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（優秀畢業全套設計）DZZ10多軸鉆床的設計

振性能。便于制造和維修。外形美觀，簡潔。支承件的分類.支承件形狀支承件根據其形狀，可分為三大類個方向的尺寸比另外兩個方向大得多的零件，這些零件可看作梁類件兩個方向的尺寸比第三個方向的尺寸大得多的零件，這類零件可看作板類件三個方向的尺寸都差不多的零件，這類零件可看作箱類件。支承件的變形支承件的變形包括三個部分自身變形，局部變形和接觸變形。在多軸鉆床的設計中，載荷是通過立柱傳遞到底座的，其變形包括底座的變形，立柱的變形等。在設計時不可忽略局部變形和接觸變形，它們有時甚至占主要地位。為有效防止變形的的產生，支承件在設計時，應有定的剛度。.自身剛度支承件的拉壓，彎曲和扭轉變形,主要是由所受的載荷引起的。其中最主要的是彎曲和扭轉。因此，在考慮支承件的自身剛度時，主要應考慮彎曲剛度和扭轉剛度。其次，如果支承件的壁較薄，特別是支承件的內部會因肋板不足或布置不夠合理，受力后發生截面形狀的畸變。自身剛度主要取決于支承件的材料形狀尺寸和肋板的布置等。.局部剛度局部變形發生在支承件載荷較為集中的地方。.接觸剛度當兩個平面接觸時，如果兩個面都不是理想的平面，而是有定的不平整度，因此實際接觸的面積只是理論接觸面積的部分又因為實際平面在微觀上不是絕對光滑的平面，所以實際接觸的只是些較高的凸點。這些都會影響到支承件的接觸剛度。支承件的重量往往占機床總重量的絕大部分，它對整臺機床將產生很大的影響。因此，支承件設計是否合理，將直接影響整臺機床的性能。.立柱的設計此設計中立柱也充當了導軌的作用，在實際機床中，導軌的作用是使工作臺沿著定軌跡運動，并承受工作臺自身及被加工工件的重量和切削力。在導軌副中，運動的方叫做動導軌，不動的方叫做支承導軌。導軌按運動性質可分為主運動導軌，進給導軌和移置導軌。主運動導軌的動導軌與支承導軌之間，相對運動的速度較高進給運動導軌的動導軌與支承導軌之間，相對運動的速度較低。按摩擦性質可分為滑動導軌和滾動導軌本設計采用滑動導軌。.導軌具備的特點傳動精度高，耐使用導軌無論是在空載條件下運動還是在切削條件下運動，都應該有足夠高的傳動精度。保證導軌傳動的精度，是保證被加工工件質量的前提。幾何精度直線運動導軌的幾何精度般包括導軌在豎直平面內的直線度也稱項精度導軌在水平平面內的直線度也稱項精度兩導軌面間的平行度，也叫扭矩也稱項精度。接觸精度磨損是影響精度保持性的主要因素。提高耐磨性以保持精度，是提高機床質量性能的重要內容。常見的磨損形式有磨粒磨損，粘附磨損和疲勞磨損。磨粒磨損經常發生在摩擦表面的輪廓峰相互作用的各點處。磨粒夾在導軌面間隨之相對運動，對導軌面形成“切削”，會對導軌面產生“劃傷”。磨粒的硬度越高，相對滑動速度越大，壓強越大，對導軌的危害也越大。磨粒磨損是無法避免的，機床投入工作時應對其采取重點防護。剛度和承載大。摩擦小，運動平穩。結構簡單，便于操作和維修。.設計導軌尺寸設計導軌的截面形狀并計算導軌的尺寸。結構形式選擇導軌的結構形式，設計導軌磨損調整裝置。材料選擇導軌的材料，確定表面加工和熱處理方法以及導軌需達到的硬度。潤滑決定導軌的潤滑形式，減小摩擦，磨損，發熱和爬行。技術要求確定導軌的技術要求，設計完善的防護裝置。導軌的設計.導軌材料導軌材料要求耐磨，工藝性能好并且價格成本低。導軌的常用材料有鑄鐵，鋼件等。鑄鐵是種成本較低，減振性能良好并且耐磨的材料，主要用于需要鑄造和切削加工性能良好的金屬材料的場合。本設計采用鑄鐵，選擇牌號為。.導軌結構合理的立柱結構應建立在較小重量的前提下，并且具有較大的靜剛度。本設計為專用多軸鉆床的設計，根據具體情況，床身導軌兼作立柱，工作臺可沿立柱上下移動作進給往復運動。不過考慮到安裝的需要，導軌上半部分，即立柱的上半段，此段只起支承作用，不起導向作用。導軌截面形狀采用方形截面，上下兩端加工有螺紋，與上臺板和底座固定。具體結構形狀如圖.所示。圖.導軌立柱結構圖.尺寸所設計機床的尺寸應根據機床的整體情況來考慮，機床的尺寸太大會浪費材料，太小又不能裝的下機床的內部各個配件，所以，機床尺寸的是否合適對機床的影響也很大。切削載荷主要為切轉矩和進給力通過導軌兼作立柱傳遞給工作臺，使導軌產生彈性變形，彎曲或扭轉。變形會直接導致機床主軸軸線在豎直面和水平面內產生偏移，這樣主軸線不垂直于底座，影響機床的加工精度。所以，合理設計導軌的尺寸，可以有效保證機床的加工精度。具體尺寸見圖.。.加工工藝利用淬火的熱處理方式可以提高鑄鐵導軌表面的硬度，并且可以降低磨粒對導軌表面的磨損，還可以防止磨粒劃傷與撕傷導軌表面，提高導軌的耐磨性。鑄造的殘余應力，會使導軌材料產生蠕變，這時，應該對導軌進行時效處理。在此設計中只需對導軌材料進行次時效處理，并且時效處理最好在粗加工后進行。當鑄鐵加熱到時，在內應力的作用下開始變形，超過硬度反而降低。因此熱時效處理應在的范圍內進行，這樣既能消除材料內部殘余內應力，又不影響導軌材料的硬度。.間隙調整導軌接觸面之間的間隙會直接影響整臺機床的加工精度和使用性能，所以有必要設計種調整間隙的裝置。如果導軌接觸面間間隙過大，將會影響導軌運動精度和平穩性間隙如果過小，則導軌運動阻力大，會加劇導軌的磨損。所以必須保證導軌具有合理間隙，即使磨損后也能方便的調整。本設計采用螺栓調整工作臺動導軌與立柱導軌之間的間隙，具體方案如圖.所示。圖.間隙方案圖.機床底座的設計機床的底座是整臺機床必不可少的部分，它對機床起固定和防護的作用，決定機床抗振性能的高低，從而影響整臺機床的工作性能，同時底座是機床支承件系統的重要組成部分。材料的選取鋼件的強度雖然高，但是價格比較高，減振性差。而鑄鐵的價格比較經濟合理，并且滿足要求，所以本設計底座的材料采用鑄鐵，牌號為。底座結構設計如圖所示底座結構，所設計的底座四角有四個凸臺，底座鑄造成型后，在銑床上將這四個凸臺銑出來，這四個凸臺還應該有定的平面度和粗糙度。凸臺有兩個作用，第個是用來支承工作臺，把工作臺的重量通過底座傳到地面，從而避免液壓缸的直接受壓。第二個作用是支承和配合作用，在安裝導軌時，使導軌具有定的垂直度。如果凸臺的精度不高，導軌的垂直度就會因此而受到影響，從而影響被加工工件的加工精度。具體結構如圖.所示。圖.底座結構圖底座的尺寸根據導軌之間的距離確定底座的長度和寬度。導軌之間長度距離為，寬度距離為，確定底座的長度為，寬度為。工作臺高度為，考慮到工人安裝工件時的工作高度，根據人機工程學原理，確定底座高度為。傳動部分的設計計算.主軸箱與傳動系統設計計算.扭矩及軸向力估算由專用機床設計與制造得鉆頭擴孔時的扭矩及軸向力估算公式扭矩公式.軸向力公式.其中.為鉆頭直徑為工件擴孔前直徑。.進給量由機械加工工藝手冊表得擴孔鉆擴孔時的進給量。.工件材料由專用機床設計與制造得各數值工件材料為結構鋼。由得，即則.切削功率的計算由專用機床設計與制造查的公式.其中，為刀具轉速，為刀具直徑。由機械加工工藝手冊表得擴孔時的切削速度選為則有則根鉆頭的總功率為.求減速器的輸出功率其中查機床課程設計.計算所需電動機輸出功率減速器的輸出功率，單件標準減速器的效率則取工況系數.，則所需電動機的輸出功率.電動機性能參數選擇根據所需電動機的功率，由機械設計手冊表選的表.電動機性能參數表型號電動機功率滿載轉速最大轉矩倍數電動機效率電動機功率因數電動機重量.電動機的安裝形式由機械設計手冊查得選用基本結構形式，機座不帶底腳，端蓋有凸緣，由機械設計手冊得電動機為立式安裝，安裝代號為表.安裝結構形式表代號示意圖結構型式安裝形式立式端蓋式軸承數底腳凸緣其他細節有凸緣端蓋帶凸緣，凸緣上有通孔，凸緣在端借端凸緣面安裝，端向下圖.電機安裝尺寸示意圖表.安裝尺寸表機座號凸緣號極數安裝尺寸及公差.減速器的選用電動機額定功率為.，電動機轉速,綜合考慮，由減速器設計選用選取減速器的型號為許用輸入功率.大于電動機的額定功率.，減速器與電動機的連接是直連式由減速器設計選用手冊查得的外形尺寸為表.減速器外形尺寸表法蘭外徑法蘭內徑法蘭螺栓均布圓直徑螺栓孔的直徑和個數法蘭厚度減速器軸伸直徑減速器與軸伸長度軸與鍵的總高度鍵的寬度減速器的重量減速器的長度按所配電動機確定。.齒輪齒數的確定.大齒輪轉速十根擴孔鉆分布的圓周直徑,即十個小齒輪的分布的圓周直徑，初選齒輪模數。由機械原理中公式得.其中為小齒輪齒數。帶入數據得大齒輪的轉速，其中電動機轉速為標準減速器公稱傳動比。.小齒輪轉速查閱資料確定小齒輪轉速定為,大小齒輪傳動比將小齒輪齒數定為，即，則，遵循互質原理。.各軸轉速計算大齒輪軸轉速小齒輪軸轉速.各軸功率的計算大齒輪軸功率小齒輪軸功率其中滾動軸承效率圓柱齒輪效率減速器效率。.各軸扭矩的計算大齒輪軸的扭矩小齒輪軸的扭矩表.運動參數表軸轉速輸出功率輸出扭矩傳動比效率電機軸.大齒輪軸小齒輪軸.齒輪的校核及幾何尺寸計算按彎曲疲勞強度進行校核據機械設計.進行校核計算。.確定公式中各計算值齒輪上的圓周力大齒輪小齒輪彎曲疲勞強度極限選擇齒輪材料為調質鋼，硬度為，則由機械設計，查得齒輪彎曲疲勞強度極限。計算應力循環次數彎曲疲勞壽命系數選擇由機械設計圖查得彎曲疲勞壽命系數計算彎曲疲勞安全系數由機械設計查得.,按得計算載荷系數.使用系數由機械設計查得使用系數計算圓周速度據，級精度，由機械設計查得動載系數計算齒寬因為本設計內的齒輪均為直齒圓柱齒輪，則依據機械設計齒寬系數以及公式由機械設計查得由機械設計查得級精度，對稱布置且時，查機械原理公式所以由故載荷系數查取齒形系數，應力校正系數由機械設計查得帶入數據計算得故彎曲疲勞強度校核兩齒輪符合要求。按接觸疲勞強度校核由機械設計.計算.確定各參數計算載荷系數材料彈性影響系數由機械設計查得材料彈性影響系數齒寬齒輪的寬度分度圓直徑齒輪所受圓周力，齒數比接觸疲勞強度極限由機械設計按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限接觸疲勞壽命系數由機械設計查得接觸疲勞壽命系數計算接觸疲勞許用應力取失效概率為，安全系數.由機械設計得帶入數值計算得故接觸疲勞強度校核兩齒輪也均符合要求。大小齒輪幾何尺寸.分度圓直徑.齒頂高.齒根高.齒全高.齒頂圓直徑.齒根圓直徑.兩齒輪中心距齒輪的結構設計小齒輪的齒頂圓直徑小于，故應做成實心結構齒輪大齒輪的齒頂圓直徑大于且小于，故做成腹板式結構齒輪。.軸的設計大齒輪軸的設計計算.選擇軸的材料軸的材料為鋼，為空心軸，采用調質處理的熱處理方式