箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì)

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1、1 1 前言 機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求 刀具與工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和零件的一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今日的高 度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 的應(yīng)用。但目前機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)） 設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料， 既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)。車床的分類：萬(wàn)能 型車床、普通型車床、輕型車床三個(gè)品種。車床主要用于加工常用公制、英制 模數(shù)螺紋、端面等。在現(xiàn)代大中型機(jī)械制造業(yè)大批或成批生產(chǎn)車間、一般機(jī)械 制造業(yè)、科研所的工具車間

2、、機(jī)修車間和單件、成批機(jī)加工車間、輕、紡、儀 表、農(nóng)機(jī)維修、教學(xué)實(shí)習(xí)等都有使用。 1.1 本課題來(lái)源 XX 市寶利來(lái)精密機(jī)械制造有限公司。 1.2 課題研究的主要內(nèi)容 此次課題，有關(guān)變速箱體的加工，需設(shè)計(jì)一個(gè)專用機(jī)床，目的就是通過(guò)設(shè) 計(jì)有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械加工的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)和掌握，學(xué)習(xí)并掌握有 關(guān)機(jī)械相關(guān)軟件，能夠自己獨(dú)立設(shè)計(jì)，此次課題的重要性不言而喻。 1產(chǎn)品名稱：變速箱體雙面粗鏜床。 2被加工零件：變速箱箱體。 3工件材料：HT200。 4加工內(nèi)容：按圖要求鉆 11.65,14.7,18 孔，粗鏜 71，77、79、81、87、89 孔。 5機(jī)床設(shè)計(jì)為雙面臥式結(jié)構(gòu)，夾具裝在中心底座

3、上，兩側(cè)為鋼性鏜頭裝在 HY40B 液壓滑臺(tái)上，此滑臺(tái)裝在 CC40 側(cè)底座上。 6生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量。 7批量：本機(jī)床設(shè)計(jì)、制造一臺(tái)。 1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 近年來(lái)，隨著我國(guó)的機(jī)床工業(yè)的迅速發(fā)展，人們開(kāi)始越來(lái)越廣泛地重視機(jī) 床的工作效率，加工精度，并要求機(jī)床設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、操作 簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便。新型的試樣加工設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)的試樣加工方式提出了挑戰(zhàn)。 試樣加工面臨著多種選擇。認(rèn)識(shí)專用設(shè)備， 研制專用設(shè)備， 開(kāi)發(fā)專用設(shè)備尤 其對(duì)批量試樣加工是今后重要的發(fā)展方向。加工工藝落后、機(jī)床設(shè)備老化、加 工速度緩慢是當(dāng)前我國(guó)試樣加工行業(yè)的現(xiàn)狀。存在這種狀況，是因?yàn)橛泻芏嗟?先進(jìn)技術(shù)沒(méi)有引進(jìn)到

4、試樣加工行業(yè)中。通過(guò)與使用兩種專用設(shè)備對(duì)比可以看出 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 2 新舊加工方式的差別。組 合 機(jī) 床 未 來(lái) 的 發(fā) 展 將 更 多 的 采 用 調(diào) 速 電 動(dòng) 機(jī) 和 滾 珠 絲 杠 等 傳 動(dòng) ， 以 簡(jiǎn) 化 結(jié) 構(gòu) 、 縮 短 生 產(chǎn) 節(jié) 拍 ； 采 用 數(shù) 字 控 制 系 統(tǒng) 和 主 軸 箱 、 夾 具 自 動(dòng) 更 換 系 統(tǒng) ， 以 提 高 工 藝 可 調(diào) 性 ； 以 及 納 入 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 等 。 3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。用大型通用部件組成的機(jī)床稱 為大型組合機(jī)床，用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)

5、床。 機(jī)床帶有一套固定的夾具，根據(jù)所需加工面數(shù)布置動(dòng)力部件。動(dòng)力部件可 以是立式，臥式或斜式安裝。工件安裝在機(jī)床的固定夾具里，夾具和工件固定 不動(dòng)。動(dòng)力滑臺(tái)上的動(dòng)力箱連同多軸箱或單軸切削頭實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)加工零件的要求，本機(jī)床采用單工位組合機(jī)床。刀具對(duì)零件的加工為 平行加工，動(dòng)力部件采用臥式安裝，品字型結(jié)構(gòu)。 2.1 工藝方案的設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合 理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求,提出若 干個(gè)工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳 動(dòng)、布局等一系列問(wèn)題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)

6、是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重 要環(huán)節(jié)。 2.1.1 工藝路線的確立 加工孔為 14.7、18、11.65、78、70H9、60H9、60H9、60H9, 71H9、77H9、79H9、81H9、87H9、89mm 被加工零件需要在組合機(jī) 床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)。確定主 要的加工工序如下： 工序： 鉆 14.7，左側(cè)面 鉆 18，右側(cè)面 鉆 11.5，右側(cè)面 鏜 78、70H9、60H9，左側(cè)面 鏜 60H9，左側(cè)面 鏜 71H9、77H9、79H9，右側(cè)面 鏜 81H9、87H9、89，右側(cè)面 被加工材料為 HT200,為了保證孔在同一中心軸上，提高零件的加工效率，

7、 所以采用臥式雙面組合機(jī)床，兩側(cè)孔同時(shí)進(jìn)行加工。組合機(jī)床是針對(duì)某種零件 或零件某道工序設(shè)計(jì)的，正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同 時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中。本機(jī)床加工時(shí)采用一面兩銷的定位基準(zhǔn) 方式，這樣總共限制工件六個(gè)自由度，其中基準(zhǔn)面限制了 y、z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)和 x 向 的移動(dòng) 3 個(gè)自由度，菱形銷限制了 y、z 向的移動(dòng) 2 個(gè)自由度，圓柱銷限制了 x 向的轉(zhuǎn)動(dòng) 1 個(gè)自由度，達(dá)到定位效果，而且比較好的保證了加工精度。 2.1.2 技術(shù)要求 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 4 a. 機(jī)床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度。 b. 機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸

8、方便，便于維修、調(diào)整。 c. 保證各動(dòng)力頭分別由電機(jī)拖動(dòng)，并且可單獨(dú)控制。 d. 機(jī)床盡量能用通用件，以便降低制造成本。 e. 夾具要求定位可靠，裝夾方便，保證零件加工精度。 2.1.3 確定機(jī)床的配置模式 機(jī)床的配置型式主要有臥式和立式兩種。臥式組合機(jī)床床身由滑座、側(cè)底 座及中間底座組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，無(wú)漏油現(xiàn)象；同時(shí)， 安裝、調(diào)試與運(yùn)輸也都比較方便；而且，機(jī)床重心較低，有利于減小振動(dòng)。其 缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。立式組合機(jī)床床身由滑座、立柱及立 柱底座組成。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便。其缺點(diǎn)是機(jī)床重心 高，振動(dòng)大。此外，ZH1105 柴油機(jī)氣缸體的

9、結(jié)構(gòu)為臥式長(zhǎng)方體，從裝夾的角度 來(lái)看，臥式平放比較方便，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 通過(guò)以上的比較，考慮到臥式床身振動(dòng)小，裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，選用臥式組 合機(jī)床 2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu) 點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液 壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過(guò)液壓換向閥， 很容易實(shí)現(xiàn)；過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；由行程調(diào)速閥來(lái)控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn) 換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變 化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維

10、 修比較麻煩。本課題的加工對(duì)象是變速箱殼體左、右兩個(gè)面上的 14 個(gè)孔，位置 精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺(tái)。 2.2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)三圖一卡 2.2.1 加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自 動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求， 加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前 加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè) 計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。 箱體的被加工零件工序圖如圖 2-1 所示： 5 圖 2-1 被加工零件工序圖

11、2.2.2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工 零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī) 床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 A 刀具的選擇 選擇刀具應(yīng)考慮工件材料、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求， 只要條件允許應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。由于鉆孔、鏜孔的切削用量還與孔深度有 關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按9P131 表 6-12 選取。降低進(jìn)給量 的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭、鏜頭折斷?？咨疃容^大時(shí)，由于 冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀 具壽命，

12、并使加工較深孔時(shí)鉆頭、鏜頭的壽命與加工其他淺孔時(shí)鉆頭、鏜頭的 壽命比較接近。 本次設(shè)計(jì)中需要加工 14.7、18、11.65、78、70H9、60H9、60H9、60H9, 71H9、77H9、79H9、81H9、87H9、89mm 的孔，具體視圖可參照加 工示意圖。采用的是復(fù)合鏜刀及加長(zhǎng)麻花鉆。 B 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 考慮到工件尺寸，加工精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求等因 素，所以加工孔的刀具采用加長(zhǎng)麻花鉆和復(fù)合粗鏜刀。 鉆孔：根據(jù) 表 6-20 中公式9134P 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 6 (2-1)6.08.2HBDfF .91T (2-2) (2-

13、3)D vP9740 式中， F切削力（N） ； T切削轉(zhuǎn)矩（N） ； P切削功率（kW） ； v切削速度（m/min） ； f進(jìn)給量（mm/r） ； D加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB布氏硬度, ，在本設(shè)計(jì)中，)(31minaxmaxHBHB ， ,得 HB=217.3。max241HBmin170 由以上公式得右側(cè)鉆削 18（深 22）實(shí)際切削速度 vc=19.3m/min，工進(jìn)速 度 vf=50mm/min，工進(jìn)時(shí)間 tf=2.27min。 計(jì)算出切削力 F=2123.2N，切削轉(zhuǎn)矩 T=11009.4Nmm，切削功率 P=0.386kw，刀具耐用度 Tn=1270.032min。

14、確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩 T=11.0094Nm，由公式 (2-4)410TBd 式中 B-材料系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1表 3-4 查得 B=7.3。 求出滿足條件的最小直徑 mm641.239.3.74 由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查得主軸直徑=25mm，D/d 1=40/28mm,主軸外伸尺寸 L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào) 1。 左側(cè)面鉆 14.7 孔 轉(zhuǎn)速 r/min， 將其圓整為 410r/min。6.47.390n 實(shí)際切削速度 m/min。924.1810cv 工進(jìn)速度 mm/min。5.f 工進(jìn)時(shí)間 其中 h 為 14.7 的深度。min87.654ft 切削力 N。1

15、73451.02.0.F 7 切削轉(zhuǎn)矩 Nmm。913.742156.07.14.08.9T 切削功率 kw。3.32P 刀具耐用度 。min10894.)156.0918/7.4960( 2.03.250 T 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)矩 T=7.4929 Nm，由公式(2-9)求出滿足條件的最小直徑 mm （B= 7.3）47.3.4d 選取 d=25mm， 由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查得主軸直徑=25mm，D/d 1=40/28mm, 主軸外伸尺寸 L=115mm,接桿莫氏圓錐號(hào) 1。 左側(cè)面鏜孔 78, 70, 60 刀具材料采用硬質(zhì)合金，加工材料為 HT200，選切削速度為 7090m/min, 進(jìn)給

16、量 0.141.5m/r，考慮到刀具壽命以及進(jìn)給速度的一致性，取 v=85.7m/min 主軸轉(zhuǎn)速 (2-5)01dvn 計(jì)算出 ，將主軸轉(zhuǎn)速圓整為 350r/min。mi/68.3497.510rn 由參考文獻(xiàn)1表 6-20 計(jì)算公式 切削力 (2-6)5.07.1HBfaFpz 切削力 (2-7)1.6.2.x 切削轉(zhuǎn)矩 (2-8)5.07.5fDTap 切削功率 (2-9)612VFPz 刀具耐用度 (2-10)8.035.0. )/9(HBvfTn 計(jì)算出切削力 Fz=669.9N ,Fx=138.5N;切削轉(zhuǎn)矩 T=26128.6N.mm，切削功率 P=0.938KW 滾針軸承主軸：

17、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。因此選用滾針軸承主軸。 由公式(2-9)求出滿足條件的最小直徑 mm，3.29186.03.74d 再由參考文獻(xiàn)9表 3-6 查取 d=30mm,D/d1=50/36mm，主軸的外伸尺寸為 115mm。 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 8 由鏜孔直徑為 78mm，參考參考文獻(xiàn)5表 2.5-4 選取鏜桿的直徑為 50mm,鏜刀方截面直徑為 1010。 C 導(dǎo)向的選擇 組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具、接桿的導(dǎo)向裝置來(lái) 保證的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具

18、相對(duì)工件的正確位置；保證刀具相互間 的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 D 動(dòng)力部件工作行程 部件的工作循環(huán)是加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了的位 置，又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程。本機(jī)床的工作循環(huán)包括快進(jìn)-攻進(jìn)-快退等 動(dòng)作。 （1） 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 的確定工L 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 ，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度 L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）工 與刀具切入長(zhǎng)度 和切出長(zhǎng)度 之和。切入長(zhǎng)度一般為 510，根據(jù)工件端12 面的誤差情況確定。 切出長(zhǎng)度 式中，d 為鉆頭直徑。2(38)L （2） 快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，初步選定左右兩個(gè)主軸 箱上刀具的快速進(jìn)給分別

19、為 100mm 和 230mm。 （3） 快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回的長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。由已確定的快速進(jìn)給 和工作進(jìn)給長(zhǎng)度可得出，兩面快速退回長(zhǎng)度為 300mm 和 560mm。 （4） 動(dòng)力部件總行程的確定 動(dòng)力部件的總行程在滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因 刀具磨損、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸 或者刀桿連同刀具一起從主軸孔中取出來(lái)時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離（即后備 量） 。所以，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量的之和。其中，前備量取 前=50mm,后備量取 后=50mm。LL 總= 攻進(jìn)+ 前+ 后=200+50+50=3

20、00mm 綜合以上內(nèi)容可得加工示意圖如下： 9 圖 2-2 加工示意圖 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 10 2.2.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 A 選擇動(dòng)力部件 （1） 動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇 動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率的選擇主要是確定動(dòng)力箱（或各種 工藝切削頭）和動(dòng)力滑臺(tái)，由前面計(jì)算知工進(jìn) Vf=60mm/min,進(jìn)給力 Fz=669.9N, 又因左側(cè)剛性鏜頭箱體的滑鞍長(zhǎng) L=1240mm, 由參考文獻(xiàn)9表 5-1 選擇 1HY40B 型滑臺(tái)及配套后底座 1CC40。 （2） 動(dòng)力箱型號(hào)的選擇 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和 ，根據(jù)公式切 削P847P (2-11)P主主

21、式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（ kW） ； 多軸箱的傳動(dòng)效切 削P 率,加工黑色金屬時(shí)取 0.80.9，加工有色金屬時(shí)取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳 動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色 金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜，故取 。由參考文獻(xiàn)1表 5-3 取 Pc8.0 左=6kW ，Pc 右=6kW。 所以 kW67.508P左 c左 kW .右 c右 根據(jù)所算出的功率，查文獻(xiàn)1表 5-20 我們可選用 1TA40 型號(hào)的動(dòng)力頭， 根據(jù)動(dòng)力頭尺寸選定滑臺(tái)與其配合，由于是采用的專用剛性鏜頭，查 表 5-38 得寬 B=500mm，選用滑臺(tái)型號(hào)為 HY40B,

22、滑臺(tái)寬 400mm，長(zhǎng)9154P 1240 mm,最大行程 400mm。 表 2-1 動(dòng)力電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)動(dòng)力頭尺寸選定滑臺(tái)與其配合，由于是采用的專用剛性鏜頭，根據(jù)文 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率 (Kw) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 左主軸箱 Y160L-8B5 7.5 720 350,450,400 右主軸箱 Y160L-8B5 7.5 720 280,305,410 500,500,340 11 獻(xiàn)15-21 得寬 B=500mm，選用滑臺(tái)型號(hào)為 HY40B,滑臺(tái)寬 400mm，長(zhǎng) 1240 mm, 最大行程 400mm。 B 確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度一般是指

23、工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度 時(shí)，首先要考慮工人操作的方便性；對(duì)于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高 度；對(duì)于自動(dòng)線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具返回 系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。如工件最低 孔位置、多軸箱的最低主軸高度和通用部件、中間底座及夾具底座基本尺寸的 限制等。工件最低孔徑 h2=16mm，滑臺(tái)高度為 320mm，底座高度為 560mm，鏜削 頭高為 480mm，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度為 1376mm。 C 確定夾具輪廓 主要確定夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具 底座輪廓尺寸的基本依據(jù)

24、。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀 具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。 夾具底座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的剛度，同時(shí)要考慮機(jī)床的 裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便性和便于設(shè)置定位、夾緊機(jī)構(gòu)。 D 確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸，在長(zhǎng)寬方向應(yīng)滿足夾具的安裝需要。它在加工方向 的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了機(jī)床在加工終了時(shí)工件端 面至主軸箱前端面的距離。由此，根據(jù)選定的主軸箱、滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的 位置關(guān)系，并考慮前備量，通過(guò)尺寸鏈就可以計(jì)算確定中間底座加工方向的尺 寸，在本次設(shè)計(jì)中取前備量 50mm，計(jì)算長(zhǎng)度為 1340mm。

25、確定中間底座的高度方向時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床的剛性要求、冷卻排屑系統(tǒng)要求 以及側(cè)底座連接尺寸要求。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度就 已確定，選取 650mm。 E 主軸箱輪廓尺寸 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 。主軸箱1h 寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算： (2-9)12b (2-10)h 式中，b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ；1 h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； 最低主軸高度（） 。 主軸箱輪廓尺寸由改進(jìn)的 1TA40 鏜削頭而來(lái)，中心高 H 取 260

26、mm，左邊傳 動(dòng)箱 H2=480mm,右傳動(dòng)箱 H2=480mm。 由此得出機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖： 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 12 圖 2-3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 13 2.2.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率 并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削 用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn) 效率的重要依據(jù)。 a. 理想生產(chǎn)率 (單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)Q 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù) tk有關(guān),這里兩班制 A 取 8000 件，t k 取

27、4600h,由文獻(xiàn)1的 51 頁(yè)公式 （2-11）ktA 得出： =80000/4600=17.39 件/時(shí)Q b. 實(shí)際生產(chǎn)率 (單位為件/h)是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件1 （2-12）單T601 式中: 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間(min)，可按下式計(jì)算：?jiǎn)蜹 （2-13） 裝移快 退快 進(jìn)停輔切單 tVLtVLt kfff21 式中: 分別為刀具第、工作進(jìn)給長(zhǎng)度 ,單位為 mm；21L、 分別為刀具第、工作進(jìn)給量,單位為 mm/min；ffV、 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停t 停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 510 轉(zhuǎn)所需的時(shí)間， 單

28、位為 min； 分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度，單位為 mm； 快 退快 進(jìn) 、 L 動(dòng)力部件快速行程速度。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取 56m/min;用液壓kfV 動(dòng)力部件時(shí)取 310m/min； 直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取 0.1min；移t 工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切屑及 吊運(yùn)工件）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及 工人的熟練程度。通常取 0.51.5min。如果計(jì)算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿 足理想生產(chǎn)率要求,即 Q Q 時(shí)候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。1 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動(dòng)線負(fù)荷率為 0.60

29、.7。典型的鉆、 鏜、攻螺紋類組合機(jī)床，按其復(fù)雜程度確定；對(duì)于精度較高、自動(dòng)化程度高或 加工多品種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 （2-15）1Q 則 18.735.2%9 具體請(qǐng)見(jiàn)生產(chǎn)率計(jì)算卡： 15 表 2-2 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡 圖號(hào) YGZJ003 毛坯種類 鑄件 名稱 減速箱體 毛坯重量 材料 HT200 硬度 HBS180-220 工序名稱 變速箱體雙面臥式鉆鏜組合機(jī)床 工序號(hào) 進(jìn)刀量 工時(shí)(min) 序號(hào) 工步名稱 被加工 零件數(shù) 量 加工直 徑 mm 工作行 程 mm 切削 速度 m/m in 轉(zhuǎn)速 r/ min 進(jìn)給 量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm/min) 機(jī)加

30、工時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 共計(jì) 1 安裝工件及夾緊工件 1 1.5 1.5 2 左滑臺(tái)快進(jìn) 100 100 6000 0.016 0.016 3 左多軸箱工進(jìn)（鏜孔 1） 60 15 65.9 350 0.15 60 0.25 0.25 鏜孔 2 70 13.5 76.9 350 0.15 60 0.225 0.225 鏜孔 3 78 11.5 85.7 350 0.15 60 0.192 0.192 鉆孔 14.7 58 18.6 410 0.15 60 0.97 0.97 4 左滑臺(tái)快退 300 300 6000 0.05 0.05 總計(jì) 3.203 單件工時(shí) 3.203 分/件 機(jī)床生產(chǎn)

31、率 18.73 件/時(shí)備注 左右同時(shí)加工 機(jī)床負(fù)荷率 85.2% 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 16 2.3 機(jī)床分組 為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。 組號(hào)劃分如下： a. 第 1019 組支承部件。 b. 第 2029 組夾具及輸送設(shè)備。 c. 第 3039 組電氣設(shè)備。 d. 第 4049 組傳動(dòng)裝置。 e. 第 5059 組液壓和氣動(dòng)裝置。 f. 第 6069 組刀具、工具、量具和輔助工具等。 g. 第 7079 組主軸箱及其附屬部件。 h. 第 8099 組冷卻、排屑及潤(rùn)滑裝置。 i. 第 9099 組電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。 17

32、3 右主軸箱設(shè)計(jì) 主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組 成，靠夾具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證孔的加工位置精度。其主要作用是，根據(jù)被加工 零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳給各 主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 3.1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 主軸箱原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的，其內(nèi)容包括主 軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。 在編制此圖時(shí)從“三圖一卡”中已知： A.主軸箱輪廓尺寸 525480mm； B.工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸； C.工件與主軸箱相對(duì)位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖(圖 4-1)。 D.加工零

33、件 名稱：減速器箱體； 材料：HT200； 硬度：HB170241。 3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 3.2.1 主軸型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型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。 軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，在加工減速器箱體端面孔時(shí)，主軸大都 采用的是滾珠主軸，前支承為推力球軸承和向心球軸承，后支承為向心球軸承。 因推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方面的軸向力。 3.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 初定主軸直徑一般在編制“三圖一卡”時(shí)進(jìn)行。初選模數(shù)可由下式估算， 再通過(guò)類比確定，參照文獻(xiàn)1.： （3-3)20(nZPm 1） 式中： 齒輪可傳遞的功率，單位為

34、kw；P 對(duì)嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù)；Z 小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。n 主軸箱中齒輪模數(shù)常用 2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm 幾種。由于主 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 18 軸箱為鉆孔主軸箱。主軸轉(zhuǎn)速誤差較小，且加工孔的位置比較密集，可以根據(jù) 實(shí)際需要選取齒輪模數(shù)為 2mm 和 3mm。 3.3 主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算 主軸箱的傳動(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。擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法如下 A.主軸分布類型： a）同心圓分布； b）直線分布； c）任意分布。 B.傳

35、動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法： a)將主軸劃分為各種分布類型，盡可能使之形成同心圓分布，用一根中間 傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸； b)確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及主軸箱體上的位置； C.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)。其方法如 下： a)當(dāng)主軸數(shù)量不多，分布又比較分散時(shí)，可以從驅(qū)動(dòng)軸開(kāi)始，分幾路單獨(dú) 和各主軸聯(lián)系。 b)當(dāng)主軸數(shù)量較多且分散時(shí)，可先將比較接近的主軸分成幾組，然后從主 軸布置起，最后連到驅(qū)動(dòng)軸上。排列齒輪時(shí)，要注意先滿足轉(zhuǎn)速最低及主軸間 距最小的那些主軸的要求； D.手柄軸和潤(rùn)滑油泵的安排： a)大型主軸箱一般都有一個(gè)調(diào)整手柄軸，用于對(duì)刀、調(diào)整或裝配維修時(shí)檢 修主軸精度等。為了扳動(dòng)

36、省力輕便，手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，手柄軸位置應(yīng)靠近 工人操作位置，其周圍應(yīng)有較大空間，保證回轉(zhuǎn)時(shí)手柄不碰主軸。 b)主軸箱常采用葉片油泵潤(rùn)滑，油泵軸的位置要盡可能靠近油池，離油面 高度不大于 400500mm；為了便于維修，油泵齒輪最好布置在第排，如受 結(jié)構(gòu)限制，也可放在第排。 3.3.1 主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括主軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 （3-2）PP切 削 損 失主 軸 箱 空 轉(zhuǎn) 式中， 切削功率，單位為 kw；切 削 空轉(zhuǎn)功率，單位為 kw；空 轉(zhuǎn) 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 kw。損 失 根據(jù)文獻(xiàn)6表 4-6 得 19 =0.0116kw空 轉(zhuǎn)P w 759

37、切 削 w 1%.損 失 所以可得到 = 0.0116 +0.759+0.00759=0.778kwP主 軸 箱 主軸箱所需進(jìn)給力 （單位 N）可按下式計(jì)算F主 軸 箱 （3-3）1 ni主 軸 箱 式中， 各主軸所需的軸向切削力，單位為 N；iF =4768.8N（由前面 2.2.3 的計(jì)算出） 。主 軸 箱 3.3.2 確定傳動(dòng)軸的位置及齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)方案擬訂之后，通過(guò)“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定 齒輪齒數(shù)和中間傳動(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。 A 由各主軸幾驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動(dòng)軸到各主軸之間的傳動(dòng)比 主軸 min)/(2801rn35i/4)( 5rin/06n37 驅(qū)動(dòng)軸 mi)/(20

38、r 各主軸總傳動(dòng)比 571.81i36.202i75.143i.065i18.2347i 為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為 11.5；另 外，主軸與驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)向相同時(shí)，經(jīng)過(guò)偶數(shù)個(gè)傳動(dòng)副。 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 20 B 各軸傳動(dòng)比分配 1 軸： 84.10i 870.9i 28.109i 25.10i 2 軸： .80i .98i .109i 6.210i 3 軸： 4.180i 148i 5.14i 315i 4 軸： .80i 148i 92.0154i 415i 5 軸： 4.180i 70.98i 8.109i 706.510i 6 軸： .10i 61

39、i 7 軸： 4.10i 5.012i 8.132i 458.173i C 確定中間傳動(dòng)軸的位置并配各對(duì)齒輪 根據(jù)文獻(xiàn)6第 65 頁(yè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式： (3-4) 主從從主 nzu (3-5)zSmA2)(2從主 (3-6)主從從從主 znu (3-7)從主主主從 z (3-8)1(2)(2umAnmAz 從主從主 (3-9)unzz12)(2主從主從 21 式中， 嚙合齒輪副傳動(dòng)比；u 嚙合齒輪副齒數(shù)和；zS 分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)；從主 、 分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；從主 、 n 齒輪嚙合中心距，單位為 mm；A 齒輪模數(shù)，單位為 mm。m A.各軸上齒輪齒數(shù)的確

40、定： a)驅(qū)動(dòng)軸齒輪參數(shù)： 規(guī)定為 ， 。取 ， 。1926Z驅(qū) 43或m25驅(qū)Z3m b)主軸 1、2、5 及中間傳動(dòng)軸上齒輪齒數(shù)的確定： 中間軸 8 直接由驅(qū)動(dòng)軸 0 帶動(dòng)，且 ，則 ， 。同84.10i 6813 樣， ， ，則 ， ， ， 。 70.98i.19i91920 已知 ， ， ，則取 ，56.20i 76.5i 42Z ， ， ， 。41Z3245Z3 c)主軸 3、4 和中間傳動(dòng)軸齒輪齒數(shù)的確定： 軸 3、4 由同一個(gè)傳動(dòng)軸 15 帶動(dòng)，根據(jù)轉(zhuǎn)速比, 取 ，m=2 ?？?43 得 ，m=2。同時(shí)計(jì)算得 ， ，m=2。 0152614142Z d)主軸 6、7 及中間傳動(dòng)軸

41、齒輪齒數(shù)的確定： 中間軸 8 直接由驅(qū)動(dòng)軸 0 帶動(dòng)， ， ， .0i61i56.12i ， ，計(jì)算得 ， ， ，m=2，.132i45.173i 1324 ，m=3， ， ， ， m=2。0Z2Z3527Z B.驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 min)/(.8.187.410rn0345622 i)/(.9.0.43 rn7981781 5nmin)/(54.26ri)/(3.42.607 r 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 3.3.3 各傳動(dòng)軸直徑的確定 在設(shè)計(jì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)是，往往為了湊合齒輪的中心或由于受空間的限制， 根據(jù)可能，初步地選定了軸徑。 確定某一傳動(dòng)軸軸徑時(shí)，首先要算出它所傳遞的扭

42、矩，再根據(jù)此扭矩查 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 22 “軸能承受的扭矩”表，確定軸的直徑。 傳動(dòng)軸的扭矩計(jì)算： (3-10)niMiiMi 321 式中 作用在軸上的總扭矩（ Nmm） 第 n 個(gè)軸上的扭矩（N mm）n 第 n 對(duì)軸上齒輪的傳動(dòng)比i 3.4 各零件的設(shè)計(jì)選用與校核 主軸箱零件校核： （1）軸承校核：設(shè)計(jì)中所用的所有重要軸承都要經(jīng)過(guò)壽命校核。在滿足尺 寸和強(qiáng)度要求的情況下，盡可能地選用國(guó)產(chǎn)軸承。 （2）軸的校核：設(shè)計(jì)中所用的所有較重要的軸都要經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核和剛度校 核。 （3）齒輪校核：設(shè)計(jì)中所用的所有齒輪都要經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核。 （4）鍵及花鍵：設(shè)計(jì)中所用的所有較重要的鍵及

43、花鍵都要經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核。 （5）銷與螺釘：設(shè)計(jì)中所用的所有較重要的銷與螺釘都要經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核。 3.4.1 主軸箱中軸的強(qiáng)度校核 a.軸系零件的軸向固定 為使軸和軸上零件在機(jī)器中有正確的位置，防止軸系軸向竄動(dòng)和正確傳遞 軸向力，軸系零件應(yīng)予軸向固定。常見(jiàn)的軸向固定方式有三種： (1)兩端單向固定的支承結(jié)構(gòu)； (2)一端雙向固定，一端游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)； (3)兩端游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)。 軸系零件不論采取哪種固定方式，都是根據(jù)具體情況通過(guò)選擇軸承的內(nèi)圈 與軸，外圈與軸承座孔的固定方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。軸承內(nèi)外圈的周向固定主要由配 合來(lái)保證，軸承內(nèi)圈和軸的軸向固定，其原則及方法與一般軸系的軸向固定方 式基本相同，外圈與

44、軸承座孔的軸向固定形式主要是利用軸承蓋、孔用彈性墊 圈、套孔的凸肩以及軸承座孔的凸肩。具體選擇時(shí)要考慮軸向載荷的大小，方 向，轉(zhuǎn)速高低，軸承的類型，支承的固定型式等情況。根據(jù)上面的要求，結(jié)合 本設(shè)計(jì)情況，主軸箱內(nèi)的軸系零件的軸向固定方式采用兩端單向固定的支承結(jié) 構(gòu)。 b.軸的結(jié)構(gòu) 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上零件的類型， 尺寸及配置，定位和固定方式；載荷的性質(zhì)，大小，方向及分布情況；軸的加 工和裝配工藝性等。由于影響軸結(jié)構(gòu)的因素較多，其結(jié)構(gòu)隨具體條件不同而靈 活變化，所以軸一般并無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。但不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)均 須滿足：足夠的強(qiáng)度和剛度；軸和裝在軸上的零

45、件應(yīng)有準(zhǔn)確的工作位置；軸上 23 的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)該具有良好的制作工藝性。 c.軸的校核 根據(jù)裝配圖上各軸的受載情況知，軸 3 由于承受主軸 1 和 2 所傳遞的轉(zhuǎn)矩， 在所有軸種受到的載荷最大，所以校核軸 3。作出軸的彎扭矩如圖 3-1 所示: 圖 3-1 軸的彎扭矩圖 根據(jù)文獻(xiàn)8公式 7-6 輪齒的受力大小可算得：3207.8.5tTFNd總 tg =708.8tg20=257.98Nrt /cos =708.8/cos20=754.29Nnt 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 24 mm708.5203782tHFDMN mm149.165.nV2.49r m128.VV

46、N =HM2203716.87.9NWcacP1 根據(jù)文獻(xiàn)8表 10-5 抗彎截面系數(shù) (3-11)31.0d 根據(jù)文獻(xiàn)8表 10-1 軸的許用彎曲應(yīng)力表可得 45 號(hào)正火鋼的 。15MPa1c 該軸的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 3.4.2 主軸箱中齒輪的校核計(jì)算 已選定齒輪采用 45 鋼，鍛造毛坯，硬齒面，齒輪滲碳淬火 HRC5662，齒 輪精度用 8 級(jí)，輪齒表面粗糙度為 Ra3.2 以傳動(dòng)軸 8 及驅(qū)動(dòng)軸 O 上的一對(duì)嚙合為例進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度校核，大、小齒 輪齒數(shù)分別為 ，傳動(dòng)比 。25,46oz 54.0624zio a. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 b. 按齒

47、面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 (3-12)31 21uKTZddHEt MPaca 249)(1.024876 25 其中， ， ，3.0d84.12564ozu ， ， 4，9.ZaEMP.98.1HZmNnT .79720.1105661 選擇材料的接觸疲勞極根應(yīng)力為： MPaH8lim1 PaH5lim2 選擇材料的接觸疲勞極根應(yīng)力為： F230li1 MF10li2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由公式 (3-13)hnjL6 計(jì)算可得 91 107.263017206 atn 則 9 92 5.24.uN 查參考文獻(xiàn)12表 6.3 得接觸疲勞壽命系數(shù) ,1.NZ02.N 查參考文獻(xiàn)12圖 6.7 得彎

48、曲疲勞壽命系數(shù) 2Y 查參考文獻(xiàn)12圖 6.6 得接觸疲勞安全系數(shù) ，彎曲疲勞安全系數(shù)minHS ,又 ，試選 。5.1minFS0.2STY3.1tK 求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力： MPaYSaZSPNFTFNH28015.2067.3.3.591.806.1minl21il12minl2il1 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 26 將有關(guān)值代入公式(3-2) 得： mmuTKZddtHEt34.69 8.13.079412.5108.3121 則 smndvt /6.07.10szo /5./.2 查參考文獻(xiàn)12圖 6.7 得 ， ， ；取 ，則0.1KvA02.1K1a32.01

49、aKvAH 修正 mdtHt 16.4.34.6931 mzo.25.1 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ，與前面選定的模數(shù)相同，所以 符合要求。3 m3 c. 計(jì)算幾何尺寸 mdbzmado95.310.6287465121 取 32 d. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 查參考文獻(xiàn)12圖 6.7 得 ， 1.4FSY8.32FS 取 7.0Y 由參考文獻(xiàn)12P110 式（7-12）校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度 MPamzKTFSodF 7.014325.0.9782131 27 102.1FMPa 212 97.10.483. FFSF MPaaY 所以齒輪完全達(dá)到要求。傳動(dòng)軸 4 上其余齒輪均用此方法進(jìn)行校核，其結(jié) 果均符合

50、要求。其他軸及軸上的齒輪均按以上方法校核，結(jié)果均符合強(qiáng)度要求 3.5 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)以知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算各中 間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸， 并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來(lái)檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。 （1） 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 X0Y 圖 3-2 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 X0Y 圖 （2） 計(jì)算每根軸的坐標(biāo) 由圖的各伸出軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)，如表 3-1 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 28 表 3-1 各伸出軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 坐 標(biāo) X（mm） Y(mm) 軸 1 0 0 軸 2 0 -92 軸 3 -22 -162

51、 軸 4 -86 -162 軸 5 34 -81 軸 6 81 -116 軸 7 59.511 -61.7627 軸 0 0 -152 計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)時(shí)，先算出與主軸有直接傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)軸坐標(biāo)，然后計(jì) 算其它傳動(dòng)軸坐標(biāo)。根據(jù)文獻(xiàn)6第 71 頁(yè)圖 4-25，其計(jì)算方法如下，結(jié)合圖 3- 3: YXjiA123B 1JC0ILabc(,)R 圖 3-3 主軸和傳動(dòng)軸坐標(biāo)關(guān)系 設(shè) ABXY 則 2L 29 212IRJLI 因?yàn)?00siniaBcLAo 所以 LBJAIcJI00231 sincoBasin 還原到 X0Y 坐標(biāo)系中去，則 c 點(diǎn)坐標(biāo)：LAJBIYXA1 傳動(dòng)軸 10 位于軸 1

52、和 2 的中心連線的垂直平分線上，已知軸 1 和 2 的坐標(biāo)， 計(jì)算出 10（95.11，-51） 傳動(dòng)軸 8 位于軸 3 和 4 的中心連線的垂直平分線上，已知軸 3 和 4 的坐標(biāo)， 計(jì)算出 8（44，-249.13） 傳動(dòng)軸 9 的位置在傳動(dòng)軸 8 和 10 之間，考慮各方面的情況，依據(jù)多軸箱傳 動(dòng)系統(tǒng)的基本方法，初定其坐標(biāo)為(52,125)。 下面依據(jù)坐標(biāo)計(jì)算公式算出傳動(dòng)軸 9 的坐標(biāo)： 將坐標(biāo)值代入公式得： =104mmABX =49.499mmY 則 mL630.1549.5.10222IRJ mI .728.6.9 28.617.121 2 因 4015.3asini00 LBc

53、96oA 所以 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 30 mLBJAIcJIA 294.663.155.74928.04sinco00231 IIB .8.9.sasin00231 還原到 X0Y 坐標(biāo)系中去，則 4 軸坐標(biāo)： mLAJBIYYXXA 73.15642.8.50.09.714 其余軸的計(jì)算過(guò)程類似，經(jīng)計(jì)算得各軸坐標(biāo)列于表 3-3。 表 3-2 各傳動(dòng)軸的坐標(biāo) 坐 標(biāo) X（mm） Y(mm) 軸 8 44 -249.13 軸 9 56.10-135.73 軸 10 95.11 -51 軸 11 -90.84 -162.98 軸 12 -126.49 -86.92 軸 13 -9

54、0.01 -11.26 軸 14 7.75 -211.85 軸 15 45 -194.73 3.6 繪制軸坐標(biāo)檢查圖 3.6.1 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)查潤(rùn)滑油泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。 3.6.2 坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求 繪出多軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系 XOY。 按計(jì)算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及及主軸外伸部分直徑， 并注明軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。 31 用點(diǎn)劃線繪制各齒輪的分度圓、注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù)及變位 齒輪的變位量。 3.7

55、主軸箱上附件的設(shè)計(jì) A.分油器 本主軸箱中分油器選用 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,由于該主軸箱是臥式組合機(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。 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 32 4 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“ 變速箱體雙面粗鏜床 ”。為了在設(shè)計(jì)中更好的解決 問(wèn)題，同時(shí)為了增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，使理論更好地聯(lián)系實(shí)際

56、，我們進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。在 實(shí)習(xí)的過(guò)程中，我門(mén)深入一線和工人師傅探討有關(guān)問(wèn)題，向工人師傅取經(jīng)，收 集了一些技術(shù)資料。本次設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于鹽城市寶利來(lái)精密機(jī)械制造有限公 司，在領(lǐng)隊(duì)老師的講解下，我們對(duì)組合機(jī)床有了較深刻的認(rèn)識(shí)，為我們更好地 提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的時(shí)間總共為三個(gè)多月，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包 含了本專業(yè)的全部課程，是專業(yè)知識(shí)的一次較高質(zhì)量的鞏固和提高。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了工程設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，培養(yǎng)了自己 的獨(dú)立思考分析問(wèn)題的能力。通過(guò)掌握的知識(shí)，結(jié)合參考大量的文獻(xiàn)資料解決 了所面對(duì)的問(wèn)題。最大的設(shè)計(jì)體會(huì)是：在開(kāi)始設(shè)計(jì)前首先一定要有個(gè)設(shè)計(jì)的方 案，考慮的東西一定要全面，

57、不能簡(jiǎn)單的羅列出來(lái)就行，要綜合地考慮它的合 理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性等要求。其次是要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，只 有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，才不至于出現(xiàn)很多錯(cuò)誤。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎涉及到我所學(xué) 的所有知識(shí)，而且還有許多的新知識(shí)。最后要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果沒(méi)有指 導(dǎo)老師的認(rèn)真指導(dǎo)和自己在工廠中畢業(yè)實(shí)習(xí)，我想在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)遇到更多的 困難，甚至說(shuō)都不可能按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也學(xué)到了 以前很多沒(méi)有學(xué)到的東西，加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)， 特別是學(xué)會(huì)了如何從眾多的文獻(xiàn)資料中選擇自己所需要的知識(shí)，這所有的一切 對(duì)我以后的工作都有很好的幫助。 總之，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論

58、的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題 等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè) 計(jì)的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù) 工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下 一些錯(cuò)誤，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)們不吝賜教。 33 參考文獻(xiàn) 1謝家瀛. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1992. 2范云漲等.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)J.機(jī)械工業(yè)出版社，1993. 3葉偉昌.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè))M.機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 4葉偉昌.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))M.機(jī)械工

59、業(yè)出版社，2001. 5艾興.金屬切削用量手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1996. 6李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 7孟憲椅等.機(jī)床夾具圖冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1991. 8韓敬禮等.機(jī)械電氣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1994. 9胡家秀.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 10楊培元等.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 11大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社,1995. 12大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1986. 13徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 14陳秀寧、施高義機(jī)

60、械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M.浙江大學(xué)出版社，1995. 箱體雙面粗鏜床總體設(shè)計(jì)及右主軸箱設(shè)計(jì) 34 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次全面考驗(yàn)，它也是對(duì)即將走 向社會(huì)的我們的進(jìn)行的一次有效的訓(xùn)練?；仡欉@場(chǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)得我獲益菲 淺。我的課題是一個(gè)研究類的課題，它讓我體會(huì)到做研究的艱難，從苦心設(shè)計(jì) 出零件，到東奔西走去買(mǎi)材料加工零件，加工出零件又要日以繼夜的對(duì)零件進(jìn) 行測(cè)量，采集數(shù)據(jù)，然后又要考慮的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，分析工藝系統(tǒng)中加 工因素與之對(duì)應(yīng)關(guān)系，這對(duì)像我這樣基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生是多么困難，只有本人 經(jīng)歷過(guò)才知道。所以我認(rèn)為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了我很多方面的能力，它使我面 對(duì)困難不退縮，勇于克服困難。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)始到結(jié)束一直得到老師的指導(dǎo)和幫助，使我能得以順 利完成并學(xué)到了很多知識(shí)，我想這對(duì)我以后走上社會(huì)工作崗位會(huì)有很大幫助。 35 附 錄 序號(hào) 名 稱 圖樣大小 張 數(shù) 備注 1 加工示意圖 A1 1 2 工序圖 A1 1 3 尺寸聯(lián)系圖 A2 1 4 生產(chǎn)力計(jì)算卡 A4 1 5 右主軸裝配圖 A0 1 6 零件圖 A3 6 7 零件圖 A4 1