【正文】 55HRC，由于所選齒輪的齒數(shù)相同，所以對(duì)該齒輪同時(shí)進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核和接觸疲勞強(qiáng)度校核。考慮到此機(jī)構(gòu)為一般機(jī)械，傳遞的功率，并不大，工作環(huán)境良好且為閉式傳動(dòng)，由于希望齒輪工作壽命長(zhǎng)，所以采用大小齒輪硬齒面。 齒輪強(qiáng)度的校核 由于本設(shè)計(jì)中主軸上齒輪的轉(zhuǎn)速較低，扭矩較大，因而最為危險(xiǎn)。 齒輪 模數(shù)的初步計(jì)算 )()1(16 338 3 221 ][mmjuunzNmjmdj ???? (36) 式中 nj—— 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） mj —— 按解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)（ mm）； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 Nd—— 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（ kw）； u—— 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 1?u ，外齒輪嚙合取“ +”號(hào) 內(nèi)齒輪嚙合取“ — ”號(hào)； z1 —— 小齒輪的齒數(shù)； ?m—— 齒寬系數(shù)， ?m=mB （ B 為齒寬， m 為模數(shù)），106???m ； ???j —— 許用接觸應(yīng)力（ Mpa） 5 0 028 )12(1 6 3 3 8 3 221 ]1370[24 ???? ???m ，取 41?m 6 5028 )12(1 63 3 8 3 222 ]1 3 7 0[24 ???? ???m ；取 42?m )12(1 6 33 8 3 223 ]1 3 7 0[24 ???? ???m ；取 43?m 套裝在軸上的小齒輪還考慮到齒根圓到它的鍵槽深處的最小尺寸應(yīng)大于基圓齒厚，以防斷裂，則其最小齒數(shù) zmin 應(yīng)為 m in ??? mDz （ 37） 式中 D—— 齒輪花鍵孔的外徑（ mm），單鍵槽的取孔中心至鍵槽槽底的尺寸兩倍 M—— 齒輪模數(shù)。?? ??? 221? ；?。?? ） = mmN nd j 2 0 ))(/(91 41 ?? ?? 取 mmd 401? 對(duì)于齒輪的傳遞效率 。 對(duì)于軸 1，起計(jì)算轉(zhuǎn)速 nj=1500r/min， N=，彈性聯(lián)軸器效率。 根據(jù)傳動(dòng)比，我暫時(shí)選定 3 對(duì)齒輪的齒數(shù)分別為 24/48,48/24,43/43。 它的電機(jī)額定功率是 ，額定轉(zhuǎn)速時(shí) 1500r/min，最大轉(zhuǎn)速是9000r/min，額定轉(zhuǎn)矩是 48NM. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 圖 331PH4 型水冷式主軸電機(jī) 繪制轉(zhuǎn)速圖 采用 2 對(duì)滑移齒輪架一對(duì)固定齒輪來(lái)輔助系統(tǒng)變速，來(lái)擴(kuò)大恒功率區(qū)的變速范圍。 所選取的是 1PH4 型水冷式主軸電機(jī)，它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：功率 /重量比高：體積小 。 臥式加工中心主要具有銑、鏜、鉆、攻絲等功能。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 圖 33 主軸電機(jī)的選擇 機(jī)床的工況是選擇主電機(jī)的依據(jù)，機(jī)床零件和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)也是依據(jù)它進(jìn)行的。（如圖 32）。松刀時(shí)，活塞向左移動(dòng)，推動(dòng)拉桿也向左移動(dòng)，使鋼球在到套大徑處時(shí)，噴氣頭將刀頂松，刀具即被取走，同時(shí)壓縮空氣經(jīng)活塞和拉桿的中心孔從噴氣頭噴出清潔主軸錐孔及刀柄。當(dāng)發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)后，電機(jī)以 60 轉(zhuǎn) /分轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)齒輪降速使主軸以 15 轉(zhuǎn) /分轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)在感應(yīng)塊作用下通電，發(fā)出粗定位信號(hào)，主電機(jī)停轉(zhuǎn)，傳動(dòng)齒輪變空擋，主軸以貫性空轉(zhuǎn)，定位活塞向上，定位頂尖進(jìn)入精定位凹槽內(nèi)，使主軸準(zhǔn)停（如圖 32）。 圖 31 傳動(dòng)軸和電機(jī)軸 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 主軸的定向機(jī)構(gòu)是由無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和液壓活塞控制。 在本方案中主軸轉(zhuǎn)速主要是由主軸電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，由三級(jí)齒輪變速系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的范圍。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 第三章 臥式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案的確定 加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般都設(shè)計(jì)成一個(gè)主軸箱，它主要包括電機(jī)、傳動(dòng)裝置、主軸、主軸軸承、主軸定向機(jī)構(gòu)、拉刀裝置及清潔、潤(rùn)滑和冷卻裝置。然后介紹了主傳動(dòng)系統(tǒng)的 5 點(diǎn)設(shè)計(jì)要求。 （ 4）內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 如圖 21d 所示，這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸影響較大。 （ 3）用兩電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 如圖 21c 所示，這是 上述兩種方式的混合傳動(dòng)，具有上述兩種性能。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。 （ 2）通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 如圖 21b 所示，這種傳動(dòng)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大上的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床在交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無(wú)級(jí)變速。 （ 1）帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 大、中型主控機(jī)床采用這種變速方式。在主傳動(dòng)系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)和直流伺服主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)。 （ 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 （ 3）主傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲小，傳動(dòng)效率高，以滿足機(jī)床的工 作性能要求。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 （ 1）主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)度范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 動(dòng)的開(kāi)停、變速換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。由于直流和交流伺服主軸伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便的是現(xiàn)寬的變速范圍無(wú)級(jí)變速，而且減少了中 間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制可靠性。 （ 2）變速范圍寬 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Rn100，以保證加工時(shí)能選用合理的切屑用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。 數(shù)控機(jī)床 主傳動(dòng)系統(tǒng)特 與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 第二章 總體設(shè)計(jì) 概述 為使兩級(jí)大齒輪相近取 主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，它具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工作，并能方便的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停、變速、換向和制動(dòng)等。中國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機(jī)會(huì)不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，努力縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。 目前，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異，高速化、高精 度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)和方向。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯， 70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從 2020 年開(kāi)始，中國(guó)連續(xù)三年 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)， 2020 年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá) 億美元，但進(jìn)出口逆差嚴(yán)重，國(guó)產(chǎn)機(jī)床市場(chǎng)占有率連年下降， 1999 年是 %， 2020 年僅占 %。 我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及思考 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過(guò) “ 六五 ” 期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)， “ 七五 ” 期間組織消化吸收 “ 科技攻關(guān) ” ，我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。 （ 9）開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu) 20 世紀(jì) 90 年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代，世界上許多數(shù)控 系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用 PC機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。通過(guò)硬件 功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，提高硬件生產(chǎn)批量，以便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。 （ 7） 高可靠性 數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的。為了進(jìn)一步提高工效，數(shù)控機(jī)床又采用了多主軸、多面體切屑，即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切屑加工，如各類五面體加工中心。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已模糊了粗、精加工工序 的概念。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 模式識(shí)別技術(shù) 應(yīng)用圖像識(shí)別和聲控技術(shù)，使機(jī)器自己辨認(rèn)圖樣，按照自然語(yǔ)音命令進(jìn)行。出現(xiàn)故障時(shí)，立即采用停機(jī)等措施，進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位、原因等，并利用技術(shù)，自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)，而接通備用模塊，以確保無(wú)人化工作環(huán)境的要求。 專家系統(tǒng)技術(shù) 將專家經(jīng)驗(yàn)和切屑加工一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入計(jì)算機(jī)中，以加工工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)，提過(guò)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的切屑參數(shù)，使加工系統(tǒng)始終處于最優(yōu)和最經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)，從而提高編程效率和降低對(duì)操作人員的技術(shù)要求，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 自適應(yīng)控制技術(shù) 自適應(yīng)控制可根據(jù)切屑條件的變化，自動(dòng)調(diào)解工作參數(shù)，是加工過(guò)程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時(shí)能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率，達(dá) 到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 （ 4） 高自動(dòng)化 高自動(dòng)化是指在全部加工過(guò)程中盡量減少人的介入 而自動(dòng)完成規(guī)定的任務(wù)，它包括物料流和信息流的自動(dòng)化。而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)具有廣泛的適應(yīng)性。 （ 2） 高速化 提高生產(chǎn)率是數(shù)控機(jī)床追求的基本目標(biāo)之一。臥式加工中心以其加工適用面廣、自動(dòng)化程度而大量配置在汽車及配套件生產(chǎn)線上，而現(xiàn)階段汽車及配套件生產(chǎn)線幾乎完全是進(jìn)口臥式加工中心的天下?？梢哉f(shuō)，我們的高速發(fā)展更多的是依靠中低檔機(jī)床數(shù)量的膨脹，而在技術(shù)含量高、利潤(rùn)大、持續(xù)生命力強(qiáng)的高端市場(chǎng)，我們與國(guó)際品牌差距甚大 。振興裝備制造業(yè)首先要發(fā)展機(jī)床 工業(yè)，重點(diǎn)是發(fā)展數(shù)控機(jī)床，這已被近代世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展史所證實(shí)。隨著世界科技進(jìn)步和制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)床工業(yè)作為制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和國(guó)防軍工發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，其地位和作用越來(lái)越明顯。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比， 造業(yè)的工作母機(jī)，是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的關(guān)鍵，是保證高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。 近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床一直保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 液壓剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 （部） 專 業(yè) _ 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 班 號(hào) 指導(dǎo)教師 答辯日期 年 月 日 哈工 大華德學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 II 哈工大華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 姓名： 郝寶東 學(xué)號(hào)： 1089511106 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 液壓剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作起止日期： ______ 年 ____ 月 ____ 日起 ______ 年 ____ 月 ____ 日止 指導(dǎo)教師 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見(jiàn)： 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