中小风机壳铣双端面专机设计_毕业设计(编辑修改稿)

中小风机壳铣双端面专机设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

键的平均直径，矩形花键， dm= 2dD ；渐开线花键， dm=di，di为分度圆直径， mm； [p]— 花键连接的许用应力， MPa[6]； 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。 轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。 由于影响轴的结构的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。 设计时 ，必须针对不同情况进行具体的分析。 但是，不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。 根据实际的工作过程，铣削轴的装配方案是：花键、右端轴承、轴承端盖、圆螺母、套筒、左端轴承、密封坏、轴承端盖依次从轴的右端向左安装。 为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。 轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴承挡圈、轴承端盖和圆螺母等来保证的。 周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。 常用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等，其中紧定螺钉只用在传力不大之处 [7]。 由以上条件确定轴上的定位和装拆方案，轴的形状如下图： 山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 17 图 传动轴的结构 轴的扭矩图如下： 图 轴的扭矩图 轴上其它各类零件的设计与计算 大小带轮周向定位键的选定与计算： （ 1）键的选择 键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。 键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。 键的主要尺寸 为其截面尺寸（一般以键宽 b179。 键高 h表示）与长度 L。 键的截面尺寸 b179。 h按轴的直径 d 由标准中选定。 键的长度 L一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。 一般轮毂的长度可取为 dL )2~( ，这里 d为轴的直径。 所选的键长亦应符合标准规定的长度系列。 重要的键山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 18 连接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。 此处大小带轮周向定位的键选用普通的平头键连接； 小带轮上的键： b179。 h=12179。 8 L=70。 大 带轮上的键： b179。 h=32179。 18 L=90。 材料为钢。 （ 2）键连接强度计算 平键连接传递转矩时，连接中各零件的受力情况如图： 图 平键的受力图 对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面被压溃。 除非有严重过载，一般不会出现键的剪断（图中沿 a— a 面剪断）。 因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。 对于导向平键连接和滑键连接（动连接），其主要失效形式是工作面的过度磨损。 因此，通常按工作 面上的压力进行条件性的强度校核计算。 导向平键连接和滑键的强度条件为 小带轮上的键 kldTp 31 102  公式 （ ） mmT  N73 84 097 0 551 电机 电 公式（ ） 山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 19 kldTp 31 102 = 42704 738402 ＜ p =40Mpa 符合强度要求； 公式 （ ） 同理：大带轮上的键 mmT  N29246 9240 % 52 52 电 2924692102 32  k ldTp =＜ p =40MPa 符合强度要求。 式中： T— 传递的转矩（ 2dFFyT  ）， N178。 m； k— 键与轮毂键槽的接触高度， k=，此处 h 为键的高度， mm； l— 键的工作长度， mm，圆头平键 l=Lb，平头平键 l=L，这里 L为键的公称长度， mm； b 为键的宽度， mm； d— 轴的直径， mm； [p]— 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力， MPa。 [8] （ 3）轴承的选择 ①轴承的载荷 选用轴承时，首先是选择轴承类型。 轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。 根据载荷的大小选择轴承时，由于滚子轴承中主要元件是线接触，宜用于承受较大的载荷 ，承载后的变形也较小。 而球轴承中则主要为点接触，而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，可优选选用球轴承。 根据载荷的方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推理轴承。 较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 20 滚子轴承。 对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。 当轴承在承受径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大角接触轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心 轴承和推力轴承和推力球轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。 ②轴承的速度 在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。 轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速 nmin值，这个转速是指载荷量不太大，冷却条件正常，且为 0 级公差轴承时的最大允许转速。 但是，由于极限转速主要是受工作时温升的限制，因此，不必认为样本中的极限转速是一个绝对不可超越的界限。 从工作转速对轴承的要求看，可以确定以下几点： ，有较高的极限转速，故在 高速是应优选球轴承。 ，外径越小，则滚动体就越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心力也就越小，因而也就更适于在更高的转速下工作。 故在高速时，宜选用相同内径而外径较小的轴承，或者考虑采用宽系列的轴承。 外径较大的轴承，宜用于低速重载荷的场合。 实体保持架比冲压保持架允许高一些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速。 当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以采用角接触球轴承承受纯轴向力。 限转速，可以选用较高公差的轴承，或者选用较大游隙的轴承，采用循环润滑或油雾润滑，加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的高速性能。 若工作转速超过极限转速较多时，山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 21 应选用特制的高速滚动轴承。 ③轴承的调心性能 当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时，或因轴受力而弯曲或倾斜，会造成轴承的内外圈轴线发生偏斜。 这时，应采用有一定调心性能的调心轴承或带座外球面轴承。 这类轴承在轴与轴承座孔的轴线有不大的相对偏斜时仍能正常工作。 滚子轴承对轴承的偏斜最为敏感，这类轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球 轴承。 因此在轴的刚度和轴承座孔的支承刚度较低时，或有较大偏转力矩作用时，应尽量避免使用这类轴承。 ④轴承的安装和拆卸 便于装卸，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。 在轴承座没有剖分面而必须按轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承（如 N0000、 NA0000、 30000 等）。 当轴承在长轴上安装时，为了方便装拆，可以选用其内圈孔位 1： 12 的圆锥孔（用以安装在紧定轴套上）的轴承。 此外，轴承类型的选择还应考虑轴承装置整体设计的要求，如轴承的配置使用要求、游动要求等。 考虑到以上 因素又因为最小轴径套的花键的外径为 Ф 105mm，第二段轴的直径为 Ф 75mm。 此处到的轴向力较小，故只考虑径向力的影响。 所以，这两处分别选取深沟球轴承和圆柱滚子轴承。 代号分别为： 6021 GB/T276和 N215E（ D级） GB/T283；对于轴的左端即靠近铣削头的位置，因为此处受到的单向轴向力较大，选择推力球轴承，代号： 51120 GB/T301[9]。 山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 22 4 滑台 的设计计算 此专用机床的滑台分为两大部分，一个是立柱滑台，另一个为卧式滑台。 两者的功能是相同的，前者带动铣削头完成 上下移动行程 800mm，后者带动铣削头完成左右移动行程 380mm。 因此，采用相同的设计方案 ，只对其中的卧式滑台进行详细的设计计算。 滑台 的结构 设计 滑台的工作过程如图 交流伺服电机经变频变速运动通过联轴器直接带动传导螺旋转动进而带动滑台完成进刀、快速退刀和进给运动。 图 滑台部分示意图 电机的选用 因为滑台要完成进刀和进给运动，控制 量要求较高， 功率范围大，可以做到很 大的功率。 大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低 ， 适合做低速平稳运行的 应用。 而交流伺服电机能达到此性能要求。 因此，选用交流伺服电机 1FK7063— 5[10]。 山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 23 传导螺旋的设计计算 螺旋传动由螺旋（或螺杆）和螺母组成，主要将旋转运动转变成直线运动，同时传递运动和动力。 根据螺杆和螺母的相对运动关系，螺旋传动常有两种传动形式；一种是螺杆传动，螺母移动，多用在机床的进给机构中； 一种是螺母固定，螺杆转动，多用在螺旋起重器（千斤顶）或螺旋压力机中。 螺旋传动按用途分，可有三种类型； 1. 传力螺旋 它以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用以克服工件阻力，如各 种起重或加压装置的螺旋。 这种传力螺旋主要是受很大的轴向力，一般为间歇性工作，每次的工作时间较短，工作速度也不高，而且通常需有自锁能力。 2. 传导螺旋 它以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷，如机床进给机构的螺旋等。 传导螺旋主要在较长的时间内连续工作，工作速度较高，因此，要求具有较高的传动精度。 3. 调整螺旋 它用以调整、固定零件的相对位置，如机床、仪器及测试位置中的微调机构的螺旋。 调整螺旋不经常转动，一般在空载荷下调整。 因为在此用到的丝杠以传递运动为主，承受的轴向力不是很大。 因此，选用传导 螺旋。 螺旋输出 功率 P2=1Kw，螺母的 移动速度 v=，螺距 S=8mm，螺旋头数 a=2，螺杆工作长度 l=，轴承效率  ，螺纹效率 。 螺旋平均工作载荷 Fm 螺旋的输入效率： KwPP 68 121 21   公式 （ ） 山东科技大学 泰山科技学院毕业设计（论文） 24 平均工作载荷： Nv PF m 3 3 6 8 0 0 01 0 0 0 1  公式 （ ） 耐磨性计算 （ 1）螺杆中径 2d 由表 ，取   MPap 6 ， 剖分式螺母取  ，由式（ ）得   mmpFd 36 8   取 m。