（毕业设计全套）XK7130数控铣床主传动部件及立柱设计（打包下载）

故。

按轴上零件的装配方案和定位要求，从处起逐确定各轴段的直径。

在实际的设计中，轴的直径亦可凭设计者的经验确定，或参考同类机器用类比的方法确定。

有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。

安装标准件的部位的轴径，应取为相应的标准值及所选的配合公差。

且在这样的轴段需.的碳氮共渗层。

为了使带轮轴承等有配合要求的零件装配拆卸方便，并减少配合面的擦伤，在配合轴段前应采用较小的直径，发挥轴肩的作用。

确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时还需要保证零件所需的装配或调整空间。

轴的各段长度主要是根据各零件与轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件必要的空隙来确定的。

为了保证轴向定位可靠与带轮等零件相配合部分的轴段长度般应比轮毂长度短，所以取.主轴悬伸量与前端轴颈之比可按下表.选择表.主轴悬伸量与前端轴颈之比机床和主轴的类型通用和精密机床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承和支架中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸较长的精密镗床和内圆磨床孔加工机床应用加工细长孔的机床，由加工技术决定，需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，因切削较长而不适用于有高精度要求的机床.取主轴合理跨距的选择在具体设计时，常常由于结构上的限制，实际跨距最佳合理跨距。

这样就造成主轴组件的刚度损失。

在设计中般认为时，刚度损失不大左右。

应该认为在合理范围之内，称之为合理跨距，合理跨距是个区域。

提高主轴强度的措施轴和轴上零件的结构工艺及轴上零件的安装布置等对轴的强度有很大的影响，所以应在这些方面进行考虑，以利提高轴的承载的能力，减小轴的尺寸和机器的质量，降低制造成本。

合理布置轴上零件以减小轴的载荷。

为了减小轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴承，并尽可能不采用悬臂的支承形式，力求缩短支承跨距及悬臂长度。

通常轴是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处产生应力集中，轴的疲劳破坏也常常发生在此处。

轴肩要采用较大的减小应力集中选择合适的配合关系可在轮毂或轴上开减载槽切制螺纹处的应力集中较大，应避免在轴上受载较大的区段切制螺纹。

改进轴的表面质量提高轴的疲劳强度。

轴的表面愈粗糙，疲劳强度愈低。

因此，应合理减小轴的表面及圆角处的，提高轴的疲劳强度。

表面强化处理的方法有表面高频淬火表面渗碳氮化碾压喷丸等强化处理。

轴的结构工艺性轴的结构工艺性指轴的结构形式应便于加工和装配轴上的零件，生产率高，成本低。

般说，轴的结构越简单，工艺性越好。

因此，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简单。

为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出的倒角需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。

为了减少加工刀具种类和提高劳动生产率，轴上直径相近处的圆角倒角键槽宽度砂轮越程槽宽度和退刀槽宽度等应尽量采用相同的尺寸。

主轴结构设计如下图图.主轴结构示意图.主轴强度的校核常见轴材料见表.所示。

表.常见轴材料轴的材料按扭转强度进行计算下面这种方法只是按轴所承受的扭矩来计算轴的强度如果还承受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的方法予以考虑。

在作轴的结构设计时通常用这种方法初步估算轴径。

对于不大重要的轴，也可作为计算结果。

轴的扭转强度条件为扭转切应力，单位轴所受的扭矩，单位为轴的抗扭截面系数，单位为轴的转速，单位为轴传递的功率，单位为计算截面处轴的直径，单位为许用扭转切应力，单位为由上式可的直径式中对于空心轴应当指出，当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。

对于直径的轴，有个键槽时，轴径应增大。

对于直径的轴，有个键槽时，轴径应增大有两个键槽时，应增大。

然后将轴径圆整为标准直径。

应当注意，这样求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。

强度校核计算轴的精确计算主要是轴的强度和刚度校核计算，且在满足轴的强度和刚度要求，必要时还应进行轴的振动稳定性计算。

进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选用许用应力。

铣床机械主轴既承受弯矩又承受扭矩，应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度进行精确校核计算。

.按扭转强度条件进行校核计算。

式中扭转切应力，单位。

轴所受的扭矩，单位为。

计算截面处轴的直径，单位为。

许用扭转切应力，单位为。

轴的抗扭截面系数，单位为。

由机械设计手册表查得为由机械设计课程设计手册表可查得。

将以上各值代入式得按弯扭合成强度计算过轴的结构设计，轴上零件的位置，外载荷和支反力的作用位置都已确定，算出轴上载荷。

由金属切削手册表得表.参数表项目参数数值出处金属切削手册表表.齿表.表由金属切削机床夹具设计手册表得查手册表逆铣时得所以，求出支反力已知联立解得刚度校核计算轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。

若变形量超过了允许的限度，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。

对于制造产品的铣床主轴来说刚度是关键。

由误差复映原理可知，刚度较差的机床造出的产品，根本就谈不上精度。

因此，本次设计的主轴必须校核刚度。

轴的弯曲刚度以挠度和偏转角来度量的扭转刚度以扭转角来度量。

主要任务是计算主轴在受载时的变形量，并控制其在允许范围内。

刚度校核计算阶梯轴的刚度条件扭矩，单位为剪切弹性模量，单位为，对于各种钢材，极惯性矩，单位为阶梯轴受扭矩的长度，单位为阶梯轴受扭矩轴段数阶梯轴第段上的扭矩长度惯性矩由机械设计查得，显然，。

故满足刚度条件。

第五章立柱结构设计.立柱的结构选型与三维建模机架型式有三梁四柱式三梁双柱式整体框架式。

通过比较这几种型式，选择整体框架式机架。

整体焊接式框架是常见的型式，组成个刚性的封闭框架，承受全部工作载荷。

图立柱的结构立柱的设计老师建议采用三维建模的形式进行。

三维设计应用的趋势三维设计即实体建模技术。

比较二维软件，三维软件的革新之处在于产品形象直观，方便理解，不易出错。

可评估配合和公差，易于纠错。

能设计大型装配。

创建即时工程图。

可根据所设计的实体模型自动创建等轴测视图爆炸视图局部视图和剖面视图。

方便修改设计。

三维设计中工程图相互关联。

对实体模型的设计进行更改时，可自动更改所有相关工程图和关联视图。

在下游的工程和制造工作可使用设计数据，提高产品制造效率三维设计软件的集成模块可直接将设计数据导入应力分析切削创建和数控编程。

电子模型节省制造样机的时间和成本。

由于上述功能，自上世纪年代起，国际设计领域已逐渐转向三维技术。

下图按用户数量比例列出了种主流设计软件，其中三维数据格式已占大部分。

据国外用户的资料，三维实体建模技术的应用有效缩短设计周期提高产品质量和削减开发成本。

应用三维软件也有助于国际间数据的交流。

为与国际的接轨，应用三维设计已是势在必行。

选择三维设计软件的关键考虑因素是否易于使用早期三维软件较为复杂，学习和培训周期长，不易操作。

随着技术的改进，现在已出现了等较为操作的三维软件，其易用性好于平面。

设计效率是否高效双向关联性和参数化设计能力双向关联是指模型的所有元素都是相互关联。

在装配体模型工程图局部视图和物料清单之间都是双向。

旦对其中的任何数据进行更改，都将在所有关联文件中自动进行相应更改。

参数化设计在创建设计模型时，所有特征和尺寸作为设计参数进行保存。

通过修改参数值可以迅速更改设计。

设计大型装配的能力与等桌面效率工具的集成程度辅助工具。

是否具备分析工具设计交流等工具，并与辅助工具集成。

应用基础。

应用的广泛程度和教育教学方面的广泛程度。

的功能从功能和需求角度综合评估，是较好的种三维设计工具。

理由如下应用基础广泛。

是目前世界范围内应用最广的设计格式。

多数学校已将列入教学。

方便易用。

功能特性较为齐全。

提供多种文件转换程序，方便管理旧有二维数据。

特别面向，提供对格式文件进行数据转换的插件。

提供零件库功能，节省设计资源。

设计中来自外购的零件大部分可从在线零件库选取。

设计功能与分析功能集成，方便设计验证.立柱结构的有限元分析为用户提供了容易使用的有限元分析工具。

通过在计算机上测试您的设计而取代昂贵并费时的实地测试可帮助您降低成本及上市时间。

公司推出分析软件，将验证这步骤整合到设计过程中，让设计者可轻易寻找和纠正设计中可能存在的缺陷。

利用自带的有限元分析软件对立柱单侧承载梁进行加载分析，模拟本试验台的最大工作载荷。

图启动.材料号数零件名称材料质量体积立柱碳素钢图选择材料.载荷和约束信息约束假设端固定框架单侧承载梁于面.图设定约束载荷加载液压力框架单侧承载梁于面应用法向力.使用均匀分布图选择载荷作用面图填写载荷大小.算例属性网格信息网格类型实体网格所用网格器标准自动过渡关闭光滑表面打开雅各宾式检查单元大小.公差.品质高单元数节数完成网格的时间时分秒计算机名解算器信息品质高解算器类型自动图采用系统默认网格划分设置图运行分析中结果图图显示分析结果应力图名称类型最小位置最大位置图解应力.，.，图框架应力分析结果位移图名称类型最小位置最大位置图解合位移结论通过模拟本试验台的最大加载载荷，单侧最大承载。

通过对立柱单侧承载梁进行加载分析，结果安全系数为.，完全满足本试验台设计时出定的安全系数.的要求。

所以本框架的结构可行。

图框架位移分析结果.附录材料名称碳素钢材料来源所使用的材质材料模型类型线性弹性同向性属性名称数值单位弹性模量.泊松比.质量密度屈服强度.设计分析结果基于线性静态分析，且材料设想为同象性。

线性静态分析设想材料行为为线性，与定律相符。

诱导位移很小以致由于载荷可忽略刚性变化。

载荷缓慢应用以便忽略动态效果。

结论短短的几个月的毕业设计是我们对大学的机械知识的整体总结，也是理论与实践的结合，通过这次毕业设计我们收益非浅，这次设计，主要是对立式数控铣床主传动系统进行设计。

在进行毕业设计中，我学到了许多新的知识。

我深刻的认识到，要想成为名合格技术人员只掌握本专业的知识是远远不够的，我们应该具有更加渊博的知识。