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1、河北工程大学毕业设计摘 要组合机床是由系列化、标准化的通用部件和按加工零件的形状设计的专用部件所组成的专用机床，适用于大批大量生产，是一种高效自动化机床，一般采用电气程序控制系统实现自动工作循环。Z29-组合机床是一次性加工同一直线上且相对位置固定的三孔专用机床。本次设计主要是对Z29-组合机床快进传动系统的设计，主要包括传动方案，齿轮，轴等传动部件的设计及其配件的选取，同时进行机床导轨设计和导轨加工工艺的编制。 本次设计机械滑台是用以完成进给运动的通用部件，由滑台部分及其传动装置制动器等辅助部分组成。机械滑台的工作循环是靠安装在滑座后端的运动装置驱动的。滑台的工作进给是由工作进给电机经蜗杆、
2、蜗轮和行星机构传递给丝杠来实现的。滑台的快进快退是由快速电机经齿轮直接驱动。设计内容 关键词：Z29-III组合机床 导轨 滑台 丝杠 IIAbstractMachine Tool is a serialized, standardized common components and parts according to the shape of the design process special components consisting of special machine for large volume production, is a highly effective automa
3、ted machine tools, electrical process control systems commonly used for automatic work cycle . Z29- Machine Tool is a one-time processing of a straight line and the relative position of a fixed three-hole special machine. This design mainly for Z29- combination of fast forward drive system design to
4、ols, including transmission programs, gears, shafts and other transmission parts and accessories design of the selection, at the same time guide rail of machine tool design and preparation process technology .Machinery is used to complete the slide into a common component to the campaign, in part by
5、 the slipway and auxiliary gear, such as brake parts. Slide the work of mechanical cycle is installed in the slide on the back-end device drivers in the sport. Slide into the work to feed from the electrical work by the worm, worm gear and planetary bodies to achieve the transfer of the lead screw.
6、Waterloo station is a fast retreat from the fast direct-drive motor through gearKey word：Z29-III Combination Machine Tool slide screw 目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1组合机床的发展11.2 组合机床的特点及组成11.3 组合机床的应用范围21.4 本次设计的任务2第2章 滑台的设计及校核42.1 滑台的分类42.1.1 1HY系列滑台42.1.21HJ系列机械滑台42.2滑台型号的选择5第3章滑台传动装置工进部分的设计和校核63.1 总传动方案
7、设计63.1.1 选择电动机型号63.1.2 总传动比的确定73.1.3 总传动比的分配73.1.4 各轴转速、功率、转矩计算73.1.5 各轴转速计算73.1.6 各轴功率计算83.1.7 各轴扭矩计算83.1.8将计算数据列表83.2高速级齿轮传动的设计与校核93.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数93.2.2 按齿面接触强度设计93.2.3 按齿根弯曲强度设计113.2.4 几何尺寸计算133.2.5 初步确定轴的最小直径153.3 轴的结构设计163.3.1 轴的校核173.4齿轮3、4传动的设计校核193.4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数193.4.2 按齿面接触强度
8、设计193.4.3 确定公式内的各计算数值213.4.4 轴的设计与校核233.4.5 各轴段的确定243.5 轴的校核253.5.1 由静力平衡方程253.5.2 由静力平衡方程263.5.3 按弯矩合成应力校核轴的强度263.6 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数273.6.1 齿轮类型的选择273.6.2 按齿面接触强度设计273.6.3 按齿根弯曲强度设计293.6.4 验算齿轮5313.7 轴的设计与校核313.7.1 轴上的功率、转速、转矩313.7.2 求作用在齿轮上的力323.8 蜗轮蜗杆传动的设计与校核333.8.1 蜗杆传动的类型与材料的选择333.8.2 按齿面接触疲劳强
9、度进行计算333.8.3 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸353.8.4 校核齿根弯曲疲劳强度363.8.5 蜗杆传动的散热计算363.8.6 蜗杆公差的确定363.8.7 蜗轮公差的确定373.9 轴的设计与校核383.9.1 轴上的功率、转速、转矩383.9.2求作用在齿轮上的力383.9.3 求作用在蜗杆上的力383.9.4 确定各轴段初步确定轴的最小直径383.9.5 轴的校核40第4章 丝杠的设计434.1 丝杠的功用、分类与特点434.2梯形螺纹的牙型和尺寸434.3 梯形螺纹丝杠、螺母的基本尺寸和退刀槽尺寸434.4 丝杠、螺母材料和热处理444.5丝杠的公差与各表面的粗糙度444
10、.6丝杠加工的工艺过程44第5章 导轨的设计475.1概述475.2导轨类型的选取475.3导轨截面形状的选取485.4导轨材料的选择485.5导轨材料的热处理485.6导轨的加工方法485.7滑动导轨压强的设计计算485.7.1导轨所承受的压力计算485.7.2导轨面参数计算495.8导轨加工工艺的确定495.8.1确定生产类型495.8.2零件分析495.8.3确定毛坯505.8.4加工工艺方案的确定50第6章 结 论51参考文献52致谢53 第1章 绪论1.1组合机床的发展组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。二十世纪7
11、0年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机
12、床通用部件标准化的原则，即严格规定各种部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。1.2 组合机床的特点及组成随着生产的发展，很多工厂的产品产量不断扩大，精度要求也越来高，有的时候采用通用机床已经很难满足要求，这时需要采用专用机床。专用机床是
13、专门为一种或几种工件特定工序设计制造的，因此大多数专用机床只能单件生产，制造周期长，价格较贵。而且，当加工零件有所变动时，它就不适应了。由于一般专用机床不能适应产品经常更新的需要，这就出现了组合机床。将机床上带动刀具产生切削运动的部分及床身、立柱、工作台等设计并制造成通用独立的部件，称为“通用部件”。根据工件的加工要求，选用适当的通用部件再配置少数专用部件就可以组合一台合乎加工要求的机床了，这就是组合机床。当加工工件种类改变以后，又可以根据其加工要求从新组合成新的组合机床。由于组合机床是针对被加工工件的特定工艺要求而设计的，所以它具有效率高、易自动化、易保证加工精度和结构可能较简单等特点。由于
14、组合机床的零、部件的通用化程度不高，使得组合机床具有如下特点：(1) 组合和机床的通用部件合通用零件，是经过精心设计和长期生产实践考验的，因此工作稳定可靠。(2) 设计组合机床时对于通用零部件主要是选用，不必从新设计，所以设计周期短。(3) 组合机床的通用零部件是成批生产的，并且可以预先制造出来，因此组合机床造价低，制造周期短，维修方便。(4) 当被加工零件改变时组合机床的通用零部件还可以重新被利用，组合成新的组合机床，有利于产品的更新。在机床上采用了多刀、多面、多工位同时加工等工序高度集中的高效加工方法，被加工零件被安装在卡具中，加工时工件固定不动；多轴箱上的许多钻头，分别由电动机通过动力箱
15、、多轴箱、和传动装置驱动做旋转主运动，并由各自的滑台带动作直线运动，完成一定形式的运动循环。组成上述组合机床的主要部件中，除多轴箱和卡具是专用部件外，其余都是通用部件，而这些专用部件中绝大数零件都是通用的，如多轴箱的主轴、传动轴、齿轮和润滑系统，夹具的定位和夹紧元件等都是通用的。通常，一台组合机床中通用部件约占整台机床的70%90%。1.3 组合机床的应用范围目前，广泛应用组合机床的是大批量生产的机械制造厂，如汽车、拖拉机、电机、阀门等制造厂。此外，一些中小批量生产的企业，如机床厂，为了保证加工质量也采用了组合机床来完成一些比较重要的加工工序。随着组合机床技术水平的不断提高，特别是可调、快调的柔性组合机床的出现，组合机床的应用范围将越来越广。1.4 本次设计的任务Z29-组合钻床由机械滑台以及安装在其上的动力箱、钻
