车铣加工中心毕业设计论文(6)

天津工业大学2014届本科生毕业设计

Fa/FZ?0.55FZmax/FZ?0.55

③ FZmax?0.55FZ

FZmax?0.55*1.44FZmax?0.792KN

（4-4）

由计算结果可得知，在铣削过程中横向进给力Fx=Fy=1.368KN，纵向进给力Fz=0.792KN

4.2电主轴的选择

选择CyMill公司CS-25-135-A电主轴，功率10kw，额定转速5000r.p.m，最高转速20000r.p.m，具有自动换刀装置，装配HSK-A63刀柄刀具。电主轴结构如下图所示。

图 4-1 电主轴图片

4.3 V带传动的选择与计算

在此车床主轴传动机构中，第一级用普通V带传动，已知电动机功率7.5KW ,转速n1=1500r/min ,传动比i=1.5 ，每天工作八小时 （1）确定计算功率Pca

由表8-7查的工作情况系数Ka=1.1 ，故

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Pca?KA*PPca?1.1*7.5 （4-5） Pca?8.25KW（2）选择V带的带型

根据Pca ，n ,由图8-11(机械设计第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著)选用Y型

（3）确定带轮的基准直径Dd1 并验算带速V

①最开始选择小带轮的基准直径Dd1

由表8-6和表8-8，选取小带轮的基准直径Dd1=40mm，

② 验算带速V ，按式（4-6）验算带的速度

V??Dd1*n160*1000??*40*150060*1000?5.86m/s 因为5m/s?V?30m/s，故带速合适 ③ 计算大带轮的基准直径，根据式（4-7）

计算大带轮的基准直径Dd2

Dd2=i*Dd1=1.5*40=60mm 根据表8-8，圆整为Dd2=63mm

（4）确定V带的中心距a和基准长度ld

①根据式（4-8），初定中心距110mm ②由式（4-8）计算带所需的基准长度

2ld0?2a0??2(Dd1?D)??Dd2?Dd1?d24a0 2ld0?2*110??(40?63)??63?40? 24*110ld0?220?161.71?1.2ld0?382.91mm 由表8-5初步选择带的基准长度ld=400mm ③按式（4-9）计算实际中心距a

a?ald?ld00?2 a?110?400?382.92 a?118（5）验算小带轮上的包角?1

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（4-6） 4-7） 4-8）

4-9）

（ （ （天津工业大学2014届本科生毕业设计

57.3a57.3 ?1?180??63?40?* （4-10）

?1?180??Dd2?Dd1?*118?1?168.8?90（6）计算带的根数z

①计算单根V带的额定功率Pr

由Dd1=40mm和n1=1500r/min ,查表8-40a,得P0=2.32KW 根据n1=1500r/min ,i=1.5 ,和Y型带，查表8-4b得， ?P0?0.46

查表8-5得, K?0.96??0.98 ， 查表8-2得，Kl ，于是

Pr??P0??P0?*K?*Kl?7.36 ②计算V带的根数Z

z?PcaP?8.25?1.12 r7.36故取1根

（7）计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min 由表8-3得，Y型带的单位长度质量q=0.02kg/m 所以

?F?2.5?K??*Pca0?min?500*KZ*V?q*v2a* ?F?2.5?0.98?*8.250?min?500*0.98*1*5.86?0.02*5.862 ?F0?min?110N应使带的实际初拉力F0??F0?min （8）计算压轴力Fp

压轴力的最小值为

?Fp?min?2*z?F?10?min*sin2 ?Fp?min?2*1*110*sin1682 ?Fp?min?220N

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4-11）

4-12） 4-13）

4-14） （（ （ （天津工业大学2014届本科生毕业设计

第五章 滚珠丝杠设计计算与校核

5.1 滚珠丝杠特点介绍

滚珠丝杠的特性是将螺旋运动转化为上下直线或左右直线运动或直线运动转换为螺旋运动的一种机构，本文所用到的是滚珠丝杠前一个特性——将回转运动转化为直线运动。

它是由螺杆，滚珠，螺母三大部件组成的，它的重要意义就是将运动由某一种形式转换为另一种形式，由于摩擦阻力小，可逆性，高效率，精度较高等特点，滚珠丝杠被广泛应用于很多种工业和精密仪器设备。 （1）方案的选择——滚珠丝杠和滑动丝杠

因为滚动丝杠副的运动是靠丝杠轴与螺母之间的很多圆形滚珠在做滚动运动，所以相对滑动丝杠相比，所使他们运动的驱动力矩不同，滚珠丝杠的驱动力矩约是滑动丝杠副的三分之一，在省电方面很有帮助 （2）微进给

由于滚动丝杠是靠很多圆形的滚珠施以运动，启动力矩小，不会出现滑动爬行现象，嫩保证精确的微进给。 （3）高速进给

滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动) （4）刚性高，无侧间隙

因为滚珠与螺母产生斥力，而滚珠丝杠给滚珠施加予压力予压力也可使轴向间隙达到负值，从而能使丝母刚性得到加强。

5.2滚珠丝杠的设计与计算

工作台重量

W1=30KG=300N

工件及夹具最大重量W2=100N 工作台最大行程

LK=200mm

工作台导轨的摩擦系数为u=0.1

V快速进给速度 max=4m/min

定位精度为20um/300mm 全行程25um

重复定位精度为10um

要求寿命为10000小时（单班制工作十年）

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各种切削方式的纵向切削力Fa , 时间比例q , 速度V 及其他见下表

纵向切削力 垂向切削力 进给速度 切削方式 Pxi(N) Pzi(N) Vi(m/min) 强力切削 2000 1200 0.6 表1 各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q

工作时间百分比 % 丝杠转速 丝杠轴向载荷 r/min (N) 2200 10 30 50 ５ 60 80 100 375 一般切削 1000 精切削 500 200 0 0.8 1 ４ 1150 620 1000 500 快速进给 0 （1） 确定滚珠丝杠副的导程

V P?max （5-1）

hi*nmax

Vmax：工作台最高移动速度 nmax：电机最高转速；

I ：传动比

电机与丝杠间为直接连接式，i=1

n由上表查得V1=4m/min，max=1200r/min

Ph?4000?3.333mm 1200查《现代机床设计手册》取P?4mm

h（2）确定当量载荷与当量转速

Vi ① 各种切削方式下，滚珠丝杠转速n?

iph由上表查的代入得，

v1=0.6, v2=0.8, v3=1, V4=4

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