毕业设计（论文）-CK6163型数控车床设计

毕业设计（ 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ）-CK6163型数控车床设计 毕业设计说明书 目录 1机床主传动系统设计 ................................................................................................................................... 3 1.1主要技术参数 ........................................................................................................................................ 4 1.2 主传动系统设计满足的基本要求 ....................................................................................................... 5 1.3主传动系统传动方式的选择 ................................................................................................................. 5 1.4运动设计................................................................................................................................................ 6 1.4.1 已知条件 .......................................................................................................................................... 6 1.4.2 结构 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 式 ...................................................................................................................................... 7 1.4.3 拟定转速图…………………………………………………………………………………………7 1.4.4 确定转速图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 1.4.5 确定各变速组传动副齿数 ............................................................................................................... 9 1.4.6 绘制传动系统图 .......................................................................................... 错误～未定义书签。10 2 齿轮传动设计 ...........................................................................................................................................10 2.1渐开线直齿轮设计 ............................................................................................ 错误～未定义书签。18 2.1.1 选择齿轮材料及精度等级 ........................................................................... 错误～未定义书签。10 2.1.2模数的确定 ..................................................................................................... 错误～未定义书签。10 2.1.3 校核齿轮 ...................................................................................................... 错误～未定义书签。10 2.2斜齿轮设计 ...........................................................................................................................................12 2.2.1选择齿轮材料及精度等级 .................................................................................................................12 2.2.2确定设计准则 ................................................................................................. 错误～未定义书签。13 2.2.3按齿面接触疲劳强度设计 .............................................................................. 错误～未定义书签。14 3. 主轴传动设计 ............................................................................................................................................17 3.1确定主轴最小直径 ............................................................................................ 错误～未定义书签。15 3.1.1选择轴的材料,确定许用应力......................................................................... 错误～未定义书签。15 3.1.2按扭转强度估算轴径 ...................................................................................... 错误～未定义书签。15 3.2主轴最佳跨距的确定 ......................................................................................... 错误～未定义书签。16 3.3主轴刚度的校核 ................................................................................................ 错误～未定义书签。17 4. 带传动设计 ..............................................................................................................................................17 5. 滚珠螺母丝杠 ............................................................................................................................................20 5.1、 滚珠丝杠副的种类与结构 ...............................................................................................................20 5.2、滚珠丝杠副的结构参数 .....................................................................................................................17 5.3、滚珠丝杠副的结构特点 .....................................................................................................................22 总结 ..............................................................................................................................................................23 参考书本 ........................................................................................................................................................24 1 毕业设计说明书 绪 论 CK6163型数控车床，是车床中应用最广泛、最典型的一种数控车床。该机床是开环式的数字控制车床。能进行内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、圆柱螺纹和圆锥螺纹等加工。机床主轴的起动、停止和变速，纵向和横向进给运动的行程和速度，刀具的变换和冷却，都可以自动控制。并具有直线、锥度、直螺纹和锥螺纹等自动循环功能。在该机床中采用液压卡盘、液压尾座、快换刀架和机床外对刀装置。该机床使用于加工形状复杂的中小批量的零件。 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 目前高速加工中心进给速度最高可达80m/min，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3小时，在普通铣床加工需8小时。 由于机构各组件分工的专业化，在专业主轴厂的开发下，主轴高速化日益普及。过去只用于汽车工业高速化的机种(每分钟1.5万转以上的机种)，现在已成为必备的机械产品要件。 在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3,5μm，提高到1,1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 对机床高速及精密化要求的提高导致了对加工工件制造速度的要求提高。同时，由于产品竞争激烈，产品生命周期快速缩短，模具的快速加工已成为缩短产品开发时间必须具备的条件。对制造速度的要求致使加工模具的机床朝着高效能专业化机种发展。 2 毕业设计说明书 数控机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以用一台电脑控制一条生产线的作业，不但可缩短产品的开发时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，并进行开放式体系结构数控系统 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 (OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和技术规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 我国装备制造业所存在的许多问题中，最基本的是技术开发力量不强和制造水平低这两个问题。过去我国为了发展装备工业，缩小与国际先进水平的差距，主要通过技术引进和对企业进行技术改造等手段，取得一定的成效。至今技术引进仍是我国装备制造业解决技术来源的主要手段。“。本次毕业设计CK6163型数控车床，机床的研制、开发、生产直至出厂都由我们自己完成。 根据大学所学的课程和理论，结合现有的参数，查阅图书馆的资料，毕业设计指导老师的帮助，完成CK6163数控车床主轴箱的设计。 设计者的水平有限，设计中难免有错误和不足之处，希望老师批评指正。 3 毕业设计说明书 1 机床主传动系设计 1.1 主要技术参数 工件最大回转直径 630mm 工件最大长度 1500mm 主轴孔径 80mm 主轴前端孔锥度 公制100号 主轴转速范围(16级) 32,1000转/分 刀架纵进给和螺纹的螺距范围 0.01,20.47毫米 刀架横向进给量范围(在直径上)0.01,20.47毫米 刀架纵向与横向进给的脉冲当量 0.01毫米 刀架快速移动速度: 纵向 3.6米/分 横向 1.8米/分 尾座顶尖套筒直径 100毫米 尾座顶尖套液压最大行程 80毫米 尾座顶尖手动最大形成 250毫米 尾座顶尖套端孔锥度 莫氏5号 数控装置座标数 2 插补运算原理 逐点比较 数据输入方式 增量值和绝对值单用或混合使用 纸带 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 EIA标准 纸带代码 ISO 单程序段最大指令值: 直线 10485.75毫米 圆弧 5242.87毫米 脉冲当量: Z轴(纵向) 0.01毫米/脉冲 X轴(横向，在直径上) 0.01毫米/脉冲 4 毕业设计说明书 1.2 主传动系统设计满足的基本要求 机床主传动系因机床的类型、性能、规格尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系是最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析。一般应满足下述基本要求: 1.满足机床使用性能的要求。首先应满足机床的运动特性，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数(对与主传动为直线运动的机床，则有足够的每分钟双行程数范围及变速级数)。传动设计合理，操纵方便、灵活、迅速、安全可靠等。 2.满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3.满足机床工作性能的要求。主传动中所有零件要有足够的刚度、精度、和抗震性、热变形特性稳定。 4.满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便于接生材料，降低成本。 5.调整维修方便，结构简单、合理，便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。 1.3 主传动系传动方式的选择 主传动系一般由动力源、变速装置及执行件，以及开停、换向和制动机构等部件组成。动力源给执行件提供动力，并使用其得到一定的运动速度和方向;变速装置传动动力以及变换运动速度;执行件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。 1.3.1 主传动系选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。本次设计采用交流电动机驱动.变速的连续性可以分为分级变速传动和无级变速传动,本次设计采用无级变速传动. 1.3.2 传动方式的选择 本次设计采用分离传动方式:主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱。 5 毕业设计说明书 1.4 运动设计 1.4.1 已知条件 已知主轴最低转速nmin为32r/min,最高转速nmax为1000r/min，转速调整范围为 Rn=nmax/nmin=31.25 取Rn=32 确定公比 选定主轴转速数列的公比为φ,1.25 求出主轴转速级数Z Z=lgRn/lgφ+1= lg32/lg1.25+1=16.53 取Z=16 [2] 1.4.2 结构分析式 确定结构式: 16=2×2×2×2 16=2×2×4 16=2×4×2 根据拟定转速图的原则筛选结构式 1.极限传动比、极限变速范围原则; 2.确定传动顺序及传动副数的原则——“前多后少”的原则; 3.确定传动顺序与扩大顺序相一致的原则——“前密后疏” 的原则 4.确定最小传动比的原则——“前慢后快”(降速)，“前快后慢”(升速)的原则。 经整理得: 16=2×2×2×21248 1.4.3 拟定转速图 (1)选定电动机 一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M-4，其同步转速为1460r/min。 (2)分配总降速传动比总降速传动比为uII=nmin/nd=32/1460?0.0213,nmin为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。 (3)确定各级转速并绘制转速图 n,32r/min,,1.25由 z = 16 mim 确定各级转速: 1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63、40、32r/min。 6 毕业设计说明书 本设计有四种传动机构，四段无级变速: (1)IV V VI VII VIII (2)IV V VII VIII (3)IV VI VII VIII (下拨叉左) (4)IV VI VII VIII (下拨叉右) ? 先来确定IV轴的转速 nmax=1450×130/186×40/32×36/36×190/304=791 取nmax=800 nmin=1450×32/40×32/40×190/304=405 取 nmin=400根据转速图跟结构式，可确定IV轴的转速为400、500、630、800r/min ? 确定轴V的转速 因为IV轴跟V轴是1:1传递，所以V轴的转速等同IV轴转速。 400、500、630、800r/min。 ?确定轴VI的转速 由轴IV传递到轴VI可以得到四级转速:400、500、630、800r/min 由轴V传递到轴VI可以得到四级转速:400×24/60=160 500×24/60=200 630×24/60=252 取n=250 800×24/60=320取n=315 所以VI轴的转速确定为160、200、250、315、400、500、630、800r/min ?确定轴VII的转速 由轴IV经轴V直接传递到轴VII可以得到四级转速:400、500、630、800r/min 由轴IV经轴VI传递到轴VII可以得到八级转速:800×24/60=160 630×24/60=125 500×24/60=100 400×24/60=80 (800×60/24=2000 30×60/24=1575 n=1600 500×60/24=1250 400×60/24=1000) 由轴IV经轴V传递到轴VI再传递到轴VII可以得到四级转速:315×24/60=160 250×24/60=100 200×24/60=80 160×24/60=63 确定VII轴的转速为:2000、1600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63r/min 7 毕业设计说明书 1.4.4 确定转速图 图1.1 转速图 1.4.5 确定各变速组传动副齿数 ?轴IV-V: a,1/1a,1/1 i1i2 a,1/1S,时:„„64、66、68、70、72、74、76、84„„ i1z a,1/1S,时:„„64、66、68、70、72、74、76、84„„ i1z S,可取84,于是可得轴IV齿数为:42 z a,1/1于是 i1 可得轴V上的齿轮齿数为:42 b,1/2.5?轴V-VI: ， i1 8 毕业设计说明书 b,1/2.5时:„„69、72、73、76、77、80、81、84、87„„ S,i1z 可取 S,84，于是可得轴V上齿轮的齿数为:24 z b,24/60于是 ，，得轴VI上齿轮的齿数为:60 i1 ?轴VI-轴VII: i,2.5 c1 i,2.5时: S,„„72、75、78、81、84、87、89、90„„ c2z 可取 S,84. z i,2.5得轴VI齿轮齿数为24;由 c1得VII轴齿轮齿数为60 ?轴VII-轴VIII: i,2 d1 i,2S,时:„„72、75、78、81、84、87、89、90„„ d1z S,可取 90.得轴VII齿轮齿数为30; z i,2由得VIII轴齿轮齿数为60 d1 9 毕业设计说明书 根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图: 图1.2 传动系统图 2 齿轮传动设计 2.1 渐开线直齿轮设计 2.1.1 选择齿轮材料及精度等级: 因为是1:1传递,所以两齿轮材料选择一致: 齿轮选用合金钢调质，硬度为220,250HBs; 选8级精度，要求齿面粗糙度Ra?3.2,6.3 ,m 2.1.2 模数的确定: 在IV轴上42齿数的齿轮最容易受损，所以应以42齿数齿轮位代表进行模数计算， 10 毕业设计说明书 KTYYFS1因为 m?1.26„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.1 [5] 32[],,z1Fd 查《机械设计基础》表10.11“载荷系数 K”得: K=1.2 p6因为 =9.55×ׄ„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.2 [5] 10T1n 式子中 P——为主动轴的传输功率 n——为从动轴的的转数 IV轴的计算转速为: =400r/min n1 则有 p6=9.55×ׄ„„„„„„„2.3 [5] 10T1n 13kw6 =9.55×× 10400 6?0.3×n?? 10 查《机械设计基础》表11.19得=1 ,d 查《机械设计基础》表10.13“标准外齿轮的齿形系数”得: YF 当z=42时 所对应的外齿轮齿形系数=2.41 YF查《机械设计基础》表10.14“标准外齿轮的应力修正系数”得: YS 当z=42时 所对应的外齿轮的应力修正系数=1.67 YS ,查《机械设计基础》图11.24得:=210 MPa Flim 查图11.25得: Y=1 N ,,查表11.9得S=1.3 因为[]=Y/S FNFFlimF 210,所以[]=1×=161 F1.3 经整理得: 61.2，0.3，10，2.41，1.673m?1.26 242，210 m?4.27 取m=4. d,4，42,168mm;于是轴IV齿轮的直径为 b1 d,4，42,168mm;因为是渐开线标准直齿轮,所以V轴齿轮的模数也为m=4. b2 11 毕业设计说明书 2.1.3 校核齿轮 按齿根弯曲疲劳强度校核: 2KT1如果 Y Y[]，则校核合格。 ,,,,,FSFFb,m,d1 确定有关系数与参数: ?齿形系数Y F 查表11.12得 Y=2.41 F ?应力修正系数Y S 查表11.13得 Y=1.67 S ?许用弯曲应力[,] F 由图11.24查得 ,=210 MPa Flim 由表11.9查得 S=1.3 F 由图11.25查得 Y=1 N 2KT1,,由式 Y Y[]可得 ,,,FSFFb,m,d1 210,[]=1×=161 MPa F1.3 2KT12，1.2，3，106，，,故 Y Y=2.411.67 ,,,,FSF168，4，4，42b,m,m,z1 , =28 MPa<[] F 齿根弯曲强度校核合格. ?验算齿轮的圆周速度 dn，168，400,,v,,,3.51m/s<5m/s 60，100060，1000 查表11.21可知,选8级精度是合适的. 2.2 斜齿轮设计 2.2.1 选择齿轮材料及精度等级: 按表11.8选择齿轮的材料为 小齿轮选用45钢调质，硬度为220,250HBs; 大齿轮选用45钢正火，硬度为170,210HBs; 选8级精度，要求齿面粗糙度Ra?3.2,6.3 ,m 12 毕业设计说明书 2.2.2 确定设计准则 由于为闭式齿轮传动,且两齿轮均为齿面硬度HBs小于等于350的软齿面,齿面点蚀 是最主要的失效形式.应选按齿面接触疲劳强度进行设计计算,确定齿轮的主要参数和 尺寸,然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度 2.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 确定有关参数与系数: ?转矩 T1 p6=9.55×× ………………………………2.3 10T1n 13kw6=9.55×× 10636?1.9×n?? 10 ?载荷系数 查《机械设计基础》表10.11“载荷系数 K”得: K=1.1 ?齿数Z1,螺旋角,和齿宽系数 ,d 小齿轮齿数取为30，大齿轮齿数是60 初选螺旋角,=15? ?弹性系数ZE 由表11.11查得Z=189.8E ,?许用接触应力[] H 查《机械设计基础》由图11.23查得 ,,=560MPa =530MPa Hlim1Hlim2 由表11.9查得 S=1 H 7 N=60njL=60×63×1×10×52×40=7.86×101h 7 N= N1/i=3.93×102 查图11.26得Z=Z=1 N1N2 ,,由[]=Z/S可得 NHHHlim ,,[]=Z/S=560MPa 1N1HHHlim1 ,,[]=Z/S=562Mpa 2N2HHHlim261.1，1.9，10，3，1.15d故? 31 2 13 毕业设计说明书 ?153mm 153，cos15dcos,1mn= = mm=4.92mm Z130由表11. 3取标准模数为m=4.5 ?确定中心距a螺旋角 , 4.5，(30，60)mn(Z1，Z2)a= = mm=209.64mm 2，cos15:2cos, 取中心距a=210mm ?主要尺寸计算 mnZ14.5，30d= = =139.762mm 1cos,cos15: 4.5，60mnZ2d= = =278.52mm 2cos15:cos, db==1×139=139mm ,1d 取b=140mm, b=135mm 12 ?按齿根弯曲疲劳强度校核 确定有关参数与系数: (1)当量齿数 30Z1z = = =33.28 v133,,coscos zz=2=66.76 v2v1 (2)齿形系数Y F 查表11.12得Y=2.54Y=2.30 F1 F2(3)应力修正系数Y S 查表11.13得Y=1.63 Y=1.73 S1S2 ,(4)许用弯曲应力[] F ,,由图11.24查得=210MPa =190MPa Flim1Flim2由表11.9查得S=1.3 F 由图11.25查得Y= Y=1 N1N2 ,,由式[]=Y/S可得 NFFlimF ,,[]=Y/S=162MPa 1NFFlimF ,,[]=Y/S=146MPa 2NFFlimF 1.6KT1cos,,,故 YY=116MPa<[] ,FS1F1F1b,m,m,z 14 毕业设计说明书 F2S2YY= =111MPa<[] ,,,,2F1F2FYF1YS1 齿根弯曲强度校核合格. ?验算齿轮的圆周速度 dn，139，63,,v,,,0.45m/s <10m/s 60，100060，1000 由表11.21可知,选8级精度是合适的. 3 主轴传动设计 3.1 确定主轴最小直径 3.1.1 选择轴的材料,确定许用应力 由已知条件可知此主轴箱传递的功率属中小功率,对材料无特殊的要求,故选45号 ,钢并经调质处理,由机械设计基础一书中表16.1查得强度极限=637MPa,再由表16.3B ,得许用弯曲应力[]=60MPa. ,1b 3.1.2 按扭转强度估算轴径 P1333d由式?C=118=87 1n63 考虑到主轴的最小直径处要安装联轴器,会有键槽存在.故需要将估算直径加大.设 d计手册取标准直径=110mm. 1 3.2主轴最佳跨距的确定 630mm车床，P=13KW. 求轴承刚度 考虑机械效率 P，0.85主轴最大输出转距T,9550,676N 100 15 毕业设计说明书 床身上最大加工直径约为最大回转直径的60%,取50%即315mm, 676切削力 F,,6760NC0.1 F,0.5F,0.5，6760,3380N背向力 PC 22 故总的作用力 F,F，F,7558NPC 次力作用于顶在顶尖间的工件上主轴尾架各承受一半, F/2,3779N故主轴轴端受力为 先假设 l/a,3,l,3，75,225mm 前后支撑RR分别为 AB Fl，a225，75R,，,3779，,5039NA2l225 Fa75R,，,3779，,1260NB2l225 dF0.10..80.91.9rK,,3.39Fl(iz)cos,根据 vrad,r F,5039N,F,1260NvAvB l,8.8mm,l,10.8,z,17,i,1,i,2,z,30aAaBBBAA 0.90.10.81.9,K,3.39，5039，8.8，2，30cos0,1809N，，A 0.90.10.81.9,，，K,3.39，1260，10.8，2，17cos0,1107NB 1809KK/,,1.63AB1107 d,100，70/2,85mm，，e 4464,I,0.05，0.085,0.046,2.39，10m，， 11,6EI2.1，10，2.39，10,,,0.658336Ka，，1809，0.075，10A 查线图l/a,3,与原假设相符l,75，3,225mm。 0 16 毕业设计说明书 3.3主轴刚度的校核 前支承为双列圆柱滚子轴承，后支承为双列圆柱滚子轴承 l,332，374，12.5,31.5,687mm,0.687m 当量外径 4444468，22，72，54，80，756，100，35，104，84 d,,80.56mme887 d/d,45/80.56,0.5586,0.5主轴刚度:由于 ie 故根据式(10-8) 444444,123，10，d,d，，3，10，80.56,45，10，，ei k,,,149.3N/,ms22,9，，，，al，a75，887，75，10AA 对于机床的刚度要求，取阻尼比,,0.035 ,k,2.46N/,m,m,,,68.8当v=50m/min,s=0.1mm/r时,, cb b,0.02D,0.02，687，50%,6.87mm取 limmax 2.46，6.87,K,，cos68.8,84.36N,m B，，2，0.035，1，0.035 K计算 A L,0.3D,206.1mm,加上悬伸量共长281.1mmmax 22，，，，a281.1,,,,B1，1，,,,,,,,,22 a281.1l687,,,,B,,,,K,K0.6，0.4,84.36，0.6，0.4,76.5N/,mAB2222,,,,a75a75,,,,AA1，1，,,,,,,,,687l,,,,，，，， K,1.66K,1.66，76.5,127.0N/,m,152.3N/,m sA 可以看出，该机床主轴是合格的. 17 毕业设计说明书 4 带传动设计 电动机转速n=1450r/min,传递功率P=13KW,传动比i=1.6， P,KP,1.1，13,14.3KW[1]确定计算功率 取K,1.1，则 caAA 2]选取V带型 [ 根据小带轮的转速和计算功率，选B型带。 [3]确定带轮直径和验算带速 查表小带轮基准直径d,190mm,d,190，i,190，1.6,304mm 12 dn,11v, 验算带速成 60，1000 n 其中 -小带轮转速，r/min; 1 d -小带轮直径，mm; 1 3.14，190，1450 ,合适 v,,14.14m/s,[5,25]60，1000 [4]确定带传动的中心距和带的基准长度 a 设中心距为,则 0 d，dd，d 0(55()a2() ,,1212 a, 于是 357.2a988,初取中心距为400mm。 ,,0 2(d,d),21 带长 L,2a，(d，d)，001224a0 23.14(304,190),2，400，，(190，304)，,1583mm 24，400 LL,1600mm查表取相近的基准长度，。 dd L,Ld0a,a，,408.5mm 带传动实际中心距 02 [5]验算小带轮的包角 , 一般小带轮的包角不应小于120。 18 毕业设计说明书 d,d,,,,21 。合适。 ,180,，57.3,164.7,120,1a [6]确定带的根数 pcaZ, (p，,p)kk00,L ,p其中: -时传递功率的增量; i,10 k, -按小轮包角，查得的包角系数; , k-长度系数; L 为避免V型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于10。 8.25Z,,4 (2.19，0.46)，0.95，0.90 F[7]计算带的张紧力 0 p2.5,k,2caF,500()，qv 0vZk, p其中: -带的传动功率,KW; ca v-带速,m/s; q-每米带的质量，kg/m;取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 8.252.5,0.92 F,500，，()，0.17，9.42,193.7N09.42，40.95 [8]计算作用在轴上的压轴力 ,,161.41F,2ZFsin,2，4，193.7，sin,1530N Q022 19 毕业设计说明书 5.滚珠螺母丝杠 5.1、 滚珠丝杠副的种类与结构 滚珠丝杠螺母副:是回转运动与直线运动相互转换的传动装置，在数控机床进给系统中一般采用滚珠丝杠副来改善摩擦特性。 工作原理是:当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿 5.1.1内循环式 内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。如图3。在螺母的侧面孔内，装有接通相邻滚道的反向器，利用反向器引导滚珠越过丝杠的螺纹顶部进入相邻滚道，形成一个循环回路。一般在同一螺母上装有2—4个反向器，并沿螺母圆周均匀分布。 优缺点:滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小，但制造精度要求高。 图3 内循环示意图 1—凸键 2、3—反向键 5.1.2外循环式 外循环方式的滚珠在循环反向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。如图4，(a)为螺旋槽式外循环(b)为插管式外循环。 优缺点:结构简单、制造容易、但径向尺寸大，且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。 图4 外循环示意图 (a)螺旋槽式:1—套筒;2—螺母;3—滚珠;4—挡珠器;5—丝杠 (b)插管式:1—弯管;2—压板;3—丝杠;4—滚珠;5—滚道 20 毕业设计说明书 5.2、滚珠丝杠副的结构参数 滚珠丝杠副的主要参数有:公称直径D、导程L和接触角β。 1)公称直径D:是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。它与承载能力直接有关，常用范围为30—80 mm，一般大于丝杠长度的1/35—/30。 2)导程L:导程的大小要根据机床加工精度的要求确定，精度高时，导程小一些;精度低时，导程大些。但导程取小后，滚珠直径将取小，使滚珠丝杠副的承载能力下降;若滚珠直径不变，导程取小后，螺旋升角也小，传动效率将下降。因此，一般地，导程数值的确定原则是:在满足加工精度的条件下尽可能取得大一些。 5.3、滚珠丝杠副的结构特点 1)摩擦因素小，传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率可达0.92—0.96，比常规的丝杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相当于常规丝杠的1/4—1/3。 2)可预紧消隙。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的间隙，反向运动时无死区，定位精度高，刚度好。 3)运动平稳，低速时不易出现爬行现象，传动精度高。 4)运动具有可逆性。可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母均可以作为主动件。 5)磨损小，使用寿命长。 6)所需传动转矩小。 7)制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。 8)不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于处于重惯性力的作用，常需添加辅助制动装置。 5.4、滚珠丝杠副的安装支撑方式 为提高传动刚度，滚珠丝杠合理的支撑结构及正确的安装很重要一般采用高刚度的止推轴承支撑结构，以提高滚珠丝杠的轴向承载能力。 (a)(b) (c)图5 (d) (a)一端装止推轴承(固定-自由式)。其承载能力小，轴向刚度低，仅适用于短 21 毕业设计说明书 丝杠，如用于数控机床的调整环节或升降台式数控机床的垂直坐标中。 (b)一端装止推轴承，另一端装深沟球轴承(固定-支承式)。当滚珠丝杠较长时，一端装止推轴承固定，另一端由深沟球轴承支承。为了减小丝杠热变的影响，止推轴承的安装位置应远离热源(如液压马达)。 (c)两端装止推轴承。。将止推轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，有助于提高传动刚度。但这种安装方式对热伸长较为敏感。 (d)两端装双重止推轴承及深沟球轴承(固定-固定式)。为了提高刚度， 丝杠两端采用双重支承，如止推轴承和深沟球轴承，并施加预紧拉力。这种结构形式，可使丝杠的热变形能转化为止推轴承的预紧力。 22 毕业设计说明书 结 论 此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了CK6163数控车床主轴箱的结构及工作原理，熟悉了主轴箱的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为建设东北老工业基地添上自己的微薄之力。 23 毕业设计说明书 参考文献 1.李庆余主编.《机械制造装备设计》. 机械工程出版社，2008 2.仲兴国主编.《数控机床与编程》。东北大学出版社，2007 3.王兰美主编.《机械制图》.高等教育出版社，2004 4.冯辛安主编.《机械制造装备设计》.机械工程出版社，1999 5.范祖尧主编.《现代机械设备设计手册》.机械工程出版社，1996 .《机械设计基础》.高等教育出版社，2004 6,陈立德主编 7.谢家赢主编.《组合机床设计简明手册》 8.《机床设计手册》编写组编.《机床设计手册2零件设计》上册.机械工程出版社，1980 24 毕业设计说明书 致 谢 经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。 首先,我要感谢的是我的导师马春峰老师。马老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予我悉心的指导和帮助。可以说，没有马老师和机械办公室所有老师的悉心指导和帮助，我是不可能顺利完成我的毕业设计的。另外，马老师的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次我要感谢我的父母,在我毕业设计最艰苦的那段日子,是他们给了我最大的精神支持。父母为了我的成长，一直在背后默默的付出和辛勤的工作，他们的养育之恩，我将用自己的一生去回报。 再次，我要感谢的机械系的好兄弟们，在我毕业设计期间，他们给了我不少的关心和帮助。 最后我要感谢的是我亲爱的沈阳理工大学应用技术学院的每一位老师和同学。 总之，感谢每一位关心过我，爱护过我的人。滴水之恩，当涌泉相报。最后，再次感谢我的导师马春峰老师。 学生:顾长海 2011.03.31 25