（全套dwg图纸）五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计（含毕业论文）

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五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计摘要忽略不计，所以常取孔径的极限值为此时，刚度削弱小于。按照任务书的要求及综合各轴段直径的实际大小，确定内孔直径。.主轴端部形状的选择机床主轴的轴端般用于安装刀具夹持工件或夹具。在结构上，应能保证定位准确安装可靠连接牢固装卸方便，并能传递足够的扭矩。目前，主轴端部的结构形状都已标准化。.主轴悬伸量的确定主轴悬伸量是指主轴前端面到前支承径向反力作用中点般即为前径向支承中点的距离。它主要取决于主轴端部结构型式和尺寸前支承的轴承配置和密封装置等，有的还与机床其他结构参数有关，如工作台的行程等，因此主要由结构设计确定。悬伸量值对主轴部件的刚度和抗振性具有较大的影响。因此，确定悬伸量的原则，是在满足结构要求的前提下尽可能取小值，同时应在设计时采取措施缩减值。.主轴支承跨距的确定支承跨距是指主轴相邻两支承反力作用点之间的距离。跨距是决定主轴系统动静刚度的重要影响因素。合理确定支承跨距，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之。最优跨距是指在切削力作用下，主轴前端的柔度值最小时的跨距。其推导公式是在静态力作用下进行的。实验证明，动态作用下最优跨距很接近于推得的最优值。最优跨距可按下列公式计算.式中式中主轴前端悬伸长，单位为材料的弹性模量，单位为轴惯性矩，单位为前轴承刚度值，单位为后轴承刚度值，单位为。按上式计算最优跨距，计算过程如下.式中主轴跨距部分的平均直径，单位为主轴跨距部分的平均孔颈，单位为。由式.得由参考文献中图.确定，由主轴材料为查得材料的弹性模量由主轴的结构形式确定主轴前端悬伸长将上述参数值代入公式，得，将，值代入公式.，得按照结构设计的要求，取。由于，故满足设计要求。主轴受力分析轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常常将轴上的分布载荷简化为集中力，其作用点取为载荷分布段的中点。而作用在轴上的扭矩，般从传动件轮毂宽度的中点算起。图.轴承受力图主轴上的轴承采用端固定，另端游动的支承形式。图示.为轴承在空间力系的总受力图，它可分解为铅垂面图.和水平面图.两个平面力系。由公式.得出切向铣削力径向负荷切向负荷轴向负荷图.静不定梁铅垂面分解图由于此主轴的受力属于简单静不定梁类型，所以要以静不定梁的受力方法来解决问题。图示.为静不定梁的铅垂面受力图。为了使其变形与原静不定梁相同，必须满足变形协调条件，即要求。利用叠加法，得挠度为.式中径向切向负荷分力，单位为径向切向负荷，单位为材料的弹性模量，轴惯性矩，。由公式.得。将，代入公式.，则铅垂面的挠度为得得得将，代入公式.，则水平面的挠度为得得得机构草图受力简图水平面受力水平面弯矩图垂直面受力垂直面弯矩图合成弯矩图转矩图图.轴的结构和载荷图段支承反力水平面垂直面段支承反力水平面垂直面段支承反力水平面垂直面段支承反力水平面垂直面轴的受力简图水平面及垂直面受力简图见图.。段弯矩水平面垂直面合成段弯矩水平面垂直面合成段弯矩水平面垂直面合成段弯矩水平面垂直面合成轴的水平面垂直面及合成弯矩图见图.。已知小带轮的输出功率为，同步带的传动效率为。所以，大带轮的输出功率为则大带轮的输出转矩为轴的转矩图见图.。主轴的强度校核从合成弯矩图和转矩图上得知，主轴在截面处承受了较大的弯矩，并且还受到带轮传动所带来的扭矩。因此，这两个截面是危险截面。在校核主轴的强度时应按弯扭合成强度条件进行计算。轴的弯扭合成强度条件为.式中轴的计算应力，轴的抗弯截面系数，折合系数轴的许用弯曲应力，轴所受的扭矩，单位为轴所受的弯矩，单位为。轴的抗弯截面系数为式中轴颈处直径，单位为，此处，为轴孔直径。得根据主轴材料为，查得许用弯曲应力。按扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数。将上述参数代入公式.，则轴的计算应力为因为，所以主轴的强度符合要求。主轴的刚度校核轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。对于本课题的主轴，应该按轴的弯曲刚度校核。轴计算刚度经验公式为.式中轴的计算挠度，单位为轴惯性量，单位为轴所用材料的弹性模量，单位为支承跨度，单位为轴所受圆周力，单位为轴所受径向力，单位为。轴的允许挠度，单位为已知