列度。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计初算时，可查金属切削机床设计第页表，如下表所示表主轴的悬伸量与直径之比类型机床和主轴的类型Ⅰ通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求Ⅱ中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长不是细长的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求Ⅲ孔加工机床，专用加工细长深孔的机床，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的机床根据上表所列，所设计的组合机床属于Ⅱ型，所以取为，即初取。主轴支承跨距主轴支承跨距是指主轴前后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考合理合理，用于悬伸长度较小时合理，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取合理为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距合理初取。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图所示锥度图主轴结构图主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与般轴着重于强度的情况不样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括主轴端部挠度和主轴倾角的计算。主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，般计算主轴端部最大挠度。支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图所示若前支承有两个以上滚动轴承，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图所示图主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图所示。主轴的挠度查材料力学第页的表，对图作更进步的分析，如下图所示根据图，可得此时的最大挠度其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图固定端梁在载荷作用下的变形主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴端部的最大挠度主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。根据图，可得此时的最大倾角其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴倾角为铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计查组合机床设计第册中机械部分的第页，可知当最大最大时，刚性主轴的刚度满足要求。此处的最大，最大即为最大挠度和最大倾角，为主轴支承跨距。将已知数据和代入，即可得初步设计的主轴满足刚度要求。主轴组件的润滑和密封主轴轴承的润滑润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。加润滑脂时，应该注意润滑脂的充填量不能过多，不能把轴承的空间填满，否则会引起过高的发热，并使润滑脂熔化流出而恶化润滑效果。主轴组件的密封密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。机床主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及机床的外观。主轴组件密封装置的功用密封装置的功用是防止润滑剂从主轴组件及传动部件中泄漏，从而避免浪费，保护工作环境，防止冷却液及杂物如灰尘脏物水气和切屑等从外面进入部件内，以减少机床零件的腐蚀及磨损，延长其使用寿命。对主轴组件密封装置的要求对主轴组件密封装置的要求是在定的压力温度范围内具有良好的密封性能铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计由密封装置所形成的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定耐腐蚀磨损小工作寿命长，磨损后，在定程度上能自动补偿结构简单装卸方便。对具体的主轴组件及传动部件，应根据实际情况选择有效而又经济密封装置。主轴组件密封装置的类型主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种具有弹性元件的接触式密封装置皮碗油封式密封装置具有金属和石墨元件的接触式密封装置挡油圈式和螺旋沟式密封装置圈形间隙式油沟式和迷宫式密封装置立式主轴的密封装置等。主轴组件密封装置的选择选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件密封处主轴颈的线速度所用润滑剂的种类及其物理化学性质主轴组件的工作温度周围介质的情况主轴组件的结构特点密封装置的主要用途等。综合考虑上述因素，主轴前支承处，为了更好地防止外界的灰尘屑末等杂物进入，故考虑选用迷宫式密封，形成条长而曲曲折折的通道，径向尺寸不超过，中填润滑脂，轴向尺寸不超过。查机械设计课程设计手册第页表，可得此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图所示图迷宫式密封装置的结构参数其中，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴组件中相关部件轴肩挡圈前支承双向心华副教授表示深命令执行机构动作,指纹锁打开。本系统硬件设计分为人机接口部分指纹模块电压检测看门狗电路执行开锁机构七个部分。其中单片机部分是它的核心组成部分。图基于单片机的指纹锁的系统功能图系统硬件组成以单片机为核心的门锁控制电路原理图如图所示。强大的口多达个，可以满足外设部分的键盘液晶显示指示灯按键蜂鸣器等的需求。键盘是用来输入密码的，显示用户输入密码时是否有键按下，蜂鸣器用来提醒用户操作是否成功或是发出报警提示。整个系统的硬件结构如图，由于是个独立的系统，可直接输出匹配结果，所以直接与单片机的口相连，并且中间用开关去控制是否选择指纹开锁。掉电不消失的擦写存储器单片机指纹模块人机接口显示键盘执行开锁机构湖南工业大学本科毕业设计论文指纹模块指纹输入确认键显示指纹模块连接部分存储器看门狗电路部分芯片键盘部分显示部分人机接口电压监测部分芯片图系统硬件系统图人机接口部分键盘部分本系统键盘设计采用独立式键盘设计。把这些键盘与单片机的口相连，可以充分利用的口资源，降低硬件和驱动设计难度，提高整个系统的稳定性，并在定程度上降低设备的生产成本。连接图如下图示图键盘与显示设计显示部分湖南工业大学本科毕业设计论文接地蜂鸣器显示部分口用来接数码管，用来显示按键是否按下，显示块是发光二极管显示字段的显示器件。在该系统中使用的是段这种显示块共有共阴极与共阳极两种,本设计将用共阴极，如图。为了帮组用户确认是否有键按下,我们特在电路中设置了该模拟显示电路而为了防止密码外泄显示时,并不是显示用户按下的数字符号,而是以个特定的字母符号提醒用户是否有键按下有键按下,就会显示出字符,没有键按下,则不会显示字符这样既巧妙地提醒了用户又保护了用户密码,此乃本设计可靠性优点之。其电路设计简单，现只把连接方法说明，。报警模块该系统用蜂鸣器来实现告警功能，输入指纹或密码输入或输入超过次数告警，蜂鸣器响。当用户键入密码时,系统就会报警,由蜂鸣器发出秒报警当连续三次出现密码时，则蜂鸣器报警不止，这时必须按复位方可停止，此乃安全可靠性能之，如图所示。图报警模块电路设计电源监视电路与存储器接口,是带有串行口的监控器,单片机通过线与它进行通讯。因为对电压的要求比较严格,当电压较低时,单片机就无法将数据写进或读出。这里对系统的电源电压进行检测,它采用的是由高精确度低功耗标准电压源比较器滞后电路,和个输出驱动组成。它可检测的电压为,通过电阻分压或二极管来改变检测电压为。当输入电压大于检测电压时,其输出输出为高,当输入电压小于检测电压时,输出电压为低系统工作时实时检测的电平高低，保证系统正常工作。湖南工业大学本科毕业设计论文看门狗定时电路看门狗定时器电路检测的输入来判断单片机是否正常工作。在设定的定时时间内,微处理器必须在引脚上产生个由高到低的电平变化,否则将产生个复位信号。在内部的个控制器中有两位可编程位决定了定时周期的长短。单片机可通过指令来改变两位,从而改变看门狗的定时时间长短。开锁执行机构单片机门块开锁模列度。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计初算时，可查金属切削机床设计第页表，如下表所示表主轴的悬伸量与直径之比类型机床和主轴的类型Ⅰ通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求Ⅱ中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长不是细长的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求Ⅲ孔加工机床，专用加工细长深孔的机床，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的机床根据上表所列，所设计的组合机床属于Ⅱ型，所以取为，即初取。主轴支承跨距主轴支承跨距是指主轴前后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考合理合理，用于悬伸长度较小时合理，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取合理为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距合理初取。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图所示锥度图主轴结构图主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与般轴着重于强度的情况不样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括主轴端部挠度和主轴倾角的计算。主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，般计算主轴端部最大挠度。支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图所示若前支承有两个以上滚动轴承，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图所示图主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图所示。主轴的挠度查材料力学第页的表，对图作更进步的分析，如下图所示根据图，可得此时的最大挠度其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图固定端梁在载荷作用下的变形主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴端部的最大挠度主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴