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生產(chǎn)率計(jì)算卡
被
加工
零件
圖號(hào)
泵
毛坯種類(lèi)
鑄件
名稱(chēng)
泵頭
毛坯重量
材料
HT250
硬度
190～240HBS
工序名稱(chēng)
鏜孔
工序號(hào)
序號(hào)
工步
名稱(chēng)
被加工零件數(shù)量
加工直徑(mm)
加工長(zhǎng)度
(mm)
工作行程
(mm)
切削速度
(m
/?min)
每分鐘轉(zhuǎn)速
(r/
min)
進(jìn)給量
(mm/r)
進(jìn)給速度
(mm
/min)
工時(shí)(min)
機(jī)加工
時(shí)間
輔助
時(shí)間
共計(jì)
1
裝卸工件
1
0.5
0.5
2
滑臺(tái)快進(jìn)
8000
0
0
3
多軸箱工進(jìn)
(鉆孔Φ50)
50
60
60
21.98
140
0.4
56
1.07
1.07
4
多軸箱工進(jìn)
(鉆孔Φ50)
50
60
60
21.98
140
0.4
56
1.07
1.07
5
多軸箱工進(jìn)
(鉆孔Φ50)
50
60
60
21.98
140
0.4
56
1.07
1.07
6
滑臺(tái)快退
1
8000
0
0
備注
裝卸工件時(shí)間取決于操作者熟練程度,本機(jī)床計(jì)算時(shí)取0.5min
總計(jì)
3.71min
單件工時(shí)
3.71min
機(jī)床生產(chǎn)率
16.17件/h
機(jī)床負(fù)荷率
87.6%
設(shè)計(jì)鏜BW150泵泵頭3-Φ50孔專(zhuān)用鏜床的分動(dòng)箱
摘 要
組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的一種高效率專(zhuān)用機(jī)床。
本文根據(jù)BW150泵頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)加工三個(gè)直徑為50的孔的組合鏜床及分動(dòng)箱，首先分析BW150泵頭的加工工藝方案，采用“一面兩銷(xiāo)”的定位方案；然后繪出工件的工序圖及工件加工示意圖，為實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，安全可靠，選擇液壓滑臺(tái)；根據(jù)零件的大小及被加工孔的位置確定主軸箱的輪廓尺寸；由加工工藝選擇滾珠軸承主軸，通過(guò)計(jì)算扭矩確定主軸和傳動(dòng)軸的直徑；繪出機(jī)床尺寸聯(lián)系圖；最后，設(shè)計(jì)分動(dòng)箱，分動(dòng)箱的齒輪的模數(shù)是通過(guò)計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度確定的；軸上的鍵等零件選取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件。
本課題所設(shè)計(jì)的鏜BW150泵頭孔組合機(jī)床，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。而且在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，減少了制造成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：組合機(jī)床，泵，一面兩銷(xiāo)，分動(dòng)箱
Abstract
Combination machine tools is based on the workpiece processing needs, based on the general parts, a high efficient special machine match with a few special parts.
According to the structure characteristics of BW150, the pump head design processing machine and the transfer case three with a diameter of 50 hole, machining process plan first analysis of BW150 pump head, localization plan use "two sells at the same face"; then process diagram and schematic diagram of workpiece machining drawing workpiece, in order to realize the stepless speed regulation, safe and reliable, select the hydraulic slipway; according to the size of parts and the hole position to determine the overall size of the headstock; choicing ball bearing spindle by processing craft, by calculating the torque of the spindle and shaft diameter is decided; draw machine size contact map; finally, design transfer, transfer case gear modulus is determined by contact strength of tooth surface and the tooth root bending strength calculation; the key parts such as selection of standard parts corresponding.
Boring BW150 pump head hole this modular machine tool design, ensuring the precision of processing, improve production efficiency, reduce the labor intensity of the workers. And in the design, try to use common parts, reduce manufacturing cost, increase the economic benefit.
Keywords: combination machine, pump, a two pin, a transfer case
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
1 前 言 1
1.1 組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2
2．1 組合機(jī)床工藝方案的制定 3
2．2 組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案的確定 3
2．3 各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇 4
2.3.2 鏜Φ孔 4
3 組合機(jī)床分動(dòng)箱設(shè)計(jì) 6
3.1 組合機(jī)床分動(dòng)箱設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu) 6
2.2 分動(dòng)箱的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容 8
3.3 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 9
3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11
3.5 分動(dòng)箱坐標(biāo)計(jì)算 12
3.5 分動(dòng)箱中齒輪的計(jì)算 15
3.5.1 1與軸0相嚙合的齒輪 15
3.8 傳動(dòng)軸直徑的確定和軸的強(qiáng)度校核 17
3.8.1 軸的直徑的確定 17
3.8.2 軸的強(qiáng)度校核 18
3.9 分動(dòng)箱體及其附件的選擇設(shè)計(jì) 21
3.9.1 分動(dòng)箱的選擇設(shè)計(jì) 21
3.9.2 分動(dòng)箱上的附件材料的設(shè)計(jì) 21
第4章 結(jié)論 22
致 謝 23
參 考 文 獻(xiàn) 25
25
1 前 言
1.1 組合機(jī)床國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1）國(guó)外研究現(xiàn)狀：
世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國(guó)問(wèn)世，30年代后組合機(jī)床在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程的關(guān)鍵設(shè)備之一。從2002年年底第21屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的500多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專(zhuān)家分析，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000～20000r/min，最高進(jìn)給速度可達(dá)20～60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿(mǎn)足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。 然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。
2.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：
30多年來(lái)，我國(guó)組合機(jī)床通用部件經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有、從點(diǎn)到面、從低到高的逐步發(fā)展的歷史時(shí)期。進(jìn)入90年代，組合機(jī)床行業(yè)加快發(fā)展，行業(yè)的整體實(shí)力和新產(chǎn)品的質(zhì)量及水平有了顯著的提高。目前的現(xiàn)狀的是：
a.組合機(jī)床制造技術(shù)由過(guò)去的以加工為主的單機(jī)及自動(dòng)線(xiàn)向綜合成套方向轉(zhuǎn)化。b.組合機(jī)床的控制技術(shù)由傳統(tǒng)的程序控制技術(shù)向數(shù)控、計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控方向發(fā)展。c.組合機(jī)床的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)手段由過(guò)去的人工設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)步與發(fā)展，但是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)薄弱，從整體上看，與國(guó)外先進(jìn)水平、與國(guó)內(nèi)用戶(hù)的要求還存在著一定的差距，主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品可靠性較差；可調(diào)可變性差；缺少必要的適應(yīng)多品種加工的新品種；系列化、通用化、模塊化程度低，致使制造周期過(guò)長(zhǎng)，滿(mǎn)足不了用戶(hù)要求。80年代以來(lái)，國(guó)外組合機(jī)床技術(shù)在滿(mǎn)足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化，工序高度集中，高效短節(jié)拍和多種功能的自動(dòng)監(jiān)控。
1.2 本課題的意義
組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的一種高效率專(zhuān)用機(jī)床。目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類(lèi)工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車(chē)平面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔滾壓孔等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)大到車(chē)外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗和零件分類(lèi)及打印等非切削工作。
組合機(jī)床在汽車(chē)、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工及縫紉機(jī)、自行車(chē)等輕工行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；一些中小批量生產(chǎn)是企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車(chē)、工程制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類(lèi)零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件；也可用來(lái)完成軸套類(lèi)、輪盤(pán)類(lèi)、叉架類(lèi)和蓋板類(lèi)零件的部分或全部工序的加工。
組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱(chēng)為“專(zhuān)能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。
2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，針對(duì)BW150泵泵頭的零件特點(diǎn)，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì)。
2．1 組合機(jī)床工藝方案的制定
工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用的工藝方法、充分考慮各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。
此次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床是用于加工BW150泵泵頭鏜孔專(zhuān)用組合機(jī)床，其工藝方案為鏜孔，其具體的加工工藝如下:
a. 鏜3-Φ孔至要求，
正確選擇組合機(jī)床加工工件采用的基準(zhǔn)定位，是確保加工精度的重要條件。
本設(shè)計(jì)的后托架是殼體類(lèi)零件，殼體類(lèi)零件一般都有較高精度的孔和面需要加工，又常常要在幾次安裝下進(jìn)行。因此，定位基準(zhǔn)選擇“一面兩孔”是最常用的定位方法， 因此該被加工零件采用 “一面兩銷(xiāo)”的定位方案，定位基準(zhǔn)和夾壓點(diǎn)見(jiàn)零件的工序圖。
該定位方案限制的自由度如下：以工件的底面為定位基準(zhǔn)面，約束了x、y向的轉(zhuǎn)動(dòng)和z向的移動(dòng) 3個(gè)自由度。定位銷(xiāo)約束了x、y向的移動(dòng)2個(gè)自由度。菱形銷(xiāo)約束了z向的轉(zhuǎn)動(dòng)1個(gè)自由度。這樣工件的6個(gè)自由度被完全約束了得到了完全的定位。
2．2 組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案的確定
根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率，又要考慮機(jī)床操作方便可靠，易于維修，且潤(rùn)滑、冷卻、排屑情況良好。對(duì)同一個(gè)零件的加工，可能會(huì)有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，絕不能草率，要全面地看問(wèn)題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案的對(duì)比，從中選擇最佳方案。
各種形式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適用于大、中型殼體類(lèi)零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面復(fù)合式。利用多軸想同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。
在認(rèn)真分析了被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所選擇的加工工藝方案，又由單工位組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的配置型式為單工位臥式組合機(jī)床。
2．3 各側(cè)具體零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇
2.3.1刀具的選擇
考慮到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素，所以加工3個(gè)孔的刀具均采用單導(dǎo)向懸臂鏜刀。
2.3.2 鏜Φ孔
a. 切削用量的選擇
由參考文獻(xiàn)[9]表6-15 查得用高速綱刀具粗鏜鑄鐵的切削用量：v=20～25m/min，f轉(zhuǎn)=0.25～0.8mm/r,則選取v=22mm/min, f轉(zhuǎn)=0.4mm/min,由公式
求出鏜刀的轉(zhuǎn)速：n=140.27 r/min，圓整為n=140r/min,則實(shí)際切削速度vc由公式
求得vc=21.98m/min，工進(jìn)速度vf=nf=140×0.4=56mm/min
b. 切削力，切削轉(zhuǎn)矩，切削功率及刀具耐用度的計(jì)算
刀具的切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率及刀具耐用度分別由以下公式求出
Fz=51.4apf0.75HB0.55
Fx=0.51ap1.2f0.65HB1.1
T=25.7Dapf0.75HB0.55
Fz =51.4×1×0.40.75×2140.55=494.58 N
Fx=0.51×11.2×0.40.65×2141.1=102.89 N
T=25.7×50×0.40.75×2140.55=12365N·mm
kw
c. 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度
滾錐軸承主軸：前后支承均為圓錐滾子軸承。這種軸承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工。因此選用滾錐軸承主軸。
求出滿(mǎn)足條件的最小直徑
（其中B=7.3）
mm
再由參考文獻(xiàn)[9]表3-6查取d=30mm,D/d1=40/30mm，主軸的外伸尺寸為75mm
d. 確定鏜桿直徑
由鏜孔直徑為Φ50mm，參考參考文獻(xiàn)[5]表2.5-4選取鏜桿的直徑為Φ35mm,鏜刀方截面直徑為10×10
e. 浮動(dòng)卡頭的選擇
根據(jù)軸外徑Φ40mm，內(nèi)徑Φ30mm，由參考文獻(xiàn)[9]圖8-2選擇浮動(dòng)卡頭D×p=Tr28×3，根據(jù)鏜孔形式為單導(dǎo)向懸臂孔，采用較為普遍的內(nèi)滾式單導(dǎo)向懸臂鏜孔，根據(jù)卡頭內(nèi)徑尺寸d=Φ22mm及鏜孔直徑為Φ50mm,確定滑套的徑向尺寸d1=Φ40mm
f. 導(dǎo)向裝置的選擇
由參考文獻(xiàn)[9]表3-4查得導(dǎo)套的總長(zhǎng)度：l1=106～159mm，導(dǎo)套口至工件的距離20～50mm，取導(dǎo)套的長(zhǎng)為150mm，選取導(dǎo)套口至工件的距離為50mm
g. 工作循環(huán)及行程的確定
由于該動(dòng)力箱只加工Φ50，行程主要由鏜孔Φ50決定工作進(jìn)給長(zhǎng)度，切入長(zhǎng)度一般為5-10mm，取L1=8mm，加工長(zhǎng)度L根據(jù)零件圖可知Φ50孔深60mm，算出工作進(jìn)給L工=8+60=68 mm
快退長(zhǎng)度的確定：一般選固定式夾具或鉆孔或擴(kuò)孔機(jī)床上，動(dòng)力頭快速退回行程只要將所有的刀具都退回至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件裝卸即可，故快退尺寸由以下尺寸鏈可知
圖2-1 快進(jìn)、快退尺寸鏈圖
l快退=50+60=110mm, l快進(jìn)=50-8=42mm
h. 動(dòng)力部件的選擇
由上文算出鏜削Φ50mm孔的輸出功率P切削=0.1776kw,設(shè)多軸箱的傳遞效率η=0.85，則動(dòng)力頭輸入多軸箱的功率P多=kw
根據(jù)多軸箱功率P多=0.208kw，由參考文獻(xiàn)[9]表5-38，選用1TD25-IA型動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)（n馬達(dá)=520r/min,電機(jī)選Y100L-6型，功率為1.5kw）
已知工進(jìn)Vf=40mm/min,進(jìn)給力Fz=494.58N,又因1TD25-IA型動(dòng)力箱的滑鞍長(zhǎng)L=320mm, ，由參考文獻(xiàn)[9]表5-1選擇1HY25型滑臺(tái)及配套后底座1CC251。
3 組合機(jī)床分動(dòng)箱設(shè)計(jì)
3.1 組合機(jī)床分動(dòng)箱設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)
（一）組合鏜床主軸箱的用途及分類(lèi)
主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，分動(dòng)箱是特殊的多軸箱，按專(zhuān)用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。
（二）大型通用多軸箱的組成
1）多軸箱的組成
大型通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類(lèi)零件；主軸、傳動(dòng)軸、手柄軸、傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱或電動(dòng)機(jī)齒輪等為傳動(dòng)類(lèi)零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、排油塞、油盤(pán)和防油套等為潤(rùn)滑元件。
在多軸箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁之間可安排一排或兩排24mm寬的齒輪。
2）多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn)
（１）主視圖：用點(diǎn)劃線(xiàn)表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)和驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
（２）展開(kāi)圖：每根軸、軸承、齒輪等組件只畫(huà)軸線(xiàn)上邊或下邊一半，對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫(huà)一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào)；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。
（三）通用箱體類(lèi)零件
多軸箱的通用箱體類(lèi)零件配套表詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表７-４；箱體材料為HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。多軸箱體基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格那規(guī)定的系列尺寸選擇；多軸箱后蓋與動(dòng)力箱法蘭尺寸結(jié)合面上連接螺孔、定位銷(xiāo)孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)；通用多軸箱結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖7-1及表7-3。多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180mm，用于臥式多軸箱的前蓋厚度為55mm，用于立式的因兼作油池用，故加厚到70mm；基型后蓋的厚度為90mm，變形后蓋厚度為50mm、100mm和125mm三種，應(yīng)根據(jù)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與多軸箱的連接情況合理選擇。如只有電機(jī)軸安排Ⅳ排或Ⅴ排齒輪，可選用厚度為50mm或100mm的后蓋，此時(shí)，后蓋窗口應(yīng)按齒輪外廓加以擴(kuò)大。
（四）通用主軸
使用鏜削類(lèi)主軸
按支承形式可分為三種：
1）滾錐軸承主軸：前后支承均為圓錐滾子軸承。這種支承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主軸進(jìn)退兩個(gè)方向都有軸向切削力時(shí)常用此種結(jié)構(gòu)。
2）滾珠軸承主軸：前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。因推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸。
3）滾針軸承主軸：前后支承均為無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承和推力球軸承。當(dāng)主軸間距較小時(shí)采用。
按與刀具的連接是浮動(dòng)還是剛性連接，又分為短主軸和長(zhǎng)主軸：多軸箱前外伸長(zhǎng)度為75mm的滾錐軸承主軸稱(chēng)為短主軸，采用浮動(dòng)卡頭與刀具浮動(dòng)連接，配以加長(zhǎng)導(dǎo)向或雙導(dǎo)向，用于鏜、擴(kuò)、鉸孔等工序；外伸長(zhǎng)度大于75mm的主軸稱(chēng)為長(zhǎng)主軸，因主軸內(nèi)孔較長(zhǎng)，與刀具尾部連接的接觸面加長(zhǎng)，增強(qiáng)了刀具與主軸的連接剛度、減少刀具前端下垂，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套導(dǎo)向或單導(dǎo)向，用于鉆孔、擴(kuò)孔、倒角、锪平面等工序。
（六）通用傳動(dòng)軸
通用傳動(dòng)軸按用途和支承型式分為圓錐軸承傳動(dòng)軸、滾針軸承傳動(dòng)軸、埋頭傳動(dòng)軸、手柄軸、油泵傳動(dòng)軸、攻螺紋用蝸桿軸通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù)詳見(jiàn)，《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4-4。通用傳動(dòng)軸一般用45鋼，調(diào)質(zhì)T235；滾針軸承傳動(dòng)軸用20Cr鋼，熱處理S0.5~C59
（七）通用齒輪和套
多軸箱通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電動(dòng)機(jī)齒輪三種，其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求詳見(jiàn)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表7-21~表7-23。
2.2 分動(dòng)箱的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容
多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，分動(dòng)箱和多軸箱類(lèi)似，是一種特殊的多軸箱，它關(guān)系到整個(gè)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。
1、繪制分動(dòng)箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖
多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下：
（1）據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。
（2）據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時(shí)，要特別注意：主軸和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面安放的。因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。
（3）根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向（面對(duì)主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。
表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。
明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等。
根據(jù)以上內(nèi)容，在編制此圖時(shí)從“三圖一卡”中已知：
（1）軸箱輪廓尺寸400*320mm
（2）件輪廓尺寸及各孔位置尺寸
（3）件與分動(dòng)箱相對(duì)位置尺寸
根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出分動(dòng)箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖附表：
（1）加工零件
名稱(chēng)：BW150泵頭 材料：HT150鑄鐵 硬度：HB175—255
（2）動(dòng)力部件
1TD32Ⅰ型動(dòng)力箱電機(jī)功率2.2kw，轉(zhuǎn)速940r/min，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速470r/min，驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面距離為160mm，其他尺寸查動(dòng)力箱裝配圖，包括下列內(nèi)容：
1）主軸的位置尺寸及工件與分動(dòng)箱的相關(guān)尺寸。
2）在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向，由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（面對(duì)主軸看），逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可不標(biāo)注，只注順時(shí)針?lè)较颉?
3）圖中應(yīng)標(biāo)分動(dòng)箱的外形尺寸及其他相關(guān)部件的聯(lián)系尺寸。
4）表標(biāo)明工件材料，加工表面要求，并注出各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。
5）表明動(dòng)力部件型號(hào)，功率N（千瓦），轉(zhuǎn)速n（r/min）和其他主要參數(shù)。
3.3 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算
（一）主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇
主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況，鉆孔主軸進(jìn)退都要切削，兩個(gè)方向都有切削力，選用前后支撐均為圓錐磙子軸承的主軸結(jié)構(gòu)，主軸形式的選擇，除了軸承之外，還應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)，攻絲主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)要做軸向移動(dòng)，為了獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，軸向不定位。
（二）主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的初步確定
主軸型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時(shí)常采用滾珠軸承；擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐軸承主軸；主軸間距較小時(shí)常選用滾針軸承主軸。滾針軸承精度較低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性都較差，除非軸距 限制，一般不選用。
主軸直徑按加工示意圖所示主軸類(lèi)型及外伸尺寸可初步確定。傳動(dòng)軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸頸。
齒輪模數(shù)m（單位為mm）一般用類(lèi)比法確定，也可按公式估算，即
m≥3.0~
式中 P—齒輪所傳遞的功率，單位為kw；
z—一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；
n—小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。
初由模數(shù)可由下式估算，再通過(guò)類(lèi)比確定：
m>=（30-32）
式中：N——齒輪傳動(dòng)功率（kw）；
z——一對(duì)齒輪中小齒輪的齒數(shù)；
n——小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分）
分動(dòng)箱中的齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種。為便于生產(chǎn)，同一分動(dòng)箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。在此選模數(shù)m1=2.5。
（三）分動(dòng)箱的動(dòng)力計(jì)算
分動(dòng)箱的動(dòng)力計(jì)算應(yīng)包括計(jì)算分動(dòng)箱所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。
分動(dòng)箱所需要的功率，應(yīng)等于切削功率，空載消耗功率及與負(fù)載成正比的功率損失之和，即
N主=N切+N空+N損
式中：N主——分動(dòng)箱總功率
N切——各主軸切削功率的總和；
N空——各軸空載消耗的總和；
N損——各軸損失功率的總和。
傳動(dòng)系統(tǒng)確定前可按下式初步估算分動(dòng)箱所需功率N主=N切/η
N切——各主軸切削功率總和；
η——組合機(jī)床分動(dòng)箱傳動(dòng)效率。
加工鑄鐵時(shí)取η=0.8-0.95，在此取η=0.85。
3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
分動(dòng)箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。擬定分動(dòng)箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；非同心分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸；然后根據(jù)選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最小的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；最后通過(guò)合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。
1、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求
設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度，剛度，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件（主軸，傳動(dòng)軸，齒輪等）的規(guī)格少，數(shù)量少，體積小；因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要注意下面幾點(diǎn)：
（1） 盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根傳動(dòng)軸。
（2） 一般情況下，盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案，因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)軸的負(fù)荷，為使結(jié)構(gòu)緊湊，分動(dòng)箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為1—1.5
（3） 分句轉(zhuǎn)速與扭距成反比的道理，一般情況下，如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可采用逐步降速傳動(dòng)。
（4） 粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支撐，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。
（5） 齒輪排數(shù)可按下面方法安排
不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上；
不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上；
齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。
2、主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）主軸分布類(lèi)型
被加工零件上加工的位置分布是多種多樣的，但大致可歸納為
同心圓分布、直線(xiàn)分布和任意分布三種類(lèi)型。在此采用此分布。
（2）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：
1）將主軸劃分為各種分布類(lèi)型，盡可能使之成為同心圓分布，用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多主軸；
2）定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及其在分動(dòng)箱上的位置；
3）用最少數(shù)量的齒輪和中間傳動(dòng)軸把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)；
4）分動(dòng)箱的變速和操縱；
5）潤(rùn)滑油泵安排。
本傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖
3.5 分動(dòng)箱坐標(biāo)計(jì)算
坐標(biāo)計(jì)算是組合機(jī)床分動(dòng)箱中的一個(gè)特殊問(wèn)題，坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算出中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，以便在繪制分動(dòng)箱體零件加工圖時(shí)，將各孔的尺寸完整的標(biāo)注出來(lái)，并用以繪制坐標(biāo)檢查圖，作為傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全面檢查。
（一）選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)
1、加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工分動(dòng)箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系XOY。根據(jù)分動(dòng)箱的安裝及加工條件，常有下述兩種方法：
坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷(xiāo)孔上。
坐標(biāo)系的橫軸選在箱體底面。
2、計(jì)算主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 根據(jù)分動(dòng)箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算或標(biāo)出各主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，是孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。
（二）繪制坐標(biāo)檢查圖
在坐標(biāo)計(jì)算完成后，要繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。
1、 坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容
（1）通過(guò)齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。
（2）進(jìn)一步檢查各零件間有無(wú)干涉現(xiàn)象。
（3）查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。
2、坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求
檢查圖可根據(jù)具體情況，用1：1繪制，其繪制順序及要求是：
（1）將選定的箱體外廓尺寸畫(huà)上，并根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)架，畫(huà)出箱體的橫坐標(biāo)x和縱坐標(biāo)軸y
（2）按已知及計(jì)算出的坐標(biāo)值，在圖上標(biāo)出個(gè)主軸，驅(qū)動(dòng)軸及傳動(dòng)軸的位置，注明軸號(hào)和主軸轉(zhuǎn)速，動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸和油泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。
（3）畫(huà)出各主軸上齒輪的分度圓，注明各齒輪的排數(shù)、齒數(shù)、摸數(shù)及變位齒輪的變位量。
（4）為了醒目和便于檢查，可用各種不同顏色條畫(huà)出各軸，隔套外徑，軸承外徑，主軸防油套外套，附加機(jī)構(gòu)的外廓及其相鄰個(gè)別軸的螺母外徑。
（三）分動(dòng)箱總圖設(shè)計(jì)
1、 通用分動(dòng)箱總圖的設(shè)計(jì)包括繪制主視圖，展開(kāi)圖，側(cè)視圖以及繪制裝配表和制定技術(shù)條件。
（1）主視圖和側(cè)視圖。主視圖主要用意表明分動(dòng)箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪排列位置，附加機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑油泵的位置，潤(rùn)滑點(diǎn)的配制，手柄軸的位置和各軸的編號(hào)。因此，只要在原來(lái)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加上潤(rùn)滑系統(tǒng)，軸的編號(hào)即可。畫(huà)出分動(dòng)箱輪廓（寬、高），注上分動(dòng)箱聯(lián)系尺寸（驅(qū)動(dòng)軸的水平和垂直方向位置尺寸及最低主軸高度尺寸等）。
（2） 開(kāi)圖 組合機(jī)床通用分動(dòng)箱與普通機(jī)床變速箱相比，一方面主軸多，齒輪嚙合關(guān)系比較復(fù)雜；另一方面分動(dòng)箱中各軸和傳動(dòng)軸及其上的零件大多通用化，且排列是有規(guī)律的，其內(nèi)容與畫(huà)法簡(jiǎn)述如下：
1） 展開(kāi)圖主要表示各軸裝配關(guān)系，主軸、傳動(dòng)軸、齒輪隔套、防油套、軸承等的形狀和相對(duì)位置，圖中各零件的軸向尺寸要按比例畫(huà)出；各軸徑向可不按傳動(dòng)關(guān)系和展開(kāi)順序畫(huà)，圖中必須注明齒輪排數(shù)，軸的編號(hào)直徑和規(guī)格。
2）對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類(lèi)型主軸和傳動(dòng)軸，可只畫(huà)一根，在軸上注明相同軸的號(hào)即可，對(duì)于軸向裝配結(jié)構(gòu)基本相同，只是齒輪大小和排列位置不同的兩根軸,可以合在一起,即軸心線(xiàn)兩邊各表示一根.
3）展開(kāi)圖上應(yīng)完整標(biāo)注分動(dòng)箱的厚度尺寸和厚度有關(guān)的尺寸,主軸外伸部分度等。
總圖上還應(yīng)有局部剖視表明動(dòng)力箱與后蓋及前蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu)。
（3）主軸和傳動(dòng)軸裝配表
分動(dòng)箱內(nèi)的零件數(shù)量很多,規(guī)格不一,把每根軸（主軸、傳動(dòng)軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件等，按軸號(hào)配套，用裝配表表示。這樣圖表對(duì)照清晰易看，節(jié)省時(shí)間，方便裝配。
（4）分動(dòng)箱技術(shù)條件
在分動(dòng)箱總圖上應(yīng)注明分動(dòng)箱安裝要求,包括:
1） 分動(dòng)箱制造和驗(yàn)收技術(shù)條件：分動(dòng)箱按ZBJ58011-89《組合機(jī)床分動(dòng)箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按ZBJ58012-89《組合機(jī)床分動(dòng)箱驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行驗(yàn)收.
2）主軸精度等級(jí)：按JB3043-82《組合機(jī)床分動(dòng)箱精度》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。
3） 加入分動(dòng)箱的潤(rùn)滑油種類(lèi),數(shù)量.
此外,要標(biāo)注必要的設(shè)計(jì),裝配,檢驗(yàn),調(diào)整和使用說(shuō)明.
分動(dòng)箱主要零件圖的設(shè)計(jì)
分動(dòng)箱中的零件絕大多數(shù)是通用件,標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件,不需要設(shè)計(jì)零件圖.
3.5 分動(dòng)箱中齒輪的計(jì)算
3.5.1 1與軸0相嚙合的齒輪
a．選材：
小齒輪材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=217~255，
σHP1=580 Mpa，σFmin1=220 Mpa
大齒輪材料選用45號(hào)鋼，正火處理，HB=162~217，
σHP2=560 Mpa，σFmin2=210 Mpa
b. 由參考文獻(xiàn)[2]（以下簡(jiǎn)稱(chēng)[2]）式（5—33），計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N：
N1=60njL=60×470×1×8×11×250=6.2×108， N2=N1/i=6.2/3×108=2.6×10
查[4]圖5—17得 ZN1=1.05，ZN2=1.16，由式（5—29）得
ZX1=ZX2=1.0，取SHmin=1.0，ZW=1.0，ZLVR=0.92，
[σH]1=σHP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=580×1.05×0.92=560.28 MPa
[σH]2=σHP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin=560×1.16×0.92=597.63 MPa
∵[σH]1> [σH]2，∴計(jì)算取[σH]= [σH]2=560.28 Mpa
c. 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距（由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)）：
∵u=i34=4，фa=0.4，
ZH=√2/cosα·sinα=√2/cos200 ·sin200 =2.5
且由[2]表11-5有 ZE=189.8，取Kt·Z=1.1
∴ [2]式5-18計(jì)算中心距：
a≥（1+u）[KT1 （ZE ZHZε/[σH]）2 /（2uφa）]0.5=1×[1.1×21572×2.5×189.8/（2×4×0.4×560.28）]0.5=79.4㎜
由[1]表4.2-10 圓整 取 a=100㎜
d．齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)：
m=（0.007～0.02）a=180（0.007～0.02）=1.26～3.6㎜
查[2]表5-7取 m=2.5㎜
齒數(shù)Z1=2a/m（1+u）=2×100/2.5（1+3）=20
Z2=uZ1=20×3=60 取Z2=60
則實(shí)際傳動(dòng)比 i=60/20=3
分度圓直徑 d1=mz1=2.5×20=50 ㎜，d2=mz2=2.5×60=150㎜
齒頂圓直徑 da1= d1+2m=55㎜，da2=d2+2m=155㎜
齒根圓直徑 df1= d1-2.5m=64-2.5×2.5=57.75㎜
df2= d2-2.5m=155-2.5×2.5=148.75㎜
圓周速度 v=∏d1n2/60×103
=3.14×155×156/60×103 =1.26 m/s，
中心距 a=（d1+d2）/2=100㎜
由[2]表5-6，選齒輪精度為8級(jí)e. 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度
按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由[2]表5-3，取KA=1.0；由[2]圖5-4（d），按8級(jí)精度和VZ/100=∏dn/60000/100=0.30144，得Kv=1.03；由[2]表5-3得Ka=1.2；由[2]圖5-7和b/d1=72/60=1.2，得KB=1.13；
∴ K=KvKaKAKB=1.03×1.2×1.0×1.13=1.397
又∵ɑa1=arccosdb1/da1=arccos（60.14/68）=28.0268=281 36；
ɑa2 = arccosdb2/da2=arccos（2240.56/260）=22.0061=220 17
∴重合度 εa=[z（tanɑa1-tanɑ）+ z（tanɑa1-tanɑ）]/2∏=[32（tan28.0268-tan20）+128（tan22.0061-tan20）]=1.773
即Zε=√（4-εa）/3=0.862，且 ZE=189.8，ZH=2.5
∴ σH =ZHZEZε√2KT1（u+1）/bd2 1u=2.5×189.8×0.862√2×1.397×83510×5.8065/（72×622 ×5.024）=240.63﹤[σH ]=560.28 Mpa
∴ 小齒輪滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，且大齒輪比小齒輪接觸強(qiáng)度高，故齒輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度條件
f．齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核：
按Z1=32，Z2=128，由[2]圖5-14得YFa1=2.56，YFa2=2.18；由[2]圖5-15得Ysa1=1.65，Ysa2=1.84
由[2]式5-23計(jì)算
Y=0.25+0.75/εa=02.5+0.75/1.773=0.673
由[2]圖5-19得YN1=YN2=1.0，
由[2]式 5-32切m=2﹤5㎜，得YX1=YX2=1.0
取YST=2.0，Sfmin=1.4，由[2]式5-31計(jì)算許用彎曲應(yīng)力：
[σF1]= σFmin1YFa1Ysa1YST/ Sfmin =220×2.0/1.4=314.29 Mpa
[σF2]= σFmin2YFa2Ysa2YST/Sfmin=210×2.0/1.4=300 Mpa
∵[σF1]﹥[σF2]， ∴[σF]=[σF2]=300 Mpa
由[2]式5-24計(jì)算齒跟彎曲應(yīng)力：
σF1=2KT1YFa1Ysa1Y/bd1m=2×1.397×2157.2×2.56×1.65×0.673/（2×64×64）=48.2 ﹤300 Mpa
σF2=σF1YFa2Ysa2/YFa1Ysa1=71.233×1.84×2.18/（2.56×1.65）=36.9﹤300 Mpa
∴兩齒輪滿(mǎn)足齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度
3.8 傳動(dòng)軸直徑的確定和軸的強(qiáng)度校核
3.8.1 軸的直徑的確定
T總=T1i1+T2i2+…+Tnin (3-1)
式中Tn—作用在第n根主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m
in—傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比
軸1：T1=T1i1+T2i2=2T1i1=2×3.18×0.707=4.49 N·m
由公式計(jì)算出直徑mm ,查參考文獻(xiàn)[9]表3-4，選取直徑d10=20mm。
軸4、軸5：因軸4上有一排齒輪，因此軸不承受扭距，其直徑由彎距計(jì)算可得，因其承受的彎矩也比較小，參照其他軸，選取d11=20mm。
軸2：T13=T7i7+T8i8+T9i9=3T7i7=3×3.18×0.82=7.8228 N?m
由公式計(jì)算出直徑mm ,查參考文獻(xiàn)[9]表3-4，選取直徑d13=25mm。
軸3：同軸2，選取直徑d13=25mm。
選取油泵軸的直徑 d16=20mm。
3.8.2 軸的強(qiáng)度校核
軸在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算準(zhǔn)則是滿(mǎn)足軸的強(qiáng)度或剛度要求。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力，對(duì)于用于傳遞轉(zhuǎn)矩的軸應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，對(duì)于只受彎矩的軸（心軸）應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算，兩者都具備的按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核等。
在本設(shè)計(jì)中軸的直徑是按強(qiáng)度公式計(jì)算進(jìn)行選擇，因此并不是要對(duì)主軸箱內(nèi)所有的軸都進(jìn)行校核，只是對(duì)那些承受彎、扭矩相對(duì)交較大的軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。在這里對(duì)長(zhǎng)主軸2進(jìn)行強(qiáng)度校核。
a. 求出主軸上的轉(zhuǎn)矩 T
在工作時(shí)，主軸上所承受的功率P=0.153kw（不計(jì)齒輪的嚙合損耗和軸承損耗的功率）。則
N·mm
b. 求作用在齒輪上的力
mm
N
N
c. 軸的受力分析
1 .畫(huà)軸的受力分析圖
2. 計(jì)算支承反力：
在水平面內(nèi)
N
N
在垂直平面內(nèi)
N
N
3. 畫(huà)彎矩圖（見(jiàn)圖3-8）
在水平面內(nèi)，a-a剖面左側(cè) MaH=Ftl1=293×43=12599 N·mm
a-a剖面右側(cè) M’aH=FH2l2=82.3×153=12591 N·mm
在垂直平面內(nèi)，a-a剖面左側(cè) MaV=Frl1=106.6×43=4583.8 N·mm
a-a剖面右側(cè) M’aV=FV2l2=30×153=4590 N·mm
合成彎矩，a-a剖面左側(cè)
N·mm
a- a剖面右側(cè)
N·mm
4. 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖
T=19784 N·mm
圖3-8 軸的彎矩、扭矩圖
d. 危險(xiǎn)截面的判斷
截面左右的合成彎矩右側(cè)相對(duì)左側(cè)大些，扭矩為T(mén)，則判斷左側(cè)為危險(xiǎn)截面，只要右側(cè)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求即可。
e. 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核
由參考文獻(xiàn)[13]表11.2查得[σ]=[ σ-1]=60 Mpa,
a-a剖面左側(cè)
mm3
f. 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]表11.2查得，，，，
截面左側(cè)
由參考文獻(xiàn)[13]附表11.2查得，；由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表11.4得表面質(zhì)量系數(shù)。則
彎曲應(yīng)力 ，
應(yīng)力幅
平均應(yīng)力
切應(yīng)力
安全系數(shù)
查參考文獻(xiàn)[13]表11.8得許用安全系數(shù)， ，則剖面安全，即主軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。
3.9 分動(dòng)箱體及其附件的選擇設(shè)計(jì)
3.9.1 分動(dòng)箱的選擇設(shè)計(jì)
該分動(dòng)箱選用400×320的通用多軸箱體,分動(dòng)箱體材料為HT200,前后蓋的材料是HT150,雖然分動(dòng)箱是通用的，但為了滿(mǎn)足具體的使用要求,故在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的補(bǔ)充加工,其補(bǔ)充加工的情況可參見(jiàn)補(bǔ)充加工圖。
3.9.2 分動(dòng)箱上的附件材料的設(shè)計(jì)
a. 分油器
本分動(dòng)箱中分油器選用B-ZIR31-2-36型分油器,其作用是把油分成幾路,分別潤(rùn)滑不同排數(shù)的齒輪及軸承,以便于保證軸承,齒輪有一定的使用壽命,減少摩擦和磨損,降低振動(dòng),消耗發(fā)熱。
b. 油杯
油杯是用來(lái)給箱體注油用的,以保證箱體內(nèi)油量滿(mǎn)足使用要求。
c. 油塞
油塞是用來(lái)放油用的,應(yīng)該置在箱體的底部,由于該分動(dòng)箱是臥式組合機(jī)床,故活塞放置在箱體上,放油孔螺母與凸臺(tái)之間應(yīng)加封油圈密封。
d. 油標(biāo)
油標(biāo)是用來(lái)指示油的高度的,應(yīng)該放置在便于檢查及油面較穩(wěn)定處,該分動(dòng)箱選用管狀油標(biāo)(GB1162-79)放置在箱體側(cè)。
第4章 結(jié)論
本課題的鏜BW150泵頭組合鏜床分動(dòng)箱設(shè)計(jì)對(duì)擴(kuò)大BW泵頭機(jī)的生產(chǎn)能力，提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益起著很大的作用。
關(guān)于組合鏜床的分動(dòng)箱及總體設(shè)計(jì)，涉及內(nèi)容之廣，參考資料之多，該設(shè)計(jì)的內(nèi)容大都已涉及到，總體方案還是較合理，尤其機(jī)床總圖已達(dá)要求，示意圖中鏜刀布置基本能達(dá)到加工的技術(shù)特性，整個(gè)機(jī)床采用的液壓滑動(dòng)，電氣控制，自動(dòng)化程度高，對(duì)減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有明顯效益，且對(duì)工人的技術(shù)要求不高，整個(gè)鏜床還具有調(diào)整、修養(yǎng)、維修方便的特點(diǎn)，所選通用零部件都符合規(guī)定參數(shù)。
但由于這是初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，水平有限有許多不合理的地方，敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正，提出寶貴的意見(jiàn)，以便及時(shí)糾正。但就總體而言，本次設(shè)計(jì)，仍然是個(gè)能夠滿(mǎn)足工藝技術(shù)要求的方案。在今后的工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，立志提高效益，達(dá)到最佳效果。
致 謝
歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在 老師的悉心指導(dǎo)下，現(xiàn)已劃上了圓滿(mǎn)的句號(hào)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師精益求精的工作作風(fēng)使我受益匪淺，他及時(shí)的了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，幫助我解決了不少問(wèn)題。老師耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識(shí)，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，老師及其他指導(dǎo)老師付出了辛勤的勞動(dòng)，我向他們表示衷心的感謝。
此次設(shè)計(jì)得到了許多同學(xué)的幫助和指點(diǎn)，在此一并表示感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 王文斌主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三卷).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2] 王文斌主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二卷).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[3] 胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
[4] 大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995
[5] 大連組合機(jī)床研究所編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986
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[13] 徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
[14] 陳秀寧、施高義．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).杭州：浙江大學(xué)出版社，1995
[15] 姚永明主編.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì).上海：上海交通大學(xué)出版社，1999