（定稿）大直径辊筒双头镗孔专机的设计（全套下载）

方案二本方案将三个旋转轴固定在带导轨的可移动板上，只需要个液压缸就可以使三个旋转轴同时运动，这保证了自定心夹紧原理中的夹紧件的同步运动采用的内外花键配合使轴旋转，因矩形花键在轴与毂孔上直接而均匀地制出较多齿与槽，故连接时受力较均匀内外花键的齿数较多故可承受较大的载荷进给时内外花键的导向性好。

方案三方案三是在方案的基础上提出的，将三个旋转柄分别进给改为只有个轴具有进给运动，此方案只适用于承载装置单方向移动到主轴位置时。

方案与方案二相比，方案中的三个旋转轴的进给互不影响更具有灵活性，并且承载轴的板是固定的，在夹紧镗孔的过程中方案比方案二中可移动的板刚度要好。

而方案二中采用整体式移动，能保证三轴进给的同步性，采用的矩形花键配合使承受载荷能力高，进给时导向性好，但可移动板的刚性不高。

方案与方案三相比，方案三只适用于承载装置单向运动的场合，具有局限性。

.方案的选择确定承载装置的方案选择通过承载装置三个方案的设计及各方案的对比分析，分析出了各方案的优缺点，并结合承载装置的使用情况等确定方案为最佳方案，即采用齿轮传动的驱动方式，定位形式采用直面与斜面定位的方式。

自定心装置的方案选择综合上文对自定心装置的设计及三个方案的对比分析，确定方案二为最佳方案，即采用三个旋转轴固定在带矩形导轨的可移动板上，个液压缸作进给原动机，另个液压缸作旋转运动原动机采用矩形花键传递转矩并且起很好的导向作用采用扭杆弹簧对旋转柄进行限位。

理论计算及关键零部件的校核.理论计算电动机的选择电动机类型的选择因该承载装置采用齿轮传动，而齿轮仅有二级齿轮，若采用般的三相异步电动机驱动，因三相异步电动机转速较高，故驱动轴的转速会很高，不适于重载装置的传动，因而考虑到采用齿轮减速电动机，选择转速的电机传动。

齿轮减速电动机，在传递动力与运动的机构中应用范围非常广泛，它利用齿轮的速度转换器将电机的回转数减速到所要的回转数并得到较大转矩的机构减速电动机，电压分为单相与三相的，功率分别有，.，.，.，.，.。

电动机功率计算因承载装置承载着锡林辊筒，故运动时速度不能太高，初步取定电动机转速为，齿轮模数与齿数确定后再进行确定。

方案与方案二相比，虽然方案二比方案具有定位的对中性好这优势，但是从承载装置箱体制造工艺角度来考虑，方案中的矩形箱体要比方案二中的斜面箱体容易加工或者焊接，而且方案二中的形面定位使辊筒的重量作用在斜面上的力较大，这对箱体的强度与刚度有较高的要求，相同经济条件下，方案中的承载装置更不容易变形，使用寿命更长。

方案与方案三相比，方案三对两辊筒也均采用形面定位，定位的对中性较好，而且整体结构相对方案来说更加紧凑，但是从此方案的施行角度考虑，在对道夫辊筒进行定位时，小形块外表面与大形块的内表面进行配合时配合要求比较高，使用段时间后由于大形块内表面的变形量会使配合精度较低。

方案二与方案三相比，方案三比方案二结构紧凑，方案二的箱体结构较复杂，此两种方案采用的形面定位对定位装置的材料要求较高，若采用方案中的钢板焊接而成会影响承载装置的性能。

驱动方案的对比分析本课题承载装置设计部分驱动方式的备选方案有如下三种链传动丝杠螺母传动齿轮传动。

链传动链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣及其他不宜采用齿轮传动的场合，与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。

链传动的主要缺点链传动只能实现平行轴间链轮的同向传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比磨损后易发生跳齿工作时有噪声不宜用在载荷变化很大高速和急速反向的传动中。

齿轮传动齿轮传动是使用最多的机械传动，齿轮传动具有以下主工特点齿轮传动效率高结构紧凑设计制造正确合理使用维护良好的齿轮传动工作可靠使用寿命长传动比稳定。

但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。

丝杠螺母传动丝杠螺母传动属于螺旋传动的种，是通过螺杆和螺母的旋合传递运动和动力，它主要是将旋转运动变成直线运动，以较小的转矩得到很大的推力。

该传动类型的特点为结构简单，加工方便易于自锁运转平稳但也有以下缺点摩擦阻力大，传动效率低通常为低速或微调时可能出现爬行螺纹有侧向间隙，反向时有空行程，定位精度和轴向刚度较差磨损快。

结合本课题承载装置的设计进行分析，因该承载装置的整体尺寸较大，若采用丝杠传动，则丝杠的长度为左右，这就使得丝杠的轴向刚度较差，而且传动效率较低。

但此传动方案可以实现整个承载装置的自锁。

在轴套类工件上铣键槽及在法兰盘类零件上钻孔等情况均应保证加工部位相对于工序基准对称，根据基准重合原则，应以工序基准即工件上的对称点线面作为定位基准。

同时并保证定位基准在整个夹紧过程中是固定不动的，即定心。

由此可见，所谓定心夹紧机构，即能保证工件的对称点线面在夹紧过程中始终处于固定准确位置的夹紧机构。

因工件定位面存在加工误差，若保证定位基准定心，其夹具定位元件必定可动，并且能随定位表面尺寸的变化相对定位基准作等距离的移近或退出，如三爪定心卡盘，这样才能起到良好的定心作用。

故该种夹紧机构的定位元件与夹紧元件是合的，且定位和夹紧动作同步进行，如此有利于缩短时间，提高效率。

但本课题中的双头镗孔专机的加工对象直径分别为和，此情况下实现自定心功能就比较困难，而且自定心夹紧机构的结构不紧凑。

综上分析对双头镗孔专机的自定心装置应解决的关键问题如下因该镗床专机用于加工锡林和道夫两种直径的辊筒，故该自定心夹紧机构应满足两种不同直径的自定心夹紧，且为了减小道夫辊筒小直径自定心夹紧时的夹紧行程，应使定位夹紧件有两个极限位置。

自定心原理可采用车床三爪卡盘自定心原理，但在加工大直径辊筒时三个定位夹紧件应位于极限位置，加工道夫辊筒时位于另极限位置。

最关键的问题是该自定心夹紧机构结构不紧凑，为减小机床床身体积如何合理布置自定心装置同是实现自定心夹紧。

.课题可行性分析在已知镗床主轴高度辊筒直径承载装置受力分析的结果承载装置的基本外形尺寸可初步确定。

承载装置的外形结构可类比现有的镗锡林道夫专机的结构初步拟定方案，包括承载装置的材料选择形槽的外形尺寸承载装置的长度和宽度，结合各计算参数进行精确的设计，当然这个过程可以进行适当的创新，比如锁紧卡死机构，承载装置的驱动形式。

该专机的自定心装置的设计实则是设计套自定心夹紧机构，实现对锡林和道夫辊筒的自定心夹紧，解决这问题就需要参阅大量的机床夹具设计手册，在掌握定自定心夹紧机构知识的基础上进行机构的创新，可初步确定自定心夹紧机构的方案。

但是关键的问题是如何利用结构相对紧凑的自定心机构实现对大直径辊筒的自定心夹紧，这就需要结合机床整体的设计结构的布局自定心夹紧的动力来源等进行设计。

.方案的设计与对比分析承载装置普通镗床专机的自定心装置即自定心夹紧机构的结构比较紧凑，夹紧行程小，定位精度高，对于小尺寸工件的自定心装置的设计来说比较容易实现而对于镗锡林道夫专机的自定心装置就比较复杂，不但要满足能够加工锡林和道夫两不同直径的辊筒，而且定位夹紧件在空间距离较大。

零件的结构和加工工艺分析图，图分别为梳棉机的主关件道夫辊筒锡林辊筒的零件图，该类型零件主要由腹板道夫筒体和道夫堵头结合件焊接而成的。

.辊筒的加工工艺要求辊筒应具有足够的刚性，确保在重载作用下，弯曲变形不超过许用值。

辊筒表面应有足够的硬度，般要求达到以上，具有较强的耐腐蚀能力。

镀层具有抗剥落能力，确保辊筒工作表面具有较好的耐磨性及耐腐蚀性。

辊筒工作表面应精细加工，以保证尺寸精度和表面粗糙度。

粗糙度应在.以上，不能有气孔或沟纹。

辊筒工作表面的壁厚要均匀，否则会使辊面温度不均匀，影响制品质量。

辊筒的材料应具有良好的导热性，通常采用冷硬铸铁，特殊情况采用铸钢或钼铬合金钢，无论是加热还是冷却，均能达到快速均匀。

因锡林与道夫辊筒直径较大，表面速度较高，所以，对辊筒的圆整度辊筒与轴的同心度以及锡林滚筒的动平衡等要求较高。

为减小辊筒包卷齿条后的变形程度，型梳棉机将锡林滚筒筒壁厚度加厚至，筒体内壁有加高加宽的梯形筋以增加筒体的刚性。

锡林辊筒轴与两端堵头用螺栓夹紧结构，以提高锡林的安装精度。

.辊筒的加工工艺流程锡林道夫辊筒有钢板焊接结构或铸铁滚筒两种形式，滚筒两端用堵头和裂口轴套将滚筒与轴连接在起，目前梳棉机所用锡林道夫辊筒多是整体焊接式辊筒，辊筒的加工工艺流程为将厚的钢板在卷板机上卷出圆筒的形状并焊接为圆筒，保证辊筒壁厚均匀在圆筒内壁焊接梯形筋将辊筒进行时效处理以减少残余应力在辊筒的两端分别安装内嵌有裂口锥套的堵头在辊筒两端分别固定个盖板在大直径辊筒双头镗孔专机镗锡林道夫专机上镗辊筒上与轴配合的内孔，并保证孔的同心度在磨锡林道夫专机上磨辊筒的外圆，并保证辊筒外圆的光洁度圆整度。

.零件的工艺分析与本设计课题相关的加工工序为在大直径辊筒双头镗孔专机上半精镗和精镗辊筒上与轴配合的内孔，该工序的上道工序为焊直径，辊筒双头，镗孔，专机，设计，毕业设计，全套，图纸课题介绍.课题名称.课题概述.课题背景及发展现状零件的结构和加工工艺分析.辊筒的加工工艺要求.辊筒的加工工艺流程.零件的工艺分析方案拟定.承载装置及自定心装置的设计要求承载装置的设计要求自定心装置的设计要求.课题可行性分析.方案的设计与对比分析承载装置方案设计承载装置方案的对比分析自定心装置方案设计自定心装置方案的对比分析.方案的选择确定理论计算及关键零部件的校核.理论计算电动机的选择液压缸的选择连杆机构的计算自定心装置中扭杆弹簧的计算.关键零部件的校核承载装置驱动轴的校核键联接的选择与校核轴承的校核结论参考文献致谢附录引言随着梳棉机在纺织工业中更加广泛地使用，使得梳棉机的主关件锡林辊筒与道夫辊筒的生产加工成为批量生产。

然而对于大直径锡林辊筒与道夫辊筒的镗孔加工在普通镗床上加工不能保证镗孔精度，而且加工生产劳动强度大，孔的加工精度不高，而在现代化的加工中心镗孔则会大大提高生产成本，且不利于现代化机械的合理利用。

现知梳棉机的生产纲领为台年，则锡林辊筒和道夫辊筒的生产属于批量生产，这就需要专门的镗床专机进行加工即节约成本降低劳动强度，也保证孔的同轴度和表面粗糙度，而为了保证与回转轴配合的孔的同轴度就需要对辊筒双头同时镗孔。

目前纺织机械行业镗锡林道夫辊筒孔所用专机为镗锡林道夫专机。

本课题的设计主要包括大直径辊筒双头镗孔专机的承载装置和自定心装置的设计，在深入理解课题的基础上对两部分装置分别进行了方案的对比分析，并确定出相对较合理的方案。

在各方案实现功能的基础上对两部分装置的方案均有创新，承载装置中采用齿轮减速电动机传动，提高自动化程度在自定心装置中有扭杆弹簧结构设计和整体带动部分构件运动的结构设计，这增加机构运动的同步性。

本篇设计说明在结论中对方案中出现的问题都做了分析，同时也给出了问题的改进方向。

课题介绍.课题名称本课题名称为大直径辊筒双头镗孔专机承载装置及自定心装置的设计.课题概述本课题为大直径辊筒双头镗孔专机承载装置及自定心装置的设计，主要的任务是根据给定的道夫辊筒零件图对零件进行工艺分析根据加工工艺的参数对两部分装置进行结构的设计通过对所设计的方案进行对比分析来确定最佳的方案对设计的参数进行计算和校核。

对两部分装置的概述大直径辊筒双头镗孔专机主要用于对梳棉机产品中的主关件锡林辊筒和道夫辊筒的加工，加工主要内容为对两辊筒的中心孔进行双头镗削。