XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 立柱設(shè)計(jì) 床身設(shè)計(jì)【三維SW建?!?/h1>
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XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào): 姓名: 指導(dǎo)老師: 職稱:
摘要
本文介紹了立式數(shù)控銑床XK714的一些基本概況,簡(jiǎn)述了機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)方面的原理和類型,分析了各種傳動(dòng)方案的機(jī)理,立式數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)包括了主軸電動(dòng)機(jī)、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件三部分組成。其次詳細(xì)介紹了XK714的設(shè)計(jì)過程,該立式數(shù)控銑床主軸變速箱是靠齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的,主軸變速采用雙聯(lián)滑移齒輪。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長(zhǎng),傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。文中介紹了數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)各種優(yōu)缺點(diǎn)的比較,主傳動(dòng)方案的選擇和確定、主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、主軸組件的設(shè)計(jì)、軸承的選用及其潤滑、關(guān)鍵零件的校核等。
關(guān)鍵詞:立式數(shù)控銑床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、主軸組件
一. 緒論
(一)概述
1.數(shù)控銑床概述
數(shù)控銑床是一種功能很強(qiáng)大的數(shù)控機(jī)床,目前迅速發(fā)展起來的加工中心柔性加工單元都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,兩者都離不開銑削方式,由于數(shù)控銑削方比較復(fù)雜,需要解決的技術(shù)問題也就很多,因此,人們?cè)谘芯亢烷_發(fā)數(shù)控系統(tǒng)級(jí)自動(dòng)化編程語言軟件時(shí),一直把銑削加工作為重點(diǎn),數(shù)控銑床機(jī)械部分與普通銑床基本相同,工作臺(tái)可以做橫向、縱向和垂直三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),因此普通銑床能加工的工藝內(nèi)容,數(shù)控銑床都能做到。
2.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展
隨著機(jī)械性能不斷的提高,其價(jià)格成倍地下降;隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實(shí)用化;數(shù)控技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛,越來越深入,數(shù)控技術(shù)正在向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。90年代以來,從事科研和應(yīng)用開發(fā)數(shù)控的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到,要讓數(shù)控技術(shù)成為第一生產(chǎn)力,關(guān)鍵是讓設(shè)計(jì)人員都用上、會(huì)用數(shù)控系統(tǒng)。今天,許多地方、企業(yè)己經(jīng)推廣了數(shù)控技術(shù),取得了較好的效果,但也還存在一些問題值得探討。?
二.?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(一) 控銑床結(jié)構(gòu)組成
1.數(shù)控銑床組成
數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由:主傳動(dòng)系統(tǒng);進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng);支撐件;輔助裝。本次設(shè)計(jì)的銑床采用工作臺(tái)移動(dòng),主軸升降轉(zhuǎn)動(dòng)的布局形式。
2.XK714主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定
為了適應(yīng)不同的加工要求,目前主傳動(dòng)系統(tǒng)分為三種變速方式:(1)、二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng);(2)、一級(jí)帶傳動(dòng)方式;(3)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式。
由于二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。通常使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)。滑移齒輪的移位大都采用液壓驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閿?shù)控銑床使用可調(diào)無機(jī)變速交流、直流電動(dòng)機(jī),所以經(jīng)齒輪變速后,實(shí)現(xiàn)分段無級(jí)變速,調(diào)速范圍增加。其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出,且具有大范圍調(diào)速的能力。故本次設(shè)計(jì)采用二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)。
三.主傳動(dòng)變速系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算
(一)計(jì)算切削功率
1.切削功率的計(jì)算
銑削時(shí)切削公式:
2.切削功率的計(jì)算
切削功率計(jì)算公式:
3.主傳動(dòng)功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的初選
用一下公式初選電動(dòng)機(jī)的功率;
其中為銑床傳動(dòng)總的機(jī)械效率,
則主軸電動(dòng)機(jī)選用5.5KW,額定轉(zhuǎn)速為:1500Rr/min;最高轉(zhuǎn)速為:6000r/min。
(二)分級(jí)變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.變速范圍
計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定:=380;
主軸要求恒功率調(diào)速范圍:
電動(dòng)機(jī)恒功率的調(diào)速范圍:
變速級(jí)數(shù):=1.99; 可以取Z=2
(三)傳動(dòng)系統(tǒng)圖
圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖
四.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
(一)齒輪的概述
1.齒輪簡(jiǎn)單概述齒輪
齒輪傳動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)種應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。齒輪的直徑可以從不足1mm到100m,甚至超過100m,傳遞的功率可以不足1W到數(shù)萬KW,圓周速度可以從很小到200m/s以上。常見的齒輪傳動(dòng)場(chǎng)合包括家用電器的機(jī)械定時(shí),機(jī)床主軸箱以及用于各種加速器等
(二)齒輪設(shè)計(jì)
1.齒輪設(shè)計(jì)方法
(1).材料選擇熱處理方式及進(jìn)度等級(jí)
考慮到該銑床功率較大,且有中等的沖擊載荷,故大小齒輪采用40Cr鋼表面淬火,平均硬度52HRC,選用6級(jí)精度。
(2).按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):;可取d=70mm
則m=2
(3).采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核:
2.齒輪基本參數(shù)
齒輪參數(shù)
=35
=77
=35
=41
=73
d
70mm
154mm
158mm
70mm
82mm
146mm
m
2mm
2mm
2mm
2mm
2mm
2mm
b
14mm
15mm
16mm
15mm
15mm
16mm
a
112mm
114mm
114mm
表1 齒輪基本參數(shù)表
五.主軸組件的設(shè)計(jì)
(一)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.概述
主軸部件設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)重要的部件之一,它是機(jī)床的執(zhí)行件。它的功用是支持并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削,承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷,完成表面成型運(yùn)動(dòng)。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
主軸的結(jié)構(gòu)如圖
(二)主軸的校核
1.主軸剛度校核
階梯軸的剛度條件:; =0.168°/m;
查手冊(cè)
六.軸承的選用
(一)概述
滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代化機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一,它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支撐主動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比,滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小,啟動(dòng)靈活,效率高,潤滑方便和互換性好等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是抗干擾能力差,工作時(shí)有噪聲,工作壽命不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。
1.壽命計(jì)算
壽命計(jì)算公式:
滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)要求
2.軸承的潤滑
本設(shè)計(jì)采用脂潤滑,其優(yōu)點(diǎn)是潤滑膜強(qiáng)度高,能夠承受較大的載荷,不易流失,容易密封,一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,方便簡(jiǎn)潔。
3.軸承的密封
本次采用非接觸式密封中的迷宮密封,其優(yōu)點(diǎn)是在于工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱沒有磨損,特別適用于高速和高溫場(chǎng)合。前段軸承受力較大,且要求較高故采取迷宮密封方式。
七.結(jié)論
本次設(shè)計(jì)任務(wù)是XK714的總傳動(dòng)系統(tǒng)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要是數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),該立式數(shù)控銑床主軸采用齒輪傳動(dòng)的,傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng),主軸變速采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長(zhǎng),傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。還對(duì)立式數(shù)控銑床各種傳動(dòng)系統(tǒng)做了對(duì)比,主傳動(dòng)方案的選擇與確定,主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的計(jì)算,主軸組件設(shè)計(jì),軸承的選用密封及潤滑等,關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)校核。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所有零件的設(shè)計(jì)與繪制均是在三維繪圖軟件solidworks中進(jìn)行的,然后完成所繪零件的裝配,完成主軸箱的三維繪制。最終與同組成員所繪制的部分進(jìn)行總體的裝配完成XK714的總體設(shè)計(jì)。最后按照要求對(duì)相應(yīng)的零部件進(jìn)行工程圖的生成并修改完成任務(wù)的要求。
經(jīng)過三個(gè)月的努力,我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了,大學(xué)生活也即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)四年的機(jī)械知識(shí)的總結(jié)與整理,也是理論與實(shí)踐的結(jié)合。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我們學(xué)習(xí)到了很多東西,不光是理論知識(shí),還有互相幫助的重要,團(tuán)隊(duì)合作的重要性等,這些收獲會(huì)將在今后的道路上幫助我指導(dǎo)我前行的更遠(yuǎn)。
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