畢業(yè)設(shè)計--支架φ20孔鉆削專機(jī)設(shè)計（含外文翻譯）

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　鉆床是孔加工機(jī)床，主要用來加工外形比較復(fù)雜、沒有回轉(zhuǎn)軸線的工件上的孔，如箱體、機(jī)架、盤套等零件上的各種孔。在鉆床上加工時，工件不動，刀具做旋轉(zhuǎn)運動，同時沿軸向移動，做進(jìn)給運動。鉆床不單能鉆孔，而且通過更換不同的刀具還能完成擴(kuò)孔、鉸孔、刮平面以及攻螺紋等工作。</p><p>　　本次設(shè)計主要包括兩大部分。

2、</p><p>　　第一部分為專用夾具的設(shè)計，其中包括工件的定位方式、定位元件的選擇、定位誤差的計算、夾緊方式的確定、夾緊力的確定、夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及夾具動力系統(tǒng)、導(dǎo)向裝置的確定、夾具體的設(shè)計和夾具體在機(jī)床上的定位方式。</p><p>　　根據(jù)六點定位原理、根據(jù)支架外形的特點及常用定位元件的種類，來確定工件的定位方式。由于零件在加工時，總會產(chǎn)生誤差，因此應(yīng)考慮工件的定位誤差。對所產(chǎn)生的定

3、位誤差進(jìn)行計算，以保證定位誤差在零件加工誤差允許的范圍之內(nèi)。若不合適，則應(yīng)選擇更合適的定位方式，以確保零件的加工精度。為了使零件在被加工時保持位置不變，應(yīng)對零件在被加工時所需的加緊力進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮零件的定位方式和加工方式，來設(shè)計適合的夾緊機(jī)構(gòu)。為保證加工精度，選擇合適的對刀導(dǎo)向裝置，保證工件相對于刀具處于正確的位置。綜合以上各方面的設(shè)計和各個裝置的相對位置關(guān)系，可以設(shè)計出夾具體的結(jié)構(gòu)。并且還要確定夾具體在機(jī)床上的定位方法

4、和定位精度。這樣就完成了夾具的設(shè)計。</p><p>　　第二部分為支架φ20鉆削專機(jī)的設(shè)計，其中包括機(jī)床的基本尺寸的選擇、電機(jī)的選擇、傳動系統(tǒng)的設(shè)計和鉆頭的選擇、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　根據(jù)機(jī)床的基本尺寸主要參考常用機(jī)床的外形尺寸，并根據(jù)支架上φ20孔加工的需要來確定。被加工支架的材料為45號鋼，所以要選擇適合加工這種材料的鉆頭。然后根據(jù)碳素結(jié)構(gòu)鋼的切削性能，及鉆削時的

5、切削用量和鉆削速度來估算出鉆削力、鉆削扭矩和鉆削功率，并根據(jù)鉆削功率選擇電動機(jī)。然后，根據(jù)所選電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和切削速度來確定傳動比，并用齒輪傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)。由于本次設(shè)計的機(jī)床只為加工φ20孔而設(shè)計，因此不需變速，一級傳動就能實現(xiàn)。最后，對機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計出機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)完成設(shè)計。</p><p>　　1 鉆床專用夾具設(shè)計</p><p>　　1.1 工件的加工工藝性分析<

6、/p><p>　　根據(jù)工件所擺放的位置，可選用立式、臥式或其它種類鉆床對工件上的孔進(jìn)行加工。設(shè)計中選擇立式鉆床進(jìn)行加工，待加工孔處于豎直位置。</p><p>　　鉆模板應(yīng)垂直與定位基準(zhǔn)面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準(zhǔn)面夾緊。</p><p>　　1.2 工件的定位</p><p>　　1.2.1 工件的定位方式

7、</p><p>　　六點定位原理：使工件在夾具中完全定位，可用合理分布的六個支承點限制工件六個自由度，使工件在夾具中占有惟一正確的位置。</p><p>　　圖1-1 工件的定位</p><p>　　Fig 1-1 Workpiece allocation</p><p>　　如圖1-1所示本工序是加工支架上φ20的通孔。為了滿足加工的要求

8、需要限制沿X軸和Y軸的移動和限制沿X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動這五個自由度。限制沿X軸的移動和沿Y、Z軸的轉(zhuǎn)動是為了保證加工尺寸，限制沿X軸的轉(zhuǎn)動和沿Y軸的移動是為了保證加工尺寸。限制了這五個自由度即可保證工件的加工要求，而沿Z軸的轉(zhuǎn)動可以不限制（加工通孔或通槽，沿貫通軸的位置的自由度可不限制）。</p><p>　　通過分析分別使用大平面、支承釘和菱形銷來限制這些自由度來實現(xiàn)定位。用大平面限制了沿Z軸的移動和沿X軸和

9、Y軸的轉(zhuǎn)動，支承釘限制了沿Y軸的移動和沿Z軸的轉(zhuǎn)動，菱形銷則限制了工件沿X軸的移動，共限制了六個自由度。保證了工件在夾具中的定位，并且工件定位不屬于過定位。</p><p>　　1.2.2 定位元件的選擇</p><p>　　工件在夾具中定位時，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此，在夾具設(shè)計中可根據(jù)需要選用各類型的

10、定位元件。</p><p>　　在夾具設(shè)計中常用于平面定位的定位元件有支承釘、支承板和大平面等。工件以平面定位時，根據(jù)工件加工工藝性的不同選擇不同的平面定位元件。同時根據(jù)情況與其它定位元件配合實現(xiàn)定位。在此次設(shè)計中，根據(jù)加工支架孔的結(jié)構(gòu)特點采用大平面、支承釘和菱形銷實現(xiàn)定位。</p><p>　　在夾具中，工件定位時使用的定位釘。支承釘一般有平頭支承釘、球頭支承釘、齒紋支承釘三種。平頭支承

11、釘用于已加工過的平面定位；球頭支承釘用于粗糙不平的毛坯面定位；齒紋頭支承釘能增大摩擦系數(shù)，防止工件滑動，用于側(cè)面定位。因為加工工件中支承釘用于側(cè)面定位故選用齒紋支承釘定位。另外用一個菱形銷與其配合進(jìn)行定位。在大批量生產(chǎn)中，為保證工序加工精度定位釘和菱形銷需定期維修更換，此時常采用便于更換的定位釘和菱形定位銷。</p><p>　　表1-1為選擇支承釘?shù)囊?guī)格主要尺寸及技術(shù)要求(GB 2226-80)</p&g

12、t;<p>　　技術(shù)條件：材料：T8；熱處理：HRC55~60。</p><p>　　表1-1 支承釘?shù)囊?guī)格及主要尺寸[8]</p><p>　　Tab 1-1 Undertakes the nailing of specification and the main dimension</p><p><b>　　圖1-2定位支承釘</

13、b></p><p>　　Fig1-2 Allocation supporting nail</p><p>　　在夾具中，工件以圓孔定位時使用定位銷。定位銷又分為固定式定位銷、可換定位銷、定位插銷、階形定位銷、偏心定位銷等。根據(jù)設(shè)計選擇可換定位銷。</p><p>　　可換式定位銷為了便于定期更換，在定位銷與夾具體之間裝有襯套，定位銷與襯套內(nèi)徑的的配合采用間

14、隙配合，而襯套與夾具體則采用過度配合。由于這種定位銷與襯套之間存在裝配間隙，故其位置精度較固定式定位銷低。為了便于工件的順利裝入，上述定位銷的定位端頭部均加工成的大倒角。各種類型定位銷對工件圓孔定位時限制的自由度，應(yīng)視其與工件定位孔的接觸長度而定，一般選用長定位銷時限制四個自由度，短定位銷時則限制兩個自由度。若采用削邊銷，則分別限制兩個或一個自由度。</p><p>　　在設(shè)計中選擇可換式定位銷（菱形銷）。<

15、;/p><p>　　表1-2為選擇可換式定位銷（菱形銷）的主要尺寸和技術(shù)要求(GB2204-80)</p><p>　　技術(shù)條件：材料：D≤18mm T8 ；熱處理：T8 HRC55~60；20滲碳深度0.8~1.2mm HRC55~60。</p><p>　　表1-2可換定位銷的主要規(guī)格及尺寸[8]</p><p>　　Tab 1-2 Exch

16、ange for locating pins specification and dimensions</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p><b>　　圖1-3可換定位銷</b></p><p>　　Fig1-3 May change a locating pin</p><p&g

17、t;　　在可換式定位銷安裝時需要安裝在襯套中。因此，需要根據(jù)已選定的可換式定位銷選擇與之相配合的襯套。</p><p>　　表1-3為與可換定位銷相配合的襯套的主要尺寸和技術(shù)要求(GB2201-80) </p><p>　　技術(shù)條件：材料：d≤25mm T8熱處理：T8 HRC55~60;20滲碳深度0.8~1.2mm ；HRC55~60。</p><p>　　表1

18、-3襯套的主要規(guī)格及尺寸[8]</p><p>　　Tab1-3 Bushes specification and dimensions</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p><b>　　圖1-4定位襯套</b></p><p>　　Fig1-4 Bush fixing posi

19、tion</p><p>　　1.2.3 定位誤差的分析</p><p>　　工件在夾具中的定位是為了保證工件的加工精度，在對加工工件進(jìn)行分析 和選擇定位方案時，除了根據(jù)六點定位原理分析應(yīng)限制的自由度和選擇定位元件外，還必須對選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計算。</p><p>　　定位誤差包括基準(zhǔn)不重

20、合誤差與基準(zhǔn)位移誤差。基準(zhǔn)不重合誤差是定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而引起同批工件的工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動范圍（用表示）。而基準(zhǔn)位移誤差是由于定位副有制造誤差使定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動范圍（用表示）。上述兩項誤差都是在工件定位時產(chǎn)生的，它們會同時引起工序基準(zhǔn)位置的變動從而造成工序尺寸的變動，這種由于基準(zhǔn)移位和基準(zhǔn)不重合而引起的工序尺寸的最大變動范圍，稱為定位誤差（用表示）。對某一定位方案，經(jīng)分析計算其可

21、能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。</p><p>　　根據(jù)定位誤差的上述定義，在設(shè)計夾具時，對任何一個定位方案，可通過一批工件定位時的兩個極端位置，直接計算出工序基準(zhǔn)的最大變動范圍，即為該定位方案的定位誤差。</p><p>　　在機(jī)械加工中，有很多工件是以多個表面作為定位基準(zhǔn)，在夾具中實現(xiàn)表面組合定位的。</p&

22、gt;<p>　　采用表面組合定位時，由于各個定位基準(zhǔn)面之間存在著位置偏差，故在定位誤差的分析和計算時也必須加以考慮。為了便于分析和計算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準(zhǔn)，然后再依次劃分為第二、第三定位基準(zhǔn)。一般來說，采用多個表面組合定位的工件，其第一定位基準(zhǔn)的位置誤差最小，第二定位基準(zhǔn)次之，而第三定位基準(zhǔn)的位置誤差最大。</p><p>　　1.2.4 定位誤差的計算</

23、p><p>　　在本次設(shè)計中采用一面一孔和一支承釘組合定位。</p><p>　　按工件圖所示定位方式加工支架上孔，計算加工尺寸和所產(chǎn)生的定位誤差。</p><p>　　對于加工尺寸從定位方式上可知定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合</p><p>　　故不存基準(zhǔn)不重合誤差</p><p>　　工件存在基準(zhǔn)位移誤差，但是由于工件圖中沒

24、有給出定位平面上的粗糙度、和徑向跳動等要求。故可忽略不計</p><p>　　所以對于加工尺寸的定位誤差為零</p><p>　　對于加工尺寸從定位方式上可知定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合</p><p>　　故不存基準(zhǔn)不重合誤差</p><p>　　工件的定位孔與菱形銷之間存在基準(zhǔn)位移誤差</p><p><b>

25、　　mm </b></p><p><b>　　——為孔直徑公差</b></p><p><b>　　——為銷直徑公差</b></p><p>　　在加工尺寸方向上的定位誤差小于加工尺寸公差的三分之一，所以定位誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。</p><p>　　1.3 工件在夾具中的夾緊<

26、/p><p>　　工件在夾具中定位后，相對于機(jī)床和刀具占在有正確位置，而工件在加工時受到切削力、慣性力和重力等作用,若要保證工件的既定位置不變，必須使工件夾緊。所謂夾緊就是指工件在外力作用下保持原有定位位置不變。另外，對工件夾緊還有一定的要求：夾緊過程中不能破壞定位；夾緊可靠、適當(dāng)，既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移或振動，又要避免工件產(chǎn)生變形和損傷已加工表面。只有在定位的基礎(chǔ)上，對工件實行必要的夾緊，才能完成工件在夾

27、具中裝夾的全部任務(wù)。</p><p>　　1.3.1 夾緊裝置的組成</p><p>　　夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。</p><p>　　一般夾緊裝置由下面兩個基本部分組成。&l

28、t;/p><p><b>　　1) 動力源</b></p><p>　　即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對工件進(jìn)行夾緊，稱為手動夾緊；如果用氣動、液壓、氣液組合、電動等動力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動夾緊。</p><p><b>　　2) 夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　即接受和傳遞

29、原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。</p><p>　　根據(jù)動力源的不同和工件夾緊的實際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用：</p><p>　　a 改變作用力的方向；</p><p>　　b 改變

30、作用力的大?。?lt;/p><p>　　c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動夾緊時尤為重要。</p><p>　　1.3.2 夾緊力的確定</p><p><b>　　1) 夾緊力的方向</b></p><p>　　夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支撐點，并保證各個定位基準(zhǔn)與定位元

31、件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。</p><p>　　夾緊力方向應(yīng)盡量與切削力、重力等方向一致。這樣既可減小夾緊力，又可簡化夾緊裝置的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　在鉆床上對工件鉆孔時，為了減小夾緊力，應(yīng)力求使主要定位基準(zhǔn)面處于水平位置，使夾緊力、重力和切削力同向，都垂直作用在主要定位基準(zhǔn)面上。

32、</p><p>　　2) 夾緊力的作用點</p><p>　　夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點位置和數(shù)目時，應(yīng)注意不要破壞工件的定位和避免工件產(chǎn)生變形，確保工序的加工精度。</p><p>　　a 夾緊力的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。</p

33、><p>　　b 夾緊力的作用點，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。</p><p>　　夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具產(chǎn)生變形，對加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費。</p><p>　　3) 支架夾緊力的分析和計算</p><p>　　工件

34、的重力忽略不計。工件在平衡力系中，鉆削的軸向切削力和夾緊力W由支承反力N平衡。而鉆削轉(zhuǎn)矩有使工件產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的趨勢。為保證夾緊可靠，夾緊力和軸向切削力在兩處接觸面上所產(chǎn)生的摩擦阻力矩之和</p><p><b>　　——切削轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　——壓板與工件接觸處由于夾緊力的作用所引起的摩擦阻力矩。因壓板為活動件其值可略而不計</p><

35、p>　　M——夾緊力和鉆削力作用在支承面上所產(chǎn)生的摩擦阻力矩</p><p>　　根據(jù)公式計算出鉆削軸向力和鉆削扭矩代入下式中</p><p><b>　　(1-1)</b></p><p>　　式中 f——摩擦因數(shù)取（0.1~0.2）</p><p><b>　　d——兩壓板間距離</b>

36、</p><p>　　43.6=(W+4180)0.2×0.016</p><p><b>　　W=9445N</b></p><p>　　計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為

37、實際所</p><p><b>　　需的夾緊力</b></p><p><b>　　(1-2)</b></p><p>　　式中 ——實際所需要的夾緊力 (N)；</p><p>　　——按力平衡條件計算之夾緊力 (N)；</p><p>　　——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一

38、般?。?.5～3。</p><p>　　用于粗加工時，?。?.5～3；用于精加工時，取＝1.5～2。</p><p><b>　　設(shè)計中取＝2</b></p><p>　　1.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)多由基本夾緊機(jī)構(gòu)演變或者組合而成。常用的基本的夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、

39、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)等?？筛鶕?jù)對被加工工件的具體要求選擇相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu)采用以鉸鏈相連接的連桿作中間傳力元件的夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)夾緊機(jī)構(gòu)中所采用的連桿數(shù)量，可將其分為單臂夾緊機(jī)構(gòu)、雙臂夾緊機(jī)構(gòu)及三臂和多臂夾緊機(jī)構(gòu)等類型。由機(jī)械原理可知，鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是一種增力比很大的夾緊機(jī)構(gòu)。但鉸鏈機(jī)構(gòu)一般不具自鎖性故此種夾緊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于氣動夾具中，以彌補(bǔ)氣缸或氣室力量之不足。此時，應(yīng)在氣體

40、回路中，增設(shè)保壓裝置等，使源動力不會消失或減弱，以確保夾緊安全可靠。</p><p>　　對于此次設(shè)計中加工的工件的要求選擇單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖1-5單臂鉸鏈機(jī)構(gòu)</p><p>　　Fig1-5 Shan arm hinge organization</p><p>　　表1-4不同傾角的杠桿作用力Q及末端行程<

41、/p><p>　　Tab1-4 Be unlike dip angle lever-age force Q and end route or distance of travel[7]</p><p>　　設(shè)計中選α=10°Q=4F；</p><p>　　與鉸鏈機(jī)構(gòu)相配合的壓板選擇鉸鏈?zhǔn)綁喊澹℅B-2188-80）B型壓板寬為40mm長為220mm相關(guān)尺寸參見

42、設(shè)計手冊。</p><p>　　1.4 夾緊的動力系統(tǒng)</p><p>　　1.4.1 夾緊動力的來源</p><p>　　通常動力的來自人力或機(jī)械裝置。使用人力通過各種傳力機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊，稱力手動夾緊。而現(xiàn)代高效率的夾具，大多采用機(jī)動夾緊方式。在機(jī)動夾緊中，一般都設(shè)有產(chǎn)生夾緊力的動力系統(tǒng)，常用的動力系統(tǒng)有：氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電動、磁力、真空動力系統(tǒng)等。

43、機(jī)動夾緊可以大幅度縮減裝夾工件的的輔助時間，提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動強(qiáng)度。</p><p>　　1.4.2 氣動夾緊系統(tǒng)</p><p>　　在設(shè)計中選擇了單臂鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu)，與其相配合對夾緊動力的來源進(jìn)行選擇，通常與鉸鏈?zhǔn)綂A緊機(jī)構(gòu)配合使用的動力源是氣壓系統(tǒng)。因為鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是一種增力比很大的夾緊機(jī)構(gòu)。但鉸鏈機(jī)構(gòu)一般不具自鎖性故此種夾緊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于氣動夾具中，以彌補(bǔ)氣缸或氣室力量之不足

44、。而且氣壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性上有優(yōu)勢。</p><p>　　氣動系統(tǒng)一般由四部分組成：</p><p>　　1）氣源部分——包括空氣壓縮機(jī)、冷卻器、儲氣罐、過濾器，一般置于動力站內(nèi)。</p><p>　　2）控制部分——如調(diào)壓閥、節(jié)流閥、換向閥等。用于控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向，以滿足夾具的動作和性能要求。多裝在機(jī)床附近。</p><

45、;p>　　3）執(zhí)行部分——能量輸出裝置，即氣缸。通常直接裝在機(jī)床夾具上，與夾緊機(jī)構(gòu)相連接。</p><p>　　4）輔助部分——包括管部、接頭、壓力表、分水濾氣器、油霧器、消聲器等。起連接、測量、過濾、潤滑、減小噪音等作用。多裝在機(jī)床附近。</p><p>　　圖1-6氣動夾緊系統(tǒng)示意圖</p><p>　　Fig1-6 The pneumatic clamp

46、s the system sketch map</p><p>　　1—電動機(jī)；2—空壓機(jī)；3—冷卻器；4—儲氣罐；5—過濾器；6—開關(guān)；7—分水濾氣器；</p><p>　　8—調(diào)壓閥；9—油霧器；10—單向閥；12—節(jié)流閥；13—活塞式氣缸；</p><p>　　根據(jù)所選夾緊機(jī)構(gòu)和計算的夾緊力活塞桿要提供1788N的力。</p><p>

47、　　選擇活塞式單向作用氣缸通過公式可算出輸出軸向力</p><p><b>　　(1-3)</b></p><p>　　式中 D——活塞的直徑；</p><p>　　P——氣缸工作壓力；</p><p>　　η——氣缸機(jī)械效率；</p><p>　　根據(jù)要求選擇QGP系列雙作用氣缸。氣缸缸筒直徑

48、D=100mm；活塞桿直徑d=25mm；工作壓力0.5MPa活塞桿推力為4950N。</p><p>　　1.5 對刀或?qū)蛟脑O(shè)計</p><p>　　對刀或?qū)蛟饕脕肀ＷC刀具在加工工件過程中相對于工件的處于正確的位置，加工時起正刀和引導(dǎo)刀具的作用。這類元件包括對刀塊、鉆模板、鉆套、鉸套等。根據(jù)設(shè)計的要求對孔進(jìn)行加工選擇設(shè)計相應(yīng)的鉆模板、鉆套、和襯套等。</p>

49、<p>　　1.5.1 鉆套的選擇與設(shè)計</p><p>　　夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾具的對刀，使刀具相對夾具定位元件處于正確位置。</p><p>　　對于鉆床來說使其刀具對于加工工件處于正確位置，主要是由鉆床中的鉆模板和與之配合的鉆套實現(xiàn)刀具的引導(dǎo)的。在確定了鉆模板后就要選擇與鉆模板相配合的鉆套，完成對刀具的導(dǎo)向。</p><p&

50、gt;　　1) 鉆套的四種形式</p><p><b>　　a 固定鉆套</b></p><p>　　固定鉆套有兩種結(jié)構(gòu)，A型為無肩的，B型為帶肩的。帶肩的主要用于鉆模板較薄時，用以保持鉆套必要的導(dǎo)引長度。鉆套外圓以或配合直接壓入夾具體或鉆模板孔中。這種鉆套結(jié)構(gòu)簡單，鉆孔精度高，適用于單一鉆孔工序和小批生產(chǎn)。。</p><p><b>

51、;　　b可換鉆套</b></p><p>　　可換鉆套與固定鉆套的功用相同，當(dāng)工件為單一孔工步、大批量生產(chǎn)時，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。它的凸緣銑有臺肩，防轉(zhuǎn)螺釘?shù)念^部與此臺肩有一定間隙以防止可換鉆套轉(zhuǎn)動。擰去螺釘便可取出可換鉆套。</p><p><b>　　c 快換鉆套</b></p><p>　　快換鉆套主要用于工件

52、需鉆、擴(kuò)、鉸多工步加工時，為能快速更換不同孔徑的鉆套，應(yīng)選用快換轉(zhuǎn)套。</p><p>　　2) 在本次設(shè)計中，根據(jù)待加工孔的尺寸d＝20mm，選擇可換鉆套。</p><p>　　技術(shù)條件：材料：d≥26mm T10A； 熱處理：T10A HRC58~64；20滲碳深度為0.8~1.2mm </p><p>　　表1-6可換鉆套主要規(guī)格及尺寸</p>

53、<p>　　Tab1-6 may change main drill cover specification and the dimension[8]</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p><b>　　圖1-7可換鉆套</b></p><p>　　Fig1-7 May change dril

54、l cover</p><p>　　鉆套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形狀等因素決定。</p><p>　　一般鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸取刀具的最大極限尺寸，鉆孔時其公差取F7或F8，若被加工孔為基準(zhǔn)孔（如H7、H9）時，鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸可取被加工孔的基本尺寸，鉆孔時其公差取F7或F8。</p><p>　　鉆一般的螺釘孔、銷子孔，工件孔

55、距精度在0.25mm或是自由尺寸公差時，鉆套的高度取，鉆套內(nèi)徑采用基軸制F8的公差。</p><p>　　加工IT6、IT7級精度，孔徑在12mm以上的孔或加工加工工件孔距精度要求在0.10～0.15mm時，鉆套的高度取。鉆套內(nèi)徑采用基軸制G7的公差。</p><p>　　加工IT7、IT8級精度的孔和孔距精度要求在0.06～0.10時，鉆套的高度取。</p><p&g

56、t;　　排屑空間h指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會降低。如果h太大，會增大鉆頭的傾斜量，使鉆套不能很好的導(dǎo)向。h過小，切屑排出困難（特別使鋼件），不僅會增大工件加工表面的粗糙度，有時還可能將鉆頭折斷。鉆削易排屑的鑄鐵時，常取鉆削較難排屑的鋼件時，常取。工件精度要求高時，可取h=0,使切屑全部從鉆套中排出。</p><p>　　材料越硬，則式中的系數(shù)應(yīng)取小值，鉆頭直

57、徑越小，也即鉆頭剛性越差，式中的系數(shù)取最大值，以免切屑堵塞而使鉆頭折。</p><p>　　對于本設(shè)計中鉆套高度由所選鉆套確定滿足要求。</p><p>　　鉆套與工件之間的距離h=（0.7~1.5）d=0.8×20=16mm。</p><p>　　1.5.2 鉆模板的類型選擇及設(shè)計</p><p>　　鉆模板是組裝鉆床夾具不可缺

58、少的重要元件，是導(dǎo)向元件設(shè)計的一部分。在組裝鉆床夾具時，要根據(jù)孔的直徑和位置來選擇相應(yīng)孔徑和外形尺寸的鉆模板。鉆模板孔徑大小要與標(biāo)準(zhǔn)的鉆套外徑一致，因此鉆模板孔徑大小與被加工孔徑大小有關(guān)。鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模上的正確位置。鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常用的有固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、懸掛式鉆模板等。選用時可參見下表。</p><p>　　在設(shè)計中選擇

59、固定式鉆模板，根據(jù)被加工孔徑為20mm以膠所選鉆套的尺寸和與之配合的襯套的尺寸，在設(shè)計確定鉆模板的孔徑為36mm。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求加工單一孔故選擇結(jié)構(gòu)簡單、鉆孔精度高的固定式鉆模板，直接與夾具體一同鑄造出來，再進(jìn)行精加工。</p><p>　　1.6 夾具體的設(shè)計</p><p>　　夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的基礎(chǔ)件，它通常

60、是夾具上體積最大和結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的零件。在加工過程中，夾具體還要承受夾緊力、切削力、慣性力、以及由此而產(chǎn)生的沖擊和振動。所以夾具體也是承受載荷最大的零件。另外，夾具體既要保證在其上所安裝的各種裝置和元件間的相互位置關(guān)系，而且還是實現(xiàn)夾具與機(jī)床之間的定位和連接。所以，它的加工精度要求往往較高。為此，在設(shè)計夾具體時，還應(yīng)考慮到它的結(jié)構(gòu)工藝性，在保證精度、強(qiáng)度和剛度的前提下，使之能合理、經(jīng)濟(jì)和方便地制造出來。</p><p&g

61、t;　　夾具體的結(jié)構(gòu)形式，可分為開式、半開式和框式三種，一般地講，開式結(jié)構(gòu)的制造工藝性較好，而框式結(jié)構(gòu)的整體剛性較強(qiáng)。在選擇夾具體的結(jié)構(gòu)形式時，應(yīng)主要考慮三方面的問題：1）與工件的形狀、尺寸、加工要求以及所選用的機(jī)床相適應(yīng)；2）便于夾具體毛坯的制造和切削加工；3）應(yīng)便于工件的裝卸。</p><p>　　夾具的制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計和制造周期，減少設(shè)計和制造費用，所以夾具體設(shè)計一般不作復(fù)雜計算。通常都是參照

62、類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法估計確定。實際上在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀－導(dǎo)引元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。</p><p>　　表1-7夾具體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　Tab1-7 Jig body related standard[5]</p><p>　　在本次設(shè)計中，夾具體采用鑄造部分結(jié)構(gòu)

63、采用焊接，壁厚一般取20mm，夾具體上一些尺寸按結(jié)構(gòu)而定。</p><p>　　1.7 夾具在機(jī)床上的定位</p><p>　　1) 夾具在機(jī)床上定位的目的</p><p>　　夾具在機(jī)床上位置的確定也是保證工件的尺寸精度和位置精度的重要條件。夾具對于機(jī)床工作臺和導(dǎo)軌或主軸軸線具有正確的位置關(guān)系，是使工件在機(jī)床上準(zhǔn)確定位的保證。只有保證工件在夾具中的定位和夾具在機(jī)

64、床上的定位才能滿中足工件加工精度和工藝性的要求，使夾具定位表面以及工件加工表面相對刀具處于理想加工位置。</p><p>　　2) 夾具在機(jī)床上的定位方式</p><p>　　夾具通過連接元件實現(xiàn)其在機(jī)床上的定位，根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與加工特點，夾具在機(jī)床上的連接定位通常有兩種方式：夾具連接定位在機(jī)床的工作臺面上（如銑、刨、鏜、鉆床等）及夾具連接定位在機(jī)床的主軸上（如車床，磨床等）。</p

65、><p>　　夾具在工作臺上的定位主要是用夾具安裝面及定向鍵定位的。為了保證夾具安裝面與工作臺面有良好的接觸，夾具安裝面的結(jié)構(gòu)形式及加工精度都應(yīng)有一定的要求。</p><p>　　圖（a）是定向鍵的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，圖（b）為定向鍵相配合零件的尺寸。</p><p>　　圖1-8標(biāo)準(zhǔn)定向鍵結(jié)構(gòu)</p><p>　　Fig.1-8 Standard dir

66、ectional band structure</p><p>　　在小型夾具中，為了制造簡便，可用圓柱定位銷代替定向鍵。下圖為圓柱銷直接裝配在夾具體的圓孔中（過盈配合）。下圖(b)、(c)為階梯形圓柱銷及其連接形式。其螺紋孔是供取出定位銷用的。</p><p>　　圖1-9 圓柱定位銷</p><p>　　Fig.1-9 Column positioning pi

67、n</p><p>　　為了提高定向精度，定向鍵與T型槽應(yīng)有良好的配合（一般采用,）,必要時定向鍵寬度可按機(jī)床工作臺T型槽配作。另外在夾具安裝時應(yīng)對T型槽精度進(jìn)行檢測，選擇精度高的使用（一般工作臺中間處T型槽精度較高），或使定向鍵靠向T型槽的一側(cè)，以減少間隙造成的誤差。</p><p>　　下圖所示為圓柱定向鍵的結(jié)構(gòu)。上部圓柱體與夾具體的圓孔相配合，下部圓柱體切出與T型槽寬度b相等的兩平面

68、。這可改善圖中圓柱部分與T型槽配合時易磨損的特點。</p><p>　　圖1-10 圓柱定向鍵</p><p>　　Fig.1-10Column direction detection key</p><p>　　下圖(b)、(c)所示為圓柱定向鍵與夾具體的固定方式。當(dāng)用扳手1旋緊螺釘2時，借助摩擦力，月牙塊3發(fā)生偏轉(zhuǎn)外移，使定向鍵4卡緊在夾具體5的圓孔中。放松螺釘

69、2，便可取出定向鍵。</p><p>　　通常在這類夾具的縱向兩端底邊上，設(shè)計出帶U型槽的耳座，供緊固夾具體的螺栓穿過。下圖為其具體結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　圖1-11U型槽耳座結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　Tab.1-11U die ear place structural style</p><p>　　通過在機(jī)床上定位方式的對比和

70、機(jī)床工作臺的特點，通過分析采用T型槽的定位方式，將夾具定位在機(jī)床上。</p><p>　　2 支架φ20孔加工專機(jī)的設(shè)計</p><p>　　2.1 鉆床的總體設(shè)計</p><p>　　鉆床可用于加工簡單零件上的孔，也可用于加工外型復(fù)雜、沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線工件上的單個或一系列圓柱孔，如蓋板、箱體、機(jī)架等零件上的各種用途的孔。鉆床一般用于完成加工尺寸較小、精度要求不

71、太高的孔。通常，鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭軸向移動為進(jìn)給運動。</p><p>　　鉆床可分為臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床和臥式鉆床。</p><p>　　在本次設(shè)計中，待加工孔為中深孔，而且孔徑較大。針對設(shè)計中的這些具體情況選擇相應(yīng)的鉆頭，并合理的布置主軸箱和進(jìn)給箱完成對要求的孔加工。結(jié)合目前市場上機(jī)床的種類和相關(guān)的結(jié)構(gòu)，對設(shè)計的機(jī)床進(jìn)行分析，選擇設(shè)計立式

72、機(jī)床。主軸沿豎直方向，工件不動通過主軸的運動實現(xiàn)進(jìn)給。</p><p>　　由于本次設(shè)計為鉆孔專機(jī)，只加工固定的工件上的單個孔，所以簡單的傳動系統(tǒng)就能滿足，不需要變速，因此采用一級齒輪傳動即可，這樣可以直接達(dá)到鉆削所需要的速度。</p><p>　　支架的材料為45號鋼，根據(jù)其切削性能及各類孔加工刀具的尺寸參數(shù)，在相比較下選擇合適的刀具。從而確定進(jìn)給量來計算出切削參數(shù)，即加工時所需的鉆削力

73、、鉆削率和鉆削轉(zhuǎn)矩。通過這些數(shù)據(jù)，可選擇出適合的電動機(jī)作為動力源。同時，根據(jù)這些切削參數(shù)設(shè)計計算出傳動系統(tǒng)的參數(shù)。</p><p>　　2.2 鉆床刀具的選擇 </p><p>　　在孔加工中，可使用各種不同的刀具和孔加工方法，根據(jù)加工孔的要求不同對鉆孔刀具進(jìn)行選擇。通過分析選擇麻花鉆進(jìn)行加工。麻花鉆具有投資少、見效快、應(yīng)用廣泛等特點適用于多種類型孔的加工。因此選用長直柄麻花鉆對此次設(shè)計

74、中的工件進(jìn)行加工是種行之有效的加工方法。</p><p>　　在本次設(shè)計中，則采用麻花鉆來完成切削任務(wù)。根據(jù)設(shè)計中要加工的工件的技術(shù)要求選擇適合的麻花鉆和相應(yīng)的尺寸參數(shù)。</p><p>　　其主要的尺寸參數(shù)可在下表中查詢。</p><p>　　表2-1麻花鉆主要的尺寸參數(shù)[15]</p><p>　　Tab.2-1 Twist drill

75、main size parameter</p><p>　　注：——麻花鉆全長；——麻花鉆工作部分長度；</p><p>　　d——麻花鉆的直徑。 </p><p>　　此次加工的孔深為68mm，工作部分長度滿足此長度即可，因此可選＝140的長直柄麻花鉆。</p><p>　　麻花鉆的技術(shù)要求如下：</p><p>

76、　　1）麻花鉆的刃口應(yīng)鋒利，不得有崩刃、裂紋以及磨削燒傷等影響使用性能的缺陷。</p><p>　　2）麻花鉆表面粗糙度按下表規(guī)定 </p><p>　　表2-2麻花鉆表面粗糙度[15]（μm）</p><p>　　Tab2-2 Twist-drill surface harshness</p><p>　　3) 麻花鉆位置公差按下表規(guī)定&l

77、t;/p><p>　　表2-3麻花鉆位置公差[15]</p><p>　　Tab2-3 Twist-drill location common difference</p><p>　　麻花鉆工作部分直徑倒錐度為每100mm長度上為0.03~0.10mm。</p><p>　　麻花鉆工作部分鉆芯增量為每100mm長度上為1.4~2.0mm<

78、/p><p>　　麻花鉆長度（、）公差應(yīng)按基尺本尺寸對稱分布，麻花鉆長度極限尺寸不應(yīng)超過上下相鄰麻花鉆的基本尺寸。制造廠根據(jù)使用需要，應(yīng)對麻花鉆長度（、）規(guī)定較嚴(yán)格的公差。</p><p>　　麻花鉆用、或同等性能的高速鋼制造；焊接麻花鉆柄部用60鋼、45鋼或同等以上性能的合金鋼制造。</p><p>　　麻花鉆工作部分淬硬范圍和硬度</p><p&

79、gt;　?、俅阌卜秶?整體麻花鉆在離鉆尖五分之四刃溝長度上；焊接麻花鉆在離鉆尖四分之三刃溝長度上。</p><p>　　②硬度 不低于63HRC。</p><p>　　麻花鉆應(yīng)經(jīng)蒸汽處理或其他表面強(qiáng)化處理。</p><p>　　直徑d≤3mm的麻花鉆允許不進(jìn)行蒸汽表面處理或其他表面強(qiáng)化處理。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計中加工

80、孔的具體情況及技術(shù)要求，選擇普通性能的麻花鉆。</p><p>　　2.3 鉆床傳動系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　2.3.1 切削參數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)加工孔的要求，根據(jù)相關(guān)公式對鉆削扭矩、鉆削力和鉆削功率進(jìn)行計算。</p><p>　　表1-3 在機(jī)床上用高速鋼刀具對碳鋼鉆孔時切削速度和進(jìn)給量[15]</p>

81、<p>　　Tab.1-3 When using high-speed steel tool to drill to carbon steel on the machine tool, cut speed and feed amounts</p><p>　　根據(jù)被加工材料的硬度以及鉆頭加工相就材料的試驗參照上表選擇切削速度為 </p><p>　　

82、=20 (m/min)</p><p>　　進(jìn)給量為 =0.32 (mm/r）</p><p>　　計算鉆削扭矩、鉆削力和鉆削功率</p><p>　　表1-4計算公式中的相關(guān)參數(shù)</p><p>　　Tab1-4 Calculate relevance parameter in formul

83、a[15]</p><p>　　碳素結(jié)構(gòu)鋼修正系數(shù)K取0.89</p><p><b>　　鉆削軸向力</b></p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中 ——鉆削軸向力，N。</p><p>　　鉆削扭距 （2-2）</p>

84、<p>　　式中 ——鉆削扭距，N·m；</p><p>　　——鉆頭直徑，mm；</p><p>　　——鉆孔進(jìn)給量，mm/r。</p><p><b>　　鉆削功率</b></p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　式中

85、——鉆削功率，kW； </p><p>　　——切削扭矩，N·m</p><p>　　——切削速度，m/min。</p><p><b>　　則主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　(r/min) （2-4）</p><p>　　式中 ——主軸轉(zhuǎn)速；<

86、/p><p><b>　　——切削速度；</b></p><p>　　——工件（或刀具直徑），mm。</p><p>　　通過計算結(jié)果得鉆削的功率為1.46kW。</p><p>　　2.3.2 電動機(jī)的選擇</p><p>　　一般用于驅(qū)動金屬切削機(jī)床的電動機(jī)為異步電動機(jī)。其中，低壓電動機(jī)中的Y系

87、列三相異步電動機(jī)尤為合適。</p><p>　　Y系列三相異步電動機(jī)具有效率高，節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪聲低，振動小，運行安全可靠的特點，作為一般用途的電動機(jī)，適用于驅(qū)動無特殊性能要求的各種機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、水泵等。</p><p>　　鉆削功率為1.46kW，則電動機(jī)功率為：</p><p><b>　?。?-5）</b><

88、/p><p>　　式中 ——機(jī)床總機(jī)械效率，主運動為回轉(zhuǎn)運動的機(jī)床一般取=0.75~0.85；</p><p>　　——鉆削功率，kW。</p><p>　　在進(jìn)行鉆削時，進(jìn)給功率及小，可忽略不計，因此可直接根據(jù)計算出的電動機(jī)的功率選擇電動機(jī)。選用Y系列的Y132M—8型電動機(jī)，額定功率為2.2kW，同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機(jī)作為動力。</p>

89、<p>　　2.3.3 齒輪傳動設(shè)計及計算</p><p>　　根據(jù)切削速度和電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速可得傳動比：</p><p>　　則齒輪傳動的設(shè)計計算如下：</p><p><b>　　1) 選擇齒輪材料</b></p><p>　　齒輪最常用的材料是鍛鋼，其次是鑄鋼和鑄鐵，有時也采用非金屬材料。</p&

90、gt;<p>　　2)齒輪尺寸確定及強(qiáng)度計算</p><p>　　a 選擇齒輪材料查表得：小齒輪選用調(diào)質(zhì) HBS=245~275HBS</p><p>　　大齒輪選用正火 HBS=210~240HBS</p><p>　　b 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算 </p><p>　　確定齒輪傳動精度等

91、級：</p><p>　　按 (2-6)</p><p>　　估取圓周速度，得：，參考表選?、蚬罱M8級。</p><p>　　小齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　

92、齒寬系數(shù)查表得按齒輪相對軸承為非對稱布置：取=0.8</p><p>　　小齒輪齒數(shù)在推薦值20~40中選 =26</p><p>　　大齒輪齒數(shù) 圓整取61;</p><p>　　齒數(shù)比 ;</p><p>　　傳動比誤差 誤差在范圍內(nèi)合適。</p><

93、p>　　小輪轉(zhuǎn)矩 N·mm; </p><p>　　載荷系數(shù)K (2-8)</p><p>　　使用系數(shù)查表得 =1.1</p><p>　　動載荷系數(shù)查相關(guān)圖得初值 =1.05</p>

94、<p>　　齒向載荷分布系數(shù)查相關(guān)圖得 =1.07</p><p>　　齒間載荷分配系數(shù)由=0得</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p><b>　　查表并插值</b></p><p>　　則載荷系數(shù)K的初值 </p><p&

95、gt;　　彈性系數(shù)查表得 </p><p>　　節(jié)點影響系數(shù)查相關(guān)圖及=0,查相關(guān)圖(=0, ==0)得</p><p><b>　　=2.5</b></p><p>　　重合度系數(shù)查相關(guān)圖（）得 =0.87</p><p>　　許用接觸應(yīng)力[] []

96、= (2-10)接觸疲勞極限應(yīng)力,查相關(guān)圖得</p><p>　　=570 N/mm2</p><p>　　=460 N/mm2</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、</b></p><p>　　=60nj= </p><p><b>　　=</b

97、></p><p>　　由查相關(guān)圖得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)、</p><p><b>　　==1</b></p><p>　　硬化系數(shù)查相關(guān)圖得 =1</p><p>　　接觸強(qiáng)度安全系數(shù)查表得，按一般可靠度查取=1.1</p><p>　　故根據(jù)式(2-6)的設(shè)計初值

98、為</p><p>　　得： 51.83mm</p><p>　　齒輪模數(shù)m m===1.99mm 查表得 m=2mm；</p><p>　　小輪分度圓直徑的圓整值 mm；</p><p>　　圓周速度 m/s； <

99、;/p><p>　　與估取 很相近,對取值影響不大,不必修正；</p><p><b>　　=1.05,；</b></p><p>　　小輪分度圓直徑 mm；</p><p>　　大輪分度圓直徑 mm；</p><p>　　中心距

100、 mm；</p><p>　　齒寬 mm；</p><p>　　大輪齒寬 ；</p><p>　　小輪齒寬 ；</p><p>　　3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算</p><p><b&

101、gt;　??；</b></p><p>　　齒形系數(shù)查相關(guān)圖得 小輪 =2.60 </p><p>　　大輪 =2.25； </p><p>　　應(yīng)力修正系數(shù)查相關(guān)圖得 小輪 =1.60 </p><p>　　大輪 =1.73；</p><p>　　重合度系數(shù)

102、 ；</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力 N/mm2；</p><p>　　彎曲疲勞極限查相關(guān)圖得 =460，=390；</p><p>　　彎曲壽命系數(shù)查相關(guān)圖得 ==1；</p><p>　　尺寸系數(shù)查相關(guān)圖得 =1；</p><p>　　安

103、全系數(shù)查表得 =1.3；</p><p>　　則 N/mm2；</p><p><b>　　N/mm2；</b></p><p>　　故 ；</p><p><b>　??；</b></p>&

104、lt;p>　　可得結(jié)論:齒根彎曲強(qiáng)度足夠。</p><p>　　4) 齒輪其它尺寸計算</p><p>　　分度圓直徑 ； =52,=122；</p><p>　　齒頂高 ； ==2；</p><p>　　

105、齒根高 ； ==2.5；</p><p>　　齒全高 ； ==4.5；</p><p>　　齒頂圓直徑 ； =56 , =126；</p><p>　　齒根圓直徑 ；

106、=47, =117；</p><p>　　基圓直徑 ； =48.86,=114.64；</p><p>　　齒距 ； ==6.28；</p><p>　　齒厚 ；

107、 ==3.14；</p><p>　　齒槽寬 ； ==3.14；</p><p>　　基圓齒距 ； ==5.90；</p><p>　　法向齒距 ； ==5.90

108、；</p><p>　　頂隙 ； ==0.5； </p><p>　　分度圓壓力角 </p><p>　　2.3.4 軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核</p><p>　　1) 軸的材料的選擇</p><p>　　軸的

109、材料種類很多，要根據(jù)強(qiáng)度、剛度核耐磨性等要求，選擇材料種類和熱處理方式，軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價格較低，對應(yīng)力集中敏感性小，通常使用中碳鋼，最常用的是45號鋼，不太重要或受力小的軸可以使用Q235等鋼材。</p><p>　　合金鋼比碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能，但對應(yīng)力集中比較敏感，對于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采

110、用合金鋼。在低于200℃的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。</p><p>　　球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵適合于制造形狀復(fù)雜的軸（如曲軸、凸輪軸等），它具有良好的吸振性和耐磨性，對應(yīng)力集中不敏感，但是鑄造質(zhì)量不易控制。</p><p>　　小直徑的軸可以使用軋制圓鋼，大直徑或直徑變化較大的階梯軸需要使用鍛件，形狀復(fù)雜的軸通常采用鑄造方式

111、制造。</p><p>　　熱處理可以明顯提高軸的強(qiáng)度（特別是疲勞強(qiáng)度）和耐磨性，因此要根據(jù)工作條件選用合適的熱處理方式。</p><p>　　根據(jù)軸的常用材料及主要機(jī)械性能，選擇45＃正火為軸的材料。</p><p><b>　　2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)形狀要根據(jù)軸上零件裝配方案確定，不同

112、的裝配方案會產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)形狀。通常在擬定幾種不同的裝配方案，經(jīng)分析比較，選擇出最佳方案。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足；軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置并易于裝拆；軸要有良好的制造工藝性，并盡量度減小軸的應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計和不同軸段的作用進(jìn)行具體尺寸的選擇設(shè)計。</p><p>　　3) 軸的設(shè)計及計算</p><p>　　高速軸軸段相關(guān)尺寸的選

113、擇與計算，對軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p><b>　　設(shè)計計算公式為</b></p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　式中 ——軸的直徑，mm；</p><p>　　——考慮了彎矩影響的設(shè)計系數(shù)；</p><p>　　——軸傳遞的功率，kW

114、；</p><p>　　——軸的轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　本節(jié)設(shè)計機(jī)床的傳動結(jié)構(gòu)，下面對齒輪傳動系統(tǒng)中的高速軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。 </p><p>　　a 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　N·mm</b></p><p>　　b 求作用在齒輪上的力</p&g

115、t;<p>　　輸出軸上的小齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　圓周力、徑向力、和軸向力的大小如下，方向如圖所示。</p><p>　　圖2-1軸的受力分析圖</p><p>　　Fig.2-1 Axis stress analysis chart</p&

116、gt;<p>　　由此可得： N</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　式中 ——壓力角；</p><p>　　——螺旋角，因是直齒圓柱齒輪，因此＝0。</p><p>　

117、　c 確定軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，正火處理。按式1-10初估軸的最小直徑，查表取A＝115，可得：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　圖2-2軸的結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　軸段①（見上圖）用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與聯(lián)軸器