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需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑分 类 号 密 级 宁毕 业 设 计 (论 文 )TZ125 型小型钻床设计所 在 学 院 机 械 与 电 气 工 程 学 院专 业 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班 级 12 机 自 x 班姓 名学 号指 导 老 师2016 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文） TZ125 型小型钻床设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）： (手签)(手签) 2016 年 3 月 31 日需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763I摘 要钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在 360范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。本次设计的钻床属于能适应各种加工情况的多功能简易钻床，能方便移动，又能够方便控制加工。本次设计首先根据设计功能及参数要求确定了设计方案；接着，根据转速范围确定转速级数进而确定了变速箱的总体布置及齿轮齿数；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，采用 AutoCAD 制图软件绘制了 TZ125 型小型钻床装配图及主要零件图，并且采用 Pro/E 软件进行三维造型。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 软件，本次设计代表了普通机械设计的一般过程，对今后的设计工作有一定的参考价值。关键词：钻床，设计，齿轮，传动比IIAbstractThe drilling machine is mainly composed of an upright post, a rocking arm, a main shaft box and a base. The main spindle box is installed on the rocker arm, and can be moved up and down along the upright post to meet the requirements of different height work pieces. In addition, the rocker arm can also be in the range of 360 degree rotation, so the spindle is easy to adjust to the required processing position. The design of the drilling machine is able to adapt to a variety of processing situation of versatile simple drilling machine, can be convenient to move, but also to facilitate the control of processing.This design firstly according to the design feature and parameters determine the design scheme; then, according to the speed range to determine the speed of progression and to determine the overall layout and gear tooth number of gear box; then, of the main parts were designed and checked. Finally, a tz125 type small drill assembly drawing and the main parts of the map is drawn by AutoCAD software, and the Pro / E software for 3D modeling.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, this design represents the general process of general mechanical design, have certain reference value for the design work in the future.Key Words:Drilling machine, design, gear, transmission ratio需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763III目 录摘 要 .IAbstract .II目 录 .III第 1 章 绪 论.11.1 钻床简介 .11.2 钻床的发展现状 .11.4 功能及设计参数要求 .21.4.1 功能要求 .21.4.2 设计参数要求 .2第 2 章 总体方案设计.32.1 动力选择 .32.2 驱动方式 .32.3 动力性能比较 .32.4 动力计算与选择 .4第 3 章 总体布置与参数选择.63.1 运动参数及转速图的确定 .63.1.1 转速范围 .63.1.2 转速数列 .63.1.3 确定结构式 .73.1.4 绘制转速图和传动系统图 .73.2 确定各变速组齿轮齿数 .83.3 各轴计算转速确定 .8第 4 章 主要零件的设计与校核.104.1 带传动设计 .104.1.1 V 带的基本参数 .104.1.2 带轮结构的设计 .124.2 齿轮传动设计 .12IV4.2.1 齿轮模数计算及验算 .124.2.2 基本组齿轮计算 .144.2.3 扩大组齿轮计算 .154.3 传动轴设计 .154.4 主轴设计 .164.5 标准件的选择 .174.5.1 轴承的选择 .174.5.2 键的规格 .174.5.3 变速操纵机构的选择 .184.6 校核计算 .184.6.1 刚度校核 .184.6.2 轴承寿命校核 .194.6.3 键的强度校核 .21结论.22参考文献.23致 谢.24需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763VVI需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763VIIVIII第 1 章 绪论1第 1 章 绪 论1.1 钻床简介目前将机床分为 12 大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其他机床。在每一类机床中，又可以按照工艺范围、步型型式和结构等等，可以分为若干组，每一组又可以分为若干系列。如钻床又包括：坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、中心孔钻床及其他钻床。在上述的基本分类方法的基础上，还可以根据机床的其他特征进一步进行分类。同类型机床按照应用范围（通用性程度） ，可以分为通用机床（或者称万能机床） 、专门化机床和专用机床三大类。其中通用机床是可以加工多种工件，完成多种多样工序的加工范围较广的机床，如卧式车床、摇臂钻床等等。摇臂钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱，和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在360范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。为了使主轴在加工时保持确定的位置，摇臂钻床还具有内立柱，摇臂及主轴箱的夹紧机构，当主轴的位置调整确定后，可以快速将它们夹紧。摇臂钻床的其他变形如万向摇臂钻床摇臂和主轴箱可以回转或倾斜，使主轴可在空间任意方向都可以进行钻削，适用于重型机器，机车车辆，船舶和锅炉等制造业中加工大型工件。车式摇臂钻床的底座有车轮，可以在轨道上移动，适用于桥梁和机床等行业窄长形工件的孔加工。1.2 钻床的发展现状进入市场经济后，国内机床行业竞争日趋激烈，与中捷摇臂钻厂生产相同型号产品的企业有 40 多家，中捷摇臂钻厂产品领先优势受到挑战。为了应对挑战，中捷摇臂钻厂在产品卖得正火的时候，提出了进行跨越产品结构调整。第一，用先进技术改造传统产品。如普通摇臂钻床实现了五轴联动，价格由几万元上升到几十万元，达到中国摇臂钻床最高水平。第二，向国际先进水平靠拢，不断扩大产品领先优势。ZK 系列、桥式和动桥系列产品，十几项技术居国内领先地位。ZK3050 获得自主知识产权，并成为国家重点新产品；Z3580A 万向摇臂钻，在任何空间、任意方向、任意位置上实现钻宁波大红鹰学院毕业设计（论文）2削功能，不仅填补了国内空白，在国外也不多见。在国际著名的芝加哥机床展览会上，中捷摇臂钻厂参展产品被一位美籍华商相中并当场拉走。德国、意大利、西腊、瑞典、伊朗等国家和地区纷纷提出做中捷牌摇臂钻的代理经销商。在上海国际机床展览会上，沈阳机床股份有限公司参展的数控钻铣床，同时被国内三家企业看好。摇臂钻床和大多数机床一样，将向数控自动化、机电一体化和智能化方向发展。摇臂钻床未来的发展趋势是：应用电子计算机技术，简化机械结构，提高和扩大自动化工作的功能，使机床适应于纳入柔性制造系统工作；提高功率主运动和进给运动的速度，相应提高结构的动、静刚度以适应采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并发展超精密加工机床，以适应电子机械、航天等新兴工业的需要。1.4 功能及设计参数要求1.4.1 功能要求在大型零件的制造和维修中，需要对其上的孔、螺纹等结构进行加工。如在锅炉等设备的维修中，常因拆卸问题导致原螺钉孔报废而需重新加工螺钉孔。由于零件外形尺寸大，普通钻床无法加工。因此，需要设计一种能适应这种加工情况的多功能简易钻床，能方便移动，又能够方便控制加工。其次，家庭使用拖拉机及辗米机等农业机械由于经常维修的需要，鉴于维修及运输成本考虑，也需要一种能够方便移动适应这种加工情况的简易钻床，可方便对其进行加工维修。因此，这种钻床应具备普通钻床的基本功能并能满足方便安装移动加工的特殊功能。1.4.2 设计参数要求1）最大钻孔直径：12 mm ；2）主轴最大行程：100mm；3）主轴端面至底座工作面最大距离：355mm；4）主轴端面至底座工作面最小距离：55 mm；5）机头最大行程：200 mm；6）主轴转数：560-3500r/min；7）机床最大外形尺寸（长宽 高）：680350860 mm。第 2 章 总体方案设计3第 2 章 总体方案设计2.1 动力选择常用原动机有以下三种运动形式，具体见表 2-1：表 2-1 原动机运动形式运动形式 实例连续运动 电动机、液压马达、气压马达、柴油机、汽油机往复运动 直线电动机、汽缸、液压缸往复摆动 摆动油缸、摆动汽缸2.2 驱动方式由一台原动机通过传动装置驱动执行机构工作，叫做单机集中驱动。多机分别驱动是用多台原动机来驱动各执行机构工作。选择驱动方式时需要考虑如下几点：1）必须考虑到工作机对原动机所提出的起动、过载、运转平稳性等方面的要求；2）必须考虑到其经济效益及其成本，这也是非常重要的一项。3）必须考虑到现场能源的供应情况及工作环境因素；4）必须考虑原动机的机械特性与工作机的匹配情况；5）必须考虑到维修是否方便，操作是否简单，工作是否可靠；2.3 动力性能比较表 2-2 原动机性能比较类别 电动机 气缸马达 液压马达 柴油机尺寸 较大 较小 较小 较大功率及取范围 功率大；0.31000KW，范围广功率比电动机大；一般在2.2KW 以下，尤其适用于0.75KW 以下的高速传动功率最大；受实际油压和马达尺寸的限制功率大；538000KW重量 大 比电动机大 最大 大输出刚度 硬 软 较硬 较硬运行温度控制 温度应低于许应值排气时空气膨胀，噪声较大，排气处应安装对油箱进行风冷或水冷宁波大红鹰学院毕业设计（论文）4消声器调整方法和性能直流电动机用改变电枢电阻、电压或改变磁通的方法；交流电动机用变频、变极或变转差率的方法用气阀控制，简单，迅速，但不够精确通过阀或泵控制改变流量，调速范围大较难噪声 小 较大 较大 较大维护要求 较少 少 较多 较多初始成本 低 较高 高 高运转费用 最低 最高 高 高应用 很广，需要动力电源小功率高速场合较广 很广，如各种车辆，船舶、农用机械、工程机械和压缩机等等2.4 动力计算与选择钻床切削力的计算包括钻床主轴转矩计算和主轴轴向切削力的计算。由于加工材料为 Q235 钢，其属于碳素结构钢，钻头为高速钢麻花钻，加工方式为钻孔，所以查机床夹具设计手册得：钻床转矩计算公式如下： pkkfDM08234.式中， 切削力矩（NM）k 钻头直径（mm） 每转进给量（mm）f 修正系数pk75.0)36(b轴向切削力的计算公式如下： pfKDfF7.0式中， 轴向切削力（N）f 钻头直径（mm） 每转进给量(mm)f 修正系数pk第 2 章 总体方案设计5已知被加工材料为 Q235 结构钢，结构钢和铸钢取=736MPa，D=12mm ， =0.2mm，所以可分别计算出切削转矩和轴向切削为：bf=13.5 NMkM=2595 NfF由金属切削原理可知，主轴切削功率的计算公式为： KWnfPkm310)6201(式中： 轴向切削力（N）fF 每转进给量(mm)fn主轴固定转速（r/min） 切削力矩（NM）kM将以上数值代入公式中可计算出功率 =0.25KWmP考虑到轴承传动效率（查得为 0.99）和键传动效率（查得为 0.98） ，所以可计算出钻床主轴要传递的功率 P 为：P= /(0.990.990.98)=0.37KWmP考虑到 TZ125 小型钻床的现场工作环境及工作需求，TZ125 小型钻床的起动力矩和调速范围等要求，我选择电动机作为其原动机。由于 TZ125 小型钻床工作常处于灰尘较多的场合，其外壳选用封闭式，电动机型号为 Y 系列，Y801-4 ，额定功率0.55KW，满载转速 1390r/min，额定转矩 2.2Nm，质量 17Kg。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）6第 3 章 总体布置与参数选择3.1 运动参数及转速图的确定3.1.1 转速范围拟定立式钻床的主传动系统的转速图，由总体设计方按可知：主轴的转速范围为5603500 r/min，钻床的转速通常选择标准数列，由于标准数列中没有最大转速 3500 r/min，因此选用接近转速 3550 r/min。3.1.2 转速数列中型通用机床，常用的公比 为 1.26 或 1.41，考虑到适当减小本钻床的相对速度损失，按照 =1.26 计算：34.650minaxR92.1lgl1Z按照下表标准数列选取转速系列，如下：560，710，900，1120，1400，1800，2240，2800，3550第 3 章 总体布置与参数选择73.1.3 确定结构式对于 Z=9，通常采用 Z=9=33，即两轴三速。3.1.4 绘制转速图和传动系统图（1）选择电动机：采用 Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图图 2-1 转速图（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-1：1-2 轴最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin(Zmax+2+D/m)宁波大红鹰学院毕业设计（论文）83.2 确定各变速组齿轮齿数(1)Sz 100-120,中型机床 Sz=70-100(2)直齿圆柱齿轮 Zmin 18-20图 2-2 主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。据设计要求 Zmin1820,齿数和 Sz100120，由表 4.1，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数。3.3 各轴计算转速确定（1）主轴的计算转速 nj由公式 n =n 得：jmi)13/(z主轴的计算转速 nj=70.9r/min，取 80 r/min。（2）确定各传动轴的计算转速轴共有 4 级转速：160r/min、224 r/min、315 r/min、450 r/min。 。若经传动副 Z / 3第 3 章 总体布置与参数选择9Z 传动主轴，则只有 450r/min 传递全功率；若经传动副 Z4/ Z4传动主轴，全部传递3全功率，其中 160r/min 是传递全功率的最低转速， 故其计算转速 nj=160 r/min； 轴有 1 级转速，且都传递全功率，所以其计算转速 nj=630 r/min。各计算转速入表 3-1。表 3-1 各轴计算转速轴 号 轴 轴 轴计算转速 r/min 630 160 80（3） 确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z 装在主轴上共 4 级转速，其中只有480r/min 传递全功率，故 Z j=80 r/min。4齿轮 Z 装在轴上，共 4 级转速，但经齿轮副 Z/Z 传动主轴，则只有44160r/min 传递全功率，故 Z j=160r/min。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 3-62。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）10第 4 章 主要零件的设计与校核4.1 带传动设计4.1.1 V 带的基本参数1）确定计算功率 cP：已知：输出功率 P=0.55kw,转速 n1=1390r/min,n2=1400r/min查机械设计基础表 13-8 得工况系数： 25.1AK；则： kwkPKAc 9.316.25.2）选取 V 带型号：根据 c、 mn查机械设计基础图 13-15 选用 A 型 V 带,3）确定大、小带轮的基准直径 d（1）初选小带轮的基准直径：d80；（2）计算大带轮基准直径： midd 19602.85.2.1 ）（）（带；圆整取 m2，误差小于 5%，是允许的。4）验算带速： ssndvm /)25,(/03.616048.3160 带的速度合适。5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：中心距： )(2)(7.021021 dda初选中心距 m4（2）基准长度：第 4 章 主要零件的设计与校核11maddaLd6.124840)82()08(.302 221210 对于 A 型带选用 Ld15（3）实际中心距： mad 7.4026.1804200 6）验算主动轮上的包角 1：由 ad 3.57)(18012得 1208.67.40)8(1 主动轮上的包角合适。7）计算 V 带的根数 z： LArKPzc )(0min/14nm， md801查机械设计基础表 13-3 得：kwP8.0；（2） 5.2i/0带，r，查表得： kwP17.0；（3）由.162查表得，包角修正系数 95K（4）由 mLd5，与 V 带型号 A 型查表得： 3.l综上数据，得6.493.05.)17.08(6z取 105z合适。8）计算预紧力 F（初拉力）：根据带型 A 型查机械设计基础表 13-1 得： mkgq/1.0宁波大红鹰学院毕业设计（论文）12NqvkzvPFc8.1003.6195.0236.51.02 9）计算作用在轴上的压轴力 QF：NZFQ5.10928.16sin2i0 其中 为小带轮的包角。10）V 带传动的主要参数整理并列表：带型 带轮基准直径(mm)传动比 基准长度(mm)A801d22.5 1250中心距（mm） 根数 初拉力 (N) 压轴力 (N)400.7 5 110.8 1095.54.1.2 带轮结构的设计1）带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料 HT200）2）带轮的结构形式：V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机， md801较小，所以采用实心式结构带轮。4.2 齿轮传动设计4.2.1 齿轮模数计算及验算从对齿轮的失效分析可知，为了使齿轮能够正常工作，应对齿轮的材料提出如下第 4 章 主要零件的设计与校核13基本要求：（1）齿面应有足够的硬度和耐磨性，以防止齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等失效。（2）轮齿心部应有足够的强度和较好的韧性，以防止齿根折断忽然抵抗冲击载荷。（3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能，以便加工和提高力学性能。适合制造齿轮的材料有很多，最常用的是钢、铸铁，有些场合也采用非金属材料。齿轮材料选用 40Cr，直齿轮的材料选用 20CrMnTi，双联齿轮选用 20CrMnTi。（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即 mj=16338321)(jjmnuzP可得各组的模数，式中 mj按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm） ；dN驱动电动机功率（kW ） ；jn被计算齿轮的计算转速（r/min） ；u大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，外啮合取“+”，内啮合取“-” ；1z小齿轮的齿数（齿） ；m齿宽系数， Bm（B 为齿宽，m 为模数） ， 410m； m=8 j材料的许用接触应力（ MPa） 。取 j=650 Mpa（2）基本组的齿轮参数计算mj=16338321)(jjmnuz=1633832263054.08.)(=1.6774结合齿轮的模数标准，取标准值 m=2（3）扩大组的齿轮参数计算mj=16338321)(jjmnuzP宁波大红鹰学院毕业设计（论文）14=1633832280657.8.3)1(=1.84结合齿轮的模数标准，取标准值 m=2如表 3-3 所示。表 3-3 模数组号 基本组 扩大组模数 mm 2 24.2.2 基本组齿轮计算按基本组最小齿轮计算。小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度 241HB286HB ，平均取 260HB，大齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229HB286HB，平均取 240HB。计算如下： 齿面接触疲劳强度计算：接触应力验算公式为 jfsj MPauBnNKzm)()1(02832弯曲应力验算公式为：wswaYnz)(109235式中 N-传递的额定功率（kW） ，这里取 N 为电动机功率，N=3.5kW;jn-计算转速（r/min）. j=630（r/min）;m-初算的齿轮模数（mm）, m=3（mm）;B-齿宽（mm）;B=25（mm）;z-小齿轮齿数；z=19;u-小齿轮齿数与大齿轮齿数之比 ,u=2.78;sK-寿命系数；s= TnNKqT-工作期限系数；第 4 章 主要零件的设计与校核15mTCnK016T-齿轮工作期限，这里取 T=15000h.;1n-齿轮的最低转速（ r/min）0-基准循环次数，接触载荷取 0C= 71，弯曲载荷取 0C= 612m-疲劳曲线指数，接触载荷取 m=3；弯曲载荷取 m=6;nK-转速变化系数，查【5】2 上，取 nK=0.60N-功率利用系数，查【5】2 上，取 N=0.78q-材料强化系数，查【5】2 上， q=0.603K-工作状况系数，取 3K=1.12-动载荷系数，查【5】2 上，取 2=11-齿向载荷分布系数，查 【5】2 上， 1K=1 Y-齿形系数，查 【5】2 上，Y=0.386；j-许用接触应力（MPa）,查【4】 ，表 4-7，取 j=650 Mpa；w-许用弯曲应力（MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 w=275 Mpa；根据上述公式，可求得及查取值可求得： j=635 Mpa j w=78 Mpa w4.2.3 扩大组齿轮计算按扩大组最小齿轮计算。小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度 241HB286HB ，平均取 260HB，大齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229HB286HB，平均取 240HB。同理根据基本组的计算：查文献【6】 ，可得 nK=0.62， N=0.77， qK=0.60， 3=1.1，2K=1， 1=1，m=3.5， j=355；可求得：宁波大红鹰学院毕业设计（论文）16j=619 Mpa j w=135Mpa w 4.3 传动轴设计由【5】式 6，传动轴直径按扭转刚度用下式计算：d=1.64 4Tn（mm）或 d=914jN（mm）式中 d-传动轴直径（mm）Tn-该轴传递的额定扭矩（N*mm） T=9550000 JnN；N-该轴传递的功率（KW）jn-该轴的计算转速-该轴每米长度的允许扭转角， = 01。各轴最小轴径如表 3-3。表 3-3 最小轴径轴 号 轴 轴 III 轴最小轴径 mm 25 30 454.4 主轴设计由于电动机功率根据【1】表 3.20，前轴径应为 6090mm。初步选取 d1=80mm。后轴径的 d2=（0.70.9 ） d1，取 d2=60mm。根据设计方案，前轴承为 NN3016K 型，后轴承为圆锥滚子轴承。定悬伸量 a=120mm，主轴孔径为 30mm。轴承刚度，主轴最大输出转矩 T=9550 nP=9550 803=424.44N.m假设设该机床为车床的最大加工直径为 300mm。床身上最常用的最大加工直径，即经济加工直径约为最大回转直径的 50%，这里取 60%，即 180mm，故半径为第 4 章 主要零件的设计与校核170.09m；切削力（沿 y 轴） Fc= 09.42=4716N背向力（沿 x 轴） Fp=0.5 Fc=2358N总作用力 F=2pCF=5272.65N此力作用于工件上，主轴端受力为 F=5272.65N。先假设 l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分别为RA=F la=5272.65 2401=7908.97NRB=F l=5272.65 =2636.325N根据 文献【 1】式 3.7 得：Kr=3.39 1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos得前支承的刚度：KA= 1689.69 N/ m ；KB= 785.57 N/ m； BAK= 57.6=2.15主轴的当量外径 de=(80+60)/2=70mm，故惯性矩为I= 64)03.7.(=113.810-8m4=3aKEIA= 6381.98.2=0.14查【1】图 3-38 得 l0=2.0，与原假设接近，所以最佳跨距 0l=1202.0=240mm合理跨距为（0.75-1.5） 0l，取合理跨距 l=360mm。根据结构的需要，主轴的实际跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主轴的刚度，增大轴径：前轴径 D=100mm，后轴径 d=80mm。前轴承采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用背对背安装的角接触球轴承。4.5 标准件的选择4.5.1 轴承的选择I 轴：与带轮靠近段安装双列角接触球轴承代号 7007C 另一安装深沟球轴承 6012宁波大红鹰学院毕业设计（论文）18II 轴：对称布置深沟球轴承 6009III 轴：后端安装双列角接触球轴承代号 7015C 另一安装端角接触球轴承代号 7010C中间布置角接触球轴承代号 7012C4.5.2 键的规格I 轴安装带轮处选择普通平键规格：BXL=10X56 II 轴选择花键规格：N d =8X36X40X7 III 轴选择键规格：BXL=14X90 4.5.3 变速操纵机构的选择选用左右摆动的操纵杆使其通过杆的推力来控制 II 轴上的三联滑移齿轮和二联滑移齿轮。4.6 校核计算4.6.1 刚度校核（1） 轴挠度校核单一载荷下，轴中心处的挠度采用文献【5】中的公式计算：YmZnDxNLYba 43375.09.1L-两支承的跨距；D-轴的平均直径；X= ia/L； i-齿轮工作位置处距较近支承点的距离；N-轴传递的全功率；校核合成挠度YYbabah cos22第 4 章 主要零件的设计与校核19aY -输入扭距齿轮挠度；b-输出扭距齿轮挠度)(2 ；-被演算轴与前后轴连心线夹角； =144啮合角 =20，齿面摩擦角 =5.72。代入数据计算得： 2ay=0.026； 3ay=0.084； 1ay=0.160；5b=0.205； 4b=0.088； 6b=0.025。合成挠度 cos251521aahyyY=0.238查文献【6】 ，带齿轮轴的许用挠度 =5/10000*L即 y=0.268。因合成挠度小于许用挠度，故轴的挠度满足要求。（2） 轴扭转角的校核传动轴在支承点 A，B 处的倾角 BA,可按下式近似计算：radlyhA3将上式计算的结果代入得：rBA052. 由文献【6】 ，查得支承处的 =0.001因 .BA0.001，故轴的转角也满足要求。4.6.2 轴承寿命校核、轴轴承的校核轴选用的是深沟球轴承 6206，其基本额定负荷为 19.5KN, 由于该轴的转速是定值 min80r，所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对轴未端的滚子轴承进行校核。齿轮的直径 md1248轴传递的转矩 nPT950宁波大红鹰学院毕业设计（论文）20 mNT8609.579齿轮受力 dFr 7.1532根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为:在水平面： NlFrAH14026387.152在水平面： lAV 5.183942638.5)(3210 NFAVH 7.102因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，濮良贵主编机械设计( 第八版 )表 13-6 查得载荷系数 pf，取 2.1pf，则有：NFfPAp 4.278.31.轴承的寿命计算:所以按轴承的受力大小计算寿命 hCnLh 5840.13)24.78950(6)(0136 故该轴承 6206 能满足要求。、其他轴的轴承校核同上，均符合要求。由 轴最小轴径可取轴承为 7008c 角接触球轴承,=3；P=XFr+YFa第 4 章 主要零件的设计与校核21X=1，Y=0 。对轴受力分析得：前支承的径向力 Fr=2642.32N。由轴承寿命的计算公式：预期的使用寿命 L10h=15000hL10h= n1670)PC(= 180673)2.810(=3.49524hL10h=15000h轴承寿命满足要求。4.6.3 键的强度校核1）选择键联接的类型和尺寸小带轮处选用单圆头平键，尺寸为 mlhb3662)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 MPaP120键的工作长度mbl3261PP MadlkT5.815.072131，合适结 论22结论一、结论钻床未来的发展趋势是：应用电子计算机技术，简化机械结构，提高和扩大自动化工作的功能，使机床适应于纳入柔性制造系统工作；提高功率主运动和进给运动的速度，相应提高结构的动、静刚度以适应采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并发展超精密加工机床，以适应电子机械、航天等新兴工业的需要。钻床主要由立柱，摇臂，主轴箱和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱在 360范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。本次设计的钻床属于能适应各种加工情况的多功能简易钻床，能方便移动，又能够方便控制加工。本次设计首先根据设计功能及参数要求确定了设计方案；接着，根据转速范围确定转速级数进而确定了变速箱的总体布置及齿轮齿数；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，采用 AutoCAD 制图软件绘制了 TZ125 型小型钻床装配图及主要零件图，并且采用 Pro/E 软件进行三维造型。二、今后研究方向本文在设计过程中还存在很大不足，比如：齿轮变位，疲劳强度校核等。今后将继续在如下方面进行工作： （1）如何标准化齿轮的设计；（2）在硬齿面、高精度方面做进一步，更深层的研究；（3）实现齿轮传动机构更高转速、更大功率化；（4）采用计算机辅助设计，比如 ANSYS 软件等校核齿轮传动机构的疲劳强度；（5）研究满足市场需求的更大规格、大转矩的齿轮传动机构；（6）设计出更小型轻便的钻床。参考文献23参考文献1 张建明.机电一体化系统设计M.北京:高等教育出版社.2 陆祥生.杨秀莲.机械手理论及应用M.北京：北京铁道出版社 .3 成大先.机械设计手册.化学工业出版社.4台钻主轴部件和主轴零件及主轴套筒零件5 李益东.多工位复合自动钻床的设计与研制.华中科技大学 ,2013 6 宁重阳.全液压电液比例数控钻床的设计与研究.昆明理工大学 , 20137 孟俊焕.16孔单工位组合钻床的设计与实验研究.天津工业大学 ,20048 杨君兴 国家标准机械制图应用示例图册M中国标准出版社 ,19949 孙恒 机械原理M 西北工业大学机械原理及机械零件教研室,200610 陈于萍 互换性于测量技术M机械工业出版社,200511 何明新 机械制图（第五版） M 高等教育出版社 ,200412 孔午光 高速凸轮M 高等教育出版社 ,199813 孟原先 现代机构手册M机械工业出版社,199414 詹启军 机器和结构综合分析M中国轻工业出版社 ,199415 邹慧贤 机械运动方案设计手册M上海交通大学出版社 ,199416 王成涛 现代机械设计思想和方法M上海科学技术文献出版社 ,199917 谢黎明 机械工程与技术创新M化学工业出版社 ,200518 吕忠文 机械创新设计M机械工业出版社，2004致 谢24致 谢大学生活即将结束，在这短短的几年里，让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。首先，向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯穿于设计的全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我学会书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多
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