機(jī)械專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)--萬(wàn)能升降臺(tái)銑床屬于通用機(jī)床

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1機(jī)床的用途及性能</p><p>　　X6132、X6132A型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床屬于通用機(jī)床。主要適用于機(jī)械工廠中加工車(chē)間、工具車(chē)間和維修車(chē)間的成批生產(chǎn)、單件、小批生產(chǎn)。</p><p>　　這種銑床可用圓柱銑刀、圓盤(pán)銑刀、角度銑刀、成型銑刀和端面銑刀加工各種平面、斜面

2、、溝槽等。如果配以萬(wàn)能銑頭、圓工作臺(tái)、分度頭等銑床附件，還可以擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍。</p><p>　　X6132、X6132A型銑床的工作臺(tái)可向左、右各回轉(zhuǎn)45 º當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，采用分度頭時(shí)，可以加工各種螺旋面。</p><p>　　X6132型機(jī)床三向進(jìn)給絲杠為梯形絲杠，X6132A型機(jī)床三向進(jìn)給絲杠為滾珠絲杠。</p><p>　　X6132

3、/1、X6132A/1型數(shù)顯萬(wàn)能升降臺(tái)銑床是在X6132、X6132A型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的基礎(chǔ)上，在縱向、橫向增加兩個(gè)坐標(biāo)的數(shù)字顯示裝置的一種變型銑床，該銑床具有普通萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的全部性能外，借助于數(shù)字顯示裝置還能作到加工和測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)位移數(shù)字顯示，既保證了工件加工質(zhì)量，又減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，配上萬(wàn)能銑頭還可以進(jìn)行鏜孔加工。</p><p>　　圖1-1 X6132臥式銑床整機(jī)外形圖&

4、lt;/p><p>　　圖1-2 X6132臥式銑床整機(jī)三維建模外形圖</p><p>　　圖1-3 X6132臥式銑床所設(shè)計(jì)部分三維建模外形圖</p><p>　　3 X6132-進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定</p><p>　　3.1 轉(zhuǎn)速圖的擬定</p><p>　　已知主軸轉(zhuǎn)速為n=10～1000r/

5、min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=21，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=1410r/min.</p><p><b>　　3.1.1確定公比</b></p><p>　　由公式 == （3-1）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　3

6、.1.2 確定變速組和傳動(dòng)副數(shù)目</p><p>　　大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪變速，為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪，因此，主軸轉(zhuǎn)速為21級(jí)的變速系統(tǒng)需要3個(gè)變速組，即Z=21=3×3×3-6。</p><p>　　3.1.3確定擴(kuò)大順序方案</p><p>　　傳動(dòng)順序確定之后，還可列出若干不同擴(kuò)大順序方案。如無(wú)特

7、殊要求，應(yīng)根據(jù)“前密后疏”的原則，使擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致。</p><p>　　根據(jù)式，檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍：</p><p><b>　　，合乎要求</b></p><p>　　故可選定上述傳動(dòng)方案是合理的。</p><p>　　3.1.4分配總降速傳動(dòng)比</p><p>　　總降速傳動(dòng)比

8、為uII=nmin/nd=10/1410≈6.67×10－3,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。</p><p>　　3.2 齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　圖3-1 Ⅰ軸 17X3 圓錐齒輪</

9、p><p>　　3.2.2.2Ⅱ軸III軸間齒輪副的確定</p><p>　　由傳動(dòng)轉(zhuǎn)速分布圖知:</p><p>　　，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則,</p><p>　　由于結(jié)構(gòu)要求取為40，齒數(shù)和，然后確定其兩</p><p><b>　　對(duì)齒輪副的齒數(shù)。</b></p><p&g

10、t;<b>　　傳動(dòng)比為的齒輪副：</b></p><p>　　由于結(jié)構(gòu)要求取為44.</p><p>　　圖3-2 二軸裝配體</p><p>　　圖3-3 4軸裝配體</p><p>　　同理可以確定其他個(gè)齒輪的齒數(shù)。完成進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.４ 傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制<

11、/p><p>　　圖3-4 X6132臥式銑床傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　3.2.5繪制轉(zhuǎn)速圖與運(yùn)動(dòng)鏈分析</p><p>　　3.2.5.1繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距l(xiāng)gφ畫(huà)出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫(huà)上u(k→k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的

12、級(jí)比分配規(guī)律畫(huà)上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。</p><p>　　圖3-5 X6132臥式銑床進(jìn)給動(dòng)轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　3.2.5.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈</p><p>　　銑床可以在三個(gè)垂直的任一方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及快速移動(dòng),進(jìn)給方向由離合器M3、M4、M5來(lái)控制，且互鎖；機(jī)動(dòng)進(jìn)給和快速移動(dòng)切換由電磁摩擦離合器M1、M2來(lái)控制。傳動(dòng)路線為

13、下圖所示：</p><p><b>　　由傳動(dòng)路線可知：</b></p><p>　　三個(gè)進(jìn)給方向各有21級(jí)進(jìn)給量</p><p>　　縱向、橫向?yàn)?0~1000mm/min</p><p>　　垂直為3.3~333mm/min</p><p>　　進(jìn)給方向由電機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p>

14、<p>　　圖3-6電磁式默察離合器平面及三維圖</p><p>　　繪制完傳動(dòng)系統(tǒng)圖后，利用三維建模軟件Solidworks進(jìn)行三維建模，建模如下圖：</p><p>　　圖3-7 進(jìn)給系統(tǒng)總裝圖</p><p>　　圖3-8 進(jìn)給系統(tǒng)總裝平面圖</p><p>　　3.2.6 機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)——孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)分析</p

15、><p>　　3.2.6.1孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)介：</p><p>　　圖3-8 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速總裝平面圖</p><p>　　X6132主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速操縱機(jī)構(gòu)采用集中式孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)控制。</p><p>　　其工作原理是利用孔盤(pán)上不同孔的組合，使其控制的齒條實(shí)現(xiàn)不同位置的組合形式，從而達(dá)到帶動(dòng)上面的撥叉撥動(dòng)相應(yīng)的滑移齒輪實(shí)現(xiàn)不同位置

16、的傳動(dòng)。其工作原理如下圖所示：</p><p>　　X6132的變操縱機(jī)構(gòu)工作原理</p><p>　　1外拉,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)5轉(zhuǎn)動(dòng),使6旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)10向右運(yùn)動(dòng),使12脫離各組齒條軸.轉(zhuǎn)動(dòng)4到合適轉(zhuǎn)速,使心軸上齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)12轉(zhuǎn)到相應(yīng)的孔的位置,然后反向操縱1復(fù)位. </p><p>　　圖3-9 主運(yùn)動(dòng)孔盤(pán)操縱機(jī)構(gòu)</p><p>　　

17、圖3-10 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖3-11 進(jìn)給系統(tǒng)孔盤(pán)調(diào)速機(jī)構(gòu)三維建模</p><p>　　5.3 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算</p><p>　　5.3.1花鍵軸的校核</p><p>　　對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。</p><p>　　對(duì)花鍵軸 (III軸)

18、</p><p>　　5.3.1.1 軸的抗彎斷面慣性矩：</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 d—花鍵軸的小徑（mm）；</p><p>　　i—花軸的大徑（mm）；</p><

19、;p>　　b、N—花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；</p><p>　　傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 N—該軸傳遞的最大功率（kw）;</p><p>　　—該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　傳

20、動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 D—齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ=26x2.5。</p><p><b>　　齒輪的徑向力：</b></p><p>　　式中 α—為齒輪的嚙合角，

21、α＝20º；</p><p><b>　　ρ—齒面摩擦角，；</b></p><p>　　β—齒輪的螺旋角；β＝0</p><p><b>　　故N</b></p><p>　　5.3.1.2花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算</p><p>　　花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為

22、：</p><p><b>　　（5-4）</b></p><p>　　式中 —花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（）；</p><p>　　D、d—花鍵軸的大徑和小徑（mm）；</p><p><b>　　L—花鍵工作長(zhǎng)度；</b></p><p><b>　　N—花鍵鍵數(shù)；&l

23、t;/b></p><p>　　K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；</p><p>　　故此花鍵軸(III軸)校核合格。</p><p>　　5.4 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算II軸的校核</p><p>　　5.4.1 II軸的受力分析：</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的公式：</p><

24、p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中： T—軸的轉(zhuǎn)矩N.m.</p><p>　　P—軸傳遞的功率Kw.</p><p>　　—軸的轉(zhuǎn)速r/min.</p><p>　　所以II軸的轉(zhuǎn)矩： </p><p><b>　　有

25、公式：</b></p><p>　　可求得各齒輪嚙合處所受的切向力，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中</p><p><b>　　公式：</b></p><p>　　對(duì)錐齒輪有相關(guān)公式:</p><p>　　對(duì)錐齒輪受力計(jì)算公式：</p><p>　　對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪受力計(jì)算公式：</p&g

26、t;<p>　　可求得各齒輪嚙合處的各個(gè)力，再有理論力學(xué)相關(guān)公式求得A 、B兩點(diǎn)的支撐力。受力如下圖：</p><p>　　5.4.2 II軸的彎矩和扭矩的繪制：</p><p>　　5.4.３ II軸的危險(xiǎn)截面分析及校驗(yàn)：</p><p>　　有II軸所受彎矩和扭矩圖可以知道該軸的危險(xiǎn)截面 </p><p><b>

27、　　按第三強(qiáng)度理論校核</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[3]公式：</p><p>　　因?yàn)樵撦S材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表知</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　故該軸安全。</b></p><p>　　5.5 Ⅱ

28、圓錐滾子軸承疲勞強(qiáng)度校核</p><p>　　機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命的計(jì)算公式為：</p><p>　　C—滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)《軸承手冊(cè)》或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取，單位用（kgf）應(yīng)換算成（N）；</p><p>　　—速度系數(shù)， 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/mm）

29、 —壽命系數(shù)， </p><p>　　—壽命系數(shù)，對(duì)球軸承=3，對(duì)滾子軸承=；</p><p>　　工作情況系數(shù)，對(duì)輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車(chē)床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床），；</p><p>　　—功率利用系數(shù)，查表3—3；</p><p>　　—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2；</p><p&g