机床说明书

目录

1. 机床设计分析 (3)

1.1铝轮的加工要求 (3)

1.2设计内容 (3)

1.3设计的机构简图 (4)

2.钻头部分零件设计 (4)

2.1三相异步电动机 (4)

2.2齿轮 (5)

2.3齿轮轴 (8)

2.4主轴 (8)

2.5联轴器 (10)

2.6滚动轴承 (11)

2.7伺服电机 (12)

2.8滚珠丝杠 (13)

2.9滚动导轨 (16)

2.10带传动的带轮和皮带 (18)

2.11箱体 (19)

2.12整体装配图 (21)

3.数控回转工作台 (21)

3.1传动方案及其分析 (21)

3.2伺服电机 (25)

3.3回转轴 (26)

3.4弹簧片联轴器 (27)

3.5内外齿轮 (27)

3.6圆锥滚子轴承 (28)

3.7回转支承轴承 (28)

3.8气动接头 (29)

3.9锁死机构 (29)

4.夹具的设计 (29)

4.1任务要求 (29)

4.2工作原理 (29)

4.3卡盘 (30)

4.4卡爪 (30)

4.5正方形机构 (32)

4 6双作用气缸 (32)

4.7小气缸 (34)

4.8支撑杆 (35)

4.9支撑板 (36)

4.10隔离筒 (37)

4.11卡爪三维运动仿真位移—时间曲线 (38)

4.12卡爪三维运动仿真速度—时 (38)

5. 机身部分 (39)

5.1机床垫铁 (39)

5.2螺旋传动装置 (40)

5.3机架 (41)

6 总结 (42)

7 参考文献 (43)

1. 机床设计分析

1.1 铝轮的加工要求

铝轮的基本结构如上图所示，我们需要在轮的中心等分的钻5个孔，如下图所示。

1.2 设计内容

(1)运动设计根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图。

(2)动力设计根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数、齿数，确定传动副的传动比；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配

草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数是否在允许范闱内。还要验算主轴主件的静刚度。

(3)结构设计进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。

(4)编写设计说明书

1.3 设计的机构简图

机构运动简介：首先将待加工的铝轮放置于工作台中心，气缸开始工作控制锁紧机构将铝轮加紧定位。然后左边的三相异步电动机的转动，带动传动系统的转动，将扭矩传递给钻头，再由右边的交流伺服电动机的转动，带动钻头向下移动，将轴向进给量传递给钻头，从而使钻头加工出一个孔。之后交流伺服电机反转至钻头脱离铝轮，此时工作台下伺服电机工作通过传统系统带动工作台旋转一定角度，再加工第二个孔。如此该钻床就可以加工多个等分的孔。

2.钻头部分零件设计

2.1 三相异步电动机

根据机械工艺手册查得所需加工孔的基本加工资料：

=(15.75～28.58)mm

d

孔

切削速度V=20～50m∙min1-

每转进给量f=0.15～0.5mm∙r1-

由此算得加工该孔的钻速为n=v∙1000/πd≈557r∙min1-（取最大值）

由此算工作机所需的输入功率为

9550Tn P W =

转矩T 得=进给量F x 切削速度V 70≈N ∙m

因为钻头到电机经过一个联轴器，两个滚动轴承两个齿轮两根轴和一根带传动。总效率为

=总η0.99*0.98*0.97*0.97*0.98*0.92=0.82 所以P d =P W /η=4.98kW

电机选用的Y132M-4 额定功率为7.5kW 。满足设计要求,参数如下表。 型号

额定功率/KW 额定电流/A 转速/·r min 功率因数 Y132M-4

7.5

15.4

1440

0.85

三相异步电动机模型中

2.2 齿轮

根据总装配图的传动方案，选用渐开线直齿圆柱齿轮。两齿轮都选用材料45钢，通过热处理，使其达到內韧外硬的效果。硬度为240 HBS 。 小齿轮齿数z 1=24,大齿轮齿数取 z 2=72。

按齿面接触强度设计公式

[]32

11132.2⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛±∙≥H E d Z u u KT d σφ

载荷系数K=1.3 小齿轮1T =9550 X P 1/n 1 (n1=557*3)

齿宽系数=1

材料弹性影响系数Z E =189.8MPa 2

1

由图查得小齿轮的接触疲劳强度极限为600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限为500MPa 。

计算应力循环次数N 1=60n 1jL h =3.17 X109

大齿轮N=60*557*18*5*365=1097847000=1.09*109

接触疲劳寿命系数小齿轮为 0.90。大齿轮为0.8。

计算接触疲劳许用应力选用小的[]500=H σMPa

将全部数据带入上面公式求的d 1≈65mm 齿宽b=65mm m=d/z=2.7mm 齿高h=6mm 算载荷系数。 动载系数K v =1.12； 直齿轮查得使用系数K A =1； 求载荷系数K=βαH H V A K K K K =0.85

按实际的载荷系数校正所算的得分度圆直径， d 1=31t

t K K

d =60mm m 1=2.5

按齿根弯曲强度设计

[]

32

112F Sa

Fa d Y Y z KT m σφ∙=