毕业设计(论文)-拉花机机械结构设计及三维建模.doc

毕业设计说明书（论文）中文摘要

首先针对拉花机进行总体方案设计，进而确定拉花机的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。介绍了主轴的工作原理及关键技术。然后，确定了合理的主轴总体结构，分别对主轴的各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。最后，对主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该主轴设计符合要求。
对拉花机夹具内有合理的定位及夹紧，能够实现沿刀具径向和轴向微调，能够沿刀具轴向和径向做精确调整，能够通过简便方法实现不同直径工件的装夹定位，经过设计对拉花机进行了优化设计和合理设计，取得了良好的效果。
关键词： 拉花机，主轴组件，主轴，轴承，带轮

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毕业设计说明书（论文）外文摘要

Firstly, the overall scheme design for garland machine, which will determine the overall layout of the machine, garland, the spindle components of the design. This paper introduces the working principle and key technology of spindle. Then, the main structure reasonable, the main components were designed, produced the assembly drawing, part drawing and design specifications and design documents. Finally, the rotation of the spindle shaft and bearing are analyzed and checked, detailed calculation shows that, the spindle is designed to meet the requirements of.
A positioning and clamping the drawloom clamp, can realize the tool along the radial and axial adjustment, accurate adjustment tool can do along the axial and radial, through a simple method for different diameter of workpiece clamping and positioning, through the design of the optimization design and the reasonable design of the drawloom, achieved good results.

Keywords: garland machine, spindle, spindle, bearing, pulley

目 录

1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 国内外研究现状 2
2 拉花机的总体参数计算 4
2.1 毕业设计内容及要求 4
2.2 总体设计轮廓 4
3 电机至回转工作台之间带传动计算 5
3.1 电动机的选型 5
3.2 带传动设计 6
3.2.1 选择带型 7
3.2.2 确定带轮的基准直径并验证带速 8
3.2.3 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 8
3.2.4 确定带的根数z 9
3.2.5 确定带轮的结构和尺寸 9
3.2.6确定带的张紧装置 10
3.3 带轮1上键的选择与校核 11
3.4 带轮2上键的选择与校核 13
4 拉花工序夹具及其传动设计 15
4.1 夹具的设计要点 15
4.2 定位机构 15
4.3 夹紧机构 15
4.4 零件的夹具的加工误差分析 17
4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构 17
4.6 零件的专用夹具简单使用说明 18
4.7 夹具部位的齿轮的设计计算 19
5 回转工作台组件要求与设计计算 24
5.1 主轴的基本要求 24
5.1.1 旋转精度 24
5.1.2 刚度 24
5.1.3 抗振性 25
5.1.4 温升和热变形 25
5.1.5 耐磨性 26
5.2 主轴组件的布局 26
5.3 主轴结构的初步拟定 29
5.4 主轴的材料与热处理 29
5.5 主轴的技术要求 30
5.6 主轴直径的选择 31
5.7 主轴前后轴承的选择 31
5.8 轴承的选型及校核 32
5.9 主轴前端悬伸量 34
5.10 主轴支承跨距 35
5.11 主轴组件的验算 35
5.11.1 支承的简化 35
5.11.2 主轴的挠度 36
5.11.3 主轴倾角 37
5.12 主轴机构相关部件 38
5.12.1 主轴轴承的润滑 38
5.12.2 主轴组件的密封 38
5.12.3 轴肩挡圈 39
5.12.4 挡圈 39
5.12.5 圆螺母 39
5.12.6 挠度、转角、锁紧力的计算及校核 39
5.12.7 直线滚动导轨副的计算、选择 41
结束语 44
致 谢 45
参考文献 46

全套设计请加 197216396或401339828
全套设计请加 197216396或401339828

1 绪论
1.1 概述
机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。
机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削拉花机，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削拉花机所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%～60%，金属切削拉花机的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。
纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：知识——技术——产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。
1.2 课题研究的目的和意义
在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械 、仪器和设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的加工工作量，余额占总工作量的40%～60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。。
机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶开始发展起来的。
机床设计是设计人员根据不同使用部门的要求，运用有关的科学技术知识，进行创造性的劳动。随着生产的发展，使用的要求也不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，从而使机床的设计和制造获得了迅速的发展。
毕业设计是培养学生设计能力的重要实践环节，通过设计掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生成功的走向工作岗位。通过本次设计毕业设计对拉花机组成、控制、结构运动、设计加以了解；通过机床设计掌握拉花机设计的基本方法,并且对专用机床的设计作进一步了解；通过机床设计培养和锻炼自身的工程素质和工程实践能力。
1.3 国内外研究现状
20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第１台数控铣床问世至今已经历了50个年头。
数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受３个月以后的订货合同，生产任务饱满。
我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过４个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年８月份的上海数控机床展览会和2001年４月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。
数控技术经过50年的２个阶段和６代的发展： 第１阶段：硬件数控（NC） 第１代：1952年的电子管 第２代：1959年晶体管分离元件 第３代：1965年的小规模集成电路。第２阶段：软件数控（CNC） 第４代：1970年的小型计算机 第５代：1974年的微处理器 第６代：1990年基于个人PC机（PC-BASEO） 第６代的系统优点主要有：
（１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到５万小时以上；
（2） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；
（3） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，１年生产５万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。
发展趋势
制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势：1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计CAD化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立

2 拉花机的总体参数计算
2.1 毕业设计内容及要求
1、 功能要求：
1）能够完成调整环外圆面拉花工序加工。
2）满足零件加工精度及生产率的要求。
3）零件应当在夹具内有合理的定位及夹紧，能够实现沿刀具径向和轴向微调。
4）主轴转速应当满足工艺要求，进给精度符合要求。
2、 技术要求：
1）采用高速钢刀具加工铝合金材料的切削速度为1500m/min。
2）加工生产率约为： 1件/每分钟。
3）加工工艺系统能够沿刀具轴向和径向做精确调整。
4）性能稳定可靠、便于调整和维护。
5）能够通过简便方法实现不同直径工件的装夹定位。
6) 便于操作，操作人员可以采用坐姿完成操作加工任务。
2.2 总体设计轮廓
该拉花机用于加工调整环外圆面拉花工序，需要实现刀具径向和轴向微调，采用的是导轨结构，水平方向采用的是直线导轨副，竖直方向采用燕尾槽导轨，中间有个大圆盘，下面由一对带轮进行驱动选择，拉花工序由拉花夹具装夹工件，该夹具采用锥形套和联动的螺旋机构（利用杠杆原理，当调整后面的锥形套时，那一对压紧的 可以实现 松开或卡紧，能快速装夹工件，提高效率）

本科毕业设计说明书（论文） 第44页 共56页
3 电机至回转工作台之间带传动计算
3.1 电动机的选型
根据加工加工效率，初选Y100L2-4 Y系列三相异步电动机
表2-2 Y系列三相异步电动机
电动机型号
额定功率 KW
满载转速 r/min
堵转转矩/额定转矩
最大转矩/额定转矩
质量 Kg
Y100L2-4
3
同步转速1500 r/min,4级
满载转速1440 r/min
2.2
2.2
38

（a）
（b）
图2.1 电动机的安装及外形尺寸示意图

3.2 带传动设计
输出功率P=3kW,转速n1=1440r/min,n2=1440r/min

表4 工作情况系数
工作机
原动机
ⅰ类
ⅱ类
一天工作时间/h

10~16

10~16

载荷
平稳
液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；轻型运输机
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
载荷
变动小
带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
载荷
变动较大
螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
载荷
变动很大
破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
根据V带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查《机械设计》P296表4，
取KA＝1.1。即
3.2.1 选择带型
普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按《机械设计》P297图13－11选取。

根据算出的Pd＝3.3kW及小带轮转速n1＝1440r/min ，查图得：dd=80～100可知应选取A型V带。
3.2.2 确定带轮的基准直径并验证带速
由《机械设计》P298表13－7查得，小带轮基准直径为80～100mm
则取dd1=80mm> ddmin.=75 mm（dd1根据P295表13-4查得）
表3 V带带轮最小基准直径
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E

20
50
75
125
200
355
500

由《机械设计》P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得=80mm
① 误差验算传动比： （为弹性滑动率）
误差 符合要求
② 带速
满足5m/s<v<25~30m/s的要求，故验算带速合适。
3.2.3 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角
选取=460mm
所以有：

由《机械设计》P293表13－2查得Ld＝1120mm

符合要求。
表4. 包角修正系数
包角
220
210
200
190
180
150
170
160
140
130
120
110
100
90

1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.92
0.98
0.95
0.89
0.86
0.82
0.78
0.73
0.68
表5. 弯曲影响系数
带型

Z

A

B

C

D

E

3.2.4 确定带的根数z
根据三角带根数
式中：N1为—根三角带传动的功率，N0为单根三角带在、特定长度、平稳工作情况下传递的功率，查表得N0=2.70
C1—包角系数，查表得C1=0.98
三角带传递的功率N1=3KW
将所查数据代入可得
所以，所需带轮的根数为2
3.2.5 确定带轮的结构和尺寸
根据V带轮结构的选择条件，电机的主轴直径为d=28mm；
由《机械设计》P293 ，“V带轮的结构”判断：当3d＜dd1(90mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型辐板式带轮，这次选择H型孔板式作为小带轮。
由于dd2>300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。
总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。
带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。
3.2.6确定带的张紧装置
选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。
3.8计算压轴力
由《机械设计》P303表13－12查得，A型带的初拉力F0＝133.46N，上面已得到=153.36o，z=8，则
对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40°，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角 为32°、34°、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。
表 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）

项目
符号
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
基准宽度
b p
5.3
8.5
11.0
14.0
19.0
27.0
32.0
基准线上槽深
h amin
1.6
2.0
2.75
3.5
4.8
8.1
9.6
基准线下槽深
h fmin
4.7
7.0
8.7
10.8
14.3
19.9
23.4
槽间距
e
8 ± 0.3
12 ± 0.3
15 ± 0.3
19 ± 0.4
25.5 ± 0.5
37 ± 0.6
44.5 ± 0.7
第一槽对称面至端面的距离
f min
6
7
9
11.5
16
23
28
最小轮缘厚

5
5.5
6
7.5
10
12
15
带轮宽
B
B =( z -1) e + 2 f   z —轮槽数
外径
d a

轮 槽 角
32°
对应的基准直径 d d
≤ 60
-
-
-
-
-
-
34°
-
≤ 80
≤ 118
≤ 190
≤ 315
-
-
36°
60
-
-
-
-
≤ 475
≤ 600
38°
-
＞ 80
＞ 118
＞ 190
＞ 315
＞ 475
＞ 600
极限偏差
± 1
± 0.5
V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：
（1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd≤(2.5～3)d时)，如图7 -6a。 
（2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd≤ 300mm 时)，如图7-6b。
（3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮((dd－d)＞ 100 mm 时)，如图7 -6c 。
（4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd＞ 500mm 时)，如图7-6d。

（a） （b） （c） （d）
图7-6 带轮结构类型
根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a）,大带轮选择实心带轮如图（a）6 键的选择与校核
3.3 带轮1上键的选择与校核
3.3.1键的选择
在本设计中，所选择的键的类型均为A型圆头普通平键，其材料为45钢，在带轮1上键的尺寸如下表所示：
轴
键
键
槽

半径
r
公
称
直
径
d
公称
尺寸
bh
宽度b
深度
公称
尺寸
b
极限偏差
轴t
毂
一般键联结
轴N9
毂9
公称
尺寸
极限
偏差
公称尺寸
极限偏差
最小
最大
28
87
8
0
-0.036
0.018
4.0
+0.2
0
3.3
+0.2
0
0.25
0.40

表5-1 带轮1上键的尺寸
3.3.2 键的校核
1.键的剪切强度校核
键在传递动力的过程中，要受到剪切破坏，其受力如下图所示：

图5-6 键剪切受力图
键的剪切受力图如图3-6所示，其中b=8 mm,L=25 mm.键的许用剪切应力为[τ]=30 ，由前面计算可得，轴上受到的转矩T=55 Nm ，由键的剪切强度条件：
（其中D为带轮轮毂直径） （5-1）
=10 M30 （结构合理）
2.键的挤压强度校核
键在传递动力过程中，由于键的上下两部分之间有力偶矩的作用，迫使键的上下部分产生滑移，从而使键的上下两面交界处产生破坏，其受力情况如下图所示：（初取键的许用挤压应力=100 ）

图5-7 键挤压受力图
由
（5-2）
=2000 N
又有
（5-3）
8 结构合理
3.4 带轮2上键的选择与校核
3.4.1 键的选择
同上所述，带轮2上所选择的键的类型均为A型圆头普通平键，其材料为45钢，键的尺寸如下表所示：
轴
键
键
槽

半径
r
公
称
直
径
d
公称
尺寸
bh
宽度b
深度
公称
尺寸
b
极限偏差
轴t
毂
一般键联结
轴N9
毂9
公称
尺寸
极限
偏差
公称尺寸
极限偏差
最小
最大
30
108
10
0
-0.036
0.018
4.0
+0.2
0
3.3
+0.2
0
0.25
0.40
表5-2 带轮2上键的尺寸
3.4.2 键的校核
键的剪切受力图如图5-6所示，其中b=10 mm,L=8mm.键的许用剪切应力为[τ]=30 ，由前面计算可得，轴上受到的转矩T=110 Nm ，由键的剪切强度条件：
（其中D为带轮轮毂直径） （5-4）
=6.3 M30 （结构合理）
同理校核键的挤压强度，其受力如图5-7，初取键的许用挤压应力=100 。
由
（5-5）
=3150 N
又有
（5-6）
6.3 结构合理

4 拉花工序夹具及其传动设计
4.1 夹具的设计要点
（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求
当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。
当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。
工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。
（2）夹具与主轴的连接
对于主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。
4.2 定位机构
由零件图分析工件加工要求，必须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下：
选择定位元件为：支承板，心轴，定位销。可见，定位方案选择合理。
4.3 夹紧机构
选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得牢，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：
二、 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；
三、 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。
四、 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。
五、 机构应尽量简单，制造、维修要方便。
根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

安全系数K可按下式计算有：：

式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得：

所以有：

该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；　参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力Ｆ之间的关系F夹＝KF
轴向力：F夹＝KF （N）
扭距：
Nm
在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数
实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得：
安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：

式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[16]《机床夹具设计手册》表 可得：

所以
由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。
六、
分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。
4.4 零件的夹具的加工误差分析
工件在夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。
如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：
（1）定位误差
由于内孔面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差为零。因此，尺寸的定位误差等于零。
（2）夹具误差
夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.
（3）安装误差
因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。
（4）加工方法误差
如主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
零件的夹具总加工误差是：

精度储备：

故此方案可行。
4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构
夹具体设计的基本要求
（1）应有适当的精度和尺寸稳定性
夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。
为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。
（2）应有足够的强度和刚度
为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。
（3）应有良好的结构工艺性和使用性
夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。
（4）应便于排除切屑
在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。
（5）在机床上的安装应稳定可靠
夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。
确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。
4.6 零件的专用夹具简单使用说明
（1）夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。
（2）当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产，特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的方法进行夹具的平衡工作。
（3）为了保证安全，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此，还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该加防护罩。

4.7 夹具部位的齿轮的设计计算
初步选择86BYG250CN-0501 步进电机，保持力矩为7.5N*m

行星减速机 TBK90-35

选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度（GB10095-88）
3）材料选择 由表(10-1)选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240 HBS，二者硬度差为40 HBS。
4）初选小齿轮的齿数，，选
2 按齿面接触强度设计
由设计公式（注:脚标t表示试选或试 算值,下同.）
（1）确定公式内各计算数值
1）试选载荷系数
3）由表10-7选取齿宽系数（非对称布置）
4）由表10-6查取材料弹性影响系数
5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度
6）由式10-13计算应力循环次数

（j为齿轮转一圈，同一齿面啮合次数；为工作寿命）
7）由图10-19取接触疲劳寿命系数
8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数为S=1，由式10-12得

（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径，代入较小值
由计算式得，
mm
2）计算圆周速度
3）计算齿轮b

4)计算齿宽与齿高比
模数
齿轮高
齿高比
5）计算载荷系数K
根据，7级精度，由图10-8查得动载系数

由表10-2查得
由表10-4用插值法，7级精度,小齿轮相对轴承为非对称布置
查得
由 查图10-13得
故载荷系数
=1.562
6）按实际的载荷系数校正所算分度圆直径，由式（10-10a）得

7）计算模数
3 按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）
（1）确定计算参数
1)图10-20C查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿轮弯曲疲劳
强度极限为
2） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数

3)算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数由公式(10-12)得

4)算载荷系数 =
5)取齿形系数，应力校正系数
由表10-5查得
6)比较大小齿轮的大小

大齿轮的数值大

（2）设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，终合考虑，满足两方面，对模数就近取整，则
m=2.5 大齿轮齿数
4 几何尺寸计算
几何尺寸的计算（，）
齿顶高 由于正常齿轮，
所以
齿根高 由于正常齿
所以
全齿高
名 称
计 算 公 式
结 果 /mm
模数
m
2.5
压力角
n

分度圆直径
d1
97.5
d2
97.5

齿顶圆直径`

齿根圆直径

中心距

97.5

齿 宽

5 回转工作台组件要求与设计计算

主轴组件是拉花机的执行件，它的功用是支承并带动砂轮旋转，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作性能直接影响到拉花机的加工质量和生产率，因此它是拉花机中的一个关键组件。
主轴和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动件和支承的正常工件条件，但主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表面成形运动，因此对主轴有较高的要求。
5.1 主轴的基本要求
5.1.1 旋转精度
主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、空载时，主轴前端定位面的径向跳动△r、端面跳动△a和轴向窜动值△o。如图2-1所示：图中实线表示理想的旋转轴线，虚线表示实际的旋转轴线。当主轴以工作转速旋转时，主轴回转轴线在空间的漂移量