立式铣床主轴变速系统设计

湘潭大学兴湘学院毕业论文题目：立式铣床主轴变速系统设计学院：兴湘学院专业：机械设计制造及其自动化学号：2010963127姓名：王宁指导教师：冯建军完成日期：2014年5月25日I湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：立式铣床主轴变速系统设计学号：2010963127姓名：王宁专业：机械设计制造及其自动化指导教师：冯建军系主任：刘柏希一、主要内容及基本设计内容：1、主轴变速系统设计；2、主轴变速系统结构设计；3、主轴变速系统中传动零件的设计计算。能熟练使用autoCAD软件；能进行机械结构设计；运用材料力学知识进行机械零件的强度计算。基本要求：预期提交的材料清单:1、设计计算说明书一份；2、设计图纸一套（包括零件图和装配图）。铣床主要参数主轴端面至工作台距离(mm)30~350主轴中心线到床身垂直导轨的距离（mm）215~470主轴孔锥度7：24主轴孔径（mm）29主轴转速（r.p.m）18级30~1500主轴轴向移动距离(mm)85主电机功率(kw)转速（转/min）7.5/1450二、重点研究的问题主轴变速系统的结构设计以及传动零件的设计计算。II三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1资料收集毕业设计开题1~2周2方案确定3~4周3设计计算5~6周4毕业设计中期检查7周5三维建模及装配8~13周6翻译及论文设计计算14周7毕业答辩15周四、应收集的资料及主要参考文献[1]濮良贵.纪名刚.机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2008.[2]吴宗泽.机械设计课程设计手册[M].3版.北京：高等教育出版社，2007.[3]黄冰.铣工铣工工艺学[M].4版.北京：机械工业出版社，2003.[4]现代机床设计手册.现代实用机床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.[5]孙桓、陈作模、葛文杰编.《机械原理》[M].北京：高等教育出版社，2006.5[6]朱孝录主编.《机械传动设计手册》[M].北京：电子工业出版社2007.7[7]成大先主编.《机械设计手册》[M].北京：化学工业出版社2004.1[8]李云主编.《机械制造及设备指导手册》[M].北京：机械工业出版社,1997.8[9]詹立新，基于单片机万能铣床自动滚齿系统设计[J].机电电器期刊2008,3(45):45,48.[10]胡占齐，崔云起，李玉昆.基于通用五坐标数控铣床的球形滚刀铲齿加工[J].哈尔滨功臣大学学报，2009，9(30):1047,1050.[11]赵洁，侯永亮.X62W铣床数控化改造———步进电动机的选择[J].机电产品开发与创新，2010，3(23):184,185.[12]陈学东，王华.大型数控龙门镗铣床精度热稳定性控制探析[J].装备制造技术期刊，2011，8(160):160,168.[13]李爱民，毛杰，杨安.V600数控铣床热变形误差分析及补偿探究[J].中国科技信息期刊，2013，9(54):111,119.III湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号2010963127姓名王宁专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目：立式铣床主轴变速系统设计评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价该生毕业设计内容符合机械设计制造及其自动化培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的，难度适中；该生灵活性较强，能够很好的综合运用知识，具备研究和创新的能力，对于计算机了解较透；毕业设计图纸图表清晰、完整。评阅人：年月日IV湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号：2010963127姓名：王宁专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书）58页图表8张论文（设计）题目：立式铣床主轴变速系统设计内容提要：本毕业设计的内容是完成一个18级主轴变速系统的设计，这种变速箱广用于各种机械的主传动系统，从而达到提供多种输出转速而达到目的，此设计完成后预计达到普通机床的加工与精度要求。此设计有以下几个方面的特点：1.综合性大，设计面广2.对于整体分析设计，要求较高3.工作量较大。本次设计的主要收获：1.由于本设计综合性较强，设计面广，需要用到大学四年所学的基础知识，完成本次设计相当于对所学知识的回顾，增加了解；2.通过完成本次设计，提高了自己运用知识分析问题和解决问题的能力；3.设计过程中难免会出现这样或那样的问题，于是在发现和改正问题的同时，不断充实自己，提高自己。尤其是对于本次设计中的齿轮设计计算，需要查阅大量的图标，且计算过程比较繁琐，设计知识较多。因此，在本次设计更加增进了我对机械行业养成严谨作风的重要性，端正了对待学问的态度，扩展了自己的知识面。V指导教师评语该生毕业设计选题基本符合机械专业培养目标，能够达到毕业生训练要求。题目具有一定难度，设计工作量非常大。该生能够搜集资料并综合运用所学知识，具有归纳总结的能力，设计过程中能够综合运用各种资料和所学知识进行工程设计。设计计算说明书文字简单明了、思路清晰、图表规范，图表规范，设计计算和图纸基本正确，该生具备有独立从事工程设计的能力。同意其参加答辩，建议成绩评定为：。指导教师：年月日答辩简要情况及评语根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为：。答辩小组组长：年月日答辩委员会意见根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为：。答辩委员会主任：年月日VI目录摘要……......……………………...……………………………………...1ABSTRACT…………………………………………………………..……2第一章绪论……...………………………………………………….......3第一节铣床的研究.………………………………...………………..3第二节设计概述……...……………………………………………..6第二章方案的设计……...……………………………………………...7第三章齿轮的设计……...……………………………………………10第一节初选各齿轮齿数……...…………………………………….10第二节齿轮的设计计算……...…………………………………….11本章附录……...……………………………………………………..24第四章各轴的设计计算……...……………………………………….25第一节初步确定各轴的最小直径……...………………………….25第二节各轴的强度校核……...…………………………………….26第五章轴承的寿命计算……...……………………………………….32第六章操纵机构的设计……...………...……………………………..36致谢……...………...…………………………….…………………….40参考文献……...………………………………………………………...41文献翻译……...………………………………………………………...42英文文献……...………………………………………………………...511立式铣床主轴变速系统设计摘要C箱体传动系统是一种将一个转速输入，经过变速输出多个转速来满足需要不同转速的机构。这种机构广泛应用于各种机床的主传动系统和进给系统之中。C箱体传动系统设计包含机械原理，机械设计，机械制造基础，材料力学等课程的内容。本次设计任务主要是完成主轴变速箱的设计，包括齿轮设计计算、轴的设计计算和轴承的寿命校核及箱体的结构设计。本次设计的C箱体传动系统是用于立式铣床主传动系统中。关键词C箱体变速输出立式铣床2VerticalmillingmachinespindlespeedchangesystemdesignABSTRACTCcasingdrivesystemisakindofputaspeedinput,aftermultiplevariableoutputrotationalspeedtomeettheneeddifferentspeedofinstitutions.Theagencyiswidelyusedinallkindsofmachinetoolmaindrivesystemandfeedsystem.Ccasingdrivesystemdesignincludingmechanicalprinciple,mechanicaldesign,mechanicalmanufacturingbase,mechanicsofmaterialsandsooncoursecontent.Thedesigntaskismainlytocompletethedesignofthespindlegearboxes,includingdesigncalculation,thedesigncalculationofshaftgearandbearinglifetestandenclosurestructuredesign.ThedesignofCcasingdrivesystemisusedforverticalmillingmachineinthemaindrivesystem.KeywordCcasevariablespeedoutputVerticalmillingmachine3第一章绪论第一节铣床的研究机械工业为经济发展提供技术装备并且带动经济持续快速增长，而机床是机械工业一个核心地位，是提供制造场所和技术的加工机器。机床总数、质量等是衡量某个国家工业发展程度标志。目前机械加工中，其中金属切削是机床最重要的一个用途。机床先进性直接影响整个机械制造业发展程度。铣床具有效率高、精度高等特点,是机床中最主要的代表,其中精密铣床、数控铣床特别是国防、航空、汽车、拖拉机、造船、机床和工具制造等部门占机床总拥有量的1/10以上。铣床从结构分为工作台不升降铣床、龙门铣床、升降台铣床。从功能自动化程度等方面又可分为普通铣床、数控铣床(包括加工中心)。铣床的研究历来被各界专业人士所困扰，如铣床滚齿设计，五坐标数控铣床球形滚刀，铣床精度热稳定性探析及其热变形误差分析铲齿加工，铣床数控化改造及补偿探究等等。铣床圆柱齿轮滚齿加工主要是在滚齿机上加工。因此成形铣刀旋转是通过铣床主轴带动,齿轮齿槽的加工是通过分度头支撑尾座带动工件沿齿轮的齿槽方向移动实现。因此分度误差较大加上成形法齿轮加工中存在较大的原理性误差,所以铣床加工是精度较差。因此有必要对铣床在某个方面进行改装。万能铣床自动滚齿系统的研制成功改变了某个缺点。以单片机作为核心控制单元,其转速信号采用光电编码器采集齿轮毛坯和滚刀,其转速运转采用步进电机驱动工件与刀具定比例,展成法齿轮加工从而实现了齿轮加工精度低和加工效率低的问题。然而为了解决在铣削过程中一些几何形状复杂,制造困难的物体.从而想到球形滚刀制造的关键技术——铲齿工艺,而通用五坐标数控铣床正适合这一方法.根据被加工齿轮和滚刀的啮合关系,建立了铲齿球形滚刀齿侧面的数学模型,它的工作原理是基于连续分度的展成原理,因此加工效率和精度高于盘形铣刀仿形法加工内齿轮.而它的关键工序是铲齿,一般在专用的铲齿机床上进行.作者提出了在球形滚刀铲齿工艺通过用五坐标数控实现,给出了程序的数学模型和后处理方法,推动球形滚刀加工内齿轮这一齿轮技术的广泛应用。机床主要的动力源来自于电机，其中一个关键是选用步进电机，利用它可以组成一个简单的全数字化伺服系统，它的优点是不需要反馈信号所以在开环数控系统获得了。开环伺服系统中执行元件