目录 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1课题研究的目的及意义1 1.2国内外机床的发展现状1 1.3机床的发展趋势3 1.4目前铣床方面存在的一些问题4 1.5立式升降台铣床其主要组成部分5 1.5.1铣头5 1.5.2主轴5 1.5.3工作台5 1.5.4床鞍5 1.5.5升降台6 1.6立铣头结构6 2总体设计7 2.1立铣头的功能分析7 2.2方案的提出7 2.3详细的设计10 2.3.1分析拟定传动方案10 2.3.2选择电动机11 2.4进给转速图和传动系统图的设计12 2.4.1设计步骤12 2.4.2确定极限转速13 2.4.3确定公比13 2.4.4求出主轴转速级数13 2.4.5绘制转速图13 2.4.6应该注意的问题14 2.5铣削三要素与计算14 2.5.1铣削三要素14 2.5.2进给量14 2.5.3背吃刀量和侧吃刀量14 2.5.4切削深度14 2.5.5切削层宽度15 2.5.6切削层面积15 2.6铣削用量的选择15 2.6.1铣削用量的选择原则15 2.6.2铣削吃刀量的选择16 2．7切削液16 2.7.1切削液的作用16 2.7.2切削液的加注方法17 2.8铣床加工误差、故障分析及排除方法17 2.9铣床及其刀具的介绍18 2.9.1铣床的介绍18 2.9.2铣刀的名称与用途21 3主轴的设计23 3.1主轴的基本要求23 3.1.1旋转精度23 3.1.2刚度23 3.1.3抗振性24 3.2主轴组件的布局26 3.2.1适应刚度和承载能力的要求26 3.2.2适应精度的要求27 3.2.3适应结构要求27 3.2.4适应经济性要求27 3.3主轴结构的初步拟定27 3.4主轴的材料与热处理28 3.5主轴的技术要求29 3.5.1轴颈29 3.5.2内锥孔29 3.6主轴结构图29 3.7主轴组件的润滑和密封29 3.7.1主轴组件的润滑29 3.7.2主轴组件的密封30 4铣床附件及夹具31 4.1铣床常用附件31 4.1.1平口钳31 4.1.2回转工作台31 4.1.3立铣头32 4.1.4万能分度头32 4.2分度头的结构32 4.2.1.主轴33 4.2.2.本体33 4.2.3支座33 4.2.4端盖33 4.2.5分度盘33 4.2.6蜗轮副间隙调整及蜗杆脱落机构33 4.2.7主轴锁紧机构34 4.3分度头的传动系统34 4.3.1.分度头的分度方法34 5.传动件的选型及校核38 5.1轴38 5.1.1轴的拟定38 5.1.2计算轴的功率、转速及轴颈38 5.1.3轴的强度校核计算40 5.2齿轮42 5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数42 5.2.2计算齿轮参数42 5.2.3验算齿轮的弯曲强度43 5.2.4计算主要几何参数43 5.2.5润滑43 5.3滚动轴承44 5.4键的验算44 5.5轴的强度校核计算45 5.5.1传动轴校核计算45 5.5.2主轴校核46 6结论47 参考文献47 致谢48 设计（）知识产权声明48 设计（）独创性声明49 2总体设计 2.1立铣头的功能分析 立式铣床通常用于切削平面和沟槽；铣床立铣头可绕水平轴在垂直平面内作90°回转调整，因而可切削斜面；若机床上采用分度头或圆形工作台，可又切削齿轮、铰刀和钻头的螺旋面，以及凸轮和圆弧槽等，在特殊的情况下还可换上钻头当作钻床使用。因而大大的提高了机床的通用性，对资源的节约有着至关重要的作用。 2.2方案的提出 立式铣床与卧式铣床的主要区别是主轴是竖直安装的，也就是用立铣头代替卧式铣床的水平主轴、悬梁、刀杆及其支撑部分。立铣头的作用是关系到机床本身性能的重要环节。由于整个切削环节在于立铣头，所以产生切削力也是靠整个立铣头，电机带动主轴运转，铣刀同时也跟着运动，从而达到切削工件的目的。 研究方案： 方案一：如图下图2.1所示，是铣床传动系统的总体布局。传动系统通过齿轮来进行传递，中间环节有两个伞齿轮进行传递，它不仅可以传递力而且还可以对机床立铣头进行定位控制。 2.3详细的设计 传动装置的设计，机械传动装置的总体设计包括分析拟定传动方案，选择电动机型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数等内容。它为各级传动件设计和装配图绘制提供依据。 2.3.1分析拟定传动方案 机器常由原动机、传动装置及工作部分组成。合理的传动方案不仅满足工作部分的要求，而且还要工作可靠、结构简单紧凑、加工简单、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。因此，设计时应先保证重点，并统筹兼顾其他条件。 分析和选择传动机构的类型及组合，合理布置传动顺序，是拟定传动方案的重要一环，通常考虑以下几点： （1）带传动由于其承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其它传动形式较大，但传动平稳，能吸振缓冲，因此用于传动系统的高速级。 （2）链传动运转不平稳，且有冲击，以布置在传动的低速级。 （3）蜗杆传动传动比较大，承载能力较齿轮传动低，故一般放在高速级，获得较小的结构尺寸和较高的齿面相对滑动速度，以便于形成液体动压润滑膜，提高承载能力和传动效率。 （4）斜齿圆柱齿轮传动因斜齿圆柱齿轮加工较困难，相对可用于高速级，并限制传动比。 （5）开式齿轮传动其工作环境一般较差，润滑条件不好，故寿命较短，宜布置在传动装置的低速级。 故立式铣床立铣头采用齿轮传动，传动形式采用集中式传动，传动系统采用多联滑移齿轮变速。 传动系统一般由动力源、变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保险机构运动转换元件和执行元件等组成。 换向机构一种是进给电动机换向，换向方便，但换向次数不能太频繁。另一种是用齿轮换向（圆柱齿轮或锥齿轮），这种换向机构可靠，广泛用于各种机床中。本课题采用圆锥齿轮换向比较适宜。 过载保险机构其作用是在过载是自动断开进给运动，过载排除后自动接通。常用的是牙嵌式离合器、片式离合器。 牙嵌式离合器利用两半离合器端面上的牙互相嵌合或脱开以达到主、从动轴的离合、牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和螺旋形等几种形式。由于同时参与嵌合的牙数多，故承载较高，适用范围广泛.外形尺寸小，传递转矩大，接合后主从动轴无相对滑动，传动比不变。但接合时有冲击，适合于静止接合，或转速差较小时接合(对矩形牙转速差≤10r/mi
n，对其余牙形≤300r/mi
n)，主要用于低速机械的传动轴系。 电磁片式离合器由内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块和空套齿轮组成。离合器左右两部门结构是相同的。左离合器传动轴正转，用于切削加工。需要传递的转矩较大，片数较多。右离合器用来传动轴反转，主要用于退回，片数较少。这种离合器的工作原理是，内摩擦片的花键孔装在轴的花键上，随轴旋转。外摩擦片的孔为圆孔，直径略大于花键外径。外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮的缺口之中。内外摩擦片相间安装。用杆通过销向左推动压块时，将内片与外片相互压紧。轴的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传递给齿轮，使主轴正传。同理，当压块向右时，使主轴反转。压块处于中间位置时，左、右离合器都脱开，该轴以后的各轴停转，过载排除后通过电气开关实现互锁。故本课题选择使用片式离合器。