超声深孔钻床设计全套图纸

毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 目录摘 要1前言2第一章.超声和深孔加工技术的发展趋势41.1 超声振动加工技术发展趋势41.2 深孔加工发展状况5第二章.机床主要参数的确定62.1 电机功率的确定62.2 主运动参数的确定62.3 标准公比值和标准转速数列7第三章.确定结构式和绘制转速图93.1 求级数z93.2 确定结构式93.3 绘制转速图10第四章.确定各级传动副齿轮的齿数124.1 确定齿轮的齿数124.2 验算传动比134.3 各轴及齿轮的计算转速的确定14第五章.传动零件的初步计算165.1 传动轴直径初定165.2 主轴主要结构参数的确定165.3 齿轮模数计算和齿轮中心距的计算175.4 皮带的相关计算18第六章.主要零件的验算216.1 齿轮的强度验算216.2 主轴的验算226.3 花键的验算26致 谢28参考文献29英文文献3030摘 要 该设计是设计一超声深孔钻床，利用超声震动加工深孔。振动钻削，即在钻头(或工件)正常工作进给的同时，对钻头(或工件)施加某种有规律的振动，使钻头在振动中切削，形成脉冲式的切削力波形，使切削用量按某种规律变化，以达到改善切削效能的目的。根据实际加工的需要，适当选择振动参数(频率v，振幅A以及频率v与工件转速n的比例关系)，可以控制切屑的大小和形状，得到满意的切屑，避免切屑堵塞。可提高生产效率几倍到十几倍，提高加工精度12级，且加工表面质量也有较大改善。 超声振动深孔加工钻床是利用超声振动系统对钻头施加振动，使钻头在振动中切削，使切削用两按规律变化，从而达到改善切削效能的目的。关键词：超声振动，深孔加工，枪钻车床。AbstractThis design is designs a supersonic deep hole drilling machine, the use supersonic vibration processes the deep hole. The vibration drills truncates, namely while the drill bit (or work piece) normal work to feed, (or work piece) exerts some kind of orderly vibration to the drill bit, causes the drill bit to cut in the vibration, forms the pulse -like cutting force profile, causes the cutting specifications according to some kind of rule change, achieves the improvement cutting potency the goal。According to the actual processing need, chooses the vibration parameter suitably (frequency v, oscillation amplitude A as well as frequency v with the work piece rotational speed n proportional relationship), may control the scrap the size and the shape, obtains satisfaction scrap, avoids the scrap jamming. May enhance production efficiency several times to several times, enhances the processing precision 1-2 level, also the processing surface quality also has improves greatly. The ultrasonic vibration deep hole processing drilling machine is the use ultrasonic vibration system to the drill bit infliction vibration, causes the drill bit to cut in the vibration, causes the cutting with two according to the rule change, thus achieves the improvement cutting potency the goal.Key words: The ultrasonic vibration, the deep hole processing, butts the lathe.毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 前言毕业设计是学生学完大学教学计划所规定的全部基础课和专业课后，综合运用所学的知识，与实践相结合的重要实践性教学环节。它是大学生活最后一个里程碑，是四年大学学习的一个总结，是我们结束学生时代，踏入社会，走上工作岗位的必由之路，是对我们工作能力的一次综合性检验。 1.毕业设计的目的通过本次毕业设计，使达到以下几个效果：（1）巩固、扩大、深化学生以前所学的基础和专业知识；（2）培养学生综合分析、理论联系实际的能力；（3）培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力；（4）锻炼进行设计计算、数据处理、编写技术文件、绘图等独立工作能力。总之，通过毕业设计使学生建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使学生受到一次工程师的基本训练。2、毕业设计的主要内容和要求 本次毕业设计的主要内容是设计超声深孔钻床的主轴箱。具体设计内容和要求如下：a) 调查使用部门对机床的具体要求，现在使用的加工方法；收集并分析国内外同类型机床的先进技术、发展趋势以及有关的科技动向；调查制造长的设备、技术能力和生产经验等。b) 超声深孔钻床主轴箱的设计主要是设计主轴、传动轴及传动齿轮，确定各部分的相互关系；拟订总体设计方案，根据总体设计方案，选择通用部件，并绘制装配图和各零件的零件图；c) 进行运动计算和动力计算，绘制转速图；d) 其他零部件的设计和选择；e) 设计并选择皮带的型号和根数及带轮；f) 编制设计技术说明书一份。3、程序和时间安排毕业设计是实践性的教学环节，由于时间的限制，本次毕业设计不可能按工厂的设计程序来进行，具体的说，可以分以下几个阶段：g) 实习阶段，通过毕业实习实地调查、研究、收集有关资料，掌握深孔加工技术和超声加工技术，了解机床的结构、工作原理和设计的基本要求，花两周时间；h) 制定方案、总体设计阶段，花两周时间；i) 计算和技术设计阶段，绘制图纸，整理设计说明书，花四周时间；j) 答辩阶段，自述设计内容，回答问题，花半周时间。第一章.超声和深孔加工技术的发展趋势1.1 超声振动加工技术发展趋势 超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。超声加工技术在几十年里得到了迅速的发展，在超声振动切削、磨削加工、光整加工、塑性加工及其他方面的加工都有着广泛的研究与应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键的工艺问题，取得了良好的效果。难加工材料促进了超声加工技术的发展，从而进一步促进了新材料的发展，可以预测，超声加工技术的应用会越来越广泛。 1.1.1 超声加工技术发展概况因超声加工技术在硬脆等难加工材料加工方面有较大的优势, 同时这些硬脆材料具有普通材料无法比拟的特点, 使其在工程上有着越来越广泛的应用, 国内外学者纷纷对超声加工技术的理论和工艺进行深入研究, 不断扬弃传统超声加工过程中所出现的缺点, 使超声加工这一技术的优点更为突出。沈阳航空工业学院进行了精密深小孔的深入研究, 分别进 行了超 声镗孔、钻 孔和铰孔研究试验。张建中教授等人提出采用超声激振双刃镗削可较好弥补单刀镗削的缺陷与不足0, 提高系统的刚性, 进一步提高了精密深孔加工精度, 加工表面粗糙度为 Ra0. 1 Lm; 在铰孔试验中发现, 积屑瘤和磷次消失, 切削温度保持室温, 孔的圆度可达0. 004 mm, 圆柱度为0. 005 mm, 表面粗糙度为Ra0. 17 Lm; 超声钻孔的相关工艺实验表明, 这种钻削工艺减少了切削力, 降低了切削温度, 提高了零件的加工质量。天津大学做了超声磨削加工工程陶瓷小孔的实验, 电镀金刚石的工具以超声频率和一定的振幅振动, 并加以高速旋转, 通过磨削液中的磨粒和工具对工件进行高速撞击、超声空化和砂轮磨粒的磨削, 达到材料去除的目的。结果表明, 超声磨削加工可明显提高陶瓷加工效率, 能明显减少普通磨削产生的表面裂纹和凹坑, 是陶瓷深孔精密高效加工的有效方法。 1.1.2 超声加工技术发展趋势和未来展望 超声加工技术已经涉及到许多领域，在各行各业发挥了突出的作用，但有关工艺与设备的相关技术有待于进一步研究开发。 (1)超声振动切削技术 随着传统加工技术和高新技术的发展，超声振动切削技术的应用日益广泛，振动切削研究日趋深入，主要表现在以下几个方面。1研制和采用新的刀具材料。在现代产品中，难加工材料所占的比例越来越大，对机械零件加工质量的要求越来越高。2对振动切削机理深入研究。3超声椭圆振动切削的研究与推广。 a超声铣削加丁技术。基于分层去除技术思想的超声铣削加工技术正在被更多的学者所关注。 b超声复合加工技术 目前，超声电火花机械三元复合加工技术已经得到较快的发展。哈尔滨工业大学利用超声电火花磨料三元复合加工技术对不锈铜进行加工，解决了电火花小孔加工中生产率和表面质量不能兼顾的矛盾，具合较好的应用前景。 c微细超声加工技术随着以微机械为代表的工业制品的日益小型化及微细化，特别是随着晶体硅、光学玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在微机械中的广泛应用，硬脆材料的高精度三维微细加工技术己成为世界各国制造业的一个重要价究课题。同其他特种加工技术一样，起声加工技术在不断完善之中正向着高精度、微细化发展，微细超声加丁技术合理成为微电子机械系统(MEM5)技术的有力补充。1.2 深孔加工发展状况 最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻它发明干18世纪初，1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。但用麻花钻钻探孔时，不便于冷却与排屑生产效率根低。20世纪50年代群钻的研制成功使钻孔效率大为提高。1958年BTA钻头在我国开始使用，在此之后，70年代初，我国开始研制和推广喷吸钻，到1978年DF法己在我国设计完成并于1979年正式用于生产现广泛应用于中、小直径内排屑探孔钻削。 第二章.机床主要参数的确定2.1 电机功率的确定 机床功率与钻孔直径的关系如图2-1所示： 图2-1钻孔直径与机床功率p的关系图 根据设计要求我们要对材料是硬度HB为220-400的低合金钢，长为500mm，外径D为50mm的工件加工出直径为10mm的通孔。所以机床的功率为4KW。2.2 主运动参数的确定 主运动为旋转运动时，机床的主运动参数是主轴转速n（r/min） 式中v切削速度，m/min； d工件（或刀具）直径，mm。从机械设计手册查“工件材料与切削速度关系表”可知切削速度为40120m/min变速范围 2.3 标准公比值和标准转速数列 规定标准公比1，并且规定相对速度损失的最大值Amax不大于50%，则相应不大于2，所以。 为了简化机床设计和使用规定了几个标准值，这些数值是选取2或10的某次方根见表2-1。这些公比的特性如下。表2-1标准公比1.061.121.261.411.581.782E11040102010101020.510610410210E210122624220.820.722A=1-1/5.7%11%21%29%37%44%50%1)公比是2的某次方根其数列每隔若干项增加或缩小2倍，如，数列为10、l 25、16、20、25；、32、40等，每隔三项增大2倍。因此，可采用 双速电动机，因为双速电动机的两个转速比值是2，例如3000/1500或1500/750等，同时也便于记忆和写出等比数列。 2)公比是l0的某次方根，其数列每隔若干项增大或缩小10倍。这特性符合常用十进制习惯，如，数列为10、16、25、40、63、100、160、250、400、630等，每隔五项增大10倍使数列整齐好记。 当选定标准公比之后从机械设计手册-标准数列表可查出转速数列。标准数列表适用于转速、双行程数和进给系列而且可以用于机床尺寸和功率参数等数列。 从使用性能考虑，选取公比最好小一些，以便减少相对速度损失，但小一些，级数z增多会使机床的结构复杂化。公比选取的一股原则如下：1用于大批大量生产的自动化与半自动比机床，因为要求较高的生产率，相对转速损失要小，因此，要小些，选取1.12或125。2大型机床加工大尺寸工件，机动时间长，选择合理的切削速度对提高生产 2可由标准数列中选用具有某一公比的数列，组成派生系列，例如=1.41的派生系列为132、190、265、375等。作用较大，应小些，取112、125。3中型通用机床，万能性较大，因而要求转速级数z要多些，但结构又不能过于复杂，公比常选取125或1.41。4小型机床切削加工时间常比辅助时间少，结构要求简单一些，机动时间短变速级数z也不多，公比常取158或178。根据以上叙述选=1.12。 第三章.确定结构式和绘制转速图3.1 求级数z由等比级数规律可知公式中变速范围； 公比。由前面=2.25，=1.12所以 3.2 确定结构式选择一个比较好的结构式，一般要遵照下列的原则： 3.2.1 传动副的“前多后少”原则 传动副数较多的变速组安排在传动顺序前面，传动副数较少的变速组安排在后面。这是因为机床的电动机往往比主轴变速的大多数转速高，因此，变速系统以降速传动居多。传动系统中，若按传动顺序排列，在前面的各轴转速较高，依次类推。根据转矩公式 当传动功率p一定时转速n较高的铀所传递的转矩就较小，在其他条件相同时，传动件(如铀、齿轮)的尺寸就较小因此常把传动副数较多的变速组安排在前面高速轴上，这样可以节省材料，减少传动系统的转动惯量。以18级变速系统为例，应选择结构式18332。 3.2.2 传动副的“前紧后松”原则 变速组的扩大顺序应尽可能与传动顺序一致当时。要求 即在传动顺序中按基本组在前，然后依次排第一扩大组、第二扩大组第n扩大组，这称为“前紧后松”原则，这时各变速组的变速范围是逐步增大，在转速图上表现为传动顺序前面的变速组传动比连线分布紧密，而后面的变速组传动比连线分布疏松，这样可以使前面的各轴转速范围较小，相当于提高该轴的最低转速和降低它的最高转速，前者可以减少传动件尺寸，后者可以降低噪声和减少振动。 3.2.3 各变速组的变速范围不应超过最大的变速范围 在主传动系统的降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制，为了避免被动齿轮的直径过大，建议降速传动比最小值为Umin14；对于升速传动比最大值，考虑到尽量减少振动和噪声，建议Umax2(斜齿传动Umax25)。这样主传动各变速组的变速范围限制在 r8一l0之间。对于进给传动系统，由于传动件的转速较低，尺寸较小，变速范围可放宽到Umin=15Umax28，这样进给传动中各变速组的变速范围限制在r14之内。上述限制是建议限制范围，若条件许可，也允许超过上述范围，但可能会给结构设计带来困难。 机床的传动系统中，最后扩大组的变速范围必定最大，因此一般只要检查最后扩大组的变速范围不超过限制范围，则其余的变速组也不会超过。根据以上原则可得机床的结构式为3.3 绘制转速图根据机床的结构式绘制转速图。如图31所示 图31转速图第四章.确定各级传动副齿轮的齿数4.1 确定齿轮的齿数 机床转速图确定后则各变速组的传动比也就确定了即可进一步确定各变速组中传动副的齿轮齿数、带轮的直径等，在确定齿数时要注意下列几点： 1)齿轮的齿数和；不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一般推荐齿数和，常选用在100之内。 2）同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保持相等。在同一变速组内一般采用相同的模数，这是因为各齿轮副的速度变化不大，受力情况差别不大。也就是说在同一变速组中各对齿轮的齿数和相等。 3)最小齿轮的齿数应保证不产生根切。对于标准齿轮就最小齿数一般取。 4)应保证最小齿轮装到轴上或套简上具有足够的强度、为保证轮齿受力和热处理之后齿根部分不致于断裂齿根到孔壁或键槽的壁厚M应有足够的厚度，一般推荐值2mm为齿轮的模数)，由此可知，在确定最小齿轮的齿数时，要先估算传动轴的直径。 5)保证主轴的转速误差在规定范围之内。按照ISO2291973规定，机床主轴的实际转速或每分钟双行程数对于优先数列的理论值的相对误差，应在范围内。 对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和、及小齿轮的齿数可从机械设计手册-常用传动比的适用齿数表中差得选取。在表中，横坐标是齿数和；纵坐标是传动副的传动比u；表中所列的u值是传动副的被动齿轮的齿数；齿数和减去被动齿轮齿数就是主动齿轮齿数。表中所列的u值全大于1，即全是升速传动。对于降速传动副，可取其倒数查表，查出的齿数则是主动齿轮齿数。 本设计所选用的公比为标准公比，齿轮齿数可有表中查出。变速组a有两个传动副，其传动比分别是：。按u=1.12和1查表。在合适的齿数和Sz范围内，查出存在上述两个传动比的Sz分别有： 根据前面的叙述，该变速组a的齿轮齿数和应相等，符合条件的有Sz=64，68，70，72，74，76，78和80，试取Sz=70。从表中可查出两个传动副的主动齿轮齿数分别为33和35。则可算出变速组a中的两个传动副的齿轮齿数为。同样可查表得变速组b中的两个传动副的齿轮齿数为；变速组c中的两个传动副的齿轮齿数为.。4.2 验算传动比 有前面的叙述可知实际传动比(齿轮齿数之比)与理论传动比(转速图上给定的传动比)之间的转速误差应在允许的范围之内.一般应满足式中 主轴实际转速; n-主轴的标准转速; 公比. 所以：经验算所选齿轮转速误差在允许的范围内.4.3 各轴及齿轮的计算转速的确定 主传动系统中的主轴和传动件的尺寸大小主要决定于它所传递的转矩大小，而转矩大小则和所传递的功率及转速两个因素有关。 对于专用机床，它是按照定工艺设计的，传递的功率和转速是固定不变的，所传递的转矩也是一定的。但是，对于通用机床和某些专门化机床，主传动的功率是根据某些典型加工的切削用量确定的，机床在实际使用中，低转速范围加工时，不需要使用机床的全部功率。据调查， 主抽在最低一段的几级转速一般用来加工螺纹、铰孔、精镗等轻负荷工作，或者是用于相加工，但切削速度较低，这些工序都不需要使用电动机的全部功率。如果按最低转速计算，势必造成各传动件较粗大，具备过大的强度储备，这是不经济和不必要的。 由此可知，通用机床主传动系统只是从某转速开始才有可能使用电动机的全部功率。这一传递全部功率的最低转速称为该传动件的计算转速(nj)。 计算转速的确定对各种机床是不同的,表5列出各类机床主轴的计算转速,表中的公式为经验公式. 至于中间传动件(包括轴上的传动件)的计算转速，也是按照上述原则，取主轴传递全部功率时，各中间传动件相应转速中最低的一级转速作为中间传动件的计算转速，即各个中间传动轴和齿轮副的计算转速，同样应是各自传递全部功率的最低转速。 4.3.1 主轴的计算转速 由表5可知,主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速,即nj=1600r/min. 4.3.2 各传动轴的计算转速 轴III有四级转速,其最低转速1000r/min通过双联齿轮使主轴获得两级转速:1250r/min和2000r/min.2000r/min比主轴的计算转速高,需传递全部功率,故轴III的1000r/min转速也应能传递全部功率,是计算转速.轴II有两级转速,其最低转速1250r/min通过双联齿轮使轴III获得两极转速:1000r/min和1250r/min均需传递全部功率,故轴II的1250r/min转速也应能传递全部功率,是计算转速.轴I上有一级转速1250r/min应传递全部功率,是计算转速. 4.3.3 各齿轮的计算转速 各变速组内一般只计算组内最小的,也是强度最薄弱的齿轮,故也只需确定最小齿轮的计算转速. 轴III-IV间的变速组的最小齿轮是z=31,经该齿轮传动,使主轴获得4级转速:1800,2000,2240和2800r/min.主轴的计算转速是1600r/min,故z=31齿轮在2000r/min时应传递全部功率,是计算转速.轴II-III间的变速组的最小齿轮是z=38,经该齿轮传动,使轴III获得两级转速:1000和1250r/min.轴III的计算转速是1000r/min,故z=38齿轮在1250r/min时应传递全部功率,是计 算抓转速.轴I-II间的变速组的最小齿轮是z=33,经该齿轮传动,使轴II获得转速是1400r/min,轴II的计算转速是1250r/min,故z=33齿轮在1400r/min时应传递全 部功率,是计算转速.。 第五章.传动零件的初步计算5.1 传动轴直径初定 用公式计算轴的直径 式中:d-传动轴的直径,mm; N-传动轴所传动的功率,KW; nj-传动轴的计算转速,r/min; .该轴允许的扭转角deg/m,取.所以圆整得圆整得圆整得5.2 主轴主要结构参数的确定 主轴的主要结构参数有主轴前、后轴颈直径，主轴内孔直径d。主轴前轴颈直径的选取是一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，参考表5-1选取D1。车床和铣床后轴颈的直径.。很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其1用途有关。如车床内孔用来通过棒料或安装送夹料机构，铣床主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆等等。为不过多地削弱主轴的刚度，卧式车床的主轴孔径d通常不小于主轴平均直径的55%60%；铣床主轴孔径d可比刀具拉杆直径大510mm。 查表5-1选取车床主轴前轴颈D1=90mm，则D2=0.8D1=0.8*90=72mm。主轴孔直径d=45mm。表5-1 主轴前轴颈的直径功率kw车床2.63.63.75.55.67.27.4111114.714.818.4车床70907010595130110145140165150190升降台铣床609060957510090105100115外圆磨床506055707080759075100901005.3 齿轮模数计算和齿轮中心距的计算 5.3.1 利用齿轮的弯曲强度公式计算式中 -计算的齿轮模数； i-计算齿轮的传动比； 电机的功率，kw； -齿宽系数，=B/m(B为齿宽;m为模数)一般取=610； -计算齿轮的齿数； -许用接触应力mpa，取=1100MPa； -齿轮的计算转速，r/min。圆整模数：m1=2mm，m2=3mm，m3=3.5mm。 5.3.2 各传动副间的中心距：轴I-II间齿轮的中心距为a1=（z1+z2）*m/2=70*2/2=70mm轴II-III间齿轮的中心距为a2=（z1+z2）*m/2=86*3/2=129mm轴III-IV间齿轮的中心距为a3=（z1+z2）*m/2=93*3.5/2=162.75mm5.4 皮带的相关计算 5.4.1 确定计算功率计算功率是根据传动的功率p，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而定的。即=kp式中：-计算功率，单位为kw； p-传动的额定功率（例如电动机的额定功率），单位为kw； k-工作情况系数，见表5-2表5-2工作情况系数载荷性质工作时间一班二班三班起动载荷很轻，工作载荷稳定，没有振动，如车床、钻床、磨床等101112起动载荷为正常载荷的1.25倍，有轻微振动及波动，如铣床、滚齿机和转塔车床等111213起动载荷为正常载荷的1.5倍，中等振动，如刨床、插床和插齿床等121314注：反复起动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，k应乘1.2。根据机床的工作情况取k=1.1。则 =kp=1.1*4=4.4kw 5.4.2 选择带型根据计算功率和小带轮转速n1由机械设计手册-带轮的选择选定带型计算功率=4.4kw，小带轮转速n1=1440r/min。查表得选择A型皮带。 5.4.3 初选小带轮的基准直径 根据v带截型，参考文献2中的表83及表87选取为了提高v带的寿命选取较大的直径。取=100mm。则大带轮的直径D为：D=n1/n2*=1440/1250*100=115mm 5.4.4 计算带轮的转速v 对普通v带。一般。同时，一般v不得低于5m/s，所以v=7.54m/s合适。 5.4.5 初定中心距a和带的基准长度根据传动的结构需要初定中心距a0，取中心距a0为：a0=1.5（+D）=1.5*（100+115）=323vmm a0取定后，根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准长度：=2*323+3.14/2*（100+115）+（115-100）（115-100）/4*323=983.7mm根据，有文献2中表82中选取=1000mm采用下式作近似计算a，即 所以=323+（1000-983.7）/2=331.2mm 5.4.6 验算小带轮上的包角根据对包角的要求，应保证 即=180-（115-100）/331.2*57.5=177120 5.4.7确定带的根数z 式中：考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数，查文献2表88； 考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，查文献2中 表82； 单根v带的基本额定功率，查文献2表85a或85c； 计入传动比的影响时，单根v带额定功率的增量（因p0是按a=180，即d1=d2的条件计算的，而当传动比越大时，从动轮直径就越比主动轮直径大，带绕上从动轮时的弯曲应力就越比绕上主动轮时的小，故其传动能力既有提高），其值见文献表85b或85d。查文献中表88，82，85得。kw。所以 根。第六章.主要零件的验算6.1 齿轮的强度验算 变速箱中的齿轮,不必都作强度验算。可在相同模数和材料的齿轮中，选取一个承受载荷最大并且齿数最小的齿轮，验算它的接触和弯曲疲劳强度。一般说来，对高速传动齿轮以验算接触强度为主，对低速传动齿轮主要考虑其弯曲强度，对硬齿面软齿芯的渗碳淬火齿轮，必须验算其弯曲疲劳强度。由图13转速图可知该机床变速组内的齿轮都是高速传动，故按接触疲劳计算齿轮模数：式中：齿轮所传递的额定功率kw， 电动机功率； 从电动机到所计算齿轮的传动效率； 小齿轮齿数； 齿轮对的传动比，Z2为大齿轮齿数，i后面的“+”用于外啮合，“-”用于内啮合； 齿宽系数，（B为齿宽；m为模数），通常取； 齿轮的计算转速r/min； 工作状况系数，考虑载荷冲击的影响： 冲击性机床（如刨床、插床） 主运动（中等冲击） ； 辅助传动（轻微冲击） ； 动载荷系数； 齿向载荷分布系数； 许用接触应力，取=1100MPa。 查表6-1，6-2得=1.3，=1。取，。所以轴III间齿轮的模数为 轴IIIII间齿轮的模数为轴IIIIV间齿轮的模数为6.2 主轴的验算 6.2.1主轴的强度验算 机床变速箱中的传动轴，受到装在轴上的主、被动齿轮的圆周力、径向力（如果是斜齿圆柱齿轮或锥齿轮，则还有轴向力）的作用，齿轮的圆周力使轴传递扭矩，齿轮的径向力（和轴向力）使轴受弯矩，所以传动轴应按弯表6-1 直齿圆柱齿轮的动载荷系数精度等级齿面硬度 圆周线速度vm/sHB 350111.11.11.21.21.31.31.51.47350HB 350111.21.21.41.31.51.48350HB 350111.31.31.51.49350HB 3501.11.11.41.4表6-2 圆柱齿轮的齿向载荷分布系数圆柱齿轮对称布置与两轴承之间齿轮非对称布置于两轴承之间齿轮悬臂安装轴的刚度较高轴的刚度较低0.2111.051.080.411.041.121.150.61.031.101.221.220.81.051.101.281.301.01.51.081.301.401.451.55矩和扭矩合成的强度条件进行验算。 a 受力分析主轴所受的力如图6-1所示： 图6-1（主轴受力分析）（1）主轴所受到的外力为 所以 （2）求支座反力在H平面内，将支座约束看做支座反力，其受力如图6-2所示：图6-2（支座反力）则根据静力平衡方程得：在V平面内，其受力如图6-3所示：图6-3（V平面内受力分析）则 （b） 求合成弯矩M 在H平面内，弯矩如下页图所示： 在V平面内，弯矩如下页图所示： 所以合成弯矩如下页图所示： （c） 求轴所传递的扭矩T 式中：该轴传递的额定功率kw； 轴的计算转速r/min。则 扭矩图如图6-4所示： 图6-4（扭矩图）轴的载荷分析图有轴的载荷分析图可知，在D面处的载荷最大，是危险断面所以验算D断面处的复合应力式中：危险断面上合成弯矩， 危险断面上的合成扭矩； 危险断面的抗弯断面模数； 实心圆轴： 空心圆轴： 矩形花键轴： 实心轴直径，空心轴外径，花键轴外径mm； 空心轴内径，花键轴内径mm； 花键轴键宽mm； 花键轴的键数； 许用复合应力，有表选取。查文献2中表151得所以 由计算可知轴的刚度满足要求。6.3 花键的验算 花键的主要失效形式是工作面被压溃（静联接）或工作面过度磨埙（动联接）。因此，静联接通常按工作面上的挤压应力进行强度计算，动联接则按工作面上的压力进行条件性的强度计算。该车床上在主轴上的花键是动联接，所以要按工作面上的压力进行条件性的强度计算。即式中：载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取，齿数多时取偏小值； 花键的齿数； 齿的工作长度，单位为mm； 花键齿侧的工作高度，矩形花键，此处D为外花键的大直径，为d内花键的小直径，为C倒角尺寸，单位均为mm；渐开线花键，a=30，h=m；a=45，h=0.8m，m为模数； 花键的平均直径，矩形花键， 渐开线花键，为分度圆直径，单位为mm； 花键联接的许用压力，单位为Mpa，见表10。表6-3许用挤压应力、许用压力联接工作方式使用和制造情况齿面未经热处理齿面经热处理静联接不良中等良好355060100801204070100140120200空栽下移动的动联接不良中等良好152020302540203530604070在载荷作用下移动的动联接不良中等良好3105151020 已知：z=10，h=（96-90）/2-2c=3-2*1=1，l=21，取。取p=30。则 满足要求。 致 谢 毕业设计是大学生本科教学中的一个非常重要的环节。通过毕业设计，我们把以前几年之中学习的专业基础知识和专业知识系统化了，把抽象的理论知识和生产生活中的实际相结合。通过本次毕业设计，使我们进一步了解机械设计的具体过程和方法，学会如何应用资料、手册、图书馆和网络里的知识，学会了如何计算，掌握了设计的基本方法，锻炼了我们动手动脑思考的能力，懂得了经验在设计过程中的重要性，在以后的工作和学习中会主动积累一些经验。毕业设计对于我们即将走入社会，踏上工作岗位的毕业生来说，是一次非常必要也是非常重要的课程设计，为我们今后从事机械方面的工作奠定了基础。参考文献：1 冯辛安主编机械制造装备设计机械工业出版社出版，2003年6月2濮良贵 纪名刚主编机械设计高等教育出版社出版，2001年4月3王世清主编深孔加工技术西北工业大学出版社出版，2003年10月4李洪主编实用机床设计手册辽宁科学技术出版社出版，1999年1月5黄鹤汀主编金属切削机床下册 机械工业出版社出版，1998年5月6赵世华主编金属切削机床航空工业出版社出版，19967曹凤国主编超声加工技术化学工业出版社出版，2004年8月8孙桓 陈作模主编机械原理（第六版高等教育出版社出版，2002年8月9吴宗泽 罗圣国主编 机械设计手册高等教育出版社，2012年5月10张雄 焦峰 论文超声加工技术的应用及其发展趋势，2012年6月英文文献