鏜削動力頭及其組件設(shè)計【含4張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 3 科技譯文 Modular machine tool profession present situation and development ponder ABSTRACT Present state and development direction of modular machine tool technology and equipment at home and abroad are summarized. Some concepts of the author are set forth。 Keywords: Modular machine Development thinking Technological innovation Our country joins after WTO, the manufacturing industry faces opportunity and challenge coexisting. The Modular machine tool profession enterprise at the right moment adjusts the strategy, adopted positively should to the strategy, appeared has produced! Sells two prosperous good tendencies, up to September, 2002, an Modular machine tool profession enterprise only Modular machine tool product item, the output has reached 800 according to incomplete statistics, the output value reaches 3 above the hundreds million, in 2001 the same ratio grew above 10%, moreover Modular machine tool profession industry increase in value! Product sales rate! Whole staff total wages! The exportation delivery value and so on the economic indicator has the varying degree growth, new product! The new technology goes to the yearly average to have the large scale enhancement, the obvious profession enterprise operation condition is good” 1 Modular machine-tool technical equip present situation and trend of development The Modular machine tool and from the generation is the collection mechanical and electrical in a body synthesis automatic high technique of manufacture and the complete craft equipment, Its characteristic is highly effective! High-grade! The economy is practical, thus is widely applied in the project machinery! Transportation! Energy! War industry! Light industry! Professions and so on electrical appliances. Our country tradition Modular machine tool and the Modular machine tool mainly use from the generation machine! Electricity! Gas! The hydraulic control, its processing object mainly produces the Modular machine tool processing connecting rod which the batch quite big major and medium flask body class and the axis class components (the recent years developed! The board and so on also occupies certain share), completes the drill hole! Broaching! Reams, processes each kind of thread! Bore! Surfacing and lug boss, in hole boring each kind of shape trough, as well as milling plane and formed surface and so on. he Modular machine tool classification is many, has the large-scale Modular machine tool and the small Modular machine tool, has one-sided! Two-sided! Three! Horizontal type! Vertical! Inclined type! Compound expression, but also has the multi-location rotation table model Modular machine tool and so on; Along with the technical unceasing progress, one kind of new Modular machine tool, the flexibility Modular machine tool more and more receives peoples favor, it applies the multi-position headstock! May trade the headstock! The code retinue jig and the cutting tool automatic replacement, matches by programmable controller (PLC)!Numerical control (NC) and so on, Along with market competition aggravating and to product demand, high accuracy! High productivity! Flexibility! Multi-varieties! Short period! The numerical control engine bed and is attacking the traditional Modular machine tool profession from the generation, therefore the Modular machine tool equips the development mentality must be by increases the group bed processing precision! Modular machine tool flexibility! The Modular machine tool operational reliability gathers the engine bed technology the complete set for the main attack direction. At the same time, the enhancement technology application, enhances the Modular machine tool product numerical control rate; On the other hand further develops the new part, the multi-coordinates part, causes its modulation in particular! Flexibility, adaptation adjustable invariable! Multi-variety processing market demand. Super velocity and super elevation precision processing technical equip and compound! Multi-purpose! The multiple spindle control device and so on is welcome deeply. However more essential is the Modern Communication Technology in the engine bed equipment application, the information communication introduction causes the modern engine bed the automatic further to enhance, also has the quite big disparity in these aspect our country Modular machine tool equipment, therefore our country Modular machine tool technical equip high velocity! High accuracy! Flexibility! Modulation! Adjustable invariable! Random workable as well as the communication application will be the next development direction” 2 Modular machine tool profession development ponders in the recent two years although the Modular machine tool profession production and marketing presents the trend of escalation, but in the profession some enterprise similar existence debt management situation, the primary cause is the traditional Modular machine tool product can satisfy the user flexibility! High accuracy! The short period market demand, simultaneously Modular machine tool profession some enterprises have the modern management level to be low! The brain drain is serious! The achievements in scientific research cannot transform rapidly as flaws and so on productive forces. For this proposed suggested as follows: (1) enhancement modern management level, after China joins WTO, the urgent need enterprise raises the modern management level, further deepens the enterprise interior reform, establishes the perfect adaptation market economy the operational mechanism,/The establishment enterprises science management system, achieves the centralization to be correct! Decentralization order! The authorization has the chapter! With the power having responsibility right intrinsic unification organic synthesis, is enhances the enterprise controlling force to have “must completely change the backward system, must set up the globalization management idea, sharpens the international market competitive ability, establishes the market rapid reaction mechanism, adapts the market demand which develops day by day” (2) urgently awaited to sharpen the enterprise innovation ability “enterprises survival, the key lies in the product the vitality” to march into Electronic Age today, the traditional Modular machine tool already cannot meet the high speed development domestic and foreign market requirement, this request enterprise had to adapt the science and technology rapid development, established the technological innovation system, the advancement enterprises technology advancement, accelerated to the flexibility! Numerical control! High accuracy! The short period direction develops, enhances the Modular machine tool applicable scope and the market coverage; Simultaneously implements the name brand strategy, the struggle creates the world brand, accelerates our country Modular machine tool development advancement, causes Our country Modular machine tool Profession Enterprise to be in an impregnable position in the world manufacture domain. In summary, the Modular machine tool profession must develop the technical attack attacking and capturing current profession enterprise technological development difficult problem; Two must strengthen and the overseas joint capital cooperation, the use and the study overseas vanguard technology, enhances the enterprise the modern management level and the technical level; Three must through to introduce technical the digestion absorption to carry on innovates again, develops own product “through ours endeavor, causes our country truly by to make the great nation to turn makes the powerful nation” 組合機(jī)床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考 摘要： 我國組合機(jī)床技術(shù)裝備的現(xiàn)狀和行業(yè)的發(fā)展，并提出了本人的一些觀點 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 發(fā)展思路 技術(shù)創(chuàng)新 我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2002年9月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床產(chǎn)品一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達(dá)800余臺，產(chǎn)值達(dá)3個億以上，較2001年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好” 1 組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備,它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè).我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額)，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等.組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床，柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱!可換主軸箱!編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器(PLC) 、數(shù)字控制(NC)等，隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控機(jī)床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)，因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率;另一方面進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。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。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)床的自動化程度進(jìn)一步提高，在這些方面我國組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向” 2 組合機(jī)床行業(yè)的發(fā)展思考 近兩年雖然組合機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷呈現(xiàn)上升趨勢，但行業(yè)內(nèi)一些企業(yè)同樣存在負(fù)債經(jīng)營的情況，主要原因是傳統(tǒng)的組合機(jī)床產(chǎn)品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求，同時組合機(jī)床行業(yè)一些企業(yè)存在現(xiàn)代化管理水平低、人才流失嚴(yán)重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。為此提出如下建議： (1) 提高現(xiàn)代化管理水平，中國加入WTO后，迫切要求企業(yè)提高現(xiàn)代化管理水平，進(jìn)一步深化企業(yè)內(nèi)部改革，建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的運行機(jī)制，建立企業(yè)的科學(xué)的管理體制，做到集權(quán)有道、分權(quán)有序、授權(quán)有章、用權(quán)有度的責(zé)權(quán)利內(nèi)在統(tǒng)一的有機(jī)結(jié)合，是提高企業(yè)控制力所必須的“要徹底改變落后的體制，必須樹立全球化經(jīng)營理念，提高國際市場競爭能力，建立市場快速反應(yīng)機(jī)制，以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求” (2) 亟待提高企業(yè)創(chuàng)新能力“企業(yè)的生存，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的生命力”已步入電子時代的今天，傳統(tǒng)的組合機(jī)床已經(jīng)不能適應(yīng)高速發(fā)展的國內(nèi)外市場需要，這就要求企業(yè)必須適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建立技術(shù)創(chuàng)新體系，推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，加速向柔性化、數(shù)控化、高精度、短周期方向發(fā)展，提高組合機(jī)床適用范圍和市場覆蓋面;同時實施名牌戰(zhàn)略，爭創(chuàng)世界品牌，加速我國組合機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程，使我國組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。 綜上所述，組合機(jī)床行業(yè)要開展科技攻關(guān)攻克當(dāng)前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題;二要加強(qiáng)與國外的合資合作，利用和學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)，提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和技術(shù)水平;三要通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收進(jìn)行再創(chuàng)新，發(fā)展自己的產(chǎn)品“通過我們的努力，使我國真 正由制造大國變成制造強(qiáng)國”。 11四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書 題 目 鏜　削　動　力　頭　及 　 主 軸 組 件 設(shè)　計 學(xué) 生 王 中 敏 系 別 機(jī)　電　工　程　系 專 業(yè) 班 級 機(jī)　制　03.3　班機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號 　2003111026　　　　　 指 導(dǎo) 教 師 　李何　　先禮　　民維 1 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 33 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 摘 要 主軸及其主軸組件，是組合機(jī)床的核心部件，是組合機(jī)床進(jìn)行加工的執(zhí)行者，在組合機(jī)床的發(fā)展過程中占有相當(dāng)重要的地位。一臺組合機(jī)床的加工精度主要取決于動力頭及其主軸組件的精度?，F(xiàn)在，很多動力頭基本上已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，這為機(jī)床的制造，改裝帶來了很大的方便，但為了提高精度，工作效率，就還需要設(shè)計出更專用化的動力頭部件。 本次設(shè)計的鏜削動力頭主要是用于鏜削加工VF-6／7型空壓機(jī)上減荷閥體Φ的孔。在設(shè)計動力頭的過程中，主要是依據(jù)鏜削加工該零件時所需要的切削用量，進(jìn)行動力源總體方案、動力傳動裝置、主軸及其組件設(shè)計。最后通過校核計算，驗算所設(shè)計動力頭的合理性。 該設(shè)計的鏜削動力頭結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，可適用于加工Φ40—Φ200 mm孔，加工精度較高，與通用動力頭相比，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可以更好的發(fā)揮動力裝置的能力，大大提高勞動生產(chǎn)率和加工精度。 通過實際調(diào)查，目前，組合機(jī)床在工廠中占有很大的比重，需進(jìn)行鏜內(nèi)孔加工的零件數(shù)量也很多，所以，鏜削動力頭有很大的發(fā)展空間和廣闊的運用前景。它使用鏜削動力頭將會降低機(jī)床成本，極大的減輕工人的勞動強(qiáng)度，也更容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；動力頭；鏜削加工。 ABSTACT The main axle and its the main axle module, is the aggregatemachine-tool core part, is performer which the aggregate machine-toolcarries on the processing, holds the quite important status in theaggregate machine-tool developing process. A aggregate machine-toolprocessing precision mainly is decided by the power head and its themain axle module precision. Now, very many power heads basically already standardize, this for theengine bed manufacture, the reequipment has brought very bigconvenient, but in order to increase the precision, the workingefficiency, needed to design the special-purposer power head part. The design of Boring is the main driving force for the first Boring VF-6/7 air compressor on a valve Φby the hole. In the first design, dynamic process, which is mainly Boring processing required when cutting consumption, power sources, power transmission, Spindle assembly design. Finally, checking, checking dynamic design of the first reasonable The first Boring power structure simple and reliable and can be applied to the processing of Φ40-200 mm hole, high precision machining, and General Dynamics compared to the first, simple and compact structure, we can better play the power plant capacity greatly improve labor productivity and accuracy. Through actual investigations, at present, the combination machine in a factory has a huge proportion require boring hole machining of parts is also a lot of volume, so Boring power head has plenty of room for development and broad application prospects. It will lower the cost of machine, greatly reducing the labor intensity, it would be easier to achieve automated production. Keywords : portfolio machine; Dynamic head; Boring 目 錄 中文摘要 英文摘要 第一章 緒論 第二章 動力頭參數(shù)計算 2.1零件分析 2.2確定加工刀具材料 2.3 確定鏜削時主軸最佳轉(zhuǎn)速 2.4運動參數(shù) 2.4.1主運動速度范圍 2.4.2確定傳動級數(shù) 2.4.3確定主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 2.5作轉(zhuǎn)速圖 2.6動力頭結(jié)構(gòu)簡圖 2.7電動機(jī)的選擇 2.7.1計算電動機(jī)功率以及各軸上的傳遞功率 2.7.2選擇電動機(jī)的型號 第三章 主軸設(shè)計 3.1主軸材料的選擇 3.2主軸軸承的選用 3.3主軸熱處理 3.4確定主軸的結(jié)構(gòu) 3.5主軸結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.5.1確定主軸最小直徑 3.5.2確定主軸前軸頸 3.5.3確定主軸后軸頸 3.5.4確定主軸內(nèi)孔 3.5.5主軸前端尺寸的確定 3.5.6主軸各具體尺寸的確定 第四章 齒輪設(shè)計 4.1計算傳動比 4.2確定齒輪參數(shù) 4.2.1確定齒輪的齒數(shù) 4.2.2計算齒輪的寬度 4.2.3計算齒輪的模數(shù) 4.2.4分度圓直徑 4.3齒輪和主軸的聯(lián)接 第五章 滾動軸承的選取 5.1前支承選取 5.2后支承選取 5.3主軸軸承精度的選擇 第六章 主軸組件的檢驗校核 6.1鏜削切削力 6.2主軸的校核 6.2.1主軸剛度的驗算 6.2.1.1主軸端部繞度 6.2.1.2主軸的傾角 6.2.2主軸強(qiáng)度驗算 6.3滾動軸承額定壽命 6.4主軸齒輪的校核 6.4.1按接觸疲勞強(qiáng)度校核 6.4.2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)校核 第七章 定位元件設(shè)計 7.1定位環(huán) 7.2壓塊鎖緊螺母 7.3套筒 7.4軸用彈性擋圈 第八章 主軸箱體設(shè)計 第九章 潤滑密封裝置設(shè)計 參考文獻(xiàn) 致謝 目 錄 中文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅰ 英文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅱ 第一章 緒論 ………………………………………………………………………… 1 第二章 動力頭參數(shù)計算 …………………………………………………………… 2 2.1零件分析 ………………………………………………………………………… 2 2.2確定加工刀具材料 ………………………………………………………………………… 2 2.3確定鏜削時主軸最佳轉(zhuǎn)速 ………………………………………………………………… 2 2.4運動參數(shù) …………………………………………………………………………………… 3 2.4.1主運動速度范圍 ……………………………………………………………………… 3 2.4.2確定傳動級數(shù) …………………………………………………………………………… 3 2.4.3確定主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 …………………………………………………………………… 3 2.5電動機(jī)的選擇 ……………………………………………………………………………… 4 2.5.1計算電動機(jī)功率及各軸上的傳遞功率 ………………………………………………… 4 2.5.2選擇電動機(jī)的型號 ……………………………………………………………………… 5 2.6作轉(zhuǎn)速圖 ……………………………………………………………………………………… 5 2.7動力頭結(jié)構(gòu)簡圖 ……………………………………………………………………………… 6 第三章 主軸設(shè)計 …………………………………………………………………… 7 3.1主軸材料的選擇 ……………………………………………………………………………… 7 3.2主軸軸承的選用 ……………………………………………………………………………… 7 3.3主軸熱處理 …………………………………………………………………………………… 8 3.4確定主軸結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………………………… 8 3.5主軸結(jié)構(gòu)參數(shù) ………………………………………………………………………………… 9 3.5.1確定主軸最小直徑 ……………………………………………………………………… 9 3.5.2確定主軸前軸頸 ………………………………………………………………………… 9 3.5.3確定主軸后軸頸 ………………………………………………………………………… 10 3.5.4確定主軸內(nèi)孔 …………………………………………………………………………… 10 3.5.5主軸前端尺寸的確定 …………………………………………………………………… 10 3.5.6主軸各具體尺寸的確定 ………………………………………………………………… 10 第四章 齒輪設(shè)計 ……………………………………………………………………… 12 4.1計算傳動比 …………………………………………………………………………………… 12 4.2確定齒輪參數(shù) ……………………………………………………………………………… 12 4.2.1確定齒輪的齒數(shù) ……………………………………………………………………… 12 4.2.2計算齒輪的寬度 ……………………………………………………………………… 12 4.2.3計算齒輪的模數(shù) ……………………………………………………………………… 13 4.2.4分度圓直徑 …………………………………………………………………………… 14 4.3齒輪和主軸的聯(lián)接 ………………………………………………………………………… 14 第五章 軸上零件設(shè)計 ……………………………………………………………… 15 5.1軸承的選取 ………………………………………………………………………………… 15 5.1.1前支承選取 …………………………………………………………………………… 15 5.1.2后支承選取 …………………………………………………………………………… 15 5.1.3主軸軸承精度的選擇 ………………………………………………………………… 15 5.2定位元件設(shè)計 ……………………………………………………………………………… 15 5.2.1定位環(huán) ………………………………………………………………………………… 16 5.2.2壓塊鎖緊螺母 ………………………………………………………………………… 16 5.2.3套筒 …………………………………………………………………………………… 16 5.2.4軸有彈性擋圈 ………………………………………………………………………… 16 第六章 主軸組件的檢驗校核 ……………………………………………………… 18 6.1鏜削切削力 ………………………………………………………………………………… 18 6.2主軸的校核 ………………………………………………………………………………… 19 6.2.1主軸剛度的驗算 ……………………………………………………………………… 19 6.2.2主軸強(qiáng)度的驗算 ……………………………………………………………………… 21 6.3滾動軸承額定壽命 ………………………………………………………………………… 21 6.4主軸齒輪的校核 …………………………………………………………………………… 22 6.4.1按接觸疲勞強(qiáng)度校核 ………………………………………………………………… 25 6.4.2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 …………………………………………………………… 25 第七章 主軸箱總體設(shè)計 …………………………………………………………… 28 7.1箱體設(shè)計 …………………………………………………………………………………… 28 7.2密封裝置設(shè)計 ……………………………………………………………………………… 28 7.3潤滑設(shè)計 …………………………………………………………………………………… 29 第八章 設(shè)計總結(jié) …………………………………………………………………… 30 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………… 31 致謝 …………………………………………………………………………………… 32 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 第一章　緒 論 進(jìn)入20世紀(jì)以來,機(jī)器是人類進(jìn)行生產(chǎn)以減輕體力勞動和提高勞動生產(chǎn)率的主要工具，使用機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)的水平是衡量一個國家的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。機(jī)械制造在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要支柱。組合機(jī)床它獨有的優(yōu)勢：具有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。，已逐漸在金屬切削機(jī)床中顯現(xiàn)出它獨有的特色，贏得很多機(jī)械制造工廠的青睞。而主軸及其組件則是組合機(jī)床的重要執(zhí)行部件，它對加工的精度有很大的影響，盡管現(xiàn)在動力頭很多都被標(biāo)準(zhǔn)化，但為了提高對鏜削Φ40—Φ200 mm的孔的組合機(jī)床其專用化的程度針對某些特定的零件，設(shè)計專用的動力頭，以更好的提高加工精度和工作效率，降低機(jī)床生產(chǎn)成本，仍然要對其動力頭部件重新設(shè)計有其必要性。 第二章 動力頭參數(shù)計算 主傳動的運動設(shè)計的任務(wù)是運用轉(zhuǎn)速圖的基本原理，從而擬定滿足給定的轉(zhuǎn)速的傳動方案。其主要內(nèi)容包括選擇變速組及其傳動副數(shù)，確定各變速組中的齒輪傳動比，以及計算齒輪齒數(shù)，以及計算膠帶輪直徑等。 2.1零件分析 要求設(shè)計一種專用機(jī)床的動力頭，用于鏜削加工VF—6／7型空壓機(jī)上的減荷閥體Φ的內(nèi)孔。材料為HT200，重13.5kg，加工要求為：表面粗糙度值：Ra=5um；加工精度等級IT9。 材料為HT200，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P23頁表2-3：HT200的硬度范圍為148－222HBS,在此取180HBS。因為被加工表面粗糙度值：Ra=5um；加工精度等級IT9，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P241頁表6-4，根據(jù)對零件圖的分析比較最后得出加工方案：粗鏜——精鏜。定位基準(zhǔn)為：工件的下底面。 2.2確定加工刀具材料 通過對零件的工藝分析，取切削深度背吃刀量=3mm，進(jìn)給量 =0.5mm/r。（《機(jī)械加工工藝手冊》P987頁表4.1-6），選取刀具材料為YG6A）。 選擇通孔鏜刀，得到通孔鏜刀的外形參數(shù)B=12mm,H=12mm,L=125、150mm， =40、60， d =12mm。查《機(jī)械加工藝手冊》P1064頁表4.3─63。 2.3 確定鏜削時主軸最佳轉(zhuǎn)速 根據(jù)加工要求，選擇通孔鏜刀，查《機(jī)械加工藝手冊》P1064頁表4.3─63。 確定鏜削加工時主軸轉(zhuǎn)速和功率 查《機(jī)械加工工藝手冊》P511頁表2.4—66附表2.4—9；得硬質(zhì)合金鏜刀的切削速度為v=0.99m/s，所需要的切削功率為Pm=2.1kw。 鏜銷削動力頭主軸最佳轉(zhuǎn)速： n = m/min （2—1） 公式出處 ——《機(jī)械制造裝備》P150頁； 式中 v ——切削速度，單位為m/min； d ——工件（或刀具）直徑，單位為mm?！? 把上面的各個參數(shù)代入式（2—1）可得： n = = 200 r/min 2.4運動參數(shù) 2.4.1主運動速度范圍 根據(jù)已知條件，要求鏜銷削加工孔的范圍為Φ40—Φ200 mm。加工Φ40—Φ200 mm的孔時取切削深度αp=3mm，f =0.3mm/r。查《機(jī)械加工工藝手冊》P987頁表4.1-6：選取刀具材料為YG6A。查《機(jī)械加工工藝手冊》P511頁表2.4—66附表2.4—9：得硬質(zhì)合金鏜刀的切削速度為Vmax=1.45m/s、 Vmin=1.30m/s。 把上面的各個參數(shù)代入式2—2可得： （2—2） 　　　　　= =692 r/min = =124.2 r/min = = （2—3） 公式出處 ——《機(jī)械制造裝備》P152頁； 式中 z —— 傳動級數(shù)。 將 n,n代入公式2—3可得： = = = 5.57 6 2.4.2確定傳動級數(shù) 將式（2—3）兩邊取對數(shù)可得： z =( loglog) + 1 （2—4） 查《機(jī)械制造裝備》P152頁表3－1，如下表2—1： 由下表取公比＝1.41，再將，代到式2—4中，得： z =( log6log1.41) + 1 ＝5.2 + 1 = 6.2 通過綜合的分析與考慮，由于z只能為整數(shù)，故在此z值取為6。 z＝32＝6 2.4.3確定主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 查《機(jī)械制造裝備》P153頁表3－2，如下表2—2： 表2—1 標(biāo)準(zhǔn)公比 1.06 1.12 1.26 1.41 1.58 1.78 2 2 A 5.7% 11% 21% 29% 37% 44% 50% 與1.06關(guān)系 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06表有問題。 由上表取公比＝1.41，再將，代到式2—4中，得： z =( log6log1.41) + 1 ＝5.2 + 1 = 6.2 通過綜合的分析與考慮，由于z只能為整數(shù)，故在此z值取為6。 z＝32＝6 2.4.3確定主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 查《機(jī)械制造裝備》P153頁表3－2，如下表2—2： 表2—2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 1 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3.0 3.15 3.35 3.55 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5.0 5.3 5.6 6.0 6.3 6.7 7.1 7.5 8 8.5 9.0 9.5 10 10.6 11.2 11.8 12.5 13.2 14 15 16 17 18 19 20 21.2 22.4 23.6 25 26.5 28 30 31.5 33.5 35.5 37.5 40 42.5 45 47.5 50 53 56 60 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 190 200 212 224 236 250 265 280 300 315 335 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 850 900 950 1000 1060 1120 1180 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2120 2240 2360 2500 2650 2800 3000 3150 3350 3550 3750 4000 4250 4500 4750 5000 5300 5600 6000 6300 6700 7100 7500 8000 8500 9000 9500 10000 10600 11200 11800 12500 13200 14100 15000 在此的最底低轉(zhuǎn)速是124.2 r/min，最高轉(zhuǎn)速為692 r/min，查上表1—2標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速表可以確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速由低到高分別為： =125 r/min =180min =250min =355min =500min =710min 2.5作轉(zhuǎn)速圖2.5電動機(jī)的選擇 電動機(jī)是動力頭切削動力的來源，是動力頭的核心部件，對機(jī)床的工作起著至關(guān)重要的作用，為了最大限度的發(fā)揮機(jī)床的切削性能，必須選擇一個功率合理的電動機(jī)，同時為了考慮電動機(jī)在動力頭上的布局，還應(yīng)在功率匹配的情況下，選擇電動機(jī)的外形尺寸。 2.5.1計算電動機(jī)功率以及各軸上的傳遞功率 根據(jù)前面已經(jīng)查出，鏜削動力頭最終所需要的輸出功率為2.1kw。查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》8級精度的一般圓柱齒輪的傳動效率為0.97。 其需要經(jīng)過四對齒輪傳動，因此傳動總效率為： 　　　　　　　　＝＝0.88 因為： 　 （2—5） 公式出處 ——《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P40頁式2-7； 式中—— 所以，電機(jī)需要提供的功率為 kw 因此各個軸傳遞的功率分別為： kw kw kw kw 　　　　　 式中——是指軸與軸之間的傳動效率 2.5.2選擇電動機(jī)的型號 根據(jù)機(jī)床的具體要求查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P155頁表12—1 選擇Y132S—6型電動機(jī)。 2.6作轉(zhuǎn)速圖 圖2—1 轉(zhuǎn)速圖 2.67動力頭結(jié)構(gòu)簡圖 軸1 軸2 軸3 軸4 主軸 圖2—2 動力頭結(jié)構(gòu)簡圖這是傳動系統(tǒng)圖。圖中滑移齒輪畫法有問題。 2.7電動機(jī)的選擇 電動機(jī)是動力頭切削動力的來源，是動力頭的核心部件，對機(jī)床的工作起著至關(guān)重要的作用，為了最大限度的發(fā)揮機(jī)床的切削性能，必須選擇一個功率合理的電動機(jī)，同時為了考慮電動機(jī)在動力頭上的布局，還應(yīng)在功率匹配的情況下，選擇電動機(jī)的外形尺寸。 2.7.1計算電動機(jī)功率以及各軸上的傳遞功率 根據(jù)前面已經(jīng)查出，鏜削動力頭最終所需要的輸出功率為2.1kw。查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》8級精度的一般圓柱齒輪的傳動效率為0.97。 其需要經(jīng)過四對齒輪傳動，因此傳動總效率為： 　　　　　　　　＝＝0.88 因為： 　 （2—5） 公式出處 ——《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P40頁式2-7； 式中—— 所以，電機(jī)需要提供的功率為 kw 因此各個軸傳遞的功率分別為： kw kw kw kw 　　　　　 式中——是指軸與軸之間的傳動效率 2.7.2選擇電動機(jī)的型號 根據(jù)機(jī)床的具體要求查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P155頁表12—1 選擇Y132S—6型電動機(jī)。 第三章 主軸設(shè)計 3.1主軸材料的選擇 主軸材料主要根據(jù)剛度、載荷特點、耐磨性和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸的剛度與材料的彈性模量E值有關(guān)，剛鋼的E值較大（2.1×10 N/cm2牛/厘米用N/cm2表示。 左右左右）），所以主軸材料首先考慮用鋼料。因為剛鋼的彈性模量E的數(shù)值和鋼的種類和熱處理方式無關(guān)，所以不論是普通鋼還是合金鋼，其彈性模量E基本相同。因此在選擇剛鋼料的時候應(yīng)首先考慮價格便宜的中碳鋼，在此我選擇45鋼。 3.2主軸軸承的選用 軸承是主軸的重要組成部分，它的類型、配置、精度、安裝、調(diào)整和潤滑等都直接影響主軸組件的工作性能。主軸的旋轉(zhuǎn)精度在很大程度上由軸承決定，軸承的變形量約占主軸組件總變形量的30%～50%，軸承的發(fā)熱量占的比重也比較大。故主軸軸承應(yīng)具有：旋轉(zhuǎn)精度高、剛度大、承載能力強(qiáng)、抗振性能高、摩擦功耗小、噪聲低和壽命長等特點。這也是對主軸軸承的基本要求，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P140頁表5—6，如下表3—1： 表3—1 滾動軸承和滑動軸承的比較 基本要求 滾動軸承 滑 動 軸 承 動壓軸承 靜壓軸承 旋轉(zhuǎn)精度 精度一般或較差。可在無隙或預(yù)加載荷下工作。精度也可以很高，但制造困難 單油楔軸承一般，多油楔軸承較高 可以很高 剛 度 僅與軸承型號有關(guān)，與轉(zhuǎn)速、載荷無關(guān)，預(yù)緊后可提高一些 隨轉(zhuǎn)速和載荷升高而增大 與節(jié)流形式有關(guān)，與載荷轉(zhuǎn)速無關(guān) 承載能力 一般為恒定值，高速時受材料疲勞強(qiáng)度限制 隨轉(zhuǎn)速增加而增加，高速時受溫升限制 與油腔相對壓差有關(guān)，不計動壓效應(yīng)時與速度無關(guān) 抗振性能 不好，阻尼系數(shù)D=0.029 較好，阻尼系數(shù)D=0.055 很好，阻尼系數(shù)L=0.4 速度性能 高速受疲勞強(qiáng)度和離心力限制，低中速性能較好 中高速性能較好。低速時形不成油漠，無承載能力 適應(yīng)于各種轉(zhuǎn)速 摩擦功耗 一般較小，潤滑調(diào)整不當(dāng)時則較大f=0.002～0.008 教小 f=0.001～0.008 本身功耗小，但有相當(dāng)大的泵功耗f=0.0005～0.001 噪 聲 較大 無噪聲 本身無噪聲，泵有噪聲 壽 命 受疲勞強(qiáng)度限制 在不頻繁啟動時，壽命較長 本身壽命無限，但供油系統(tǒng)的壽命有限 根據(jù)表2—1對滾動軸承和滑動軸承做出相應(yīng)比較，在這里滾動軸承能夠滿足主軸組件工作性能要求、經(jīng)濟(jì)合理。所以選擇滾動軸承。 3.3主軸熱處理 主軸采用45鋼，查《機(jī)械制造裝備》P118頁表2—4，如下表3—2： 表3—2 主軸材料及熱處理 鋼 材 熱 處 理 用 途 45鋼 調(diào)質(zhì)22～28HRC，局部高頻淬硬50～55HRC 一般機(jī)床主軸、傳動軸 40Cr 調(diào)質(zhì)后淬硬40～50HRC 載荷較大或表面要求較硬的主軸 20Cr 炭化滲碳、淬硬56～62HRC 中等載荷、轉(zhuǎn)速很高、沖擊較大的主軸 38CrMoA1A 氫氮化處理850～1000HV 精密和高精度機(jī)床主軸 65Mn 淬硬52～58HRC 高精度機(jī)床主軸 根據(jù)表3—2，為滿足工作要求，對該45鋼主軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度HRC22～28。由于主軸采用的是滾動軸承，為了提高接觸剛度，防止敲碰損傷軸頸的配合表面，所以對軸頸進(jìn)行高頻淬火，硬度HRC50～55。 3.4確定主軸的結(jié)構(gòu) 本組合機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)應(yīng)保證鏜刀的安裝可靠、定位準(zhǔn)確、連接鋼剛度高、裝卸方便并能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩；并考慮到該主軸的軸上安裝零件的類型、數(shù)量、位置和安裝定位方法的因素以及加工工藝性和裝配工藝性。所以將該主軸設(shè)計成頭大尾小、逐級遞減的階梯形狀。具體樣式如下圖2—1： 圖3—1 主軸 3.5主軸結(jié)構(gòu)參數(shù) 3.5.1確定主軸最小直徑可查表確定主軸前軸頸的直徑，再確定后軸頸直徑。 （mm） （3—1） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P314頁 式中 C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)； P——軸傳遞的功率； n——軸的轉(zhuǎn)速。 主軸采用45鋼，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》P314頁表16.2，如表3—3 表3—3 軸強(qiáng)度計算公式中的系數(shù)C 軸的材料 Q235，20 Q255，Q275，35 45 40Cr,38SiMnMo C 12 160 15 148 20 135 25 125 30 118 35 112 40 106 45 102 52 98 由上表C取112;因為中型通用機(jī)床的主軸計算轉(zhuǎn)速n為主軸第一個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高轉(zhuǎn)速，所以n取180r/min應(yīng)取計算轉(zhuǎn)速。后面的計算也是一樣。 ;軸的傳遞功率P為2.1kw。將C、n、P代入式3—1得： mm 因為主軸轉(zhuǎn)速最低的時候所承受的扭矩最大，所以n取125r/min應(yīng)取計算轉(zhuǎn)速。后面的計算也是一樣。 ;軸的傳遞功率P為2.1kw。將C、n、P代入式3—1得： mm 3.5.2確定主軸前軸頸 查《機(jī)械制造裝備》P118頁表2—5，如下表3—4： 表3—4 主軸前軸頸的直徑 功率 機(jī)床 2.65～3.6 3.7～5.5 5.6～7.2 7.4～11 11～14.7 14.8～18.4 車床 6050～90 70～105 95～130 110～145 140～165 150～190 由于鏜床主軸與車床主軸機(jī)構(gòu)類似，電機(jī)的功率為2.5kw，根據(jù)上表選擇d為: d=50mm 3.5.3確定主軸后軸頸 根據(jù)經(jīng)驗公式 d≈（0.7～0.85）d （3—2） d≈35mm 3.5.4確定主軸內(nèi)孔 為了減輕主軸重量、能夠通過刀具拉桿、冷卻管等，主軸上都有內(nèi)孔。主軸內(nèi)孔直徑的大小，應(yīng)在滿足主軸剛度要求的前提下盡量取大來取值，但一般應(yīng)保證d8？ D=50×0.7=24.5mm 為滿足足夠的強(qiáng)度D?。? D=20mm 3.5.5主軸前端尺寸的確定 該專用組合機(jī)床鏜削的孔徑不大，用主軸莫氏錐孔作為鏜刀桿的定位面，并且便于裝夾，通用性也很強(qiáng)。查《金屬切削機(jī)床設(shè)計簡明手冊》P52頁表1—48主軸端部尺寸，詳如下表3—5： 圖3—2 主軸端部 表3—5 鏜床主軸端部尺寸（GB2814—89） 32 55 20 11.9 153 109 33 3 3.5.6主軸各具體尺寸的確定 根據(jù)主軸組件具體安裝尺寸要求，主軸各尺寸確定如下表： 表3—6 主軸尺寸 32 20 55 60 55 50 45 40 35 46 ` 153 12 5 48 32.57 30.5 406 64 28 第四章 齒輪設(shè)計 此機(jī)床為使結(jié)構(gòu)緊湊、便于力傳遞，變速箱和主軸箱設(shè)計為一整體。為將變速箱的力準(zhǔn)確的傳遞給機(jī)床主軸，在此選用齒輪傳遞。 4.1計算傳動比 ＝＝＝1.41＝?。剑剑?＝ ＝＝＝2.84＝?。剑剑?＝ ＝＝＝5.68＝ 4.2確定齒輪參數(shù) 4.2.1確定齒輪的齒數(shù) 通過對上式進(jìn)行分析可以看出，傳動比與公比始終有整次方的關(guān)系，同時考慮到機(jī)床上各零件加工的方便，在這里我們?nèi)C(jī)床上各傳動齒輪的模數(shù)相同。 通過查《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P61頁表3.1.1得到齒輪齒數(shù)分別為： 表4—1 齒輪齒數(shù)表 21 39 25 35 30 30 20 40 35 25 20 40 44 44 所以，主軸上齒輪齒數(shù)Z=44。 4.2.2計算齒輪的寬度 對整個傳動系統(tǒng)示意圖進(jìn)行分析，可以看出軸IV上齒輪所承受的力最大。故在確定齒輪的寬度時，暫時以此齒輪進(jìn)行設(shè)計計算。 　 （4—1） 　　　　　 ＝＝174200　N.mm 查《機(jī)械設(shè)計》教材　P222　表12.3　由于我們設(shè)計的齒輪采用硬齒面，故取齒寬系數(shù)。 又已知齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為229HB—286HB，在此我們?nèi)∑骄捕?40HB。查《機(jī)械設(shè)計》教材　P223　圖12.17(c)　45調(diào)質(zhì)鋼接觸疲勞極限 mpa。 初步計算齒輪的接觸應(yīng)力： 　 （4—2） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P226頁式12.5。 mpa 初步計算齒輪的直徑： 　　　　　　　　　　　 （4—3） 查《機(jī)械設(shè)計》教材　P227 表12.16　?。?5。 把以上各個參數(shù)代入式4—3可得： ＝120 mm 齒寬　 （4—4） mm 通過分析，變速箱的所有齒寬都取35mm。綜合所設(shè)計機(jī)床的特性，在此統(tǒng)一取齒寬主要是為了方便加工，使機(jī)床構(gòu)簡單化，所以主軸上齒輪取齒寬： B=35mm 4.2.3計算齒輪的模數(shù) 在前面對齒輪寬度計算時，我們分析并計算出齒輪分度圓直徑為120mm，齒數(shù)為40,其齒輪齒數(shù)z，模數(shù)m，分度圓直徑d，有如下的關(guān)系： 　　　　　　　　　　　 （4—5） 所以： mm 為了減少機(jī)床加工工藝的難度，在所設(shè)計的主軸齒輪采用相同的模數(shù)，這也是滿足一對直齒圓柱齒輪正常嚙合的的條件。 因此主軸與軸IV之間的中心距同樣可以確定出來： 　　　　　　　　　　　　　 （4—6） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P212頁表12.8 即： mm 4.2.4分度圓直徑 =132mm 4.3齒輪和主軸的聯(lián)接 此處主要是齒輪向主軸傳遞轉(zhuǎn)矩，在次此應(yīng)選擇周向固定的平鍵聯(lián)接。 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4—1根據(jù)要求選擇 圖4—1 鍵 GB 1096—79 第五章 滾動軸承的選取軸上零件設(shè)計 5.1軸承的選取 5.1.1前支承選取 鏜床進(jìn)行鏜削加工時主要承受徑向載荷，但軸向載荷也不可忽略，所以前支撐支承選擇雙列圓錐滾子軸承，這樣既能承受徑向載荷又能承受軸向載荷。由于滾錐數(shù)量較多，故剛度和承載能力大。由于沒有50雙列圓錐滾子軸承，就選用兩個50圓錐滾子軸承背對背安裝，中間用隔套1隔開，修磨隔套的厚度便可調(diào)整軸承的間隙并預(yù)緊。軸承靠外圈定位，這樣箱體孔可制成通孔，方便加工、精度也相應(yīng)提高。 圖5—1 30210圓錐滾子軸承此 圖轉(zhuǎn)900。 5.1.2后支承選取 后支撐選擇圓柱滾子軸承承受徑向力。查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P64頁表6—2選擇N207E圓錐滾子軸承。 圖5—2 N207E圓柱滾子軸承 5.1.3主軸軸承精度的選擇 根據(jù)實際經(jīng)驗得出，前軸承的精度對主軸的前端的軸心偏移量影響最大，因此，前軸承的精度應(yīng)比后軸承高一級。查《機(jī)械制造裝備設(shè)計》P65頁表3—3選擇，前軸承的精度等級為P4，后軸承的精度等級為P5。 5.2定位元件設(shè)計 定位元件的功用是：防止軸上零件軸向移動，保證主軸的工作精度。因此該機(jī)床主軸的定位元件的選用與設(shè)計相當(dāng)重要。 5.2.1定位環(huán) 利用調(diào)整螺母，通過定位環(huán)來調(diào)整前支承兩圓錐滾子軸承間隙并預(yù)緊。定位環(huán)采用45鋼。 圖7—1 定位環(huán) 5.2.2壓塊鎖緊螺母 通過調(diào)整該螺母來移動定位環(huán)，控制兩圓錐滾子軸承的間隙達(dá)到軸向預(yù)緊。查《(金屬切削機(jī)床/機(jī)械制造工藝)設(shè)計指導(dǎo)》P235頁附表2.6—1。 圖7—2 壓塊鎖緊螺母 5.2.3套筒 用來固定齒輪的軸向位置。采用45鋼。 圖7—3 套筒 5.2.4軸用彈性擋圈 主要用來固定軸承和齒輪的軸向位置。具體標(biāo)準(zhǔn)見《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表5—5。 圖7—4 軸用彈性擋圈 第六章 主軸組件的檢驗校核 6.1鏜削切削力 在鏜床上鏜削加工與車床上鏜孔基本相似，所以切削力的公式與車削加工切削力公式相同。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—1，如下表6—1： 表6—1 車削切削力的實驗計算公式 計算公式 切削力 主切削力 吃刀抗力 走刀抗力 公式中的系數(shù)與指數(shù)值 工件材 料 加工方式 刀具材料 刀具主副偏 角 主切削力 吃刀抗力 走刀抗力 灰 鑄鐵 HB 200 車外圓及鏜孔 硬質(zhì) 合金 92 1.0 0.75 0 54 0.9 0.75 0 46 1.0 0.4 0 123 1.0 0.85 0 61 0.6 0.5 0 24 1.05 0.2 0 工件材料的機(jī)械性能改變后，切削力的修正系數(shù) 工件材料 主切削力 吃刀抗力 走刀抗力 灰鑄鐵 根據(jù)前面所選鏜削三要素切削用量： αp=3mm，f =0.3mm/r，Vmax=1.45m/s、 Vmin=1.30m/s。 1）主切削力 （6—1） 將各數(shù)值代入上式得： N 2）吃刀抗力 （6—2） 將各數(shù)值代如上式得： N 3）走刀抗力 （6—3） 將各數(shù)值代如上式得： N 4）總切削力 （6—4） = =2143.89N 6.2主軸的校核 為保證機(jī)床加工出來的零件有足夠的精度，提高產(chǎn)品的合格率。因此必須對機(jī)床主軸進(jìn)行校核。 6.2.1主軸剛度的驗算 6.2.1.1主軸端部繞撓度 主軸端部的繞撓度值直接影響加工精度和表面粗糙度，因此必須加以限制，一般計算主軸端部最大繞撓度 1）支承的簡化 由于該主軸前支承處有兩個滾動軸承，可認(rèn)定為主軸在前支承處無彎曲變形，可化簡為固定端梁你這是從哪里參考來的？一般兩支承主軸都簡化為外伸梁。 。如圖所示： 圖6—1 支承簡化圖 2）作受力簡圖 圖6—2 受力圖 3）主軸的當(dāng)量直徑： （6—5） 公式出處——《機(jī)械制造裝配設(shè)計》P73頁式3—11 式中——、——主軸上第i段的外圓直徑 根據(jù)實際計算，主軸前支承到受力端部的距離mm，故 =54.79mm 4）主軸的當(dāng)量慣性矩： （6—6） 公式出處——《機(jī)械制造裝配設(shè)計》P74式3—12 = =4337317.5mm 該主軸的材料選用的45鋼，查《材料力學(xué)》P33頁表2—2?。? E=210GMPa=2.110Pa 5）主軸的最大繞撓度 如為外伸梁，其撓度為 （6—7） 公式出處——《材料力學(xué)》P188頁表6—1序號2 =5.810 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P165頁經(jīng)驗公式可得主軸端部的許用繞撓度 []=0.0002L （6—8） =0.0002194.75=0.03895 ＜[] 6.2.1.2主軸的傾角 主軸上安裝軸承處的傾角太大，會破壞軸承的正常工作，縮短軸承的壽命。因此也必須加以限制。 （6—9） 公式出處——《材料力學(xué)》P188頁表6—1序號2 =4.4 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計》P165頁相關(guān)資料建議，許用傾角=0.001弧度。 ＜[] 通過對主軸端部繞撓度和主軸的傾角的驗算，此主軸滿足足夠的剛度要求。 6.2.2主軸強(qiáng)度驗算 通常主軸能滿足剛度要求，也就能滿足主軸的強(qiáng)度要求，在此也就不對主軸強(qiáng)度進(jìn)行驗算。所以主軸符合要求。 6.3滾動軸承額定壽命 該機(jī)床主軸所選用的都是滾動軸承，而根據(jù)比較，主要受力軸承為靠近刀具前端的軸承，應(yīng)對此軸承進(jìn)行壽命校核；該軸承為30210圓錐滾子軸承。 由手冊查得，基本額定動載荷C是以＝1,可靠度為90%為依據(jù)。 由此可以列出軸承當(dāng)量動載荷為P時，以轉(zhuǎn)速為單位的基本額定壽命為： 　　　　　　　　 　　　　　 即 轉(zhuǎn) 若軸承工作轉(zhuǎn)速為n r/min，可求出以小時為單位的基本額定壽命： （6—10） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P375頁 式中 ——基本額定壽命； P——當(dāng)量動載荷； C——基本額定動載荷； ——壽命指數(shù)，球軸承， 滾子軸承。 1）沖擊載荷： 查《機(jī)械設(shè)計》P375頁表18.8取： 2）滾動軸承當(dāng)量動載荷系數(shù)X，Y ： 查《機(jī)械設(shè)計》P374頁表18.7?。? X=1,Y=0 3）當(dāng)量動載荷P：　　　　 （6—11） = 4）基本額定動載荷： 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P72頁表6—7取： 　　　　　　　　　　　　　KN 5）校核軸承壽命：　　 = h 查《機(jī)械設(shè)計》 P376 表18.9；該機(jī)床軸承的預(yù)期使用壽命推薦值為20000~30000h。 因為：=>30000h 所以經(jīng)過上面的校核計算，該軸承在使用期內(nèi)，完全能夠滿足工作的需要，使用壽命足夠。 6.4主軸齒輪的校核 根據(jù)本次設(shè)計所給的已知條件和前面憶已計算出來的數(shù)據(jù)，所校核的齒輪齒寬為35mm，設(shè)計時所取的齒寬系數(shù)為0.3,齒輪材料采用45＃鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍為229—286HB，在設(shè)計中，我們?nèi)?60HB，設(shè)計工作時間為10年，每年300個工作日，兩班制。通過分析后，決定校核軸4與主軸上的和。 1）齒輪的齒數(shù)：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2）齒輪的模數(shù)：　 　　　　　　　　　　　　　　　 3）主軸所承受轉(zhuǎn)矩：　　　 （6—12） 　　　　　　　　　　　＝ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4）齒輪分度圓直徑： 5）齒輪的轉(zhuǎn)速：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 6）齒輪圓周速度：　　 （6—13） 　　　　　　　　　　　　 ＝　　　　　　　　　　　　 7）使用系數(shù)：　　　　　　 所設(shè)計各部載荷均勻平穩(wěn)，查《機(jī)械設(shè)計》P215頁表12.9取 8）動載荷系數(shù)：　　　　　 查《機(jī)械設(shè)計》P216頁圖12.9取： 9）齒間載荷分布系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計》P217頁表12.10： 　　　　　　 （6—14） 　　　　　　　?。? （6—15） （6—16） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P217頁式12.6 式中 ——端面重合度 = 1.735 　 （6—17） 公式出處——《機(jī)械設(shè)計》P221頁式12.10 　 式中 ——按接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)