超声深孔钻床的设计【含全套CAD图纸】

购买设计文档后 加 费领取图纸 毕业设计 题 目： 超声深孔钻床设计 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 购买设计文档后 加 费领取图纸 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目 超声深孔钻床设计 学 号 学生姓 名 专 业 指导教师姓名： 系主任： 一、主要内容及基本要求 对国内外振动钻削工艺与方法进行分析，探讨；对超声震动原理与振动力学进行研究；对超声振动钻削装置进行设计；利用 软件对设计的机床按国标要求绘制 2D 装配图及主要零部件的 2D 零件图； 对钻床主轴箱进行设计。 基本要求如下 1 绘制钻床装配图 1 张 2绘制钻床相关零件图 8 套 3编写设计说明书 1 份 4专业英语翻译 1 份 二、 重点研究的问题 （ 1）超声波振动钻床总体方案设计 （ 2）钻床主轴箱的设计。 （ 3）主执行机构设计（机构选型）及其结构设计。 购买设计文档后 加 费领取图纸 三、 进度安排 序号 各阶段完成的内容 起止时间 1 收集资料 第 12 工艺分析，方案确定，绘制方案图 第 3周 3 钻床结构设计，绘制总装图 第 44 绘制零件图 第 95 撰写设计说明书 第 12周 6 外文翻译 第 13周 7 毕业答辩 第 14周 四、 应收集的资料及主要参考文献 （ 1） 曹凤国；超声波加工技术；化工工业出版社 （ 2） 胡敏强，金龙，顾菊平；超声波电机原理与设计 （ 3） 赵淳生；超声电机技术与应用 （ 4） 超范国良 , 陈传梁；超声加工概况和未来展望 ;1994年 （ 5） 成大龙；机械设计手册单行本机械振动 /机架设计 ;北京化学工业 出版社 2004年 （ 6） 成大龙 ;机械设计手册单行本机构设计 ;北京化学工业出版社 2004 年 （ 7） 宁伟，许明翔，王耀俊；固体间不同厚度界面层超声反射声学技术 ;1995年 （ 8） 王亚非 , 袁敬闳 , 曾宏亮；分层媒质中声波传输规律的研究压电与声光 ;2000年 （ 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 购买设计文档后 加 费领取图纸 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 姓名： 专业： 毕业论文（设计说明书） 页 图 表 张 论文（设计）题目： 超声深孔钻床设计 内容提要： 该设计是设计一超声深孔钻床，利用超声震动加工深孔。振动切削与普通切削相比，在降低切削力和切削热方面有明显的效果，尤其在难加工材料的加工和精密加工中，振动切削具有普通切削无法比拟的工艺效果。因此，作为精密机械加工和难加工材料加工的一种新技术，振动切削已经逐步渗透到多种机械加工领域，振动钻削就是比较成功的应用实例。 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 1 2 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。 购买设计文档后 加 费领取图纸 指导教师评语 选题符合培养目标，总体设计方案正确，达到综合训练的目的。该生在毕业设计过程中，学习态度良好，遵守学校的纪律，认真完成老师布置的设计任务，团结同学，待人热情，态度较认真；基本能独立思考解决问题，查阅参考资料。说明书结构较严谨，格式基本正确，文字基本通顺，但图纸中存在少量错误。 同意其参加答辩，建议成绩评定为 中 。 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 购买设计文档后 加 费领取图纸 毕业论文（设计）评阅表 学号 姓名 专业 毕业论文（设计）题目： 超声深孔钻床设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的 能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 该设计符合专业 培养目标，能够达到综合训练目标，题目有一定难度，工作量大。选题具有一定的研究意义。 该生查阅资料能力强，能够全面收集关于制钵机的资料。 具备了一定的专业理论的综合运用能力， 设计过程中能够综合运用所学知识分析问题和解决问题，能够很好地运用 图软件绘制装配图和零件图，所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求 。说明书内容完整，格式正确。 整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求。 评阅人： 年 月 日 购买设计文档后 加 费领取图纸 目录 摘 要 . 1 前言 . 7 第一章 . 5 超声振 动加工技术发展趋势 . 5 深孔加工发展状况 . 6 第二章 . 7 电机功率的确定 . 7 主运动参数的确定 . 7 标准公比值和标准转速数列 . 8 第三章 . 10 求级数 z . 10 确定结构式 . 10 绘制转速图 . 11 第四章 . 13 确定齿轮的齿数 . 13 验算传动比 . 14 各轴及齿轮的计算转速的确定 . 15 第五章 . 17 传动轴直径初定 . 17 主轴主要结构参数的确定 . 17 齿轮模数计算和齿轮中心距的计算 . 18 皮带的相关计算 . 19 第六章 . 22 齿轮的强度验算 . 22 主轴的验算 . 23 花键的验算 . 27 致 谢 . 29 参考文献 . 30 1 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 1 2 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。 2 is a or to (or of to to in to of to v, as as v n to -2 is to to in to 3 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。 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； 4 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。 5 第一章 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。 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 1 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 圆柱度为 0. 005 表面粗糙度为 17 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。 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。 6 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。 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。 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 (术的有力补充。 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 此之后， 70年代初，我国开始研制和推广喷吸钻，到 1978 年 979 年正式用于生产现广泛应用于中、小直径内排屑探孔钻削。 7 第二章 电机功率的确定 机床功率与钻孔直径的关系如图 2 图 2根据设计要求我们要对材料是硬度 20为 500径 00以机床的功率为 4 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/ 1000n d 式 1v 切削速度， m/ d 工件（或刀具）直径， 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 40 120m/m i nm i nm a xm a 0 0 0 4 0 1 2 7 3 . 9 / m i 1 4 1 01000 1 0 0 0 9 0 2 8 6 6 . 2 / m i 1 4 1 0 8 变速范围a xm i 6 6 . 2 2 . 2 51 2 7 3 . 9n 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 0%，则相应不大于 2，所以12。 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些公比的特性如下。 表 2 0 40 10 20 10 10 10 0 6 10 4 10 2 10 0 12 2 6 2 4 2 2 2 2 2 A=111% 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3 2，数列为10、 l 2 5、 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 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5 10，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 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 9 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 25。 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=派生系列为 132、 190、 265、 375 等。作用较大，应小些，取 1 12、 1 25。 3 中型通用机床，万能性较大，因而要求转速级数 些，但结构又不能过于复杂，公比常选取 1 25或 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 比常取 1 58或 1 78。根据以上叙述选 = 10 第三章 求级数 z 由等比级数规律可知 1 公式中 变速范围； 公比。 由前面=以 lg l g 2 . 2 51 1 8l g l g 1 . 1 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： 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 / 9 5 5 0 / m i nP k m 当传动功率 p 一定时转速 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 18 3 3 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 11 当0 1 2 nZ p p p p 时。要求 0 1 2 nx x x x 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。 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 1 4；对于升速传动比最大值，考虑到尽量减少振动和噪声，建议 2(斜齿传动 2 5)。这样主传动各变速组的变速范围限制在 r2 8 一 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 5 2 8，这样进给传动中各变速 组的变速范围限制在 r 14 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1 2 48 2 2 2 绘制转速图 根据机床的结构式绘制转速图。如图 3 1所示 12 图 3 1 转速图 13 第四章 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1 0 0 1 2 0z ，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 m 2 0Z 。 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a2m ，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 1973 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 10 1 %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小齿轮的齿数可从机械设计手册 差得选取。在表中，横坐标是齿数和坐标是传动副的传动比 u；表中所列的 数和减去被动齿轮齿数就是主动齿轮齿数。表中所列的 ，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 传动比分别是：121 , 1。按 u= 1查表。在合适的齿数和 出存在上述两个传动比的 1 , 5 9 , 6 4 , 6 6 , 6 8 , 7 0 , 7 2 , 7 4 , 7 6 , 7 8 , 7 9 , 8 0 , 8 3 , . . 2 1a . . . , 5 8 , 6 0 , 6 2 , 6 4 , 6 6 , 6 8 , 7 0 , 7 2 , 7 4 , 7 6 , 7 8 , 8 0 , 8 2 , . . 根据前面的叙述，该变速组 合条件的有 4， 68， 70， 14 72， 74， 76， 78 和 80，试取 0。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123 7 / 3 3 , 3 5 / 3 5。同样可查表得变速组 b 中的两个传动副的齿轮齿数为4 3 / 4 3 , 3 8 / 4 8速组 / 3 1 , 5 2 / 4 1。 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 / 1 0 1 %n n n （ ）式中 n 主轴实际转速 ; 公比 . 所以： 2345673 7 4 3 6 21 2 5 0 2 8 0 3 . 0 33 3 4 3 3 13 5 4 3 6 21 2 5 0 2 5 0 03 5 4 3 3 13 7 3 8 6 21 2 5 0 2 2 1 9 . 0 73 3 4 8 3 13 5 3 8 6 21 2 5 0 1 9 7 9 . 1 73 5 4 8 3 13 7 4 3 5 21 2 5 0 1 7 7 8 . 5 33 3 4 3 4 13 5 4 3 5 21 2 5 0 1 5 8 5 . 3 73 5 4 3 4 13 7 3 812503 3 4 1 0 7 . 2 18 4 13 5 3 8 5 21 2 5 0 1 2 5 5 . 0 83 5 4 8 4 1n 1 0 1 % 1 0 1 . 1 2 1 % 1 . 2 % 15 1 1 12 2 23 3 34 4 45 5 56 6 6/ 2 8 0 3 . 0 3 2 8 0 0 / 2 8 0 0 0 . 1 1 % 1 . 2 %/ 2 5 0 0 2 5 0 0 / 2 5 0 0 0 1 . 2 %/ 2 2 1 9 . 0 7 2 2 4 0 / 2 2 4 0 0 . 9 3 % 1 . 2 %/ 1 9 7 9 . 1 7 2 0 0 0 / 2 0 0 0 1 . 0 4 % 1 . 2 %/ 1 7 7 8 . 5 3 1 8 0 0 / 1 8 0 0 1 . 1 9 % 1 . 2 %/1n n nn n nn n nn n nn n nn n n 7 7 78 8 85 8 5 . 3 7 1 6 0 0 / 1 6 0 0 0 . 9 1 % 1 . 2 %/ 1 4 0 7 . 2 1 1 4 0 0 / 1 4 0 0 0 . 5 2 % 1 . 2 %/ 1 2 5 5 . 0 8 1 2 5 0 / 1 2 5 0 0 . 4 1 % 1 . 2 %n n nn n n 经验算所选齿轮转速误差在允许的范围内 . 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 ( 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。 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600r/各传动轴的计算转速 轴 四级转速 ,其最低转速 1000r/过双联齿轮使主轴获得两级转 16 速 :1250r/000r/需传递全部功率 ,故轴 000r/速也应能传递全部功率 ,是计算转速 I 有两级转速 ,其最低转速1250r/1000r/250r/故轴 1250r/速也应能传递全部功率 ,是计算转速 上有一级转速1250r/是计算转速 . 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 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/600r/ z=31 齿轮在2000r/是计算转速 z=38,经该齿轮传动 ,使轴 得两级转速 :1000 和 1250r/计算转速是1000r/ z=38 齿轮在 1250r/是计 算抓转速 z=33,经该齿轮传动 ,使轴 400r/ 250r/ z=33齿 轮在 1400r/部功率 ,是计算转速 .。 17 第五章 传动轴直径初定 用公式计算轴的直径 491 m 式中 :r/ m,取 1o . 4 0 . 9 6 0 . 9 9 3 . 8 03 . 8 0 0 . 9 5 3 . 6 13 . 6 1 0 . 9 5 3 . 4 3 I I K K W 所以 4 3 . 8 09 1 2 1 . 3 71 2 5 0 1Id m m 圆整得30Id 4 3 . 6 19 1 2 1 . 0 91 2 5 0 1m m 圆整得35 4 3 . 4 39 1 2 2 . 0 21 0 0 0 1m m 圆整得40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12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 51。 18 车床和铣床 后轴颈的直径 210 . 7 0 . 8 5。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 5%60%；铣床主轴孔径 10 查表 51=90 0=72 主轴孔直径 d=45 表 5轴前轴颈的直径 功率床 1 11床 7090 70105 95130 110145 140165 150190 升降台铣床 6090 6095 75100 90105 100115 外圆磨床 5060 5570 7080 7590 75100 90100 齿轮模数计算和齿轮中心距的计算 用齿轮的弯曲强度公式计算 3 22116338 j j m mz i n 式中 机的功率， mm=B/m(一般取m=610； j取j=1100 r/ 19 31 2232 2233 221 . 1 2 1 41 6 3 3 8 1 . 4 46 3 3 1 . 1 2 1 1 0 0 1 4 0 00 . 8 9 3 1 41 6 3 3 8 1 . 4 16 3 8 0 . 8 9 3 1 1 0 0 1 2 5 02 1 41 6 3 3 8 1 . 2 36 3 1 2 1 1 0 0 2 0 0 0 圆整模数： 各传动副间的中心距 ： 轴 z1+*m/2=70*2/2=70 z1+*m/2=86*3/2=129 为 z1+*m/2=93*=皮带的相关计算 确定计算功率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 中：位为 如电动机的额定功率），单位为 表 5 5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 1 0 1 1 1 2 起动载荷为正常载荷的 轻微振动及波动，如铣床、滚齿机和转塔车床等 1 1 1 2 1 3 起动载荷为正常载荷的 等振 动，如刨床、插床和插齿床等 1 2 1 3 1 4 20 注：反复起动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合， 根据机床的工作情况取 k= 则 = 选择带型 根据计算功率械设计手册 定带型 计算功率 =带轮转速 440r/表得选择 初选小带轮的基准直径1v 带截型，参考文献 2中的表 8 3 及表 8 7 选取1dd 了提高 v 带的寿命选取较大的直径。取100 则大带轮的直径 D=n1/d=1440/1250*100=115 计算带轮的转速 v 对普通 v 带一般a x 2 5 3 0 /v m s。同时，一般 v 不得低于 5m/s，所以v= 初定中心距 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2d d d dd d a d d 中心距 ） = 100+115） =323据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准长度 221 0 2 102 24 d d d d a *323+*（ 100+115） +（ 115 115*323=据d，有文献 2中表 8 2中选取000用下式作近似计算 a，即 0 2所以0 2