地面打磨機的機械結構設計【含CAD圖紙、說明書】

地面打磨機的機械結構設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,地面,打磨,機械,結構設計,cad,圖紙,說明書,仿單 畢 業(yè) 論 文 中文題目 地面打磨機設計 英文題目 Surface grinding machine design 系 別： 年級專業(yè)： 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 閩南理工學院教務處制 2017 年 月 日 I 畢業(yè)設計（論文）誠信聲明書 本人鄭重聲明：在畢業(yè)設計（論文）工作中嚴格遵守學校有關規(guī)定，恪 守學術規(guī)范；我所提交的畢業(yè)設計（論文）是本人在 指導教師的 指導下獨立研究、撰寫的成果，設計（論文）中所引用他人的文字、研究成 果，均已在設計（論文）中加以說明；在本人的畢業(yè)設計（論文）中未剽竊、 抄襲他人的學術觀點、思想和成果，未篡改實驗數(shù)據(jù)。 本設計（論文）和資料若有不實之處，本人愿承擔一切相關責任。 學生簽名： 年 月 日 II 【摘要】近年來由中國建筑科學研究院機械化分院開發(fā)成功的建筑網(wǎng)地面打磨機在技術 上占據(jù)很大優(yōu)勢，具備國際品質(zhì)，有很強的競爭力。要提高建筑機械技術水平、為建筑 加工企業(yè)提供先進生產(chǎn)設備、滿足市場需求，需要不斷創(chuàng)新，不斷開發(fā)新產(chǎn)品。首先針 對地面打磨機進行總體方案設計，進而確定地面打磨機的總體布局，隨后，對主軸組件 進行設計。介紹了主軸的工作原理及關鍵技術。然后，確定了合理的主軸總體結構，分 別對主軸的各零部件作了設計，產(chǎn)生了裝配圖、零件圖與設計說明書等設計文檔。最后， 對主軸的旋轉軸和軸承進行了詳細的分析和校核，計算表明，該主軸設計符合要求。 【關鍵詞】地面打磨機，主軸組件，主軸，軸承，帶輪 III 【Abstract】Mechanization sorting developed in recent years by China construction science research institute of building net surface grinding machine occupy a large advantage in technology, with international quality, have very strong competitiveness. To improve the level of construction machinery technology, for construction processing enterprises with advanced production equipment, to meet the market demand, need to constantly innovation, and constantly develop new products. For surface grinding machine overall scheme design in the first place, then determine the overall distribution of surface grinding machine, then, to design the spindle component. Introduces the working principle and key technology of the spindle. Then, the reasonable overall structure, main shaft of the spindle parts for the design of the assembly drawing and part drawing with the design specifications and other design documents. Finally, the rotation of the spindle and the bearing has carried on the detailed analysis and checking and calculation shows that the spindle design meets the requirements. 【Keywords】 surface grinding machine, spindle assembly, spindle, bearing, pulley IV 目 錄 1 緒論 ...................................................................1 1.1 概述 ...............................................................1 1.2 課題研究的目的和意義 ...............................................1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .....................................................2 1.4 地面打磨機的特點 ...................................................2 2 地面打磨機的主要計算 ...................................................4 2.1 同步帶的概述 .......................................................4 2.1.1 同步帶介紹 .....................................................4 2.1.2 同步帶的特點 ...................................................4 2.1.3 同步帶傳動的主要失效形式 .......................................5 2.1.4 同步帶帶傳動設計準則 ...........................................7 2.1.5 同步帶分類 .....................................................7 2.2 減速電機介紹 .......................................................8 2.3 地面打磨機電機的選取 ...............................................9 2.4 同步帶傳動計算 ....................................................11 2.4.1 同步帶計算選型 ................................................11 2.4.2 同步帶的主要參數(shù)（結構部分） ..................................14 2.4.3 同步帶的設計 ..................................................16 2.4.4 同步帶輪的設計 ................................................16 3 主軸組件要求與設計計算 ................................................18 3.1 主軸的基本要求 ....................................................18 3.1.1 旋轉精度 ......................................................18 3.1.2 剛度 ..........................................................18 3.2 主軸組件布局 .......................................................19 3.3 主軸結構的初步擬定 .................................................21 3.4 主軸的 技術要求 .....................................................22 3.5 主軸直徑的選擇 ....................................................22 V 3.6 主軸前后軸承的選擇 .................................................23 3.7 軸承的選型及校核 ..................................................24 3.8 主軸前端懸伸量 ....................................................26 3.9 主軸支承跨距 ......................................................27 3.10 主軸結構圖 .......................................................27 3.11 主軸組件的驗算 ...................................................28 3.11.1 支承的簡化 ...................................................28 3.11.2 主軸的撓度 ...................................................29 3.11.3 主軸傾角 .....................................................30 4 磨頭機構相關部件 ......................................................31 4.1 主軸軸承的潤滑 ....................................................31 4.2 主軸組件的密封 ....................................................31 4.2.1 主軸組件密封裝置的類型 ........................................31 4.2.2 主軸組件密封裝置的選擇 ........................................31 4.3 軸肩擋圈 ..........................................................32 4.4 擋圈 ..............................................................32 4.5 圓螺母 ............................................................32 4.6 支架校 核計算 ......................................................33 4.7 撓度、轉角、鎖緊力的計算及校核 ....................................33 4.7.1 撓度的計算 ....................................................34 4.7.2 轉角的計算 ....................................................34 4.7.3 壓板處螺栓的選擇及校核 ........................................34 結束語 ...................................................................36 致 謝 ....................................................................37 參考文獻 .................................................................38 第 1 頁 1 緒論 1.1 概述 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進國外先進技 術提升自身產(chǎn)品檔次和國內(nèi)勞動力成本低廉是一個原因，另一方面國家連續(xù)多年實施積 極的財政政策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 通過多年來在國家實施積極的財政政策的刺激，包括西部大開發(fā)和西氣東輸，中國 西電東中國，青海西藏鐵路，房地產(chǎn)開發(fā)、道路（公路），一大批依托項目實施的城市 基礎設施建設其中，重大建設工程和設備工程機械行業(yè)可謂是一個難得的機會，所以國 內(nèi)需求勢頭強勁，整個行業(yè)。同時受我國加入 WTO 和國家鼓勵出口政策的激勵，工程建 筑機械產(chǎn)品的出口形勢也明顯好轉。我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境、建筑機械行業(yè) 運行的基本狀況、建筑機械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內(nèi)建筑機械公 司與國外建筑機械公司的競爭力比較以及我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行了深入 透徹的分析。 1.2 課題研究的目的和意義 在發(fā)達國家己經(jīng)普遍采用工廠化生產(chǎn)建筑用地面打磨產(chǎn)品，如意大利 OSCAM 公司、 奧地利 EVG 公司、德國 PEDAX 公司和美國 KRB 公司 等，為施工企業(yè)生產(chǎn)建筑用建 筑加工產(chǎn)品，或者提供建筑加工企業(yè)的成套設備。具體的說，OSCAM 公司生產(chǎn)的機器， 自動化程度高、加工速度快、操作方便、形狀尺寸一致性好。 國內(nèi)行業(yè)的整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國建筑加工機械的技術水平總體上比較落后，所生產(chǎn)的地面打磨機等產(chǎn)品，主要是 電動機作為動力源、品種規(guī)格少、結構形式比較傳統(tǒng)、自動化程度差、制造精度較低、 創(chuàng)新力不強，參與國際競爭能力弱。 近年來由中國建筑科學研究院機械化分院開發(fā)成功的建筑網(wǎng)地面打磨機在技術上占據(jù) 很大優(yōu)勢，具備國際品質(zhì)，有很強的競爭力。要提高建筑機械技術水平、為建筑加工企 業(yè)提供先進生產(chǎn)設備、滿足市場需求，需要不斷創(chuàng)新，不斷開發(fā)新產(chǎn)品。在借鑒國外先 進技術經(jīng)驗，加快數(shù)字控制技術的發(fā)展，工程機械的功能整合是未來發(fā)展的目標。實現(xiàn) 工程機械的升級換代，發(fā)展特種加工產(chǎn)品創(chuàng)造條件，為施工企業(yè)生產(chǎn)各種建筑產(chǎn)品，促 進建筑產(chǎn)品商品化的進程，中國工程機械產(chǎn)品加工的先進行列，躋身世界。 第 2 頁 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 整個建筑地面磨削機的整體水平，與國際先進產(chǎn)品相比仍相對落后。主要表現(xiàn)為： 企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品科技含量低，生產(chǎn)效率低。大部分產(chǎn)品都是低的直線速度，對建 筑材料的直線度不高，表面劃傷。造成這種局面的主要原因是我國建筑表面研磨機市場 還沒有真正形成，仍然在區(qū)域和價格因素占主導地位的過渡階段，還沒有進入真正的市 場競爭階段。生產(chǎn)企業(yè)多而散，大多是在一個小的，國家的，在生產(chǎn)企業(yè)難以形成強大 的技術投入，在這種情況下，企業(yè)之間的抄襲現(xiàn)象嚴重，很難找到具有自主知識產(chǎn)權的 產(chǎn)品。目前還沒有可以稱之為給軍工企業(yè)。 建筑用新Ⅲ級建筑材料的推廣使用為地面打磨機的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。 為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭相開發(fā)、研制適合新!級建筑材料要求的高速、大直徑 地面打磨機。 在電氣控制方面，眾多企業(yè)紛紛淘汰傳統(tǒng)的電氣控制技術，竟相采用先進的PLC 式 電腦控制，不僅使控制單元得到了簡化，整機的運行更加穩(wěn)定、可靠，維護更加簡單， 更使我國建筑用地面打磨機的整體水平躍上一個新的臺階，極大地縮短了與國際上先進 產(chǎn)品的差距。 1.4 地面打磨機的特點 1、可靈活調(diào)節(jié)的變速（啟動時可保護變頻器，起到緩沖作用） 2、可靈活更換的磨盤，重量足(磨盤壓力夠)，適合地面、混凝土等不同施工工藝流程之 需求。 3、前置可調(diào)節(jié)靈活操作扶拉手，適用腳邊與大面積磨拋，磨盤可零距離接觸腳邊磨拋。 4、功能卓越，適合各種環(huán)氧地面、水泥地面;環(huán)氧水磨石、環(huán)氧金剛砂地面的整平、磨 拋， 清渣，清洗等各種施工工藝需求。 5、磨盤適配靈活、普通，磨盤可適配各種粘貼式、卡入式圓形，馬蹄形磨塊、磨片，自 動流水線整體磨盤(4 寸\8 寸 10 寸)，碗口金剛石磨輪等磨盤磨具多樣性。 第 3 頁 圖 1-1 6、安全性高：設備的啟動、停止和前端升降系統(tǒng)的升降都采用24V低壓電源。工作電機 過載、漏電保護裝置。 7、穩(wěn)定變速裝置：機身前端裝有齒輪傳動變速箱，可掛高低兩檔，使電機功率100%發(fā)揮， 低速時極大增強轉動軸的扭矩力，適用磨拋過程中不同地面及不同磨拋工藝流程的需要， 從而提高磨削、磨拋功效。 8、重量足，磨盤承受壓力大：機重達250kg，磨盤相應所受壓力達180kg以上。高硬度 (如花崗巖、拋光磚、環(huán)氧石英砂水磨石、環(huán)氧地面、水泥地)和低硬度(云石、人造大理 石)地面同時適合。 第 4 頁 2 地面打磨機的主要計算 2.1 同步帶的概述 2.1.1 同步帶介紹 同步帶綜合了齒輪傳動、鏈條傳動和帶傳動的優(yōu)點發(fā)展起來的新塑傳動帶。它是由 帶齒形的作面與齒形帶輪的齒槽嚙合來進行傳動，其強力層由拉伸強度高、伸長小的金 屬材料或纖維材料組成，從而使同步帶的傳動過程節(jié)線長度保持基本不變，帶輪與帶之 間在傳動的過程投有滑動，從而確保主、從動輪間呈無滑差的間步傳動。 同步帶傳動（見圖 2-1）時，傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊，耐油，耐磨性 好，抗老化性能好，一般使用溫度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i10r／min),可按基本額定動載荷計算值選擇軸承，然后校核其 額定靜載荷是否滿足要求。當軸承可靠性為 90％、軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下 運轉時，取 500h 作為額定壽命的基準，同時考慮溫度、振動、沖擊等變化，則軸承基本 額定動載荷可按下式進行簡化計算。 （3-rTndmhCPf?? 1） C——基本額定動載荷計算值，N； P——當量動載荷，N； fh——壽命因數(shù)；1 fn——速度因數(shù)；0.822 fm——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時取 1.5，較大時取 2； fd——沖擊載荷因數(shù)；1.5 fT——溫度因數(shù)；1 CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷，N； 查文獻[3]中的表 6-2-8 至 6-2-12，得，f h=1；f n=0.822；f m=1.5；f d=1.5；f T=1。 在本輸送裝置中，可以假設軸承只承受徑向載荷，則當量動載荷為： P=XFr+YFa 查文獻[3]的表 6-2-18，得， X=1，Y=0； 所以，P=F r=1128N。由以上可得： NfCTndmh 6.3087128.05??? 第 28 頁 本輸送機中的軸承承受的載荷多為徑向載荷，所以選取深溝球軸承，查文獻[6]的附 表 6-1，并考慮軸的外徑，選取軸承 6305-RZ，其具體參數(shù)為：內(nèi)徑 d=25mm，外徑 D=62mm，基本額定載荷 ，基本額定靜載荷 ，極限速度為kN2.?rCkN5.10?rC 10000r/min，質(zhì)量為 0.219kg。 然后校核該軸承的額定靜載荷。額定靜載荷的計算公式為： （3-rPSC00?? 2） 式中： ——基本額定靜載荷計算值，N; 0 ——當量靜載荷， N；P ——安全因數(shù)0S ——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷，N 。rC 查文獻[3]的表 6-2-14 知，對于深溝球軸承，其當量靜載荷等于徑向載荷。 查文獻[3]的表 6-2-14 知，安全系數(shù) 2.10?S 則軸承的基本額定靜載荷為： kNCPSCr.6.13528. 00 ???? 由上式可知，選取的軸承符合要求。 3.8 主軸前端懸伸量 主軸前端懸伸量 a 指的是主軸前支承支反力的作用點到主軸前端受力作用點之間的距 離，它對主軸組件剛度的影響較大。懸伸量越小，主軸組件剛度越好。 主軸前端懸伸量 a 取決于主軸端部的結構形狀及尺寸，一般應按標準選取，有時為了 提高主軸剛度或定心精度，也可不按標準取。 另外，主軸前端懸伸量 a 還與前支承中軸承的類型及組合型式、工件或夾具的夾緊方 式以及前支承的潤滑與密封裝置的結構尺寸等有關。 因此，在滿足結構要求的前提下，應盡可能減小懸伸量 a，以利于提高主軸組件的剛 度。 初算時，可查《金屬切削地面打磨機設計》第 158 頁，如下表 3-3 所示： 表 3-3 主軸的懸伸量與直徑之比 類型 機 床 和 主 軸 的 類 型 a/ D1 第 29 頁 Ⅰ 通用和精密車床，自動車床和短主軸端銑床，用滾動軸承支 承，適用于高精度和普通精度要求 0.6～1.5 Ⅱ 中等長度和較長主軸端的車床和銑床，懸伸量不太長（不是 細長）的精密鏜床和內(nèi)圓磨，用滾動和滑動軸承支承，適用于絕 大部分普通生產(chǎn)的要求 1.25～2.5 Ⅲ 孔加工地面打磨機，專用加工細長深孔的地面打磨機，由加 工技術決定需要有長的懸伸刀桿或主軸可移動，由于切削較重而 不適用于有高精度要求的地面打磨機 >2.5 根據(jù)上表所列，所設計的地面打磨機屬于Ⅱ型，所以取 a/ D1 為 1.25～2.5，即： a=（1.25～2.5）D 1=（1.25～2.5）×30=37.5～75 初取 a=45。 3.9 主軸支承跨距 主軸支承跨距 L 是指主軸前、后支承支承反力作用點之間的距離。 合理地確定主軸支承跨距，可提高主軸部件的靜剛度?？梢宰C明，支承的跨距越小， 主軸自身的剛度越大，彎曲變形越小，但支承的變形引起的主軸前端位移量將增大；支 承跨距大，支承的變形引起的主軸前端位移量較小，但主軸本身的彎曲變形將增大?？?見，支承跨距太大或過小都會降低主軸部件的剛度。 有關資料對合理跨距選擇的推薦值可作參考： （1） L =（4～5）D 1合 理 （2） L =（3～5）a，用于懸伸長度較小時；合 理 （3） L =（1～2）a ，用于懸伸長度較大時。合 理 根據(jù)此次設計的地面打磨機剛性主軸的懸伸量較大，取 L ≤2.5a 為宜。即此次設合 理 計的主軸兩支承的合理跨距 L ≤ 2.5a=2.5×120=300 （3-合 理 3） 初取 L=280。 3.10 主軸結構圖 根據(jù)以上的分析計算，可初步得出主軸的結構如圖 3-5 所示： 第 30 頁 圖 3-5 主軸結構圖 3.11 主軸組件的驗算 主軸在工作中的受力情況嚴重，而允許的變形則很微小，決定主軸尺寸的基本因素 是所允許的變形的大小，因此主軸的計算主要是剛度的驗算，與一般軸著重于強度的情 況不一樣。通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強度的要求。 剛度乃是載荷與彈性變形的比值。當載荷一定時，剛度與彈性變形成反比。因此， 算出彈性變形量后，很容易得到靜剛度。主軸組件的彈性變形計算包括：主軸端部撓度 和主軸傾角的計算。 3.11.1 支承的簡化 對于兩支承主軸，若每個支承中僅有一個單列或雙列滾動軸承，或者有兩個單列球 軸承，則可將主軸組件簡化為簡支梁，如下圖 2-8 所示；若前支承有兩個以上滾動軸承， 可認為主軸在前支承處無彎曲變形，可簡化為固定端梁，如圖 2-9 所示： 圖 3-6 主軸組件簡化為簡支梁 第 31 頁 圖 3-7 主軸組件簡化為固定端梁 此次設計的主軸，前支承選用了一個雙列向心短圓柱滾子軸承和兩個推力球軸承作 為支承，即可認為主軸在前支承處無彎曲變形，可簡化為上圖 2-9 所示。 3.11.2 主軸的撓度 查《材料力學 I》第 188 頁的表 6.1，對圖 2-9 作更進一步的分析，如下圖 2-10 所示： 根據(jù)圖 2-10，可得此時的最大撓度 = （3-maxB?EIF3-l 4） 其中， F—主軸前端受力。此處，F(xiàn)=F =1213.1N （3-Z 5） l—A、B 之間的距離。此處，l=a=12cm θ 圖 3-8 固定端梁在載荷作用下的變形 E—主軸材料的彈性模量。45 鋼的 E=2.1×10 N/cm72 I—主軸截面的平均慣性矩。當主軸平均直徑為 D，內(nèi)孔直徑為 d 時， 第 32 頁 I= 。此處，D=35 （3-64d-）π （ D 6） 故可計算出，主軸端部的最大撓度： =-1.87×10 mmmaxB?4? 3.11.3 主軸傾角 主軸上安裝主軸和安裝傳動齒輪處的傾角，稱為主軸的傾角。此次設計的主軸主要 考慮主軸前支承處的傾角。若安裝軸承處的傾角太大，會破壞軸承的正常工作，縮短軸 承的使用壽命。 根據(jù)圖 2-10，可得此時的最大傾角 = （3-B?2EI- lF 7） 其中， F—主軸前端受力。此處，F(xiàn)=F·z=1213.1N l—A、B 之間的距離。此處，l=a=12cm E—主軸材料的彈性模量。45 鋼的 E=2.1×10 N/cm72 I—主軸截面的平均慣性矩。當主軸平均直徑為 D，內(nèi)孔直徑為 d 時， I= 。此處，D= =133 （3-64d）π （ ?D2138? 8） 故可計算出，主軸傾角為： =-2.3×10 rad （3-B?6 9） 查《地面打磨機設計》第一冊中機械部分的第 670 頁，可知： 當 x ≤0.0002L mm （3-最 大 10） ≤0.001 rad最 大? 第 33 頁 時，剛性主軸的剛度滿足要求。 此處的 x ， 即為最大撓度和最大傾角，L 為主軸支承跨距。最 大 最 大? 將已知數(shù)據(jù) 和 代入，即可得：maxB? 初步設計的主軸滿足剛度要求。 第 34 頁 4 磨頭機構相關部件 4.1 主軸軸承的潤滑 潤滑的作用是降低摩擦，減小溫升，并與密封裝置在一起，保護軸承不受外物的磨 損和防止腐蝕。潤滑劑和潤滑方式?jīng)Q定于軸承的類型、速度和工作負荷。如果選擇得合 適，可以降低軸承的工作溫度和延長使用期限。 滾動軸承可以用潤滑油或潤滑脂來潤滑。試驗證明，在速度較低時，用潤滑脂比用 潤滑油溫升低。所以，此次設計的主軸支承均采用潤滑脂。同時，主軸是裝在主軸套筒 內(nèi)的，為防止使用潤滑油時泄漏，也應采用潤滑脂潤滑。 4.2 主軸組件的密封 密封對主軸組件的工作性能與潤滑影響也較大。地面打磨機主軸密封不好，將使?jié)?滑劑外流，造成浪費，加速零件的磨損，還會嚴重地影響到工作環(huán)境及地面打磨機的外 觀。 4.2.1 主軸組件密封裝置的類型 主軸組件密封裝置的類型，主要有以下幾種：具有彈性元件的接觸式密封裝置；皮 碗（油封）式密封裝置；具有金屬和石墨元件的接觸式密封裝置；擋油圈式和螺旋溝式 密封裝置；圈形間隙式、油溝式和迷宮式密封裝置；立式主軸的密封裝置等。 4.2.2 主軸組件密封裝置的選擇 選用密封裝置時，應考慮到主軸組件的下列具體工作條件：密封處主軸頸的線速度； 所用潤滑劑的種類及其物理化學性質(zhì)；主軸組件的工作溫度；周圍介質(zhì)的情況；主軸組 件的結構特點；密封裝置的主要用途等。 綜合考慮上述因素，主軸前支承處選用迷宮式密封，徑向尺寸不超過 0.3mm，中填 潤滑脂，軸向尺寸不超過 1.5mm。 查《機械設計課程設計手冊》第 87 頁表 7-17，可得此次選用的迷宮式密封裝置的結 構參數(shù)如下圖 4-1 所示： 第 35 頁 圖 4-1 迷宮式密封裝置的結構參數(shù) 4.3 軸肩擋圈 前支承雙列向心短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間所用的擋圈，可查《機械設計課 程設計手冊》第 56 頁表 5-1，可得此次選用的擋圈的結構參數(shù)如下圖 4-2 所示： 圖 4-2 軸肩擋圈的結構參數(shù) 4.4 擋圈 兩推力球之間用的擋圈為非標準件，徑向尺寸依主軸套筒尺寸而定，軸向尺寸可初 取為 6mm。 4.5 圓螺母 鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承以及鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒，分別采用兩 個圓螺母，為了增加可靠性，再加一止動螺釘。圓螺母具體的參數(shù)可查《機械設計課程 設計手冊》第 60 頁表 5-6，結構如下圖 4-3 所示：htdkD1mC×4503°2 第 36 頁 圖 4-3 圓螺母（GB812-88） 圖 4-4 4.6 支架校核計算 支架優(yōu)點在于： 1、剛度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整體式支架，將分體式支架上、 下體合為一個支架整體，采用了整體式的箱形結構的設計，經(jīng)過有限元得計算、分析， 通過對支架內(nèi)部的筋板合理布置，提高了支架的剛度以及固有的頻率，支架采用了高強 度和低應力的鑄鐵鑄造再經(jīng)良好時效處理，熱變形小，在承受工件最大重量以及最大的 額定切削力情況下。支架整體的變形小、抗振性能較好，滿足車床的精度檢驗工件標準 要求。 2、結構更加簡單、優(yōu)化、合理，整體式支架將分體式支架上、下合為一個支架整體， 取消了分體式支架聯(lián)結的定位鍵和把合螺釘，總零件數(shù)和標準件數(shù)更少，取消了分體式 支架上、下體的配合加工面，取消了分體式支架上、下體的裝配環(huán)節(jié)，加工、裝配工藝 性更好，節(jié)約了加工、裝配總費用，降低了支架的總重量和總成本。 4.7 撓度、轉角、鎖緊力的計算及校核 根據(jù)工件最大長度和最大旋轉外徑假設工件最大重量 Q=2760 N 頂尖支撐工件可簡化為簡支梁，因此支架負重 Q/2=1380 支架套筒直徑 55m 第 37 頁 鋼的彈性模量 E （4-2610.2cmkgf?? 1） 斷面慣性矩 （4- 2） I =256×104mm46 4D?? 頂尖伸出套筒長 70m 根據(jù)公式 （4-NfaKFpc)(? 3） 查表可知單位切削力 =3.6mmc2305mfr3.0?pa 故切削力 =2489NcF 機床加工如此重的工件時，支架主軸一般緊縮在支架體內(nèi)，現(xiàn)在假設主軸伸出為支 架主軸伸出支架體最大長度的 1/2. 4.7.1 撓度的計算 （4-EI Pl3?? 4） =0.000002l? 許用撓度［ ］ ～ , [ ], 在范圍之內(nèi)。ly01.?5.?lyl y 4.7.2 轉角的計算 （4-EI Pl2?? 5） =0.0018 許用轉角[ ] ～ ， 在[ ]范圍內(nèi)。?01.?rad5.? 第 38 頁 4.7.3 壓板處螺栓的選擇及校核 在機床支架上通過一組兩個相同的螺栓連接支架和導軌的，并用壓板固定。壓板的 作用是連接支架和導軌，并通過連接螺栓的緊固或松開來確定支架在導軌上的位置。由 于螺栓需支撐的強度比較大并且其長度大于 160，而 M16 的螺栓的長度最高為 160，因此 我們選 M20 的螺栓，下面我們來確定連接螺栓的直徑。 選用螺栓的材料為 35 號鋼，則許用抗拉強度〔σ〕=540Mpa，由作用力與反作用力 定理可知支架的上部和下部之間的摩擦力 等于通過頂尖作用在支架上的軸向力 ，即f F ，根據(jù) 《金屬切削原理與刀具 》切削時產(chǎn)生的軸向分力 (0.1~0.6) ，fF? ?Fc F=0.6×2489=1493。為了滿足加工后的工件的精度要求，在工件重量較大和切削力較大 的情況下機床不發(fā)生共振，取軸向力 。 ,取摩擦系數(shù)為 。FN180?K8.1?12.0? 由 可知作用在下箱體上的壓力Nf?? （4-K7.152.08? 6） 從而可得轉動凸輪軸端的方形部分所需要的力至少為 15.7 ，那么作用在每個螺KN 栓上的力為 （4-85.72.1' ??NFKN 7） 因為壓板與導軌之間的連接形式為松連接，由公式 (4-8)][4 '??Fd? 于是可得 ][4'd =13.6mm 現(xiàn)螺栓直徑為 20mm，故螺栓選擇合理。 第 39 頁 第 40 頁 結束語 我覺得這次設計是對過去所學專業(yè)知識的一個全面的綜合的運用。在設計的過程中 我全面地溫習了以前所學過的知識，包括機械設計基礎和機械制圖方面的基礎知識，還 有剛學過的數(shù)控機床這門課，經(jīng)過復習整理所學得專業(yè)知識使得設計思路清晰系統(tǒng)。通 過設計使我更加接近生產(chǎn)實際，鍛煉了將理論運用于實際的分析和解決實際問題的能力， 鞏固、加深了有關機械設計方面的知識。 還有很重要的一點是讓我體會到了一個設計者的精神。在設計過程中既要自己不斷 思考、創(chuàng)造，又要注意借用現(xiàn)有的資料，掌握了查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊、 及相關技術資料的基本技能以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。 通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計，掌握了一般機械設計的程 序和方法，有助于樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的機械設計能力。 第 41 頁 致 謝 畢業(yè)設計即將結束，在老師的指導和同學的幫助之下，學生對于道路設計有了更多 新的認知，對設計有了更深一步的認識，整體脈絡了解得更加的清晰透徹。通過畢業(yè)設 計，學生對自己大學四年以來所學的知識有更多的認識。 畢業(yè)設計，幫助我們總結大學四年收獲、認清自我。同時，還幫助我們改變一些處 理事情時懶散的習慣。從最開始時的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，每 一步都是環(huán)環(huán)相扣，銜接緊密，其中任何一個步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會對以后的設 計帶來很多的不便。 學生的動手能力和資料搜集能力在設計中也得到提升。畢業(yè)設計中很多數(shù)值、公式、 計算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?，瀏覽資料，設計中需要用到輔助設計軟件的地 方，也需要我們耐心的學習。掌握其使用的要領，運用到設計當中去。最后匯總的時候， 需要將前期各個階段的工作認真整理。 畢業(yè)設計結束了，通過設計，學生深刻領會到基礎的重要性，畢業(yè)設計不僅僅能幫 助學生檢驗大學四年的學習成果，更多的是畢業(yè)設計可以幫助我們更加清楚的認識自我， 磨練學生的意志與耐性，這會為學生日后的工作和生活帶來很大的 第 42 頁 參考文獻 [1] 成大先，機械設計手冊[M]，化學工業(yè)出版社，2015年 [2] 姜奎華，沖壓工藝與模具設計[M]，機械工業(yè)出版社，2016年 [3] 中國機械工程學會鍛壓學會，鍛壓手冊[M]，機械工業(yè)出版社，1993年 [4] 黃繼昌、徐巧魚、張海貴、范無保、季炳文，實用機械機構圖冊[M]，人民郵電出版社， 1996：162~169 [5] 甘永立，幾何量公差與檢測[M]，上?？茖W技術出版社，2001年 [6] 華大年，機械原理，高等教育出版社[J]，2000年 [7] 王昆、何小柏、汪信遠，機械設計基礎課程設計[M]，高等教育出版社，1995年 [8] 姜奎華，沖壓工藝與模具設計[M]，機械工業(yè)出版社，2002：33~68 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