1、 1 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题题 目目 数控液压钻动力头结构设计数控液压钻动力头结构设计 姓姓 名名 学学 号号 所在学院所在学院 机械工程学院 专业班级专业班级 10 机电 6 指导教师指导教师 日日 期期 20142014 年 5 月 25 日 2 摘 要 . 4 ABSTRACT . 5 一 前 言 . 6 1.1 数控液压钻动力头概况 6 1.2 国内外研究现状的分析比较 6 1.3 小结 . 7 二 机械结构系统不同方案的比较 . 8 2.1 液压钻动力头系统运动方案的具体要求 8 2.2 总体方案的确定 8 2.2.1 方案的选择 8 2.2.2 最终方案的确定
2、 . 12 三 传动机构的设计与计算 . 13 3.1 电机的选型 13 3.1.1 选择电机的类型和结构 13 3.1.2 确定电机的容量. 14 3.1.3 确定电机的转速 . 15 3.2 联轴器的选型 . 15 3.2.1 联轴器的分类和特点 15 3.2.2 联轴器的选择计算 15 3.3 齿轮的设计计算 . 16 3.3.1 齿轮材料的选择 . 16 3.3.2 根据齿根弯曲疲劳强度初步确定齿轮参数 16 3.3.3 确定传动尺寸 17 3.4 键的选用 . 17 3.4.1 键的类型 17 3.4.2 键的选择 17 3.5 花键的选用. 17 3.5.1 花键的类型 18 3.
3、5.2 矩形花键 18 3.5.3 花键的挤压强度校核 . 18 3.6 主轴的选择计算 19 3.6.1 主轴的材料 19 3.6.2 轴的结构设计 19 （1）轴的直径设计 20 （2）轴的结构设计 20 （3）径向尺寸和轴向尺寸的确定. 20 3.6.3 轴强度的校核 21 四 液压控制系统的设计. 22 4.1 液压系统的组成 22 4.2 液压系统的类型和特点 22 4.3 液压系统原理图的设计 22 4.3.1 液压控制系统动力源的选择 . 23 4.3.2 液压执行元件的选择 . 23 4.3.3 液压系统原理图的绘制 23 3 五 PLC 控制系统设计 25 5.1 PLC 控
4、制系统分析 25 5.2 PLC 控制系统设计 25 六 液压元件的选择计算 . 27 6.1 液压系统的主要参数 27 6.1.1 初选系统的工作压力 . 27 6.2 液压缸主要尺寸的设计计算 . 27 6.2.1 液压缸主要尺寸的计算 27 6.2.2 液压缸的选型 28 6.2.3 液压缸流量的计算 . 30 6.3 液压泵 30 6.3.1 液压泵的分类和用途 30 6.3.2 液压泵的选择. 30 七 结论 . 31 八 致谢 . 32 参 考 文 献 33 4 摘摘 要要 数控液压钻动力头是一种将动力头的主运动与进给运动结合在一起，并采用液压驱动 和数控系统的设备。本装置具有体积
5、小，重量轻，结构紧凑刚性良好等。由于设计动力头 采用了液压驱动的进给运动，所以在工作的时候有工作稳定，较少辅助时间，效率高和能 实现无极调速等不同优势。 本论文特别采用了模块化的设计思路，将液压钻动力头的整体设计分为机械结构系统 不同方案的比较、主传动机构的设计计算、液压控制系统的设计计算、液压进给系统的设 计及选型等四个不同部分来展开分析比较。机械结构系统主要是对两个典型方案的对比， 分析不同系统的优缺点，从而选择最适合本设计的机械结构系统。主传动结构主要是对主 轴的选择、主轴的运动方式和与主轴相连的主要结构的选择与计算。对液压控制系统的设 计，主要体现在液压系统的回路设计与 PLC 控制系
6、统的设计。液压进给系统的设计与上面 的有所不同，主要体现在对主要液压元件液压缸、液压泵等设计与选型。 综合通过以上各个模块的设计，是液压钻动力头能实现“快进工进暂停快退 停止”的功能。 关键词关键词：设计计算；液压；动力头；主轴 5 ABSTRACT CNC hydraulic drill head is a head of the main motion and feed movement unifies in together, and adopts hydraulic drive and equipment of numerical control system. This device has small volume, light weight, compact structure rigidity is good, and so on. Due to design power head
