【正文】 最后要謝謝參加答辯委員會(huì)的各位老師給予的教導(dǎo)！ 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 49 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 50 參考 文獻(xiàn) [1] 任嘉卉 .《公差與配合手冊(cè)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1990 [2] 張孝恩 . 加工中心交換工作臺(tái)定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn) [J].制造技術(shù)與機(jī)床:117 [3] 張孝恩 . 保證加工中心交換工作臺(tái)定位精度的方法 [J].機(jī)械制造 :63 [4] 徐錦康 .《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [5] 周建方 .《材料力學(xué)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [6] 沈世德 .《機(jī)械原理》 [M].北京：機(jī)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(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)械制造 [J].:1214 [8] 范真 .《加工中心》 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [9] 沙杰 .《加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)試與維護(hù)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [10] 韓鴻鸞、榮維芝 .《數(shù) 控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [11] 羅敏 .用分度數(shù)控軸實(shí)現(xiàn)加工中心工作臺(tái)分度功能的設(shè)計(jì)方法 [J].制造技術(shù)與機(jī)床 :3538 [12] 南京市機(jī)械研究所 《金屬切削機(jī)床夾具圖》 [M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1990 [13] 戴曙 .《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1981 [14] 謝家瀛主編 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 51 [15] 張耀宸主編 .機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：航空工業(yè)出版 社， [16]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的困難，也得到了自己同學(xué)的大力幫助。從徐老師那里獲益匪淺。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 48 謝 辭 經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)已順利完成，這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是很多人給予大力幫助的結(jié)果。 過(guò)了畢業(yè)設(shè)計(jì)中期答辯， 我對(duì)課題有了更深刻的了解 ， 也對(duì)我設(shè)計(jì)的過(guò)程有了更好的把握，能夠更清晰的完善我的設(shè)計(jì)思路。 在學(xué)期即將結(jié)束的時(shí)候，我能順利的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)， 對(duì)此非常感謝老師的幫助，每周指導(dǎo)老師都會(huì)抽一天時(shí)間給我們進(jìn)行集中輔導(dǎo)，讓我們把設(shè)計(jì)中的遇到的疑難問(wèn)題拿出來(lái)共同討論，一起解決。這期間收獲很大，讓我對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了一定設(shè)計(jì)思路，也讓我對(duì)以前所學(xué)的的一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)有了很多的溫習(xí)，讓這些基礎(chǔ)知識(shí)重新回到我的腦中。 結(jié) 論 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 47 通過(guò)一個(gè)學(xué)期的努力 ，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 已經(jīng)順利完成。零件圖只繪制了一張，為活塞零件圖。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。 這里選擇的是圓柱銷和開(kāi)口銷。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 46 銷的常用材料是 3 45 鋼。選擇的依據(jù)主要是因?yàn)椤稒C(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》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(duì)位置，是組合加工和裝配時(shí)的主要輔助零件。平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便 、對(duì)中性好，故得到廣泛的應(yīng)用。 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。型號(hào)均采用 GB1235 型。油封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，成本低，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。 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(jìn)入多軸頭箱體內(nèi)。因?yàn)辇X輪的圓周速度小于 2m/s，宜用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。從運(yùn)動(dòng)速度、載荷大小、工作環(huán)境溫度、摩擦表面、常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 45 周圍環(huán)境、潤(rùn)滑裝置等因素考慮。 潤(rùn)滑與密封 潤(rùn)滑劑的主要作用是降低摩擦、減小摩擦、提高效率、延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命，同時(shí)還起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。 = 20200 h 所以這對(duì)軸 承滿足要求。 軸承尺寸 d=40 D=68 T=19 載荷容量 rC =51800N orC =71000N 對(duì)壽命進(jìn)行驗(yàn)算 已知 rC =51800N 軸承的預(yù)期壽命取 hl39。 = 20200 h 所以這對(duì)軸承滿足要求。 軸承尺寸 d=30 D=55 T=17 載荷容量 rC =35800N orC =42800N 滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算 Pff fffC Tn dmhr ?? ??? 式中： rC —— 基本額定靜載荷，單位 N ； P—— 當(dāng)量動(dòng)載荷，單位 N ； hf —— 壽命因數(shù) ； nf —— 速度因數(shù) ； 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)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(yù)期壽命取 hl39。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(jī)床一般傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承失效形式主要是疲勞破壞，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。 （ 2）軸承轉(zhuǎn)速 選用主軸軸承時(shí)，應(yīng)注意對(duì)該主軸部件的主要性能要求，結(jié)合制造條常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 42 件和經(jīng)濟(jì)效果綜合考慮，由于滾動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)軸部件的時(shí)，在可能的條件下應(yīng)盡量選用滾動(dòng)軸承 (3) 軸承的允 許的空間 徑向尺寸受限制機(jī)械裝置，可選用滾針軸承或特輕型軸承。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(shí)，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(shí)，可選推力調(diào)心滾子軸承或推力圓錐滾子軸承。其缺點(diǎn)是抗沖擊能力差，工作時(shí)有噪聲，以及工作壽命不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承依靠主要原件間的滾動(dòng)接觸來(lái)承受載荷，它與滑動(dòng)軸承相比，具有摩擦阻力小、效率高、起動(dòng)容易、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)軸承工作時(shí)的摩擦性質(zhì)，可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 39 表 齒盤材料及熱處理 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 工作臺(tái)承重為 800kg 工作臺(tái)自重：粗略計(jì)算 得： 直徑 D=630mm 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(xué)院機(jī)電工程學(xué)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(jiǎn)圖如下： 圖 液壓缸工作原理示意簡(jiǎn)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(jì)算 1A ： 1A = 2221 RR ?? ? = ? ? ?? 2100100110 22 ?? 2mm 計(jì)算 2A ： 2A = 2423 RR ?? ? = ? ? ?? 4400100120 22 ?? 2mm 計(jì)算 1A 、 2A 時(shí)， 1R 、 2R 、 3R 、 4R 分別為環(huán)形活塞設(shè)計(jì)時(shí)的外形半徑尺寸。 齒盤常用材料及熱處理見(jiàn) 下 表 。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算： 26050151000210 7801000210 ???? ??????? c t gjy? 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 38 = kgf/mm2 ? ?jy?? =4 kgf/mm2 故齒面擠壓應(yīng)力滿足要求。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算： W=? ?????? ????????? ????????????? ?? 10 80626010 00210 78010 006260210 31510 00 0000 tgtg =5015kg 因此回轉(zhuǎn)臺(tái) 油缸夾緊力達(dá)到 5015kg 即可，過(guò)大將引起端齒盤的變形。 夾緊力 W 按下式計(jì)算： W=S ?????? ??????? ????????? ? 022 FtgFRMrtgRMn r ???? （ ） 式中 W— 夾緊力 Mn — 齒盤承受的扭矩 (kgf?mm)； Mr — 齒盤承受的顛覆力矩 (kgf?mm)； rF — 齒盤承受的徑向力 (在嚙合節(jié)平面內(nèi) ) (kgf)； 0F — 齒盤承受的軸向力 (kgf)，方向與 W 同向時(shí)，式中取“ — ”號(hào)，反向時(shí)，式中 取“ +”號(hào)； R— 齒盤節(jié)圓半徑 (mm)；取 R=210mm ? — 齒形角 (deg)； ? =600 ? — 摩擦角 (deg)，一般取 ? =50 ～ 60 ； S— 安全系數(shù)，一般取 S=1~，工作條件平穩(wěn)、沖擊負(fù)荷小時(shí) S 取小值。 夾緊力 W 應(yīng)保證在最大工作載荷下仍保持齒盤的緊密嚙合。分析其受力狀態(tài) 如下圖 ： 圖 工作臺(tái)受力簡(jiǎn)圖 圖中分析是在臥式加工中心工作時(shí)的最極限位置，即主軸在立柱最高位常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 36 置且加工工件的最邊緣 ，進(jìn)行孔加工，在主軸最大進(jìn)給抗力 F 的作用下齒盤所受的各力。一般可參照表 選取 3 齒數(shù) z z 是分度工位數(shù)的倍數(shù)；若要進(jìn)行多種工位數(shù)分度， z 應(yīng)是所有工位數(shù)的最小公倍數(shù)。 1 齒盤外徑 D mm 參照表 ，按扭矩估算 D 。直齒齒盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)按 下 表確定。齒盤類型按齒槽深淺分有剛性齒和彈性齒；按齒形分有直齒和弧形齒。 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)多齒盤定位裝置的主要依據(jù)是分度工位數(shù)或最小分度轉(zhuǎn)角、要求的定位精度、結(jié)構(gòu)位置大小、工作載荷。 ⑤ 齒數(shù)的所有因數(shù)都可作為分度工位數(shù)；容易得到不等分分度。 ④ 承載能力強(qiáng)。 ③ 齒面磨損對(duì)定位精度的影響不大，隨著不斷使用磨合，定位精度有可能改善。 ? 以上。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 32 鼠牙盤定位裝置的特點(diǎn) ??16 ： ① 定位精度高，可達(dá)177。當(dāng)轉(zhuǎn)至要求位置時(shí)，兩齒盤重新嚙合并壓緊，使分度回轉(zhuǎn)部件定位。通常， — 個(gè)齒盤固定不動(dòng)，另 — 個(gè)齒盤與分度回轉(zhuǎn)部件固連。 因軸的實(shí)際最小直徑遠(yuǎn)大于計(jì)算出來(lái)的最小直徑，而且該軸的長(zhǎng)度很短，故其彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的。軸段 6 為圓柱齒輪軸，尺寸見(jiàn)圓柱齒輪設(shè)計(jì)段落里。軸段 4 為軸肩，取 34?l mm。軸段 3 處安裝 2 個(gè)軸承，每個(gè)軸承的寬度為 19mm，中間安裝一個(gè)套筒，選擇其寬度為 25mm。 軸段 1 處，螺母長(zhǎng)度為 10mm，故取 131?l mm。軸段 6 處為圓柱齒輪軸，尺寸見(jiàn)圓柱齒輪設(shè)計(jì)段落里。軸段 4 為軸肩，用來(lái)固定軸承，取 484 ?d mm。軸段 3 處安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。軸段 2 處 安裝大圓錐齒輪，常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 31 由于大圓錐齒輪分度圓直徑 d =130mm，故取軸段 2 處直徑 352?d mm。 圖 齒輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖 ① 各軸段直徑的確定。 （ 1） 選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求，故選用常用材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 以上設(shè)計(jì)過(guò)程中所引用的公式及參數(shù)參考自《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第 2 版）徐錦康主編。 齒輪面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取1z =20，則 2z =i1z =20?12=240 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面