T6112镗床主轴及平旋盘设计.docx

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1、T6112链床主轴及平旋盘课程设计说明书目录第1章绪论21选题的背景及意义2第2章卧式篌床总体设计方案22.2 卧式镶床的总体布局32.3 主要技术参数3第3章卧式锋床传动系统设计63.1 计算传动装置的运动和动力参数63.2 轴的设计及其校核63.3蜗轮和蜗杆的设计与校核93.4齿轮的设计123.5主轴轴承的设计与校核153.6键的设计与校核17心得体会19参考文献19第1章绪论11选题的背景及意义根据所学专业的需要，为了使所学知识得以运用，设计T6112键床主轴与平旋盘。馍床类机床的主要工作是用键刀进行键孔，所以叫镶床。像床主要分为卧式链床、坐标镇床、金刚镇床等。因为卧式镇床除镇孔外，还可

2、钻孔，扩孔，钱孔。尤其适合大型，复杂的箱体类零件的孔加工。一般情况下，零件可以在一次安装中完成大部分甚至全部的加工工序，所以卧式镇床特别适合于加工形状、位置要求严格的孔系和加工尺寸较大、形状复杂且具有孔系的箱体、机架床身等零件。因此，卧式镇床也是我国重点开发设计的主要机床产品之一。T6112卧式镇床就是在这种背景下应运而生的。由于T6112卧式镣床在性能与结构上的诸多优点，它的应用领域越来越宽广，已形成了比较成熟的设计制造技术。通过运用自己所学知识及大量的实际考察和查阅资料，对T6112卧式镇床的主轴、平旋盘进行设计。第2章卧式锋床总体设计方案2.1 卧式钱床的工作原理卧式键床主要由工作台，主

3、轴箱，前立柱，后立柱，下滑座，上滑座和床身等部件组成。主轴箱可沿前立柱的导轨上下移动。在主轴箱中，装有主轴部件、主运动和进给运动变速机构以及操纵机构。根据加工情况不同，刀具可以装在镶杆上或平旋盘上。加工时，镶杆旋转完成主运动，并可沿轴向移动完成进给运动；平旋盘只能做旋转主运动。装在后立柱上的后支架用于支撑悬伸长度较大的锤杆的悬伸端，以增加刚性。后支架可沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持锤杆不同长度的需要。工件安装在工作台上，可与工作台一起随下滑座或上滑座作纵向或横向移动。工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平平面内转位，以便加工互相成一定角度的平面或孔。当刀具装在平旋盘的径向刀架上时，径向刀架

4、可带着刀具作径向进给，以车削端面。综上所述，卧馍具有下列工作运动：1 .专堂杆的旋转运动。2 .平旋盘的旋转主运动3 .键杆的轴向进给运动4 .主轴箱垂直进给运动5 .工作台纵向进给运动6 .工作台横向进给运动7 .平旋盘径向刀架进给运动8 .辅助运动：主轴箱，工作台，在进给方向上的快速调位运动；后立柱纵向调位运动，后支架垂直调位运动。2.2 卧式链床的总体布局1、本键床按照以下要求进行总体布局：（1）保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动；（2）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗震性；（3）便于观察加工过程；便于操作、调整和修理机床；便于输送、装卸工件和排除切削，并保

5、证工件安全；（4）经济性好，如节省材料，减少占地面积。2、T6112卧式键床的传动形式本镇床采用机械传动。机械传动的优点是：实现回转运动的结构简单；机械故障一般容易发现。另外，机械传动的传动比较为准确，实现定比传动较方便。2.3 主要技术参数机床的主要技术参数包括主参数和基本参数。基本参数包括尺寸参数、运动参数、动力参数。主参数，或称主要规格，表示机床的加工范围。机床的尺寸参数是指机床的主要结构尺寸。2.4 主轴部件机构图2.1卧式馍床主轴部件的结构形式较多。本床为三层主轴带固定式平旋盘的主轴部件，它由层层套装的镇轴、空心主轴和平旋盘主轴组成。像轴和平旋盘主轴用来安装刀具并带动其旋转，两者可单

6、独转动。空心主轴用作镇轴的支撑和导向，并传动其旋转。平旋盘主轴由装在主轴箱体左壁和中间壁孔内的两个精密圆锥滚子轴承支承，轴承间隙可用螺母调整。空心主轴同样用两个圆锥滚子轴承支承，其前轴承装在平旋盘主轴前端的孔中，后轴承装在主轴箱体右壁的孔中，轴承间隙用螺母调整。在空心主轴的内孔中，装有三个淬硬的精密衬套，用以支承键轴。镣轴用38crMoA1A钢经氮化处理制成。具有很高的表面硬度(1000-1200HV),它和衬套的配合间隙很小(约0.0Imm左右)，而前后衬套间的距离较大，因而可长期地保持较高的导向精度，并使主轴部件有较高的刚度。镇轴的前端有精密的莫氏锥孔，供安装刀具和刀杆用。它由齿轮经空心主

7、轴和两个导键传动旋转。导键固定在空心主轴上,其突出部分嵌在链轴的两条长键槽内，使镣轴既能由空心主轴带动旋转，又可在衬套中沿轴向移动。链轴的后端通过推力球轴承和圆锥滚子轴承与支承座连接。支承座装在后尾筒的水平导轨上，可由丝杠经螺母传动移动，带动链轴作轴向进给运动。镇轴不做进给时，利用支承座中的推力球轴承和圆锥滚子轴承使镇轴实现轴向定位。其中圆锥滚子轴承还可以作为镇轴的附加径向支承，以免镶轴后部的悬伸端下垂。平旋盘主轴的前端,用螺钉和定位销固定地安装着平旋盘,它由齿轮传动旋转。平旋盘的端面上铳有四条径向T型槽,供紧固刀架或刀盘之用；在它的燕尾导轨上，装有径向刀具溜板。刀具溜板的左侧面上铳有两条供紧

8、固刀架用T型槽，有侧面的矩形槽中固定着齿条，由与其啮合的齿轮传动，使刀具溜板作径向进给运动。燕尾导轨的间隙可用镶条进行调整。当加工过程中刀具溜板不需作径向进给时，可拧紧螺塞，通过小丁将其锁紧在平旋盘上。平旋盘上装有刀具溜板的进给机构。运动由齿轮2传入，然后经齿轮18、蜗杆、蜗轮、齿轮25、和齿条传动刀具溜板移动。上述这些齿轮、蜗杆、蜗轮等，在工作过程中一面随平旋盘一起绕它的轴线旋转一公转运动；一面绕其自身的轴线旋转一自传运动。齿轮2空套在平旋盘的轮毂上，由伸出在主轴箱体外面的齿轮17传动旋转。当齿轮2的转速、转向与平旋盘相同时;由于齿轮18与2之间无相对运动，齿轮18、蜗杆19和蜗轮26等不能

9、产生自传运动，因而刀具溜板不作进给运动。当齿轮2的转速与平旋盘不相等时，则齿轮18将沿着齿轮2滚动，产生自传运动。于是蜗杆19、蜗轮26、和齿轮25等也都被带动作自传运动，从而传动刀具溜板进给。第3章卧式锋床传动系统设计根据卧式镇床加工的技术要求，选定13kW主电机：P0=13kW,转速0=970rmino3.1计算传动装置的运动和动力参数设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因此应将工作机上的转速、转矩或功率推算到各轴上。传动装置从电动机到工作机有六轴，依次为I、II、III、IV、V、VI轴,已知：功率PO=13kW,转速f1=970rmin0、十4c”2620203823C.

10、转速n6=-=970XXX=27.9rmn6i6164515176功率p6=p0=13(0.98)5=7.68KW转矩T1=9550至=9550=128N.mna97071=9550-=9550000=3560.84N.m6飞27.93.2 轴的设计及其校核初步确定轴的最小直径(1) 选择轴的材料，确定许用应力链轴用38crMoA1A钢经氮化处理制成。具有很高的表面硬度.取A=98106由公式dA?陛代入数据：n=27.9rmin,P=7.68kw,得它68.95mm考虑轴上同一截面有两个键槽需将轴颈加大7%,d=d(1+7%)=73.8mm,因机床主轴部件由主轴和轴套等组成。轴套采用三支撑，

11、前支承由轴承产品目录中初步选取双列向心短圆柱滚子轴承，相应的轴套直径为d=190,中间和后支承为单列圆锥滚子轴承32032,相应的轴套直径为d=160,又考虑主轴上开有两个长键槽，用一对键将轴套和主轴相连接，故主轴轴颈d=125mm0拟定轴上零件的装配方案。拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提,它决定着轴的基本形式。所谓装配方案，就是预定出轴上各零件的装配方向，顺序和相互关系。轴上零件的定位：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者外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。零件的轴向定位：轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈

12、和圆螺母等来保证的。轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两类。利用轴肩定位是最方便可靠的方法，但采用轴肩就必然会使轴的直径加大，而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。因此，轴肩位多用于轴向力较大的场合。定位轴肩的高度?i般取为2（0.070.1）d,d为与零件相配处的轴的直径，单位为mm。流动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承。非定位轴肩是为了加工和装配方便而设置的，其高度一般取为12mm02、与主电机连接的轴的校核轴的载荷分析见图3.1。按弯扭合成强度条件计算1）作轴的计算简图通常将轴当作置于较链上的双支点梁，其支点位置可根据轴承类型及组合方式，确定：由传动件（如齿轮、联轴器

13、等）传递到轴上的载荷，通常简化为作用于零件轮缘宽度中央的集中力，轴上转矩则假定从传动件轮毂宽度的中点算起；若各载荷构成空间力系，则将其分解到两个互相垂直的平面内。Rh2图3.1轴的受力分析TnTTTrTTrnrm2)作轴的弯矩图根据轴的受力简图，分别计算轴上的水平面内的弯矩M”、竖直面内的弯矩My在按矢量法合成弯矩M(Nmm)由齿轮所传递的转矩计算轴所受径向力：c,2TFFz.=Fztana23.56106径向力2T1Fr=tana=5.71010.364=2.07IO4N进而求得MH=I575NmMv=483NmM=1647Nm3)作轴的扭矩图扭矩了=3560.84Nm4)作轴的相当弯矩图由已求得的合成弯矩和转矩，根据第三强度理论计算相当弯矩并作出相当弯矩图。Meq=Jm2+(aT)2Nm式中，a考虑弯矩和转矩所产生的应力的循环特性不同而引入的修正系数。=JM2+()2=a164.72(o.63561)2=18O8Nm按强度条件校核MeqJq=W=1808X1。；=9.26MPa=1.054987000f48mm3=27199.6mm3U2JJ137x18OJ查表