，經(jīng)估算，總重 G=。 電動機 、減速機 的選擇 選擇電動機類型 根據(jù)三相異步電機選用要點，例如要求，條件，環(huán)境等，選用三項籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，正反轉(zhuǎn)，電壓 380V， Y型。 29 第 三 章 棱 管法蘭自動焊機移動卡緊裝置設(shè)計計算 傳動裝置的方案設(shè)計 移動床身座與放置在地面上的導(dǎo)軌配合，導(dǎo)軌上裝有齒條， 床身上安裝有電機與減速器，在減速器輸出軸上安裝齒輪與齒條嚙合，實現(xiàn)運動。見圖（ 2— 9） 。 由于左軸承端 蓋與軸之間有空隙，需要進行密封。 滾動軸承的潤滑 與密封 焊接機 中滾動軸承 采用潤滑脂進行潤滑。 根據(jù)以上分析， 選擇 合成鋰基復(fù)合開齒輪潤滑油開齒樂（ HiGear20/20），屬極壓開式齒輪潤滑專用油。 2) 邊界潤滑條件下，必需選擇高粘度和粘附性強的潤滑油，以確保有一層連續(xù)的油膜保持在齒輪表面上。邊界潤滑的有效性由邊界膜的物理性能所決定，包括油膜厚度、剪切強度、內(nèi)聚力、粘附力、熔點等。 齒輪潤滑主要處在邊界潤滑狀態(tài)下，其潤滑屬于邊界全損耗潤滑類型。由于產(chǎn)品尚未研發(fā)出，其簡易示圖如圖（ 2— 8）所示 。與廠家聯(lián)系協(xié)商后，可以進行研發(fā)制造。根據(jù)工件不同尺寸分析出，卡爪形成范圍至少大于 430mm。根據(jù)式（ 2— 20）進行校核： 31 2 1 0 1 0 9 . 4 3 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld 所以合適。 m 2)鍵、軸、聯(lián)軸器材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應(yīng)力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。 18179。 h179。根據(jù)式 （ 2— 21）進行校核： 31 2 1 0 1 0 8 . 9 6 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld （ 2— 21） 所以合適。 m 2)鍵、軸、聯(lián)軸器材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應(yīng)力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。 16179。 h179。 根據(jù)式（ 2— 20）計算： 61060???? ????h cL np （ 2— 20） 對于滾子軸承 103?? ， 61060???? ????h cL np=＞ 72021，所以該軸承壽命符合要求 。 25 221 2 2 1 2 9 7 0 .4 3? ? ?r NH NVF F F N 2)求當量動載荷 P。 軸承壽命的計算 1）已知軸承預(yù)計壽命 2 8 3 0 0 1 5 7 2 0 0 0? ? ? ? ?HLh。 2）確定危險截面 危險截面發(fā)生在 c 處， 經(jīng)過計算，算得軸上載荷如表 2— 4 所示 表 24 軸受力表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12 ??N H N HF F N 12??NVNVFN 彎矩 M ?HMN 125 5 4 3 4 9 .7 51 9 2 3 3 8 .4 3??VVM N m mM m m 總彎矩 221 1 1 1 5 5 5 .1 4? ? ?HVM M M N m 222 2 2 1 4 5 9 4 .2 5? ? ?HVM M M N m 扭矩 T 1 ?T N m 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的齒輪才 c 截面強度 ，根據(jù)式（ 2— 19）進行校核： ? ?22 ?? ??caMTW (2— 19) 軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ， ? ?ca MPa。 23 圖 27 計算簡圖、彎矩圖 求作用在小齒輪上的力 ： 圓周力 11 12 2 5 7 1 6 .5 1??t TFNd 徑向力 11 ta n 6 6 0 7 .8 6c o s ?????tnr FFN adcbTT1?NVF1NVF1NHF1tF1rF1aF2NHF1L2L3L1NHF 1tF2NHFHM1?NVF1NVF rFaMaF2NVF1VM2VM1M2M()a()b24 軸向力 11 ta n 640 ?? ? ?atF F N 其方向如圖（ 2— 7a）所示。 求軸上載荷 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖（ 2— 6）做 除皺的計算簡圖（圖 2— 7a），在確定軸承位置時，應(yīng)從機械設(shè)計手冊中查取 a 值。 180mm，與軸配合為 76Hk 。 l=28179。 18mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 140mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選取齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn ； 同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接 ，選用平鍵 A 型 為 b179。按 —Ⅳ Ⅴd 由 [1]表 6— 1 查得平鍵 A 型 截面 b179。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 5） 取齒輪距箱體距離 a=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時 ，應(yīng)距箱體一段距離 s=8mm。 4） 軸承端蓋的總寬度為 25mm。 22 3） 取安裝齒輪處的軸段 Ⅳ — Ⅴ的直徑 —Ⅳ Ⅴd =135mm，齒 輪左端與左軸承之間采用套筒定位。 38mm，故 —Ⅲ Ⅳd = —Ⅶ Ⅷd =120mm； —Ⅶ Ⅷl =38mm。 T=120179。參照工作要求并根據(jù) —Ⅱ Ⅲd =117mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 2 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承 32024，其尺寸為 d179。 2） 初步選擇滾動軸承。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1L =212mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案 ： 經(jīng)分析比較，擬定圖（ 2— 6）為軸的結(jié)構(gòu)外形。 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，前面已經(jīng)選取聯(lián)軸器 GICL8，其公稱轉(zhuǎn)矩 14000N178。 主軸的設(shè)計計算 選擇軸的材料 由于該軸屬于載荷較大，但無很大沖擊的軸，根據(jù) [1]表 15— 1 選擇材料為40Cr 調(diào)質(zhì)處理。圖中尺寸值分別為 ：21 3 1145 12 2170 33 , 48 ,2210 , 2300 , , 2426 ,2388 , 2299 , 169 , 2296Leb mm ， h mm ， d mm ， mm nD mm D mm D mm D mmD mm D mm H mm d mm?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 機床移動端采用單列四點接觸球式無齒式回轉(zhuǎn)支承，為方便與卡盤連接，其尺寸與外齒式一樣即可。 由于方案采用對稱布置回轉(zhuǎn)支承，故所受傾覆力矩，軸向力很小，不予考慮， 主要參考尺 寸確定型號，因為焊接機要進行內(nèi) 縫 焊接，所以回轉(zhuǎn)支承內(nèi)徑應(yīng)比最大工件外徑大，與徐州萬達回轉(zhuǎn)支承廠家聯(lián)系后，所需回轉(zhuǎn)支承無標準件，但可以設(shè)計制造，回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)外形如圖 2— 5 所示。回轉(zhuǎn)式輸送機、焊接操作機、中小型起重機和挖掘機等工程機械均可選用。隨著機械行業(yè)的迅速發(fā)展，回轉(zhuǎn)支承在船舶設(shè)備、工程機械、輕工機械、冶金機械、醫(yī)療機械、工業(yè)機械人、隧道掘進機、旋轉(zhuǎn)舞臺燈行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 19 圖 24 齒輪結(jié)構(gòu)圖 回轉(zhuǎn)支承的 設(shè)計 選擇 回轉(zhuǎn)支承介紹 ： 回旋支承又叫 轉(zhuǎn)盤軸承 ，回轉(zhuǎn)支承，有些人也稱其為：旋轉(zhuǎn)支承 。其他有關(guān) 結(jié)構(gòu) 尺寸參看圖 （ 2— 4） 。 取 2B= 140mm， 1B= 150mm。 2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 β=arcos 。